新しいナノメートルコーティングとその装置

- May 29, 2019-

新しいナノメートルコーティングとその装置

 

高性能工具コーティングの中で、(ti、al)nコーティングの市場占有率は約25%〜55%です。 これは高硬度(25〜38gpa)と低内部応力(-3〜5gpa)を含む(ti、al)n被覆の優れた特性によるものであり、800 で硬度は30%〜40%しか低下しない さらに、800 での酸化速度は約15〜20ミクロン/ cmであり 、これは400 でのticn被覆 または550 での錫被覆 の酸化速度と同等であった 最後に、このコーティングは、スズコーティングよりも30%低い熱伝達容量を有する、低い熱伝導率を有する。

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現在、コーティング産業は、(t 1、a 1)nコーティングの優れた特性をさらに改善するために、依然として次のような多くの作業を行っている。

 

マルチアーク技術とスパッタリング技術を組み合わせています。 マルチアークプロセスで生成された大きな液滴をフィルタリングします。 プロセスパラメータ(アーク流、バイアス、n 2分圧など)を最適化する。 被覆構造を最適化する(例えば耐食性を改善するために柱構造を避ける)。 靭性と厚さを改善するために多層コーティングを開発する。 クロム、イットリウム(酸化能力をさらに高める)、ジルコニウム、バナジウム、ホウ素、ハフニウム(靭性をさらに高める)、およびケイ素(硬度および化学的安定性をさらに高める)などの他の合金元素を添加する。 これらの最適化(t 1、a 1)nコーティングの主な仕事は、ナノ多層コーティングを開発し、a 1の含有量を改善することである。

 

多層コーティングを開発し、コーティングのal含有量を改善

 

ナノ多層コーティングは、既存の多層コーティングプロセスを改良することによって達成することができる。 周期層と交互層とを交互に被覆することによって形成されたナノメートル多層被覆においては、周期の減少と共に硬度が増加するにつれて、硬度に対する層間距離(交互周期)の影響が示される。 その理由は、多層を構成する材料が異なる弾性率を有するからである。 間隔が狭くなると、層間の界面が不明瞭になるため、硬度は再び低下する。 界面が透明であれば、硬度は低下しません。 コーティングの構造に関しては、層間隔が10nmより大きい場合にはAlNが六方晶構造を有し、層間隔が10nm未満の場合には立方晶構造を有することが指摘されている。

 

 

正確な同期を実現するためには、ナノコーティングでコーティングされたカソードターゲットとアーティファクト(ツール)の回転を制御する必要があります。したがって、同じサイズの部品のバッチ処理には適しています。 tuの層は、ナノコーティングされた工具とは異なり、切削温度の変化により耐久性が低下します。 単一の炉内で異なる部品に一定の間隔をあけるにはコーティングのコストが高い。

 

同時に、世界的に有名なコーティング会社は(ti、al)nコーティングal含有量を改善することを研究しています、目的は硬度を改善することです(主に高温硬度)、耐摩耗性、耐酸化性、ツール。 通常のチタニウムコーティングと区別するために、現在50%を超えるal含有量を含むコーティングはアルティンと呼ばれている。 したがって、67%、75%、さらには80%のAl含有量を含むコーティングが利用可能であるが、Al含有量は制限され、そしてこの制限を超えると、コーティングの特性は劣化するであろう。 有効アルミニウム含有量を改善し、同時に同じ間隔を維持することは困難であることが証明されている。 その結果、画期的な進歩は新しい原理でしか成し遂げられず、下記のナノコンポジットコーティングはまさにそれを実現します。

 

N コンポジット コーティング

非常に異なる特性を有するいくつかの材料(Ti、Al、Siなど)を同時に堆積させ、形成された組織成分が完全には分解されないと、2相構造が形成される。その粒界が亀裂のさらなる拡大を妨げる可能性があるハニカム構造を形成する。 その高い硬度に加えて、このコーティングは優れた耐熱性を持ち、1100 維持することができるので、効率的な乾式切削に理想的です。 さらに、ナノコンポジットコーティングの特性は、それらが多層ナノ構造と組み合わされたときに優れている。 多層コーティングの層間隔は35である。このコーティング構造は、マルチアーク装置の陰極が互いに非常に接近しているときにのみ達成することができる。

 

IKS PVD PVD真空コーティング技術ソリューションを供給 連絡先 iks.pvd@foxmail.com

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