JP2002517615A - 硬質材層を除去するための方法 - Google Patents

硬質材層を除去するための方法

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Abstract

(57)【要約】 窒化チタン以外からなる硬質材層を、硬質合金基板から除去する方法が提案される。この方法によると、硬質合金基板と硬質材層との間に、窒化チタン中間層が布設され、硬質材層の細孔を通した前記中間層の選択的溶解によって、硬質材層が除去される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 この発明は、硬質合金基板から、ＴｉＮ以外からなる硬質材層を除去するため
の方法に関するものである。
【０００２】 定義 硬質材層というと、例えばＣＲＣ出版の「ＣＲＣ 化学および物理学ハンドブ
ック（ＣＲＣ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ）」、第７７版、「元素周期表」による、「ＩＵＰＡＣ 新記号法」の
第４、５、６、１３、１４群の少なくとも一つの元素の酸化物、窒化物、炭化物
、炭素窒化物またはカルボキシナイトライドからなる層のことであり、上記材料
からなる硬質材層は、Ｈ2Ｏ2含有溶液には溶解しにくい。これらの硬質材材料の
うちＴｉＮは除外される。
【０００３】 ＤＥ ４３ ３９ ５０２より、硬質材層としてＴｉＮ／ＴｉＡｌＮからなる
二重層が硬質合金基板から、過酸化水素水をベースとする錯体として化合された
溶液によって層除去されることが、知られている。
【０００４】 ＤＥ ４３ ３９ ５０２で使用される、ＴｉＮ／ＴｉＡｌＮ二重硬質材層を
除去するための溶液は、短時間での層除去および、室温よりわずかに高い温度で
の実施可能性という要求を満たすには十分である。しかしながら錯体として合成
されているため、簡単な処理という要望は満たさない。さらに、使用される溶液
はＴｉＮ層およびＴｉＡｌＮ層を区別なく溶解するので、硬質合金基板表面に許
容し得ない損傷をもたらす。また、これらの溶液は高価である。
【０００５】 この発明の課題は、上記の欠点を除去し、ＤＥ ４３ ３９ ５０によって周
知となった方法の長所、すなわち短時間での層除去および層除去温度に関する長
所を温存しながらも、硬質合金基板表面に与える損傷がはるかに少なく、溶液の
化合が容易で、かつ簡単に溶液処理できる、硬質材層の除去方法を提案すること
である。
【０００６】 この発明によるとこの課題は、基板と硬質材層との間にＴｉＮ中間担体層を布
設し、硬質材層を選択的に、すなわち硬質材層の細孔を通したＴｉＮ層のみのほ
ぼ完全な溶解によって、除去されることにより、達成される。これによってまた
、上記のような硬質材層を有する工作物と、同時に、または基本的に全く同じ浴
槽内でＴｉＮ被覆された工作物とを層除去するのに、この発明の方法が全く有効
に利用され得るにしても、この方法がなぜＴｉＮ硬質材層そのもののために考案
されたものでないのかが、明らかとなる。
【０００７】 すなわちこの発明の目指すべきところは、硬質材層自体の溶解ではなく、特に
ＰＶＤ布設された硬質材層は常に多孔性であるため、溶液が浸透して中間担体層
が溶解するので、硬質材層自体よりもはるかに容易に溶解する中間担体層を、硬
質合金基板と硬質材層との間に設けることである、という認識が得られた。これ
は結果として、溶解されない、または実質的にわずかしか溶解しない硬質材層の
剥離をもたらす。
【０００８】 この方法の好ましい一実施形態においては、以下のタイプの層を含む硬質材層
が層除去される。すなわち、 （Ｅ１，Ｅ２．．．Ｅｎ）ｘ ここで、 Ｅｘは、周期システムのＩＵＰＡＣ「新記号法」による第４，５，６，１３，
１４群のうちの、元素番号ｎ＝ｘを、 Ｘは、Ｎ，Ｃ，Ｏのグループのうちの少なくとも一つの元素を、 ｎは、ｎ≧２、特にｎ＝２である、進行パラメータ（Laufparameter）を、 それぞれ表す。
【０００９】 中間層の厚さとしては、機能性硬質材層のそれよりはるかに薄いものが選択さ
れる。中間層の層厚ｄｚは好ましくは以下のように選択される。
【００１０】 ０．０１μｍ ≦ ｄｚ ≦ ０．５μｍ 好ましくは、 ０．０１μｍ ≦ ｄｚ ≦ ０．３μｍ 特に好ましくは、 ０．０１μｍ ≦ ｄｚ ≦ ０．２μｍ この発明による方法の、好ましいさらなる実施形態によると、元素Ｅｘ（但し
、１≦ｘ≦ｎ）はＡｌおよび／またはＳｉおよび／またはＣｒおよび／またはホ
ウ素を含む。この発明による方法の、好ましいさらなる実施形態によると、硬質
材層はＣｒＣ層、ＣｒＮ層、ＣｒＣＮ層またはＷＣＣ層を含む。
【００１１】 この発明による方法の、好ましいさらなる実施形態によると、硬質材層はＴｉ
ＡｌＮおよび／またはＴｉＣｒＮ層を含み、極めて好ましい、ある実施形態では
、硬質材層はＴｉＡｌＮ層を含むが、ここで特に好ましいのはＴｉＡｌＮ層であ
る。
【００１２】 硬質材層は好ましくは、少なくとも２μｍの層厚を有する。 溶液としては、好ましくは過酸化水素溶液が使用されるが、その際、過酸化水
素の好ましい重量％は最大５０％、特に好ましくは最大２０％である。この溶液
には好ましくはさらに、ＮａＯＨが添加されるが、その重量％は好ましくは最大
５％、特に好ましくは最大０．５％である。
【００１３】 ここでさらに好ましくは、二蓚酸ナトリウムおよびＫ−Ｎａ−酒石酸塩―四水
化物のいずれかが溶液に添加され、その重量％は好ましくは最大５％、特に好ま
しくは最大０．５％である。極めて好ましい一実施形態においては、使用される
溶液は水の他には専ら、好ましくは上記の重量％の過酸化水素水、同様に上記の
重量％のＮａＯＨ、さらに前記二蓚酸ナトリウムおよびＫ−Ｎａ−酒石酸塩―四
水化物のいずれかのみを、好ましくは同様に上記の濃度で含む。例： 硬質合金旋回切削プレートが、ＴｉＮ／ＴｉＡｌＮの層で被覆された。ＴｉＮ
中間層は０．５μｍの厚さを有し、この層全体の厚さは４μｍであった。ケース１： 溶液： Ｈ2Ｏ2：１７．５重量％ 二蓚酸ナトリウム：２．５重量％ ＮａＯＨ：０．２５重量％ 被覆された基板を５０℃の上記溶液に浸してわずか１０分後には、溶液内で層
除去の過程が見られた。３０ｍｍ２までの大きさの硬質材層の破片が複数、剥離
した。二時間後には、硬質合金基板表面がいかなる損傷も受けることなく、基板
は完全に層除去された。ケース２： 上記被覆された硬質合金旋回切削プレートは以下の溶液、すなわち、 Ｈ2Ｏ2：１７．５重量％ Ｋ−Ｎａ−酒石酸塩―四水化物：２．５重量％ ＮａＯＨ：０．１重量％ で、３０℃で層除去された。
【００１４】 ここでも、１０分後には既に層除去の過程が見られた。剥離した硬質材層の破
片が層除去溶液内に明らかに認められた。２時間後には、何ら硬質合金基板表面
に損傷をきたすことなく、旋回切削プレートの層除去が終了した。
【００１５】 この発明による方法では、例えば２０℃から６０℃の範囲の比較的低い溶液温
度でも、きわめて満足のいく効果が得られることがわかる。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年３月２８日（２０００．３．２８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＢＲ，ＣＡ，Ｊ Ｐ，ＫＲ，ＳＧ，ＵＳ Ｆターム(参考） 4K053 PA02 PA17 QA07 RA13 RA22 RA47 YA03

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＴｉＮ以外からなる硬質材層を、硬質合金基板から除去する
    ための方法であって、硬質合金基板と硬質材層との間に、ＴｉＮ中間層が布設さ
    れ、かつ硬質材層の細孔を通したＴｉＮ層の選択的溶解によって、硬質材層が除
    去されることを特徴とする、方法。
  2. 【請求項２】 硬質材層が以下のタイプの層、すなわち （Ｅ１，Ｅ２．．．Ｅｎ）Ｘ のタイプの層を含むことを特徴とし、 Ｅｘは、ＩＵＰＡＣの「新記号法」による周期システムの第４，５，６，１３
    ，１４群の一つのうちの、元素番号ｎ＝ｘを、 Ｘは、Ｎ，Ｃ，Ｏのグループのうちの少なくとも一つの元素を、 ｎは、ｎ≧２、特にｎ＝２である、進行パラメータを、 それぞれ表す、請求項１による方法。
  3. 【請求項３】 中間層（ｄｚ）の層厚が以下のように、すなわち、 ０．０１μｍ ≦ ｄｚ ≦ ０．５μｍ 好ましくは、 ０．０１μｍ ≦ ｄｚ ≦ ０．３μｍ 好ましくは、 ０．０１μｍ ≦ ｄｚ ≦ ０．２μｍ 選択されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 元素Ｅｘ（１≦ｘ≦ｎ）がアルミニウムおよび／またはシリ
    コンおよび／またはクロムおよび／またはホウ素を含むことを特徴とする、請求
    項１から３のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項５】 硬質材層がＣｒＣ層、ＣｒＮ層、ＣｒＣＮ層、またはＷＣ−
    Ｃ層を、好ましくは、含むことを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載
    の方法。
  6. 【請求項６】 硬質材層がＴｉＡｌＮ層および／またはＴｉＣｒＮ層を含む
    ことを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
  7. 【請求項７】 硬質材層がＴｉＡｌＮ層を含み、好ましくはＴｉＡｌＮ層で
    あることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
  8. 【請求項８】 硬質材層の厚さが少なくとも２μｍであることを特徴とする
    、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
  9. 【請求項９】 溶液として、過酸化水素の重量％が好ましくは最大５０％、
    特に好ましくは最大２０％の、過酸化水素溶液が使用されることを特徴とする、
    請求項１から８のいずれかに記載の方法。
  10. 【請求項１０】 重量％が好ましくは最大５．０％、好ましくは最大０．５
    ％のＮａＯＨが溶液に添加されることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 二蓚酸ナトリウムおよびＫ−Ｎａ−酒石酸塩−四水化物の
    うち少なくとも一方が、好ましくは最大５重量％で、溶液に添加されることを特
    徴とする、請求項９または１０に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 溶液が水以外には専ら、前記複数の物質を含むことを特徴
    とする、請求項９，１０および１１のいずれかに記載の方法。
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