KR20150097177A - 다이아몬드 코팅공구 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초경모재 상에 코팅되는 다이아몬드박막을 제 1 박막층과 제 2 박막층의 이중층으로 구성하고, 제 1 박막층과 제 2 박막층의 압축잔류응력을 제어함으로써 다이아몬드박막과 초경모재 사이의 기계적 결합력을 향상시킴과 함께 다이아몬드박막의 박리 현상을 억제하여 다이아몬드 코팅공구 상에 코팅되는 다이아몬드박막의 두께를 증가시킬 수 있는 다이아몬드 코팅공구 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 다이아몬드 코팅공구 제조방법은 초경모재 상에 제 1 박막층과 제 2 박막층을 순차적으로 증착하며, 상기 제 1 박막층과 제 2 박막층은 결정상의 다이아몬드박막이며, 상기 제 1 박막층은 제 2 박막층에 대비하여 상대적으로 큰 압축잔류응력을 갖도록 증착되고, 상기 제 2 박막층은 제 1 박막층에 대비하여 상대적으로 작은 압축잔류응력을 갖도록 증착되는 것을 특징으로 한다.

Description

다이아몬드 코팅공구 및 그 제조방법{Diamond coated cutting tool and method for fabricating the same}
본 발명은 다이아몬드 코팅공구 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 초경모재 상에 코팅되는 다이아몬드박막을 제 1 박막층과 제 2 박막층의 이중층으로 구성하고, 제 1 박막층과 제 2 박막층의 압축잔류응력을 제어함으로써 다이아몬드박막과 초경모재 사이의 기계적 결합력을 향상시킴과 함께 다이아몬드박막의 박리 현상을 억제하여 다이아몬드 코팅공구 상에 코팅되는 다이아몬드박막의 두께를 증가시킬 수 있는 다이아몬드 코팅공구 및 그 제조방법에 관한 것이다.
다이아몬드는 우수한 기계적 물성을 갖고 있어 비철금속, 금속복합소재 및 흑연의 가공 그리고 탄소섬유강화 복합소재와 같은 고분자 복합소재의 가공에 가장 적합한 절삭공구 소재이다. 다이아몬드 자체를 공구로 이용하는 경우, 다이아몬드 형상에 제약이 있어 공구를 다양한 형태로 응용하는데 한계가 있다.
이러한 단점을 보완하기 위해 다이아몬드박막을 초경모재 상에 코팅한 다이아몬드 코팅공구가 개발되어 왔다. 다이아몬드 코팅공구의 가장 큰 문제 중 하나는 초경모재와의 낮은 밀착력으로 인해 절삭 공정 중 다이아몬드박막이 박리되는 것이며, 이로 인해 초경모재 상에 코팅되는 다이아몬드박막의 두께에 한계가 있어 다이아몬드 코팅공구의 수명을 장시간 유지시킬 수 없었다.
다이아몬드박막의 밀착력을 향상시키기 위해 여러 방법이 제안되었다. 다이아몬드박막과 초경모재 사이의 기계적 결합력은 초경모재 표면의 요철에 의해 향상 가능한 것으로 보고된 바 있다. 즉, 초경모재 표면에 요철을 형성한 상태에서 다이아몬드박막을 코팅시키면 다이아몬드박막의 밀착력이 향상된다. 미국등록특허 US 5236740호 및 US 5700518호는 초경모재 표면을 화학적으로 식각하여 요철을 형성하는 기술을 제시하고 있고, 미국등록특허 US 5585176호 및 US 6365230호는 초경모재를 열처리하여 모재 표면에서 초경입자의 비정상입자성장을 유발하여 초경모재 표면에 요철을 형성하는 기술을 제시하고 있다. 그러나, 초경모재 표면에 요철을 형성하는 기술만으로는 다이아몬드박막의 밀착력이 충분하지 않아 사용 가능한 다이아몬드박막의 두께가 수 ㎛에 머물러 있는 상황이다.
한편, 초경모재 상에 증착된 다이아몬드박막은 수 GPa 이상의 압축잔류응력을 갖는다. 이는 주로 다이아몬드박막의 증착이 900℃ 이상의 고온에서 진행됨으로 인해 다이아몬드와 초경모재의 열팽창계수 차이에 의해 발생되는 열응력(thermal stress)에 기인한다. 이러한 압축잔류응력은 다이아몬드박막과 초경모재 사이의 계면에서 계면력(interfacial force)으로 작용하여 다이아몬드박막을 박리시키는 주된 요인으로 작용한다. 계면에 걸리는 계면력(interfacial force)은 다이아몬드박막의 두께에 비례하며, 압축잔류응력을 낮추지 않으면 박리 문제의 해결이 어렵게 된다.
미국등록특허 US 5236740호 미국등록특허 US 5700518호 미국등록특허 US 5585176호 미국등록특허 US 6365230호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 초경모재 상에 코팅되는 다이아몬드박막을 제 1 박막층과 제 2 박막층의 이중층으로 구성하고, 제 1 박막층과 제 2 박막층의 압축잔류응력을 제어함으로써 다이아몬드박막과 초경모재 사이의 기계적 결합력을 향상시킴과 함께 다이아몬드박막의 박리 현상을 억제하여 다이아몬드 코팅공구 상에 코팅되는 다이아몬드박막의 두께를 증가시킬 수 있는 다이아몬드 코팅공구 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다이아몬드 코팅공구 제조방법은 초경모재 상에 제 1 박막층과 제 2 박막층을 순차적으로 증착하며, 상기 제 1 박막층과 제 2 박막층은 결정상의 다이아몬드박막이며, 상기 제 1 박막층은 제 2 박막층에 대비하여 상대적으로 큰 압축잔류응력을 갖도록 증착되고, 상기 제 2 박막층은 제 1 박막층에 대비하여 상대적으로 작은 압축잔류응력을 갖도록 증착되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 박막층의 입자 크기는 제 2 박막층의 입자 크기보다 상대적으로 크다. 또한, 제 2 박막층은 제 1 박막층에 대비하여 상대적으로 큰 두께로 형성된다.
상기 제 1 박막층 및 제 2 박막층은 화학기상증착공정을 통해 증착되며, 제 1 박막층과 제 2 박막층의 압축잔류응력은 공정온도, 증착압력, 기체 조성 중 적어도 어느 하나를 제어하여 조절할 수 있다. 상기 공정온도가 상대적으로 높을수록 압축잔류응력이 증가되고, 공정온도가 상대적으로 낮을수록 압축잔류응력이 감소된다. 또한, 상기 증착압력이 50 torr 이하에서는 상대적으로 높을수록 압축잔류응력이 증가되고, 증착압력이 상대적으로 낮을수록 압축잔류응력이 감소되며, 100 torr 이상에서는 반대의 경향을 나타낸다. 이와 함께, 전구체 가스로 수소(H2)와 메탄(CH4)의 혼합가스가 이용되며, 메탄(CH4)의 조성비가 상대적으로 낮을수록 압축잔류응력이 증가되고, 메탄(CH4)의 조성비가 상대적으로 높을수록 압축잔류응력이 감소된다.
상기 제 1 박막층 및 제 2 박막층의 증착 전에, 상기 초경모재의 표면을 식각하여 표면에 요철을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 박막층과 초경모재의 계면에 작용하는 전단력(shear force)은, <제 1 박막층의 압축잔류응력(∑P1) × 제 1 박막층의 두께(t1)>과 <제 2 박막층의 압축잔류응력(∑P2) × 제 2 박막층의 두께(t2)>의 합에 비례한다.
본 발명에 따른 다이아몬드 코팅공구는 초경모재 상에 순차적으로 적층된 제 1 박막층 및 제 2 박막층을 포함하여 이루어지며, 상기 제 1 박막층과 제 2 박막층은 결정상의 다이아몬드박막이며, 상기 제 1 박막층의 입자 크기는 상기 제 2 박막층의 입자 크기에 대비하여 상대적으로 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 다이아몬드 코팅공구 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
초경모재 상에 형성되는 다이아몬드박막을 제 1 박막층과 제 2 박막층의 이중층으로 구성하고, 제 2 박막층의 압축잔류응력이 제 1 박막층의 압축잔류응력보다 작도록 설계함으로써, 제 1 박막층을 통해 제 1 박막층과 초경모재의 기계적 결합력이 강화됨과 함께 제 2 박막층을 통해 제 1 박막층과 초경모재 사이의 계면에 작용하는 계면 전단력(interfacial shear force)이 감소되어 박리 현상이 억제할 수 있게 된다. 이를 통해 초경모재 상에 후막의 다이아몬드박막 형성이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이아몬드 코팅공구의 구성도.
도 2는 초경모재 상에 적층된 다이아몬드박막에 작용하는 미시적 압축잔류응력을 나타낸 참고도.
도 3은 초경모재 상에 적층된 다이아몬드박막에 작용하는 거시적 압축잔류응력 또는 계면 전단력(interfacial shear force)을 나타낸 참고도.
도 4a 및 도 4b는 각각 메탄(CH4)의 조성비가 1vol%, 5vol%일 때 증착된 다이아몬드박막의 표면 SEM 사진.
도 5는 실시예 2를 통해 증착된 다이아몬드박막의 표면 SEM 사진.
본 발명은 초경모재 상에 다이아몬드박막이 코팅된 다이아몬드 코팅공구를 제조함에 있어서, 다이아몬드박막과 초경모재의 기계적 결합력을 향상시킴과 함께 다이아몬드박막의 박리 현상을 억제하여 궁극적으로 후막(厚膜)의 다이아몬드박막 코팅을 가능하게 하여 다이아몬드 코팅공구의 수명을 연장시키는 기술을 제시한다.
다이아몬드박막에 작용하는 압축잔류응력의 제어를 통해 상술한 1) 다이아몬드박막과 초경모재의 기계적 결합력 및 2) 다이아몬드박막의 박리 현상의 조절이 가능하다.
구체적으로, 본 발명에서는 초경모재 상에 제 1 박막층과 제 2 박막층의 이중층으로 구성된 다이아몬드박막을 적층한다. 초경모재 상에 적층되는 제 1 박막층은 압축잔류응력이 상대적으로 크도록 증착하고, 제 1 박막층 상에 증착되는 제 2 박막층은 압축잔류응력이 상대적으로 작도록 증착한다. 제 1 박막층과 제 2 박막층의 다이아몬드박막은 HFCVD(hot filament chemical vapor deposition) 또는 PACVD(Plasma-assisted chemical vapor deposition)를 이용하여 적층할 수 있다.
다이아몬드박막에 작용하는 압축잔류응력은 다이아몬드박막과 초경모재 사이의 기계적 결합력을 향상시킴과 함께 다이아몬드박막의 박리를 촉진시키는 역할을 한다. 다이아몬드박막과 초경모재 사이의 기계적 결합력을 향상시키는 것과 다이아몬드박막의 박리를 촉진시키는 것은 병립될 수 없는 모순적인 상황이나, 이는 미시적 거동과 거시적 거동에 의해 설명이 가능하다.
미시적 측면에서, 다이아몬드박막에 작용하는 압축잔류응력은 다이아몬드박막과 초경입자의 기계적 결합을 강화시키는 역할을 한다(도 2 참조). 즉, 압축잔류응력이 커질수록 다이아몬드박막과 초경입자의 기계적 결합을 향상된다. 반면, 거시적 측면에서, 다이아몬드박막에 작용하는 압축잔류응력은 다이아몬드박막과 초경모재 사이의 계면에서 계면 전단력(interfacial shear force)으로 작용하여 압축잔류응력이 커지면 전단력 증가에 의해 다이아몬드박막의 박리가 촉진된다(도 3 참조). 따라서, 다이아몬드박막과 초경입자의 기계적 결합력을 증가시키기 위해서는 압축잔류응력이 커야 되나, 압축잔류응력이 일정 수준 이상으로 증가되면 전단력이 다이아몬드박막과 초경입자의 기계적 결합력을 초과하여 다이아몬드박막의 박리가 발생된다. 이러한 기계적 결합력과 전단력의 상충 관계 때문에 종래의 경우 다이아몬드박막의 두께를 증가시킴에 한계가 있었다. 참고로, 초경모재로는 공지의 다양한 재료를 사용할 수 있으며, 도 2의 경우 WC-Co계 초경모재를 도시한 것이다.
본 발명에 있어서, 초경모재 상에 적층되는 제 1 박막층은 상대적으로 큰 압축잔류응력을 갖음에 따라 제 1 박막층과 초경모재 사이의 기계적 결합력은 증가된다. 제 1 박막층과 초경모재의 기계적 결합이라 함은 표면이 요철 형태로 가공된 초경모재 상에 제 1 박막층의 다이아몬드가 기계적으로 결합됨을 의미하며, 초경모재 표면의 요철은 에천트(etchant)를 이용한 화학적 식각을 통해 형성할 수 있다.
본 발명의 제 2 박막층은 초경모재 상에 적층되는 다이아몬드박막을 실질적으로 후막화하는 역할을 하는데, 전체 다이아몬드박막층과 초경모재의 계면에 작용하는 전단력이 제 2 박막층 두께 증가에 비례하여 증가되는 것을 완화시키기 위해 제 2 박막층은 제 1 박막층에 대비하여 상대적으로 작은 압축잔류응력을 갖도록 적층되어야 한다. 상기 제 2 박막층에 작용하는 압축잔류응력이 제 1 박막층에 대비하여 상대적으로 작음에 따라 제 1 박막층과 제 2 박막층으로 이루어지는 전체 다이아몬드박막층의 압축잔류력이 감소하게 되며, 이에 따라 제 1 박막층만이 존재하는 경우에 대비하여 제 1 박막층과 초경모재 사이의 계면에 작용하는 전단력(shear force)이 감소하게 된다.
정리하면, 제 1 박막층을 통해 제 1 박막층과 초경모재의 기계적 결합력이 강화되고, 제 2 박막층을 통해 제 1 박막층과 초경모재 사이의 계면에 작용하는 전단력(shear force)이 감소되어 박리 현상이 억제된다. 이와 같은 제 1 박막층과 제 2 박막층의 구조를 통해, 기계적 결합력과 전단력의 상충 관계를 해소할 수 있게 된다.
제 1 박막층과 제 2 박막층의 압축잔류응력은 다음의 방법을 통해 제어된다.
다이아몬드박막에 작용하는 잔류응력은 크게 다이아몬드박막 증착시 다이아몬드박막과 초경모재 사이의 열팽창계수 차이에 의한 열응력(thermal stress)과, 다이아몬드박막 자체의 결정구조 및 미세구조에 의해 발생되는 고유응력(intrinsic stress)으로 구성된다.
열응력의 경우, 대부분의 초경모재에 대비하여 다이아몬드박막의 열팽창계수가 작아 다이아몬드박막에 작용하는 열응력은 압축잔류응력에 해당된다. 고유응력의 경우, 다이아몬드박막의 결정구조 및 미세구조에 따라 압축잔류응력과 인장잔류응력으로 구분되는데, 격자 내의 결함은 압축잔류응력을 발생시키고 박막 내의 입계(grain boundary)는 인장잔류응력을 발생시킨다. 격자 내의 결함을 제어하는 것이 현실적으로 어려움에 따라, 박막 내의 입계 밀도를 제어하여 인장잔류응력을 조절하는 것이 효과적이다. 다이아몬드박막에 작용하는 인장잔류응력이 증가하면 압축잔류응력이 감소되며, 반대로 인장잔류응력이 감소하면 압축잔류응력이 증가된다. 이에 따라, 다이아몬드박막에 작용하는 인장잔류응력을 증가시켜 열응력에 의한 압축잔류응력을 상쇄시켜 궁극적으로 다이아몬드박막에 작용하는 압축잔류응력을 감소시킬 수 있다.
입계 밀도는 입자의 크기에 반비례하며, 박막을 구성하는 입자의 크기가 작을수록 입계 밀도는 증가한다. 따라서, 입계 밀도가 증가할수록 인장잔류응력이 증가됨에 따라, 입자의 크기가 작을수록 인장잔류응력이 증가되고 열응력에 의한 압축잔류응력과 상쇄되어 최종적으로 다이아몬드박막의 압축잔류응력이 감소된다. 즉, 입자의 크기가 작을수록 다이아몬드박막의 압축잔류응력은 감소되고, 반대로 입자의 크기가 클수록 다이아몬드박막의 압축잔류응력은 증가된다.
다이아몬드박막의 입자의 크기는 다이아몬드박막의 증착시 공정조건을 제어하여 조절할 수 있다. 구체적으로, 다이아몬드박막 증착시 공정온도, 증착압력 및 기체 조성을 제어하여 다이아몬드박막의 입자의 크기를 조절할 있다. 상대적으로 공정온도가 높을수록 입자의 크기가 커지며, 증착압력의 경우 50 torr 이하에서는 증착압력이 상대적으로 높을수록 압축잔류응력이 증가되고, 증착압력이 상대적으로 낮을수록 압축잔류응력이 감소되며, 100 torr 이상에서는 반대의 경향을 보인다. 이는 다이아몬드 박막 증착시 반응기체의 원자상수소 농도가 50∼100torr의 범위에서 최대가 되고, 50torr 이하 및 100torr 이상에서는 원자상수소 농도가 감소되기 때문이다. 또한, HFCVD(hot filament chemical vapor deposition) 등의 화학기상증착공정을 이용하는 경우, 전구체 가스로 수소(H2)와 메탄(CH4)을 이용하는데 메탄(CH4)의 조성비가 상대적으로 작을수록 입자의 크기가 커진다.
이상 설명한 바와 같이, 입자 크기의 조절을 통해 제 1 박막층과 제 2 박막층의 압축잔류응력을 제어할 수 있으며, 이에 근거하여 제 1 박막층의 압축잔류응력에 의한 제 1 박막층과 초경모재의 기계적 결합력을 제어함과 함께 제 2 박막층의 압축잔류응력에 의한 제 1 박막층과 초경모재의 계면에서의 전단력(shear force)을 제어할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 목적은 초경모재 상에 후막의 다이아몬드박막을 적층시키는 것이고, 다이아몬드박막과 초경모재의 계면에 작용하는 전단력(shear force)은 박막의 두께에 비례하는 점을 고려하여, 제 1 박막층과 제 2 박막층은 최적 두께로 설계되어야 한다.
제 1 박막층과 초경모재의 계면에 작용하는 전단력(shear force)은 아래의 식 1과 같이 <제 1 박막층의 압축잔류응력(∑P1) × 제 1 박막층의 두께(t1)>과 <제 2 박막층의 압축잔류응력(∑P2) × 제 2 박막층의 두께(t2)>의 합에 비례한다. 제 1 박막층의 압축잔류응력(∑P1)이 상대적으로 큼에 따라 제 1 박막층의 두께(t1)는 상대적으로 작아야 하며, 제 2 박막층의 압축잔류응력(∑P2)은 상대적으로 작음에 따라 제 2 박막층의 두께(t1)는 상대적으로 크게 설계할 수 있으며, 이를 통해 전체 다이아몬드박막층의 두께를 후막화할 수 있게 된다.
<식 1>
전단력 ∝ (∑P1 × t1) + (∑P2 × t2)
(전단력 : 제 1 박막층과 초경모재의 계면에 작용하는 전단력, ∑P1 : 제 1 박막층의 압축잔류응력, t1 : 제 1 박막층의 두께, ∑P2 : 제 2 박막층의 압축잔류응력, t2 : 제 2 박막층의 두께)
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 다이아몬드 코팅공구의 제조방법 및 그 특성을 살펴보기로 한다.
<실시예 1>
HFCVD 방법을 이용하여 실리콘 기판 상에 다이아몬드박막을 증착하였다. 기판온도는 950℃, 증착압력은 45torr로 하였고, 전구체 가스로 수소(H2)와 메탄(CH4)의 혼합기체를 사용하였으며, 메탄(CH4)의 조성비를 0.5∼5vol%로 조절하였다. 혼합기체의 유량은 1slm 이었다. 도 4a 및 도 4b는 각각 메탄(CH4)의 조성비가 1vol%, 5vol%일 때 증착된 다이아몬드박막의 표면 SEM 사진이다. 메탄(CH4)의 조성비가 1vol%인 경우(도 4a 참조), 뚜렷한 성장면을 나타내고 표면에서의 입자 크기가 수백 nm 이상이었다. 반면, 메탄(CH4)의 조성비가 5vol%인 경우(도 4b 참조), 박막 표면에서 성장면이 관찰되지 않고 입자를 구별할 수 없는 평탄한 면을 나타내며, 투과전자현미경(TEM)으로 확인한 결과 입자의 크기는 수십 nm에 해당되는 것으로 관찰되었다.
실리콘 기판 상에 증착된 다이아몬드박막의 잔류응력을 측정하였다. 증착이 완료된 시편의 곡률 반경을 알파스텝(alpha step)으로 측정하고 스토니(Stoney) 식으로 응력을 계산하였다. 메탄(CH4)의 조성비가 1vol%인 경우 약 2GPa의 압축잔류응력을 나타내었고, 메탄(CH4)의 조성비가 5vol%인 경우 약 300GPa의 압축잔류응력을 갖는 것으로 측정되었다. 이와 같은 결과를 통해 입자의 크기가 작을수록 압축잔류응력이 현저히 감소함을 확인하였다.
<실시예 2>
메탄(CH4)의 조성비를 1vol%로 하고 기판온도를 700℃로 하여 다이아몬드박막을 증착하였다. 기타 공정조건은 실시예 1과 동일하게 하였다. 실시예 2는 실시예 1에 대비하여 공정온도를 950℃에서 700℃로 낮춘 것이다. 실시예 2를 통해 증착된 다이아몬드박막의 투과전자현미경 사진(도 5 참조)을 관찰한 결과 입자의 크기가 수십 nm 이었다. 공정온도가 낮아짐에 따라 입자의 크기가 감소함을 확인할 수 있다.
<실시예 3>
초경모재 상에 이중층의 다이아몬드박막을 증착하였다. 초경모재로는 JIS규격 K10(WC-Co계 초경모재)을 사용하였고, 초경모재 표면에 대해 무라카미 용액(10g Potassium Ferricynide + 10g Potassium peroxide + 100g water)으로 120분 식각한 후 과산화수소와 황산을 1 : 1로 섞은 용액에서 0.5분 식각하여 초경모재 표면에 요철을 형성하였다. 표면 요철이 형성된 초경모재 상에 메탄(CH4)의 조성비가 1vol%인 다이아몬드박막(제 1 박막층) 및 메탄(CH4)의 조성비가 5vol%인 다이아몬드박막(제 2 박막층)을 순차적으로 적층한다. 제 1 박막층과 제 2 박막층의 공정조건은 실시예 1과 동일하다. 제 1 박막층과 제 2 박막층은 다양한 두께로 증착하였으며, 제 1 박막층의 두께를 2㎛로 하였을 때 제 2 박막층의 두께를 최대화할 수 있었다. 이 경우, 제 1 박막층과 제 2 박막층으로 이루어진 다이아몬드박막층의 박리는 전체 다이아몬드박막층의 두께가 약 22㎛일 때 발생하였다. 제 1 박막층과 제 2 박막층을 단독으로 증착하였을 때, 제 1 박막층의 경우 8㎛의 두께에서 박리가 발생되고, 제 2 박막층의 경우 10㎛의 두께에서 박리가 발생되는 점을 고려하면, 제 1 박막층과 제 2 박막층의 이중층으로 형성한 경우 박리 한계 두께가 증가됨을 확인할 수 있다.

Claims (12)

  1. 초경모재 상에 제 1 박막층과 제 2 박막층을 순차적으로 증착하며,
    상기 제 1 박막층과 제 2 박막층은 결정상의 다이아몬드박막이며,
    상기 제 1 박막층은 제 2 박막층에 대비하여 상대적으로 큰 압축잔류응력을 갖도록 증착되고, 상기 제 2 박막층은 제 1 박막층에 대비하여 상대적으로 작은 압축잔류응력을 갖도록 증착되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 코팅공구 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 박막층의 입자 크기는 제 2 박막층의 입자 크기보다 상대적으로 큰 것을 특징으로 하는 다이아몬드 코팅공구 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 제 2 박막층은 제 1 박막층에 대비하여 상대적으로 큰 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 코팅공구 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 박막층 및 제 2 박막층은 화학기상증착공정을 통해 증착되며, 제 1 박막층과 제 2 박막층의 압축잔류응력은 공정온도, 증착압력, 기체 조성 중 적어도 어느 하나를 제어하여 조절하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 코팅공구 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 공정온도가 상대적으로 높을수록 압축잔류응력이 증가되고, 공정온도가 상대적으로 낮을수록 압축잔류응력이 감소되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 코팅공구 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 증착압력이 50 torr 이하에서는 상대적으로 높을수록 압축잔류응력이 증가되고, 증착압력이 상대적으로 낮을수록 압축잔류응력이 감소되며, 100 torr 이상에서는 반대의 경향을 나타내는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 코팅공구 제조방법.
  7. 제 4 항에 있어서, 전구체 가스로 수소(H2)와 메탄(CH4)의 혼합가스가 이용되며, 메탄(CH4)의 조성비가 상대적으로 낮을수록 압축잔류응력이 증가되고, 메탄(CH4)의 조성비가 상대적으로 높을수록 압축잔류응력이 감소되는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 코팅공구 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 박막층 및 제 2 박막층의 증착 전에,
    상기 초경모재의 표면을 식각하여 표면에 요철을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 코팅공구 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 박막층과 초경모재의 계면에 작용하는 전단력(shear force)은, <제 1 박막층의 압축잔류응력(∑P1) × 제 1 박막층의 두께(t1)>과 <제 2 박막층의 압축잔류응력(∑P2) × 제 2 박막층의 두께(t2)>의 합에 비례하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 코팅공구 제조방법.
  10. 초경모재 상에 순차적으로 적층된 제 1 박막층 및 제 2 박막층을 포함하여 이루어지며,
    상기 제 1 박막층과 제 2 박막층은 결정상의 다이아몬드박막이며,
    상기 제 1 박막층의 입자 크기는 상기 제 2 박막층의 입자 크기에 대비하여 상대적으로 큰 것을 특징으로 하는 다이아몬드 코팅공구.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제 2 박막층의 두께는 상기 제 1 박막층의 두께에 대비하여 상대적으로 큰 것을 특징으로 하는 다이아몬드 코팅공구.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 박막층과 초경모재의 계면에 작용하는 전단력(shear force)은 <제 1 박막층의 압축잔류응력(∑P1) × 제 1 박막층의 두께(t1)>과 <제 2 박막층의 압축잔류응력(∑P2) × 제 2 박막층의 두께(t2)>의 합에 비례하는 것을 특징으로 하는 다이아몬드 코팅공구.
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