WO2005001153A1 - 多元系被膜の製造装置と方法および多元系被膜の被覆工具 - Google Patents

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Kazuo Kitajima
Masaru Sonobe
Norihiro Kato
Manabu Yasuoka
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    • C23C14/54—Controlling or regulating the coating process

Definitions

  • the present invention relates to a manufacturing apparatus, a manufacturing method, and a method for manufacturing a nitride, carbide, boride, oxide, or silicide having a metal component of two or more elements such as ⁇ 1 ⁇ more easily than the prior art. Further, the present invention relates to a coated tool formed with a film using the manufacturing method.
  • PVD Physical Vapor Deposition
  • the ion plating method which is a form of the PVD method and combines a part of the vacuum deposition method and the sputtering process, is used to coat metal compounds such as metal carbides, metal nitrides, and metal oxides, or composites of these. Is a surface treatment method for forming. This method is important at present, particularly as a surface coating method for sliding members and cutting tools.
  • nitrides having two or more metal components have been produced exclusively by an arc method or a sputtering method.
  • an alloy target serving as an evaporating material is expensive, and it is necessary to prepare a target having a composition according to a target film composition.
  • the inevitable unreacted metal droplets adhere and the film quality cannot be said to be good.
  • the sputtering method can form a very smooth film, but generally has a low film forming speed.
  • the melt evaporation type ion plating method (hereinafter, abbreviated as melting method) has an advantage that most of the input raw material can be evaporated and the utilization rate of the raw material metal is high. For this reason, it is particularly advantageous when a metal having a high raw material price or a metal that is difficult to process is used as a raw material. However, it has been difficult for conventional melting methods to uniformly evaporate two or more metal raw materials with significantly different melting points.
  • the composition of the obtained film depends on the difference in the melting points, and the film on the base material side becomes a film in which the ratio of the high melting point metal increases toward the surface layer where the ratio of the low melting point metal increases.
  • the composition distribution depends solely on the melting point, and it is difficult to control the composition of the film in the film thickness direction.
  • a method of mounting a plurality of evaporation sources on an ion booting apparatus has been adopted.
  • providing a plurality of evaporation sources requires the addition of a power supply device.
  • the deposition rate in the dissolution method depends on the distance and positional relationship of the evaporation source to the object to be deposited, but when multiple evaporation sources are used, the positional relationship between the object to be evaporated and the multiple evaporation sources is determined. It is difficult to make it uniform. Therefore, it is almost impossible to obtain a film having a uniform composition.
  • An object of the present invention is to provide a manufacturing apparatus, a manufacturing method, and a tool formed with a coating by using the same method for realizing such a multi-component coating.
  • an alloy containing at least two kinds of metals or intermetallic compounds is used as an evaporation raw material, and a single raw material is formed using plasma converged by an electric field or a magnetic field. Dissolve and evaporate from a crucible or hearth. At this time, the first power required to melt and evaporate the raw material is supplied, and after a predetermined time, The power that is gradually increased from the power of the above is repeatedly supplied until the required maximum power is supplied, and the unmelted portion is sequentially melted. In addition, the plasma is converged to the first plasma area necessary for evaporating the raw material, and the plasma is sequentially moved from the first plasma area in the next step. Enlarge and dissolve the unmelted parts sequentially.
  • each component of a metal having a significantly different melting point such as TiAIN, has a desired film composition distribution over the entire film thickness to obtain a good film quality. It is possible.
  • the evaporation source does not need to exactly match the target film composition. It is possible to use a raw material alloy having a metal component that is almost similar to the target film composition. In addition, since the entire raw material can be used effectively, the raw material utilization efficiency is high.
  • the coated tool according to the present invention comprises a high-speed tool steel, a die steel, a cemented carbide, a cermet or the like as a cutting tool base material, and a nitride containing a plurality of metal elements on the base material by the above-described method of the present invention. , Forms a carbide, boride, oxide or silicide coating.
  • the inventors attempted to form a TiAIN film using 50 g of a TiAl alloy as a melting raw material under the conditions for obtaining a general TiN film. At this time, the entire TiAl alloy was melted within a few minutes from the start of melting. The resulting coating had a composition in which the proportion of Ti increased as it went to the surface layer with more A1 on the base metal side. This is because A1 has a lower melting point than T-beams and preferentially evaporates the raw material, so that the first film formed necessarily has a higher proportion of A1.
  • the electric power used to dissolve the raw material is generally controlled at a substantially constant electric power that is initially selected as optimal, except at the start of melting.
  • the present inventors gradually increase this electric power at a predetermined time during melting, so that the unmelted portion starts to newly melt, and replenishes the coating with the low melting point metal contained in the unmelted portion. We inferred that we could do that, and after many experiments, we were able to prove this.
  • the electric field or the magnetic field converging the plasma is controlled to melt the unmelted portion, and the plasma region used for melting the raw material is excluding the melting region.
  • control is performed in a substantially constant plasma region which is initially selected as optimal.
  • the inventors obtain the same effect by performing plasma control that sequentially moves and expands the plasma in the plasma region and continuously moves and expands the plasma region from the first region to the largest plasma region. We inferred that we could do that, and after many experiments, we could prove this.
  • the present invention is based on such findings of the inventors.
  • the manufacturing apparatus uses an alloy containing at least two kinds of metals or intermetallic compounds as an evaporation raw material, and melts and evaporates the raw material to form a multi-component coating.
  • the manufacturing apparatus has a vacuum container 1 for accommodating a member to be coated, that is, a work 2, and a single crucible or hearth 3 provided in the container and containing a raw material 4.
  • the apparatus further supplies electric power to the crucible to cause arc discharge, and uses a HCD gun (Hollow Cathode Gun) 5 to evaporate and ionize the raw material by the heat and the plasma 7.
  • HCD gun Hollow Cathode Gun
  • a plasma control device 9 including an electromagnetic coil 8 for controlling a magnetic field for converging plasma when evaporating the raw material.
  • the manufacturing apparatus of the present embodiment has the same configuration as that of the conventional apparatus based on the melt-evaporation type ion plating method except for the power supply device 6 and the plasma control device 9, and further includes the same components as those described above. Description is omitted.
  • the power supply device 6 is a progressively increasing power supply system in which the supplied power is gradually increased and the unmelted portions of the raw material are sequentially dissolved.
  • the power supply device 6 first supplies 2000 W of electric power necessary for evaporating the raw material. After that, the equipment supplies 300W more power than the power just supplied, after a predetermined time of one minute. In this way, the power increased by 300 W is repeatedly supplied until the required maximum power reaches 8000 W, and the unmelted parts are sequentially melted.
  • the plasma control device 9 is configured to change the control of the magnetic field for converging the plasma when evaporating the raw material.
  • the plasma control device 9 converges the plasma to the first plasma region necessary for evaporating the raw material, that is, a region having a diameter of 10 mm substantially at the center of the raw material. After that, the device performs control to move and expand the plasma sequentially from the immediately preceding plasma region. In this way, the plasma moves and expands continuously until it reaches a maximum plasma region having a diameter of 40 mm, which covers almost the entire raw material, and sequentially melts the unmelted portion.
  • a TiAl alloy plate with a diameter of 40 mm with a metal component almost similar to the target film composition was used as the evaporation material.
  • This raw material was placed in a crucible (or hearth), heated and cleaned, and then melted and evaporated in an argon / nitrogen mixed atmosphere of about lPa.
  • an HCD gun was used that converged so that the plasma beam diameter on the upper surface of the molten material became about 10 mm.
  • a TiAIN coating was formed on a high-speed drill and a carbide end mill that had been previously coated with TiCN as a base.
  • Table 1 shows the results of the cutting test using the obtained high-speed drill. In this test, a high-speed drill was used for cutting to the break life.
  • Cutting method drilling, 5 cutting each
  • Film thickness is measured with a high-speed test piece (SKH51, Ra ⁇ 0.2ii m) by the calotest method (scratch mark method).
  • the hard-coated high-speed drill according to the present invention has an extremely long service life, almost double that of the conventional example. This is due to the small surface roughness, which causes almost no droplet formation in the dissolution method.
  • a multi-layer coating having a metal component having a significantly different melting point, such as TiAIN has a good film quality such that each component of a different metal has a desired coating distribution over the entire film thickness.
  • a raw material alloy having a metal component almost close to the target film composition can be used, and almost the entire material can be effectively used. Is high.
  • the coating treatment was performed on the cemented carbide insert (A30) under the conditions of Example 1, and after heating at 900 ° C for 1 hour in the air, the thickness of the oxide layer on the surface was measured. Also shown (item name: oxide thickness). Film defects such as droplets compared to the arc method (conventional example) Because the amount of oxide is small, the oxidation progresses slowly, and the thickness of the oxide layer is also reduced (the oxidation resistance is improved).
  • Example 2 Under the conditions of Example 1, a TiAIN film was coated on a carbide end mill previously coated with a TiCN film. For carbide end mills, the flank wear width at a cutting length of 40 m was measured, and the results are shown in Table 1 (item name: end mill flank wear). The cutting specifications are shown below.
  • Cut 10mm in axial direction, 0.2mm in radial direction
  • the carbide end mill showed about 10% better wear resistance than the TiAIN film formed by the arc method, and became an excellent TiAIN coating. Since the components of the coating are equivalent, it is considered that the oxidation resistance is improved by reducing the droplets.
  • the hob provided with TiAIN prepared by the melting method according to the present invention has about 30% less crater wear and about 8% less flank wear than that of TiAIN prepared by the arc method, and is extremely good. It has excellent abrasion resistance.
  • a force electric field utilizing a magnetic field may be used for controlling plasma convergence in the embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the entire configuration of an apparatus for producing a multi-layer coating according to an embodiment of the present invention.

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Abstract

　製造装置および方法は、ＴｉＡｌＮ 等の融点の大きく異なる金属成分を持つ多元系被膜を、原料利用効率が高く、膜質の良い、溶融蒸発型イオンプレーティング法により作製する。この時、原料（４）を蒸発させるに必要な電力を最初に供給し、その後、最初の電力より順次増大した電力を、必要な最大電力に至るまで繰り返して供給する。同時に、原料を蒸発させるに必要な最初の領域にプラズマ（７）を収束させるためのプラズマ制御を行い、続いて、最初のプラズマ領域より最大のプラズマ領域に至るまでプラズマを連続的に順次移動・拡大せしめるプラズマ制御を行い、原料の未溶融部位を順次溶解させる。

Description

明 細 書
多元系被膜の製造装置と方法および多元系被膜の被覆工具
技術分野
[0001] 本発明は、 ΤΪΑ1Νなどの 2元素以上の金属成分をもつ窒化物、炭化物、硼化物、 酸化物又は珪化物を従来技術よりも容易に製造することができる製造装置、製造方 法、ならびに同製造方法を用いて被膜形成した被覆工具に関する。
^景技術
[0002] 耐摩耗性、耐酸化性、耐食性あるいは外の何らかの機能を施すために製品表面を 被覆する方法として、 PVD (Physical Vapor Deposition)法が知られている。
PVD法の一形態として使用される、真空蒸着法の一部とスパッタリングプロセスを 組み合わせたイオンプレーティング法は、金属炭化物、金属窒化物、金属酸化物等 の金属化合物、又はこれらの複合物の被膜を形成する表面処理法である。この方法 は、現在では、特に摺動部材および切削工具等の表面被覆法として重要である。
[0003] 従来、 TiAIN膜などの金属成分を 2元素以上有する窒化物などは、もっぱらアーク 法もしくはスパッタリング法により製造されている。
しかし、これらの方法では、蒸発材となる合金ターゲットが高価であり、 目的の膜組 成に応じた組成のターゲットを用意する必要がある。また、電磁場やターゲット保持の 関係から、原料の全体を使用することは困難である。カロえて、アーク法においては、 不可避な未反応金属ドロップレットの付着があり、膜質がよいとは言えない。スパッタ リング法は、非常に平滑な被膜を作成できる反面、一般的に成膜速度が遅い。
[0004] これに対して、溶融蒸発型イオンプレーティング法 (以後、溶解法と略記する）は、 投入原料のほとんどを蒸発させることができ、原料金属の利用率が高いという利点が ある。このため、原料単価の高い金属や、加工が困難な金属を原料にした場合に特 に有利である。し力しながら、従来の溶解法は、融点の著しく異なる 2種類以上の金 属原料を均一に蒸発させることが困難であった。
[0005] 例えば Tiと A1のように、融点が大きく異なる 2種類以上の金属元素を従来の方法で 同一のるつぼ中で溶融させた場合、融点の低い A1が優先的に溶融蒸発し、次いで T iが蒸発する。そのため、得られる被膜の組成は融点の差に依存して、母材側の被膜 は低融点金属の割合が多ぐ表層に向かって高融点金属の割合が多い膜となる。 このように、従来の方法では、 2種類以上の金属元素で被膜形成する場合、その組 成分布はもっぱら融点に依存して、膜厚方向に対して被膜の組成を制御することは 難しい。母材側の被膜に対して高融点金属の割合を多くして、かつ、表面側の被膜 に対して低融点金属の割合を多くするとレ、う制御は、ほとんど不可能であった。
[0006] 力、かる課題を克服するため、例えば実開平 6-33956号公報（図 1)に見られるよう に、イオンブーイティング装置に複数の蒸発源を装着するなどの方法が採られてきた し力、しながら、複数の蒸発源を設けるには、電源装置の追加などが必要である。ま た、溶解法における成膜速度は被蒸着物に対する蒸発源の距離や位置関係などに 依存するが、複数の蒸発源を使用する場合、被蒸着物と複数の蒸発源との位置関 係を均一にすることは難しい。そのため、組成の均一な被膜を得ることはほとんど不 可能である。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] 従って、 TiAINなどの融点の大きく異なる金属成分を持つ多元系被膜を、異なる金 属の各成分が全膜厚にわたって所望の割合で分布するなど膜質良く形成することが 望まれる。また、 目的の膜組成に厳密に一致させる必要がなぐ 目的の膜組成にほ ぼ近い金属成分を持つ原材料合金を使用して、ほぼその全体を有効に使用できる、 原料利用効率の高レ、被膜形成が好ましレ、。
本発明は、そのような多元系被膜形成を実現する製造装置、製造方法および同方 法を用いて被膜形成した工具を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0008] 本発明による多元系被膜の製造装置および方法では、少なくとも 2種類以上の金 属もしくは金属間化合物を含む合金を蒸発原料とし、電界または磁界により収束され たプラズマを用いて原料を単一のルツボ又はハースから溶解'蒸発させる。この時、 原料を溶融'蒸発させるに必要な最初の電力を供給し、所定時間を置いて前記最初 の電力より順次増大した電力を、必要な最大の電力供給に至るまで繰り返し供給し て、未溶融部位を順次溶解させる。また、原料を蒸発させるに必要な最初のプラズマ 領域にプラズマを収束させ、次レ、で最初のプラズマ領域よりプラズマを順次移動 ·拡 大せしめて最大のプラズマ領域に至るまで連続的に順次移動 ·拡大させて、未溶融 部位を順次溶解させる。
[0009] 上記構成によると、被覆処理中に溶融部位を拡大させて、融点の低い金属を補うこ とができる。
その為、出発原料の組成と未溶融部位の溶解速度を制御することにより、 TiAIN等 の融点の大きく異なる金属の各成分が全膜厚にわたって所望の膜組成分布を持つ た膜質の良い被膜を得ることが可能である。蒸発原料は、 目的の膜組成に厳密に一 致させる必要はなぐ 目的の膜組成にほぼ近い、金属成分を持つ原材料合金を使用 すること力 Sできる。また、原料はほぼその全体を有効に使用できるので、原料利用効 率が高い。
[0010] 本発明による被膜工具は、高速度工具鋼、ダイス鋼、超硬合金およびサーメット等 を切削工具基材とし、この基材上に、上記発明方法により、複数の金属元素を含む 窒化物、炭化物、硼化物、酸化物または珪化物被膜を形成する。
このようにして、所望の膜組成分布を持つ優れた被膜を有する被覆工具を得ること ができる。
発明の実施の形態
[0011] 続いて、本発明を、実施例に基づいて詳細に説明する。先ず、本発明に至る経緯 を述べる。
発明者らは、溶解原料として 50gの TiAl合金を用いて、一般的な TiN被膜を得る 条件で、 TiAIN膜の形成を試みた。この時、 TiAl合金は、溶融開始から数分以内に 全体が溶融した。その結果得られた被膜は、母材側で A1が多ぐ表層にいくにしたが つて Tiの割合が多い組成であった。これは、 A1の方が Tはりも融点が低ぐ優先的に 溶解原料力 蒸発するためであり、最初に形成される被膜は必然的に A1の割合が多 くなる。
[0012] さらに被覆処理を継続すると、原料中の A1が枯渴して、 Tiの割合が多い被膜が最 も外側に形成された。こうして得られた被膜は、 TiN膜と比較して被膜硬度が低ぐ密 着性も悪い膜であった。
そこで、発明者らは、蒸発によって枯渴する A1を補給することを考えて、溶解原料 への A1の追加投入実験などを行ってきたが、溶融蒸発と A1補給のバランスを取ること が難しぐ満足する結果は得られなかった。
[0013] 従来技術では、原料を溶解するために使用する電力は、溶解の開始時を除いて、 最初に最適と選択されたほぼ一定の電力で制御するのが一般的である。
発明者らは、この電力を、溶解中に、所定時間を置いて段階的に増大させることで 、未溶融部位が新たに溶融し始めて、未溶融部位に含まれる低融点金属を被膜に 補充することができるのではなレ、かと推論し、幾多の実験を重ねた結果、このことを実 証できた。
[0014] さらに、従来技術では、プラズマを収束させている電界または磁界を制御して未溶 融部位を溶解することでも、原料を溶解するために使用するプラズマ領域は、溶解開 始をのぞけば、最初に最適と選択されたほぼ一定プラズマ領域で制御するのが一般 的である。
発明者らは、このプラズマ領域を、プラズマを順次移動 ·拡大せしめて、最初の領 域より最大のプラズマ領域に至るまで連続的に移動 ·拡大させるプラズマ制御を行う ことにより、同様の効果を得ることができるのではなレ、かと推論し、幾多の実験を重ね た結果、このことを実証できた。
[0015] 本発明は、このような発明者らの知見に基づいている。
本発明の実施例による製造装置は、少なくとも 2種類以上の金属もしくは金属間化 合物を含む合金を蒸発原料とし、この原料を溶解'蒸発させて、多元系被膜を形成 する。製造装置は、図 1に示すように、被覆する部材すなわちワーク 2を収容する真 空容器 1と、この容器内に設けた、原料 4を入れる単一のルツボないしハース 3とを有 する。装置にはさらに、ルツボへ電力を供給してアーク放電を行わせ、その熱とブラ ズマ 7により原料を蒸発ィ匕 'イオン化するための、 HCDガン（Hollow Cathode Gun : ホロ一陰極ガン） 5を含む電力供給装置 6と、原料を蒸発させる際にプラズマを収束さ せる磁界を制御する電磁コイル 8を含んだプラズマ制御装置 9とが設けられている。 [0016] 本実施例の製造装置は、電力供給装置 6とプラズマ制御装置 9を除いて、溶融蒸 発型イオンプレーティング法による従来装置と同様な構成でよぐ同様な構成部分は これ以上の説明を省略する。
電力供給装置 6は、供給する電力を次第に増大させて、原料の未溶融部位を順次 に溶解させる順次増大電力供給方式である。
本実施例では、電力供給装置 6は、原料を蒸発させるに必要な 2000Wの電力を 最初に供給する。装置はその後、直前に供給した電力より 300W増大した電力を、 1 分の所定時間を置いて供給する。こうして、 300Wずつ増大した電力が、必要な最大 電力 8000Wに至るまで繰り返して供給され、未溶融部位を順次溶解させる。
[0017] プラズマ制御装置 9も同様に、原料を蒸発させる際にプラズマを収束させるための 磁界の制御を変える構成である。
本実施例では、プラズマ制御装置 9は、先ず、原料を蒸発させるに必要な最初のプ ラズマ領域、原料のほぼ中心の直径 10mmの領域、にプラズマを収束させる。装置 はその後、直前のプラズマ領域よりプラズマを順次移動 ·拡大させる制御を行う。こう して、プラズマは、原料のほぼ全部にわたる直径 40mmの最大プラズマ領域に至るま で、連続的に順次移動 ·拡大して、未溶融部位を順次溶解させる。
[0018] 本発明の方法により被膜形成した工具の例を、次に示す。
画
蒸発原料として、 目的の膜組成にほぼ近い金属成分を持つ直径 40mmの TiAl合 金板を用いた。この原料をルツボ（ハースでもよレ、）に入れ、加熱およびクリーニング を行った後に、約 lPaのアルゴン窒素混合雰囲気中で溶融蒸発させた。この時、溶 解原料上面のプラズマビーム径が 10mm程度となるよう収束させた HCDガンを用い た。こうして得た原料蒸気により、予め下地として TiCNコーティングを施してあるハイ スドリルおよび超硬エンドミルに TiAIN被膜を成膜した。
[0019] この時のプラズマ出力は 2000Wから 8000Wまで毎分 300Wずつ 20分にわたり上 昇させた。同時に、プラズマビーム径を、ほぼ直径 40mmの TiAIN合金板の全部を 最終的に覆うように、 20分にわたり連続的に順次移動 ·拡大させるプラズマ制御を行 レ、、未溶融部位を順次溶解させた。 得られたハイスドリルによる切削試験の結果を表 1 (項目名：ドリル寿命）に示す。 の試験は、ハイスドリルを折損寿命まで切削に使用したものである。
(ハイスドリル切削条件）
工具： φ 6 ハイスドリノレ
切削方法：穴あけ加工、各 5本切削
被削材： S50C (硬さ 210HB)
切削速度： 40m/min、送り： 0. lmm/rev
切削長さ： 20m (貫通穴）、潤滑剤：乾式 (無し）
[0020] [表 1]
Figure imgf000008_0001
*膜厚は同時装着したハイステストピース (SKH51,Ra≤0.2ii m)でのカロテスト法（擦過 痕法） による針測値
[0021] 表 1から明ら力なように、本発明に係る硬質被膜ハイスドリルは、従来例と比較して ほぼ倍と、寿命が非常に長くなつた。これは、溶解法ではドロップレットの生成がほと んどなぐ表面粗さが小さいためである。
本発明では、 TiAIN等の融点の大きく異なる金属成分を持つ多元系被膜は、異な る金属の各成分が全膜厚にわたり所望の被膜分布となるなど膜質の良いものとなつ た。また、蒸発原料は、 目的の膜組成に厳密に一致させる必要がなぐ 目的の膜組 成にほぼ近い金属成分を持つ原材料合金を使用して、ほぼその全体を有効に使用 できるので、原料利用効率が高い。
[0022] 〔例 2〕
例 1の条件で超硬インサート（A30)上にコーティング処理を実施し、大気中で 900 °Cに 1時間加熱保持した後、表面の酸化層の厚さを測定した結果を、表 1中に併記 した (項目名：酸化厚さ)。アーク法 (従来例）と比較してドロップレットなどの被膜欠陥 が少ないために、酸化の進行が遅ぐ酸化層の厚さも薄くなる（耐酸化性が向上する )こと力 Sわ力る。
[0023] 〔例 3〕
例 1の条件であらかじめ TiCN膜を被覆処理した超硬エンドミルに TiAIN被膜を被 覆した。超硬エンドミルは切削長 40m時での逃げ面摩耗幅を測定し、この結果を表 1に併記してレ、る（項目名：エンドミル逃げ面摩耗)。切削諸元を次に示す。
(超硬エンドミル切削条件）
工具： φ 10超硬 2枚刃スクェアエンドミノレ
切削方法：側面切削ダウンカット
被削材： SKD61 (硬さ 53HRC)
切り込み：軸方向 10mm、径方向 0. 2mm
切削速度： 314m/min、送り： 0. 07mm/刃
切削長： 40m、潤滑剤：無し (エアーブロー）
超硬エンドミルではアーク法により成膜した TiAIN膜より約 10%優れた耐摩耗性を 示し、優れた TiAIN被膜となった。被膜の成分自体は同等であるため、ドロップレット の低減による耐酸化性の向上が寄与していると考えられる。
[0024] 〔例 4〕
例 1の条件で請求項の範囲の各種コーティングしたホブを、乾式で V= 200mZmi n、 f = 2. 2mm/rev、切削長 80m切削した後の摩耗量の観測結果を、表 2に示す。 本発明による、溶解法で作成した TiAINを施したホブは、アーク法で作成した TiAIN のそれと比べて、クレータ摩耗が約 30%程度減少し、逃げ面摩耗が約 8%程度減少 し、極めて良好な耐摩耗性を有するものとなった。
[0025] [表 2]
Figure imgf000009_0002
Figure imgf000009_0001
痕法） による計測値 [0026] 以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明はこの特定の形態のみに限 定されるものでなぐ添付の請求の範囲内で、説明した形態を種々に変更することが でき、或いは本発明が別の形態を採ることも可能である。
例えば、実施例ではプラズマの収束制御に磁界を利用している力 電界を用いても 良いことは云うまでもない。
図面の簡単な説明
[0027] [図 1]図 1は、本発明の実施例による多元系被膜の製造装置の全体構成を示す概略 図である。

Claims

請求の範囲
[1] 少なくとも 2種類以上の金属もしくは金属間化合物を含む合金を蒸発原料 (4)とし、 電界または磁界により収束されたプラズマ（ 7)を用レ、て原料を単一のルツボ又はハ ース（3)から溶解 '蒸発させる溶融蒸発型イオンプレーティング法により多元系被膜 を製造する装置であって、前記原料を溶解'蒸発させるための電力供給装置 (6)と、 前記電界または磁界を制御するプラズマ制御装置（9)とを有する製造装置において 前記電力供給装置 (6)は、前記原料 (4)を蒸発させるに必要な最初の電力を供給 し、所定時間を置いて前記最初の電力より順次増大した電力を、必要な最大の電力 供給に至るまで繰り返し供給して、未溶融部位を順次溶解させるようにした逐次増大 電力供給装置であり、
前記プラズマ制御装置（9)は、前記原料 (4)を蒸発させるに必要な最初のプラズマ 領域にプラズマ（7)を収束させるためのプラズマ制御と、前記最初のプラズマ領域よ りプラズマを順次移動 ·拡大せしめて最大のプラズマ領域に至るまで連続的に順次 移動 ·拡大させるプラズマ制御を行レ、、未溶融部位を順次溶解させるようにしたことを 特徴とする、多元系被膜の製造装置。
[2] 少なくとも 2種類以上の金属もしくは金属間化合物を含む合金を蒸発原料 (4)とし、 電界または磁界により収束されたプラズマ（ 7)を用レ、て原料を単一のルツボ又はハ ース（3)から溶解 *蒸発させる多元系被膜の製造方法において、
前記原料 (4)を蒸発させるに必要な最初の電力を供給し、所定時間を置いて前記 最初の電力より順次増大した電力を、必要な最大の電力供給に至るまで繰り返し供 給して、未溶融部位を順次溶解させることと、
前記原料 (4)を蒸発させるに必要な最初のプラズマ領域にプラズマ（7)を収束させ 、次いで前記最初のプラズマ領域よりプラズマを順次移動.拡大せしめて最大のブラ ズマ領域に至るまで連続的に順次移動 ·拡大させて、未溶融部位を順次溶解させる ことを特徴とする、多元系被膜の製造方法。
[3] 高速度工具鋼、ダイス鋼、超硬合金およびサーメット等の切削工具基材と、請求項 2の方法により前記基材上に形成された、複数の金属元素を含む窒化物、炭化物、 硼化物、酸化物または珪化物被膜とを有する被覆工具。
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