KR20190016147A - Method for manufacturing a coated tool - Google Patents

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KR20190016147A
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살레 아부사일릭
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히타치 긴조쿠 가부시키가이샤
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Abstract

고경도의 DLC 피막을 우수한 밀착성을 확보한 후, 후막으로 형성할 수 있는 피복 공구의 제조 방법에 관한 것이다.
필터드 아크 이온 플레이팅법으로 기재의 표면에 다이아몬드 라이크 카본 피막을 형성하는 피복 공구의 제조 방법이며, 상기 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압을 -2500V 이상 -1500V 이하로 하고, 로 내에 수소 가스를 포함하는 혼합 가스를 도입하여, 상기 기재의 표면을 가스 봄바드먼트 처리하는 제1 공정과, 상기 가스 봄바드먼트 처리 후에 상기 로 내에 질소 가스를 도입하고, 그래파이트 타깃에 전류를 투입하여 상기 기재의 표면에 다이아몬드 라이크 카본 피막을 형성하는 제2 공정을 포함하고, 상기 제2 공정에서는, 상기 질소 가스의 유량을 감소시키는 공정과, 상기 그래파이트 타깃에 투입하는 상기 전류를 증가시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 피복 공구의 제조 방법.
To a method for manufacturing a coated tool capable of forming a thick film after a high-hardness DLC film is secured with excellent adhesion.
A method of manufacturing a coated tool for forming a diamond like carbon film on a surface of a substrate by a filtered arc ion plating method, wherein a negative bias voltage applied to the substrate is set to -2500 V or more and -1500 V or less, A first step of introducing a mixed gas into the surface of the base material and subjecting the surface of the base material to gas-plasma bombardment; and a step of introducing a nitrogen gas into the furnace after the gas-bombardment treatment to apply a current to the graphite target, And a second step of forming a diamond-like carbon coating film. In the second step, a step of reducing the flow rate of the nitrogen gas and a step of increasing the current applied to the graphite target are included Method of making a coated tool.

Description

피복 공구의 제조 방법 {METHOD FOR MANUFACTURING A COATED TOOL}[0001] METHOD FOR MANUFACTURING A COATED TOOL [0002]

본 발명은, 예를 들어 프레스 가공용, 또는 단조용 금형이나, 톱날 등의 절단 공구, 그리고 드릴 등의 절삭 공구 등에 사용되는 피복 공구이며, 다이아몬드 라이크 카본 피막(이하, 「DLC 피막」이라고도 함)이 형성된 피복 공구의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention is a coating tool for use in, for example, a pressing tool, a forging tool, a cutting tool such as a saw blade, a cutting tool such as a drill, and the like, and a diamond-like carbon coating (hereinafter also referred to as a "DLC coating" And to a method for manufacturing a formed coated tool.

알루미늄, 구리 및 수지 등의 피가공재를 금형으로 성형 가공하는 경우, 피가공재의 일부가 금형의 표면에 부착됨으로써 스커핑, 흠집 등의 제품 이상이 발생하는 경우가 있다. 이 문제를 해결하기 위해, 금형의 표면에 DLC 피막을 형성한 피복 금형이 실용되고 있다. 수소를 실질적으로 함유하지 않는 DLC 피막(Tetrahedral amorphous carbon 피막: ta-C 피막)은, 고경도이며 내마모성이 우수하므로, 피복 금형에 널리 적용되어 있다.In the case of molding a material to be processed such as aluminum, copper and resin into a mold, a part of the material to be processed adheres to the surface of the mold, thereby causing product anomalies such as scuffing and scratches. In order to solve this problem, a coated mold having a DLC coating formed on the surface of a mold has been practically used. A DLC film (Tetrahedral amorphous carbon film: ta-C film) substantially not containing hydrogen is widely applied to a coated metal mold because of its high hardness and excellent abrasion resistance.

그러나, 수소를 실질적으로 함유하지 않는 고경도의 DLC 피막은, 그래파이트 타깃을 사용한 아크 이온 플레이팅법으로 형성되어 있고, 드롭렛이라고 일컬어지는, 크기가 수 마이크로미터인 입자(그래파이트 구)가 불가피적으로 DLC 피막에 혼입되어, DLC 피막의 표면 조도가 악화된다.However, a high-hardness DLC coating substantially containing no hydrogen is formed by an arc ion plating method using a graphite target, and a particle (graphite spheres) having a size of several micrometers, which is called a droplet, It is mixed with the DLC film, and the surface roughness of the DLC film is deteriorated.

이러한 과제에 대해, 특허문헌 1은 드롭렛을 포집하는 기구를 구비한 필터드 아크 이온 플레이팅법을 적용함으로써, 평활하고 고경도인, 수소를 실질적으로 함유하지 않는 DLC 피막을 형성할 수 있는 것이 개시되어 있다.To solve this problem, Patent Document 1 discloses that it is possible to form a smooth and hard-to-form DLC coating substantially containing no hydrogen by applying a filtered arc ion plating method having a mechanism for collecting droplets. .

일본 특허 공개 제2008-297171호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-297171

특허문헌 1과 같은, 필터드 아크 이온 플레이팅법으로 형성하면, 고경도이며 평활한 표면 상태의 DLC 피막을 달성할 수 있다. 그러나, 고경도의 DLC 피막은 밀착성이 부족한 경향이 있어, 단순히 필터드 아크 이온 플레이팅법을 적용하는 것만으로는 만족시킬 수 있는 밀착성은 달성되기 어려운 경향이 있다.When formed by the filtered arc ion plating method as in Patent Document 1, a DLC film having a high hardness and a smooth surface state can be obtained. However, the high-hardness DLC film tends to be insufficient in adhesion, so that the adhesiveness that can be satisfied only by applying the filtered arc ion plating method tends to be difficult to achieve.

또한, 가혹한 사용 환경하에 있어서 피복 공구의 내구성을 더욱 높이기 위해, 고경도의 DLC 피막을 더욱 후막으로 하는 것이 요구되고 있다. 그러나, 후막의 DLC 피막을 형성하기 위해 성막 시간을 길게 하면 아크 방전이 불안정해지기 쉬워, 고경도의 DLC 피막을 우수한 밀착성을 확보한 후, 후막으로 하는 것은 곤란했다.Further, in order to further improve the durability of the coated tool under a severe use environment, it is required to further form a thick DLC film with a high hardness. However, if the film formation time is elongated in order to form the DLC film of the thick film, the arc discharge tends to become unstable, and it is difficult to make the DLC film of high hardness as a thick film after securing good adhesion.

본 발명은, 이상과 같은 사정에 비추어 이루어진 것이며, 고경도의 DLC 피막을 우수한 밀착성을 확보한 후, 후막으로 형성할 수 있는 피복 공구의 제조 방법에 관한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a method for producing a coated tool capable of forming a thick film after securing a high adhesion DLC film with good adhesion.

본 발명은, 필터드 아크 이온 플레이팅법으로 기재의 표면에 다이아몬드 라이크 카본 피막을 형성하는 피복 공구의 제조 방법이며, 상기 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압을 -2500V 이상 -1500V 이하로 하고, 로 내에 수소 가스를 포함하는 혼합 가스를 도입하여, 상기 기재의 표면을 가스 봄바드먼트 처리하는 제1 공정과, 상기 가스 봄바드먼트 처리 후에 상기 로 내에 질소 가스를 도입하고, 그래파이트 타깃에 전류를 투입하여 상기 기재의 표면에 다이아몬드 라이크 카본 피막을 형성하는 제2 공정을 포함하고,The present invention relates to a method of manufacturing a coated tool for forming a diamond like carbon film on a surface of a substrate by a filtered arc ion plating method, wherein a negative bias voltage applied to the substrate is set to -2500 V or more and -1500 V or less, The method comprising: a first step of introducing a mixed gas containing a gas into the furnace and introducing a nitrogen gas into the furnace after the gas bombardment treatment; And a second step of forming a diamond like carbon film on the surface of the substrate,

상기 제2 공정에서는, 상기 질소 가스의 유량을 감소시키는 공정과, 상기 그래파이트 타깃에 투입하는 상기 전류를 증가시키는 공정을 포함하는 피복 공구의 제조 방법이다.In the second step, the flow rate of the nitrogen gas is decreased, and the current applied to the graphite target is increased.

상기 다이아몬드 라이크 카본 피막의 막 두께가 2.0㎛ 이상인 것이 바람직하다.It is preferable that the thickness of the diamond-like carbon coating film is 2.0 占 퐉 or more.

상기 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 증가시키는 공정에서는, 상기 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 총계로 40A 이상 증가시키는 것이 바람직하다.In the step of increasing the current applied to the graphite target, it is preferable that the total amount of current injected into the graphite target is increased by 40 A or more.

본 발명에 따르면, 우수한 밀착성을 갖는 고경도의 DLC 피막을 후막으로 형성할 수 있다. 또한, 성막이 안정되어 있어, 내구성이 우수한 피복 공구를 안정적으로 제조할 수 있다.According to the present invention, it is possible to form a high-hardness DLC coating film having excellent adhesion property as a thick film. In addition, since the film formation is stable, a coated tool having excellent durability can be stably manufactured.

도 1은 본 발명예 4에서 피복한 DLC 피막의 주사형 전자 현미경에 의한 단면 관찰 사진(×17,340배)이다.
도 2는 실시예에서 사용한 T자형 필터드 아크 이온 플레이팅 장치의 개략도이다.
1 is a cross-sectional photograph (× 17,340 times) of a DLC coating film coated in Example 4 with a scanning electron microscope.
2 is a schematic diagram of a T-shaped filtered arc ion plating apparatus used in the examples.

본 발명자는 밀착성이 우수한 고경도의 DLC 피막의 막 두께를 더욱 후막으로 하는 방법에 대해 검토하였다. 그리고, 필터드 아크 이온 플레이팅법에 있어서, DLC 피막을 형성하기 전의 기재에의 가스 봄바드먼트 처리, DLC 피막의 형성 시의 로 내 분위기 및 그래파이트 타깃에 투입하는 전류의 제어가 중요한 것을 발견하고, 본 발명의 피복 공구의 제조 방법에 도달하였다. 이하, 본 발명의 상세에 대해 설명한다.The inventors of the present invention have studied a method of further thickening the film thickness of a high hardness DLC coating excellent in adhesion. In the filtered arc ion plating method, it has been found that it is important to control the gas atmosphere in the furnace before forming the DLC coating, the furnace atmosphere in forming the DLC coating, and the current injected into the graphite target, A method for manufacturing the coated tool of the present invention has been reached. Hereinafter, the details of the present invention will be described.

본 발명은, 종래 알려져 있는 필터드 아크 이온 플레이팅 장치를 사용할 수 있다. 필터드 아크 이온 플레이팅법을 적용함으로써, 피막 내부에 포함되는 드롭렛이 저감되어 평활한 표면 상태가 되어, 수소를 실질적으로 함유하지 않는 나노인덴테이션 경도가 50㎬ 이상에 달하는 고경도의 DLC 피막을 형성할 수 있다. 특히, T자형 필터드 아크 이온 플레이팅 장치를 사용하면, 더욱 평활하고 고경도인 DLC 피막을 형성할 수 있으므로 바람직하다.The present invention can use a conventionally known filtered arc ion plating apparatus. By applying the filtered arc ion plating method, the droplets contained in the coating film are reduced to a smooth surface state, and a hardness DLC coating film having a nanoindentation hardness substantially not containing hydrogen of not less than 50 kPa Can be formed. Particularly, it is preferable to use a T-shaped filtered arc ion plating apparatus because a more smooth and high-hardness DLC film can be formed.

본 발명의 DLC 피막은, 피복 공구의 내마모성을 향상시키기 위해 나노인덴테이션 경도가 50㎬ 이상인 것이 바람직하다. 나아가, 55㎬ 이상이 바람직하고, 60㎬ 이상이 더욱 바람직하다. 나아가, 70㎬ 이상이 바람직하다. 한편, DLC 피막의 경도가 지나치게 고경도로 되면, 잔류 압축 응력이 지나치게 높아져, 기재와의 밀착성이 저하되는 경우가 있다. 그로 인해, 나노인덴테이션 경도는 100㎬ 이하인 것이 바람직하다. 나아가, DLC 피막의 나노인덴테이션 경도는, 95㎬ 이하인 것이 바람직하다.In order to improve the abrasion resistance of the coated tool, the DLC coating of the present invention preferably has a nanoindentation hardness of 50 kPa or more. Further, it is preferably not less than 55., More preferably not less than 60.. Further, it is preferable that the value is 70. Or more. On the other hand, if the hardness of the DLC coating is too high, the residual compressive stress becomes excessively high, and the adhesion with the substrate may be deteriorated. Therefore, it is preferable that the nanoindentation hardness is 100. Or less. Furthermore, the nanoindentation hardness of the DLC coating is preferably 95. Or less.

나노인덴테이션 경도라 함은, 탐침을 시료(DLC 피막)에 압입하여 소성 변형시켰을 때의 소성 경도를 말하며, 압입 하중과 압입 깊이(변위)로부터 하중-변위 곡선을 구하여, 경도를 산출한다. 구체적으로는, 가부시키가이샤 엘리오닉스 제조의 나노인덴테이션 장치를 사용하여, 압입 하중 9.8mN, 최대 하중 유지 시간 1초, 하중 부하 후의 제거 속도 0.49mN/초의 측정 조건으로 피막 표면의 경도를 10점 측정하고, 값이 큰 2점과 값이 작은 2점을 제외한 6점의 평균값으로부터 구해진다.The nanoindentation hardness refers to the hardness at which the probe is plastically deformed by press-fitting the probe (DLC coating) into a specimen (DLC coating). The load-displacement curve is calculated from the indentation load and the indentation depth (displacement) to calculate the hardness. Specifically, the hardness of the surface of the coating film was set to 10 mm by using a nanoindentation device manufactured by Elyonics, Ltd. under the measurement conditions of a press-in load of 9.8 mN, a maximum load holding time of 1 second, and a removal rate of 0.49 mN / The point is measured and the average value of six points except for two points with large values and two points with small values is obtained.

나노인덴테이션 경도가 50㎬ 이상에 달하는 고경도의 DLC 피막은, 내부 응력이 매우 높아 기재와의 밀착성이 부족한 경향이 있다. 종래보다 밀착성을 개선하는 방법으로서, DLC 피막보다 경도가 낮은 중간 피막을 형성하는 기술이 제안되어 있다. 그러나, 본 발명자의 검토에 따르면, 기재와 DLC 피막 사이에 금속, 탄화물 또는 질화물 등의 중간 피막을 개재시킨 경우, 중간 피막의 표면 결함을 기점으로 하여 DLC 피막이 우선적으로 박리되므로, 밀착성을 개선하기에는 충분하지 않은 것을 확인하였다. 따라서, 본 발명에서는, 기재의 바로 위에 DLC 피막을 직접 형성해도 밀착성이 손상되지 않도록, DLC 피막을 형성하기 전에 행하는 기재에의 가스 봄바드먼트 처리를 검토하였다.A high-hardness DLC film having a nanoindentation hardness of 50 kPa or more tends to have a very low internal stress and a poor adhesion to a substrate. As a method for improving the adhesion property, a technique of forming an intermediate coat having a hardness lower than that of the DLC coating has been proposed. However, according to the study by the present inventors, when an intermediate coating such as a metal, a carbide, or a nitride is interposed between the substrate and the DLC coating, the DLC coating is preferentially peeled from the surface defect of the intermediate coating as a starting point, . Therefore, in the present invention, the gas spring pad treatment on the substrate before the formation of the DLC coating was studied so that even if the DLC coating was formed directly on the substrate, the adhesion was not impaired.

본 발명에서는, 제1 공정으로서, 로 내에 수소 가스를 포함하는 혼합 가스를 도입하여, 기재의 표면을 가스 봄바드먼트 처리한다.In the present invention, as the first step, a mixed gas containing a hydrogen gas is introduced into the furnace, and the surface of the substrate is subjected to gas sputtering.

본 발명자의 검토에 따르면, 종래의 아르곤 가스에 의한 가스 봄바드먼트 처리를 행한 경우, 피막과 기재의 계면에 산소가 많이 존재하여 밀착성이 저하되는 것을 확인하였다. 이 계면에 존재하는 산소는, 오로지 기재 표면에 처음부터 형성되어 있는 산화막에 기인하는 것이며, 아르곤 가스에 의한 가스 봄바드먼트 처리에 의해서는 완전히 제거할 수 없는 잔존 원소이다.According to the study of the present inventors, it was confirmed that when the conventional gas plasma bombardment treatment with argon gas was carried out, oxygen was abundantly present at the interface between the film and the substrate, and the adhesion was lowered. Oxygen existing at this interface is due to the oxide film formed on the surface of the substrate only from the beginning, and is a residual element which can not be completely removed by the gas-plasma bombardment treatment with argon gas.

따라서 본 발명에서는, 로 내(진공 챔버)에 수소 가스를 포함하는 혼합 가스를 도입하여, 기재의 표면을 가스 봄바드먼트 처리한다. 수소 가스를 포함하는 혼합 가스를 사용하여 기재의 표면을 가스 봄바드먼트 처리함으로써, 기재의 표면에 있는 산화막이 수소 이온과 반응하여 환원되고, 산화막 및 표면의 오염이 충분히 제거되어, 기재의 바로 위에 형성된 DLC 피막의 밀착성이 향상된다.Therefore, in the present invention, a mixed gas containing hydrogen gas is introduced into the furnace (vacuum chamber), and the surface of the substrate is subjected to gas sputtering. The oxide film on the surface of the substrate reacts with the hydrogen ions to be reduced and the contamination of the oxide film and the surface is sufficiently removed by the gas sputtering treatment of the surface of the substrate using a mixed gas containing hydrogen gas, The adhesion of the formed DLC film is improved.

수소 가스를 포함하는 혼합 가스는, 아르곤 가스와 수소 가스의 총 질량에 대해 4질량% 이상의 수소 가스를 함유하는 혼합 가스인 것이 바람직하다. 수소 가스가 4질량%보다 적으면, 혼합 가스에 의한 가스 봄바드먼트 처리에 의해 산화막을 제거하는 것이 곤란한 경우가 있다. 나아가, 수소 가스가 5질량% 이상인 혼합 가스를 사용하는 것이 바람직하고, 나아가 수소 가스가 7질량% 이상인 혼합 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 나아가, 수소 가스가 10질량% 이상인 혼합 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 단, 수소 가스가 30질량%를 초과하는 혼합 가스에서는, 가스 봄바드먼트 처리에 의한 산화막 및 표면의 오염을 제거하는 효과가 일정해지는(그 이상 수소 가스의 농도를 높여도 효과가 상승하지 않는) 경향이 있다. 그로 인해, 수소 가스가 30질량% 이하인 혼합 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 나아가, 수소 가스가 25질량% 이하인 혼합 가스를 사용하는 것이 바람직하다. 나아가, 수소 가스가 15질량% 이하인 혼합 가스를 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable that the mixed gas containing hydrogen gas is a mixed gas containing hydrogen gas of 4 mass% or more with respect to the total mass of argon gas and hydrogen gas. When the amount of the hydrogen gas is less than 4 mass%, it may be difficult to remove the oxide film by the gas spring pad treatment with the mixed gas. Further, it is preferable to use a mixed gas having a hydrogen gas content of 5% by mass or more, and more preferably a mixed gas having a hydrogen gas content of 7% by mass or more. Further, it is preferable to use a mixed gas having a hydrogen gas content of 10 mass% or more. However, in the case of the mixed gas in which the hydrogen gas is more than 30 mass%, the effect of removing the contamination of the oxide film and the surface by the gas explosive treatment becomes constant (the effect does not rise even if the concentration of the hydrogen gas is increased further) There is a tendency. Therefore, it is preferable to use a mixed gas containing hydrogen gas at 30 mass% or less. Further, it is preferable to use a mixed gas having a hydrogen gas content of 25 mass% or less. Further, it is preferable to use a mixed gas containing 15 mass% or less of hydrogen gas.

상술한 혼합 가스를 사용한 가스 봄바드먼트 처리에서는, 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압을 -2500V 이상 -1500V 이하로 한다. 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압이 -1500V보다 커지면(-1500V보다 플러스측이면), 가스 이온의 충돌 에너지가 낮으므로, 산화막 및 표면의 오염을 제거하는 효과가 작아져, 기재와 고경도의 DLC 피막의 밀착성이 저하되는 경향이 있다. 또한, 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압이 -2500V보다 작아지면(-2500V보다 마이너스측이면), 플라즈마가 불안정해지기 쉬워 이상 방전을 일으켜 버리는 경우가 있다. 이상 방전이 발생하면, 공구 표면에 이상 방전(아킹) 흔적이 형성되므로, 공구 표면에 요철이 발생하는 경우가 있다. 나아가, 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압이 -2400V 이상이 바람직하고, 나아가 -2300V 이상이 바람직하다. 또한, 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압이 -1600V 이하인 것이 바람직하고, 나아가 -1700V 이하인 것이 바람직하다.In the gas spring pad treatment using the above-described mixed gas, the negative bias voltage to be applied to the substrate is set to -2500 V or more and -1500 V or less. Since the impinging energy of the gas ions is low when the negative bias voltage applied to the substrate is larger than -1500 V (on the positive side than -1500 V), the effect of removing contamination of the oxide film and the surface is reduced, The adhesiveness of the adhesive layer tends to be lowered. Further, if the negative bias voltage applied to the substrate becomes smaller than -2500 V (on the minus side of -2500 V), the plasma tends to become unstable, which may cause an abnormal discharge. If an abnormal discharge occurs, an abnormal discharge (arcing) trace is formed on the tool surface, so that irregularities may be generated on the tool surface. Further, the negative bias voltage to be applied to the substrate is preferably -2400 V or more, more preferably -2300 V or more. It is also preferable that the negative bias voltage applied to the substrate is -1600 V or less, and more preferably -1700 V or less.

기재 표면의 산화물을 충분히 제거하기 위해서는, 혼합 가스에 의한 가스 봄바드먼트 처리를 60분 이상 행하는 것이 바람직하다. 나아가, 70분 이상 행하는 것이 바람직하다. 가스 봄바드먼트 처리의 시간의 상한은 기재의 형상이나 재질에 맞추어 적절하게 조정하는 것이 바람직하다. 단, 혼합 가스에 의한 가스 봄바드먼트 처리의 시간이 180분 이상이 되면, 가스 봄바드먼트 처리에 의한 산화막 및 표면의 오염을 제거하는 효과가 일정해지는(그 이상 효과가 향상되지 않는) 경향이 있다. 그로 인해, 혼합 가스에 의한 가스 봄바드먼트 처리를 180분 이하로 하는 것이 바람직하다.In order to sufficiently remove the oxide on the surface of the substrate, it is preferable to carry out gas-gas bombardment treatment with a mixed gas for 60 minutes or more. Further, it is preferable to conduct it for 70 minutes or more. It is preferable to adjust the upper limit of the time of the gas-plasma bombardment treatment appropriately in accordance with the shape and material of the substrate. However, when the time of the gas-plasma bombardment treatment by the mixed gas is 180 minutes or more, the effect of removing the contamination of the oxide film and the surface by the gas-plasma bombardment treatment becomes constant (the effect is not improved) have. For this reason, it is preferable to perform the gas spring pad treatment with the mixed gas for 180 minutes or less.

본 발명에서는, 제2 공정으로서, 가스 봄바드먼트 처리 후에 로 내에 질소 가스를 도입하고, 그래파이트 타깃에 전류를 투입하여 DLC 피막을 가스 봄바드먼트 처리한 기재의 표면에 형성한다.In the present invention, as the second step, a nitrogen gas is introduced into the furnace after the gas-plasma-bombardment treatment, and a current is applied to the graphite target to form a DLC coating on the surface of the substrate subjected to gas-

가스 봄바드먼트 처리에 의해 기재의 표면에 있는 산화막을 충분히 제거한 상태에서, 질소를 함유한 DLC 피막을 형성함으로써, 기재의 표면에 있는 DLC 피막의 잔류 압축 응력이 저하되어, 기재와 DLC 피막의 밀착성을 더욱 높일 수 있다. 기재측에 있는 DLC 피막의 잔류 압축 응력을 저하시켜 밀착성을 더욱 향상시키기 위해서는, 가스 봄바드먼트 처리 후에 로 내에 도입하는 질소 가스의 유량을, 5sccm 이상으로 하는 것이 바람직하다. 질소 가스의 유량이 5sccm보다 적으면, 밀착성의 개선 효과가 충분히 얻어지기 어려운 경우가 있다. 나아가, 10sccm 이상으로 하는 것이 바람직하다.The residual compressive stress of the DLC coating on the surface of the substrate is lowered by forming the nitrogen containing DLC coating in a state where the oxide film on the surface of the substrate is sufficiently removed by the gas plasma bombardment treatment and the adhesion between the substrate and the DLC coating Can be further increased. It is preferable that the flow rate of the nitrogen gas introduced into the furnace after the gas-plasma-bombardment treatment is 5 sccm or more in order to further reduce the residual compressive stress of the DLC film on the substrate side to further improve the adhesion. If the flow rate of the nitrogen gas is less than 5 sccm, the effect of improving the adhesion may not be sufficiently obtained. Furthermore, it is preferable to set it to 10 sccm or more.

한편, 가스 봄바드먼트 처리 후에 로 내에 도입하는 질소 가스의 유량이 지나치게 커지면, DLC 피막에 포함되는 질소의 함유량이 증가하여 피막 경도가 저하되고, 내마모성의 저하 및 비철계 재료를 가공한 경우에 용착이 발생하기 쉬워진다. 그로 인해, 질소 가스의 유량은 60sccm 이하로 하는 것이 바람직하다. 나아가, 50sccm 이하로 하는 것이 바람직하다. 나아가, 40sccm 이하로 하는 것이 바람직하다.On the other hand, if the flow rate of the nitrogen gas introduced into the furnace after the gas-plasma bombardment treatment becomes too large, the content of nitrogen contained in the DLC film increases to lower the hardness of the film and deteriorate the abrasion resistance, . Therefore, the flow rate of the nitrogen gas is preferably 60 sccm or less. Further, it is preferable to set it to 50 sccm or less. Further, it is preferable to set it to 40 sccm or less.

로 내에 도입하는 질소 가스의 유량이 로 내(진공 챔버)의 용적에 대해 지나치게 작아지면, DLC 피막의 밀착성의 개선 효과가 충분히 얻어지기 어려운 경우가 있다. 그로 인해, 로 내의 용적(㎥)/로 내에 도입하는 질소 가스의 유량(sccm)은, 10×10-2(㎥/sccm) 이하로 하는 것이 바람직하다. 나아가, 5.0×10-2(㎥/sccm) 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 로 내의 용적에 대해, 로 내에 도입하는 질소 가스의 유량이 지나치게 커지면, 과다한 질소가 DLC 피막에 포함되기 쉬워진다. 그로 인해, 로 내의 용적(㎥)/로 내에 도입하는 질소 가스의 유량(sccm)은, 0.1×10-2(㎥/sccm) 이상으로 하는 것이 바람직하다. 나아가, 1.0×10-2(㎥/sccm) 이상으로 하는 것이 바람직하다.If the flow rate of the nitrogen gas introduced into the furnace is excessively small with respect to the volume of the furnace (vacuum chamber), the effect of improving the adhesion of the DLC film may not be sufficiently obtained. Therefore, the flow rate (sccm) of the nitrogen gas to be introduced into the volume (m 3) / of the furnace is preferably 10 × 10 -2 (m 3 / sccm) or less. Further, it is preferable to set it to 5.0 x 10 -2 (m 3 / sccm) or less. Further, when the flow rate of the nitrogen gas introduced into the furnace becomes too large with respect to the volume in the furnace, excessive nitrogen is likely to be contained in the DLC film. Therefore, it is preferable that the flow rate (sccm) of the nitrogen gas introduced into the volume (m 3) / of the furnace is 0.1 × 10 -2 (m 3 / sccm) or more. Furthermore, it is preferable to set it to 1.0 x 10 -2 (m 3 / sccm) or more.

본 발명에서는, 제2 공정에서는, 질소 가스의 유량을 감소시키고, 그래파이트 타깃에 전류를 투입하여 DLC 피막을 형성하는 공정을 마련한다.In the present invention, in the second step, a flow rate of the nitrogen gas is reduced, and a current is applied to the graphite target to form a DLC film.

기재와의 밀착성을 향상시키기 위해 질소 가스를 도입하여 DLC 피막을 형성하는 것은 유효하지만, DLC 피막의 전체에 과다하게 질소 원자를 함유하면 경도가 저하된다. 또한, 비철계 재료를 가공한 경우에 용착이 발생하기 쉬워진다. 따라서 본 발명에서는, DLC 피막의 전체에 과다한 질소 가스가 함유되지 않도록, 질소 가스의 유량을 감소시키고, 그래파이트 타깃에 전류를 투입하여 DLC 피막을 형성한다. 성막 시에 질소 가스의 유량을 감소시켜 DLC 피막을 형성하는 공정을 마련함으로써, 기재측의 DLC 피막은 질소 원자를 많이 함유하여 잔류 압축 응력이 저하되어 기재와의 밀착성이 높아지고, 표면측의 DLC 피막은 질소 원자의 함유량이 적어 내마모성 및 내용착성이 향상된다.Although it is effective to form a DLC film by introducing a nitrogen gas in order to improve the adhesion with a base material, when the DLC film contains an excessive amount of nitrogen atoms, the hardness is lowered. In addition, when the non-ferrous material is processed, deposition tends to occur. Therefore, in the present invention, the flow rate of the nitrogen gas is reduced so as not to contain an excessive amount of nitrogen gas in the entire DLC coating, and a current is applied to the graphite target to form a DLC coating. The DLC film on the substrate side contains a large amount of nitrogen atoms and the residual compressive stress is lowered so that the adhesion with the substrate is enhanced and the DLC film on the surface side The content of nitrogen atoms is small and the wear resistance and the wear resistance are improved.

제2 공정에서는, 로 내에 도입되는 질소 가스의 유량을 단계적으로 감소시키면서 DLC 피막을 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 최종적으로는 질소 가스의 도입을 멈추고, 그래파이트 타깃에 전류를 투입하여 DLC 피막을 형성하는 것이 바람직하다. 질소 가스의 도입을 멈추고 DLC 피막을 형성함으로써, 타재와 접하는 표면에 더욱 고경도이며 피가공재의 용착이 적은 DLC 피막을 형성할 수 있으므로 바람직하다. 더욱 고경도이며 피가공재의 용착이 적은 DLC 피막을 달성하기 위해서는, 최종적으로는 질소 가스의 도입을 멈추고, 로 내 압력을 5×10-3Pa 이하로 하여, DLC 피막을 형성하는 것이 바람직하다.In the second step, it is preferable to form the DLC film while gradually reducing the flow rate of the nitrogen gas introduced into the furnace. Finally, it is preferable that the introduction of the nitrogen gas is stopped and a current is applied to the graphite target to form the DLC film. By stopping the introduction of the nitrogen gas and forming the DLC film, it is possible to form a DLC film having a higher hardness on the surface in contact with the other material and less fusion of the material to be processed. In order to achieve a DLC film having a higher hardness and less fusion of the material to be processed, it is preferable that the introduction of the nitrogen gas is stopped finally and the pressure inside the furnace is set to 5 × 10 -3 Pa or less to form the DLC film.

제2 공정에서는, 아세틸렌 등의 탄화수소 가스를 로 내에 도입하고, 기재측에 있는 DLC 피막의 수소 함유량을 증가시켜도 된다. 또한, 제1 공정 후에, 아세틸렌 등의 탄화수소 가스를 로 내에 도입하고, 그 후 제2 공정을 실시해도 된다.In the second step, a hydrogen gas such as acetylene may be introduced into the furnace to increase the hydrogen content of the DLC coating on the substrate side. After the first step, a hydrocarbon gas such as acetylene may be introduced into the furnace, and then the second step may be performed.

본 발명에서는, 제2 공정에서는, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 증가시켜 DLC 피막을 형성하는 공정을 마련한다.According to the present invention, in the second step, a step of forming a DLC film by increasing a current applied to the graphite target is provided.

본 발명자는 필터드 아크 이온 플레이팅법에 의한 DLC 피막의 형성에 있어서, DLC 피막의 형성 경과에 수반하여 그래파이트 타깃의 표면에 큰 요철이 발생하여, 아크 방전이 불안정해지는 것을 확인하였다. 그리고, 타깃의 표면에 큰 요철이 발생해도 그래파이트 타깃에, 더욱 높은 전류를 투입함으로써, 아크 방전이 안정되는 경향이 있는 것을 알아내었다. 단, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 높게 설정해도 투입 전력이 일정하면, DLC 성막의 형성 경과에 수반하여 서서히 아크 방전이 불안정해져, 밀착성이 우수한 고경도의 DLC 피막을 후막으로 형성하는 것이 곤란해진다. 특히, DLC 성막의 형성의 초기 단계에 있어서는 타깃 표면이 편평한 상태에 높은 전류값을 투입하면, 방전이 불안정해져, 대량으로 드롭렛이 발생하여, 막 표면에 큰 요철이 발생하므로, 막 표면의 평활성에 문제가 있다. 본 발명자는, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 일정하게 하여 일정 시간 DLC 피막을 형성하고, 아크 전류가 불안정해지기 전에 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 증가시킴으로써, 아크 방전이 안정되어 계속해서 DLC 피막을 형성하는 것이 가능해지는 것을 알아내었다. 따라서, 본 발명에서는, 성막 시에 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 증가시켜 DLC 피막을 형성하는 공정을 마련한다. 이에 의해, 장치에의 부하가 적어 안정되고 고경도인 DLC 피막을 더욱 후막으로 형성할 수 있다.The inventors of the present invention have confirmed that large irregularities are generated on the surface of the graphite target with the progress of the formation of the DLC coating in the formation of the DLC coating by the filtered arc ion plating method and the arc discharge becomes unstable. It has also been found that arc discharge tends to be stabilized by applying a higher current to the graphite target even when large unevenness is generated on the surface of the target. However, if the applied electric power is constant even if the current applied to the graphite target is set high, the arc discharge becomes unstable gradually with the progress of the DLC film formation, and it becomes difficult to form the DLC film with high hardness and high adhesion with the thick film. Particularly, in the initial stage of the formation of the DLC film, when a high current value is applied to the target surface in a flat state, the discharge becomes unstable and a large amount of droplets are generated to cause large irregularities on the film surface. There is a problem with. The present inventors have found that by forming a DLC film for a predetermined time with constant current applied to a graphite target and increasing the current injected into the graphite target before the arc current becomes unstable, the arc discharge is stabilized to form a DLC film continuously It became possible to do. Therefore, in the present invention, a step of forming a DLC film by increasing a current applied to a graphite target at the time of film formation is provided. As a result, it is possible to form a DLC film having a stable and high hardness with a small load on the apparatus as a thick film.

그래파이트 타깃에 투입하는 전류는 단계적으로 증가시켜도, 연속적으로 증가시켜도 된다. 더욱 후막의 DLC 피막을 형성하기 위해서는, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류는 단계적으로 증가시키는 것이 바람직하다. 또한, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 총계로 40A 이상 증가시키는 것이 바람직하다. 나아가, 총계로 55A 이상이 바람직하고, 나아가 총계로 60A 이상이 바람직하다. 이와 같이 형성함으로써, 후막이며 고경도인 DLC 피막을 안정적으로 형성할 수 있다.The current injected into the graphite target may be increased stepwise or continuously. In order to further form a DLC film of a thick film, it is preferable to gradually increase the current injected into the graphite target. In addition, it is preferable to increase the total amount of current injected into the graphite target by 40 A or more. Furthermore, the total amount is preferably 55 A or more, and more preferably 60 A or more in total. By forming in this manner, a DLC coating having a thick film and a high hardness can be stably formed.

그래파이트 타깃의 표면 상태에 따라 투입 전류값이 상이하며, 초기가 편평한 상태인 경우에 적은 전류값(30A∼50A)의 쪽이 바람직하다. 그 후, 단계적으로 전류값을 증가시키는 것이 바람직하다.It is preferable that the applied current value is different depending on the surface state of the graphite target and the smaller current value (30A to 50A) when the initial is flat. Then, it is preferable to gradually increase the current value.

제2 공정에 있어서, 질소 가스의 유량을 감소시키는 공정과, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 증가시키는 공정은, 동시에 실시해도 되고, 각각 실시해도 된다. 예를 들어, 질소 가스의 유량을 감소시키는 타이밍과 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 증가시키는 타이밍을 일치시켜도 되고, 각각 하여도 되고, 질소 가스의 유량을 감소시키는 타이밍과 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 증가시키는 타이밍을 교대로 설정해도 된다. 또한, 최종적으로 질소 가스의 도입을 멈추고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전력을 증가시켜 DLC 피막을 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 형성함으로써 더욱 고경도인 DLC 피막을 더욱 후막으로 하는 것이 가능해진다.In the second step, the step of decreasing the flow rate of the nitrogen gas and the step of increasing the amount of the current applied to the graphite target may be performed at the same time or may be performed respectively. For example, the timing at which the flow rate of the nitrogen gas is decreased and the timing at which the current supplied to the graphite target is increased may be made to coincide with each other, or the timing at which the flow rate of the nitrogen gas is decreased and the current at the graphite target are increased May be alternately set. In addition, it is preferable to stop the introduction of the nitrogen gas finally and to increase the electric power applied to the graphite target to form the DLC film. By forming in this way, it becomes possible to make the DLC film having a higher hardness to be a thicker film.

그래파이트 타깃에 투입하는 전류가 지나치게 커지면 아크 방전이 불안정해지기 쉽다. 본 발명의 제2 공정에서는, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 증가시키는 공정을 마련하고 있지만, 안정된 성막을 지속시키기 위해서는, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류는 150A 이하로 하는 것이 바람직하다. 나아가, 120A 이하로 하는 것이 바람직하다. 단, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류가 지나치게 작아지면 DLC 피막의 성막을 충분히 행할 수 없는 경우가 있다. 그로 인해, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류는 20A 이상으로 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 30A 이상이다.If the current injected into the graphite target becomes too large, the arc discharge tends to become unstable. In the second step of the present invention, a step of increasing the current applied to the graphite target is provided. However, in order to continue the stable film formation, it is preferable that the current applied to the graphite target is 150 A or less. Furthermore, it is preferable to set it to 120 A or less. However, if the current injected into the graphite target becomes too small, the film formation of the DLC film may not be sufficiently performed. Therefore, it is preferable that the current applied to the graphite target is 20 A or more. More preferably 30 A or more.

고경도의 DLC 피막이라도 막 두께가 얇으면 우수한 내구성이 얻어지기 어려운 경우가 있다. 더욱 가혹한 사용 환경에 있어서 피복 공구에 우수한 내구성을 부여하기 위해서는, DLC 피막의 막 두께는 1.0㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 나아가 1.5㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 나아가, DLC 피막의 막 두께는 2.0㎛ 이상으로 하는 것이 바람직하다.Even if a high-hardness DLC coating film is thin, excellent durability may not be obtained in some cases. In order to impart excellent durability to the coated tool in a more severe use environment, the film thickness of the DLC coating is preferably 1.0 mu m or more, more preferably 1.5 mu m or more. Furthermore, it is preferable that the film thickness of the DLC coating is 2.0 m or more.

단, DLC 피막의 막 두께가 지나치게 두꺼워지면 피막 표면의 면 조도가 악화되는 경우가 있다. 또한, 고경도의 DLC 피막의 막 두께가 지나치게 두꺼워지면, DLC 피막이 부분 박리될 리스크가 높아진다. 그로 인해, DLC 피막의 막 두께는, 5.0㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 나아가, DLC 피막의 막 두께는, 4.0㎛ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.However, if the film thickness of the DLC film is excessively increased, the surface roughness of the film surface may be deteriorated. Also, if the film thickness of the high-hardness DLC film becomes too thick, the risk of partial peeling of the DLC film increases. Therefore, it is preferable that the film thickness of the DLC coating is 5.0 탆 or less. Furthermore, it is more preferable that the film thickness of the DLC coating is 4.0 m or less.

DLC 피막의 형성 시에는, 기재 온도를 200℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 기재 온도가 200℃보다 고온이 되면, DLC 피막의 그래파이트화가 진행되므로, 경도가 저하되는 경향이 있다. 또한, DLC 피막의 형성 시에는, 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압을 -300V 이상 -50V 이하로 하는 것이 바람직하다. 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압이 -50V보다 커지면(-50V보다 플러스측이면), 카본 이온의 충돌 에너지가 작아져, DLC 피막에 보이드 등의 결함이 발생하기 쉬워진다. 또한, 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압이 -300V보다 작아지면(-300V보다 마이너스측이면), 성막 내에 이상 방전을 일으키기 쉬워진다. DLC 피막의 형성 시에는, 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압은, -200V 이상 -100V 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.At the time of forming the DLC film, it is preferable to set the substrate temperature at 200 캜 or lower. When the base temperature becomes higher than 200 deg. C, graphitization of the DLC coating proceeds, and the hardness tends to decrease. In forming the DLC film, it is preferable to set the negative bias voltage applied to the substrate to -300 V or more and -50 V or less. When the negative bias voltage applied to the substrate is larger than -50 V (on the positive side than -50 V), the collision energy of the carbon ions becomes small, and defects such as voids are likely to occur in the DLC film. Further, when the negative bias voltage applied to the substrate becomes smaller than -300 V (on the negative side from -300 V), an abnormal discharge easily occurs in the film. In forming the DLC film, it is more preferable that the negative bias voltage to be applied to the substrate is -200 V or more and -100 V or less.

본 발명에서는, DLC 피막이 형성되는 기재(피복 공구의 기재)는 특별히 제한되는 것은 아니며, 용도나 목적 등에 따라서 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들어, 초경합금, 냉간 공구강, 고속도 공구강, 플라스틱 금형용 강, 열간 공구강 등을 적용할 수 있다. 기재 중에서도, 밀착성의 향상 효과가 높은 점에서, 모재의 탄화물이 많아 피막 박리가 발생하기 쉬운, 탄소 함유량이 1% 이상인 고탄소강이나, 초경합금이 바람직하다. 고탄소강의 예로서는, 예를 들어 JIS-SKD11 등을 들 수 있다.In the present invention, the base material (substrate of the coated tool) on which the DLC coating is formed is not particularly limited, and can be appropriately selected in accordance with the application and purpose. For example, cemented carbide, cold tool steel, high-speed tool steel, steel for plastic mold, hot tool steel and the like can be applied. Among the substrates, a high carbon steel or a cemented carbide having a carbon content of 1% or more, which easily causes film peeling due to a large amount of carbides in the base material, is preferable from the viewpoint of high adhesiveness. Examples of the high carbon steel include, for example, JIS-SKD11.

필터드 아크 이온 플레이팅법으로 형성한 DLC 피막이라도 막 두께가 두꺼워지면 표면 조도가 저하되는 경우가 있다. 그 경우는, DLC 피막을 형성한 후에, 연마 처리하여 평활하게 하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는, DLC 피막의 표면을 연마함으로써, 더욱 바람직한 평활한 표면 상태가 되도록 조정해도 된다.Even if the DLC coating formed by the filtered arc ion plating method is thickened, the surface roughness may be lowered. In this case, it is preferable that after the DLC film is formed, it is polished and smoothed. In the present invention, the surface of the DLC coating may be polished so as to obtain a more preferable smooth surface state.

실시예Example

<성막 장치>&Lt;

성막 장치는, T자형 필터드 아크 이온 플레이팅 장치(로 내의 진공 챔버 용적은 0.49㎥)를 사용하였다.The film forming apparatus used was a T-shaped filtered arc ion plating apparatus (the volume of the vacuum chamber in the furnace was 0.49 m 3).

장치의 개략도를 도 2에 도시한다. 성막 챔버(6), 그래파이트 타깃을 설치한 카본 음극(캐소드)(1)을 장착하는 아크 방전식 증발원과, 기재를 탑재하기 위한 기재 홀더(7)를 갖는다. 기재 홀더의 아래에는 회전 기구(8)가 있고, 기재는 기재 홀더(7)를 통해 자전 또한 공전한다. 부호 (2)는, 카본 성막 빔을 나타내고, 부호 (3)은, 구상 그래파이트(드롭렛) 중성 입자를 나타낸다.A schematic view of the device is shown in Fig. A deposition chamber 6, an arc evaporation evaporation source for mounting a carbon anode (cathode) 1 provided with a graphite target, and a substrate holder 7 for mounting the substrate. Below the substrate holder is a rotating mechanism 8, which rotates and revolves through the substrate holder 7. Reference numeral 2 denotes a carbon film forming beam, and 3 denotes spherical graphite (droplet) neutral particles.

그래파이트 타깃 표면 상에 아크 방전을 발생시키면, 전하를 갖는 카본만이 자기 코일(4)에 휘어 성막 챔버(6)에 도달하여 기재에 피막을 피복한다. 전하를 갖지 않는 드롭렛은 자기 코일에 의해 휘지 않고 덕트(5) 내에 포집된다.When an arc discharge is generated on the graphite target surface, only carbon having a charge is bent by the magnetic coil 4 to reach the film forming chamber 6 to coat the substrate with the film. The droplet having no electric charge is trapped in the duct 5 without being bent by the magnetic coil.

<기재><Description>

형성된 DLC 피막의 박리 상태의 평가 및 용착성을 평가하기 위한 기재에는, 치수가 φ20×5㎜인 60 HRC로 조질한 JIS-SKD11 상당 강재의 기재를 사용하였다.A substrate of JIS-SKD11 equivalent steel material which was tempered at 60 HRC with dimensions of? 20 × 5 mm was used for evaluation of the peeling state of the formed DLC film and evaluation of the weldability.

또한, 형성된 DLC 피막의 나노인덴테이션 경도, 피막 분석, 파단면에 의한 막 두께를 측정하기 위한 기재에는, 코발트 함유량이 10질량%인 탄화텅스텐(WC-10질량%Co)으로 이루어지는 초경합금제의 기재(치수: 4㎜×8㎜×25㎜, 평균 입도: 0.8㎛, 경도: 91.2HRA)를 사용하였다.The substrate for measuring the nanoindentation hardness of the formed DLC coating film, the coating film analysis and the film thickness by the fracture surface was made of cemented carbide made of tungsten carbide (WC-10 mass% Co) having a cobalt content of 10 mass% Substrate (dimensions: 4 mm x 8 mm x 25 mm, average particle size: 0.8 m, hardness: 91.2HRA) was used.

또한, 형성된 DLC 피막의 스크래치 시험 및 로크웰 경도 시험기에 의한 밀착성을 평가하기 위한 기재에는, 치수가 21㎜×17㎜×2㎜인 JIS-SKH51 상당 강재의 기재를 사용하였다.A substrate of JIS-SKH51 equivalent steel having a size of 21 mm x 17 mm x 2 mm was used as a substrate for evaluating the scratch test of the formed DLC coating and the adhesion by the Rockwell hardness tester.

상기한 어느 기재도, DLC 피막을 형성하기 전에, 산술 평균 조도 Ra(JIS-B-0601-2001에 준거)가 0.01㎛ 이하, 최대 높이 조도 Rz(JIS-B-0601-2001에 준거)가 0.07㎛ 이하인 표면 조도를 갖도록 연마하였다. 그리고, 연마 후, 탈지 세정하여, 챔버 내의 기재 홀더에 고정하였다. 각 기재에 대해서는, DLC 피막을 이하의 조건으로 형성하였다.In any of the above-mentioned inventions, before forming the DLC film, the arithmetic mean roughness Ra (in accordance with JIS-B-0601-2001) is 0.01 占 퐉 or less and the maximum height roughness Rz (in accordance with JIS-B-0601-2001) Mu m or less. Then, after polishing, degreasing and cleaning were performed and fixed to the substrate holder in the chamber. For each substrate, a DLC coating was formed under the following conditions.

<본 발명예 1><Inventive Example 1>

로 내(진공 챔버)를 5×10-3Pa까지 진공 배기를 행하고, 가열용 히터에 의해 기재를 150℃ 부근으로 가열하여 90분간 유지하였다. 그 후, 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압을 -2000V로 하고, 아르곤 가스에 5질량%의 수소 가스를 함유한 혼합 가스에 의한 가스 봄바드먼트 처리를 90분 실시하였다. 혼합 가스의 유량은 50sccm∼100sccm으로 하였다.(Vacuum chamber) was evacuated to 5 x 10 &lt; -3 &gt; Pa. The substrate was heated to about 150 DEG C by a heating heater and held for 90 minutes. Thereafter, the negative bias voltage to be applied to the substrate was set to -2000 V, and a gas spring treatment with a mixed gas containing 5% by mass of hydrogen gas in argon gas was performed for 90 minutes. The flow rate of the mixed gas was set to 50 sccm to 100 sccm.

가스 봄바드먼트 처리 후, 로 내에 질소 가스를 도입하고, 기재에 -150V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도를 100℃ 이하로 하였다. 그리고, 이하와 같이 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 40A로부터 90A로 단계적으로 증가시키고, 질소 가스의 유량을 20sccm으로부터 0으로 단계적으로 감소시켜 DLC 피막을 형성하였다.After gas bombardment treatment, nitrogen gas was introduced into the furnace, and a bias voltage of -150 V was applied to the substrate to set the substrate temperature at 100 캜 or lower. Then, the current injected into the graphite target was gradually increased from 40 A to 90 A, and the flow rate of the nitrogen gas was gradually decreased from 20 sccm to zero to form a DLC film as follows.

먼저, 로 내에 도입하는 질소 가스의 유량을 20sccm으로 하고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 40A로 하여 DLC 피막을 약 30분간 형성하였다.First, a flow rate of nitrogen gas introduced into the furnace was set to 20 sccm, and a current to be supplied to the graphite target was set to 40 A to form a DLC film for about 30 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 10sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 50A로 증가시켜, DLC 피막을 약 30분간 형성하였다.Subsequently, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 10 sccm, and the current applied to the graphite target was increased to 50 A to form a DLC coating film for about 30 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 5sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 60A로 증가시켜, DLC 피막을 약 40분간 형성하였다.Subsequently, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 5 sccm, the current applied to the graphite target was increased to 60 A, and the DLC film was formed for about 40 minutes.

이어서, 질소 가스의 도입을 멈추고, 로 내 압력을 5×10-3Pa 이하로 하고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 70A로 증가시켜, DLC 피막을 약 40분간 형성하였다.Subsequently, introduction of nitrogen gas was stopped, the furnace pressure was set to 5 × 10 -3 Pa or less, the current applied to the graphite target was increased to 70 A, and the DLC film was formed for about 40 minutes.

이어서, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 80A로 증가시켜, DLC 피막을 약 40분간 형성하였다.Subsequently, the current injected into the graphite target was increased to 80 A, and the DLC coating was formed for about 40 minutes.

이어서, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 90A로 증가시켜, DLC 피막을 약 60분간 형성하였다.Subsequently, the current injected into the graphite target was increased to 90 A, and the DLC coating was formed for about 60 minutes.

<본 발명예 2><Inventive Example 2>

가스 봄바드먼트 처리는 본 발명예 1과 마찬가지로 행하였다. 가스 봄바드먼트 처리 후, 로 내에 질소 가스를 도입하고, 기재에는 -150V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도를 100℃ 이하로 하였다. 그리고, 이하와 같이 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 35A로부터 95A로 단계적으로 증가시키고, 질소 가스의 유량을 25sccm으로부터 0으로 단계적으로 감소시켜 DLC 피막을 형성하였다.The gas spring boding treatment was performed in the same manner as in the first embodiment. After gas bombardment treatment, nitrogen gas was introduced into the furnace, and a base voltage of -150 V was applied to the substrate to set the substrate temperature at 100 캜 or lower. Then, the current injected into the graphite target was gradually increased from 35 A to 95 A as follows, and the flow rate of the nitrogen gas was gradually decreased from 25 sccm to zero to form a DLC film.

먼저, 로 내에 도입하는 질소 가스의 유량을 25sccm으로 하고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 35A로 하여 DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.First, a flow rate of nitrogen gas introduced into the furnace was set to 25 sccm, and a current to be supplied to the graphite target was set to 35 A to form a DLC coating film for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 20sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 40A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 20 sccm, the current applied to the graphite target was increased to 40 A, and the DLC coating was formed for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 15sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 45A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Then, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 15 sccm, the current applied to the graphite target was increased to 45 A, and the DLC film was formed for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 10sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 50A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Then, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 10 sccm, the current applied to the graphite target was increased to 50 A, and the DLC coating was formed for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 7sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 55A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 7 sccm, and the current applied to the graphite target was increased to 55 A to form the DLC coating film for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 5sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 60A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 5 sccm, and the current applied to the graphite target was increased to 60 A to form the DLC coating film for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 도입을 멈추고, 로 내 압력을 5×10-3Pa 이하로 하고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 65A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the introduction of nitrogen gas was stopped, the furnace pressure was set to 5 × 10 -3 Pa or less, the current applied to the graphite target was increased to 65 A, and the DLC film was formed for about 20 minutes.

이어서, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 70A, 75A, 80A, 85A, 90A로 단계적으로 증가시켜, 각 전류값에 있어서 약 20분간씩 DLC 피막을 형성하였다.Subsequently, the current injected into the graphite target was gradually increased to 70A, 75A, 80A, 85A, and 90A, and DLC coatings were formed for about 20 minutes at each current value.

<본 발명예 3><Inventive Example 3>

가스 봄바드먼트 처리는 본 발명예 1과 마찬가지로 행하였다. 가스 봄바드먼트 처리 후, 로 내에 질소 가스를 도입하고, 기재에 -150V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도를 100℃ 이하로 하였다. 그리고, 이하와 같이 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 30A로부터 95A로 단계적으로 증가시키고, 질소 가스의 유량을 20sccm으로부터 0으로 단계적으로 감소시켜 DLC 피막을 형성하였다.The gas spring boding treatment was performed in the same manner as in the first embodiment. After gas bombardment treatment, nitrogen gas was introduced into the furnace, and a bias voltage of -150 V was applied to the substrate to set the substrate temperature at 100 캜 or lower. Then, the current injected into the graphite target was gradually increased from 30 A to 95 A, and the flow rate of the nitrogen gas was gradually decreased from 20 sccm to zero to form a DLC film as follows.

먼저, 로 내에 도입하는 질소 가스의 유량을 20sccm으로 하고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 30A로 하여 DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.First, the flow rate of the nitrogen gas introduced into the furnace was set to 20 sccm, and the current applied to the graphite target was set to 30 A to form the DLC film for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 15sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 35A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 15 sccm, the current to be supplied to the graphite target was increased to 35 A, and the DLC film was formed for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 10sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 40A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 10 sccm, the current applied to the graphite target was increased to 40 A, and the DLC film was formed for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 5sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 45A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 5 sccm, and the current applied to the graphite target was increased to 45 A to form the DLC coating film for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 도입을 멈추고, 로 내 압력을 5×10-3Pa 이하로 하고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 50A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, introduction of nitrogen gas was stopped, the furnace pressure was set to 5 × 10 -3 Pa or less, the current applied to the graphite target was increased to 50 A, and the DLC film was formed for about 20 minutes.

이어서, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 55A, 60A, 65A, 70A, 75A, 80A, 85A, 90A로 단계적으로 증가시켜, 각 전류값에 있어서 약 20분간씩 DLC 피막을 형성하였다.Subsequently, the current injected into the graphite target was gradually increased to 55A, 60A, 65A, 70A, 75A, 80A, 85A and 90A to form a DLC film at each current value for about 20 minutes.

<본 발명예 4><Inventive Example 4>

가스 봄바드먼트 처리는 본 발명예 1과 마찬가지로 행하였다. 가스 봄바드먼트 처리 후, 로 내에 C2H2 가스와 질소 가스를 도입하고, 기재에 -150V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도를 100℃ 이하로 하였다. 그리고, 이하와 같이 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 35A로부터 95A로 단계적으로 증가시키고, 질소 가스의 유량을 25sccm으로부터 0으로 단계적으로 감소시켜 DLC 피막을 형성하였다.The gas spring boding treatment was performed in the same manner as in the first embodiment. After the gas-plasma bombardment treatment, C 2 H 2 gas and nitrogen gas were introduced into the furnace, and a bias voltage of -150 V was applied to the substrate to set the substrate temperature at 100 ° C or lower. Then, the current injected into the graphite target was gradually increased from 35 A to 95 A as follows, and the flow rate of the nitrogen gas was gradually decreased from 25 sccm to zero to form a DLC film.

먼저, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 35A로 하고, 로 내에 도입하는 질소 가스의 유량을 25sccm, C2H2 가스의 유량을 25sccm으로 하여, DLC 피막을 약 10분간 형성하였다.First, the DLC film was formed for about 10 minutes by setting the current to be supplied to the graphite target to 35 A, the flow rate of the nitrogen gas introduced into the furnace to be 25 sccm, and the flow rate of the C 2 H 2 gas to 25 sccm.

이어서, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 40A로 증가시키고, C2H2 가스의 유량을 20sccm, 질소 가스의 유량을 20sccm으로 감소시켜, DLC 피막을 약 10분간 형성하였다.Subsequently, the current injected into the graphite target was increased to 40 A, the flow rate of the C 2 H 2 gas was reduced to 20 sccm, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 20 sccm, and the DLC film was formed for about 10 minutes.

이어서, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 45A로 증가시키고, C2H2 가스의 유량을 15sccm, 질소 가스의 유량을 15sccm으로 감소시켜, DLC 피막을 약 10분간 형성하였다.Subsequently, the current injected into the graphite target was increased to 45 A, the flow rate of the C 2 H 2 gas was reduced to 15 sccm, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 15 sccm, and the DLC film was formed for about 10 minutes.

이어서, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 50A로 증가시키고, C2H2 가스의 유량을 10sccm, 질소 가스의 유량을 10sccm으로 감소시켜, DLC 피막을 약 10분간 형성하였다.Subsequently, the current injected into the graphite target was increased to 50 A, the flow rate of the C 2 H 2 gas was reduced to 10 sccm, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 10 sccm, and the DLC film was formed for about 10 minutes.

이어서, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 55A로 증가시키고, C2H2 가스의 유량을 7sccm, 질소 가스의 유량을 7sccm으로 감소시켜, DLC 피막을 약 10분간 형성하였다.Subsequently, the current injected into the graphite target was increased to 55 A, the flow rate of the C 2 H 2 gas was reduced to 7 sccm, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 7 sccm, and the DLC film was formed for about 10 minutes.

이어서, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 60A로 증가시키고, C2H2 가스의 유량을 5sccm, 질소 가스의 유량을 5sccm으로 감소시켜, DLC 피막을 약 10분간 형성하였다.Subsequently, the current injected into the graphite target was increased to 60 A, the flow rate of the C 2 H 2 gas was reduced to 5 sccm, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 5 sccm, and the DLC film was formed for about 10 minutes.

이어서, C2H2 가스 및 질소 가스의 도입을 멈추고, 로 내 압력을 5×10-3Pa 이하로 하고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 65A로 증가시켜, DLC 피막을 약 25분간 형성하였다.Subsequently, introduction of C 2 H 2 gas and nitrogen gas was stopped, the furnace pressure was set to 5 × 10 -3 Pa or less, the current applied to the graphite target was increased to 65 A, and the DLC film was formed for about 25 minutes.

이어서, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 70A, 75A, 80A로 단계적으로 증가시켜, 각 전류값에 있어서 약 20분간씩 DLC 피막을 형성하였다.Subsequently, the current injected into the graphite target was gradually increased to 70 A, 75 A, and 80 A, and DLC coatings were formed for about 20 minutes at each current value.

<본 발명예 5><Inventive Example 5>

가스 봄바드먼트 처리는 본 발명예 1과 마찬가지로 행하였다. 가스 봄바드먼트 처리 후, 로 내에 C2H2 가스와 질소 가스를 도입하고, 기재에 -150V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도를 100℃ 이하로 하였다. 그리고, 이하와 같이 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 50A로부터 80A로 단계적으로 증가시키고, 질소 가스의 유량을 15sccm으로부터 0으로 단계적으로 감소시켜 DLC 피막을 형성하였다.The gas spring boding treatment was performed in the same manner as in the first embodiment. After the gas-plasma bombardment treatment, C 2 H 2 gas and nitrogen gas were introduced into the furnace, and a bias voltage of -150 V was applied to the substrate to set the substrate temperature at 100 ° C or lower. Then, the current injected into the graphite target was gradually increased from 50 A to 80 A, and the flow rate of the nitrogen gas was gradually decreased from 15 sccm to 0 to form a DLC film as follows.

먼저, 로 내에 도입하는 질소 가스의 유량을 15sccm, C2H2 가스의 유량을 10sccm으로 하고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 50A로 하여, DLC 피막을 약 6분간 형성하였다.First, a DLC film was formed for about 6 minutes at a flow rate of 15 sccm of the nitrogen gas introduced into the furnace, a flow rate of the C 2 H 2 gas of 10 sccm, and a current of 50 A applied to the graphite target.

이어서, C2H2 가스의 도입을 멈추고, 질소 가스의 유량을 15sccm으로 하고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 60A로 증가시켜, DLC 피막을 약 45분간 형성하였다.Subsequently, the introduction of the C 2 H 2 gas was stopped, the flow rate of the nitrogen gas was set to 15 sccm, the current applied to the graphite target was increased to 60 A, and the DLC film was formed for about 45 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 5sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 70A로 증가시켜, DLC 피막을 약 45분간 형성하였다.Then, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 5 sccm, the current applied to the graphite target was increased to 70 A, and the DLC coating was formed for about 45 minutes.

이어서, 질소 가스의 도입을 멈추고, 로 내 압력을 5×10-3Pa 이하로 하고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 80A로 증가시켜, DLC 피막을 약 100분간 형성하였다.Subsequently, introduction of the nitrogen gas was stopped, the internal pressure was set to 5 × 10 -3 Pa or less, the current applied to the graphite target was increased to 80 A, and the DLC film was formed for about 100 minutes.

<본 발명예 6>&Lt; Example 6 >

가스 봄바드먼트 처리는 본 발명예 1과 마찬가지로 행하였다. 가스 봄바드먼트 처리 후, 로 내에 질소 가스를 도입하고, 기재에는 -150V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도를 100℃ 이하로 하였다. 그리고, 이하와 같이 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 25A로부터 95A로 단계적으로 증가시키고, 질소 가스의 유량을 15sccm으로부터 0으로 단계적으로 감소시켜 DLC 피막을 형성하였다.The gas spring boding treatment was performed in the same manner as in the first embodiment. After gas bombardment treatment, nitrogen gas was introduced into the furnace, and a base voltage of -150 V was applied to the substrate to set the substrate temperature at 100 캜 or lower. Then, the current injected into the graphite target was gradually increased from 25 A to 95 A, and the flow rate of the nitrogen gas was gradually decreased from 15 sccm to zero to form a DLC film as follows.

먼저, 로 내에 도입하는 질소 가스의 유량을 15sccm으로 하고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 25A로 하여 DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.First, a flow rate of nitrogen gas introduced into the furnace was set to 15 sccm, and a current to be supplied to the graphite target was set to 25 A to form a DLC coating film for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 10sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 30A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 10 sccm, the current applied to the graphite target was increased to 30 A, and the DLC coating was formed for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 5sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 35A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Then, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 5 sccm, and the current applied to the graphite target was increased to 35 A to form the DLC coating film for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 도입을 멈추고, 로 내 압력을 5×10-3Pa 이하로 하고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 40A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the introduction of nitrogen gas was stopped, the pressure inside the furnace was set to 5 × 10 -3 Pa or less, the current applied to the graphite target was increased to 40 A, and the DLC film was formed for about 20 minutes.

이어서, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 45A, 50A, 55A, 60A, 65A, 70A, 75A, 80A, 85A, 90A, 95A로 단계적으로 증가시켜, 각 전류값에 있어서 약 20분간씩 DLC 피막을 형성하였다.Subsequently, the current injected into the graphite target was stepwise increased to 45A, 50A, 55A, 60A, 65A, 70A, 75A, 80A, 85A, 90A and 95A to form a DLC film in each current value for about 20 minutes .

<본 발명예 7>&Lt; Inventive Example 7 >

가스 봄바드먼트 처리는, 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압을 -2000V로 하고, 아르곤 가스에 10질량%의 수소 가스를 함유한 혼합 가스에 의한 가스 봄바드먼트 처리를 90분 실시하였다. 가스 봄바드먼트 처리 후, 로 내에 질소 가스를 도입하고, 기재에는 -150V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도를 100℃ 이하로 하였다. 그리고, 이하와 같이 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 35A로부터 95A로 단계적으로 증가시키고, 질소 가스의 유량을 25sccm으로부터 0으로 단계적으로 감소시켜 DLC 피막을 형성하였다.The gas-plasma bombardment treatment was carried out for 90 minutes by gas-bombardment treatment with a mixed gas containing 10% by mass of hydrogen gas in argon gas at a negative bias voltage of -2000 V applied to the substrate. After gas bombardment treatment, nitrogen gas was introduced into the furnace, and a base voltage of -150 V was applied to the substrate to set the substrate temperature at 100 캜 or lower. Then, the current injected into the graphite target was gradually increased from 35 A to 95 A as follows, and the flow rate of the nitrogen gas was gradually decreased from 25 sccm to zero to form a DLC film.

먼저, 로 내에 도입하는 질소 가스의 유량을 25sccm으로 하고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 35A로 하여 DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.First, a flow rate of nitrogen gas introduced into the furnace was set to 25 sccm, and a current to be supplied to the graphite target was set to 35 A to form a DLC coating film for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 20sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 40A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 20 sccm, the current applied to the graphite target was increased to 40 A, and the DLC coating was formed for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 15sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 45A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Then, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 15 sccm, the current applied to the graphite target was increased to 45 A, and the DLC film was formed for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 10sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 50A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Then, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 10 sccm, the current applied to the graphite target was increased to 50 A, and the DLC coating was formed for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 5sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 55A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 5 sccm, and the current applied to the graphite target was increased to 55 A to form the DLC coating film for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 도입을 멈추고, 로 내 압력을 5×10-3Pa 이하로 하고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 60A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the introduction of nitrogen gas was stopped, the furnace pressure was set to 5 × 10 -3 Pa or less, the current to be supplied to the graphite target was increased to 60 A, and the DLC film was formed for about 20 minutes.

이어서, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 65A, 70A, 75A, 80A, 85A, 90A, 95A로 단계적으로 증가시켜, 각 전류값에 있어서 약 20분간씩 DLC 피막을 형성하였다.Subsequently, the current injected into the graphite target was gradually increased to 65 A, 70 A, 75 A, 80 A, 85 A, 90 A, and 95 A, and a DLC film was formed at each current value for about 20 minutes.

<본 발명예 8><Inventive Example 8>

가스 봄바드먼트 처리는, 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압을 -2000V로 하고, 아르곤 가스에 20질량%의 수소 가스를 함유한 혼합 가스에 의한 가스 봄바드먼트 처리를 90분 실시하였다. 가스 봄바드먼트 처리 후, 로 내에 질소 가스를 도입하고, 기재에는 -150V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도를 100℃ 이하로 하였다. 그리고, 이하와 같이 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 35A로부터 95A로 단계적으로 증가시키고, 질소 가스의 유량을 25sccm으로부터 0으로 단계적으로 감소시켜 DLC 피막을 형성하였다.The gas-plasma bombardment treatment was carried out for 90 minutes by gas sputtering with a mixed gas containing 20% by mass of hydrogen gas in argon gas at a negative bias voltage of -2000 V applied to the substrate. After gas bombardment treatment, nitrogen gas was introduced into the furnace, and a base voltage of -150 V was applied to the substrate to set the substrate temperature at 100 캜 or lower. Then, the current injected into the graphite target was gradually increased from 35 A to 95 A as follows, and the flow rate of the nitrogen gas was gradually decreased from 25 sccm to zero to form a DLC film.

먼저, 로 내에 도입하는 질소 가스의 유량을 25sccm으로 하고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 35A로 하여 DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.First, a flow rate of nitrogen gas introduced into the furnace was set to 25 sccm, and a current to be supplied to the graphite target was set to 35 A to form a DLC coating film for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 20sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 40A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 20 sccm, the current applied to the graphite target was increased to 40 A, and the DLC coating was formed for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 15sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 45A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Then, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 15 sccm, the current applied to the graphite target was increased to 45 A, and the DLC film was formed for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 10sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 50A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Then, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 10 sccm, the current applied to the graphite target was increased to 50 A, and the DLC coating was formed for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 5sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 55A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 5 sccm, and the current applied to the graphite target was increased to 55 A to form the DLC coating film for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 도입을 멈추고, 로 내 압력을 5×10-3Pa 이하로 하고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 60A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the introduction of nitrogen gas was stopped, the furnace pressure was set to 5 × 10 -3 Pa or less, the current to be supplied to the graphite target was increased to 60 A, and the DLC film was formed for about 20 minutes.

이어서, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 65A, 70A, 75A, 80A, 85A, 90A, 95A로 단계적으로 증가시켜, 각 전류값에 있어서 약 20분간씩 DLC 피막을 형성하였다.Subsequently, the current injected into the graphite target was gradually increased to 65 A, 70 A, 75 A, 80 A, 85 A, 90 A, and 95 A, and a DLC film was formed at each current value for about 20 minutes.

<본 발명예 9><Inventive Example 9>

가스 봄바드먼트 처리는 본 발명예 1과 마찬가지로 행하였다. 가스 봄바드먼트 처리 후, 로 내에 질소 가스를 도입하고, 기재에 -150V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도를 100℃ 이하로 하였다. 그리고, 이하와 같이 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 35A로부터 95A로 단계적으로 증가시키고, 질소 가스의 유량을 40sccm으로부터 0으로 단계적으로 감소시켜 DLC 피막을 형성하였다.The gas spring boding treatment was performed in the same manner as in the first embodiment. After gas bombardment treatment, nitrogen gas was introduced into the furnace, and a bias voltage of -150 V was applied to the substrate to set the substrate temperature at 100 캜 or lower. Then, the current injected into the graphite target was gradually increased from 35 A to 95 A as follows, and the flow rate of the nitrogen gas was gradually decreased from 40 sccm to zero to form a DLC film.

먼저, 로 내에 도입하는 질소 가스의 유량을 40sccm으로 하고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 35A로 하여 DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.First, the flow rate of the nitrogen gas introduced into the furnace was set to 40 sccm, and the current to be supplied to the graphite target was set to 35 A to form a DLC coating film for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 30sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 40A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Then, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 30 sccm, and the current applied to the graphite target was increased to 40 A to form the DLC coating film for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 20sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 45A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 20 sccm, and the current applied to the graphite target was increased to 45 A to form a DLC coating film for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 10sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 50A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Then, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 10 sccm, the current applied to the graphite target was increased to 50 A, and the DLC coating was formed for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 5sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 55A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 5 sccm, and the current applied to the graphite target was increased to 55 A to form the DLC coating film for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 도입을 멈추고, 로 내 압력을 5×10-3Pa 이하로 하고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 60A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the introduction of nitrogen gas was stopped, the furnace pressure was set to 5 × 10 -3 Pa or less, the current to be supplied to the graphite target was increased to 60 A, and the DLC film was formed for about 20 minutes.

이어서, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 65A, 70A, 75A, 80A, 85A, 90A, 95A로 단계적으로 증가시켜, 각 전류값에 있어서 약 20분간씩 DLC 피막을 형성하였다.Subsequently, the current injected into the graphite target was gradually increased to 65 A, 70 A, 75 A, 80 A, 85 A, 90 A, and 95 A, and a DLC film was formed at each current value for about 20 minutes.

<본 발명예 10><Inventive Example 10>

가스 봄바드먼트 처리는 본 발명예 1과 마찬가지로 행하였다. 가스 봄바드먼트 처리 후, 로 내에 질소 가스를 도입하고, 기재에 -350V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도를 100℃ 이하로 하였다. 그리고, 이하와 같이 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 35A로부터 95A로 단계적으로 증가시켜, 질소 가스의 유량을 25sccm으로부터 0으로 단계적으로 감소시켜 DLC 피막을 형성하였다.The gas spring boding treatment was performed in the same manner as in the first embodiment. After gas bombardment treatment, nitrogen gas was introduced into the furnace, and a bias voltage of -350 V was applied to the substrate to set the substrate temperature at 100 占 폚 or lower. Then, the current injected into the graphite target was gradually increased from 35 A to 95 A as follows, and the flow rate of the nitrogen gas was gradually decreased from 25 sccm to zero to form a DLC film.

먼저, 로 내에 도입하는 질소 가스의 유량을 25sccm으로 하고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 35A로 하여 DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.First, a flow rate of nitrogen gas introduced into the furnace was set to 25 sccm, and a current to be supplied to the graphite target was set to 35 A to form a DLC coating film for about 20 minutes.

이어서, 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압을 -300V로 하고, 질소 가스의 유량을 20sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 40A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the negative bias voltage applied to the substrate was set to -300 V, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 20 sccm, and the current applied to the graphite target was increased to 40 A to form the DLC coating film for about 20 minutes.

이어서, 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압을 -250V로 하고, 질소 가스의 유량을 15sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 45A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the negative bias voltage applied to the substrate was set to -250 V, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 15 sccm, and the current applied to the graphite target was increased to 45 A to form the DLC coating film for about 20 minutes.

이어서, 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압을 -200V로 하고, 질소 가스의 유량을 10sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 50A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the negative bias voltage applied to the substrate was set to -200 V, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 10 sccm, and the current applied to the graphite target was increased to 50 A to form the DLC coating film for about 20 minutes.

이어서, 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압을 -150V로 하고, 질소 가스의 유량을 7sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 55A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the negative bias voltage applied to the substrate was set to -150 V, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 7 sccm, and the current applied to the graphite target was increased to 55 A to form the DLC coating film for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 5sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 60A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 5 sccm, and the current applied to the graphite target was increased to 60 A to form the DLC coating film for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 도입을 멈추고, 로 내 압력을 5×10-3Pa 이하로 하고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 65A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the introduction of nitrogen gas was stopped, the furnace pressure was set to 5 × 10 -3 Pa or less, the current applied to the graphite target was increased to 65 A, and the DLC film was formed for about 20 minutes.

이어서, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 70A, 75A, 80A, 85A, 90A, 95A로 단계적으로 증가시켜, 각 전류값에 있어서 약 20분간씩 DLC 피막을 형성하였다.Subsequently, the current injected into the graphite target was gradually increased to 70 A, 75 A, 80 A, 85 A, 90 A, and 95 A, and a DLC film was formed at each current value for about 20 minutes.

<본 발명예 11><Inventive Example 11>

가스 봄바드먼트 처리는, 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압을 -2500V로 하고, 아르곤 가스에 5질량%의 수소 가스를 함유한 혼합 가스에 의한 가스 봄바드먼트 처리를 90분 실시하였다. 가스 봄바드먼트 처리 후, 로 내에 질소 가스를 도입하고, 기재에는 -150V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도를 100℃ 이하로 하였다. 그리고, 이하와 같이 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 35A로부터 95A로 단계적으로 증가시키고, 질소 가스의 유량을 25sccm으로부터 0으로 단계적으로 감소시켜 DLC 피막을 형성하였다.The gas-plasma bombardment treatment was carried out for 90 minutes by gas-bombardment treatment with a mixed gas containing 5% by mass of hydrogen gas in argon gas at a negative bias voltage of -2500 V applied to the substrate. After gas bombardment treatment, nitrogen gas was introduced into the furnace, and a base voltage of -150 V was applied to the substrate to set the substrate temperature to 100 캜 or lower. Then, the current injected into the graphite target was gradually increased from 35 A to 95 A as follows, and the flow rate of the nitrogen gas was gradually decreased from 25 sccm to zero to form a DLC film.

먼저, 로 내에 도입하는 질소 가스의 유량을 25sccm으로 하고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 35A로 하여 DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.First, a flow rate of nitrogen gas introduced into the furnace was set to 25 sccm, and a current to be supplied to the graphite target was set to 35 A to form a DLC coating film for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 20sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 40A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 20 sccm, the current applied to the graphite target was increased to 40 A, and the DLC coating was formed for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 15sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 45A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Then, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 15 sccm, the current applied to the graphite target was increased to 45 A, and the DLC film was formed for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 10sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 50A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Then, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 10 sccm, the current applied to the graphite target was increased to 50 A, and the DLC coating was formed for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 7sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 55A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 7 sccm, and the current applied to the graphite target was increased to 55 A to form the DLC coating film for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 5sccm으로 감소시키고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 60A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 5 sccm, and the current applied to the graphite target was increased to 60 A to form the DLC coating film for about 20 minutes.

이어서, 질소 가스의 도입을 멈추고, 로 내 압력을 5×10-3Pa 이하로 하고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 65A로 증가시켜, DLC 피막을 약 20분간 형성하였다.Subsequently, the introduction of nitrogen gas was stopped, the furnace pressure was set to 5 × 10 -3 Pa or less, the current applied to the graphite target was increased to 65 A, and the DLC film was formed for about 20 minutes.

이어서, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 70A, 75A, 80A, 85A, 90A, 95A로 단계적으로 증가시켜, 각 전류값에 있어서 약 20분간씩 DLC 피막을 형성하였다.Subsequently, the current injected into the graphite target was gradually increased to 70 A, 75 A, 80 A, 85 A, 90 A, and 95 A, and a DLC film was formed at each current value for about 20 minutes.

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

가스 봄바드먼트 처리까지는, 실시예 1과 마찬가지로 행하였다. 가스 봄바드먼트 처리 후, 로 내에 질소 가스를 도입하고, 기재에 -150V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도를 100℃ 이하로 하였다. 그리고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 50A로 하고, 질소 가스의 유량을 10sccm으로부터 0으로 단계적으로 감소시켜 DLC 피막을 형성하였다.The steps up to the gas spring-wetting treatment were carried out in the same manner as in Example 1. After gas bombardment treatment, nitrogen gas was introduced into the furnace, and a bias voltage of -150 V was applied to the substrate to set the substrate temperature at 100 캜 or lower. The flow rate of the nitrogen gas was gradually decreased from 10 sccm to 0 to form a DLC film, with the current injected into the graphite target being 50A.

먼저, 로 내에 도입하는 질소 가스의 유량을 10sccm으로 하여, DLC 피막을 약 10분간 형성하였다.First, the flow rate of the nitrogen gas introduced into the furnace was set to 10 sccm, and the DLC film was formed for about 10 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 5sccm으로 감소시켜, DLC 피막을 약 10분간 형성하였다.Subsequently, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 5 sccm, and the DLC film was formed for about 10 minutes.

이어서, 질소 가스의 도입을 멈추고, 로 내 압력을 5×10-3Pa 이하로 하여, DLC 피막을 30분간 형성하였다.Subsequently, introduction of the nitrogen gas was stopped, the pressure inside the furnace was set to 5 x 10 &lt; -3 &gt; Pa or less, and the DLC film was formed for 30 minutes.

<비교예 2>&Lt; Comparative Example 2 &

가스 봄바드먼트 처리까지는, 실시예 1과 마찬가지로 행하였다. 가스 봄바드먼트 처리 후, 로 내에 질소 가스를 도입하지 않고, 기재에 -150V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도를 100℃ 이하로 하였다. 그리고, 로 내 압력을 5×10-3Pa 이하로 하고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 50A로 하여, DLC 피막을 약 50분간 형성하였다.The steps up to the gas spring-wetting treatment were carried out in the same manner as in Example 1. After the gas-plasma bombardment treatment, a bias voltage of -150 V was applied to the substrate without introducing nitrogen gas into the furnace to set the substrate temperature at 100 占 폚 or lower. Then, the DLC film was formed for about 50 minutes by setting the internal pressure to 5 × 10 -3 Pa or less and the current to be applied to the graphite target to be 50 A.

<비교예 3>&Lt; Comparative Example 3 &

가스 봄바드먼트 처리는, 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압을 -2000V로 하고, 아르곤 가스에 의한 가스 봄바드먼트 처리를 90분 실시하였다.In the gas-plasma-bombardment treatment, the negative bias voltage applied to the substrate was -2000 V, and the gas-plasma bombardment treatment with argon gas was performed for 90 minutes.

가스 봄바드먼트 처리 후, 로 내에 질소 가스를 도입하고, 기재에 -150V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도를 100℃ 이하로 하였다. 그리고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 50A로 하고, 질소 가스의 유량을 10sccm으로부터 0으로 단계적으로 감소시켜 DLC 피막을 형성하였다.After gas bombardment treatment, nitrogen gas was introduced into the furnace, and a bias voltage of -150 V was applied to the substrate to set the substrate temperature at 100 캜 or lower. The flow rate of the nitrogen gas was gradually decreased from 10 sccm to 0 to form a DLC film, with the current injected into the graphite target being 50A.

먼저, 로 내에 도입하는 질소 가스의 유량을 10sccm으로 하고, DLC 피막을 약 10분간 형성하였다.First, the flow rate of the nitrogen gas introduced into the furnace was set to 10 sccm, and the DLC film was formed for about 10 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 5sccm으로 감소시켜, DLC 피막을 약 10분간 형성하였다.Subsequently, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 5 sccm, and the DLC film was formed for about 10 minutes.

이어서, 질소 가스의 도입을 멈추고, 로 내 압력을 5×10-3Pa 이하로 하여, DLC 피막을 약 30분간 형성하였다.Subsequently, introduction of nitrogen gas was stopped, and the pressure inside the furnace was set to 5 x 10 &lt; -3 &gt; Pa or below to form a DLC coating film for about 30 minutes.

<비교예 4>&Lt; Comparative Example 4 &

비교예 3과 마찬가지의 조건으로 아르곤 가스만으로 가스 봄바드먼트 처리하고, 그 후, 약 3㎛의 CrN을 중간 피막으로서 형성하였다. 중간 피막의 형성 후, 질소 가스를 도입하지 않고, 기재에 -150V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도를 100℃ 이하로 하였다.And then subjected to gas-plasma bombardment with argon gas under the same conditions as in Comparative Example 3. Thereafter, CrN of about 3 m was formed as an intermediate coating film. After the formation of the intermediate coating film, a bias voltage of -150 V was applied to the substrate without introducing nitrogen gas to set the substrate temperature at 100 占 폚 or lower.

그리고, 로 내 압력을 5×10-3Pa 이하로 하고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 50A로 일정하게 하여, DLC 피막을 약 50분간 형성하였다.Then, the DLC film was formed for about 50 minutes by setting the internal pressure to 5 x 10 &lt; -3 &gt; Pa or less and the current applied to the graphite target to be constant at 50A.

<비교예 5>&Lt; Comparative Example 5 &

가스 봄바드먼트 처리까지는, 실시예 1과 마찬가지로 행하였다. 가스 봄바드먼트 처리 후, 로 내에 질소 가스를 도입하고, 기재에 -150V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도를 100℃ 이하로 하였다. 그리고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 80A로 하고, 질소 가스의 유량을 10sccm으로부터 0으로 단계적으로 감소시켜 DLC 피막을 형성하였다.The steps up to the gas spring-wetting treatment were carried out in the same manner as in Example 1. After gas bombardment treatment, nitrogen gas was introduced into the furnace, and a bias voltage of -150 V was applied to the substrate to set the substrate temperature at 100 캜 or lower. The flow rate of the nitrogen gas was gradually decreased from 10 sccm to 0 to form a DLC film, with the current injected into the graphite target being 80A.

먼저, 로 내에 도입하는 질소 가스의 유량을 10sccm으로 하여, DLC 피막을 약 25분간 형성하였다.First, the flow rate of the nitrogen gas introduced into the furnace was set to 10 sccm, and the DLC film was formed for about 25 minutes.

이어서, 질소 가스의 유량을 5sccm으로 감소시켜, DLC 피막을 약 25분간 형성하였다.Then, the flow rate of the nitrogen gas was reduced to 5 sccm, and the DLC film was formed for about 25 minutes.

이어서, 질소 가스의 도입을 멈추고, 로 내 압력을 5×10-3Pa 이하로 하여, DLC 피막을 70분간 형성하였다.Subsequently, the introduction of nitrogen gas was stopped, the pressure inside the furnace was set to 5 × 10 -3 Pa or less, and the DLC coating film was formed for 70 minutes.

<비교예 6>&Lt; Comparative Example 6 >

가스 봄바드먼트 처리는, 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압을 -1300V로 하고, 아르곤 가스에 5질량%의 수소 가스를 함유한 혼합 가스에 의한 가스 봄바드먼트 처리를 90분 실시하였다. 가스 봄바드먼트 처리 후, 기재에는 -150V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도를 100℃ 이하로 하였다. 그리고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 50A로 하여, DLC 피막을 약 50분간 형성하였다.The gas-plasma bombardment treatment was carried out for 90 minutes by gas-bombardment treatment with a mixed gas containing 5% by mass of hydrogen gas in argon gas at a negative bias voltage of -1300 V applied to the substrate. After the gas-plasma bombardment treatment, a bias voltage of -150 V was applied to the substrate to set the substrate temperature at 100 캜 or lower. The current to be applied to the graphite target was 50 A, and the DLC coating was formed for about 50 minutes.

<비교예 7>&Lt; Comparative Example 7 &

가스 봄바드먼트 처리는, 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압을 -1000V로 하고, 아르곤 가스에 5질량%의 수소 가스를 함유한 혼합 가스에 의한 가스 봄바드먼트 처리를 90분 실시하였다. 가스 봄바드먼트 처리 후, 기재에는 -150V의 바이어스 전압을 인가하여, 기재 온도를 100℃ 이하로 하였다. 그리고, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 50A로 하여, DLC 피막을 약 50분간 형성하였다.The gas-plasma bombardment treatment was carried out for 90 minutes by gas sputtering with a mixed gas containing 5% by mass of hydrogen gas in argon gas at a negative bias voltage of -1000 V applied to the substrate. After the gas-plasma bombardment treatment, a bias voltage of -150 V was applied to the substrate to set the substrate temperature at 100 캜 or lower. The current to be applied to the graphite target was 50 A, and the DLC coating was formed for about 50 minutes.

또한, 상술한 어느 시료도, 기재의 온도가 200℃ 이하로 되도록 성막과 냉각을 반복하면서 DLC 피막을 형성하였다.In all of the samples described above, the DLC film was formed while repeating the film formation and the cooling so that the temperature of the substrate became 200 DEG C or lower.

DLC 피막을 형성한 각 시료에 대해, 경도 측정, 표면 조도 측정, 밀착성 평가, 용착성 평가를 행하였다. 이하, 그 측정 조건에 대해 설명한다.Hardness, surface roughness, adhesion, and weldability were evaluated for each of the samples on which the DLC film was formed. Hereinafter, the measurement conditions will be described.

<측정 및 평가><Measurement and Evaluation>

- 나노인덴테이션 경도의 측정-- Measurement of hardness of nanoindentation -

가부시키가이샤 엘리오닉스 제조의 나노인덴테이션 장치를 사용하여, 피막 표면의 경도를 측정하였다. 압입 하중 9.8mN, 최대 하중 유지 시간 1초, 하중 부하 후의 제거 속도 0.49mN/초의 측정 조건으로 10점 측정하고, 값이 큰 2점과 값이 작은 2점을 제외하고 6점의 평균값으로부터 구하였다. 표준 시료인 용융 석영의 경도가 15㎬, CVD 다이아몬드 피막의 경도가 100㎬인 것을 확인하였다.The hardness of the coating surface was measured using a nanoindentation device manufactured by Elionics. 10 points were measured under the measurement conditions of the indentation load of 9.8 mN, the maximum load holding time of 1 second, and the removal rate after load loading of 0.49 mN / sec, and from the average of 6 points except for two points with large values and two points with small values . It was confirmed that the hardness of the fused quartz as a standard sample was 15 ㎬ and the hardness of the CVD diamond coating was 100..

-표면 조도의 측정-- Measurement of surface roughness -

가부시키가이샤 도쿄 세이미쯔 제조의 접촉식 면 조도 측정기 SURFCOM480A를 사용하여, JIS-B-0601-2001에 따라서, 산술 평균 조도 Ra와 최대 높이 조도 Rz를 측정하였다. 측정 조건은, 평가 길이: 4.0㎜, 측정 속도: 0.3㎜/s, 컷오프값: 0.8㎜로 하였다.The arithmetic average roughness Ra and the maximum height roughness Rz were measured in accordance with JIS-B-0601-2001 by using a contact surface roughness meter SURFCOM480A manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd. The measurement conditions were an evaluation length of 4.0 mm, a measurement speed of 0.3 mm / s, and a cut-off value of 0.8 mm.

- 밀착성의 평가-- Evaluation of adhesion -

형성된 DLC 피막 표면을, 가부시키가이샤 미쯔토요 제조의 광학 현미경을 사용하여 약 800배의 배율로 관찰하여 박리 상황을 평가하였다. DLC 피막의 표면 박리의 평가 기준은 이하와 같이 하였다.The surface of the formed DLC coating film was observed at a magnification of about 800 times using an optical microscope manufactured by Mitsutoyo Corporation to evaluate the peeling state. The evaluation criteria of the surface peeling of the DLC coating were as follows.

<표면 박리의 평가 기준><Evaluation Criteria of Surface Peel>

A: 표면 박리 없음A: No surface peeling

B: 미소 박리 있음B: Smear is peeled

C: 조대 박리 있음C: In coarse peeling

CSM사 제조 스크래치 시험기(REVETEST)를 사용하여 박리 하중(스크래치 하중)을 측정하였다. 측정 조건은, 측정 하중: 0∼100N, 하중 속도: 99.25N/min, 스크래치 속도: 10㎜/min, 스크래치 거리: 10㎜, AE 감도: 5, 압자: 로크웰, 다이아몬드, 선단 반경: 200㎛, 하드웨어 설정: Fn 콘택트 0.9N, Fn 속도: 5N/s, Fn 제거 속도: 10N/s, 어프로치 속도: 2%/s로 하였다. 스크래치 흔적 저부의 기재가 완전히 노출되었을 때의 하중을 평가하였다.The peel load (scratch load) was measured using a scratch tester (REVETEST) manufactured by CSM. The measurement conditions were as follows: measurement load: 0 to 100 N, load rate: 99.25 N / min, scratch speed: 10 mm / min, scratch distance: 10 mm, AE sensitivity: 5, indenter: Rockwell, diamond, Hardware setting: Fn contact 0.9N, Fn speed: 5N / s, Fn removal speed: 10N / s, and approach speed: 2% / s. The load at the time when the base material of the scratch trace bottom was completely exposed was evaluated.

로크웰 경도 시험기(미쯔토요 제조 AR-10)로 C 스케일의 다이아몬드 압자를 사용하여 각 시료의 DLC 피막에 압흔을 부여하였다. 그리고, 가부시키가이샤 미쯔토요 제조의 광학 현미경을 사용하여 약 800배의 배율로 관찰하여, 압흔 주변의 피막의 박리 상황을 평가하였다. 로크웰 경도(HRC) 압흔 시험에 의한 밀착성의 평가 기준은 이하와 같이 하였다.A C-scale diamond indenter was used with a Rockwell hardness tester (AR-10 manufactured by Mitsutoyo) to impregnate the DLC film of each sample. Then, the film was observed at a magnification of about 800 times using an optical microscope manufactured by Mitsutoyo Corporation, and the peeling state of the film around the indentation was evaluated. Rockwell hardness (HRC) Evaluation criteria of the adhesion by the indentation test were as follows.

<HRC 압흔 시험의 평가 기준(HRC 밀착성)><Evaluation Criteria of HRC Indentation Test (HRC Adhesion)>

A: 박리 없음 또는 원 상당 직경이 5㎛ 미만인 박리A: No peeling or peeling with a circle-equivalent diameter of less than 5 占 퐉

B: 미소 박리 있음(원 상당 직경이 5㎛ 이상 10㎛ 미만인 박리)B: Smear peeling (peeling with a circle-equivalent diameter of 5 탆 or more and less than 10 탆)

C: 조대 박리 있음(원 상당 직경이 10㎛ 이상인 박리)C: coarse peeling (peeling with a circle equivalent diameter of 10 탆 or more)

-용착성의 시험-- Test of weldability -

용착성을 평가하기 위해, 볼 온 디스크 시험기(CSM Instruments사 제조Tribometer)를 사용하였다. DLC 피막을 형성한 기재에 알루미늄 A5052 구(직경 6㎜)를 5N의 하중으로 압박하면서, 원반상 시험편을 100㎜/초의 속도로 회전시켰다. 시험 거리는 100m로 하였다.In order to evaluate the weldability, a ball-on-disk tester (Tribometer manufactured by CSM Instruments) was used. The circular disk-shaped test piece was rotated at a speed of 100 mm / sec while pressing a 5 A load of aluminum A5052 sphere (diameter 6 mm) onto the base material on which the DLC film was formed. The test distance was set at 100 m.

Figure pat00001
Figure pat00001

표 1에 제조 조건과 평가 결과를 정리한다. 본 발명예 1∼11은, 피막 경도가 높은 막 두께가 1.0㎛ 이상인 DLC 피막이고, 표면 박리 및 HRC 압흔 시험의 평가에 있어서 피막 박리가 거의 없고, 또한 스크래치 하중도 50N 이상으로, 어느 평가에 있어서도 우수한 밀착성을 갖고 있다. 또한, 용착 시험에 있어서도 용착이나 피막 박리가 발생하지 않는 것을 확인하였다. 또한, 본 발명예 1∼11은, 성막 중의 아크 방전이 안정되어 있어, 안정된 성막을 계속적으로 실시하는 것이 가능했다.Table 1 summarizes the manufacturing conditions and evaluation results. Examples 1 to 11 of the present invention are DLC films having a high film hardness of 1.0 탆 or more and have almost no peel-off in the evaluation of the surface delamination and the HRC indentation test, and the scratch load is 50 N or more, And has excellent adhesion. Further, it was confirmed that neither deposition nor film peeling occurred in the welding test. In Inventive Examples 1 to 11, since arc discharge during film formation was stable, it was possible to continuously perform stable film formation.

본 발명예에서 피복한 DLC 피막의 단면 관찰 사진의 대표예로서, 도 1에 본 발명예 4에서 피복한 DLC 피막의 단면 관찰 사진의 일례를 나타낸다. 도 1에 있어서, 평활하고 드롭렛을 함유하고 있지 않은 DLC 피막이 약 3.0㎛로 피복되어 있는 것이 확인된다. 이와 같이, 본 발명예의 제조 방법을 적용함으로써, 우수한 밀착성을 갖는, 후막이고, 고경도이고, 피막 결함이 적은 DLC 피막을 피복할 수 있어, 내구성이 우수한 피복 공구를 안정적으로 제조할 수 있다.FIG. 1 shows an example of a photograph of a cross-sectional observation of a DLC coating film coated in Inventive Example 4, as a typical example of a cross-sectional observation photograph of a DLC coating film coated in the present invention. In Fig. 1, it is confirmed that the DLC film which is smooth and does not contain droplets is coated with about 3.0 mu m. As described above, by applying the manufacturing method of the present invention, it is possible to coat a DLC film having excellent adhesion, a thick film, a high hardness, and a small coating defect, thereby stably producing a coated tool having excellent durability.

비교예 1은, 본 발명예와 마찬가지로 밀착성 및 용착성이 우수한 DLC 피막이었다. 단, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류가 일정하므로 아크 방전이 불안정해져, 이 이상의 후막 DLC 피막을 피복하는 것은 곤란하였다.Comparative Example 1 was a DLC film excellent in adhesion and weldability as in the case of the present invention. However, since the current injected into the graphite target is constant, arc discharge becomes unstable, and it is difficult to coat the above-mentioned thick film DLC coating.

비교예 2는, 질소 가스를 도입하지 않고 DLC 피막을 피복하였으므로, 본 발명예에 비해 표면 박리가 발생하기 쉬운 경향이 있었다. 또한, 용착성 평가에 있어서 용착이나 박리가 확인되었다.In Comparative Example 2, since the DLC coating was coated without introducing nitrogen gas, surface peeling tended to occur more easily than in the case of the present invention. Further, adhesion and peeling were confirmed in the evaluation of the weldability.

비교예 3은, 아르곤 가스만으로 가스 봄바드먼트 처리하였으므로, 본 발명예에 비해 밀착성이 저하되어, 용착성 평가에 있어서 용착이나 박리가 확인되었다.In Comparative Example 3, since the gas barrier rib treatment was performed with only argon gas, adhesion was lowered than in the case of the present invention, and adhesion and peeling were confirmed in the evaluation of the weldability.

비교예 4는, 아르곤 가스만으로 가스 봄바드먼트 처리한 후에, CrN의 중간 피막을 피복하였으므로, 본 발명예에 비해 밀착성이 저하되어, 용착성 평가에 있어서 용착성이나 박리가 확인되었다.In Comparative Example 4, since the intermediate film of CrN was covered with gas after the gas explosion treatment with only argon gas, the adhesion was lowered than in the case of the present invention, and the weldability and peeling were confirmed in the evaluation of the weldability.

비교예 5는, 본 발명예와 마찬가지로 밀착성 및 용착성이 우수한 DLC 피막이었다. 단, 그래파이트 타깃에 투입하는 전류가 일정하므로 아크 방전이 불안정해져, 도중에 아크 방전이 실화되어 성막이 안정되지 않았다. 또한, 본원 발명에 비해, 스크래치 하중도 저하되는 경향이 있었다.Comparative Example 5 was a DLC film excellent in adhesion and weldability as in the case of the present invention. However, since the current injected into the graphite target was constant, the arc discharge became unstable, and the arc discharge was failed on the way, so that the film formation was not stabilized. In addition, as compared with the present invention, the scratch load also tends to decrease.

비교예 6, 7은, 가스 봄바드먼트 처리를 할 때에 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압이 -1300V, -1000V였으므로, 기재 표면의 잔류 산소의 제거가 충분하지 않아, 본 발명예에 비해 밀착성이 저하되어, 용착성 평가에 있어서 용착성이나 박리가 확인되었다.In Comparative Examples 6 and 7, since the negative bias voltage applied to the substrate was -1300 V and -1000 V during the gas-plasma bombardment treatment, the removal of the residual oxygen on the substrate surface was insufficient and the adhesion was lowered And the weldability and peeling were confirmed in the evaluation of the weldability.

Claims (1)

필터드 아크 이온 플레이팅법으로 기재의 표면에 다이아몬드 라이크 카본 피막을 형성하는 피복 공구의 제조 방법이며,
로 내에 설치된 기재에 인가하는 부의 바이어스 전압을 -2500V 이상 -1500V 이하로 하고, 상기 로 내에 수소 가스를 포함하는 혼합 가스를 도입하여, 상기 기재의 표면을 가스 봄바드먼트 처리하는 제1 공정과,
상기 가스 봄바드먼트 처리 후에 상기 로 내에 질소 가스를 도입하고, 그래파이트 타깃에 전류를 투입하여 상기 기재의 표면에 다이아몬드 라이크 카본 피막을 형성하는 제2 공정을 포함하고,
상기 제2 공정에서는, 상기 질소 가스의 유량을 감소시키는 공정과, 상기 그래파이트 타깃에 투입하는 전류를 증가시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 피복 공구의 제조 방법.
A method for producing a coated tool for forming a diamond like carbon film on a surface of a base material by a filtered arc ion plating method,
A first step of introducing a mixed gas containing hydrogen gas into the furnace at a negative bias voltage of -2500 V or more and -1500 V or less applied to a substrate provided in a furnace to perform gas-
And a second step of introducing a nitrogen gas into the furnace after the gas spring bombardment treatment and applying a current to the graphite target to form a diamond like carbon film on the surface of the substrate,
And the second step includes a step of reducing the flow rate of the nitrogen gas and a step of increasing a current applied to the graphite target.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110616399B (en) * 2013-03-29 2022-05-24 日立金属株式会社 Covering tool and method for manufacturing same
KR102018423B1 (en) 2017-07-14 2019-09-05 (주)보림시스템 Method for coating ta-C on the surface of processing tools for non-ferrous materials
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Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1192934A (en) * 1997-09-17 1999-04-06 Daido Steel Co Ltd Hard carbon thick coating and its production
DE10018143C5 (en) * 2000-04-12 2012-09-06 Oerlikon Trading Ag, Trübbach DLC layer system and method and apparatus for producing such a layer system
JP2004054991A (en) * 2002-07-17 2004-02-19 Hitachi Ltd Magnetic recording medium, its manufacturing method, and magnetic storage device
EP1479946B1 (en) * 2003-05-23 2012-12-19 Nissan Motor Co., Ltd. Piston for internal combustion engine
US20070157670A1 (en) * 2005-12-30 2007-07-12 Chien-Min Sung Superhard mold face for forming ele
JP5483384B2 (en) 2007-06-01 2014-05-07 国立大学法人豊橋技術科学大学 DLC film and DLC coated mold
JP2010005744A (en) * 2008-06-27 2010-01-14 Hitachi Tool Engineering Ltd Hard carbon film-coated tool
CN103597118B (en) * 2011-06-17 2016-10-26 太阳诱电化学科技株式会社 The hard films utilizing hard films to be coated to is coated to component and manufacture method thereof
JP2013253266A (en) * 2012-06-05 2013-12-19 Shimadzu Corp Arc plasma film forming apparatus
US9863534B2 (en) * 2013-02-28 2018-01-09 Nippon Piston Ring Co., Ltd. Hard carbon coating film
CN110616399B (en) * 2013-03-29 2022-05-24 日立金属株式会社 Covering tool and method for manufacturing same

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