TiAlNの成膜加工方法とは

TiAlN(窒化チタンアルミ)はチタニウムアルミニウムナイトライドの略称です。TiNにAlを加えることで、耐摩耗性・耐熱性を向上させたコーティング。耐熱性の高さからドライ環境で使用される切削工具へのPVDコーティング膜となっていて、近年ではスタンダード膜として市場に提供されています。成膜加工会社を選ぶときの基礎知識として知っておきたいことであるため、ここではTiAlNの成膜加工方法について解説していきます。

TiAlN膜の特徴

TiAlN膜は、高硬質で耐摩耗性に優れているTiNにアルミニウムを添加した硬質複合薄膜です。特徴は主に2つあります。

1つ目が耐酸化性です。膜表面に耐酸化性に優れるAlの酸化物を形成しやすく、これが保護膜となって超硬合金母材の酸化を抑制するとともに硬さを維持する働きがあります。

2つ目が高硬度で耐熱性に優れていることです。CrNを超える800℃という高耐熱性を持つものもあります。700℃を超える環境では、摩擦熱によりAl成分と酸素が結合し、 最表層に強固なAl2O3が生成され、寿命向上につながります。

TiAlN膜は、高い耐酸化性と耐熱性を活かして、熱処理を施した高硬度鋼や、超合金など高粘性材の切削加工、環境への配慮や生産性アップのためクーラント剤の使用を削減したドライ環境で用いられる切削工具などに使用されることが多くなっています。HV3000を超える超高硬度膜で、ボブカッターやエンドミルなどの刃状の極薄膜でも耐久性の向上が可能です。

TiAlNの成膜加工に用いられる方法

AIP法

アーク放電法と呼ばれるAIP法は、PVD の1つです。ターゲットをアーク放電により蒸発およびイオン化させて成膜を行います。緻密で密着力の高い皮膜を素早くで形成できるのが特徴で、量産やプロセスを安定させたい場合に向いています。

スパッタリング法

スパッタリング法では、プラズマなどにより、高いエネルギーを持った粒子をターゲットに衝突させます。その衝撃で材料成分をたたき出し、粒子を基板の上に膜を堆積させることで膜を形成する方法です。材料をたたき出すため、成分をほぼそのまま基板上に堆積できます。

TiAlNの成膜加工に対応している成膜加工会社を選ぼう

TiAlN膜について解説してきました。TiAlN(窒化チタンアルミ)は、高硬質で耐摩耗性に優れているTiNにAlを加えることで、より耐摩耗性・耐熱性を向上させたコーティングです。高い耐酸化性と耐熱性を活かして、熱処理を施した高硬度鋼や、超合金など高粘性材の切削加工、環境への配慮や生産性アップのためクーラント剤の使用を削減したドライ環境で用いられる切削工具などに多く使用されています。TiAlNの成膜加工に用いられる方法は、成膜加工会社によって異なるので、理想の製品に成膜してくれる会社を選びましょう。

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