JPS61167548A - 多層被膜 - Google Patents

多層被膜

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JPS61167548A
JPS61167548A JP60224618A JP22461885A JPS61167548A JP S61167548 A JPS61167548 A JP S61167548A JP 60224618 A JP60224618 A JP 60224618A JP 22461885 A JP22461885 A JP 22461885A JP S61167548 A JPS61167548 A JP S61167548A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、被膜、特に摩擦又は摩耗を生じ易い表面に設
けられる被膜ｌ及び、切削、成形及び研磨用の工具に設
けられる被膜に係る。
従来の工具は、いくつかのパラメータの調整によって穐
々の硬度特性、潤滑性及び耐摩耗性を達成するように製
造されてきた。例えば、非硬化鋼（ｕｎｈａｒｄａｎｅ
ｄ　ｓｔｅｅｌｇ　）の工作工具及び形削シ工具は、極
めて硬質のマルテンサイトを形成するに十分な炭素を含
有する鉄鋼か虻製造され得る。よル複雑な組成物中に於
いて炭素含量と合金含量とを種々に変えると、不変形鋼
、耐震鋼、熱間加工用鋼（ｈｏｔ−ｗｏｒｋ　ｓｔｅｅ
ｌｇ　）又は高速度鋼が得られる。これらの鋼のいくつ
かでは、合金元素としてチタン、バナジウム、モリブデ
ン、タングステン及びクロムを使用する。これら元素は
炭素に対する親和性が大きく硬質耐摩耗性金属炭化物を
形成する。しかし乍ら多くの場合、工具の硬度及び／又
は潤滑性と改良するために、工具に表面被膜を設けるの
が好ましい。
被膜使用が特に望ましい場合として、工具の寿命を延長
したい場合又は硬化鋼の形削）及び加工が必要な場合が
ある。しかし乍ら多くの耐火性（ｒｅ−ｆｒａｃｔｏｒ
ｙ　）硬質工具被膜例えば耐火性酸化物、炭化物、窒化
物及びホウ化物は潤滑性が極めて低い。
更に成る種の耐火性酸化物例えばアルミナは高度に不規
則なトポグラフィ（ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ　）を有する
。
不規則なトポグラフィをもつこと及び潤滑性が低いこと
の双方の理由から成る種の耐火性化合物は工具被膜とし
て適当でない。
弾性又は変形性の軟質下部層の上に硬質層を設は該硬質
層で基板の劣化を防止したい場合にも同様の状況が考え
られる。
耐火性化合物の硬度を維持ししかも多くの耐火性化合物
に見られる低潤滑性と不規則なトポグラる。また、アル
ミナの如き耐火性被膜の所望の特性を維持し同時に接着
性と耐破砕性とが改良された耐摩耗性被膜も必要とされ
ている、更に、ステンレススチール又はクロム層の如き
軟質の変形性又は弾性の下部層に重層される耐摩耗性外
面被膜が必要とされている。
本発明の主たる目的は、摩耗性の内層の上にすぐれた耐
摩耗性を示す無秩序のホウ素−炭素の外面被膜を形成す
ることである。別の表面との接触によって摩耗を生じ易
い工具及びそれ以外の製品を耐摩耗性内層と無秩序のホ
ウ素−炭素材料の表面被膜とくよって被覆し、被覆工具
又は製品の有効寿命を延長することも可能である。耐摩
耗性表面被膜は炭化ホウ素でもよく、又は、無秩序のホ
ウ素−炭素の混合物でもよい、 耐摩耗性被膜は、工具の如き製品又はそれ以外の基板の
被覆表面に薄層として形成され、好ましｈ１ル＋＾瑯＾
詰猫礒、Ｌ−１÷皆出１ハ「甘板」及び「製品」なる用
語は互換的に使用されておシ、本発明の耐摩耗性炭化ホ
ウ素外面被膜とは別の硬質又は弾性の下部被膜又は層を
含むものである。
本発明に従って下部被膜の上に無秩序のホウ素−炭素被
膜が設けられた工具は一般に、硬度及び潤滑性の双方の
特性が良く、従って耐用寿命も延長される。また、特定
用途次第では、これら工具で加工される部品又は工作物
の表面仕上（５ｕｒｆａｃｅｆ１ｎｉｓｈｅｓ　）が改
良される。
耐摩耗性無秩序のホウ素−炭素表面被膜はアモ／Ｌ、７
アス、多晶質（ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　）　
（但し長距離の組成秩序はない）、微晶質（ｍｉｃｒｏ
ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　）のいずれでもよく、又は、
これらの相が共存する混合物でもよい。
好ましくは表面被膜の組成が弐ＢｘＣ，−，で示され式
中ＯＢがホウ素、Ｃが炭素を示し、Ｘとｌ−Ｘとは被膜
中に存在するホウ素と炭素との相対量を示し、Ｘが約０
．６０〜約０．９０である、この範囲のどちらかの側に
はずれたホウ素−炭素の無秩序被膜もまた本発明の範囲
に含まれる。よシ好ましくは、被膜は無秩序炭化ホウ素
（８４Ｃ）から成る。
従って、非化学量論的被膜及び化学量論的被膜の双方が
本発明に含まれる。
本発明被膜は形成されたとき無秩序である。耐摩耗性無
秩序被膜は、基板表面即ち下部被膜と炭化ホウ素被膜と
の間に拡散結合（ｄｉｆｆｕｓｉｖｅ　ｂｏｎｄｉｎｇ
　）が存在するので単相結晶質被膜よりも性能が良く、
従って接着性も向上すると考えられる。また無秩序材料
は亀裂（ｆｒａｃｔｕｒｅ　）を成長させる延長格子面
（ｅｘｔｅｎｄｃ！ｄｌａｔｔｉｃｅ　ｐｌａｎｅ　）
を持たないので一般には比較的高い変形応力にも亀裂を
生じること無く耐久し得る。このような材料は一般に、
単相結晶質材料よシ腐食され難い。アモルファス又は実
質的にアモルファスの外面被膜を用いると上記利点がよ
り十分に発揮される。
所望特性を達成し同時に接着性、耐摩耗性又はそれ以外
の被膜特性を劣化させる延長格子面の形成を阻止し得る
ように、各ケースに応じて被膜組成の調節が可能な非化
学量論的耐摩耗性炭化ホウ素外面被膜を使用し得る。
無秩序の炭化ホウ素被膜を形成するために任意の適当な
方法を使用し得る。１つの被膜形成方法としてスパッタ
リングを用いる方法がある。スパッタリングは比較的低
い基板源ｆ（一般には例えば約２００°以下）で行なう
ことができるので、基板材料の特性の有意な変化を生じ
ること無く被膜を形成し得、これによシ高い耐摩耗性と
良好な潤滑性とを持つ表面を与える。従って本発明は、
被覆工具鋼、被覆炭化タングステン、及び被覆浸炭炭化
物（ｃａｎｅｎｔｅｄ　ｃａｒｂｉｄｅｓ　）、例えば
アルミナ及び／又はジルコニアで被覆された炭化物、及
び、ＴｉＣ含有のアルミナ及び／又はジルコニアで被覆
された浸炭炭化物の如き材料の被膜として％に有効でな
いような処理温度を使用し得るからである。また、低い
基板温度でスパッタリングを行なうと無秩序状態の被膜
をも形成し得る、 多層被膜の膜厚を比較的薄くすることができしかも精密
に調節できるので、工具の寸法に有意な影響を与えない
連続薄層として工具表面又は基板表面に多層被膜を設け
ることが可能である。工具が被膜を備えるか否かに関わ
シ無く、使用後の工具に対し、所望の１１￥桧差を与え
るためスは工具から摩耗した材料を補充するために本発
明被膜を付加してもよい。従って、本発明によれば、廃
棄される筈の工具を再生することが可能である。
本発明の炭化ホウ素被膜は、例えば工具及び摩耗又は摩
擦を生じ易い別の表面に対して十分な接着性をもち、弾
性被膜又は硬質被膜の上に形成され得る。本発明の被膜
は硬質又は弾性の中間被膜に対して接着性が高いので接
着用被膜又は層が全被膜と無秩序の外面被膜とが連続的
である、本発明によれば、被覆基板と被覆基板の少くと
も一部分を被覆するホウ素−炭素含有の耐摩耗性外面被
膜とを有する被覆製品が提供される。外面被膜は上記の
如く、ホウ素と炭素との無秩序被膜である。
本発明の無秩序のホウ素−炭素被膜は更に、比較的不活
性で安定であり、例えば湿気及び熱への暴露に対する抵
抗性が良いことを特徴とする。
本発明の別の目的は耐摩耗性ホウ素−炭素被膜の製法を
提供することである。本発明方法は公知の常法と同様で
あるが、被覆基板上に無秩序のホウ素−炭素層を沈積さ
せる段階を含む。無秩序のホウ素−炭素１拡前記の説明
通夛である。
更に本発明の別の目的は、工作物の加工方法を提供する
ことである。本文中の「加工」なる用語は広義に使用さ
れておシ、切削、研摩、形削シ。
研削、リーマ仕上、旋削９作孔、ブローチ削シ。
削シ等を包含し、またこれら作業に限定されない。
方法は、製品、例えばその少くとも一部分か又はその作
用エツジもしくは作用面が本発明に従って耐火性硬質内
側被膜と耐摩耗性ホウ素−炭素外面被膜とで被覆されて
いる工具によって工作物を加工するステップを含む。
本発明による無秩序構造の耐摩耗性外面被膜は食性（ｐ
ｈｙｓｉｃａｌ　ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ　）をもつ無秩序
のホウ素−炭素被膜を形成するのに適したいかなる技術
を使用してもよい。好適なスパッタリングは、／ｆイア
ス電圧を用いるｄｃマグネトロンスノ９ツタリングであ
る。スパッタリングを用いると比較的低温で被膜を形成
することができ比較的高温を要する他の技術に比較して
基板特性に対する影響が少ない。
種々のスノｑツター沈積技術が轟業者に広く公知である
が、本発明の利点を最高度に発揮するように被覆すべき
表面の特定形状（ｇｅ（２）ｔｒｙ）に適したスパッタ
リング技術で所望被膜を形成するのが有利である、通常
は、スフ９ツタリングによる被膜の形成中に基板にｄｃ
又はｒｆバイアスを印加する。
バイアスは、基板上に形成される被膜の接着性をしいス
フ９ツタリング技術を決定する要因の１つである。
スノ♀ツタ−う包覆を行なう前に、被覆すべき下部工具
被膜の部分に原子的に清浄な表面を与えることが重要で
ある。これによシ下部被膜に接着する均一な炭化ホウ素
外面被膜が形成され易くなる。
スパッタリングのために原子的に清浄な表面を与えるい
くつかの方法が轟業者に公知であシ、これら方法のいず
れを使用してもよい。以下に表面準備方法の１例を示す
が、本発明は該方法に限定さ原子的に清浄な表面を与え
る方法の１つでは、耐火性被膜又は弾性金属被膜を備え
た基板を塩素化炭化水素脱脂剤（ｄｅｇｒｅａｓｅｒ　
）で洗浄する。次に、耐敵性被膜又は弾性金属被膜を備
えた基板をメタノールで洗浄し、プラズマエツチング又
はドライケミカルエツチングで処理する。プラズマエツ
チングを使用するときはフッ素化キャリヤーガス例えば
四７ツ化炭素の使用が好適である。キャリヤーガスが分
解してフッ素を放出し、このフッ素が基板表面を洗浄す
る。被膜のために原子的に清浄な表面を与える最終ステ
ップはアルゴンプラズマ中のスフ９ツタ〒エツチングで
ある。
被覆基板Ｑ上、又は、該基板の少くともホウ素−炭素外
面被膜で被覆すべき部分に原子的に清浄な表面を与えた
後に１耐摩耗性のホウ素−炭素被膜を形成し得る。
ホウ素−炭素含有の耐摩耗性外面被膜は一般に、−Ｊ、
＋Ｉ　ａ　１１　＋／　Ｍｐａｔｅ　Ｌ−−イＸＫ／、
ａ−１４ｑ７　　ｋｌ−ｋ　ｌ　　ｌ−ｗ／９ツタリン
グ条件は表面の形状と所望の微細構造のタイプとに左右
される。しかし乍ら一般的に特に摩耗と関係する多くの
用途では耐摩耗性ホウ素−炭素被膜の表面が滑らかであ
るのが好ましい。
無秩序形耐摩耗性被膜の内部微細構造は柱状（Ｃ〇−１
圃ａｒ　）でもよく又は非柱状でもよい。成る種の用途
では、耐摩耗性被膜が柱状表面をもつのが望ましい。
柱状微細構造の形成が望ましいときは、柱状微細構造を
形成する轟業界で公知の任意のタイプのス／Ｑツタリン
グ技術を利用し得る。
柱状微細構造の形成技術の１つでは、柱状微細構造を形
成させるために基板に十分なバイアス電圧を印加する。
成る種の被膜材料及び／又は基板形状の場合、バイアス
電圧がどんなに高くても柱状微細構造が形成されないか
も知れない。当業者に公知の如くバイアスス／々ツタリ
ングは、沈積（ｄｅ−ｂｏｓｉｔｉｏｎ）中に基板に負
のバイアス電圧を維持する方法である。
基板にバイアス電圧を印加することによって、被膜の密
度、純度、接着性及び内部応力を調整し得る。一般には
、ノ５イアス電圧の印加は、ａＦ度と純度と接着性とを
向上させ、被膜の内部応力を低下させる。
スノｑツタリング中に基板に印加されるバイアス電圧を
所望の順序（５ｅｑｕｅｎｃｅ　）で変化させるとよい
。バイアス電圧の好ましい順序法めは、基板の形状と所
望の微細構造とに左右される。複雑な形状の表面又は比
較的高い（約２．０以上の）アスペクト比（表面の幅に
対する巨視的深度の比、例えば平坦表面のアスペクト比
はＯであ）幅に等しい深さの凹部をもつ表面の７スペク
ト比は１である）をもつ表面の場合、最初は完全被覆を
確保すべく比較的低いｊイアスミ圧（例えば約−１００
〜−２００ボルト）で被覆基板にホウ素−炭素被膜材料
をスノｑツタ−し、次にバイアス電圧を比較的高い値（
例えば約−１０００〜−２５００ボルト）Ｋ上げる。
バイアス電圧を漸増（傾斜増加）してもよく又はステッ
プ増加してもよい。このようなバイアス電圧を使用する
と、よシ高密度、よシ高純度で内層に対する接着・１値
もよシ大きく内部応力が小さい被膜の形成が促進され、
また、柱状成長が促進され易い。柱状微細構造の結果と
して一般に接着性が改良されると考えられている。これ
は恐らく、内層に対する機械的固定（ａｎｃｈｏｒｉｎ
ｇ　）が生じるためであろう。高いアスペクト比をもつ
表面に外面被膜を設ける場合、滑らかな表面が必要な場
合以外は被膜の内層部分と同様のバイアス電圧を印加し
得る。滑らかな表面が必要な場合にはデポジションの終
期にバイアス電圧を低下させるか（例えば一般には約−
１００〜−２００ボルト）又は除去すると、滑らかな表
面が形成され易い。
アスペクト比が約０．５〜約２．０の表面の場合に定の
バイアス電圧で層をスノｑツタリングするのが好ましい
、よシ高い電圧を使用してもよい、、外面層の場合には
、所望に応じて比較的滑らかな表面層が形成されるよう
にバイアス電圧吉調整する必要がある。
比較的低いアスペクト比（０〜約０．５）を有する表面
の場合、最初に高い、１イアス電圧（約−１０００〜−
’、鎮０ボルト）を印加し、これをステップ的又は傾斜
的に低電圧（約−１００〜−２００ボルト）まで減少す
るか、又は、除去するのが好ましい。
また通常は、被膜堆積の終期に向ってバイアス電圧を減
少させるか又は除去する。バイアス電圧の漸減又は比較
的低電圧の使用もまた比較的滑らかな表面の形成を促進
する。このため通常は表面の潤滑性が増す。このことは
多くの場合に望ましい特性である。
ｌ＋、Ｉｉｌ的低す某劾温麿（−鈴に汁侑目弓イめ’２
０１１　ｎ以下）でスパッタリングを行なうことができ
るので、基板材料の特性の有意な変化を生じること無く
高い耐摩耗性と良好な潤滑性とを示す表面をもつ被膜の
形成が可能である。従って、本発明は、工具鋼、炭化タ
ングステン、浸炭炭化物、黒鉛、プラスチックの如き材
料及びそれ以外の高温劣化性の基板材料及び高温劣化性
の中間被膜を備えた基板材料の被覆Ｋ特に有効である。
何故なら、処理温度がこれら材料の特性を劣化させない
からである。また、低い基板温度でスフ９ツタリングす
ると無秩序状態の被膜を形成し得る。本発明は更に、基
板の組成に関わシ無く精密な寸法の基板の被覆に適して
いる。
ス、ｅツター無秩序被膜を形成する丸めには、無秩序被
膜が形成され易いように基板表面温度約２００Ｃ未満、
通常は約１０００又はそれ以下でスパッタリングすると
よい。従って本発明被膜は比較的低温で形成され得る。
一般には、ターゲットの蒸発、溶融又はそれ以外９好ま
しくない劣化を阻止するためにターゲットも同時に冷却
する。その結果、寸法、硬度及び横断方向破断強度（ｔ
ｒａｖｅｒｓｅ　ｒｕｐｔｕｒｅｓｔｒｅｎｇｔｈ　）
の如き工具の物理科性を有意に変化させること無く、例
えば工具表面に被膜を付加することが可能である。一般
には、無秩序被膜の形成を阻止し易い、基板温度、ター
ゲット組成、沈積速度及びガス圧を避ける必要がある。
形成される耐摩耗性被膜の好ましい膜厚は、−る必要が
ある用途では特に被膜の膜厚が約８μｍを越えない方が
よい。何故なら膜厚が大きいとそのために工具及び部品
の形状及び／又は寸法の変化が生じるからである。曳基
板表面の比較的簡単な形状と比較的複雑な形状とに関し
て後述するガイドラインに従ってスパッタリング技術を
選択し得る。
内層即ち下部被膜は化学量論的又は非化学量論的な耐火
性化合物なのでホウ素−炭素被膜よシ硬質で潤滑し難い
かも知れない。代表的な化合物は、炭化チタン、ホウ化
チタン、窒化チタン、ホウ化タングステン、炭化タング
ステン、ホウ化モリブデン、炭化モリブデン、ダイヤモ
ンド状炭素、炭素、アルミナ、ジルコニア、窒化ケイ素
、炭化ケイ素、窒化ホウ素、炭化タンタルと指称される
化学量論的及び非化学量論化合物またそれらの配合物が
ある。例えば、下部被膜中に耐火性化合物の不連続層、
例えば、アルミナ、炭化物及び窒化物の不連続層があっ
てもよい。１つの例は、順次に炭化チタン層とアルミナ
層と窒化チタン層とを有するか又は窒化チタン層と炭化
チタン層とアルミナ層と窒化チタン層とを有する差し込
み工具である。
個別層を有していてもよい。個万トの膜厚は５００１〜
１０μ又はそれ以上でもよく全体の膜厚は２０００Ｘ〜
５０μ又はそれ以上である。
下部被膜が本文に記載の外面被膜よりも弾性及び／又は
変形性の大きい金属又は化合物を含んでもよい。例えば
下部被膜がステンレススチール又はクロム、或いは銀又
は銅でもよく、これらはホウ素−炭素外面被膜よシ弾性
、変形性又は延性が大きい。
本文中に記載の被膜及び方法が、本文中に記載の多層被
膜を備えた工具と備えない工具との双方に適用できるこ
とは理解されよう。例えば本発明の多層被膜を備えた工
具が使用によって摩耗するか又は所望の公差範囲を逸脱
すると、本発明の被膜を工具に付加して工具寿命を延長
し得る。また、本発明の被膜を予め備えていなかった工
具に被膜を付加することも可能である。従って、被膜を
何カｎ　ｌ　−？Ｆｋ＋　ｈ　Ｌ４　Ｗ’Ｉｌｌ　’ｒ
　ｈ　　ス２σ）Ｔ１」嘘−亜Ｌヒフ１会　ス、次に、
本発明に従って被覆された数糧の工具を示す第１図〜第
１図について説明する。
第１図は、本発明によって被覆できる歯車ホブ１０を示
す。歯車ホブ１０は放射状に伸びる複数個の歯１２を有
しており、複雑な表面の１つの例である。
第２図は、斜面（ａ　ｆｌａｎｋ　ｆａｃｅ）　１６と
レーク面（ａ　ｒａｋｅ　ｆａｃｅ）　１８　　とを有
する差込み工具１４の斜視図である。差込み工具（ａｎ
　１ｎｓｅｒｔ　ｔｏｏｌ）　１４の基板の全表面が耐
摩耗性被膜で被覆されている。
該被膜は、微細構造（ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ　）改良層
と接着膚と耐火性硬質層と本文中のホウ素−炭素層とか
ら成る。例えば、チタン−窒素層と、チタン−炭素層と
、アルミナ層とチタン−窒素層とホウ素−炭素外面層と
から成る。
第３図は軸受ピン２０の斜視図である。軸受ピン２０は
比較的簡単な表面の１つの例である。
第１図は、放射状に伸びる複数の歯２４から成る歯車シ
ェービング工具２２である。歯車シェービング工具２２
は本発明の方法及び被膜の使用に適した比較的複雑な表
面をもつ工具の別の例である。
一般的に、成る程度の微晶質材料を含む実質的にアモル
ファスの膜厚５０μの（炭化ホウ素）被膜について測定
すると、本発明の炭化ホウ素被膜の硬度は約ＫＨＮ（５
０ｔ）＝　４７００　Ｋｌ／ａ”であり る。無秩序被膜は一般に比較的薄いので、典型的な使用
膜厚を直接測定することはできない。より薄い被膜もほ
ぼ同じ硬度を有すると予想される。
しかし乍ら一般的に、本発明の被膜は比較的硬いだけで
なく潤滑性が良い。その結果、本発明の被膜を備えｆ−
を工具の寿命が延長され、また、かかる工具で加工され
た部品の表面仕上が改良される。
本発明及びその利点は以下の実施例によってより十分に
理解されよう。
実施例　１ 窒化チタン、炭化チタン、アルミナ及び窒化チタンの順
次層の上に炭化ホウ素外面被膜を有する−（５ＡＮＤＶ
ＩＫ　ＡＢ）ｆｉイブＯＲＮＭＡ　４３ＧＣ４１５テー
パ状差込み工具であり高さ３／１６インチ（４，７ｊＩ
ＩＩ）で直径１／２インチ（１２，７腸）である。差込
み工具は、内側から外側に向って膜厚１μ未満の窒化チ
タン層、膜厚２μの炭化チタン層、膜厚５μのアルミナ
層及び膜厚１μの窒化チタン層を順次に有している。全
部の層がＣＶＤ　（ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｖａｐｏｒｄｅ
ｐｏａｌｔｉｏｎ）で形成される。
次に、差込み工具をｄ、ｃ、マグネトロンス／Ｑツタリ
ングで被覆した。スパッタリングターゲットは９９％純
度の結晶質Ｂ４Ｃ粉末をホットプレスして形成されたＢ
４Ｃターゲットである。窒化チタの無秩序炭化ホウ素被
膜を形成した。
差込み工具の能力をテストするために、高さ４インチ（
１０（Ｘ）で直径２５インチ（６３，５ｆｆｉ）のダイ
スから０．１００インチ９６４Ｌ溶接部を除去する能力
をテストした。溶接部（ｗｅｌｄｍｅｎｔ）のロックウ
ェル（Ｒｏｃｋｗｅｌｌ）　Ｃ硬度は５４〜５８であっ
た。
ダイスの円周に沿って切削深さ０．１００インチ（２，
５４１１１）の溶接部が除去すべく金属除去処理を実施
した。以下の結果が得られた。
被膜　　　　　　　　　　内層のみ　内層十＆Ｃ外層　
内層＋Ｂ＜ｃＡ層回転数／分　　　　　　　　９　　　
　２１　　　　２５工作物速度 （フィート７分）　　　　　　　　　５８．１　　　　
　１３７．４　　　　１６３．６金属除去 （インｆ４／分）　　　　　　　　　０．０８８　　　
　　２．６３９　　　　３．９２７０．１００インチ除
去に達 する時間　（分）　　　　　　　３５６　　　　１１　
　　　　　８同様の技術を使用しターゲット組成を適切
に選択することによって所望の割合のホウ素と炭素とか
ら成る無秩序状態の多層被膜を形成し得る。また、多数
ターゲット即ち互に異なる複数の元素又は組成物を使用
し得る。前記実施例ではツノ３ツタリング技術による無
秩序被膜材料の製造を示したが、本発明は該実施例に限
定されない。所望の秩序度を有する（アモルファス、多
晶質、微品質又はこれらの共存）被膜を形成し得るいか
なる方法を使用してもよい。「アモルファス」なる用語
は長距離無秩序を有する材料を意味するが材料が短距離
秩序又は中距離秩序を有してもよく、時には成る程度の
結晶質が混在してもよい。
本発明の被膜が工具の如き用途に限定されないことも理
解されよう。本発明は、摩擦又は摩耗の作用が生じる表
面、非限定例として例えば軸受、エンジン部品、取付部
品等に有効であシまた摩擦又は摩耗が生じるその他のデ
バイスに有効である。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第１図は本発明の耐摩耗性被膜を有する工具の
斜視図である。 １０・・・　歯車ホブ、 １２・・・歯 １４・・・差込み工具、 田・・・軸受ピン、 ２２・・・　歯車シェービング工具、 ス・・・　歯。 一一　　　　　　　　　　　　　　　　判手続補正書 昭和６０年７．２月２日 特許庁長官　　宇　賀　道　部　殿 １、事件の表示　　　昭和６０年特許願第２２４６１８
号２、発明の名称　　　多　層　被　膜 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名　称　　　　エナージー・コンバージョン・デバイセ
ス・インコーホレーテッド ４、代　理　人　　　東京都新宿区新宿１丁目１番１４
号　山田ビル（郵便番号１６０）電話（０３）　　３５
４−８６２３（１）　　明袖潜甲、狩計閾ネリノ乾囲τ
別桓りこわり帰止す金。 ２、　　＠許請求の範囲 （１１無秩序のホウ素−炭素以外の材料から成る少くと
も１つの内層と無秩序のホウ素−炭素から成る外層とを
含んでおり基板に付加された多層被膜。 （２）内層が無秩序のホウ素−炭素から成る外層よりも
硬いことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の多
層被膜。 （３璽内層が無秩序のホウ素−炭素がら成る外層よりも
潤滑性でないことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の多層被膜。 （４）内層が、ホウ化チタン、炭化チタン、窒化チタン
、ホウ化タングステン、炭化タングステン、ホウ化モリ
ブデン、炭化モリブデン。 炭素、アルミナ、ジルコニア、窒化ケイ素。 炭化ケイ素、窒化ホウ素、炭化タンタル、クロム、ステ
ンレススチール及びこれらの配合物から成るグループか
ら遺詠された少くとも１種類の材料を含むことを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載の多層被膜。 （５）内層が無秩序のホウ素−炭素から成る外層よｌ高
い弾性を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の多層被膜。　　　・（６）内層が無秩序のホウ
素−炭素から成る外層よυも高い延性を有することを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載の多層被膜。 （７）外層が原子ベースで弐ＢｘＣ１−ｘで示される組
成を有しており式中の工が約０゜６０〜約０．９０であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の多層
被膜。 （８）無秩序のホウ素−炭素がアモルファス相、微晶質
相及び多晶質相から成るグループから選択された少くと
も１つの相を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載の多層被膜。 （９）無秩序のホウ素−炭素が実質的にアモルファスで
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の多
層被膜。 α〔内層が、接着層と耐火性硬質層とを含むことを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の多層被膜。 （１１）　　内層が、炭化チタン、アルミナ及び窒化チ
タンの各層を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載の多層被膜。 ａｚ　　内層が、基板上に順次重層された窒化チタンと
炭化チタンとアルミナと窒化チタンとを含むことを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の多層被膜。 （１３（ａ）基板と （ｂ）特許請求の範囲第１項から第１２項のいずれかに
記載の多層被膜とを含む製品。 手続補正書（方側 昭和６１年２月１０日 １、事件の表示　　　昭和６０年特許願第２２４６１８
号２、発明の名称　　　多層被膜 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名　称　　　　　エナージー・コンバージョン・デバイ
セス・インコーホレーテッド

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）無秩序のホウ素−炭素以外の材料から成る少くと
    も１つの内層と無秩序のホウ素−炭素から成る外層とを
    含んでおり基板に付加された多層被膜。
  2. （２）内層が無秩序のホウ素−炭素から成る外層よりも
    硬いことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の多
    層被膜。
  3. （３）内層が無秩序のホウ素−炭素から成る外層よりも
    潤滑性でないことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
    記載の多層被膜。
  4. （４）内層が、ホウ化チタン、炭化チタン、窒化チタン
    、ホウ化タングステン、炭化タングステン、ホウ化モリ
    ブデン、炭化モリブデン。 炭素、アルミナ、ジルコニア、窒化ケイ素。 炭化ケイ素、窒化ホウ素、炭化タンタル、クロム、ステ
    ンレススチール及びこれらの配合物から成るグループか
    ら選択された少くとも１種類の材料を含むことを特徴と
    する特許請求の範囲第１項に記載の多層被膜。
  5. （５）内層が無秩序のホウ素−炭素から成る外層よりも
    高い弾性を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
    項に記載の多層被膜。
  6. （６）内層が無秩序のホウ素−炭素から成る外層よりも
    高い延性を有することを特徴とする特許請求の範囲第１
    項に記載の多層被膜。
  7. （７）外層が原子ベースで式Ｂ＿ｘＣ＿１＿−＿ｘで示
    される組成を有しており式中のｘが約０．６０〜約０．
    ９０であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
    載の多層被膜。
  8. （８）無秩序のホウ素−炭素がアモルファス相、微晶質
    相及び多晶質層から成るグループから選択された少くと
    も１つの相を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１
    項に記載の多層被膜。
  9. （９）無秩序のホウ素−炭素が実質的にアモルファスで
    あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の多
    層被膜。
  10. （１０）内層が、接着層と耐火性硬質層とを含むことを
    特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の多層被膜。
  11. （１１）内層が、炭化チタン、アルミ及び窒化チタンの
    各層を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
    載の多層被膜。
  12. （１２）内層が、基板上に順次重層された窒化チタンと
    炭化チタンとアルミと窒化チタンとを 含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の多
    層被膜。
  13. （１３）（ａ）基板と （ｂ）特許請求の範囲第１項から第１２項のいずれかに
    記載の多層被膜とを含む製品。
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