JPH0849065A - 窒化ホウ素被覆部材の製造方法 - Google Patents
窒化ホウ素被覆部材の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 工具その他各種回転機器の軸受、スライド等
の摺動部材などに適用される立方晶窒化ホウ素もしくは
立方晶窒化ホウ素を含有する硬質窒化ホウ素被覆部材の
製造法に関するもので、優れた密着性を得ることを目的
としている。 【構成】 基材１上に中間層２を形成し、次にその中間
層上に立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）薄膜を合成し、ＣＢ
Ｎ層を形成させる。そしてこの部材に希ガスイオンを注
入することにより中間層２及びＣＢＮ層４の一部を境界
層３に変化させる。境界層３は被覆材料と中間層材料が
まざり合い、さらに傾斜組成を有する状態となり、優れ
た密着性を有する。
の摺動部材などに適用される立方晶窒化ホウ素もしくは
立方晶窒化ホウ素を含有する硬質窒化ホウ素被覆部材の
製造法に関するもので、優れた密着性を得ることを目的
としている。 【構成】 基材１上に中間層２を形成し、次にその中間
層上に立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）薄膜を合成し、ＣＢ
Ｎ層を形成させる。そしてこの部材に希ガスイオンを注
入することにより中間層２及びＣＢＮ層４の一部を境界
層３に変化させる。境界層３は被覆材料と中間層材料が
まざり合い、さらに傾斜組成を有する状態となり、優れ
た密着性を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工具その他各種回転機
器の軸受、スライド等の摺動部材等耐摩耗性機械部品等
に適用される立方晶窒化ホウ素もしくは立方晶窒化ホウ
素を含有する硬質窒化ホウ素被覆部材の製造方法に関す
る。
器の軸受、スライド等の摺動部材等耐摩耗性機械部品等
に適用される立方晶窒化ホウ素もしくは立方晶窒化ホウ
素を含有する硬質窒化ホウ素被覆部材の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】立方晶窒化ホウ素（Ｃｕｂｉｃ Ｂｏｒ
ｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ：以下ＣＢＮと記す）は、ダイヤ
モンドに次ぐ硬度を有すると共に、反応性が低いため耐
摩耗部材への適用が期待されている。ＣＢＮは元来天然
には存在せず、これまで高温・高圧の環境下において粒
状のＣＢＮが合成されており、これは現在、焼結品や砥
石等に使用されている。
ｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ：以下ＣＢＮと記す）は、ダイヤ
モンドに次ぐ硬度を有すると共に、反応性が低いため耐
摩耗部材への適用が期待されている。ＣＢＮは元来天然
には存在せず、これまで高温・高圧の環境下において粒
状のＣＢＮが合成されており、これは現在、焼結品や砥
石等に使用されている。
【０００３】しかし、ＣＢＮは粒状であるため、適用範
囲は狭いものである。そこで、その適用範囲を拡張すべ
く、ＣＢＮを被膜として合成する方法が現在研究されて
いる。
囲は狭いものである。そこで、その適用範囲を拡張すべ
く、ＣＢＮを被膜として合成する方法が現在研究されて
いる。
【０００４】その方法としては、プラズマＣＶＤ（化学
的蒸着）法や、ＰＶＤ（物理的蒸着）法が挙げられる。
しかし、得られるＣＢＮ被膜は密着性が不良で、非常に
基材から剥離しやすい。
的蒸着）法や、ＰＶＤ（物理的蒸着）法が挙げられる。
しかし、得られるＣＢＮ被膜は密着性が不良で、非常に
基材から剥離しやすい。
【０００５】そこで、ＣＢＮ被膜の密着性を改善する策
として、基材上に中間層を形成させた後、ＣＢＮ被膜を
形成させる方法がある。しかしこの方法においても基材
上に直接ＣＢＮ被膜を形成させたときより密着性は向上
するものの、実用に耐え得る密着性は有していない。
として、基材上に中間層を形成させた後、ＣＢＮ被膜を
形成させる方法がある。しかしこの方法においても基材
上に直接ＣＢＮ被膜を形成させたときより密着性は向上
するものの、実用に耐え得る密着性は有していない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで前述の通り、
従来技術ではＰＶＤ法やＣＶＤ法でＣＢＮを被膜として
合成することはできるが、ＣＢＮ被膜と基材もしくは中
間層との密着性に乏しく、未だ実用に耐え得る被膜が形
成されていないことが現状である。
従来技術ではＰＶＤ法やＣＶＤ法でＣＢＮを被膜として
合成することはできるが、ＣＢＮ被膜と基材もしくは中
間層との密着性に乏しく、未だ実用に耐え得る被膜が形
成されていないことが現状である。
【０００７】ＣＢＮ被膜の密着性不良の要因としては、
ＣＢＮ被膜内に存在する大きな内部応力及びＣＢＮ被膜
と基材もしくは中間層との親和力不足が挙げられる。
ＣＢＮ被膜内に存在する大きな内部応力及びＣＢＮ被膜
と基材もしくは中間層との親和力不足が挙げられる。
【０００８】本発明は上記従来技術の不具合点を解消
し、ＣＢＮ被膜と基材もしくは中間層との密着性を向上
させた新たな窒化ホウ素被覆部材の製造方法を提供する
ことを目的としている。
し、ＣＢＮ被膜と基材もしくは中間層との密着性を向上
させた新たな窒化ホウ素被覆部材の製造方法を提供する
ことを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の構成として本発明の窒化ホウ素被覆部材の製造方法
は、工具その他各種耐摩耗機械部品等の基材上に、直接
又は基材上に形成した中間層を介して立方晶窒化ホウ素
膜もしくは立方晶窒化ホウ素を含有する硬質窒化ホウ素
膜を被覆するに際し、該立方晶窒化ホウ素の薄膜合成後
に高エネルギーの希ガスイオンを注入し、これにより上
記窒化ホウ素被膜と基材もしくは基材上に形成された中
間層との境界部に、基材もしくは中間層と窒化ホウ素と
の混合組成を有し、かつ、基材もしくは中間層の成分が
基材もしくは中間層側から被膜側へと連続的に減少して
行く傾斜組成を有する境界層を形成させることを特徴と
している。
の構成として本発明の窒化ホウ素被覆部材の製造方法
は、工具その他各種耐摩耗機械部品等の基材上に、直接
又は基材上に形成した中間層を介して立方晶窒化ホウ素
膜もしくは立方晶窒化ホウ素を含有する硬質窒化ホウ素
膜を被覆するに際し、該立方晶窒化ホウ素の薄膜合成後
に高エネルギーの希ガスイオンを注入し、これにより上
記窒化ホウ素被膜と基材もしくは基材上に形成された中
間層との境界部に、基材もしくは中間層と窒化ホウ素と
の混合組成を有し、かつ、基材もしくは中間層の成分が
基材もしくは中間層側から被膜側へと連続的に減少して
行く傾斜組成を有する境界層を形成させることを特徴と
している。
【００１０】また前記高エネルギーの希ガスイオンの立
方晶窒素被膜への注入するに際し、希ガスイオンの加速
エネルギー、種類は窒化ホウ素被膜の厚さにより選定
し、希ガスイオンの注入量を１×１０15〜１×１０
17（イオン個数／ｃｍ2 ）の範囲に設定することが好ま
しい。
方晶窒素被膜への注入するに際し、希ガスイオンの加速
エネルギー、種類は窒化ホウ素被膜の厚さにより選定
し、希ガスイオンの注入量を１×１０15〜１×１０
17（イオン個数／ｃｍ2 ）の範囲に設定することが好ま
しい。
【００１１】
【作用】前述の通り、従来技術でのＣＢＮ被膜の密着力
不足の原因は、ＣＢＮ被膜内に存在する大きな内部応力
及び、ＣＢＮ被膜と基材もしくは中間層との親和力不足
にある。
不足の原因は、ＣＢＮ被膜内に存在する大きな内部応力
及び、ＣＢＮ被膜と基材もしくは中間層との親和力不足
にある。
【００１２】これに対し本発明においては、基材もしく
は中間層とＣＢＮ被膜との間に傾斜組成を有する境界層
を形成させることによりＣＢＮ被膜の密着性の向上を図
っているが、密着性向上する原因として、以下のことが
挙げられる。
は中間層とＣＢＮ被膜との間に傾斜組成を有する境界層
を形成させることによりＣＢＮ被膜の密着性の向上を図
っているが、密着性向上する原因として、以下のことが
挙げられる。
【００１３】傾斜組成を有する境界層を形成させること
により、境界層中の組成が連続的に変化しているため、
ＣＢＮ被膜内の内部応力をＣＢＮ被膜側から基材側もし
くは中間層側へと徐々に低減させることが可能となる。
つまり、これまでＣＢＮ被膜と基材もしくは中間層間に
集中していた内部応力を境界層を導入することでその層
内に内部応力を分散させることにより内部応力に起因す
るＣＢＮ被膜の剥離を防止することができる。
により、境界層中の組成が連続的に変化しているため、
ＣＢＮ被膜内の内部応力をＣＢＮ被膜側から基材側もし
くは中間層側へと徐々に低減させることが可能となる。
つまり、これまでＣＢＮ被膜と基材もしくは中間層間に
集中していた内部応力を境界層を導入することでその層
内に内部応力を分散させることにより内部応力に起因す
るＣＢＮ被膜の剥離を防止することができる。
【００１４】また、境界層が傾斜組成を有していること
より、ＣＢＮ被膜と境界層の親和力は基材もしくは中間
層との親和力より増大するため、親和力不足によるＣＢ
Ｎ被膜の剥離も抑制することができる。
より、ＣＢＮ被膜と境界層の親和力は基材もしくは中間
層との親和力より増大するため、親和力不足によるＣＢ
Ｎ被膜の剥離も抑制することができる。
【００１５】また、ＣＢＮ被膜作製後、高エネルギーの
希ガスイオンを注入することで境界層が形成される理由
は以下の通りである。
希ガスイオンを注入することで境界層が形成される理由
は以下の通りである。
【００１６】一般に、ある基材に対し、高エネルギーの
イオンを注入すると、注入後の基材中のイオンの分布は
正規分布を示し、基材表面近傍にはイオンはとどまら
ず、ある深さ領域（注入飛程付近）に多くのイオンがと
どまる。そして、注入飛程付近においては、注入イオン
と基材原子との衝突作用、反跳作用によりその領域の成
分が混ぜ合わされる。
イオンを注入すると、注入後の基材中のイオンの分布は
正規分布を示し、基材表面近傍にはイオンはとどまら
ず、ある深さ領域（注入飛程付近）に多くのイオンがと
どまる。そして、注入飛程付近においては、注入イオン
と基材原子との衝突作用、反跳作用によりその領域の成
分が混ぜ合わされる。
【００１７】従って、注入イオンの飛程を、注入イオン
の種類、エネルギーを適当に選択することで、ＣＢＮ被
膜と基材もしくは中間層との界面に設定すれば、ＣＢＮ
被膜を通過した注入イオンが界面付近で、被膜材料と基
材もしくは中間層材料を混合し、傾斜組成を有する境界
層を形成させることができる。
の種類、エネルギーを適当に選択することで、ＣＢＮ被
膜と基材もしくは中間層との界面に設定すれば、ＣＢＮ
被膜を通過した注入イオンが界面付近で、被膜材料と基
材もしくは中間層材料を混合し、傾斜組成を有する境界
層を形成させることができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明方法により製造される窒化ホウ素被
覆部材の断面模式図、図２は本発明による窒化ホウ素被
覆部材の形成過程の概略図を示す。
する。図１は本発明方法により製造される窒化ホウ素被
覆部材の断面模式図、図２は本発明による窒化ホウ素被
覆部材の形成過程の概略図を示す。
【００１９】本実施例の窒化ホウ素被覆部材は、図１に
示すように、高速度工具鋼（ＪＩＳ規格：ＳＫＨ５５）
からなる基材１と、中間層２、傾斜組成を有する境界層
３、及びＣＢＮ層４で構成されるものである。
示すように、高速度工具鋼（ＪＩＳ規格：ＳＫＨ５５）
からなる基材１と、中間層２、傾斜組成を有する境界層
３、及びＣＢＮ層４で構成されるものである。
【００２０】つぎに図２により窒化ホウ素被覆部材、形
成方法について説明すると、まず基材１上に中間層２を
形成させる。（図２（ｂ）参照） 第１例として、中間層２にＨＣＤ（ホローカソード）法
によるイオンプレーティング法を用いて、厚さ約３μｍ
の窒化チタン被膜を形成した。
成方法について説明すると、まず基材１上に中間層２を
形成させる。（図２（ｂ）参照） 第１例として、中間層２にＨＣＤ（ホローカソード）法
によるイオンプレーティング法を用いて、厚さ約３μｍ
の窒化チタン被膜を形成した。
【００２１】具体的には図２（ａ）に示す基材１に有機
溶剤（例えばアセトン）による超音波洗浄で前処理を施
した後、例えば真空度０．１ＴｏｒｒのＡｒ中で１ｋＶ
×１Ａで１０分間イオンボンバードを行ない、その後、
ＨＣＤガン出力：４５Ｖ×４００Ａ、基材温度：５００
℃、反応ガス：Ｎ2 分圧５×１０-4Ｔｏｒｒの条件でコ
ーティングすることにより図２（ｂ）を得る。
溶剤（例えばアセトン）による超音波洗浄で前処理を施
した後、例えば真空度０．１ＴｏｒｒのＡｒ中で１ｋＶ
×１Ａで１０分間イオンボンバードを行ない、その後、
ＨＣＤガン出力：４５Ｖ×４００Ａ、基材温度：５００
℃、反応ガス：Ｎ2 分圧５×１０-4Ｔｏｒｒの条件でコ
ーティングすることにより図２（ｂ）を得る。
【００２２】次に、第２例として中間層２に、ホウ素・
窒素原子比が１以上のＢリッチ層を形成した。これは例
えば窒素イオンもしくは窒素及び希ガスの混合ガスイオ
ン照射とホウ素蒸着を同時に行なうイオン蒸着法で形成
できる。この方法は図３に示す装置を用いて行なう。
窒素原子比が１以上のＢリッチ層を形成した。これは例
えば窒素イオンもしくは窒素及び希ガスの混合ガスイオ
ン照射とホウ素蒸着を同時に行なうイオン蒸着法で形成
できる。この方法は図３に示す装置を用いて行なう。
【００２３】図３は本発明方法の実施に用いる窒化ホウ
素被覆部材形成装置における真空槽拡大図で、同図に示
す装置は、真空容器１１内の基材ホルダー１２に取り付
けられた基材１３に対して、イオン源１４から窒素イオ
ンもしくは窒素及び希ガスの混合ガスイオン２０を照射
すると同時に、真空容器１１内の下部に設置されている
蒸発源１５内の金属ホウ素１６を、電子ビーム１７によ
り蒸発させて、それによるホウ素蒸気１８を基材１３に
蒸着させるものである。ここで、１９はホウ素蒸気１８
の基材への蒸着量を測定するモニターである。
素被覆部材形成装置における真空槽拡大図で、同図に示
す装置は、真空容器１１内の基材ホルダー１２に取り付
けられた基材１３に対して、イオン源１４から窒素イオ
ンもしくは窒素及び希ガスの混合ガスイオン２０を照射
すると同時に、真空容器１１内の下部に設置されている
蒸発源１５内の金属ホウ素１６を、電子ビーム１７によ
り蒸発させて、それによるホウ素蒸気１８を基材１３に
蒸着させるものである。ここで、１９はホウ素蒸気１８
の基材への蒸着量を測定するモニターである。
【００２４】作製手順としては、まず、基材１３のとこ
ろに、図２（ａ）に示す基材１を設置し、真空容器１１
を２×１０-6Ｔｏｒｒ以下に予備排気する。
ろに、図２（ａ）に示す基材１を設置し、真空容器１１
を２×１０-6Ｔｏｒｒ以下に予備排気する。
【００２５】次に、イオン源１４に供給した窒素ガスも
しくは窒素及び希ガス（例えばアルゴン）の混合ガスを
イオン源１４内でイオン化し、窒素イオンもしくは窒素
及び希ガス混合イオン２０を基材１３へ照射すると同時
に、蒸発源１５より金属ホウ素１６を蒸発させたホウ素
蒸気１８を基材１３上に蒸着させる。
しくは窒素及び希ガス（例えばアルゴン）の混合ガスを
イオン源１４内でイオン化し、窒素イオンもしくは窒素
及び希ガス混合イオン２０を基材１３へ照射すると同時
に、蒸発源１５より金属ホウ素１６を蒸発させたホウ素
蒸気１８を基材１３上に蒸着させる。
【００２６】このとき、混合ガスイオン２０のエネルギ
ーを２ｋｅｖ、ホウ素蒸気１８の蒸発速度を１Å／ｓｅ
ｃ、処理時間５分で、図２（ｂ）を得る。このときの真
空度は１×１０-4Ｔｏｒｒである。
ーを２ｋｅｖ、ホウ素蒸気１８の蒸発速度を１Å／ｓｅ
ｃ、処理時間５分で、図２（ｂ）を得る。このときの真
空度は１×１０-4Ｔｏｒｒである。
【００２７】第３例として、窒化チタン層及びＢリッチ
層の２層からなる中間層２を形成した。具体的には、図
２（ａ）の基材上に第１例と同様に窒化チタン膜を作製
し、その上に第２例と同様にＢリッチ層を形成させた。
層の２層からなる中間層２を形成した。具体的には、図
２（ａ）の基材上に第１例と同様に窒化チタン膜を作製
し、その上に第２例と同様にＢリッチ層を形成させた。
【００２８】次に、図２（ｂ）の中間層上に、ＣＢＮ層
４を形成する。ＣＢＮ層４の形成方法は、基本的にＢリ
ッチ層の形成手順と同様である。
４を形成する。ＣＢＮ層４の形成方法は、基本的にＢリ
ッチ層の形成手順と同様である。
【００２９】具体的には、混合イオン２０の照射エネル
ギーを０．５ｋｅＶ、ホウ素蒸気１８の蒸発速度を０．
４Å／ｓｅｃとすることで、図２（ｃ）に示すように、
ＣＢＮ層４が形成できる。
ギーを０．５ｋｅＶ、ホウ素蒸気１８の蒸発速度を０．
４Å／ｓｅｃとすることで、図２（ｃ）に示すように、
ＣＢＮ層４が形成できる。
【００３０】次に、図２（ｃ）の部材に希ガスイオンを
注入することにより、中間層２及びＣＢＮ層４の一部を
境界層３に変化させる。これは、図４に示す装置を用い
て行なう。
注入することにより、中間層２及びＣＢＮ層４の一部を
境界層３に変化させる。これは、図４に示す装置を用い
て行なう。
【００３１】図４は本発明方法の実施に用いる窒素ホウ
素被覆部材形成装置の概略図で同装置は、イオン注入装
置３１内のイオン源３２内でイオン化された希ガスイオ
ンを引き出し電極３３でイオン源３２内より引き出し、
質量分離器３４により所定の希ガスイオンのみ（例えば
Ｎｅ+ ）を選択し、加速管３５により所定のエネルギー
まで希ガスイオンビームを加速し、走査管３６で希ガス
イオンビームを注入ターゲットとなる基材１３全体に照
射される範囲に走査させ、最終的に真空容器１１内の基
材ホルダー１２に設置された図２（ｃ）に示す基材１３
に希ガスイオンビームを注入させるものである。
素被覆部材形成装置の概略図で同装置は、イオン注入装
置３１内のイオン源３２内でイオン化された希ガスイオ
ンを引き出し電極３３でイオン源３２内より引き出し、
質量分離器３４により所定の希ガスイオンのみ（例えば
Ｎｅ+ ）を選択し、加速管３５により所定のエネルギー
まで希ガスイオンビームを加速し、走査管３６で希ガス
イオンビームを注入ターゲットとなる基材１３全体に照
射される範囲に走査させ、最終的に真空容器１１内の基
材ホルダー１２に設置された図２（ｃ）に示す基材１３
に希ガスイオンビームを注入させるものである。
【００３２】具体的には、例えば約０．３μｍのＣＢＮ
層４に対し、ネオンイオンを質量分離器３４によりＮｅ
+ （質量数：２０）に選定し、Ｎｅ+ の加速エネルギー
を２００ｋｅＶ、注入量を１×１０16（イオン個数／ｃ
ｍ2 ）とすることで、図２（ｄ）に示すように、中間層
２及びＣＢＮ層４がまざり合い、なおかつ傾斜組成を有
する境界層３が形成される。
層４に対し、ネオンイオンを質量分離器３４によりＮｅ
+ （質量数：２０）に選定し、Ｎｅ+ の加速エネルギー
を２００ｋｅＶ、注入量を１×１０16（イオン個数／ｃ
ｍ2 ）とすることで、図２（ｄ）に示すように、中間層
２及びＣＢＮ層４がまざり合い、なおかつ傾斜組成を有
する境界層３が形成される。
【００３３】ここで、注入するネオンイオンの加速エネ
ルギーをＣＢＮ層４の厚みにより変化させることによ
り、種々の厚みを持つＣＢＮ層４が形成されている図２
（ｃ）に示す部材に対し、境界層３を形成させることが
できる。
ルギーをＣＢＮ層４の厚みにより変化させることによ
り、種々の厚みを持つＣＢＮ層４が形成されている図２
（ｃ）に示す部材に対し、境界層３を形成させることが
できる。
【００３４】また、ネオンイオンの注入量が１×１０15
（イオン個数／ｃｍ2 ）より少ないと、境界層３は形成
されず、さらに１×１０17（イオン個数／ｃｍ2 ）より
多いとＣＢＮ層４が破壊され、ＣＢＮの持つ高硬度等の
性質が失われてしまう。従って、ネオンイオンの注入量
は１×１０15から１×１０17（イオン個数／ｃｍ2 ）の
範囲内に設定する必要がある。
（イオン個数／ｃｍ2 ）より少ないと、境界層３は形成
されず、さらに１×１０17（イオン個数／ｃｍ2 ）より
多いとＣＢＮ層４が破壊され、ＣＢＮの持つ高硬度等の
性質が失われてしまう。従って、ネオンイオンの注入量
は１×１０15から１×１０17（イオン個数／ｃｍ2 ）の
範囲内に設定する必要がある。
【００３５】以上の実施例により作製した、窒化チタン
層及びＢリッチ層を中間層に持つ窒化ホウ素被覆部材
を、オージェ電子分光分析により深さ方向の組成分析を
行なった結果、境界層３中の組成は、ホウ素の原子比が
被膜側から中間層側へと連続的に減少し、なおかつ、チ
タンの原子比が連続的に増加しており、境界層３は被膜
材料と中間層材料がまざり合い、さらに傾斜組成を有し
ていることが確認された。
層及びＢリッチ層を中間層に持つ窒化ホウ素被覆部材
を、オージェ電子分光分析により深さ方向の組成分析を
行なった結果、境界層３中の組成は、ホウ素の原子比が
被膜側から中間層側へと連続的に減少し、なおかつ、チ
タンの原子比が連続的に増加しており、境界層３は被膜
材料と中間層材料がまざり合い、さらに傾斜組成を有し
ていることが確認された。
【００３６】図５は得られた窒化ホウ素被覆部材の密着
力をスクラッチ試験により評価した結果を示す臨界荷重
の関係図で、これは、縦軸に示す臨界荷重（被膜が剥離
するときの荷重）が大きい程、密着力に優れていること
を表している。
力をスクラッチ試験により評価した結果を示す臨界荷重
の関係図で、これは、縦軸に示す臨界荷重（被膜が剥離
するときの荷重）が大きい程、密着力に優れていること
を表している。
【００３７】図５から明らかなように、境界層３を形成
させることにより、境界層３がないときと比較して密着
力が４〜１５倍増大しており、優れた密着性を有するこ
とが示された。
させることにより、境界層３がないときと比較して密着
力が４〜１５倍増大しており、優れた密着性を有するこ
とが示された。
【００３８】また、高エネルギーの希ガスイオンを注入
する際、希ガスイオンとして、アルゴンイオン、クリプ
トンイオン、キセノンイオンを用いても同様な効果が得
られた。
する際、希ガスイオンとして、アルゴンイオン、クリプ
トンイオン、キセノンイオンを用いても同様な効果が得
られた。
【００３９】以上本発明の実施例について縷々説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものでなく、本発
明技術思想の範囲内において種々変更し得るものであ
り、それらは何れも本発明の技術的範囲に属する。
が、本発明は上記実施例に限定されるものでなく、本発
明技術思想の範囲内において種々変更し得るものであ
り、それらは何れも本発明の技術的範囲に属する。
【００４０】
【発明の効果】以上述べたように本発明方法により製作
された窒化ホウ素被覆部材は、従来のものに比較して優
れた密着性を有するものであり、切削工具に限らず、各
種回転機器の軸受やスライド等の摺動部材などの耐摩耗
部材として極めて優れた効果を奏する。
された窒化ホウ素被覆部材は、従来のものに比較して優
れた密着性を有するものであり、切削工具に限らず、各
種回転機器の軸受やスライド等の摺動部材などの耐摩耗
部材として極めて優れた効果を奏する。
【００４１】しかもその製法は極めて簡単な操作及び低
コストの装置を用いることにより行なえるので、工業的
に利用価値の大きいものである。
コストの装置を用いることにより行なえるので、工業的
に利用価値の大きいものである。
【図１】本発明方法により製造される窒化ホウ素被覆部
材の断面模式図である。
材の断面模式図である。
【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は本発明によ
る窒化ホウ素被覆部材の形成過程の概略図である。
る窒化ホウ素被覆部材の形成過程の概略図である。
【図３】本発明方法の実施に用いる窒化ホウ素被覆部材
形成装置における真空槽拡大図である。
形成装置における真空槽拡大図である。
【図４】本発明方法の実施に用いる窒化ホウ素被覆部材
形成装置の概略図である。
形成装置の概略図である。
【図５】本発明方法により得られた各窒化ホウ素被覆部
材とスクラッチ試験による臨界荷重の関係図である。
材とスクラッチ試験による臨界荷重の関係図である。
１ 基材 ２ 中間層 ３ 境界層 ４ ＣＢＮ層 １１ 真空容器 １２ 基材ホルダー １３ 基材 １４ イオン源 １５ 蒸発源 １６ 金属ホウ素 １７ 電子ビーム １８ ホウ素蒸気 １９ モニター ２０ 窒素＋希ガス混合イオンもしくは窒素イオン ３１ イオン注入装置 ３２ イオン源 ３３ 引き出し電極 ３４ 質量分離器 ３５ 加速管 ３６ 走査管
Claims (2)
- 【請求項１】 工具その他各種耐摩耗機械部品等の基材
上に、直接又は基材上に形成した中間層を介して立方晶
窒化ホウ素膜もしくは立方晶窒化ホウ素を含有する硬質
窒化ホウ素膜を被覆するに際し、該立方晶窒化ホウ素の
薄膜合成後に高エネルギーの希ガスイオンを注入し、こ
れにより上記窒化ホウ素被膜と基材もしくは基材上に形
成された中間層との境界部に、基材もしくは中間層と窒
化ホウ素との混合組成を有し、かつ、基材もしくは中間
層の成分が基材もしくは中間層側から被膜側へと連続的
に減少して行く傾斜組成を有する境界層を形成させるこ
とを特徴とする窒化ホウ素被覆部材の製造方法。 - 【請求項２】 前記高エネルギーの希ガスイオンの立方
晶窒素被膜への注入するに際し、希ガスイオンの加速エ
ネルギー、種類は窒化ホウ素被膜の厚さにより選定し、
希ガスイオンの注入量を１×１０15〜１×１０17（イオ
ン個数／ｃｍ2 ）の範囲に設定することを特徴とする請
求項１記載の窒化ホウ素被覆部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6202995A JPH0849065A (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 窒化ホウ素被覆部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6202995A JPH0849065A (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 窒化ホウ素被覆部材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0849065A true JPH0849065A (ja) | 1996-02-20 |
Family
ID=16466594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6202995A Withdrawn JPH0849065A (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 窒化ホウ素被覆部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0849065A (ja) |
-
1994
- 1994-08-05 JP JP6202995A patent/JPH0849065A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011106 |