(57)【要約】超硬合金の結合相に含まれるコバルトがグラファイト形成の触媒作用をすることにより従来困難とされてきたダイヤモンド薄膜の形成を、中間層を必要とすることなく可能にするダイヤモンド薄膜のコーティング法を提供する。  炭化物２の硬質相とコバルトを含む結合相１とからなる超硬合金基材の表面に存在する結合相１１のコバルトを珪化して珪化物３とし、しかる後に前記ダイヤモンド薄膜を形成する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化物の硬質相とコバルトを含む結合相とからなる超硬合金を基材とし、この基材上にダイヤモンド薄膜を形成するダイヤモンド薄膜のコーティング法において、
前記基材の表面に存在する前記結合相のコバルトを珪化して珪化物とし、しかる後に前記ダイヤモンド薄膜を形成することを特徴とするダイヤモンド薄膜のコーティング法。
【請求項２】
炭化物の硬質相とコバルトを含む結合相とからなる超硬合金を基材とし、この基材上にダイヤモンド薄膜を形成するダイヤモンド薄膜のコーティング法において、
前記基材をＣＶＤ装置の反応容器内に収容すると共にこの反応容器にシリコンの原料ガスを供給し、前記基材の表面に存在する前記結合相のコバルトを珪化して珪化物とし、しかる後に同一ＣＶＤ装置にて前記ダイヤモンド薄膜を形成することを特徴とするダイヤモンド薄膜のコーティング法。
【請求項３】
炭化物の硬質相とコバルトを含む結合相とからなる超硬合金基材の表面に、前記結合相のコバルトが珪化された珪化物を有することを特徴とするダイヤモンド被覆超硬合金部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ダイヤモンド薄膜コーティング法及びこのコーティング法を用いて得られるダイヤモンド被覆超硬合金部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  ＷＣ−Ｃｏを代表例として、炭化物の硬質相とコバルトを含む結合相とからなる超硬合金は、高硬度で耐摩耗性等に優れるため、切削工具やチャック治具などの各種部材に用いられている。また、かような超硬合金部材の耐摩耗性、耐久性をいっそう向上させるために、超硬合金よりも硬質の薄膜、例えばＴｉＣの薄膜を超硬合金部材の表面にコーティングすることが行われている。【０００３】  公知の硬質薄膜のうち、ダイヤモンド薄膜は、最も硬度が高く、そして耐摩耗性に優れることから、ダイヤモンド薄膜を超硬合金の基材上にコーティングすれば、優れた特性が期待できる。しかしながら、従来、超硬合金の基材上にダイヤモンド薄膜をコーティングするのは困難とされている。その理由は、超硬合金の結合相の主成分であるコバルト、又は結合相に必要に応じて含有されることのあるニッケル若しくは鉄は、一般に、グラファイトを生成するときの触媒となり得る成分であり、したがって、超硬合金の基材表面にこれらの成分が存在している状態でダイヤモンド薄膜のコーティングを試みたとしても、もっぱらグラファイトが形成されてしまうからである。【０００４】  超硬合金部材にダイヤモンド薄膜をコーティングするために現在提案されている方法としては、超硬合金部材を酸洗して部材表面のコバルトを酸により除去した後に、ダイヤモンド薄膜をコーティングする方法がある。しかしながら、この方法により超硬合金部材の表面のコバルトが一時的に除去されたとしても、ダイヤモンド薄膜を形成するための高温環境下では、超硬合金部材内部のコバルトが拡散により表面へ移動するので、その効果に乏しい。【０００５】  また、超硬合金部材の表面のコバルトを酸により除去後、ＴｉＮ等の薄膜を層間膜として被成させてこのコバルトの触媒作用を抑制し、この層間膜上にダイヤモンド薄膜を形成する方法も提案されている。このような層間膜を介してダイヤモンド薄膜を形成する場合は、この層間膜とダイヤモンド薄膜との密着性の問題や熱膨張率の相違に由来する剥離等の問題を生ずるおそれがある。また、この方法において前記層間膜を設けるには、蒸着法やスパッタ法を用いるのが一般的であるが、このような蒸着法やスパッタ法は、ダイヤモンド薄膜を形成するためのＣＶＤ法とは全く異なる方法であるため、工程が増えてしまう。さらに、このような蒸着法やスパッタ法は、原理的に材料粒子が直進して被成材に付着、堆積することにより薄膜を形成する方法であるから、凹凸のある部材や複雑な形状の部材など、特殊な形状の部材では層間膜が均一に付着し難いという問題があった。【０００６】  また、特開平７−３０５１７０号公報には、ＷＣ基超硬合金の表面に、その炭化物の標準生成エネルギーが常温から１５００℃において特定範囲の負の値となる金属膜を、０．２〜１０μｍの厚みで被覆後に、ダイヤモンド薄膜を被覆した、硬質膜被覆超硬合金部材が提案されている。この特開平７−３０５１７０号公報に開示された技術は、超硬合金表面に被覆した金属膜を、ダイヤモンド成膜時のＣと反応させて炭化物に変化させることにより、密着強度の高いダイヤモンド薄膜を被覆するというものである。そして、超硬合金表面に被覆する金属膜は、真空蒸着法、めっき法又はスパッタ法により被覆されている。したがって、ダイヤモンド薄膜を形成するためのＣＶＤ法とは全く異なる方法であるため、作業工程、時間が増えてしまう。また、かような真空蒸着法及びスパッタ法で被覆した場合では、前述したとおり凹凸のある部材や複雑な形状の部材など、特殊な形状の部材には金属膜が均一に付着し難く、また、めっき法では、用いられる金属が限定され、例えばめっき法ではＳｉ膜を被覆することはできなかった。【０００７】  また、特開２０００−１７８７３６号公報には、母材とダイヤモンド状炭素膜を被覆した部材について、周期律表の５Ａ及び６Ａの珪化物、珪炭化物等の中間層を有する部材が提案されている。この特開２０００−１７８７３６号公報に開示の技術は、基本的に中間層を形成するものであるため、この中間層とダイヤモンド薄膜との密着性の問題や熱膨張率の相違に由来する剥離等の問題を生ずるおそれがあった。
【特許文献１】特開平７−３０５１７０号公報
【特許文献２】特開２０００−１７８７３６号公報
【発明の開示】
【０００８】  本発明は、上述した問題を有利に解決するものであり、プロセス工程、時間をさほど増やすことなく、超硬合金の基材上に良好なダイヤモンド薄膜を形成することを可能にして、更に、凹凸のある部材や複雑な形状の部材にも均一にダイヤモンド薄膜を形成することのできるダイヤモンド薄膜のコーティング法を、この方法を用いたダイヤモンド被覆超硬合金部材とともに提供することを目的とする。
【０００９】  本発明は、炭化物の硬質相とコバルトを含む結合相とからなる超硬合金を基材とし、この基材上にダイヤモンド薄膜を形成するダイヤモンド薄膜のコーティング法において、前記基材の表面に存在する前記結合相のコバルトを珪化して珪化物とし、しかる後に前記ダイヤモンド薄膜を形成することを特徴とするダイヤモンド薄膜のコーティング法である。
【００１０】  また、本発明は、炭化物の硬質相とコバルトを含む結合相とからなる超硬合金を基材とし、この基材上にダイヤモンド薄膜を形成するダイヤモンド薄膜のコーティング法において、前記基材をＣＶＤ装置の反応容器内に収容すると共にこの反応容器にシリコンの原料ガスを供給し、前記基材の表面に存在する前記結合相のコバルトを珪化して珪化物とし、しかる後に同一ＣＶＤ装置にて前記ダイヤモンド薄膜を形成することを特徴とするダイヤモンド薄膜のコーティング法である。
【００１１】  更に、本発明は、炭化物の硬質相とコバルトを含む結合相とからなる超硬合金基材の表面に、前記結合相のコバルトが珪化された珪化物を有することを特徴とするダイヤモンド被覆超硬合金部材である。
【００１２】  本発明のダイヤモンド薄膜のコーティング法によれば、超硬合金の基材表面に存在するコバルトを珪化して珪化物とするから、超硬合金の基材表面にはコバルトが存在しないこととなり、よってコバルトの触媒作用を抑制し、ダイヤモンド薄膜形成時にグラファイトが生成する不具合を有利に防止することができる。したがって、超硬合金上へのダイヤモンド薄膜のコーティングが可能になり、良好なダイヤモンド薄膜を形成することができる。
【００１３】  また、珪化物は、超硬合金の基材表面のうち、結合相が現れている領域のみに形成させれば所望の効果が得られるので、珪化物を形成するためのプロセス工程、時間をさほど必要とせず、ダイヤモンド被膜コーティングプロセスを従来よりも簡素化できる。
【００１４】  また、従来技術のように超硬合金の基材表面を酸洗してコバルトを除去する作業が不要であるので、この点でも製造工程の簡略化を図ることができる。
【００１５】  さらに、珪化物は層間膜として形成する必要がないので、密着力の高いダイヤモンド被膜を得ることができる。
【００１６】  また、超硬合金の基材表面に存在するコバルトを珪化して珪化物とする工程をＣＶＤ法により行うときには、凹凸のある部材や複雑形状の部材であっても均質に珪化物を形成することができ、しかも、ダイヤモンド薄膜のためのＣＶＤ装置と同じ装置により前記珪化工程を行うことができるので、プロセス工程の簡略化、製造時間の短縮化がいっそう可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、ＷＣ−Ｃｏ系超硬合金の表面近傍の断面組織の模式図である。
【図２】図２は、表面に珪化物を形成させたＷＣ−Ｃｏ系超硬合金の表面近傍の断面組織の模式図である。
【図３】図３は、表面にダイヤモンド薄膜を形成させたＷＣ−Ｃｏ系超硬合金の表面近傍の断面組織の模式図である。
【図４】図４は、ダイヤモンド結晶粒が形成されているところを示す超硬合金表面の顕微鏡写真である。
【図５】図５は、グラファイトが形成されているところを示す超硬合金表面の顕微鏡写真である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】  以下、本発明のダイヤモンド薄膜のコーティング法及びダイヤモンド被覆超硬合金部材について、より具体的に説明する。【００１９】  図１〜３は、超硬合金の代表例として、硬質相が炭化タングステン（ＷＣ）で、結合相がコバルト（Ｃｏ）であるＷＣ−Ｃｏ系超硬合金の表面近傍の断面組織を模式的に示す図である。この図１に示すように、ＷＣ−Ｃｏ系超硬合金は、結合相であるコバルト１により、硬質相である角張った粉粒状の炭化タングステン２が結合された組織になる。なお、ＷＣ−Ｃｏ系超硬合金に限らず、他の成分組成を有する超硬合金についても、結合相により炭化物相が結合された同様の組織となる。【００２０】  したがって、表面に何の処理も施していないＷＣ−Ｃｏ系超硬合金の基材の表面においては、コバルト１が、炭化タングステン２とともに現れていることになる。図１では、基材の表面に存在するコバルトを符号１１で、基材の表面に存在する炭化タングステンを符号２１でそれぞれ示している。このような表面に現れているコバルト１１は、ダイヤモンド薄膜の形成時にはグラファイト生成の触媒となるために、従来はダイヤモンド薄膜が形成されずにグラファイトが形成されてしまうのは既に述べたとおりである。【００２１】  そこで、本発明では、図２に示すように、基材の表面に存在するコバルト１１を珪化して珪化物３とする。コバルトの珪化物３は、温度によりＣｏＳｉ及び／又はＣｏＳｉ２である。【００２２】  基材の表面に存在するコバルト１１を珪化して珪化物３とすれば、超硬合金の基材の表面には、コバルト１１が存在しなくなる。しかも、表面の珪化物３は、基材の内部に存在するコバルト１が表面に拡散移動するのを妨害する障壁にもなる。そのため、ダイヤモンド薄膜の形成時においては、超硬合金の基材の表面にコバルト１１が存在することによる不具合を防止することができ、よって、図３に示すように、所期したとおりのダイヤモンド薄膜４を形成させることができるのである。【００２３】  また、コバルトの珪化物３であるＣｏＳｉ又はＣｏＳｉ２は融点が高く（１３２６℃）、高温でも安定した化合物である。そのため、ダイヤモンド薄膜を形成する高温時（最高でも９００℃程度）においても、安定して超硬合金の基材表面に存在していることから、良質のダイヤモンド被膜を安定して形成させることができる。【００２４】  実際に、超硬合金の表面に存在するコバルトを珪化して珪化物（シリサイド）とした後、ダイヤモンド薄膜の形成を実験的に行ってみたところ、図４に表面の顕微鏡写真を示すように、ダイヤモンド結晶粒が形成されていた。この図４中、粒状に見えるのがダイヤモンドである。これに対して、超硬合金の表面に存在するコバルトを珪化して珪化物とする工程を行わずに、超硬合金の表面にダイヤモンド薄膜の形成を試みたところ、図５に示すように、グラファイトのみが形成され、ダイヤモンドは形成されなかった。図５中、針状に見えるのがグラファイトである。【００２５】  また、製造プロセスの観点からみれば、超硬合金の基材表面のコバルトを珪化して珪化物とすると、従来技術のように超硬合金の基材の表面を酸洗してコバルトを除去するという作業が不要である。しかも、このような超硬��金の基材表面のコバルトを珪化して珪化物とするには、後述するようにダイヤモンド被膜の形成過程における昇温加熱を利用することができるので、この点でも製造工程の簡略化を図ることができる。【００２６】  超硬合金の基材表面のコバルト１１を珪化して珪化物にするための具体的方法には、例えば、以下のものがある。【００２７】  第１の方法としては、超硬合金基材に蒸着法、スパッタリング法等の薄膜堆積法によりシリコン膜を形成し、このシリコン膜の堆積中又は堆積後に、超硬合金基材を３００℃以上に加熱する熱処理を行うことにより、シリコン／超硬合金界面のコバルトを、珪化物すなわちコバルトシリサイド（ＣｏＳｉ、ＣｏＳｉ２）にする。この場合において、シリコン膜を形成させた超硬合金基材に対して、ダイヤモンド薄膜をＣＶＤ法により形成させる際には、ＣＶＤ法の種類にもよるが、被成材の超硬合金基材を最低でも８００〜９００℃に加熱する必要がある。すなわち、ダイヤモンドの成膜温度に加熱する昇温過程では、５００〜６００℃程度の温度を必ず経ることになる。そこで、シリコン膜を形成させた超硬合金基材に対して、別途の熱処理工程を必ずしも施さなくても、このダイヤモンド薄膜形成時の昇温加熱を利用して、シリコン／超硬合金界面のコバルトを、コバルトシリサイド（ＣｏＳｉ、ＣｏＳｉ２）にすることができる。このように、シリコン膜の形成後、連続してダイヤモンド薄膜形成の工程を行うことにより、ダイヤモンド薄膜の形成の過程でコバルトシリサイドを生成させることは、グラファイトの生成を抑制した良好なダイヤモンド薄膜の形成を、少ない工程により行うことができるので有利である。【００２８】  また、第２の方法としては、超硬合金基材をＣＶＤ装置の反応容器に収容し、この基材の温度を３００℃以上にすると共に、この反応容器にシリコンの原料ガスを供給して、ＣＶＤ法によりコバルト表面に形成されるシリコンとの反応により、超硬合金表面のコバルトを、コバルトシリサイド（ＣｏＳｉ、ＣｏＳｉ２）にすることもできる。この基材の温度は、コバルトシリサイドの生成温度が、通常は５００℃以上であるため、５００〜６００℃以上に加熱することが好ましいが、プラズマ環境下における加熱の場合は、３００℃程度の低温でもコバルトシリサイドが生成し得る。【００２９】  かようなＣＶＤ法により形成されるシリコンとの反応によりコバルトシリサイド（ＣｏＳｉ、ＣｏＳｉ２）を生成させる方法は、このＣＶＤ法が、基材の形状を問わず、例えば凹凸形状や複雑な形状の基材であっても、これらの表面に所望の生成物を形成させることができるから、この点で蒸着法やスパッタリング法よりも有利である。【００３０】  また、その後に行うダイヤモンド薄膜の形成に用いられるＣＶＤ装置と同一のＣＶＤ装置によりコバルトシリサイド（ＣｏＳｉ、ＣｏＳｉ２）を生成させる場合には、装置の反応容器内に供給するガス種と反応容器温度を切り替えるだけで、かかるコバルトシリサイドの生成に引き続いてダイヤモンド薄膜を形成することができるので、プロセス工程が増えることなく、ダイヤモンド被覆超硬合金部材を製造することができる。【００３１】  更に、ＣＶＤ装置におけるダイヤモンド薄膜の形成のための��温加熱を利用して、コバルトシリサイド（ＣｏＳｉ、ＣｏＳｉ２）を生成することができるので、プロセス時間も少なくて済む。【００３２】  ＣＶＤ法により形成されるシリコンとの反応によりコバルトシリサイド（ＣｏＳｉ、ＣｏＳｉ２）を生成させる場合に、ＣＶＤ装置の反応容器内に供給するガスは、シリコンの原料ガスの１種を単独で、又は２種以上を混合して用いることができる。いくつか例示すると、モノシラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、ジクロルシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）、四塩化シリコン（ＳｉＣｌ４）、モノメチルシラン（ＳｉＨ３ＣＨ３）、ジメチルシラン（ＳｉＨ２（ＣＨ３）２）、トリメチルシラン（ＳｉＨ（ＣＨ３）３）、テトラメチルシリコン（Ｓｉ（ＣＨ３）４）、テトラエトキシシリコン（ＴＥＯＳ：Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、テトラメトシキシリコン（ＴＭＯＳ：Ｓｉ（ＯＣＨ３）４）などがある。【００３３】  また、これらのシリコンの原料ガスのうち、シリコン及び炭素を含む原料ガスの１種を単独で、又は２種以上を混合して用いる場合には、３００℃以上、好ましくは５００〜６００℃以上のコバルトシリサイド生成温度においては、コバルトシリサイドがコバルトの表面に生成され、その後にＣＶＤ装置の反応容器内の超硬合金基材温度を上昇させてダイヤモンド薄膜の形成温度になると、ダイヤモンド薄膜が形成される。したがって、超硬合金基材の温度及び状態に応じてガス種を切り替えることを省略することができる。このようなガスをいくつか例示すると、モノメチルシラン（ＳｉＨ３ＣＨ３）、ジメチルシラン（ＳｉＨ２（ＣＨ３）２）、トリメチルシラン（ＳｉＨ（ＣＨ３）３）、テトラメチルシリコン（Ｓｉ（ＣＨ３）４）、テトラエトキシシリコン（ＴＥＯＳ：Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、テトラメトシキシリコン（ＴＭＯＳ：Ｓｉ（ＯＣＨ３）４）などがある。【００３４】  また、コバルトシリサイドを生成させるときに、シリコンの原料ガスとダイヤモンド（炭素）の原料ガスとを混合したガスをＣＶＤ装置の反応容器内に供給してもよいし、シリコンの原料ガスととは別系統の配管からダイヤモンド（炭素）の原料ガスをＣＶＤ装置の反応容器内に供給してもよい。これらの場合であっても、比較的低温の、コバルトシリサイド生成温度においては、コバルトシリサイドがコバルトの表面に生成される。そして、このコバルトシリサイドがコバルトの表面に生成された後は、反応容器内に供給するガスを炭素の原料ガスのみにするとともに昇温することにより、ダイヤモンド被膜を形成することができる。【００３５】  以上説明した方法により超硬合金基材のコバルトの表面に生成されたコバルトシリサイドは、層間膜として形成されるのではなく、超硬合金の基材表面のうち、コバルトが現れている領域のみに形成されている。この点で従来技術とは明確に相違している。そして、コバルトシリサイドが層間膜として形成されないが故に、中間層を形成した従来技術で問題となる密着性不良や熱膨張率の相違の問題を生じない。また、コバルトシリサイドは、層間膜を形成するほどの厚みで生成させる必要がないため、珪化物を形成するためのプロセス工程、プロセス時間をさほど必要とせず、ダイヤモンド被膜コーティングプロセスを従来よりも簡素化できる。【００３６】  次に、本発明の方法に用いる超硬合金は、最も一般的なＷＣ−Ｃｏ系超硬合金を用いることができることは言うまでもないが、結合相としてコバルト以外の金属材やその他の添加材を含有するものであってもよい。コバルト、ニッケル及び鉄は、いずれもグラファイト生成の触媒作用を有していることから、本発明に従い、超硬合金の表面に存在するこれらの金属を珪化して珪化物とすることにより、本発明で所期した効果が得られる。【００３７】  また、本発明の方法に従い、超硬合金の基材の表面に存在する結合相のコバルトを珪化して珪化物とした後に行う、ダイヤモンド薄膜の形成法については、特に限定されず、従来公知の方法により形成させればよい。例えば、マイクロ波プラズマＣＶＤ法、ＲＦプラズマＣＶＤ法、ＥＣＲプラズマＣＶＤ法、熱フィラメントＣＶＤ法、プラズマトーチＣＶＤ法などによりダイヤモンド薄膜を形成させることができる。そして、結合相のコバルトを珪化して珪化物とする処理をＣＶＤ法に行う場合にも、上掲した各種のＣＶＤ法により行うことができる。【００３８】  本発明の方法を、超硬合金へのダイヤモンド被覆処理に用いることにより、炭化物の硬質相とコバルトを含む結合相とからなる超硬合金基材の表面に、前記結合相のコバルトが珪化された珪化物を有するダイヤモンド被覆超硬合金部材が得られる。かかるコバルトの珪化物を有するダイヤモンド被覆超硬合金部材は、密着性に優れたダイヤモンド薄膜を有することから、切削工具やチャック治具などの各種部材に用いて好適である。【００３９】  ＷＣ−６〜８％Ｃｏ超硬合金の試料に、真空蒸着法により厚み５０ｎｍのシリコン膜を形成した。次いで、この試料をダイヤモンド薄膜形成用のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の反応容器内に収容して、原料ガスを、ＣＨ４／Ｈ２、試料温度を８５０℃とした条件によりダイヤモンド薄膜の形成を行ったところ、良好なダイヤモンド薄膜が形成できた。これは、ダイヤモンド薄膜の形成過程における比較的低温時に、シリコン／超硬合金界面のコバルトがコバルトシリサイドになったためと考えられる。【００４０】  また、同様の試料について、ダイヤモンド薄膜形成用のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の反応容器内に収容し、この試料を加熱した状態でこの反応容器内にシリコンの原料ガスを供給して、超硬合金表面のコバルトをコバルトシリサイドにし、引き続き、同一反応容器でダイヤモンド被膜の形成を行うに当たり、この反応容器内に供給するガスをダイヤモンド薄膜形成用のガスに切り替え、試料温度を上記と同様の成膜温度とした条件によりダイヤモンド薄膜の形成を行っても、良好なダイヤモンド薄膜を形成することができる。【００４１】  また、同様の試料について、ダイヤモンド薄膜形成用のマイクロ波プラズマＣＶＤ装置の反応容器内に収容し、この試料を加熱する過程でコバルトシリサイド形成用のガスとダイヤモンド成膜用のガスとを同時に供給して、超硬合金表面のコバルトをコバルトシリサイドにし、引き続き、同一反応容器にて試料を更に高温にしてダイヤモンド被膜の形成を行うに当たり、この反応容器に供給するガスをダイヤモンド成膜用のガスのみとし、試料温度を上記と同様の成膜温度とした条件によりダイヤモンド薄膜の形成を行っても良好なダイヤモンド薄膜を形成することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年3月23日(2006.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】請求の範囲
【請求項１】（削除）
【請求項２】炭化物の硬質相とコバルトを含む結合相とからなる超硬合金を基材とし、この基材上にダイヤモンド薄膜を形成するダイヤモンド薄膜のコーティング法において、
前記基材をＣＶＤ装置の反応容器内に収容すると共にこの反応容器にシリコンの原料ガスを供給し、前記基材の表面に存在する前記結合相のコバルトを、基材表面のうち前記コバルトが現れている領域のみを珪化して珪化物とし、しかる後に同一ＣＶＤ装置にて前記ダイヤモンド薄膜を形成することを特徴とするダイヤモンド薄膜のコーティング法。
【請求項３】炭化物の硬質相とコバルトを含む結合相とからなる超硬合金基材の表面に、基材表面のうち前記コバルトが現れている領域にのみ前記結合相のコバルトが珪化された珪化物を有することを特徴とするダイヤモンド被覆超硬合金部材。
【請求項４】炭化物の硬質相とコバルトを含む結合相とからなる超硬合金を基材とし、この基材上にダイヤモンド薄膜を形成するダイヤモンド薄膜のコーティング法において、
前記基材をＣＶＤ装置の反応容器内に収容して加熱すると共にこの反応容器にシリコン及び炭素を含む原料ガスの１種又は２種以上を混合して供給し、コバルトシリサイド生成温度において前記基材の表面に存在する前記結合相のコバルトを、基材表面のうち前記コバルトが現れている領域のみを珪化して珪化物とし、しかる後に基材温度を上昇させて同一ＣＶＤ装置にて前記ダイヤモンド薄膜を形成することを特徴とするダイヤモンド薄膜のコーティング法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
【特許文献２】特開２０００−１７８７３６号公報
【発明の開示】
［０００８］  本発明は、上述した問題を有利に解決するものであり、プロセス工程、時間をさほど増やすことなく、超硬合金の基材上に良好なダイヤモンド薄膜を形成することを可能にして、更に、凹凸のある部材や複雑な形状の部材にも均一にダイヤモンド薄膜を形成することのできるダイヤモンド薄膜のコーティング法を、この方法を用いたダイヤモンド被覆超硬合金部材とともに提供することを目的とする。
［０００９］  本発明は、炭化物の硬質相とコバルトを含む結合相とからなる超硬合金を基材とし、この基材上にダイヤモンド薄膜を形成するダイヤモンド薄膜のコーティング法において、前記基材をＣＶＤ装置の反応容器内に収容すると共にこの反応容器にシリコンの原料ガスを供給し、前記基材の表面に存在する前記結合相のコバルトを、基材表面のうち前記コバルトが現れている領域のみを珪化して珪化物とし、しかる後に同一ＣＶＤ装置にて前記ダイヤモンド薄膜を形成することを特徴とするダイヤモンド薄膜のコーティング法である。
［００１０］  また、本発明は、炭化物の硬質相とコバルトを含む結合相とからなる超硬合金基材の表面に、基材表面のうち前記コバルトが現れている領域にのみ前記結合相のコバルトが珪化された珪化物を有することを特徴とするダイヤモンド被覆超硬合金部材である。
［００１１］  更に、本発明は、炭化物の硬質相とコバルトを含む結合相とからなる超硬合金を基材とし、この基材上にダイヤモンド薄膜を形成するダイヤモンド薄膜のコーティング法において、前記基材をＣＶＤ装置の反応容器内に収容して加熱すると共にこの反応容器にシリコン及び炭素を含む原料ガスの１種又は２種以上を混合して供給し、コバルトシリサイド生成温度において前記基材の表面に存在する前記結合相のコバルトを、基材表面のうち前記コバルトが現れている領域のみを珪化して珪化物とし、しかる後に基材温度を上昇させて同一ＣＶＤ装置にて前記ダイヤモンド薄膜を形成することを特徴とするダイヤモンド薄膜のコーティング法である。
［００１２］  本発明のダイヤモンド薄膜のコーティング法によれば、超硬合金の基材表面に存在するコバルトを珪化して珪化物とするから、超硬合金の基材表面にはコバルトが存在しないこととなり、よってコバルトの触媒作用を抑制し、ダイヤモンド薄膜形成時にグラファイトが生成する不具合を有利に防止することができる。したがって、超硬合金上へのダイヤモンド薄膜のコーティングが可能になり、良好なダイヤモンド薄膜を形成することができる。
［００１３］  また、珪化物は、超硬合金の基材表面のうち、結合相が現れている領域のみに形
【国際調査報告】
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