JPH09165282A - Hard member and its production - Google Patents

Hard member and its production

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JPH09165282A
JPH09165282A JP32862495A JP32862495A JPH09165282A JP H09165282 A JPH09165282 A JP H09165282A JP 32862495 A JP32862495 A JP 32862495A JP 32862495 A JP32862495 A JP 32862495A JP H09165282 A JPH09165282 A JP H09165282A
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hard
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carbon coating
hard base
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明 中山
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治世 福井
Toru Yamada
亨 山田
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    • C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5001—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with carbon or carbonisable materials

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a hard member, having a hard carbon coating film formed on the surface of a hard substrate and hardly peeling the hard carbon coating film from the hard substrate at a low production cost and provide a method for producing the hard member. SOLUTION: This hard member has a hard carbon coating film 22 formed on the surface of a hard substrate 23 and further a modified layer 27 on the surface part of the hard substrate 23 and a noncrystalline part of at least noncrystallized one selected from the group consisting of carbon and nitrogen is present in the modified layer 27. A crystallized crystalline part and the noncrystalline part are mixed in the principal component of the hard substrate. This method for producing the hard member comprises a step for implanting at least one ion selected from the group consisting of the carbon and nitrogen into the surface of the hard substrate 23 and thereby forming the modified layer 27 in the surface part of the hard substrate 23 and a step for forming the hard carbon coating film 22 so as to be brought into contact with the modified layer 27. The ion implantation energy is preferably >=500eV and <=100keV. The amount of the implanted ions is preferably >=5×10<16> ions/cm<2> .

Description

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

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は硬質部材およびその
製造方法に関し、より特定的には、耐摩耗性部品、摺動
部品、電気・電子部品、赤外線光学部品、および成形・
成型部品として用いられ、高い耐剥離性を有する硬質部
材およびその製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hard member and a method for manufacturing the same, and more particularly, to wear resistant parts, sliding parts, electric / electronic parts, infrared optical parts, and molding / molding parts.
The present invention relates to a hard member used as a molded part and having high peel resistance, and a method for manufacturing the same.

【０００２】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】硬質
基材を被覆する硬質炭素被膜は、アモルファス状の水素
化炭素膜または炭素膜で、ａ−Ｃ：Ｈ（アモルファス炭
化水素）、ｉ−Ｃ（イオン炭素）、ＤＬＣ（ダイヤモン
ドライクカーボン）とも呼ばれている。硬質炭素被膜
は、高硬度で平面平滑性に優れ、低摩擦係数で赤外線に
対して高い透過性を持つなどの特徴を有する。現在、硬
質炭素被膜のこれらの優れた特性を活かして種々の分野
への応用が期待されており、特に、耐摩耗性部品、摺動
部品、電気・電子部品、赤外線光学部品および成形・成
型部品等への応用に関し研究開発が進められている。し
かしながら、硬質炭素被膜は硬質基材に対する密着力
（付着力）が低いために、成膜後すぐに膜が剥離した
り、成膜後すぐには剥離しなくても上記用途で使用中に
膜が剥離するという問題があった。2. Description of the Related Art A hard carbon coating for coating a hard substrate is an amorphous hydrogenated carbon film or carbon film, which is aC: H (amorphous hydrocarbon), i-C. It is also called (ionic carbon) or DLC (diamond-like carbon). The hard carbon coating has features such as high hardness, excellent planar smoothness, low friction coefficient, and high transparency to infrared rays. At present, it is expected that the hard carbon coating will be applied to various fields by utilizing these excellent properties, and in particular, wear resistant parts, sliding parts, electric / electronic parts, infrared optical parts and molded / molded parts. Research and development is being carried out for application to the above. However, since the hard carbon film has low adhesion (adhesive force) to the hard substrate, the film peels off immediately after film formation, or even if it does not peel off immediately after film formation, the film cannot be removed during use in the above applications. There was a problem of peeling.

【０００３】硬質基材から剥離することなく、密着性よ
く、硬質炭素被膜を形成する方法は、たとえば、特開昭
６４−３１９７６号公報に記載されている。この公報に
記載された方法では、炭素源ガスと９０モル％以下の不
活性ガスとを含む混合ガスを励起して得られるガスを硬
質基材に接触させることにより、硬質炭素被膜を形成す
る。この方法においては、基材とその表面に形成される
硬質炭素被膜との結合が良好になることの理由の１つと
しては、混合ガス中の不活性ガスが硬質基材表面を洗浄
しかつ活性化することが考えられている。しかし、この
方法において製造された硬質炭素被膜は、ある程度の耐
剥離性は有するが、実用に供することができるほどの耐
剥離性を得ることができないという問題があった。A method for forming a hard carbon coating with good adhesion without peeling from a hard substrate is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 64-31976. In the method described in this publication, a gas obtained by exciting a mixed gas containing a carbon source gas and 90 mol% or less of an inert gas is brought into contact with a hard base material to form a hard carbon film. In this method, one of the reasons why the bond between the base material and the hard carbon coating formed on the surface thereof is good is that the inert gas in the mixed gas cleans the hard base material surface and activates it. It is considered that However, although the hard carbon coating produced by this method has some degree of peeling resistance, there is a problem in that it cannot obtain the peeling resistance that can be put to practical use.

【０００４】特開昭６３−２８６５７６号には、硬質基
材表面に中間層を形成し、その中間層の上に硬質炭素被
膜を形成する方法が示されている。図５は、この方法に
よって硬質炭素被膜が形成された硬質部材を示す断面図
である。図５を参照して、硬質部材１０１は硬質炭素被
膜１０２と、中間層１０３と、硬質基材１０４とを備え
ている。硬質基材１０４に中間層１０３が接している。
硬質基材１０４の材質としては、シリコン、アルミニウ
ム、鉄、ニッケル、チタン、タングステン、モリブデ
ン、コバルト、クロムなどの金属およびこれらの合金、
前記金属酸化物、窒化物および炭化物、Ａｌ2 Ｏ3 −Ｆ
ｅ系、ＴｉＣ−Ｎｉ系、ＴｉＣ−Ｃｏ系およびＢ4 Ｃ−
Ｆｅ系等のサーメット、ならびに各種セラミックスから
なるものが挙げられる。中間層１０３は、硬質基材１０
４と硬質炭素被膜１０２に接合性のよい炭化珪素を主成
分とする。中間層１０３に接するように硬質炭素被膜１
０２が形成されている。硬質炭素被膜は炭素を主成分と
する。また、硬質炭素被膜１０２、中間層１０３は非晶
質であり、硬質基材１０４は結晶質である。JP-A-63-286576 discloses a method of forming an intermediate layer on the surface of a hard substrate and forming a hard carbon coating on the intermediate layer. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a hard member having a hard carbon coating formed by this method. Referring to FIG. 5, the hard member 101 includes a hard carbon coating 102, an intermediate layer 103, and a hard base material 104. The intermediate layer 103 is in contact with the hard base material 104.
As the material of the hard base material 104, metals such as silicon, aluminum, iron, nickel, titanium, tungsten, molybdenum, cobalt, chromium and alloys thereof,
The metal oxides, nitrides and carbides, Al 2 O 3 -F
e system, TiC-Ni system, TiC-Co based and B 4 C-
Examples include Fe-based cermets and various ceramics. The intermediate layer 103 is the hard base material 10.
4 and the hard carbon coating 102 are mainly composed of silicon carbide having good bonding property. Hard carbon coating 1 so as to contact the intermediate layer 103
02 is formed. The hard carbon coating contains carbon as a main component. The hard carbon coating 102 and the intermediate layer 103 are amorphous, and the hard base material 104 is crystalline.

【０００５】このように構成された硬質部材において
は、硬質炭素被膜１０２と中間層１０３との接合性がよ
い。また、中間層１０３と硬質基材１０４との接合性も
よい。そのため、硬質炭素被膜１０２と基材１０４との
接合性をある程度向上させることができる。その結果、
中間層１０３がない場合に比べて、中間層１０３を介在
させることにより、硬質炭素被膜１０２の耐剥離性をあ
る程度向上させることができる。しかし、中間層１０３
上に接する硬質炭素被膜１０２に極めて強い応力が加わ
ったときには、その応力は中間層１０３と硬質基材１０
４との界面にも伝わる。ここで、中間層１０３は非晶質
であり、硬質基材１０４は結晶質である。そのため、中
間層１０３と硬質基材１０４との界面の結合は強固では
ないため、この界面にて剥離が生じる。その結果、耐剥
離性に関しては十分な効果が得られないという問題があ
った。In the hard member thus constructed, the bondability between the hard carbon coating 102 and the intermediate layer 103 is good. Further, the bondability between the intermediate layer 103 and the hard base material 104 is also good. Therefore, the bondability between the hard carbon coating 102 and the base material 104 can be improved to some extent. as a result,
By interposing the intermediate layer 103, the peel resistance of the hard carbon coating 102 can be improved to some extent as compared with the case where the intermediate layer 103 is not provided. However, the intermediate layer 103
When an extremely strong stress is applied to the hard carbon coating 102 in contact with the upper surface, the stress is applied to the intermediate layer 103 and the hard base material 10.
It is also transmitted to the interface with 4. Here, the intermediate layer 103 is amorphous and the hard base material 104 is crystalline. Therefore, the bond at the interface between the intermediate layer 103 and the hard base material 104 is not strong, and peeling occurs at this interface. As a result, there is a problem that a sufficient effect cannot be obtained with respect to peeling resistance.

【０００６】さらに、特開平２−２５０９６７には、硬
質基材表面にイオンを注入し、その上に硬質炭素被膜を
形成する方法が示されている。図６は、この方法により
製造された硬質部材を示す断面図である。図６を参照し
て、硬質部材２０１は硬質炭素被膜２０２と硬質基材２
０３とを備えている。また、硬質基材２０３の表面部分
に注入領域２０４が形成されている。注入領域２０４と
硬質炭素被膜２０２は接している。硬質炭素被膜２０２
の主成分は炭素である。硬質基材２０３の主成分は、た
とえばＷＣ系、ＴｉＣ系、ＷＣ−Ｃｏ系、ＷＣ−ＴｉＣ
−Ｃｏ系、ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系などの超硬合
金などの非Ｓｉ系材料または炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化
珪素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、酸窒化珪素（ＳｉＯＮ）などのセ
ラミックスなどのＳｉ系材料を挙げることができる。注
入領域２０４は硬質基材２０３の表面にチタン、ジルコ
ニウム、ハウニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、
モリブデン、タングステンおよび珪素からなる群より選
ばれた少なくとも１種が注入された領域である。Further, Japanese Patent Laid-Open No. 2-250967 discloses a method of implanting ions on the surface of a hard base material and forming a hard carbon coating thereon. FIG. 6 is a sectional view showing a hard member manufactured by this method. With reference to FIG. 6, the hard member 201 includes a hard carbon coating 202 and a hard base material 2.
03. An injection region 204 is formed on the surface of the hard base material 203. The injection region 204 and the hard carbon coating 202 are in contact with each other. Hard carbon coating 202
The main component of is carbon. The main component of the hard substrate 203 is, for example, WC-based, TiC-based, WC-Co-based, WC-TiC.
-Co-based, non-Si-based material or silicon carbide, such as cemented carbide, such as WC-TiC-TaC-Co systems (SiC), silicon nitride (Si 3 N 4), such as ceramics, such as silicon oxynitride (SiON) An example is a Si-based material. The implantation region 204 is formed on the surface of the hard substrate 203 by titanium, zirconium, haunium, vanadium, niobium, tantalum,
It is a region into which at least one selected from the group consisting of molybdenum, tungsten and silicon is implanted.

【０００７】このように構成された硬質部材２０１にお
いては、硬質炭素被膜２０２の主成分である炭素と注入
領域２０４に注入された金属原子とが反応することによ
り、金属炭化物が形成される。そのため、硬質炭素被膜
２０２と注入領域２０４の中の金属原子が強力に結合し
ている。また、注入領域２０４中の金属原子は硬質基材
２０３へのアンカー効果により硬質基材２０３と強力に
結合している。そのため、硬質炭素被膜２０２と硬質基
材２０３との結合は強力なものとなる。In the hard member 201 having the above-described structure, metal carbide is formed by the reaction of carbon, which is the main component of the hard carbon coating 202, with the metal atoms injected into the injection region 204. Therefore, the hard carbon coating 202 and the metal atoms in the implantation region 204 are strongly bonded. Further, the metal atoms in the implantation region 204 are strongly bonded to the hard base material 203 due to the anchor effect on the hard base material 203. Therefore, the bond between the hard carbon coating 202 and the hard base material 203 becomes strong.

【０００８】次に、図６に示す硬質部材２０１の製造方
法について、以下に説明する。まず、硬質基材２０３に
前述の金属をイオン注入法により注入する。ここで、イ
オンの注入における注入エネルギは、通常５ｋｅＶ〜３
ＭｅＶ、好ましくは数十ｋｅＶ〜数百ｋｅＶ程度であ
る。また、イオン注入量は、通常１０10イオン／ｃｍ2
以上、好ましくは１０16〜１０17イオン／ｃｍ2 であ
る。このようにして、硬質基材２０３の表面に注入領域
２０４を形成する。Next, a method for manufacturing the hard member 201 shown in FIG. 6 will be described below. First, the above-mentioned metal is implanted into the hard base material 203 by an ion implantation method. Here, the implantation energy in the ion implantation is usually 5 keV to 3
MeV, preferably about several tens keV to several hundreds keV. The ion implantation amount is usually 10 10 ions / cm 2
The above is preferably 10 16 to 10 17 ions / cm 2 . In this way, the injection region 204 is formed on the surface of the hard base material 203.

【０００９】次に、その表面に注入領域が形成された硬
質基材を反応室内に設置して、炭素源ガスを含有する原
料ガスを反応室内に導入する。この原料ガスを励起して
得られるガスを硬質基材の注入領域に接触させることに
より、注入領域上に硬質炭素被膜を形成する。このよう
にして、図６に示す硬質部材２０１が形成される。Next, a hard substrate having an injection region formed on its surface is placed in the reaction chamber, and a raw material gas containing a carbon source gas is introduced into the reaction chamber. A gas obtained by exciting this raw material gas is brought into contact with the injection region of the hard base material to form a hard carbon film on the injection region. In this way, the hard member 201 shown in FIG. 6 is formed.

【００１０】このように構成された硬質部材の製造方法
においては、注入領域を形成する際に、数十ｋｅＶ〜数
百ｋｅＶ程度の注入エネルギでイオン注入を行なう必要
がある。そのため、高電圧を発生させるための装置が大
掛かりなものとなり、製造コストが高くつくという問題
があった。In the method for manufacturing a hard member having such a structure, it is necessary to perform ion implantation with an implantation energy of about several tens keV to several hundreds keV when forming the implantation region. Therefore, there is a problem that a device for generating a high voltage becomes large-scaled and the manufacturing cost becomes high.

【００１１】そこで、本発明の目的は、硬質基材と硬質
炭素被膜との接合が強力であり、かつ製造コストの低い
硬質部材およびその製造方法を提供することである。Therefore, an object of the present invention is to provide a hard member having a strong bond between a hard base material and a hard carbon coating and having a low manufacturing cost, and a manufacturing method thereof.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の硬質部材は、硬
質基材の表面に硬質炭素被膜が形成された硬質部材であ
って、硬質炭素被膜と接合する硬質基材の表面部分に
は、改質層が形成されており、その改質層は、炭素およ
び窒素からなる群より選ばれた少なくとも１種が非晶質
化した非晶質部分が存在し、かつ硬質基材の成分が結晶
化した結晶質部分と非晶質部分とが混在していることを
特徴とするものである。The hard member of the present invention is a hard member having a hard carbon coating formed on the surface of a hard base material, and the surface portion of the hard base material to be joined with the hard carbon coating, A modified layer is formed, and the modified layer has an amorphous portion in which at least one selected from the group consisting of carbon and nitrogen is amorphized, and the component of the hard base material is crystallized. It is characterized in that the crystallized crystalline portion and the amorphous portion are mixed.

【００１３】また、硬質基材は、炭化タングステンを主
成分とする超硬合金、サーメット、セラミックスおよび
工具鋼からなる群より選ばれた少なくとも１種を含むこ
とが好ましい。The hard base material preferably contains at least one selected from the group consisting of cemented carbide containing tungsten carbide as a main component, cermet, ceramics and tool steel.

【００１４】このように構成された硬質部材において
は、硬質基材の表面部分では、炭素や窒素が非晶質化し
た非晶質部分が存在する。また、この硬質基材の表面部
分に接する硬質炭素被膜は炭素が非晶質化したものであ
る。よって、硬質炭素被膜の構造と、硬質基材の表面部
分に形成される非晶質部分の構造は非常に似ているた
め、硬質炭素被膜と硬質基材の非晶質部分とが強力に結
合する。さらに、硬質基材の表面部分において、上記の
非晶質部分と基材の主成分が結晶化した結晶質部分とが
混在している。そのため、非晶質部分と結晶質部分との
結合も強力なものとなる。In the hard member having such a structure, there is an amorphous portion in which carbon and nitrogen are amorphized in the surface portion of the hard base material. Further, the hard carbon coating in contact with the surface of the hard base material is an amorphous carbon. Therefore, the structure of the hard carbon film and the structure of the amorphous part formed on the surface part of the hard base material are very similar, so the hard carbon film and the amorphous part of the hard base material are strongly bonded. To do. Further, in the surface portion of the hard base material, the amorphous portion and the crystalline portion in which the main component of the base material is crystallized are mixed. Therefore, the bond between the amorphous part and the crystalline part is also strong.

【００１５】その結果、硬質炭素被膜と硬質基材は非晶
質部分を介在させて強力に結合されることとなる。その
ため、耐剥離性の優れた硬質部材を得ることができる。As a result, the hard carbon coating and the hard substrate are strongly bonded with the amorphous portion interposed. Therefore, a hard member having excellent peel resistance can be obtained.

【００１６】また、本発明の硬質部材の製造方法におい
ては、硬質基材の表面に炭素および窒素からなる群より
選ばれた少なくとも１種のイオンを注入することによ
り、硬質基材の表面部分に炭素および窒素からなる群よ
り選ばれた少なくとも１種が非晶質化した非晶質部分が
存在し、かつ硬質基材の主成分が結晶化した結晶質部分
と非晶質部分とが混在している改質層を形成する工程
と、改質層に接するように硬質炭素被膜を形成する工程
とを備えたものである。Further, in the method for producing a hard member of the present invention, at least one kind of ion selected from the group consisting of carbon and nitrogen is injected into the surface of the hard base material so that the surface portion of the hard base material is exposed. There is an amorphous part in which at least one selected from the group consisting of carbon and nitrogen is amorphized, and a crystalline part in which the main component of the hard base material is crystallized and an amorphous part are mixed. And a step of forming a hard carbon coating so as to be in contact with the modified layer.

【００１７】また、アルゴンガスプラズマおよびアルゴ
ンイオンからなる群より選ばれた少なくとも１種を用い
て改質層の表面をスパッタリングする工程をさらに備え
ていることが好ましい。It is preferable that the method further comprises the step of sputtering the surface of the modified layer using at least one selected from the group consisting of argon gas plasma and argon ions.

【００１８】また、硬質基材は、炭化タングステンを主
成分とする超硬合金、サーメット、セラミックスおよび
工具鋼からなる群より選ばれた少なくとも１種を含むこ
とが好ましい。The hard base material preferably contains at least one selected from the group consisting of cemented carbide containing tungsten carbide as a main component, cermet, ceramics and tool steel.

【００１９】このように構成された硬質部材の製造方法
においては、改質層の中に炭素や窒素が非晶質化した非
晶質部分が存在する。また、改質層の表面に形成される
硬質炭素被膜は炭素が非晶質化したものである。そのた
め、改質層中の非晶質部分と硬質炭素被膜の構造は非常
に似ているので、硬質炭素被膜と非晶質部分が強く結合
する。また、改質層中に形成された非晶質部分はアンカ
ー効果により改質層中の基材の主成分が結晶化した結晶
質部分と強く結合している。そのため、硬質炭素被膜と
硬質基材非晶質部分を介在して強力に結合することとな
る。In the method for manufacturing a hard member having such a structure, the modified layer has an amorphous portion in which carbon and nitrogen are amorphized. Further, the hard carbon coating formed on the surface of the modified layer is an amorphized carbon. Therefore, since the structure of the amorphous carbon in the modified layer is very similar to that of the hard carbon coating, the hard carbon coating and the amorphous carbon are strongly bonded to each other. Further, the amorphous portion formed in the modified layer is strongly bonded to the crystalline portion in which the main component of the base material in the modified layer is crystallized due to the anchor effect. Therefore, the hard carbon coating and the hard base amorphous portion are interposed to strongly bond.

【００２０】さらに、アルゴンガスプラズマおよびアル
ゴンイオンからなる群より選ばれた少なくとも１種を用
いて改質層の表面をスパッタリングする工程をさらに備
えていれば、改質層の表面をクリーニングすることにな
る。そのため、改質層中に形成された非結晶部分と硬質
炭素被膜との結合をより確実なものとすることができ
る。If the method further comprises the step of sputtering the surface of the modified layer with at least one selected from the group consisting of argon gas plasma and argon ions, the surface of the modified layer can be cleaned. Become. Therefore, the bond between the amorphous portion formed in the modified layer and the hard carbon coating can be made more reliable.

【００２１】また、改質層を形成する工程では、硬質基
材の表面にイオンを注入する際の注入エネルギが５００
ｅＶ〜１００ｋｅＶであることが好ましい。In the step of forming the modified layer, the implantation energy for implanting ions into the surface of the hard substrate is 500.
It is preferably eV to 100 keV.

【００２２】また、改質層を形成する工程では、硬質基
材の表面にイオンを注入する際の注入量が５×１０16／
ｃｍ2 以上であることが好ましい。In addition, in the step of forming the modified layer, the amount of ions injected into the surface of the hard substrate is 5 × 10 16 /
cm 2 or more.

【００２３】このように構成された硬質部材の製造方法
においては、硬質基材と硬質炭素被膜との間に中間層を
形成する従来の硬質部材よりも耐剥離性に優れた硬質部
材を得ることができる。In the method for manufacturing a hard member having such a structure, a hard member having a better peeling resistance than a conventional hard member having an intermediate layer formed between a hard base material and a hard carbon coating is obtained. You can

【００２４】また、改質層を形成する工程では、硬質基
材の表面にイオンを注入する際の注入エネルギが５００
ｅＶ以上１０ｋｅＶ以下であることが好ましい。このよ
うに構成された硬質部材の製造方法においては、硬質基
材にチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、
ニオブ、タンタル、モリブデン、タングステンおよび珪
素からなる群より選ばれた少なくとも１種をイオン注入
する従来の硬質部材の製造方法よりも小さい注入エネル
ギで耐剥離性に優れた硬質部材を得ることができる。そ
の結果、高電圧を発生させる必要がないので、製造コス
トを低下させることができる。In the step of forming the modified layer, the implantation energy for implanting ions into the surface of the hard substrate is 500.
It is preferably eV or more and 10 keV or less. In the method for producing a hard member having such a structure, titanium, zirconium, hafnium, vanadium,
A hard member excellent in peeling resistance can be obtained with a smaller implantation energy than in the conventional method for manufacturing a hard member in which at least one selected from the group consisting of niobium, tantalum, molybdenum, tungsten, and silicon is ion-implanted. As a result, since it is not necessary to generate a high voltage, the manufacturing cost can be reduced.

【００２５】[0025]

【実施例】【Example】

（実施例１）硬質基材として組成がＪＩＳ規格Ｋ１０
で、平板状（２０ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍｔ）の超硬合
金を用意した。ここで、ＪＩＳ規格Ｋ１０とは、Ｃｏ
（コバルト）を４〜７重量％含み、Ｗ（タングステン）
を主体とした硬質層を９３〜９６重量％含み、硬質層中
のＴｉ（チタン）、Ｔａ（タンタル）またはＮｂ（ニオ
ブ）を０〜３重量％含む超硬合金である。(Example 1) As a hard base material, the composition is JIS standard K10.
Then, a plate-shaped (20 mm × 20 mm × 2 mmt) cemented carbide was prepared. Here, JIS standard K10 is Co
(Cobalt) 4-7 wt%, W (tungsten)
Is a cemented carbide containing 93 to 96% by weight of a hard layer mainly composed of and containing 0 to 3% by weight of Ti (titanium), Ta (tantalum) or Nb (niobium) in the hard layer.

【００２６】図１は、本発明の硬質部材の製造方法で用
いるイオン注入装置の模式図である。図１を参照して、
イオン注入装置７は、真空容器２と、ホルダ３と、イオ
ン源４と、排気ポンプ５とを備えている。真空容器２に
排気ポンプ５は接続されている。排気ポンプ５が作動す
ることによって、真空容器２中の圧力を調整することが
できる。真空容器２にホルダ３が設けられており、ホル
ダ３の表面に組成がＪＩＳ規格Ｋ１０の超硬合金からな
る硬質基材１が設けられている。真空容器２にイオン源
４が設けられている。イオン源４からは矢印６で示すイ
オンビームが発生する。矢印６で示すイオンビームは窒
素イオンまたは炭素イオンのどちらのビームでもよい。
矢印６で示すイオンビームが硬質基材１に接触すること
により、硬質基材１にイオンが注入される。FIG. 1 is a schematic view of an ion implantation apparatus used in the method for manufacturing a hard member of the present invention. Referring to FIG.
The ion implantation device 7 includes a vacuum container 2, a holder 3, an ion source 4, and an exhaust pump 5. An exhaust pump 5 is connected to the vacuum container 2. The pressure in the vacuum container 2 can be adjusted by operating the exhaust pump 5. A holder 3 is provided in a vacuum container 2, and a hard substrate 1 made of a cemented carbide of JIS standard K10 is provided on the surface of the holder 3. An ion source 4 is provided in the vacuum container 2. An ion beam indicated by an arrow 6 is generated from the ion source 4. The ion beam shown by the arrow 6 may be either a nitrogen ion beam or a carbon ion beam.
When the ion beam indicated by the arrow 6 contacts the hard base material 1, ions are implanted in the hard base material 1.

【００２７】図２は、本発明の硬質部材の製造方法で用
いる高周波プラズマＣＶＤ装置を示す模式図である。図
２を参照して、高周波プラズマＣＶＤ装置１２は、真空
容器１３と、電極１４、１５と、排気ポンプ１６と、高
周波電源１７と、ガスタンク１８ａ，ｂと、マスフロー
コントローラ１９と、バルブ２０とを備えている。真空
容器１３に排気ポンプ１６が接続されており、排気ポン
プが作動することにより真空容器１３の内圧は調整され
る。電極１４と高周波電源１７は電気的に接続されてい
る。電極１５と高周波電源１７とは電気的に接続されて
いる。電極１５に図１で示すイオン注入装置によりイオ
ン注入が施された硬質基材１１が設けられている。ガス
の流量を調整するためのマスフローコントローラ１９が
真空容器１３に接続されている。マスフローコントロー
ラ１９はバルブ２０と接続されている。バルブ２０はア
ルゴンガスが充填されているガスタンク１８ａと、メタ
ンガスが充填されているガスタンク１８ｂとに接続され
ている。高周波電源１７の周波数は１３．５６ＭＨｚで
ある。FIG. 2 is a schematic view showing a high frequency plasma CVD apparatus used in the method for manufacturing a hard member of the present invention. Referring to FIG. 2, the high frequency plasma CVD apparatus 12 includes a vacuum container 13, electrodes 14, 15, an exhaust pump 16, a high frequency power supply 17, gas tanks 18 a and 18 b, a mass flow controller 19, and a valve 20. I have it. An exhaust pump 16 is connected to the vacuum container 13, and the internal pressure of the vacuum container 13 is adjusted by operating the exhaust pump. The electrode 14 and the high frequency power supply 17 are electrically connected. The electrode 15 and the high frequency power supply 17 are electrically connected. The electrode 15 is provided with a hard base material 11 which is ion-implanted by the ion-implantation device shown in FIG. A mass flow controller 19 for adjusting the flow rate of gas is connected to the vacuum container 13. The mass flow controller 19 is connected to the valve 20. The valve 20 is connected to a gas tank 18a filled with argon gas and a gas tank 18b filled with methane gas. The frequency of the high frequency power supply 17 is 13.56 MHz.

【００２８】このように構成された装置を用いて、硬質
基材への成膜を行なった。まず、図１に示すように構成
されたイオン注入装置７において、真空容器２の内圧を
１．０×１０-5Ｔｏｒｒとし、硬質基材１に炭素、窒素
イオンを注入した。このとき、注入エネルギを一定と
し、イオンの注入量をさまざまなに変化させた。Film formation on a hard substrate was carried out using the apparatus thus constructed. First, in the ion implanter 7 configured as shown in FIG. 1, the internal pressure of the vacuum container 2 was set to 1.0 × 10 −5 Torr, and carbon and nitrogen ions were implanted into the hard substrate 1. At this time, the implantation energy was kept constant and the ion implantation amount was changed variously.

【００２９】次に、図２で示すように構成された高周波
プラズマＣＶＤ装置１２において、まず、真空容器１３
の側壁および硬質基材１１を２００℃として排気ポンプ
１６により真空容器１３の内圧を１０-7Ｔｏｒｒとし
た。次に、ガスタンク１８ａに充填されたアルゴンガス
をバルブ２０、マスフローコントローラ１９を介して真
空容器１３に導入して真空容器１３中を１０-2Ｔｏｒｒ
の圧力に維持した。このとき、電極１５に高周波電力
（３００Ｗ）を印加してアルゴンガスをプラズマ化し、
硬質基材１１の表面をアルゴンガスのプラズマによりク
リーニングした。次に、真空容器１３中のアルゴンガス
を排気ポンプ１６により排気した。次に、ガスタンク１
８ｂに充填されたメタンガスをバルブ２０、マスフロー
コントローラ１９を介して真空容器１３に導入し、真空
容器１３の内圧が１０-2Ｔｏｒｒとなるようにした。次
に、電極１５に高周波電力（３００Ｗ）を印加してメタ
ンガスをプラズマ化し、硬質基材１１の表面に炭素原子
を蓄積することにより、硬質炭素被膜を形成した。な
お、ここで、場合によってはアルゴンガスによる硬質基
材１１表面のクリーニング処理を省いてもよい。Next, in the high frequency plasma CVD apparatus 12 constructed as shown in FIG.
The side wall and the hard substrate 11 were heated to 200 ° C., and the internal pressure of the vacuum container 13 was set to 10 −7 Torr by the exhaust pump 16. Next, the argon gas filled in the gas tank 18a is introduced into the vacuum container 13 through the valve 20 and the mass flow controller 19 so that the inside of the vacuum container 13 is 10 -2 Torr.
The pressure was maintained at. At this time, high frequency power (300 W) is applied to the electrode 15 to turn the argon gas into plasma,
The surface of the hard substrate 11 was cleaned with plasma of argon gas. Next, the argon gas in the vacuum container 13 was exhausted by the exhaust pump 16. Next, gas tank 1
The methane gas filled in 8b was introduced into the vacuum container 13 through the valve 20 and the mass flow controller 19 so that the internal pressure of the vacuum container 13 became 10 -2 Torr. Next, high-frequency power (300 W) was applied to the electrode 15 to turn methane gas into plasma, and carbon atoms were accumulated on the surface of the hard base material 11 to form a hard carbon film. Here, in some cases, the cleaning treatment of the surface of the hard base material 11 with argon gas may be omitted.

【００３０】以上の手順で成膜した硬質部材において、
硬質基材と硬質炭素被膜との密着力を評価した。密着力
の評価は、ＣＳＥＭ社レベテスト自動スクラッチ試験器
により行なった。測定方法としては、ダイヤモンド針を
硬質炭素被膜に押付けて横に引き、引きながら針の荷重
を増していった。このとき、膜が剥離する荷重を臨界荷
重とした。膜の剥離は、膜が硬質基材から剥離する際の
破壊音（アコースティックエミッション）で検出した。
このような手法を用いた評価結果を表１に示す。In the hard member formed by the above procedure,
The adhesion between the hard base material and the hard carbon coating was evaluated. The evaluation of the adhesive force was carried out by using a Levetest automatic scratch tester manufactured by CSEM. As a measuring method, a diamond needle was pressed against the hard carbon coating and pulled laterally, and the load of the needle was increased while pulling. At this time, the load at which the film peels was defined as the critical load. The peeling of the film was detected by a breaking sound (acoustic emission) when the film was peeled from the hard base material.
Table 1 shows the evaluation results using such a method.

【００３１】[0031]

【表１】 [Table 1]

【００３２】表１において、サンプルＮｏ．１５は、硬
質基材の表面をアルゴンガスのプラズマによりスパッタ
リングし、その上に直接、硬質炭素被膜を形成したサン
プルである。サンプルＮｏ．１６は、硬質基材の表面に
ＳｉＣ（炭化珪素）を主成分とする中間層を形成し、そ
の中間層の上に硬質炭素被膜を形成したサンプルであ
る。サンプルＮｏ．１７は、硬質基材の表面にＳｉ（珪
素）を主成分とする中間層を形成し、その中間層の上に
硬質炭素被膜を形成したサンプルである。サンプルＮ
ｏ．１において、注入量の「１Ｅ＋１５」は１×１０15
であることを意味する。サンプルＮｏ．２〜１４につい
ても同様である。「密着力」は臨界荷重を意味する。表
１からわかるように、イオン注入量を５×１０16イオン
／ｃｍ2 以上とすれば、サンプルＮｏ．１５〜１７の従
来品に比べ、高密着力が得られることが確認できた。In Table 1, sample No. No. 15 is a sample in which the surface of a hard base material is sputtered by plasma of argon gas and a hard carbon coating is directly formed on the surface. Sample No. No. 16 is a sample in which an intermediate layer containing SiC (silicon carbide) as a main component is formed on the surface of a hard base material, and a hard carbon film is formed on the intermediate layer. Sample No. No. 17 is a sample in which an intermediate layer containing Si (silicon) as a main component is formed on the surface of a hard base material, and a hard carbon film is formed on the intermediate layer. Sample N
o. 1, the injection amount “1E + 15” is 1 × 10 15
Means that Sample No. The same applies to 2 to 14. "Adhesion" means critical load. As can be seen from Table 1, when the ion implantation amount is 5 × 10 16 ions / cm 2 or more, the sample No. It was confirmed that a high adhesion was obtained as compared with the conventional products of 15 to 17.

【００３３】（実施例２）この実施例では、実施例１の
図１で示すイオン注入装置を用いて、ＪＩＳ規格Ｋ１０
の組成の硬質基材に炭素、窒素イオンを注入する際に、
注入量を一定とし、注入エネルギをさまざまに変化さ
せ、硬質基材を形成した。次に、このように形成した硬
質基材を実施例１の図２に示す装置を用いて、実施例１
と同様に基材の表面に硬質炭素被膜を形成した。(Embodiment 2) In this embodiment, the ion implantation apparatus shown in FIG. 1 of Embodiment 1 is used and JIS standard K10 is used.
When injecting carbon and nitrogen ions into the hard base material of the composition of
The injection amount was kept constant and the injection energy was variously changed to form a hard base material. Next, the hard base material thus formed was used in Example 1 by using the apparatus shown in FIG.
A hard carbon film was formed on the surface of the substrate in the same manner as in.

【００３４】このような手順で形成した硬質部材につい
て、硬質基材と硬質炭素被膜との密着力を実施例１と同
様の手法で評価した。評価結果を表２に示す。With respect to the hard member formed by such a procedure, the adhesion between the hard base material and the hard carbon coating was evaluated by the same method as in Example 1. Table 2 shows the evaluation results.

【００３５】[0035]

【表２】 [Table 2]

【００３６】表２において、サンプルＮｏ．２９は、硬
質基材の表面をアルゴンガスのプラズマによってスパッ
タリングした後、硬質基材に直接、硬質炭素被膜を形成
したサンプルである。サンプルＮｏ．３０は、硬質基材
の上にＳｉＣ（炭化珪素）を主成分とする中間層を形成
し、その中間層の上に硬質炭素被膜を形成したサンプル
である。サンプルＮｏ．３１は、硬質基材の表面にＳｉ
（珪素）を主成分とする中間層を形成し、その中間層の
上に硬質炭素被膜を形成したサンプルである。注入量の
「５Ｅ＋１７」は、５×１０17であることを意味する。
表２からわかるように、イオン注入エネルギを５００ｅ
Ｖ以上１００ｋｅＶ以下とすれば、従来品（サンプルＮ
ｏ．２９〜３１）に比べ、高密着力が得られることが確
認できた。また、イオン注入エネルギは、５００ｅＶ以
上１０ｋｅＶ以下でも十分な密着力が得られるため、高
電圧を発生させる装置は必要がないことがわかった。そ
のため、製造コストを低減できることが予想される。In Table 2, sample No. No. 29 is a sample in which a hard carbon film was directly formed on the hard base material after sputtering the surface of the hard base material with plasma of argon gas. Sample No. No. 30 is a sample in which an intermediate layer containing SiC (silicon carbide) as a main component is formed on a hard base material, and a hard carbon film is formed on the intermediate layer. Sample No. 31 is Si on the surface of the hard base material
This is a sample in which an intermediate layer containing (silicon) as a main component is formed, and a hard carbon film is formed on the intermediate layer. An injection amount of “5E + 17” means 5 × 10 17 .
As can be seen from Table 2, the ion implantation energy is 500e.
If it is V or more and 100 keV or less, the conventional product (Sample N
o. It was confirmed that a high adhesion was obtained as compared with 29 to 31). Further, it has been found that a device for generating a high voltage is not necessary because sufficient adhesion can be obtained even when the ion implantation energy is 500 eV or more and 10 keV or less. Therefore, it is expected that the manufacturing cost can be reduced.

【００３７】（実施例３）この実施例では、図１で示す
イオン注入装置により、ＪＩＳ規格Ｋ１０の組成の硬質
基材に炭素イオンを注入エネルギ４０ｋｅＶ、注入量を
５×１０17イオン／ｃｍ2 でイオン注入した。次に、こ
のイオン注入を施した硬質基材を図２で示す高周波プラ
ズマＣＶＤ装置を用いて、アルゴンプラズマによってス
パッタリングした。スパッタリングの深さは約１０ナノ
メートルであった。次に、実施例１と同様の方法にて硬
質基材の表面に硬質炭素被膜を形成した。(Embodiment 3) In this embodiment, carbon ions are implanted into a hard substrate having a composition of JIS K10 at an energy of 40 keV and an implantation dose of 5 × 10 17 ions / cm 2 by the ion implantation apparatus shown in FIG. Ion implantation was done. Next, the ion-implanted hard substrate was sputtered with argon plasma using the high-frequency plasma CVD apparatus shown in FIG. The sputtering depth was about 10 nanometers. Next, a hard carbon coating was formed on the surface of the hard base material by the same method as in Example 1.

【００３８】図３は、実施例３において形成された硬質
部材の模式的な断面図である。図３を参照して、硬質部
材２１は硬質基材２３と硬質炭素被膜２２を備えてい
る。硬質基材２３に硬質炭素被膜２２が接している。FIG. 3 is a schematic sectional view of the hard member formed in Example 3. With reference to FIG. 3, the hard member 21 includes a hard base material 23 and a hard carbon coating 22. The hard carbon coating 22 is in contact with the hard base material 23.

【００３９】このように構成された硬質部材の断面を透
過型電子顕微鏡（日立製Ｈ−９０００ＵＨＲ）により加
速電圧３００ｋＶで観察した。図４は、実施例３におい
て形成された硬質部材の断面を透過型電子顕微鏡で観察
したときの組織を模式的に示す図である。図４を参照し
て、図中の点線より上の部分が硬質炭素被膜２２であ
る。また、図中の点線より下の部分が硬質基材２３であ
る。硬質炭素被膜２２の主成分はアモルファス状の炭素
からなる非晶質部部２４である。また、図中点線で示す
硬質炭素被膜２２と硬質基材２３との界面からの距離を
Ｄで示す。硬質基材２３において、界面からの距離Ｄが
約１０ナノメートルまでの範囲では、炭素が非晶質化し
た非晶質部分２６と炭化タングステンが結晶化した結晶
出力部分２５とが混在した改質層２７である。この硬質
基材２３中の非晶質部分２６は炭素イオンのイオン注入
により形成されたものである。The cross section of the thus constructed hard member was observed with a transmission electron microscope (H-9000UHR manufactured by Hitachi) at an acceleration voltage of 300 kV. FIG. 4 is a diagram schematically showing the structure of a cross section of the hard member formed in Example 3 as observed with a transmission electron microscope. Referring to FIG. 4, the portion above the dotted line in the figure is the hard carbon coating 22. Further, the portion below the dotted line in the figure is the hard base material 23. The main component of the hard carbon coating 22 is the amorphous portion 24 made of amorphous carbon. Further, the distance from the interface between the hard carbon coating 22 and the hard base material 23 shown by the dotted line in the figure is indicated by D. In the hard base material 23, modification in which an amorphous portion 26 in which carbon is amorphized and a crystal output portion 25 in which tungsten carbide is crystallized are mixed in a range in which the distance D from the interface is up to about 10 nanometers. Layer 27. The amorphous portion 26 in the hard base material 23 is formed by ion implantation of carbon ions.

【００４０】このような構造を有する硬質部材において
は、硬質炭素被膜２２を形成する非晶質部分２４と硬質
基材２３中のイオン注入により形成された非晶質部分２
６とは、ほぼ同一の構造となっている。そのため、硬質
炭素被膜２２を構成する非晶質部分２４と硬質基材２３
中の非晶質部分２６とが強力に結合する。また、硬質基
材２３中の非晶質部分２６と硬質基材２３中の結晶質部
分２５とが混在している。そのため、硬質基材２３中に
おいては、非晶質部分２６と結晶質部分２５が強力に結
合している。In the hard member having such a structure, the amorphous portion 24 forming the hard carbon film 22 and the amorphous portion 2 formed by the ion implantation in the hard base material 23.
6 has almost the same structure. Therefore, the amorphous portion 24 and the hard base material 23 that form the hard carbon coating 22.
The amorphous portion 26 therein is strongly bonded. Further, the amorphous portion 26 in the hard base material 23 and the crystalline portion 25 in the hard base material 23 are mixed. Therefore, in the hard base material 23, the amorphous part 26 and the crystalline part 25 are strongly bonded.

【００４１】つまり、硬質炭素被膜２２を構成する非晶
質部分２４と硬質基材２３中の非晶質部分２６とが強力
に結合しており、この非晶質部分２６と硬質基材２３中
の主成分である結晶質部分２５とが強力に結合してい
る。そのため、硬質炭素被膜２２と硬質基材２３とが非
晶質部分２６を介在させて強力に結合していることとな
る。その結果、図４で示すような構造を有する硬質部材
は、非常に優れた耐剥離性を有する。なお、この実施例
において製造した硬質部材の密着力は実施例１と同様の
評価方法によると５０Ｎであり、従来の製品に比べて高
密着力が得られることがわかった。That is, the amorphous portion 24 constituting the hard carbon film 22 and the amorphous portion 26 in the hard base material 23 are strongly bonded to each other, and the amorphous portion 26 and the hard base material 23 are in contact with each other. Is strongly bonded to the crystalline part 25 which is the main component of the. Therefore, the hard carbon coating 22 and the hard base material 23 are strongly bonded with the amorphous portion 26 interposed. As a result, the hard member having the structure shown in FIG. 4 has very excellent peeling resistance. The adhesion of the hard member manufactured in this example was 50 N according to the same evaluation method as in Example 1, and it was found that a high adhesion was obtained as compared with the conventional product.

【００４２】今回開示された実施例はすべての点で提示
であって制限的なものではないと考えられるべきであ
る。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の
範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味およ
び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。It should be considered that the embodiments disclosed herein are presented in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の硬質部材の製造方法の第１工程に用い
るイオン注入装置の模式図である。FIG. 1 is a schematic view of an ion implantation apparatus used in the first step of the method for manufacturing a hard member of the present invention.

【図２】本発明の硬質部材の製造方法の第２工程に用い
る高周波プラズマＣＶＤ装置の模式図である。FIG. 2 is a schematic view of a high frequency plasma CVD apparatus used in a second step of the method for manufacturing a hard member of the present invention.

【図３】本発明の硬質部材の概略断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view of a hard member of the present invention.

【図４】本発明の実施例により製造された硬質部材の断
面を透過型電子顕微鏡で観察したときの組織を模式的に
示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing the structure of a hard member manufactured according to an example of the present invention when a cross section thereof is observed with a transmission electron microscope.

【図５】従来の硬質部材の概略断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a conventional hard member.

【図６】従来の硬質部材の概略断面図である。FIG. 6 is a schematic sectional view of a conventional hard member.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２１ 硬質部材 ２２ 硬質炭素被膜 ２３ 硬質基材 ２５ 結晶質部分 ２６ 非晶質部分 ２７ 改質層 21 hard member 22 hard carbon film 23 hard base material 25 crystalline portion 26 amorphous portion 27 modified layer

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 30/00 Ｃ２３Ｃ 30/00 Ｃ Ｃ２３Ｆ 4/00 Ｃ２３Ｆ 4/00 Ｃ Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display C23C 30/00 C23C 30/00 C C23F 4/00 C23F 4/00 C

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 硬質基材の表面に硬質炭素被膜が形成さ
れた硬質部材であって、 前記硬質炭素被膜と接合する前記硬質基材の表面部分に
は、改質層が形成されており、その改質層には、炭素お
よび窒素からなる群より選ばれた少なくとも１種が非晶
質化した非晶質部分が存在し、かつ前記硬質基材の主成
分が結晶化した結晶質部分と前記非晶質部分とが混在し
ていることを特徴とする、硬質部材。1. A hard member having a hard carbon coating formed on the surface of a hard base material, wherein a modified layer is formed on a surface portion of the hard base material joined to the hard carbon coating, The modified layer has an amorphous part in which at least one selected from the group consisting of carbon and nitrogen is amorphized, and a crystalline part in which the main component of the hard base material is crystallized. A hard member, wherein the amorphous portion is mixed. 【請求項２】 前記硬質基材は、炭化タングステンを主
成分とする超硬合金、サーメット、セラミックスおよび
工具鋼からなる群より選ばれた少なくとも１種を含むこ
とを特徴とする、請求項１に記載の硬質部材。2. The hard base material contains at least one selected from the group consisting of cemented carbide containing tungsten carbide as a main component, cermet, ceramics and tool steel. The hard member described. 【請求項３】 硬質基材の表面に硬質炭素被膜が形成さ
れた硬質部材の製造方法において、 前記硬質基材の表面に窒素および炭素からなる群より選
ばれた少なくとも１種のイオンを注入することにより、
前記硬質基材の表面部分に、炭素および窒素からなる群
より選ばれた少なくとも１種が非晶質化した非晶質部分
が存在しかつ前記硬質基材の主成分が結晶化した結晶質
部分と前記非晶質部分とが混在している改質層を形成す
る工程と、 前記改質層に接するように前記硬質炭素被膜を形成する
工程とを備えたことを特徴とする、硬質部材の製造方
法。3. A method for manufacturing a hard member having a hard carbon coating formed on the surface of a hard base material, wherein at least one ion selected from the group consisting of nitrogen and carbon is implanted into the surface of the hard base material. By
A crystalline part in which an amorphous part in which at least one kind selected from the group consisting of carbon and nitrogen is amorphized is present in the surface part of the hard base material and the main component of the hard base material is crystallized. And a step of forming a modified layer in which the amorphous portion is mixed, and a step of forming the hard carbon coating so as to contact the modified layer, of the hard member Production method. 【請求項４】 アルゴンガスプラズマおよびアルゴンイ
オンからなる群より選ばれた少なくとも１種を用いて前
記改質層の表面をスパッタリングする工程をさらに備え
たことを特徴とする、請求項３に記載の硬質部材の製造
方法。4. The method according to claim 3, further comprising the step of sputtering the surface of the modified layer using at least one selected from the group consisting of argon gas plasma and argon ions. Hard member manufacturing method. 【請求項５】 前記硬質基材は、炭化タングステンを主
成分とする超硬合金、サーメット、セラミックスおよび
工具鋼からなる群より選ばれた少なくとも１種を含むこ
とを特徴とする、請求項３または４に記載の硬質部材の
製造方法。5. The hard base material contains at least one selected from the group consisting of cemented carbide containing tungsten carbide as a main component, cermet, ceramics, and tool steel, 3. 4. The method for manufacturing a hard member according to item 4. 【請求項６】 前記改質層を形成する工程において、前
記硬質基材の表面に前記イオンを５００ｅＶ以上１００
ｋｅＶ以下の注入エネルギで注入することを特徴とす
る、請求項３〜５のいずれか１項に記載の硬質部材の製
造方法。6. In the step of forming the modified layer, the ion of 500 eV or more and 100 eV or more is formed on the surface of the hard base material.
The method of manufacturing a hard member according to claim 3, wherein the implantation is performed with an implantation energy of keV or less. 【請求項７】 前記改質層を形成する工程において、前
記硬質基材の表面に前記イオンを注入する際の注入量が
５×１０16イオン／ｃｍ2 以上であることを特徴とす
る、請求項３〜５のいずれか１項に記載の硬質部材の製
造方法。7. The step of forming the modified layer, wherein the amount of implantation of the ions into the surface of the hard substrate is 5 × 10 16 ions / cm 2 or more. Item 6. A method for manufacturing a hard member according to any one of Items 3 to 5. 【請求項８】 前記改質層を形成する工程において、前
記硬質基材の表面に前記イオンを５００ｅＶ以上１０ｋ
ｅＶ以下の注入エネルギで注入することを特徴とする、
請求項３〜５のいずれか１項に記載の硬質部材の製造方
法。8. In the step of forming the modified layer, the ions are applied to the surface of the hard base material at 500 eV or more and 10 k or more.
Injecting with an implantation energy of eV or less,
The method for manufacturing a hard member according to claim 3.
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