開放特許抄録集機械関係

整理番号:0074

高硬度材料

利用分野

切削工具、金型、各種摺動部材への硬質被膜コーティング用　等

発明者

鈴木　常生
末松　久幸
八井　浄

発明の目的

従来は、金属等の切削加工時の工具や被加工部材の冷却用として潤滑油による湿式切削を行うのが普通でしたが、本発明は被切削物に付着した潤滑油の洗浄工程を省いて乾式の高速切削にも耐え得る高硬度でかつ耐酸化性等に優れた高硬度材料を製造します。

概要

高硬度材料の組成として、硬質被膜中のマグネシウムの含有量が、硬質被膜を形成する金属元素を基準として30～50原子％で、マグネシウム原子対酸素原子の比が約1：0.3～1：0.8としたもので、基材表面に、マグネシウム及び酸素を含有するＣｒＮ型の窒化クロムからなる岩塩型結晶構造を形成しており、その硬度はビッカース硬さで3000～3900Hvの硬質被膜を形成しています。

特徴・効果

従来の加工用潤滑油を用いた湿式切削に代えて、高速の乾式切削にも耐え、ビッカース硬さで3000～3900Hvで、かつ、高硬度で耐酸化性等に優れた硬質被膜を基材表面に形成した材料であるため、切削工具や金型、摺動部材等として幅広い分野に利用できると共に、従来のように被加工物に付着した潤滑油の洗浄工程も不要で生産コストの低減や環境への影響懸念もありません。

発明の詳細・図面等

【特許請求の範囲】

基材表面に、マグネシウム及び酸素を含有するＣｒＮ型の窒化クロムからなる岩塩型結晶構造を有しビッカース硬さが３０００～３９００の硬質被膜を形成した高硬度材料において、前記硬質被膜中のマグネシウムの含有量が、硬質被膜を形成する金属元素を基準として３０～５０原子％で、マグネシウム原子対酸素原子の比が１：０．３～１：０．８であることを特徴とする高硬度材料。

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【詳細】

高硬度材料製造装置１は、レーザー発生装置２、発生されたレーザーを集光するレンズ３及びウィンドウ４を備えた円筒形のチャンバー５、該チャンバー５減圧用のポンプ６、該チャンバー５に置換ガスを供給する置換ガス供給源７により構成されます。

まず、装置１を用い、チャンバー５内に、基材８と基材表面に硬質被膜形成材料のターゲット９を対向させて配置します。次いで、チャンバー５内をポンプ６により減圧し、置換ガス供給源７からアンモニアガスを供給してチャンバー５内を置換し、その後レーザー発生源２から発生させたレーザーをレンズ３で集光し、ウインドウ４を通じてターゲット９に照射し、基材８上に薄膜を堆積させて硬質材料を形成します。

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高硬度材料製造装置の概要図