发明名称 表面被覆构件及其制造方法以及工具及工作装置
摘要
申请公布号 申请公布日期 2011.08.01
申请号 TW095133088 申请日期 2006.09.07
申请人 三菱重工业股份有限公司 发明人 永野一郎;菊池泰路;藤田昌克;树神幸夫;安井丰明;村上勇一郎
分类号 C23C14/48;C23C14/18;C23C14/14 主分类号 C23C14/48
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 一种表面被覆构件,其特征在于:其具备基材及形成于上述基材上之高硬度皮膜,上述高硬度皮膜具有涂覆层,该涂覆层含有以Al及选自由Zr、Hf、Pd、Ir及稀土族元素所组成之群中之至少1种元素作为主成分之复合氮化物且不含Ti及Cr;上述涂覆层中之复合氮化物,系于其正电性元素成分中含有较上述选自由Zr、Hf、Pd、Ir及稀土族元素所组成之群中之至少1种元素更多的Al,且以正电性元素成分之总和为100原子%以下之方式,含有50原子%以上之Al、及10原子%以上50原子%以下之上述选自由Zr、Hf、Pd、Ir及稀土族元素所组成之群中之至少1种元素,其余为不可避免之杂质。一种表面被覆构件,其特征在于:其具备基材及形成于上述基材上之高硬度皮膜,上述高硬度皮膜具有涂覆层,该涂覆层含有以Al、Si及选自由Zr、Hf、Pd、Ir及稀土族元素所组成之群中之至少1种元素作为主成分之复合氮化物且不含Ti及Cr;上述涂覆层中之复合氮化物,系于其正电性元素成分中含有较上述选自由Zr、Hf、Pd、Ir及稀土族元素所组成之群中之至少1种元素更多的Al,且以正电性元素成分之总和为100原子%以下之方式,含有50原子%以上之Al、10原子%以上50原子%以下之上述选自由Zr、Hf、Pd、Ir及稀土族元素所组成之群中之至少1种元素及1原子%以上30原子%以下之Si,其余为不可避免之杂质。如请求项1之表面被覆构件,其中于上述基材与上述涂覆层之间具有结合层,该结合层含有选自由Zr、Ti及Cr所组成之群中之至少1种元素之氮化物、碳化物及碳氮化物中之至少1种。如请求项2之表面被覆构件,其中于上述基材与上述涂覆层之间具有结合层,该结合层含有选自由Zr、Ti及Cr所组成之群中之至少1种元素之氮化物、碳化物及碳氮化物中之至少1种。如请求项3之表面被覆构件,其中于上述结合层与上述涂覆层之间具有中间层,该中间层含有上述结合层之成分及上述涂覆层之成分。如请求项4之表面被覆构件,其中于上述结合层与上述涂覆层之间具有中间层,该中间层含有上述结合层之成分及上述涂覆层之成分。如请求项1之表面被覆构件,其中上述基材系高速度工具钢或超硬合金。如请求项2之表面被覆构件,其中上述基材系高速度工具钢或超硬合金。一种表面被覆构件之制造方法,其特征在于:藉由可密闭之容器内所配置之支持座将基材支持于上述容器内,并于上述容器内配置涂覆层形成用靶材与结合层形成用靶材,该涂覆层形成用靶材含有以Al及选自由Zr、Hf、Pd、Ir及稀土族元素所组成之群中之至少1种元素作为主成分之合金或其氮化物且不含Ti及Cr,该结合层形成用靶材含有选自由Zr、Ti及Cr所组成之群中之至少1种元素作为主成分;向上述容器中供给氮气及碳化氢中之至少1种;以上述结合层形成用靶材作为阳极,上述支持座作为阴极,于该结合层形成用靶材与该支持座之间产生放电,于藉由上述支持座支持之上述基材上形成结合层;向上述容器中供给氮气;及以上述涂覆层形成用靶材作为阳极,上述支持座作为阴极,于该涂覆层形成用靶材与该支持座之间产生放电,于上述基材上形成涂覆层,藉此制得具备上述基材与上述涂覆层之表面被覆构件,上述涂覆层中之复合氮化物,系于其正电性元素成分中含有较上述选自由Zr、Hf、Pd、Ir及稀土族元素所组成之群中之至少1种元素更多的Al,且以正电性元素成分之总和为100原子%以下之方式,含有50原子%以上之Al、及10原子%以上50原子%以下之上述选自由Zr、Hf、Pd、Ir及稀土族元素所组成之群中之至少1种元素,其余为不可避免之杂质。一种表面被覆构件之制造方法,其特征在于:藉由可密闭之容器内所配置之支持座将基材支持于上述容器内,并于上述容器内配置涂覆层形成用靶材与结合层形成用靶材,该涂覆层形成用靶材含有以Al、Si及选自由Zr、Hf、Pd、Ir及稀土族元素所组成之群中之至少1种元素作为主成分之合金或其氮化物且不含Ti及Cr,该结合层形成用靶材含有选自由Zr、Ti及Cr所组成之群中之至少1种元素作为主成分;向上述容器中供给氮气及碳化氢气体中之至少1种;以上述结合层形成用靶材作为阳极,上述支持座作为阴极,于该结合层形成用靶材与该支持座之间产生放电,于藉由上述支持座支持之上述基材上形成结合层;向上述容器中供给氮气;及以上述涂覆层形成用靶材作为阳极,上述支持座作为阴极,于该涂覆层形成用靶材与该支持座之间产生放电,于上述结合层上形成涂覆层,藉此制得具备上述基材与上述涂覆层之表面被覆构件,上述涂覆层中之复合氮化物,系于其正电性元素成分中含有较上述选自由Zr、Hf、Pd、Ir及稀土族元素所组成之群中之至少1种元素更多的Al,且以正电性元素成分之总和为100原子%以下之方式,含有50原子%以上之Al、10原子%以上50原子%以下之上述选自由Zr、Hf、Pd、Ir及稀土族元素所组成之群中之至少1种元素及1原子%以上30原子%以下之Si,其余为不可避免之杂质。。如请求项9之表面被覆构件之制造方法,其中于形成上述结合层后,以上述结合层用靶材及上述涂覆层用靶材作为阳极,上述支持座作为阴极,于该结合层用靶材及该涂覆层用靶材之各自与该支持座之间产生放电,于上述结合层上形成中间层;及于上述中间层上形成上述涂覆层。如请求项10之表面被覆构件之制造方法,其中于形成上述结合层后,以上述结合层用靶材及上述涂覆层用靶材作为阳极,上述支持座作为阴极,于该结合层用靶材及该涂覆层用靶材之各自与该支持座之间产生放电,于上述结合层上形成中间层;及于上述中间层上形成上述涂覆层。一种工具,其特征在于:其具备工具用基材及形成于上述工具用基材上之高硬度皮膜,上述高硬度皮膜具有涂覆层,该涂覆层含有复合氮化物且不含Ti及Cr;该复合氮化物系以正电性元素成分之总和为100原子%以下之方式,含有50原子%以上之Al、及10原子%以上50原子%以下之选自由Zr、Hf、Pd、Ir及稀土族元素所组成之群中之至少1种元素,并含较上述选自由Zr、Hf、Pd、Ir及稀土族元素所组成之群中之至少1种元素更多的上述Al。一种工具,其特征在于:其具备工具用基材及形成于上述工具用基材上之高硬度皮膜,上述高硬度皮膜具有涂覆层,该涂覆层含有复合氮化物且不含Ti及Cr;该复合氮化物系以正电性元素成分之总和为100原子%以下之方式,含有50原子%以上之Al、1原子%以上30原子%以下之Si、及10原子%以上50原子%以下之选自由Zr、Hf、Pd、Ir及稀土族元素所组成之群中之至少1种元素,并含较上述选自由Zr、Hf、Pd、Ir及稀土族元素所组成之群中之至少1种元素更多的上述Al。一种工作装置,其特征在于:其系设置有具备工具用基材及形成于上述工具用基材上之高硬度皮膜之工具者,上述高硬度皮膜具有涂覆层,该涂覆层含有复合氮化物且不含Ti及Cr;该复合氮化物系以正电性元素成分之总和为100原子%以下之方式,含有50原子%以上之Al、及10原子%以上50原子%以下之选自由Zr、Hf、Pd、Ir及稀土族元素所组成之群中之至少1种元素,并含较上述选自由Zr、Hf、Pd、Ir及稀土族元素所组成之群中之至少1种元素更多的上述Al。一种工作装置,其特征在于:其系设置有具备工具用基材及形成于上述工具用基材上之高硬度皮膜之工具者,上述高硬度皮膜具有涂覆层,该涂覆层含有复合氮化物且不含Ti及Cr;该复合氮化物系以正电性元素成分之总和为100原子%以下之方式,含有50原子%以上之Al、1原子%以上30原子%以下之Si、及10原子%以上50原子%以下之选自由Zr、Hf、Pd、Ir及稀土族元素所组成之群中之至少1种元素,并含较上述选自由Zr、Hf、Pd、Ir及稀土族元素所组成之群中之至少1种元素更多的上述Al。
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