JPH0874036A - 耐摩耗性に優れた硬質セラミックス被覆部材 - Google Patents
耐摩耗性に優れた硬質セラミックス被覆部材Info
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- JPH0874036A JPH0874036A JP20743894A JP20743894A JPH0874036A JP H0874036 A JPH0874036 A JP H0874036A JP 20743894 A JP20743894 A JP 20743894A JP 20743894 A JP20743894 A JP 20743894A JP H0874036 A JPH0874036 A JP H0874036A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｔｉ系硬質セラミックス皮膜の特徴を活かし
つつ、その高温耐酸化性及び硬度を高めて耐摩耗性をよ
り一層向上させた硬質セラミックス被覆部材を提供する
ことを目的とする。 【構成】 基材上に硬質セラミックス皮膜を被覆した硬
質セラミックス被覆部材であって、上記硬質セラミック
ス皮膜の表面に、アルカリ金属，アルカリ土類金属，ラ
ンタノイドよりなる群から選ばれる１種以上の元素をイ
オン注入し、前記硬質セラミックス皮膜の表層部に濃度
富化層を形成した硬質セラミックス被覆部材。上記硬質
セラミックス皮膜としては、ＴｉまたはＴｉ及びＡｌの
窒化物，炭化物，ホウ化物，炭窒化物などのＴｉ系硬質
セラミックスが望ましく、中でもＴｉＮ，ＴｉＣＮ，
（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎのいずれかであれば基材との密着性に
優れていて好ましい。
つつ、その高温耐酸化性及び硬度を高めて耐摩耗性をよ
り一層向上させた硬質セラミックス被覆部材を提供する
ことを目的とする。 【構成】 基材上に硬質セラミックス皮膜を被覆した硬
質セラミックス被覆部材であって、上記硬質セラミック
ス皮膜の表面に、アルカリ金属，アルカリ土類金属，ラ
ンタノイドよりなる群から選ばれる１種以上の元素をイ
オン注入し、前記硬質セラミックス皮膜の表層部に濃度
富化層を形成した硬質セラミックス被覆部材。上記硬質
セラミックス皮膜としては、ＴｉまたはＴｉ及びＡｌの
窒化物，炭化物，ホウ化物，炭窒化物などのＴｉ系硬質
セラミックスが望ましく、中でもＴｉＮ，ＴｉＣＮ，
（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎのいずれかであれば基材との密着性に
優れていて好ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は耐摩耗性に優れた硬質セ
ラミックス被覆部材に関し、詳細にはフライス加工，切
削加工，穿孔加工等の加工に使用される切削工具や、金
型，軸受け，ダイスやローラなど高硬度が要求される部
材に適用できる硬質セラミックス被覆部材に関するもの
である。
ラミックス被覆部材に関し、詳細にはフライス加工，切
削加工，穿孔加工等の加工に使用される切削工具や、金
型，軸受け，ダイスやローラなど高硬度が要求される部
材に適用できる硬質セラミックス被覆部材に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】高速度工具鋼や超硬合金工具鋼などを用
いて耐摩耗性部材を作製する場合には、耐摩耗性の向上
を目的として、上記耐摩耗性部材の基材表面にＴｉ等の
ホウ化物、窒化物、炭化物などよりなる硬質セラミック
ス皮膜を形成することが行われている。
いて耐摩耗性部材を作製する場合には、耐摩耗性の向上
を目的として、上記耐摩耗性部材の基材表面にＴｉ等の
ホウ化物、窒化物、炭化物などよりなる硬質セラミック
ス皮膜を形成することが行われている。
【０００３】耐摩耗性部材の代表例である切削工具につ
いて述べると、切削工具の摩耗には、工具すくい面に発
生するクレータ摩耗と工具逃げ面に発生するフランク摩
耗がある。上記クレータ摩耗は切り屑生成時に工具すく
い面が昇温して酸化される熱的脆化に由来する摩耗であ
るから、クレータ摩耗を低減する上で必要な特性は耐熱
性（高温耐酸化性）である。一方フランク摩耗は被削材
との機械的な擦り摩擦によって生じる摩耗であるから、
フランク摩耗を低減する上で必要な特性は高硬度であ
る。従って、切削工具の耐摩耗性を向上するには、高温
耐酸化性に優れ且つ高硬度な硬質セラミックス皮膜を工
具基材表面に被覆することが極めて有効である。
いて述べると、切削工具の摩耗には、工具すくい面に発
生するクレータ摩耗と工具逃げ面に発生するフランク摩
耗がある。上記クレータ摩耗は切り屑生成時に工具すく
い面が昇温して酸化される熱的脆化に由来する摩耗であ
るから、クレータ摩耗を低減する上で必要な特性は耐熱
性（高温耐酸化性）である。一方フランク摩耗は被削材
との機械的な擦り摩擦によって生じる摩耗であるから、
フランク摩耗を低減する上で必要な特性は高硬度であ
る。従って、切削工具の耐摩耗性を向上するには、高温
耐酸化性に優れ且つ高硬度な硬質セラミックス皮膜を工
具基材表面に被覆することが極めて有効である。
【０００４】上記硬質セラミックス皮膜としては、Ｔｉ
Ｎ，ＴｉＣ，ＴｉＣＮ，（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ，（Ｔｉ，Ａ
ｌ）ＣＮ，（Ｔｉ，Ａｌ）ＢＮ等のＴｉ系硬質セラミッ
クス皮膜が汎用されており、化学的蒸着法（ＣＶＤ）や
物理的蒸着法（ＰＶＤ）によって、耐摩耗性が要求され
る部材の表面に被覆されている。
Ｎ，ＴｉＣ，ＴｉＣＮ，（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ，（Ｔｉ，Ａ
ｌ）ＣＮ，（Ｔｉ，Ａｌ）ＢＮ等のＴｉ系硬質セラミッ
クス皮膜が汎用されており、化学的蒸着法（ＣＶＤ）や
物理的蒸着法（ＰＶＤ）によって、耐摩耗性が要求され
る部材の表面に被覆されている。
【０００５】例えば、ＴｉＮはビッカース硬度（Ｈｖ）
が２０００程度であり、ＴｉＣやＴｉＣＮに比べると硬
度は低い。しかしながらＴｉＣやＴｉＣＮよりも高温耐
酸化性に優れているのでクレーター摩耗から基材を保護
する機能を発揮する。しかもＴｉＮからなる硬質セラミ
ックス皮膜（以下ＴｉＮ皮膜という）は基材に対する密
着性にも優れており、基材の種類にかかわらず被覆しや
すいという長所を有していることから、ＴｉＮ皮膜を基
材表面に被覆した切削工具が多用されている。また、金
型においても同様な理由からＴｉＮ皮膜を被覆した金型
が多く用いられている。但し、上記ＴｉＮ皮膜が優れた
高温耐酸化性を発揮するのは６００℃までの温度範囲に
限定されており、６００℃を超えると分解して保護性の
ないＴｉ酸化物となってしまう。
が２０００程度であり、ＴｉＣやＴｉＣＮに比べると硬
度は低い。しかしながらＴｉＣやＴｉＣＮよりも高温耐
酸化性に優れているのでクレーター摩耗から基材を保護
する機能を発揮する。しかもＴｉＮからなる硬質セラミ
ックス皮膜（以下ＴｉＮ皮膜という）は基材に対する密
着性にも優れており、基材の種類にかかわらず被覆しや
すいという長所を有していることから、ＴｉＮ皮膜を基
材表面に被覆した切削工具が多用されている。また、金
型においても同様な理由からＴｉＮ皮膜を被覆した金型
が多く用いられている。但し、上記ＴｉＮ皮膜が優れた
高温耐酸化性を発揮するのは６００℃までの温度範囲に
限定されており、６００℃を超えると分解して保護性の
ないＴｉ酸化物となってしまう。
【０００６】これに対して特公平４−５３６４２号公報
に開示されている（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ皮膜は、ＴｉＮの高
温耐酸化性や硬度を、Ａｌを含有させることによって向
上させたＴｉ系硬質セラミックス皮膜であり、大気中で
昇温すると８００℃程度までは表面に保護性を有するＡ
ｌ酸化物皮膜（Ａｌ2 Ｏ3 ）を形成して、この酸化物皮
膜が酸化抑制に作用する。しかもビッカース硬度（Ｈ
ｖ）は２５００程度までが可能である。
に開示されている（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ皮膜は、ＴｉＮの高
温耐酸化性や硬度を、Ａｌを含有させることによって向
上させたＴｉ系硬質セラミックス皮膜であり、大気中で
昇温すると８００℃程度までは表面に保護性を有するＡ
ｌ酸化物皮膜（Ａｌ2 Ｏ3 ）を形成して、この酸化物皮
膜が酸化抑制に作用する。しかもビッカース硬度（Ｈ
ｖ）は２５００程度までが可能である。
【０００７】しかしながら、上記の様なＴｉ系硬質セラ
ミックス皮膜であっても、切削速度の高速度化や難切削
材への対応が要求される現状ではその耐摩耗性は十分で
はなく、より一層耐摩耗性を向上させた硬質セラミック
ス皮膜の開発が急務となっている。
ミックス皮膜であっても、切削速度の高速度化や難切削
材への対応が要求される現状ではその耐摩耗性は十分で
はなく、より一層耐摩耗性を向上させた硬質セラミック
ス皮膜の開発が急務となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこうした事情
に着目してなされたものであって、その目的は上記の様
な従来汎用されてきた硬質セラミックス皮膜の特徴を活
かしつつ、その高温耐酸化性及び硬度を高めて耐摩耗性
をより一層向上させた硬質セラミックス被覆部材を提供
することにある。
に着目してなされたものであって、その目的は上記の様
な従来汎用されてきた硬質セラミックス皮膜の特徴を活
かしつつ、その高温耐酸化性及び硬度を高めて耐摩耗性
をより一層向上させた硬質セラミックス被覆部材を提供
することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成した本発
明に係る硬質セラミックス被覆部材とは、基材上に硬質
セラミックス皮膜を被覆した硬質セラミックス被覆部材
であって、上記硬質セラミックス皮膜の表面に、アルカ
リ金属，アルカリ土類金属，ランタノイドよりなる群か
ら選ばれる１種以上の元素をイオン注入し、前記硬質セ
ラミックス皮膜の表層部に濃度富化層を形成したもので
あることを要旨とするものである。
明に係る硬質セラミックス被覆部材とは、基材上に硬質
セラミックス皮膜を被覆した硬質セラミックス被覆部材
であって、上記硬質セラミックス皮膜の表面に、アルカ
リ金属，アルカリ土類金属，ランタノイドよりなる群か
ら選ばれる１種以上の元素をイオン注入し、前記硬質セ
ラミックス皮膜の表層部に濃度富化層を形成したもので
あることを要旨とするものである。
【００１０】尚本発明において上記硬質セラミックス皮
膜としては、ＴｉまたはＴｉ及びＡｌの窒化物，炭化
物，ホウ化物，炭窒化物などのＴｉ系硬質セラミックス
が望ましく、中でもＴｉＮ，ＴｉＣＮ，（Ｔｉ，Ａｌ）
Ｎのいずれかであれば基材との密着性に優れていて好ま
しい。
膜としては、ＴｉまたはＴｉ及びＡｌの窒化物，炭化
物，ホウ化物，炭窒化物などのＴｉ系硬質セラミックス
が望ましく、中でもＴｉＮ，ＴｉＣＮ，（Ｔｉ，Ａｌ）
Ｎのいずれかであれば基材との密着性に優れていて好ま
しい。
【００１１】
【作用】本発明者らは、硬質セラミックス皮膜の耐摩耗
性を改善すべく鋭意研究を重ねた結果、Ｔｉ系硬質セラ
ミックス皮膜に特定の金属元素をイオン注入した場合、
上記Ｔｉ系硬質セラミックス皮膜の高温耐酸化性および
硬度を高めて耐摩耗性を向上できることを見出した。
性を改善すべく鋭意研究を重ねた結果、Ｔｉ系硬質セラ
ミックス皮膜に特定の金属元素をイオン注入した場合、
上記Ｔｉ系硬質セラミックス皮膜の高温耐酸化性および
硬度を高めて耐摩耗性を向上できることを見出した。
【００１２】尚イオン注入法は、加速されて高エネルギ
ーを有するイオンを、目的とする部材の表面に打ち込ん
で部材表面の改質を行うものであるが、本発明に係る硬
質セラミックス皮膜にどのようなイオン種を注入しても
耐摩耗性が改善できるというものではなく、イオン種に
よっては却って耐摩耗性を損なう場合がある。そこで、
本発明者らが、種々の元素のイオン種を用いてイオン注
入実験を重ねた結果、硬質セラミックス皮膜の耐摩耗性
を著しく改善するためには、Ｒｂ，Ｃｓに代表されるア
ルカリ金属元素、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ等のアルカリ土類金
属元素及びＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ等のランタノイドよりなる
群から選ばれる１種または２種以上の金属元素をイオン
種としてイオン注入処理することが必要であるとの知見
を得た。尚、金属やセラミックスの耐酸化性を改善する
元素として従来から知られているＡｌやＹ等を硬質セラ
ミックス皮膜にイオン注入した場合、ある程度は耐摩耗
性改善効果が見られる。しかしながら該耐摩耗性改善効
果は十分ではなく、本発明で特定する上記金属元素を用
いてイオン注入し、硬質セラミックス皮膜の表層部に上
記金属元素を含有する濃度富化層を形成することによっ
て、硬質セラミックス皮膜の耐摩耗性は著しく改善でき
る。
ーを有するイオンを、目的とする部材の表面に打ち込ん
で部材表面の改質を行うものであるが、本発明に係る硬
質セラミックス皮膜にどのようなイオン種を注入しても
耐摩耗性が改善できるというものではなく、イオン種に
よっては却って耐摩耗性を損なう場合がある。そこで、
本発明者らが、種々の元素のイオン種を用いてイオン注
入実験を重ねた結果、硬質セラミックス皮膜の耐摩耗性
を著しく改善するためには、Ｒｂ，Ｃｓに代表されるア
ルカリ金属元素、Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ等のアルカリ土類金
属元素及びＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ等のランタノイドよりなる
群から選ばれる１種または２種以上の金属元素をイオン
種としてイオン注入処理することが必要であるとの知見
を得た。尚、金属やセラミックスの耐酸化性を改善する
元素として従来から知られているＡｌやＹ等を硬質セラ
ミックス皮膜にイオン注入した場合、ある程度は耐摩耗
性改善効果が見られる。しかしながら該耐摩耗性改善効
果は十分ではなく、本発明で特定する上記金属元素を用
いてイオン注入し、硬質セラミックス皮膜の表層部に上
記金属元素を含有する濃度富化層を形成することによっ
て、硬質セラミックス皮膜の耐摩耗性は著しく改善でき
る。
【００１３】本発明に係る耐摩耗部材が、優れた耐摩耗
性を発揮する理由は十分解明された訳ではないが、以下
の様に考えられる。即ち、従来行なわれてきた熱処理プ
ロセスを伴う合金化法や表面処理で形成される表面層
は、熱的平衡状態にある合金層または表面皮膜からなる
熱平衡物質層であるが故にその物性改善にも自ずから限
度があった。これに対して本発明ではイオン注入によっ
て皮膜表層部に非熱平衡物質層を形成することにより、
非熱平衡状態に基づいて従来方法からでは予測されない
特性を得ることができたものと考えられる。換言すれ
ば、前記アルカリ金属等を例えばＴｉやＮと共に、例え
ばイオンプレーティング法によって基材表面に被覆して
も、本発明に係る硬質セラミックス被覆部材ほどの優れ
た耐摩耗性を得ることはできないのである。
性を発揮する理由は十分解明された訳ではないが、以下
の様に考えられる。即ち、従来行なわれてきた熱処理プ
ロセスを伴う合金化法や表面処理で形成される表面層
は、熱的平衡状態にある合金層または表面皮膜からなる
熱平衡物質層であるが故にその物性改善にも自ずから限
度があった。これに対して本発明ではイオン注入によっ
て皮膜表層部に非熱平衡物質層を形成することにより、
非熱平衡状態に基づいて従来方法からでは予測されない
特性を得ることができたものと考えられる。換言すれ
ば、前記アルカリ金属等を例えばＴｉやＮと共に、例え
ばイオンプレーティング法によって基材表面に被覆して
も、本発明に係る硬質セラミックス被覆部材ほどの優れ
た耐摩耗性を得ることはできないのである。
【００１４】また、めっきやコーティング等の表面処理
方法では、硬質セラミックス皮膜と表面処理層の密着性
が十分ではなく剥離する恐れがあるが、本発明の耐摩耗
性部材では硬質セラミックス皮膜のマトリックス中にイ
オン注入層が形成される為、イオン注入層と硬質セラミ
ックス皮膜母材との一体性は極めて良好である。従っ
て、本発明に係る硬質セラミックス被覆部材において
は、上記表面処理方法とは異なり、イオン注入層と硬質
セラミックス皮膜母材との界面における剥離の問題は発
生しない。
方法では、硬質セラミックス皮膜と表面処理層の密着性
が十分ではなく剥離する恐れがあるが、本発明の耐摩耗
性部材では硬質セラミックス皮膜のマトリックス中にイ
オン注入層が形成される為、イオン注入層と硬質セラミ
ックス皮膜母材との一体性は極めて良好である。従っ
て、本発明に係る硬質セラミックス被覆部材において
は、上記表面処理方法とは異なり、イオン注入層と硬質
セラミックス皮膜母材との界面における剥離の問題は発
生しない。
【００１５】本発明に係る硬質セラミックス被覆部材は
イオン注入量を限定するものではないが、十分な耐摩耗
性を発揮する上で、イオン注入量は５×１０15イオン／
ｃｍ 2 以上であることが望ましく、１×１０16イオン／
ｃｍ2 以上がより望ましい。尚、イオン注入量が多過ぎ
ると、耐摩耗性向上効果が飽和すると共に、スパッタ現
象が顕著になって表面が粗くなる。上記スパッタ現象
は、注入エネルギーにも左右されるが、通常イオン注入
に用いるエネルギー範囲では、１×１０18イオン／ｃｍ
2 以下が望ましく、１×１０15イオン／ｃｍ2 以下であ
ればより望ましい。
イオン注入量を限定するものではないが、十分な耐摩耗
性を発揮する上で、イオン注入量は５×１０15イオン／
ｃｍ 2 以上であることが望ましく、１×１０16イオン／
ｃｍ2 以上がより望ましい。尚、イオン注入量が多過ぎ
ると、耐摩耗性向上効果が飽和すると共に、スパッタ現
象が顕著になって表面が粗くなる。上記スパッタ現象
は、注入エネルギーにも左右されるが、通常イオン注入
に用いるエネルギー範囲では、１×１０18イオン／ｃｍ
2 以下が望ましく、１×１０15イオン／ｃｍ2 以下であ
ればより望ましい。
【００１６】また、本発明において複数のイオン種を注
入する場合、本発明はその注入するイオン種の順序を限
定するものではないが、注入エネルギーが同じ場合では
注入する元素の質量に応じてスパッタ効果が異なること
から、質量の大きい元素を先にイオン注入することが望
ましい。
入する場合、本発明はその注入するイオン種の順序を限
定するものではないが、注入エネルギーが同じ場合では
注入する元素の質量に応じてスパッタ効果が異なること
から、質量の大きい元素を先にイオン注入することが望
ましい。
【００１７】また、本発明は硬質セラミックス皮膜の種
類を限定するものでもなく、各種Ｔｉ系窒化物、炭化物
及びこれらの複合化合物が好ましい例として挙げられる
が、他の硬質セラミックス（例えば、Ａｌ，Ｓｉ，Ｂ等
を成分元素とする窒化物、炭化物、ホウ化物、ケイ化物
等）であってもよい。
類を限定するものでもなく、各種Ｔｉ系窒化物、炭化物
及びこれらの複合化合物が好ましい例として挙げられる
が、他の硬質セラミックス（例えば、Ａｌ，Ｓｉ，Ｂ等
を成分元素とする窒化物、炭化物、ホウ化物、ケイ化物
等）であってもよい。
【００１８】更に、上記硬質セラミックス皮膜を形成す
る手段としては、アーク放電型イオンプレーティングを
代表例として、ＰＶＤ，ＣＶＤ，ゾルーゲル法等の公知
の方法を採用すれば良い。
る手段としては、アーク放電型イオンプレーティングを
代表例として、ＰＶＤ，ＣＶＤ，ゾルーゲル法等の公知
の方法を採用すれば良い。
【００１９】
【実施例】実施例１ 超硬チップをイオンプレーティング装置に装入して、４
００℃に予備加熱した後、蒸発源よりＴｉを蒸発させる
と共に、Ｎ2 ガスを導入して５×１０-5〜４×１０-6Ｔ
ｏｒｒの雰囲気とし、且つ基材に−７０Ｖの電圧を印加
し、膜厚 μｍのＴｉＮ皮膜を形成して、従来の硬質セ
ラミックス被覆部材（Ｎｏ．１）とした。
００℃に予備加熱した後、蒸発源よりＴｉを蒸発させる
と共に、Ｎ2 ガスを導入して５×１０-5〜４×１０-6Ｔ
ｏｒｒの雰囲気とし、且つ基材に−７０Ｖの電圧を印加
し、膜厚 μｍのＴｉＮ皮膜を形成して、従来の硬質セ
ラミックス被覆部材（Ｎｏ．１）とした。
【００２０】上記硬質セラミックス被覆部材（Ｎｏ．
１）に、表１に示すイオン種を、表１に併記するイオン
注入条件によりイオン注入して、Ｎｏ．２〜４３の試験
片を作製した。上記試験片を用いて、下記の酸化条件で
酸化試験を行い酸化開始温度を測定すると共に、下記の
切削試験条件で切削を行った後に、逃げ面の摩耗量（フ
ランク摩耗）とすくい面の摩耗深さ（クレータ摩耗）を
測定した。結果は表１に示す。 （酸化条件） 温度範囲：室温〜１４００℃ 昇温速度：５℃／分 雰囲気：大気 ガス流量：１５０ｍｌ／分 （切削試験条件） 被削材：Ｓ４５Ｃ（炭素鋼） 切削速度：２００ｍ／分 送り速度：０．３ｍｍ／ｒｅｖ 切り込み：２ｍｍ 切削時間：５０分
１）に、表１に示すイオン種を、表１に併記するイオン
注入条件によりイオン注入して、Ｎｏ．２〜４３の試験
片を作製した。上記試験片を用いて、下記の酸化条件で
酸化試験を行い酸化開始温度を測定すると共に、下記の
切削試験条件で切削を行った後に、逃げ面の摩耗量（フ
ランク摩耗）とすくい面の摩耗深さ（クレータ摩耗）を
測定した。結果は表１に示す。 （酸化条件） 温度範囲：室温〜１４００℃ 昇温速度：５℃／分 雰囲気：大気 ガス流量：１５０ｍｌ／分 （切削試験条件） 被削材：Ｓ４５Ｃ（炭素鋼） 切削速度：２００ｍ／分 送り速度：０．３ｍｍ／ｒｅｖ 切り込み：２ｍｍ 切削時間：５０分
【００２１】
【表１】
【００２２】Ｎｏ．８〜４３は本発明に係る硬質セラミ
ックス被覆部材であって、いずれの本発明例も従来の硬
質セラミックス被覆部材（Ｎｏ．１）より、酸化開始温
度が高く、摩耗量も少ない。尚、Ｎｏ．２〜７は、本発
明に係るイオン注入元素以外の元素を注入した比較例で
あって、酸化開始温度または摩耗量のいずれかが従来例
（Ｎｏ．１）よりも劣る。
ックス被覆部材であって、いずれの本発明例も従来の硬
質セラミックス被覆部材（Ｎｏ．１）より、酸化開始温
度が高く、摩耗量も少ない。尚、Ｎｏ．２〜７は、本発
明に係るイオン注入元素以外の元素を注入した比較例で
あって、酸化開始温度または摩耗量のいずれかが従来例
（Ｎｏ．１）よりも劣る。
【００２３】実施例２ 蒸発源に、Ｔｉ及びＡｌを用いた以外は実施例１と同様
にして（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ皮膜を形成し、従来の硬質セラ
ミックス被覆部材（Ｎｏ．１）とした。上記硬質セラミ
ックス被覆部材（Ｎｏ．１）に、表２に示すイオン種
を、表２に併記するイオン注入条件によりイオン注入し
て、Ｎｏ．２〜４３の試験片を作製した。上記試験片を
用い、実施例１と同様にして酸化開始温度を測定すると
共に、摩耗量を測定した。結果は表２に示す。
にして（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ皮膜を形成し、従来の硬質セラ
ミックス被覆部材（Ｎｏ．１）とした。上記硬質セラミ
ックス被覆部材（Ｎｏ．１）に、表２に示すイオン種
を、表２に併記するイオン注入条件によりイオン注入し
て、Ｎｏ．２〜４３の試験片を作製した。上記試験片を
用い、実施例１と同様にして酸化開始温度を測定すると
共に、摩耗量を測定した。結果は表２に示す。
【００２４】
【表２】
【００２５】Ｎｏ．８〜４３は本発明に係る硬質セラミ
ックス被覆部材であって、いずれの本発明例も従来の硬
質セラミックス被覆部材（Ｎｏ．１）より、酸化開始温
度が高く、摩耗量も少ない。尚、Ｎｏ．２〜７は、本発
明に係るイオン注入元素以外の元素を注入した比較例で
あって、酸化開始温度または摩耗量のいずれかが従来例
（Ｎｏ．１）よりも劣る。
ックス被覆部材であって、いずれの本発明例も従来の硬
質セラミックス被覆部材（Ｎｏ．１）より、酸化開始温
度が高く、摩耗量も少ない。尚、Ｎｏ．２〜７は、本発
明に係るイオン注入元素以外の元素を注入した比較例で
あって、酸化開始温度または摩耗量のいずれかが従来例
（Ｎｏ．１）よりも劣る。
【００２６】実施例３ イオンプレーティング装置に導入するガスとして、Ｎ2
ガスとＣＨ4 ガスを用いた以外は実施例１と同様にして
ＴｉＣＮ皮膜を形成し、従来の硬質セラミックス被覆部
材（Ｎｏ．１）とした。
ガスとＣＨ4 ガスを用いた以外は実施例１と同様にして
ＴｉＣＮ皮膜を形成し、従来の硬質セラミックス被覆部
材（Ｎｏ．１）とした。
【００２７】上記硬質セラミックス被覆部材（Ｎｏ．
１）に、表３に示すイオン種を、表３に併記するイオン
注入条件によりイオン注入して、Ｎｏ．２〜４３の試験
片を作製した。上記試験片を用い、実施例１と同様にし
て酸化開始温度を測定すると共に、摩耗量を測定した。
結果は表３に示す。
１）に、表３に示すイオン種を、表３に併記するイオン
注入条件によりイオン注入して、Ｎｏ．２〜４３の試験
片を作製した。上記試験片を用い、実施例１と同様にし
て酸化開始温度を測定すると共に、摩耗量を測定した。
結果は表３に示す。
【００２８】
【表３】
【００２９】Ｎｏ．８〜４３は本発明に係る硬質セラミ
ックス被覆部材であって、いずれの本発明例も従来の硬
質セラミックス被覆部材（Ｎｏ．１）より、酸化開始温
度が高く、摩耗量も少ない。尚、Ｎｏ．２〜７は、本発
明に係るイオン注入元素以外の元素を注入した比較例で
あって、酸化開始温度または摩耗量のいずれかが従来例
（Ｎｏ．１）よりも劣る。
ックス被覆部材であって、いずれの本発明例も従来の硬
質セラミックス被覆部材（Ｎｏ．１）より、酸化開始温
度が高く、摩耗量も少ない。尚、Ｎｏ．２〜７は、本発
明に係るイオン注入元素以外の元素を注入した比較例で
あって、酸化開始温度または摩耗量のいずれかが従来例
（Ｎｏ．１）よりも劣る。
【００３０】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されているの
で、従来汎用されてきた硬質セラミックス皮膜の特徴を
活かしつつ、その高温耐酸化性及び硬度を高めて耐摩耗
性をより一層向上させた硬質セラミックス被覆部材を提
供することができることとなった。
で、従来汎用されてきた硬質セラミックス皮膜の特徴を
活かしつつ、その高温耐酸化性及び硬度を高めて耐摩耗
性をより一層向上させた硬質セラミックス被覆部材を提
供することができることとなった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蔡 政憲 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者 河田 和久 兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号 株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】 基材上に硬質セラミックス皮膜を被覆し
た硬質セラミックス被覆部材であって、上記硬質セラミ
ックス皮膜の表面に、アルカリ金属，アルカリ土類金
属，ランタノイドよりなる群から選ばれる１種以上の元
素をイオン注入し、前記硬質セラミックス皮膜の表層部
に濃度富化層を形成したものであることを特徴とする耐
摩耗性に優れた硬質セラミックス被覆部材。 - 【請求項２】前記硬質セラミックス皮膜が、Ｔｉまたは
Ｔｉ及びＡｌの窒化物，炭化物，ホウ化物または炭窒化
物である請求項１に記載の硬質セラミックス被覆部材。 - 【請求項３】前記硬質セラミックス皮膜が、ＴｉＮ，Ｔ
ｉＣＮ，（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎのいずれかである請求項１ま
たは２に記載の硬質セラミックス被覆部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20743894A JPH0874036A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 耐摩耗性に優れた硬質セラミックス被覆部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20743894A JPH0874036A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 耐摩耗性に優れた硬質セラミックス被覆部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0874036A true JPH0874036A (ja) | 1996-03-19 |
Family
ID=16539775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20743894A Withdrawn JPH0874036A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 耐摩耗性に優れた硬質セラミックス被覆部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0874036A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001068935A1 (de) * | 2000-03-10 | 2001-09-20 | Hauzer Techno Coating Europe B.V. | Verfahren zur herstellung hartstoffschichten |
| US6432256B1 (en) * | 1999-02-25 | 2002-08-13 | Applied Materials, Inc. | Implanatation process for improving ceramic resistance to corrosion |
| KR100541322B1 (ko) * | 2002-12-10 | 2006-01-11 | 공주대학교 산학협력단 | 고온 내산화성을 갖는 경질 박막 및 그의 제조방법 |
| US20120171514A1 (en) * | 2011-01-05 | 2012-07-05 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Housing and method for making the same |
| US20120183803A1 (en) * | 2011-01-19 | 2012-07-19 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Housing and method for making the same |
| US20120196145A1 (en) * | 2011-01-28 | 2012-08-02 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Housing and method for making the same |
| US20120219820A1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-08-30 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Housing and method for making the same |
-
1994
- 1994-08-31 JP JP20743894A patent/JPH0874036A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6432256B1 (en) * | 1999-02-25 | 2002-08-13 | Applied Materials, Inc. | Implanatation process for improving ceramic resistance to corrosion |
| WO2001068935A1 (de) * | 2000-03-10 | 2001-09-20 | Hauzer Techno Coating Europe B.V. | Verfahren zur herstellung hartstoffschichten |
| KR100541322B1 (ko) * | 2002-12-10 | 2006-01-11 | 공주대학교 산학협력단 | 고온 내산화성을 갖는 경질 박막 및 그의 제조방법 |
| US20120171514A1 (en) * | 2011-01-05 | 2012-07-05 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Housing and method for making the same |
| US8568906B2 (en) * | 2011-01-05 | 2013-10-29 | Hong Fu Jin Precision Industry (Shenzhen) Co., Ltd. | Housing and method for making the same |
| US20120183803A1 (en) * | 2011-01-19 | 2012-07-19 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Housing and method for making the same |
| US8568905B2 (en) * | 2011-01-19 | 2013-10-29 | Hong Fu Jin Precision Industry (Shenzhen) Co., Ltd. | Housing and method for making the same |
| US20120196145A1 (en) * | 2011-01-28 | 2012-08-02 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Housing and method for making the same |
| US8597804B2 (en) * | 2011-01-28 | 2013-12-03 | Hong Fu Jin Precision Industry (Shenzhen) Co., Ltd. | Housing and method for making the same |
| US20120219820A1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-08-30 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Housing and method for making the same |
| US8568907B2 (en) * | 2011-02-28 | 2013-10-29 | Hong Fu Jin Precision Industry (Shenzhen) Co., Ltd. | Housing and method for making the same |
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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 |