(57)【要約】 【課題】  高温においても劣化し難く所望の耐摩耗性を維持、発揮し得る耐摩耗性膜で被覆された耐摩耗性膜被覆物品、及びかかる耐摩耗性膜被覆物品を生産性良好に製造できる耐摩耗性膜被覆物品の製造方法を提供する。【解決手段】  ＣｒとＡｌの炭窒化膜Ｆが少なくとも一層被覆された耐摩耗性膜被覆物品（例えばエンドミルＥＭ）であって、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃ及びＮの組成が、〔Ｃｒx Ａｌ1-x （Ｃy Ｎ1-y ）〕( 0.3 ＜x ＜0.9 、0.15＜y ＜0.75) である耐摩耗性膜被覆物品、及びかかる耐摩耗性膜を、クロムとアルミニゥムの合金等をカソード材料とし、これを真空アーク放電より蒸発させて炭窒化のための反応性ガスと反応させることで膜被覆対象物品上に形成する耐摩耗性膜被覆物品の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロム（Ｃｒ）とアルミニゥム（Ａｌ）の炭窒化膜が少なくとも一層被覆された耐摩耗性膜被覆物品であって、クロム（Ｃｒ）、アルミニゥム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）及び窒素（Ｎ）の組成が、〔Ｃｒx Ａｌ1-x （Ｃy Ｎ1-y ）〕( 原子比x 、y は0.3 ＜x ＜0.9 、0.15＜y ＜0.75) であることを特徴とする耐摩耗性膜被覆物品。
【請求項２】
クロムアルミニゥム膜、クロム膜、アルミニゥム膜、クロムアルミニゥムの窒化膜、クロムの窒化膜及びアルミニゥムの窒化膜のうち少なくとも１種の膜を前記クロム（Ｃｒ）とアルミニゥム（Ａｌ）の炭窒化膜と物品との間に下地層として有している請求項１記載の耐摩耗性膜被覆物品。
【請求項３】
前記物品の前記クロム（Ｃｒ）とアルミニゥム（Ａｌ）の炭窒化膜が少なくとも一層被覆された部分の材質は超硬合金、炭素工具鋼、合金工具鋼及び高速度鋼から選ばれた少なくとも１種である請求項１又は２記載の耐摩耗性膜被覆物品。
【請求項４】
前記物品は潤滑剤無しの条件下で又は潤滑剤の噴霧条件下で使用される切削工具である請求項１、２又は３記載の耐摩耗性膜被覆物品。
【請求項５】
請求項１記載の耐摩耗性膜被覆物品の製造方法であり、クロムとアルミニゥムの合金をカソード材料とし、又はクローム及びアルミニゥムをそれぞれカソード材料として該カソード材料を真空アーク放電より蒸発させて炭窒化のための反応性ガスと反応させることで耐摩耗性膜被覆対象物品にクロム（Ｃｒ）とアルミニゥム（Ａｌ）の炭窒化膜を少なくとも一層被覆する耐摩耗性膜被覆物品の製造方法。
【請求項６】
前記耐摩耗性膜被覆対象物品に下地層を被覆し、該下地層上に前記クロム（Ｃｒ）とアルミニゥム（Ａｌ）の炭窒化膜を少なくとも一層被覆し、
該下地層は、クロムとアルミニゥムの合金をカソード材料とし、又はクローム及び（又は）アルミニゥムをそれぞれカソード材料として該カソード材料を真空アーク放電より蒸発させて、又は該カソード材料を真空アーク放電より蒸発させて窒化のための反応性ガスと反応させて前記耐摩耗性膜被覆対象物品に形成する請求項５記載の耐摩耗性膜被覆物品の製造方法。
【請求項７】
前記クロム（Ｃｒ）とアルミニゥム（Ａｌ）の炭窒化膜が少なくとも一層被覆される前記物品の部分の材質は超硬合金、炭素工具鋼、合金工具鋼及び高速度鋼から選ばれた少なくとも１種である請求項５又は６記載の耐摩耗性膜被覆物品の製造方法。
【請求項８】
前記物品は潤滑剤無しの条件下で又は潤滑剤の噴霧条件下で使用される切削工具である請求項５、６又は７記載の耐摩耗性膜被覆物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車部品、各種機械の部品、各種工具や、自動車部品、機械部品等の成形に用いる金型等の成形用型等の物品であって、耐摩耗性膜を被覆した耐摩耗性膜被覆物品に関する。本発明はまた、かかる耐摩耗性膜被覆物品の製造方法にも関係する。
【背景技術】
【０００２】
物品に耐摩耗性を付与する膜として、窒化チタン（ＴｉＮ）膜、窒化チタンアルミニゥム〔（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ〕膜のようなチタン系の窒化膜、炭化チタン（ＴｉＣ）膜のようなチタン系の炭化膜、さらには、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）膜、炭窒化チタンアルミニゥム〔（Ｔｉ，Ａｌ）（Ｎ，Ｃ）〕膜のようなチタン系の炭窒化膜などが知られている。
【０００３】
また、特許第３０３９３８１号公報は、ＴｉＮ膜、ＴｉＣ膜よりも耐高温酸化特性に優れた耐摩耗性膜としてＡｌ−Ｃｒ−Ｎ系膜を提案している。
【０００４】
特開平９−４１１２７号公報は、ＴｉＮ膜、ＴｉＣ膜、ＴｉＣＮ膜、さらにはＡｌを添加した〔（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ〕膜、〔（Ｔｉ，Ａｌ）Ｃ〕膜、〔（Ｔｉ，Ａｌ）（Ｎ，Ｃ）〕膜よりも耐高温酸化特性に優れた耐摩耗性膜としてアルミニゥム（Ａｌ）とＸ（Ｘはクロム、バナジゥム又はモリブデン）の窒化物、炭化物、炭窒化物等の膜を提案しており、該膜におけるＡｌとＸの組成は（Ａｌ1-y Ｘy ）（０＜ｙ≦０．３）としている。
【０００５】
特開２０００−２７１６９９号公報は、機械部品等の鉄系部品、アルミニゥム合金部品等を得る金型、鋳型等の成形型の表面に、耐熱性、表面高度を向上させるために形成する膜として（Ａｌ1-x Ｃｒx ）Ｎ膜（但し、1.0 ＞x ≧0.02）を開示している。
【０００６】
【特許文献１】特許第３０３９３８１号公報
【特許文献２】特開平９−４１１２７号公報
【特許文献３】特開２０００−２７１６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これら従来の膜のうち、特許第３０３９３８１号公報に記載のＡｌ−Ｃｒ−Ｎ系膜、特開平９−４１１２７号公報に記載の（Ａｌ1-y Ｘy ）（０＜ｙ≦０．３）の炭窒化物膜等及び特開２０００−２７１６９９号公報記載の（Ａｌ1-x Ｃｒx ）Ｎ膜（但し1.0 ＞x ≧0.02）はそれなりに高温においても耐摩耗性を示すと考えられるが、硬度に関する検討が未だ十分になされていないのが実情である。
【０００８】
しかしながら、より一層確実に高温においても耐摩耗性を維持できる皮膜の出現が要請されている。
何故なら、例えば、金属材料のエンドミル等の切削工具による切削加工を例にとると、今日においては、環境悪化を招く恐れのある潤滑剤を用いないで、或いは用いたとしても潤滑剤使用量を少量化するため液体のまま用いるのではなく噴霧して用いて切削加工を行うことが求められており、しかも、最終製品の一層の低コスト化のために、切削加工時間の一層の短縮化、従って加工時に大きい熱を発する高速切削が求められている。
【０００９】
このような要請に応え得る切削工具は、高温においても十分耐摩耗性を維持、発揮し得るものでなければならず、従って、該工具に被覆する耐摩耗性膜は、潤滑剤を用いない、或いは潤滑剤を噴霧して用いる高速切削加工時の高熱に曝されても劣化し難く、耐摩耗性を発揮、維持できるものでなければならない。
【００１０】
いま切削工具を例にとったが、高温においても十分耐摩耗性を維持、発揮し得る膜で被覆されることが要請される物品は、切削工具に限定されず、前記の成形用型もその１例である。
【００１１】
そこで本発明は、高温においても劣化し難く所望の耐摩耗性を維持、発揮し得る耐摩耗性膜で被覆された耐摩耗性膜被覆物品を提供することを課題とする。
また、本発明はかかる耐摩耗性膜を膜被覆対象物品に生産性高く形成でき、ひいてはかかる耐摩耗性膜被覆物品をそれだけ生産性良好に製造できる耐摩耗性膜被覆物品の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するため本発明は、次の物品及び物品製造方法を提供する。
（１）耐摩耗性膜被覆物品
クロム（Ｃｒ）とアルミニゥム（Ａｌ）の炭窒化膜が少なくとも一層被覆された耐摩耗性膜被覆物品であって、クロム（Ｃｒ）、アルミニゥム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）及び窒素（Ｎ）の組成が、〔Ｃｒx Ａｌ1-x （Ｃy Ｎ1-y ）〕( 原子比x 、y は0.3 ＜x ＜0.9 、0.15＜y ＜0.75) である耐摩耗性膜被覆物品。
【００１３】
（２）耐摩耗性膜被覆物品の製造方法
上記（１）に記載の耐摩耗性膜被覆物品の製造方法であり、クロムとアルミニゥムの合金をカソード材料とし、又はクローム及びアルミニゥムをそれぞれカソード材料として該カソード材料を真空アーク放電より蒸発させて炭窒化のための反応性ガスと反応させることで耐摩耗性膜被覆対象物品にクロム（Ｃｒ）とアルミニゥム（Ａｌ）の炭窒化膜を少なくとも一層被覆する耐摩耗性膜被覆物品の製造方法。
【００１４】
本発明に係る耐摩耗性膜被覆物品は、〔Ｃｒx Ａｌ1-x （Ｃy Ｎ1-y ）〕( 0.3 ＜x ＜0.9 、0.15＜y ＜0.75) である、高温においても劣化し難く、所望の耐摩耗性を維持、発揮し得るＣｒとＡｌの炭窒化膜（換言すれば、Ｃｒ−Ａｌ−Ｃ−Ｎ系膜）で被覆されているから、該膜で被覆された部分は高温環境で使用される等してたとえ高温（例えば１０００℃程度の高温）に曝されても摩耗し難く、該物品部分の所期の性能を発揮できる。
【００１５】
また、本発明に係る耐摩耗性膜被覆物品の製造方法によると、かかる耐摩耗性膜を膜被覆対象物品に生産性高く形成でき、ひいてはかかる耐摩耗性膜被覆物品をそれだけ生産性良好に製造できる。
【００１６】
上記（１）の物品、（２）の方法において、x 、y は換言すれば原子％を示しており、x 、y を原子％とするならば、0.3 ＜x ＜0.9 は30原子％＜x ＜90原子％であり、0.15＜y ＜0.75  は15原子％＜y ＜75原子％である。
【００１７】
上記（２）の方法における炭窒化のための反応性ガスとしては、(1) 窒素ガス、アンモニアガス等から選ばれた窒素含有ガスと炭化水素ガス、或いは(2) 窒素含有ガスと炭化水素ガスの混合ガスを例示できる。炭化水素ガスとしては、メタンガス、ブタンガス、プロパンガス等のメタン系炭化水素ガス、アセチレンガスのごときアセチレン系炭化水素ガス、さらにはエチレン系炭化水素ガスから選ばれた少なくとも一種の炭化水素ガスを例示できる。
【００１８】
かかるＣｒとＡｌの炭窒化膜は、物品に一層形成されるだけでもよいが、物品によっては、或いは物品の使用条件等によっては、複数層形成されてもよい。                    また、かかるＣｒとＡｌの炭窒化膜は、物品に応じて、物品の全体にわたり形成されてもよく、物品の一部に形成されてもよい。
【００１９】
本発明に係る耐摩耗性膜被覆物品は、ＣｒとＡｌの炭窒化膜の物品への密着性を向上させるために、該物品及び膜との密着性が良好な下地層を該膜と物品との間に有していてもよい。また、下地層を有する物品を得るため、本発明に係る耐摩耗性被覆物品の製造方法では、ＣｒとＡｌの炭窒化膜の形成工程に先立って耐摩耗性膜被覆対象物品に下地層を被覆し、該下地層上に前記ＣｒとＡｌの炭窒化膜を少なくとも一層被覆してもよい。
【００２０】
かかる下地層として、クロムアルミニゥム膜（換言すればＣｒ−Ａｌ系膜）、クロム膜、アルミニゥム膜、クロムアルミニゥムの窒化膜（換言すればＣｒ−Ａｌ−Ｎ系膜）、クロムの窒化膜及びアルミニゥムの窒化膜のうち少なくとも１種の膜を例示することができる。
【００２１】
該下地層は、例えば、クロムとアルミニゥムの合金をカソード材料とし、或いはクローム及び( 又は) アルミニゥムをそれぞれカソード材料として該カソード材料を真空アーク放電により蒸発させて、又は該カソード材料を真空アーク放電により蒸発させて窒化のための反応性ガス（窒素ガス、アンモニアガス等の窒素含有ガス）と反応させて前記耐摩耗性膜被覆対象物品に形成することができる。
【００２２】
なお、クロムとアルミニゥムの合金からなるカソード材料には実用上クロムとアルミニゥムの合金からなるカソード材料とみて差し支えないクロムとアルミニゥムの合金を主成分とするカソード材料も含まれる。同様に、クロムからなるカソード材料には実用上クロムからなるカソード材料とみて差し支えないクロムを主成分とするカソード材料も含まれ、アルミニゥムからなるカソード材料には実用上アルミニゥムからなるカソード材料とみて差し支えないアルミニゥムを主成分とするカソード材料も含まれる。
【００２３】
前記物品の前記ＣｒとＡｌの炭窒化膜が少なくとも一層被覆された部分の材質は、該膜を密着性よく形成できるものであれば特に制限はないが、代表例として、ＷＣ−Ｃｏ系、ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ系、ＴａＣ−Ｎｉ系、Ｃｒ3 Ｃ2 −Ｎｉ系等の超硬合金を挙げることができる。超硬合金を前記ＣｒとＡｌの炭窒化膜で被覆することで、該超硬合金の特性を十分発揮させることができる。この他、炭素工具鋼、合金工具鋼、高速度鋼等も例示できる。
【００２４】
また、前記ＣｒとＡｌの炭窒化膜の被覆対象物品としては、特段の制限はないが、かかる膜の特性がも最も求められるものの例として切削工具（バイト、ドリル、リーマ、フライス、エンドミル等）や成形金型（冷間鍛造金型、温間鍛造金型、ダイカスト金型、プラスチック成形用金型、ゴム成形用金型等）を挙げることができ、中でも、潤滑剤無しの条件下で（無潤滑で）又は潤滑剤の噴霧条件下で使用される切削工具を挙げることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、高温においても劣化し難く所望の耐摩耗性を維持、発揮し得る耐摩耗性膜で被覆され、従ってたとえ高温で使用してもそれだけ摩耗し難く、所期の性能を発揮できる耐摩耗性膜被覆物品を提供することができる。
また、本発明によると、かかる耐摩耗性膜を膜被覆対象物品に生産性高く形成でき、ひいてはかかる耐摩耗性膜被覆物品をそれだけ生産性良好に製造できる耐摩耗性膜被覆物品の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は耐摩耗性膜Ｆを被覆した物品の１例である切削工具（図示例ではエンドミルＥＭ）を示しており、図（Ａ）はその側面図、図（Ｂ）は図（Ａ）のＸ−Ｘ線に沿う切断拡大端面図、図（Ｃ) は図（Ｂ）と同様の図であるが、耐摩耗性膜形成の前に下地層を形成し、その上に耐摩耗性膜を形成したエンドミルを示している。
なお、図１に示すエンドミルＥＭはＪＩＳ  Ｂ４１１６によるストレート２枚刃ストレートシャンク型のエンドミルである。
【００２７】
耐摩耗性膜Ｆは、クロム（Ｃｒ）とアルミニゥム（Ａｌ）の炭窒化膜〔Ｃｒx Ａｌ1-x （Ｃy Ｎ1-y ）〕( 原子比x 、y は0.3 ＜x ＜0.9 、0.15＜y ＜0.75) である。下地層ｆはそれには限定されないが、ここではクロムアルミニゥム膜（ＣｒＡｌ膜）又はクロムアルミニゥムの窒化膜（ＣｒＡｌＮ膜）である。
【００２８】
いずれのエンドミルＥＭも、潤滑剤無しでエアブローのみで、或いは潤滑剤を噴霧しながら、高速回転させて被削材を切削すると、該切削に伴って高熱が発生し、切削刃の部分Ｃが高温に曝される。にもかかわらず、耐摩耗性膜Ｆは劣化し難く、十分に耐摩耗性を維持、発揮する。従って、エンドミルＥＭは摩耗が抑制される状態でその所期の性能を十分発揮し得る。
【００２９】
次にエンドミルＥＭの製造例について説明する。図２は耐摩耗性膜被覆エンドミルを得るための真空アーク蒸着装置の１例を上方から見て、且つ、一部を断面で示す図である。図３は同エンドミルを得るための真空アーク蒸着装置の他の例を上方から見て、且つ、一部を断面で示す図である。
【００３０】
図２、図３に示す装置は、カソードとアノード間の真空アーク放電によりカソード材料を蒸発させるとともにイオン化する蒸発源と、被成膜物品を支持するホルダと、該カソード材料構成元素を含む膜を該ホルダに支持される被成膜物品上に形成するために該蒸発源によりイオン化されたカソード材料を該ホルダに支持される被成膜物体へ向け導く磁場形成部材が付設されたダクトとを含んでいるタイプのものである。
【００３１】
図２に示す装置では磁場形成部材が付設されたダクトは真っ直ぐ延びるダクトであるが、図３に示す装置では、磁場形成部材が付設されたダクトは湾曲ダクトであり、磁場形成部材はこのダクトに沿う偏向磁場を形成する。
【００３２】
なお、このように磁場形成部材を付設したダクトを有しないタイプの真空アーク蒸着装置も本発明に係る耐摩耗性膜被覆物品の製造に用いることができる。
【００３３】
先ず、図２に示す装置とそれによる耐摩耗性膜被覆エンドミルの製造について説明する。
図２に示す装置Ａは、蒸発源１、成膜室２、蒸発源１と成膜室２を接続するダクト３及び成膜室２内に設置された、ここでの被成膜物品であるエンドミルＥＭを支持するホルダ４を備えている。
【００３４】
蒸発源１は、カソード１１、トリガー電極１２、アーク放電用電源１３等を備えている。ダクト３の後部にはカソード装着部３０が形成されており、カソード１１は該装着部３０に絶縁部材１４を介して装着されている。
【００３５】
カソード１１は形成しようとする膜に応じて選択した材料で形成される。ここでのカソード１１はクロムとアルミニウムの合金〔Ｃｒx Ａｌ1-x ( 0.3 ＜x ＜0.9 ）〕である。このカソードに対するアノードはここでは接地された成膜室２がこれを兼ねている。なお、アノードについては、例えば図１に鎖線で示すようにダクト３内においてカソード１１の端部を囲むアノードＡＮを設ける等してもよい。
【００３６】
トリガー電極１２はダクト３内においてカソード１１の端面（蒸発面）１１１に臨んでおり、図示を省略した往復駆動装置によりカソード蒸発面に対し接触離反可能である。図１においては、トリガー電極１２はカソード１１を貫通しているかの如く示されているが、カソード１１を貫通しているのではなく、図１には現れていないカソード周囲の壁体に往復動可能に通されている。
【００３７】
アーク放電用電源１３はカソード１１とアノードとの間にアーク放電用電圧を印加できるように、また、カソード１１とアノード間のアーク放電を誘発するためにカソード１１とトリガー電極１２との間にトリガー用電圧を印加できるように、カソード１１等に配線接続されている。トリガー電極１２はアーク電流が流れないように抵抗１５を介して接地されている。
【００３８】
ダクト３は一方では既述のように絶縁部材１４を介してカソード１１が装着されており、他方では絶縁部材２１を介して成膜室２に接続されている。ダクト３には磁場形成用コイル３１が周設されており、該コイルは電源３２に接続されている。該電源から通電することで、ダクト３に後述するプラズマ集束のための磁場を形成できる。
【００３９】
成膜室２には、排気装置２２が接続されており、これにより成膜室２内及びこれに連通する前記ダクト３内を所定の成膜圧に減圧維持することができる。成膜室２には、成膜用の反応性ガスを導入するガス導入部２３も設けられている。
【００４０】
ホルダ４は、図１に示す例では、図示省略の駆動装置により回転駆動可能の縦軸４１と、これに支持された回転台４２と、回転台４２上に配設され、図示省略の連動機構により回転台の回転に連動して公転しつつ自転する複数の保持穴部４３を備えたものである。各保持穴部４３はここに被成膜物品であるエンドミルＥＭをその切削刃部分を上に向けて差し込む穴部である。図示の例では保持穴部４３は一本のエンドミルＥＭを差し込み立設できるものであるが、穴部を例えば円状配列で複数有し、複数本のエンドミルを差し込み立設できるものでもよい。
【００４１】
以上説明した図１に示す真空アーク蒸着装置Ａによると、次のようにしてエンドミルＥＭの切削刃部分Ｃに耐摩耗性膜〔Ｃｒx Ａｌ1-x （Ｃy Ｎ1-y ）〕( 0.3 ＜x ＜0.9 、0.15＜y ＜0.75) を被覆形成できる。
まず、ホルダ４上に成膜前のエンドミルＥＭを搭載する。次いで排気装置２２を運転して成膜室２及びダクト３内から排気し、それらを成膜圧力まで減圧する。
【００４２】
また、ホルダ４上のエンドミルＥＭには、膜形成用イオンを引き寄せるためのバイアス電圧を図示省略の電源から印加する。成膜中、ホルダ４上のエンドミルＥＭは回転台４２の回転により公転させつつ自転させる。
【００４３】
かかる状態で、蒸発源１におけるトリガー電極１２をカソード１１の蒸発面１１１に接触させ、引き続き引き離す。これにより電極１２とカソード１１間に火花が発生し、これが引き金となってアノード（成膜室２）とカソード１１との間に真空アーク放電が誘発される。このアーク放電によりカソード材料が加熱され、カソード材料が蒸発し、さらにカソード１１前方にイオン化カソード材料を含むプラズマが形成され始める。
【００４４】
また、磁場形成コイル３１へ電源３２から通電してダクト３内に磁場を形成しておく。さらに、ガス導入部２３から成膜室２内へ反応性ガスを所定量導入する。反応性ガスは本例では（Ｃy Ｎ1-y ）( 0.15＜y ＜0.75) を得るための所定混合量比で混合された窒素ガスとメタンガス等の炭化水素ガスの混合ガスである。
【００４５】
蒸発源１において生成された前記プラズマは磁場形成コイル３１により形成されたダクト内磁場により集束し、その後エンドミルＥＭへの膜形成のために適度に広がり、イオン化されたカソード材料（ここではクロムイオンとアルミニゥムイオン）がエンドミルＥＭの切削刃部分Ｃへ向け飛翔するとともに導入された反応性ガスと反応し、かくして各エンドミルＥＭの切削刃部分Ｃにクロム（Ｃｒ）とアルミニゥム（Ａｌ）の炭窒化膜〔Ｃｒx Ａｌ1-x （Ｃy Ｎ1-y ）〕( 0.3 ＜x ＜0.9 、0.15＜y ＜0.75) が形成される。
【００４６】
下地層ｆを形成するときは、かかるＣｒとＡｌの炭窒化膜Ｆを形成するに先立って下地層を形成する。下地層ｆとしてＣｒＡｌ膜又はＣｒＡｌＮ膜を形成するときは、カソード１１としてクロムとアルミニゥムの合金を採用し、ＣｒＡｌＮ膜を形成するときは、さらに、反応性ガスとして窒素ガス等の窒素含有ガスを成膜室２内に所定量導入する。
【００４７】
いずれにしても成膜中、ダクト３内の磁場によりプラズマが集束した高密度プラズマ領域においては、その領域へ飛来することがあるカソード材料の巨大溶融粒子が該高密度プラズマにより分解され、それだけ被成膜物品への巨大溶融粒子の飛来を抑制して被成膜物品上に良質の膜を形成することができる。
【００４８】
以上説明した真空アーク蒸着装置Ａにおいては、ダクト３は真っ直ぐ延びたものであるが、図３に示す真空アーク蒸着装置Ｂのように、湾曲したダクト３’を採用してもよい。かかるダクト３’を採用するときにも、該ダクト３’に磁場形成コイル３１’を周設し、これに電源３２’から通電することでダクト内に磁場を形成することができる。
【００４９】
次に、図２に示すタイプの真空アーク蒸着装置においてエンドミルＥＭにＣｒとＡｌの炭窒化膜を形成した実験例１〜５及び比較実験例１〜４を表１にまとめて示す。該実験例及び比較実験例においては、〔Ｃｒ／（Ｃｒ＋Ａｌ）〕の値、換言すれば前記x の値及び〔Ｃ／（Ｃ＋Ｎ）〕の値、換言すれば前記y の値を種々変えた。また、ＣｒとＡｌの炭窒化膜を形成するに先立って下地層（ＣｒＡｌ又はＣｒＡｌＮ）を形成し、その上にＣｒとＡｌの炭窒化膜を形成した実験例６、７についても表１に示す。さらに、図２に示すタイプの装置においてエンドミルＥＭに、カソード１１としてＴｉとＡｌの合金からなるものを採用するとともに反応性ガスとして窒素ガスを用いて従来のＴｉＡｌＮ膜を形成した例、及びカソード１１としてＣｒとＡｌの合金からなるもの採用するとともに反応性ガスとして窒素ガスを用いて従来のＣｒＡｌＮを形成した例も表１に示す。
【００５０】
これらの耐摩耗性膜の形成は、いずれも成膜圧力を３．０Ｐａ、カソードへのアーク電流を１００アンペア、エンドミルへのバイアス電圧を−５０Ｖとして、膜厚２μｍを得るように行った。
また、下地層の形成は、いずれも成膜圧力を３．０Ｐａ、カソードへのアーク電流を１００アンペア、エンドミルへのバイアス電圧を−５０Ｖとして、膜厚１μｍを得るように行った。
【００５１】
以上の実験に用いたエンドミルＥＭの本体の詳細は以下のとおりである。
・ＪＩＳ  Ｂ４１１６で定めるエンドミル
・切削刃の部分が超硬合金（ＷＣ−Ｃｏ系）で形成されている。
・切削刃の部分が１０ｍｍ径に形成されており、切削刃による切り込み深さは半径方向に１ｍｍ、軸方向に１０ｍｍである。
【００５２】
表１に示す各エンドミルについて評価するため、エンドミルに形成された耐摩耗性膜の室温及び１０００℃にて１時間加熱後のそれぞれにおけるマイクロビッカース硬度（Ｈｍｖ）の測定、並びにダイヤモンド圧子に荷重を加えて引っ掻くスクラッチ試験による膜密着性評価（種々の荷重による膜剥離荷重による評価）及び切削性評価（逃げ面摩耗量による評価）を行った。その結果も表１にまとめて示す。
【００５３】
切削性評価は次の条件で行った。
・被削材：ダイス鋼（ＳＫＤ６１）
・エンドミル回転速度：１０００回転／分
・エンドミル送り速度：１３４ｍｍ／分
・切削方式：ダウンカット、無潤滑、エアブロー
【００５４】
【表１】
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【００５５】
表１から分かるように、耐摩耗性膜としてＣｒとＡｌの炭窒化膜〔Ｃｒx Ａｌ1-x （Ｃy Ｎ1-y ）〕( 0.3 ＜x ＜0.9 、0.15＜y ＜0.75) を形成した実験例１〜５のエンドミル、さらにはかかる耐摩耗性膜の下に下地層を含む実験例６、７のエンドミルは、１０００℃加熱後においても耐摩耗性膜は高硬度を示すとともに耐摩耗性膜のエンドミル本体への密着性も良好であり（特に下地層を設けたものは密着性良好であり）、その結果、切削性評価欄に示されるように、エンドミルの切削使用による摩耗量は、耐摩耗性膜が切削使用時に高温に曝されるにも拘らず、比較実験例や従来例によるエンドミルと比べると少なく抑制された。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、例えば自動車部品、各種機械の部品、各種工具や、自動車部品、機械部品等の成形に用いる金型等の成形用型等の物品であって、たとえ高温に曝されてもなお耐摩耗性を維持、発揮し得る耐摩耗性膜で被覆された物品を提供することに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図（Ａ）は耐摩耗性膜被覆物品の１例である耐摩耗性膜被覆エンドミルの側面図であり、図（Ｂ）は図（Ａ）のＸ−Ｘ線に沿う切断拡大端面図であり、図（Ｃ) は下地層及び耐摩耗性膜を有するエンドミルの図（Ｂ）と同様の切断拡大端面図である。
【図２】真空アーク蒸着装置の１例を上方からみて、且つ、一部を断面で示す図である。
【図３】真空アーク蒸着装置の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
ＥＭ  エンドミル
Ｃ  エンドミルの切削刃部分
Ｆ  耐摩耗性膜
ｆ  下地層
Ａ  真空アーク蒸着装置
１  蒸発源
１１  カソード
１１１  カソード蒸発面
１２  トリガー電極
１３  アーク放電用電源
１４  絶縁部材
１５  抵抗
２  成膜室
２１  絶縁部材
２２  排気装置
２３  ガス導入部
３  ダクト
３０  カソード装着部
３１  磁場形成用コイル
３２  電源
ＡＮ  アノード
４  ホルダ
４１  縦軸
４２  回転台
４３  エンドミルの保持穴部
Ｂ  真空アーク蒸着装置
１’  蒸発源
３’  湾曲ダクト
３１’  磁場形成コイル
３２’  電源
【図１】
2004244718.tif 000004
【図２】
2004244718.tif 000005
【図３】
2004244718.tif 000006