JPH07187678A - 窒化クロム膜被覆基体 - Google Patents
窒化クロム膜被覆基体Info
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- JPH07187678A JPH07187678A JP33367693A JP33367693A JPH07187678A JP H07187678 A JPH07187678 A JP H07187678A JP 33367693 A JP33367693 A JP 33367693A JP 33367693 A JP33367693 A JP 33367693A JP H07187678 A JPH07187678 A JP H07187678A
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- chromium nitride
- nitride film
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 基体上に窒化クロム膜が被覆されている窒化
クロム膜被覆基体であって、前記窒化クロム膜が、Ｃｒ
Ｎ（１１１）とＣｒＮ（２００）面からのＸ線回折のピ
ーク強度比が０．２〜３である膜からなる窒化クロム膜
被覆基体。 【効果】 ＣｒＮ（１１１）面に基づいて、化学的安定
性、硬度に優れた特性を有することができるとともに、
ＣｒＮ（１１１）面と（２００）面との混在により、硬
度、靱性及び密着性の特性を発揮させることができる。
従って、窒化クロム膜の結晶構造を制御することによっ
て、硬度、靱性及び密着性に優れた窒化クロム膜で被覆
された基体を得ることができ、実用上十分な耐摩耗性及
び耐食性を有する基体を種々の用途に用いることが可能
となった。
クロム膜被覆基体であって、前記窒化クロム膜が、Ｃｒ
Ｎ（１１１）とＣｒＮ（２００）面からのＸ線回折のピ
ーク強度比が０．２〜３である膜からなる窒化クロム膜
被覆基体。 【効果】 ＣｒＮ（１１１）面に基づいて、化学的安定
性、硬度に優れた特性を有することができるとともに、
ＣｒＮ（１１１）面と（２００）面との混在により、硬
度、靱性及び密着性の特性を発揮させることができる。
従って、窒化クロム膜の結晶構造を制御することによっ
て、硬度、靱性及び密着性に優れた窒化クロム膜で被覆
された基体を得ることができ、実用上十分な耐摩耗性及
び耐食性を有する基体を種々の用途に用いることが可能
となった。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は窒化クロム膜被覆基体に
関し、より詳しくは、硬質で化学的安定性に優れ、密着
性の良好な窒化クロム膜で被覆された窒化クロム膜被覆
基体に関する。
関し、より詳しくは、硬質で化学的安定性に優れ、密着
性の良好な窒化クロム膜で被覆された窒化クロム膜被覆
基体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、各種基体の耐摩耗性、耐摺動
性あるいは耐食性を向上させるために、それら特性を向
上させる機能を有する膜を基体上に形成させることが試
みられてきた。上記のような特性を有する膜の代表的な
ものには、各種窒化物があり、窒化物の例としては、窒
化チタン（ＴｉＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）、窒化ホ
ウ素（ＢＮ）又は窒化クロム（ＣｒＮ）等が挙げられ
る。中でも、窒化クロム（ＣｒＮ）は高硬度を有すると
ともに、化学的安定性に優れているので、上記基体の特
性向上のために被覆させる膜種として良く利用されてい
る。
性あるいは耐食性を向上させるために、それら特性を向
上させる機能を有する膜を基体上に形成させることが試
みられてきた。上記のような特性を有する膜の代表的な
ものには、各種窒化物があり、窒化物の例としては、窒
化チタン（ＴｉＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）、窒化ホ
ウ素（ＢＮ）又は窒化クロム（ＣｒＮ）等が挙げられ
る。中でも、窒化クロム（ＣｒＮ）は高硬度を有すると
ともに、化学的安定性に優れているので、上記基体の特
性向上のために被覆させる膜種として良く利用されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これまで使用
されているＣｒＮ膜を低温下で成膜した場合には、膜の
密着性が劣る傾向にある。例えば、イオンプレーティン
グ等の方法によってＣｒＮ膜を形成する場合には、基体
を３００℃以上の高温にしなければ、使用上充分な密着
性は得られない。従って、耐熱性が良好な金属等の基体
しか用いることができず、樹脂のような高分子からなる
基体を用いることができない。つまり、樹脂等による基
体にＣｒＮ膜を形成する場合には、例えば、１００℃以
下の温度で形成しなければならないため、使用上充分な
密着性が得られていない。
されているＣｒＮ膜を低温下で成膜した場合には、膜の
密着性が劣る傾向にある。例えば、イオンプレーティン
グ等の方法によってＣｒＮ膜を形成する場合には、基体
を３００℃以上の高温にしなければ、使用上充分な密着
性は得られない。従って、耐熱性が良好な金属等の基体
しか用いることができず、樹脂のような高分子からなる
基体を用いることができない。つまり、樹脂等による基
体にＣｒＮ膜を形成する場合には、例えば、１００℃以
下の温度で形成しなければならないため、使用上充分な
密着性が得られていない。
【０００４】この発明は上記記載の課題に鑑みなされた
ものであり、低温下の成膜プロセスにおいても、基体に
十分な密着性を有するＣｒＮ膜を被覆させると同時に、
十分な硬度を有する窒化クロム膜被覆基体を提供するも
のである。
ものであり、低温下の成膜プロセスにおいても、基体に
十分な密着性を有するＣｒＮ膜を被覆させると同時に、
十分な硬度を有する窒化クロム膜被覆基体を提供するも
のである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の窒化クロム膜被
覆基体によれば、基体上に窒化クロム膜が被覆されてい
る窒化クロム膜被覆基体であって、前記窒化クロム膜
が、ＣｒＮ（１１１）とＣｒＮ（２００）面からのＸ線
回折のピーク強度比が０．２〜３である膜からなる窒化
クロム膜被覆基体が提供される。
覆基体によれば、基体上に窒化クロム膜が被覆されてい
る窒化クロム膜被覆基体であって、前記窒化クロム膜
が、ＣｒＮ（１１１）とＣｒＮ（２００）面からのＸ線
回折のピーク強度比が０．２〜３である膜からなる窒化
クロム膜被覆基体が提供される。
【０００６】本発明において、ＣｒＮ（１１１）とＣｒ
Ｎ（２００）面からのＸ線回折のピーク強度比とは、Ｃ
ｒＮ（１１１）ピーク強度／ＣｒＮ（２００）ピーク強
度比を意味する。本発明においては、基体上に窒化クロ
ム膜が被覆された窒化クロム膜被覆基体であって、基体
上に形成された窒化クロム膜をＸ線回折により分析した
場合、ＣｒＮに関しては（１１１）面及び（２００）面
が主に検出される。また、ＣｒＮ（１１１）ピーク強度
／ＣｒＮ（２００）ピーク強度比が０．２〜３．０であ
る。
Ｎ（２００）面からのＸ線回折のピーク強度比とは、Ｃ
ｒＮ（１１１）ピーク強度／ＣｒＮ（２００）ピーク強
度比を意味する。本発明においては、基体上に窒化クロ
ム膜が被覆された窒化クロム膜被覆基体であって、基体
上に形成された窒化クロム膜をＸ線回折により分析した
場合、ＣｒＮに関しては（１１１）面及び（２００）面
が主に検出される。また、ＣｒＮ（１１１）ピーク強度
／ＣｒＮ（２００）ピーク強度比が０．２〜３．０であ
る。
【０００７】ＣｒＮはＮａＣｌ型の面心立方格子の結晶
構造である。このため、ＣｒＮ（１１１）面は最ちゅう
密面となり、化学的安定性、硬度に優れた特性を有す
る。一方、ＣｒＮ（１１１）面のみから形成されたＣｒ
Ｎは、靱性に乏しいという欠点を有する。よって、Ｃｒ
Ｎ（１１１）面及び（２００）面を混在させた場合、硬
度と靱性との向上の両者の効果が発揮されることとな
る。また、ＣｒＮ膜の密着性の低下は、主に靱性の劣化
に伴い膜の欠けや割れといった問題に起因することが判
明したため、この（１１１）と（２００）面の適切な混
合によって靱性の向上が図られるとともに、密着性も向
上することとなる。但し、ＣｒＮ（１１１）ピーク強度
／ＣｒＮ（２００）ピーク強度比が０．２未満である
と、（２００）面の特性が優先して硬度が低下し、３．
０より大きいと、（１１１）面の特性が優先して膜の靱
性が低下する傾向にあり、好ましくない。
構造である。このため、ＣｒＮ（１１１）面は最ちゅう
密面となり、化学的安定性、硬度に優れた特性を有す
る。一方、ＣｒＮ（１１１）面のみから形成されたＣｒ
Ｎは、靱性に乏しいという欠点を有する。よって、Ｃｒ
Ｎ（１１１）面及び（２００）面を混在させた場合、硬
度と靱性との向上の両者の効果が発揮されることとな
る。また、ＣｒＮ膜の密着性の低下は、主に靱性の劣化
に伴い膜の欠けや割れといった問題に起因することが判
明したため、この（１１１）と（２００）面の適切な混
合によって靱性の向上が図られるとともに、密着性も向
上することとなる。但し、ＣｒＮ（１１１）ピーク強度
／ＣｒＮ（２００）ピーク強度比が０．２未満である
と、（２００）面の特性が優先して硬度が低下し、３．
０より大きいと、（１１１）面の特性が優先して膜の靱
性が低下する傾向にあり、好ましくない。
【０００８】本発明において用いられる基体は、通常窒
化クロム膜を形成できる基体であれば特に限定されるも
のではなく、例えば、ポリカーボネート、ポリエチレン
テレフタレート等のポリエチレン類、ポリイミド等の高
分子よりなる基体や、高速度工具鋼、超硬合金、ダイス
鋼、ステンレス鋼、炭素鋼等の金属や、アルミナ、窒化
珪素、炭化珪素等のセラミックよりなる材料を用いるこ
とができる。
化クロム膜を形成できる基体であれば特に限定されるも
のではなく、例えば、ポリカーボネート、ポリエチレン
テレフタレート等のポリエチレン類、ポリイミド等の高
分子よりなる基体や、高速度工具鋼、超硬合金、ダイス
鋼、ステンレス鋼、炭素鋼等の金属や、アルミナ、窒化
珪素、炭化珪素等のセラミックよりなる材料を用いるこ
とができる。
【０００９】本発明の窒化クロム膜被覆基体における窒
化クロム膜は、例えば、イオンプレーティング法あるい
は、イオン蒸着薄膜形成法等のＰＶＤ法を適宜用いるこ
とができる。ただし、樹脂よりなる基体等の耐熱性に劣
る基体に対しては、低温下で成膜が可能な方法を用いる
ことが必要である。本発明では、低温下の膜形成工程で
形成された膜においても特性は劣化することがないの
で、任意の方法で形成することができる。
化クロム膜は、例えば、イオンプレーティング法あるい
は、イオン蒸着薄膜形成法等のＰＶＤ法を適宜用いるこ
とができる。ただし、樹脂よりなる基体等の耐熱性に劣
る基体に対しては、低温下で成膜が可能な方法を用いる
ことが必要である。本発明では、低温下の膜形成工程で
形成された膜においても特性は劣化することがないの
で、任意の方法で形成することができる。
【００１０】例えば、本発明において、窒化クロム膜を
基体上に形成する場合、ＣｒＮ（１１１）面とＣｒＮ
（２００）面とのＸ線回折のピーク強度を調整する方法
としては、イオン蒸着薄膜形成法においては、基体に照
射するイオンの加速エネルギーを１ＫｅＶ以下にする、
あるいは膜中のクロム原子数と窒素原子数との比（Ｃｒ
／Ｎ組成比）を１０以下にする、成膜中の基体の温度を
２００℃以下にする等の成膜条件を適宜調整することに
よってＣｒＮ（１１１）面とＣｒＮ（２００）面とのＸ
線回折のピーク強度を調整することができる。
基体上に形成する場合、ＣｒＮ（１１１）面とＣｒＮ
（２００）面とのＸ線回折のピーク強度を調整する方法
としては、イオン蒸着薄膜形成法においては、基体に照
射するイオンの加速エネルギーを１ＫｅＶ以下にする、
あるいは膜中のクロム原子数と窒素原子数との比（Ｃｒ
／Ｎ組成比）を１０以下にする、成膜中の基体の温度を
２００℃以下にする等の成膜条件を適宜調整することに
よってＣｒＮ（１１１）面とＣｒＮ（２００）面とのＸ
線回折のピーク強度を調整することができる。
【００１１】本発明の窒化クロム膜被覆基体における窒
化クロム膜の組成は、上記Ｘ線回折のピーク強度比が
０．２〜３．０であれば、特に限定されるものではない
が、クロム原子数と窒素原子数との比（Ｃｒ／Ｎ組成
比）は、約０．５〜約５．０が好ましい。これは、化学
的に活性なＣｒの性質を利用して膜の密着性を向上させ
るためである。Ｃｒ／Ｎ組成比が約０．５未満では、膜
中の窒素原子の数が多くなり過ぎ、密着性が向上しな
い。また、Ｃｒ／Ｎ組成比が約５．０を超えると、膜の
化学的安定性が劣るので好ましくない。本発明の範囲に
Ｃｒ／Ｎ組成比を調整すれば、低温下で膜を形成しても
膜の密着性が劣ることはない。
化クロム膜の組成は、上記Ｘ線回折のピーク強度比が
０．２〜３．０であれば、特に限定されるものではない
が、クロム原子数と窒素原子数との比（Ｃｒ／Ｎ組成
比）は、約０．５〜約５．０が好ましい。これは、化学
的に活性なＣｒの性質を利用して膜の密着性を向上させ
るためである。Ｃｒ／Ｎ組成比が約０．５未満では、膜
中の窒素原子の数が多くなり過ぎ、密着性が向上しな
い。また、Ｃｒ／Ｎ組成比が約５．０を超えると、膜の
化学的安定性が劣るので好ましくない。本発明の範囲に
Ｃｒ／Ｎ組成比を調整すれば、低温下で膜を形成しても
膜の密着性が劣ることはない。
【００１２】また、本発明における窒化クロム膜として
は、基体側から膜表面側にかけて、膜中のクロム原子と
窒素原子との組成比が異なるように、つまり、窒化クロ
ム膜内のクロム原子と窒素原子との組成比が基体表面か
ら膜表面に移行するにつれて減少するように形成されて
いてもよい。このような膜は、基体側から膜表面側にか
けて、Ｃｒ／Ｎ組成比が、約５．０から約１．０の範囲
で小さくなっているものが好ましく、この変化は、例え
ば、真空蒸着とイオン照射とを併用する方法によって、
膜を形成する際の蒸着原子の蒸発量やイオン照射量等に
よって調整することができる。また、この膜のＣｒ／Ｎ
組成比は、段階的に変化するもの又は徐々に変化するも
のであってもよい。そして、膜表面側では、膜の化学的
安定性を十分に得るために、Ｃｒ／Ｎ組成比が１である
ことが好ましい。
は、基体側から膜表面側にかけて、膜中のクロム原子と
窒素原子との組成比が異なるように、つまり、窒化クロ
ム膜内のクロム原子と窒素原子との組成比が基体表面か
ら膜表面に移行するにつれて減少するように形成されて
いてもよい。このような膜は、基体側から膜表面側にか
けて、Ｃｒ／Ｎ組成比が、約５．０から約１．０の範囲
で小さくなっているものが好ましく、この変化は、例え
ば、真空蒸着とイオン照射とを併用する方法によって、
膜を形成する際の蒸着原子の蒸発量やイオン照射量等に
よって調整することができる。また、この膜のＣｒ／Ｎ
組成比は、段階的に変化するもの又は徐々に変化するも
のであってもよい。そして、膜表面側では、膜の化学的
安定性を十分に得るために、Ｃｒ／Ｎ組成比が１である
ことが好ましい。
【００１３】また、クロム原子は化学的な活性度が高
く、それが膜中に含有されると基体との密着性や靱性を
向上させることができることから、窒化クロム膜中に、
窒素原子と結合していないクロム原子を含有していても
よい。但し、この場合でも、Ｃｒ／Ｎ組成比は約５．０
から約０．５の範囲であることが好ましい。なお、窒化
クロム膜中に、Ｃｒ2 Ｎが形成される場合があるが、こ
の際のＣｒ2 Ｎの配向面は特に限定されない。さらに、
本発明の窒化クロム膜被覆基体においては、基体と窒化
クロム膜との間にクロム膜が形成されていてもよい。こ
の場合のクロム膜は、膜厚約０．０１〜約０．５μｍが
好ましい。クロム膜は、単なる真空蒸着によって形成し
てもよいが、基体との密着性を考慮して、クロム原子の
真空蒸着によるクロム膜の形成後、あるいはクロム原子
の真空蒸着と同時に、窒素イオンあるいは窒素イオンと
不活性ガスイオンを照射しながら形成することが好まし
い。この方法によれば、基体上に直接窒化クロム膜が形
成されている場合、又は基体上にクロム膜を介して窒化
クロム膜が形成されている場合には、基体とクロム膜、
クロム膜と窒化クロム膜及び基体と窒化クロム膜との界
面に、両者を構成する原子の混合層が形成されて膜の密
着性をさらに向上させることができる。
く、それが膜中に含有されると基体との密着性や靱性を
向上させることができることから、窒化クロム膜中に、
窒素原子と結合していないクロム原子を含有していても
よい。但し、この場合でも、Ｃｒ／Ｎ組成比は約５．０
から約０．５の範囲であることが好ましい。なお、窒化
クロム膜中に、Ｃｒ2 Ｎが形成される場合があるが、こ
の際のＣｒ2 Ｎの配向面は特に限定されない。さらに、
本発明の窒化クロム膜被覆基体においては、基体と窒化
クロム膜との間にクロム膜が形成されていてもよい。こ
の場合のクロム膜は、膜厚約０．０１〜約０．５μｍが
好ましい。クロム膜は、単なる真空蒸着によって形成し
てもよいが、基体との密着性を考慮して、クロム原子の
真空蒸着によるクロム膜の形成後、あるいはクロム原子
の真空蒸着と同時に、窒素イオンあるいは窒素イオンと
不活性ガスイオンを照射しながら形成することが好まし
い。この方法によれば、基体上に直接窒化クロム膜が形
成されている場合、又は基体上にクロム膜を介して窒化
クロム膜が形成されている場合には、基体とクロム膜、
クロム膜と窒化クロム膜及び基体と窒化クロム膜との界
面に、両者を構成する原子の混合層が形成されて膜の密
着性をさらに向上させることができる。
【００１４】本発明の窒化クロム膜被覆基体において
は、膜厚を０．５μｍ以下に形成することが好ましい。
製造コストや生産効率を考慮すれば、膜厚が薄いもの
で、かつ膜厚の厚いものと同等の効果を生み出せれば、
膜厚が薄くなるほど工業化に有利である。
は、膜厚を０．５μｍ以下に形成することが好ましい。
製造コストや生産効率を考慮すれば、膜厚が薄いもの
で、かつ膜厚の厚いものと同等の効果を生み出せれば、
膜厚が薄くなるほど工業化に有利である。
【００１５】
【作用】本発明の窒化クロム膜被覆基体によれば、基体
上に窒化クロム膜が被覆されている窒化クロム膜被覆基
体であって、前記窒化クロム膜が、ＣｒＮ（１１１）と
ＣｒＮ（２００）面からのＸ線回折のピーク強度比が
０．２〜３である膜からなるので、ＣｒＮ（１１１）面
に基づいて、化学的安定性、硬度に優れた特性を有する
とともに、ＣｒＮ（１１１）面と（２００）面との混在
により、硬度、靱性及び密着性の特性が発揮されること
となる。
上に窒化クロム膜が被覆されている窒化クロム膜被覆基
体であって、前記窒化クロム膜が、ＣｒＮ（１１１）と
ＣｒＮ（２００）面からのＸ線回折のピーク強度比が
０．２〜３である膜からなるので、ＣｒＮ（１１１）面
に基づいて、化学的安定性、硬度に優れた特性を有する
とともに、ＣｒＮ（１１１）面と（２００）面との混在
により、硬度、靱性及び密着性の特性が発揮されること
となる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の窒化クロム膜被覆基体の実施
例を説明する。 実施例１ まず、本実施例においては、図１に示すような真空蒸着
とイオン照射とが同時に行える装置を用いることができ
る。図１において、１は基体であり、基体ホルダー８
は、基体１を載置できるように構成されている。また、
基体１に対向する位置に蒸発源３、イオン源４がそれぞ
れ配設されており、これらはすべて真空容器５内に納め
られている。真空容器５は排気装置（図示せず）によっ
て真空状態に保持される。さらに、基体ホルダー８近傍
には基体１への蒸着原子９の蒸着量をモニターすること
ができる膜厚モニター６が、基体１へのイオン１０の照
射量をモニターすることができるイオン電流測定器７が
それぞれ配設されている。また、基体ホルダー８には、
基体１を冷却するための冷却管（図示せず）が内設され
ていてもよい。
例を説明する。 実施例１ まず、本実施例においては、図１に示すような真空蒸着
とイオン照射とが同時に行える装置を用いることができ
る。図１において、１は基体であり、基体ホルダー８
は、基体１を載置できるように構成されている。また、
基体１に対向する位置に蒸発源３、イオン源４がそれぞ
れ配設されており、これらはすべて真空容器５内に納め
られている。真空容器５は排気装置（図示せず）によっ
て真空状態に保持される。さらに、基体ホルダー８近傍
には基体１への蒸着原子９の蒸着量をモニターすること
ができる膜厚モニター６が、基体１へのイオン１０の照
射量をモニターすることができるイオン電流測定器７が
それぞれ配設されている。また、基体ホルダー８には、
基体１を冷却するための冷却管（図示せず）が内設され
ていてもよい。
【００１７】上記の装置を用い、超硬合金（Ｋ１０種）
よりなる基体１を、真空容器５内に納入し、容器５内を
５×１０-6torrに真空排気した後、電子ビームを用いた
蒸発源３より純度４Ｎのクロムペレットを加熱し、基体
１上にクロム膜を３μｍ形成した。
よりなる基体１を、真空容器５内に納入し、容器５内を
５×１０-6torrに真空排気した後、電子ビームを用いた
蒸発源３より純度４Ｎのクロムペレットを加熱し、基体
１上にクロム膜を３μｍ形成した。
【００１８】その後、真空容器５内のイオン源４より、
窒素イオンを０．５ＫｅＶの加速エネルギーで、基体１
に立てた法線に対して０°で基体１に照射した。なお、
この時の真空容器５内の真空度は８×１０-5torrであっ
た。また、この際、形成された窒化クロム膜中のＣｒ／
Ｎ組成比が１．４になるように、Ｃｒの蒸発量と照射さ
れる窒素イオンの量を調整した。なお、本実施例におい
ては、成膜中基体１を冷却し、基体１の温度が２００℃
を越えないようにした。
窒素イオンを０．５ＫｅＶの加速エネルギーで、基体１
に立てた法線に対して０°で基体１に照射した。なお、
この時の真空容器５内の真空度は８×１０-5torrであっ
た。また、この際、形成された窒化クロム膜中のＣｒ／
Ｎ組成比が１．４になるように、Ｃｒの蒸発量と照射さ
れる窒素イオンの量を調整した。なお、本実施例におい
ては、成膜中基体１を冷却し、基体１の温度が２００℃
を越えないようにした。
【００１９】実施例２ 実施例１に用いた基体上に、Ｃｒ／Ｎ組成比が１．７の
窒化クロム膜を５００ｎｍ形成した。なお、Ｃｒ／Ｎ組
成比以外の成膜条件は、実施例１と同様に行った。
窒化クロム膜を５００ｎｍ形成した。なお、Ｃｒ／Ｎ組
成比以外の成膜条件は、実施例１と同様に行った。
【００２０】比較例１ 実施例１に用いた基体上に、Ｃｒ／Ｎ組成比が３．０の
窒化クロム膜を５００ｎｍ形成した。なお、Ｃｒ／Ｎ組
成比以外の成膜条件は、実施例１と同様に行った。
窒化クロム膜を５００ｎｍ形成した。なお、Ｃｒ／Ｎ組
成比以外の成膜条件は、実施例１と同様に行った。
【００２１】比較例２ 実施例１と同じ基体を用いて、アーク放電を利用したＭ
ＡＶＳ（マルチアーク方式ＰＶＤ）法によって、クロム
陰極を窒素ガス中で放電させ、窒化クロム膜を５００ｎ
ｍ成膜した。この時、成膜時の窒素ガス圧を３×１０-2
torrにし、基体へのバイアス電圧を−２００Ｖに調整
し、基体の温度を５００℃に保持した。最終的には、膜
厚は３μｍであった。このようにして得られた窒化クロ
ム膜の硬度を１０ｇ荷重ビッカース硬度計で測定し、さ
らに窒化クロム膜をダイヤモンド圧子でオンから連続的
に荷重を増加させながらスクラッチさせ、クラックが膜
内に形成された際の荷重を測定し、臨界荷重（Ｌｃ）と
した。その結果を表１に示す。
ＡＶＳ（マルチアーク方式ＰＶＤ）法によって、クロム
陰極を窒素ガス中で放電させ、窒化クロム膜を５００ｎ
ｍ成膜した。この時、成膜時の窒素ガス圧を３×１０-2
torrにし、基体へのバイアス電圧を−２００Ｖに調整
し、基体の温度を５００℃に保持した。最終的には、膜
厚は３μｍであった。このようにして得られた窒化クロ
ム膜の硬度を１０ｇ荷重ビッカース硬度計で測定し、さ
らに窒化クロム膜をダイヤモンド圧子でオンから連続的
に荷重を増加させながらスクラッチさせ、クラックが膜
内に形成された際の荷重を測定し、臨界荷重（Ｌｃ）と
した。その結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】 上記結果より、実施例はいずれも硬度、耐スクラッチ性
に優れていることが判明した。優れた硬度は耐摩耗性を
向上させ、優れた耐スクラッチ性は、膜内にクラックが
入りにくく、優れた靱性を有することを示している。ま
た、実施例の膜はスクラッチ試験中に膜の剥離は観察さ
れず、膜の基体への密着性に優れていることがわかっ
た。一方、比較例１は、実施例の膜に比べて硬度が劣
り、比較例２の膜は実施例の膜に比べて耐スクラッチ
性、すなわち靱性に劣っていた。また、上記に示された
窒化クロム膜を、Ｘ線回折によって分析し、ＣｒＮ（１
１１）／ＣｒＮ（２００）のＸ線回折ピーク強度比を測
定した。その結果を表２に示す。
に優れていることが判明した。優れた硬度は耐摩耗性を
向上させ、優れた耐スクラッチ性は、膜内にクラックが
入りにくく、優れた靱性を有することを示している。ま
た、実施例の膜はスクラッチ試験中に膜の剥離は観察さ
れず、膜の基体への密着性に優れていることがわかっ
た。一方、比較例１は、実施例の膜に比べて硬度が劣
り、比較例２の膜は実施例の膜に比べて耐スクラッチ
性、すなわち靱性に劣っていた。また、上記に示された
窒化クロム膜を、Ｘ線回折によって分析し、ＣｒＮ（１
１１）／ＣｒＮ（２００）のＸ線回折ピーク強度比を測
定した。その結果を表２に示す。
【００２３】
【表２】 表２から明らかなように、実施例の膜はピーク強度比が
いずれも本発明の範囲内のものであったが、比較例１の
膜はＣｒＮ（１１１）の混在量が少なかったために硬度
に劣り、比較例２のものは、ＣｒＮ（１１１）の混在量
が多すぎたために靱性に劣ることが分かった。
いずれも本発明の範囲内のものであったが、比較例１の
膜はＣｒＮ（１１１）の混在量が少なかったために硬度
に劣り、比較例２のものは、ＣｒＮ（１１１）の混在量
が多すぎたために靱性に劣ることが分かった。
【００２４】
【発明の効果】本発明の窒化クロム膜被覆基体によれ
ば、基体上に窒化クロム膜が被覆されている窒化クロム
膜被覆基体であって、前記窒化クロム膜が、ＣｒＮ（１
１１）とＣｒＮ（２００）面からのＸ線回折のピーク強
度比が０．２〜３である膜からなるので、最ちゅう密面
であるＣｒＮ（１１１）面に基づいて、化学的安定性、
硬度に優れた特性を有することができるとともに、靱性
に優れたＣｒＮ（２００）面とＣｒＮ（１１１）面との
混在により、硬度、靱性及び密着性の特性を発揮させる
ことができる。
ば、基体上に窒化クロム膜が被覆されている窒化クロム
膜被覆基体であって、前記窒化クロム膜が、ＣｒＮ（１
１１）とＣｒＮ（２００）面からのＸ線回折のピーク強
度比が０．２〜３である膜からなるので、最ちゅう密面
であるＣｒＮ（１１１）面に基づいて、化学的安定性、
硬度に優れた特性を有することができるとともに、靱性
に優れたＣｒＮ（２００）面とＣｒＮ（１１１）面との
混在により、硬度、靱性及び密着性の特性を発揮させる
ことができる。
【００２５】従って、窒化クロム膜の結晶構造を制御す
ることによって、硬度、靱性及び密着性に優れた窒化ク
ロム膜で被覆された基体を得ることができ、実用上十分
な耐摩耗性及び耐食性を有する基体を種々の用途に用い
ることが可能となった。
ることによって、硬度、靱性及び密着性に優れた窒化ク
ロム膜で被覆された基体を得ることができ、実用上十分
な耐摩耗性及び耐食性を有する基体を種々の用途に用い
ることが可能となった。
【図１】本発明に係る窒化クロム膜被覆基体の製造に用
いる膜形成装置の要部の概略断面図である。
いる膜形成装置の要部の概略断面図である。
１ 基板 ２ 窒化クロム膜 ３ 蒸発源 ４ イオン源 ５ 真空容器 ６ 膜厚モニタ ７ イオン電流モニタ ８ 基体ホルダ ９ 蒸着原子 １０ イオン
Claims (1)
- 【請求項１】 基体上に窒化クロム膜が被覆されている
窒化クロム膜被覆基体であって、前記窒化クロム膜が、
ＣｒＮ（１１１）とＣｒＮ（２００）面からのＸ線回折
のピーク強度比が０．２〜３である膜からなることを特
徴とする窒化クロム膜被覆基体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33367693A JPH07187678A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 窒化クロム膜被覆基体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33367693A JPH07187678A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 窒化クロム膜被覆基体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07187678A true JPH07187678A (ja) | 1995-07-25 |
Family
ID=18268729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33367693A Pending JPH07187678A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 窒化クロム膜被覆基体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07187678A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010094845A (ja) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Dainippon Printing Co Ltd | パターン形成体の製造方法およびナノインプリント用モールドの製造方法 |
| JP2010168603A (ja) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | Ntn Corp | 耐摩耗性ＣｒＮ膜 |
| CN103917686A (zh) * | 2011-05-27 | 2014-07-09 | 马勒发动机零部件巴西有限公司 | 用于内燃机的具有至少一个滑动面的元件 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP33367693A patent/JPH07187678A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010094845A (ja) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Dainippon Printing Co Ltd | パターン形成体の製造方法およびナノインプリント用モールドの製造方法 |
| JP2010168603A (ja) * | 2009-01-20 | 2010-08-05 | Ntn Corp | 耐摩耗性ＣｒＮ膜 |
| CN103917686A (zh) * | 2011-05-27 | 2014-07-09 | 马勒发动机零部件巴西有限公司 | 用于内燃机的具有至少一个滑动面的元件 |
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