PVDコーティング Mitsubishi

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各種工具材料の使い分け

成果確認テスト

C.V.D.法に比べコーティング温度が低いので（700℃以下）製造工程における母材のダメージ（靭性低下）が少なくてすみます。したがってシャープエッジ*でも切れ刃強度が保てることから、ドリル、エンドミル、ねじ切り工具などに多く利用されています。 P.V.D.法によるコーティング物質は、以前はTiNまたはTiCNがほとんどでした。 P.V.D.法のコーティングは技術革新が盛んで、最近では（Al,Ti）Nという物質のコーティング材料が主流となっています。母材は専用母材を必要とせず、既存の高速度工具鋼、超硬合金、サーメットいずれの材種にもコーティングできます。 - 以下をクリックして、より詳細を学びましょう！

P.V.D.法によるコーティングは、C.V.D.法に比べコーティング温度が低いため（700℃以下）、製造工程における母材のダメージ（靭性低下）が少ないという特徴があります。したがって高温でかたさや強度が低下する高速度工具鋼工具や超硬ろう付け工具をはじめ、超硬合金、サーメットなど、ほとんどの母材にコーティングできます。また、切れ刃が鋭利（シャープエッジ）な工具に対しても切れ刃強度が保てることから、ドリル、エンドミル、ねじ切り工具などに多く利用されています。

C.V.D.法とP.V.D.法それぞれの特徴を理解することは、使用条件に合った工具材種の選定をする上で非常に重要です。 - 以下のリンクをクリックして、P.V.D.法の長所と短所を参照して下さい。

P.V.D.法に使用されるコーティング物質には、C.V.D.法にも使われるTiC、TiCN、Al2O3の他に、TiN（窒化チタン）、（Al,Ti）N（窒化アルミチタン）、（Al,Ti,Si）N（窒化アルミチタンシリコン）、CrN（窒化クロム）や、後述する非晶質*硬質炭素膜（DLC）などがあります。各物質ごとに特長があり、用途に合わせて単層あるいは多重層で使用します。 - 表のヘッダをクリックして各項目の解説を見ることができます。

かたさ（耐逃げ面摩耗性）アルミとチタンの複合窒化物である（Al,Ti）Nは、原子半径の異なるAlとTiが混在することでコーティング膜中に歪みが生じ、非常に硬いのが特徴です。さらに硬いのが（Al,Ti,Si）Nで、PVDコーティング物質の中でも非常に高い耐逃げ面摩耗性を示します。CrNはかたさはそれほどではありませんが、銅に対する高温下での摩擦係数がTiNや（Al,Ti）Nに比べ非常に低いため、溶着によるトラブルが発生しやすい銅合金加工で優れた耐溶着性を発揮します。銅電極などの加工においても長寿命を示します。TiNは最も早くから使われたコーティング物質です。超硬合金より硬いため、工具の寿命延長に使われます。ただし最近では、より高性能な新しいコーティング物質が開発され、それらに取って代わられつつあります。

酸化開始温度（前切れ刃耐境界摩耗性/耐すくい面摩耗性）（Al,Ti）Nは、切削中の高圧・高温環境でAlが酸化し、非晶質Al2O3の保護皮膜を形成するため、熱的にも安定しており、高速切削時の耐摩耗性が優れています。（Al,Ti,Si）Nは、（Al,Ti）Nよりもさらに熱的に安定したコーティング物質です。高硬度鋼の高速エンドミル加工などに利用されます。 TiNは耐酸化性に富み、生成自由エネルギが低い（＝熱的に安定している）ため、工具の寿命延長に適しています。

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(AI, Ti)N

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