JP2941850B2 - 耐摩耗被覆膜及びその形成方法 - Google Patents
耐摩耗被覆膜及びその形成方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、少くとも一つのエッジ部を有する工具若し
くは部品に適用される物理蒸着被覆或いはプラズマ化学
蒸着被覆に関する。これら被覆は複合組成を有する耐摩
耗性の硬質化合物からなり、２種類以上の金属元素を含
む。
くは部品に適用される物理蒸着被覆或いはプラズマ化学
蒸着被覆に関する。これら被覆は複合組成を有する耐摩
耗性の硬質化合物からなり、２種類以上の金属元素を含
む。
本発明はさらにかかる工具若しくは部品を被覆する方
法に関する。
法に関する。
摩耗にさらされる切断工具、平削り工具、打抜工具、
ドリル工具及びあらゆる種類の部品の性能を向上させる
為に、耐摩耗性の硬質化合物からなる被覆膜が用いられ
ている。この被覆膜は数μｍの厚みを有する非常に薄い
膜からできており、工具表面における耐摩耗性を著しく
改良する事ができる。かかる硬質化合物被覆膜は酸素、
窒素、炭素、ホウ素若しくは硅素から選ばれる１種若し
くは数種の非金属元素及び１種若しくは数種の金属元素
から構成されている。これら硬質化合物被覆膜のコスト
は比較的高いにもかかわらず、ある種の応用例において
耐摩耗性を著しく向上する事ができるのでその使用は結
果的にみて経済的である。
ドリル工具及びあらゆる種類の部品の性能を向上させる
為に、耐摩耗性の硬質化合物からなる被覆膜が用いられ
ている。この被覆膜は数μｍの厚みを有する非常に薄い
膜からできており、工具表面における耐摩耗性を著しく
改良する事ができる。かかる硬質化合物被覆膜は酸素、
窒素、炭素、ホウ素若しくは硅素から選ばれる１種若し
くは数種の非金属元素及び１種若しくは数種の金属元素
から構成されている。これら硬質化合物被覆膜のコスト
は比較的高いにもかかわらず、ある種の応用例において
耐摩耗性を著しく向上する事ができるのでその使用は結
果的にみて経済的である。
かかる硬質化合物膜の形成は真空室内において行なわ
れる。真空室内においてイオン粒子からなる気体即ちプ
ラズマが生成され、このプラズマは電場により若しくは
マグネトロン磁場の助けを借りて被覆されるべき基板表
面に運ばれる。これらの処理はマグネトロンスパッタリ
ング或いはスパッタイオンプレイティングとして知られ
ているものである。プラズマを生成する為に、アーク放
電を用いたり、電子線ビームを用いたり、或いは処理の
種類に応じてターゲット若しくはカソードに対する希ガ
スイオンの衝撃によって行なわれる。プラズマは液相を
ともなう事なく若しくは液相を介する事なく生成され
る。
れる。真空室内においてイオン粒子からなる気体即ちプ
ラズマが生成され、このプラズマは電場により若しくは
マグネトロン磁場の助けを借りて被覆されるべき基板表
面に運ばれる。これらの処理はマグネトロンスパッタリ
ング或いはスパッタイオンプレイティングとして知られ
ているものである。プラズマを生成する為に、アーク放
電を用いたり、電子線ビームを用いたり、或いは処理の
種類に応じてターゲット若しくはカソードに対する希ガ
スイオンの衝撃によって行なわれる。プラズマは液相を
ともなう事なく若しくは液相を介する事なく生成され
る。
場合によっては、真空室内には反応性ガスが満たさ
れ、このガスは後に形成される硬質化合物系の成分とな
る。後に形成される硬質化合物系の成分がガス状態にお
いて導入された真空室内においてプラズマが生成される
場合には、この処理はいわゆるフラズマ化学蒸着法と呼
ばれる。化学蒸着法は時にCVDとも呼ばれる。
れ、このガスは後に形成される硬質化合物系の成分とな
る。後に形成される硬質化合物系の成分がガス状態にお
いて導入された真空室内においてプラズマが生成される
場合には、この処理はいわゆるフラズマ化学蒸着法と呼
ばれる。化学蒸着法は時にCVDとも呼ばれる。
当初の開発段階においては、窒化タンタルが主として
硬質化合物膜として用いられていた。通常のHSS−スチ
ールや硬質金属に比べて、耐摩耗性が著しく改善され
た。これら硬質化合物被覆膜の一層の開発により、２種
類以上の金属成分を有する硬質化合物を用いた場合に、
より良好な結果が得られる事が明らかになった。例え
ば、アルミニウムとチタンと窒素からなる複合系や、ク
ロムとチタンと窒素及び安定化の為に必要に応じて加え
られる金属若しくは非金属元素からなる複合系である。
この様にして得られた工具その他の部品の耐摩耗性はさ
らに向上された。しかしながら複合系の化合物被膜を用
いる事によって耐摩耗性が向上した理由について理論的
な説明は得られていない。しかしながら重要な点は、全
ての物理蒸着処理及びプラズマ化学蒸着処理において、
工具その他の部品のエッジ部領域に硬質化合物系の成分
に関して異質性又は不均一性が生じるという事である。
異質性の発現は容易に説明する事が可能であり、現在に
到るまで実際上かかる異質性の発現は極力避ける様にし
ていた。
硬質化合物膜として用いられていた。通常のHSS−スチ
ールや硬質金属に比べて、耐摩耗性が著しく改善され
た。これら硬質化合物被覆膜の一層の開発により、２種
類以上の金属成分を有する硬質化合物を用いた場合に、
より良好な結果が得られる事が明らかになった。例え
ば、アルミニウムとチタンと窒素からなる複合系や、ク
ロムとチタンと窒素及び安定化の為に必要に応じて加え
られる金属若しくは非金属元素からなる複合系である。
この様にして得られた工具その他の部品の耐摩耗性はさ
らに向上された。しかしながら複合系の化合物被膜を用
いる事によって耐摩耗性が向上した理由について理論的
な説明は得られていない。しかしながら重要な点は、全
ての物理蒸着処理及びプラズマ化学蒸着処理において、
工具その他の部品のエッジ部領域に硬質化合物系の成分
に関して異質性又は不均一性が生じるという事である。
異質性の発現は容易に説明する事が可能であり、現在に
到るまで実際上かかる異質性の発現は極力避ける様にし
ていた。
工具その他の部品表面に対して、目的とする組成に含
まれる気体化された粒子を気体相から供給する場合、電
場を利用したり、磁場を重ねる事により通常の電場の効
果を増強する為のマグネトロン磁場を利用する。この
時、エッジ部は電荷密度が他の部分に比べて高いので、
より強い電場を発生しその結果電束がエッジ部領域に集
中する。この集中の結果、エッジ部はイオンの集中的な
衝撃を受ける。この現象は工具の被覆の為に原子状態に
変換されるべき硬質化合物膜の粒子に関して起こるとと
もに、希ガスを利用してターゲットのスパッタリングを
行なう場合に用いられる例えばアルゴンイオン等の単な
るターゲットイオン若しくはキャリアイオンについても
発生する。これらアルゴンイオンは基板に対してすでに
吸着している硬質化合物膜を構成する粒子群を圧縮する
効果を有する。
まれる気体化された粒子を気体相から供給する場合、電
場を利用したり、磁場を重ねる事により通常の電場の効
果を増強する為のマグネトロン磁場を利用する。この
時、エッジ部は電荷密度が他の部分に比べて高いので、
より強い電場を発生しその結果電束がエッジ部領域に集
中する。この集中の結果、エッジ部はイオンの集中的な
衝撃を受ける。この現象は工具の被覆の為に原子状態に
変換されるべき硬質化合物膜の粒子に関して起こるとと
もに、希ガスを利用してターゲットのスパッタリングを
行なう場合に用いられる例えばアルゴンイオン等の単な
るターゲットイオン若しくはキャリアイオンについても
発生する。これらアルゴンイオンは基板に対してすでに
吸着している硬質化合物膜を構成する粒子群を圧縮する
効果を有する。
エッジ部領域における被覆膜組成の異質性を防止する
為に、比較的弱い電場が用いられる。そしてその弱い電
場を補正する為に、真空室の内容物をかなり強力にイオ
ン化する事が行なわれている。この様にして得られた被
覆膜は一定の良好な結果を示している。エッジ部領域に
おける高い電場密度の影響は印加される電場を弱める事
により低減され、エッジ部から離れた領域に比較した場
合エッジ部の領域においても又均一な被覆膜を形成する
事が可能である。
為に、比較的弱い電場が用いられる。そしてその弱い電
場を補正する為に、真空室の内容物をかなり強力にイオ
ン化する事が行なわれている。この様にして得られた被
覆膜は一定の良好な結果を示している。エッジ部領域に
おける高い電場密度の影響は印加される電場を弱める事
により低減され、エッジ部から離れた領域に比較した場
合エッジ部の領域においても又均一な被覆膜を形成する
事が可能である。
本発明の目的は基板の耐摩耗性を改良する為に用いら
れる物理蒸着被覆膜及びその形成方法を提供する事であ
る。又本発明の他の目的は、この改良を基本的に従来と
同一の設備及び実質的に同一のコストで達成する事であ
る。
れる物理蒸着被覆膜及びその形成方法を提供する事であ
る。又本発明の他の目的は、この改良を基本的に従来と
同一の設備及び実質的に同一のコストで達成する事であ
る。
上記目的を達成する為に、本発明によれば、少なくと
も２種類の金属元素成分を有する硬質化合物系を基板に
対して適切に適用する事により、エッジ部の領域に積極
的に被覆膜組成の異質性（inhomogeneity）を発現さ
せ、基板物質に対する接着性を向上させるとともに工具
の寿命を改善する事ができる。硬質化合物フィルム内に
化学量論的な均衡が存在しないにもかかわらずである。
も２種類の金属元素成分を有する硬質化合物系を基板に
対して適切に適用する事により、エッジ部の領域に積極
的に被覆膜組成の異質性（inhomogeneity）を発現さ
せ、基板物質に対する接着性を向上させるとともに工具
の寿命を改善する事ができる。硬質化合物フィルム内に
化学量論的な均衡が存在しないにもかかわらずである。
本発明によれば、金属元素組成に関し、エッジ部の表
面領域をその他の表面領域に比較した場合少くとも原子
百分率で２％（2at％）の濃度差を与える事ができる。
又本発明にかかる方法によれば、基板の電位に対してプ
ラズマの電位を適当に設定する事により上述した濃度差
が、自動的にエッジ部の表面領域における電場集中によ
って生じるイオン衝撃によって達成される。
面領域をその他の表面領域に比較した場合少くとも原子
百分率で２％（2at％）の濃度差を与える事ができる。
又本発明にかかる方法によれば、基板の電位に対してプ
ラズマの電位を適当に設定する事により上述した濃度差
が、自動的にエッジ部の表面領域における電場集中によ
って生じるイオン衝撃によって達成される。
最も驚くべき事には、硬質化合物系の金属成分の濃度
差によって測られるエッジ部領域の被覆膜の異質性又は
不均一性がこの領域における従来の均一で且つ平坦な被
覆膜よりも相当程度高い耐摩耗性を有する硬質化合物被
覆膜の形成をもたらす。これらエッジ部領域における組
成に化学量論的な欠陥があるにもかかわらずである。か
かる驚異的な現象を理論的に説明する必要はないが、発
明者は個人的な見解として以下に述べる説明を試みた。
即ち、イオン化の量及び電場の強さを適切に設定する事
により均一な被覆を形成する為に許容される程度を超え
てエッジ部が強力に衝撃を受けた場合、高度に活性化さ
れた大量の個数のイオン粒子が既にエッジ部に定着して
いた粒子群をたたき、その結果これら粒子群を圧縮す
る。加えてこのイオン衝撃の間に、比較的低い原子量を
有する粒子が被覆膜から取除かれ、その結果上述した濃
度差が生ずる。かかるイオン衝撃が粒子自体によって行
なわれるのか或いは気体イオンによって行なわれるのか
或いは自由電子によって行なわれるのかは重要ではな
い。
差によって測られるエッジ部領域の被覆膜の異質性又は
不均一性がこの領域における従来の均一で且つ平坦な被
覆膜よりも相当程度高い耐摩耗性を有する硬質化合物被
覆膜の形成をもたらす。これらエッジ部領域における組
成に化学量論的な欠陥があるにもかかわらずである。か
かる驚異的な現象を理論的に説明する必要はないが、発
明者は個人的な見解として以下に述べる説明を試みた。
即ち、イオン化の量及び電場の強さを適切に設定する事
により均一な被覆を形成する為に許容される程度を超え
てエッジ部が強力に衝撃を受けた場合、高度に活性化さ
れた大量の個数のイオン粒子が既にエッジ部に定着して
いた粒子群をたたき、その結果これら粒子群を圧縮す
る。加えてこのイオン衝撃の間に、比較的低い原子量を
有する粒子が被覆膜から取除かれ、その結果上述した濃
度差が生ずる。かかるイオン衝撃が粒子自体によって行
なわれるのか或いは気体イオンによって行なわれるのか
或いは自由電子によって行なわれるのかは重要ではな
い。
化学量論的にみてバランスのとれた組成ではないが、
エッジ部における硬質化合物系は他の領域に比べてより
高度に固体化される。過剰な圧縮によって得られる利益
即ちこれらの部分における硬質化合物膜の改良された接
着性によって得られる利益は、被覆膜の化学量論的不均
衡によって生ずる不利益を補って余りあるものがある。
実験結果によれば、本発明によって被覆処理を施された
ドリル工具は同一の組成若しくは類似の組成の硬質化合
物系によって均質的に被覆された場合に比べて、相当程
度良好な耐摩滅性を有していた。
エッジ部における硬質化合物系は他の領域に比べてより
高度に固体化される。過剰な圧縮によって得られる利益
即ちこれらの部分における硬質化合物膜の改良された接
着性によって得られる利益は、被覆膜の化学量論的不均
衡によって生ずる不利益を補って余りあるものがある。
実験結果によれば、本発明によって被覆処理を施された
ドリル工具は同一の組成若しくは類似の組成の硬質化合
物系によって均質的に被覆された場合に比べて、相当程
度良好な耐摩滅性を有していた。
特に好ましいのは、２種類の金属元素即ちアルミニウ
ムとチタンを含有する硬質化合物系を用いる場合であ
る。被覆処理を行なった後に、得られた濃度差はエッジ
部においてアルミニウム含有量で原子百分率でみると10
％（10at％）に及ぶ減少であった。硬質化合物は系全体
として、アルミニウムとチタンと窒素を含みさらに安定
化の為にクロムとバナジンが添加される場合もある。一
般的に、周期律表においてIV a族ないしVI a族に属する
元素を用いた場合に最良の結果が得られた。その理由
は、これらの元素が互いに類似しているからであり、固
体相において互いに混合可能であるからである。物理蒸
着処理において、ターゲットのスパッタリングにアルゴ
ンを用い且つ所定の分圧において窒化物を生成する為に
真空室内に反応ガスとして窒素を加えた場合、非常に良
好な被覆結果が得られる。既知のイオン化手段により高
いレベルに維持された良好なイオン化状態においては、
プラズマと基板若しくは工具の間の電位差は−50Vから
−150Vに設定する事ができ、特に電位差を約−100Vに設
定した場合非常に良い結果が得られる。本発明によって
いかなるエッジ部領域においても異質性を有する被覆膜
が形成される。この異質性又は不均一性は従来本発明の
概念に到るまでむしろ避けるべきものとされていたので
ある。プラズマ化学蒸着により被覆を行なう場合には、
プラズマと基板の間に100Vないし2000Vの範囲のより高
い電位差を加える必要がある。
ムとチタンを含有する硬質化合物系を用いる場合であ
る。被覆処理を行なった後に、得られた濃度差はエッジ
部においてアルミニウム含有量で原子百分率でみると10
％（10at％）に及ぶ減少であった。硬質化合物は系全体
として、アルミニウムとチタンと窒素を含みさらに安定
化の為にクロムとバナジンが添加される場合もある。一
般的に、周期律表においてIV a族ないしVI a族に属する
元素を用いた場合に最良の結果が得られた。その理由
は、これらの元素が互いに類似しているからであり、固
体相において互いに混合可能であるからである。物理蒸
着処理において、ターゲットのスパッタリングにアルゴ
ンを用い且つ所定の分圧において窒化物を生成する為に
真空室内に反応ガスとして窒素を加えた場合、非常に良
好な被覆結果が得られる。既知のイオン化手段により高
いレベルに維持された良好なイオン化状態においては、
プラズマと基板若しくは工具の間の電位差は−50Vから
−150Vに設定する事ができ、特に電位差を約−100Vに設
定した場合非常に良い結果が得られる。本発明によって
いかなるエッジ部領域においても異質性を有する被覆膜
が形成される。この異質性又は不均一性は従来本発明の
概念に到るまでむしろ避けるべきものとされていたので
ある。プラズマ化学蒸着により被覆を行なう場合には、
プラズマと基板の間に100Vないし2000Vの範囲のより高
い電位差を加える必要がある。
本発明にかかる硬質化合物膜はスチール、硬質金属、
セラミックと金属の複合材料であるサーメット、セラミ
ック及びこれら材料の複合物の表面に用いる事ができ
る。
セラミックと金属の複合材料であるサーメット、セラミ
ック及びこれら材料の複合物の表面に用いる事ができ
る。
ある条件下においては、特に外的に衝撃負荷に対する
抵抗を改善し従って被覆膜の脆さを小さくする為に、下
地層としてまずチタン窒素系、チタン炭素窒素系、チタ
ン炭素系等の薄膜を形成し、その後本発明に従って硬質
化合物を用いて工具若しくは部品を被覆する事が望まし
い。かかる下地膜も大きな硬度を有するが、基板材料界
面からエッジ部領域における固体化された硬質化合物被
覆膜界面への移行を滑かにする事ができる。
抵抗を改善し従って被覆膜の脆さを小さくする為に、下
地層としてまずチタン窒素系、チタン炭素窒素系、チタ
ン炭素系等の薄膜を形成し、その後本発明に従って硬質
化合物を用いて工具若しくは部品を被覆する事が望まし
い。かかる下地膜も大きな硬度を有するが、基板材料界
面からエッジ部領域における固体化された硬質化合物被
覆膜界面への移行を滑かにする事ができる。
アルゴンで満たされた真空室内において直径8mmのド
リル工具がターゲットスパッタリングにより１時間被覆
処理を施された。ターゲット（カソード）の材料は焼結
されたチタンとアルミニウムの組成物からなる。目的と
する硬質化合物系を形成する為に、反応性ガスである窒
素があらかじめ定められた分圧の下で真空室に導入され
た。良好なイオン化状態においてプラズマと基板（ドリ
ル工具）の間に−100Vの電位差を加える事により、１時
間に及ぶ処理期間の間に３μｍの厚みを有する被覆層を
形成する事ができた。
リル工具がターゲットスパッタリングにより１時間被覆
処理を施された。ターゲット（カソード）の材料は焼結
されたチタンとアルミニウムの組成物からなる。目的と
する硬質化合物系を形成する為に、反応性ガスである窒
素があらかじめ定められた分圧の下で真空室に導入され
た。良好なイオン化状態においてプラズマと基板（ドリ
ル工具）の間に−100Vの電位差を加える事により、１時
間に及ぶ処理期間の間に３μｍの厚みを有する被覆層を
形成する事ができた。
処理の後、全てのエッジ部に沿って赤色ないし黄色の
薄膜の存在が観察された。この色は硬質化合物系の典型
的な色調である黒灰色からは明らかに異なっていた。チ
タン窒化物が赤色又は黄色の色調を示すので、これらエ
ッジ部領域においてはアルミニウムの濃度が薄められて
いるという事がわかる。エッジ部領域におけるアルミニ
ウムの濃度差は、エッジ部から離れた領域にある残りの
黒青色若しくは黒灰色層に比較して、原子百分率で約６
％（6at％）であった。この様にして処理され被覆され
たドリル工具を用いて摩滅特性試験を行なった。比較例
として、同一の硬質化合物系を用いて同一の膜厚により
均質な組成を有する膜で被覆されたドリル工具を用い
た。換言すると、比較例はエッジ部とエッジ部から離れ
た平面部において平坦且つ均一な外観及び組成を有する
膜で被覆されている。さらに他の比較例として、同一の
直径を有し窒化チタンで被覆されたドリル工具を用いて
試験を行なった。
薄膜の存在が観察された。この色は硬質化合物系の典型
的な色調である黒灰色からは明らかに異なっていた。チ
タン窒化物が赤色又は黄色の色調を示すので、これらエ
ッジ部領域においてはアルミニウムの濃度が薄められて
いるという事がわかる。エッジ部領域におけるアルミニ
ウムの濃度差は、エッジ部から離れた領域にある残りの
黒青色若しくは黒灰色層に比較して、原子百分率で約６
％（6at％）であった。この様にして処理され被覆され
たドリル工具を用いて摩滅特性試験を行なった。比較例
として、同一の硬質化合物系を用いて同一の膜厚により
均質な組成を有する膜で被覆されたドリル工具を用い
た。換言すると、比較例はエッジ部とエッジ部から離れ
た平面部において平坦且つ均一な外観及び組成を有する
膜で被覆されている。さらに他の比較例として、同一の
直径を有し窒化チタンで被覆されたドリル工具を用いて
試験を行なった。
本発明にかかる被覆膜を有するドリル工具は、均質な
膜によって被覆されたドリル工具に比べて50％高い寿命
を有し、窒化チタン膜によって被覆されたドリル工具に
比べた場合には、300％高い寿命が得られた。この様に
良好な寿命期間が得られた理由の一つは、被覆膜が基板
材料に対してより強固に密着している為であった。
膜によって被覆されたドリル工具に比べて50％高い寿命
を有し、窒化チタン膜によって被覆されたドリル工具に
比べた場合には、300％高い寿命が得られた。この様に
良好な寿命期間が得られた理由の一つは、被覆膜が基板
材料に対してより強固に密着している為であった。
色調の違いにより既に外観的に認められたアルミニウ
ム濃度の低下の事実を確認する為に、角型の試料を用い
て例示したドリル工具に対して行なわれた上述の条件と
実質的に同じ条件で被覆処理を行なった。主に被覆され
た角型試料上面の全ての４つのエッジ部は赤色ないし黄
色の色調を有し残りの上面平面部は黒灰色ないし黒青色
を呈していた。
ム濃度の低下の事実を確認する為に、角型の試料を用い
て例示したドリル工具に対して行なわれた上述の条件と
実質的に同じ条件で被覆処理を行なった。主に被覆され
た角型試料上面の全ての４つのエッジ部は赤色ないし黄
色の色調を有し残りの上面平面部は黒灰色ないし黒青色
を呈していた。
第１図はアルミニウム濃度の変化を示し、角型の試料
の上面において一つのエッジから中央に向かって2.5mm
の範囲で測定された。この範囲は2,500μｍに相当す
る。明らかに、エッジ部においてアルミニウムの濃度が
質量百分率で約２％（2mass％）程低下している事が分
かる。
の上面において一つのエッジから中央に向かって2.5mm
の範囲で測定された。この範囲は2,500μｍに相当す
る。明らかに、エッジ部においてアルミニウムの濃度が
質量百分率で約２％（2mass％）程低下している事が分
かる。
又第２図に示す様に、チタンの濃度については、アル
ミニウム成分の低下に対応して測定領域に沿ってその増
加が認められた。
ミニウム成分の低下に対応して測定領域に沿ってその増
加が認められた。
第１図は本発明にかかる耐摩滅性被覆膜に含まれるアル
ミニウム成分の濃度分布を示すグラフ、第２図は同じく
チタン成分の濃度分布を示すグラフである。
ミニウム成分の濃度分布を示すグラフ、第２図は同じく
チタン成分の濃度分布を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−255358（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/20
Claims (18)
- 【請求項１】摩耗に対して保護されるべき領域において
少くとも一つのエッジ部を有する工具その他の部品の平
面に物理蒸着法若しくはプラズマ化学蒸着法により形成
され、２種以上の金属元素を含む複数成分系の硬質化合
物からなる被膜において、各エッジ部の表面領域におけ
る該被膜の組成は各エッジ部から離れた表面領域におけ
る該被膜の組成に比較して金属元素濃度が原子百分率で
少くとも２％の差を有する事を特徴とする被膜。 - 【請求項２】該硬質化合物は窒素、炭素、ホウ素、硅素
又は酸素から選ばれる１種又は２種以上の非金属元素を
含む請求項１に記載の被膜。 - 【請求項３】該硬質化合物はアルミニウムとチタンの２
種の金属元素を含む請求項１に記載の被膜。 - 【請求項４】該硬質化合物はAl−Ti−Ｎ成分系である請
求項３に記載の被膜。 - 【請求項５】該硬質化合物はZr−Ti−Ｎ成分系である請
求項３に記載の被膜。 - 【請求項６】該硬質化合物は追加の金属又は非金属元素
を含む請求項４又は５に記載の被膜。 - 【請求項７】部分的若しくは全体的に高速鋼からなる工
具その他の部品の表面に形成される請求項１に記載の被
膜。 - 【請求項８】部分的若しくは全体的に硬質金属からなる
工具その他の部品の表面に形成される請求項１に記載の
被膜。 - 【請求項９】部分的若しくは全体的にセラミックと金属
の複合材料であるサーメットからなる工具その他の部品
の表面に形成される請求項１に記載の被膜。 - 【請求項１０】部分的若しくは全体的にセラミックから
なる工具その他の部品の表面に形成される請求項１に記
載の被膜。 - 【請求項１１】部分的若しくは全体的に下塗り層として
Ti−Ｎ系、Ti−Ｃ−Ｎ系又はTi−Ｃ系の膜を有する工具
その他の部品の表面に形成される請求項１に記載の被
膜。 - 【請求項１２】少くとも一つのエッジ部を有し摩滅にさ
らされる工具その他の部品に対して真空室内で硬質化合
物膜を物理蒸着法又はプラズマ化学蒸着法により被覆す
る方法において、該硬質化合物は少くとも１種の金属元
素を含みエネルギーに富む放射によりイオン化されプラ
ズマを形成し電位差により生じる電場によって該工具そ
の他の部品に適用され、該工具その他の部品の電位に対
してプラズマの電位を適当に設定する事により生じるイ
オン衝撃は各エッジ部の表面領域において高密度の電場
によって強められ、その結果各エッジ部から離れた表面
領域に比較して各エッジ部の表面領域に形成された膜の
金属元素濃度は原子百分率で少くとも２％の差を有する
事を特徴とする方法。 - 【請求項１３】該プラズマはイオン化された金属原子及
び非金属原子からなる請求項12に記載の方法。 - 【請求項１４】該プラズマを支える為に真空室内に希ガ
スを導入する請求項12に記載の方法。 - 【請求項１５】該硬質化合物の少くとも１種の成分を反
応性ガスとして真空室内に導入する請求項12に記載の方
法。 - 【請求項１６】物理蒸着法において高温によりイオン化
を促進し、該電位差を−50Vから−150Vの範囲に下げる
請求項12に記載の方法。 - 【請求項１７】該電位差は約−100Vに設定される請求項
16に記載の方法。 - 【請求項１８】プラズマ化学蒸着法において高温により
イオン化を促進し、該電位差を数百Ｖから二千Ｖの範囲
に下げる請求項12に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3825399.2 | 1988-07-23 | ||
| DE19883825399 DE3825399C5 (de) | 1988-07-23 | 1988-07-23 | PVD- oder Plasma- CVD-Beschichtung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0280559A JPH0280559A (ja) | 1990-03-20 |
| JP2941850B2 true JP2941850B2 (ja) | 1999-08-30 |
Family
ID=6359598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19038389A Expired - Fee Related JP2941850B2 (ja) | 1988-07-23 | 1989-07-20 | 耐摩耗被覆膜及びその形成方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5272014A (ja) |
| EP (1) | EP0352545B1 (ja) |
| JP (1) | JP2941850B2 (ja) |
| AT (1) | ATE96851T1 (ja) |
| DE (2) | DE3825399C5 (ja) |
| ES (1) | ES2045279T3 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| KR930010710B1 (ko) * | 1989-09-29 | 1993-11-08 | 스미토모 일렉트릭 인더스트리즈, 엘티디. | 절삭공구 또는 내마모성공구용 표면피복 경질부재 |
| DE4115616C2 (de) * | 1991-03-16 | 1994-11-24 | Leybold Ag | Hartstoff-Mehrlagenschichtsystem für Werkzeuge |
| US5330853A (en) * | 1991-03-16 | 1994-07-19 | Leybold Ag | Multilayer Ti-Al-N coating for tools |
| DE4434428A1 (de) * | 1994-09-27 | 1996-03-28 | Widia Gmbh | Verbundkörper, Verwendung dieses Verbundkörpers und Verfahren zu seiner Herstellung |
| FR2745299B1 (fr) * | 1996-02-27 | 1998-06-19 | Centre Nat Rech Scient | Procede de formation de revetements de ti1-xalxn |
| US5750247A (en) * | 1996-03-15 | 1998-05-12 | Kennametal, Inc. | Coated cutting tool having an outer layer of TiC |
| DE19705128B4 (de) * | 1996-12-12 | 2005-03-31 | ED. SCHARWäCHTER GMBH | Brems- und Halteelemente für Kraftwagentürfeststeller |
| EP1029945A1 (de) * | 1999-02-17 | 2000-08-23 | Balzers Aktiengesellschaft | Verfahren zum Beschichten von Werkzeugen |
| US6875318B1 (en) | 2000-04-11 | 2005-04-05 | Metalbond Technologies, Llc | Method for leveling and coating a substrate and an article formed thereby |
| US6605160B2 (en) | 2000-08-21 | 2003-08-12 | Robert Frank Hoskin | Repair of coatings and surfaces using reactive metals coating processes |
| US6716483B1 (en) * | 2001-06-26 | 2004-04-06 | Moulder Services, Inc. | Methods for cutting articles containing at least a substantial amount of wood |
| SE526338C2 (sv) * | 2002-09-04 | 2005-08-23 | Seco Tools Ab | Skär med utskiljningshärdad slitstark refraktär beläggning |
| SE526339C2 (sv) * | 2002-09-04 | 2005-08-23 | Seco Tools Ab | Skär med slitstark refraktär beläggning med kompositstruktur |
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| DE102008013966A1 (de) * | 2008-03-12 | 2009-09-17 | Kennametal Inc. | Hartstoffbeschichteter Körper |
| KR101787496B1 (ko) * | 2011-07-25 | 2017-10-18 | 쿄세라 코포레이션 | 절삭 공구 |
| WO2014003131A1 (ja) * | 2012-06-27 | 2014-01-03 | 京セラ株式会社 | 切削工具 |
| CN104870127B (zh) | 2012-12-27 | 2017-03-08 | 京瓷株式会社 | 切削工具 |
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| KR20230065900A (ko) * | 2021-11-05 | 2023-05-12 | 에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이. | 박막 증착 방법 및 시스템 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3789307T2 (de) * | 1986-04-04 | 1994-06-09 | Univ Minnesota | Bogenbeschichtung von feuerfesten metallverbindungen. |
| DE3611492A1 (de) * | 1986-04-05 | 1987-10-22 | Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg | Verfahren und vorrichtung zum beschichten von werkzeugen fuer die zerspanungs- und umformtechnik mit hartstoffschichten |
| US4842710A (en) * | 1987-03-23 | 1989-06-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Method of making mixed nitride films with at least two metals |
| AT390228B (de) * | 1987-12-24 | 1990-04-10 | Boehler Gmbh | Verschleissteil und verfahren zu seiner herstellung |
| DE3920772A1 (de) * | 1989-06-24 | 1991-01-03 | Leyendecker Toni | Geraet zur beschichtung von substraten durch kathodenzerstaeubung |
-
1988
- 1988-07-23 DE DE19883825399 patent/DE3825399C5/de not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-07-12 DE DE89112717T patent/DE58906084D1/de not_active Revoked
- 1989-07-12 EP EP19890112717 patent/EP0352545B1/de not_active Revoked
- 1989-07-12 ES ES89112717T patent/ES2045279T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-12 AT AT89112717T patent/ATE96851T1/de not_active IP Right Cessation
- 1989-07-20 JP JP19038389A patent/JP2941850B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1989-07-21 US US07/382,993 patent/US5272014A/en not_active Expired - Lifetime
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| DE3825399C2 (de) | 1996-08-08 |
| ATE96851T1 (de) | 1993-11-15 |
| DE58906084D1 (de) | 1993-12-09 |
| EP0352545A2 (de) | 1990-01-31 |
| US5272014A (en) | 1993-12-21 |
| DE3825399A1 (de) | 1990-01-25 |
| ES2045279T3 (es) | 1994-01-16 |
| EP0352545A3 (en) | 1990-10-31 |
| EP0352545B1 (de) | 1993-11-03 |
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