JPH0673531A

JPH0673531A - 硬質物質被覆部材の製造法

Info

Publication number: JPH0673531A
Application number: JP22734092A
Authority: JP
Inventors: Atsuhiko Masuda; 敦彦増田; Toshio Isozaki; 敏夫磯崎
Original assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1992-08-26
Filing date: 1992-08-26
Publication date: 1994-03-15

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、耐熱性及び耐環境性に優れると
共に基材表面との密着性に優れた、立方晶窒化硼素を主
成分とする硬質被覆膜を有する硬質物質被覆部材の製造
法を提供することを目的にする。【構成】この発明の硬質物質被覆部材の製造法は、立
方晶窒化硼素を主成分とする硬質被覆膜を硬質物質から
なる基材に被覆するにあたり、基材の被覆面を、稀ガス
及び／または窒素ガスの雰囲気下に、大気圧以上の圧力
下で熱処理することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は硬質物質被覆部材の製
造法に関し、更に詳しくは、耐熱性及び耐環境性等に優
れると共に密着性にも優れたところの、立方晶窒化硼素
を主成分とする硬質被覆膜を基材に被覆してなる硬質物
質被覆部材の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、立
方晶窒化硼素被膜を形成する方法として、特開昭５５−
５４５６４号公報には、「イオンプレーティング法によ
り時計部品の表面に硼素の層を形成し、その後窒素ガス
の雰囲気中において反応性イオンプレーティング法によ
り前記硼素の層の上に窒化硼素の層を形成することを特
徴とする」方法が記載されている。また、特開昭５２−
８２６９９号公報には、スローアウエイチップの表面に
窒素ガス雰囲気の下で高周波イオンプレーティング法に
より窒化硼素膜を形成することが開示されている（特開
昭５２−８２６９９号公報の第１頁右欄第７〜１７行、
第６−８行参照）。特開平３−２８５０６２号公報に
は、「基体の表面に、ホウ素元素を含有する物質の蒸着
と同時、交互または蒸着後に窒素元素を含有するイオン
を照射し、形成される窒化ホウ素薄膜中のホウ素原子と
窒素原子との粒子数の比を断続的または連続的に減少さ
せながら形成する」方法が開示されている（特許請求の
範囲参照）。

【０００３】しかしながら、いずれの方法においても、
工具として使用することができる程に密着性の優れた、
しかも十分に高純度の立方晶窒化硼素膜が形成されるこ
とがない。

【０００４】

【前記課題を解決するための手段】前記課題を解決する
ためのこの発明は、立方晶窒化硼素を主成分とする硬質
被覆膜を硬質物質からなる基材に被覆するにあたり、基
材の被覆面を、稀ガス及び／または窒素ガスの雰囲気下
に、大気圧以上の圧力下で熱処理することを特徴とする
硬質物質被覆部材の製造法である。

【０００５】この発明においては硬質物質というとき、
その硬度はロックウェル硬度Ａスケールで評価して通常
９０以上である。基材として好適な硬質物質としては、
例えば超硬合金、サーメット、窒化珪素、窒化珪素を主
体とするコンポジット、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、あるいは周期律表
（ＩＵＰＡＣ）の第ＩＶＡ族、第ＶＡ族および第ＶＩＡ
族に属する金属またはこれらの金属化合物を挙げること
ができる。

【０００６】前記超硬合金としては、特に制限はなく、
一般に知られている各種の種類および組成のものが使用
可能であり、たとえば、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、
Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａなどの一種または
二種以上の金属からなる超硬合金類、これらの金属の一
種または二種以上と、炭素、窒素、酸素および／または
ホウ素等からなる各種の組成の超硬合金類（具体的に
は、たとえば、ＷＣ、Ｗ−ＷＣ、ＷＣ−Ｃ、Ｗ−ＷＣ−
Ｃ等のＷ−Ｃ系、Ｃｏ−Ｃ系、Ｃｏ−ＷＣ、Ｃｏ−Ｗ−
ＷＣ、Ｃｏ−ＷＣ−Ｃ、Ｃｏ−Ｗ−ＷＣ−Ｃ等のＣｏ−
Ｗ−Ｃ系、ＴａＣ_x 等のＴａ−Ｃ系、ＴｉＣ等のＴｉ−
Ｃ系、ＭｏＣ_x 、Ｍｏ−ＭｏＣ_x 、ＭｏＣ_x −Ｃ系等の
Ｍｏ−Ｃ系、Ｆｅ−ＦｅＣ_x 系等のＦｅ−Ｃ系、ＴｉＣ
−Ｎｉ系等のＴｉ−Ｎｉ−Ｃ系、ＴｉＣ−Ｃｏ系等のＴ
ｉ−Ｃｏ−Ｃ系、ＴｉＮ系等のＴｉ−Ｎ系、ＴａＮ_x 系
等のＴａ−Ｎ系、ＷＣ−ＴａＣ−Ｃｏ−Ｃ系等のＷ−Ｔ
ａ−Ｃｏ−Ｃ系、ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ−Ｃ系等のＷ−Ｔ
ｉ−Ｃｏ−Ｃ系、ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏ−Ｃ系等
のＷ−Ｔｉ−Ｔａ−Ｃｏ−Ｃ系、Ｗ−Ｔｉ−Ｃ−Ｎ系、
Ｗ−Ｃｏ−Ｔｉ−Ｃ−Ｎ系など）など多種多様の超硬合
金を挙げることができる。これらの中でも、好ましい例
として、たとえば、切削工具用などに好適なＷＣ系超硬
合金（具体的には、たとえば、ＪＩＳＢ４０５３に
おいて使用分類記号Ｐ０１、Ｐ１０、Ｐ２０、Ｐ３０、
Ｐ４０、Ｐ５０等のＰシリーズ、Ｍ１０、Ｍ２０、Ｍ３
０、Ｍ４０等のＭシリーズ、Ｋ０１、Ｋ１０、Ｋ２０、
Ｋ３０、Ｋ４０等のＫシリーズなどの切削工具用等の超
硬合金チップ、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３等のＶシリーズなどの
線引ダイス用、センタ用、切削工具用等の超硬合金チッ
プなどのＷＣ−Ｃｏ系等のＷ−Ｃｏ−Ｃ系超硬合金、Ｗ
Ｃ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系等のＷ−Ｔｉ−Ｔａ−Ｃｏ
−Ｃ系超硬合金、あるいはこれらのＴａの一部をＮｂに
変えたもの等々）などを挙げることができる。なお、こ
れらには、上記以外の他の元素や添加成分を含有してい
るものであってもよい。どのような材質および形状の超
硬合金を採用するかは、使用目的等に応じて適宜に選択
すればよい。

【０００７】上記の中でも好ましい基材としては、周期
律表（ＩＵＰＡＣ）の第ＩＶＡ族、第ＶＡ族および第Ｖ
ＩＡ族に属する金属並びにＳｉから選択される一種また
は二種以上の金属を含有する炭化タングステン系超硬合
金を挙げることができる。

【０００８】好ましい炭化タングステン系超硬合金の具
体例としては、ＷＣ、Ｗ−ＷＣ、ＷＣ−Ｃ、Ｗ−ＷＣ−
Ｃ等のＷ−Ｃ系、ＷＣ−Ｃｏ、ＷＣ−Ｃｏ−Ｗ、ＷＣ−
Ｃｏ−Ｃ、ＷＣ−Ｃｏ−Ｗ−Ｃ等のＷ−Ｃｏ系、ＷＣ−
ＴａＣ−Ｃｏ、ＷＣ−ＴａＣ−Ｃｏ−Ｃ等のＷ−Ｔａ−
Ｃｏ系、ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ、ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ、Ｗ
Ｃ−ＴｉＣＮ−Ｃｏ等のＷ−Ｔｉ−Ｃｏ系、ＷＣ−Ｔａ
Ｃ−Ｃｏ、ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏ−Ｃ等のＷ−Ｔ
ｉ−Ｔａ−Ｃｏ−Ｃ系、ＷＣ−Ｎｂ−Ｃｏ等の超硬合金
を挙げることができる。炭化タングステン系超硬合金
は、上記のように炭化タングステン、炭化タンタル、炭
化チタン等から得ることができる。本発明に用いられる
炭化タングステン系超硬合金としては、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｔ
ａ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｉ等の金属を含有しているものが好
ましい。

【０００９】本発明において、基材として使用される炭
化タングステン系超硬合金の内、好ましい組成の具体例
としては、ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏ、ＷＣ−ＴａＣ−Ｃｏ及
びＷＣ−Ｃｏ、ＷＣ−Ｎｂｃ−Ｃｏの超硬合金を挙げる
ことができる。ＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏの組成を有
する超硬合金としては、炭化タングステン５０〜９５重
量％、好ましくは７０〜９４重量％と、炭化チタン１〜
３０重量％、好ましくは２〜２０重量％と、炭化タンタ
ル１〜２０重量％、好ましくは２〜１０重量％、コバル
ト２〜２０重量％、好ましくは４〜１０重量％とを有す
るものを挙げることができる。

【００１０】ＷＣ−ＴｉＣ−Ｃｏの組成を有する超硬合
金としては、炭化タングステン５０〜９５重量％、好ま
しくは７０〜９４重量％と、炭化チタン１〜３０重量
％、好ましくは２〜２０重量％と、コバルト２〜２０重
量％、好ましくは４〜１０重量％とを有するものを挙げ
ることができる。

【００１１】ＷＣ−ＴａＣ−Ｃｏの組成を有する超硬合
金としては、炭化タングステン８０〜９３重量％、好ま
しくは８５〜９２重量％と、炭化タンタル１〜２０重量
％、好ましくは２〜１０重量％と、コバルト３〜１０重
量％、好ましくは４〜６重量％とを有するものを挙げる
ことができる。

【００１２】ＷＣ−Ｃｏの組成を有する超硬合金として
は、炭化タングステン９０〜９８重量％、好ましくは９
４〜９７重量％と、コバルト２〜１０重量％、好ましく
は３〜６重量％とを有するものを挙げることができる。

【００１３】上記炭化タングステンとしては、従来の工
具等に使用されるものなどを使用することができ、具体
的には、ＷＣ、ＷＣｘ（但し、ｘは１以外の正の実数を
表わし、通常、このｘは１より大きいかあるいは１より
小さい数である。）で表わされる定比化合物および不定
比化合物、あるいはこれらに酸素等の他の元素が結合、
置換または侵入したもの等を挙げることができる。これ
らの中でも、通常、ＷＣが特に好適に使用される。な
お、これらは、一種単独で用いてもよく、二種以上を併
合してもよく、あるいは二種以上の混合物、固溶体との
組成物等として用いてもよい。

【００１４】上記炭化チタンとしては、特に限定はな
く、通常の合金を製造するのに用いられるものを使用す
ることができる。具体的には、ＴｉＣ、ＴｉＣｙ（但
し、ｙは１以外の正の実数を表わし、通常、このｙは１
より大きいかあるいは１より小さい数である。）で表わ
される定比化合物および不定比化合物、あるいはこれら
に酸素等の他の元素が結合、置換または侵入したもの等
を挙げることができる。これらの中でも、通常、ＴｉＣ
が特に好適に使用される。

【００１５】上記炭化タンタルとしては、特に限定はな
く、通常の合金を製造するのに用いられるものを使用す
ることができる。具体的には、ＴａＣ、ＴａＣｚ（但
し、ｚは１以外の正の実数を表わし、通常、このｚは１
より大きいかあるいは１より小さい数である。）で表わ
される定比化合物および不定比化合物、あるいはこれら
に酸素等の他の元素が結合、置換または侵入したもの等
を挙げることができる。これらの中でも、通常、ＴａＣ
が特に好適に使用される。上記コバルトとしては、特に
制限がないが、単体金属を好適に使用することができ
る。

【００１６】前記炭化タングステン、前記炭化チタン、
前記炭化タンタルおよび前記コバルトは、特に純粋であ
る必要はなく、本発明の目的を達成するのに支障のない
範囲であれば不純物を含有していてもよい。例えば、前
記炭化タングステンにおいては、微量の過剰炭素、過剰
金属、酸化物等の不純物等を含有していてもよい。

【００１７】本発明に用いられるサーメットとしては、
例えば、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｚ
ｒ、Ｈｆ等の炭化物および窒化物に、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ、Ｆｅ等の金属を燒結助材として含有している
サーメット材を挙げることができ、一般にサーメット材
として知られているものであれば、特に制限なく用いる
ことができる。

【００１８】具体例としては、ＷＣ、Ｍｏ₂ Ｃ、Ｃｒ₃
Ｃ₂ 、ＴａＣ、ＮｂＣ、ＶＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣ、Ｈｆ
Ｃ、ＴａＮ、ＮｂＮ、ＶＮ、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ、
Ｔａ（Ｃ，Ｏ）、Ｔｉ（Ｃ，Ｏ）、Ｔｉ（Ｎ，Ｏ）、
（Ｗ，Ｔｉ）Ｃ、（Ｗ，Ｔａ，Ｔｉ）Ｃ、（Ｗ，Ｔａ，
Ｎｂ，Ｔｉ）Ｃ、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）、Ｔｉ（Ｃ，Ｎ，
Ｏ）、（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｃ、（Ｔｉ，Ｚｒ）（Ｃ，Ｎ）等
に、燒結助材としてＣｏおよび／またはＮｉや、Ｃｏお
よび／またはＮｉの他にＣｒ，Ｍｏ，Ｆｅ等を含有した
もの等を挙げることができる。

【００１９】サーメットにつき上記とは別の表現をする
とすれば、次のような記述も可能である。すなわち、本
発明に使用することのできるサーメットとしては、Ｔｉ
ＣにＷＣやＴａＣやＴｉＮを添加し、結合相としてＮｉ
やＭｏを添加したものを言い、例えばＴｉＣ−ＴａＣ−
Ｎｉ、ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｍｏ、ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｎｉ−
Ｍｏ、ＴｉＣ−ＴｉＮ−Ｎｉ、ＴｉＣ−ＴｉＮ−Ｍｏ、
ＴｉＣ−ＴｉＮ−Ｎｉ−Ｍｏ、ＴｉＣ−ＴｉＮ−ＴａＣ
−ＷＣ−Ｎｉ、ＴｉＣ−ＴｉＮ−ＴａＣ−ＷＣ−Ｍｏ、
ＴｉＣ−ＴｉＮ−ＴａＣ−ＷＣ−Ｎｉ−Ｍｏ、ＴｉＮ−
ＴａＮ−Ｎｉ、ＴｉＮ−ＴａＮ−Ｍｏ、ＴｉＮ−ＴａＮ
−Ｎｉ−Ｍｏ、ＴｉＣ−ＴａＮ−Ｎｉ、ＴｉＣ−ＴａＮ
−Ｍｏ、ＴｉＣ−ＴａＮ−Ｎｉ−Ｍｏ、ＴｉＣ−Ｎｉ、
ＴｉＣ−Ｍｏ、ＴｉＣ−Ｎｉ−Ｍｏ、ＴｉＣ−Ｎｉ、Ｔ
ｉＣ−Ｍｏ、ＴｉＣ−Ｎｉ−Ｍｏ、ＴｉＣ−ＴａＮ−Ｎ
ｉ、ＴｉＣ−ＴａＮ−Ｍｏ、ＴｉＣ−ＴａＮ−Ｎｉ−Ｍ
ｏ等を挙げることができる。なお、これらはその他の元
素またはその炭化物を含有していても良い。

【００２０】これらの中でも、炭化チタン、炭化タング
ステンおよび窒化チタン系のサーメットが好適に使用さ
れる。特に好ましいものとしては、ＴｉＣ、ＴｉＮ、Ｔ
ｉＣＮ等にＮｉ、ＣｏあるいはＭｏを燒結助材として用
いたサーメット材を挙げることができる。

【００２１】又、硬質物質からなる基材として前述の超
硬合金の外に、窒化珪素やアルミナ等のセラミックス焼
結体も用いることができる。この窒化珪素としては、珪
素に窒素が４配位し、窒素に珪素が３配位した基本構造
を有する限り特に制限が無い。

【００２２】窒化珪素は天然に存在せず、たとえば、直
接窒化法、還元・窒化法、あるいは気相反応（ＣＶＤ）
法や熱分解法などの化学反応法により合成された窒化珪
素を、この発明の基材に用いることができる。

【００２３】合成された窒化珪素は、基材として使用さ
れる場合には通常、焼結される。窒化珪素の焼結には通
常、焼結助剤たとえばＹ₂ Ｏ₃ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ などが添加
される。多くの焼結助剤は窒化珪素に固溶せず、粒界に
残るのであるが、Ａｌ₂ Ｏ₃は窒化珪素と焼結した後に
おいても粒内に固溶してＳｉ−Ａｌ−Ｏ−Ｎ系の固溶体
が形成される、この固溶体はβ−Ｓｉ₃ Ｎ₄ 構造を有す
るのでβ−サイアロンとも称される。したがって、この
発明においては窒化珪素というとき、これはサイアロン
を含む概念である。この発明においては、サイアロンと
しては、β−サイアロン及びα−サイロンを挙げること
ができる。

【００２４】一般に窒化珪素は単一組成ではなく、上記
したように焼結助剤を数％〜数１０％の割合で含んでい
る。そして焼結法により窒化珪素の微構造が変化するけ
れども、この発明においては、いずれの焼結法により得
られた窒化珪素焼結体も好適に使用することができる。
ここで、窒化珪素の焼結法としては、たとえば、反応焼
結法、ホットプレス法、常圧焼結法、ＨＩＰ法、ガス圧
焼結法、Ｐost Ｓintering法などを挙げることができ、
これらのいずれの方法によって焼結された窒化珪素もこ
の発明に使用することができる。

【００２５】窒化珪素を含有するコンポジットとして
は、窒化珪素と硬質物質たとえばＴｉＣ、ＴｉＮ、Ｗ
Ｃ、ＳｉＣなどとの複合材料を挙げることができる。

【００２６】Ａｌ₂ Ｏ₃ としては、α−アルミナ、γ−
アルミナ類（η、γ、δ）、θ−アルミナ、χ−アルミ
ナ、κ−アルミナ、ρ−アルミナなどを挙げることがで
きる。又、これらの外に、ＳｉＣ、ＡｌＮ、Ｂ₄ Ｃとい
ったセラミックス焼結体も用いることができる。

【００２７】この発明においては、前記α−アルミナ及
び前記遷移アルミナを使用することができ、また、それ
らアルミナと金属との複合材料としても使用することが
できる。アルミナと金属との複合材料としては、Ａｌ₂
Ｏ₃ −Ｃｒ系、Ｃｒ−Ａｌ₂Ｏ₃ 系（アルミナよりもク
ロム含量が多い）、Ａｌ₂ Ｏ₃ −Ｆｅ系、Ａｌ₂ Ｏ₃−
Ｃｏ系などを挙げることができる。

【００２８】この発明における基材の材質として、周期
律表（ＩＵＰＡＣ）の第ＩＶＡ族、第ＶＡ族および第Ｖ
ＩＡ族に属する金属またはこれらの金属化合物たとえば
ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＯ₂ 、ＺｒＣ、Ｈｆ
Ｎ、ＮｂＣ、ＴａＣ、Ｃｒ₂ Ｃ、ＷＣなども使用するこ
とができる。この発明においては、これらの金属あるい
は金属化合物及びＳｉＣ、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＡｌＮ、Ｂ₄ Ｃ
等を、後述する熱処理時の加熱温度に対する耐熱性があ
るけれども硬質ではない材質の表面に被覆してなるもの
も、基材として使用することができる。

【００２９】この発明の方法においては、立方晶窒化硼
素を主成分とする硬質被覆膜を硬質物質からなる基材に
被覆するにあたり、あらかじめ基材を、稀ガスまたは窒
素ガス雰囲気下に、大気圧以上の圧力下で熱処理するこ
とが重要である。

【００３０】加熱雰囲気は、実質的に稀ガス（ヘリウ
ム、ネオン、アルゴン、キセノン、クリプトン）のみか
らなる雰囲気、実質的に窒素ガスのみからなる雰囲気、
あるいは稀ガスと窒素ガスとの混合ガス雰囲気であって
も良い。

【００３１】加熱処理時の圧力は、大気圧以上であれば
良く、好ましくは１０〜２，０００気圧を例示すること
ができる。

【００３２】加熱温度としては、通常１，１００〜１，
９００℃、好ましくは１，３００〜１，８００℃を挙げ
ることができる。

【００３３】加熱時間は通常、０．５〜５時間程度で十
分である。

【００３４】前記加熱雰囲気の下で、しかも前記圧力の
下で、前記温度範囲内の適宜の温度に、基材を加熱する
と、基材が前記超硬合金あるいはサーメットで形成され
ているときには、基材表層部で固溶体層が形成され、基
材がＡｌ₂ Ｏ₃ 等のセラミックスで形成されているとき
には、基材表層部で結晶が粗大化して微細な凹凸が形成
され、いずれにおいても、基材と立方晶窒化硼素を主成
分とする硬質被覆膜との密着性が向上する。

【００３５】この発明の方法においては、前記基材表面
に前記加熱処理をしてから、たとえば次のようにして、
加熱処理後の基材表面に立方晶窒化硼素を主成分とする
硬質被覆膜を形成する。

【００３６】立方晶窒化硼素を主成分とする硬質被覆膜
形成のための原料としては、硼素ホウ素源としてＢ、ｈ
−ＢＮ、Ｂ₂ Ｎ₆ 、Ｈ₃ ＢＯ₃ などを、窒素源としてＮ
₂ 、ＮＨ₃ 等を挙げることができる。

【００３７】硬質被覆膜の形成は、たとえば前記原料を
用いた通常のイオンプレーティング法、プラズマＣＶＤ
法、イオンビームデポジション法、プラズマＣＶＤ法と
レーザー照射とを組み合わせた方法等を挙げることがで
きる。

【００３８】例えばイオンプレーティング法を採用する
場合、硼素源として硼素を反応室に配置し、１０^-4Ｔｏ
ｒｒの減圧に維持された反応室内に窒素ガスを導入しつ
つ、３００〜５００℃の範囲に加熱し、次いで反応室内
を１０〜３００Ｔｏｒｒの減圧に維持しつつ窒素ガスを
導入すると共に前記硼素に加速電子を衝突させ、電子の
衝突により発生する硼素イオンと窒素とを反応させるこ
とにより、基材表面に窒化硼素を沈着させる。

【００３９】上記の反応条件によると、基材表面に、立
方晶窒化硼素を主成分とする硬質被覆膜が形成される。

【００４０】また、この硬質被覆膜が立方晶窒化硼素で
形成されていることは、赤外線吸収スペクトルを観察す
ることにより容易に確認することができる。すなわち、
立方晶窒化硼素は１，０８０ｃｍ^-1にＴＯフォルのピー
クが認められ、ｈ−ＢＮは７８０ｃｍ^-1及び１，４００
ｃｍ^-1付近にそれぞれＬＯフォル、ＴＯフォルの吸収ピ
ークが認められる。

【００４１】基材表面に形成される前記硬質被覆膜の厚
みは、硬質物質被覆部材の用途により相違する。もっと
も、この硬質物質被覆部材を切削工具、研磨工具等の加
工工具に使用するのであると、硬質被覆膜の厚みは、１
０〜４０μｍであり、この硬質物質被覆部材を摺動部品
に使用するのであると、硬質被覆膜の厚みは、１〜１０
μｍである。

【００４２】

【実施例】

（実施例１）市販のＷＣ−ＴｉＣ−ＴａＣ−Ｃｏ系超硬
合金（ＪＩＳＢ４０５３におけるＰ１０種）のチップ
（１２．７ｍｍ×１２．７ｍｍ）をアルゴン雰囲気中で
２，０００気圧で１，３５０℃で１時間かけて熱処理を
行った。熱処理後のチップ上に、ＲＦ基板バイアスを印
加したイオンプレーティング装置を用いて、立方晶窒化
硼素を主成分とする厚さ５μｍの硬質被覆膜を形成し
た。

【００４３】この硬質被覆膜を赤外線吸収スペクトルに
て定量分析したところ、立方晶窒化硼素の含有量は６８
重量％であった。

【００４４】この硬質被覆膜の密着力をスクラッチ試験
で評価したところ、２０Ｎの荷重で膜の剥離はなかっ
た。

【００４５】（実施例２）Ｓｉ₃ Ｎ₄ 焼結体を、アルゴ
ン雰囲気中で２，０００気圧で１，７５０℃で１時間か
けて熱処理を行った。熱処理後のＳｉ₃ Ｎ₄ 焼結体につ
き、前記実施例１と同様に実施することにより、Ｓｉ₃
Ｎ₄ 焼結体上に、立方晶窒化硼素を主成分とする厚さ５
μｍの硬質被覆膜を形成した。

【００４６】この硬質被覆膜を赤外線吸収スペクトルに
て定量分析したところ、立方晶窒化硼素の含有量は６６
重量％であった。

【００４７】この硬質被覆膜の密着力をスクラッチ試験
で評価したところ、２０Ｎの荷重で膜の剥離はなかっ
た。

【００４８】（比較例１）前記実施例１におけるのと同
様のチップを使用し、熱処理を行わない外は、前記実施
例１と同様に実施することにより、立方晶窒化硼素を主
成分とする厚さ６５μｍの硬質被覆膜を形成した。

【００４９】この硬質被覆膜を赤外線吸収スペクトルに
て定量分析したところ、立方晶窒化硼素の含有量は６５
重量％であった。

【００５０】この硬質被覆膜は、被覆膜の形成後数時間
経過すると自然剥離してしまった。

【００５１】（比較例２）前記実施例２におけるのと同
様の焼結体を使用し、熱処理を行わない外は、前記実施
例２と同様に実施することにより、立方晶窒化硼素を主
成分とする厚さ１μｍの硬質被覆膜を形成した。

【００５２】この硬質被覆膜を赤外線吸収スペクトルに
て定量分析したところ、立方晶窒化硼素の含有量は６６
重量％であった。

【００５３】この硬質被覆膜は、被覆膜の形成後数時間
経過すると自然剥離してしまった。

【００５４】

【発明の効果】この発明によると、耐熱性及び耐環境性
に優れると共に基材表面との密着性に優れた、立方晶窒
化硼素を主成分とする硬質被覆膜を硬質物質からなる基
材に被覆してなる硬質物質被覆部材の製造法を提供する
ことができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】立方晶窒化硼素を主成分とする硬質被覆
膜を硬質物質からなる基材に被覆するにあたり、基材の
被覆面を、稀ガス及び／または窒素ガスの雰囲気下に、
大気圧以上の圧力下で熱処理することを特徴とする硬質
物質被覆部材の製造法。