硬膜,多层硬膜及它们的制造方法技术

技术编号:1805054 阅读:177 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种硬膜,其含有[(Nb↓[1-d],Ta↓[d])↓[a]Al↓[1-a]](C↓[1-x]N↓[x])、[(Nb↓[1-d],Ta↓[d])↓[a],Al↓[1-a-b-c],Si↓[b],B↓[c]](C↓[1-x]N↓[x])、[(Cr,V)↓[p](Nb,Ta)↓[q](Al,Si,B)↓[r]](C↓[1-x]N↓[x])或[(Ti,Cr,V)↓[p](Nb,Ta)↓[q](Al,Si,B)↓[r]](C↓[1-x]N↓[x]),其中原子比率满足以下条件:0.4≤a≤0.6,0<b+c≤0.15,0≤d≤1,0.4≤x≤1,前提条件是“b”和“c”中的一个可以是0,但是它们两个不同时为0,p+q+r=1;p↓[Ti]+p↓[Cr]+p↓[V]=p;q↓[Nb]+q↓[Ta]=q;r↓[Al]+r↓[si]+r↓[B]=r,0.05≤q,0.5≤r≤0.73,0≤r↓[si]+r↓[B]≤0.15,并且0.4≤x≤1.0,前提条件是当p↓[Ti]大于0时,P↓[Cr]、p↓[V]、r↓[Si]和r↓[B]的总和大于0。

【技术实现步骤摘要】
,多层及它们的制造方法
本专利技术涉及。更具体地,本专利技术涉及安排在切削工具如尖端、钻和端铣刀,以及工具如锻模和冲压机上的。
技术介绍
为了改善切削工具的耐磨性,将如TiN、TiCN或TiAlN应用在诸如高速工具钢、硬质合金或金属陶瓷之类的基础材料上。特别是,如日本专利No.2644710中公开的,钛和铝的多组分(碳)氮化物膜如TiAlN膜和TiAlCN膜(以下称作“TiAl”)具有优异的耐磨性,并且它们适合应用于高速切削操作用的切削工具或者用于切削高硬度材料如硬化钢的切削工具中。但是,随着近来被切削材料硬度的增加或者切削操作速度的提高,还需要提供具有更加优异耐磨性的。另外,经常通过在高速下使用切削工具代替放电加工,来切削高速工具钢如日本工业标准(JIS)SKD11钢。因此,需要不仅在耐磨性方面而且在抗氧化性方面均优异的。另一可能的解决方案是向TiAl中加入Cr或V,从而在保持高硬度的立方晶体结构的同时提高Al的含量,从而得到具有改善的抗氧化性的膜(日本公开(未审查)专利公布(JP-A)No.2003-71610和No.2003-34858)。还提出了不含Ti的CrAlVN膜。
技术实现思路
在这些情况下,本专利技术的一个目的是提供在抗氧化性和耐磨性的至少一个方面(优选两个方面)比常规更加优异的,所述的常规包括TiAl如TiAlN膜,以及加入Cr和/或V的如TiCrAlN膜和TiVAlN膜(以下称作″TiCrVAl″)。在为了达到这些目的而进行的深入研究之后,本专利技术的专利技术人发现通过使用Nb和/或Ta,与常规如TiAlN膜、TiCrAlN膜和TiVAl膜相比,在抗氧化性和耐磨性的至少一个方面(优选两个方面)得以改善。本专利技术基于这些发现而完成。1)根据第一实施方案的NbTaAl根据本专利技术的是还与Nb和/或Ta结合的铝(碳)氮化物(以下称作″NbTaAl″或″根据第一实施方案的NbTaAl″)。NbTaAl由(C1-xNx)表示,其中″a″、″d″和″x″各自独立地表示原子比例并且满足以下条件0.4≤a≤0.6,0≤d≤1,并且0.4≤x≤1。NbTaAl还可以含有Si和/或B。具体地,根据本专利技术的可以由(C1-xNx)表示,其中″a″、″b″、″c″、″d″和″x″各自独立地表示原子比例并且满足以下条件0.4≤a≤0.6,0<b+c≤0.15,0≤d≤1,并且0.4≤x≤1,前提条件是″b″和″c″中的一个可以是0,但是它们两个不同时为0(以下称作″加入SiB的NbTaAl″)。根据本专利技术的NbTaAl(包括加入SiB的NbTaAl)可以是通过阴极放电电弧离子电镀法,在含有氮的气体或含有碳和氮的气体混合物中,使用以下的靶而沉积的含有的靶,其中″a″和″d″各自独立地表示原子比例并且满足以下条件0.4≤a≤0.6,0≤d≤1,或者含有的靶,其中″a″、″b″、″c″和″d″各自独立地表示原子比例并且满足以下条件0.4≤a≤0.6,0<b+c≤0.15,0≤d≤1,前提条件是″b″和“c”中的一个可以是0,但是它们两个不同时为0。2)TiCrV-基的NbTaAl(根据第二实施方案的NbTaAl)根据本专利技术的还可以是与Nb和/或Ta结合的TiCrVAl。这些不必要含有Ti。当它们含有Ti时,Cr和V不是必需的(以下将这些膜称作″TiCrV-基的NbTaAl″或者″根据第二实施方案的NbTaAl″)。根据第二实施方案的NbTaAl还可以根据需要含有Si和/或B。如果不含Ti,根据第二实施方案的NbTaAl可以由(C1-xNx)表示,其组成满足以下条件(1)至(8)p+q+r=1 条件(1)pCr+pV=p 条件(2)qNb+qTa=q 条件(3) rAl+rsi+rB=r 条件(4)0.05≤q 条件(5)0.5≤r≤0.73 条件(6)0≤rsi+rB≤0.15 条件(7)0.4≤x≤1.0 条件(8)其中pCr表示Cr的原子比率;pv表示V的原子比率;qNb表示Nb的原子比率;qTa表示Ta的原子比率;rAl表示Al的原子比率;rSi表示Si的原子比率;rB表示B的原子比率;并且x表示N的原子比率。如果含有Ti,根据第二实施方案的NbTaAl可以表示由(C1-xNx)表示,其组成满足以下条件(1A)至(10A)p+q+r=1 条件(1A)pTi+pCr+pV=p 条件(2A)qNb+qTa=q 条件(3A)rAl+rsi+rB=r 条件(4A)0.05≤q条件(5A)0.5≤r≤0.73 条件(6A)0≤rsi+rB≤0.15 条件(7A)pTi>0条件(8A)pCr+pV+rSi+rB>0 条件(9A)0.4≤x≤1.0条件(10A)其中pTi表示Ti的原子比率;pCr表示Cr的原子比率;pV表示V的原子比率;qNb表示Nb的原子比率;qTa表示Ta的原子比率;rAl表示Al的原子比率;rSi表示Si的原子比率;rB表示B的原子比率;并且x表示N的原子比率。根据第二实施方案的NbTaAl可以是通过阴极放电电弧离子电镀法,在含有氮的气体或含有碳和氮的气体混合物中,使用以下的靶而沉积的含有并且满足以下条件(1)至(7)的靶,或者含有并且满足以下条件(1A)至(9A)的靶 p+q+r=1条件(1)pCr+pV=p 条件(2)qNb+qTa=q条件(3)rAl+rsi+rB=r条件(4)0.05≤q 条件(5)0.5≤r≤0.73条件(6)0≤rsi+rB≤0.15 条件(7)p+q+r=1条件(1A)pTi+pCr+pV=p条件(2A)qNb+qTa=q条件(3A)rAl+rsi+rB=r条件(4A)0.05≤q 条件(5A)0.5≤r≤0.73条件(6A)0≤rsi+rB≤0.15 条件(7A)pTi>0 条件(8A)pCr+pV+rSi+rB>0条件(9A)其中pTi表示Ti的原子比率;pCr表示Cr的原子比率;pV表示V的原子比率;qNb表示Nb的原子比率;qTa表示Ta的原子比率;rAl表示Al的原子比率;rSi表示Si的原子比率;并且rB表示B的原子比率。3)多层根据本专利技术的可以是包括交替排列的根据第一或第二实施方案的NbTaAl的层和另一层的多层。以下,将包括根据第一实施方案的NbTaAl的层的多层称作″根据第一实施方案的多层″,并且将包括根据第二实施方案的NbTaAl的层的多层称作″根据第二实施方案的多层″。3-1)根据第一实施方案的多层更具体地,根据第一实施方案的多层可以是每个均包括交替排列的层A或层B与层C的至少一个集合体的多层。层A是根据第一实施方案的NbTaAl的层,其中没有加入SiB;层B是根据第一实施方案的NbTaAl的层,其中加入Si和/或B;并且层C是含有(C1-xNx)的层,其中″A″、″B″、″C″、″D″和″x″各自独立地表示原子比例并且满足以下条件0.2≤A≤0.5,0.15<B+C≤0.5,0≤D≤1,以及0.4≤x≤1,前提条件是B和C中的一个可以是0,但是它们不同时为0。根据第一实施方案的多层可以是通过交替重复以下步骤而制备的多层通过阴极放电电弧离子电镀来沉积膜,所述的阴极放电电弧离子电镀是在含有氮的气体或者含有碳和氮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硬膜,其包含[(Nb↓[1-d],Ta↓[d])↓[a]Al↓[1-a]](C↓[1-x]N↓[x]),其中“a”、“d”和“x”各自独立地表示原子比例,并且满足以下条件:0.4≤a≤0.6,0≤d≤1,并且0. 4≤x≤1。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:山本兼司
申请(专利权)人:株式会社神户制钢所
类型:发明
国别省市:JP[日本]

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