JPH05247652A - Manufacture of coating member for diamond or the like - Google Patents

Manufacture of coating member for diamond or the like

Info

Publication number
JPH05247652A
JPH05247652A JP19114292A JP19114292A JPH05247652A JP H05247652 A JPH05247652 A JP H05247652A JP 19114292 A JP19114292 A JP 19114292A JP 19114292 A JP19114292 A JP 19114292A JP H05247652 A JPH05247652 A JP H05247652A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diamond
substrate
tic
base material
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP19114292A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3353239B2 (en
Inventor
Toshio Isozaki
敏夫 磯崎
Toshimichi Ito
利通 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Idemitsu Petrochemical Co Ltd filed Critical Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Priority to JP19114292A priority Critical patent/JP3353239B2/en
Publication of JPH05247652A publication Critical patent/JPH05247652A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3353239B2 publication Critical patent/JP3353239B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/52Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation

Abstract

PURPOSE:To provide the manufacturing method of a coating member of diamond, etc., which is superior in adhesibility between a base plate and the film of diamond, etc., coating on it and is excellent in wear resistance, as well and greatly improves the service life. CONSTITUTION:After an etching treatment as necessary, at least one kind of metal selected from metals of group VIA, VA and IVA of the periodic table and Si or its carbide, nitride or carbon nitride is vapor-deposited and then it is heat-treated at 700-1500 deg.C, thus an intermediate layer is provided on the surface of the base plate and subsequently a diamond thin film is formed on the surface of the intermediate layer by a vapor phase method.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はダイヤモンド類被覆部材
の製造方法に関し、さらに詳しく言うと、基材とこれを
被覆するダイヤモンド類膜との密着性に優れる上に耐摩
耗性も向上し、耐久性に秀で、使用寿命が著しく改善さ
れたダイヤモンド類被覆部材を容易に製造することので
きる方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a diamond-coated member, more specifically, it has excellent adhesion between a base material and a diamond film coating the base material, and also has improved wear resistance and durability. The present invention relates to a method capable of easily producing a diamond-coated member having excellent properties and having a significantly improved service life.

【0002】[0002]

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来よ
り、高い表面硬度と耐摩耗性とを要求される切削工具、
研削工具および研磨工具等の工具類や機械部品等の耐摩
耗部材に、硬度や耐摩耗性などの点で著しく優れたダイ
ヤモンドが利用されている。たとえば、一般に、CVD
法やPVD法等の気相法によるダイヤモンド合成技術を
利用し、工具類や耐摩耗部材等の基材の表面にダイヤモ
ンド類を析出させてダイヤモンド類被膜を形成させる方
法が知られている。このようにダイヤモンド類被膜で基
材を被覆することにより、工具類や耐摩耗部材に高度の
表面硬度と耐摩耗性とを付与することができるのであ
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, a cutting tool which is required to have high surface hardness and wear resistance,
Diamond, which is remarkably excellent in hardness and wear resistance, is used for wear-resistant members such as tools such as grinding tools and polishing tools and machine parts. For example, in general, CVD
There is known a method of forming a diamond film by depositing diamonds on the surface of a base material such as tools and wear-resistant members by utilizing a diamond synthesis technique by a vapor phase method such as a PVD method or a PVD method. By coating the base material with the diamond coating in this way, it is possible to impart high surface hardness and wear resistance to tools and wear-resistant members.

【0003】しかしながら、基材の表面とダイヤモンド
類被膜とは、一般に密着性が悪い。それゆえ、この密着
性を向上させるために様々な提案がなされている。例え
ば、特開昭60−208473号公報には、サーメット
製基体部材の少なくとも工具作用面に、W、Mo、およ
びNb、ならびにその合金のうちのいずれかからなる平
均層厚が0.05〜1.2μmの蒸着層を介して、人工
ダイヤモンド析出生成法により形成した平均層厚が1〜
10μmの人工ダイヤモンド被膜を被覆してなる人工ダ
イヤモンド被覆工具部材が開示されている。
However, the adhesion between the surface of the substrate and the diamond coating is generally poor. Therefore, various proposals have been made to improve this adhesion. For example, in JP-A-60-208473, an average layer thickness of any one of W, Mo, Nb, and alloys thereof is 0.05 to 1 on at least the tool action surface of a cermet base member. The average layer thickness formed by the artificial diamond precipitation forming method is 1 to 2 through the vapor deposition layer of 2 μm.
An artificial diamond-coated tool member formed by coating a 10 μm artificial diamond coating is disclosed.

【0004】しかしながら、蒸着層が基材およびダイヤ
モンド薄膜の双方に対して十分な密着性を有することが
要求されることになるが、そのいずれも十分ではなく、
また蒸着層自体に要求される強度も十分と言えないの
で、実用上十分な耐久性が得られないという問題があ
る。
However, the vapor deposition layer is required to have sufficient adhesion to both the base material and the diamond thin film, but neither of them is sufficient.
Further, since the strength required for the vapor deposition layer itself cannot be said to be sufficient, there is a problem that practically sufficient durability cannot be obtained.

【0005】特開昭61−106478号公報には、セ
ラミックス焼結体からなる基体の表面に周期律表4a、
5a、6a族金属の炭化物、窒化物、酸化物、ホウ化物
並びに酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、炭化ホウ
素、窒化ホウ素、酸化ケイ素及びこれらの相互固溶体の
中の少なくとも1種の単層もしくは2種以上の多重層で
なる第1内層と該第1内層の表面に窒化ケイ素、炭化ケ
イ素、窒炭化ケイ素の中の少なくとも1種の単層もしく
は2種以上の多重層でなる第2内層と該第2内層の表面
にダイヤモンド及び/またはダイヤモンド状カーボンで
なる外層とを被覆したことを特徴とするダイヤモンド被
覆部品が開示されている。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 61-106478 discloses that a periodic table 4a is provided on the surface of a substrate made of a ceramics sintered body.
5a, 6a metal carbides, nitrides, oxides, borides and at least one monolayer or two or more of aluminum oxide, aluminum nitride, boron carbide, boron nitride, silicon oxide and their mutual solid solutions. A first inner layer composed of multiple layers, and a second inner layer composed of a single layer of at least one of silicon nitride, silicon carbide, and silicon oxycarbide, or a multiple layer of two or more layers, and the second inner layer on the surface of the first inner layer. Disclosed is a diamond-coated component, characterized in that the outer surface of the layer is coated with an outer layer made of diamond and / or diamond-like carbon.

【0006】しかしながら、基体と第1内層との密着性
を得るために、基体に使用される材料が限定され、その
結果として、ダイヤモンド被覆部材の用途が限定されて
しまうという問題点がある。このほか、第1内層と第2
内層との間、および第2内層と外層のダイヤモンド層と
の密着性も十分とはいえない。
However, there is a problem that the material used for the substrate is limited in order to obtain the adhesion between the substrate and the first inner layer, and as a result, the application of the diamond-coated member is limited. In addition, the first inner layer and the second
Adhesion between the inner layer and between the second inner layer and the outer diamond layer is not sufficient.

【0007】さらに、特開昭62−47480号公報に
おいては、周期律表4a、5a、6a族元素の炭化物、
窒化物、ホウ化物及びこれらの相互固溶体の中の少なく
とも1種の硬質層とFe、Ni、Co、Cr、Mo、W
の中の少なくとも1種の結合層からなる焼結合金の表面
から内部に向かって0.1μm〜10μmまでを前記結
合層の除去部分とし、該結合層の除去部分にダイヤモン
ド状カーボン及び/またはダイヤモンドを埋設させてな
る中間層を形成させた後、該中間層の表面にダイヤモン
ド状カーボン及び/またはダイヤモンドからなる外層を
被覆することを特徴とする高密着性ダイヤモンド被覆焼
結合金の製造方法が開示され、また、このように被覆し
た後、非酸化性ガス雰囲気中または真空中で熱処理を施
すことを特徴とする高密着性ダイヤモンド被覆焼結合金
の製造方法が開示されている。
Further, in JP-A-62-47480, carbides of elements of groups 4a, 5a and 6a of the periodic table,
Fe, Ni, Co, Cr, Mo, W and at least one hard layer among nitrides, borides and mutual solid solutions thereof
Of the sintered alloy consisting of at least one bonding layer from the inside to 0.1 μm to 10 μm from the surface toward the inside is the removed portion of the bonded layer, and the removed portion of the bonded layer is diamond-like carbon and / or diamond. Disclosed is a method for producing a high-adhesion diamond-coated sintered alloy, which comprises forming an intermediate layer formed by burying a diamond, and coating the surface of the intermediate layer with an outer layer made of diamond-like carbon and / or diamond. In addition, a method for producing a high-adhesion diamond-coated sintered alloy, which is characterized by performing heat treatment in a non-oxidizing gas atmosphere or in a vacuum after coating in this way is disclosed.

【0008】しかしながら、この方法においては、基材
表面が脆くなるという欠点がある。この方法において
は、表面の微細なクラックを除去することにより精密加
工に適するようなダイヤモンド被覆部材を得ることはで
きても、基材とダイヤモンド膜との密着性を向上させる
という効果は殆ど奏することはできない。
However, this method has a drawback that the surface of the substrate becomes brittle. In this method, it is possible to obtain a diamond-coated member suitable for precision processing by removing fine cracks on the surface, but almost the effect of improving the adhesion between the base material and the diamond film is achieved. I can't.

【0009】従来の技術を総覧すると、一般に、以下の
ような問題点がある。 中間層は、基材・ダイヤモンドの両方との密着性が求
められるので、材料の選定が難しい。 中間層を用いる場合には、ダイヤモンド被覆部材全体
の機械的強度は、一般に、比較的弱い中間層の強度に支
配されてしまうので、中間層自体にも強度が要求され
る。
In general, the conventional techniques have the following problems. It is difficult to select the material for the intermediate layer, because the adhesiveness to both the base material and the diamond is required. When the intermediate layer is used, the mechanical strength of the entire diamond-coated member is generally governed by the strength of the relatively weak intermediate layer, and therefore the intermediate layer itself is required to have strength.

【0010】本発明の目的は、前記従来の問題点を解消
することにある。すなわち、本発明の目的は、基材とこ
れを被覆するダイヤモンド類膜との密着性に優れる上に
耐摩耗性も向上した、耐久性に秀で、使用寿命が著しく
改善されたダイヤモンド類被覆部材を容易に製造するこ
とのできる方法を提供することにある。
An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned conventional problems. That is, the object of the present invention is to improve the adhesion between the base material and the diamond film for coating the base material, and also to improve the wear resistance, the durability is excellent, and the diamond-coated member having a significantly improved service life. It is an object of the present invention to provide a method capable of easily manufacturing.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の請求項1に記載の発明は、周期律表第IVA族、 第V
A族および第VIA族に属する金属並びにSiから選択
される少なくとも一種の金属、周期律表第IVA族、 第
VA族および第VIA族に属する金属並びにSiの炭化
物、窒化物および炭窒化物から選択される少なくとも一
種の金属化合物からなる群から選択される少なくとも一
種からなる被覆層を基材表面に形成する工程と、被覆層
を有する基材を、700〜1,500℃で加熱処理する
工程と、加熱処理後に前記被覆層上に気相法によりダイ
ヤモンド薄膜を形成する工程とを有することを特徴とす
るダイヤモンド被覆部材の製造方法であり、請求項2に
記載の発明は、基材表面をエッチング処理する工程と、
周期律表第IVA族、 第VA族および第VIA族に属す
る金属並びにSiから選択される少なくとも一種の金
属、周期律表第IVA族、 第VA族および第VIA族に
属する金属並びにSiの炭化物、窒化物および炭窒化物
から選択される少なくとも一種の金属化合物からなる群
から選択される少なくとも一種からなる被覆層をエッチ
ング処理後の基材表面に形成する工程と、被覆層を有す
る基材を、700〜1,500℃で加熱処理する工程
と、加熱処理後に前記被覆層上に気相法によりダイヤモ
ンド薄膜を形成する工程とを有することを特徴とするダ
イヤモンド被覆部材の製造方法である。
The invention according to claim 1 for solving the above-mentioned problems is a group IVA, V-group of the periodic table.
At least one metal selected from metals belonging to Group A and Group VIA and Si, selected from metals belonging to Group IVA, Group VA and Group VIA of the Periodic Table, and carbides, nitrides and carbonitrides of Si. Forming a coating layer made of at least one selected from the group consisting of at least one metal compound on the surface of the substrate, and heat treating the substrate having the coating layer at 700 to 1,500 ° C. And a step of forming a diamond thin film on the coating layer by a vapor phase method after the heat treatment, the invention according to claim 2, wherein the substrate surface is etched. Processing steps,
At least one metal selected from Group IVA, Group VA and Group VIA of the Periodic Table and Si, metal belonging to Group IVA, Group VA and Group VIA of the Periodic Table, and a carbide of Si; A step of forming a coating layer consisting of at least one selected from the group consisting of at least one metal compound selected from nitrides and carbonitrides on the surface of the substrate after the etching treatment, and a substrate having a coating layer, A method for manufacturing a diamond-coated member, comprising: a step of heat treatment at 700 to 1,500 ° C .; and a step of forming a diamond thin film on the coating layer by a vapor phase method after the heat treatment.

【0012】以下に、本発明の方法について詳細に説明
する。 (1)基材をエッチング処理する工程(エッチング処理
工程) このエッチング処理工程は、基材の表面に存在するC
o、Ni等の活性金属を除去することを内容とする。こ
のエッチング処理工程は特になくても高密着性のダイヤ
モンド類層を有するダイヤモンド類被覆部材を製造する
ことができるのであるが、特にCo、Ni等の活性金属
を多く含む様々な基材の場合には、このエッチング処理
工程を採用することによって、ダイヤモンド類の分解を
生じることなく効率的にダイヤモンド類を析出させるこ
とができるので好都合である。同時に基材最表面の加工
変質層が除去され、基材と中間層との密着性が向上す
る。さらに、このダイヤモンド類被覆部材を加工工具と
して使用した場合に、加工時の高温度によってダイヤモ
ンド類層が剥離することのない極めて優れた密着性を有
するダイヤモンド類被覆部材を製造することができる。
The method of the present invention will be described in detail below. (1) Step of Etching Treatment of Base Material (Etching Treatment Step) In this etching treatment step, C existing on the surface of the base material
The content is to remove active metals such as o and Ni. It is possible to produce a diamond-coated member having a diamond layer having high adhesion without this etching treatment step. However, particularly in the case of various base materials containing a large amount of active metals such as Co and Ni. By adopting this etching process, diamonds can be efficiently deposited without decomposition of diamonds, which is advantageous. At the same time, the work-affected layer on the outermost surface of the base material is removed, and the adhesion between the base material and the intermediate layer is improved. Furthermore, when this diamond-coated member is used as a processing tool, it is possible to manufacture a diamond-coated member having extremely excellent adhesion in which the diamond layer does not peel off due to the high temperature during processing.

【0013】このエッチング工程を採用するにせよ、あ
るいはこのエッチング工程を省略するにせよ、本発明で
使用される基材として、例えば超硬合金、サーメットお
よびセラミックスを挙げることができる。
Whether the etching step is adopted or the etching step is omitted, examples of the base material used in the present invention include cemented carbide, cermet and ceramics.

【0014】前記超硬合金としては、特に制限はなく、
一般に知られている各種の種類および組成のものが使用
可能であり、たとえば、W、Mo、Cr、Co、Ni、
Fe、Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Al、B、G
a、Siなどの一種または二種以上の金属からなる超硬
合金類、これらの金属一種または二種以上と、炭素、窒
素酸素および/またはホウ素等からなる各種の組成の超
硬合金類(具体的には、たとえば、WC、W−WC、W
C−C、W−WC−C等のW−C系、Co−C系、Co
−WC、Co−W−WC、Co−WC−C、Co−W−
WC−C等のCo−W−C系、TaCx 等のTa−C
系、TiC等のTi−C系、MoCx 、Mo−MoC
x 、MoCx −C系等のMo−C系、SiC等のSi−
C系、Fe−FeCx 系等のFe−C系、Al23
Fe系等のAl−Fe−O系、TiC−Ni系等のTi
−Ni−C系、TiC−Co系等のTi−Co−C系、
BN系、B4 C−Fe系等のFe−B−C系、TiN系
等のTi−N系、AlNx 系等のAl−N系、TaNx
系等のTa−N系、WC−TaC−Co−C系等のW−
Ta−Co−C系、WC−TiC−Co−C系等のW−
Ti−Co−C系、WC−TiC−TaC−Co−C系
等のW−Ti−Ta−Co−C系、W−Ti−C−N
系、W−Co−Ti−C−N系など)など多種多様の超
硬合金を挙げることができる。これらの中でも、特に好
ましい例として、たとえば、切削工具用などに好適なW
C系超硬合金(具体的には、たとえば、JIS B 4
053において使用分類記号P01、P10、P20、
P30、P40、P50等のPシリーズ、M10、M2
0、M30、M40等のMシリーズ、K01、K10、
K20、K30、K40等のKシリーズなどの切削工具
用等の超硬合金チップ、V1、V2、V3等のVシリー
ズなどの線引ダイス用、センタ用、切削工具用等の超硬
合金チップなどのWC−Co系等のW−Co−C系超硬
合金、WC−TiC−TaC−Co系等のW−Ti−T
a−Co−C系超硬合金、あるいはこれらのTaの一部
をNbに変えたもの等々)などを挙げることができる。
なお、これらには、上記以外の他の元素や添加成分を含
有しているものであってもよい。どのような材質および
形状の超硬合金を採用するかは、使用目的等に応じて適
宜に選択すればよい。
The cemented carbide is not particularly limited,
Various commonly known types and compositions can be used, such as W, Mo, Cr, Co, Ni,
Fe, Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Al, B, G
a, Si, etc. cemented carbides made of one or more metals, cemented carbides of various compositions made of one or more of these metals, and carbon, nitrogen oxygen and / or boron (specifically Specifically, for example, WC, W-WC, W
W-C system such as C-C and W-WC-C, Co-C system, Co
-WC, Co-W-WC, Co-WC-C, Co-W-
Co-WC system such as WC-C, Ta-C such as TaC x
System, TiC system such as TiC, MoC x, Mo-MoC
x , MoC x- C system or other Mo-C system, SiC or other Si-
C system, Fe-FeC x system, etc. FeC system, Al 2 O 3 -
Fe-based Al-Fe-O-based, TiC-Ni-based Ti, etc.
-Ni-C system, TiC-Co system such as TiC-Co system,
BN type, B 4 C-Fe system or the like of Fe-B-C system, TiN type such as TiN-based, AlN x system, etc. AlN-based, TaN x
System such as Ta-N system, WC-TaC-Co-C system, etc. W-
W- such as Ta-Co-C system and WC-TiC-Co-C system
W-Ti-Ta-Co-C system such as Ti-Co-C system, WC-TiC-TaC-Co-C system, W-Ti-C-N
System, W-Co-Ti-CN system, etc.). Among these, as a particularly preferable example, for example, W suitable for a cutting tool is used.
C-based cemented carbide (specifically, for example, JIS B 4
In 053, use classification symbols P01, P10, P20,
P series such as P30, P40, P50, M10, M2
M series such as 0, M30, M40, K01, K10,
Carbide chips such as K20, K30, K40 and other K series cutting tools, etc., V1, V2, V3 and other V series wire drawing dies, centers, cutting tool etc. W-Co-C based cemented carbide such as WC-Co based, W-Ti-T such as WC-TiC-TaC-Co based
a-Co-C based cemented carbide, or those in which a part of Ta is changed to Nb) and the like.
In addition, these may contain elements other than the above and additive components. The material and shape of the cemented carbide to be adopted may be appropriately selected according to the purpose of use and the like.

【0015】上記の中でも好ましい基材としては、周期
率表(IUPAC)の第IVA族、第VA族および第V
IA族に属する金属並びにSiから選択される一種また
は二種以上の金属を含有する炭化タングステン系超硬合
金を挙げることができる。
Among the above, preferable base materials are Group IVA, Group VA and Group V of the Periodic Table (IUPAC).
Mention may be made of a tungsten carbide based cemented carbide containing a metal belonging to Group IA and one or more metals selected from Si.

【0016】好ましい炭化タングステン系超硬合金の具
体例としては、WC、W−WC、WC−C、W−WC−
C等のW−C系、WC−Co、WC−Co−W、WC−
Co−C、WC−Co−W−C等のW−Co系、WC−
TaC−Co、WC−TaC−Co−C等のW−Ta−
Co系、WC−TiC−Co、WC−TiC−Co、W
C−TiCN−Co等のW−Ti−Co系、WC−Ta
C−Co、WC−TiC−TaC−Co−C等のW−T
i−Ta−Co−C系、WC−Nb−Co等の超硬合金
を挙げることができる。炭化タングステン系超硬合金
は、上記のように炭化タングステン、炭化タンタル、炭
化チタン等から得ることができる。本発明に用いられる
炭化タングステン系超硬合金としては、Ti、Co、T
a、Mo、Cr、Ni等の金属を含有しているものが好
ましい。
Specific examples of preferable tungsten carbide type cemented carbide include WC, W-WC, WC-C and W-WC-.
WC system such as C, WC-Co, WC-Co-W, WC-
W-Co system such as Co-C, WC-Co-WC, WC-
W-Ta- such as TaC-Co and WC-TaC-Co-C
Co system, WC-TiC-Co, WC-TiC-Co, W
W-Ti-Co system such as C-TiCN-Co, WC-Ta
WT such as C-Co and WC-TiC-TaC-Co-C
Cemented carbides such as i-Ta-Co-C system and WC-Nb-Co can be mentioned. The tungsten carbide based cemented carbide can be obtained from tungsten carbide, tantalum carbide, titanium carbide, etc. as described above. Examples of the tungsten carbide-based cemented carbide used in the present invention include Ti, Co, and T.
Those containing a metal such as a, Mo, Cr and Ni are preferable.

【0017】本発明において、基材として使用される炭
化タングステン系超硬合金の内、好ましい組成の具体例
としては、WC−TiC−Co、WC−TaC−Co及
びWC−Co、WC−Nbc−Coの超硬合金を挙げる
ことができる。WC−TiC−Coの組成を有する超硬
合金としては、炭化タングステン50〜95重量%、好
ましくは70〜94重量%と、炭化チタン1〜30重量
%、好ましくは2〜20重量%と、コバルト2〜20重
量%、好ましくは4〜10重量%とを有するものを挙げ
ることができる。
In the present invention, among the tungsten carbide type cemented carbide used as the base material, specific examples of preferable compositions include WC-TiC-Co, WC-TaC-Co and WC-Co, WC-Nbc-. An example is a cemented carbide of Co. As a cemented carbide having a composition of WC-TiC-Co, tungsten carbide 50 to 95% by weight, preferably 70 to 94% by weight, titanium carbide 1 to 30% by weight, preferably 2 to 20% by weight, cobalt 2 to 20% by weight, preferably 4 to 10% by weight.

【0018】WC−TaC−Coの組成を有する超硬合
金としては、炭化タングステン80〜93重量%、好ま
しくは85〜92重量%と、炭化タンタル1〜20重量
%、好ましくは2〜10重量%と、コバルト3〜10重
量%、好ましくは4〜6重量%とを有するものを挙げる
ことができる。
The cemented carbide having the composition of WC-TaC-Co is 80 to 93% by weight of tungsten carbide, preferably 85 to 92% by weight, and 1 to 20% by weight of tantalum carbide, preferably 2 to 10% by weight. And 3 to 10% by weight of cobalt, preferably 4 to 6% by weight.

【0019】WC−Coの組成を有する超硬合金として
は、炭化タングステン90〜98重量%、好ましくは9
4〜97重量%と、コバルト2〜10重量%、好ましく
は3〜6重量%とを有するものを挙げることができる。
As a cemented carbide having a composition of WC-Co, 90 to 98% by weight of tungsten carbide, preferably 9
Mention may be made of those containing 4 to 97% by weight and cobalt 2 to 10% by weight, preferably 3 to 6% by weight.

【0020】上記炭化タングステンとしては、従来の工
具等に使用されるものなどを使用することができ、具体
的には、WC、WCx(但し、xは1以外の正の実数を
表わし、通常、このxは1より大きいかあるいは1より
小さい数である。)で表わされる定比化合物および不定
比化合物、あるいはこれらに酸素等の他の元素が結合、
置換または侵入したもの等を挙げることができる。これ
らの中でも、通常、WCが特に好適に使用される。な
お、これらは、一種単独で用いてもよく、二種以上を併
合してもよく、あるいは二種以上の混合物、固溶体との
組成物等として用いてもよい。
As the above-mentioned tungsten carbide, those used in conventional tools and the like can be used. Specifically, WC, WCx (where x is a positive real number other than 1, and is usually This x is a number greater than 1 or less than 1.) Stoichiometric compounds and non-stoichiometric compounds, or other elements such as oxygen bonded to these,
Those that have been replaced or invaded can be mentioned. Of these, WC is usually particularly preferably used. These may be used alone or in combination of two or more, or may be used as a mixture of two or more, a composition with a solid solution, and the like.

【0021】上記炭化チタンとしては、特に限定はな
く、通常の合金を製造するのに用いられるものを使用す
ることができる。具体的には、TiC、TiCy(但
し、yは1以外の正の実数を表わし、通常、このyは1
より大きいかあるいは1より小さい数である。)で表わ
される定比化合物および不定比化合物、あるいはこれら
に酸素等の他の元素が結合、置換または侵入したもの等
を挙げることができる。これらの中でも、通常、TiC
が特に好適に使用される。
The titanium carbide is not particularly limited, and those used for producing ordinary alloys can be used. Specifically, TiC and TiCy (where y represents a positive real number other than 1 and usually y is 1
It is a number greater than or less than one. ), A stoichiometric compound and a non-stoichiometric compound, or a compound in which another element such as oxygen is bound, substituted or invaded. Of these, usually TiC
Are particularly preferably used.

【0022】上記炭化タンタルとしては、特に限定はな
く、通常の合金を製造するのに用いられるものを使用す
ることができる。具体的には、TaC、TaCz(但
し、zは1以外の正の実数を表わし、通常、このzは1
より大きいかあるいは1より小さい数である。)で表わ
される定比化合物および不定比化合物、あるいはこれら
に酸素等の他の元素が結合、置換または侵入したもの等
を挙げることができる。これらの中でも、通常、TaC
が特に好適に使用される。上記コバルトとしては、特に
制限がないが、単体金属を好適に使用することができ
る。
The tantalum carbide is not particularly limited, and those used for producing ordinary alloys can be used. Specifically, TaC, TaCz (where z is a positive real number other than 1, and normally z is 1
It is a number greater than or less than one. ), A stoichiometric compound and a non-stoichiometric compound, or a compound in which another element such as oxygen is bound, substituted or invaded. Among these, usually TaC
Are particularly preferably used. The cobalt is not particularly limited, but a simple metal can be preferably used.

【0023】前記炭化タングステン、前記炭化チタン、
前記炭化タンタルおよび前記コバルトは、特に純粋であ
る必要はなく、本発明の目的を達成するのに支障のない
範囲であれば不純物を含有していてもよい。例えば、前
記炭化タングステンにおいては、微量の過剰炭素、過剰
金属、酸化物等の不純物等を含有していてもよい。
The tungsten carbide, the titanium carbide,
The tantalum carbide and the cobalt do not need to be particularly pure, and may contain impurities as long as the objects of the present invention are not impaired. For example, the tungsten carbide may contain a trace amount of excess carbon, excess metal, impurities such as oxides, and the like.

【0024】本発明に用いられるサーメットとしては、
例えば、Ti、W、Mo、Cr、Ta、Nb、V、Z
r、Hf等の炭化物および窒化物に、Co、Ni、C
r、Mo、Fe等の金属を燒結助材として含有している
サーメット材を挙げることができ、一般にサーメット材
として知られているものであれば、特に制限なく用いる
ことができる。
As the cermet used in the present invention,
For example, Ti, W, Mo, Cr, Ta, Nb, V, Z
For carbides and nitrides such as r and Hf, Co, Ni, C
A cermet material containing a metal such as r, Mo or Fe as a sintering aid can be mentioned, and any material generally known as a cermet material can be used without particular limitation.

【0025】具体例としては、WC、Mo2 C、Cr3
2 、TaC、NbC、VC、TiC、ZrC、Hf
C、TaN、NbN、VN、TiN、ZrN、HfN、
Ta(C,O)、Ti(C,O)、Ti(N,O)、
(W,Ti)C、(W,Ta,Ti)C、(W,Ta,
Nb,Ti)C、Ti(C,N)、Ti(C,N,
O)、(Ti,Zr)C、(Ti,Zr)(C,N)等
に、燒結助材としてCoおよび/またはNiや、Coお
よび/またはNiの他にCr,Mo,Fe等を含有した
もの等を挙げることができる。
Specific examples include WC, Mo 2 C, Cr 3
C 2 , TaC, NbC, VC, TiC, ZrC, Hf
C, TaN, NbN, VN, TiN, ZrN, HfN,
Ta (C, O), Ti (C, O), Ti (N, O),
(W, Ti) C, (W, Ta, Ti) C, (W, Ta,
Nb, Ti) C, Ti (C, N), Ti (C, N,
O), (Ti, Zr) C, (Ti, Zr) (C, N), etc., contains Co and / or Ni as a sintering aid, and Cr, Mo, Fe, etc. in addition to Co and / or Ni. You can list the things that you did.

【0026】サーメットにつき上記とは別の表現をする
とすれば、次のような記述も可能である。すなわち、本
発明に使用することのできるサーメットとしては、Ti
CにWCやTaCやTiNを添加し、結合相としてNi
やMoを添加したものを言い、例えばTiC−TaC−
Ni、TiC−TaC−Mo、TiC−TaC−Ni−
Mo、TiC−TiN−Ni、TiC−TiN−Mo、
TiC−TiN−Ni−Mo、TiC−TiN−TaC
−WC−Ni、TiC−TiN−TaC−WC−Mo、
TiC−TiN−TaC−WC−Ni−Mo、TiN−
TaN−Ni、TiN−TaN−Mo、TiN−TaN
−Ni−Mo、TiC−TaN−Ni、TiC−TaN
−Mo、TiC−TaN−Ni−Mo、TiC−Ni、
TiC−Mo、TiC−Ni−Mo、TiC−Ni、T
iC−Mo、TiC−Ni−Mo、TiC−TaN−N
i、TiC−TaN−Mo、TiC−TaN−Ni−M
o等を挙げることができる。なお、これらはその他の元
素またはその炭化物を含有していても良い。
If the cermet is expressed differently from the above, the following description is also possible. That is, as the cermet that can be used in the present invention, Ti
WC, TaC and TiN are added to C and Ni is used as a binder phase.
Or Mo added, for example TiC-TaC-
Ni, TiC-TaC-Mo, TiC-TaC-Ni-
Mo, TiC-TiN-Ni, TiC-TiN-Mo,
TiC-TiN-Ni-Mo, TiC-TiN-TaC
-WC-Ni, TiC-TiN-TaC-WC-Mo,
TiC-TiN-TaC-WC-Ni-Mo, TiN-
TaN-Ni, TiN-TaN-Mo, TiN-TaN
-Ni-Mo, TiC-TaN-Ni, TiC-TaN
-Mo, TiC-TaN-Ni-Mo, TiC-Ni,
TiC-Mo, TiC-Ni-Mo, TiC-Ni, T
iC-Mo, TiC-Ni-Mo, TiC-TaN-N
i, TiC-TaN-Mo, TiC-TaN-Ni-M
o etc. can be mentioned. Note that these may contain other elements or their carbides.

【0027】これらの中でも、炭化チタン、炭化タング
ステンおよび窒化チタン系のサーメットが好適に使用さ
れる。特に好ましいものとしては、TiC、TiN、T
iCN等にNi、CoあるいはMoを燒結助材として用
いたサーメット材を挙げることができる。なお、前記基
材においては、市販されているものをも使用することが
できる。また、市販されていないものを使用する場合に
おいては、前記成分を適宜の割合で配合した後に、燒結
等の方法によって基材を得ることができる。
Among these, titanium carbide, tungsten carbide and titanium nitride cermets are preferably used. Particularly preferred are TiC, TiN, T
A cermet material that uses Ni, Co, or Mo as a sintering aid for iCN or the like can be given. In addition, as the base material, a commercially available material can be used. Further, when a commercially available product is used, the base material can be obtained by a method such as sintering after the components are blended in an appropriate ratio.

【0028】なお、燒結に先立ち、前記成分とともに、
必要に応じて、パラフィン、ステアリン酸、しょうのう
等を主成分とする補助結合剤等を含有していてもよい。
前記焼結の方法としては、特に制限がなく、従来から公
知の焼結方法に従って行なうことができる。
Prior to sintering, together with the above components,
If necessary, an auxiliary binder containing paraffin, stearic acid, camphor, etc. as a main component may be contained.
The sintering method is not particularly limited and can be performed according to a conventionally known sintering method.

【0029】前記燒結の方法においては、前記各成分を
粉末状、微粉末状、超微粒子状、ウイスカー状、あるい
は他の各種の形状のものとして使用することが可能であ
るが、平均粒径が、通常、0.05〜4μm、好ましく
は、1〜3μm程度の微粒子もしくは超微粒子状のもの
や、アスペクト比が20〜200程度のウイスカー状の
もの等を好適に使用することができる。
In the sintering method, each of the above components can be used in the form of powder, fine powder, ultrafine particles, whiskers, or other various shapes, but the average particle size is Usually, fine particles or ultrafine particles having a size of 0.05 to 4 μm, preferably 1 to 3 μm, whiskers having an aspect ratio of about 20 to 200, and the like can be preferably used.

【0030】燒結温度しては、通常、1,200〜1,
600℃、好ましくは1,300〜1,600℃あるい
は1,300〜1,550℃あるいは1,350〜1,
550℃の範囲内にするのが適当である。燒結時間は、
通常、0.5時間以上、好ましくは、1〜2時間程度の
範囲内にするのが適当である。
The sintering temperature is usually 1,200 to 1,
600 ° C, preferably 1,300 to 1,600 ° C or 1,300 to 1,550 ° C or 1,350 to 1,
A temperature within the range of 550 ° C is suitable. Sintering time is
Usually, it is suitable to be within a range of 0.5 hours or more, preferably about 1 to 2 hours.

【0031】ダイヤモンド類被覆部材を製造するのに使
用される基材の形状については、特に制限はない。前記
基材は、例えば、前記燒結に際して予め所望の形状にし
ておいてから燒結をすることができるし、あるいは、前
記燒結後、必要に応じて所望の形状に加工して、この発
明のダイヤモンド類被覆部材の基材として用いることが
できる。
There is no particular limitation on the shape of the substrate used for producing the diamond-coated member. The base material can be, for example, previously formed into a desired shape upon sintering and then sintered, or after the sintering, if necessary, processed into a desired shape to obtain the diamonds of the present invention. It can be used as a base material for a covering member.

【0032】このエッチング処理工程においては、前記
基材の表面にエッチング処理をする。上記基材の表面を
エッチング処理する方法としては、例えば、ウェットエ
ッチングやドライエッチングを挙げることができる。ウ
ェットエッチングとしては、酸によるエッチング処理や
電解エッチングなどを挙げることができる。
In this etching process, the surface of the base material is etched. Examples of the method for etching the surface of the base material include wet etching and dry etching. Examples of the wet etching include etching treatment with acid and electrolytic etching.

【0033】酸によるエッチング処理を行なう場合の酸
としては、特に限定はないが、例えば、硝酸、硫酸、塩
酸、フッ酸等を挙げることができる。また、上記酸を、
一種単独で用いてもよく、二種以上を混合して用いても
よい。上記の酸の中でも、硝酸とフッ酸との混酸、フッ
化水素と硝酸とから得られる混酸が特に好ましい。
The acid used for the etching treatment with an acid is not particularly limited, and examples thereof include nitric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid and hydrofluoric acid. In addition, the above acid,
One kind may be used alone, or two or more kinds may be mixed and used. Among the above acids, a mixed acid of nitric acid and hydrofluoric acid and a mixed acid obtained from hydrogen fluoride and nitric acid are particularly preferable.

【0034】以下、酸によるエッチング処理の一例とし
て、硝酸とフッ酸との混酸もしくはフッ化水素と硝酸と
から得られる混酸を使用する場合について詳細に記載す
る。ただし、本発明における酸によるエッチング処理
は、これに限定されない。フッ化水素と硝酸とから得ら
れる混酸を調製するときのフッ化水素としては、フッ化
水素そのものを使用することができるし、フッ化水素の
水溶液であるフッ化水素酸の形態で使用することもでき
る。
The case of using a mixed acid of nitric acid and hydrofluoric acid or a mixed acid obtained from hydrogen fluoride and nitric acid will be described in detail below as an example of the acid etching treatment. However, the acid etching treatment in the present invention is not limited to this. As hydrogen fluoride when preparing a mixed acid obtained from hydrogen fluoride and nitric acid, hydrogen fluoride itself can be used, or it can be used in the form of hydrofluoric acid which is an aqueous solution of hydrogen fluoride. You can also

【0035】上記混酸を使用する場合においては、フッ
化水素と硝酸とから得られる混酸中、フッ化水素が分解
していないと仮定した場合のそのフッ化水素の含有量
は、通常5〜50モル%、好ましくは10〜40モル%
である。また、この混液中における硝酸濃度としては、
通常5〜65モル%であり、好ましくは15〜60モル
%ある。上記の範囲内で混酸中にフッ化水素と硝酸とが
含有されていると、そのような混酸で処理した基材層上
に密着性良く被覆層を形成することができる。
When the above mixed acid is used, the content of hydrogen fluoride in the mixed acid obtained from hydrogen fluoride and nitric acid is usually 5 to 50, assuming that hydrogen fluoride is not decomposed. Mol%, preferably 10-40 mol%
Is. The nitric acid concentration in this mixture is:
It is usually 5 to 65 mol%, preferably 15 to 60 mol%. When hydrogen fluoride and nitric acid are contained in the mixed acid within the above range, the coating layer can be formed on the substrate layer treated with such mixed acid with good adhesion.

【0036】上記した範囲内にフッ化水素が含有される
ようにするには、フッ化水素酸を使用するときには、1
0〜50%、好ましくは20〜46%のフッ化水素を含
有するフッ化水素酸が好ましい。また、硝酸としては、
濃度が30〜70%、特に30〜61%である硝酸が好
ましい。実際的見地からすると、フッ化水素と硝酸とか
ら得られる混酸としては、実質的にフッ化水素酸と硝酸
とからなる混合物が好ましく、必要に応じて他の無機
酸、例えば硫酸等を混合してなる混合物を使用すること
もできる。実質的にフッ化水素酸と硝酸とからなる混合
物を採用する場合、フッ化水素および硝酸が前述した含
有量になるようにフッ化水素酸および硝酸それぞれの濃
度を調製するのがよい。
In order to contain hydrogen fluoride within the above range, when hydrofluoric acid is used, 1
Hydrofluoric acid containing 0 to 50%, preferably 20 to 46% hydrogen fluoride is preferred. Also, as nitric acid,
Nitric acid having a concentration of 30 to 70%, particularly 30 to 61% is preferable. From a practical point of view, the mixed acid obtained from hydrogen fluoride and nitric acid is preferably a mixture consisting essentially of hydrofluoric acid and nitric acid, and other inorganic acids such as sulfuric acid may be mixed if necessary. It is also possible to use mixtures which consist of When a mixture consisting essentially of hydrofluoric acid and nitric acid is adopted, it is preferable to adjust the respective concentrations of hydrofluoric acid and nitric acid so that the contents of hydrogen fluoride and nitric acid are as described above.

【0037】本発明における酸によるエッチング処理と
しては、通常、前記酸中に基材を浸漬する手法、基材の
表面に前記酸をスプレイする手法等、各種の方法を採用
することができる。要するに、中間層を設けるべき基材
の所定表面を前記酸と接触させることができればよいの
である。
As the etching treatment with an acid in the present invention, various methods such as a method of immersing the base material in the acid and a method of spraying the acid on the surface of the base material can be adopted. In short, it suffices if the predetermined surface of the base material on which the intermediate layer is provided can be brought into contact with the acid.

【0038】前記酸によるエッチング処理の温度として
は、特に限定はないが、例えば、上記混酸を使用する場
合には、通常20〜100℃が好ましく、特に50〜9
5℃が好ましい。処理温度が20℃より低い場合には、
エッチングに時間がかかるため、Co等が十分にエッチ
ングされないことがある。また、処理温度が100℃よ
り高い場合には、基材の表面のエッチングが激しく進行
するため制御性が悪くなる。
The temperature of the etching treatment with the acid is not particularly limited, but for example, when the above-mentioned mixed acid is used, it is usually preferably 20 to 100 ° C., particularly 50 to 9 ° C.
5 ° C is preferred. If the treatment temperature is lower than 20 ° C,
Since etching takes time, Co or the like may not be sufficiently etched. Further, when the treatment temperature is higher than 100 ° C., the controllability becomes poor because the etching of the surface of the base material progresses violently.

【0039】前記酸によるエッチング処理の時間として
は、十分にエッチングが施される限り特に限定はない
が、例えば、上記混酸を使用する場合には、通常0.5
秒〜300秒が好ましく、特に1秒〜120秒が好まし
い。処理時間が0.5秒より短い場合には、エッチング
処理が不十分になる場合がある。また、300秒より長
い場合には、エッチング処理が進み過ぎて基板の強度が
低下する場合がある。
The time for the etching treatment with the acid is not particularly limited as long as the etching is sufficiently performed. For example, when the above-mentioned mixed acid is used, it is usually 0.5.
Seconds to 300 seconds are preferable, and 1 second to 120 seconds is particularly preferable. If the treatment time is shorter than 0.5 seconds, the etching treatment may be insufficient. On the other hand, if the time is longer than 300 seconds, the strength of the substrate may decrease due to excessive progress of the etching process.

【0040】一方、電解エッチングを行なう場合の電解
液としては、塩酸、硝酸、硫酸、フッ化水素酸などの無
機酸およびアルコールなどを挙げることができる。これ
らは単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いて
もよい。上記電解液の中でも、フッ化水素と硫酸とアル
コールとを有する溶液が本発明の方法には好適である。
On the other hand, examples of the electrolytic solution for electrolytic etching include inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid and hydrofluoric acid, and alcohols. These may be used alone or in combination of two or more. Among the above electrolytic solutions, a solution containing hydrogen fluoride, sulfuric acid and alcohol is suitable for the method of the present invention.

【0041】フッ化水素と硫酸とアルコールとを含有す
る溶液を調製するときのフッ化水素としては、フッ化水
素そのものを使用することができるし、フッ化水素の水
溶液であるフッ化水素酸の形態で使用することもでき
る。実際的見地からすると、フッ化水素と硫酸とアルコ
ールとを含有する溶液としては、アルコールにフッ化水
素酸と硫酸とを混合してなる混合物が好ましく、必要に
応じて他の無機酸、例えば硝酸、塩酸等を混合すること
もできる。
As the hydrogen fluoride when preparing the solution containing hydrogen fluoride, sulfuric acid and alcohol, hydrogen fluoride itself can be used, or hydrogen fluoride which is an aqueous solution of hydrogen fluoride can be used. It can also be used in the form. From a practical point of view, the solution containing hydrogen fluoride, sulfuric acid and alcohol is preferably a mixture of alcohol with hydrofluoric acid and sulfuric acid, and if necessary, other inorganic acid such as nitric acid. It is also possible to mix hydrochloric acid and the like.

【0042】以下、電解エッチングの一例として、電解
液をフッ化水素と硫酸とアルコールとを含有する溶液と
した場合について詳細に記載する。ただし、本発明にお
ける電解エッチングは、これに限定されない。上記フッ
化水素と硫酸とアルコールとを含有する溶液におけるフ
ッ化水素の濃度は、通常1〜3モル%であり、好ましく
は、1〜2モル%である。実質的にフッ化水素酸を用い
てフッ化水素と硫酸とアルコールとからなる溶液を調製
する場合、混合後のフッ化水素の濃度が上記濃度範囲に
なるようにフッ化水素酸を調製して用いるのがよい。上
記フッ化水素と硫酸とアルコールとからなる溶液におけ
る硫酸濃度としては、通常5〜10モル%であり、好ま
しくは6〜8モル%である。
As an example of electrolytic etching, the case where the electrolytic solution is a solution containing hydrogen fluoride, sulfuric acid and alcohol will be described in detail below. However, the electrolytic etching in the present invention is not limited to this. The concentration of hydrogen fluoride in the solution containing hydrogen fluoride, sulfuric acid and alcohol is usually 1 to 3 mol%, preferably 1 to 2 mol%. When preparing a solution consisting essentially of hydrofluoric acid and hydrogen fluoride, sulfuric acid, and alcohol, prepare hydrofluoric acid so that the concentration of hydrogen fluoride after mixing falls within the above concentration range. Good to use. The concentration of sulfuric acid in the solution of hydrogen fluoride, sulfuric acid and alcohol is usually 5 to 10 mol%, preferably 6 to 8 mol%.

【0043】前記アルコールとしては、この発明の目的
を阻害しない限りにおいては特に制限はないが、例え
ば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノー
ル等を挙げることができる。その中でも、特にメタノー
ルが好ましい。この場合においては、前記フッ化水素と
硫酸とアルコールとからなる溶液中に、前記基材が正極
に、対向電極が負極になるように、対向電極を設けて前
記基材の表面の電解エッチングを行なう。
The alcohol is not particularly limited as long as it does not impair the object of the present invention, and examples thereof include methanol, ethanol, propanol and butanol. Among them, methanol is particularly preferable. In this case, a counter electrode is provided in a solution composed of the hydrogen fluoride, sulfuric acid, and alcohol so that the base material is the positive electrode and the counter electrode is the negative electrode, and electrolytic etching of the surface of the base material is performed. To do.

【0044】上記電極の材質としては、電解エッチング
中に基材の表面を阻害するような物質例えばガスを発生
するものでなければよく、特に制限はないが、例えば、
ステンレス等を挙げることができる。前記電解エッチン
グにおける電圧は、通常3〜10Vが好ましく、特に、
4〜10Vが好ましい。電圧が3Vよりも低い場合に
は、エッチングの速度が遅く非能率的である。また、電
圧が10Vより高い場合には、エッチングの速度が早く
なり過ぎて制御性が悪く、必要以上にエッチングするこ
とがある。
The material of the electrode is not particularly limited as long as it does not generate a substance that inhibits the surface of the base material, such as a gas, during electrolytic etching.
Examples thereof include stainless steel. Usually, the voltage in the electrolytic etching is preferably 3 to 10 V, and particularly,
4-10V is preferable. If the voltage is lower than 3V, the etching rate is slow and inefficient. When the voltage is higher than 10 V, the etching rate becomes too fast and the controllability is poor, and etching may be performed more than necessary.

【0045】前記電解エッチングにおける電流は、単位
面積当たりの電流が0.01〜5A/cm2 であるのが
好ましく、特に、0.1〜1A/cm2 が好ましい。単
位面積当たりの電流が0.01A/cm2 より小さい場
合には、エッチングが十分に行われない。また、単位面
積当たりの電流が5A/cm2 より大きい場合には、エ
ッチングが進み過ぎて基板の強度の低下を招くことがあ
る。
The electric current in the electrolytic etching is preferably 0.01 to 5 A / cm 2 per unit area, and particularly preferably 0.1 to 1 A / cm 2 . When the current per unit area is less than 0.01 A / cm 2 , etching is not sufficiently performed. Further, if the current per unit area is larger than 5 A / cm 2 , etching may proceed excessively and the strength of the substrate may be lowered.

【0046】前記電解エッチングにおける処理時間は、
前記基材の形状および前記電流の大きさ等により一概に
決定することはできないが、通常0.1〜60分である
のが好ましく、特に1〜30分であるのが好ましい。ド
ライエッチングとしては、例えば、プラズマによるエッ
チング処理を挙げることができる。
The processing time in the electrolytic etching is
Although it cannot be unconditionally determined depending on the shape of the base material and the magnitude of the electric current, it is usually preferably 0.1 to 60 minutes, and particularly preferably 1 to 30 minutes. As the dry etching, for example, etching treatment by plasma can be mentioned.

【0047】前記プラズマによるエッチング処理におい
ては、例えば、アルゴン、窒素ガス等の不活性ガス、四
フッ化炭素、水素ガス、酸素ガス、一酸化炭素ガス、二
酸化炭素ガス、メタノールガス、水蒸気、あるいはこれ
らの混合物等のプラズマを挙げることができる。そのな
かでも、特にアルゴン、水素ガスおよび酸素ガスが好ま
しい。
In the plasma etching process, for example, an inert gas such as argon or nitrogen gas, carbon tetrafluoride, hydrogen gas, oxygen gas, carbon monoxide gas, carbon dioxide gas, methanol gas, water vapor, or the like is used. And a plasma such as a mixture thereof. Of these, argon, hydrogen gas and oxygen gas are particularly preferable.

【0048】プラズマ化する方法としては、特に制限は
なく、一般的なダイヤモンドあるいはダイヤモンド膜の
気相合成法に利用されるプラズマ化法等の各種の方法に
よるプラズマ処理法が適用可能である。具体的には、例
えば、マイクロ波プラズマCVD法、高周波プラズマC
VD法、熱フィラメント法、ECR法等、あるいこれら
の組み合わせ法等を挙げることができる。これらの中で
も、特に、マイクロ波プラズマCVD法、高周波プラズ
マCVD法等が好ましい。また、後述するダイヤモンド
の気相合成に際して採用されるCVD法と同じCVD法
を採用すると、装置構成上便利である。
There is no particular limitation on the method for converting to plasma, and plasma processing methods by various methods such as the plasmaization method utilized in the general vapor phase synthesis method of diamond or diamond film can be applied. Specifically, for example, microwave plasma CVD method, high frequency plasma C
The VD method, the hot filament method, the ECR method and the like, or a combination method thereof and the like can be mentioned. Among these, the microwave plasma CVD method and the high frequency plasma CVD method are particularly preferable. Further, if the same CVD method as that used in the vapor phase synthesis of diamond, which will be described later, is adopted, it is convenient in terms of device configuration.

【0049】プラズマによりエッチング処理を行なう場
合の反応条件としては、従来通りの条件によって行うこ
とができる。例えば、処理圧力としては、10〜100
torrの範囲内が好ましい。圧力が前記の範囲より高
いと処理の制御性が悪く、また、低いと処理に時間がか
かる。中間層の表面の温度としては、500〜1,10
0℃の範囲内、好ましくは700〜900℃である。温
度が前記の範囲より高いと処理の制御性が悪く、再現性
が悪いし、また、低いと処理に時間がかかる。処理時間
は、1分〜200分、好ましくは60分である。
The reaction conditions for the etching treatment with plasma may be those conventionally used. For example, the processing pressure is 10 to 100.
A range of torr is preferred. When the pressure is higher than the above range, the controllability of the treatment is poor, and when it is low, the treatment takes time. The temperature of the surface of the intermediate layer is 500 to 1,10.
Within the range of 0 ° C, preferably 700 to 900 ° C. When the temperature is higher than the above range, the controllability of the treatment is poor and the reproducibility is poor, and when the temperature is low, the treatment takes time. The processing time is 1 minute to 200 minutes, preferably 60 minutes.

【0050】本発明において上記のようなエッチング処
理を行なうことにより、基材上にダイヤモンド膜を形成
する際に有害な結合相を作る原因になるコバルト等の金
属が除去され、しかも基材の表面に凹凸や細孔が生じ
る。その結果、基材と中間層との密着性が向上し、さら
に、後述する中間層がこの凹凸や細孔の形状に応じて形
成され、後述する気相法によるダイヤモンド膜の合成時
に、生成するダイヤモンド膜がこの中間層表面の凹凸や
細孔に入り込み、基材への密着性に優れたダイヤモンド
膜を合成することができるのである。
By carrying out the above-described etching treatment in the present invention, the metal such as cobalt which causes a harmful binding phase when forming the diamond film on the base material is removed, and the surface of the base material is removed. Irregularities and pores occur on the As a result, the adhesion between the base material and the intermediate layer is improved, and further, the intermediate layer described later is formed according to the shapes of the irregularities and the pores, and is generated during the synthesis of the diamond film by the vapor phase method described later. The diamond film enters the irregularities and pores on the surface of the intermediate layer, and a diamond film having excellent adhesion to the substrate can be synthesized.

【0051】(2)被覆層を基材表面に形成する工程
(被覆層形成工程) この被覆層形成工程では、周期律表第IVA族、 第VA
族および第VIA族に属する金属並びにSiから選択さ
れる少なくとも一種の金属、周期律表第IVA族、 第V
A族および第VIA族に属する金属並びにSiの炭化
物、窒化物および炭窒化物から選択される少なくとも一
種の金属化合物からなる群から選択される少なくとも一
種からなる被覆層を、基材の表面に形成する。
(2) Step of Forming Coating Layer on Substrate Surface (Coating Layer Forming Step) In this coating layer forming step, in the periodic table group IVA, VA
Metal belonging to Group VIA and Group VIA and at least one metal selected from Si, Group IVA of Group I, V
Forming a coating layer of at least one selected from the group consisting of metals belonging to Group A and Group VIA and at least one metal compound selected from carbides, nitrides and carbonitrides of Si on the surface of a substrate To do.

【0052】これら被覆層を形成する物質の中でもさら
に好ましいのは、金属チタン、窒化チタン、炭化チタン
および炭窒化チタンであり、また金属タンタル、窒化タ
ンタル、炭化タンタルおよび炭窒化タンタルである。こ
れらはその一種で使用されても良いし、また二種以上の
各種の組成をもって使用されても良い。
Among the materials forming these coating layers, more preferred are titanium metal, titanium nitride, titanium carbide and titanium carbonitride, and also metal tantalum, tantalum nitride, tantalum carbide and tantalum carbonitride. These may be used in one kind, or may be used in various compositions of two or more kinds.

【0053】前記窒化チタンとしては、たとえば、Ti
N、あるいは、TiNx 、TiN−Ti、Ti−N等に
よって表されるものなどを挙げることができる。前記炭
化チタンとしては、たとえば、TiC、あるいは、Ti
x 、TiC−C、TiC−Ti、TiC−Ti−C、
Ti−C等によって表されるものを挙げることができ
る。前記炭窒化チタンとしては、たとえば、TiCN、
TiC・TiN、TiCX ・TiNx 、TiC・TiN
−C、TiC・TiN−Ti、TiC・TiN−Ti−
C、Ti−N−C等によって表されるものを挙げること
ができる。
As the titanium nitride, for example, Ti
N, or those represented by TiN x , TiN-Ti, Ti-N and the like can be mentioned. Examples of the titanium carbide include TiC or Ti
C x, TiC-C, TiC -Ti, TiC-TiC,
Examples thereof include those represented by Ti-C and the like. Examples of the titanium carbonitride include TiCN,
TiC · TiN, TiC X · TiN x, TiC · TiN
-C, TiC / TiN-Ti, TiC / TiN-Ti-
Those represented by C, Ti-N-C and the like can be mentioned.

【0054】すなわち、前記チタン含有の被覆層として
は、通常Ti、TiN、TiCまたはTiCNで表され
るものが好ましいが、これらの二種以上からなるもので
あってもよく、さらには、これらの一種または二種以上
に、Ti、Cおよび/またはN成分が過剰に含有してい
るものであってもよい。また、このチタンを含有する被
覆層には、本発明の目的を阻害しない範囲で、Ti、C
およびN以外の他の元素もしくは成分を含有してもよ
い。
That is, the titanium-containing coating layer is usually preferably represented by Ti, TiN, TiC or TiCN, but may be composed of two or more of these, and further, One, or two or more, may contain Ti, C and / or N components in excess. In addition, the titanium-containing coating layer contains Ti and C within the range that does not impair the object of the present invention.
Other elements or components other than N and N may be contained.

【0055】該被覆層を前記基材の面上に形成させる方
法としては、一般に用いられている方法、例えば一般に
用いられるイオンプレーティング法やスパッタ法等を採
用することができる。前記被覆層の膜厚としては、特に
制限はないが、通常、通常、100〜50,000Å、
好ましくは1,000〜30,000Åの範囲から、所
望の厚みの固溶体層が得られるように選択される。この
膜厚が100Å未満では中間層の効果が期待しがたく、
また50,000Åを超えると中間層自身の強度が低下
する。
As a method for forming the coating layer on the surface of the base material, a generally used method, for example, a commonly used ion plating method or sputtering method can be adopted. The thickness of the coating layer is not particularly limited, but is usually 100 to 50,000Å
It is preferably selected from the range of 1,000 to 30,000Å so that a solid solution layer having a desired thickness can be obtained. If the film thickness is less than 100Å, the effect of the intermediate layer cannot be expected,
On the other hand, if it exceeds 50,000Å, the strength of the intermediate layer itself decreases.

【0056】(3)加熱処理する工程(加熱処理工程) このようにして基材の表面に形成された被覆層が、この
加熱処理工程において700〜1,500℃、好ましく
は1,200〜1,500℃に加熱処理される。この加
熱処理により、上記被覆層と基材との密着性が高まる。
(3) Heat Treatment Step (Heat Treatment Step) The coating layer thus formed on the surface of the substrate is 700 to 1,500 ° C., preferably 1,200 to 1, in this heat treatment step. Heat treatment at 500 ° C. This heat treatment enhances the adhesion between the coating layer and the base material.

【0057】基材に対する被覆層の密着性が向上する理
由は、この加熱処理により、前記被覆層を構成する金属
または化合物の一部が基材中に含浸、あるいは浸透する
からであると、推定される。したがって、この加熱処理
の温度は、本発明の方法においては極めて重要であり、
700℃未満の加熱温度では、加熱処理を行っても蒸着
金属または化合物の基材への含浸による化学結合が生じ
ず、十分な密着性が発現しない。一方、1,500℃を
越える高温においては、そのような高温で加熱処理する
と、基材の変形を招くと言う不都合を生じる。
It is presumed that the reason why the adhesion of the coating layer to the base material is improved is that a part of the metal or compound constituting the coating layer is impregnated or permeated into the base material by this heat treatment. To be done. Therefore, the temperature of this heat treatment is extremely important in the method of the present invention,
At a heating temperature of less than 700 ° C., even if a heat treatment is performed, chemical bonding due to impregnation of the vapor-deposited metal or compound into the substrate does not occur, and sufficient adhesion is not exhibited. On the other hand, at a high temperature exceeding 1,500 ° C., the heat treatment at such a high temperature causes a disadvantage that the substrate is deformed.

【0058】加熱処理の雰囲気としては、アルゴン、ヘ
リウム、窒素ガス等の不活性ガスが好ましい。加熱処理
時の圧力としては、5torr〜3,000気圧の範囲
から適宜に選択される。これらの雰囲気ガスや圧力は、
上記被覆層の成分によって適宜に決定される。例えば、
金属種がチタンである場合には、加熱温度は1,200
〜1,450℃が好ましく、雰囲気としては真空中、ア
ルゴンガスまたはヘリウムガスが好ましく、圧力として
は5torr〜3,000気圧の範囲にするのが好まし
い。さらに、この加熱処理時の昇温速度は5〜20℃/
分程度にするのが好ましく、加熱処理温度での保持時間
は5〜600分間にするのが良い。
The atmosphere for the heat treatment is preferably an inert gas such as argon, helium or nitrogen gas. The pressure during the heat treatment is appropriately selected from the range of 5 torr to 3,000 atm. These atmospheric gases and pressures
It is appropriately determined depending on the components of the coating layer. For example,
When the metal species is titanium, the heating temperature is 1,200.
The temperature is preferably in the range of 1 to 1,450 ° C., the atmosphere is preferably vacuum, argon gas or helium gas, and the pressure is preferably in the range of 5 torr to 3,000 atm. Furthermore, the rate of temperature rise during this heat treatment is 5 to 20 ° C /
It is preferable that the heating time is about 5 minutes, and the holding time at the heat treatment temperature is preferably 5 to 600 minutes.

【0059】エッチングによって基材表面に微細な凹凸
や細孔が形成されている場合は、この基材表面に接合さ
れている被覆層もその凹凸や細孔の形状に応じた形状を
有するに至る。したがって、加熱処理後の被覆層の表面
に凹凸が形成され、この上に形成されるダイヤモンド薄
膜にアンカー効果が奏され、基材とダイヤモンドとの密
着性が向上する。また、ダイヤモンド薄膜と含浸せずに
残っている金属との間で化学結合(炭化物)が生じ、こ
れによっても密着性の向上が期待できる。なお、加熱処
理によっても基材表面に微細な凹凸や細孔が形成される
ので、エッチング処理を行なわない場合も、上記の場合
と類似の効果が期待できる。
When fine irregularities or pores are formed on the surface of the base material by etching, the coating layer bonded to the surface of the base material also has a shape corresponding to the shape of the irregularities or pores. .. Therefore, irregularities are formed on the surface of the coating layer after the heat treatment, the diamond thin film formed thereon has an anchor effect, and the adhesion between the base material and the diamond is improved. In addition, a chemical bond (carbide) is formed between the diamond thin film and the metal remaining without being impregnated, which can also be expected to improve the adhesion. Since the heat treatment also forms fine irregularities and pores on the surface of the base material, similar effects to those described above can be expected even when the etching treatment is not performed.

【0060】さらに、この被覆層は、その後のダイヤモ
ンド合成時の基板の加熱時に、基材の内部からCo等の
活性金属が基材表面に析出してくるのを防止することが
でき、これによってもダイヤモンド薄膜の密着性の向上
が期待できる。このような加熱処理を行うことによって
形成された中間層は、更に必要に応じて、ダイヤモンド
砥粒などによる通常の傷付け処理が行われても良い。
Furthermore, this coating layer can prevent active metals such as Co from depositing on the surface of the substrate from the inside of the substrate during heating of the substrate during the subsequent diamond synthesis. Can be expected to improve the adhesion of diamond thin films. The intermediate layer formed by performing such heat treatment may be further subjected to normal scratch treatment with diamond abrasive grains or the like, if necessary.

【0061】(4)ダイヤモンド類層を形成する工程
(ダイヤモンド類層形成工程) 本願発明においては、上記のようにして熱処理された中
間層の表面に、ダイヤンモンド類の薄層を被覆する。こ
こでいうダイヤモンド類とは、ダイヤモンドの他に、ダ
イヤモンド状炭素を一部において含有するダイヤモンド
およびダイヤモンド状炭素を含む。ダイヤモンド類の薄
層の形成方法としては、従来から各種の方法が知られて
おり、特に限定はないが、本発明の方法においては、以
下に示すように、炭素源ガスを使用する気相合成法を好
適に採用することができる。
(4) Step of Forming Diamond Layer (Diamond Layer Forming Step) In the present invention, the surface of the intermediate layer heat-treated as described above is coated with a thin layer of diamond. The diamonds mentioned here include diamond and diamond-like carbon partially containing diamond-like carbon, in addition to diamond. As a method for forming a thin layer of diamonds, various methods have been conventionally known and are not particularly limited, but in the method of the present invention, as shown below, vapor phase synthesis using a carbon source gas is performed. The method can be preferably adopted.

【0062】上記炭素源ガスとしては、例えば、メタ
ン、エタン、プロパン、ブタン等のパラフィン系炭化水
素;エチレン、プロピレン、ブチレン等のオレフィン系
炭化水素;アセチレン、アリレン等のアセチレン系炭化
水素;ブタジエン、アレン等のジオレフィン系炭化水
素;シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、
シクロヘキサン等の脂環式炭化水素;シクロブタジエ
ン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ナフタレン等の芳
香族炭化水素;アセトン、ジエチルケトン、ベンゾフェ
ノン等のケトン類;メタノール、エタノール等のアルコ
ール類;このほかの含酸素炭化水素;トリメチルアミ
ン、トリエチルアミン等のアミン類;このほかの含窒素
炭化水素;炭酸ガス、一酸化炭素、過酸化炭素等を挙げ
ることができる。また前記各種の化合物を混合して使用
することもできる。
Examples of the carbon source gas include paraffinic hydrocarbons such as methane, ethane, propane and butane; olefinic hydrocarbons such as ethylene, propylene and butylene; acetylene hydrocarbons such as acetylene and allylene; and butadiene. Diolefin hydrocarbons such as allene; cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane,
Alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane; aromatic hydrocarbons such as cyclobutadiene, benzene, toluene, xylene, and naphthalene; ketones such as acetone, diethyl ketone, benzophenone; alcohols such as methanol and ethanol; other oxygen-containing compounds Hydrocarbons; amines such as trimethylamine and triethylamine; other nitrogen-containing hydrocarbons; carbon dioxide gas, carbon monoxide, carbon peroxide and the like. Further, the above various compounds may be mixed and used.

【0063】これらの中でも、好ましいのはメタン、エ
タン、プロパン等のパラフィン系炭化水素、エタノー
ル、メタノール等のアルコール類、アセトン、ベンゾフ
ェノン等のケトン類、トリメチルアミン、トリエチルア
ミン等のアミン類、炭酸ガス、一酸化炭素であり、特に
一酸化炭素が好ましい。
Among these, preferred are paraffinic hydrocarbons such as methane, ethane and propane, alcohols such as ethanol and methanol, ketones such as acetone and benzophenone, amines such as trimethylamine and triethylamine, carbon dioxide, and It is carbon oxide, and carbon monoxide is particularly preferable.

【0064】なお、これらは一種単独で用いても良く、
二種以上を混合ガス等として併用してもよい。また、こ
れらは水素等の活性ガスやヘリウム、アルゴン、ネオ
ン、キセノン、窒素等の不活性ガスと混合して用いても
良い。
Incidentally, these may be used alone,
You may use together 2 or more types as mixed gas. Further, these may be used as a mixture with an active gas such as hydrogen or an inert gas such as helium, argon, neon, xenon or nitrogen.

【0065】前記ダイヤモンド類の薄層の形成には、公
知の方法、例えば、CVD法、PVD法、PCVD法、
あるいはこれらを組み合わせた方法等、各種のダイヤモ
ンド類薄層気相合成法を使用することができ、これらの
中でも、通常、EACVD法を含めた各種の熱フィラメ
ント法、熱プラズマ法を含めた各種の直流プラズマCV
D法、熱プラズマ法を含めたマイクロ波プラズマCVD
法等を好適に使用することができる。
A known method for forming the thin layer of diamonds, for example, a CVD method, a PVD method, a PCVD method,
Alternatively, various diamond thin-layer vapor phase synthesis methods such as a combination thereof can be used, and among them, various hot filament methods including EACVD method and various methods including thermal plasma method are usually used. DC plasma CV
Microwave plasma CVD including D method and thermal plasma method
The method etc. can be used conveniently.

【0066】ダイヤモンド類の薄層の形成条件として
は、特に制限はなく、前記の気相合成法に通常用いられ
る反応条件を適用することができる。例えば、反応圧力
としては、通常、10-6〜103 Torrが好ましく、
特に1〜800Torrの範囲内であるのが好ましい。
反応圧力が10-6Torrよりも低い場合には、ダイヤ
モンド類の薄層の形成速度が遅くなることがある。ま
た、103 Torrより高い場合には、103 Torr
の時に得られる効果に比べて、それ以上の効果がない。
The conditions for forming the thin layer of diamonds are not particularly limited, and the reaction conditions usually used in the above vapor phase synthesis method can be applied. For example, the reaction pressure is usually preferably 10 −6 to 10 3 Torr,
In particular, it is preferably within the range of 1 to 800 Torr.
When the reaction pressure is lower than 10 -6 Torr, the formation rate of a thin layer of diamonds may be slow. In addition, if higher than 10 3 Torr is, 10 3 Torr
There is no more effect compared to the effect obtained at.

【0067】前記基材の表面温度としては、前記原料ガ
スの活性化手段等により異なるので、一概に規定するこ
とはできないが、通常、300〜1,000℃、好まし
くは、450〜950℃の範囲内にするのがよい。この
温度が300℃よりも低い場合には、結晶性のダイヤモ
ンド類の薄層の形成が不十分になることがある。また、
温度が1,000℃を超える場合においては、形成され
たダイヤモンド類の薄層のエッチングおよびダイヤモン
ドのグラファイト化が生じ易くなる。
The surface temperature of the base material cannot be unconditionally specified because it depends on the means for activating the raw material gas and the like, but it is usually 300 to 1,000 ° C., preferably 450 to 950 ° C. It is better to stay within the range. If this temperature is lower than 300 ° C, the formation of a thin layer of crystalline diamond may be insufficient. Also,
When the temperature exceeds 1,000 ° C., etching of the formed thin layer of diamonds and graphitization of diamond are likely to occur.

【0068】反応時間としては、特に限定はなく、ダイ
ヤモンド類の薄層が所望の厚みとなるように、ダイヤモ
ンド類の薄層の形成速度に応じて適宜に設定するのが好
ましい。前記基材の表面に形成させるダイヤモンド類の
薄層の厚みは、ダイヤモンド類被覆部材の使用目的等に
より異なるので一律に定めることはできないが、工具の
場合、通常は5μm以上、好ましくは、10〜50μm
以上が適当である。ダイヤモンド類の薄層が薄すぎる場
合には、基材の表面を十分に被覆することができないこ
とがある。このようにして、前記中間層の表面にダイヤ
モンド薄層が形成される際に、原料の炭素源ガスと中間
層の金属とが反応して、中間層の金属が炭化され、次い
でダイヤモンドが生成することになるので、中間層とダ
イヤモンド薄層との間の密着性が向上する。
The reaction time is not particularly limited, and it is preferable to appropriately set the reaction time so that the thin layer of diamonds has a desired thickness in accordance with the formation rate of the thin layer of diamonds. The thickness of the thin layer of diamonds formed on the surface of the base material cannot be uniformly determined because it depends on the purpose of use of the diamond-coated member and the like, but in the case of tools, it is usually 5 μm or more, preferably 10 to 50 μm
The above is appropriate. If the thin layer of diamonds is too thin, it may not be possible to sufficiently coat the surface of the substrate. In this way, when the thin diamond layer is formed on the surface of the intermediate layer, the carbon source gas of the raw material reacts with the metal of the intermediate layer, the metal of the intermediate layer is carbonized, and then diamond is formed. Therefore, the adhesion between the intermediate layer and the diamond thin layer is improved.

【0069】以上のようにして、本発明の方法により、
ダイヤモンド類被覆部材を製造することができる。
As described above, according to the method of the present invention,
A diamond coated member can be manufactured.

【0070】[0070]

【実施例】以下に実施例を示して本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明を何等限定するものではない。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, which should not be construed as limiting the invention in any way.

【0071】(実施例1)基材として、その原料組成
が、窒化ケイ素(Si34 )92容量%、窒化チタン
(TiN)5容量%、焼結助剤である酸化イットリウム
(Y23 )3容量%であるセラミック基材を用い、そ
の形状としてはSPGN120308のスロアウェイチ
ップ(以下、これを基材Aと称する。)を用いた。
Example 1 As a base material, the raw material composition was as follows: silicon nitride (Si 3 N 4 ) 92 volume%, titanium nitride (TiN) 5 volume%, yttrium oxide (Y 2 O) which was a sintering aid. 3 ) A ceramic base material having a content of 3% by volume was used, and as the shape thereof, a throwaway chip of SPGN120308 (hereinafter, referred to as base material A) was used.

【0072】この基材の表面に、シリコンを膜厚が1,
000Åになるように蒸着した後に、アルゴン雰囲気下
に、2,000気圧において、1,450℃に15分間
かけて加熱処理をした。この基材の金属蒸着面を、平均
粒径10μm程度のダイヤモンド砥粒で傷付け処理し
た。
A silicon film having a thickness of 1 is formed on the surface of the base material.
After vapor deposition to 000 Å, it was heat-treated at 1,450 ° C. for 15 minutes in an argon atmosphere at 2,000 atm. The metal-deposited surface of this substrate was scratched with diamond abrasive grains having an average grain size of about 10 μm.

【0073】次に、この加熱処理済みの基板を、ダイヤ
モンド合成反応管内の基板支持台に載せ、一酸化炭素ガ
スを15容量%含有する一酸化炭素ガスと水素ガスとの
混合ガスを反応管に流通させた。その後、周波数2.4
5GHzのマイクロ波を導入して、プラズマCVD法に
よるダイヤモンドの形成を行なった。
Next, this heat-treated substrate was placed on a substrate support in a diamond synthesis reaction tube, and a mixed gas of carbon monoxide gas containing 15% by volume of carbon monoxide gas and hydrogen gas was introduced into the reaction tube. Distributed. Then frequency 2.4
A 5 GHz microwave was introduced to form diamond by the plasma CVD method.

【0074】なお、反応管内の圧力は40torr、基
板の温度は900℃であり、5時間かけて反応を行なっ
た。その結果、膜厚12μmのダイヤモンド膜が基材の
表面上に形成された。得られたダイヤモンド類の薄層被
覆部材につき、インデンテーション法により、ダイヤモ
ンド膜と基板の表面との密着性を評価した。
The pressure in the reaction tube was 40 torr, the temperature of the substrate was 900 ° C., and the reaction was carried out for 5 hours. As a result, a 12 μm thick diamond film was formed on the surface of the substrate. With respect to the obtained thin layer coating member of diamonds, the adhesion between the diamond film and the surface of the substrate was evaluated by the indentation method.

【0075】なお、インデンテーション法による評価方
法とは、半球形またはピラミッド形に整形されたダイヤ
モンドの圧子を評価対象物である試料に押し当てて試料
の表面を変形させ、変形後における試料の状態を観察
し、試料の密着性を評価する方法である。
The evaluation method by the indentation method means that the surface of the sample is deformed by pressing a diamond indenter shaped into a hemisphere or a pyramid against the sample to be evaluated, and the state of the sample after the deformation. Is observed and the adhesion of the sample is evaluated.

【0076】本願実施例においては試料がダイヤモンド
類の薄層被覆部材なので、基板にピラミッド形の圧子を
適当な荷重で押し込んで基板を変形させ、基板が元の状
態よりも盛り上がっている部分について観察する。この
部分においては、変形した基板がその表面に形成されて
いるダイヤモンド類の薄層を押しあげることになるの
で、ダイヤモンド類の薄層と基板との密着性が悪い場合
にはダイヤモンド類の薄層が基板から剥離する部分の面
積が大きくなるのである。したがって、剥離したダイヤ
モンド類薄層の面積の大小を測定することにより、基板
とその表面に形成されたダイヤモンド類の薄層との密着
性の良し悪しを評価することができる。
In the present embodiment, since the sample is a thin layer coating member of diamonds, a pyramid-shaped indenter is pushed into the substrate with an appropriate load to deform the substrate, and the portion where the substrate is higher than the original state is observed. To do. In this part, the deformed substrate pushes up the thin layer of diamonds formed on the surface, so if the adhesion between the thin layer of diamonds and the substrate is poor, the thin layer of diamonds That is, the area of the portion separated from the substrate becomes large. Therefore, by measuring the size of the area of the exfoliated thin diamond layer, it is possible to evaluate the quality of the adhesion between the substrate and the thin layer of diamond formed on the surface of the substrate.

【0077】本願実施例においては、測定条件として
は、ビッカース圧子への荷重を30kg・fとし、保持
時間を30秒間にし、該圧子によるダイヤモンド類薄層
の剥離面積を求め、この測定値により、密着性の大小を
評価した。その結果を表1に示す。表1に示されるよう
に、剥離面積は0.05mm2 であり、ダイヤモンド膜
と基板の表面との密着性は大きかった。
In the examples of the present application, as the measurement conditions, the load on the Vickers indenter was 30 kg · f, the holding time was 30 seconds, and the peeling area of the diamond thin layer by the indenter was obtained. The degree of adhesion was evaluated. The results are shown in Table 1. As shown in Table 1, the peeled area was 0.05 mm 2 , and the adhesion between the diamond film and the surface of the substrate was large.

【0078】(実施例2〜8)蒸着する金属種及び加熱
処理条件を表1中に示す通りに変更した外は、前記実施
例1と同様に実施した。結果を表1に示す。
(Examples 2 to 8) The same procedure as in Example 1 was carried out except that the metal species to be deposited and the heat treatment conditions were changed as shown in Table 1. The results are shown in Table 1.

【0079】(実施例9)基材として、その組成が、窒
化ケイ素(Si34 )97容量%と焼結助剤である酸
化イットリウム(Y23 )3容量%であるセラミック
基材を用い、形状がSPGN120308のスローアウ
ェイチップ(以下において基材Bと称する。)であるも
のを用いた外は、前記実施例1と同様に実施した。結果
を表1に示す。
(Example 9) As a base material, a ceramic base material having a composition of 97% by volume of silicon nitride (Si 3 N 4 ) and 3% by volume of yttrium oxide (Y 2 O 3 ) which is a sintering aid. Was carried out in the same manner as in Example 1 except that a throwaway tip having a shape of SPGN120308 (hereinafter referred to as a base material B) was used. The results are shown in Table 1.

【0080】(実施例10〜15)蒸着する金属種及び
加熱処理条件を表1中に示す通りに変更した外は、前記
実施例9と同様に実施した。結果を表1に示す。
(Examples 10 to 15) Example 10 was repeated except that the metal species to be deposited and the heat treatment conditions were changed as shown in Table 1. The results are shown in Table 1.

【0081】(実施例16〜23)基材として、その組
成が、炭化タングステン91.8重量%、炭化チタン
2.9重量%、コバルト4.9重量%である超硬合金を
用い、形状がSPGN120308のスローアウェイチ
ップ(以下において基材Cと称する。)であるものを用
いた外は、前記実施例1と同様に実施した。結果を表2
に示す。
(Examples 16 to 23) As a base material, a cemented carbide having a composition of 91.8% by weight of tungsten carbide, 2.9% by weight of titanium carbide and 4.9% by weight of cobalt was used, and the shape was The same procedure as in Example 1 was carried out except that the throwaway tip of SPGN120308 (hereinafter referred to as the base material C) was used. The results are shown in Table 2.
Shown in.

【0082】(比較例1〜15)表1中に示した通りに
して得たものにつき、実施例と同様に密着性を評価し
た。結果を表1および表2に示す。
(Comparative Examples 1 to 15) Adhesiveness was evaluated in the same manner as in Examples for the products obtained as shown in Table 1. The results are shown in Tables 1 and 2.

【0083】(実施例24〜37)基材として、それぞ
れ、表3に示すような切削工具用チップであるサイズ1
2.7mm角の超硬合金を使用し、その表面に表3に示
す方法でエッチングを施した。表3中のエッチング処理
については、「HF+NHO3 」と表示した方法では、
濃度46%のフッ酸と濃度61%の硝酸とを1:1の混
合した溶液に3秒間浸漬して行ない、「電解(HCl)
3 「電解(H2 So4 )」と表示した方法では、HC
l、H2 So4 いずれも10%濃度の水溶液1,000
mlとH2225mlとの混合液を電解液とし、電圧
を3V電解時間を5秒とした。また、「N2 プラズマ」
と表示した方法では、周波数2.45G出力400W、
処理時間1時間とした。その表3の方法で中間層を蒸着
し、表3に示す条件で熱処理した。表3の「被覆部材」
の項目のK10、P10、M10、K20は、JIS
B4053によるものであり、その詳細は以下の通りで
ある。
(Examples 24 to 37) As a base material, a cutting tool chip of size 1 as shown in Table 3 was used.
A cemented carbide of 2.7 mm square was used, and the surface thereof was etched by the method shown in Table 3. Regarding the etching treatment in Table 3, in the method indicated as "HF + NHO 3 ",
Immerse in a 1: 1 mixed solution of hydrofluoric acid having a concentration of 46% and nitric acid having a concentration of 61% for 3 seconds, and perform "electrolysis (HCl)".
3 In the method indicated as “electrolysis (H 2 So 4 )”,
l and H 2 So 4 both are 10% aqueous solution 1,000
A mixed solution of 25 ml of H 2 O 2 with H 2 O 2 was used as an electrolytic solution, and the voltage was 3 V and the electrolysis time was 5 seconds. Also, "N 2 plasma"
In the method displayed as, the frequency 2.45G output 400W,
The processing time was 1 hour. The intermediate layer was vapor-deposited by the method of Table 3 and heat-treated under the conditions shown in Table 3. "Coating member" in Table 3
Items K10, P10, M10, K20 are JIS
It is based on B4053, and the details are as follows.

【0084】K10 WC−Co系(W:87重量
%、Co:6重量%、Ta:1重量%、C:6重量%) K20 WC−Co系(W:86重量%、Co:7重
量%、Nb:1重量%、C:6重量%) P10 WC−TiC−TaC−Co系(W:50重
量%、Ti:23重量%、Ta:17重量%、Co:9
重量%、C:11重量%) M10 WC−TiC−TaC−Co系(W:70重
量%、Ti:7重量%、Ta:7重量%、Co:8重量
%、C:8重量%)。
K10 WC-Co system (W: 87% by weight, Co: 6% by weight, Ta: 1% by weight, C: 6% by weight) K20 WC-Co system (W: 86% by weight, Co: 7% by weight) , Nb: 1 wt%, C: 6 wt%) P10 WC-TiC-TaC-Co system (W: 50 wt%, Ti: 23 wt%, Ta: 17 wt%, Co: 9
%, C: 11% by weight) M10 WC-TiC-TaC-Co system (W: 70% by weight, Ti: 7% by weight, Ta: 7% by weight, Co: 8% by weight, C: 8% by weight).

【0085】熱処理後に、反応時間を10時間とした他
は実施例1と同じ条件で基材表面にダイヤモンド類薄層
を形成させ、各ダイヤモンド類被覆部材を得た。膜厚は
25μmであった。次に、得られたダイヤモンド被覆部
材につき、実施例1と同じ条件でインデンテーション法
によって、ダイヤモンド類薄層と基材との密着性を評価
した。結果を表3に示す。
After the heat treatment, a diamond thin layer was formed on the surface of the base material under the same conditions as in Example 1 except that the reaction time was 10 hours to obtain each diamond-coated member. The film thickness was 25 μm. Next, with respect to the obtained diamond-coated member, the adhesion between the thin diamond layer and the substrate was evaluated by the indentation method under the same conditions as in Example 1. The results are shown in Table 3.

【0086】[0086]

【表1】 [Table 1]

【0087】[0087]

【表2】 [Table 2]

【0088】[0088]

【表3】 [Table 3]

【0089】[0089]

【発明の効果】本発明の方法によると、基材とダイヤモ
ンド類薄層との密着性を著しく改善することができ、切
削工具、超硬工具、耐摩耗性工具等に使用したとき、高
い性能と耐久性を発揮することのできる寿命の長いダイ
ヤモンド類被覆部材を提供することができる。
According to the method of the present invention, the adhesion between the substrate and the diamond thin layer can be remarkably improved, and when used in cutting tools, cemented carbide tools, wear resistant tools, etc. It is possible to provide a diamond-like covering member that can exhibit durability and has a long life.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 周期律表第IVA族、 第VA族および第
VIA族に属する金属並びにSiから選択される少なく
とも一種の金属、周期律表第IVA族、 第VA族および
第VIA族に属する金属並びにSiの炭化物、窒化物お
よび炭窒化物から選択される少なくとも一種の金属化合
物からなる群から選択される少なくとも一種からなる被
覆層を基材表面に形成する工程と、被覆層を有する基材
を、700〜1,500℃で加熱処理する工程と、加熱
処理後に前記被覆層上に気相法によりダイヤモンド薄膜
を形成する工程とを有することを特徴とするダイヤモン
ド被覆部材の製造方法。
1. A metal belonging to Group IVA, Group VA and Group VIA of the periodic table and at least one metal selected from Si, a metal belonging to Group IVA, Group VA and Group VIA of the periodic table. And a step of forming a coating layer made of at least one selected from the group consisting of at least one metal compound selected from carbides, nitrides and carbonitrides of Si on the surface of the substrate, and a substrate having the coating layer. , 700 to 1,500 ° C., and a step of forming a diamond thin film on the coating layer by a vapor phase method after the heat treatment.
【請求項2】 基材表面をエッチング処理する工程と、
周期律表第IVA族、第VA族および第VIA族に属す
る金属並びにSiから選択される少なくとも一種の金
属、周期律表第IVA族、 第VA族および第VIA族に
属する金属並びにSiの炭化物、窒化物および炭窒化物
から選択される少なくとも一種の金属化合物からなる群
から選択される少なくとも一種からなる被覆層をエッチ
ング処理後の基材表面に形成する工程と、被覆層を有す
る基材を、700〜1,500℃で加熱処理する工程
と、加熱処理後に前記被覆層上に気相法によりダイヤモ
ンド薄膜を形成する工程とを有することを特徴とするダ
イヤモンド被覆部材の製造方法。
2. A step of etching the surface of the substrate,
At least one metal selected from metals belonging to Group IVA, Group VA and Group VIA of the Periodic Table and Si, metals belonging to Group IVA, Groups VA and VIA of the Periodic Table, and carbides of Si; A step of forming a coating layer consisting of at least one selected from the group consisting of at least one metal compound selected from nitrides and carbonitrides on the surface of the substrate after the etching treatment, and a substrate having a coating layer, A method for manufacturing a diamond-coated member, comprising: a step of heat treatment at 700 to 1,500 ° C .; and a step of forming a diamond thin film on the coating layer by a vapor phase method after the heat treatment.
JP19114292A 1992-01-10 1992-07-17 Method for producing diamond-coated member Expired - Fee Related JP3353239B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19114292A JP3353239B2 (en) 1992-01-10 1992-07-17 Method for producing diamond-coated member

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP302192 1992-01-10
JP4-3021 1992-01-10
JP19114292A JP3353239B2 (en) 1992-01-10 1992-07-17 Method for producing diamond-coated member

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05247652A true JPH05247652A (en) 1993-09-24
JP3353239B2 JP3353239B2 (en) 2002-12-03

Family

ID=26336518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19114292A Expired - Fee Related JP3353239B2 (en) 1992-01-10 1992-07-17 Method for producing diamond-coated member

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3353239B2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0656587A (en) * 1992-08-05 1994-03-01 Sumitomo Electric Ind Ltd Diamond coated hard material
JPH10298780A (en) * 1997-02-20 1998-11-10 Citizen Watch Co Ltd Formation of coating film on insulating material
FR2827309A1 (en) * 2001-07-13 2003-01-17 Centre Nat Rech Scient Production of diamond composite material comprises use of intermediate evolutionary chemical layer forming chemical links with substrate and diamond coating
WO2005121398A1 (en) * 2004-06-10 2005-12-22 The University Of Electro-Communications Thin diamond film coating method and cemented carbide member coated with diamond thin film
KR100693297B1 (en) * 2004-07-05 2007-03-13 주식회사 플라티코리아 Methods for treating surface of metal
KR100773486B1 (en) * 2007-05-23 2007-11-05 주식회사 넥스텍 Surface-coated polish carrier and method for coating thereof
WO2022071746A1 (en) * 2020-09-29 2022-04-07 삼성전자주식회사 Cooking plate, manufacturing method thereof, and cooking apparatus including cooking plate

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0656587A (en) * 1992-08-05 1994-03-01 Sumitomo Electric Ind Ltd Diamond coated hard material
JPH10298780A (en) * 1997-02-20 1998-11-10 Citizen Watch Co Ltd Formation of coating film on insulating material
FR2827309A1 (en) * 2001-07-13 2003-01-17 Centre Nat Rech Scient Production of diamond composite material comprises use of intermediate evolutionary chemical layer forming chemical links with substrate and diamond coating
WO2003006706A1 (en) * 2001-07-13 2003-01-23 Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) Method for making diamond-coated composite materials
WO2005121398A1 (en) * 2004-06-10 2005-12-22 The University Of Electro-Communications Thin diamond film coating method and cemented carbide member coated with diamond thin film
US7879412B2 (en) 2004-06-10 2011-02-01 The University Of Electro-Communications Diamond thin film coating method and diamond-coated cemented carbide member
KR100693297B1 (en) * 2004-07-05 2007-03-13 주식회사 플라티코리아 Methods for treating surface of metal
KR100773486B1 (en) * 2007-05-23 2007-11-05 주식회사 넥스텍 Surface-coated polish carrier and method for coating thereof
WO2022071746A1 (en) * 2020-09-29 2022-04-07 삼성전자주식회사 Cooking plate, manufacturing method thereof, and cooking apparatus including cooking plate

Also Published As

Publication number Publication date
JP3353239B2 (en) 2002-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101580928B (en) Amorphous carbon membrane and preparation method thereof as well as material of amorphous carbon membrane coating
EP0413834B1 (en) Diamond-covered member and process for producing the same
JP4028891B2 (en) Multi-component hard layer manufacturing method and composite
US5204167A (en) Diamond-coated sintered body excellent in adhesion and process for preparing the same
Gaydaychuk et al. Influence of Al-Si-N interlayer on residual stress of CVD diamond coatings
JPWO2008026700A1 (en) Cutting tool, manufacturing method thereof and cutting method
JP3214891B2 (en) Diamond coated members
JP4246827B2 (en) Member coated with diamond-like carbon film
JP3353239B2 (en) Method for producing diamond-coated member
WO1993000454A1 (en) Diamond-covered member and production thereof
US20110223332A1 (en) Method for depositing cubic boron nitride thin film
JPH0583634B2 (en)
JPH0617252A (en) Member coated with diamonds and its production
JP3214937B2 (en) Method for producing diamond-coated member
JP3260156B2 (en) Method for producing diamond-coated member
JP2797612B2 (en) Artificial diamond coated hard sintering tool member with high adhesion strength
JP3260157B2 (en) Method for producing diamond-coated member
JPH06262405A (en) Coating part for tool
JPH0625853A (en) Production of diamond coated member
JP3520098B2 (en) Diamond coated cutting tool
JP2623508B2 (en) Coated cemented carbide with adjusted surface roughness
JPH05209276A (en) Manufacture of diamond coated member
JPH0558070B2 (en)
JP3190090B2 (en) Manufacturing method of diamond coated member
JPH06272045A (en) Method for heat-treating base material and production of diamond-coated member

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20020816

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees