JP2007119810A - 被覆部材 - Google Patents

Abstract

【課題】Ａｌ含有量がリッチな組成範囲において、耐摩耗性に優れ、且つ高温での強度、靭性が高い硬質皮膜を被覆した被覆部材を提供する。
【解決手段】基材表面に硬質皮膜を少なくとも１層以上被覆した被覆部材であって、該硬質皮膜は、（ＡｌｘＭｅ１−ｘ）の窒化物、炭化物、硼化物、酸化物、硫化物から選択される１種以上もしくはこれらの固溶体からなり、但し、ＭｅはＮｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｉから選択される１種以上、ｘは原子比で０．６０以上、０．９５未満からなり、該硬質皮膜の結晶粒子内部のＡｌ含有量をＡ、結晶粒子界面領域のＡｌ含有量をＢとしたとき、Ｂ／Ａ値が、Ｂ／Ａ＞１を満足することを特徴とする被覆部材である。
【選択図】図１

Description

本願発明は、超硬合金工具、サーメット工具、高速度鋼工具、ダイス鋼工具等の耐摩耗性を向上させる硬質皮膜を被覆した被覆部材に関する。

Ａｌ量が金属元素のみの原子％で６０％以上含有するの硬質皮膜は、以下の特許文献１から３に開示されている。特許文献１は、硬質皮膜の組成式が（Ａｌ_ａＭ_ｂ）_{１００−ｃ}Ｘ_ｃで示され、Ｍ成分の選択肢から、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｔｉが存在することが開示されている。特許文献２は、皮膜組成が（ＡｌＳｉ）（ＮＢ）、０．５≦Ａｌ＜１、０．５≦Ｓｉ≦１、で示されるＡ層を少なくとも一層被覆された被覆工具が開示されている。Ａ層は相対的にＳｉに富む相と、相対的にＳｉの少ない相からなり、Ａ層にはアモルファス微細結晶（ＡｌＳｉ）（ＮＢ）が介在する。特許文献３は、（Ｔｉ_ａＡｌ_ｂＭ_ｃ）（Ｃ_１−ｄＮ_ｄ）からなる硬質皮膜で、Ｍは１種又は２種以上の金属および半金属元素、Ａｌ含有量であるｂが０．８≦ｂ≦０．９５から構成される硬質皮膜を有する被覆工具が開示されている。

特許第３０２７５０２号公報 特開２００２−３３７００３号公報 特開２００５−１８６１６６号公報

しかし、上記に開示されている技術には、Ａｌの組成比を増加させて硬度を高めるにも限界がある。そのため硬度と耐酸化性を同時に高めていくことができず、結果として耐摩耗性の向上にも限界がある。即ち、軟質とされるＺｎＳ型のＡｌＮは耐摩耗性を阻害し、ＺｎＳ型のＡｌＮを含む硬質皮膜はそれ単体では耐摩耗性を発揮しない。これらを避けるために硬質皮膜のＡｌ含有量が比較的少ない硬質皮膜と積層膜としており、いわゆる機能皮膜として使用されるに留まっている。本願発明の課題は、Ａｌ含有量がリッチな組成範囲において、耐摩耗性に優れ、且つ高温での強度、靭性が高い硬質皮膜を被覆した被覆部材を提供することにある。ＺｎＳ型のＡｌＮを硬質皮膜内に存在しても、優れた耐摩耗性を発揮することができる被覆部材を提供することである。

本願発明の被覆部材は、基材表面に硬質皮膜を少なくとも１層以上被覆した被覆部材であって、該硬質皮膜は、（Ａｌ_ｘＭｅ_１−ｘ）の窒化物、炭化物、硼化物、酸化物、硫化物から選択される１種以上もしくはこれらの固溶体からなり、但し、ＭｅはＮｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｉから選択される１種以上、ｘは原子比で０．６０以上、０．９５未満からなり、該硬質皮膜の結晶粒子内部のＡｌ含有量をＡ、結晶粒子界面領域のＡｌ含有量をＢとしたとき、Ｂ／Ａ値が、Ｂ／Ａ＞１を満足することを特徴とする被覆部材である。以下、該硬質皮膜を、Ａｌ必須硬質皮膜と記す。上記の構成を採用することにより、上記課題を解決することができる。

本願発明のＡｌ必須硬質皮膜の結晶粒子径が１５ｎｍ未満であり、少なくとも六方晶のＢ４構造に対応した制限視野回折パターンを示すことが好ましい。ＺｎＳ型のＡｌＮが硬質皮膜内に存在する組成範囲の場合、同一組成の従来の皮膜に比べてもその効果が顕著に確認でき好適である。Ａｌ必須硬質皮膜のＢ／Ａ値が、１＜Ｂ／Ａ＜２０であることが好ましい。更に、Ａｌ必須硬質皮膜が、硬質皮膜の総厚に対して、３０％以上、９９％未満からなり、残部が、（Ｓｉ_yＭｅ_１−ｙ）の窒化物、炭化物、硼化物、酸化物、硫化物から選択される１種以上もしくはこれらの固溶体からなり、但し、ＭｅはＣｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｂから選択される１種以上、ｙは０．０５以上、１未満であることが好ましい。以下、これをＳｉ必須硬質皮膜と記す。Ａｌ必須硬質皮膜を単独又は、Ｓｉ必須硬質皮膜と組み合わせ、切削工具に被覆した場合、優れた耐摩耗性を発揮することができ、切削工具としてはボールエンドミルが好適である。

本願発明によって、耐摩耗性に優れ、且つ高温での強度、靭性が高い硬質皮膜を被覆した被覆部材を提供することが可能となった。ＺｎＳ型のＡｌＮを硬質皮膜内に存在する組成範囲においても、優れた耐摩耗性を発揮することができる被覆部材を提供することができた。本願発明により、耐摩耗性の要求される部材の寿命延長や切削加工をより高速化することができた。

本願発明のＡｌ必須硬質皮膜は、Ａｌ含有量が金属元素のみの原子％で６０％以上の組成範囲において、特に結晶粒子内部よりも結晶粒子界面領域にＡｌ含有量を多く含有させることにより、硬質皮膜の耐摩耗性を著しく改善することを可能にした。金属元素のみの原子％で６０％以上のＡｌ含有量となる範囲では、Ａｌ含有量の増加に伴って硬質皮膜全体がＺｎＳ型のＡｌＮ相として成長する傾向にある。そのため硬度が低下する。しかし、本願発明のＡｌ必須硬質皮膜は、結晶粒子に隣接した結晶粒子界面領域が結晶粒子とは結晶性が異なり、Ａｌが濃化した結晶粒子界面領域として存在する。このことから、結晶粒子界面領域は、隣接する結晶粒子と夫々不連続な状態で存在し、結晶内部で発生した転移が結晶粒子粒界領域で阻害されるため、硬度低下を抑制することができる。これら結晶粒子界面領域は、結晶粒子内部よりも結晶性が悪いかもしくは非晶質として存在する場合、より耐摩耗性に優れ好ましい。これらは結晶粒子界面領域において転移の固着効果がより顕著であることを示唆している。これらの現象は、本願発明の中でも重要であり、結晶粒子内部のＡｌ含有量をＡ、該結晶粒子界面領域のＡｌ含有量をＢとしたとき、Ｂ／Ａ値が、Ｂ／Ａ＞１を満足することにより達成される。一方、Ｂ／Ａ≦１の場合、転移の固着効果が十分ではなく、硬度低下は避けられない。本願発明のＡｌ必須硬質皮膜のＢ／Ａ値は、１＜Ｂ／Ａ＜２０であることが好ましい。より好ましい範囲は、１＜Ｂ／Ａ＜４である。Ｂ／Ａが２０以上の場合、硬質皮膜が軟化する傾向を示し耐摩耗性に乏しくなる。Ｂ／Ａ値は主に硬質皮膜の硬度や結晶構造を決定するパラメータであり、上記範囲に規定することが好ましい。
本願発明のＡｌ必須硬質皮膜のｘ値は、原子比で０．６０以上、０．９５未満とする。ｘ値が０．６０未満の場合、耐摩耗性の効果的な改善は認められない。ｘ値が０．９５以上の場合、皮膜硬度の軟化が著しく耐摩耗性に乏しくなる。Ａｌ必須硬質皮膜を、（Ａｌ_ｘＭｅ_１−ｘ）としたときのＭｅ成分は、Ｎｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｉのうち少なくとも１種以上を含有することが重要である。Ｎｂの添加効果は、ＺｎＳ型のＡｌＮの析出を抑制することができる。皮膜硬度及びヤング率を向上させることが可能となり、優れた密着強度が得られる。Ａｌ及びＳｉ含有量を向上させることができるため、耐酸化性に関しても良好となる。Ｎｂ添加は、酸化後に皮膜表面に形成される表面酸化物が、従来の（ＡｌＣｒ）Ｎ系及び／又は（ＡｌＣｒＳｉ）Ｎ系皮膜よりも微細構造を示し、酸素の内向拡散を抑制することができる。Ｃｒ及び／又はＮｂを添加した場合、硬度並びに耐熱性の改善が顕著である。例えばＮｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、W等のうちの２種以上とＳｉとの化合物質は、いずれも耐酸化性を有する高融点の金属間化合物であり、被膜材料として好適である。Ｔｉを添加した場合は、特に高硬度に有効であり、何れの元素も本発明を達成することができる。上記の元素添加は同時に行うこともでき、ＺｎＳ型のＡｌＮ相はＳｉ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｃｒの順に形成され易い傾向にあることから、被覆部材の使用環境に適する様に、皮膜の結晶性を最適化することが必要である。
更に、Ｎｂは融点が２５００℃以上と高く、密度が小さく、高温における強度と靭性とのバランスに優れている。即ち、Ｎｂは他の高融点金属と広い濃度領域で固溶体、化合物相をもつことができるため、これらの固溶体、化合物相とを複合化させることで高温強度と靭性に優れた特性を有することができる。例えば、析出強化型のＮｂ基合金材料のＮｂ−Ｓｉ系、Ｎｂ−Ｔｉ系等や、金属間化合物のＮｂ−Ａｌ系等、この他にもＭｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｚｒ等を固溶した固溶強化型Ｎｂ基合金材料等のＮｂ系耐熱材料を硬質皮膜に存在させることが好適である。窒化Ｎｂも高温域で安定な材料として硬質皮膜に存在させることが好適である。窒化Ｎｂには、種々の元素比を有する材料が存在し、ＮｂＮ、Ｎｂ_４Ｎ_３、Ｎｂ_２Ｎ等がある。この中でもＮｂ_２Ｎは高温環境における安定性が優れている。この理由は、ＮｂとＮの原子間の結合力が高いことによるものと考えられ、高温強度と靭性に優れた特性に影響を及ぼす。或は、Ｎｂ以外の合金元素や、拡散防止に有効な他の元素である、例えばＢ等を含有するものであってもよい。

本願発明のＡｌ必須硬質皮膜は、結晶粒子径が１５ｎｍ未満の場合、硬度と耐摩耗性に好適である。１５ｎｍ以上の場合、硬度が低下する場合もある。より好ましい結晶粒子径としては、２ｎｍ以上、１０ｎｍ未満である。
ＺｎＳ型のＡｌＮ相が存在する場合、特にＺｎＳ型のＡｌＮ相が結晶粒子界面領域に存在する場合、より高い硬度を示すことから好適である。ここで言う六方晶のＢ４構造に対応した制限視野回折パターンを示すこととはＺｎＳ型のＡｌＮ相が存在することを示すことを意味する。この場合、（１００）であることが好ましい。
本願発明の硬質皮膜の好ましい層構造は、Ａｌ必須硬質皮膜が硬質皮膜全体の総厚に対して、３０％以上、９９％未満とし、残部を（Ｓｉ_ｙＭｅ_１−ｙ）の窒化物、炭化物、硼化物、酸化物、硫化物から選択される１種以上もしくはこれらの固溶体とし、但し、ＭｅはＮｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌから選択される１種以上、ｙは０．０５以上、１未満から構成されるＳｉ必須硬質皮膜との積層構造にすることが好ましい。ここで、Ｓｉ必須硬質皮膜のｙ値は、Ａｌ、Ｓｉ必須硬質皮膜のｙ値と共通である。ｙ値が０．０５未満の場合は、その効果が確認できない場合がある。これら積層化により耐摩耗性、耐熱性、耐熱クラック性を改善することができ好ましい。Ａｌ必須硬質皮膜を硬質皮膜全体の総厚に対して、３０％未満の場合、耐摩耗性の改善が認められない場合があり、９９％以上の場合、硬質皮膜の耐剥離性が要求される湿式摩耗環境や、被加工材がＨＲＣ６０以上の高硬度材において、耐摩耗性に乏しい場合がある。そこで、Ａｌ必須硬質皮膜を硬質皮膜全体の総厚に対して、３０％以上、９９％未満を好ましい範囲とする。Ａｌ必須硬質皮膜とＳｉ必須硬質皮膜の積層構造は、２層以上、２０００層未満が好ましい積層構造である。本願発明のＡｌ必須硬質皮膜は、特にＳｉ必須硬質皮膜との密着性にも優れる。Ｓｉ必須硬質皮膜以外に他の硬質皮膜をＡｌ必須硬質皮膜と積層しても本願発明の効果が得られ、適宜変更を施すことができる。例えば、密着強化層には、ＴｉＮ、ＣｒＮ、（ＴｉＡｌ）Ｎ、（ＡｌＣｒ）Ｎが挙げられる。最表層の摩擦を低減するために硬質炭素膜を被覆するとも可能である。
本願発明の硬質皮膜を被覆した被覆部材は、切削工具が最適である。特に耐熱性、耐摩耗性に優れることから切削工具へ被覆することにより、その効果が顕著である。ボールエンドミルに被覆することにより、優れた耐摩耗性を発揮することができる。この理由は、３次元形状を加工するボールエンドミルのチゼルエッジ近傍では切り屑厚さが薄く、常に被加工物と接触しながら加工するため、優れた耐熱性が要求されるからである。本願発明の硬質皮膜は、耐熱性に優れ、微細な結晶粒子と結晶性が異なる結晶粒子界面領域で構成されるため、熱拡散の防止に特に有効である。一方、チゼル近傍に比べ、高速度であるボール刃では断続加工となり、熱クラックが発生し易く、このような環境において、本願発明の硬質皮膜は、結晶粒子界面領域にＡｌ高濃度領域が存在するためマイクロクラックの進展を抑制する効果に優れ、切れ刃若しくは硬質皮膜の欠損を防止することができる。
本願発明の硬質皮膜の被覆方法は、特に限定するものではないが物理蒸着法による被覆が好ましい。物理蒸着法の中でも特にアーク放電式イオンプレーティング（以下、ＡＩＰと記す。）法、スパッタリング（以下、ＳＰと記す。）法が好適である。以下、本願発明を実施例に基づいて説明する。

本願発明の硬質皮膜をＳＰ法により被覆した場合を述べる。基体は、Ｃｏ及びＶ含有量の合計が８重量％の超微粒子超硬合金製のテストピース及び耐摩耗性の評価に用いる２枚刃ボールエンドミルを用いた。脱脂洗浄を十分に実施し、真空装置の容器内の冶具に配置した。冶具は１回転／分で自公転する。基体の温度は５００℃となるよう加熱及び排気を行った。Ａｒを容器内に導入し、容器内に設けられた電極間で放電することによりＡｒのイオン化を行った。同時に基体にパルス状のバイアス電圧を印加し、イオン化されたＡｒは基体に衝突することにより、基体のクリーニング及び活性化処理を行った。スパッタ放電を発生させる数種の希ガスと反応ガスとして窒素等を容器内に導入し、全体の圧力を０．３５Ｐａ、バイアス電圧を−１２０Ｖに設定した。容器内に複数配置したターゲット１及びターゲット２にターゲット全体の組成比がＴｉ：０．７、Ａｌ：０．３となる金属ターゲットを設置し、夫々９ｋＷの電力を供給した。ターゲット上で放電を開始し、ＡｌＴｉ窒化物を約３μｍ被覆した。硬質皮膜形成後、被覆基体の温度が２００℃以下になるまで冷却し、容器から取り出した。得られた硬質皮膜を本発明例１とした。本願発明の硬質皮膜を得るための好ましい被覆条件は、特に限定するものではないが、印加バイアス値を−７５Ｖから−２２０Ｖの範囲の高バイアス側に設定し、且つ周期的に変化させながら被覆を行うことである。従来、硬質皮膜の被覆条件のバイアス値が、−３０Ｖから−６０Ｖの低バイアス値であることに対して、本願発明は高バイアス側とした。

本発明例１の組成及び組織構造を以下の条件で実施した。硬質皮膜全体の組成はＥＰＭＡ分析及びＸＰＳ分析により決定した。硬質皮膜の組織観察を透過電子顕微鏡（以下、ＴＥＭと記す。）により実施した。組織観察に用いる試料準備の方法は、試料とダミー基板とをエポキシ樹脂を用いて接着し、切断、補強リング接着、研磨、ディンプリング、Ａｒイオンミーリングを行い、試料厚さが原子層厚さになる領域において、格子像観察、制限視野回折、微小部電子線回折、微小部ＥＤＸ分析等を行い、組織構造を確認した。分析装置は、日本電子製ＪＥＭ−２０１０Ｆ型の電解放射型ＴＥＭを用い、加速電圧２００ｋＶで組織観察を行った。制限視野回折像の撮影には、カメラ長を５０ｃｍ、制限視野回折領域を１２５０ｎｍ及び１４０ｎｍとした。微小部電子線回折は、カメラ長を５０ｃｍ、ビーム径を１ｎｍに収束させ、硬質皮膜の結晶性を同定した。微小部ＥＤＸ分析は、ノーラン製ＵＴＷ型Ｓｉ（Ｌｉ）半導体検出器を用い、１ｎｍ領域を分析した。微小部ＥＤＸ分析の分析領域は、試料厚さが数原子層であるため１ｎｍのビームが１．５ｎｍまで広がっていないと考えられる。同様に微小部電子線回折の領域に関しても、１．５ｎｍまでの広がりはなくＸ線の発生領域も同程度である。

本発明例１の硬質皮膜の金属成分をＥＰＭＡ分析により測定した結果、組成が原子比でＡｌ：０．６８、Ｔｉ：０．３２であった。ＴＥＭによる観察結果を説明する。本発明例１の１２５０ｎｍφの制限視野回折像を図１に示す。図１より、本発明例１の硬質皮膜はＦＣＣ相と、（＊）印部に示すＨＣＰ相に対応したリング状の回折斑を示した。図２に本発明例１の１４０ｎｍφの制限視野回折像を示す。図２より、約１００ｎｍφ程度の広い範囲で結晶方位がほぼ揃っていることが確認され、基材に対して垂直方向に成長した柱状断面を示した。一方、ＴＥＭ像から約１０ｎｍ程度のドメイン毎にコントラストが変化していることから、１００ｎｍ程度の幅を有した柱状に成長した柱状晶内に１０ｎｍ程度の結晶粒子で構成されていることが確認された。図３にＴＥＭによる格子像観察結果を示す。図３中の（１）が結晶粒子内部を示し、（２）がその結晶粒子界面領域を示す。図３中の（１）（２）に対応した微小部電子線回折像を図４、５に示す。微小部ＥＤＸ分析結果を表１と図６、７に示す。

図４より、図３中の（１）は結晶粒子内部であることがわかる。図５より、結晶粒子界面領域である（２）は（１）に比べ結晶性が異なり、結晶性が悪いことがわかる。表１から、（１）のＡｌ含有量は６１．６３原子％、（２）は６７．６９原子％であった。Ｂ／Ａ値は１．０９８であり、本発明例１の結晶粒子界面領域はＡｌ含有量の多いことがわかる。

本願発明の硬質皮膜の耐摩耗性を評価するために皮膜組成、Ｂ／Ａ値、結晶粒径、結晶構造、膜厚比、積層膜の組成及び構造、成膜方法を変化させた試料を作成し、耐摩耗性の評価を実施した。詳細を表２、表３に示す。表中のＳＰはスパッタリング法、ＡＩＰはアーク放電式イオンプレーティング法であることを示す。比較例及び従来例に関しても、表２、表３に併記する。

耐 摩耗性を評価するための評価条件を以下に示す。評価結果は、逃げ面摩耗幅が０．１ｍｍに達した切削長もしくは著しく不安定な加工状態、例えば火花発生、異音、加工面のむしれ、焼け等などの状態に達した時点における切削長を切削寿命として表３に示した。１０ｍ未満の切削寿命は切り捨てて表記した。
（切削条件）
工具：２枚刃ボールエンドミル（５ｍｍＲ）
切削方法：高速仕上げ加工
被削材：マルテンサイト系ステンレス鋼、硬さＨＲＣ５２
切り込み：軸方向、１．２ｍｍ、径方向、０．２ｍｍ
主軸回転数：２０ｋｍｉｎ^−１
テーブル送り：４ｍ／ｍｉｎ
切削油：なし、ドライ切削（エアーブロー）

表３より、本発明例１から１６は、比較例１７から２１、従来例２２から２５と比較して安定した切削寿命が得られ、耐摩耗性に優れていることが確認された。本発明例１は、Ａｌ含有量が金属元素のみの原子％で６８％の場合の（ＡｌＴｉ）Ｎの場合を示す。比較例１７との相違は、Ｂ／Ａ値であり、被覆条件としては主にバイアス電圧が異なり、本発明例１が高バイアス電圧に対し、比較例１７は低バイアス電圧とした。本発明例１は結晶粒内のＡｌ含有量に比べ結晶粒子界面領域のＡｌ含有量が多い場合であり、比較例１７は結晶粒内部と結晶粒子界面領域のＡｌ含有量に相違が認められない場合である。両者間には明らかに耐摩耗性に相違が認められた。本発明例１と比較例１７の押込み硬さ値を比較すると同一測定条件化において、本発明例１が３７ＧＰａ、比較例１７が２６ＧＰａであったことからも、本発明例１が耐摩耗性に優れる要因を説明できる。本発明例１が比較例１７に比べ優れた耐摩耗性を示す要因は、皮膜硬度改善効果のみならず、耐熱性改善、摩耗環境下における被加工材からの拡散抑制等が複雑に寄与していると考えられる。本発明例２は、Ａｌ含有量が７２％の場合を示す。本発明例３、４は、密着強化層として最下層に約０．２μｍのＡｌ含有量が５３％の（ＡｌＴｉ）Ｎを被覆し、その後、本願発明のＡｌ含有量が６０％の（ＡｌＴｉＳｉ）Ｎを被覆した場合を示す。本発明例４のＡｌ必須皮膜には結晶粒子粒界領域に非晶質相の存在が確認され、特に優れた耐摩耗性を示した。本発明例５は、Ａｌ必須皮膜が（ＡｌＴｉＣｒ）Ｎの場合を示す。本発明例６、７は、Ａｌ必須皮膜が（ＡｌＣｒ）Ｎの場合を示す。本発明例７は、最下層に密着強化層として（ＡｌＴｉ）Ｎを被覆した。本発明例８は、Ａｌ必須皮膜が（ＡｌＣｒＮｂ）Ｎの場合を示す。結晶構造はＦＣＣ単一相であった。本発明例９は、Ａｌ必須皮膜が（ＡｌＣｒＳｉ）Ｎの場合を示す。本発明例１０は、Ａｌ必須皮膜が（ＡｌＣｒＮｂＳｉ）Ｎの場合を示す。結晶構造はＦＣＣ単一相であった。本発明例１１は、Ａｌ必須皮膜が（ＡｌＮｂ）Ｎの場合を示す。本発明例１２は、本発明例２と同一組成とし、ＡＩＰ法により被覆した場合を示す。ＡＩＰ法においても本願発明の効果が確認された。上記の本発明例１から１２の何れもが、耐摩耗性に優れる結果となった。
本発明例１３から１６は、本願発明のＡｌ必須皮膜の上層にＳｉ必須硬質皮膜を被覆した。これによって、更に耐摩耗性が改善され、本発明の上で好ましい形態となった。本発明例１３は、本発明例１の上層に膜厚比で約２０％の（ＴｉＳｉ）Ｎを被覆した場合を示す。本発明例１４は、本発明例１の上層に膜厚比で約２０％の（ＡｌＣｒＳｉ）Ｎを被覆した場合を示す。本発明例１５は、本発明例１の上層に膜厚比で約２０％の（ＡｌＣｒＳｉ）Ｎを被覆した場合を示す。本発明例１６は、本発明例１の上層に膜厚比で約６５％の（ＴｉＳｉ）Ｎを被覆した場合を示す。
比較例１８は、Ａｌ含有量が５５％の場合であり、耐摩耗性の効果的な改善は認められなかった。比較例１９は、Ａｌ含有量が９６％の場合であり、皮膜硬度の軟化が著しく耐摩耗性に乏しくなった。比較例２０は、（ＡｌＺｒ）Ｎの場合、比較例２１は、（ＡｌＶ）Ｎの場合を夫々示す。Ｍｅ成分元素に相当する元素がＮｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｉ以外であるため、耐摩耗性の改善は確認されなかった。

図１は、本発明例１の１２５０ｎｍφの制限視野回折像を示す。 図２は、本発明例１の１４０ｎｍφの制限視野回折像を示す。 図３は、本発明例１の透過電子顕微鏡による格子像観察結果を示す。 図４は、図３中の（１）に対応した微小部電子線回折像を示す。 図５は、図３中の（２）に対応した微小部電子線回折像を示す。 図６は、図３中の（１）に対応した微小部ＥＤＸ分析結果を示す。 図７は、図３中の（２）に対応した微小部ＥＤＸ分析結果を示す。

Claims (7)

1. 基材表面に硬質皮膜を少なくとも１層以上被覆した被覆部材であって、該硬質皮膜は、（Ａｌ_ｘＭｅ_１−ｘ）の窒化物、炭化物、硼化物、酸化物、硫化物から選択される１種以上もしくはこれらの固溶体からなり、但し、ＭｅはＮｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓｉから選択される１種以上、ｘは原子比で０．６０以上、０．９５未満からなり、該硬質皮膜の結晶粒子内部のＡｌ含有量をＡ、結晶粒子界面領域のＡｌ含有量をＢとしたとき、Ｂ／Ａ値が、Ｂ／Ａ＞１を満足することを特徴とする被覆部材。
2. 請求項１記載の該硬質皮膜の結晶粒子径が１５ｎｍ未満であることを特徴とする被覆部材。
3. 請求項１乃至２何れかに記載の該硬質皮膜が、少なくとも六方晶のＢ４構造に対応した制限視野回折パターンを示すことを特徴とする被覆部材。
4. 請求項１乃至３何れかに記載の該硬質皮膜のＢ／Ａ値が、１＜Ｂ／Ａ＜２０であることを特徴とする被覆部材。
5. 請求項１乃至４何れかに記載の該硬質皮膜が、硬質皮膜の総厚に対して、３０％以上、９９％未満からなり、残部が、（Ｓｉ_ｙＭｅ_１−ｙ）の窒化物、炭化物、硼化物、酸化物、硫化物から選択される１種以上もしくはこれらの固溶体からなり、但し、ＭｅはＮｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌから選択される１種以上、ｙは原子比で０．０５以上、１未満であることを特徴とする被覆部材。
6. 請求項１乃至５何れかに記載の被覆部材が切削工具であることを特徴とする被覆部材。
7. 請求項６記載の該切削工具がボールエンドミルであることを特徴とする被覆部材。