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プラズマPVDに関するトピックス|一般財団法人 近畿高エネルギー加工技術研究所(AMPI)
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プラズマPVDによるドライコーティング

金属表面の改質でお困りの企業の皆様、AMPIにご相談ください。

・金属表面の硬度、疲労強度、耐食性を改善したい
・部品の耐磨耗性や耐熱性、摺動性を向上したい
・デザイン面での高付加価値が必要とされる部品に適用できる表面改質技術はないか?

想定される用途

・高速回転するシャフトなど、軽量と高疲労強度を兼ねる必要のある部品
・腐食環境中で使用される部品
・各種摺動部を有する機械部品

今後、さらに多くの金属被膜について実験データを取得し、目的とする表面改質層を得るための加工パラメータを明らかにしていきます。

AMPIではプラズマPVDに関する受託研究を承っております。
お気軽にお問い合わせください。

PVD硬質皮膜の特性と応用

  • TiN

    硬度 20-25GPa
    酸化温度 600℃
    被膜色 金色
    TiN被膜色
    適用 あらゆる硬質膜の基本材料
    活用例【工具】 TiN活用例【工具】
    活用例【金型】 TiN活用例【金型】
    活用例【自動車部品】 TiN活用例【自動車部品】
  • CrN、Cr-N

    硬度 12-23GPa
    酸化温度 700℃
    被膜色 銀色(金属色)
    CrN、Cr-N被膜色
    特長 低相手材攻撃性
    低残留応力
    厚膜被覆 ~50μm
    活用例【機械部品】 CrN、Cr-N活用例【機械部品】
    活用例【切削工具】 ・銅合金用
    ・木材用
    活用例【自動車部品】 ・ダイキャスト型等
  • TiAIN

    硬度 23-28GPa
    酸化温度 850℃
    被膜色 バイオレット
    TiAIN被膜色
    特長 TiNにAI添加で耐熱性
    合金化:硬度UP → 耐摩耗性
    成膜手法 AIP
    活用例【切削工具】 TiAIN活用例【切削工具】
    活用例【金型】 ・熱間用
    活用例【装飾】 ・水廻り部品、アクセサリー等

ドライコーティングとは?

湿式メッキでは形成できない窒化物等の硬質皮膜を気相状態から形成

UBMスパッタ法の原理

AMPIのドライコーティング装置メニュー

AMPIのプラズマPVD(UBMS503)装置は、2019年4月からの利用再開を目指しておりましたが、機器の整備に時間がかかっており、今暫くお待ちください。整備終了後に改めてご案内いたします。

PVD(物理的蒸着)法 技術名 時期
真空蒸着法    
イオンプレーティング法 AIP(アーク・イオン・プレーティング) ~1986
スパッタリング法 UBMS(アン・バランスド・マグネトロン・スパッタ) ~1998

(表面改質による改質層の比較)

  改質層厚さ
(mm)
改質層硬さ
(Hv)
表面焼入れ 0.5~5 ~900
浸炭 0.5~1 200~800
窒化 0.01~0.1 500~1000
硬質Crメッキ 0.01~0.1 800~1500
PVD・CVD 0.001~0.01 1500~5000

UBMS503の操作性と成膜工程

  • プラズマPVD(UBMS503)装置

    プラズマPVD(UBMS503)装置

  • ワーク装着

    ワーク装着

  • PC制御による自動運転が可能

    PC制御による自動運転が可能

成膜工程

UBMS-DLC膜形成

多彩なDLC膜形成

■UBMのイオンアシスト効果      → 硬度制御、積層DLC
■個体カーボン源→水素含有量制御   → 硬度、電気特性、光学的特性制御
■スパッタによる各種金属成膜との複合 → 金属ドープDLC、窒化物皮膜との複合化

高密着性DLC膜形成

■UBMのイオンアシスト効果      → 基材との界面強化
■スパッタによる各種金属成膜との複合 → 基材に応じた最適中間層の採用

DLC膜の用途展開

部品 ・自動車・バイク部品(動弁系、燃料噴射系部品、フロントフォーク)
・油圧ポンプ/コンプレッサ部品
・工作機械・繊維機械部品(軸受、ガイド、スリーブ)
・電子・精密機械部品(HDDモータ部品)
金型 ・樹脂型/精密金型、CD-Rスタンパ、チップ用金型
・切断・打抜パンチ/AI曲げ加工用ロール
工具 ・ドライカット用切削工具(エンドミル、PCBマイクロドリル)
・AI・銅材用メタルソー/スリッタ/木材用丸鋸
刃物 ・剃刀刃/ナイフ・カッタ刃/グラスウール切断鋸/鉋刃
その他 ・ゴルフドライバーヘッド

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