含非晶碳被膜的制作方法

含非晶碳被膜的制作方法
【专利摘要】本发明的课题是提供一种含非晶碳被膜，其是高硬度且具有与基材的高密合力、能够大幅提升加工用工具和机械部件的寿命且实用性极为优秀的含非晶碳被膜。本发明涉及一种含非晶碳被膜，其是在基材上形成的含非晶碳被膜，其中，膜厚分别为0.05μm以上的非晶碳被膜层[A]和非晶碳被膜层[B]按照所述非晶碳被膜层[A]配置在基材侧、所述非晶碳被膜层[B]配置在表层侧的方式层积构成，该含非晶碳被膜整体的膜厚设定为0.1μm以上且1.5μm以下，所述非晶碳被膜层[A]和所述非晶碳被膜层[B]具有规定的膜质。
【专利说明】含非晶碳被膜

【技术领域】
[0001] 本发明涉及被覆于软金属、非铁金属或有机材料等的加工用工具或作为机械部件 的滑动部件的含非晶碳被膜。

【背景技术】
[0002] 使用由超硬合金或工具钢等钢铁、金属陶瓷或陶瓷制作的切削工具，对铝或铜等 软金属、钛或镁等非铁金属或者树脂等有机材料等被切削材料进行切削加工时，存在如下 问题：不仅由于切削工具材料不是高硬度而得不到令人满意的寿命，而且因为切屑粘附于 切削工具的刃尖而使切削阻力提高从而缩短了该切削工具的寿命或者使得实施了切削加 工的加工面的表面粗糙度变差。
[0003] 另外，存在如下问题：以上述软金属、非铁金属或有机材料作为成型材料，使用由 超硬合金、模具用钢等钢铁制作的模具进行锻造加工时，成型材料在模具表面粘附而缩短 了模具的寿命，并且利用上述模具对上述成型材料进行铸造加工时，由于润滑性差而使成 型品难以从模具脱离、即所谓的脱模性差（下面，上述切削工具和上述模具统称为加工用 工具，上述被切削材料和上述成型材料统称为被加工材料。）。
[0004] 对于这种由软金属、非铁金属或有机材料等构成的加工用工具的表面处理而言， 针对被加工材料的耐粘附性成为重要因素。
[0005] 需要说明的是，非晶碳被膜由于与金属材料和有机材料的亲和性低，耐粘附性、耐 烧结性和润滑性优异，因此适合作为面向软金属、非铁金属或有机材料等被加工材料的加 工用工具的表面处理，一直以来得到了广泛利用。
[0006] 另外，近年来，在对软金属、非铁金属或有机材料等被加工材料的切削加工中，要 求超硬合金及钢铁制工具的长寿命化和进一步提高加工面品质。另外，除了有助于加工用 工具的长寿命化和提高加工面品质的耐粘附性以外，还需要有助于长寿命化的耐磨损性、 高密合性。
[0007] 例如专利文献1中公开了在表面形成具有耐磨损性和耐粘附性的非晶碳被膜的 工具。然而，即便使用专利文献1中公开的方法，对工具被覆非晶碳被膜而进行高速切削试 验，有时也无法得到令人满意的工具寿命和加工面品质。具体来说，对被覆专利文献1中公 开的非晶碳被膜时的工具寿命和加工面品质进行了研究，结果发现，并非是超硬合金及钢 铁制的工具的切削刃的尖端发生磨损，而是在非晶碳被膜发生剥离而使基材暴露的部分粘 附有被切削材料而使得加工面品质下降，并且切削阻力由于被切削材料的粘附而增大，从 而导致切削刃尖端破损而使工具寿命缩短。
[0008] 另外，以汽车部件为代表，在信息设备、家电制品、产业机械的领域中，从防止全球 变暖、保护环境的观点出发要求降低能源消耗和减少润滑油、润滑脂的使用。作为解决该问 题的一种手段，包括降低滑动部件的磨擦的方法。非晶碳被膜的表面平滑性和高硬度这样 的性质即使在无润滑条件下也能够降低滑动部件的磨擦，目前已经开始应用于大量的机械 部件的滑动面。
[0009] 直到最近，由于与作为滑动面的钢铁基材的密合性的问题，非晶碳被膜鲜少被实 用化于机械部件的滑动面，但是由于近几年成膜装置的进步和成膜技术的提高，可应用的 部件正在飞速扩展。如此，非晶碳被膜在滑动面上成膜的需求逐渐增加，另一方面，对能够 耐受在高表面压力、高转速、高温、无润滑等严苛环境下使用的非晶碳被膜的需求正在增 力口。作为能够耐受上述这样严苛用途的高硬度且耐磨损性优异的非晶碳被膜，期望为不含 氢的高硬度非晶碳被膜。
[0010] 例如专利文献2中公开了在各种机械装置的滑动部形成不含氢的高硬度非晶碳 被膜的技术。然而，不含氢的高硬度非晶碳被膜的内部应力大，导致膜容易剥离。因此，以 往的非晶碳被膜尽管高硬度且耐磨损性优异，但由于密合力低，在长期使用中得不到充分 的低磨擦性能。膜的密合性在确保滑动部件的低磨擦性方面也是极为重要的课题。
[0011] 现有技术文献
[0012] 专利文献
[0013] 专利文献1 :日本特开2009-241252号公报
[0014] 专利文献2 :日本特开2008-297477号公报


【发明内容】

[0015] 发明要解决的问题
[0016] 鉴于上述这样的现状，本发明人对非晶碳被膜的膜质和被膜层构成进行了研究， 结果得到通过对该膜质和被膜层构成进行设计能够解决上述课题这样的见解，从而完成了 本发明，本发明提供含非晶碳被膜，其为高硬度且具有与基材的高密合力，能够大幅提升加 工用工具和机械部件的寿命，实用性极为优秀。
[0017] 用于解决问题的手段
[0018] 对本发明的要点进行说明。
[0019] 1. 一种含非晶碳被膜，其是在基材上形成的含非晶碳被膜，其特征在于，膜厚分别 为0. 05 i! m以上的非晶碳被膜层[A]和非晶碳被膜层[B]按照所述非晶碳被膜层[A]配置 在基材侧、所述非晶碳被膜层[B]配置在表层侧的方式层积构成，该含非晶碳被膜整体的 膜厚设为0. I U m以上且I. 5 y m以下，对该含非晶碳被膜的截面照射电子射线进行电子能 量损失谱分析时，对于如下述定义的X而言，所述非晶碳被膜层[A]的X大于所述非晶碳被 膜层[B]的X，该非晶碳被膜层[A]的X为0. 2?0. 6，
[0020] 注：
[0021] 在假设通过所述电子能量损失谱分析测定的电子能量损失谱谱图为下述（1)? (6)这六个高斯函数之和并对该电子能量损失谱谱图进行峰分离时，J的峰强度记为IJ、L 的峰强度记为IL，此时，将IJ/IL定义为X，
[0022] (1)在277?287eV具有峰的J
[0023] (2)在283?293eV具有峰的K
[0024] (3)在289?299eV具有峰的L
[0025] (4)在295?305eV具有峰的M
[0026] (5)在311?321eV具有峰的N
[0027] (6)在 325 ?335eV 具有峰的 P。
[0028] 2.另外，如技术方案1所述的含非晶碳被膜，其特征在于，所述非晶碳被膜层[A] 的X为0.3?0.5。
[0029] 3.另外，如技术方案1所述的含非晶碳被膜，其特征在于，在最表层设置有非晶碳 被膜层[C]，在对含非晶碳被膜的截面照射电子射线进行电子能量损失谱分析时，所述非晶 碳被膜层[C]的X小于所述非晶碳被膜层[B]的X。
[0030] 4.另外，如技术方案2所述的含非晶碳被膜，其特征在于，在最表层设置有非晶碳 被膜层[C]，在对含非晶碳被膜的截面照射电子射线进行电子能量损失谱分析时，所述非晶 碳被膜层[C]的X小于所述非晶碳被膜层[B]的X。
[0031] 5.另外，如技术方案1所述的含非晶碳被膜，其特征在于，除了不可避免的杂质以 外不含有氢。
[0032] 6.另外，如技术方案2所述的含非晶碳被膜，其特征在于，除了不可避免的杂质以 外不含有氢。
[0033] 7.另外，如技术方案3所述的含非晶碳被膜，其特征在于，除了不可避免的杂质以 外不含有氢。
[0034] 8.另外，如技术方案4所述的含非晶碳被膜，其特征在于，除了不可避免的杂质以 外不含有氢。
[0035] 9.另外，如技术方案1?8中任一项所述的含非晶碳被膜，其特征在于，在最下层 设置有金属被膜层[D]，该金属被膜层[D]由周期表的4a、5a或6a族元素中任一种金属或 2种以上金属构成，该金属被膜层[D]的膜厚设定为0. 01 y m以上且0. I y m以下，在该金属 被膜层[D]之上设置有所述非晶碳被膜层[A]。
[0036] 10.另外，如技术方案9所述的含非晶碳被膜，其特征在于，所述金属被膜层[D]由 Zr构成。
[0037] 11.另外，如技术方案1?8中任一项所述的含非晶碳被膜，其特征在于，该含非晶 碳被膜被覆于超硬合金、钢铁或陶瓷中的任一种基材。
[0038] 12.另外，如技术方案9所述的含非晶碳被膜，其特征在于，该含非晶碳被膜被覆 于超硬合金、钢铁或陶瓷中的任一种基材。
[0039] 13.另外，如技术方案10所述的含非晶碳被膜，其特征在于，该含非晶碳被膜被覆 于超硬合金、钢铁或陶瓷中的任一种基材。
[0040] 发明效果
[0041] 由于本发明如上述那样构成，因而成为高硬度且具有与基材的高密合力、能够大 幅提升加工用工具和机械部件的寿命并且实用性极为优秀的含非晶碳被膜。

【专利附图】

【附图说明】
[0042] 图1为被膜的构成模式的示意性说明图。
[0043] 图2为成膜装置的示意性说明图。
[0044] 图3为表示电子能量损失谱分析和峰分离的结果的曲线图。

【具体实施方式】
[0045] 以示出本发明的作用的方式对认为优选的本发明的实施方式进行简单说明。
[0046] 将具有上述规定膜质的非晶碳被膜层[A]和非晶碳被膜层[B]层积而成的上述规 定构成的非晶碳被膜具有作为保护膜的优秀的硬度和密合性，能够实现使被覆有该非晶碳 被膜的加工用工具的工具寿命或机械部件的滑动寿命延长。
[0047] 实施例
[0048] 基于附图，对本发明的具体实施例进行说明。
[0049] 本实施例为在基材上形成的含非晶碳被膜，其中，膜厚分别为0.05 以上的非 晶碳被膜层[A]和非晶碳被膜层[B]按照上述非晶碳被膜层[A]配置在基材侧、上述非晶 碳被膜层[B]配置在表层侧的方式层积构成，该含非晶碳被膜整体的膜厚设定为0. I y m以 上且I. 5 y m以下，对该含非晶碳被膜的截面照射电子射线进行电子能量损失谱分析时，假 设通过上述电子能量损失谱分析测定的电子能量损失谱谱图为在277?287eV具有峰的 J、在283?293eV具有峰的K、在289?299eV具有峰的L、在295?305eV具有峰的M、在 311?321eV具有峰的N、在325?335eV具有峰的P这六个高斯函数之和，对该电子能量 损失谱谱图进行了峰分离时，J的峰强度记为IJ、L的峰强度记为IL，此时，对于定义为X = IJ/IL的该X而言，上述非晶碳被膜层[A]的X大于上述非晶碳被膜层[B]的X，该非晶碳 被膜层[A]的X为0. 2?0. 6。
[0050] 本实施例中，作为基材，采用了包含以WC(碳化钨）为主要成分的硬质颗粒和以 Co(钴）为主要成分的粘合材料的超硬合金制铣刀（router)。具体来说，采用上述WC颗粒 的平均粒径设定为0. I U m?2 ii m且上述Co的含量以质量％计设定为5?15%的超硬合 金制铣刀。
[0051] 在该基材的相邻上方设置有金属被膜层[D]。该金属被膜层[D]由周期表的4a、5a 或6a族元素中任一种金属或两种以上金属构成。该金属被膜层[D]的膜厚设定为0.01 以上且0. I y m以下。
[0052] 在金属被膜层[D]上，该非晶碳被膜层[A]和非晶碳被膜层[B]按照上述非晶碳 被膜层[A]配置在基材侧、上述非晶碳被膜层[B]配置在表层侧的方式至少各层积一层。作 为金属被膜层[D]采用由Zr (锆）构成的金属被膜层[D]。
[0053] 另外，在最表层设置有非晶碳被膜层[C]。对于该非晶碳被膜层[C]而言，在对含 非晶碳被膜的截面照射电子射线进行电子能量损失谱分析时，上述非晶碳被膜层[C]的X 小于上述非晶碳被膜层[B]的X。
[0054] 另外，本实施例为除了不可避免的杂质以外不含有氢的构成。
[0055] 下面，说明采用上述构成的理由和上述构成所带来的作用效果。
[0056] 首先，对非晶碳被膜和电子能量损失谱法进行描述。碳因原子间的键合形态而结 构不同，大致划分，包括金刚石、石墨、非晶碳。金刚石中，碳原子间的键合为基于Sp3杂化轨 道的〇键（下面称作Sp3键），在以碳原子为中心的正四面体的各顶点配置其它碳原子从 而在立体上扩展。金刚石的硬度来自SP3键，是高硬度的。石墨具有层状的结构。碳原子 在与层平行的结晶面内形成基于SP2杂化轨道的n键（下面称作SP2键），层间由基于范 德瓦尔斯力的键合而被连接。石墨的硬度比金刚石低。非晶碳中混合存在有Sp2键和Sp3键。含有大量Sp3键的非晶碳被膜显示强的金刚石的性质，导致高硬度。相反地，含有大量 SP2键的非晶碳被膜显示强的石墨的性质，导致低硬度。
[0057] 电子能量损失谱法是可以直接求出碳的SP2键与SP3键的比例的方法。通常来说， 能量损失谱图在284eV附近的峰对应sp2键、在29IeV附近的峰对应于sp3键，各个键的比 例常被用作非晶碳被膜的评价值。
[0058] 本实施例中，假设电子能量损失谱谱图为在277?287eV具有峰的J、在283? 293eV具有峰的K、在289?299eV具有峰的L、在295?305eV具有峰的M、在311?321eV 具有峰的N、在325?335eV具有峰的P这六个高斯函数之和并进行峰分离时，J的峰强度 记为IJ、L的峰强度记为IL，此时定义X = IJ/IL，将该X作为非晶碳被膜的评价值。X值 较小时含有大量sp3键，X值较大时含有大量sp2键。
[0059] 本发明人在各种成膜条件下对铣刀被覆非晶碳被膜，使用该铣刀实施铝板的切削 试验，结果发现，通过层积X值不同的非晶碳被膜，铣刀的加工距离（能够在铣刀不会折损、 在加工面不产生毛刺的情况下良好地进行加工的距离）提高。
[0060] 具体来说，在基材的相邻上方（最下层）配置有非晶碳被膜层[A]且在非晶碳被 膜层[A]上配置有非晶碳被膜层[B]的情况下，上述非晶碳被膜层[A]的X值大于上述非 晶碳被膜层[B]的X值，非晶碳被膜层[A]的X值为0.2?0.6,此时，铣刀的加工距离尤其 得到提1?。
[0061] 分别来说，非晶碳被膜层[A]是出于提高与基材的密合性的目的而成膜的，非晶 碳被膜层[B]是出于抑制因被膜磨损导致基材表面暴露的目的而成膜的，因而过薄是毫无 意义的，优选使两者膜厚均为〇. 05 iim以上。
[0062] 另外，过薄时不能延长工具寿命，被膜整体的膜厚需要为0. IU m以上；另一方面， 过厚时被膜的内部应力增大或容易剥离，因而被膜整体的膜厚优选为I. 5 y m以下。
[0063] 非晶碳被膜层[A]的X值为0. 2?0. 6的含非晶碳被膜在切削工具的切削试验以 及利用磨擦磨损试验机的膜耐久性试验中得到了良好的实验结果。据认为这是由于非晶碳 被膜层[A]具有小于非晶碳被膜层[B]的内部应力，从而使含非晶碳被膜难以剥离。
[0064] 具体来说，若X值小于0. 2,则形成高硬度，被膜的内部应力增大，因此容易从基材 剥离。另外，若X值大于0.6,则形成过低的硬度，被膜自身的品质变差，在非晶碳被膜层[A] 内部产生裂纹，被膜有可能从基材剥离。
[0065] 由后述的实验例（表1和表2)可知，若非晶碳被膜层[A]的X值为0? 3?0? 5， 则加工距离和耐久距离（直至膜发生剥离或磨损的距离）变长，是更加优选的（参照表1 的实验例3?11、表2的实验例23?31)。另外，非晶碳被膜层[A]的X值与非晶碳被膜 层[B]的X值之差优选为0.3以下，若相比0.3过大时，非晶碳被膜层[A]与非晶碳被膜层 [B]的性质差异变大，有可能在被膜层的交界发生剥离。
[0066] 另外，优选在最表层设置非晶碳被膜层[C]。以X值小于非晶碳被膜层[B]为特征 的非晶碳被膜层[C]与非晶碳被膜层[B]相比含有相对较多的sp3键，接近金刚石的性质， 因此成为高硬度的膜。相比于在最表层具有非晶碳被膜层[B]的含非晶碳被膜，在最表层 配置了非晶碳被膜层[C]的含非晶碳被膜能够进一步抑制因被膜磨损导致的基材表面的 暴露，能够延长工具寿命。对于非晶碳被膜层[C]的膜厚而言，若过薄则无法明显发挥高硬 度带来的耐磨损性的效果，若过厚则内部应力增大，因而密合性下降而变得容易剥离，结果 无法发挥耐磨损性的效果。因此，非晶碳被膜层[C]的膜厚优选为0. 04 y m以上且I. 0 y m 以下、更优选为〇. 04 y m以上且0. 5 y m以下。进一步，为了提高非晶碳被膜层[A]、[B]、[C] 的密合性，非晶碳被膜层[C]的膜厚更优选设为非晶碳被膜层[A]和[B]的膜厚的总和以 下。在表1中为0.2 iim(实验例5?11)，在表2中为0.04 iim(实验例29)和0.07 iim(实 验例25?28、30和31)。
[0067] 图1表示被膜的构成模式。图I (a)为在基材的相邻上方设置1层非晶碳被膜层
[A] 、在非晶碳被膜层[A]之上设置1层非晶碳被膜层[B]作为最表层的构成。图1(b)为 在基材的相邻上方设置1层非晶碳被膜层[A]、在非晶碳被膜层[A]之上设置1层非晶碳 被膜层[B]、在非晶碳被膜层[B]之上设置1层非晶碳被膜层[C]作为最表层的构成。图 1(c)为在基材的相邻上方设置金属被膜层[D]、在金属被膜层[D]之上设置1层非晶碳被 膜层[A]、在非晶碳被膜层[A]之上设置1层非晶碳被膜层[B]、在非晶碳被膜层[B]之上 设置1层非晶碳被膜层[C]作为最表层的构成。
[0068] 需要说明的是，图I (a)、（b)、（c)均为分别将非晶碳被膜层[A]和非晶碳被膜层
[B] 各设置1层的双层构成，但是也可以为将非晶碳被膜层[A]和非晶碳被膜层[B]交替层 积3层以上的层积被膜层，通过形成这样的构成，能够保持非晶碳被膜层[B]的高硬度，同 时缓和该层积被膜层内的内部应力从而使层间的密合性提高。
[0069] 图1(d)为对图1(c)的构成应用上述层积被膜层后的示例，具体来说，其为在 基材的相邻上方设置金属被膜层[D]、在金属被膜层[D]之上设置1层非晶碳被膜层
[A] 且在非晶碳被膜层[A]之上设置1层非晶炭素被膜层[B]并且设置两层以上上述 双层结构（[A] + [B])、设置1层非晶碳被膜层[C]作为最表层的构成。具体来说，设置 了两层双层结构的情况为[D] + [A] + [B] + [A] + [B] + [C]的六层结构，设置了三层的情况为 [D] + [A] + [B] + [A] + [B] + [A] + [B] + [C]的八层结构。只要含非晶碳被膜整体的膜厚为l.Siim 以下，[A] + [B]的层就可以设置更多层。
[0070] 另外，本实施例的非晶碳被膜实质上不含有氢（所谓的无氢DLC)，但本实施例中 的"实质上不含有氢"是指不在成膜装置内有意地导入由含氢的分子构成的气体而进行成 膜。但是，有时成膜装置内的内壁或电极、碳蒸发源、成膜基材等处浸透、吸附的氢气或水 等在成膜中被释放从而混入膜内，因此难以完全不含氢，但是含氢量的程度通常为5at%以 下。
[0071] 利用弹性反冲探测分析（ERDA)对实验例5的被膜进行含氢量的分析，结果作为不 可避免的杂质含有3at%。需要说明的是，含氢量少则与基材的密合性好，接近Oat%则具 有更优异的特性，因此不言而喻，更优选含氢量接近Oat%的非晶碳被膜。
[0072] 由于本实施例像上述那样进行构成，因而通过基材侧的实质上不含氢的非晶碳被 膜层能够得到优异的密合性，并且通过其上的实质上不含氢的非晶碳被膜层使得磨擦系数 小且能够得到优异的耐粘附性和润滑性，并且为高硬度且能够得到耐磨损性。因此，如果使 用本实施例作为工具的被膜，则对于铝合金、铜合金等粘附性高的被切削材料，在抑制粘附 而提高工具寿命的同时，可以得到令人满意的加工面品质。
[0073] 另外，如图1(a)和（b)所图示的那样，层积有非晶碳被膜层[A]和[B]或者[A]、
[B] 和[C]的构成的被膜兼具作为保护膜的优异硬度以及密合性、耐热性、耐磨损性、耐粘 附性，被覆有该被膜的工具在对软金属、非铁金属以及有机材料的加工中可以得到令人满 意的工具寿命和加工面品质。
[0074] 另外，在非晶碳被膜的成膜之前通过利用Ar轰击对基材表面进行清洁，可以确保 基材与非晶碳被膜的密合性。然而，为了进行被膜不会剥离的稳定的切削加工，优选进一步 提高基材与非晶碳被膜的密合性。如图I(C)和（d)所图示的那样，在基材的相邻上方成膜 出由Ti、Cr、Ta等周期表的4a、5a或6a族兀素中任一种金属或两种以上金属构成的金属被 膜层[D]作为基底膜，在该金属被膜层[D]之上成膜出非晶碳被膜，由此可以进一步提高基 材与非晶碳被膜的密合性。基底膜是出于提高基材和非晶碳被膜的密合性的目的而成膜出 的，因而过厚则没有意义，优选设为0. Ol U m以上且0. I y m以下的膜厚。
[0075] 金属被膜层[D]使用属于周期表的4a族元素的Zr时，在切削工具的切削试验和 利用磨擦磨损试验机的膜耐久性试验中得到了良好的实验结果。据认为这是Zr对基材和 非晶碳被膜的各结合力均为良好从而充分确保了膜的密合性的结果。另外，金属被膜层[D] 使用含有Zr的合金（在实验例11和31中为与Ti的合金）时，具有与仅使用Zr时同等的 效果。
[0076] 需要说明的是，本实施例对于各种各样的基材具有高密合力，因此不限于超硬合 金，也能够对高速度钢或碳工具钢等钢铁材料、金属陶瓷材料、陶瓷、含cBN的烧结体或氮 化物被覆基材进行被覆。
[0077] 对支持本实施例的效果的实验例进行说明。
[0078] 作为成膜装置使用图2的电弧离子电镀装置。该装置的腔室1配备有金属被膜层 成膜用的金属蒸发源2、非晶碳被膜层成膜用的碳蒸发源3、Ar轰击用的离子枪4和用于以 均匀膜厚进行成膜的成膜夹具5。图2中，符号6为目标成膜物、7为加热器、8为涡轮分子 泵、9为旋转泵。金属被膜层成膜使用Ti、Zr、或Ti与Zr的合金，碳蒸发源使用石墨。作为 目标成膜物使用纟先刀（外径：2. 0mm、槽长：8. 0mm、总长：38mm、柄径：3. 175mm、材质：超硬合 金）和钢球（直径6mm、材质：高碳铬轴承钢钢材）。将铣刀和钢球设置在成膜夹具上后，排 气至0. 02Pa以下的真空度。首先利用Ar轰击对铣刀表面和钢球表面进行清洁，然后进行 非晶碳被膜的成膜。另外，根据需要在Ar轰击后对基材进行Ti、Zr的成膜，在其上进行非 晶碳被膜的成膜。对于金属被膜层成膜而言，在放电电压30V、偏置电压一 50V的条件下进 行成膜。在非晶碳被膜的成膜时，设置放电电压50?500V、基材温度KKTC以下的条件，按 照使纟先刀、钢球均达到规定膜厚（〇. 08 ii m?I. 7 ii m)的方式进行成膜。
[0079] 如表1所图示的那样，使用被覆有规定的被膜的铣刀，以下述切削条件进行切削 试验，测定直至铣刀发生折损或在加工面产生毛刺为止的加工距离（工具寿命）。被切削材 料使用铝板（材料：A5052、厚度：1. Omm)，以30000min _ 1的转速使外径为2. Omm的铣刀旋 转，设定为进给速度I. 〇m/min、无切削液（干式），进行试验。
[0080] 表1中与本发明的实验例一起记载了以往的非晶碳被膜的结果作为比较例。
[0081] 表1为表示用于切削工具（铣刀（router))的实验条件和实验结果的表。
[0082] [表 1]
[0083]

【权利要求】
1. 一种含非晶碳被膜，其是在基材上形成的含非晶碳被膜，其特征在于，膜厚分别为 0. 05 以上的非晶碳被膜层[A]和非晶碳被膜层[B]按照所述非晶碳被膜层[A]配置在 基材侧、所述非晶碳被膜层[B]配置在表层侧的方式层积构成，该含非晶碳被膜整体的膜 厚设为0. 1 y m以上且1. 5 y m以下，对该含非晶碳被膜的截面照射电子射线进行电子能量 损失谱分析时，对于如下述定义的X而言，所述非晶碳被膜层[A]的X大于所述非晶碳被膜 层[B]的X，该非晶碳被膜层[A]的X为0? 2?0? 6， 其中， 在假设通过所述电子能量损失谱分析测定的电子能量损失谱谱图为下述（1)?（6)这 六个高斯函数之和并对该电子能量损失谱谱图进行峰分离时，J的峰强度记为IJ、L的峰强 度记为IL，此时，将IJ/IL定义为X， (1) 在277eV?287eV具有峰的J (2) 在283eV?293eV具有峰的K (3) 在289eV?299eV具有峰的L (4) 在295eV?305eV具有峰的M (5) 在311eV?321eV具有峰的N (6) 在325eV?335eV具有峰的P。
2. 如权利要求1所述的含非晶碳被膜，其特征在于，所述非晶碳被膜层[A]的X为 0. 3 ?0. 5。
3. 如权利要求1所述的含非晶碳被膜，其特征在于，在最表层设置有非晶碳被膜层 [C]，在对含非晶碳被膜的截面照射电子射线进行电子能量损失谱分析时，所述非晶碳被膜 层[C]的X小于所述非晶碳被膜层[B]的X。
4. 如权利要求2所述的含非晶碳被膜，其特征在于，在最表层设置有非晶碳被膜层 [C] ，在对含非晶碳被膜的截面照射电子射线进行电子能量损失谱分析时，所述非晶碳被膜 层[C]的X小于所述非晶碳被膜层[B]的X。
5. 如权利要求1所述的含非晶碳被膜，其特征在于，除了不可避免的杂质以外不含有 氢。
6. 如权利要求2所述的含非晶碳被膜，其特征在于，除了不可避免的杂质以外不含有 氢。
7. 如权利要求3所述的含非晶碳被膜，其特征在于，除了不可避免的杂质以外不含有 氢。
8. 如权利要求4所述的含非晶碳被膜，其特征在于，除了不可避免的杂质以外不含有 氢。
9. 如权利要求1?8中任一项所述的含非晶碳被膜，其特征在于，在最下层设置有金 属被膜层[D]，该金属被膜层[D]由周期表的4a、5a或6a族元素中任一种金属或2种以上 金属构成，该金属被膜层[D]的膜厚设定为0. 01 y m以上且0. 1 y m以下，在该金属被膜层 [D] 之上设置有所述非晶碳被膜层[A]。
10. 如权利要求9所述的含非晶碳被膜，其特征在于，所述金属被膜层[D]由Zr构成。
11. 如权利要求1?8中任一项所述的含非晶碳被膜，其特征在于，该含非晶碳被膜被 覆于超硬合金、钢铁或陶瓷中的任一种基材。
12. 如权利要求9所述的含非晶碳被膜，其特征在于，该含非晶碳被膜被覆于超硬合 金、钢铁或陶瓷中的任一种基材。
13. 如权利要求10所述的含非晶碳被膜，其特征在于，该含非晶碳被膜被覆于超硬合 金、钢铁或陶瓷中的任一种基材。
【文档编号】C23C14/06GK104451540SQ201410482607
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2013年9月24日
【发明者】诹访浩司, 广濑景太, 佐藤彰, 渡边裕二 申请人:佑能工具株式会社