JP3346654B2 - ダイヤモンド−タングステン複合膜付部材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダイヤモンド−タング
ステン複合膜付部材に関するもので、特に、加工用切削
工具，スリッターナイフ等の産業用刃物、各種の摺動部
品、糸道，ガイドブッシュ等の耐摩耗部材、各種測定機
器用部品、精密加工用刃物、医療用器具、各種電子素
子、電子部品用放熱板等に最適なダイヤモンド−タング
ステン複合膜付部材に関するものである。

【０００２】

【従来技術】ダイヤモンド等の超硬質材料は、従来大規
模な超高圧プレス装置により作成していた。しかし、気
相合成法（ＣＶＤ）によれば、これらの材料が簡便な方
法により得られることから、気相合成法によるダイヤモ
ンド等の超硬質材料は、今後、広範囲にわたる応用が期
待されている（特開昭６０−５４９９５号公報等参
照）。

【０００３】しかし、ＣＶＤによるダイヤモンド等の超
硬質膜は、例えば鉄系合金には全く付着しない。また、
窒化珪素や超硬合金からなる母材でも密着性が不十分で
剥がれが生じやすいという問題がある。そこでこの対策
としてシリコン基板上にダイヤモンド膜を形成し、しか
る後に、シリコン基板を除去し、ダイヤモンド膜を切り
出して超硬工具からなる母材にろう付けする事が提案さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、上記
ダイヤモンド膜を直接母材にろう付けする方法では、ダ
イヤモンドとろう材（例えば、Ａｇ，Ａｕ−Ｓｎ等）と
の濡れ性が低いため、ダイヤモンド膜と母材との接合強
度が低く、例えば、短時間でダイヤモンド膜が母材から
脱落するという問題があった。また、この方法ではダイ
ヤモンドを厚くコーティングする必要があるため、結晶
粒子の大きさにバラツキがあり、性能のバラツキが大き
いという問題があった。

【０００５】そこで、ダイヤモンド膜と母材とを強固に
密着させることができれば、ダイヤモンド膜が広い範囲
で使用可能となり性能改善が期待できる。しかし、現状
では、上記のように母材との密着性を向上するには限界
があり、これらダイヤモンド等の超硬質膜が形成された
工具は未だ実用化されていないのが現状である。

【０００６】しかも、膜厚が厚いダイヤモンド膜を生成
する必要があったため、厚いダイヤモンド膜を生成する
ためのコスト（例えば電力費、装置費、製造に要する時
間）が増大し、総合的にみて従来のダイヤモンド膜を母
材に直接成膜する方法や、超硬圧装置を用いる焼結ダイ
ヤに対する優位性が認められなかった。

【０００７】即ち、本発明は、母材との接合強度を向上
することができるダイヤモンド−タングステン複合膜付
部材を提供することを目的とする。

【０００８】

【問題点を解決するための手段】本発明者等は、上記問
題点を鋭意検討した結果、ＣＶＤ法により作成されたダ
イヤモンド質結晶間の空隙中に、ＣＶＤ法により金属タ
ングステン及び炭化タングステンのうち少なくとも一種
を充填したダイヤモンド−タングステン複合膜を、母材
にろう付けすることにより、母材との接合強度を向上す
ることができることを見出し、本発明に到った。

【０００９】即ち、本発明のダイヤモンド−タングステ
ン複合膜付部材は、ＣＶＤ法により製造されたダイヤモ
ンド及びダイヤモンド状炭素のうち少なくとも一種から
なる柱状のダイヤモンド質結晶間の空隙中に、ＣＶＤ法
により金属タングステン及び炭化タングステンのうち少
なくとも一種が充填されたダイヤモンド−タングステン
複合膜に、金属タングステン及び炭化タングステンのう
ち少なくとも一種からなる接合膜を形成し、該接合膜
を、部材を構成する母材にろう付けしてなるものであ
る。

【００１０】

【００１１】さらに、ダイヤモンド−タングステン複合
膜の表面には、ダイヤモンド及びダイヤモンド状炭素の
うち少なくとも一種からなる緻密膜が形成されているこ
とが望ましい。

【００１２】本発明におけるダイヤモンド状炭素とは、
非常に緻密で高硬度であり、結晶粒界が見られず、規則
的な結晶構造を有する結晶質ダイヤモンドとは異なる構
造の炭素を意味する。また、ダイヤモンド及びダイヤモ
ンド状炭素のうち少なくとも一種からなるダイヤモンド
質結晶は、ＣＶＤ（化学的気相合成法）により生成さ
れ、それ自体結晶粒子間に空隙を有するもので、その気
孔率は、５〜８０％であり、膜厚は、１〜５００μｍで
あることが望ましい。

【００１３】また、本発明によれば、ダイヤモンド質結
晶間の空隙中に金属タングステンまたは炭化タングステ
ンを充填することにより緻密化を図るものである。尚、
炭化タングステンとしてはＷＣやＷ₂ Ｃが挙げられる。

【００１４】また、上記ダイヤモンド−タングステン複
合膜をろう付けする母材としては、例えば、ＷＣとコバ
ルト（Ｃｏ）と周期律表第４ａ，５ａ，６ａ族元素の炭
化物，窒化物または炭窒化物とからなる超硬合金や、Ｔ
ｉＣまたはＴｉＣＮとニッケル（Ｎｉ）またはＣｏと周
期律表第４ａ，５ａ，６ａ族元素の炭化物，窒化物また
は炭窒化物とからなるサーメットや、炭化ケイ素（Ｓｉ
Ｃ）とホウ素と炭素とからなる炭化珪素質焼結体や、Ｓ
ｉ₃ Ｎ₄ またはＳｉＣと希土類元素酸化物とからなる炭
化珪素或いは窒化珪素質焼結体から構成されている。ま
た、母材は、鉄系合金，Ｎｉ系，Ｃｏ系合金，ハイスな
どであっても良い。

【００１５】ダイヤモンドは熱膨張率が小さく、他の材
料に対する濡れ正が悪いので、気体との密着性は悪い。
さらに、ダイヤモンドの一部が高温で炭化すると密着性
はさらに低下する。従って、一般的な平面での結合では
弱く、実用上不十分な場合がある。

【００１６】本発明のダイヤモンド−タングステン複合
膜は、ダイヤモンド及びダイヤモンド状炭素のうち少な
くとも一種と、金属タングステン及び炭化タングステン
のうち少なくとも一種からなるものであるが、このダイ
ヤモンド−タングステン複合膜の少なくとも一つの断面
で金属タングステン，炭化タングステンが網目状構造を
形成するように、柱状のダイヤモンド質結晶の間の空隙
を充填している。尚、ダイヤモンド質結晶は柱状に析出
する場合や粒子状に析出する場合がある。図１に網目状
構造を示す。図２，３に示すように網目状構造の一部を
形成する構造でも良い。図４に柱状のダイヤモンド質結
晶の隙間を金属タングステン，炭化タングステンが充填
している状態を示す。図１，２，３，４において、符号
１はダイヤモンド質結晶、符号２は金属タングステン，
炭化タングステン相である。

【００１７】このように、タングステン，炭化タングス
テンがダイヤモンド質結晶を包み込むことになるため、
ダイヤモンド質結晶とタングステン，炭化タングステン
との接合強度が向上し、複合膜自体の強度，靱性も向上
できる。例えば、ＣＶＤ法により形成した厚さ０．５ｍ
ｍのダイヤモンド膜の３点曲げ抗折強度を測定したとこ
ろ、４００ＭＰａであったが、ダイヤモンド質結晶間の
空隙中に金属タングステンを充填した厚さ０．５ｍｍの
ダイヤモンド−タングステン複合膜を、上記と同様にし
て抗折強度を測定したところ６００ＭＰａ以上であっ
た。従って、本発明におけるダイヤモンド−タングステ
ン複合膜では、従来のダイヤモンド膜よりも強度等の特
性を向上することができるとともに、電力消費量等のコ
ストを低減することができ、さらに、成膜時間について
も従来のダイヤモンド膜よりも大幅に短縮することがで
きる。また、従来のダイヤモンド膜では成膜時間やコス
ト等の問題で小型のものしか製造できなかったが、本発
明におけるダイヤモンド−タングステン複合膜は大型の
ものを製造することができる。

【００１８】このため、厚いダイヤモンド−タングステ
ン複合膜を製造した場合には、この複合膜自体で、加工
用切削工具，スリッターナイフ等の産業用刃物、各種の
摺動部品、糸道，ガイドブッシュ等の耐摩耗部材、各種
測定機器用部品、精密加工用刃物、医療用器具、各種電
子素子、電子部品用放熱板を構成することができる。

【００１９】また、ダイヤモンド−タングステン複合膜
を公知の接着手段（例えば、接着剤）により母材に接着
して用いても良い。

【００２０】また、ダイヤモンド−タングステン複合膜
に補強層（例えば、タングステン，炭化タングステンの
少なくとも一種からなる層）を形成したもので、上記し
た加工用切削工具，摺動部品、糸道、耐摩耗部材、各種
測定機器用部品、精密加工用刃物、医療用器具、各種電
子素子、電子部品用放熱板を構成しても良い。この場合
には、補強層を厚くすることにより、複合膜の強度を向
上することができる。

【００２１】さらに、上記した複合膜、あるいは補強層
を有する複合膜の表面には、ダイヤモンドからなる緻密
膜を形成することが、耐摩耗性および熱伝導性の点から
望ましい。

【００２２】本発明のダイヤモンド−タングステン複合
膜付部材は、図５に示すようにダイヤモンド−タングス
テン複合膜３を母材４にろう付けしてなるものである
が、ダイヤモンド−タングステン複合膜３と母材４との
間に、図６に示すように、金属タングステン，炭化タン
グステンのうち少なくとも一種からなる接合膜５が介在
していることが望ましい。尚、母材４と接合膜５との間
にはろう材相が形成されている。

【００２３】接合膜５の膜厚は０．３〜１０００μｍで
あることが望ましい。この接合膜としては、タングステ
ンよりも高硬度の炭化タングステンが望ましい。接合膜
は、複合膜側の炭化タングステン層と母材側のタングス
テン層とから構成することが望ましいが、これは、この
ような接合膜を、炭化タングステン層とタングステン層
との複合層とすることにより、ダイヤモンドとの密着性
をさらに向上することができるからである。また、この
ような複合層は一般的に組織が微細で高強度となる傾向
があり、この点からも有利である。

【００２４】尚、母材と反対側のダイヤモンド−タング
ステン複合膜の表面には、図７に示すように、ダイヤモ
ンド及びダイヤモンド状炭素のうち少なくとも一種から
なる緻密膜７を０．２μｍ以上の厚みで形成しても良
い。この場合には、耐摩耗性、熱伝導性を向上すること
ができる。

【００２５】そして、図８に示すように、ダイヤモンド
−タングステン複合膜３と母材４との間に接合膜５を形
成するとともに、母材４と反対側のダイヤモンド−タン
グステン複合膜３の表面に、ダイヤモンド及びダイヤモ
ンド状炭素のうち少なくとも一種からなる緻密膜７を形
成することが望ましい。

【００２６】本発明のダイヤモンド−タングステン複合
膜付部材の製造は、図４に示したようにシリコン等から
なる基板８の表面に、ＣＶＤ法によりダイヤモンド及び
ダイヤモンド状炭素のうち少なくとも一種からなるダイ
ヤモンド質結晶１を形成し、このダイヤモンド質結晶１
の間の空隙中にＣＶＤ法により金属タングステン及び炭
化タングステンのうち少なくとも一種を充填させて、基
板８の表面にダイヤモンド−タングステン複合膜３を形
成し、このダイヤモンド−タングステン複合膜３を母材
にろう付けしてシリコン等の基板８を除去するか、或い
は、シリコン等の基板８を除去した後ダイヤモンド−タ
ングステン複合膜３を母材にろう付けすることにより行
われる。

【００２７】また、ダイヤモンド−タングステン複合膜
３をシリコン等からなる基板８に生成した後、このダイ
ヤモンド−タングステン複合膜３の表面に、金属タング
ステン及び炭化タングステンのうち少なくとも一種から
なる接合膜５を形成し、この後、接合膜５を母材４にろ
う付けしてシリコン等の基板８を除去するか、或いは、
シリコン等の基板８を除去した後接合膜５を母材４にろ
う付けすることにより行われる。

【００２８】

【作用】本発明のダイヤモンド−タングステン複合膜付
部材では、タングステン，炭化タングステンがダイヤモ
ンド質結晶を包み込む事になり、ダイヤモンド質結晶と
タングステン，炭化タングステンとの接合強度が向上
し、複合膜自体の強度，靱性を向上することができる。

【００２９】また、本発明のダイヤモンド−タングステ
ン複合膜を母材にろう付けすると、タングステン，炭化
タングステンとろう材（例えば、Ａｇ，Ａｕ−Ｓｎ等）
との濡れ性が良好であるため、複合膜と母材との接合強
度が向上し、長時間の使用に耐えることができる。

【００３０】さらに、ダイヤモンド−タングステン複合
膜と母材との間に、金属タングステン及び炭化タングス
テンのうち少なくとも一種からなる接合膜を介在させる
ことにより、複合膜と母材との接合強度をさらに向上す
ることができる。

【００３１】また、ダイヤモンド−タングステン複合膜
の表面にダイヤモンドからなる緻密膜を形成することに
より、耐摩耗性，熱伝導性，硬度等の特性を向上するこ
とができる。

【００３２】また、ダイヤモンドとタングステン，炭化
タングステンとは熱膨張率が近似しているので複合膜中
の内部応力を抑制することができ、また、ＣＶＤ法によ
るタングステン，炭化タングステンの生成温度が低いた
めにダイヤモンドが分解することがない。

【００３３】

【実施例】本発明のダイヤモンド−タングステン複合膜
付部材を図面を用いて詳細に説明する。

【００３４】図５は、本発明のダイヤモンド−タングス
テン複合膜付部材を示すもので、母材４は、例えば、Ｗ
Ｃとコバルト（Ｃｏ）と周期律表第４ａ，５ａ，６ａ族
元素の炭化物，窒化物または炭窒化物とからなる化合物
から構成されている。

【００３５】この母材４の表面には、ダイヤモンド−タ
ングステン複合膜３がろう付けされている。

【００３６】ダイヤモンド−タングステン複合膜３は、
図４に示すように、先ず、公知の材料よりなる基板８に
ＣＶＤ法によりダイヤモンド質結晶を成膜する。この時
の、これらの膜を成膜する基板８は、例えば、シリコ
ン，カーボン，チタン等の金属或いは窒化珪素、炭化珪
素等のセラミックス、炭素、ガラス等から形成され、任
意に選択できるが、成膜初期に於ける核生成の容易さや
後の工程における基板８の除去の容易さからシリコンか
らなる基板８が適している。

【００３７】成膜にはマイクロ波プラズマＣＶＤ，熱フ
ィラメントＣＶＤ，ＥＣＲプラズマＣＶＤ、プラズマジ
ェット法など公知の方法が用いられるが、少なくとも一
部の工程で核生成密度を低くして、ダイヤモンド質結晶
１の間に隙間を生じさせることが重要である。このよう
なダイヤモンド質結晶１を成膜するには、例えば、ＥＣ
ＲプラズマＣＶＤ法では、装置内にＳｉ基板を設置し、
最大強度２ＫＧの磁場を印加するとともにマイクロ波出
力３〜５ＫＷ、基体温度７００℃以下、装置内圧力０．
０５〜０．５Ｔｏｒｒの条件で成膜を行うことにより得
られる。尚、反応ガスはＣＨ₄ 、ＣＯ₂ 、Ｈ₂ を用い、
メタンの濃度は５％以下とする。また、基体温度、導入
ガス量、炉内圧力を調整することにより隙間のある膜を
作製することができる。

【００３８】また、ダイヤモンド質結晶１からなる多孔
質膜の厚さや結晶構造（純粋なダイヤモンドやダイヤモ
ンド状炭素の割合）についても、基体温度、ガス濃度な
どにより任意に選択できる。性能と生産性との兼ね合い
からダイヤモンド−タングステン複合膜３の膜厚は０．
３〜１００μｍが適当である。

【００３９】尚、最初に公知の方法で緻密なダイヤモン
ド膜をコーティングしたあと、ダイヤモンドの粒界をエ
ッチングして隙間を生じさせてもよい。エッチングは各
種の方法が用いられるが、例えば、Ｓｉ基板上に成膜し
た緻密なダイヤモンド膜をＯ₂ １００％、０．１Ｔｏｒ
ｒ、マイクロ波出力１ＫＷのＥＣＲプラズマ中に設置
し、３０分間エッチングを行う。その他のコーティング
方法を用いた場合でも、コーティングにより緻密なダイ
ヤモンド膜又はダイヤモンドとダイヤモンド状炭素との
混合膜を作製した後、炉内に微量の酸素または酸化性ガ
ス（ＣＯ₂ など）を導入すれば、ダイヤモンドの粒界ま
たはダイヤモンド状炭素が選択的にエッチングされ、粒
子間に隙間のある膜が生成できる。

【００４０】また、最初に公知の方法で緻密なダイヤモ
ンド膜をコーティングしたあと、コーティング条件を変
更して粒子間に隙間を生じさせてもよい。この場合に
は、複合膜の表面に本発明の緻密膜を形成することがで
きる。

【００４１】そして、図４に示すように、上記のように
して作製した、ダイヤモンド質結晶１の隙間に、ＣＶＤ
によりタングステン，炭化タングステン２を充填する。

【００４２】タングステンを充填するには、タングステ
ンの成膜に用いられる公知の方法が使用できる。例え
ば、タングステンをダイヤモンド質結晶１の隙間に充填
する例について説明すると、ダイヤモンド質結晶１を成
膜した上記基板８を化学的気相合成（ＣＶＤ）装置内に
収容し、この化学的気相合成装置内を温度２５０〜１２
００℃に保持し、気相含浸装置内に混合したＷＦ₆ ＋Ｈ
₂ ガスを導入することにより、ダイヤモンド質結晶１の
隙間にタングステンが充填される。ＷＦ₆ ＋Ｈ₂ガスと
同時にＡｒガスやＨｅガス等の不活性ガスを導入しても
良い。炭化タングステンをダイヤモンド質結晶１の隙間
に充填するには、Ｈ₂ ，ＷＦ₆ のガスと同時にメタン，
アセチレン，ベンゼン等の炭素源となるガスを反応炉に
導入する。

【００４３】次いで、ダイヤモンド−タングステン複合
膜３のマスキングを行いシリコン等からなる基板８を酸
等で溶解除去する。基体８は機械的に剥離しても良い。
これにより、ダイヤモンド−タングステン複合膜３が得
られる。次にこれをレーザー等で所定形状にカットし、
その後に、図５に示したように、ダイヤモンド−タング
ステン複合膜３を母材４に銀ろう、もしくはその他のろ
う材でろう付けし、接合する。ろう付け終了後最終的な
加工を行い、本発明のダイヤモンド−タングステン複合
膜付部材を得る。シリコン等の基板の除去はダイヤモン
ド−タングステン複合膜３を母材４にろう付けした後行
っても良い。

【００４４】以上のように構成されたダイヤモンド−タ
ングステン複合膜付部材では、タングステン，炭化タン
グステンがダイヤモンド質結晶１を包み込む事になり、
ダイヤモンド質結晶１とタングステン２との接合強度が
向上し、複合膜３自体の強度，靱性を向上することがで
きる。また、タングステン，炭化タングステン２とろう
材（例えば、Ａｇ，Ａｕ−Ｓｎ等）との濡れ性が良好で
あるため、複合膜３と母材４との接合強度が向上し、長
時間の使用に耐えることができる。

【００４５】しかも、ダイヤモンドとタングステン，炭
化タングステンとは熱膨張率が近似しているので複合膜
３の内部応力を抑制することができ、またタングステ
ン，炭化タングステンの生成温度が低いためにダイヤモ
ンドが分解することがない。

【００４６】本発明の他の実施例を図６を用いて説明す
る。

【００４７】図６は、本発明のダイヤモンド−タングス
テン複合膜付部材を示すもので、ダイヤモンド−タング
ステン複合膜３と母材４との間には、金属タングステン
及び炭化タングステンのうち少なくとも一種からなる接
合膜５が介在されている。

【００４８】この接合膜５は、以下のようにして形成さ
れる。先ず、基板８の表面に形成されたダイヤモンド−
タングステン複合膜３に、タングステン，炭化タングス
テンの少なくとも一種からなる膜を成膜する。成膜に際
しては公知の方法が使用できる。例えば、Ｗを成膜する
例について説明すると、ダイヤモンド−タングステン複
合膜３の付着した基板８を化学的気相合成装置内に収容
し、この化学的気相合成装置内を温度２５０〜１２００
℃に保持し、気相含浸装置内に混合したＷＦ₆＋Ｈ₂ ガ
スを導入することにより、ダイヤモンド−タングステン
複合膜３の表面に、Ｗからなる膜が形成される。ＷＦ₆
＋Ｈ₂ ガスと同時にＡｒガスやＨｅガス等の不活性ガス
を導入しても良い。ＷとＣからなる膜を成膜する場合に
は、Ｈ₂，ＷＦ₆ のガスと同時にメタン，アセチレン，
ベンゼン等の炭素源となるガスを反応炉に導入する。タ
ングステンと炭素との化合物とは、ＷＣやＷ₂ Ｃ等があ
る。接合膜５の厚さは後の工程での取扱の容易さや強度
の関係から０．１〜５ｍｍ程度が好ましい。

【００４９】このように、ダイヤモンド−タングステン
複合膜３と母材４との間に、金属タングステン及び炭化
タングステンのうち少なくとも一種からなる接合膜５を
介在させることにより、複合膜３と母材４との接合強度
を上記実施例よりもさらに向上することができる。

【００５０】尚、本発明によれば、接合膜５を、その複
合膜３側に炭化タングステン膜を形成して構成しても良
い。接合膜５の複合膜３側に炭化タングステン膜を形成
するには、例えば、複合膜３を形成した後、ＷＦ₆ ＋Ｈ
₂ ガスと同時にメタン，アセチレン，ベンゼン等の炭素
源となるガスを反応炉に導入して炭化タングステン膜を
形成し、その後、ＷＦ₆ ＋Ｈ₂ ガスを反応炉内に導入す
ることにより形成される。このようにすれば、接合膜５
と複合膜３からなる多層膜の強度が高くなり性能が向上
するだけでなく、複合膜３と接合膜５との密着性が向上
する。

【００５１】また、図７に示すように、母材４と反対側
のダイヤモンド−タングステン複合膜３の表面に、ダイ
ヤモンド及びダイヤモンド状炭素のうち少なくとも一種
からなる緻密膜７を０．２μｍ以上の厚みで形成しても
良い。この場合には耐摩耗性および熱伝導性を向上する
ことができる。緻密膜７の厚さは、耐摩耗性向上のため
には２〜１０μｍ、熱伝導性向上のためには１０〜１０
０μｍ程度が良い。

【００５２】本発明者等は、本発明の効果を確認すべ
く、ダイヤモンド−タングステン複合膜を、必要に応じ
てＷやＷとＣの化合物からなる接合膜を介して、超硬合
金からなる母材にろう付けする実験を行った。そして、
母材との接合時におけるろう付け歩留りを測定するとと
もに、ダイヤモンド−タングステン複合膜が取り付けら
れた工具により切削試験を行った。図９は、この工具を
示す。図９において、符号４は超硬合金からなる母材
（工具本体）を示すもので、この母材４には、本発明の
ダイヤモンド−タングステン複合膜３が、Ａｇろうによ
りろう付けされている。複合膜３と母材４との間には接
合膜５が形成され、複合膜３の表面には、ダイヤモンド
からなる緻密膜７が形成されている。

【００５３】ろう付け歩留りの試験は、ろう付けをアル
ゴンガス中、短時間の加熱により行い、１０個の工具に
おいてろう材の付着の完全さなどを外観からチェック
し、完全なものの割合を求めることにより行った。

【００５４】また、切削試験は、５個の工具を用い、ア
ルミニウム−シリコン合金を、切り込み２ｍｍ、送り
０．２ｍｍ、切削速度４００ｍｍ／ｍｉｎで切削して、
切削後の複合膜の剥離をチェックした。これらの結果を
表１に示す。

【００５５】

【表１】

【００５６】尚、表１におけるａ部厚さ、ｂ部厚さ、ｃ
部厚さとは、図１０に示すように、それぞれ緻密膜７、
ダイヤモンド−タングステン複合膜３、接合膜５の厚み
をいう。また、表１において網目構造の有無とは、図１
の構造を有するか否かを示すものである。尚、網目構造
は図２，図３に示すものであっても良い。

【００５７】表１により、本発明品はろう付け歩留りや
切削後における剥離も良好であった。試料Ｎo.１８は複
合膜を形成するのにダイヤモンド状炭素を用い、他の試
料はダイヤモンドを用いた。また、試料Ｎo.１９は複合
膜を形成するのに炭化タングステンを用い、他の試料は
タングステンを用いた。さらに、試料Ｎo.２０は接合膜
が炭化タングステンであり、試料Ｎo.１８，２１は接合
膜をＷ膜とＷＣ膜により構成したものであり、他の試料
はタングステンである。また、試料Ｎo.１は緻密膜がダ
イヤモンド状炭素であり、他の試料はダイヤモンドを用
いた。

【００５８】尚、試料Ｎo,２３はダイヤモンド膜を超硬
合金からなる基体にコーティングした例である。

【００５９】尚、図１１に、本発明のダイヤモンド−タ
ングステン複合膜付部材をダイスに適用した図を示す。

【００６０】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、タ
ングステン，炭化タングステンがダイヤモンド質結晶を
包み込む事になり、ダイヤモンド質結晶とタングステ
ン，炭化タングステンとの接合強度が向上し、複合膜自
体の強度を向上することができるとともに、複合膜と母
材との接合強度が向上し、長時間の使用に耐えることが
できる。さらに、ダイヤモンド−タングステン複合膜と
母材との間に、金属タングステン及び炭化タングステン
のうち少なくとも一種からなる接合膜を介在させること
により、複合膜と母材との接合強度をさらに向上するこ
とができる。

【００６１】また、ダイヤモンド−タングステン複合膜
の表面にダイヤモンドからなる緻密膜を形成することに
より、耐摩耗性等の特性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のダイヤモンド−タングステン複合膜の
一断面における網目状構造を示す図である。

【図２】本発明のダイヤモンド−タングステン複合膜の
一断面における網目状構造の一部を形成する構造を示す
図である。

【図３】本発明のダイヤモンド−タングステン複合膜の
一断面における網目状構造の一部を形成する構造を示す
図である。

【図４】ダイヤモンド質結晶の間に金属タングステン，
炭化タングステンが充填されている状態を示す斜視図で
ある。

【図５】本発明のダイヤモンド−タングステン複合膜付
部材を示す図である。

【図６】ダイヤモンド−タングステン複合膜付部材と母
材との間に接合膜を形成した図である。

【図７】ダイヤモンド−タングステン複合膜の表面に緻
密膜を形成した図である。

【図８】ダイヤモンド−タングステン複合膜付部材と母
材との間に接合膜を形成し、ダイヤモンド−タングステ
ン複合膜の表面に緻密膜を形成した図である。

【図９】本発明のダイヤモンド−タングステン複合膜付
部材を工具に適用した状態を示す斜視図である。

【図１０】図９のダイヤモンド−タングステン複合膜近
傍を拡大して示す図である。

【図１１】本発明のダイヤモンド−タングステン複合膜
付部材をダイスに適用した図である。

【符号の説明】

１・・・ダイヤモンド質結晶 ２・・・タングステン，炭化タングステン ３・・・ダイヤモンド−タングステン複合膜 ４・・・母材 ５・・・接合膜 ７・・・緻密膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−79503（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−184750（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−41768（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−47480（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−279854（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−157157（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−274271（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−37695（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23P 15/28 B23B 27/14 B23B 27/18 B23B 27/20 C23C 16/26

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＣＶＤ法により製造されたダイヤモンド及
   びダイヤモンド状炭素のうち少なくとも一種からなる柱
   状のダイヤモンド質結晶間の空隙中に、ＣＶＤ法により
   金属タングステン及び炭化タングステンのうち少なくと
   も一種が充填されたダイヤモンド−タングステン複合膜
   に、金属タングステン及び炭化タングステンのうち少な
   くとも一種からなる接合膜を形成し、該接合膜を、部材
   を構成する母材にろう付けしてなることを特徴とするダ
   イヤモンド−タングステン複合膜付部材。
2. 【請求項２】ダイヤモンド−タングステン複合膜の表面
   には、ダイヤモンド及びダイヤモンド状炭素のうち少な
   くとも一種からなる緻密膜が形成されている請求項１記
   載のダイヤモンド−タングステン複合膜付部材。