JPH04246164A - 立方晶窒化ホウ素皮膜の形成方法 - Google Patents
立方晶窒化ホウ素皮膜の形成方法Info
- Publication number
- JPH04246164A JPH04246164A JP962191A JP962191A JPH04246164A JP H04246164 A JPH04246164 A JP H04246164A JP 962191 A JP962191 A JP 962191A JP 962191 A JP962191 A JP 962191A JP H04246164 A JPH04246164 A JP H04246164A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cubic boron
- film
- boron nitride
- titanium nitride
- layer
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- Withdrawn
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- Other Surface Treatments For Metallic Materials (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、機械部品，切削工具等
に用いられる立方晶ホウ素皮膜の形成方法に関する。
に用いられる立方晶ホウ素皮膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来の立方晶窒化ほう素皮膜を
示す。図中の１は、例えばＳＫＨ５５からなる被覆基材
である。この基材１の上に、膜厚１μｍで硬度Ｈｖ４０
００の立方晶窒化ホウ素膜がコ−ティングされている。 ここで、基材１上に立方晶窒化ホウ素膜２をコ−ティン
グする際には、基材表面と立方晶ホウ素皮膜の付着力を
向上させるために、Ａｒプラズマ洗浄により基材１の表
面の不純物分子，不動態層を除去した後、各種の真空蒸
着法により立方晶窒化ホウ素膜２のコ−ティングを行う
。
示す。図中の１は、例えばＳＫＨ５５からなる被覆基材
である。この基材１の上に、膜厚１μｍで硬度Ｈｖ４０
００の立方晶窒化ホウ素膜がコ−ティングされている。 ここで、基材１上に立方晶窒化ホウ素膜２をコ−ティン
グする際には、基材表面と立方晶ホウ素皮膜の付着力を
向上させるために、Ａｒプラズマ洗浄により基材１の表
面の不純物分子，不動態層を除去した後、各種の真空蒸
着法により立方晶窒化ホウ素膜２のコ−ティングを行う
。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、立方晶窒化
ほう素はダイヤモンドに次ぐ硬さをもつため、各機械部
品，切削工具へのコ−ティングが行われようとしている
。しかし、立方晶窒化ほう素は金属との親和力が低く、
皮膜をコ−ティングした場合には容易に剥離し、これに
対する改善が望まれていた。
ほう素はダイヤモンドに次ぐ硬さをもつため、各機械部
品，切削工具へのコ−ティングが行われようとしている
。しかし、立方晶窒化ほう素は金属との親和力が低く、
皮膜をコ−ティングした場合には容易に剥離し、これに
対する改善が望まれていた。
【０００４】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
、金属との親和力を改善し、もって金属への付着力を向
上しえる立方晶ホウ素皮膜の形成方法を提供することを
目的とする。
、金属との親和力を改善し、もって金属への付着力を向
上しえる立方晶ホウ素皮膜の形成方法を提供することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、立方晶窒化ホ
ウ素膜と被覆基材との間に、窒化チタン層と窒化チタン
＋窒化ボロンの結合層を介在させたことを特徴とする立
方晶窒化ホウ素皮膜の形成方法である。
ウ素膜と被覆基材との間に、窒化チタン層と窒化チタン
＋窒化ボロンの結合層を介在させたことを特徴とする立
方晶窒化ホウ素皮膜の形成方法である。
【０００６】
【作用】本発明によれば、窒化チタン層と窒化チタン＋
窒化ボロンの結合層は熱膨脹係数の差がないため、結合
層と立方晶ホウ素の親和力がよくなり、皮膜の付着力を
向上できる。
窒化ボロンの結合層は熱膨脹係数の差がないため、結合
層と立方晶ホウ素の親和力がよくなり、皮膜の付着力を
向上できる。
【０００７】
【実施例】図１は、本発明の一実施例に係る立方晶窒化
ホウ素皮膜の断面図を示す。
ホウ素皮膜の断面図を示す。
【０００８】図中の１１は、例えばＳＫＨ５５からなる
基材である。この基材１１の上には、イオンプレ−ティ
ング法，スパッタリング法，あるいはオンビ−ム蒸着法
により形成した窒化チタン層１２が形成されている。こ
の窒化チタン層１２の膜厚は３μｍで、硬度はＨｖ１９
６０である。 前記窒化チタン層１２上には、イオンプレ−ティング法
，スパッタリング法，あるいはイオンビ−ム蒸着法によ
り形成した窒化チタン＋窒化ボロンの結合層１３が形成
されている。ここで、この結合層１３の膜厚は０．５
μｍで、硬度はＨｖ２５００である。前記結合層１３上
には、イオンプレ−ティング法，スパッタリング法，あ
るいはイオンビ−ム蒸着法により形成した立方晶ホウ素
皮膜１４が形成されている。ここで、立方晶ホウ素皮膜
１４膜厚は１μｍで、硬度はＨｖ４０００である。
基材である。この基材１１の上には、イオンプレ−ティ
ング法，スパッタリング法，あるいはオンビ−ム蒸着法
により形成した窒化チタン層１２が形成されている。こ
の窒化チタン層１２の膜厚は３μｍで、硬度はＨｖ１９
６０である。 前記窒化チタン層１２上には、イオンプレ−ティング法
，スパッタリング法，あるいはイオンビ−ム蒸着法によ
り形成した窒化チタン＋窒化ボロンの結合層１３が形成
されている。ここで、この結合層１３の膜厚は０．５
μｍで、硬度はＨｖ２５００である。前記結合層１３上
には、イオンプレ−ティング法，スパッタリング法，あ
るいはイオンビ−ム蒸着法により形成した立方晶ホウ素
皮膜１４が形成されている。ここで、立方晶ホウ素皮膜
１４膜厚は１μｍで、硬度はＨｖ４０００である。
【０００９】本発明方法では、イオンプレ−ティング法
，スパッ法およびイオンビ−ム蒸着法を用いる。まず、
ベルジャ−内を５×１０−６Ｔｏｒｒ 以下に真空排気
し、Ａｒガスを導入し基材１１の表面をエッチングある
いはボンバ−ドを行った後に、窒化チタン皮膜１２を形
成する。 つづいて、この窒化チタン皮膜１２の上に窒化チタン＋
窒化ボロン結合層１３を形成する。次に、この結合層１
３上に立方晶ホウ素皮膜１４をコ−ティングして立方晶
窒化ほう素皮膜を形成する。
，スパッ法およびイオンビ−ム蒸着法を用いる。まず、
ベルジャ−内を５×１０−６Ｔｏｒｒ 以下に真空排気
し、Ａｒガスを導入し基材１１の表面をエッチングある
いはボンバ−ドを行った後に、窒化チタン皮膜１２を形
成する。 つづいて、この窒化チタン皮膜１２の上に窒化チタン＋
窒化ボロン結合層１３を形成する。次に、この結合層１
３上に立方晶ホウ素皮膜１４をコ−ティングして立方晶
窒化ほう素皮膜を形成する。
【００１０】しかして、上記実施例によれば、被覆基材
１１上に窒化チタン層１２，窒化チタン＋窒化ボロンの
結合層１３を順次形成させた後、立方晶ホウ素膜１４を
形成するため、窒化チタン層１２と結合層１３は熱膨脹
係数の差がないため、結合層１３と立方晶ホウ素膜の親
和力がよくなり、皮膜の付着力を向上できる。
１１上に窒化チタン層１２，窒化チタン＋窒化ボロンの
結合層１３を順次形成させた後、立方晶ホウ素膜１４を
形成するため、窒化チタン層１２と結合層１３は熱膨脹
係数の差がないため、結合層１３と立方晶ホウ素膜の親
和力がよくなり、皮膜の付着力を向上できる。
【００１１】図２は、上記イオンプレ−ティング法によ
る皮膜（本発明）と従来のコ−ティング皮膜（従来）と
の皮膜の付着力（臨界荷重）を評価した結果を示す。こ
こで、イオンプレ−ティング法におけるコ−ティング条
件は、次の通りである。但し、基材はＳＫＨ５５である
。 （本発明法）ボンバ−ド；圧力（ｔｏｒｒ）５×１０−
４、ＲＦ（Ｗ）２００、時間（Ｍ）１０ 、窒化チタン
蒸着；Ｎ２ 量（ｃｃ／ｍｉｎ）１４．５、圧力（ｔｏ
ｒｒ）１．２ ×１０−４、蒸着速度（μｍ／ｍｉｎ
）０．０６７ 、窒化チタン＋窒化ボロン蒸着；Ｎ２
量（ｃｃ／ｍｉｎ）１４．５、圧力（ｔｏｒｒ）１．２
×１０−４、蒸着速度（μｍ／ｍｉｎ ）０．２ 、
立方晶ホウ素蒸着；Ｎ２ 量（ｃｃ／ｍｉｎ）１１．３
、圧力（ｔｏｒｒ）１．２ ×１０−４、蒸着速度（μ
ｍ／ｍｉｎ ）０．１６、（従来法）ボンバ−ド；圧力
，ＲＦ，時間は本発明の場合と同様立方晶ホウ素蒸着；
Ｎ２ 量，圧力，蒸着速度は本発明の場合と同様
る皮膜（本発明）と従来のコ−ティング皮膜（従来）と
の皮膜の付着力（臨界荷重）を評価した結果を示す。こ
こで、イオンプレ−ティング法におけるコ−ティング条
件は、次の通りである。但し、基材はＳＫＨ５５である
。 （本発明法）ボンバ−ド；圧力（ｔｏｒｒ）５×１０−
４、ＲＦ（Ｗ）２００、時間（Ｍ）１０ 、窒化チタン
蒸着；Ｎ２ 量（ｃｃ／ｍｉｎ）１４．５、圧力（ｔｏ
ｒｒ）１．２ ×１０−４、蒸着速度（μｍ／ｍｉｎ
）０．０６７ 、窒化チタン＋窒化ボロン蒸着；Ｎ２
量（ｃｃ／ｍｉｎ）１４．５、圧力（ｔｏｒｒ）１．２
×１０−４、蒸着速度（μｍ／ｍｉｎ ）０．２ 、
立方晶ホウ素蒸着；Ｎ２ 量（ｃｃ／ｍｉｎ）１１．３
、圧力（ｔｏｒｒ）１．２ ×１０−４、蒸着速度（μ
ｍ／ｍｉｎ ）０．１６、（従来法）ボンバ−ド；圧力
，ＲＦ，時間は本発明の場合と同様立方晶ホウ素蒸着；
Ｎ２ 量，圧力，蒸着速度は本発明の場合と同様
【００１２】図４は、上記スパッタリング法によるコ−
ティング皮膜と従来のコ−ティング皮膜の付着力を評価
した結果である。ここで、スパッタリング法のコ−ティ
ング条件は、次の通りである。但し、基材はＳＫＨ５５
である。 （本発明法）エッチング；Ａｒ圧力（ｔｏｒｒ）２×１
０−２、ＲＦ入力（Ｗ）２００、時間（Ｍ） ５、窒化
チタンコ−ティング；タ−ゲットＴｉ、Ｎ２ 圧力（ｔ
ｏｒｒ）６×１０−３、Ａｒ圧力（ｔｏｒｒ）１×１０
−２、ＲＦ入力（Ｗ） ２００、窒化チタン＋窒化ボロ
ンコ−ティング；タ−ゲットＴｉ，ＢＮ、Ｎ２ 圧力（
ｔｏｒｒ）１×１０−２、Ａｒ圧力（ｔｏｒｒ）１×１
０−２、ＲＦ（Ｗ）（Ｔｉ；２００ ＢＮ；３００）、
立方晶ホウ素コ−ティング；タ−ゲットＢＮ、Ｎ２ 圧
力（ｔｏｒｒ）１×１０−２、ＲＦ入力（Ｗ） ３００
。（従来法）エッチング；Ａｒ圧力，ＲＦ入力，時間
は本発明の場合と同様、立方晶ホウ素コ−ティング；タ
−ゲット、Ｎ２ 圧力、ＲＦ入力は本発明の場合と同様
。
ティング皮膜と従来のコ−ティング皮膜の付着力を評価
した結果である。ここで、スパッタリング法のコ−ティ
ング条件は、次の通りである。但し、基材はＳＫＨ５５
である。 （本発明法）エッチング；Ａｒ圧力（ｔｏｒｒ）２×１
０−２、ＲＦ入力（Ｗ）２００、時間（Ｍ） ５、窒化
チタンコ−ティング；タ−ゲットＴｉ、Ｎ２ 圧力（ｔ
ｏｒｒ）６×１０−３、Ａｒ圧力（ｔｏｒｒ）１×１０
−２、ＲＦ入力（Ｗ） ２００、窒化チタン＋窒化ボロ
ンコ−ティング；タ−ゲットＴｉ，ＢＮ、Ｎ２ 圧力（
ｔｏｒｒ）１×１０−２、Ａｒ圧力（ｔｏｒｒ）１×１
０−２、ＲＦ（Ｗ）（Ｔｉ；２００ ＢＮ；３００）、
立方晶ホウ素コ−ティング；タ−ゲットＢＮ、Ｎ２ 圧
力（ｔｏｒｒ）１×１０−２、ＲＦ入力（Ｗ） ３００
。（従来法）エッチング；Ａｒ圧力，ＲＦ入力，時間
は本発明の場合と同様、立方晶ホウ素コ−ティング；タ
−ゲット、Ｎ２ 圧力、ＲＦ入力は本発明の場合と同様
。
【００１３】なお、上記評価は、スクラッチテストによ
り行った。この方法は、皮膜にダイヤモンドポイントを
当て荷重を増しながらスキャンし、その結果剥離した荷
重をＡＺ（アゴスティックエミッション）信号より求め
、これを臨界荷重とし、付着力の目安としたものである
。この結果、本発明のものは、従来のものに比べて付着
力の向上が確認できた。
り行った。この方法は、皮膜にダイヤモンドポイントを
当て荷重を増しながらスキャンし、その結果剥離した荷
重をＡＺ（アゴスティックエミッション）信号より求め
、これを臨界荷重とし、付着力の目安としたものである
。この結果、本発明のものは、従来のものに比べて付着
力の向上が確認できた。
【００１４】
【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、立方
晶ホウ素と被覆基材との間に窒化チタンと窒化チタン＋
窒化ホウ素の結合層を介在させることにより、立方晶ホ
ウ素との親和力が向上し、付着力が向上する立方晶窒化
ホウ素皮膜の形成方法を提供できる。
晶ホウ素と被覆基材との間に窒化チタンと窒化チタン＋
窒化ホウ素の結合層を介在させることにより、立方晶ホ
ウ素との親和力が向上し、付着力が向上する立方晶窒化
ホウ素皮膜の形成方法を提供できる。
【図１】本発明の一実施例に係る立方晶窒化ホウ素皮膜
の断面図。
の断面図。
【図２】イオンプレ−ティング法によるコ−ティング皮
膜と従来のコ−ティング皮膜の臨界荷重を示す特性図。
膜と従来のコ−ティング皮膜の臨界荷重を示す特性図。
【図３】スパッタリング法によるコ−ティング皮膜と従
来のコ−ティング皮膜の臨界荷重を示す特性図。
来のコ−ティング皮膜の臨界荷重を示す特性図。
【図４】イオンビ−ム蒸着法によるコ−ティング皮膜と
従来のコ−ティング皮膜の臨界荷重を示す特性図。
従来のコ−ティング皮膜の臨界荷重を示す特性図。
【図５】従来の立方晶窒化ホウ素皮膜の断面図。
１１…被覆基材、１２…窒化チタン層、１３…結晶層、
１４…立方晶ホウ素皮膜。
１４…立方晶ホウ素皮膜。
Claims (1)
- 【請求項１】 立方晶窒化ホウ素膜と被覆基材との間
に、窒化チタン層と窒化チタン＋窒化ボロンの結合層を
介在させたことを特徴とする立方晶窒化ホウ素皮膜の形
成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP962191A JPH04246164A (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | 立方晶窒化ホウ素皮膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP962191A JPH04246164A (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | 立方晶窒化ホウ素皮膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04246164A true JPH04246164A (ja) | 1992-09-02 |
Family
ID=11725345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP962191A Withdrawn JPH04246164A (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | 立方晶窒化ホウ素皮膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04246164A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005042146A (ja) * | 2003-07-25 | 2005-02-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 高耐摩耗性高硬度皮膜 |
| JP2005139515A (ja) * | 2003-11-07 | 2005-06-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 耐摩耗性硬質皮膜 |
| JP2010099916A (ja) * | 2008-10-23 | 2010-05-06 | National Institute For Materials Science | 立方晶窒化ホウ素被覆膜複合材料 |
-
1991
- 1991-01-30 JP JP962191A patent/JPH04246164A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005042146A (ja) * | 2003-07-25 | 2005-02-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 高耐摩耗性高硬度皮膜 |
| US7226659B2 (en) | 2003-07-25 | 2007-06-05 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | High wear resistant hard film |
| KR100726915B1 (ko) * | 2003-07-25 | 2007-06-11 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 고내마모성 고경도 피막 |
| KR100792958B1 (ko) * | 2003-07-25 | 2008-01-08 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 고내마모성 고경도 피막, 이를 이용하는 공구 및 가공 방법 |
| US7449253B2 (en) | 2003-07-25 | 2008-11-11 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | High wear resistant hard film |
| JP2005139515A (ja) * | 2003-11-07 | 2005-06-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 耐摩耗性硬質皮膜 |
| JP2010099916A (ja) * | 2008-10-23 | 2010-05-06 | National Institute For Materials Science | 立方晶窒化ホウ素被覆膜複合材料 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |