JPS63223161A - Method and apparatus for coating base layer - Google Patents

Method and apparatus for coating base layer

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JPS63223161A
JPS63223161A JP62238596A JP23859687A JPS63223161A JP S63223161 A JPS63223161 A JP S63223161A JP 62238596 A JP62238596 A JP 62238596A JP 23859687 A JP23859687 A JP 23859687A JP S63223161 A JPS63223161 A JP S63223161A
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coating
base layer
titanium
additive
gas
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ハーバーヤン エス ランダーワ
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Vac Tec Systems Inc
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    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、化粧用および実用本位の部品にコーティン
グを施すための方法および装置に関し、前記コーティン
グは、金(10に〜24k)に類似する色、および/ま
たは、灰色から、茶色、ブロンズ、黒および白金の範囲
にある色を有し、ここで当該コーティングは、優れた接
着性を有するとともに、腐食および摩耗に対して優れた
抵抗性を有するものである。摩耗に対する抵抗性もしく
は装飾性のあるコーティングを必要とする典型的な部品
は、クラス・リング(高級リング)、時計ケースおよび
バンド、ライター・ケース、銀器部品、自動車部品、眼
鏡枠、ペン・キャップ、工具およびその他の着用(実用
)部品である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for applying a coating to cosmetic and utilitarian parts, said coating having a gold resemblance to gold (10 to 24k). and/or a color ranging from gray to brown, bronze, black and platinum, wherein the coating has excellent adhesion and excellent resistance to corrosion and abrasion. It is something that you have. Typical parts requiring abrasion resistant or decorative coatings include class rings, watch cases and bands, lighter cases, silverware parts, automotive parts, eyeglass frames, pen caps, Tools and other worn (utility) parts.

(従来の技術) 薄いフィルム材料が、装飾的用途のために基礎材料へ次
の2つの方法により付着される。すなわち、スパッタリ
ングによる堆積(メッキ)技術、およびイオンでメッキ
する堆積技術のいずれかによる付着される。しかし、こ
れらの技術の両方に含まれる典型的な基材の温度は、3
50〜550℃の範囲内にある。これらの技術は、例え
ば、米国特許第4.402.994号、米国特許第3.
900.592号、およびJournal of Va
cuum 5cience and Technol。
BACKGROUND OF THE INVENTION Thin film materials are applied to base materials for decorative applications in two ways. that is, by either sputtering deposition (plating) techniques or ion plating deposition techniques. However, the typical substrate temperature involved in both of these techniques is 3
It is within the range of 50 to 550°C. These techniques are described, for example, in U.S. Pat. No. 4.402.994, U.S. Pat.
No. 900.592, and Journal of Va.
cuum 5science and technology.

gy″A、Vol、4.No、6.Nov、/Dec、
、1986、pp、2717〜2725、に記載されて
いる。しかし、メッキされた亜鉛のコーティング、黄銅
、軸受鋼、ブロンズおよび亜鉛を含むその合金、プラス
チック、アルミニウムおよびその合金等のごとき多くの
基層材料は、これらの高温度に曝されることはできない
。さらに、これらの技術により一般に得られる淡い黄色
または他の淡い色のため、堅いフィルムの表面上に薄い
金のフィルムからなる外套が必要である。
gy″A, Vol, 4.No, 6.Nov, /Dec,
, 1986, pp. 2717-2725. However, many base materials such as plated zinc coatings, brass, bearing steel, bronze and its alloys containing zinc, plastics, aluminum and its alloys, etc. cannot be exposed to these high temperatures. Furthermore, because of the pale yellow or other pale colors commonly obtained by these techniques, a mantle consisting of a thin gold film on a rigid film surface is required.

これは、米国特許第4.415.421号に記載されて
いる。堅いフィルムおよび金フィルム間の境界面の接着
性、および色の再現性は、製造技術にとって重要なもの
である。しかし、上記のプロセス(技術)はこれらに関
して常に満足できるものではない。
This is described in US Pat. No. 4,415,421. The adhesion of the interface between the rigid film and the gold film, and the reproducibility of color are important to the manufacturing technology. However, the above processes (techniques) are not always satisfactory in these respects.

米国特許第3,625.848号および米国特許第3.
793、179号は、真空アークの使用を伴う金属蒸着
コーティングのための装置を開示している。これについ
ての改良が、米国特許第4.430.184号に記載さ
れている。上記3つの特許は、参考としてここに併合さ
れる。そのようなアーク源は、高度のイオン化を含むと
ともに、高いイオン・エネルギを有するコーティング融
解体を発生させる。これは、結果として、高密度の微細
構造および優れた接着性を持つコーティングになる。し
かし、従来のアーク源は、300〜500℃の範囲の典
型的な基層の温度を必要とする。
U.S. Pat. No. 3,625.848 and U.S. Pat.
No. 793,179 discloses an apparatus for metal vapor deposition coatings involving the use of a vacuum arc. An improvement in this regard is described in US Pat. No. 4,430,184. The above three patents are incorporated herein by reference. Such arc sources contain a high degree of ionization and produce a coating melt having high ion energy. This results in a coating with a dense microstructure and excellent adhesion. However, conventional arc sources require typical substrate temperatures in the range of 300-500°C.

(発明の要約) したがって、本発明の主要目的は、多く部品にとって本
質的なものである非常に低い基層温度まで低下する装飾
性および耐摩耗性のあるコーティングを堆積させるため
のアーク源および方法であって、今までそのようなコー
ティングに商業的に適用されたことのない技術を提供す
ることである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore a primary object of the present invention to provide an arc source and method for depositing decorative and wear-resistant coatings that reduce to the very low base temperatures that are essential for many parts. The purpose of the present invention is to provide a technology that has not previously been commercially applied to such coatings.

本発明の他の目的は、真空陰極アーク・メッキにより材
料が非常に低い温度(約50〜500℃の温度範囲)で
基層上へ付着させるための方法および装置を提供するこ
とにある。
Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for depositing materials onto a substrate at very low temperatures (temperature range of about 50-500°C) by vacuum cathodic arc plating.

本発明の他の目的は、金を使用することなく、良好な接
着および良好な装飾特性を以て基層にコーティングする
方法を提供することにある。
Another object of the invention is to provide a method of coating a substrate with good adhesion and good decorative properties without the use of gold.

本発明のさらに他の目的は、上記装置を用いて非金色の
装飾コーティングを施すための方法を提供することにあ
る。
Yet another object of the invention is to provide a method for applying non-golden decorative coatings using the above-described apparatus.

本発明の他の目的は、製造尺度において装飾フィルムの
色の再現性および耐摩耗性を強化することである。
Another object of the invention is to enhance the color reproduction and abrasion resistance of decorative films at manufacturing scale.

本発明の方法は、基層を真空容器内に置き、当該基層上
に、イオン、蒸気および/または中性体からなる融解体
を生じさせるため、前記真空環境内での電気的アークの
作用によりチタニウム、ジルコニウム、チタニウム中ジ
ルコニウム、またはチタニウム・アルミニウムを蒸発さ
せることからなる。前記堆積物の組成は、種々なフィル
ムを製造するために、それらの堆積中に適宜のガスと再
反応させることにより変更されることが可能である。前
記基層の温度は、前記アーク源の自動的なパルス化によ
り制御されることが可能である。前記アーク源の「オン
」時間および「オフ」時間は、はぼ50℃のように低い
温度まで前記基層の温度を制御するために変更されるこ
とが可能である。さらに、前記コーティングの接着性は
、イオンを引き付けるために前記基層上のバイアス電圧
を調節することにより改善されることができる。前記コ
ーティングは、窒素、カーバイド、チタニウムの炭素窒
化物、チタニウム・アルミニウム、ジルコニウムおよび
チタニウム・ジルコニウムをベースとするシステムから
なる。前記色は、前記フィルムに酸素および炭素のごと
き適宜の添加物を添加することにより変更されることが
でき、この場合、前記添加物ガスは、2〜7原子パーセ
ントの範囲に典型的に現れ、あるいは前記色は、適宜の
反応性ガス雰囲気を使用することにより変更されること
ができる。金色(10に〜24k)の異なる範囲が、例
えば、0<x<1である場合のT I 、 N 1−、
またはTi 、 Zr r−x Nおよび添加されたT
iNまたはZrNフィルムにおいて2倍にされる。
The method of the present invention involves placing a base layer in a vacuum vessel and producing a melting body of titanium on the base layer, consisting of ions, vapors and/or neutrals, by the action of an electric arc within said vacuum environment. , zirconium, zirconium in titanium, or titanium aluminum. The composition of the deposits can be modified by re-reacting with appropriate gases during their deposition to produce different films. The temperature of the substrate can be controlled by automatic pulsing of the arc source. The "on" and "off" times of the arc source can be varied to control the temperature of the substrate down to temperatures as low as 50°C. Furthermore, the adhesion of the coating can be improved by adjusting the bias voltage on the base layer to attract ions. The coating consists of systems based on nitrogen, carbide, titanium carbon nitride, titanium aluminum, zirconium and titanium zirconium. The color can be modified by adding suitable additives to the film, such as oxygen and carbon, where the additive gases typically range from 2 to 7 atomic percent; Alternatively, the color can be changed by using a suitable reactive gas atmosphere. Different ranges of gold (10 to 24k), e.g. T I , N 1-, when 0<x<1,
or Ti, Zr r-x N and added T
doubled in iN or ZrN films.

(発明の好ましい実施例の詳細な説明)以下、図面によ
り実施例を説明する。
(Detailed Description of Preferred Embodiments of the Invention) Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.

本発明は、陰極アークによるメッキの方法および装置に
おける装着性および色彩の再現性を改善することにより
、従来技術の欠点を克服する。本発明は、亜鉛、アルミ
ニウム、ステンレス鋼、プラスチック、黄銅、およびこ
れらの合金を含む種々な物質からなるコーティング(塗
膜)に適用可能である。本発明による堅い材料でコーテ
ィングされる基層のうち、工具もしくは部品の表面は、
窒化物、カーバイド、炭素窒化物、ならびにチタニウム
、ジルコニウム、チタニウム伊アルミニウム、およびチ
タニウム・ジルコニウムのシステムを添加されたそれら
の複合つから選択される少なくとも一つの堅いコーティ
ング材料でコーティングされる。
The present invention overcomes the shortcomings of the prior art by improving the fit and color reproducibility of cathodic arc plating methods and apparatus. The present invention is applicable to coatings made of a variety of materials including zinc, aluminum, stainless steel, plastic, brass, and alloys thereof. Of the base layers coated with a hard material according to the invention, the surface of the tool or part is
Coated with at least one hard coating material selected from nitrides, carbides, carbon nitrides, and combinations thereof doped with titanium, zirconium, titanium-aluminum, and titanium-zirconium systems.

第1図を参照すると、本発明の実施例のアーク・プラズ
マ・メッキ装置100が図示されている。
Referring to FIG. 1, an arc plasma plating apparatus 100 according to an embodiment of the present invention is illustrated.

真空容器内でアーク源110が外部のパルスを発生され
る電力供給源105により作動される。コーティングさ
れるべき基層108が、回転テーブル102上に取り付
けられてもよい。同回転テーブル102は、外部の高電
圧供給源104で負のバイアスを与えられてもよい。供
給源104および105は、第1図に示されているよう
に、接地され、あるいは適宜の負電位源へ接続されても
よい。また、前記装置100には、ガス導入バイブ10
6と真空ポンプ・システム101とが備えられている。
An arc source 110 is operated within the vacuum vessel by an external pulsed power supply 105. A base layer 108 to be coated may be mounted on the rotary table 102. The rotary table 102 may be negatively biased with an external high voltage supply 104. Sources 104 and 105 may be grounded, as shown in FIG. 1, or connected to a suitable source of negative potential. The apparatus 100 also includes a gas introduction vibrator 10.
6 and a vacuum pump system 101 are provided.

種々なガスが1組のバルブ107を用いてガス導入バイ
ブ10Bへ移送されることが可能である。シャッタ10
8も採用されることが可能である。さらに、前記アーク
源は、基層の温度を制御するためコーティングの流れを
減少させるべく、部分的に整流(図示せず)されてもよ
い。
Various gases can be transferred to the gas introduction vibe 10B using a set of valves 107. shutter 10
8 can also be employed. Additionally, the arc source may be partially commutated (not shown) to reduce coating flow to control substrate temperature.

第2図は、説明的アーク源110の概略図を示し、この
アーク源110内では、蒸発されるべき材料が、電気的
アークの作用を用いて加熱される。同アーク源は、前記
真空室内に、側部、上部、または底部の形態で設置され
てもよい。同アーク源上でのアークの制限は、抑制リン
グ113を用いて達成される。この制限リング113は
、ボロン窒化物、チタニウム窒化物、パイレックス・ガ
ラス(耐熱ガラス)、石英もしくはソーダ石炭ガラスか
ら構成されてもよい。また、アークの制限は、適宜の境
界シールドもしくは磁界を用いて達成されることもでき
る。後者の技術においては、アークの消滅が生じ、同ア
ークは、例えば米国特許第3.793.179号に開示
されているように、適宜の電子制御装置を用いて自動的
に再点火される。前記電力供給源105は、もしターゲ
ットが伝導性を有しRFが絶縁性を有するならば、DC
であってもよい。
FIG. 2 shows a schematic diagram of an illustrative arc source 110 in which the material to be vaporized is heated using the action of an electric arc. The arc source may be installed in the vacuum chamber in the form of a side, top or bottom. Arc restriction on the same arc source is achieved using a suppression ring 113. This restriction ring 113 may be constructed from boron nitride, titanium nitride, pyrex glass, quartz or soda coal glass. Arc restriction can also be achieved using suitable boundary shields or magnetic fields. In the latter technique, extinguishment of the arc occurs and the arc is automatically reignited using a suitable electronic control unit, as disclosed, for example, in US Pat. No. 3,793,179. The power supply 105 may be DC if the target is conductive and the RF is insulating.
It may be.

陽極114は、前記陰極もしくはターゲット102から
離間されている。陽極114は、前記アーク源の外側ハ
ウジング、または小室の壁もしくは同小室内の周囲であ
ってもよく、また電気的にバイアスを与えられ、もしく
は接地されていてもよい。
Anode 114 is spaced apart from the cathode or target 102. The anode 114 may be on the outer housing of the arc source, or on or around the wall of the chamber, and may be electrically biased or grounded.

同陽極114は、第2図に示され、米国特許第3,62
5.848号に記載されているように、前記電気的シス
テムの陽極として作用すべく、前記小室100の壁およ
び基部から離れ、且つ別のバイアスを与えられる状態で
、前記小室100内に物理的に取り付けられてもよい。
The same anode 114 is shown in FIG. 2 and is shown in U.S. Pat.
No. 5.848, a physical probe is placed within the chamber 100, away from the walls and base of the chamber 100 and under another bias, to act as an anode for the electrical system. may be attached to.

さらに、前記小室の全体またはそれの周囲は、前記電気
的アーク・システムの陰極として作用すべ(、接地電位
を有してもよい(例えば米国特許第3.793.179
号参照)。
Furthermore, the entire chamber or its surroundings may have a ground potential (e.g., U.S. Pat. No. 3,793,179
(see issue).

第3図は、前記電力供給源105の作動サイクルを示し
ている。前記アーク源が励起される(オン)時間T1お
よび前記アーク源がオフとされる時間T2は、独立して
変更されることができる。例えば,TixZrlは、前
記アーク源が連続的に稼動するときには時(hour)
であることができ、あるいはパルス的に稼動するときに
は、それは分(n+1nutea)であることができる
。時間T2は、ゼロもしくは有限値であることができる
。前記パルスのピークのための典型的なバルブは、30
〜200Amp(アンペア)の範囲内で変化する。
FIG. 3 shows the operating cycle of the power supply 105. The time T1 the arc source is energized (on) and the time T2 the arc source is turned off can be independently varied. For example, TixZrl is equal to hours when the arc source runs continuously.
or when running in pulses, it can be minutes (n+1 nutea). Time T2 can be zero or a finite value. A typical valve for the pulse peak is 30
Varies within the range of ~200 Amps.

第3Aおよび3B図を参照すると、ここで第3A図は、
本発明の前記アーク供給源に対して使用するための制御
回路の説明的ブロック線図であり、第3B図は、第3A
図の制御装置内に採用されることが可能なプログラムの
サブルーチンの説明的フロー線図である。第3A図にお
いて、前記制御回路120が全体を示され、それはプロ
グラム化の可能なプロセス制御装置122を包含してい
る。同制御装置122は、the Texas Ins
truments Corporationという会社
からModel TCAM 5230として入手される
ことができ、この制御装置は、前記陰極アークのプロセ
スを制御するためのプログラムを設けられる。本発明の
1つの特徴によると、同プログラムは、第3B図のフロ
ー線図により例示されているものに対応し得るプログラ
ム段階(ステップ)を同プログラムへ加えることにより
変更される。前記制御装置122は、アーク供給源10
5により供給される電流の大きさを制御する出力部12
8と、電力供給源104により用意されるバイアス電圧
の大きさを制御する出力部130とを備えている。同制
御装置122は、同様に伝統的に、温度センサ132か
らの信号を受けるように適合されており、且つ同制御装
置122は、温度センサ132からの出力信号の処理を
容易にするため、その出力信号をディジタル化するため
の内部のアナログ対ディジタル回路を備えている。前記
温度センサ132は、典型的に、基層103の温度を読
む従来の赤外線センサであってもよい。この温度は、今
後Tsと呼ばれる。また、前記制御装置122は、伝統
的に、前記アーク供給源105をオンおよびオフにする
出力部134を備えている。従来の出力部135も設け
られ、これは、ターゲット102からのアーク発生を開
始させるため、コイル115 ’を介して点火装置11
5へ接続され、この場合点火装置115は、電子機械的
、電気的、またはガス放出タイプのものであってもよい
Referring to Figures 3A and 3B, where Figure 3A is:
FIG. 3B is an illustrative block diagram of a control circuit for use with the arc source of the present invention; FIG.
2 is an explanatory flow diagram of a program subroutine that may be employed within the illustrated controller; FIG. In FIG. 3A, the control circuit 120 is shown in its entirety and includes a programmable process controller 122. In FIG. The control device 122 is the Texas Ins.
The controller is available from the company truments Corporation as Model TCAM 5230 and is equipped with a program for controlling the cathodic arc process. According to one feature of the invention, the program is modified by adding program steps to it that may correspond to those illustrated by the flow diagram of FIG. 3B. The control device 122 controls the arc supply source 10
an output section 12 for controlling the magnitude of the current supplied by 5;
8 and an output section 130 for controlling the magnitude of the bias voltage provided by the power supply source 104. The controller 122 is also traditionally adapted to receive a signal from a temperature sensor 132, and the controller 122 is adapted to receive a signal from a temperature sensor 132 to facilitate processing of the output signal from the temperature sensor 132. It includes internal analog-to-digital circuitry to digitize the output signal. The temperature sensor 132 may typically be a conventional infrared sensor that reads the temperature of the substrate 103. This temperature will henceforth be referred to as Ts. The controller 122 also traditionally includes an output 134 for turning the arc source 105 on and off. A conventional output 135 is also provided which connects the igniter 11 via the coil 115' to initiate arcing from the target 102.
5, in which case the ignition device 115 may be of electromechanical, electrical or gas emitting type.

動作を説明すると、前記制御装置102を用いて伝統的
に供給されるプログラムは、出力部128からのアーク
電流の大きさの設定を可能にする。また、それは、電力
供給源104により用意される前記バイアス電圧の大き
さの設定を可能にする。前記プログラムの変更において
、本発明の1つの特徴によると、第3B図のサブルーチ
ンは、符号137の個所に入り、前記基層温度は符号1
34の個所で読まれる。次に前記基層温度Tsは、符号
136の個所で下限温度TLと比較される。もし、例え
ば、前記基層103の平均温度を約100℃に維持する
のが望ましければ、前記下限温度TLは約90℃となる
であろう。もし、前記基層温度がTLよりも低ければ、
前記アークを開始させるために点火装置115を介して
出力部136から電流が出力され、これは符号138の
個所に示されている。この瞬間は、第3図に示されてい
る複数のパルスのうちの先行エツジの1つに対応する。
In operation, a program traditionally provided using the controller 102 allows setting the magnitude of the arcing current from the output 128. It also allows setting the magnitude of the bias voltage provided by the power supply 104. According to one feature of the invention, in changing the program, the subroutine of FIG.
It is read in 34 places. Next, the base layer temperature Ts is compared with the lower limit temperature TL at a point 136. For example, if it is desired to maintain the average temperature of the base layer 103 at about 100°C, the lower temperature limit TL would be about 90°C. If the base layer temperature is lower than TL,
In order to start the arc, a current is output from an output 136 via the ignition device 115, which is indicated at 138. This instant corresponds to one of the leading edges of the pulses shown in FIG.

上記したように、前記パルスの大きさは、伝統的に出力
部128から制御される。前記パルスが一旦開始される
と、第3A図のサブルーチンは符号139の個所から出
、その結果、伝統的に前記制御装置122を用いて用意
される前記メイン・プログラムが戻される。メッキ作業
が続く限り、第3B図のルーチンは繰り返し実行される
ことになる。前記ルーチンが一旦戻されると、前記基層
温度が再び読まれ、そして再び符号136の個所で前記
下限温度TLと比較される。このとき、前記基層温度が
前記下限温度よりも高いと仮定すると、当該基層温度が
上限温度Tuよりも高いかどうかを決定するために、符
号140の個所で別の比較がなされる。前記基層の望ま
しい平均温度が約100℃であると仮定すると、前記上
限温度Tuは典型的に約110 ”Cに設定される。も
し、この温度が越えられると、前記アーク供給源105
をオフにするために制御装置122の出力部134から
信号が与えられ、これは符号142の個所で示されてい
る。この瞬間は、第3図に示されている複数のパルスの
後続エツジに対応している。アーク供給源105が一旦
オフにされると、前記メイン・プログラムが出口139
を経由して戻される。もし、前記基層温度Tsが上限温
度T、よりも低ければ、前記パルスはそのONの状態に
維持される。
As mentioned above, the magnitude of the pulse is traditionally controlled from the output 128. Once the pulse is initiated, the subroutine of FIG. 3A exits at 139, resulting in the return of the main program traditionally prepared using the controller 122. As long as the plating operation continues, the routine of FIG. 3B will be executed repeatedly. Once the routine returns, the substrate temperature is read again and again compared to the lower temperature limit TL at 136. At this time, assuming that the base layer temperature is higher than the lower limit temperature, another comparison is made at 140 to determine whether the base layer temperature is higher than the upper limit temperature Tu. Assuming that the desired average temperature of the base layer is about 100° C., the upper temperature limit Tu is typically set at about 110”C. If this temperature is exceeded, the arc source 105
A signal is provided from the output 134 of the controller 122 to turn off the controller 122, which is indicated at 142. This moment corresponds to the subsequent edges of the pulses shown in FIG. Once arc source 105 is turned off, the main program exits 139
returned via. If the base layer temperature Ts is lower than the upper limit temperature T, the pulse is maintained in its ON state.

上記の説明から分かることは、前記アーク源110が、
以下の例1においてさらに論じられるように、前記基層
の温度をそれに着設されるコーティングのタイプに適す
るレベルに維持するために、パルスを発生するようにさ
れる。
It can be seen from the above description that the arc source 110 is
As discussed further in Example 1 below, the pulses are adapted to maintain the temperature of the substrate at a level appropriate to the type of coating applied thereto.

前記アーク源のパルス化を行うために他の手段が採用さ
れてもよい。例えばTs >Tuかどうかを決定するた
めに、符号136の個所で比較を行うことができる。も
し、そうならば前記アーク源がオフにされる。次に,T
ixZrS>TLであるときを決定するため、符号14
0の個所で比較がなされてもよい。これが生じたとき、
前記アークが再開始される。また、陰極メッキ法以外の
パルス列を発生させるためのハードウェア源が知られて
いる場合には、ハードウェア形態が採用されてもよい。
Other means may be employed to effect pulsing of the arc source. For example, a comparison can be made at 136 to determine whether Ts > Tu. If so, the arc source is turned off. Next, T
To determine when ixZrS>TL, the symbol 14
A comparison may be made at zero. When this happens,
The arc is restarted. Additionally, if a hardware source for generating pulse trains other than cathodic plating is known, a hardware form may be employed.

さらに、前記基層温度を維持するために用意される制御
装置の性質は、第3B図に示されているものから他の方
法で異なってもよい。例えば、前記基層温度を制御する
ために採用される連続的エラー信号を発生させるため、
感知された基層温度が所望の基層温度と連続的に比較さ
れる場合は、従来の閉ループ制御が利用されてもよい。
Furthermore, the nature of the control device provided for maintaining the substrate temperature may differ in other ways from that shown in FIG. 3B. For example, to generate a continuous error signal employed to control the substrate temperature,
Conventional closed loop control may be utilized where the sensed substrate temperature is continuously compared to the desired substrate temperature.

それの代わりに、前記温度TsがTLよりも低いかどう
かを決定するために、ステップ136に対応する比較が
なされる場合には、第3B図のものに類似する提案が採
用されてもよい。もし,TixZrsがTLよりも低け
れば、前記アークが点火され、且つ前記供給源105が
所定時間に亘りオンにされる。上限温度Tυは採用され
ない。むしろ、前記基層温度Tsが前記下方温度TLと
繰り返し比較される。Tsが再びTLよりも低いと、前
記アークは供給源が所定時間に亘り再びオンにされる。
Alternatively, a proposal similar to that of FIG. 3B may be adopted if a comparison corresponding to step 136 is made to determine whether said temperature Ts is lower than TL. If TixZrs is less than TL, the arc is ignited and the source 105 is turned on for a predetermined period of time. The upper limit temperature Tυ is not adopted. Rather, the base temperature Ts is repeatedly compared with the lower temperature TL. When Ts is again lower than TL, the arc is turned on again with the source for a predetermined period of time.

前記アークは前記小室内で点火装置115により開始さ
れる。この点火装置115は電子機械的装置であっても
よく、これは、アーク開始ワイヤもしくはガス放出点火
システムを以て前記陰極源の表面に接触し、前記ガス放
出点火システムにおいては、高電圧のガス放出が、適宜
の電力源により、前記点火装置および前記陰極表面の間
に電流経路を設ける。前記陰極性のアーク源は、前記陰
極もしくはアーク源材料102の前部に取り付けられた
銅製ブロック111上に加工された特別の溝により、水
で冷却される。前記陰極材料の表面上の電気的アークの
動作は、結果として陰極スポット(cath。
The arc is initiated within the chamber by an igniter 115. The igniter 115 may be an electromechanical device that contacts the surface of the cathode source with an arc starting wire or a gas release ignition system, in which a high voltage gas release is performed. , a suitable power source provides a current path between the igniter and the cathode surface. The cathodic arc source is water cooled by special grooves machined on a copper block 111 attached to the front of the cathode or arc source material 102. The action of an electric arc on the surface of the cathode material results in a cathode spot (cath).

de 5pot)となる。この陰極スポットは、コーテ
ィングを施すプラズマを形成するよう、前記コーティン
グ源材料の表面を横切って不規則に移動する。
5pot). This cathode spot moves randomly across the surface of the coating source material to form a coating plasma.

また、この陰極スポットの運動は、適宜の磁界構造の助
けを以て制御されることができる。
Also, the movement of this cathode spot can be controlled with the aid of a suitable magnetic field structure.

前記小室内でコーティングされるべき品目(itell
)は、典型的に基層(substrates)と呼ばれ
、且つ符号103で全体を示され、基層は詳細には図示
されていない。なぜなら、それらはこの発明の一部を形
成するようなものではないからである。材料102のコ
ーティング源は、典型的に陰極もしくはターゲットと呼
ばれる(ここで、同ターゲットは前記陰極上に配置され
てもよく、または同ターゲットが前記陰極であってもよ
い)。前記ターゲット102は、前記アーク・メッキ法
のためのコーティング融剤もしくはプラズマの源泉であ
る。チタニウム、ジルコニウム、チタニウム−ジルコニ
ウム、またはチタニウム−アルミニウムのごとき前記源
泉材料102は、固定であって、円筒状、円形、楕円形
、もしくは四角形、または任意の他の適宜形状のもので
あってもよい。それの代わりに、混合されたコーティン
グ・システムの同時メッキを行うため、各源泉材料とし
て別々のターゲットを採用することができる。
The item to be coated in the chamber
) are typically referred to as substrates and are indicated generally at 103, with the substrates not shown in detail. This is because they do not form part of this invention. The source of coating material 102 is typically referred to as a cathode or target (where the target may be disposed on the cathode or the target may be the cathode). The target 102 is the source of the coating flux or plasma for the arc plating process. The source material 102, such as titanium, zirconium, titanium-zirconium, or titanium-aluminum, may be fixed and cylindrical, circular, oval, or square, or any other suitable shape. . Alternatively, separate targets can be employed for each source material to effect simultaneous plating of the mixed coating system.

動作を説明すると、コーティングを施されるべき前記基
層は、化学的に清掃され、次に回転加工品ホルダー10
2上に積まれる。次に、前記真空室100が、圧送シス
テム101を用いてポンプ作用により基本圧力まで低下
される。次に、前記基層もしくは部品は、イオンで清掃
され、そして、前記アークgttoをオンにするととも
に、供給源104により同基層へ光電圧バイアスを加え
ることによって、金属イオン砲撃(ボンバード)を用い
て加熱される。次に、前記アーク源110は、異なる作
業サイクル毎にパルスを発生され、前記供給源1゜4か
らのバイアス電圧および前記アーク電流源1゜5は、前
記基層の限界温度に従って調節される。
In operation, the substrate to be coated is chemically cleaned and then transferred to the rotary workpiece holder 10.
2 piled on top. The vacuum chamber 100 is then pumped down to the base pressure using the pumping system 101. The substrate or component is then cleaned with ions and heated using metal ion bombardment by turning on the arc and applying a photovoltage bias to the substrate by source 104. be done. The arc source 110 is then pulsed for each different work cycle, and the bias voltage from the source 1.4 and the arc current source 1.5 are adjusted according to the critical temperature of the substrate.

次に、適宜の添加剤を持つ反応性ガスが、小室圧力を約
0.1〜15.0マイクロン(micron)に維持す
るため、ガス導入バルブ106およびガス配列バルブ1
07を通して導入される。前記基層バイアスおよびアー
ク電流は、予め設定された限界温度により駆動される自
動プロセス制御装置により制御されてもよい。結果とし
て生じる堅いコーティングが、設定された基層温度で堆
積を開始する。次に、約0.5〜5.0マイクロンの範
囲の典型的なコーティング厚さが、装飾の用途のために
堆積される。
A reactive gas with appropriate additives is then applied to gas inlet valve 106 and gas array valve 1 to maintain the chamber pressure between approximately 0.1 and 15.0 microns.
Introduced through 2007. The base bias and arc current may be controlled by an automatic process controller driven by preset temperature limits. The resulting hard coating begins to deposit at the set substrate temperature. Typical coating thicknesses ranging from about 0.5 to 5.0 microns are then deposited for decorative applications.

例   1 種々な基層温度のために観察される典型的な動作条件お
よびコーティングの組合わせが表Iに示され、表Iにお
いてX上の範囲は合金のためのものであり、また炭素窒
化物はO<x<1から変化され、特に例5および14に
おけるごとく別に述べられていない限り、0.1から0
.9まで0.1ずつ増大し、例5および14においては
、前記0.1の増大力0.1から0.5まで拡張されて
いる。一般に、例えば例10は、9つの例からなり、こ
れらの例においてXは0.1から0.9まで0.1ずつ
増大される。
Example 1 Typical operating conditions and coating combinations observed for various substrate temperatures are shown in Table I, where the ranges above X are for alloys and carbon nitrides. Vary from O<x<1 and 0.1 to 0 unless otherwise stated as in Examples 5 and 14
.. In Examples 5 and 14, the increasing force of 0.1 is expanded from 0.1 to 0.5. In general, example 10 consists of nine examples in which X is increased in 0.1 increments from 0.1 to 0.9.

上記の説明は、合金が前記ターゲット材料を構成し、あ
るいは炭素窒化物が前記コーティング材料を構成してい
る場合で、Xの値が記述されている場合に全ての例に適
用される。
The above description applies in all cases where an alloy constitutes the target material or a carbon nitride constitutes the coating material and the value of X is stated.

さらに、前記添加剤は02もしくはCまたはこれらの混
合物であった。この場合、自然界の02が、前記Cを添
加された例中に典型的に現れ、また、この場合添加剤の
量は約2〜7原子パーセントの範囲内にあった。典型的
に、前記C源は、CH4または02H2のごとき炭素を
含むガスであった。以上の説明は、前記コーティング材
料が添加剤を付加されることを記述している全ての例に
適用される。
Furthermore, the additive was 02 or C or a mixture thereof. In this case, naturally occurring 02 typically appears in the C-doped examples, and in this case the amount of additive was in the range of about 2 to 7 atomic percent. Typically, the C source was a carbon-containing gas such as CH4 or 02H2. The above description applies to all instances where it is stated that the coating material is loaded with additives.

上記の説明は前記相対的合金に関して述べており、また
炭素窒化物の量および添加剤の量も例■以下に適用され
、また“X”に関する全ての他の表示ならびに明細書お
よび特許請求の範囲における添加剤に適用される。
The above discussion has been made with respect to the relative alloys, and the amounts of carbon nitrides and additives also apply below, and all other designations relating to "X" as well as the specification and claims. Applies to additives in

表  1 列順   基層材料  平均基層温度 コーティング材
料 アーク源の平均パルス時間Ts  (分) Tl 
(分) ■ プラスチック  〜50℃      Tl   
     O,50,252プラスチック  〜50℃
      T[N       O,250,253
プラスチック  〜50℃   添加されたTi N 
    O,250,254プラスチック  〜50℃
      Zr N       O,50,55プ
ラスチック  〜50℃   Ti x zr l−X
 N     O,50,5(0くx≦0.5) 6 亜鉛または亜鉛 〜100℃     TiN  
     O,50,5合金二クラス・ リング、眼鏡枠、 ベン−キャップ、 ライターおよび 時!1の宿縁 7I//〆   〜100℃  添加されたTiN  
   O,50,58ノI〃〜lOO℃ZrN0.50
.59〃〃〜100℃  Tl x Zr l−X N
     O,50,51O〃l〆   〜lOO℃ 
 Tl x Al 1−x N     O,750,
2511黄銅:ペン・  〜150℃     TiN
       1.0   0.5キヤツプ、クラス・ リング、眼鏡枠 表  ■ (続き) 12   ”   ”    〜150℃     Z
r N        1.0    0.513  
 ”   ”    〜150’CTixZr+−xN
     t、o     O,514〃”    〜
150℃  Tl x Al +−x N     1
.0    0.25(0くx≦0.5) 15〃〃    〜150℃  添加されたTiN  
   +、0   0.516  ステンレス鋼  〜
400℃     TiN       全ての時間に
(300シリーズ): クラス・リング、 ベンQキャップ、 眼鏡枠および銀器 17〃〃    〜400℃     ZrN    
   全ての時間にIl!   ”   ”    〜
400℃  Tl x Zr I−X N     全
ての時間に19   〃”    〜400℃  Tl
 x Al +−x N     全ての時間に20 
 工具鋼(高速鋼 ≧450 ”CTi C全ての時間
におよび固められた カーバイド) 21〃〃    ≧450℃  Ti Cx N1−x
      全ての時間に22〃〃    ≧450℃
  Tl x Zr l−X N     全ての時間
に23〃〃    ≧450℃  Tl x Al 、
−x N     全ての時間に表Iの結果からは、前
記コーティングの厚さが5ミクロンよりも小さいときに
は、前記基礎材料の光沢が維持されたことが見出された
。より厚い層(25または50ミクロンのごとき)も堆
積(メッキ)されることが可能である。そのような層を
以て前記基層(基礎材料)の光沢(反射率)は2倍にさ
れることができない。しかし、表面仕上げは2倍にされ
ることができる。上記厚さの典型的な層は、幾つかの層
を構成してもよく、その場合、各層の材料は同じもの、
または異なるものであってもよい。
Table 1 Column order Base layer material Average base layer temperature Coating material Average pulse time of arc source Ts (minutes) Tl
(minutes) ■ Plastic ~50℃ Tl
O, 50,252 plastic ~50℃
T [NO, 250, 253
Plastic ~50℃ Added TiN
O, 250, 254 plastic ~50℃
Zr N O, 50, 55 plastic ~50℃ Ti x zr l-X
N O,50,5 (0x≦0.5) 6 Zinc or Zinc ~100℃ TiN
O,50,5 Alloy Niclas Rings, Eyeglass Frames, Ben-Caps, Lighters and Hours! 1 of 7I//〆 ~100℃ Added TiN
O,50,58ノI〃〜lOO℃ZrN0.50
.. 59〃〃~100℃ Tl x Zr l-X N
O, 50, 51O〃l〆 〜lOO℃
Tl x Al 1-x NO, 750,
2511 Brass: Pen・~150℃ TiN
1.0 0.5 cap, class ring, eyeglass frame table ■ (Continued) 12 ” ” ~150℃ Z
r N 1.0 0.513
""~150'CTixZr+-xN
t,o O,514〃”~
150℃ Tl x Al +-x N 1
.. 0 0.25 (0x≦0.5) 15〃 ~150℃ Added TiN
+, 0 0.516 Stainless steel ~
400℃ TiN All Time (300 Series): Class rings, Ben Q caps, eyeglass frames and silverware 17〃〃 ~400℃ ZrN
Il all the time! ” ” ~
400℃ Tl x Zr I-X N 19 〃” to 400℃ Tl
x Al +-x N 20 at all times
Tool Steel (High Speed Steel ≧450” CTi C All Time and Hardened Carbide) 21〃〃 ≧450℃ Ti Cx N1-x
22〃〃 ≧450℃ at all times
Tl x Zr l-X N 23〃〃 ≧450℃ at all times Tl x Al,
-x N From the results in Table I at all times it was found that the gloss of the base material was maintained when the coating thickness was less than 5 microns. Thicker layers (such as 25 or 50 microns) can also be deposited (plated). With such a layer the gloss (reflectance) of the base layer (base material) cannot be doubled. However, the surface finish can be doubled. A typical layer of the above thickness may constitute several layers, in which case the material of each layer is the same,
Or it may be different.

第4図は、本発明により製造される不純物を添加された
Ti N、不純物を添加されたZrN、およびTi x
 Z’r I−X N製フィルムの光反射率のスペクト
ルを示している。また、14に金のフィルムの反射率の
スペクトルも示されている。したがって、見ることがで
きるように、この発明のフィルムの光反射率のスペクト
ルは、米国特許第4.415゜521号において必要と
され得る。異なるコーティング・システムにおいて得ら
れる種々の色のスペクトルは、例■として表■中に示さ
れている。
FIG. 4 shows doped TiN, doped ZrN, and Ti x
The spectrum of the light reflectance of the Z'r I-X N film is shown. 14 also shows the reflectance spectrum of the gold film. Therefore, as can be seen, the light reflectance spectra of the films of this invention can be found in US Pat. No. 4,415,521. The spectrum of different colors obtained with different coating systems is shown in Table 2 as an example.

表   ■ 例順   コーティング材料   色のタイプI   
   TiN      金黄色2   添加されたT
iN   金(10に〜24K)3      ZrN
      黄緑4   添加されたZrN   白金 5   T1xZr+−xN  金(IOK 〜24K
)6      Ti C灰色 7    T I Cx N l−x    茶色、ブ
ロンズ。
Table ■ Example order Coating material Color type I
TiN Golden yellow 2 Added T
iN Gold (10 to 24K) 3 ZrN
Yellow-green 4 Added ZrN Platinum 5 T1xZr+-xN Gold (IOK ~24K
)6 Ti C gray 7 T I Cx N l-x brown, bronze.

暗褐色 8    Ti x A l+−x N   暗褐色、
黒表Hの結果からは、装飾的コーティングのための広汎
な種類の色が製造され得ることが注目される。全てのケ
ースにおけるコーティング・フィルムの厚さは、0.1
0〜5ミクロンの範囲内にあった。
Dark brown 8 Tix A l+-x N dark brown,
It is noted from the results in Black Table H that a wide variety of colors for decorative coatings can be produced. The thickness of the coating film in all cases is 0.1
It was in the range of 0-5 microns.

TiNに関し、その金黄色の色は、一般に緑およびブロ
ンズ色に富み、一方、前記ZrNは緑が目立つ黄緑であ
る。TiNおよびZrNの両方は、緑を排除するために
02を添加されることができ、そして赤みを増大させる
ためにCを添加されることができる。したがって、前記
02およびCの添加剤を組合わせることにより、添加さ
れたTiNまたは添加されたZrNを以て、IOKから
24Kまで制御を行うことができる。さらに,TixZ
rI X Zr+−X Nに関し、前記にの値は前記X
の値が増大するに従い増大する。同様に,TixZrI
 Cx N+−xおよびTlxAl、−xNは、Xの値
が変化するに従い、異なる色に亘って変化する。
For TiN, its golden-yellow color is generally rich in green and bronze, while the ZrN is a yellow-green color with prominent green. Both TiN and ZrN can be doped with 02 to eliminate green and can be doped with C to increase redness. Therefore, by combining the additives 02 and C, control from IOK to 24K can be achieved with added TiN or added ZrN. Furthermore, TixZ
Regarding rI X Zr+-X N, the above value is
increases as the value of increases. Similarly, TixZrI
Cx N+-x and TlxAl,-xN change across different colors as the value of X changes.

再び第4図を参照すると、前記Tl x Zr 1−X
Nのコーティングの14にの金色は、約0.25から約
0.30までの範囲にあるXの値を以てもたらされた。
Referring again to FIG. 4, the Tl x Zr 1-X
Fourteen gold colors of N coatings were produced with values of X ranging from about 0.25 to about 0.30.

この色は、約1%の02および約4%のCの添加剤を以
て添加されたZrNによりもたらされた。
This color was produced by ZrN added with additives of about 1% 02 and about 4% C.

この場合、全てのパーセントは、明細書および特許請求
の範囲において言及される全ての添加剤に対する原子パ
ーセントである。前記添加されたTiNの14にの金色
は、約4%の02の添加によりもたらされた。さらに、
前記T1およびNは,TixZriの量がxNの各原子
に対して約1,15から約1.2の原子比まで変化する
場合の、非化学量論的比率にあった。非化学量論的フィ
ルムを達成するために、0.1〜1.0マイクロンの範
囲にある減少された窒素ガスが採用された。
In this case, all percentages are atomic percentages for all additives mentioned in the specification and claims. The gold color of the added TiN 14 was brought about by the addition of about 4% 02. moreover,
The T1 and N were in non-stoichiometric ratios where the amount of TixZri varied from about 1.15 to about 1.2 atomic ratio for each atom of xN. To achieve a non-stoichiometric film, reduced nitrogen gas in the range of 0.1-1.0 microns was employed.

前記10にの金色に関しては、これは、(a)Xが約0
.15から約0.20まで変化する場合のTi xZr
 +−xNと、(b)約2%の02の添加を持つ添加さ
れたZrNと、そして(c)TiO量が各Nに対して約
1.25から約1.40の原子比まで変化する場合の、
約4%の02の添加および3%のCの添加を持つ添加さ
れたTiNとを以てもたらされた。
Regarding the gold color in 10 above, this means that (a) X is about 0
.. Ti xZr when varying from 15 to about 0.20
+-xN, (b) added ZrN with an addition of about 2% 02, and (c) the amount of TiO varying from about 1.25 to about 1.40 atomic ratio for each N. of the case,
Added TiN with approximately 4% 02 addition and 3% C addition.

前記18にの金色に関しては、Xが約0.4から約0.
45まで変化する場合の、約2%の02の添加および約
5%の炭素の添加を持つ添加されたTiNまたはTi 
xZr +−x Nが効果的に採用された。
Regarding the gold color in item 18 above, X is about 0.4 to about 0.
Doped TiN or Ti with about 2% 02 addition and about 5% carbon addition when varying up to 45
xZr +−x N was effectively adopted.

前記24にの金色に関しては、Xが約0.5から約0.
55まで変化する場合のTi X Zr l−X Nが
採用された。
Regarding the gold color 24 above, X is about 0.5 to about 0.
TiXZrl-XN was adopted for varying up to 55%.

例   ■ 次に、これらのコーティングの摩耗に対する抵抗性が、
ピン・オン・ディスク方法(円盤上のピンによる方法)
を用いてnj定された。この方法においては、500グ
ラムの負荷を持つピンが、回転しているコーティングを
施されたサンプル(コーティングされたディスク)上に
載せられ、前記コーティング中に掻き傷があるとすれば
、5(11回転の後50倍の光学顕微鏡内で観察される
はずであった。
Example ■ Next, the resistance to abrasion of these coatings is
Pin-on-disc method (method using pins on a disc)
nj was determined using In this method, a pin with a load of 500 grams is placed on a rotating coated sample (coated disc), and if there are scratches in the coating, 5 (11 After rotation it was to be observed in a light microscope at 50x magnification.

表■中の全ての堅いコーティング中には掻き傷が全然現
れなかった。
No scratches appeared in all the hard coatings in Table ■.

例   ■ 第5および5A図は、化学分析用電子分光器(ESCA
)により測定された際の、異なる色のための種々なコー
ティングに対する原子組成のグラフを示し、この場合、
第5図は02およびCを添加されたTiNのための前記
ESCAによるスパッター深さのグラフであり、第5A
図は,TixZriZrNフィルムに対する同じグラフ
である。前記フィルム中のO2は、前記システム中の自
然界レベルのO2から結果的に得られるものである。こ
の自然界レベルは、第5図に示されている02中にも当
てはまる。
Example ■ Figures 5 and 5A are examples of electron spectrometers for chemical analysis (ESCA).
) shows a graph of the atomic composition for various coatings for different colors, as measured by
FIG. 5 is a graph of sputter depth by the ESCA for 02 and C doped TiN;
The figure is the same graph for the TixZriZrN film. The O2 in the film results from natural levels of O2 in the system. This natural level also applies to 02 shown in FIG.

本発明の種々の実施例についての前記コーティングの材
料、デザインおよび構造の種々な詳細は、特許請求の範
囲に記載された本発明の範囲から離れることなく変更さ
れることが可能である。さらに、本発明の好ましい実施
例はアーク・コーティング・システムに関連して説明さ
れているが、ターゲットの表面の所定の領域内に閉じ込
められるべきアークにより、材料がターゲットから瞬間
的に蒸発される場合のような他のシステムにも適用可能
であることは言うまでもない。
Various details of the materials, design and construction of the coatings for various embodiments of the invention may be changed without departing from the scope of the invention as claimed. Additionally, although the preferred embodiment of the invention is described in connection with an arc coating system, it is preferred that the material be instantaneously evaporated from the target by an arc that is to be confined within a predetermined area of the surface of the target. Needless to say, it is also applicable to other systems such as.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明において使用される説明的陰極アーク
・プラズマ・メッキ装置の概略図である。 第2図は、この発明の陰極アーク・プラズマ・メッキ装
置において使用される説明的アーク源の概略図である。 第3図は、この発明のアーク源の説明的任務すイクルを
示す時間チャート図である。 第3A図は、本発明のアーク供給源と一緒に使用するた
めの説明的制御回路のブロック線図である。 第3B図は、第3A図の制御回路に対して採用されても
よいプログラムの説明的フロー線図である。 第4図は、この発明の製造プロセス(方法)により生産
されるフィルムの反射率の様子を示している。 第5図および第5A図は、この発明の製造プロセスによ
り生産されるコーティングやフィルムの原子組成を示す
概略図である。 100・・・アーク・プラズマ・メッキ装置102・・
・回転テーブル  103・・・基層104・・・高電
圧供給源  105・・・電力供給源10G・・・ガス
導入パイプ 107・・・バルブ108・・・シャッタ
    110・・・アーク源113・・・制限リング
   114・・・陽極115 ’・・・コイル   
 120・・・制御回路122・・・制御装置    
128,130・・・出力部132・・・温度センサ 
  134,135・・・出力部FIG、3 IG 3B 反射ヤ (z) FIG、 5      7−/*”vタ a%rs’
+  teノFIG、5A    XZl’y 9 s
−i F4°9)同時に出願審査請求書あり 手続補正型 昭和63年01月18日 昭和62年 特許願  第238.596号2、 発明
の名称 基層にコーティングする方法 3、 補正をする者 事件との関係     特許出願人 名 称 ウ゛7ツク チック システムズ インコーホ
レーテッド代表者 マイケル ニス ウオルシュ 4、代理人 住 所 東京都港区六本木5−2−1      はう
らいやピル7階−し 〆′i八)°ト ロ、補正の対象 明細書の「発明の名称」、「特許請求の範囲」および「
発明の詳細な説明」の欄 7、補正の内容 1、発明の名称を「1&層にコーティングする方法」と
訂正する。 2、特許請求の範囲を別紙の通り補正する。 3)明細書第20頁第4行 「および装置」を削除する。 特許請求の範囲 (1)  基層にコーティングをする方法であって、タ
ーゲット材料を蒸発させるために同ターゲットへアーク
のパルスを連続的に当てる工程と、前記基層上に少なく
とも前記ターゲット材料のコーティングを施すために、
前記基層上に前記蒸気を堆積させる工程と からなることを特徴とする方法。 (2)  前記コーティングの厚さが、約50ミクロン
よりも大きくないことを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の方法。 (3)  前記コーティングが、多数の層に形成されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の方法
。 (4)  前記層の各々が、同一の材料からなることを
特徴とする特許請求の範囲第3項記載の方法。 (5)  前記層の少なくとも1つが、他の層のものと
は異なる材料からなることを特徴とする特許請求の範囲
3項記載の方法。 (6)  前記コーティングの厚さが、約5ミクロンよ
りも大きくないことを特徴とする特許請求の範囲第2項
記載の方法。 (7)  前記厚さが、0.1 ミクロン−約5ミクロ
ンの範囲にあることを特徴とする特許請求の範囲第6項
記載の方法。 (8)  前記アークのパルスの任務サイクルが、前記
基層の温度が350℃よりも充分に低くなるようなもの
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方
法。 (9)  前記基層の温度が、約50℃〜約150℃で
あることを特徴とする特許請求の範囲第8項記載の方法
。 (lO)前記基層が、プラスチックからなることを特徴
とする特許請求の範囲第8項記載の方法。 (11)前記基層温度が、約50℃であることを特徴と
する特許請求の範囲第1O項記載の方法。 (12)前記ターゲットが、チタニウムからなることを
特徴とする特許請求の範囲第10項記載の方法。 (13)前記蒸気を、複合物を形成するためにガスと再
反応させ、その結果、前記複合物が前記コーティングと
して前記基層上に堆積されるようにすることを包含する
ことを特徴とする特許請求の範囲第1O項記載の方法。 (14)前記複合物に添加物を添加し、その結果、前記
堆積されたコーティングが前記添加物を備えるようにさ
せることを包含することを特徴とする特許請求の範囲第
13項記載の方法。 (15)前記添加物が、酸素、炭素、またはこれらの混
合物であることを特徴とする特許請求の範囲第14項記
載の方法。 (16)前記添加物が、前記コーティングの約2〜7%
の原子重量を構成することを特徴とする特許請求の範囲
第14項記載の方法。 (17)前記ターゲット材料が、本質的にチタニウム、
ジルコニウム、およびチタニウムとジルコニウムの合金
からなるグループより選択されることを特徴とする特許
請求の範囲第13項記載の方法。 (18)前記ガスが窒素を備え、その結果、前記コーテ
ィングが,TixZrI N、Zr N、または0<x
<1である場合のT+ x Zr x−1を備えている
ことを特徴とする特許請求の範囲第17項記載の方法。 (19)前記Xが、0.1≦x≦0.9を満たすことを
特徴とする特許請求の範囲第18項記載の方法。 (20)前記コーティングがTiNを備え、また当該T
iNに、酸素または炭素またはこれらの混合物を備える
添加物を添加することを包含していることを特徴とする
特許請求の範囲第18項記載の方法。 (21)前記添加物が、前記コーティングの約2〜7%
の原子重量を構成することを特徴とする特許請求範囲第
20項記載の方法。 (22)前記基層が、亜鉛または亜鉛合金からなること
を特徴とする特許請求の範囲第8項記載の方法。 (23)前記基層の温度が、約100℃であることを特
徴とする特許請求の範囲第22項記載の方法。 (24)前記蒸気を、複合物を形成するためにガスと再
反応させ、その結果、前記複合物が前記コーティングと
して前記基層上に堆積されるようにすることを包含する
ことを特徴とする特許請求の範囲第22項記載の方法。 (25)前記複合物に添加物を添加し、その結果、前記
堆積されるコーティングが、前記添加物を含むようにす
る工程を包含していることを特徴とする特許請求の範囲
第24項記載の方法。 (26)前記添加物が、酸素、炭素、またはこれらの混
合物であることを特徴とする特許請求の範囲第25項記
載の方法。 (27)前記添加物が、前記コーティングの約2〜7%
の原子重量を構成することを特徴とする特許請求の範囲
第25項記載の方法。 (28)前記ターゲット材料が、本質的にチタニウム、
ジルコニウム、チタニウムとジルコニウムの合金、およ
びチタニウムとアルミニウムの合金からなるグループよ
り選択されることを特徴とする特許請求の範囲第24項
記載の方法。 (29)  前記ガスが窒素を備え、その結果、前記コ
ーティングが、0<x<1である場合のTi N、  
Zr N、 Tt 、 Zr I−! N、またはTi
 、Ai、−。 Nを備えることを特徴とする特許請求の範囲第28項記
載の方法。 (30)前記Xが、0.1≦x≦0.9を満たすことを
特徴とする特許請求の範囲第29項記載の方法。 (31)前記コーティングがTiNを備え、当該TiN
に、酸素または炭素またはこれらの混合物からなる添加
物を添加させることを包含することを特徴とする特許請
求の範囲第29項記載の方法。 (32)前記添加物が、前記コーティングの約2〜7%
の原子重量を構成することを特徴とする特許請求の範囲
第31項記載の方法。 (33)前記基層が、黄銅からなることを特徴とする特
許請求の範囲第8項記載の方法。 (34)前記基層の温度が、約150℃であることを特
徴とする特許請求の範囲第33項記載の方法。 (35)前記蒸気を、複合物を形成するためにガスと再
反応させ、その結果、前記複合物が前記コーティングと
して前記基層上に堆積されるようにすることを特徴とす
る特許請求の範囲第33項記載の方法。 (3B)前記複合物に添加物を添加し、その結果、前記
堆積されるコーティングが前記添加物を包含するように
させることを特徴とする特許請求の範囲第35項記載の
方法。 (37)前記添加物が、酸素、炭素、またはこれらの混
合物であることを特徴とする特許請求の範囲第36項記
載の方法。 (38)前記添加物が、前記コーティングの約2〜7%
の原子重量を構成することを特徴とする特許請求の範囲
第36項記載の方法。 (39)  前記ターゲット材料が、本質的にチタニウ
ム、ジルコニウム、チタニウムとジルコニウムの合金、
およびチタニウムとアルミニウムの合金からなるグルー
プより選択されることを特徴とする特許請求の範囲第3
5項記載の方法。 (40)前記ガスが窒素を備え、その結果、前記コーテ
ィングが,TixZri N、  Zr N、またはO
<x<1である場合の,TixZrl * Zr 1−
xN、もしくはTi−AQ=+−1Nを備えることを特
徴とする特許請求の範囲第39項記載の方法。 (41)前記Xが、0.1≦x≦0.9を満たすことを
特徴とする特許請求の範囲第40項記載の方法。 (42)前記コーティングがTiNを備え、当該TlN
に、酸素または炭素またはこれらの混合物を備える添加
物を添加する工程を包含していることを特徴とする特許
請求の範囲第40項記載の方法。 (43)前記添加物が、前記コーティングの約2〜7%
の原子重量を構成することを特徴とする特許請求の範囲
第42項記載の方法。 (44)基層にコーティングをする方法であって、ター
ゲット材料を蒸発させるためにアークをターゲットへ連
続的に当てる工程と、 本質的にステンレス鋼からなる基層を用意する工程と、 前記基層が本質的に、クラス・リング、ペン・キャップ
、眼鏡枠および銀器からなる場合に、前記基層上に少な
くとも前記ターゲット材料からなるコーティングを設け
るために、前記基層上に前記蒸気を堆積させる工程と からなることを特徴とする方法。 (45)前記基層の温度が、はぼ400℃であることを
特徴とする特許請求の範囲第44項記載の方法。 (4G)前記蒸気を、複合物を形成するためにガスと再
反応させ、その結果、前記複合物が前記コーティングと
して前記基層上に堆積されるようにすることを特徴とす
る特許請求の範囲第44項記載の方法。 (47)前記ターゲット材料が、本質的にチタニウム、
ジルコニウム、チタニウムとジルコニウムの合金、およ
びチタニウムとアルミニウムの合金からなるグループよ
り選択されることを特徴とする特許請求の範囲第46項
記載の方法。 (48)前記ガスが窒素を備え、その結果、前記コーテ
ィングが、0<x<1である場合のTiN、Zr N、
 Ti x Zr 1−* NまたはT1 xAQ、、
−xNを備えていることを特徴とする特許請求の範囲第
47項記載の方法。 (49)前記Xが、0.1≦x≦0.9を満たすことを
特徴とする特許請求の範囲第48項記載の方法。 (50)基層にコーティングをする方法であって、ター
ゲット材料を蒸発させるため、本質的にチタニウム、チ
タニウムとジルコニウムの合金、およびチタニウムとア
ルミニウムの合金からなるターゲットへアークを連続的
に当てる工程と、本質的に工具鋼からなる基層を用意す
る工程と、複合物を形成するために、窒素もしくは炭素
を含むガスと前記蒸気を再反応させる工程と、前記基層
上に少なくとも前記ターゲット材料からなるコーティン
グを設けるために、前記基層上に前記複合物を堆積させ
、前記コーティングが、本質的に、0<x<1である場
合のTi C,TiC,N1−1l,TixZrl x
 Zr r−xN、およびTi 、 A応、−xNから
なるグループより選択されるようにする工程と かうなることを特徴とする方法。 (51)前記Xが0.1≦x≦0.9を満たすことを特
徴とする特許請求の範囲第50項記載の方法。 (52)前記基層の温度が、約450℃よりも大きいか
、あるいはこれに等しいことを特徴とする特許請求の範
囲第50項記載の方法。 (53)基層にコーティングをする方法であって、ター
ゲットを蒸発させるために、本質的にチタニウム、チタ
ニウムとアルミニウムの合金、ジルコニウム、またはチ
タニウムとジルコニウムの合金のうちの少なくとも1つ
からなるターゲットへアークを当てる工程と、 前記基層として装飾部品を用意し、当該部品を備える材
料が、本質的にプラスチック、亜鉛、亜鉛合金、黄銅お
よびステンレス鋼からなるグループより選択されるよう
にする工程と、 窒素または炭素を含むガスの少なくとも1つを包含する
ガスに前記蒸気を再反応させる工程と、前記再反応物質
をコーティングとして前記基層上に堆積させる工程と からなることを特徴とする方法。 (54)前記装飾部品が、本質的にクラス・リング、時
計ケース、時計バンド、銀器、眼鏡枠、ペン・キャップ
、およびライターからなることを特徴とする特許請求の
範囲第53項記載の方法。 (55)前記基層がチタニウム・ジルコニウム合金を備
え、前記ガスが、0<x<1である場合のT1* Zr
 、−xNからなる金色のコーティングを前記基層上に
設けるために、窒素を備えており、前記金色は、Xが増
大するに従いkが増大するごとく、約10kから24k
まで変化することを特徴とする特許請求の範囲第53項
記載の方法。 (56)前記金色が約10にであり、Xが約0.15お
よび0.20の間で変化することを特徴とする特許請求
の範囲第55項記載の方法。 (57)  前記金色が約14にであり、Xが約0.2
5および0.30の間で変化することを特徴とする特許
請求の範囲第55項記載の方法。 (58)前記金色が約18にであり、Xが約0.40お
よび0.45の間で変化することを特徴とする特許請求
の範囲第55項記載の方法。 (59)  前記金色が約24にであり、Xが約0.5
0および0.55の間で変化することを特徴とする特許
請求の範囲第55項記載の方法。 (60)前記基層がチタニウムであり、前記ガスが、前
記基層上にTi Cを備える灰色のコーティングを設け
るために前記炭素含有ガスを備えていることを特徴とす
る特許請求の範囲第53項記載の方法。 (,8l−)−前記基層がチタニウムであり、前記ガス
が、0<x<1である場合のTi CヨN11を備える
色付きコーティングを前記基層上に設けるため、窒素と
、前記炭素含有ガスとの混合物を備え、前記コーティン
グの色は、Xの値に従い、茶色、ブロンズ、暗褐色であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第53項記載の方法
。 (B2)前記基層がチタニウム・アルミニウム合金ヲ備
え、前記ガスが、0<x<1である場合のT1、A9J
、xNを備える色付きコーティングを前記基層上に設け
るため、窒素を備え、前記コーティングの色は、Xの値
に従い、暗褐色または黒であることを特徴とする特許請
求の範囲第53項記載の方法。 (133)  前記コーティングに、σ2またはCまた
はこれらの混合物を添加することを具備することを特徴
とする特許請求の範囲第53項記載の方法。 (B4)前記ターゲットが本質的にチタニウムからなり
、前記ガスが本質的に窒素からなり、その結果、前記コ
ーティングがTi Nを添加されることを特徴とする特
許請求の範囲第63項記載の方法。 (65)前記添加されるTiNの色が金であり、これは
、Cおよび02の添加物の相対的比率に従って約10k
から24kまで変化することを特徴とする特許請求の範
囲第64項記載の方法。 (66)前記金色が約10にであり、前記02の添加物
の量が約4原子パーセントであり、前記Cの添加物が約
3原子パーセントであることを特徴とする特許請求の範
囲第65項記載の方法。 (67)前記T1の量がxNの各原子パーセントに対し
て、約1.25〜約1.40の原子比であることを特徴
とする特許請求の範囲第66項記載の方法。 (68)  前記金色が約14にであり、前記02の添
加物の量が約4原子パーセントであることを特徴とする
特許請求の範囲第85項記載の方法。 (69)前記Tiの量がxNの各原子パーセントに対し
て、約1.15〜約1.20の原子比であることを特徴
とする特許請求の範囲第68項記載の方法。 (70)前記金色が約18にであり、前記02の添加物
の量が約2原子パーセントであり、前記C添加物が約5
原子パーセントであることを特徴とする特許請求の範囲
第65項記載の方法。 (71)  前記ターゲットが本質的にジルコニウムが
うなり、前記ガスが本質的に窒素からなり、その結果、
前記コーティングが添加されたZrNであることを特徴
とする特許請求の範囲第u項記載の方法。 (72)  前記添加されるZrNの色が白金であり、
これは、Cおよび02の添加物の相対的比率に従い、約
10kから24kまで変化することを特徴とする特許請
求の範囲第■項記載の方法。 亜 前記金色が約IQkであり、前記02の添加物の量
が約2原子パーセントであることを特徴とする特許請求
の範囲第72項記載の方法。 (74)−前記金色が約14にであり、前記02の添加
物の量が約1原子パーセントであり、前記C添加物が約
4原子パーセントであることを特徴とする特許請求の範
囲第H項記載の方法。 (75)  前記添加されるZrNの色が、白金である
ことを特徴とする特許請求の範囲第■項記載の方法。 (7B)  前記添加物の量が、約5原子パーセントの
02であることを特徴とする特許請求の範囲第75項記
載の方法。
FIG. 1 is a schematic diagram of an illustrative cathodic arc plasma plating apparatus used in the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram of an illustrative arc source used in the cathodic arc plasma plating apparatus of the present invention. FIG. 3 is a time chart showing an illustrative mission cycle of the arc source of the present invention. FIG. 3A is a block diagram of an illustrative control circuit for use with the arc source of the present invention. FIG. 3B is an illustrative flow diagram of a program that may be employed for the control circuit of FIG. 3A. FIG. 4 shows the reflectance of the film produced by the manufacturing process (method) of the present invention. Figures 5 and 5A are schematic diagrams showing the atomic composition of coatings and films produced by the manufacturing process of the present invention. 100...Arc plasma plating device 102...
- Rotary table 103... Base layer 104... High voltage supply source 105... Power supply source 10G... Gas introduction pipe 107... Valve 108... Shutter 110... Arc source 113... Limiting ring 114...Anode 115'...Coil
120... Control circuit 122... Control device
128, 130... Output section 132... Temperature sensor
134,135...Output part FIG, 3 IG 3B Reflection layer (z) FIG, 5 7-/*"vta a%rs'
+ te no FIG, 5A XZl'y 9 s
-i F4°9) At the same time, there is a request for examination of the application, and the procedure is amended. Relationships Patent Applicant Name W7Tch Systems Incorporated Representative Michael Niss Walsh 4, Agent Address 7th Floor, Hauraiya Pill, 5-2-1 Roppongi, Minato-ku, Tokyo "Title of the invention", "Claims" and "Claims" of the specification subject to amendment
Column 7 of ``Detailed Description of the Invention'', Contents of Amendment 1, the title of the invention is corrected to ``1 & Layer Coating Method''. 2. Amend the claims as shown in the attached sheet. 3) Delete "and apparatus" on page 20, line 4 of the specification. Claims (1) A method of coating a base layer, comprising the steps of applying successive pulses of an arc to the target to vaporize the target material; and applying a coating of at least the target material on the base layer. for,
depositing said vapor on said base layer. (2) The thickness of the coating is no greater than about 50 microns.
The method described in section. 3. The method of claim 2, wherein the coating is formed in multiple layers. (4) The method of claim 3, wherein each of the layers is made of the same material. 5. The method of claim 3, wherein at least one of the layers is of a different material than the other layers. 6. The method of claim 2, wherein the thickness of the coating is no greater than about 5 microns. 7. The method of claim 6, wherein the thickness is in the range of 0.1 microns to about 5 microns. 8. The method of claim 1, wherein the duty cycle of the arc pulses is such that the temperature of the substrate is well below 350°C. (9) The method of claim 8, wherein the temperature of the base layer is about 50°C to about 150°C. 9. A method according to claim 8, characterized in that (IO) the base layer consists of plastic. (11) The method according to claim 1O, wherein the base layer temperature is about 50°C. (12) The method according to claim 10, wherein the target is made of titanium. (13) Re-reacting the vapor with a gas to form a composite so that the composite is deposited on the substrate as the coating. A method according to claim 1O. 14. The method of claim 13, comprising adding an additive to the composite so that the deposited coating comprises the additive. (15) The method according to claim 14, wherein the additive is oxygen, carbon, or a mixture thereof. (16) The additive is about 2 to 7% of the coating.
15. A method according to claim 14, characterized in that the atomic weight of . (17) The target material is essentially titanium,
14. A method according to claim 13, characterized in that the material is selected from the group consisting of zirconium and alloys of titanium and zirconium. (18) The gas comprises nitrogen, so that the coating is TixZrI N, Zr N, or 0<x
18. A method according to claim 17, characterized in that it comprises T+ x Zr x-1 with <1. (19) The method according to claim 18, wherein the X satisfies 0.1≦x≦0.9. (20) The coating comprises TiN, and the T
19. The method of claim 18, comprising adding to the iN an additive comprising oxygen or carbon or a mixture thereof. (21) The additive is about 2 to 7% of the coating.
21. A method according to claim 20, characterized in that the atomic weight of . (22) The method according to claim 8, wherein the base layer is made of zinc or a zinc alloy. (23) The method according to claim 22, wherein the temperature of the base layer is about 100°C. (24) Re-reacting the vapor with a gas to form a composite so that the composite is deposited on the substrate as the coating. The method according to claim 22. 25. Adding an additive to the composite so that the deposited coating includes the additive. the method of. (26) The method according to claim 25, wherein the additive is oxygen, carbon, or a mixture thereof. (27) The additive is about 2 to 7% of the coating.
26. A method according to claim 25, characterized in that the atomic weight of . (28) the target material is essentially titanium;
25. The method of claim 24, wherein the material is selected from the group consisting of zirconium, alloys of titanium and zirconium, and alloys of titanium and aluminum. (29) TiN, where the gas comprises nitrogen, so that the coating is 0<x<1;
Zr N, Tt, Zr I-! N or Ti
,Ai,-. 29. The method of claim 28, comprising: N. (30) The method according to claim 29, wherein the X satisfies 0.1≦x≦0.9. (31) the coating comprises TiN, the TiN
30. A method according to claim 29, characterized in that the method comprises adding an additive consisting of oxygen or carbon or a mixture thereof. (32) The additive is about 2 to 7% of the coating.
32. A method according to claim 31, characterized in that the atomic weight of . (33) The method according to claim 8, wherein the base layer is made of brass. (34) The method according to claim 33, wherein the temperature of the base layer is about 150°C. 35. The vapor is re-reacted with a gas to form a composite so that the composite is deposited as the coating on the substrate. The method described in Section 33. 36. The method of claim 35, further comprising adding an additive to the composite so that the deposited coating includes the additive. (37) The method according to claim 36, wherein the additive is oxygen, carbon, or a mixture thereof. (38) The additive is about 2 to 7% of the coating.
37. A method according to claim 36, characterized in that the atomic weight of . (39) the target material is essentially titanium, zirconium, or an alloy of titanium and zirconium;
and an alloy of titanium and aluminum.
The method described in Section 5. (40) The gas comprises nitrogen, so that the coating comprises TixZri N, Zr N, or O
TixZrl * Zr 1− when <x<1
40. A method according to claim 39, characterized in that xN or Ti-AQ=+-1N. (41) The method according to claim 40, wherein the X satisfies 0.1≦x≦0.9. (42) the coating comprises TiN, the TlN
41. The method of claim 40, further comprising the step of adding an additive comprising oxygen or carbon or a mixture thereof. (43) The additive is about 2 to 7% of the coating.
43. A method according to claim 42, characterized in that the atomic weight of . (44) A method of coating a base layer, comprising: continuously applying an arc to a target to vaporize target material; providing a base layer consisting essentially of stainless steel; said base layer essentially consisting of stainless steel; depositing said vapor on said base layer to provide a coating of at least said target material on said base layer in said case of class rings, pen caps, eyeglass frames and silverware. How to characterize it. (45) The method according to claim 44, wherein the temperature of the base layer is approximately 400°C. (4G) Re-reacting the vapor with a gas to form a composite so that the composite is deposited as the coating on the substrate. The method described in item 44. (47) The target material is essentially titanium,
47. The method of claim 46, wherein the material is selected from the group consisting of zirconium, alloys of titanium and zirconium, and alloys of titanium and aluminum. (48) TiN, Zr N, where the gas comprises nitrogen, so that the coating is 0<x<1;
Ti x Zr 1-* N or T1 x AQ,,
48. A method according to claim 47, characterized in that -xN. (49) The method according to claim 48, wherein the X satisfies 0.1≦x≦0.9. (50) A method of coating a substrate, the step of continuously applying an arc to a target consisting essentially of titanium, an alloy of titanium and zirconium, and an alloy of titanium and aluminum to vaporize the target material; providing a base layer consisting essentially of tool steel; re-reacting said vapor with a gas containing nitrogen or carbon to form a composite; and applying a coating on said base layer consisting of at least said target material. depositing the composite on the base layer to provide, the coating is essentially TiC, TiC, N1-1l, TixZrl x where 0<x<1
Zr r-xN, and Ti, A-xN, -xN. (51) The method according to claim 50, wherein the X satisfies 0.1≦x≦0.9. 52. The method of claim 50, wherein the temperature of the substrate is greater than or equal to about 450°C. (53) A method of coating a substrate by arcing a target consisting essentially of at least one of titanium, an alloy of titanium and aluminum, zirconium, or an alloy of titanium and zirconium to vaporize the target. providing a decorative component as said base layer, the material comprising said component being selected from the group consisting essentially of plastic, zinc, zinc alloy, brass and stainless steel; and nitrogen or A method comprising the steps of: re-reacting the vapor with a gas comprising at least one carbon-containing gas; and depositing the re-reactant as a coating on the substrate. 54. The method of claim 53, wherein the decorative parts consist essentially of class rings, watch cases, watch bands, silverware, eyeglass frames, pen caps, and lighters. (55) T1*Zr when the base layer comprises a titanium-zirconium alloy and the gas satisfies 0<x<1
, -xN on the base layer, the gold color ranging from about 10k to 24k, with k increasing as X increases.
54. A method according to claim 53, characterized in that the method varies up to . 56. The method of claim 55, wherein the gold color is about 10 and X varies between about 0.15 and 0.20. (57) The gold color is about 14, and X is about 0.2.
56. A method according to claim 55, characterized in that it varies between 5 and 0.30. 58. The method of claim 55, wherein the gold color is about 18 mm and X varies between about 0.40 and 0.45. (59) The gold color is about 24, and X is about 0.5.
56. A method according to claim 55, characterized in that it varies between 0 and 0.55. (60) The base layer is titanium, and the gas comprises the carbon-containing gas to provide a gray coating comprising TiC on the base layer. the method of. (,8l-)--nitrogen and said carbon-containing gas in order to provide a colored coating on said base layer, said base layer being titanium and said gas comprising TiCyN11 where 0<x<1. 54. A method according to claim 53, characterized in that the color of the coating is brown, bronze, dark brown, depending on the value of X. (B2) T1, A9J when the base layer comprises a titanium-aluminum alloy and the gas satisfies 0<x<1
, xN on the base layer, comprising nitrogen, the color of the coating being dark brown or black, depending on the value of X. . (133) The method according to claim 53, comprising adding σ2 or C or a mixture thereof to the coating. (B4) A method according to claim 63, characterized in that the target consists essentially of titanium and the gas consists essentially of nitrogen, so that the coating is doped with TiN. . (65) The color of the added TiN is gold, which is about 10k according to the relative proportions of C and 02 additives.
65. The method of claim 64, wherein the method varies from 24k to 24k. (66) Claim 65, wherein the gold color is about 10%, the amount of the 02 additive is about 4 atomic percent, and the amount of the C additive is about 3 atomic percent. The method described in section. 67. The method of claim 66, wherein the amount of T1 is an atomic ratio of about 1.25 to about 1.40 for each atomic percent of xN. 68. The method of claim 85, wherein the gold color is about 14% and the amount of the 02 additive is about 4 atomic percent. 69. The method of claim 68, wherein the amount of Ti is in an atomic ratio of about 1.15 to about 1.20 for each atomic percent of xN. (70) the gold color is about 18%, the amount of the 02 additive is about 2 atomic percent, and the C additive is about 5%
66. The method of claim 65, wherein atomic percent. (71) The target comprises essentially zirconium and the gas consists essentially of nitrogen, so that
A method as claimed in claim u, characterized in that the coating is doped with ZrN. (72) The color of the added ZrN is platinum,
A method according to claim 1, characterized in that this varies from about 10k to 24k, depending on the relative proportions of the C and 02 additives. 73. The method of claim 72, wherein the sub-golden color is about IQk and the amount of the 02 additive is about 2 atomic percent. (74)--The gold color is about 14%, the amount of the 02 additive is about 1 atomic percent, and the C additive is about 4 atomic percent. The method described in section. (75) The method according to claim (2), wherein the color of the added ZrN is platinum. 7B. The method of claim 75, wherein the amount of additive is about 5 atomic percent O2.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)基層にコーティングをする方法であって、ターゲ
ット材料を蒸発させるために同ターゲットへアークのパ
ルスを連続的に当てる工程と、前記基層上に少なくとも
前記ターゲット材料のコーティングを施すために、前記
基層上に前記蒸気を堆積させる工程と からなることを特徴とする方法。 (2)前記コーティングの厚さが、約50ミクロンより
も大きくないことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の方法。 (3)前記コーティングが、多数の層に形成されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の方法。 (4)前記層の各々が、同一の材料からなることを特徴
とする特許請求の範囲第3項記載の方法。 (5)前記層の少なくとも1つが、他の層のものとは異
なる材料からなることを特徴とする特許請求の範囲3項
記載の方法。 (6)前記コーティングの厚さが、約5ミクロンよりも
大きくないことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載
の方法。 (7)前記厚さが、0.1ミクロン〜約5ミクロンの範
囲にあることを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の
方法。 (8)前記アークのパルスの任務サイクルが、前記基層
の温度が350℃よりも充分に低くなるようなものであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 (9)前記基層の温度が、約50℃〜約150℃である
ことを特徴とする特許請求の範囲第8項記載の方法。 (10)前記基層が、プラスチックからなることを特徴
とする特許請求の範囲第8項記載の方法。 (11)前記基層温度が、約50℃であることを特徴と
する特許請求の範囲第10項記載の方法。 (12)前記ターゲットが、チタニウムからなることを
特徴とする特許請求の範囲第10項記載の方法。 (13)前記蒸気を、複合物を形成するためにガスと再
反応させ、その結果、前記複合物が前記コーティングと
して前記基層上に堆積されるようにすることを包含する
ことを特徴とする特許請求の範囲第10項記載の方法。 (14)前記複合物に添加物を添加し、その結果、前記
堆積されたコーティングが前記添加物を備えるようにさ
せることを包含することを特徴とする特許請求の範囲第
13項記載の方法。 (15)前記添加物が、酸素、炭素、またはこれらの混
合物であることを特徴とする特許請求の範囲第14項記
載の方法。 (16)前記添加物が、前記コーティングの約2〜7%
の原子重量を構成することを特徴とする特許請求の範囲
第14項記載の方法。 (17)前記ターゲット材料が、本質的にチタニウム、
ジルコニウム、およびチタニウムとジルコニウムの合金
からなるグループより選択されることを特徴とする特許
請求の範囲第13項記載の方法。 (18)前記ガスが窒素を備え、その結果、前記コーテ
ィングが、TiN,ZrN,または0<x<1である場
合のTi_xZr_x_−_1を備えていることを特徴
とする特許請求の範囲第17項記載の方法。 (19)前記xが、0.1≦x≦0.9を満たすことを
特徴とする特許請求の範囲第18項記載の方法。 (20)前記コーティングがTiNを備え、また当該T
iNに、酸素または炭素またはこれらの混合物を備える
添加物を添加することを包含していることを特徴とする
特許請求の範囲第18項記載の方法。 (21)前記添加物が、前記コーティングの約2〜7%
の原子重量を構成することを特徴とする特許請求範囲第
20項記載の方法。 (22)前記基層が、亜鉛または亜鉛合金からなること
を特徴とする特許請求の範囲第8項記載の方法。 (23)前記基層の温度が、約100℃であることを特
徴とする特許請求の範囲第22項記載の方法。 (24)前記蒸気を、複合物を形成するためにガスと再
反応させ、その結果、前記複合物が前記コーティングと
して前記基層上に堆積されるようにすることを包含する
ことを特徴とする特許請求の範囲第22項記載の方法。 (25)前記複合物に添加物を添加し、その結果、前記
堆積されるコーティングが、前記添加物を含むようにす
る工程を包含していることを特徴とする特許請求の範囲
第24項記載の方法。 (26)前記添加物が、酸素、炭素、またはこれらの混
合物であることを特徴とする特許請求の範囲第25項記
載の方法。 (27)前記添加物が、前記コーティングの約2〜7%
の原子重量を構成することを特徴とする特許請求の範囲
第25項記載の方法。 (28)前記ターゲット材料が、本質的にチタニウム、
ジルコニウム、チタニウムとジルコニウムの合金、およ
びチタニウムとアルミニウムの合金からなるグループよ
り選択されることを特徴とする特許請求の範囲第24項
記載の方法。 (29)前記ガスが窒素を備え、その結果、前記コーテ
ィングが、0<x<1である場合のTiN,ZrN,T
i_xZr_1_−_xN,またはTi_xAl_1_
−_xNを備えることを特徴とする特許請求の範囲第2
8項記載の方法。 (30)前記xが、0.1≦x≦0.9を満たすことを
特徴とする特許請求の範囲第29項記載の方法。 (31)前記コーティングがTiNを備え、当該TiN
に、酸素または炭素またはこれらの混合物からなる添加
物を添加させることを包含することを特徴とする特許請
求の範囲第29項記載の方法。 (32)前記添加物が、前記コーティングの約2〜7%
の原子重量を構成することを特徴とする特許請求の範囲
第31項記載の方法。 (33)前記基層が、黄銅からなることを特徴とする特
許請求の範囲第8項記載の方法。(34)前記基層の温
度が、約150℃であることを特徴とする特許請求の範
囲第33項記載の方法。 (35)前記蒸気を、複合物を形成するためにガスと再
反応させ、その結果、前記複合物が前記コーティングと
して前記基層上に堆積されるようにすることを特徴とす
る特許請求の範囲第33項記載の方法。 (36)前記複合物に添加物を添加し、その結果、前記
堆積されるコーティングが前記添加物を包含するように
させることを特徴とする特許請求の範囲第35項記載の
方法。 (37)前記添加物が、酸素、炭素、またはこれらの混
合物であることを特徴とする特許請求の範囲第36項記
載の方法。 (38)前記添加物が、前記コーティングの約2〜7%
の原子重量を構成することを特徴とする特許請求の範囲
第36項記載の方法。 (39)前記ターゲット材料が、本質的にチタニウム、
ジルコニウム、チタニウムとジルコニウムの合金、およ
びチタニウムとアルミニウムの合金からなるグループよ
り選択されることを特徴とする特許請求の範囲第35項
記載の方法。 (40)前記ガスが窒素を備え、その結果、前記コーテ
ィングが、TiN,ZrN,または0<x<1である場
合の、Ti_xZr_1_−_xN,もしくはTi_x
Al_1_−_xNを備えることを特徴とする特許請求
の範囲第39項記載の方法。 (41)前記xが、0.1≦x≦0.9を満たすことを
特徴とする特許請求の範囲第40項記載の方法。 (42)前記コーティングがTiNを備え、当該TiN
に、酸素または炭素またはこれらの混合物を備える添加
物を添加する工程を包含していることを特徴とする特許
請求の範囲第40項記載の方法。 (43)前記添加物が、前記コーティングの約2〜7%
の原子重量を構成することを特徴とする特許請求の範囲
第42項記載の方法。 (44)基層にコーティングをする方法であって、ター
ゲット材料を蒸発させるためにアークをターゲットへ連
続的に当てる工程と、 本質的にステンレス鋼からなる基層を用意する工程と、 前記基層が本質的に、クラス・リング、ペン・キャップ
、眼鏡枠および銀器からなる場合に、前記基層上に少な
くとも前記ターゲット材料からなるコーティングを設け
るために、前記基層上に前記蒸気を堆積させる工程と からなることを特徴とする方法。 (45)前記基層の温度が、ほぼ400℃であることを
特徴とする特許請求の範囲第44項記載の方法。 (46)前記蒸気を、複合物を形成するためにガスと再
反応させ、その結果、前記複合物が前記コーティングと
して前記基層上に堆積されるようにすることを特徴とす
る特許請求の範囲第44項記載の方法。 (47)前記ターゲット材料が、本質的にチタニウム、
ジルコニウム、チタニウムとジルコニウムの合金、およ
びチタニウムとアルミニウムの合金からなるグループよ
り選択されることを特徴とする特許請求の範囲第46項
記載の方法。 (48)前記ガスが窒素を備え、その結果、前記コーテ
ィングが、0<x<1である場合のTiN,ZrN,T
i_xZr_1_−_xNまたはTi_xAl_1_−
_xNを備えていることを特徴とする特許請求の範囲第
47項記載の方法。 (49)前記xが、0.1≦x≦0.9を満たすことを
特徴とする特許請求の範囲第48項記載の方法。 (50)基層にコーティングをする方法であって、ター
ゲット材料を蒸発させるため、本質的にチタニウム、チ
タニウムとジルコニウムの合金、およびチタニウムとア
ルミニウムの合金からなるターゲットへアークを連続的
に当てる工程と、本質的に工具鋼からなる基層を用意す
る工程と、複合物を形成するために、窒素もしくは炭素
を含むガスと前記蒸気を再反応させる工程と、前記基層
上に少なくとも前記ターゲット材料からなるコーティン
グを設けるために、前記基層上に前記複合物を堆積させ
、前記コーティングが、本質的に、0<x<1である場
合のTiC,TiC_xN_1_−_x,Ti_xZr
_1_−_xN,およびTi_xAl_1_−_xNか
らなるグループより選択されるようにする工程と からなることを特徴とする方法。 (51)前記Xが0.1≦x≦0.9を満たすことを特
徴とする特許請求の範囲第50項記載の方法。 (52)前記基層の温度が、約450℃よりも大きいか
、あるいはこれに等しいことを特徴とする特許請求の範
囲第50項記載の方法。 (53)基層にコーティングをする装置であって、ター
ゲット材料を蒸発させるためにアークのパルスをターゲ
ットに対して連続的に当てるための手段と、 前記基層上に少なくとも前記ターゲット材料からなるコ
ーティングを設けるために前記基層上に前記蒸気を堆積
させるための手段と からなることを特徴とする装置。 (54)前記アークのパルスの任務サイクルが、前記基
層の温度が350℃よりも充分に低くなるようにするも
のであることを特徴とする特許請求の範囲第53項記載
の装置。 (55)前記基層の温度が、約50℃〜約150℃であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第54項記載の装置
。 (56)前記基層が、プラスチックからなることを特徴
とする特許請求の範囲第53項記載の装置。 (57)前記基層が、亜鉛または亜鉛合金を備えること
を特徴とする特許請求の範囲第53項記載の方法。 (58)前記基層が、黄銅を備えることを特徴とする特
許請求の範囲第53項記載の装置。 (59)基層にコーティングをする装置であって、ター
ゲット材料を蒸発させるために、ターゲットへアークを
連続的に当てるための手段と、本質的にステンレス鋼か
らなる基層を用意するための手段と、 前記基層が本質的にクラス・リング、ペン・キャップ、
眼鏡枠、時計のケースおよびバンド、ライターのケース
、ならびに銀器からなる場合に、前記基層上に少なくと
も前記ターゲット材料からなるコーティングを設けるた
め、前記基層上に前記蒸気を堆積させるための手段と からなることを特徴とする装置。 (60)基層にコーティングをする装置であって、ター
ゲット材料を蒸発させるため、本質的にチタニウム、チ
タニウムとジルコニウムの合金、およびチタニウムとア
ルミニウムの合金からなるターゲットへアークを連続的
に当てるための手段と、本質的に工具鋼からなる基層を
用意するための手段と、 複合物を形成するために前記蒸気をガスと再反応させる
ための手段と、 前記基層上に少なくとも前記ターゲット材料からなるコ
ーティングを設けるために前記基層上に前記複合物を堆
積させることを具備し、前記コーティングが、本質的に
、0<x<1である場合のTiC,TiC_xN_1_
−_x,Ti_xZr_1_−_xN,およびTi_x
Al_1_−_xNからなるグループより選択されるよ
うにすることを特徴とする基層にコーティングする装置
。 (61)基層にコーティングをする方法であって、ター
ゲットを蒸発させるために、本質的にチタニウム、チタ
ニウムとアルミニウムの合金、ジルコニウム、またはチ
タニウムとジルコニウムの合金のうちの少なくとも1つ
からなるターゲットへアークを当てる工程と、 前記基層として装飾部品を用意し、当該部品を備える材
料が、本質的にプラスチック、亜鉛、亜鉛合金、黄銅お
よびステンレス鋼からなるグループより選択されるよう
にする工程と、 窒素または炭素を含むガスの少なくとも1つを包含する
ガスに前記蒸気を再反応させる工程と、前記再反応物質
をコーティングとして前記基層上に堆積させる工程と からなることを特徴とする方法。 (62)前記装飾部品が、本質的にクラス・リング、時
計ケース、時計バンド、銀器、眼鏡枠、ペン・キャップ
、およびライターからなることを特徴とする特許請求の
範囲第61項記載の方法。 (63)前記基層がチタニウム、ジルコニウム合金を備
え、前記ガスが、0<x<1である場合のTi_xZr
_1_−_xNからなる金色のコーティングを前記基層
上に設けるために、窒素を備えており、前記金色は、x
が増大するに従いkが増大するごとく、約10kから2
4kまで変化することを特徴とする特許請求の範囲第6
1項記載の方法。 (64)前記金色が約10kであり、xが約0.15お
よび0.20の間で変化することを特徴とする特許請求
の範囲第63項記載の方法。 (65)前記金色が約14kであり、xが約0.25お
よび0.30の間で変化することを特徴とする特許請求
の範囲第63項記載の方法。 (66)前記金色が約18kであり、xが約0.40お
よび0.45の間で変化することを特徴とする特許請求
の範囲第63項記載の方法。 (67)前記金色が約24kであり、xが約0.50お
よび0.55の間で変化することを特徴とする特許請求
の範囲第63項記載の方法。 (68)前記基層がチタニウムであり、前記ガスが、前
記基層上にTiCを備える灰色のコーティングを設ける
ために前記炭素含有ガスを備えていることを特徴とする
特許請求の範囲第61項記載の方法。 (69)前記基層がチタニウムであり、前記ガスが、0
<x<1である場合のTiC_xN_1_−_xを備え
る色付きコーティングを前記基層上に設けるため、窒素
と、前記炭素含有ガスとの混合物を備え、前記コーティ
ングの色は、xの値に従い、茶色、ブロンズ、暗褐色で
あることを特徴とする特許請求の範囲第61項記載の方
法。 (70)前記基層がチタニウム・アルミニウム合金を備
え、前記ガスが、0<x<1である場合のTi_xAl
_1_−_xNを備える色付きコーティングを前記基層
上に設けるため、窒素を備え、前記コーティングの色は
、xの値に従い、暗褐色または黒であることを特徴とす
る特許請求の範囲第61項記載の方法。 (71)前記コーティングに、O_2またはCまたはこ
れらの混合物を添加することを具備することを特徴とす
る特許請求の範囲第61項記載の方法。 (72)前記ターゲットが本質的にチタニウムからなり
、前記ガスが本質的に窒素からなり、その結果、前記コ
ーティングがTiNを添加されることを特徴とする特許
請求の範囲第71項記載の方法。 (73)前記添加されるTiNの色が金であり、これは
、CおよびO_2の添加物の相対的比率に従って約10
kから24kまで変化することを特徴とする特許請求の
範囲第72項記載の方法。 (74)前記金色が約10kであり、前記O_2の添加
物の量が約4原子パーセントであり、前記Cの添加物が
約3原子パーセントであることを特徴とする特許請求の
範囲第73項記載の方法。 (75)前記Tiの量が、Nの各原子パーセントに対し
て、約1.25〜約1.40の原子比であることを特徴
とする特許請求の範囲第74項記載の方法。 (76)前記金色が約14kであり、前記O_2の添加
物の量が約4原子パーセントであることを特徴とする特
許請求の範囲第73項記載の方法。 (77)前記Tiの量が、Nの各原子パーセントに対し
て、約1.15〜約1.20の原子比であることを特徴
とする特許請求の範囲第76項記載の方法。 (78)前記金色が約18kであり、前記O_2の添加
物の量が約2原子パーセントであり、前記C添加物が約
5原子パーセントであることを特徴とする特許請求の範
囲第73項記載の方法。 (79)前記ターゲットが本質的にジルコニウムからな
り、前記ガスが本質的に窒素からなり、その結果、前記
コーティングが添加されたZrNであることを特徴とす
る特許請求の範囲第71項記載の方法。 (80)前記添加されるZrNの色が白金であり、これ
は、CおよびO_2の添加物の相対的比率に従い、約1
0kから24kまで変化することを特徴とする特許請求
の範囲第79項記載の方法。 (81)前記金色が約10kであり、前記O_2の添加
物の量が約2原子パーセントであることを特徴とする特
許請求の範囲第80項記載の方法。 (82)前記金色が約14kであり、前記O_2の添加
物の量が約1原子パーセントであり、前記C添加物が約
4原子パーセントであることを特徴とする特許請求の範
囲第80項記載の方法。 (83)前記添加されるZrNの色が、白金であること
を特徴とする特許請求の範囲第79項記載の方法。 (84)前記添加物の量が、約5原子パーセントのO_
2であることを特徴とする特許請求の範囲第83項記載
の方法。 (85)基層にコーティングをする装置であって、ター
ゲットを蒸発させるため、チタニウム、チタニウム・ア
ルミニウム、ジルコニウム、またはチタニウム・ジルコ
ニウムのうちの本質的に少なくとも1つからなるターゲ
ットへアークを当てるための手段を具備し、装飾部品が
前記基層を備え、前記部品を備える材料が、本質的にプ
ラスチック、亜鉛または亜鉛合金、黄銅およびステンレ
ス鋼からなり、また、 窒素または炭素を含むガスの少なくとも1つを包含する
ガスと前記蒸気を再反応させるための手段と、 前記再反応物質をコーティングとして前記基層上に堆積
させるための手段と からなることを特徴とする装置。 (86)前記装飾部品が本質的に、クラス・リング、時
計ケース、時計バンド、銀器、眼鏡枠、ペン・キャップ
、およびライターからなることを特徴とする特許請求の
範囲第85項記載の装置。 (87)前記コーティングに、O_2またはCまたはこ
れらの混合物を添加することを具備することを特徴とす
る特許請求の範囲第85項記載の装置。
[Scope of Claims] (1) A method for coating a base layer, comprising the steps of: successively applying pulses of an arc to the target to evaporate the target material; and coating at least the target material on the base layer. depositing said vapor on said base layer for applying said vapor. 2. The method of claim 1, wherein the thickness of the coating is no greater than about 50 microns. 3. The method of claim 2, wherein the coating is formed in multiple layers. (4) The method of claim 3, wherein each of said layers is made of the same material. 5. The method of claim 3, wherein at least one of the layers is of a different material than the other layers. 6. The method of claim 2, wherein the coating thickness is no greater than about 5 microns. 7. The method of claim 6, wherein the thickness is in the range of 0.1 microns to about 5 microns. 8. The method of claim 1, wherein the duty cycle of the arc pulses is such that the temperature of the substrate is well below 350°C. (9) The method of claim 8, wherein the temperature of the base layer is about 50°C to about 150°C. (10) The method according to claim 8, wherein the base layer is made of plastic. (11) The method according to claim 10, wherein the base layer temperature is about 50°C. (12) The method according to claim 10, wherein the target is made of titanium. (13) Re-reacting the vapor with a gas to form a composite so that the composite is deposited on the substrate as the coating. The method according to claim 10. 14. The method of claim 13, comprising adding an additive to the composite so that the deposited coating comprises the additive. (15) The method according to claim 14, wherein the additive is oxygen, carbon, or a mixture thereof. (16) The additive is about 2 to 7% of the coating.
15. A method according to claim 14, characterized in that the atomic weight of . (17) The target material is essentially titanium,
14. A method according to claim 13, characterized in that the material is selected from the group consisting of zirconium and alloys of titanium and zirconium. (18) The gas comprises nitrogen, so that the coating comprises TiN, ZrN, or Ti_xZr_x_-_1 where 0<x<1. Method described. (19) The method according to claim 18, wherein the x satisfies 0.1≦x≦0.9. (20) The coating comprises TiN, and the T
19. The method of claim 18, comprising adding to the iN an additive comprising oxygen or carbon or a mixture thereof. (21) The additive is about 2 to 7% of the coating.
21. A method according to claim 20, characterized in that the atomic weight of . (22) The method according to claim 8, wherein the base layer is made of zinc or a zinc alloy. (23) The method according to claim 22, wherein the temperature of the base layer is about 100°C. (24) Re-reacting the vapor with a gas to form a composite so that the composite is deposited on the substrate as the coating. The method according to claim 22. 25. Adding an additive to the composite so that the deposited coating includes the additive. the method of. (26) The method according to claim 25, wherein the additive is oxygen, carbon, or a mixture thereof. (27) The additive is about 2 to 7% of the coating.
26. A method according to claim 25, characterized in that the atomic weight of . (28) the target material is essentially titanium;
25. The method of claim 24, wherein the material is selected from the group consisting of zirconium, alloys of titanium and zirconium, and alloys of titanium and aluminum. (29) The gas comprises nitrogen, so that the coating is TiN, ZrN, T when 0<x<1
i_xZr_1_-_xN, or Ti_xAl_1_
-_xN
The method described in Section 8. (30) The method according to claim 29, wherein the x satisfies 0.1≦x≦0.9. (31) the coating comprises TiN, the TiN
30. A method according to claim 29, characterized in that the method comprises adding an additive consisting of oxygen or carbon or a mixture thereof. (32) The additive is about 2 to 7% of the coating.
32. A method according to claim 31, characterized in that the atomic weight of . (33) The method according to claim 8, wherein the base layer is made of brass. (34) The method according to claim 33, wherein the temperature of the base layer is about 150°C. 35. The vapor is re-reacted with a gas to form a composite so that the composite is deposited as the coating on the substrate. The method described in item 33. 36. The method of claim 35, further comprising adding an additive to the composite so that the deposited coating includes the additive. (37) The method according to claim 36, wherein the additive is oxygen, carbon, or a mixture thereof. (38) The additive is about 2 to 7% of the coating.
37. A method according to claim 36, characterized in that the atomic weight of . (39) the target material is essentially titanium;
36. The method of claim 35, wherein the material is selected from the group consisting of zirconium, alloys of titanium and zirconium, and alloys of titanium and aluminum. (40) The gas comprises nitrogen, so that the coating is TiN, ZrN, or Ti_xZr_1_-_xN, or Ti_x when 0<x<1.
40. A method according to claim 39, characterized in that it comprises Al_1_-_xN. (41) The method according to claim 40, wherein the x satisfies 0.1≦x≦0.9. (42) the coating comprises TiN, the TiN
41. The method of claim 40, further comprising the step of adding an additive comprising oxygen or carbon or a mixture thereof. (43) The additive is about 2 to 7% of the coating.
43. A method according to claim 42, characterized in that the atomic weight of . (44) A method of coating a base layer, comprising: continuously applying an arc to a target to vaporize target material; providing a base layer consisting essentially of stainless steel; said base layer essentially consisting of stainless steel; depositing said vapor on said base layer to provide a coating of at least said target material on said base layer in said case of class rings, pen caps, eyeglass frames and silverware. How to characterize it. (45) The method according to claim 44, wherein the temperature of the base layer is approximately 400°C. 46. The vapor is re-reacted with a gas to form a composite so that the composite is deposited as the coating on the substrate. The method described in item 44. (47) The target material is essentially titanium,
47. The method of claim 46, wherein the material is selected from the group consisting of zirconium, alloys of titanium and zirconium, and alloys of titanium and aluminum. (48) The gas comprises nitrogen, so that the coating is TiN, ZrN, T when 0<x<1
i_xZr_1_-_xN or Ti_xAl_1_-
48. The method of claim 47, comprising: _xN. (49) The method according to claim 48, wherein the x satisfies 0.1≦x≦0.9. (50) A method of coating a substrate, the step of continuously applying an arc to a target consisting essentially of titanium, an alloy of titanium and zirconium, and an alloy of titanium and aluminum to vaporize the target material; providing a base layer consisting essentially of tool steel; re-reacting said vapor with a gas containing nitrogen or carbon to form a composite; and applying a coating on said base layer consisting of at least said target material. depositing the composite on the base layer to provide the coating with TiC, TiC_xN_1_-_x, Ti_xZr with 0<x<1;
_1_-_xN, and Ti_xAl_1_-_xN. (51) The method according to claim 50, wherein the X satisfies 0.1≦x≦0.9. 52. The method of claim 50, wherein the temperature of the substrate is greater than or equal to about 450°C. (53) An apparatus for coating a base layer, the apparatus comprising: means for successively applying pulses of an arc to the target to vaporize the target material; and providing a coating on the base layer comprising at least the target material. and means for depositing the vapor on the substrate for the purpose of depositing the vapor onto the substrate. 54. The apparatus of claim 53, wherein the duty cycle of the arc pulses is such that the temperature of the base layer is well below 350°C. (55) The apparatus of claim 54, wherein the temperature of the base layer is about 50°C to about 150°C. (56) The device according to claim 53, wherein the base layer is made of plastic. (57) The method of claim 53, wherein the base layer comprises zinc or a zinc alloy. (58) The device of claim 53, wherein the base layer comprises brass. (59) An apparatus for coating a base layer, the apparatus comprising: means for continuously applying an arc to the target to vaporize the target material; and means for providing a base layer consisting essentially of stainless steel; The base layer is essentially a class ring, a pen cap,
means for depositing said vapor on said substrate for providing a coating of at least said target material on said substrate in the case of eyeglass frames, watch cases and bands, lighter cases, and silverware; A device characterized by: (60) Apparatus for coating a substrate, the means for continuously applying an arc to a target consisting essentially of titanium, alloys of titanium and zirconium, and alloys of titanium and aluminum to vaporize the target material. and means for providing a base layer consisting essentially of tool steel; means for re-reacting said vapor with a gas to form a composite; and a coating comprising at least said target material on said base layer. depositing said composite on said base layer to provide said coating with TiC, TiC_xN_1_, where 0<x<1;
−_x, Ti_xZr_1_-_xN, and Ti_x
An apparatus for coating a substrate, characterized in that the coating is selected from the group consisting of Al_1_-_xN. (61) A method of coating a substrate by arcing a target consisting essentially of at least one of titanium, an alloy of titanium and aluminum, zirconium, or an alloy of titanium and zirconium to vaporize the target. providing a decorative component as said base layer, the material comprising said component being selected from the group consisting essentially of plastic, zinc, zinc alloy, brass and stainless steel; and nitrogen or A method comprising the steps of: re-reacting the vapor with a gas comprising at least one carbon-containing gas; and depositing the re-reactant as a coating on the substrate. 62. The method of claim 61, wherein the decorative parts consist essentially of class rings, watch cases, watch bands, silverware, eyeglass frames, pen caps, and lighters. (63) Ti_xZr when the base layer comprises titanium and zirconium alloy and the gas satisfies 0<x<1
Nitrogen is provided to provide a golden coating on the base layer consisting of
As k increases as , from about 10k to 2
Claim 6 characterized in that it varies up to 4K.
The method described in Section 1. 64. The method of claim 63, wherein the gold color is about 10k and x varies between about 0.15 and 0.20. 65. The method of claim 63, wherein the gold color is about 14k and x varies between about 0.25 and 0.30. 66. The method of claim 63, wherein the gold color is about 18k and x varies between about 0.40 and 0.45. 67. The method of claim 63, wherein the gold color is about 24k and x varies between about 0.50 and 0.55. 68. The base layer of claim 61, wherein the base layer is titanium and the gas comprises the carbon-containing gas to provide a gray coating comprising TiC on the base layer. Method. (69) The base layer is titanium, and the gas is 0
To provide on said base layer a colored coating comprising TiC_xN_1_-_x where 62. The method of claim 61, wherein the color is dark brown. (70) Ti_xAl when the base layer comprises a titanium-aluminum alloy and the gas satisfies 0<x<1
62. The method according to claim 61, characterized in that nitrogen is provided for providing on the base layer a colored coating comprising _1__xN, and the color of the coating is dark brown or black, depending on the value of x. Method. (71) The method of claim 61, comprising adding O_2 or C or a mixture thereof to the coating. 72. The method of claim 71, wherein the target consists essentially of titanium and the gas consists essentially of nitrogen so that the coating is doped with TiN. (73) The color of the added TiN is gold, which is about 10% according to the relative proportions of C and O_2 additives.
73. A method according to claim 72, characterized in that the number varies from k to 24k. (74) Claim 73, wherein the gold color is about 10k, the amount of the O_2 additive is about 4 atomic percent, and the C additive is about 3 atomic percent. Method described. 75. The method of claim 74, wherein the amount of Ti is in an atomic ratio of about 1.25 to about 1.40 for each atomic percent of N. 76. The method of claim 73, wherein the gold color is about 14k and the amount of O_2 additive is about 4 atomic percent. 77. The method of claim 76, wherein the amount of Ti is in an atomic ratio of about 1.15 to about 1.20 for each atomic percent of N. (78) The gold color is about 18k, the amount of the O_2 additive is about 2 atomic percent, and the C additive is about 5 atomic percent. the method of. 79. The method of claim 71, wherein the target consists essentially of zirconium and the gas consists essentially of nitrogen, so that the coating is doped with ZrN. . (80) The color of the added ZrN is platinum, which is approximately 1
80. A method as claimed in claim 79, characterized in that it varies from 0k to 24k. 81. The method of claim 80, wherein the gold color is about 10k and the amount of O_2 additive is about 2 atomic percent. (82) The gold color is about 14k, the amount of the O_2 additive is about 1 atomic percent, and the C additive is about 4 atomic percent. the method of. (83) The method according to claim 79, wherein the color of the added ZrN is platinum. (84) The amount of the additive is about 5 atomic percent O_
84. The method according to claim 83, characterized in that: 2. (85) Apparatus for coating a substrate, the means for applying an arc to a target consisting essentially of at least one of titanium, titanium aluminum, zirconium, or titanium zirconium to vaporize the target. the decorative part comprises said base layer, and the material comprising said part consists essentially of plastic, zinc or zinc alloys, brass and stainless steel, and includes at least one of nitrogen or carbon-containing gases. an apparatus comprising: means for re-reacting said vapor with a gas that is present in said vapor; and means for depositing said re-reactant as a coating on said substrate. 86. The device of claim 85, wherein the decorative parts consist essentially of a class ring, a watch case, a watch band, silverware, an eyeglass frame, a pen cap, and a lighter. (87) The apparatus of claim 85, comprising adding O_2 or C or a mixture thereof to the coating.
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