JPH02254153A - 窒化チタン膜を表面に有する物体 - Google Patents
窒化チタン膜を表面に有する物体Info
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- JPH02254153A JPH02254153A JP7745489A JP7745489A JPH02254153A JP H02254153 A JPH02254153 A JP H02254153A JP 7745489 A JP7745489 A JP 7745489A JP 7745489 A JP7745489 A JP 7745489A JP H02254153 A JPH02254153 A JP H02254153A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、工具類や成形金型等に用いられる窒化チタン
膜を表面に有する物体に関する。
膜を表面に有する物体に関する。
５ＬＩＳ系口料等から成る基板の表面に高周波イオンプ
レーディング法により窒化チタン膜を形成したものは工
具類や成形金型等に用いられている７、従来の窒化チタ
ン膜を形成する高周波イオンブレーティング法は、例え
ば「金属表面技術」第３６巻、第８号（１９８５） Ｐ
２４〜２８ｒＲＦイオンプレティングによるＴｉＮ膜の
形成に及ぼすＲＦ電力、バイアス電圧の影響」に記載し
ているように、５Ｘ １０’Ｔｏｒｒ程度の窒素ガス雰
囲気で金属チタンを蒸発させて基板に窒化チタン膜を付
着させる方法であった。この方法では、蒸発さＵたチタ
ンや窒素ガス全イオン化させて活性化させるだめの高周
波放電の強さを６００Ｗ程度まで上昇させることで、基
板の表面に形成される窒化チタン膜の硬度を上げるよう
にしている。これによって形成された硬度の高い窒化チ
タン膜は、Ｘ線回折ピークのバタンか、結晶面（ｌ ｌ
１． ）のＸ線回折ピーク強度を１結晶面（２００）
のＸ線回折ピーク強度をＩ２として、Ｉ２が最大となり
、＋２／ｌ、≧１．０となるものであった。
レーディング法により窒化チタン膜を形成したものは工
具類や成形金型等に用いられている７、従来の窒化チタ
ン膜を形成する高周波イオンブレーティング法は、例え
ば「金属表面技術」第３６巻、第８号（１９８５） Ｐ
２４〜２８ｒＲＦイオンプレティングによるＴｉＮ膜の
形成に及ぼすＲＦ電力、バイアス電圧の影響」に記載し
ているように、５Ｘ １０’Ｔｏｒｒ程度の窒素ガス雰
囲気で金属チタンを蒸発させて基板に窒化チタン膜を付
着させる方法であった。この方法では、蒸発さＵたチタ
ンや窒素ガス全イオン化させて活性化させるだめの高周
波放電の強さを６００Ｗ程度まで上昇させることで、基
板の表面に形成される窒化チタン膜の硬度を上げるよう
にしている。これによって形成された硬度の高い窒化チ
タン膜は、Ｘ線回折ピークのバタンか、結晶面（ｌ ｌ
１． ）のＸ線回折ピーク強度を１結晶面（２００）
のＸ線回折ピーク強度をＩ２として、Ｉ２が最大となり
、＋２／ｌ、≧１．０となるものであった。
以上のような従来の高周波イオンブレーティング法にお
いては、雰囲気の窒素ガス圧か高ずきるために蒸発源に
用いられるチタンが早く窒化物に変質し７、それに伴っ
て溶融温度が高くなってしまう。そのために蒸着速度が
低下して、蒸着する窒化チタン粒子のＴｉＮｘにおける
Ｎ含有量の変動が犬となり、蒸着の制御か困難となって
、膜質が粗で再現性の悪いものになる。またチタンの全
蒸発量中の基板にイ」着する割合が低くなって、チタン
の消費量か多くなると言う問題があった。
いては、雰囲気の窒素ガス圧か高ずきるために蒸発源に
用いられるチタンが早く窒化物に変質し７、それに伴っ
て溶融温度が高くなってしまう。そのために蒸着速度が
低下して、蒸着する窒化チタン粒子のＴｉＮｘにおける
Ｎ含有量の変動が犬となり、蒸着の制御か困難となって
、膜質が粗で再現性の悪いものになる。またチタンの全
蒸発量中の基板にイ」着する割合が低くなって、チタン
の消費量か多くなると言う問題があった。
本発明は、膜質か緻密で硬くて再現性に優れ、前述のよ
うな従来の高周波イオンブレーティング法では得ること
のできないチタン膜を表面に有する物体の提供を目的と
する。
うな従来の高周波イオンブレーティング法では得ること
のできないチタン膜を表面に有する物体の提供を目的と
する。
本発明は、荷重１０ｇの条件で測定したマイクロヒ・・
７力−ス硬度が１０００ｋｇ／ｍｍ２以上であって、結
晶面（Ｉｌｌ）のＸ線回折ピーク強度１１．結晶面Ｃ２
００）のＸ線回折ビータ強度Ｉ２．結晶面（２２０）の
Ｘ線回折ピーク強度計、としてＩｌ、！２．＋３が０．
３≦＋２．／Ｉ、≦０．７ ０．４≦Ｉ３／１□≦０．６ の両式をへ足する窒化チタン膜を表面に有する物体にあ
り、この構成によってｉ′ｉ１］記の目的を達成Ｊる。
７力−ス硬度が１０００ｋｇ／ｍｍ２以上であって、結
晶面（Ｉｌｌ）のＸ線回折ピーク強度１１．結晶面Ｃ２
００）のＸ線回折ビータ強度Ｉ２．結晶面（２２０）の
Ｘ線回折ピーク強度計、としてＩｌ、！２．＋３が０．
３≦＋２．／Ｉ、≦０．７ ０．４≦Ｉ３／１□≦０．６ の両式をへ足する窒化チタン膜を表面に有する物体にあ
り、この構成によってｉ′ｉ１］記の目的を達成Ｊる。
すなわち、本発明の窒化ブタン膜を表面にイー１Ｊる物
体は、その窒化ブタン膜が従来の高周波イオンブレーテ
ィング法では得られない０．３二１２／ｌ、二〇、７．
０．４≦Ｉｉ／Ｉｚ≦０．６の条件を満足する結晶面（
１１，１）、 （２００）、 （２２０）のＸ線回折ピ
ーク強度１１１２１、を示す窒化チタン膜であり、膜質
か緻密で再現性に優れ、膜硬度か高くて耐摩耗性に優れ
る。
体は、その窒化ブタン膜が従来の高周波イオンブレーテ
ィング法では得られない０．３二１２／ｌ、二〇、７．
０．４≦Ｉｉ／Ｉｚ≦０．６の条件を満足する結晶面（
１１，１）、 （２００）、 （２２０）のＸ線回折ピ
ーク強度１１１２１、を示す窒化チタン膜であり、膜質
か緻密で再現性に優れ、膜硬度か高くて耐摩耗性に優れ
る。
以下、本発明を実施例によって説明−４る。
実施例１〜４および比較例１〜５
従来の高周波イオンブレーティング法で用いられている
のと同様の、第１図に示したような蒸着装置を用いる。
のと同様の、第１図に示したような蒸着装置を用いる。
第１図において、ｌけステンレス鋼製の真空槽、２はバ
ルブを介して真空槽１内に窒素ガスを導入するだめのガ
ス導入口、３はバルブと油拡散ポンプや油回転ポンプ等
を用いた排気ポンプを介して真空槽１内の排気を行うた
めの排気口、１１け金属チタンの蒸発源、５は電源６よ
り電力の供給を受けて蒸発源４のチタンを溶融蒸発させ
る電子銃加熱フイシン〉・ト、７は電源８から電力の供
給を受付けて高周波放電し、蒸発源４から蒸発したチタ
ンや窒素ガスをイオン化する３タンの高周波放電アンテ
ナ、９は電源１０によって負に帯電し窒化チタン膜を蒸
着される基板、］１は電源１２から電力を供給されて発
熱し基板９を加熱するヒータである。
ルブを介して真空槽１内に窒素ガスを導入するだめのガ
ス導入口、３はバルブと油拡散ポンプや油回転ポンプ等
を用いた排気ポンプを介して真空槽１内の排気を行うた
めの排気口、１１け金属チタンの蒸発源、５は電源６よ
り電力の供給を受けて蒸発源４のチタンを溶融蒸発させ
る電子銃加熱フイシン〉・ト、７は電源８から電力の供
給を受付けて高周波放電し、蒸発源４から蒸発したチタ
ンや窒素ガスをイオン化する３タンの高周波放電アンテ
ナ、９は電源１０によって負に帯電し窒化チタン膜を蒸
着される基板、］１は電源１２から電力を供給されて発
熱し基板９を加熱するヒータである。
′第１図の装置で、基板９にＳ Ｕ Ｓ ３０４の材料
から成るものを用い、窒素ガス圧、１２、５６ＭＨｚの
高周波放電電力、バイアス電圧の基板電圧を第１表のＮ
ｏ。
から成るものを用い、窒素ガス圧、１２、５６ＭＨｚの
高周波放電電力、バイアス電圧の基板電圧を第１表のＮ
ｏ。
１〜９に示した条件にして、それぞれ基板９上に厚さ３
ｐ ｍの窒化チタン膜を形成した。なお、基板９の温
度はヒータ１２により３００℃になるように制御したが
、Ｎｏ、７では２００°Ｃに制御した。また、蒸発源４
には炭素ライナーの容器を使用し、電子銃加熱フィラメ
ント５の発熱は、窒化チタン膜の形成速度が２０人／秒
〜４０人７秒の範囲にあるように制御した。
ｐ ｍの窒化チタン膜を形成した。なお、基板９の温
度はヒータ１２により３００℃になるように制御したが
、Ｎｏ、７では２００°Ｃに制御した。また、蒸発源４
には炭素ライナーの容器を使用し、電子銃加熱フィラメ
ント５の発熱は、窒化チタン膜の形成速度が２０人／秒
〜４０人７秒の範囲にあるように制御した。
以上の条件でＳ ＯＳ ３０４の基板９の表面に形成さ
れた厚さ３μｍの窒化チタン膜のＸ線回折バタンにおけ
る結晶面（２００）と（ＩＩＩ）のＸ線回折強度比＋２
／ＩＩ、結晶面（２２０）と（２００）のＸ線回折強度
比１３／＋２と、荷重１０ｇの条件で測定したマイこの
第１表の結果から、Ｘ線回折パターンが０３≦Ｉ２／Ｉ
、≦０．７．０．４≦＋３／１．≦０．６を満足する窒
化チタン膜を形成されたＮｏ、２、４．７．８は、その
窒化チタン膜かｌｏｏＯｋｇ／ｍｍ２以上のマイクロビ
ッカース硬度を示して実施例１〜４と評価されるのに対
して、Ｎｏ、 ｌ 、２．５．６．９で形成された窒化
チタン膜は、Ｘ線回折パターンの１２／Ｉ、か１３／＋
２か前述の条件を満足せず、マイクロビッカース硬度が
せいぜい５２０ｋｇ／ｍｍ２程度以下で、比較例１〜５
と評価される。そして、Ｎｏ、２、４．７．８すなわち
、実施例１〜４の窒化チタン膜は、ＴｉＮｘのＸの変動
が比較的小さく、テープ剥離テストによっても剥離せず
、膜質が緻密で再現性に優れたものであった。
れた厚さ３μｍの窒化チタン膜のＸ線回折バタンにおけ
る結晶面（２００）と（ＩＩＩ）のＸ線回折強度比＋２
／ＩＩ、結晶面（２２０）と（２００）のＸ線回折強度
比１３／＋２と、荷重１０ｇの条件で測定したマイこの
第１表の結果から、Ｘ線回折パターンが０３≦Ｉ２／Ｉ
、≦０．７．０．４≦＋３／１．≦０．６を満足する窒
化チタン膜を形成されたＮｏ、２、４．７．８は、その
窒化チタン膜かｌｏｏＯｋｇ／ｍｍ２以上のマイクロビ
ッカース硬度を示して実施例１〜４と評価されるのに対
して、Ｎｏ、 ｌ 、２．５．６．９で形成された窒化
チタン膜は、Ｘ線回折パターンの１２／Ｉ、か１３／＋
２か前述の条件を満足せず、マイクロビッカース硬度が
せいぜい５２０ｋｇ／ｍｍ２程度以下で、比較例１〜５
と評価される。そして、Ｎｏ、２、４．７．８すなわち
、実施例１〜４の窒化チタン膜は、ＴｉＮｘのＸの変動
が比較的小さく、テープ剥離テストによっても剥離せず
、膜質が緻密で再現性に優れたものであった。
なお、Ｎ０５４すなわち実施例２の窒化チタン膜のＸ線
回折パターンを第２図に示した。Ｎ０１７すなわち実施
例３の窒化チタン膜のＸ線回折バタンも第２図と余り変
わらない。
回折パターンを第２図に示した。Ｎ０１７すなわち実施
例３の窒化チタン膜のＸ線回折バタンも第２図と余り変
わらない。
実施例５
基板８にＳＵＳ系超硬材料の５ＫＤ−６１を用いた以外
は、実施例２，３と同様の条件によって窒化チタン膜の
蒸着を行った。その結果、Ｘ線回折パターンか実施例２
．３と同様に条件を満足して、ｌｏｇ荷重のマイクロビ
ッカース硬度力月３００〜１５００ｋｇ／ｍｍ’の、テ
ープ剥離テストによっても剥離しない良好な窒化チタン
膜を形成することができた。
は、実施例２，３と同様の条件によって窒化チタン膜の
蒸着を行った。その結果、Ｘ線回折パターンか実施例２
．３と同様に条件を満足して、ｌｏｇ荷重のマイクロビ
ッカース硬度力月３００〜１５００ｋｇ／ｍｍ’の、テ
ープ剥離テストによっても剥離しない良好な窒化チタン
膜を形成することができた。
実施例６
基板８に炭化タングステンから成るものを用いて、形成
する窒化チタン膜の膜厚を２μｍとした以外は、実施例
５と同し条件により窒化チタン膜の蒸着を行った。形成
された窒化チタン膜は、Ｘ線回折パターンが実施例５と
同様に条件を満足し、１０ｇ荷重のマイクロビッカース
硬度か１０００〜１２００ｋｇ／ｎ＋ｎ＋２であり、テ
ープ剥離テストで剥離しないと言う膜付きの良好なもの
であった。
する窒化チタン膜の膜厚を２μｍとした以外は、実施例
５と同し条件により窒化チタン膜の蒸着を行った。形成
された窒化チタン膜は、Ｘ線回折パターンが実施例５と
同様に条件を満足し、１０ｇ荷重のマイクロビッカース
硬度か１０００〜１２００ｋｇ／ｎ＋ｎ＋２であり、テ
ープ剥離テストで剥離しないと言う膜付きの良好なもの
であった。
本発明の窒化チタン膜を表面に有する物体は、窒化チタ
ン膜の硬度が優れて、工具類や成形金型等に用いられる
と優れた耐久性を示し、窒化チタン膜が再現性に優れる
から比較的容易に得ることかできると言う効果を奏する
。
ン膜の硬度が優れて、工具類や成形金型等に用いられる
と優れた耐久性を示し、窒化チタン膜が再現性に優れる
から比較的容易に得ることかできると言う効果を奏する
。
第１図は窒化チタン膜を形成するのに用いられる蒸着装
置の例を示す構成概要図、第２図は本発明の物体の窒化
チタン膜の例を示すＸ線回折パターングラフである。 ｌ・・・真空槽 ２・・・ガス導入口３・・
・排気口 ４・金属チタン蒸発源５・・・電
子銃加熱フィラメイト ６．１、１０．１２・・・電源 ７・・・高周波放電アンテナ
置の例を示す構成概要図、第２図は本発明の物体の窒化
チタン膜の例を示すＸ線回折パターングラフである。 ｌ・・・真空槽 ２・・・ガス導入口３・・
・排気口 ４・金属チタン蒸発源５・・・電
子銃加熱フィラメイト ６．１、１０．１２・・・電源 ７・・・高周波放電アンテナ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 荷重１０ｇの条件で測定したマイクロビッカース硬度
が１０００ｋｇ／ｍｍ＾２以上であって、結晶面（１１
１）のＸ線回折ピーク強度Ｉ＿１、結晶面（２００）の
Ｘ線回折ピーク強度Ｉ＿２、結晶面（２２０）のＸ線回
折ピーク強度Ｉ＿３としてＩ＿１、Ｉ＿２、Ｉ＿３が０
．３≦Ｉ＿２／Ｉ＿１≦０．７ ０．４≦Ｉ＿３／Ｉ＿２≦０．６ の両式を満足する窒化チタン膜を表面に有する物体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7745489A JPH02254153A (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 窒化チタン膜を表面に有する物体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7745489A JPH02254153A (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 窒化チタン膜を表面に有する物体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02254153A true JPH02254153A (ja) | 1990-10-12 |
Family
ID=13634460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7745489A Pending JPH02254153A (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 窒化チタン膜を表面に有する物体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02254153A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009299142A (ja) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Ntn Corp | 耐摩耗性ＴｉＮ膜およびその形成体 |
| JP2013029190A (ja) * | 2011-06-24 | 2013-02-07 | Riken Corp | ピストンリング |
| JP2013029191A (ja) * | 2011-06-24 | 2013-02-07 | Riken Corp | ピストンリング |
-
1989
- 1989-03-28 JP JP7745489A patent/JPH02254153A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009299142A (ja) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Ntn Corp | 耐摩耗性ＴｉＮ膜およびその形成体 |
| JP2013029190A (ja) * | 2011-06-24 | 2013-02-07 | Riken Corp | ピストンリング |
| JP2013029191A (ja) * | 2011-06-24 | 2013-02-07 | Riken Corp | ピストンリング |
| US20140125013A1 (en) * | 2011-06-24 | 2014-05-08 | Kabushiki Kaisha Riken | Piston ring |
| US9347559B2 (en) * | 2011-06-24 | 2016-05-24 | Kabushiki Kaisha Riken | Piston ring |
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