JPH02194160A - 硬質被膜材料及びその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、セラミックス基板表面若しくは金属基板表面
に被覆する高硬質被膜材料に関する。特に、特定組成の
Ｔｉ−Ｔａ−Ｎ系の三元遷移金属窒化物固溶体被膜材料
及びその製法に関する。

［従来の技術］ 従来、切削工具や金型等の表面に種々の高硬質被膜をコ
ーティングした耐摩耗部材が知られ、これらの硬質被膜
材料と１例として、ＴｉＣ，ＴｉＮを挙げることができ
る。

ＴｉＣの被膜材料は、ビッカース硬度約３２００Ｈｖと
、一般に高い融点と高い硬度を示す非酸化物系材料の中
でも、最も高い硬度を示す材料である。一方、ＴｉＮの
被膜材料のビッカース硬度は、ＴｉＣに劣るものの、靭
性、熱伝導率はＴｉＣよりすぐれているために、例えば
コーティング工具として使用した場合は、硬質被膜のチ
ッピングが発生しにくい利点がある。

［発明が解決しようとする問題点］ 然し乍ら、近年、耐摩耗性に対する要求は、産業の種別
を問わず多くの産業分野で益々強まってい、従来では考
えられなかった耐摩耗性を既存の部品や材料に付与でき
れば、設備、装置の寿命の長期化、エネルギー効率の向
上などが期待され、その経済的効果は、図り知れないも
のがある。

従って、本発明は、従来の公知の被膜材料の特性、特に
、硬度を更に改善することを目的とする。即ち、本発明
者らは、Ｔｉ−Ｔλ−Ｎ系遷移金属窒化物固溶体被膜材
料について、その物性を詳細に研究し、これら３元系の
特定組成領域において、靭性を損なわずに、且つ、飛躍
的に硬度が高めた被膜材料を見出し、その知見に基づい
て本発明を完成するに至ったものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記の技術的な課題の解決のために、Ｔｉ−
Ｔａ−Ｎ系の３元系遷移金属窒化物固溶体からなる被膜
材料において、上記３元系遷移金属窒化物固溶体で、且
つ一般式Ｔ　ｓ　＋　−ｔ　Ｔ　ａ　＊　Ｎ１−、（但
し、０．２＜ｘ＜０．７、ｙは０．６以下である）で示
される硬質被膜材料が、硬度向上できることを見出した
ものである。更に、その−軟式、Ｔ　ｉ　ｌ−４ａ　ｍ
Ｎ　Ｉ−ｙにおけるＸの値が、０．３〜０．６であるも
のが好適である。そして、その固溶体材料中には、酸素
が１原子パーセント以下とする不可避不純物を固溶して
いるものが好適である。そして、その製法としては、−
軟式Ｔｉ。

、ＴａｔＮ＋−ｔ（但し、０．２＜ｘ＜０．７、ｙは０
．６以下である）で示される硬質被膜材料の製造方法に
おいて、チタン源としての金属チタン並びにタンタル源
としての金属タンタルを所望Ｔｉ／　Ｔ　ａ比率の被膜
が得られるような面積比で対陰極として設置するか或い
は、所望のＴ　ｉ　／　Ｔ　ａ比率の被膜が得られるよ
うな割合のチタン源並びにタンタル源としてのＴｉ−Ｔ
ａ合金を対陰極として設置し、キャリアガスに搬送され
る窒化反応ガスとしての窒素ガス及び／又はアンモニア
ガスの流量及び／又は濃度を、所定範囲に制御し、基板
温度を２００〜７００℃に保持し、プラズマ電力を２０
０〜２０００Ｗに、全ガス圧を０．１〜１００Ｐａに保
持して、スパッタリング法により被膜形成を行なうこと
により得られる。また、対陰極としてＴｉＮ−ＴａＮ系
混合焼成体を使用し、所望組成のＴ　１　＋−Ｔ　ａ　
ｍＮ　＋−ｙ（但し、０．２＜ｘ〈０．７、ｙは０．６
以下である）被膜材料となるように、ＴｉＮ−ＴａＮ系
混合焼成体の組成比を制御するとともに、窒素源が不足
する場合は、窒素反応ガスとして窒素ガス及び／又はア
ンモニアガスの流量及び／又は濃度を更に制御して、基
板温度を２００〜７００℃に保持して、プラズマ電力を
２００〜２０００Ｗに保持し、全ガス圧を０．１〜１０
０Ｐａとして、スパッタリング法により硬質被膜材料形
成を行なうことができる。更に、キャリアガスに搬送さ
れるチタン源としてのハロゲン化チタンガスの流量及び
／又は濃度を制御し、キャリアガスに搬送されるタンタ
ル源としてのハロゲン化タンタルガスの流量及び濃度を
制御し、その搬送ガス中の窒化反応ガスとしての窒素ガ
ス及び／又はアンモニアガスの流量及び／又は濃度を制
御して、所望の組成のＴ　ｉ　ｌ−＊Ｔ’　ａ　、Ｎ、
−２（但し、０．２＜ｘ＜０．７、ｙは０６６以下であ
る）被膜材料が得られるようにすると共に、基板温度を
１５０〜７００℃に保持し、プラズマパワーを１５０〜
２０００Ｗに保持し、全ガス圧を１〜５００　Ｐａに保
持し、プラズマＣＶＤ法により分解窒化反応を生起せし
めることにより、高硬質の被膜材料が得られる。

本発明者らは、Ｔｉ−Ｔａ−Ｎ系硬質被膜材料について
、その得られる硬度の向上を目的に、鋭意研究したとこ
ろ、組成比で、Ｔ　１　＋　−＠　Ｔ　＆　ｔ　Ｎ　１
−１（但し、０．２＜ｘ＜０．７、ｙは０．６以下であ
る）のＴｉ−Ｔａ−Ｎ系遷移金属窒化物固溶体が、特に
ビッカース硬度が向上することを見出した０本発明は、
この知見に基づいて、行なわれた。更に、より好ましく
は、上記Ｘの値が、０゜３〜０．６で硬質被膜材料であ
る。

尚、上記Ｘの値が、０．７以上の組成範囲においては、
析出被膜材料中に、金属Ｔｆ及び／又は金属Ｔａの一部
析出が認められ、ビッカース硬度の急激な低下が認めら
れた。

即ち、組成のＴ　ｓ　＋−ｔＴ　ａ　ｗＮ　ｔ−ｙのＴ
ｉ−Ｔａ−Ｎ系遷移金属窒化物固溶体の組成比において
、Ｘの値を、０．１〜０．９に、ｙの値で０〜０．９の
範囲で変化させ、得られる被膜材料のビッカース硬度を
測定したところ、Ｘの値が、０．２〜０．７の範囲で特
に硬度の向上が著しいことが認められた。

また、本発明による硬’ＲＭ移金属窒化物Ｔｉ　−Ｔａ
−Ｎ系の被膜材料には、原料の純度及び反応装置内の残
留酸素によって、不可避的に１ｖ素が固溶することがあ
り、通常、その固溶量は、１原子パーセント以下である
ことが、厳密な定量分析の結果判明した。

即ち、組成の７１　＋−ｗＴｌ　ｍＮ　＋−ｙ（但し、
０．２＜ｘ＜０．７、ｙは０．６以下である）被膜材料
となるように、Ｔｉ−Ｔａ−Ｎ系３元系遷移金属窒化物
固溶体であり、且つ、酸素が１原子パーセント以下、不
可避不純物として固溶している硬質被膜材料である。そ
して、組成のＴ　ｓ　ｌ−ｔ　Ｔ　ａ　ｔ　Ｎ１−、（
但し、０．２＜ｘ＜０．７、ｙは０．６以下である）の
Ｔｉ−Ｔａ−Ｎ系硬質被膜材料では、高い硬度を示すこ
とが判明した。この酸素の固溶は、反応装置内に残留す
る酸素及び／又はキャリアガスなどの中に残留する酸素
に起因するものと考えられる。

このような硬質遷移金属窒化物固溶体被膜材料は、スパ
ッタリング処理法又はプラズマＣＶＤ（化学的蒸着）法
によって製造することができ、他の類似のＰＶＤ法、例
えば、イオンブレーティング法によっても製造すること
ができる。

本発明によるスパッタリング処理による１つの製造方法
は、チタン源として金属チタンを、タンタル源として金
属タンタルを利用し、所望のＴｉ／　Ｔ　ａ比率の被膜
材料が得られるように、面積比を調製して、対陰極（タ
ーゲット）として設置することにより、或いは、所望の
Ｔ　ｉ　／　Ｔ　ａ比率になるような割合で、チタン源
並びにタンタル源として、Ｔｉ−Ｔ＊金合金対陰極とし
て用いることにより、窒化反応ガスとして、窒素ガス及
び／又はアンモニアガスの分圧とスパッタリングのため
にアルゴンガスなどの不活性ガスの分圧を、調整し、所
望のＮ／（Ｔｉ＋Ｔａ）比率の硬質被膜材料が得られる
ように、条件を制御する。その基板温度は、２００〜７
００℃に保持し、プラズマパワーは、２００〜２００　
ＧＷで用い、全ガス圧を０．１〜１００Ｐａにして、ス
パッタリング法により、基板表面上に被膜形成する製造
方法である。

尚、本発明による製造方法において、窒化反応ガス又は
不活性ガスの分圧を制御することは、窒化反応ガス又は
不活性ガスの流量及び／又は濃度を調整することによっ
て行なわれる。

また、他のスパッタリング法による製造においては、対
陰極としてＴｆＮ−ＴａＮ系混合焼結体を使用し、所望
組成のＴ　１１−ｔＴ　ａ　ｔＮ　ｌ−Ｊ但し、０．２
＜ｘ＜０．７、ｙは０．６以下である）被膜材料となる
ように、ＴｉＮ−ＴａＮ系混合焼成体の組成比を調整し
、且つ、窒素源が不足するならば、窒化反応ガスとして
、窒素ガス及び／又はアンモニアガスの流量及び／又は
濃度を調整して、スパッタリング処理を行なう、スパッ
タリング条件としては、基板温度を２００〜７００℃に
保持し、プラズマパワーを２００〜２０００Ｗにし、全
ガス圧を０．１〜１００Ｐａとして、スパッタリング処
理することにより、本発明の硬質被膜材料が得られる。

尚、本製造方法において、窒化反応ガス又は不活性ガス
の分圧を調整することは、窒化反応ガス又は不活性ガス
の流量及び／又は濃度をｉｌｉ整することを意味Ｖるも
のである。

また、これらの２種類のスパッタリングによる製造方法
により製造される硬質被膜材料には、不可避不純物とし
て、酸素が１原子パーセント以下に固溶跡れたものであ
り得る。

以下、この２種類のスパッタリング処理法による製造方
法を詳述する。

製造された窒化物固溶体被膜材料の化学組成は、基板温
度、全圧力、窒化反応ガス及びスパッタリングガスの分
圧、対陰極（ターゲット）の組成に依存する。それらの
中でも特に窒化反応ガス及びスパッタリングガスの分圧
、対陰極（ターゲット）の組成によって主に決定される
。

本製造方法では、特に、対陰極（ターゲット）の純度が
、被膜形成材料の純度とその物性に直接影曽を及ばずも
のであり、対陰極（ターゲット）の純度はできるだけ高
純度のものが好ましく、通常９９．９パ一セント以上の
ものを使用する。

また、チャンバー内に導入する窒化反応ガスとして窒素
ガス及び／又はアンモニアガスを用い、スパッタリング
のために不活性ガスとして利用するアルゴンガス等の純
度も同様に、９９．９９パ一セント以上の高純度ガスを
使用することが好ましい。

導入ガスの全圧力は、特に限定されないが、通常、０．
ＩＰａから５０Ｐａが好適である。０゜ＩＰａ未満では
、被膜形成速度が遅すぎ、５０Ｐａを超えると、形成さ
れる遷移金属窒化物固溶体被膜材料の組織は、多孔質の
状態を呈する。また、プラズマパワーは、２００〜２０
００Ｗの範囲が好適である。２００Ｗ未満の時は、非晶
質であるので、高い強度が得られず、不都合であり、２
０００Ｗを超えると、硬質遷移金属窒化物固溶体被膜材
料の逆スパッターが増加することにより、被膜形成速度
が飽和するので、２０００Ｗを超えるプラズマパワーは
必要としない。

更に、硬質遷移金属窒化物固溶物被膜材料を析出させる
基板は、２００〜７００°Ｃに加熱しておくことが必要
である。この理由は、２００°Ｃ未満では析出被膜が非
晶質であるので、高い強度が得られず、また、７００℃
を超えると、形成被膜の結晶組織が粗大化したり、また
、ヒータやチャンバー内壁の過熱により発生する不純物
が形成被膜材料に混入することにより、硬度の低下が認
められるからである。

本発明による硬質被膜材料の製造方法としては、他に、
プラズマＣＶＤ法が用いられる。即ら、キャリアガスに
搬送されるチタン源としてハロゲン化チタンガスを用い
、その流量及び／又は濃度を調整し、キャリアガスに搬
送されるタンタル源としてハロゲン化タンタルガスを用
い、そのｔＮｔ及び／又は濃度を調整する。そして、キ
ャリアガスに搬送される窒化反応ガスとして窒素ガス及
び／又はアンモニアガスを用い、その流量及び／又は濃
度を調整し、所望の組成のＴｉ−Ｔａ−Ｎ系の被膜材料
を得る。基板温度を４００〜７００℃に保持し、プラズ
マパワーを１５０〜２０００Ｗに保持し、全ガス圧を１
〜５００Ｐａに、好ましくは、５０〜２００Ｐａにして
、プラズマＣＶＤ処理を行い、分解窒化反応を生起せし
める。

尚、本製造方法において、各種ガスの流量及び／又は濃
度を調整することは、各種ガスの分圧を制御することに
よって行なわれる。

ここで、ハロゲン化チタンとしては、塩化チタン、フッ
化チタン、臭化チタンの内少なくともいずれか１種又は
混合体を用いることができる。また、ハロゲン化タンタ
ルとしては、塩化タンタル、フッ化タンタル、臭化タン
タルのうちの少なくともいずれか１種又はその混合体を
使用することができる。ハロゲン化チタン並びにハロゲ
ン化タンタルの純度は、各々９９．５パ一セント以上の
ものを使用する。

尚、この方法により製造される硬質被膜材料には、不可
避不純物としてＦｉｌｌ［素が１原子パーセント以下固
溶されている。

以下、プラズマＣＶＤ法の具体的処理方法については、
以下の如くである。

例えば、チタン源としては、塩化チタンを、タンタル源
としては、塩化タンタル（ＴａＣＩ！ａ）を使用する場
合は、塩化チタンは、常温で既に十分な蒸気圧があるの
で、キャリアガスと共に反応装置のチャンバー内に導入
し、一方、塩化タンタルは、常温で固体であり、このま
までは反応装置内に導入できないため、５０〜１２０℃
の温度範囲で塩化タンタル及び反応装置のチャンバーに
導入する。窒化反応ガスとしては、窒素及び／又はアン
モニアガス（純度は各々９９．９パーセント以−ヒ）を
使用し、キャリアガスとしては、アルゴンガス又はアル
ゴン−水素混合ガス（純度は各々９９．９パ一セント以
上）などを使用する。全カス圧は、１〜５００Ｐａ、好
ましくは、５０〜２００Ｐａとする。ＩＰａ未満ではプ
ラズマが発生しにくくなり、５００Ｐａを超えると被膜
材料の組織が粗大化し、良好な被膜が得られない。

製造諮れる硬質遷移金属窒化物固溶体の化学組成は、基
板温度、全ガス圧、ガス流量及び／又は濃度等に依存し
ているが、その中でも特にチタン源ガスの流量及び／又
は濃度によって決定される。即ち、反応装置内のチャン
バー内に導入されるハロゲン化グータンガス、ハロゲン
化タンタルガス、窒素及び／又は濃度を調整することに
より、析出被膜材料の化学組成が、所望の通りに、得ら
れる。一方、硬質遷移金属窒化物固溶体被膜材料を形成
させる基板は、セラミックス材料、金属材料等のものが
用いられ、４００〜７００℃の範囲に加熱されることが
必要である。即ち、加熱温度が４００℃以下では、形成
される被膜は非晶質であり、硬度の向上が認められない
、加熱温度が７００℃以上では、形成される被膜材料そ
組織が、粗大化したり、Ｌ−夕やチャンバー内壁が過熱
されるために、その中に含有きれる不純物がガス化して
、被膜材料中に混入することにより、硬度の低下が見ら
れる。従って、微細な結晶質状組織が、形成きれる４０
０〜７００℃の範囲温度に基板を加熱ｒることか好適で
ある。

更に、原料の混合ガス（即ち、ハロゲン化チタンガスと
ハロゲン化タンタルガス）と反応ガス（即ち、窒素ガス
及び／又はアンモニアガス）との間で分解窒化反応を生
起させるプラズマパワーは、１５０〜２０００Ｗの範囲
が好適である。即ち、１５０Ｗ未満では、形成きれる被
膜材料の組織が多孔質であり、パワーが高くなるにつれ
て、緻密化するが、２００　ＧＷを超えると被膜材料の
逆スパツタリングが激しくなり、被膜形成速度が飽和す
るので、これ以上のパワーは必要としない。

本発明により得られる硬質被膜材料は、更に、例えば、
切削工具又は金型のような製品の被膜として有用であり
、有効に用いることができる。

次に、本発明による硬質被膜材料の製造方法を具体的に
実施例により説明するが、本発明はそれらによって限定
されるものではない。

［実施例１］ ［スパッタリング法］ 耐陰極材（ターゲット）として、ＴｉとＴａの原子比が
、２．５ニア、５．５．５：５及び７゜５：２．５の３
種類の合金（純度９９．９パーセント）を使用し、各陰
極に対して窒化反応ガスとしての窒素ガス（純度９９．
９９９パーセント）の分圧を各ｈｏ、４Ｐｍ、０．３Ｐ
ａ％０．２５Ｐａ、０．２Ｐａ、０．１５Ｐａ、０　、
ＩＰａと６例に変化させて、実験した。スパッタリング
用ガスとして、アルゴンガス（ｊ１１度９９．９９９パ
ーセント）を利用して、５ＵＳ３１６ステンレス鋼板を
基板として、その上に被膜形成した。この基板は、被膜
形成に先だって、トリクロロエチレンで１時間超音波洗
浄して、脱脂した後、水素プラズマで３０分間表面をク
リーニングして、以下の被膜形成処理条件による反応ス
パッタリング処理に供した。その被膜形成処理の条件は
、次の通りであった。

プラズマ周波数：１３．５６ＭＨｚ プラズマバ７−：１ｋｗ 基板温度：４５０℃ 処理時間：１２０分間 全圧カニＩＰａ このようにして得られた本発明による硬質被膜材料Ｔｉ
−Ｔａ−Ｎ系の窒化物の化学組成を、螢光Ｘ線分析法に
より測定した。また、この析出被膜材料の硬度を、マイ
クロビッカース硬度計で測定した。その結果、化学組成
と硬度（Ｈｖ）の関係は、第１図に示す通りであった。

但し、図において、各測定した印・は、Ｎがモル比０．
６以上の組成のものであり、印Ｏは、Ｎがモル比０．６
以下のものであり、その付近に記した数字は、ビッカー
ス硬度（Ｈｖ）を示すものである。

［実施例２］ ［ＲＦプラズマＣＶＤ法］ チタン源として、塩化チタン（純度９９．９９パーセン
ト）を、タンタル源として塩化タンタル（純度９９．９
９パーセント）を使用した。塩化チタン並びに塩化タン
タルのキャリアガスとしてアルゴンガス（純度９９．９
９９パーセント）を、反応ガスとして窒素ガス（９９，
９９９パーセント）を使用して、アルミナ基板上にＲＦ
プラズマＣｖＤ法により被膜形成した。この基板は被膜
形成に先だって、トリクロロエチレンで１時間超音波洗
浄して、脱脂した後、水素プラズマで３０分間表面をク
リーニングして、被膜形成処理した。この被膜形成条件
は、次の通りである。

プラズマ周波数：１３．５６ＭＨｚ プラズマパワー：１．５ｋｗ 基板温度＝６００℃ 処理時間：１２０分間 全圧カニ１００Ｐａ 水素ガス流１：２６０ｃｃ／分 窒素ガス流量は全アルゴン流量とともに、以下の６例に
変化させて、プラズマ処理した。

１１兵ｇ没）　　７０６０５０４０３０２０全アルゴン
（ｃｃ／分）　　３０　４０　５０　６０　７０　８０
各々全アルゴン流量に対して、塩化チタンのキャリアガ
スであるアルゴンと、塩化タンタルのキャリアガスであ
るアルゴンとの流量比を、３ニア、５：５．７：３の３
つの場合に変化許せた。

このようにして得られた窒化物の化学組成を、螢光Ｘ線
分析法により測定した。また、この析出被膜の硬度は、
マイクロビッカース硬度計で測定した。その結果、化学
組成と硬度（Ｈｖ）の関係は、第２図に示すものであっ
た。但し、図において、各測定した印・は、Ｎがモル比
０．６以上の組成のものであり、印○は、Ｎがモル比０
．６以下のものであり、その付近に記した数字は、ビッ
カース硬度（Ｈｖ）を示すものである。

［実施例３］ ［反　性スパッタリング　］ 対陰極（ターゲット）として、組成比がＴｉＮ−ＴａＮ
焼結体（ＴｉとＴａの原子比が２．５ニア、５．５：５
．７．５：２．５の３種類のもので、その純度は、９９
．９パーセント）を調製し、各々対陰極に対して窒化反
応ガスとしての窒素ガス（純度９９．９９９パーセント
）の分圧をそれぞれ０．３Ｐａ、０．２Ｐａ、０．ＩＰ
ａ。

０．０５Ｐａ、０．ＯＰａの６例に変化させて、実験し
た。これらの被膜形成条件は、実施例１と同じとした。

このようにして得られた被膜材料中には、Ｎｌ＃が０．
１〜１．０原子パーセント固溶していることが、厳密な
螢光Ｘ線定量分析による測定の結果判明した。

また、このようにして得た析出被膜のビッカース硬度（
Ｈｖ）は、実施例１のものと同じ程度であることが確認
された。

［発明の効果］ 本発明による硬質被膜材料並びにその製法により、次の
ような顕著な技術的効果が得られた。

第１に、従来公知の高硬質被膜材料の硬度を改善し、高
めることが可能になる。

第２に、最近の耐摩耗性に対する厳しい要求に応えるこ
とができ、設備、装置の長寿命化をもたらすことができ
る。

第３（、更に、そのために、エネルギー効率の向上など
、その得られる経済的効果が極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、スパッタリング反応法で被膜形成して得られ
た被膜材料の組成比と硬度（）Ｉｖ）の関係を示すグラ
フである。 第２図は、ＲＦプラズマＣＶＤ法で被膜形成して得られ
た被膜材料の組成比と硬度（Ｈｖ）の関係を示すグラフ
である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｔｉ−Ｔａ−Ｎ系の３元系遷移金属窒化物固溶体
   からなる被膜材料において、 上記３元系遷移金属窒化物固溶体で、且つ一般式Ｔｉ＿
   １＿−＿ｘＴａ＿ｘＮ＿１＿−＿ｙ（但し、０．２＜ｘ
   ＜０．７、ｙは０．６以下である）で示されることを特
   徴とする硬質被膜材料。
2. （２）一般式、Ｔｉ＿１＿−＿ｘＴａ＿ｘＮ＿１＿−＿
   ｙにおけるｘの値が、０．３〜０．６であることを特徴
   とする請求項１記載の硬質被膜材料。
3. （３）酸素が１原子パーセント以下とする不可避不純物
   を固溶していることを特徴とする請求項１又は２記載の
   硬質被膜材料。
4. （４）一般式Ｔｉ＿１＿−＿ｘＴａ＿ｘＮ＿１＿−＿ｙ
   （但し、０．２＜ｘ＜０．７、ｙは０．６以下である）
   で示される硬質被膜材料の製造方法において、 チタン源としての金属チタン並びにタンタル源としての
   金属タンタルを所望Ｔｉ／Ｔａ比率の被膜が得られるよ
   うな面積比で対陰極として設置するか或いは、所望のＴ
   ｉ／Ｔａ比率の被膜が得られるような割合のチタン源並
   びにタンタル源としてのＴｉ−Ｔａ合金を対陰極として
   設置し、キャリアガスに搬送される窒化反応ガスとして
   の窒素ガス及び／又はアンモニアガスの流量及び／又は
   濃度を、所定範囲に制御し、基板温度を２００〜７００
   ℃に保持し、プラズマ電力を２００〜２０００Ｗに、全
   ガス圧を０．１〜１００Ｐａに保持して、スパッタリン
   グ処理により被膜形成を行なうことを特徴とする請求項
   １記載の硬質被膜材料の製造方法。
5. （５）一般式、Ｔｉ＿１＿−＿ｘＴａ＿ｘＮ＿１＿−＿
   ｙ（但し、０．２＜ｘ＜０．７、ｙは０．６以下である
   ）で示される硬質被膜材料の製法において、 対陰極としてＴｉＮ−ＴａＮ系混合焼成体を使用し、所
   望組成のＴｉ＿１＿−＿ｘＴａ＿ｘＮ＿１＿−＿ｙ（但
   し、０．２＜ｘ＜０．７、ｙは０．６以下である）被膜
   材料となるように、ＴｉＮ−ＴａＮ系混合焼成体の組成
   比を調整するとともに、窒素源が不足する場合は、窒素
   反応ガスとして窒素ガス及び／又はアンモニアガスの流
   量及び／又は濃度を更に制御して、基板温度を２００〜
   ７００℃に保持して、プラズマ電力を２００〜２０００
   Ｗに保持し、全ガス圧を０．１〜１００Ｐａとして、ス
   パッタリング法により被膜形成を行なうことを特徴とす
   る請求項１の硬質被膜材料の製造方法。
6. （６）一般式、Ｔｉ＿１＿−＿ｘＴａ＿ｘＮ＿１＿−＿
   ｙ（但し、０．２＜ｘ＜０．７、ｙは０．６以下である
   ）で示される硬質被膜材料の製法において、 キャリアガスに搬送されるチタン源としてのハロゲン化
   チタンガスの流量及び／又は濃度を調整し、キャリアガ
   スに搬送されるタンタル源としてのハロゲン化タンタル
   ガスの流量及び濃度を調整し、その搬送ガス中の窒化反
   応ガスとしての窒素ガス及び／又はアンモニアガスの流
   量及び／又は濃度を調整して、所望の組成のＴｉ＿１＿
   −＿ｘＴａ＿ｘＮ＿１＿−＿ｙ（但し、０．２＜ｘ＜０
   ．７、ｙは０．６以下である）被膜材料が得られるよう
   にすると共に、基板温度を１５０〜７００℃に保持し、
   プラズマパワーを１５０〜２０００Ｗに保持し、全ガス
   圧を１〜５００Ｐａに保持し、プラズマＣＶＤ（化学的
   蒸着法）処理により分解窒化反応を生起せしめることを
   特徴とする請求項１記載の硬質被膜材料の製造方法。