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公開番号2024126972
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-20
出願番号2023035779
出願日2023-03-08
発明の名称硬質皮膜の成膜方法および切削工具の製造方法
出願人ユニオンツール株式会社
代理人個人
主分類C23C 14/06 20060101AFI20240912BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】金属窒化物層にWを添加するにあたり、酸化タングステンを含むターゲットを用いることで、アークイオンプレーティング法により基材上に設けられた硬質皮膜にドロップレットが発生することを可及的に抑制できる、硬質皮膜の成膜方法を提供する。
【解決手段】アークイオンプレーティング法により、基材1上に、Wを含む金属窒化物層からなる硬質皮膜を成膜する方法であって、酸化タングステンを含んで構成されるターゲット2を準備する準備工程と、窒素ガス雰囲気中において前記ターゲット2を用いてアークイオンプレーティング法により前記基材1上に前記Wを含む金属窒化物層を形成する被覆工程と、を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
アークイオンプレーティング法により、基材上に、Ｗを含む金属窒化物層からなる硬質皮膜を成膜する方法であって、
酸化タングステンを含んで構成されるターゲットを準備する準備工程と、
窒素ガス雰囲気中において前記ターゲットを用いてアークイオンプレーティング法により前記基材上に前記Ｗを含む金属窒化物層を形成する被覆工程と、
を含むことを特徴とする硬質皮膜の成膜方法。
続きを表示（約 980 文字）【請求項２】
請求項１記載の硬質皮膜の成膜方法において、前記ターゲットは、三酸化タングステン（ＷＯ
３
）を含んで構成されるものであることを特徴とする硬質皮膜の成膜方法。
【請求項３】
請求項１記載の硬質皮膜の成膜方法において、前記Ｗを含む金属窒化物層は、少なくともＡｌとＣｒ若しくはＴｉとを含むものであることを特徴とする硬質皮膜の成膜方法。
【請求項４】
請求項２記載の硬質皮膜の成膜方法において、前記Ｗを含む金属窒化物層は、少なくともＡｌとＣｒ若しくはＴｉとを含むものであることを特徴とする硬質皮膜の成膜方法。
【請求項５】
請求項１～４いずれか１項に記載の硬質皮膜の成膜方法において、前記ターゲットには、Ｗが前記ターゲットの金属成分全体に対して１ｍｏｌ％以上含まれていることを特徴とする硬質皮膜の成膜方法。
【請求項６】
請求項５記載の硬質皮膜の成膜方法において、前記被覆工程において、前記基材上に、Ｗが金属成分全体に対して５ｍｏｌ％以上含まれる金属窒化物層を形成することを特徴とする硬質皮膜の成膜方法。
【請求項７】
請求項６記載の硬質皮膜の成膜方法において、前記ターゲットは、ＡｌとＣｒと三酸化タングステン（ＷＯ
３
）とを含んで構成されたものであり、前記被覆工程は、前記基材上にＡｌＣｒＷＮ層を形成する工程であることを特徴とする硬質皮膜の成膜方法。
【請求項８】
請求項６記載の硬質皮膜の成膜方法において、前記ターゲットは、ＡｌとＴｉと三酸化タングステン（ＷＯ
３
）とを含んで構成されたものであり、前記被覆工程は、前記基材上にＡｌＴｉＷＮ層を形成する工程であることを特徴とする硬質皮膜の成膜方法。
【請求項９】
請求項１～４いずれか１項に記載の硬質皮膜の成膜方法を用い、切削工具の基材上に、Ｗを含む金属窒化物層からなる硬質皮膜を設けることを特徴とする切削工具の製造方法。
【請求項１０】
請求項５記載の硬質皮膜の成膜方法を用い、切削工具の基材上に、Ｗを含む金属窒化物層からなる硬質皮膜を設けることを特徴とする切削工具の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬質皮膜の成膜方法および切削工具の製造方法に関するものである。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
エンドミルやドリル等の切削工具に被覆される切削工具用硬質皮膜としては、ＡｌＣｒＮやＡｌＴｉＮ等の金属窒化物層が知られている。そして、これらの金属窒化物層に第三金属元素を添加することで、内部応力や組織を操作し、硬さ・靭性等の物性を改善しようとすることも行われている。特許文献１においては、ＡｌＣｒＮへＷを添加したＡｌＣｒＷＮが高温での硬度の増大および良好な酸化挙動を示し、耐摩耗性を向上させ得ることが開示されている。
【０００３】
ところで、切削工具への硬質皮膜の被覆に利用される最も一般的な成膜手法として、アークイオンプレーティング法が知られている。この成膜手法は、アーク放電を利用するため、イオン化率が非常に高く、したがって、雰囲気ガスとの反応性が高くなり、ターゲット組成の転写性が高い等の利点がある反面、アークをターゲット表面に落とす必要があるため、ターゲットにはある程度の導電性が必要であるなどの制限がある。
【０００４】
また、ターゲットの導電性が高くとも、ＷやＴａといった高融点・高沸点な材料が含まれる場合には、硬質皮膜に多くのドロップレットが発生することが知られており、単体のＷを含むターゲットを用いてアークイオンプレーティング法によりＡｌＣｒＷＮ層を成膜する場合においても、多くのドロップレットが発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特表２００８－５０５７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
硬質皮膜へのドロップレットの発生は、外観上の問題とは別に、ドロップレットを起点とする硬質皮膜の剥離や亀裂の進展の原因となったり、切り屑の排出性を悪化させたりする等、工具性能に悪影響を及ぼすため、可能な限り抑制する必要がある。
【０００７】
本発明は、上述のような現状に鑑みなされたもので、金属窒化物層にＷを添加するにあたり、酸化タングステンを含むターゲットを用いることで、アークイオンプレーティング法により基材上に設けられた硬質皮膜にドロップレットが発生することを可及的に抑制できる、硬質皮膜の成膜方法および切削工具の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の要旨を説明する。
【０００９】
アークイオンプレーティング法により、基材１上に、Ｗを含む金属窒化物層からなる硬質皮膜を成膜する方法であって、
酸化タングステンを含んで構成されるターゲット２を準備する準備工程と、
窒素ガス雰囲気中において前記ターゲット２を用いてアークイオンプレーティング法により前記基材１上に前記Ｗを含む金属窒化物層を形成する被覆工程と、
を含むことを特徴とする硬質皮膜の成膜方法に係るものである。
【００１０】
また、請求項１記載の硬質皮膜の成膜方法において、前記ターゲット２は、三酸化タングステン（ＷＯ
３
）を含んで構成されるものであることを特徴とする硬質皮膜の成膜方法に係るものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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