磁界励起型イオンプレーティング装置を用いた高品質硬質薄膜

立方晶窒化ホウ素等を高速で成膜

　磁界励起型イオンプレーティング装置は、密着性の良い立方晶窒化ホウ素（c-BN）膜を、高い成膜速度で数μm程度までコーティングできるPVD（物理蒸着）装置です。この装置を用いて高品質の窒化物、酸化物、炭化物複合薄膜を開発しました。

AIH-16110SB 装置外観図

装置の特徴

　AIH-16110SBは機械応用(工具、金型)に特化した装置です。基板温度300～400℃で、金属、セラミックス材料にコーティングが可能です。以下の特徴を持っています。

1. 1. c-BN膜の成膜速度は0.7μm/hと高速です。
   2. 絶縁性の薄膜を工具のコーティングに利用できる強度で成膜することができます。
   3. 成膜温度（300℃）でイオン窒化処理が可能で、続けて硬質膜の成膜を行うことができます。
   4. 2元同時成膜にも対応可能です。

内部機構概略図

開発した高品質硬質薄膜

　平成23～24年度の兵庫県COEプラグラム推進事業において、本装置を用いて成膜したコーティング膜のアルミニウムダイカストへの応用を検討しました。
　BN 膜は750℃のアルミニウム（ADC12）溶湯に対して腐食（溶損）されない特徴を持っていることが確認されています。このBN 膜の耐久性を検討する目的で、SKD61 の丸棒にBN/SiC またはSiC/CrN をコーティングし、大気中で300⇔700℃の間を繰り返し加熱･冷却する熱衝撃負荷試験を行いました。その結果、BN/SiC膜は150回の耐久性が確認され、さらに、SiC/CrN膜では1000回の熱負荷を経ても剥離や酸化物の発生は見られませんでした。
中間層として導入したSiC/CrN 膜は、特に、耐熱・耐酸化性に優れるコーティング膜であることが確認されました。

本装置で成膜したSiC/CrN 膜は、熱衝撃負荷試験による剥離や酸化生成物の発生は見られません。