KR20070079915A - 경질 피막 및 이의 성막 방법 - Google Patents

경질 피막 및 이의 성막 방법 Download PDF

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겐지 야마모토
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가부시키가이샤 고베 세이코쇼
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Abstract

본 발명은 공구의 표면에 피복되는 경질 피막에 관한 것으로서, 조성이 (Cr1-a-bAlaSib)(BxCyN1-x-y)(이때, 원자비는 0<a≤0.4, 0.05≤b≤0.35, 0.25≤1-a-b≤0.9, 0≤x≤0.15 및 0≤y≤0.5 임) 또는 (M1-a-bAlaSib)(BxCyN1-x-y)(이때, 원자비는 0.05≤a≤0.5, 0.1<b≤0.35, 0≤x≤0.15 및 0≤y≤0.5이며, M은 Ti 및 Cr을 나타냄)인 본 발명에 따른 경질 피막은 절삭공구 표면에 피복시 종래의 피막 보다 내마모성이 우수하다.

Description

경질 피막 및 이의 성막 방법 {HARD COATING FILM AND METHOD FOR FORMING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 사용되는 스퍼터링식 증발원 요부에 대한 단면 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 사용되는 아크식 증발원 요부에 대한 단면 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 사용되는 아크 이온 플레이팅(arc ion plating; AIP)을 위한 장치의 개략도이다.
* 도면의 부호에 대한 설명
1: 진공 챔버 2A, 2S 증발원
3: 지지대 4: 바이어스 전원
6: 타겟 7: 아크 전원
8: 자석(자기장 형성 수단) 9: 전자석(자기장 형성 수단)
11: 배기구 12: 가스 공급구
W: 처리대상 S: 타겟의 증발면
본 발명은 경질 피막 및 이의 성막 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 경질 피막은 절삭공구(예: 팁(tip), 드릴 및 엔드 밀(end mill)) 및 지그(예: 단조 금형(forging die) 및 펀칭 금형)의 내마모성을 개선시킬 수 있다.
종래부터, 초경합금(cemeted carbide), 서멧(cermet) 또는 고속 스틸을 기재로 하는 절삭공구는 내마모성 향상을 위해, TiN, TiCN, TiAlN 등의 경질 막으로 피복되어 왔다. 최근에는, Ti 및 Al의 복합 질화막인 TiAlN 피막이 내마모성에 있어서 우수한 것으로 밝혀졌다 (일본특허 제2644710호 참조). 상기 피막은 티타늄의 질화물, 탄화물 또는 탄소질화물 피막 대신, 경화 스틸과 같은 고경도재 및 고속 절삭용 절삭공구의 분야에 적용되고 있다. 또한, 일본특허공개 제2005-213637호에는 내마모성 향상을 위해 결정구조나 성분이 다른 층으로 구성한 피막 적층체가 개시되어 있으며, 일본특허공개 제2003-71611호에는 TiAlSiN 피막에 Cr을 첨가하여 경도 또는 내산화성을 개선시킨 피막이 개시되어 있다.
그러나, 고경도화, 절삭속도의 고속도화, 절삭공구의 표면 온도가 고온으로 되는 고속의 드라이 절삭 등에 있어서, 절삭공구의 내마모성(경도 및 내산화성)을 더욱 개선시킬 수 있는 경질 피막이 더욱더 요구되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 요구를 충족시키기 위해, 종래의 경우보다 내마모성이 더욱 향상된 경질 피막 및 이의 성막 방법을 제공하는 것이다.
내마모성이 우수한 종래의 경질 피막은 Al 및 Si가 주성분이고 Ti를 선택적으로 함유하는 (CrAlSi)(BCN) 막이 있으나, 이 막은 Al 및 Si의 함유량이 많음에 따라 6각형 구조 또는 비결정질 구조를 가져 연질화되는 경향이 있다. 이에, 본 발명자들은 이전보다 Al 함량을 감소시키고 Si 함량을 증가시키는 경우 경도 및 내산화성이 본질적으로 우수한 경질 피막을 얻을 수 있음을 발견하였다. 본 발명자들은 추가로 그러한 조성을 가질 때 바람직한 결정구조를 나타내는 경질 피막 및 이의 성막방법에 대해 예의 연구함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 제1태양은, (Cr1-a-bAlaSib)(BxCyN1-x-y)의 조성을 가지며, 이때 원자비가 0<a≤0.4, 0.05≤b≤0.35, 0.25≤1-a-b≤0.9, 0≤x≤0.15 및 0≤y≤0.5 인, 공구의 표면에 피복되는 경질 피막에 관한 것이다.
본 발명의 제2태양은, (M1-a-bAlaSib)(BxCyN1-x-y)(여기서, M은 Ti 또는 Cr 임)의 조성을 가지며, 이때 원자비가 0.05≤a≤0.5, 0.1<b≤0.35, 0≤x≤0.15 및 0≤y≤0.5 인, 공구의 표면에 피복되는 경질 피막에 관한 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 경질 피막은 본질적으로 경도 및 내산화성이 우수하며, 육각형의 결정 및 비결정질 상이 없는 결정구조를 갖는다.
본 발명의 제3태양은, 본 발명의 제1태양 및 제2태양에 따른 경질 피막에 있어서, 산소를 함유하는, 변형된 경질 피막에 관한 것이다.
본 발명의 제4태양은, 본 발명의 제3태양에 따른 경질 피막에 있어서, (BxCyN1-x-yOz) 부분을 가지며, 이때 원자비가 0≤x≤0.15, 0≤y≤0.5, 0<z≤0.5 및 0.35≤1-x-y-z<1 이고, 상기 (BxCyN1-x-yOz) 부분이 외측에 존재하는, 변형된 경질 피막에 관한 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 경질 피막은 화학적으로 안정하여, 공구의 표면 온도가 고온이 되는 고속의 절삭 공정 및 드라이 절삭공정에 있어서 개선된 내산화성을 나타낸다.
본 발명의 제5태양은, 본 발명의 제1태양 내지 제4태양 중 어느 하나에 따른 경질 피막에 있어서, 소정의 조성 범위내에서 서로 다른 조성의 막이 2층 이상 형성되어 있는, 변형된 경질 피막에 관한 것이다.
적층된 구조의 경질 피막은 경도를 필요로 하는 층이 공구와 직접 접하도록, 그리고 내산화성을 필요로 하는 층이 외측에 위치하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 제6태양은, 본 발명의 제1태양 내지 제5태양 중 어느 하나에 따른 경질 피막에 있어서, 경질 피막의 일면 또는 양면에, 4A족, 5A족 및 6A족의 원소, Al 및 Si로부터 선택된 금속의 질화물, 탄화물, 붕화물, 탄소질화물, 탄소붕화물, 붕소질화물 및 탄소붕소질화물 중 어느 하나로부터 형성되며 상기 경질 피막과 조성이 다른 층이 추가로 적층되어 있는, 변형된 경질 피막에 관한 것이다.
본 발명의 제7태양은, 본 발명의 제1태양 내지 제6태양 중 어느 하나에 따른 경질 피막에 있어서, 경질 피막의 일면 또는 양면에, 4A족, 5A족 및 6A족의 원소, Al 및 Si로부터 선택된 1종 이상을 함유하는 추가의 층이 적층되어 있는, 변형된 경질 피막에 관한 것이다.
상기 변형된 경질 피막은 접착성이 강한 층이 공구와 직접 접하도록, 그리고 내식성이 높은 층이 외측에 위치하도록 형성될 수 있다. 조성(및 그에 따른 결정구조)이 서로 다른 층들의 조합은 내마모성을 향상시키는 경우가 많다.
본 발명의 제8태양은, 본 발명의 제6태양 또는 제7태양에 따른 경질 피막에 있어서, 하나 이상의 층이 추가로 적층되어 있는, 변형된 경질 피막의 변형에 관한 것이다. 상기 변형된 경질 피막은 본래의 경질 피막 특성을 유지하면서 개선된 내마모성을 나타낸다.
본 발명의 제9태양은, 암염(rock salt)의 결정구조를 갖는 경질 피막에 관한 것이다. 이러한 결정구조는 경질 피막이 우수한 내마모성을 갖게 한다.
본 발명의 제10태양은, 불균형 마그네트론 스퍼터링(unbalanced magnetron sputtering) 또는 자기장을 인가하는 방식의 음극 아크 이온 플레이팅(cathodic arc ion plating)에 의한, 경질 피막의 성막 방법에 관한 것이다.
본 발명의 제11태양은, 상기 경질 피막의 성막 방법에 있어서, 타겟의 증발면에 대해 평행 또는 수직인 방향으로 진행하는 자력선을 형성하여 이 자력선이 피 막될 처리대상의 주변에서 성막 가스를 플라즈마로 전환시키는 것을 포함하는, 변형된 방법에 관한 것이다.
이러한 변형은 내마모성을 개선시키기에 적합한 결정구조를 갖는 피막을 형성케 한다.
본 발명에 따른 경질 피막은 절삭공구 등의 경도, 내산화성 및 내마모성을 개선시킬 수 있다. 본 발명에 따른 경질 피막의 성막 방법은 내마모성을 개선시키기에 적합한 결정구조를 갖는 경질 피막을 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 경질 피막에 대한 바람직한 실시태양을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 경질 피막은 초경합금, 서멧 또는 고속 스틸을 기재로 하는, 절삭공구(예: 팁, 드릴 및 엔드 밀) 및 지그(예: 단조 금형 및 펀칭 금형)의 표면을 피복한다.
<피막의 조성 및 구조>
(CrAlSi)(BCN)계의 피막은 다음과 같은 조성을 갖는다.
알루미늄(Al)의 함량은 원자비로 0.4 이하, 바람직하게는 0.35 이하, 및 0.05 이상, 바람직하게는 0.15 이상이다. 알루미늄을 첨가하지 않는 경우, 경질 피막은 내산화성 및 경도면에서 불량해질 것이다.
규소(Si)의 함량은 0.05 내지 0.35, 바람직하게는 0.1 내지 0.25 이다.
크롬(Cr)의 함량은 Al과 Si의 합계량의 잔량에 상당하며, Al과 Si의 합계량은 0.3 내지 0.6, 바람직하게는 0.4 내지 0.55 이다. 크롬은 내산화성과 결정구조 에 큰 영향을 미친다.
(TiCrAlSi)(BCN)계의 피막은 다음과 같은 조성을 갖는다.
알루미늄(A1)의 함량은 0.05 내지 0.5 이어야 한다. Si의 함량은 0.1 보다 크고 0.35 이하이어야 한다. A1 또는 Si의 함량이 상기 범위보다 낮은 경우 내산화성 및 경도를 충분히 개선시키지 못한다. Al과 Si의 합계량은 0.2 내지 0.7, 바람직하게는 0.3 내지 0.6 이다.
Ti와 Cr의 합계량은 A1 및 Si의 잔량에 상당하며, 0.15 이상으로 한다. Ti와 Cr의 비율은 특별히 제한되지 않는다. Ti가 Cr 보다 상대적으로 많은 경우는 경도가 개선되고, Cr가 상대적으로 많은 경우에는 경도가 약간 저하되면서 내산화성이 향상된다. Ti 및 Cr의 비율 선택은 목적하는 피복에 따라 좌우된다.
본 발명에 따른 경질 피막은 기본 성분으로서 질소(N)를 함유한다. 질소의 함량은 원자비로 0.35 이상이어야 한다. 경질 피막은 붕소(B) 또는 탄소(C)의 첨가에 따라 특성이 변화되며, 이들 함량은 목적에 따라 조절되어야 한다.
경질 피막에서 붕소(B)는 질소(N)와 결합하여 윤활성을 갖는 B-N 결합을 생성한다 (또는 마찰력을 감소시키고 내마모성을 향상시킨다). 또한, 붕소(B)는 금속과 결합하여 경질 붕화물(TiB2)를 형성하여 경도를 증가시킨다. B의 함량은 원자비로 0.15 이하, 바람직하게는 0.1 이하이다.
경질 피막에서 탄소(C)는 경질 탄화물을 형성하여 경도를 증가시킨다. C의 함량은 0.5 이하, 바람직하게는 0.4 이하이어야 한다. 과량의 탄소는 반응하지 않 고 남아있거나 불안정한 A1-C 결합을 생성한다.
이상으로부터 본 발명에 따른 경질 피막은 하기의 조성 중 어느 하나를 갖는 것이며, 이에 따라 후술하는 실시예에 제시된 바와 같은 다양한 특성을 나타낸다:
(CrAlSi)N, (CrAlSi)(BN), (CrAlSi)(CN), (CrAlSi)(BCN), (TiCrAlSi)N, (TiCrAlSi)(BN), (TiCrAlSi)(CN) 및 (TiCrAlSi)(BCN).
상기한 바와 같은 경질 피막은 원하는 특성을 손상하지 않는 범위로 산소를 함유한다. 산소가 도입된 경우, 피막의 경도는 다소 저하되지만 화학적 안정성이 증가되어 금속 처리대상과의 반응성이 감소되어 내산화성이 향상된다. 따라서, 경질 피막은 상기 처리대상과 접하게 되는 최외곽층으로서 산소-함유층을 가져야 한다. 이러한 산소-함유층은 성막 공정의 최종 단계에서 도입되는 질소에 산소를 첨가함으로써 형성될 수 있다. 산소의 함량은 원자비로 0.5 이하, 바람직하게는 0.4 이하이어야 한다. 과량의 산소는 경질 피막의 경도를 감소시켜 내마모성을 저하시킨다. 질소(기본 성분)의 함량은 산소 도입에 관계없이 0.35 이상이어야 한다.
또한, 본 발명에 따른 경질 피막은 둘 이상의 층이 적층된 라미네이트 형태로 이루어질 수 있으며, 각 층은 소정의 범위내에서 서로 다른 조성을 갖는다. 추가의 적층된 층들은 4A족, 5A족 및 6A족의 원소, Al 및 Si로부터 선택된 금속의 질화물, 탄화물, 붕화물, 탄소질화물, 탄소붕화물, 붕소질화물 및 탄소붕소질화물 중 어느 하나로부터 형성될 수 있으며, 추가된 층의 조성은 경질 피막의 조성과 다르다. 상기 금속 화합물의 예로는 TiN, TiAlN, TiCrAlN, CrAlSiN, TiCrAlSiN, TiCN, TiAlCN, TiCrAlCN, TiC, TiB2, TiBCN 및 TiCrAlBN을 들 수 있다.
본 발명에 따른 적층구조의 경질 피막은 이의 일면 또는 양면에, 4A족, 5A족 및 6A족의 원소, Al 및 Si로부터 선택된 1종 이상의 금속을 함유하는 금속층 또는 합금층을 추가로 가질 수 있다. 4A족, 5A족 및 6A족의 금속으로는 Cr, Ti 및 Nb을 들 수 있으며, 합금으로는 Ti-Al이 포함된다.
이와 같이 형성된 적층구조의 경질 피막은 그 특성들이 더욱 개선되도록 하나 이상의 층이 추가로 적층되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 경질 피막은 암염 구조형의 결정구조를 갖는다. 이러한 결정구조는 연질의 육각형 결정구조나 비결정질 상이 배제된 것이다. 암염 구조의 경질 피막은 절삭공구에 우수한 내마모성을 제공한다.
경질 피막은 층 구조에 관계없이(단일층이건 다수층이건) 0.5 내지 20㎛의 두께를 갖는다. 두께가 0.5㎛ 미만인 경우에는 경질 피막이 내마모성면에서 불량하다. 두께가 20㎛를 초과하는 경우에는 경질 피막이 절삭 공정시에 손상되거나 박리되기 쉽다. 바람직한 두께 범위는 1 내지 15㎛ 이다. 적층 구조의 경우, 각 층은 3,000nm 미만, 바람직하게는 1,000nm 이하, 더욱 바람직하게는 500nm 이하의 두께를 가져야 한다.
<성막 방법 및 장치>
바람직한 암염 결정구조를 갖는 경질 피막은 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같은 증발원을 사용하여 형성될 수 있다. 도 1에서 2S로 도시된 증발원은 불균형 마그네트론 스퍼터링(unbalanced magnetron sputtering)용이고, 도 2(a) 및 도 2b에서 2A로 도시된 증발원은 아크 공정용이며, 후자는 도시된 바와 같이 자기장을 인가하는 방식으로 제공된다. 자력선이 증발원의 타겟(6)의 표면에 거의 수직 또는 수평하게 가해진다. 자력선은 증발원의 정면에서 형성되는 플라즈마 중에 존재하는 전자를 사이클로트론 운동(cyclotron motion)시킨다. 사이클로트론 운동은 가스를 이온화시키며, 이에 따른 높은 이온 밀도는 경질 피막을 치밀하게 한다. 본 발명에 따른 성막 장치는 타겟의 정면 또는 측면에 배치된 자석을 구비하며, 상기 자석은 타겟의 증발면에 거의 수직 또는 평행한 방향으로 진행하는 자력선을 형성한다. 이러한 자력선은 성막 가스를 플라즈마로 변환시켜 본 발명에 따른 경질 피막을 효율적으로 형성되게 한다. 상술한 바와 같은 장치는 종래의 균형화된 마그네트론 방식의 장치, 또는 타겟 뒤쪽에서 자기장을 갖는 음극 증발원을 사용하는 종래의 아크 공정용 장치와 다르다. 이러한 종래의 장치들은 본 발명의 경질 피막을 제조하기 어렵다.
본 발명의 한 가지 실시양태를 도 3에 도시된 아크 이온 플레이팅(AIP) 장치와 관련하여 간단히 설명한다.
상기 AIP 장치는 하기 성분들로 구성된다:
- 진공배기를 위한 배기구(11);
- 성막 가스 및 불활성 가스를 공급하는 가스 공급구(12)를 구비한 진공 챔버(1);
- 아크 방전에 의해 타겟(음극 구성) 증발시키고 생성된 가스를 이온화하는 아크 공정용 증발원(2A);
- 피복이 이루어지는 처리대상 W (또는 절삭공구)을 지지하는 지지대(3); 및
- 지지대(3)를 통해 처리대상 W에 음의 바이어스 전압(negative bias voltage)을 인가하는 바이어스 전원(4). (처리대상 W는 지지대(3)과 진공 챔버(1) 사이에 위치한다.)
진공 챔버(1)에는 질소(N2), 메탄(CH4), 산소(O2) 및 아르곤(불활성 가스)의 혼합 가스가 공급된다. 전자 3가지의 선택은 원하는 경질 피막의 조성에 따라 달라진다.
아크 공정용 증발원(2A)는 하기 성분들로 구성된다:
- 음극으로 작용하는 타겟(6);
- 타겟(6) 및 진공 챔버(1)(양극으로 작용)에 연결된 아크 전원(7); 및
- 타겟(6)의 증발면(S)에 거의 수직 또는 평행한 방향으로 진행하여 처리대상 W 근방까지 신장하는 자력선을 발생시키는 자석(영구자석)(8).
자석(8)은 처리대상 W의 근방에서의 자속밀도가 10 G(gauss)이상, 바람직하게는 30 G 이상인 것이어야 한다. 한편, "거의 수직"이란 용어는 자력선의 방향이 으로 수선으로부터 약 30°이내로 치우칠 수 있음을 의미한다.
도 2b는 본 발명의 한 가지 실시태양에서 사용되는 아크 공정용 증발원의 주요부를 도시한 확대 단면 개략도이다. 자기장을 형성시키는 자석(8)은 타겟(6)의 증발면 S를 둘러싸도록 배치된다. 자석(8)은 자기장을 형성하는 기타 다른 수단, 예컨대 코일과 전원으로 구성된 전자석으로 대체될 수 있다. 자석은 도 2a에 도시된 바와 같이, 타겟(6)의 증발면 S의 전방(처리대상 W 측)을 둘러싸도록 설치될 수도 있다.
본 발명에서 사용되는 AIP 장치는 자기장이 아크 공정용 증발원의 정면에서 성막 가스를 플라즈마 형태로 이동시키는 점에서 종래 장치와 다르다.
도 2a는 본 발명에서 사용된 증발원 2A에서 존재하는 자력선을 도시한 것이다. 상기 자력선은 방전으로 발생한 전자(e)의 일부가 자력선 주위를 나선형으로 운동하게 한다. 운동하는 전자는 성막 가스를 구성하는 질소 분자 등과 충돌함으로써 성막 가스를 플라즈마화한다. 종래의 증발원에서는 자력선이 타겟 근방에 한정되어 플라즈마 밀도가 타겟 주위에서는 높고 처리대상 주위에서는 약하게 된다. 이에 반해, 본 발명에서 사용된 증발원 2A에서는 자력선이 처리대상 W에까지 연장되어, 성막 가스의 플라즈마 밀도가 처리대상 W 근방에 있어서 종래의 증발원에 비해 현저히 높게 된다.
실시예
이하, 본 발명을 하기 실시예와 관련하여 보다 자세히 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것이 아니다. 상술하거나 후술하는 취지에 적합할 수 있는 범위로 적당히 변경하여 실시하는 것도 물론 가능하고, 이들 어느 것이나 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
실시예 1
여러가지 기판상의 피복 공정을 도 3에 도시된 바와 같은 AIP 장치를 사용하여 다음과 같은 방식으로 수행하였다.
먼저, AIP 장치의 음극에 Cr-A1-Si 합금의 타겟(6)을 부착하였다. 그 다음, 지지대(3)에 처리대상 W로서 경면 연마된(mirror-polished) 초경합금(cemeted carbide) 팁(tip), 백금박(0.1mm 두께) 및 초경합금의 볼 엔드 밀(직경 10mm, 6 칼날)을 부착하였다.
진공 챔버(1) 내부를 진공상태로 하면서, 진공 챔버(1) 내에 있는 히터로 처리대상 W의 온도를 550℃로 가열하고, 진공 챔버(1)에 질소 가스를 도입하였다. 진공 챔버(1) 내의 압력을 4Pa로 유지하면서, 아크 방전을 시작하여 기판(처리대상 W)의 표면에 두께 3㎛의 피막을 형성하였다. 피막 중에 B를 함유시키는 경우에는, 상기 합금 타겟에 B를 혼합하였다. 피막 중에 C 및 O를 함유시키는 경우에는, 성막 가스 중에 CH2 및 O2 가스를 각각 도입하였다. 한편, 피복 공정 동안에 어스 전위에 대하여 기판(처리대상 W)가 "-" 전위를 유지하도록 -30V 내지 -100V의 바이어스 전압을 기판(처리대상 W)에 인가하였다.
생성된 피막을 조성, 결정구조, 비커스 경도(Vickers hardness) 및 산화시작온도에 대해서 평가하였으며, 조성은 EPMA(질량계수보정)으로 측정하고 결정구조는 X-선 회절분석으로 측정하였다. 또한, 피막을 하기 조건하에서 피복된 엔드 밀로 절삭함으로써 내마모성에 대해서 평가하였다. 절삭 후, 측면 마모량(마모폭)을 측 정하였다 (마모폭이 작을수록, 내마모성이 우수한 것이다). 내산화성을 측정하기 위해, 피복된 백금박을 건조 공기중에서 4℃/분의 속도로 가열하여, 산화에 의한 중량증가 곡선을 작성하였다. 곡선 상에서, 중량증가가 시작하는 온도를 산화시작온도로 하였다. 산화시작온도가 높다는 것은 처리대상과의 반응이 적으며 내산화성이 우수한 것을 의미한다.
절삭 조건:
처리대상: SKD61 (HRC50)
절삭속도: 300m/분
공급: 0.05mm/칼날
축 절삭: 5mm
직경방향 절삭: 1.Omm
절삭 길이: 150m
기타: 하강 절삭, 드라이 절삭, 에어 블로윙(air blowing)만 수행
평가: 측면의 마모폭(마모량)
하기 표 1은 실시예 1에서 수득한 샘플의 평가결과를 나타낸 것이다. 표 1에서 결정구조는 약자로 다음과 같은 약어로 표시하였다.
C: 암염 구조
H: 6각형 구조
A: 비결정질
C+H: 암염 구조형과 6각형 구조형의 혼합체
상술한 바와 같이 암염 구조를 갖는 피막이 바람직하지만, C+H의 결정구조를 갖는 피막이더라도 높은 경도를 갖는다.
샘플 1 및 2는 종래의 TiN 또는 TiAlN계 경질 피막을 나타낸 것이다. 샘플 3 내지 19는 필수 성분으로서 Cr을 함유하면서 Al 및 Si의 함량을 변화시킨 금속 질화물의 경질 피막을 나타낸 것이다. 여기서, Al이 상대적으로 많은 경우는 소정량의 Si를 포함하고 있더라도, 경도 및 산화시작온도가 낮아 마모량이 증가한다. 또한, Si가 상대적으로 많은 경우는 비결정 상태로 변환되어 경도가 낮다.
샘플 20 내지 36은 상술한 금속 질화물의 경질 피막으로서, 붕소(B)의 함량이 변화된 것(샘플 20 내지 24), 탄소(C)의 함량이 변화된 것(샘플 25 내지 29), 및 산소(O)의 함량이 변화된 것(샘플 31 내지 36)을 나타낸 것이며, 이들 결과로부터 피막에서 각 원소의 바람직한 함유량이 얻어졌다.
Figure 112007009778798-PAT00001
실시예 2
Ti-Cr-A1-Si 합금으로 이루어진 타겟을 사용하고, 절삭 공정을 하기의 조건으로 수행하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 같은 공정을 반복하였다.
절삭 조건:
처리대상: SKD11 (HRC60)
절삭속도: 150m/분
공급: 0.05mm/칼날
축 절삭: 5mm
직경방향 절삭: 0.3mm
절삭 길이: 50m
기타: 하강 절삭, 드라이 절삭, 에어 블로윙만 수행
평가: 측면의 마모폭(마모량)
측정 결과를 하기 표 2에 나타내었다. Ti를 포함하는 경우라도, 실시예 1에서와 같은 결과가 얻어졌다.
Figure 112007009778798-PAT00002
실시예 3
도 3에 도시된 바와 같은 AIP 장치에 2개의 아크 공정용 증발원(도시되지 않음)을 부착하고, 각각의 증발원에는 다른 합금 타겟을 부착하였다. AIP 장치를 가동하여 하기 표 3에 나타낸 바와 같은 적층형의 피막을 형성하였다. 표 3에서, "제2층"은 본 발명의 제1태양 또는 제2태양에 따른 경질 피막에 상응하고, "제1층"은 본 발명의 제6태양 내지 제8태양 중 어느 하나에 따른 경질 피막에 상응하며, 상기 피막과 적층되는 다른 피막이 있다. 경질 피막에서의 다수층들은 "제1층"이 기판 (또는 처리대상 W)과 접하도록 하고, "제2층"이 "제1층" 위(또는 외측)에 형성되도록 배열된다. "제1층"과 "제2층"의 한쌍을 하나의 적층수로 한다. 하나 이상의 적층수로 구성된 경질 피막을 상기의 다른 합금 타겟을 교대로 증발시킴으로써 형성하였다. 경질 피막을 지지대 위에 위치한 하기 3개의 기판(처리대상 W) 중 어느 하나 위에 형성하였다.
- 경면 연마된 초경합금 팁,
- 백금박(0.1mm 두께), 및
- 초경합금의 볼 엔드 밀(직경 10mm, 6 칼날)
진공 챔버(1) 내부를 진공상태로 하면서, 진공 챔버(1) 내에 있는 히터로 처리대상 W의 온도를 550℃로 가열하고, 진공 챔버(1)에 질소 가스를 도입하였다. 진공 챔버(1) 내의 압력을 4Pa로 유지하면서, 아크 방전을 시작하여 기판(처리대상 W)의 표면에 두께 3㎛의 적층 피막을 형성하였다. (단일 피막이 형성되거나 6㎛ 두께의 피막이 형성되는 2가지 예외 있음.) 피막 중에 C 및 O를 함유시키는 경우에는, 성막 가스 중에 CH2 및 O2 가스를 각각 도입하였다. 한편, 피복 공정 동안에 어스 전위에 대하여 기판(처리대상 W)가 "-" 전위를 유지하도록 -30V 내지 -100V의 바이어스 전압을 기판(처리대상 W)에 인가하였다.
생성된 피막을 실시예 1(샘플 1 내지 18) 및 실시예 2(샘플 21 내지 35)에서와 같은 방식으로 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
하기 표 3에서, 샘플 3 내지 12 및 샘플 23 내지 31은 본 발명의 제6태양에 상응하고, 샘플 13 내지 15 및 샘플 32 내지 34는 본 발명의 제7태양에 상응한다. 이들 피막은 내마모성이 우수하였다. 적층수가 하나 이상인 샘플은 본 발명의 제8태양에 상응한다. 샘플 6 내지 12 및 샘플 25 내지 31은 조성 및 층 두께는 동일하나 적층수가 다른 것들로서, 적층수가 다수이면서 각 층의 두께가 작은 피막이 경도 및 내산화성에 있어서 우수한 것을 볼 수 있다.
Figure 112007009778798-PAT00003
실시예 4
도 3에 도시된 바와 같은 AIP 장치에 본 발명에 따른 스퍼터링 또는 아크 증발원(도 1 및 도 2에 도시된 것) 또는 종래의 증발원(도시되지 않음)을 부착하여, 실시예 1과 같은 방식으로 기판상의 피복 공정을 수행하였다. 피복용 타겟으로는 Cr, Al 및 Si, 또는 Ti, Cr, Al 및 Si로 구성된 타켓을 사용하였다. 아크 공정에 의한 피복은 실시예 1 및 2에서와 동일한 조건하에서 수행하였다. 스퍼터링 공정에 의한 피복은 다음과 같은 방식으로 수행하였다. 먼저, 기판(처리대상 W)을 진공 챔버내에 있는 히터로 550℃까지 가열시켰다. 그 다음, 진공 챔버에 아르곤-질소 혼합 가스(질소가 35 부피%를 차지함)를 도입하였다. 진공 챔버(1) 내의 압력을 0.6Pa로 유지하면서, 스퍼터링을 시작하여 피막을 형성하였다. 피막 샘플을 실시예 1 및 2에서와 같은 방식으로 평가하였다 (샘플 1 내지 18은 실시예 1, 그리고 샘플 21 내지 38은 실시예 2에 따른 방식으로 평가).
하기 표 4로부터, 실시예 1 및 2에 따른 스퍼터링 또는 아크 공정에 의해 제조된 샘플이 동일한 조성의 타겟을 사용한 종래 샘플과 비교하여, 결정구조, 경도, 산화시작온도 및 마모량에 있어서 우수한 것을 확인할 수 있다.
Figure 112007009778798-PAT00004
본 발명에 따르면, 내마모성을 개선시키기에 적합한 결정구조를 갖는 경질 피막을 제공하여, 절삭공구 등의 경도, 내산화성 및 내마모성을 개선시킬 수 있다.

Claims (37)

  1. (Cr1-a-bAlaSib)(BxCyN1-x-y)의 조성을 가지며, 이때 원자비가 0<a≤0.4, 0.05≤b≤0.35, 0.25≤1-a-b≤0.9, 0≤x≤0.15 및 0≤y≤0.5 인, 공구의 표면에 피복되는 경질 피막.
  2. (M1-a-bAlaSib)(BxCyN1-x-y)(여기서, M은 Ti 및 Cr을 나타냄)의 조성을 가지며, 이때 원자비가 0.05≤a≤0.5, 0.1<b≤0.35, 0≤x≤0.15 및 0≤y≤0.5 인, 공구의 표면에 피복되는 경질 피막.
  3. 제1항에 있어서,
    산소를 함유하는 것을 특징으로 하는 경질 피막.
  4. 제2항에 있어서,
    산소를 함유하는 것임을 특징으로 하는 경질 피막.
  5. 제3항에 있어서,
    (BxCyN1-x-yOz) 부분을 가지며, 이때 원자비가 0≤x≤0.15, 0≤y≤0.5, 0<z≤0.5 및 0.35≤1-x-y-z<1 이고, 상기 (BxCyN1-x-yOz) 부분이 외측에 존재함을 특징으로 하는 경질 피막.
  6. 제4항에 있어서,
    (BxCyN1-x-yOz) 부분을 가지며, 이때 원자비가 0≤x≤0.15, 0≤y≤0.5, 0<z≤0.5 및 0.35≤1-x-y-z<1 이고, 상기 (BxCyN1-x-yOz) 부분이 외측에 존재함을 특징으로 하는 경질 피막.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 조성의 범위내에서 서로 다른 조성의 막이 2층 이상 형성되어 있음을 특징으로 하는 경질 피막.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 조성의 범위내에서 서로 다른 조성의 막이 2층 이상 형성되어 있음을 특징으로 하는 경질 피막.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 조성의 범위내에서 서로 다른 조성의 막이 2층 이상 형성되어 있음을 특징으로 하는 경질 피막.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 조성의 범위내에서 서로 다른 조성의 막이 2층 이상 형성되어 있음을 특징으로 하는 경질 피막.
  11. 제1항에 있어서,
    경질 피막의 일면 또는 양면에, 4A족, 5A족 및 6A족의 원소, Al 및 Si로부터 선택된 금속의 질화물, 탄화물, 붕화물, 탄소질화물, 탄소붕화물, 붕소질화물 및 탄소붕소질화물 중 어느 하나로부터 형성되며 상기 경질 피막과 조성이 다른 층이 추가로 적층되어 있음을 특징으로 하는 경질 피막.
  12. 제2항에 있어서,
    경질 피막의 일면 또는 양면에, 4A족, 5A족 및 6A족의 원소, Al 및 Si로부터 선택된 금속의 질화물, 탄화물, 붕화물, 탄소질화물, 탄소붕화물, 붕소질화물 및 탄소붕소질화물 중 어느 하나로부터 형성되며 상기 경질 피막과 조성이 다른 층이 추가로 적층되어 있음을 특징으로 하는 경질 피막.
  13. 제3항에 있어서,
    경질 피막의 일면 또는 양면에, 4A족, 5A족 및 6A족의 원소, Al 및 Si로부터 선택된 금속의 질화물, 탄화물, 붕화물, 탄소질화물, 탄소붕화물, 붕소질화물 및 탄소 붕소질화물 중 어느 하나로부터 형성되며 상기 경질 피막과 조성이 다른 층이 추가로 적층되어 있음을 특징으로 하는 경질 피막.
  14. 제4항에 있어서,
    경질 피막의 일면 또는 양면에, 4A족, 5A족 및 6A족의 원소, Al 및 Si로부터 선택된 금속의 질화물, 탄화물, 붕화물, 탄소질화물, 탄소붕화물, 붕소질화물 및 탄소붕소질화물 중 어느 하나로부터 형성되며 상기 경질 피막과 조성이 다른 층이 추가로 적층되어 있음을 특징으로 하는 경질 피막.
  15. 제5항에 있어서,
    경질 피막의 일면 또는 양면에, 4A족, 5A족 및 6A족의 원소, Al 및 Si로부터 선택된 금속의 질화물, 탄화물, 붕화물, 탄소질화물, 탄소붕화물, 붕소질화물 및 탄소붕소질화물 중 어느 하나로부터 형성되며 상기 경질 피막과 조성이 다른 층이 추가로 적층되어 있음을 특징으로 하는 경질 피막.
  16. 제6항에 있어서,
    경질 피막의 일면 또는 양면에, 4A족, 5A족 및 6A족의 원소, Al 및 Si로부터 선택된 금속의 질화물, 탄화물, 붕화물, 탄소질화물, 탄소붕화물, 붕소질화물 및 탄소붕소질화물 중 어느 하나로부터 형성되며 상기 경질 피막과 조성이 다른 층이 추가로 적층되어 있음을 특징으로 하는 경질 피막.
  17. 제7항에 있어서,
    경질 피막의 일면 또는 양면에, 4A족, 5A족 및 6A족의 원소, Al 및 Si로부터 선택된 금속의 질화물, 탄화물, 붕화물, 탄소질화물, 탄소붕화물, 붕소질화물 및 탄소붕소질화물 중 어느 하나로부터 형성되며 상기 경질 피막과 조성이 다른 층이 추가로 적층되어 있음을 특징으로 하는 경질 피막.
  18. 제8항에 있어서,
    경질 피막의 일면 또는 양면에, 4A족, 5A족 및 6A족의 원소, Al 및 Si로부터 선택된 금속의 질화물, 탄화물, 붕화물, 탄소질화물, 탄소붕화물, 붕소질화물 및 탄소붕소질화물 중 어느 하나로부터 형성되며 상기 경질 피막과 조성이 다른 층이 추가로 적층되어 있음을 특징으로 하는 경질 피막.
  19. 제9항에 있어서,
    경질 피막의 일면 또는 양면에, 4A족, 5A족 및 6A족의 원소, Al 및 Si로부터 선택된 금속의 질화물, 탄화물, 붕화물, 탄소질화물, 탄소붕화물, 붕소질화물 및 탄소붕소질화물 중 어느 하나로부터 형성되며 상기 경질 피막과 조성이 다른 층이 추가로 적층되어 있음을 특징으로 하는 경질 피막.
  20. 제10항에 있어서,
    경질 피막의 일면 또는 양면에, 4A족, 5A족 및 6A족의 원소, Al 및 Si로부터 선택된 금속의 질화물, 탄화물, 붕화물, 탄소질화물, 탄소붕화물, 붕소질화물 및 탄소붕소질화물 중 어느 하나로부터 형성되며 상기 경질 피막과 조성이 다른 층이 추가로 적층되어 있음을 특징으로 하는 경질 피막.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    경질 피막의 일면 또는 양면에, 4A족, 5A족 및 6A족의 원소, Al 및 Si로부터 선택된 1종 이상의 금속을 함유하는 금속층 또는 합금층이 추가로 적층되어 있음을 특징으로 하는 경질 피막.
  22. 제11항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    둘 이상의 층이 추가로 적층되어 있음을 특징으로 하는 경질 피막.
  23. 제21항에 있어서,
    둘 이상의 층이 추가로 적층되어 있음을 특징으로 하는 경질 피막.
  24. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    암염(rock salt)의 결정구조를 가짐을 특징으로 하는 경질 피막.
  25. 제21항에 있어서,
    암염의 결정구조를 가짐을 특징으로 하는 경질 피막.
  26. 제22항에 있어서,
    암염의 결정구조를 가짐을 특징으로 하는 경질 피막.
  27. 제23항에 있어서,
    암염의 결정구조를 가짐을 특징으로 하는 경질 피막.
  28. 불균형 마그네트론 스퍼터링(unbalanced magnetron sputtering) 또는 자기장을 인가하는 방식의 음극 아크 이온 플레이팅(cathodic arc ion plating)에 의한, 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 경질 피막의 성막 방법.
  29. 불균형 마그네트론 스퍼터링 또는 자기장을 인가하는 방식의 음극 아크 이온 플레이팅에 의한, 제21항에 따른 경질 피막의 성막 방법.
  30. 불균형 마그네트론 스퍼터링 또는 자기장을 인가하는 방식의 음극 아크 이온 플레이팅에 의한, 제22항에 따른 경질 피막의 성막 방법.
  31. 불균형 마그네트론 스퍼터링 또는 자기장을 인가하는 방식의 음극 아크 이온 플레이팅에 의한, 제23항에 따른 경질 피막의 성막 방법.
  32. 불균형 마그네트론 스퍼터링 또는 자기장을 인가하는 방식의 음극 아크 이온 플레이팅에 의한, 제24항에 따른 경질 피막의 성막 방법.
  33. 불균형 마그네트론 스퍼터링 또는 자기장을 인가하는 방식의 음극 아크 이온 플레이팅에 의한, 제25항에 따른 경질 피막의 성막 방법.
  34. 불균형 마그네트론 스퍼터링 또는 자기장을 인가하는 방식의 음극 아크 이온 플레이팅에 의한, 제26항에 따른 경질 피막의 성막 방법.
  35. 불균형 마그네트론 스퍼터링 또는 자기장을 인가하는 방식의 음극 아크 이온 플레이팅에 의한, 제27항에 따른 경질 피막의 성막 방법.
  36. 제28항에 있어서,
    타겟의 증발면에 거의 직교하여 타겟 증발면의 수선에 대해 평행하거나 비스듬하게 바깥쪽으로 진행하는 자력선을 형성하여, 이 자력선이 피막될 처리대상의 주변에서 성막 가스를 플라즈마로 전환시키는 것을 포함함을 특징으로 하는, 경질 피막의 성막 방법.
  37. 제29항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서,
    타겟의 증발면에 거의 직교하여 타겟 증발면의 수선에 대해 평행하거나 비스듬하게 바깥쪽으로 진행하는 자력선을 형성하여, 이 자력선이 피막될 처리대상의 주변에서 성막 가스를 플라즈마로 전환시키는 것을 포함함을 특징으로 하는, 경질 피막의 성막 방법.
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Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100419117C (zh) * 2004-02-02 2008-09-17 株式会社神户制钢所 硬质叠层被膜、其制造方法及成膜装置
JP5096715B2 (ja) 2006-09-21 2012-12-12 株式会社神戸製鋼所 硬質皮膜および硬質皮膜被覆工具
JP2009039838A (ja) * 2007-08-10 2009-02-26 Mitsubishi Materials Corp 表面被覆切削工具
US8080324B2 (en) * 2007-12-03 2011-12-20 Kobe Steel, Ltd. Hard coating excellent in sliding property and method for forming same
JP5087427B2 (ja) * 2008-02-28 2012-12-05 ユニオンツール株式会社 切削工具用硬質皮膜
JP5206167B2 (ja) * 2008-07-04 2013-06-12 日立ツール株式会社 硬質皮膜被覆切削工具
JP5193153B2 (ja) * 2009-10-02 2013-05-08 株式会社神戸製鋼所 硬質皮膜、塑性加工用金型、塑性加工方法、及び硬質皮膜用ターゲット
PT2524066T (pt) 2010-01-11 2018-12-24 Iscar Ltd Ferramenta de corte revestida
EP2363509A1 (en) * 2010-02-28 2011-09-07 Oerlikon Trading AG, Trübbach Synthesis of metal oxides by reactive cathodic arc evaporation
CN101831615B (zh) * 2010-05-11 2011-11-09 广东工业大学 一种纳米复合钛铬铝硅氮化物刀具涂层及其制备方法
CN101831616B (zh) * 2010-05-11 2012-01-04 广东工业大学 一种纳米复合钛铬硅氮化物刀具涂层及其制备方法
CN102259206A (zh) * 2010-05-25 2011-11-30 中国砂轮企业股份有限公司 镀膜微钻针、其制备方法及使用其的钻孔方法
JP2012011393A (ja) * 2010-06-29 2012-01-19 Kobe Steel Ltd せん断用金型及びその製造方法
CN102373431A (zh) * 2010-08-26 2012-03-14 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 铝合金表面防腐处理方法及其制品
US20130309470A1 (en) * 2011-02-01 2013-11-21 Osg Corporation Hard laminar coating
CN103339282A (zh) * 2011-02-01 2013-10-02 Osg株式会社 硬质层叠被膜
JP5930187B2 (ja) * 2011-05-24 2016-06-08 三菱マテリアル株式会社 耐欠損性と耐摩耗性にすぐれた表面被覆切削工具
KR101297298B1 (ko) * 2011-06-03 2013-08-16 한국야금 주식회사 절삭공구용 코팅층
US8691374B2 (en) * 2011-09-14 2014-04-08 Kennametal Inc. Multilayer coated wear-resistant member and method for making the same
MX2014012538A (es) * 2012-04-16 2015-08-14 Oerlikon Trading Ag Trübbach Herramientas de alto rendimiento que exhiben desgaste concavo reducido en particular debido a operaciones de mecanizado en seco.
JP5991529B2 (ja) * 2012-10-29 2016-09-14 三菱マテリアル株式会社 耐欠損性と耐摩耗性にすぐれた表面被覆切削工具
JP5973001B2 (ja) * 2013-02-07 2016-08-17 三菱重工工作機械株式会社 表面被覆材料及びこれを利用する切削工具及び工作機械
US9903014B2 (en) * 2013-03-22 2018-02-27 Mitsubishi Materials Corporation Surface-coated cutting tool
WO2015041802A1 (en) 2013-09-18 2015-03-26 United Technologies Corporation Article having coating including compound of aluminum, boron and nitrogen
JP5742042B2 (ja) * 2013-10-31 2015-07-01 住友電工ハードメタル株式会社 表面被覆窒化硼素焼結体工具
JP6593776B2 (ja) * 2015-01-22 2019-10-23 三菱マテリアル株式会社 表面被覆切削工具
DE102016221363A1 (de) 2016-09-09 2018-03-15 MAPAL Fabrik für Präzisionswerkzeuge Dr. Kress KG Bohrwerkzeug und Verfahren zum Herstellen von Bohrungen
CN108179393B (zh) * 2018-01-18 2020-07-28 合肥永信等离子技术有限公司 一种CrAlSiCON纳米复合涂层及其制备方法
JP6930446B2 (ja) * 2018-01-31 2021-09-01 株式会社Ｍｏｌｄｉｎｏ 硬質皮膜、硬質皮膜被覆工具及びその製造方法
GB201802468D0 (en) * 2018-02-15 2018-04-04 Rolls Royce Plc Coated substrate
CN108977775B (zh) * 2018-07-18 2020-11-03 南京理工大学 一种TiAlSiN涂层刀具制备工艺
CN110857465B (zh) * 2018-08-22 2021-11-19 赣州澳克泰工具技术有限公司 刀具及其制造方法
CN109234694B (zh) * 2018-10-29 2020-12-11 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种抗高温水蒸气腐蚀的纳米梯度复合多层涂层及其制备方法和应用
CN114369800A (zh) * 2021-12-22 2022-04-19 广东工业大学 一种TiAlSiN、CrAlSiN纳米复合涂层的制备方法
CN116288191A (zh) * 2023-03-14 2023-06-23 纳狮新材料有限公司杭州分公司 一种高温抗氧化AlTiN基纳米涂层及其制备方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02194159A (ja) 1988-03-24 1990-07-31 Kobe Steel Ltd 耐摩耗性皮膜形成方法
US5126030A (en) 1990-12-10 1992-06-30 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Apparatus and method of cathodic arc deposition
DE60124061T2 (de) * 2000-12-28 2007-04-12 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho, Kobe Hartstoffschicht für Schneidwerkzeuge
JP4112836B2 (ja) * 2001-06-19 2008-07-02 株式会社神戸製鋼所 切削工具用硬質皮膜を形成するためのターゲット
JP3598074B2 (ja) * 2001-05-11 2004-12-08 日立ツール株式会社 硬質皮膜被覆工具
JP2003071600A (ja) 2001-08-30 2003-03-11 Global Nuclear Fuel-Japan Co Ltd 粉末成形機のホールドアップカム装置
JP3697221B2 (ja) * 2002-05-01 2005-09-21 三菱重工業株式会社 耐高温酸化に優れた高耐摩耗性・高硬度皮膜
JP4114741B2 (ja) 2002-11-19 2008-07-09 日立ツール株式会社 チタンクロム化合物皮膜被覆工具
JP3640310B2 (ja) 2002-11-25 2005-04-20 日立ツール株式会社 硬質皮膜
JP3669700B2 (ja) 2002-11-19 2005-07-13 日立ツール株式会社 硬質皮膜
PT1422311E (pt) * 2002-11-19 2007-03-30 Hitachi Tool Eng Película dura e ferramenta revestida por película dura
JP4205546B2 (ja) * 2003-09-16 2009-01-07 株式会社神戸製鋼所 耐摩耗性、耐熱性および基材との密着性に優れた積層皮膜の製造方法
JP4138630B2 (ja) * 2003-11-07 2008-08-27 三菱重工業株式会社 耐摩耗性硬質皮膜
JP3781374B2 (ja) * 2003-12-09 2006-05-31 日立ツール株式会社 硬質皮膜被覆工具及びその製造方法
JP2004130514A (ja) 2004-01-23 2004-04-30 Hitachi Tool Engineering Ltd 硬質皮膜被覆工具及びその製造方法
JP4448342B2 (ja) 2004-02-02 2010-04-07 株式会社神戸製鋼所 微細結晶硬質皮膜
JP2004256922A (ja) 2004-05-19 2004-09-16 Hitachi Tool Engineering Ltd 硬質皮膜
JP2005344148A (ja) * 2004-06-01 2005-12-15 Sumitomo Electric Ind Ltd 耐摩耗性被膜およびこれを用いた表面被覆切削工具
JP2007152456A (ja) * 2005-12-02 2007-06-21 Mitsubishi Materials Corp 高硬度鋼の高速切削加工で硬質被覆層がすぐれた耐摩耗性を発揮する表面被覆切削工具

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