JPH05124825A - ダイヤモンド様薄膜保護膜を有する金型 - Google Patents
ダイヤモンド様薄膜保護膜を有する金型Info
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- JPH05124825A JPH05124825A JP31148891A JP31148891A JPH05124825A JP H05124825 A JPH05124825 A JP H05124825A JP 31148891 A JP31148891 A JP 31148891A JP 31148891 A JP31148891 A JP 31148891A JP H05124825 A JPH05124825 A JP H05124825A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ダイヤモンド様薄膜保護膜を有する焼入れ鋼
金型への保護膜の結合力を向上させる。 【構成】 焼入れ鋼製の金型の表面に、けい素と炭素の
非晶質混合物からなる中間層と、ダイヤモンド様薄膜を
順に形成する。
金型への保護膜の結合力を向上させる。 【構成】 焼入れ鋼製の金型の表面に、けい素と炭素の
非晶質混合物からなる中間層と、ダイヤモンド様薄膜を
順に形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ダイヤモンド様薄膜で
保護した金型に関し、安価な鋼鉄を使用した高性能金型
とその製造方法に関する。
保護した金型に関し、安価な鋼鉄を使用した高性能金型
とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】従来、ガラスやプラスチックの射出成形、
押出成形、圧縮成形等の成形用または加工用金型は、超
硬質材料から製造されている。しかしこのような材料は
高価であり、手配及び製造に時間と費用が掛かる。また
靭性に欠けるため割れ易い欠点がある。超硬質材料の脆
さと耐摩耗性を補うために金型表面のうち摩擦面又は摺
動面をダイヤモンド様薄膜被覆して保護膜を作ることが
特開平２−１５１６９、同２−２２０１２、同２−１５
１７０等により提案されているが、ダイヤモンド様薄膜
は金型基体の表面への結合力が弱く、微結晶の集まりで
あるため、外力の作用で金型表面から剥離し易い問題が
あった。そのため保護被覆として耐食性、耐摩耗性等が
必要な用途において充分に効果を発揮出来ない。
押出成形、圧縮成形等の成形用または加工用金型は、超
硬質材料から製造されている。しかしこのような材料は
高価であり、手配及び製造に時間と費用が掛かる。また
靭性に欠けるため割れ易い欠点がある。超硬質材料の脆
さと耐摩耗性を補うために金型表面のうち摩擦面又は摺
動面をダイヤモンド様薄膜被覆して保護膜を作ることが
特開平２−１５１６９、同２−２２０１２、同２−１５
１７０等により提案されているが、ダイヤモンド様薄膜
は金型基体の表面への結合力が弱く、微結晶の集まりで
あるため、外力の作用で金型表面から剥離し易い問題が
あった。そのため保護被覆として耐食性、耐摩耗性等が
必要な用途において充分に効果を発揮出来ない。
【０００３】一方焼入れ鋼は安価に入手出来、加工にも
手間と費用が余りかからないが、金型表面が摩耗し易く
寿命が短い欠点がある。この欠点を改良するには上記特
開平２−１５１６９、同２−２２０１２、同２−１５１
７０等に示されているような気相法によりダイヤモンド
様薄膜を被覆すると良いが、同じ理由から結合力が不十
分である。他の方法によるダイヤモンド様薄膜製造方法
には各種の形式がある（例えば「表面化学」第５巻第１
０８号（１９８４年）第１０８−１１５頁の各種の方法
参照）が、一般に、６００℃以上の高温度の基質温度が
必要であり、焼入れ鋼の焼鈍が生じて金型の硬度を損な
う問題がある。
手間と費用が余りかからないが、金型表面が摩耗し易く
寿命が短い欠点がある。この欠点を改良するには上記特
開平２−１５１６９、同２−２２０１２、同２−１５１
７０等に示されているような気相法によりダイヤモンド
様薄膜を被覆すると良いが、同じ理由から結合力が不十
分である。他の方法によるダイヤモンド様薄膜製造方法
には各種の形式がある（例えば「表面化学」第５巻第１
０８号（１９８４年）第１０８−１１５頁の各種の方法
参照）が、一般に、６００℃以上の高温度の基質温度が
必要であり、焼入れ鋼の焼鈍が生じて金型の硬度を損な
う問題がある。
【０００４】
【発明が解決すべき課題】本発明は安価な焼入れ鋼を使
用して、耐摩耗性の高い金型を製造することを目的とす
る。しかしこの焼入れ鋼は耐熱性が低く、又ダイヤモン
ド様薄膜に対する接着性に乏しいので工業的に耐摩耗性
のダイヤモンド様薄膜被覆金型を構成することが出来な
かった。特願平１−２１４９１３号には金属やセラミッ
ク等の保護のためにＡｒイオン等による基板ボンバード
とそれに続くイオン化蒸着法によるダイヤモンド成膜を
使用する技術が記載されているが、焼入れ鋼による金型
の製造への応用は開示していない。
用して、耐摩耗性の高い金型を製造することを目的とす
る。しかしこの焼入れ鋼は耐熱性が低く、又ダイヤモン
ド様薄膜に対する接着性に乏しいので工業的に耐摩耗性
のダイヤモンド様薄膜被覆金型を構成することが出来な
かった。特願平１−２１４９１３号には金属やセラミッ
ク等の保護のためにＡｒイオン等による基板ボンバード
とそれに続くイオン化蒸着法によるダイヤモンド成膜を
使用する技術が記載されているが、焼入れ鋼による金型
の製造への応用は開示していない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、ダイヤモンド
様薄膜との親和性が悪い金型の表面に、けい素と炭素の
非晶質混合物からなる中間層と、ダイヤモンド様薄膜を
順に形成した保護膜を有する金型を提供する。
様薄膜との親和性が悪い金型の表面に、けい素と炭素の
非晶質混合物からなる中間層と、ダイヤモンド様薄膜を
順に形成した保護膜を有する金型を提供する。
【０００６】本発明に使用する中間層の物質は、次の３
種の物質のガスより誘導される非晶質の混合物である。
ここにガスとは次の１の炭素及びけい素を共に含有する
低分子量の化合物のガス、２と３、１と２、１と３、ま
たは１と２と３の低分子量の物質の混合ガスである。ダ
イヤモンド様膜を支持するので中間層も十分な硬度が必
要である。 （１）有機けい素化合物−メチルシランＣＨ3 ＳｉＨ
3 、ジメチルシラン（ＣＨ3 ）2 ＳｉＨ2 、トリメチル
シラン（ＣＨ3 ）3 ＳｉＨ、テトラメチルシランＳｉ
（ＣＨ3 ）4 。 （２）けい素化合物−シランＳｉＨ4 ，ジシランＳｉ2
Ｈ6 、四フッ化けい素ＳｉＦ4 。 （３）炭素化合物−メタンＣＨ4 、エタンＣ2 Ｈ6、プ
ロピレンＣ3 Ｈ8 、エチレンＣ2 Ｈ4 、アセチレンＣ2
Ｈ2 。
種の物質のガスより誘導される非晶質の混合物である。
ここにガスとは次の１の炭素及びけい素を共に含有する
低分子量の化合物のガス、２と３、１と２、１と３、ま
たは１と２と３の低分子量の物質の混合ガスである。ダ
イヤモンド様膜を支持するので中間層も十分な硬度が必
要である。 （１）有機けい素化合物−メチルシランＣＨ3 ＳｉＨ
3 、ジメチルシラン（ＣＨ3 ）2 ＳｉＨ2 、トリメチル
シラン（ＣＨ3 ）3 ＳｉＨ、テトラメチルシランＳｉ
（ＣＨ3 ）4 。 （２）けい素化合物−シランＳｉＨ4 ，ジシランＳｉ2
Ｈ6 、四フッ化けい素ＳｉＦ4 。 （３）炭素化合物−メタンＣＨ4 、エタンＣ2 Ｈ6、プ
ロピレンＣ3 Ｈ8 、エチレンＣ2 Ｈ4 、アセチレンＣ2
Ｈ2 。
【０００７】中間層を形成するための方法は、特願平２
−１４４８０号に記載されているバイアス印加プラズマ
ＣＶＤ法、または特開昭５８−１７４５０７号及び特開
平１−２３４３９６号に記載されたイオン化蒸着法が使
用できる。中間層の成膜後、その膜を空気にさらすこと
なく次のダイヤモンド様膜の形成工程に移行することが
望ましい。このため同じ真空槽を使用することが必要で
ある。なお、好ましくはこの工程に先立って、成膜装置
の真空室内に前記基体を配置し、Ａｒ等のボンバード用
ガスを前記真空室内に導入し、熱陰極フィラメントとそ
の周りに設けられた陽極とよりなるイオン化手段により
電離してイオンの流れを形成し、これを前記陽極よりも
低電位にあるグリッドにより加速して基体の表面をボン
バードして活性化する前工程を採用してもよい。
−１４４８０号に記載されているバイアス印加プラズマ
ＣＶＤ法、または特開昭５８−１７４５０７号及び特開
平１−２３４３９６号に記載されたイオン化蒸着法が使
用できる。中間層の成膜後、その膜を空気にさらすこと
なく次のダイヤモンド様膜の形成工程に移行することが
望ましい。このため同じ真空槽を使用することが必要で
ある。なお、好ましくはこの工程に先立って、成膜装置
の真空室内に前記基体を配置し、Ａｒ等のボンバード用
ガスを前記真空室内に導入し、熱陰極フィラメントとそ
の周りに設けられた陽極とよりなるイオン化手段により
電離してイオンの流れを形成し、これを前記陽極よりも
低電位にあるグリッドにより加速して基体の表面をボン
バードして活性化する前工程を採用してもよい。
【０００８】得られる中間層は結晶質ではなくて非晶質
である。後で比較する様に結晶質の中間層に比して大き
い結合力を生じる。また、中間層は最初はけい素成分を
多くし、成膜にしたがってけい素成分を減少させ、炭素
成分を多くすることが望ましい。これにより結合力を更
に向上させることができる。中間層の膜厚は０．０２〜
３μｍが好適であり、更に好ましくは０．０５〜０．５
μｍである。余り薄いと効果がなく、余り厚過ぎても効
果が飽和する。
である。後で比較する様に結晶質の中間層に比して大き
い結合力を生じる。また、中間層は最初はけい素成分を
多くし、成膜にしたがってけい素成分を減少させ、炭素
成分を多くすることが望ましい。これにより結合力を更
に向上させることができる。中間層の膜厚は０．０２〜
３μｍが好適であり、更に好ましくは０．０５〜０．５
μｍである。余り薄いと効果がなく、余り厚過ぎても効
果が飽和する。
【０００９】イオン化蒸着法及びバイアス印加プラズマ
ＣＶＤによる中間層の形成にあっては、前記の単独又は
混合ガスを用いる。またダイヤモンド様膜の形成にあっ
ては、炭化水素原料ガス又は分解又は反応により炭化水
素を生成し得る原料ガス（ここに炭化水素とはメタン、
エタン、プロパン等の飽和炭化水素、エチレン、プロピ
レン、アセチレン等の不飽和炭化水素等があり、分解し
て炭化水素を生成し得る原料ガスはメチルアルコール、
エチルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチル
エチルケトン等のケトン類などがあり、又反応して炭化
水素ガスを生成する原料ガスには一酸化炭素、二酸化炭
素と水素との混合ガス等がある。また前記原料にはヘリ
ウム、ネオン、アルゴン等の希ガスあるいは水素、酸
素、窒素、水、一酸化炭素、二酸化炭素、等の少なくと
も一種を含ませることができる）を熱陰極フィラメント
−陽極間のアーク放電、陰極熱フィラメント−陽極間の
熱電子放出によるイオン化等の手段でイオン化してイオ
ン流とし、この流れを電場で加速して基体に差し向ける
ことによりダイヤモンド様薄膜を成膜する方法であり、
詳細は特開昭５８−１７４５０７号及び特開平１−２３
４３９６号に記載されている。
ＣＶＤによる中間層の形成にあっては、前記の単独又は
混合ガスを用いる。またダイヤモンド様膜の形成にあっ
ては、炭化水素原料ガス又は分解又は反応により炭化水
素を生成し得る原料ガス（ここに炭化水素とはメタン、
エタン、プロパン等の飽和炭化水素、エチレン、プロピ
レン、アセチレン等の不飽和炭化水素等があり、分解し
て炭化水素を生成し得る原料ガスはメチルアルコール、
エチルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチル
エチルケトン等のケトン類などがあり、又反応して炭化
水素ガスを生成する原料ガスには一酸化炭素、二酸化炭
素と水素との混合ガス等がある。また前記原料にはヘリ
ウム、ネオン、アルゴン等の希ガスあるいは水素、酸
素、窒素、水、一酸化炭素、二酸化炭素、等の少なくと
も一種を含ませることができる）を熱陰極フィラメント
−陽極間のアーク放電、陰極熱フィラメント−陽極間の
熱電子放出によるイオン化等の手段でイオン化してイオ
ン流とし、この流れを電場で加速して基体に差し向ける
ことによりダイヤモンド様薄膜を成膜する方法であり、
詳細は特開昭５８−１７４５０７号及び特開平１−２３
４３９６号に記載されている。
【００１０】図１に成膜装置の好ましい例を示す。図中
３０は真空容器、３１はチャンバーであり、排気系３８
に接続されて１０-6Ｔｏｒｒ程度までの高真空に引かれ
る。３２は基体（金型）Ｓの裏面に設けられ負の電位Ｖ
ａに保たれた電極である。基体Ｓの表面に近接又は接触
してダイヤモンド様薄膜の形状を規制する窓を有するマ
スク４２が設けられる。このマスクは基体に接していて
も良いが膜の周部の厚みを薄くして割れ（クラック）を
減じるためにはなるべくは離間させる。３３は基体と同
一の電位Ｖａを与えられたグリッドで成膜工程で炭化水
素イオンの加速を行なうのに使用される。このグリッド
３３は膜の連続性を高め且つ表面を平滑にするため適正
に定めた空間率（単位面積あたりの穴の面積）と穴密度
（単位長さあたりの穴の数）のグリッドを使用し、或い
はその面内方向に振動するための手段を有していても良
い。３４は負の電位Ｖｄに維持された熱陰極フィラメン
トであり、交流電源からの電流Ｉｆによって加熱されて
熱電子を発生する。３５は原料でガスの供給口であり、
３７はガス供給通路、３７’はプラズマ励起室である。
フィラメント３４を取囲んで陽極３６が配置されてい
る。この陽極はこの場合接地されているが、フィラメン
トに対しては正の電圧Ｖｄを有し、電極３２及びグリッ
ド３３に対しては正の電位Ｖａを与えられている。フィ
ラメント３４、陽極３６及び供給口３５の周りを取り囲
んでイオン化ガスの閉じ込め用の磁界を発生するために
電源Ｖｃからの電流Ｉｃで励磁される電磁コイル３９が
配置されている。従って、Ｉｆ、Ｖａ、Ｖｄ、コイルの
電流Ｉｃを調整することにより膜質を変えることができ
る。
３０は真空容器、３１はチャンバーであり、排気系３８
に接続されて１０-6Ｔｏｒｒ程度までの高真空に引かれ
る。３２は基体（金型）Ｓの裏面に設けられ負の電位Ｖ
ａに保たれた電極である。基体Ｓの表面に近接又は接触
してダイヤモンド様薄膜の形状を規制する窓を有するマ
スク４２が設けられる。このマスクは基体に接していて
も良いが膜の周部の厚みを薄くして割れ（クラック）を
減じるためにはなるべくは離間させる。３３は基体と同
一の電位Ｖａを与えられたグリッドで成膜工程で炭化水
素イオンの加速を行なうのに使用される。このグリッド
３３は膜の連続性を高め且つ表面を平滑にするため適正
に定めた空間率（単位面積あたりの穴の面積）と穴密度
（単位長さあたりの穴の数）のグリッドを使用し、或い
はその面内方向に振動するための手段を有していても良
い。３４は負の電位Ｖｄに維持された熱陰極フィラメン
トであり、交流電源からの電流Ｉｆによって加熱されて
熱電子を発生する。３５は原料でガスの供給口であり、
３７はガス供給通路、３７’はプラズマ励起室である。
フィラメント３４を取囲んで陽極３６が配置されてい
る。この陽極はこの場合接地されているが、フィラメン
トに対しては正の電圧Ｖｄを有し、電極３２及びグリッ
ド３３に対しては正の電位Ｖａを与えられている。フィ
ラメント３４、陽極３６及び供給口３５の周りを取り囲
んでイオン化ガスの閉じ込め用の磁界を発生するために
電源Ｖｃからの電流Ｉｃで励磁される電磁コイル３９が
配置されている。従って、Ｉｆ、Ｖａ、Ｖｄ、コイルの
電流Ｉｃを調整することにより膜質を変えることができ
る。
【００１１】成膜にあたり、チャンバー３１内を１０-6
Ｔｏｒｒまで高真空とし、ガス供給通路３７のバルブを
操作して所定流量の中間層成膜用のガス、またはダイヤ
モンド成膜用のガス、場合によりそれと水素との混合ガ
ス、或いはそれとＡｒ、Ｈｅ、Ｎｅ等のキャリアガス等
を各供給口３５から導入しながら排気系３８を調整して
所定のガス圧例えば１０-1Ｔｏｒｒとする。一方、複数
の熱陰極フイラメント３４には交流電流Ｉｆを流して加
熱し、フイラメント３４と陽極３６の間には電位差Ｖｄ
を印加して放電を形成する。供給口３５から供給された
原料ガスは熱分解されるとともにフィラメントからの熱
電子と衝突してプラスのイオンと電子を生じる。この電
子は別の熱分解粒子と衝突する。電磁コイルの磁界によ
る閉じ込め作用の下に、このような現象を繰り返すこと
により原料ガスは熱分解物質のプラスイオンとなる。プ
ラスイオンは電極３２、グリッド３６に印加された負電
位Ｖａにより引き寄せられ、基体Ｓの方へ向けて加速さ
れ、基体に衝突して成膜反応を行ない、中間層またはダ
イヤモンド様薄膜を形成する。なお、各部の電位、電
流、温度等の条件については上に述べた条件の他、先に
引用した特許公報を参照されたい。
Ｔｏｒｒまで高真空とし、ガス供給通路３７のバルブを
操作して所定流量の中間層成膜用のガス、またはダイヤ
モンド成膜用のガス、場合によりそれと水素との混合ガ
ス、或いはそれとＡｒ、Ｈｅ、Ｎｅ等のキャリアガス等
を各供給口３５から導入しながら排気系３８を調整して
所定のガス圧例えば１０-1Ｔｏｒｒとする。一方、複数
の熱陰極フイラメント３４には交流電流Ｉｆを流して加
熱し、フイラメント３４と陽極３６の間には電位差Ｖｄ
を印加して放電を形成する。供給口３５から供給された
原料ガスは熱分解されるとともにフィラメントからの熱
電子と衝突してプラスのイオンと電子を生じる。この電
子は別の熱分解粒子と衝突する。電磁コイルの磁界によ
る閉じ込め作用の下に、このような現象を繰り返すこと
により原料ガスは熱分解物質のプラスイオンとなる。プ
ラスイオンは電極３２、グリッド３６に印加された負電
位Ｖａにより引き寄せられ、基体Ｓの方へ向けて加速さ
れ、基体に衝突して成膜反応を行ない、中間層またはダ
イヤモンド様薄膜を形成する。なお、各部の電位、電
流、温度等の条件については上に述べた条件の他、先に
引用した特許公報を参照されたい。
【００１２】中間層を成膜する方法としては図２のバイ
アス印加プラズマＣＶＤ法も上記イオン化蒸着法の他に
使用できる。その中間層の成膜装置を例示する。５１は
チャンバー、５２はＲＦ電源、５３は基板電極、５４は
ＲＦ電極、５５は保護すべき基体、５６は電極５３、５
４間にバイアス電圧を印加する可変直流バイアス電源、
５７は原料ガスの導入口、及び５８は排気口である。電
極間寸法は例えば約４ｃｍである。バイアス電圧は例え
ば−５０Ｖ〜−５ＫＶが使用できる。ＲＦ電力は例えば
５０Ｗ〜２ＫＷ、反応時間は１０〜６０分等が使用でき
る。中間層のけい素と炭素の非晶質混合物のビッカース
硬度は３００〜２５００Ｋｇ／ｍｍ2 が実現できる。以
下に本発明を例示する。
アス印加プラズマＣＶＤ法も上記イオン化蒸着法の他に
使用できる。その中間層の成膜装置を例示する。５１は
チャンバー、５２はＲＦ電源、５３は基板電極、５４は
ＲＦ電極、５５は保護すべき基体、５６は電極５３、５
４間にバイアス電圧を印加する可変直流バイアス電源、
５７は原料ガスの導入口、及び５８は排気口である。電
極間寸法は例えば約４ｃｍである。バイアス電圧は例え
ば−５０Ｖ〜−５ＫＶが使用できる。ＲＦ電力は例えば
５０Ｗ〜２ＫＷ、反応時間は１０〜６０分等が使用でき
る。中間層のけい素と炭素の非晶質混合物のビッカース
硬度は３００〜２５００Ｋｇ／ｍｍ2 が実現できる。以
下に本発明を例示する。
【００１３】
実施例１ 原料としてＳｉ2 Ｈ6 及びＣＨ4 を用い、図１のイオン
化蒸着装置を使用して表１に示す金型（ＳＫＳ２及びＳ
ＫＤ１１焼き入れ鋼成形金型）の面に中間層を成膜し、
次いでダイヤモンド様薄膜を成膜した。すなわち、フィ
ラメント３４はコイル状としその幅３ｍｍ、その周りを
取り囲む電極３６との隙間８ｍｍとした。グリッド３３
は５ｍｍ／分の速度で振動させた。Ｉｆ＝２５Ａ、Ｖａ
＝−５００Ｖ、Ｖｄ＝−３０Ｖ、電磁コイルの磁束密度
４００Ｇの条件で中間層を得た。Ｘ線で測定したところ
どこにもピークが検出されず、中間層は非晶質であっ
た。次に原料をＣＨ4 に切替え、Ｉｆ＝２５Ａ、Ｖａ＝
−９００Ｖ、Ｖｄ＝−３０Ｖ、電磁コイルの磁束密度４
００Ｇの条件で、膜厚３．０μｍのダイヤモンド様薄膜
を得た。
化蒸着装置を使用して表１に示す金型（ＳＫＳ２及びＳ
ＫＤ１１焼き入れ鋼成形金型）の面に中間層を成膜し、
次いでダイヤモンド様薄膜を成膜した。すなわち、フィ
ラメント３４はコイル状としその幅３ｍｍ、その周りを
取り囲む電極３６との隙間８ｍｍとした。グリッド３３
は５ｍｍ／分の速度で振動させた。Ｉｆ＝２５Ａ、Ｖａ
＝−５００Ｖ、Ｖｄ＝−３０Ｖ、電磁コイルの磁束密度
４００Ｇの条件で中間層を得た。Ｘ線で測定したところ
どこにもピークが検出されず、中間層は非晶質であっ
た。次に原料をＣＨ4 に切替え、Ｉｆ＝２５Ａ、Ｖａ＝
−９００Ｖ、Ｖｄ＝−３０Ｖ、電磁コイルの磁束密度４
００Ｇの条件で、膜厚３．０μｍのダイヤモンド様薄膜
を得た。
【００１４】実施例２ 原料としてＳｉ2 Ｈ6 及びＣＨ4 を用い、図２のバイア
ス印加プラズマＣＶＤ装置を使用し、バイアス電圧−２
５０Ｖ、流量６０（ｃｍ3 ｍｉｎ-1）、全圧０．０２５
Ｔｏｒｒ、ＲＦ電力５００Ｗ、反応時間１０分、基板温
度２００℃、電極間距離４．０ｃｍ、の条件で中間層を
成膜した。Ｘ線で測定したところどこにもピークが検出
されず、中間層は非晶質であった。次いで実施例１によ
りイオン化蒸着法でダイヤモンド膜を成膜した。
ス印加プラズマＣＶＤ装置を使用し、バイアス電圧−２
５０Ｖ、流量６０（ｃｍ3 ｍｉｎ-1）、全圧０．０２５
Ｔｏｒｒ、ＲＦ電力５００Ｗ、反応時間１０分、基板温
度２００℃、電極間距離４．０ｃｍ、の条件で中間層を
成膜した。Ｘ線で測定したところどこにもピークが検出
されず、中間層は非晶質であった。次いで実施例１によ
りイオン化蒸着法でダイヤモンド膜を成膜した。
【００１５】実施例３ 原料として（ＣＨ3 ）ＳｉＨを用い、実施例１と同様に
して中間層とダイヤモンド様薄膜を順に形成した。中間
層は非晶質であった。 実施例４
して中間層とダイヤモンド様薄膜を順に形成した。中間
層は非晶質であった。 実施例４
【００１６】原料として（ＣＨ3 ）ＳｉＨを用い、実施
例２と同様にして中間層とダイヤモンド様薄膜を順に形
成した。中間層は非晶質であった。
例２と同様にして中間層とダイヤモンド様薄膜を順に形
成した。中間層は非晶質であった。
【００１７】比較例１ 原料として、ＳｉＣｌ4 、ＣＨ4 、Ｈ2 、Ａｒを用い、
プラズマＣＶＤ法によりＳｉＣ中間層を成膜した。Ｘ線
で測定したところ中間層は結晶質であった。次いで実施
例１にしたがってダイヤモンド様薄膜を形成した。
プラズマＣＶＤ法によりＳｉＣ中間層を成膜した。Ｘ線
で測定したところ中間層は結晶質であった。次いで実施
例１にしたがってダイヤモンド様薄膜を形成した。
【００１８】比較例２ Ａｒガス中でＳｉ3 Ｎ4 のターゲットを用い、ＲＦスパ
ッタ法により中間層を成膜し、次いで、実施例１に従い
ダイヤモンド様薄膜を形成した。Ｘ線で測定したとこ
ろ、中間層は非晶質であった。
ッタ法により中間層を成膜し、次いで、実施例１に従い
ダイヤモンド様薄膜を形成した。Ｘ線で測定したとこ
ろ、中間層は非晶質であった。
【００１９】得られた保護膜付き金型の保護膜の特性は
表１に示す通りであった。ただし密着力とスクラッチ力
の評価は次の通りであった。密着力は１ｃｍ角、長さ１
０ｃｍの角柱をダイヤモンド様薄膜にエポキシ樹脂で接
着し、引張試験機（テンシロン−商品名）で引っ張って
剥離し測定を行なった。又スクラッチ力はＲｈｅｓｃａ
社製のＣＳＲ−０２試験機で測定した。ただし、いずれ
の値も表１の第１行（イオン化蒸着法）の値を１．０と
した相対値である。
表１に示す通りであった。ただし密着力とスクラッチ力
の評価は次の通りであった。密着力は１ｃｍ角、長さ１
０ｃｍの角柱をダイヤモンド様薄膜にエポキシ樹脂で接
着し、引張試験機（テンシロン−商品名）で引っ張って
剥離し測定を行なった。又スクラッチ力はＲｈｅｓｃａ
社製のＣＳＲ−０２試験機で測定した。ただし、いずれ
の値も表１の第１行（イオン化蒸着法）の値を１．０と
した相対値である。
【００２０】
【表１】
【００２１】ＳＫＤ１１を素材とする焼き入れ成形金型
の直径２０ｍｍのフェライトコア成形における耐用ショ
ット数は表２に示す通りであった。
の直径２０ｍｍのフェライトコア成形における耐用ショ
ット数は表２に示す通りであった。
【００２２】
【表２】
【００２３】
【発明の効果】表１、２からわかるように本発明による
とけい素と炭素の非晶質混合物からなる中間層を介在す
ることによりダイヤモンド様薄膜を、通常では、結合が
困難な金型に施すことが可能となり、かつ金型の耐摩耗
性及び耐久性を大幅に向上させることができる。
とけい素と炭素の非晶質混合物からなる中間層を介在す
ることによりダイヤモンド様薄膜を、通常では、結合が
困難な金型に施すことが可能となり、かつ金型の耐摩耗
性及び耐久性を大幅に向上させることができる。
【図１】 本発明に使用するイオン化蒸着装置の概要を
示す。
示す。
【図２】 本発明に使用するバイアス印加イオン化ＣＶ
Ｄ蒸着装置の概要を示す。
Ｄ蒸着装置の概要を示す。
３２ 基体 ３３ グリッド ３４ 熱フィラメント ３５ ガス導入口 ３６ 陽極 ３９ 電磁コイル ５１ チャンバー ５２ ＲＦ電源 ５３ 基板電極 ５４ ＲＦ電極 ５５ 保護すべき基体 ５６ 電極５３と５４間にバイアス電圧を印加する直流
バイアス電源 ５７ ガス原料の導入口 ５８ 排気口
バイアス電源 ５７ ガス原料の導入口 ５８ 排気口
Claims (4)
- 【請求項１】 金型の摩耗を受ける表面に、けい素と炭
素の非晶質混合物からなる中間層と、ダイヤモンド様薄
膜を順に形成した、保護膜を有する金型。 - 【請求項２】 中間層はバイアス印加プラズマＣＶＤ法
またはイオン化蒸着法により形成されたものである請求
項１に記載の保護膜を有する金型。 - 【請求項３】 中間層の膜厚は０．０２〜３．０μｍで
ある請求項１または２に記載の保護膜を有する金型。 - 【請求項４】 中間層のけい素濃度が金型側からダイヤ
モンド様膜側へ向けて減少し、炭素濃度が逆の勾配にな
っていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
に記載の金型。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03311488A JP3130094B2 (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | ダイヤモンド様薄膜保護膜を有する金型 |
| US08/209,337 US5541003A (en) | 1991-10-31 | 1994-03-10 | Articles having diamond-like protective thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03311488A JP3130094B2 (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | ダイヤモンド様薄膜保護膜を有する金型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05124825A true JPH05124825A (ja) | 1993-05-21 |
| JP3130094B2 JP3130094B2 (ja) | 2001-01-31 |
Family
ID=18017841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03311488A Expired - Fee Related JP3130094B2 (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | ダイヤモンド様薄膜保護膜を有する金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3130094B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5711780A (en) * | 1992-06-08 | 1998-01-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Mold for molding optical element |
| US6119485A (en) * | 1997-02-21 | 2000-09-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Press-molding die, method for manufacturing the same and glass article molded with the same |
| JP2002069621A (ja) * | 2000-08-25 | 2002-03-08 | Ulvac Japan Ltd | 炭化ケイ素膜の形成方法 |
| JP2010036495A (ja) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Meiki Co Ltd | 射出圧縮成形金型 |
| KR20200132868A (ko) | 2018-03-29 | 2020-11-25 | 고쿠리츠다이가쿠호우진 도쿄다이가쿠 | 기록 방법, 기록 장치, 재생 방법, 재생 장치 및 고속 응답 소자 |
-
1991
- 1991-10-31 JP JP03311488A patent/JP3130094B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5711780A (en) * | 1992-06-08 | 1998-01-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Mold for molding optical element |
| US5855641A (en) * | 1992-06-08 | 1999-01-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Mold for molding optical element |
| US6119485A (en) * | 1997-02-21 | 2000-09-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Press-molding die, method for manufacturing the same and glass article molded with the same |
| JP2002069621A (ja) * | 2000-08-25 | 2002-03-08 | Ulvac Japan Ltd | 炭化ケイ素膜の形成方法 |
| JP4674777B2 (ja) * | 2000-08-25 | 2011-04-20 | 株式会社アルバック | 炭化ケイ素膜の形成方法 |
| JP2010036495A (ja) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Meiki Co Ltd | 射出圧縮成形金型 |
| KR20200132868A (ko) | 2018-03-29 | 2020-11-25 | 고쿠리츠다이가쿠호우진 도쿄다이가쿠 | 기록 방법, 기록 장치, 재생 방법, 재생 장치 및 고속 응답 소자 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3130094B2 (ja) | 2001-01-31 |
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