JPS5980775A - 硬質薄膜の製造法 - Google Patents
硬質薄膜の製造法Info
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- JPS5980775A JPS5980775A JP19076582A JP19076582A JPS5980775A JP S5980775 A JPS5980775 A JP S5980775A JP 19076582 A JP19076582 A JP 19076582A JP 19076582 A JP19076582 A JP 19076582A JP S5980775 A JPS5980775 A JP S5980775A
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- Japan
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- hard thin
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- obn
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
- C23C14/0036—Reactive sputtering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/0641—Nitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/0641—Nitrides
- C23C14/0647—Boron nitride
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）技術分野
本発明は立方晶窒化硼素（以下０Ｂｂｌという）を含有
する高硬度被膜の製造法に関する。
する高硬度被膜の製造法に関する。
（口］ 背景技術
ＯＢＮはダイヤモンドに次ぐ硬度ではあるが、鉄との反
応が乏しいところから、切削工具や耐摩耗工具等の実用
分野ではダイヤモンドよす優れた性質を示す。しかしな
がらＯＢＮもダイヤモンドと同様に高圧で製造する為、
それ自体の製造によびＯＢＮを含む焼結体の製造には超
高圧装置が欠かせず、ダイヤモンドと同様に高価である
。
応が乏しいところから、切削工具や耐摩耗工具等の実用
分野ではダイヤモンドよす優れた性質を示す。しかしな
がらＯＢＮもダイヤモンドと同様に高圧で製造する為、
それ自体の製造によびＯＢＮを含む焼結体の製造には超
高圧装置が欠かせず、ダイヤモンドと同様に高価である
。
ダイヤモンドを超高圧装置を用いずに製造する方法につ
いては特に気相からの蒸着技術が種々提案されているが
、ＯＢＮについての報告はＩＩ、 Ａ、 Ｂｅａｌｅ等
がＧＩＢＮ状の生成物を提案しているにすぎない（米国
特許、第４．２９７．５８７号明細書）。この方法では
Ｂを６０％含むＡ／％Ｎｉ−Ｍｎ 合金をアンモニア
ガス中で反応蒸着を行うものであるが、ＯＢＮ含有率の
選択ができず硬度も低いという欠点があった。
いては特に気相からの蒸着技術が種々提案されているが
、ＯＢＮについての報告はＩＩ、 Ａ、 Ｂｅａｌｅ等
がＧＩＢＮ状の生成物を提案しているにすぎない（米国
特許、第４．２９７．５８７号明細書）。この方法では
Ｂを６０％含むＡ／％Ｎｉ−Ｍｎ 合金をアンモニア
ガス中で反応蒸着を行うものであるが、ＯＢＮ含有率の
選択ができず硬度も低いという欠点があった。
（ハ）発明の開示
本発明者等は気相からのＯＢＮの合成方法について種々
検討を行い、ＯＢＮの含有率を広範囲で変えられ硬度の
高い被膜の製造法を発明するに至った。
検討を行い、ＯＢＮの含有率を広範囲で変えられ硬度の
高い被膜の製造法を発明するに至った。
本発明はｌＶａ、Ｖａ、Ｖｉａ族の金属の１種以上をＢ
Ｎと同時に加熱による蒸発、イオンブレーティングもし
くはスパッタリング等で蒸着することにより被膜を製造
する方法に関するものである。
Ｎと同時に加熱による蒸発、イオンブレーティングもし
くはスパッタリング等で蒸着することにより被膜を製造
する方法に関するものである。
ｌＶａ、 ｖａ、 ｖｉａ族の金属としてはＴｉ、 Ｈ
ｆ、 Ｚｒ。
ｆ、 Ｚｒ。
Ｖ、 Ｎｂ、 Ｔａ、 Ｏｒ、 Ｍｏ、 Ｗ が挙げら
れるが、ｃｔｔらは窒化物を形成１２、該窒化物の硬度
は著しく高い。したがってＢＮの蒸発時の若干のＮ分圧
によって容易に窒化物の形成が行なわれる。そこで本発
明の製造法に宸いてはＢＮと若干の金属審化物だよび金
属の３相が存在することとなる。驚くべきことに、この
ように１−て製造した被膜はＢＮがＯＢＮに変態して極
めて高硬度となるのである。
れるが、ｃｔｔらは窒化物を形成１２、該窒化物の硬度
は著しく高い。したがってＢＮの蒸発時の若干のＮ分圧
によって容易に窒化物の形成が行なわれる。そこで本発
明の製造法に宸いてはＢＮと若干の金属審化物だよび金
属の３相が存在することとなる。驚くべきことに、この
ように１−て製造した被膜はＢＮがＯＢＮに変態して極
めて高硬度となるのである。
本発明に１６ける被膜の製造法としては主に物理蒸着法
を用いる。すなわち六方晶のＢＮの蒸発源と第１ＶＷ、
Ｖａ、 ｖｉａ族金属の蒸発源とを用意し、加熱によ
る蒸発、電子銃による蒸発、スパッタリング等を行う。
を用いる。すなわち六方晶のＢＮの蒸発源と第１ＶＷ、
Ｖａ、 ｖｉａ族金属の蒸発源とを用意し、加熱によ
る蒸発、電子銃による蒸発、スパッタリング等を行う。
蒸着反応をスムーズに運ぶ為にはプラズマ発生豚囲気中
で蒸着を行うことが好ましく、イオンブレーティングや
スパッタリングの手法が効果的である。更にＯＢＮの生
成を容易にする手段として蒸発物を電界で加速するイオ
ンビーム法も効果がある。反応雰囲気としては、Ａｒ、
Ｎ、 または炭化水素およびこれ等の混合ガスから
選択すべきである。Ｎ、を使用すれば窒化物がより多く
生成し、ムｒはプラズマの生成を容易にし、炭化水素は
炭化物を生成し硬度上昇効果を高める。
で蒸着を行うことが好ましく、イオンブレーティングや
スパッタリングの手法が効果的である。更にＯＢＮの生
成を容易にする手段として蒸発物を電界で加速するイオ
ンビーム法も効果がある。反応雰囲気としては、Ａｒ、
Ｎ、 または炭化水素およびこれ等の混合ガスから
選択すべきである。Ｎ、を使用すれば窒化物がより多く
生成し、ムｒはプラズマの生成を容易にし、炭化水素は
炭化物を生成し硬度上昇効果を高める。
ＯＢ Ｎは１０〜９０容量嗟の範囲で含有すれば硬質被
膜としての効果が奏される。１０容量−以下では硬度の
上昇が少なくて効果がなく、９０容量チ以上の含有は本
発明の方法では難かしいし、また被膜自身がもろくて使
用できない。
膜としての効果が奏される。１０容量−以下では硬度の
上昇が少なくて効果がなく、９０容量チ以上の含有は本
発明の方法では難かしいし、また被膜自身がもろくて使
用できない。
実施例１
工ｓｏ ｐ５ｏ 超硬合金に高周液スパッタリング
法で、ＡｒｌＸ１０′ ’ｒｏｒｒｇ囲気下、六方晶Ｂ
ＮとＴ１ を同時に蒸着した。Ｘ線回折により測定し
たところＢＮは立方晶であることが判った。このものを
切断（またところ、この層は約５μの厚さがあった。表
面の硬度を２Ｏｆの荷重でビッカース硬度計で同一試料
の１０ケ所について測定したところ平均６２５０であっ
た。
法で、ＡｒｌＸ１０′ ’ｒｏｒｒｇ囲気下、六方晶Ｂ
ＮとＴ１ を同時に蒸着した。Ｘ線回折により測定し
たところＢＮは立方晶であることが判った。このものを
切断（またところ、この層は約５μの厚さがあった。表
面の硬度を２Ｏｆの荷重でビッカース硬度計で同一試料
の１０ケ所について測定したところ平均６２５０であっ
た。
これに対して被膜しない超硬合金は平均１６００であっ
た。
た。
実施例２
ＢＮのスパッターターゲット上に真空蒸着でＴ１を２０
μ 被覆し、これをプレーナー型スノくツタリングによ
ってスパッターし、ＩＳＯ，に１０超硬合金（形状ＳＮ
Ｇ ４３２） に蒸着した。
μ 被覆し、これをプレーナー型スノくツタリングによ
ってスパッターし、ＩＳＯ，に１０超硬合金（形状ＳＮ
Ｇ ４３２） に蒸着した。
この場合Ｔ１の面積率は３５％であった。またスパッタ
ー算囲気はＡｒ ７０ ％ 、Ｎ、 ３０ 俤−Ｃ２ｘ
１０−２Ｔｏｒｒ であった。この被膜をｘｍ回折
により回定したところＯＢＮとＴＩＮであり、また厚さ
は約４μであった。
ー算囲気はＡｒ ７０ ％ 、Ｎ、 ３０ 俤−Ｃ２ｘ
１０−２Ｔｏｒｒ であった。この被膜をｘｍ回折
により回定したところＯＢＮとＴＩＮであり、また厚さ
は約４μであった。
このチップと、同じ超硬合金にイオンブレーティングで
ＴｉＮ ’、ｉ ４μ被覆したもの、および全く被覆し
ないものの２種の比較品とについて、下記切ｉｔ＋条件
の節制テストを行なった。
ＴｉＮ ’、ｉ ４μ被覆したもの、および全く被覆し
ないものの２種の比較品とについて、下記切ｉｔ＋条件
の節制テストを行なった。
被覆のない超硬合金は１０秒の切削で刃先が溶は落ち、
ＴｉＮ被覆品は３０秒で欠損した。これに対し本発明
品は２０分の切削にゴｄいてもＶＢは０．０８−であっ
た。
ＴｉＮ被覆品は３０秒で欠損した。これに対し本発明
品は２０分の切削にゴｄいてもＶＢは０．０８−であっ
た。
代理人 内 １） 明
代理人 萩 原 亮 −
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） ＢＮ％および周期率表筒１Ｖ ａ 、第ｖａ、
第■ａ族元索の１′１Ｍ以上とを同時に蒸着することを
特徴とする硬質薄膜の製造法。 （２） 硬質薄膜の１０〜９Ｑ容量チは立方ＢＮであ
る、特許請求の範囲１記載の硬質薄膜の製造法。 １３１ Ａｒ、鵬 もし、くは膨化水＃ｇ雰囲気下で
蒸着を行う、特許請求の範囲１または２記載の硬質薄膜
の製造法。 （４）蒸着をスパッタリングまたはイオンブレーティン
グで行う、特許請求の範囲１または３記賊の硬質薄膜の
製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19076582A JPS5980775A (ja) | 1982-11-01 | 1982-11-01 | 硬質薄膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19076582A JPS5980775A (ja) | 1982-11-01 | 1982-11-01 | 硬質薄膜の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5980775A true JPS5980775A (ja) | 1984-05-10 |
Family
ID=16263347
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19076582A Pending JPS5980775A (ja) | 1982-11-01 | 1982-11-01 | 硬質薄膜の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5980775A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60234961A (ja) * | 1984-05-08 | 1985-11-21 | Mitsubishi Metal Corp | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆工具部材 |
| EP0226898A2 (de) * | 1985-12-24 | 1987-07-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Verbundpulverteilchen, Verbundkörper und Verfahren zu deren Herstellung |
| JPS6318050A (ja) * | 1986-07-11 | 1988-01-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Ｃｂｎ被覆法 |
| EP0253881A1 (en) * | 1986-01-21 | 1988-01-27 | Battelle Development Corporation | Cubic boron nitride preparation |
| JPH03107450A (ja) * | 1989-09-22 | 1991-05-07 | Toyonobu Yoshida | 高硬度を有する窒化ほう素堆積膜の形成方法 |
| JP2009149940A (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 窒化物含有ターゲット |
-
1982
- 1982-11-01 JP JP19076582A patent/JPS5980775A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60234961A (ja) * | 1984-05-08 | 1985-11-21 | Mitsubishi Metal Corp | 耐摩耗性のすぐれた表面被覆工具部材 |
| JPH0313305B2 (ja) * | 1984-05-08 | 1991-02-22 | Mitsubishi Materiaru Kk | |
| EP0226898A2 (de) * | 1985-12-24 | 1987-07-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Verbundpulverteilchen, Verbundkörper und Verfahren zu deren Herstellung |
| US5672382A (en) * | 1985-12-24 | 1997-09-30 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Composite powder particle, composite body and method of preparation |
| EP0253881A1 (en) * | 1986-01-21 | 1988-01-27 | Battelle Development Corporation | Cubic boron nitride preparation |
| JPS6318050A (ja) * | 1986-07-11 | 1988-01-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Ｃｂｎ被覆法 |
| JPH03107450A (ja) * | 1989-09-22 | 1991-05-07 | Toyonobu Yoshida | 高硬度を有する窒化ほう素堆積膜の形成方法 |
| JP2009149940A (ja) * | 2007-12-20 | 2009-07-09 | Hitachi Tool Engineering Ltd | 窒化物含有ターゲット |
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