KR101862526B1 - Method for manufacturing coated mold for die casting - Google Patents

Method for manufacturing coated mold for die casting Download PDF

Info

Publication number
KR101862526B1
KR101862526B1 KR1020177004008A KR20177004008A KR101862526B1 KR 101862526 B1 KR101862526 B1 KR 101862526B1 KR 1020177004008 A KR1020177004008 A KR 1020177004008A KR 20177004008 A KR20177004008 A KR 20177004008A KR 101862526 B1 KR101862526 B1 KR 101862526B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hard coating
coating
substrate
treatment
hard
Prior art date
Application number
KR1020177004008A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20170033353A (en
Inventor
사레 아브스아이릭
Original Assignee
히타치 긴조쿠 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 filed Critical 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤
Publication of KR20170033353A publication Critical patent/KR20170033353A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101862526B1 publication Critical patent/KR101862526B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/06Permanent moulds for shaped castings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20Accessories: Details
    • B22D17/22Dies; Die plates; Die supports; Cooling equipment for dies; Accessories for loosening and ejecting castings from dies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C3/00Selection of compositions for coating the surfaces of moulds, cores, or patterns
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/0641Nitrides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation
    • C23C14/32Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
    • C23C14/325Electric arc evaporation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

본 발명의 목적은, 용융 금속에 대한 내용손성 및 내 시징성이 우수한 다이캐스트용 피복 금형의 제조 방법을 제공하는 것이다. 다이캐스트용 금형의 기재 표면에 아크 이온 플레이팅법에 의해 제1 경질 피막을 피복하는 공정과, 상기 제1 경질 피막의 표면을 평활화 처리하는 공정과, 상기 평활화 처리된 제1 경질 피막의 위에 아크 이온 플레이팅법에 의해 제2 경질 피막을 피복하는 공정을 갖는 다이캐스트용 피복 금형의 제조 방법이다.It is an object of the present invention to provide a method for producing a die casting coated metal mold which is excellent in content adhesion and durability against molten metal. A method of manufacturing a die-casting mold, comprising the steps of: coating a substrate surface of a die-casting mold with a first hard coating by an arc ion plating method; smoothing a surface of the first hard coating; And a step of coating the second hard coating film by a plating method.

Figure R1020177004008
Figure R1020177004008

Description

다이캐스트용 피복 금형의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING COATED MOLD FOR DIE CASTING}METHOD FOR MANUFACTURING COATED MOLD FOR DIE CASTING [0002]

본 발명은, 강이나 알루미늄, 마그네슘, 아연, 그것들의 합금으로 대표되는 각종 철·비철금속의 주조, 특히는 알루미늄이나 그 합금의 주조에 사용되는, 아크 이온 플레이팅법에 의해 경질 피막을 피복하는 다이캐스트용 피복 금형의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a die casting method for casting various kinds of iron and non-ferrous metals typified by steel, aluminum, magnesium, zinc and alloys thereof, especially for casting aluminum or an alloy thereof, And to a method of manufacturing a mold for a mold.

최근, 다이캐스트 제품의 경량화, 고성능화, 용도의 다양화 등에 수반하여, 그 제품 치수 형상에 대한 금형의 정밀도, 그리고 금형 표면에 부하되는 열응력 조건은, 해마다 엄격해지고 있으며, 금형 수명이 불안정화되는 경향이 있다. 다이캐스트용 금형의 표면에는, 용융 금속에 의한 가열과, 이형제의 분무에 의한 냉각을 반복해서 받음으로써, 열응력에 의한 피로 크랙이 발생한다. 또한 동시에, 용융 금속과 접함으로써, 금형 표면에서는 용손이나 시징이 발생한다. In recent years, the precision of a die with respect to the product dimension shape and the thermal stress conditions applied to the surface of the die have become stricter each year, and the life of the die becomes unstable, with the light weight, high performance, . The surface of the die casting mold is repeatedly subjected to heating by molten metal and cooling by spraying the releasing agent, thereby causing fatigue cracking due to thermal stress. In addition, at the same time, contact with the molten metal leads to the occurrence of melting and seizing on the mold surface.

따라서, 이와 같은 과제를 방지 또는 억제하기 위해서, 질화물, 탄질화물, 산질화물, 산화물 등의 경질 피막을 피복한 다이캐스트용 피복 금형이 제안되고 있다. 피복 수단 중에서도 아크 이온 플레이팅법은 기재에 대한 열적 부하가 작기 때문에 금형의 치수 변화가 적어, 경질 피막의 밀착성에도 우수한 점에서 유효하다.Therefore, in order to prevent or suppress such problems, a coating die for die casting in which a hard coating such as nitride, carbonitride, oxynitride, or oxide is coated is proposed. Of the coating means, the arc ion plating method is effective in that the thermal load on the substrate is small and therefore the dimensional change of the metal mold is small and the adhesion of the hard coating is excellent.

예를 들어, 특허문헌 1에서는, 아크 이온 플레이팅법에 의해 Cr의 질화물을 단층으로 피복하는 것이 제안되어 있다. 특허문헌 2에서는, 이온 플레이팅법에 의해 금속 또는 합금과, 탄화물, 질화물, 산화물, 혹은 탄질화물을 적층시키는 것이 제안되어 있다. 또한, 인용 문헌 3에서는, 화학적으로 안정된 산화물 피막을 적용하는 것이 개시되어 있으며, 구체적으로는 아크 이온 플레이팅법에 의해 Cr의 산화물의 위에 AlCr의 산화물을 마련하는 것이 제안되어 있다.For example, Patent Document 1 proposes coating a nitride of Cr with a single layer by the arc ion plating method. Patent Document 2 proposes that a metal or an alloy and a carbide, a nitride, an oxide, or a carbonitride are laminated by an ion plating method. In addition, Reference 3 discloses the application of a chemically stable oxide film, and specifically, it has been proposed to provide an oxide of AlCr on the Cr oxide by the arc ion plating method.

일본 특허공개 평10-237624호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-237624 일본 특허공개 제2008-188609호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-188609 일본 특허공개 제2010-58135호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-58135

본 발명자는, 피막의 밀착성이 우수한 아크 이온 플레이팅법에 의해 피복 처리한 다이캐스트용 피복 금형이더라도, 국소적인 용손이나 시징이 발생하는 것을 확인하였다. 그리고, 다이캐스트용 피복 금형에 있어서의 용손이나 시징의 발생 원인을 검토한바, 경질 피막에 포함되는 액적이나 파티클 등의 요철을 기점으로 하는 보이드 등의 간극 결함에 의해, 국소적인 용손이나 시징이 발생하고 있다는 사실을 확인하였다.The inventor of the present invention has found that even if a coated mold for die casting is coated with an arc ion plating method having excellent coating adhesion, local melting or seizing occurs. The cause of the occurrence of the melting and seizing in the die-casting mold was examined. As a result, a local melting or seizing occurred due to a gap defect such as a void or the like originating from the unevenness of the droplet or particles included in the hard coating And that the

본 발명의 목적은 상기의 과제를 감안하여, 용융 금속에 대한 내용손성 및 내 시징성이 우수한 다이캐스트용 피복 금형의 제조 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a die casting mold having excellent properties of a molten metal and excellent corrosion resistance in view of the above problems.

본 발명은, 다이캐스트용 금형의 기재의 표면에 아크 이온 플레이팅법에 의해 경질 피막을 피복하는 다이캐스트용 피복 금형의 제조 방법으로서, 기재의 표면에 아크 이온 플레이팅법에 의해 제1 경질 피막을 피복하는 공정과, 그 제1 경질 피막의 표면을 평활화 처리하는 공정과, 그 평활화 처리된 제1 경질 피막의 위에 아크 이온 플레이팅법에 의해 제2 경질 피막을 피복하는 공정을 갖는 다이캐스트용 피복 금형의 제조 방법이다.The present invention relates to a method for producing a die-cast coated mold in which a hard film is coated on the surface of a substrate of a die-casting mold by an arc ion plating method, wherein a first hard film is coated on the surface of the substrate by arc ion plating A step of smoothing the surface of the first hard coating and a step of coating the second hard coating on the smoothed first hard coating by an arc ion plating method Lt; / RTI >

여기서 평활화 처리는, 봄바드먼트 처리인 것이 바람직하다.Here, the smoothing treatment is preferably a spring wetting treatment.

본 발명의 다이캐스트용 피복 금형의 제조 방법에 있어서, 제1 경질 피막 또는 제2 경질 피막은, 크롬계 질화물인 것이 바람직하다.In the method for producing a die cast casting mold of the present invention, it is preferable that the first hard coating or the second hard coating is a chromium nitride.

또한, 본 발명의 다이캐스트용 피복 금형의 제조 방법에 있어서, 제2 경질 피막은, 적어도 2층 이상의 다층 구조를 갖는 것이 바람직하다.In the method for producing a die-cast coated metal mold of the present invention, it is preferable that the second hard coating has a multilayer structure of at least two layers.

본 발명에 의하면, 알루미늄 등의 용융 금속에 대하여, 우수한 내용손성 및 내 시징성을 발휘할 수 있는 다이캐스트용 피복 금형을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a die casting mold capable of exhibiting excellent content adhesion and durability against molten metal such as aluminum.

도 1은, 본 발명예 1 내지 4의 용손 시험 후의 광학 현미경에 의한 외관 관찰 사진이다.
도 2는, 비교예 1, 2의 용손 시험 후의 광학 현미경에 의한 외관 관찰 사진이다.
도 3은, 본 발명예 10 내지 12의 용손 시험 후의 광학 현미경에 의한 외관 관찰 사진이다.
도 4는, 본 발명예 13 내지 15의 용손 시험 후의 광학 현미경에 의한 외관 관찰 사진이다.
도 5는, 본 발명예 16 내지 18의 용손 시험 후의 광학 현미경에 의한 외관 관찰 사진이다.
도 6은, 비교예 10 내지 12의 용손 시험 후의 광학 현미경에 의한 외관 관찰 사진이다.
도 7은, 비교예 13, 14의 용손 시험 후의 광학 현미경에 의한 외관 관찰 사진이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a photograph of an appearance observation by an optical microscope after the melting loss test of Examples 1 to 4 of the present invention. Fig.
Fig. 2 is a photograph of appearance of Comparative Examples 1 and 2 by an optical microscope after the melting loss test. Fig.
Fig. 3 is a photograph of the appearance observation by an optical microscope after the melting test of Examples 10 to 12 of the present invention. Fig.
Fig. 4 is a photograph of the external appearance observed by an optical microscope after the melting loss test of Examples 13 to 15 of the present invention. Fig.
Fig. 5 is a photograph of an appearance observation by an optical microscope after the melting test of Examples 16 to 18 of the present invention. Fig.
Fig. 6 is a photograph of appearance of Comparative Examples 10 to 12 by an optical microscope after the melting test. Fig.
Fig. 7 is a photograph of the appearance observation by an optical microscope after the melting test of Comparative Examples 13 and 14. Fig.

본 발명자는, 다이캐스트용 피복 금형의 국소적인 용손이나 시징을 저감시키기 위해서는, 아크 이온 플레이팅법에 의한 경질 피막의 피복 처리의 도중에 평활화 처리를 설치하는 것이 유효하다는 사실을 알아내어, 본 발명에 도달하였다.The present inventors have found out that it is effective to provide a smoothing treatment during the coating process of the hard coating by the arc ion plating method in order to reduce the local melting loss and seizure of the die cast coating mold, Respectively.

본 발명자는, 경질 피막의 내부에 포함되는 액적이나 파티클이 원인으로 되어, 국소적인 용손이나 시징이 발생한다는 사실을 확인하였다. 그리고, 최표면의 경질 피막을 평활화 처리하는 것만으로는, 피막 내부에 포함되는 액적이나 파티클을 기점으로 하는 결함은 제거할 수 없어, 다이캐스트용 금형의 용손이나 시징을 억제하는 것은 가능하지 않다는 사실을 확인하였다. 그리고, 다이캐스트용 금형의 용손이나 시징을 억제하기 위해서는, 경질 피막의 형성 도중에 평활화 처리를 설치하는 것이 유효하다는 사실을 알게 되었다.The inventors of the present invention have confirmed that droplets or particles included in the inside of the hard coating are a cause of local melting and seizing. In addition, it is impossible to remove defects originating from liquid droplets or particles included in the coating film only by smoothing the outermost hard coating film, and it is impossible to suppress the melting and seizing of the die casting mold Respectively. It has been found that it is effective to provide a smoothing treatment during the formation of the hard coating in order to suppress the melting and sticking of the die casting die.

본 발명에서는, 제1 경질 피막을 아크 이온 플레이팅법에 의해 피복하고, 그 표면을 평활화 처리한다. 제1 경질 피막의 표면을 평활화 처리함으로써 피막의 표면에 있는 액적이나 파티클 등에 기인한 표면의 요철을 적응시켜서 평활하게 할 수 있다. 그리고, 제1 경질 피막의 표면을 평활화 처리한 후에는, 제2 경질 피막을 아크 이온 플레이팅법에 의해 피복하는 것이 중요하다. 평활화 처리된 제1 경질 피막의 위에 아크 이온 플레이팅법에 의해 제2 경질 피막을 피복함으로써, 제1 경질 피막의 표면에 존재하는 평활화 처리 자국에 기인하는 미세한 요철도 매립되게 되고, 경질 피막의 전체에 포함되는 액적이나 파티클 등을 기점으로 하는 표면의 요철이 저감되어, 국소적인 용손이나 시징을 억제할 수 있다.In the present invention, the first hard coating is coated by the arc ion plating method, and the surface of the first hard coating is smoothed. The surface of the first hard coating can be smoothed to smooth the surface by adapting the surface irregularities due to droplets or particles on the surface of the coating. After the surface of the first hard coating is smoothed, it is important to coat the second hard coating with the arc ion plating method. By coating the second hard coating on the smoothed first hard coating with the arc ion plating method, fine irregularities caused by the smoothed finish existing on the surface of the first hard coating are also buried. As a result, The irregularities of the surface starting from the liquid droplets or particles contained are reduced, and local melting and seizure can be suppressed.

본 발명에 있어서, 상기의 「평활화 처리」란, 기계적 연마, 봄바드먼트 처리 등과 같이, 경질 피막의 표면의 표면 조도의 수치를 작게 하는 처리를 의미한다.In the present invention, the above-mentioned "smoothing treatment" refers to a treatment for reducing the surface roughness of the surface of the hard coating, such as mechanical polishing, spring-wetting treatment and the like.

상기의 표면 조도의 파라미터에는, JIS-B-0601-2001에 준거하는 산술 평균 조도 Ra, 및 최대 높이 Rz를 사용할 수 있다. 그리고, 상기의 평활화 처리에 의해, 제1 경질 피막의 표면의 산술 평균 조도 Ra를 0.05㎛ 이하, 최대 높이 Rz를 1.00㎛ 이하로 하는 것이 바람직하고, Rz를 0.50㎛ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.As the parameters of the surface roughness, the arithmetic average roughness Ra and the maximum height Rz according to JIS-B-0601-2001 can be used. By the smoothing process, it is preferable that the arithmetic average roughness Ra of the surface of the first hard coating film is 0.05 mu m or less and the maximum height Rz is 1.00 mu m or less, and Rz is more preferably 0.50 mu m or less.

봄바드먼트 처리는 아르곤 등의 가스를 사용한 봄바드먼트 처리나, 금속 이온을 사용한 봄바드먼트 처리를 적용할 수 있다. 봄바드먼트 처리를 적용하면, 동일 노 내에서 연속적으로 처리할 수 있으므로, 후술하는 기계적 연마보다도 바람직하다.In the case of the spring bedding treatment, a spring bedding treatment using a gas such as argon or a spring bedding treatment using a metal ion can be applied. The application of the spring-wetting treatment is preferable to the mechanical polishing described later because it can be continuously treated in the same furnace.

단, 봄바드먼트 처리의 시간이 너무 길어지게 되면, 제1 경질 피막의 표면에 요철이 많아져서, 내용손성이 저하되는 경향이 있다. 보다 우수한 내용손성을 발휘하기 위해서는, 봄바드먼트 처리는, 처리 시간을 40분 이하로 하는 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 30분 이하이다. 단, 처리 시간이 너무 짧아지게 되면, 내용손성을 향상시키는 효과가 얻어지기 어렵다. 그로 인해, 봄바드먼트 처리는, 처리 시간을 5분 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 10분 이상으로 하는 것이 바람직하다.However, if the time for the treatment of the spring burdens becomes too long, the irregularities on the surface of the first hard coating film tend to increase, and the content loss tends to deteriorate. In order to exert a superior content property, it is preferable to set the treatment time to 40 minutes or less in the spring wetting treatment. More preferably 30 minutes or less. However, if the processing time is too short, it is difficult to obtain an effect of improving the content handover. Therefore, it is preferable to set the treatment time to 5 minutes or more in the spring wetting treatment. It is also preferable to set it to 10 minutes or longer.

가스 봄바드먼트 처리는, 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압을 -700V 이상-400V 이하에서 실시하는 것이 바람직하다. 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압이 -400V보다 크게(-400V보다도 플러스측) 되면, 제1 경질 피막의 평활화가 충분하지 않기 때문에 내용손성 및 내 시징성이 저하되는 경향이 있다. 또한, 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압이 -700V보다 작게(-700V보다도 마이너스측) 되면, 제1 경질 피막의 표면에 요철이 많이 형성되기 쉬워져서 내용손성 및 내 시징성이 저하되는 경향이 있다.It is preferable that the gas-plasma bombardment treatment is carried out at a negative bias voltage applied to the substrate at -700 V or more and -400 V or less. If the negative bias voltage applied to the substrate is larger than -400 V (on the plus side of -400 V), the smoothing of the first hard coating is not sufficient, and the content scratch resistance and waterproofing tend to be lowered. Further, when the negative bias voltage applied to the substrate is smaller than -700 V (on the minus side from -700 V), a large amount of unevenness is likely to be formed on the surface of the first hard coating film, so that the content damage and durability are likely to deteriorate.

한편, 액적에 기인하는 표면의 요철을 해소하여 평활한 표면 상태로 하기 위해서는, 다음과 같은 기계적 연마가 유효하다.On the other hand, the following mechanical polishing is effective for eliminating the unevenness of the surface due to the droplet to obtain a smooth surface state.

(1) 다이아몬드 페이스트 등의 연마제를 보유한 연마 천으로 경질 피막의 표면을 연마하는 방법(1) A method of polishing the surface of a hard coating with an abrasive cloth having an abrasive such as a diamond paste

(2) 다이아몬드 입자와 물을 함유한 연마제를 사용하고, 기재에 피복된 피막에 고속으로 활주시켜서, 발생하는 마찰력에 의해 연마하는, 소위 에어로 랩(등록상표) 등에 의한 연마 방법(2) a polishing method using a so-called AEROLAP (registered trademark) or the like which polishes by a generated frictional force by using an abrasive containing diamond particles and water at high speed on a coating film coated on a substrate

(3) 에어를 사용하지 않고 탄성과 점착성을 갖는 연마제를 분사함으로써 연마하는, 소위 스마프(SMAP)(카메이철공소 제조의 경면 샷 머신임) 등에 의한 연마 방법(3) Polishing method by so-called SMAP (Mirror Surface Shot Machine of Kamei Iron Works), which polishes by spraying an abrasive having elasticity and tackiness without using air

또한, 이들 기계적 연마의 후에는 3㎛ 이하의 다이아몬드 페이스트 연마를 함으로써, 보다 바람직한 평활화를 실현할 수 있다.Further, after such mechanical polishing, more preferable smoothing can be realized by polishing the diamond paste to 3 탆 or less.

제1 경질 피막의 표면을 기계적 연마하기 위해서는, 제1 경질 피막을 피복 후에 시료를 노 내로부터 꺼낼 필요가 있다. 제1 경질 피막을 기계적 연마에 의해 평활화 처리한 후에, 시료를 노 내로 되돌려서 제2 경질 피막을 피복하면 된다.In order to mechanically polish the surface of the first hard coating, it is necessary to remove the sample from the furnace after coating the first hard coating. After the first hard coating is smoothed by mechanical polishing, the sample may be returned to the furnace to coat the second hard coating.

기계적 연마는 보다 평활한 표면 상태를 달성할 수 있어, 내용손성 및 내 시징성을 향상시키는 데도 바람직하다.The mechanical polishing can achieve a smoother surface state, and is also preferable to improve the content abrasion resistance and the waterproofness.

본 발명의 제1 경질 피막 및 제2 경질 피막에는, 질화물, 탄화물, 탄질화물, 탄산질화물, 산질화물, 산화물을 적용할 수 있다.Nitride, carbide, carbonitride, carbon nitride, oxynitride, and oxide can be applied to the first hard coating and the second hard coating of the present invention.

본 발명에 있어서, 제1 경질 피막 및 제2 경질 피막은 단층이어도 되지만, 다층 구조로 하는 것이 바람직하다. 제2 경질 피막을 다층 구조로 함으로써, 제2 경질 피막이 우수한 기계적 특성을 부가할 수 있다. 예를 들어, 밀착성이 우수한 크롬계 질화물과, 이 크롬계 질화물에 Si, B 등의 제3 원소를 첨가한 크롬계 질화물 등을 적층시킴으로써, 제2 경질 피막에 고경도를 부가할 수 있다.In the present invention, the first hard coating and the second hard coating may be single-layered, but preferably have a multi-layered structure. By making the second hard coating a multilayer structure, excellent mechanical properties can be imparted to the second hard coating. For example, high hardness can be added to the second hard coating layer by laminating a chromium nitride excellent in adhesion and a chromium nitride added with a third element such as Si or B to the chromium nitride.

제1 경질 피막은, 질화물 또는 탄질화물인 것이 바람직하다. 기재측에 있는 제1 경질 피막이 질화물 또는 탄질화물이면, 기재와의 밀착성이 보다 우수한 경향이 있어 바람직하다. 또한 질화물인 것이 더 바람직하다. 또한, 제1 경질 피막은, 금속(반금속을 포함함) 부분의 원자 비율(원자%)로 Cr을 50% 이상 함유하는 크롬계의 질화물 또는 탄질화물인 것이 보다 바람직하고, Cr을 70% 이상 함유하는 것이 더 바람직하다.The first hard coating is preferably a nitride or a carbonitride. If the first hard coating on the substrate side is a nitride or a carbonitride, the adhesion with the substrate tends to be better, which is preferable. It is more preferable that it is a nitride. It is more preferable that the first hard film is a chromium nitride or carbonitride containing 50% or more of Cr at an atomic ratio (atomic%) of a metal (including semi-metal) portion, more preferably at least 70% Is more preferable.

다이캐스트용 피복 금형의 내용손성 및 내 시징성을 높이기 위해서는, 표면측에 있는 제2 경질 피막은, 질화물, 탄질화물, 산질화물, 산화물인 것이 바람직하다. 또한 질화물 또는 산질화물인 것이 바람직하다. 특히, 질화물인 것이 바람직하다. 또한, 제2 경질 피막은, 금속(반금속을 포함함) 부분의 원자 비율(원자%)로 Cr을 50% 이상 함유하는 크롬계의 질화물 또는 탄질화물인 것이 보다 바람직하고, Cr을 70% 이상 함유하는 것이 더 바람직하다.In order to improve the content stability and durability of the die-cast coated mold, it is preferable that the second hard coating on the surface side is a nitride, a carbonitride, an oxynitride, or an oxide. It is also preferably a nitride or an oxynitride. In particular, it is preferably a nitride. The second hard film is preferably a chromium nitride or carbonitride containing 50% or more of Cr in terms of atomic percentage (atomic%) of the metal (including semi-metal) portion, more preferably at least 70% Is more preferable.

제2 경질 피막은, Si, B 중 적어도 1종 이상을 함유하는 것이 바람직하다. Si, B 중 적어도 1종을 함유함으로써 피막 조직이 미세하게 되어, 내마모성 및 내용손성이 보다 향상된다. 이들 효과를 충분히 발휘하기 위해서는, 제2 경질 피막은 금속(반금속을 포함함) 부분의 원자 비율(원자%)로 Si, B의 1종 이상을 3% 이상 함유하는 것이 보다 바람직하며, 더 바람직하게는 5% 이상이다. 단, Si, B의 함유량이 너무 많아지면 피막의 인성이 저하된다. 그로 인해, 제2 경질 피막은 금속(반금속을 포함함) 부분의 원자 비율(원자%)로 Si, B의 1종 이상을 15% 이하로 함유하는 것이 바람직하고, Si, B의 1종 이상을 10% 이하로 함유하는 것이 보다 바람직하다.It is preferable that the second hard coating contains at least one or more of Si and B. By containing at least one of Si and B, the film structure becomes finer, and wear resistance and content dependency are further improved. In order to sufficiently exhibit these effects, the second hard coating preferably contains at least 3% of at least one of Si and B in an atomic ratio (atomic%) of the metal (including semimetal) It is more than 5%. However, if the content of Si and B is too large, the toughness of the coating decreases. Therefore, the second hard coating preferably contains at least 15% of at least one of Si and B in atomic ratio (atomic%) of the metal (including semi-metal) portion, and at least one of Si and B Is preferably 10% or less.

본 발명에서는, 제2 경질 피막의 표면도 평활화 처리하는 것이 바람직하다. 그리고, 이 경우, 제2 경질 피막의 표면을 연마해서 산술 평균 조도 Ra(JIS-B-0601-2001에 준거)가 0.05㎛ 이하, 최대 높이 Rz(JIS-B-0601-2001에 준거)가 1.00㎛ 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, Rz를 0.60㎛ 이하로 하는 것이 더 바람직하다.In the present invention, it is preferable to smooth the surface of the second hard coating. In this case, the surface of the second hard film is polished so that the arithmetic mean roughness Ra (in accordance with JIS-B-0601-2001) is 0.05 占 퐉 or less and the maximum height Rz (in accordance with JIS-B-0601-2001) Mu m or less, and more preferably, Rz is 0.60 mu m or less.

본 발명의 기재는 특별히 정하는 것은 아니지만, JIS-G-4404(2006)의 SKD61이나 그 개량재로 대표되는 열간 공구강을 사용하는 것이 바람직하다. 공구강의 기본적 특성을 결정하는 C와 Cr을, 질량%로, C:0.35 내지 0.45%, Cr:4.0 내지 6.0%의 범위에서 함유하는 열간 공구강을 기재로서 사용하는 것이 바람직하다.Although the substrate of the present invention is not particularly defined, it is preferable to use hot tool steel represented by SKD61 of JIS-G-4404 (2006) or its modifier. It is preferable to use hot tool steel containing C and Cr, which determine the basic characteristics of the tool steel, in mass%, in the range of 0.35 to 0.45% of C, and 4.0 to 6.0% of Cr as a base material.

기재는, 질화 처리 또는 침탄 처리 등과 같은 확산을 이용한 표면 경화 처리를 미리 적용해도 된다. 질화 처리를 한 기재를 사용함으로써 내용손성이나 내 시징성이 보다 향상되는 경향이 있어 바람직하다.The substrate may be subjected to surface hardening treatment using diffusion such as nitriding treatment or carburizing treatment in advance. The use of a nitrided base material is preferable because it tends to further improve the property of losing the contents and the durability to corrosion.

경질 피막의 밀착성을 보다 높이기 위해서는, 산술 평균 조도 Ra(JIS-B-0601-2001에 준거)가 0.05㎛ 이하, 최대 높이 Rz(JIS-B-0601-2001에 준거)가 1.00㎛ 이하의 표면 조도를 갖는 기재를 사용하는 것이 바람직하다.In order to further improve the adherence of the hard film, the surface roughness Ra (in accordance with JIS-B-0601-2001) of 0.05 탆 or less and the maximum height Rz (in accordance with JIS B-0601-2001) Is preferably used.

제1 경질 피막 또는 제2 경질 피막의 표면 조도를 평활하게 조정하기 위해서는, 그 피복 전의 기재의 표면 조도도 평활하게 연마해 두는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 경질 피막을 피복하기 전의 기재 표면 조도를 A, 제1 경질 피막의 평활화 처리 전의 표면 조도를 B, 제1 경질 피막의 평활화 처리 후의 표면 조도를 C로 했을 때, 그 각각의 산술 평균 조도 Ra와 최대 높이 Rz가, A<C<B의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.In order to smoothly adjust the surface roughness of the first hard coating film or the second hard coating film, it is preferable that the surface roughness of the substrate before coating is also smoothly polished. Specifically, assuming that the substrate surface roughness before coating the hard coating is A, the surface roughness before smoothing treatment of the first hard coating is B, and the surface roughness after smoothing treatment of the first hard coating is C, It is preferable that the roughness Ra and the maximum height Rz satisfy a relation of A < C < B.

또한, 본 발명에 있어서는, 제1 경질 피막의 표면을 평활화 처리하는 것 외에도, 제2 경질 피막을 평활화 처리하는 것이 바람직하고, 이 경우, 제2 경질 피막의 평활화 처리 후의 표면 조도를 D로서, 상기의 Ra 및 Rz의 관계가, A<C<D<B의 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the second hard coating is subjected to a smoothing treatment in addition to smoothing the surface of the first hard coating. In this case, the surface roughness after smoothing treatment of the second hard coating is D, It is more preferable that the relationship of Ra and Rz in the relation of A < C < D < B.

기재 표면을 평활화함으로써, 기재 표면의 요철에 기인하는 피막 결함을 억제할 수 있다. 기재의 바로 위에 있는 피막 결함은 직접적으로 기재 자체를 현저하게 부식시키는 원인으로 되어, 기재에 가까운 측의 피막의 피막 결함이 적은 것이 보다 바람직하다. 그로 인해, 연마 후의 제2 경질 피막의 표면 조도보다도, 제1 경질 피막의 표면 조도가 평활한 것이 바람직하고, 또한 피복하기 전의 기재 표면 조도가 가장 평활한 것이 바람직하다.By smoothing the surface of the substrate, it is possible to suppress coating defects attributable to the unevenness of the surface of the substrate. Defective film directly above the substrate causes direct corrosion of the substrate itself, and it is more preferable that the coating film defect on the near side of the substrate is small. Therefore, it is preferable that the surface roughness of the first hard coating is smooth than the surface roughness of the second hard coating after polishing, and it is preferable that the roughness of the substrate surface before coating is the smoothest.

또한, 제1 경질 피막에 대해서는, 그 피복 시의 표면에 있는 액적 등을 연마 또는 에칭 제거하는바, 제거의 정도 즉 평활화 처리 후의 표면 조도 C는, 평활화 처리 전의 표면 조도 B에 대하여, Ra에서는 C/B가 1.0 미만, Rz에서는 C/B가 0.5 미만이 되도록 평활화 처리를 행하는 것이 바람직하다. 이들 식을 만족함으로써, 경질 피막의 결함을 보다 저감시킬 수 있다.The degree of removal, that is, the surface roughness C after the smoothing treatment is preferably in the range of C (Ra) to Ra (Ra) before the smoothing treatment, / B is less than 1.0, and C / B is less than 0.5 in Rz. By satisfying these formulas, it is possible to further reduce defects in the hard coating.

경질 피막의 총 막 두께가 너무 얇아지게 되면 내용손성 및 내 시징성이 충분하지 않은 경우가 있다. 그로 인해, 경질 피막의 총 막 두께는 3㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 경질 피막의 총 막 두께는 5㎛ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하고, 10㎛ 이상으로 하는 것이 더 바람직하다. 한편, 경질 피막의 총 막 두께가 너무 두꺼워지게 되면 피막 박리가 발생하기 쉬워진다. 그로 인해, 경질 피막의 총 막 두께는 40㎛ 이하로 하는 것이 바람직하고, 30㎛ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.When the total film thickness of the hard film becomes too thin, the content damage and the waterproofing property may not be sufficient. Therefore, it is preferable that the total thickness of the hard coating is 3 mu m or more. The total thickness of the hard film is more preferably 5 m or more, and more preferably 10 m or more. On the other hand, if the total thickness of the hard coating becomes too thick, peeling of the coating tends to occur. Therefore, the total thickness of the hard film is preferably 40 탆 or less, and more preferably 30 탆 or less.

본 발명에서는, 제1 경질 피막과 기재의 사이에 다른 피막을 마련해도 된다. 또한, 제2 경질 피막의 위에 다른 피막을 마련해도 된다. 제2 경질 피막의 위에 다른 피막을 마련하는 경우, 제2 경질 피막의 표면을 평활화 처리하고, 제3 이후의 경질 피막을 마련해도 된다.In the present invention, another coating film may be provided between the first hard coating and the substrate. Further, another coating film may be provided on the second hard coating film. When another coating film is provided on the second hard coating film, the surface of the second hard coating film may be smoothed to provide the third and subsequent hard coating films.

실시예 1Example 1

다이캐스트용 금형에 요구되는 내용손성을 평가하기 위한 시료를 제작하였다. 기재는, 경도를 46HRC로 한, 열간 공구강으로서 일반적으로 사용되고 있는 JIS-G-4404(2006)의 SKD61 상당 강재를 사용하였다. 평가용 기재의 치수는, 직경 10㎜, 길이 120㎜의 원기둥 형상으로 하고, 표면을 연마하여, 산술 평균 조도 Ra를 0.01㎛, 최대 높이 Rz를 0.07㎛로 하였다. 모든 시료에는, 미리 가스 질화 처리한 기재를 사용하였다.A sample for evaluating the content property required for a die casting die was prepared. The substrate used was a steel equivalent to SKD61 of JIS-G-4404 (2006), which is generally used as hot tool steel having a hardness of 46 HRC. The dimensions of the evaluation base material were cylindrical with a diameter of 10 mm and a length of 120 mm and the surface was polished to obtain an arithmetic mean roughness Ra of 0.01 탆 and a maximum height Rz of 0.07 탆. All the samples were subjected to gas nitriding in advance.

그리고, 일반적인 아크 이온 플레이팅 장치를 사용하여 경질 피막을 피복하였다. 표면 연마한 기재를 탈지 세정하여, 기재 홀더에 고정하였다. 그리고, 기재 온도를 약 500℃로 가열하고, 1×10-3Pa의 진공 중에서 가열 탈가스를 행하였다. 이어서, Ar 가스를 도입하고, 기재에 -500V의 바이어스 전압을 인가하여, Ar 봄바드먼트 처리를 20분간 행하였다. 계속해서, 기재에는 -800V의 바이어스 전압을 인가하여, Ti 봄바드먼트 처리를 약 5분간 행하였다. 기재의 봄바드먼트 처리는, 어느 것의 시료도 마찬가지로 실시하였다.Then, the hard coating was coated using a general arc ion plating apparatus. The surface-ground substrate was degreased and cleaned, and fixed to the substrate holder. Then, the substrate temperature was heated to about 500 占 폚, and heat degassing was performed in a vacuum of 1 占10-3 Pa. Subsequently, Ar gas was introduced, a bias voltage of -500 V was applied to the base material, and Ar bombardment treatment was performed for 20 minutes. Subsequently, a bias voltage of -800 V was applied to the substrate, and the Ti sputtering treatment was performed for about 5 minutes. The spring pad treatment of the substrate was carried out in the same manner as in any of the samples.

피막에는, 제1 경질 피막에 CrN을, 제2 경질 피막에 CrSiBN을 선택하고, 기재에 피복하였다. 실시예 2의 제1 경질 피막 및 제2 경질 피막의 평활화 처리 내용은 표 1, 2에 나타낸다. 상세한 시료 제작 조건에 대해서는, 하기에 구체적으로 설명한다.CrN was selected as the first hard coating and CrSiBN was selected as the second hard coating, and the coating was applied to the substrate. The smoothing treatment contents of the first hard coating and the second hard coating of Example 2 are shown in Tables 1 and 2. Details of sample preparation conditions will be described in detail below.

<본 발명예 시료 No.1>&Lt; Inventive Sample No. 1 &

노 내에 질소 가스를 도입하고, 기재에 -120V의 바이어스 전압을 인가하고, 기재 온도 500℃, 반응 가스 압력 3.0Pa의 조건에서, 제1 경질 피막인 약 5.0㎛의 CrN을 피복하였다. 이어서, 제1 경질 피막의 평활화 처리를 위해서, 기재를 챔버로부터 꺼내어, 야마시타워크스사 제조의 에어로 랩 장치(AERO LAP YT-300)를 사용해서 연마를 행하고, 제1 경질 피막을 평활화 처리하였다. 그리고, 제1 경질 피막의 표면 조도를 측정하였다. 그리고, 탈지 세정을 행한 후에, 다시 챔버 내로 되돌아가서, 제2 경질 피막을 피복하였다. 우선, 제1 경질 피막의 표면에 있는 산화막 등을 제거하기 위해서, Ar 봄바드먼트 처리 및 Ti 봄바드먼트 처리를 행해 표면을 클리닝하였다. 그 후, 질소 가스를 도입하고, 기재에 -120V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도 500℃, 반응 가스 압력 3.0Pa의 조건에서, 약 4.0㎛의 CrSiBN으로 이루어지는 제2 경질 피막을 피복하였다. 타깃의 조성은, Cr92Si3B5의 조성의 것을 사용하였다.Nitrogen gas was introduced into the furnace, and a bias voltage of -120 V was applied to the substrate, and CrN of about 5.0 탆 which was the first hard film was coated at a base temperature of 500 캜 and a reaction gas pressure of 3.0 Pa. Subsequently, for the smoothing treatment of the first hard coating film, the base material was taken out of the chamber and polished using an aerowave apparatus (AERO LAP YT-300) manufactured by Yamashita Works, and the first hard coating film was smoothed. Then, the surface roughness of the first hard coating was measured. After degreasing cleaning, the wafer was returned to the chamber and covered with the second hard coating. First, in order to remove the oxide film and the like on the surface of the first hard coating film, the Ar bombardment treatment and the Ti bombardment treatment were performed to clean the surface. Thereafter, nitrogen gas was introduced and a bias voltage of -120 V was applied to the base material to coat a second hard film made of CrSiBN with a base temperature of 500 DEG C and a reaction gas pressure of 3.0 Pa at about 4.0 mu m. The target had a composition of Cr 92 Si 3 B 5 .

그리고, 피복한 후의 제2 경질 피막에, 에어로 랩 장치를 사용해서 연마를 행하고, 그 후 3㎛ 다이아몬드 페이스트를 사용해서 연마에 의한 평활화 처리를 행하였다.Then, the coated second hard coating was polished using an aerial apparatus, and then subjected to polishing treatment by polishing using a 3 μm diamond paste.

<본 발명예 시료 No.2>&Lt; Inventive Sample No. 2 &

제1 경질 피막의 피복까지는, 본 발명예 1과 마찬가지로 하였다. 제1 경질 피막의 평활화 처리를 위해서, 기재를 챔버로부터 꺼내어, 야마시타워크사 제조의 랩 장치(AERO LAP YT-300)를 사용해서 연마를 행한 후, 1㎛의 다이아몬드 페이스트로 폴리싱 연마하였다. 제1 피막의 평활화 처리 후의 공정은, 본 발명예 1과 마찬가지로 하였다.Up to coating of the first hard coating was the same as in the first example of the present invention. For the smoothing treatment of the first hard coating, the base material was taken out of the chamber, polished using a lapping apparatus (AERO LAP YT-300) manufactured by Yamashita Works, and polished with a diamond paste of 1 탆. The step after the smoothing treatment of the first coating film was performed in the same manner as in the first example of the present invention.

<본 발명예 시료 No.3>&Lt; Inventive Sample No. 3 >

제1 경질 피막의 피복까지는, 본 발명예 1과 마찬가지로 하였다.Up to coating of the first hard coating was the same as in the first example of the present invention.

제1 경질 피막을 피복한 후, 제1 경질 피막의 표면을 봄바드먼트 처리로 평활화 처리하기 위해서, 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압을 -500V로 하고, Ar 가스를 사용한 봄바드먼트 처리를 30분간 실시하였다. 그리고, 이 평활화 처리를 행한 후의 기재를 챔버로부터 꺼내어, 제1 경질 피막의 표면 조도를 측정하였다.In order to smooth the surface of the first hard coating film by the spring pad treatment after the first hard film was coated, the negative bias voltage applied to the substrate was set to -500 V and the spring pad treatment using Ar gas was performed for 30 minutes Respectively. Then, the substrate after the smoothing treatment was taken out from the chamber, and the surface roughness of the first hard coating film was measured.

제1 경질 피막의 표면 조도를 측정한 후, 이 기재를 챔버 내로 되돌려서, 본 발명예 1과 마찬가지의 표면 클리닝을 행하였다. 그리고, 질소 가스를 도입하고, 기재에 -120V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도 500℃, 반응 가스 압력 3.0Pa의 조건에서, 약 4.0㎛의 CrSiBN으로 이루어지는(타깃의 조성은, 본 발명예 1과 동일) 제2 경질 피막을 피복하였다. 제2 경질 피막의 평활화 처리 방법은, 본 발명예 1과 마찬가지이다.After the surface roughness of the first hard coating film was measured, the substrate was returned into the chamber, and the same surface cleaning as that of the first embodiment of the present invention was carried out. Then, a nitrogen gas was introduced, and a bias voltage of -120 V was applied to the substrate. Under the conditions of the base temperature of 500 ° C and the reaction gas pressure of 3.0 Pa, about 4.0 μm of CrSiBN (target composition: Lt; 2 &gt;). The smoothing processing method of the second hard coating is the same as that of the first embodiment.

<본 발명예 시료 No.4>&Lt; Inventive Sample No. 4 >

제1 경질 피막의 피복까지는, 본 발명예 1과 마찬가지로 하였다. 제1 경질 피막의 평활화 처리를 위해서, 기재를 챔버로부터 꺼내어, 평활화 처리로서 연마제를 도포한 나일론 부직포(벨스타연마재공업사 제조의 연마 패드 #400을 사용하였다. 제1 피막의 평활화 처리 후의 공정은, 본 발명예 1과 마찬가지로 하였다.Up to coating of the first hard coating was the same as in the first example of the present invention. For the smoothing treatment of the first hard coating, a nylon nonwoven fabric (Polishing Pad # 400 manufactured by Bellstar Abrasives Co., Ltd.) in which the base material was taken out of the chamber and coated with an abrasive as a smoothing treatment was used. After the smoothening treatment of the first coating, The same as in the case of the present invention.

<비교예 시료 No.1><Comparative Example Sample No. 1>

제1 경질 피막의 피복까지는, 본 발명예 1과 마찬가지로 하였다. 제1 경질 피막의 평활화 처리를 위해서, 기재를 챔버로부터 꺼내어, 평활화 처리의 비교예로서 본 발명의 평활화 처리 대신에, 숏블라스트 처리(투사재: 스틸 그리트 200 내지 300㎛)를 사용하였다. 숏블라스트 시간을 약 10초간 숏블라스트를 행하였다. 제1 피막의 숏블라스트 처리 후의 공정은, 본 발명예 1과 마찬가지로 하였다.Up to coating of the first hard coating was the same as in the first example of the present invention. For the smoothing treatment of the first hard coating film, a substrate was taken out of the chamber and a shot blasting treatment (projection material: steel grit 200 to 300 탆) was used as a comparative example of smoothing treatment instead of the smoothing treatment of the present invention. Shot blasting was performed for about 10 seconds in the short blast time. The steps after the shot blast treatment of the first coating film were the same as those of the first example of the present invention.

<비교예 시료 No.2><Comparative Example Sample No. 2>

제1 경질 피막의 피복까지는, 본 발명예 1과 마찬가지로 하였다.Up to coating of the first hard coating was the same as in the first example of the present invention.

제1 경질 피막의 피복 후는 일절의 연마 처리 등을 행하지 않고, 본 발명예 10과 마찬가지의 공정에서 제2 경질 피막을 피복하고, 시료를 작성하였다. 제2 경질 피막의 평활화 처리 방법은, 본 발명예 1과 마찬가지이다.After the coating of the first hard coating, the second hard coating was coated in the same process as in the case of the present invention 10 without performing any polishing treatment, and a sample was prepared. The smoothing processing method of the second hard coating is the same as that of the first embodiment.

<표면 조도 측정>&Lt; Surface roughness measurement &

기재 및 경질 피막의 표면 조도는, 도쿄세이미츠사 제조의 접촉식면 조도 측정기 SURFCOM480A를 사용하여, JIS-B-0601-2001에 따라서, 산술 평균 조도 Ra와 최대 높이 조도 Rz를 측정하였다. 측정 조건은, 평가 길이: 4.0㎜, 측정 속도: 0.3㎜/s, 컷오프값: 0.8㎜로 하였다. 표 1에, 경질 피막을 피복하기 전의 기재 표면 조도 A, 제1 경질 피막의 평활화 처리 전의 표면 조도 B, 제1 경질 피막의 평활화 처리 후의 표면 조도 C, 및 제2 경질 피막의 평활화 처리 후의 표면 조도 D의 측정 결과를, 각각 나타낸다.The surface roughness of the substrate and the hard coating film was measured using a contact surface roughness tester SURFCOM480A manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd. according to JIS-B-0601-2001. The arithmetic average roughness Ra and the maximum height roughness Rz were measured. The measurement conditions were an evaluation length of 4.0 mm, a measurement speed of 0.3 mm / s, and a cut-off value of 0.8 mm. Table 1 shows the surface roughness A of the substrate before coating the hard coating, the surface roughness B of the first hard coating before smoothing treatment, the surface roughness C after smoothing treatment of the first hard coating, and the surface roughness after smoothing treatment of the second hard coating D, respectively.

<내용손성 평가><Evaluation of content dependency>

알루미늄의 720℃의 용탕 중에, 본 발명예 및 비교예를 30시간 침지하고, 광학 현미경에 의해 용손의 유무를 확인하였다. 또한, 시험 전후의 질량을 측정하여, 용손율(%)을 확인하였다. 표 2에 시료 제작 조건 및 시험 결과를 정리해서 나타낸다.The present invention and the comparative example were immersed in a molten aluminum of 720 占 폚 for 30 hours, and the presence or absence of the spoilage was confirmed by an optical microscope. Also, the mass before and after the test was measured to determine the drag ratio (%). Table 2 summarizes sample preparation conditions and test results.

Figure 112017014910816-pct00001
Figure 112017014910816-pct00001

Figure 112017014910816-pct00002
Figure 112017014910816-pct00002

표 2에 나타낸 바와 같이, 제1 경질 피막의 표면을 평활화 처리한 본 발명예는, 본 발명의 평활화 처리를 하지 않은 비교예에 비하여 용손율(%)이 낮아지게 되어, 내용손성이 우수하다는 사실을 확인하였다. 그리고, 특히, 제1 피막의 연마 후의 최대 높이 Rz가 0.5㎛ 이하이며, 또한 제2 피막의 연마 후의 최대 높이 Rz가 0.6㎛ 이하인 본 발명예 2, 4가 우수한 내용손성을 나타내었다.As shown in Table 2, the present invention in which the surface of the first hard coating was subjected to smoothing treatment had a lower drag ratio (%) than the comparative example without smoothing of the present invention, Respectively. In particular, Inventive Examples 2 and 4, in which the maximum height Rz after polishing of the first coating film was not more than 0.5 탆 and the maximum height Rz after polishing of the second coating film was not more than 0.6 탆 exhibited excellent content scratch resistance.

도 1에 본 발명예 1 내지 4의 내용손성 평가 후의 광학 현미경에 의한 외관 관찰 사진을 나타낸다. 우수한 내용손성을 나타낸 본 발명예 1 내지 4는, 선단부 및 측면부에 용손이 확인되지 않았다.Fig. 1 shows photographs of appearance observations by an optical microscope after evaluating the content of hand in Examples 1 to 4 of the present invention. In Examples 1 to 4 of the present invention showing superior property handlability, no flaw was found in the tip portion and the side portion.

도 2에 비교예 1, 2의 내용손성 평가 후의 광학 현미경에 의한 외관 관찰 사진을 나타낸다. 비교예는 선단부 및 측면부의 어느 쪽도 큰 용손이 확인되었다.Fig. 2 shows photographs of appearance observations by an optical microscope after evaluation of the content rank of Comparative Examples 1 and 2. In the comparative example, both of the tip end portion and the side portion were found to have a large hand loss.

제1 경질 피막의 표면을 평활화 처리하는 공정을 개재함으로써, 또한, 제2 경질 피막의 표면도 평활화 처리함으로써, 내용손성이 향상되는 것이 확인되었다.It was confirmed that the surface roughness of the surface of the first hard coating was interposed and the surface of the second hard coating was also smoothed to improve the content uniformity.

표 1 및 2로부터, 본 발명의 제조 방법을 적용해서 얻어진 경질 피막은, 그 피막 최표면의 표면 조도도 평활하며, 내용손성이 우수하다는 사실을 알게 되었다. 그리고, 그 용융 알루미늄의 내용손성 평가 시험 후의 피막 표면은, 도 1과 같이, 에로전의 공식이 거의 확인되지 않았다.It can be seen from Tables 1 and 2 that the hard coating obtained by applying the production method of the present invention is smooth in surface roughness of the outermost surface of the coating film and excellent in content luck. As shown in Fig. 1, almost no formula for erosion was confirmed on the surface of the film after the evaluation of the content of the molten aluminum.

이에 반하여, 숏블라스트 처리를 한 비교예 1, 2의 경질 피막은, 내용손성이 현저하게 나쁜 결과로 되었다. 비교예 1의 경질 피막은 표면이 조화됨으로써 경질 피막의 표면 조도값이 커지게 되었고, 비교예 2의 경질 피막은 제1 경질 피막에 본 발명의 평활화 처리 자체를 실시하지 않았기 때문에, 매크로 파티클이 제거되지 않아, 표면 조도를 충분히 저감시킬 수 없었다.On the other hand, the hard coatings of Comparative Examples 1 and 2 subjected to the shot blast treatment had significantly poorer content loses. Since the surface roughness of the hard coating of Comparative Example 1 was adjusted, the surface roughness value of the hard coating became larger. In the hard coating of Comparative Example 2, since the first hard coating was not subjected to the smoothing treatment of the present invention, And the surface roughness could not be sufficiently reduced.

실시예 2Example 2

실시예 2에서 사용하는 기재의 종류, 기재의 연마, 및 기재의 봄바드먼트 처리 조건은 실시예 1과 마찬가지의 것으로 하였다. 일부의 기재에는 질화 처리를 미리 실시하였다. 실시예 2의 제1 경질 피막 및 제2 경질 피막의 종류 및 평활화 처리 내용은 표 3에 나타낸다. 상세한 시료 제작 조건에 대해서는, 하기에 구체적으로 설명한다.The kind of the substrate used in Example 2, the polishing of the substrate, and the treatment conditions of the spring burdm treatment of the substrate were the same as those in Example 1. Some of the substrates were nitrided in advance. The types of the first hard coating and the second hard coating and the contents of the smoothing treatment in Example 2 are shown in Table 3. Details of sample preparation conditions will be described in detail below.

<본 발명예 시료 No.10>&Lt; Inventive Sample No. 10 &

노 내에 질소 가스를 도입하고, 기재에 -120V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도 500℃, 반응 가스 압력 3.0Pa의 조건에서, 제1 경질 피막인 약 5.0㎛의 CrN을 피복하였다.Nitrogen gas was introduced into the furnace, and a bias voltage of -120 V was applied to the substrate to coat CrN of about 5.0 占 퐉 which is the first hard coating film at a substrate temperature of 500 占 폚 and a reaction gas pressure of 3.0 Pa.

그 후, 제1 경질 피막의 표면을 연마에 의해 평활화 처리하기 위해서, 기재를 챔버로부터 꺼내어, 야마시타워크스사 제조의 에어로 랩 장치(AERO LAP YT-300)를 사용해서 연마를 행하였다. 또한 그 후, 1㎛의 다이아몬드 페이스트로 폴리싱 연마하고, 계속해서는, 카메이철공소 제조의 경면 샷 머신 SMAP-II형을 사용하여, 산술 평균 조도 Ra를 0.01㎛, 또한 최대 높이 Rz를 0.05㎛로 하였다.Thereafter, in order to smooth the surface of the first hard coating film by polishing, the base material was taken out of the chamber and polished by using an aerowave apparatus (AERO LAP YT-300) manufactured by Yamashita Works Co., Ltd. Thereafter, polishing was performed with a diamond paste having a thickness of 1 탆, and subsequently, using a mirror-type shot machine SMAP-II type manufactured by Kamei Iron Works, the arithmetic mean roughness Ra was set to 0.01 탆 and the maximum height Rz was set to 0.05 탆.

그리고, 탈지 세정을 행한 후에, 다시 챔버 내로 되돌아가서, 제2 경질 피막을 피복하였다. 우선, 제1 경질 피막의 표면에 있는 산화막을 제거하기 위해서, Ar 봄바드먼트 처리 및 Ti 봄바드먼트 처리를 행해 표면을 클리닝하였다. 그 후, 질소 가스를 도입하고, 기재에 -120V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도 500℃, 반응 가스 압력 3.0Pa의 조건에서, 약 5.0㎛의 CrSiBN으로 이루어지는 제2 경질 피막을 피복하였다. 타깃에는, Cr92Si3B5의 조성의 것을 사용하였다(숫자는 원자 비율, 이하 마찬가지임). 그리고, 피복한 후의 제2 경질 피막에, 에어로 랩 장치를 사용해서 연마를 행하고, 그 후 3㎛ 다이아몬드 페이스트를 사용해서 연마에 의한 평활화 처리를 행하였다.After degreasing cleaning, the wafer was returned to the chamber and covered with the second hard coating. First, in order to remove the oxide film on the surface of the first hard coating film, an Ar spring pad treatment and a Ti spring pad treatment were performed to clean the surface. Thereafter, nitrogen gas was introduced and a bias voltage of -120 V was applied to the base material to coat a second hard film made of CrSiBN of about 5.0 占 퐉 at a base temperature of 500 占 폚 and a reaction gas pressure of 3.0 Pa. As the target, a composition of Cr 92 Si 3 B 5 was used (numbers are atomic ratios, and so on). Then, the coated second hard coating was polished using an aerial apparatus, and then subjected to polishing treatment by polishing using a 3 μm diamond paste.

<본 발명예 시료 No.11>&Lt; Inventive Sample No. 11 &

질화 처리하여, 약 100㎛의 질화층을 형성한 기재를 사용하였다. 그 이외에는, 본 발명예 10과 마찬가지로 하였다.A substrate having a nitrided layer of about 100 탆 formed thereon was used. Other than that, the same as in the case of the present invention.

<본 발명예 시료 No.12>&Lt; Inventive Sample No. 12 &

질화 처리하여, 약 100㎛의 질화층을 형성한 기재를 사용하였다. 그리고, 제1 경질 피막의 피복까지는, 본 발명예 10과 마찬가지로 하였다.A substrate having a nitrided layer of about 100 탆 formed thereon was used. Up to the coating of the first hard coating film was performed in the same manner as in Example 10 of the present invention.

제1 경질 피막을 피복한 후, 제1 경질 피막의 표면을 봄바드먼트 처리로 평활화 처리하기 위해서, 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압을 -500V로 하고, Ar 가스를 사용한 봄바드먼트 처리를 30분간 실시하였다.In order to smooth the surface of the first hard coating film by the spring pad treatment after the first hard film was coated, the negative bias voltage applied to the substrate was set to -500 V and the spring pad treatment using Ar gas was performed for 30 minutes Respectively.

그 후, 질소 가스를 도입하고, 기재에 -120V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도 500℃, 반응 가스 압력 3.0Pa의 조건에서, 약 5.0㎛의 CrSiBN으로 이루어지는 제2 경질 피막을 피복하였다(타깃의 조성은, 본 발명예 10과 동일하게 함). 마지막으로, 본 발명예 10에서 나타낸 상기의 평활화 처리를 행하였다.Thereafter, nitrogen gas was introduced, and a bias voltage of -120 V was applied to the base material to coat a second hard film made of CrSiBN of about 5.0 탆 at a substrate temperature of 500 캜 and a reaction gas pressure of 3.0 Pa Is the same as that of the present invention. Finally, the smoothing process shown in the present invention 10 was performed.

<본 발명예 시료 No.13>&Lt; Inventive Sample No. 13 >

질화 처리하여, 약 100㎛의 질화층을 형성한 기재를 사용하였다. 제1 경질 피막의 평활화 처리까지는, 본 발명예 12와 마찬가지로 하였다.A substrate having a nitrided layer of about 100 탆 formed thereon was used. Until the smoothing process of the first hard coating film,

제1 경질 피막을 평활화 처리한 후, 질소 가스를 도입하고, 기재에 -120V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도 500℃, 반응 가스 압력 3.0Pa의 조건에서, 약 3.0㎛의 CrN을 피복하고, 계속해서, 약 4.0㎛의 CrSiBN을 피복하여(타깃의 조성은, 본 발명예 10과 동일), 제2 경질 피막을 피복하였다. 마지막으로, 본 발명예 10에서 나타낸 상기의 평활화 처리를 행하였다.After the first hard film was subjected to smoothing treatment, nitrogen gas was introduced and a bias voltage of -120 V was applied to the substrate to coat CrN of about 3.0 占 퐉 at a substrate temperature of 500 占 폚 and a reaction gas pressure of 3.0 Pa, Subsequently, CrSiBN of about 4.0 占 퐉 was coated (the target composition was the same as in Inventive Example 10), and the second hard coating was coated. Finally, the smoothing process shown in the present invention 10 was performed.

<본 발명예 시료 No.14>&Lt; Inventive Sample No. 14 >

질화 처리하여, 약 50㎛의 질화층을 형성한 기재를 사용하였다. 그 이외에는 본 발명예 13과 동일하게 하였다.A substrate having a nitrided layer of about 50 탆 formed thereon was used. Other than that, the same as in the case of Inventive Example 13 was made.

<본 발명예 시료 No.15>&Lt; Inventive Sample No. 15 >

제1 경질 피막의 피복까지는, 본 발명예 10과 마찬가지로 하였다.Up to coating of the first hard coating film was performed in the same manner as in Example 10 of the present invention.

제1 경질 피막을 피복한 후, 제1 경질 피막의 표면을 봄바드먼트 처리로 평활화 처리하기 위해서, 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압을 -500V로 하고, Ar 가스를 사용한 봄바드먼트 처리를 45분간 실시하였다.After coating the first hard coating, the surface of the first hard coating was smoothened by the spring pad treatment, the negative bias voltage applied to the substrate was set to -500 V, and the spring pad treatment using Ar gas was performed for 45 minutes Respectively.

제1 경질 피막을 평활화 처리한 후, 질소 가스를 도입하고, 기재에 -120V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도 500℃, 반응 가스 압력 3.0Pa의 조건에서, 약 3.0㎛의 CrN을 피복하고, 계속해서, 약 4.0㎛의 CrSiBN을 피복하여(타깃의 조성은, 본 발명예 10과 동일), 제2 경질 피막을 피복하였다. 마지막으로, 본 발명예 10에서 나타낸 상기의 평활화 처리를 행하였다.After the first hard film was subjected to smoothing treatment, nitrogen gas was introduced and a bias voltage of -120 V was applied to the substrate to coat CrN of about 3.0 占 퐉 at a substrate temperature of 500 占 폚 and a reaction gas pressure of 3.0 Pa, Subsequently, CrSiBN of about 4.0 占 퐉 was coated (the target composition was the same as in Inventive Example 10), and the second hard coating was coated. Finally, the smoothing process shown in the present invention 10 was performed.

<본 발명예 시료 No.16>&Lt; Inventive Sample No. 16 >

제1 경질 피막의 피복까지는, 본 발명예 10과 마찬가지로 하였다.Up to coating of the first hard coating film was performed in the same manner as in Example 10 of the present invention.

제1 경질 피막을 피복한 후, 제1 경질 피막의 표면을 봄바드먼트 처리로 평활화 처리하기 위해서, 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압을 -500V로 하고, Ar 가스를 사용한 봄바드먼트 처리를 60분간 실시하였다.In order to smooth the surface of the first hard coating film by the spring pad treatment after covering the first hard film, the negative bias voltage applied to the substrate was set to -500 V and the spring pad treatment using Ar gas was performed for 60 minutes Respectively.

제1 경질 피막을 평활화 처리한 후, 질소 가스를 도입하고, 기재에 -120V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도 500℃, 반응 가스 압력 3.0Pa의 조건에서, 약 7.0㎛의 CrSiBN으로 이루어지는 제2 경질 피막을 피복하였다(타깃의 조성은, 본 발명예 10과 동일하게 함). 마지막으로, 본 발명예 10에서 나타낸 상기의 평활화 처리를 행하였다.After the first hard film was subjected to a smoothing treatment, nitrogen gas was introduced, and a bias voltage of -120 V was applied to the substrate. Under the conditions of the base temperature of 500 ° C and the reaction gas pressure of 3.0 Pa, the second hard film was made of CrSiBN (The composition of the target is the same as that of the present invention example 10). Finally, the smoothing process shown in the present invention 10 was performed.

<본 발명예 시료 No.17>&Lt; Inventive Sample No. 17 >

제1 경질 피막의 피복까지는, 본 발명예 1과 마찬가지로 하였다.Up to coating of the first hard coating was the same as in the first example of the present invention.

제1 경질 피막을 피복한 후, 제1 경질 피막의 표면을 봄바드먼트 처리로 평활화 처리하기 위해서, 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압을 -500V로 하고, Ar 가스를 사용한 봄바드먼트 처리를 60분간 실시하였다.In order to smooth the surface of the first hard coating film by the spring pad treatment after covering the first hard film, the negative bias voltage applied to the substrate was set to -500 V and the spring pad treatment using Ar gas was performed for 60 minutes Respectively.

제1 경질 피막을 평활화 처리한 후, 질소 가스를 도입하고, 기재에 -120V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도 500℃, 반응 가스 압력 3.0Pa의 조건에서, 약 3.0㎛의 CrN을 피복하고, 계속해서, 약 4.0㎛의 CrSiBN을 피복하고(타깃의 조성은, 본 발명예 10과 동일), 제2 경질 피막을 피복하였다. 마지막으로, 본 발명예 10에서 나타낸 상기의 평활화 처리를 행하였다.After the first hard film was subjected to smoothing treatment, nitrogen gas was introduced and a bias voltage of -120 V was applied to the substrate to coat CrN of about 3.0 占 퐉 at a substrate temperature of 500 占 폚 and a reaction gas pressure of 3.0 Pa, Subsequently, CrSiBN of about 4.0 탆 was coated (the target composition was the same as in Example 10 of the present invention), and the second hard coating was coated. Finally, the smoothing process shown in the present invention 10 was performed.

<본 발명예 시료 No.18>&Lt; Inventive Sample No. 18 >

제1 경질 피막의 피복까지는, 본 발명예 1과 마찬가지로 하였다.Up to coating of the first hard coating was the same as in the first example of the present invention.

제1 경질 피막을 피복한 후, 제1 경질 피막의 표면을 봄바드먼트 처리로 평활화 처리하기 위해서, 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압을 -700V로 하고, Ar 가스를 사용한 봄바드먼트 처리를 30분간 실시하였다.After the first hard coating was coated, the surface of the first hard coating was smoothened by the spring pad treatment, the negative bias voltage applied to the substrate was set to -700 V, and the spring pad treatment using Ar gas was performed for 30 minutes Respectively.

제1 경질 피막을 평활화 처리한 후, 질소 가스를 도입하고, 기재에 -120V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도 500℃, 반응 가스 압력 3.0Pa의 조건에서, 약 3.0㎛의 CrN을 피복하고, 계속해서, 약 4.0㎛의 CrSiBN을 피복하고(타깃의 조성은, 본 발명예 1과 동일), 제2 경질 피막을 피복하였다. 마지막으로, 본 발명예 10로 나타낸 상기의 평활화 처리를 행하였다.After the first hard film was subjected to smoothing treatment, nitrogen gas was introduced and a bias voltage of -120 V was applied to the substrate to coat CrN of about 3.0 占 퐉 at a substrate temperature of 500 占 폚 and a reaction gas pressure of 3.0 Pa, Subsequently, CrSiBN of about 4.0 탆 was coated (the target composition was the same as in Inventive Example 1), and the second hard coating was coated. Finally, the smoothing process shown in the present invention 10 was performed.

<비교예 시료 No.10>&Lt; Comparative example Sample No. 10 &

노 내에 질소 가스를 도입하고, 기재에 -120V의 바이어스 전압을 인가하여, 반응 가스 압력 3.0Pa의 조건에서, 약 5.0㎛의 CrN을 피복하고, 계속해서, 약 5.0㎛의 CrSiBN을 피복하였다. 타깃에는, Cr92Si3B5의 조성의 것을 사용하였다(숫자는 원자 비율, 이하 마찬가지임). 마지막으로, 본 발명예 10에서 나타낸 상기의 평활화 처리를 행하였다.Nitrogen gas was introduced into the furnace, a bias voltage of -120 V was applied to the substrate, CrN of about 5.0 mu m was coated at a reaction gas pressure of 3.0 Pa, and then CrNiN was coated to about 5.0 mu m. As the target, a composition of Cr 92 Si 3 B 5 was used (numbers are atomic ratios, and so on). Finally, the smoothing process shown in the present invention 10 was performed.

<비교예 시료 No.11><Comparative Example Sample No. 11>

노 내에 질소 가스를 도입하고, 기재에 -120V의 바이어스 전압을 인가하여, 반응 가스 압력 3.0Pa의 조건에서, 약 13.0㎛의 TiAlN을 피복하였다. 사용한 타깃의 조성은, Ti50Al50으로 하였다. 마지막으로, 본 발명예 10에서 나타낸 상기의 평활화 처리를 행하였다.Nitrogen gas was introduced into the furnace, and a bias voltage of -120 V was applied to the substrate, and TiAlN of about 13.0 탆 was coated at a reaction gas pressure of 3.0 Pa. The composition of the target used was Ti 50 Al 50 . Finally, the smoothing process shown in the present invention 10 was performed.

<비교예 시료 No.12>&Lt; Comparative example Sample No. 12 >

질화 처리하고, 약 100㎛의 질화층을 형성한 기재를 사용하였다.Nitrided to form a nitride layer having a thickness of about 100 탆 was used.

노 내에 질소 가스를 도입하고, 기재에 -120V의 바이어스 전압을 인가하여, 반응 가스 압력 3.0Pa의 조건에서, 개개의 막 두께가 10nm 이하이고 VN과 AlCrSiN이 교대로 적층된 약 12.0㎛의 적층 피막을 피복하였다. AlCrSiN의 피복에 사용한 타깃의 조성은, Al60Cr37Si3으로 하였다. 마지막으로, 본 발명예 10에서 나타낸 상기의 평활화 처리를 행하였다.A nitrogen gas was introduced into the furnace, a bias voltage of -120 V was applied to the substrate, and a laminate film of about 12.0 mu m in which VN and AlCrSiN were alternately laminated with an individual film thickness of 10 nm or less under a reaction gas pressure of 3.0 Pa Lt; / RTI &gt; The composition of the target used for coating AlCrSiN was Al 60 Cr 37 Si 3 . Finally, the smoothing process shown in the present invention 10 was performed.

<비교예 시료 No.13><Comparative Example Sample No. 13>

노 내에 질소 가스를 도입하고, 기재에 -120V의 바이어스 전압을 인가하여, 반응 가스 압력 3.0Pa의 조건에서, 개개의 막 두께가 10nm 이하이고 VN과 AlCrSiN이 교대로 적층된 약 12.5㎛의 적층 피막을 피복하였다. AlCrSiN의 피복에 사용한 타깃의 조성은, 비교예 12와 동일한 Al60Cr37Si3으로 하였다. 마지막으로, 본 발명예 10에서 나타낸 상기의 평활화 처리를 행하였다.A nitrogen gas was introduced into the furnace, a bias voltage of -120 V was applied to the substrate, and a laminate film of about 12.5 mu m in which VN and AlCrSiN were alternately laminated with an individual film thickness of 10 nm or less under a reaction gas pressure of 3.0 Pa Lt; / RTI &gt; The composition of the target used for covering AlCrSiN was Al 60 Cr 37 Si 3, which was the same as that of Comparative Example 12. Finally, the smoothing process shown in the present invention 10 was performed.

<비교예 시료 No.14><Comparative Example Sample No. 14>

질화 처리하여, 약 100㎛의 질화층을 형성한 기재를 사용하였다. 비교예 14는, 기재를 질화 처리하는 것만으로, 경질 피막을 마련하지 않았다. 마지막으로, 본 발명예 10에서 나타낸 상기의 평활화 처리를 행하였다.A substrate having a nitrided layer of about 100 탆 formed thereon was used. In Comparative Example 14, only the substrate was nitrided, and no hard coating was provided. Finally, the smoothing process shown in the present invention 10 was performed.

<표면 조도 평가>&Lt; Evaluation of surface roughness &

본 발명예 및 비교예는 어느 것이나 제2 경질 피막의 표면 또는 기재의 표면을 연마하고, 산술 평균 조도 Ra를 0.04㎛, 또한 최대 높이 Rz를 0.05㎛로 하였다. 기재 및 경질 피막의 표면 조도는, 도쿄세이미츠사 제조의 접촉식면 조도 측정기 SURFCOM480A를 사용하여, JIS-B-0601-2001에 따라서, 평가 길이가 4.0㎜, 측정 속도가 0.3㎜/s, 컷오프값이 0.8㎜의 조건에서 측정하였다.In both of the present invention and the comparative example, the surface of the second hard coating or the surface of the substrate was polished, and the arithmetic mean roughness Ra was 0.04 占 퐉 and the maximum height Rz was 0.05 占 퐉. The surface roughness of the substrate and the hard film was measured using a contact surface roughness meter SURFCOM480A manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd. according to JIS-B-0601-2001 with an evaluation length of 4.0 mm, a measurement speed of 0.3 mm / s, Was measured under the condition of 0.8 mm.

<내용손성 평가><Evaluation of content dependency>

알루미늄의 720℃의 용탕 중에, 본 발명예 및 비교예를 20시간 침지하고, 광학 현미경에 의해 용손의 유무를 확인하였다. 또한, 시험 전후의 질량을 측정하여, 용손율(%)을 확인하였다. 표 3에 시료 제작 조건 및 시험 결과를 정리해서 나타낸다.The present invention and the comparative example were immersed in a molten aluminum of 720 占 폚 for 20 hours, and the presence or absence of the spallation loss was confirmed by an optical microscope. Also, the mass before and after the test was measured to determine the drag ratio (%). Table 3 summarizes sample preparation conditions and test results.

Figure 112017014910816-pct00003
Figure 112017014910816-pct00003

표 1에 나타낸 바와 같이, 제1 경질 피막의 표면을 평활화 처리한 본 발명예는, 평활화 처리를 하지 않은 비교예에 비하여 용손율(%)이 낮아지게 되어, 내용손성이 우수하다는 사실을 확인하였다. 특히, 평활화 처리하는 공정에서, 연마한 본 발명예 10, 11 및 기재에 인가하는 바이어스 전압을 -500V로 하고, 30분간의 Ar 봄바드먼트 처리한 본 발명예 12 내지 14는, 용손율(%)이 0%이며 우수한 내용손성을 나타내었다. 또한, 기재에 질화 처리를 실시한 본 발명예 11 내지 14는, 용손율이 0%이며 우수한 내용손성을 나타내었다.As shown in Table 1, the present invention in which the surface of the first hard coating was subjected to smoothing treatment showed a lower drag ratio (%) as compared with the comparative example without smoothing, confirming the superiority of the content luck . Particularly, in the step of smoothing treatment, the present invention examples 12 to 14, in which the bias voltage applied to the ground electrodes 10 and 11 and the base material polished, were -500 V and subjected to Ar spring pad treatment for 30 minutes, ) Was 0%. In Examples 11 to 14 obtained by subjecting the substrate to the nitriding treatment, the loss ratio was 0%, and excellent content luck was exhibited.

도 3에 본 발명예 10 내지 12의 내용손성 평가 후의 광학 현미경에 의한 외관 관찰 사진을 나타낸다. 도 4에 본 발명예 13 내지 15의 내용손성 평가 후의 광학 현미경에 의한 외관 관찰 사진을 나타낸다. 도 5에 본 발명예 16 내지 18의 내용손성 평가 후의 광학 현미경에 의한 외관 관찰 사진을 나타낸다. 특히 우수한 내용손성을 나타낸 본 발명예 10 내지 14는, 선단부 및 측면부에 용손이 확인되지 않았다.Fig. 3 shows a photograph of an appearance observation by an optical microscope after evaluating the content of hand damage in Inventive Examples 10 to 12. Fig. Fig. 4 shows photographs of appearance observations by an optical microscope after evaluating the content intentions of Inventive Examples 13 to 15. Fig. Fig. 5 shows photographs of appearance observations by an optical microscope after evaluating the content abilities of Examples 16 to 18 of the present invention. Especially, in Examples 10 to 14, which exhibited excellent content stability, no flaws were found in the tip portion and the side portion.

도 6에 비교예 10 내지 12의 내용손성 평가 후의 광학 현미경에 의한 외관 관찰 사진을 나타낸다. 도 7에 비교예 13, 14의 내용손성 평가 후의 광학 현미경에 의한 외관 관찰 사진을 나타낸다. 비교예는 선단부 및 측면부의 어느 쪽도 큰 용손이 확인되었다.Fig. 6 shows photographs of appearance observations by an optical microscope after evaluation of the content abuse of Comparative Examples 10 to 12. Fig. Fig. 7 shows photographs of appearance of Comparative Examples 13 and 14 by optical microscopy after evaluation of the content appearance. In the comparative example, both of the tip end portion and the side portion were found to have a large hand loss.

제1 경질 피막의 표면을 평활화 처리하는 공정을 개재시킴으로써, 내용손성이 향상되는 것이 확인되었다.It was confirmed that the content of the hard coat was improved by interposing a step of smoothing the surface of the first hard coat.

Claims (4)

다이캐스트용 금형의 기재의 표면에 아크 이온 플레이팅법에 의해 제1 경질 피막을 피복하는 공정과,
상기 제1 경질 피막의 표면을 평활화 처리하고, 제1 경질 피막의 표면의 산술 평균 조도 Ra를 0.05㎛ 이하, 최대 높이 Rz를 1.00㎛ 이하로 하는 공정과,
상기 평활화 처리된 제1 경질 피막의 위에 아크 이온 플레이팅법에 의해 제2 경질 피막을 피복하는 공정을 갖고,
상기 평활화 처리는 가스 봄바드먼트 처리이며,
상기 가스 봄바드먼트 처리는 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압을 -700V 이상 -400V 이하에서 실시하고,
상기 제1 경질 피막을 피복하는 공정과, 상기 제1 경질 피막의 표면을 평활화 처리하는 공정은 동일한 노 내에서 처리되는 것을 특징으로 하는, 다이캐스트용 피복 금형의 제조 방법.
A step of coating a surface of a substrate of a die casting mold with a first hard coating by an arc ion plating method,
A step of smoothening the surface of the first hard coating to set the arithmetic average roughness Ra of the surface of the first hard coating to 0.05 m or less and the maximum height Rz to 1.00 m or less,
And a step of coating the second hard coating on the smoothed first hard coating by an arc ion plating method,
The smoothing process is a gas sparging process,
The gas plasma treatment is carried out at a negative bias voltage of -700 V to -400 V,
Wherein the step of coating the first hard coating and the step of smoothing the surface of the first hard coating are treated in the same furnace.
제1항에 있어서,
상기 제1 경질 피막 또는 상기 제2 경질 피막은, 크롬계 질화물인 것을 특징으로 하는, 다이캐스트용 피복 금형의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first hard coating or the second hard coating is a chromium-based nitride.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 경질 피막은, 적어도 2층 이상의 다층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 다이캐스트용 피복 금형의 제조 방법.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the second hard coating has a multilayer structure of at least two layers.
삭제delete
KR1020177004008A 2014-08-20 2015-08-19 Method for manufacturing coated mold for die casting KR101862526B1 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2014-167187 2014-08-20
JP2014167187 2014-08-20
JP2015066605 2015-03-27
JPJP-P-2015-066605 2015-03-27
PCT/JP2015/073246 WO2016027832A1 (en) 2014-08-20 2015-08-19 Method for manufacturing coated mold for die casting

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170033353A KR20170033353A (en) 2017-03-24
KR101862526B1 true KR101862526B1 (en) 2018-05-29

Family

ID=55350775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177004008A KR101862526B1 (en) 2014-08-20 2015-08-19 Method for manufacturing coated mold for die casting

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6274317B2 (en)
KR (1) KR101862526B1 (en)
CN (1) CN106660110B (en)
WO (1) WO2016027832A1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111771011B (en) 2018-02-27 2022-07-05 日立金属株式会社 Coated member and method for producing same
CN110508776A (en) * 2019-08-20 2019-11-29 宁波孚士威机械有限公司 A kind of processing technology of high intensity bracket
JP6960126B1 (en) * 2020-08-30 2021-11-05 Rtm 株式会社 Surface treatment method for cooling holes in molds
US20220290289A1 (en) * 2021-03-10 2022-09-15 Vapor Technologies, Inc. Pvd coatings for aluminum die casting molds

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013076124A (en) 2011-09-30 2013-04-25 Hitachi Tool Engineering Ltd Method for manufacturing coated article with excellent corrosion resistance, and coated article

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3691623B2 (en) 1997-02-28 2005-09-07 株式会社神戸製鋼所 Casting member having excellent resistance to melting Al and method for producing the same
CN100489135C (en) * 2005-12-31 2009-05-20 财团法人工业技术研究院 Multi-component heat resistance alloy and die with multi-component heat resistance alloy layer
JP4883400B2 (en) * 2006-09-27 2012-02-22 日立金属株式会社 Casting parts
JP4771223B2 (en) * 2006-09-27 2011-09-14 日立金属株式会社 Durable hard material coated mold for plastic working
JP2008188609A (en) 2007-02-02 2008-08-21 Daido Steel Co Ltd Die-casting die and surface treatment method therefor
EP2042261A3 (en) * 2007-09-26 2015-02-18 Sandvik Intellectual Property AB Method of making a coated cutting tool
JP5435326B2 (en) 2008-09-02 2014-03-05 日立金属株式会社 Die-casting coating mold and manufacturing method thereof
JP5156971B2 (en) * 2009-03-17 2013-03-06 Smc株式会社 Coating member for preventing melting damage
CN102803546B (en) * 2010-03-31 2014-12-31 日立金属株式会社 Process for production of coated article having excellent corrosion resistance, and coated article
KR20140019947A (en) * 2012-08-07 2014-02-18 현대자동차주식회사 Coating material for aluminum die casting and the method for manufacturing thereof

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013076124A (en) 2011-09-30 2013-04-25 Hitachi Tool Engineering Ltd Method for manufacturing coated article with excellent corrosion resistance, and coated article

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170033353A (en) 2017-03-24
CN106660110A (en) 2017-05-10
JP6274317B2 (en) 2018-02-07
WO2016027832A1 (en) 2016-02-25
CN106660110B (en) 2019-05-28
JPWO2016027832A1 (en) 2017-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3287544A1 (en) Coated metal mold and method for manufacturing same
JP4293370B2 (en) Valve lifter
KR101862526B1 (en) Method for manufacturing coated mold for die casting
JP5424103B2 (en) Covering mold for plastic working
JP5435326B2 (en) Die-casting coating mold and manufacturing method thereof
EP2316983A1 (en) Nitrogen-containing amorphous carbon film, amorphous carbon layered film, and sliding member
JP5498572B2 (en) Method for producing coated article excellent in corrosion resistance and coated article
JP2009167512A (en) Diamond-like carbon film for sliding component and method for manufacturing the same
JP2015528531A (en) Arc PVD coating with enhanced friction and wear reduction properties
JP4827204B2 (en) Coated mold for plastic working and manufacturing method thereof
JP6569376B2 (en) Carbide tool and manufacturing method thereof
JP2011127205A (en) Coated die having excellent lubricant adhesiveness and durability, and method for producing the same
JP2006207691A (en) Hard film coated sliding member
JP2013076124A (en) Method for manufacturing coated article with excellent corrosion resistance, and coated article
JP5892414B2 (en) Method for producing coated article excellent in corrosion resistance and coated article
KR102317383B1 (en) Covering member and manufacturing method thereof
CN110709190A (en) Component for aluminum die casting mold
JP5988144B2 (en) Coated article excellent in corrosion resistance and method for producing the same
JP6339812B2 (en) piston ring
JP2006214314A (en) Manufacturing method of valve lifter and shim
JP2021025132A (en) Coated member and manufacturing method of the same
JP2006206960A (en) Sliding member coated with hard film

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant