JPH01275746A - ダイヤモンドに対して金属炭化物層を被着する方法 - Google Patents
ダイヤモンドに対して金属炭化物層を被着する方法Info
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- JPH01275746A JPH01275746A JP10496188A JP10496188A JPH01275746A JP H01275746 A JPH01275746 A JP H01275746A JP 10496188 A JP10496188 A JP 10496188A JP 10496188 A JP10496188 A JP 10496188A JP H01275746 A JPH01275746 A JP H01275746A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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）
この発明はダイヤモンドの表面に金属炭化物層を被着す
る方法に関する。
る方法に関する。
（従来の技術）
ダイヤモンドを例えば切削工具や耐摩工具などの刃先材
などとして利用する場合、超硬合金などの母材、例えば
工具ホルダ上に、中間接合層を介して接合される、 従来では、真空中でダイヤモンド表面に、Ｔｉなどの金
属を蒸着して中間接合層を形成し、その後ダイヤモンド
と母材とを金、銀などのロウ材を用いて前記中間接合層
を介してロウ材している。
などとして利用する場合、超硬合金などの母材、例えば
工具ホルダ上に、中間接合層を介して接合される、 従来では、真空中でダイヤモンド表面に、Ｔｉなどの金
属を蒸着して中間接合層を形成し、その後ダイヤモンド
と母材とを金、銀などのロウ材を用いて前記中間接合層
を介してロウ材している。
（発明が解決しようとする問題点）
ところが、このロウ付作業を大気中で行なうと、酸化現
象を伴ない所望の接合強度が得られず、真空中で行なわ
なければならないといった不都合があった。
象を伴ない所望の接合強度が得られず、真空中で行なわ
なければならないといった不都合があった。
（問題点を解決するための手段）
この発明は、上述の事柄に鑑み、ダイヤモンド表面に金
属炭化物層を被着するに際し、これらの界面にイオン照
射によってダイヤモンドと金属炭化物からなるミキシン
グ層を形成することを特徴とする。
属炭化物層を被着するに際し、これらの界面にイオン照
射によってダイヤモンドと金属炭化物からなるミキシン
グ層を形成することを特徴とする。
（作用）
中間接合層が酸化しにくい金属炭化物で、しかもこの金
属炭化物とダイヤモンドとの界面にこれらのミキシング
層が形成されているので、大気中のロウ付作業が可能と
なり、しかもミキシング層が楔のような機能を呈し、そ
の接合強度が向上する。
属炭化物とダイヤモンドとの界面にこれらのミキシング
層が形成されているので、大気中のロウ付作業が可能と
なり、しかもミキシング層が楔のような機能を呈し、そ
の接合強度が向上する。
（実施例）
以下この発明の各実施例を、図を基に詳述する。
（実施例１）
第１図は、この発明に係る方法を実施する装置の一例を
示す概略図である。
示す概略図である。
１は図示しない真空容器内に収納されたホルダで、ダイ
ヤモンド２が取り付けられている。このダイヤモンド２
の表面に向けて、金属蒸気６１を蒸発する蒸発源６と、
炭素蒸気４１を蒸発する蒸発源４が、更にイオン源５が
配置されている。
ヤモンド２が取り付けられている。このダイヤモンド２
の表面に向けて、金属蒸気６１を蒸発する蒸発源６と、
炭素蒸気４１を蒸発する蒸発源４が、更にイオン源５が
配置されている。
前記蒸発源６は、例えば電子ビーム蒸発源であり、Ｔｉ
、 Ｚｒ、 Ｉｆなどの金属蒸気６１を蒸発させ、それ
をダイヤモンド２の表面に蒸着させるもので、他のタイ
プのものを用いても良い。
、 Ｚｒ、 Ｉｆなどの金属蒸気６１を蒸発させ、それ
をダイヤモンド２の表面に蒸着させるもので、他のタイ
プのものを用いても良い。
蒸発源４は、同じく電子ビーム蒸発源で、炭素蒸気４１
を蒸発させ、それをダイヤモンド２の表面に蒸着させる
もので、他のタイプのものを用いても良い。
を蒸発させ、それをダイヤモンド２の表面に蒸着させる
もので、他のタイプのものを用いても良い。
これら画然発源６，４から蒸発された金属蒸気６１と炭
素蒸気４１によって、第２図に示すようにダイヤモンド
２の表面に金属炭化物層６が形成される。７は、ダイヤ
モンド２の表面に蒸着される金属炭化物層の厚さなどを
計測する膜厚モニタである。
素蒸気４１によって、第２図に示すようにダイヤモンド
２の表面に金属炭化物層６が形成される。７は、ダイヤ
モンド２の表面に蒸着される金属炭化物層の厚さなどを
計測する膜厚モニタである。
イオン源５は、この例ではプラズマ閉じ込めに多極磁場
を用いるパケット型イオン源であり、供給された不活性
ガスＧをイオン化して均一で大面積のイオン（イオンビ
ーム）５１をダイヤモンド２の表面に向けて加速するこ
とができるので、−度に大面積の処理が可能になる。
を用いるパケット型イオン源であり、供給された不活性
ガスＧをイオン化して均一で大面積のイオン（イオンビ
ーム）５１をダイヤモンド２の表面に向けて加速するこ
とができるので、−度に大面積の処理が可能になる。
もつとも、このようなパケット型イオン源の代わりに、
カウフマン型等の他のタイプのイオン源を用いても良く
、あるいはイオン源から引き出され質量分析されたスポ
ット状のイオンビームを必要面積に亘リスキャンして照
射するようにしても良い。不活性ガスＧとしては、Ａｒ
、 Ｈｅ、 Ｎｅ、 Ｘｅ。
カウフマン型等の他のタイプのイオン源を用いても良く
、あるいはイオン源から引き出され質量分析されたスポ
ット状のイオンビームを必要面積に亘リスキャンして照
射するようにしても良い。不活性ガスＧとしては、Ａｒ
、 Ｈｅ、 Ｎｅ、 Ｘｅ。
Ｋｒなどを用いることができる。
処理に際しては、真空容器内を例えば１０〜１Ｏ−７Ｔ
ｏｒｒ程度に真空引きした後、蒸発源６からの金属蒸気
６１を、また蒸発源４からの炭素蒸気４１をそれぞれダ
イヤモンド２の表面に蒸着させるのと同時に、またはそ
れと交互にあるいは間歇的に、イオン源５からイオン５
１を引き出して、これをダイヤモンド２の表面に所定量
照射する。
ｏｒｒ程度に真空引きした後、蒸発源６からの金属蒸気
６１を、また蒸発源４からの炭素蒸気４１をそれぞれダ
イヤモンド２の表面に蒸着させるのと同時に、またはそ
れと交互にあるいは間歇的に、イオン源５からイオン５
１を引き出して、これをダイヤモンド２の表面に所定量
照射する。
これによって、蒸発物質である金属蒸気６１と炭素蒸気
４１とからなる金属炭化物が、ダイヤモンド２の中に注
入されその表層部にダイヤモンド２とのミキシング層８
が形成される。これを所望膜厚の金属炭化物層６になる
まで継続する。
４１とからなる金属炭化物が、ダイヤモンド２の中に注
入されその表層部にダイヤモンド２とのミキシング層８
が形成される。これを所望膜厚の金属炭化物層６になる
まで継続する。
コレによって、第２図に示すようにダイヤモンド２の表
面に金属炭化物層６が形成され、しかもこれらの界面に
ダイヤモンド２と金属炭化物からなるミキシングｍ８が
形成される。
面に金属炭化物層６が形成され、しかもこれらの界面に
ダイヤモンド２と金属炭化物からなるミキシングｍ８が
形成される。
前述のイオン５１のエネルギーは、ダイヤモンド２の種
類とイオン５１のダイヤモンド２内飛程により一般的に
関係付けられるため特に限、定されるものではないが、
下限はイオン源５からイオン５１を引き出せる限度から
、現実的には１０ｅＶ程度以上である。また、上限は金
属炭化物層６中またはダイヤモンド２に損傷を与えない
ために、通常５０ＫｅＶ以下が好ましい。これ以上でも
良いが、必要に応じてアニール処理をすればよい。
類とイオン５１のダイヤモンド２内飛程により一般的に
関係付けられるため特に限、定されるものではないが、
下限はイオン源５からイオン５１を引き出せる限度から
、現実的には１０ｅＶ程度以上である。また、上限は金
属炭化物層６中またはダイヤモンド２に損傷を与えない
ために、通常５０ＫｅＶ以下が好ましい。これ以上でも
良いが、必要に応じてアニール処理をすればよい。
（実験例１）
ダイヤモンド２をホルダ１に取り付け、真空容器内を１
Ｏ−６Ｔｏｒｒに真空引きした後、蒸発源６からＴｉ蒸
気を２Ａ／ｓｅｅ、また蒸発源４からカーボン蒸気を１
〜１．５Ａ／ｓｅｃでダイヤモンド２の表面に蒸着させ
ると同時に、Ａｒガスをイオン化したアルボ化物層６を
形成した。
Ｏ−６Ｔｏｒｒに真空引きした後、蒸発源６からＴｉ蒸
気を２Ａ／ｓｅｅ、また蒸発源４からカーボン蒸気を１
〜１．５Ａ／ｓｅｃでダイヤモンド２の表面に蒸着させ
ると同時に、Ａｒガスをイオン化したアルボ化物層６を
形成した。
この金属炭化物層６を形成したダイヤモンド２を、モリ
ブデンからなる母材に銀ロウを用いて大気中で９００”
Ｃでロウ付を行ない、その接合強度を測定したところ、
１Ｑ ｋｇ ／ｊ！ｘ”以上（金ロウ付部分で剥離）で
あった。
ブデンからなる母材に銀ロウを用いて大気中で９００”
Ｃでロウ付を行ない、その接合強度を測定したところ、
１Ｑ ｋｇ ／ｊ！ｘ”以上（金ロウ付部分で剥離）で
あった。
（実施例２）
第６図は、この発明に係る方法を実施する装置の他の例
を示す概略図で、第１図と同じ符号を附した部分は、同
一または対応する部分を示す（以下同じ）。
を示す概略図で、第１図と同じ符号を附した部分は、同
一または対応する部分を示す（以下同じ）。
図示例では、蒸発源として金属蒸気６１を蒸発する蒸発
源６のみを配置する。
源６のみを配置する。
また、イオン源としては、少なくとも炭素を含む物質の
イオン５２を引き出すイオン源５０を用いるっこのイオ
ン源５０に供給するガスＧ′は、例えば−酸化炭素ガス
、炭化水素系ガス（例えばメタンガス、エタンガス、ア
セチレンガスなと）、有機化合物系ガス＜ ′ｔｊ！ｊ
ＩＩえばアセトンなど）などの組成上炭素を含むガスの
少なくとも一種であればよい。
イオン５２を引き出すイオン源５０を用いるっこのイオ
ン源５０に供給するガスＧ′は、例えば−酸化炭素ガス
、炭化水素系ガス（例えばメタンガス、エタンガス、ア
セチレンガスなと）、有機化合物系ガス＜ ′ｔｊ！ｊ
ＩＩえばアセトンなど）などの組成上炭素を含むガスの
少なくとも一種であればよい。
処理に際しては、真空容器内を例えば１０〜１０−’
Ｔｏｒｒ程度に真空引きした後、蒸発源６からの金属蒸
気６１をダイヤモンド２の表面に蒸着させるのと同時に
、またはそれと交互にあるいは間歇的に、イオン源５０
から炭素を含む物質のイオン５２を引き出して、これを
ダイヤモンド２の表面に照射する。
Ｔｏｒｒ程度に真空引きした後、蒸発源６からの金属蒸
気６１をダイヤモンド２の表面に蒸着させるのと同時に
、またはそれと交互にあるいは間歇的に、イオン源５０
から炭素を含む物質のイオン５２を引き出して、これを
ダイヤモンド２の表面に照射する。
これによって、ダイヤモンド２の表層部にダイヤモンド
２と金属炭化物とのミキシング層８（第２図参照）が形
成され、その後金属炭化物層６（第２図参照）が形成さ
れる。
２と金属炭化物とのミキシング層８（第２図参照）が形
成され、その後金属炭化物層６（第２図参照）が形成さ
れる。
前述のイオン５２のエネルギーは、実施例１と略同じで
ある。
ある。
（実験例２）
ダイヤモンド２をホルダ１に取り付け、真空容器内を１
Ｏ−６Ｔｏｒｒに真空引きした後、蒸発源６からＴｉ蒸
気を２Ａ／ｓｅｃでダイヤモンド２の表面１こ蒸着させ
ると同時に、メタンガスＧ′をイオン化したメタンイオ
：／ （１０ＫｅＶ、 １０ｍＡ）をイオン源５０から
引き出してダイヤモンド２の表面に照射して厚さ５００
’ＯＡの金属炭化物ＮＩ６を形成した。
Ｏ−６Ｔｏｒｒに真空引きした後、蒸発源６からＴｉ蒸
気を２Ａ／ｓｅｃでダイヤモンド２の表面１こ蒸着させ
ると同時に、メタンガスＧ′をイオン化したメタンイオ
：／ （１０ＫｅＶ、 １０ｍＡ）をイオン源５０から
引き出してダイヤモンド２の表面に照射して厚さ５００
’ＯＡの金属炭化物ＮＩ６を形成した。
この金属炭化物層６を形成したダイヤモンド２を、超硬
合金からなる母材に金ロウを用いて大気中で９００°Ｃ
でロウ付けを行ない、その接合強度を測定したところ１
０ｋｇ 、Ａｍｚ２以上（金ロウ付部分で剥ｔｌりであ
った。
合金からなる母材に金ロウを用いて大気中で９００°Ｃ
でロウ付けを行ない、その接合強度を測定したところ１
０ｋｇ 、Ａｍｚ２以上（金ロウ付部分で剥ｔｌりであ
った。
（実施例６）
第４図は、この発明に係る方法を実施する装置の更に他
の例を示す概略図である。
の例を示す概略図である。
図示例では、蒸発源として金属炭化物蒸気６２を蒸発す
る蒸発源６０のみを配置する。この場合、金属炭化物と
しては、ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣなどのホットプレス焼
結体を電子ビームによって蒸発せしめればよい。
る蒸発源６０のみを配置する。この場合、金属炭化物と
しては、ＴｉＣ，ＺｒＣ，ＨｆＣなどのホットプレス焼
結体を電子ビームによって蒸発せしめればよい。
イオン源５は、実施例１と同じである。
処理に際しては、真空容器内を例えば１０−５〜１０−
’Ｔｏｒｒ程度に真空引きした後、蒸発源６０からの金
属炭化物蒸気６２をダイヤモンド２の表面に蒸着させる
のと同時に、またはそれと交互にあるいは間歇的に、イ
オン源５からイオン５１を引き出して、これをダイヤモ
ンド２の表面に照射する。
’Ｔｏｒｒ程度に真空引きした後、蒸発源６０からの金
属炭化物蒸気６２をダイヤモンド２の表面に蒸着させる
のと同時に、またはそれと交互にあるいは間歇的に、イ
オン源５からイオン５１を引き出して、これをダイヤモ
ンド２の表面に照射する。
これによって、ダイヤモンド２の表Ｉ罎部にダイヤモン
ド２と金属炭化物とのミキシング層８（第２図参照）が
形成され、その後金属炭化物層６（第２図参照）が形成
される。
ド２と金属炭化物とのミキシング層８（第２図参照）が
形成され、その後金属炭化物層６（第２図参照）が形成
される。
なお、ミキシング層８が形成された後は、イオン５１の
照射を停止してもよいし、またイオン５１の照射を続け
る場合、そのエネルギーは、その照射によって金属炭化
物層６の内部にダメージ（欠陥部）が発生するのを極力
少なくする観点から、１０ＫｅＶ程度以下の低エネルギ
ー、より好ましくは数百ｅＶ程度以下にするのが良い。
照射を停止してもよいし、またイオン５１の照射を続け
る場合、そのエネルギーは、その照射によって金属炭化
物層６の内部にダメージ（欠陥部）が発生するのを極力
少なくする観点から、１０ＫｅＶ程度以下の低エネルギ
ー、より好ましくは数百ｅＶ程度以下にするのが良い。
また、下限は前述した場°合と同じである。
（実験例６）
ダイヤモンド２をホルダ１に取り付け、真空容器内を１
０−’Ｔｏｒｒに真空引きした後、蒸発源６０からＴｉ
Ｃ蒸気を２．８Ａ／ｓｅｅでダイヤモンド２の表面に蒸
着させると同時に、ＭガスＧをイオン化しりＡｒイオン
（１０ＫｅＶ、１０ｍＡ）をイオン源５から引き出して
ダイヤモンド２の表面に照射して厚さ１０．０ＯＯＡの
金属炭化物層６を形成した。
０−’Ｔｏｒｒに真空引きした後、蒸発源６０からＴｉ
Ｃ蒸気を２．８Ａ／ｓｅｅでダイヤモンド２の表面に蒸
着させると同時に、ＭガスＧをイオン化しりＡｒイオン
（１０ＫｅＶ、１０ｍＡ）をイオン源５から引き出して
ダイヤモンド２の表面に照射して厚さ１０．０ＯＯＡの
金属炭化物層６を形成した。
この金属炭化物層６を形成したダイヤモンド２を、超硬
合金からなる母材に金ロウを用いて大気中で、９００°
Ｃでロウ付けを行ない、その接合強度を測定したところ
１０ｋｔｉ／ｍ”以上（金ロウ付部分で剥離）であった
。
合金からなる母材に金ロウを用いて大気中で、９００°
Ｃでロウ付けを行ない、その接合強度を測定したところ
１０ｋｔｉ／ｍ”以上（金ロウ付部分で剥離）であった
。
（発明の効果）
この発明によれば、この種ダイヤモンドのロウ付作業を
大気中で行なっても、所望の接合強度のものが得られる
といった効果を奏する。
大気中で行なっても、所望の接合強度のものが得られる
といった効果を奏する。
第１図は、この発明に係る方法を実施する装置の一例を
示す概略図である。第２図は、金属炭化物層などが形成
されたダイヤモンドの表面付近の一部を説明するための
概略断面図である。第６図および第４図は、それぞれこ
の発明に係る方法を実施する装置の異なる例を示す概略
図である。 ２：ダイヤモンド ５，４，５０：蒸発源５．５０
：イオン源 ６：金属炭化物層８：ミキシング層
示す概略図である。第２図は、金属炭化物層などが形成
されたダイヤモンドの表面付近の一部を説明するための
概略断面図である。第６図および第４図は、それぞれこ
の発明に係る方法を実施する装置の異なる例を示す概略
図である。 ２：ダイヤモンド ５，４，５０：蒸発源５．５０
：イオン源 ６：金属炭化物層８：ミキシング層
Claims (1)
- （１）真空中でダイヤモンド表面に、少なくとも金属ま
たはこれと炭素との化合物を蒸着して金属炭化物層を被
着するに際し、これらの界面にイオン照射によつて前記
ダイヤモンドと金属炭化物からなるミキシング層を形成
してなることを特徴とするダイヤモンドに対して金属炭
化物層を被着する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10496188A JPH01275746A (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | ダイヤモンドに対して金属炭化物層を被着する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10496188A JPH01275746A (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | ダイヤモンドに対して金属炭化物層を被着する方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01275746A true JPH01275746A (ja) | 1989-11-06 |
Family
ID=14394697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10496188A Pending JPH01275746A (ja) | 1988-04-27 | 1988-04-27 | ダイヤモンドに対して金属炭化物層を被着する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01275746A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6294479B1 (en) * | 1992-05-21 | 2001-09-25 | Nissin Electric Co., Ltd | Film forming method and apparatus |
| KR100970346B1 (ko) * | 2008-02-29 | 2010-07-16 | 한국원자력연구원 | 이온빔 믹싱을 이용한 금속모재 표면에 세라믹층의코팅방법 |
| US9194189B2 (en) | 2011-09-19 | 2015-11-24 | Baker Hughes Incorporated | Methods of forming a cutting element for an earth-boring tool, a related cutting element, and an earth-boring tool including such a cutting element |
-
1988
- 1988-04-27 JP JP10496188A patent/JPH01275746A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6294479B1 (en) * | 1992-05-21 | 2001-09-25 | Nissin Electric Co., Ltd | Film forming method and apparatus |
| KR100970346B1 (ko) * | 2008-02-29 | 2010-07-16 | 한국원자력연구원 | 이온빔 믹싱을 이용한 금속모재 표면에 세라믹층의코팅방법 |
| US9194189B2 (en) | 2011-09-19 | 2015-11-24 | Baker Hughes Incorporated | Methods of forming a cutting element for an earth-boring tool, a related cutting element, and an earth-boring tool including such a cutting element |
| US9771497B2 (en) | 2011-09-19 | 2017-09-26 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Methods of forming earth-boring tools |
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