JPS6191354A - 耐摩耗性多層膜付き母材 - Google Patents
耐摩耗性多層膜付き母材Info
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- JPS6191354A JPS6191354A JP21145184A JP21145184A JPS6191354A JP S6191354 A JPS6191354 A JP S6191354A JP 21145184 A JP21145184 A JP 21145184A JP 21145184 A JP21145184 A JP 21145184A JP S6191354 A JPS6191354 A JP S6191354A
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- Japan
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- wear
- layer film
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は耐摩耗性を有する多層膜に関し、特に該膜力５
付与される部材（以下「母材」という）との密着性の良
好な耐摩純性多ＰＲ膜に関する。
付与される部材（以下「母材」という）との密着性の良
好な耐摩純性多ＰＲ膜に関する。
［従来の技術］
従来、工具等の各種の母材の表面に耐摩耗性を有する膜
を付与１することが行なわれている。この耐彦耗性膜の
材質としてはＴ ｉ ＮやＴｉＣ等が用いられ、これら
は一般に窒素、アンモニア、アセチレン、メタン等の反
応ガスのプラズマ放電中においてＴｉをイオン化させて
、負の電圧に保たれている母材表四へと加速してイオン
プレーティングする。ことにより付与せしめられる。こ
こで、母材への膜の声着性を確保するためにはイオンを
十分に加速することが必要であり、このため母材には高
い電圧を印加することが行なわれる。
を付与１することが行なわれている。この耐彦耗性膜の
材質としてはＴ ｉ ＮやＴｉＣ等が用いられ、これら
は一般に窒素、アンモニア、アセチレン、メタン等の反
応ガスのプラズマ放電中においてＴｉをイオン化させて
、負の電圧に保たれている母材表四へと加速してイオン
プレーティングする。ことにより付与せしめられる。こ
こで、母材への膜の声着性を確保するためにはイオンを
十分に加速することが必要であり、このため母材には高
い電圧を印加することが行なわれる。
［発明が解決しようとする問題点］
とこ、ろが、イオンプレーティングにより形成される上
記の様な耐摩耗性膜は大きな内部応力（圧縮応力）を有
し、ｎ９厚の増加とともにこの内部応力は次第に大きく
なる。従って、耐摩耗性を向上させるために、より厚い
耐摩耗性膜を付与しようとする場合には内部応力の増・
加のために膜の密着性が低下する。
記の様な耐摩耗性膜は大きな内部応力（圧縮応力）を有
し、ｎ９厚の増加とともにこの内部応力は次第に大きく
なる。従って、耐摩耗性を向上させるために、より厚い
耐摩耗性膜を付与しようとする場合には内部応力の増・
加のために膜の密着性が低下する。
かくして、耐摩耗性膜が付与される母材たとえば工具は
温度及び圧力の過酷な条件下で使用されるため、膜の内
部応力が大きい場合には使用中に膜が剥離するという問
題があった。
温度及び圧力の過酷な条件下で使用されるため、膜の内
部応力が大きい場合には使用中に膜が剥離するという問
題があった。
［問題点を解決するための手段］
本発明によれば、と記の如き問題点を解決するため、母
材表面−Ｆにイオンプレーティングにより形成された第
１層目の膜が設けられており、該第１層目の膜の上に蒸
着により形成された第２層目の膜が設けられており、該
第２層目の膜の上に反応ガスプラズマ放電中でイオンプ
レーティングにより形成された耐摩耗性の高い第３層目
の膜が設けられていることを特徴とする、耐摩耗性多層
膜が提供される。
材表面−Ｆにイオンプレーティングにより形成された第
１層目の膜が設けられており、該第１層目の膜の上に蒸
着により形成された第２層目の膜が設けられており、該
第２層目の膜の上に反応ガスプラズマ放電中でイオンプ
レーティングにより形成された耐摩耗性の高い第３層目
の膜が設けられていることを特徴とする、耐摩耗性多層
膜が提供される。
［作用］
本発明の耐摩耗性多層膜において、第１層目の膜は母材
と第２層目の膜との密着性を向上させる。第２層目の膜
は引プリ応力を有し、−実弟３層目の高耐摩耗性膜は圧
縮応力を示し、これにより第２層目の膜と第３層目の膜
とで応力が打消され、第３層目の高耐摩耗性膜の膜厚を
大きくしても多層膜全体の内部応力は大きくならない。
と第２層目の膜との密着性を向上させる。第２層目の膜
は引プリ応力を有し、−実弟３層目の高耐摩耗性膜は圧
縮応力を示し、これにより第２層目の膜と第３層目の膜
とで応力が打消され、第３層目の高耐摩耗性膜の膜厚を
大きくしても多層膜全体の内部応力は大きくならない。
［実施例］
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
第１図は本発明による耐摩耗性多層膜の概略断面図であ
る０図において、４は母材であり、ｌは第１層目の膜で
あり、２は第２層目の膜であり、３は第３層目の膜であ
る。
る０図において、４は母材であり、ｌは第１層目の膜で
あり、２は第２層目の膜であり、３は第３層目の膜であ
る。
母材４としては、切削工具、成形用金型、あるいは装飾
品等が用いられ、その材質としては高速度鋼、超鋼合金
、５ＫＩｊ材あるいはステンレス鋼などが例示される。
品等が用いられ、その材質としては高速度鋼、超鋼合金
、５ＫＩｊ材あるいはステンレス鋼などが例示される。
第１層目の膜１の材質としては、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｃｒまた
はＦｅ等のイオン化しやすい金属あ゛るいはこれらの合
金が用いられる。第１層目のｊｉｌｔは母材４に負の高
電圧を印加した状態にて上記材質をイオンプレーティン
グすることにより付与することができる。第１層目の膜
１の膜厚はｔｏ’ｏ。
はＦｅ等のイオン化しやすい金属あ゛るいはこれらの合
金が用いられる。第１層目のｊｉｌｔは母材４に負の高
電圧を印加した状態にて上記材質をイオンプレーティン
グすることにより付与することができる。第１層目の膜
１の膜厚はｔｏ’ｏ。
Å以下であるのが好ましく、これにより第１層目のｌｌ
！Ｊｌの全応力を小さく維持することができる。
！Ｊｌの全応力を小さく維持することができる。
第２層［１の膜２の材質としては第１層口のＩＦ５１と
同じものが用いられる。第２の１１９２は通常の蒸着に
より付与することができる。これにより第２層目の膜２
は引っ張り応力を有する様になる。
同じものが用いられる。第２の１１９２は通常の蒸着に
より付与することができる。これにより第２層目の膜２
は引っ張り応力を有する様になる。
第３層目の高耐摩耗性Ｉｌ！２３の材質としてはＴｉＮ
、Ｔｉｃ、ｄＮ、Ｓｉ３ Ｎ４．ＳｉＣ，Ａｌ２Ｏ３ま
たはダイヤモンドライクカーボンあるいはこれらの混合
体が用いられる。第３層目のｖ３は反応ガスプラズマ放
電中でイオンプレーティングを行なうことにより付与す
ることができる。これにより第３層目の膜３は圧縮応力
を有する様になる。
、Ｔｉｃ、ｄＮ、Ｓｉ３ Ｎ４．ＳｉＣ，Ａｌ２Ｏ３ま
たはダイヤモンドライクカーボンあるいはこれらの混合
体が用いられる。第３層目のｖ３は反応ガスプラズマ放
電中でイオンプレーティングを行なうことにより付与す
ることができる。これにより第３層目の膜３は圧縮応力
を有する様になる。
以上の説明においては第１層目の膜１、第２層口゛の膜
゛２及び第３層目の膜３はそれぞれ単層膜である様に説
明したが、これらは異なる材質からなる複′数層の−で
あってもよい。
゛２及び第３層目の膜３はそれぞれ単層膜である様に説
明したが、これらは異なる材質からなる複′数層の−で
あってもよい。
第１層目の膜ｌ゛の材質としてＴｉが使用され、その膜
厚が約２００人の場合、第１層目の膜ｌの内部応力は２
０ｋｇ／ｍｍ″程度の圧縮応力となると考えられる。
厚が約２００人の場合、第１層目の膜ｌの内部応力は２
０ｋｇ／ｍｍ″程度の圧縮応力となると考えられる。
第２層目の膜２の材質としてＴｆが使用され。
その膜厚が約１００００人の場合、第２層目の膜２の内
部応力は数１０ｋｇ／ｍｒｎ’程度の引っ張り応力とな
る。
部応力は数１０ｋｇ／ｍｒｎ’程度の引っ張り応力とな
る。
第３層目の膜３の材質としてＴｉＮが使用され、その膜
厚が約１００００人の場合、第３層目の膜の内部応力は
１４０ｋｇ／ｍｍ″程度の圧縮応力となる。
厚が約１００００人の場合、第３層目の膜の内部応力は
１４０ｋｇ／ｍｍ″程度の圧縮応力となる。
３層膜の内部応力σは、第１層目のｎ！Ｊ １の内部応
力をσｌ、第２層目の膜２の内部応力をσ２、第３層［
１の膜３の内部応力をσ３とし、第１層Ｉ＋、第２層１
１及び第３層［１の膜のＤＡ厚をそれぞれｄ、 、ｄ２
及びｄ３として、大路次の式で与えられると考えられる
（Ａｎｔｈｏｎｙ Ｅ、 Ｅｎｎｏｓ、Ａｐｐｌｉ
ｅｄ ０ｐｔｉｃｓ Ｖ。
力をσｌ、第２層目の膜２の内部応力をσ２、第３層［
１の膜３の内部応力をσ３とし、第１層Ｉ＋、第２層１
１及び第３層［１の膜のＤＡ厚をそれぞれｄ、 、ｄ２
及びｄ３として、大路次の式で与えられると考えられる
（Ａｎｔｈｏｎｙ Ｅ、 Ｅｎｎｏｓ、Ａｐｐｌｉ
ｅｄ ０ｐｔｉｃｓ Ｖ。
１．５．Ｎｏ、１ （１９６６）ｐ、５１〜６１参照）
。
。
尚、１−記式中、σ１、σ２、σ３及びσは引っ張り応
力のときを正とし、圧縮応力のときを負とする。
力のときを正とし、圧縮応力のときを負とする。
従ッテ、Ｌ記のσ１が約２０ｋｇ／ｍｒｎ’、σ２が約
４０ｋｇ／ｍｔｎ’及びσ３が約１４０ｋｇ／ｍｍ″テ
、ｄｌが約２００人、ｄ２が約１００００人及びｄ３が
約ｔｏｏｏｏ人の場合には、σが約５０ ｋ ｇ ／
ｍ ｔｎ’となる。これは膜厚１ｏｏｏｏ人のＴｉＮの
耐摩耗性単層膜の内部応力１４０ｋｇ／ｍｍ’よりも著
るしく小さい。
４０ｋｇ／ｍｔｎ’及びσ３が約１４０ｋｇ／ｍｍ″テ
、ｄｌが約２００人、ｄ２が約１００００人及びｄ３が
約ｔｏｏｏｏ人の場合には、σが約５０ ｋ ｇ ／
ｍ ｔｎ’となる。これは膜厚１ｏｏｏｏ人のＴｉＮの
耐摩耗性単層膜の内部応力１４０ｋｇ／ｍｍ’よりも著
るしく小さい。
この様な傾向は、第１層［ｌの膜ｌ及び第２層目のｌｌ
Ｉ２２としてＴｉ以外の材質を使用し、第３層１１の膜
３の材質としてＴｉＮ以外の材質を使用した場合にも同
様に表われる。
Ｉ２２としてＴｉ以外の材質を使用し、第３層１１の膜
３の材質としてＴｉＮ以外の材質を使用した場合にも同
様に表われる。
尚、：ＪＳｚ層目の［２の膜厚とｆｔ５３層目の膜３の
膜厚が同じ場合には第３層目のｖ３の内部応力が第２層
目の膜２の内部応力よりも大きいので、第２Ｆｖ目の膜
の膜厚をｄ２とし、第３層［１の膜の１１！２厚をｄ３
とした場合、ｄ２／ｄ３≧１であるのが好ましい。
膜厚が同じ場合には第３層目のｖ３の内部応力が第２層
目の膜２の内部応力よりも大きいので、第２Ｆｖ目の膜
の膜厚をｄ２とし、第３層［１の膜の１１！２厚をｄ３
とした場合、ｄ２／ｄ３≧１であるのが好ましい。
［発明の効果］
以上の様な本発明によれば、比較的厚く従って耐摩耗性
が高く且つ母材との密着性が良好で剥離しにくい耐摩耗
性多層膜が提供される。
が高く且つ母材との密着性が良好で剥離しにくい耐摩耗
性多層膜が提供される。
第１図は本発明による耐摩耗性多層膜の概略断面図であ
る。 ｌ：第１層目の膜 ２：第２層目の膜３：第３層目の
膜 ４：母材
る。 ｌ：第１層目の膜 ２：第２層目の膜３：第３層目の
膜 ４：母材
Claims (5)
- （１）母材表面上にイオンプレーティングにより形成さ
れた第１層目の膜が設けられており、該第１層目の膜の
上に蒸着により形成された第２層目の膜が設けられてお
り、該第２層目の膜の上に反応ガスプラズマ放電中でイ
オンプレーティングにより形成された耐摩耗性の高い第
３層目の膜が設けられていることを特徴とする、耐摩耗
性多層膜。 - （２）第１層目の膜の膜厚が１０００Å以下である、第
１項の耐摩耗性多層膜。 - （３）第２層目の膜の膜厚が第３層目の膜の膜厚に等し
いかまたは第３層目の膜の膜厚よりも大きい、第１項の
耐摩耗性多層膜。 - （４）第１層目の膜及び第２層目の膜の材質がＴｉ、Ｃ
ｏ、ＣｒまたはＦｅ等の金属あるいはこれらの合金であ
る、第１項の耐摩耗性多層膜。 - （５）第３層目の膜の材質がＴｉＮ、ＴｉＣ、ＢＮ、Ｓ
ｉ＿３Ｎ＿４、ＳｉＣ、Ａｌ＿２Ｏ＿３またはダイヤモ
ンドライクカーボンあるいはこれらの混合体である、第
１項の耐摩耗性多層膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21145184A JPS6191354A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | 耐摩耗性多層膜付き母材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21145184A JPS6191354A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | 耐摩耗性多層膜付き母材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6191354A true JPS6191354A (ja) | 1986-05-09 |
| JPH0576537B2 JPH0576537B2 (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=16606162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21145184A Granted JPS6191354A (ja) | 1984-10-11 | 1984-10-11 | 耐摩耗性多層膜付き母材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6191354A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62222054A (ja) * | 1986-03-20 | 1987-09-30 | Fujitsu Ltd | 炭化珪素焼結体上への金属薄膜の形成方法 |
| JPS62283258A (ja) * | 1986-05-31 | 1987-12-09 | Riken Corp | ピストンリング |
| JPH01172558A (ja) * | 1987-12-26 | 1989-07-07 | Raimuzu:Kk | 耐摩耗層被覆Ａｌ部材 |
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| WO1992006234A1 (fr) * | 1990-09-28 | 1992-04-16 | Citizen Watch Co., Ltd. | Peigne pour metier rapide |
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| KR100321613B1 (ko) * | 1999-09-15 | 2002-01-31 | 권문구 | 금속표면에 불소화합물을 포함하는 다층 이온도금 방법 |
| DE102008054982A1 (de) | 2008-12-19 | 2010-07-01 | Carl Zeiss Smt Ag | Wafer-Chuck für die EUV-Lithographie |
Citations (2)
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-
1984
- 1984-10-11 JP JP21145184A patent/JPS6191354A/ja active Granted
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| JPH01172558A (ja) * | 1987-12-26 | 1989-07-07 | Raimuzu:Kk | 耐摩耗層被覆Ａｌ部材 |
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| EP1103367A4 (en) * | 1999-03-09 | 2002-05-08 | Zuiko Corp | THERMOSCELLING PROCESS AND DEVICE |
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| US8564925B2 (en) | 2008-12-19 | 2013-10-22 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Wafer chuck for EUV lithography |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0576537B2 (ja) | 1993-10-22 |
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