JPH03126861A - ニトリド含有化合物の多層被覆及びその形成法 - Google Patents

ニトリド含有化合物の多層被覆及びその形成法

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JPH03126861A JP2237298A JP23729890A JPH03126861A JP H03126861 A JPH03126861 A JP H03126861A JP 2237298 A JP2237298 A JP 2237298A JP 23729890 A JP23729890 A JP 23729890A JP H03126861 A JPH03126861 A JP H03126861A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ニトリド含有°化合物の交互板状層からなる
耐摩耗性耐浸食性被覆であって、少なくとも１つの層が
隣接層中に含有される窒素含量とは少なくとも２原子％
異なる窒素含量を有することからなる耐摩耗性耐浸食性
被覆に関する。好ましくは、多層被覆は３つ以上の層を
含むことができ、そ峙て１つの層を２つの隣接層間に配
置しその層が各隣接層中に含有される窒素含量とは少な
くとも２原子％異なる窒素含量を有するようにすること
ができる。また、本発明は、ニトリド含有化合物の多層
被覆の形成法にも関する。
魚丑立遣ｌ 浸食摩耗に対する抵抗性は、通常、摩耗部材の硬度に関
係する。ある製品は、様々な寸法や硬度の粒子が製品の
表面に対して様々の角度で衝突するところの固体粒子浸
食を受ける。例えば、暴風時に砂漠を走行する自動車は
、それに様々な速度で衝突して行く様々な寸法の砂の固
体粒子に遭遇する。もし粒子の寸法が大きく且つ粒子の
速度が高いと、自動車の表面上に形成されている被覆は
、そげ落とされるか又はあばたが作られる。砂ぼこりの
多い環境中で作動するターボ車では、この固体粒子浸食
は苛酷な問題となっている。最近、良好な硬度特性を有
する保護層を提供するために窒化チタン被覆及び窒化ジ
ルコニウム被覆の如き物理的及び化学的蒸着被覆が使用
されている。これらの被覆は、高い及び低い両方の衝突
角度においてＡｌ２０．及び５ｉ０２粒子に対する良好
な浸食抵抗性を有することが判明している。
これらの被覆は高い硬度特性を有するけれども、それら
は固有的な脆性挙動を示し、そして通常の衝突における
それらの浸食抵抗性は浸食材の硬度や粒子寸法の増大と
共に著しく低下する。製品の被覆表面への固体粒子浸食
材の動的衝突は衝突箇所の周囲に横亀裂及び（又は）縦
亀裂を形成する可能性があることが認められた。縦亀裂
は材料の強度低下の原因となるのに対して、横亀裂（こ
れは、基体の表面に平行な衝突の中心から生長し次いで
被覆表面を通って広まる）は固体粒子の衝突浸食間にお
ける材料損失の大部分の原因となる。
９０’衝突角におけるこれらの被覆の固体粒子衝突浸食
は、主として脆性破壊によるものである。
薄い被覆は、基体の破断や露出によって影響を受けやす
く、これによって製品の早期破損がもたらされる場合が
ある０通常の技術によって適用された被覆が粒子衝突に
されされると、一般には被覆にピンホール及び（又は）
横破砕ピットが生じる。被覆材が一旦屯裂すると、比較
的小さい粒子による追加的な衝突によってさえも被覆材
に溝が形成される。ターボ車では、この溝形成はターボ
車の全性能に大きな影響を及ぼす可能性がある。
弾性−可塑性理論を基にすると、粘り強さ及び硬度は、
浸食挙動を制御する主な特性である。高い硬度は低い友
び高い両方の衝突角度において浸食抵抗性を増大し、こ
れに対して高い粘り強さは脆性破壊を受けに＜＜シ、且
つ９０“浸食抵抗性を著しく向上させる。耐浸食性被覆
は、硬質で且つ粘り強くなることが必要である。しかし
ながら、一般には、硬質材料では硬度及び粘り強さは相
反するものである０通常、高い硬度程、高い脆性が伴な
う、多層硬質コンパウンド材料は、高い硬度及び高い粘
り強さを同時に有することが分かった。高い硬度は硬質
コンパウンドに固有の特性であり、そして高い粘り強さ
は２つの異なる硬質コンパウンド眉間における凝集した
又は一部分凝集した境界面の形成によるものとされる０
例えば、Ｔ　ｉ　Ｃ／　Ｔ　ｉ　Ｂ　１多層被覆は、Ｔ
ｉｃ又はＴｉＢ２単層のどちらよりも良好な耐摩耗性を
有することが判明している。切削工具の用途では、Ｔ　
ｉ　Ｃ／　Ａ　ｉｘ　Ｏｓ　／　Ｔ　ｉ　Ｎ三層被覆又
は１つの層が第Ｖｌ族金属の窒化物、炭化物、ホウ化物
若しくはケイ化物でもう１つの層が第Ｖｌ族金属の窒化
物若しくは炭化物であるような二層被覆を有する多層被
覆工具ビットが、耐摩耗性において良好な性能を示した
。
本発明の目的は、固体粒子衝突に対して良好な耐浸食性
及び（又は）耐摩耗性を有する多層被覆基体を提供する
ことである。
本発明の他の目的は、各層がニトリド含有化合物を含み
しかも１つの層の窒素含量が隣接層の窒素含量とは異な
っているような多層被覆基体を提供することである。
本発明の他の目的は、各層が窒化チタン含有化合物から
なりしかも１つの層の窒素含量が隣接層の窒素含量より
も少ない又は多いような多層被覆基体を提供することで
ある。
本発明の他の目的は、各層が３３〜５５％の窒素原子％
を有する窒化チタン含有化合物を含みしかも１つの層の
窒素含量が隣接層に含有される窒素よりも少ｒｔ　くと
も２原子％多い窒素を有するような少なくとも３つの層
を含む多層被覆基体を提供することである。
本発明の他の目的は、１つの層が約４０％の窒素原子％
を有する窒化チタン混合ＴｉＮであり、隣接層が４０〜
５５％の窒素原子％を有する窒化チタンであり、しかも
１つの層の窒素含量が隣接層に含有される窒素よりも少
なくとも２窒素原子％多い窒素を有するような多層被覆
基体を提供することである。
本発明の上記の目的及び更に他の目的並びに利益は次の
記載を考慮すると明らかになるであろう。
登ｍ見 本発明は、基体にニトリド含有化合物の少なくとも２つ
の層を被覆してなる多層被覆基体であって、各層がチタ
ン、ジルコニウム、チタン合金及びジルコニウム合金よ
りなる群からの少なくとも１　ｆｆｆｉの添加剤を含有
し、しかも少なくとも１つの層が隣接層に含有される窒
素とは少なくとも２原子％異なる窒素を含有するような
多層被覆基体に関する。また、層は、アルミニウム、バ
ナジウム、モリブデン、ニオブ、鉄、クロム及びマンガ
ンよりなる群からの少なくとも１種の元素を含有するこ
ともできる。好ましくは、多層被覆基体は、少なくとも
１つの層が各隣接層に含有される窒素含量とは少なくと
も２原子％異なる窒素含量を有するところの３つ以上の
層を含む。
また、本発明は、 （ａ）被覆しようとする基体を、チタンターゲット及び
窒素含有ガス混合物を収容する室Ｃ入れ、（ｂ）チタン
ターゲットからチタンを蒸発させてチタン蒸気を生成し
、しかして窒素含有ガス混合物中の窒素と反応させて基
体上に所望の窒素含量を有する窒化チタン含有層を形成
し、 （ｃ）窒素含有ガス混合物の窒素含量を変えそして工程
（ｂ）を反復して、その被覆基体上に、先に付着させた
層中に含有される窒素含量とは少なくとも２窒素原子％
異なる窒素含量を有する他の窒化チタン含有層を形成し
、そして （ｄ）工程（ｃ）を少なくとも一度反復して少なくとも
２つの層の多層被覆を形成し、この場合に少なくとも１
つの層は隣接層中に含有される窒素含量とは少なくとも
２原子％異なる窒素含量を有するようにする、 各工程からなる基体上への多層ニトリド含有被覆の形成
法にも関するものである。窒素対チタンの比率は、電流
を変えるか、窒素の流れを変えるか又は両者の組み合わ
せによって変動することができる。
基体上に多層ニトリド含有被覆を形成するための１つの
具体例は、 （ａ）被覆しようとする基体を、アノードを有し且つ窒
素含有ガス混合物と一緒にチタン基材カソードを収容す
る蒸着室に入れる工程、（ｂ）チタン基材カソードから
チタンを蒸発させてチタン蒸気を生成するための電流を
設定するためにカソード及びアノードを横切って電圧を
印加し、これによってチタン蒸気を窒素含有ガス混合物
中の窒素と反応させて基体上に所望の窒素含量の窒化チ
タン含有層を形成する工程、 （ｃ）工程（ｂ）　において窒素対チタン比を変えて、
被覆基体上に、先に付着させた被覆に含有される窒素含
量とは少なくとも２窒素原子％異なる窒素含量を有する
他の窒化チタン含有層を形成する工程、及び （ｄ）工程（ｃ）を少なくども一度反復して少なくとも
２つの層の多層被覆を形成する工程、からなる。
好ましくは、窒素含有ガス混合物は、アルゴン−窒素、
クリプトン−窒素、ヘリウム−窒素、キセノン−窒素、
ネオン−窒素等であってよい。
各層のニトリド含有化合物は３３〜５５％の窒素原子％
を有するべきであり、好ましくは１つの層のニトリド含
有化合物は４０〜５５％好ましくは４２〜５０％の窒素
原子％を有することができ、そして隣接層のニトリド含
有化合物は３３〜４５％好ましくは３９〜４２％の窒素
原子％を有することができるが、但し、１つの層の窒素
含量は隣接層中に含有される窒素含量とは少なくとも２
窒素原子％異なるものとする。多層被覆は、化学的蒸着
及び物理的蒸着例えばアーク法、ｄａ及びｒｆノマグト
ロンスパッタリング、反応性イオンメツキ等の如き通常
の処理技術を使用することによって付着させることがで
きる。交互板状層において窒素対チタンの比率を変える
と、被覆化合物の粒子生長プロセスが中断され、しかし
てその化合物の粒子寸法は個々の層の厚さよりも大きく
ならない。
３３原子％よりも少ない窒素を含有する層は、比較的反
応性でありそして固体粒子衝突時に燃焼しやすい、５５
原子％よりも多い窒素を含有する層は、一般には比較的
高い圧縮応力を有するが横方向の破損を受けやすい。
好ましい被覆は、４０〜５５％の窒素原子％を有する窒
化チタンの層が３３〜４５％の窒素原子％を有する窒化
チタンの層と交互してなり、しかも少なくとも１つの層
がかかる層の反対側にある各隣接層の窒素含量とは少な
くとも２原子％の異なる窒素含量を有するようなもので
ある。上記の窒素雰囲気を有する窒化チタンは同じ配向
及び結晶構造並びに格子空間の僅かな相異を有すること
ができ、かくして層と層との間の凝集界面が高い粘り強
さ特性を生じることを予測することができる。
理論によって拘束されることを望まないけれども、本発
明の窒化チタン多層被覆における粘り強さの向上は２つ
の異なるｍＪＮによって説明することができるものと思
われる０Ｍ−に、少なくとも５亙クロン厚の被覆層ごと
の後に好ましくは１亙クロン厚又はそれ以下の被覆層ご
との後に、被覆組成物中の窒素含量は、各層に小さい寸
法の晶子及び小さい円柱状粒子を提供するように変動さ
れるはずである８例えば、１ミクロン厚の被覆層を付着
させた後に被覆組成物中の窒素含量を変えることによる
結晶生長の中断は一般には約０．０２ミクロン以下の結
晶寸法をもたらすことができ、これに対して２００亙ク
ロン厚ｆ＃層被被覆一般には寸法が０．０７ミクロンま
での結晶をもたらす。固定した何着条件を用いて、基体
上に様々な厚さの窒化チタン？＆覆を付着させ、そして
各被覆層で生成した結晶の平均粒度を測定した。得られ
たデータを表１ に示す。
虹 ０．０７４ ０．０５９ ０、　０４５ ０、　０３２ このデータは、ＴｉＮの２０ミクロン厚単層被覆におけ
る平均結晶寸法が４亙クロン厚の各層からなる２００亙
クロン厚５層被覆における結晶の寸法よりも２倍以上大
きいことを明確に示している。多層被覆におけるより小
さい晶子寸法の利益は、全被覆に対して大きな粘り強さ
及び硬度が提供されることである。
第二に、層構造被覆は５亀裂の生長による層界面の干渉
によって粘り強くされる。換言すれば、層と層との間に
おける凝着した又は一部分凝集した界面は、ｆ亀裂を横
にそらすこと及び（又は）亀裂の生長路をより西がりく
ねった状態にすることによって衝撃エネルギーを吸収す
ることができる。
多層被覆の硬度及び粘り強さは、層の組成及び間隔と密
接に関連する。多層被覆の各々の層厚及び全厚は、特定
の用途に依存する。高い粘り強さを必要とする用途につ
いて言えば、低い窒素含量を有する層は、高い窒素含量
を有する層よりも１〜２０倍厚くすべきである。厚さが
５ミクロンから３０ミクロンまでの全被覆厚がたいてい
の侵食用途に対して一般に適切である。
個々の層の厚さは、例えば０．５〜５亙クロン厚の間を
変動してよく、好ましくは約１ミクロン厚である６層の
数は、少なくとも１つの層が隣接層における窒素含量よ
りも２％多い又は２％少ない原子％の窒素を有するよう
に少なくとも２つにすべきである。
本発明に従えば、本発明の被覆を形成するニトリド含有
化合物の層の数は、２つから特定の用途に望まれる任意
の数まで変動してよい、一般には、はこりっぽい環境中
で作動するターボ車を用いる大部分の用途には５〜５０
層の被覆が好適である。たいていの用途には、１５〜４
０ＦｙＪが好ましい。
好ましい多層被覆は、約４０％の窒素原子％を有する窒
化チタン混合ＴｉＮの層と４０〜５５％の窒素原子％を
有する窒化チタン化合物の層とが交互したものである。
他の好ましい被覆は３３〜５５％の窒素原子％を有する
窒化アルミニウムチタン化合物（例えばＴｉＡｆＮ、）
の層よりなる多層であるが、但し、各層は隣接層に含有
される窒素含量とは少なくとも２原子％異なる窒素含量
を有するものとする。チタンアルミニウム合金中のアル
ミニウムは、１０〜６０原子％の範囲内であってよい。
ある用途では、被覆の多層を支持するためのニトリド含
有化合物の比較的厚い第−層及び（又は）硬い上面層を
提供するための厚い上層を備えるのが望ましい。
本発明の多層被覆は、チタン、鋼、アル主ニウム、ニッ
ケル、コバルト、それらの合金等の如き材料から作った
基体の被覆に埋恕的に適合する。
且工 物理的な蒸着であるアーク蒸着法を使用してＴｉ−６Ａ
Ｉｌ−４Ｖ基体上に多層窒化チタン被覆を付着させた。
蒸着前に、蒸着室を７Ｘ１（Ｍ’Ｐａ以下の圧力まで排
気し次いでアルゴンで０．７Ｐａまで逆充填した。被覆
しようとする基体をスパッターリングして表面の汚染物
を除去した。しかる後、Ａｒ−Ｎ、ガス混合物中におい
て１．３〜４．８Ｐａの全圧においてチタンカソードと
そのＴｉカソードからＴｉを蒸発させるアノードとして
働く室とを横切）てｄ、ｃ　　アークを活性化させた。
イオン化したＴｉ蒸気は、Ｎ。
イオンと反応し次いで基体上に窒化チタン被覆を形成し
た。蒸着間に窒素Ｎ、ガス流量を変えることによって被
覆の層構造を形成した。典型的には、被覆は、Ｂ層の厚
さがＡ層の厚さよりも大きいところのＡ及びＢ窒化物層
の板状構造よりなっていた。ＡＰＩの窒素濃度は、Ｂ層
の窒素含量よりも一般に大きかった。
Ａ及びＢの様々な層厚を持つ多数の多層被覆を作った。
被覆の各層中の窒素濃度をスパッター中性質量分析法（
ｓｐｕｔｔｅｒｅｄ　ｎｅｕｔｒａｌ　ｍａｓｓｓｐｅ
ｃｔｒｏ＊ｅｔｒｙ）によって測定した１分析における
化学ｒＩＩＩ準物として既知組成の被覆を使用しＴｈ、
　Ａ及びＢの層厚、各層のＮ、濃度並びにＡ層及びＢ層
間のＮ２濃度差を表２に示す。
表２に記載したこれらの被覆の結晶配向、面間距Ｍ（ｚ
ｘ）及び晶子寸法は、Ｘ線回折分析法によって測定され
た。好ましい配向は、組織反射係数（ｈｋｌ）から決定
された１面間距離は、ブラック弐λ＝２ｄＳｉｎθ（こ
こでλはＸ線の波長であり、ｄは結晶における原子平面
間の面間距離であり、モしてθは原子平面と入射ビーム
及び反射ビームの両方との間の角である）に従って計算
された。晶子寸法は、アニーリングしに化学量論的Ｔｉ
Ｎ粉末から測定される計器による幅広を除いた（１ｓ　
ｔ）、（２００）及び（２２０）線の幅広を基にして測
定された。
１．５ｘ２５ｘ５０ｍｍＴｉ−６ＡＩＬ−４Ｖ試料上の
多Ｎ？ｔＬｒｉ及び４Ｌ層Ｔ　ｉＮ、？１ｉＮｔ））浸
食性は、２０°及び９０”の衝突角度で角のあるアルミ
ナ粒子によって衝撃を与えることによって測定された。
試験装置は、米国材料試験協会の推薦ガイドライン（Ａ
ＳＴＭ　　０７６−８３）に従って設定された。５ｍｍ
直径アルミナノズルを経て５０ミクロンの公称粒度のア
ルよす粒子を送給するのに２７６ｋＰａの圧力の圧縮空
気が使用された。公称粒子速度は６０ｍ／秒（ｍｓ−’
）であり、そしてノズル対試験片の距離は１００ｍｍに
維持された。各試験において、２０°及び９０゜浸食に
対してそれぞれ少なくとも０．６及び０．２ｋｇのアル
ミナ粒子が使用された。一般には、浸食率は、試験に用
いた浸食材１ｇ当りの被覆のｉｔ損失によって測定され
た。被覆の耐浸食性は、典型的な単層化学量論的Ｔ　ｉ
　Ｎｍｌ’ｆ　（試料６）に対する測定された被覆の浸
食率の比率の逆数と規定される。これらの被覆の試験結
果を表３に示す。
典型的なＡ層の好ましい配向は＜１１１＞にあリ、そし
てＢ層のものは＜Ｉ　Ｉ　！＞、＜２００＞又は＜２２
０＞のどちらかにある、Ａ層は、ＢＦＪよりも比較的高
いＮ、ｆＡ度を有すると規定される。明らかに、被覆の
好ましい配向は、ｍ覆の化学組成に大きく依存する。そ
れ故に、＜１１１＞又は＜１１１＞と＜２００＞との組
み合わせにおける様々な好ましい配向は、＜２００＞又
は＜２２０＞の好ましい配向の場合よりも比較的高い全
Ｎ２濃度を有する。
蒸着間に、加熱によってＡ［とＢＦＪとの間で相互拡散
が生じ、かくして層の厚さに主として依存して２．６〜
５．４原子％の小さな窒素濃度差が得られた。層構造の
形成の結果として、試料１〜５の多層被覆の面間距離ｄ
　Ｉｌｌの値は、Ａ単Ｎ被ｙｔ＜試料６）の値とＢ単層
被覆（試料７）の値との間にある。晶子の異方性生長を
考慮すると、多層被覆の晶子寸法は単層被覆のそれより
もかなり小さい。＜１１１＞及び＜１１１＞と＜２００
＞との組み合わせにおいて好ましい配向を持つ多層被覆
は、４Ｎ層被覆と比較して実質上申さい晶子を有する。
＜２００＞及び＜２２０＞において好ましい配向を持つ
被覆では、多層被覆は、単層被覆における晶子寸法より
も小さい晶子寸法を示した０例えば、試料３゜４及び５
を試料７と比較されたい。
試料２及び３の両方とも、＜１１１＞及び＜２００＞の
好ましい配向を有し、そしてこれらは隣接層間にそれぞ
れ２．８及び２．６Ｎ、子％の窒素濃度差を有していた
０両方の被覆とも、２０”及び９０°の両方の衝突角に
おいて試料６及び７の単ＰＪ窒化チタン被覆に優る実質
的な浸食性能向上を示した。
試料１の被覆は、３．９のＢ／Ａ層厚比並びに＜１１１
＞及び＜２００＞の両方における好ましい配向を有して
いた。被覆における隣接層間の窒素濃度差は５．４原子
％であった。試料１の被覆の耐浸食性は、２０°及び９
０”の衝突角においてそれぞれ単層ＴｉＮ被覆（試料６
）のそれの１．１及び８倍であった。単層化学量論的Ｔ
ｉＮ、？Ｉｉｉ覆（試才４７）と比較して、試料１の被
覆は、９０°及び２０’ｌｉ突角においてそれぞれ向上
をほとんど又は全く示さなかった。しかしながら、試料
１の被覆は、１０″衝突角での５０ミクロン浸食から形
成される溝の寸法によって認められるように試料６及び
７に比較して耐溝形成性の少なくとも３倍の向上を示し
た。溝の寸法は、長子方向（粒子流れ方向に対して平行
）及び横断方向において測定された。試料１．６及び７
について得られる溝寸法を表４に示す。
試料５の被覆は、９．１のＢ／ＡＰＩ厚及び＜２００＞
の好ましい配向を有していた。この被覆における隣接層
間の窒素濃度差は２．８原子％であった。この被覆の浸
食性能は、２０°及び９０°の両方の衝突角において試
料６ＴｉＮ被覆のそれよりも実質上良好であった。しか
しながら、化学量論的ＴｉＮ、被Ｎ（試料７）と比較し
て、試料５の被覆の耐浸食性の向上は２０°の衝突角に
おいてのみ認められた。
衆１ １　　　　　　　　　　　　　Ｑ、　　１７ｘ０．　０
２６　　　　　　　　　　　　０、　３７Ｘ０．　０６
７　　　　　　　　　　　０、　３１ｘ０．　０４涯ユ インコネル（７６％Ｎｉ、１５％Ｃｒ及び９％Ｆｅを含
有する合金に対する商品名）ストリップ上に、約５０％
の窒素原子％を有する窒化チタンの０．４ミクロン層と
約４１％の窒素原子％を有する窒化チタンの２．２ミク
ロン層とを交互に重ねて８ＦｊＪ？皮ｉ（試料ン皮１１
８）を付着させた。また、例１の試料液Ｎ６及び７と同
じ単層被覆も形成した。ＡＳＴＭ　　Ｇ６５−８０に１
己載されるドライサンド／ラバーホイール摩擦試験機を
使用して３つの試料を低応力摩擦抵抗性について試験し
た。この試験は、各被覆試料にホイールを接触させ次い
でそのホイールを３０００回連続的に回転させることに
よりなっていた。各試料についての被覆のｆｆｉ量損失
は、各試料のｆｆｉ量を試験の前後に０、ＯＯＩｍｇの
精度まで計ることによって測定された。各試料の１ｉ量
損失は、ｍｒｎ’７１，０００回転車位の容量損失に転
化された。得られたデータを表５に示す。
表５のデータは、多層被覆（試料被覆８）が単層液？！
！（試料被覆６及び７）のどちらよりも良好な摩擦抵抗
性を示したことを明らかに例示する。
友１ １　、　Ｏ ０、９３ ０、８９ 本発明の特定の具体例について説明したけれども、本発
明の精神から逸脱せずに幾多の変更修正をなし得ること
が理解されよう。

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）基体にニトリド含有化合物の少なくとも２つの層
    を被覆してなる多層被覆基体であって、しかも、各層の
    組成物は隣接する層に含有される窒素含量とは少なくと
    も２原子％異なる窒素含量を有することからなる多層被
    覆基体。
  2. （２）少なくとも１つの層が、チタン、チタン合金、ジ
    ルコニウム及びジルコニウム合金よりなる群からの少な
    くとも１種の添加剤を含有する特許請求の範囲第１項記
    載の多層被覆基体。
  3. （３）少なくとも１つの層が、アルミニウム、バナジウ
    ム、モリブデン、ニオブ、鉄、クロム及びマンガンより
    なる群からの少なくとも１種の元素を含有する特許請求
    の範囲第２項記載の多層被覆基体。
  4. （４）ニトリド含有化合物が窒化チタンである特許請求
    の範囲第１項記載の多層被覆基体。
  5. （５）各層のニトリド含有化合物が３３〜５５％の窒素
    原子％を有し、そして１つの層の窒素含量が隣接層中の
    窒素含量とは少なくとも２原子％異なる窒素を有する特
    許請求の範囲第１項記載の多層被覆基体。
  6. （６）１つの層のニトリド含有化合物が３３〜４５％の
    窒素原子％を有し、そして隣接層のニトリド含有化合物
    が４０〜５５％の窒素原子％を有する特許請求の範囲第
    ５項記載の多層被覆基体。
  7. （７）ニトリド含有化合物が窒化チタンである特許請求
    の範囲第５項記載の多層被覆基体。
  8. （８）ニトリド含有化合物が窒化アルミニウムチタンで
    ある特許請求の範囲第５項記載の多層被覆基体。
  9. （９）１つの層のニトリド含有化合物が約４０％の窒素
    原子％を有する窒化チタンを混合したＴｉ＿２Ｎであり
    、隣接層のニトリド含有化合物が４０〜５５％の窒素原
    子％を有する窒化チタンであり、そして１つの層におけ
    る窒素含量が隣接層中の窒素含量とは少なくとも２原子
    ％異なる窒素を有する特許請求の範囲第１項記載の多層
    被覆基体。
  10. （１０）多層被覆が少なくとも３つの層からなる特許請
    求の範囲第１項記載の多層被覆基体。
  11. （１１）多層被覆が２〜５０の層からなる特許請求の範
    囲第１項記載の多層被覆基体。
  12. （１２）多層被覆が１５〜４０の層からなる特許請求の
    範囲第１１項記載の多層被覆基体。
  13. （１３）被覆の全厚が５〜３０ミクロンである特許請求
    の範囲第１項記載の多層被覆基体。
  14. （１４）各層の厚さが０．１〜５ミクロン厚である特許
    請求の範囲第１項記載の多層被覆基体。
  15. （１５）少ない方の量の窒素を含有する層の厚さ対多い
    方の量の窒素を含有する隣接層の厚さの比率が１〜２０
    である特許請求の範囲第１項記載の多層被覆基体。
  16. （１６）基体がチタン、鋼、アルミニウム、ニッケル、
    コバルト及びそれらの合金よりなる群から選択される特
    許請求の範囲第１項記載の多層被覆基体。
  17. （１７）ニトリド含有化合物が窒化チタンである特許請
    求の範囲第１６項記載の多層被覆基体。
  18. （１８）ニトリド含有化合物が窒化アルミニウムチタン
    である特許請求の範囲第１６項記載の多層被覆基体。
  19. （１９）ニトリド含有化合物が窒化チタンであり、そし
    て基体がチタンである特許請求の範囲第１６項記載の多
    層被覆基体。
  20. （２０）（ａ）被覆しようとする基体を、チタンターゲ
    ット及び窒素含有ガス混合物を収容する室に入れ、 （ｂ）チタンターゲットからチタンを蒸発させてチタン
    蒸気を生成し、しかして窒素含有ガス混合物中の窒素と
    反応させて基体上に所望の窒素含量を有する窒化チタン
    含有層を形成し、 （ｃ）窒素含有ガス混合物の窒素含量を変えそして工程
    （ｂ）を反復して、その被覆基体上に、先に付着させた
    層中に含有される窒素含量とは少なくとも２窒素原子％
    異なる窒素含量を有する他の窒化チタン含有層を形成し
    、そして （ｄ）工程（ｃ）を少なくとも一度反復して少なくとも
    ２つの層の多層被覆を形成し、この場合に少なくとも１
    つの層は隣接層中に含有される窒素含量とは少なくとも
    ２原子％異なる窒素含量を有するようにする、 各工程からなる基体上への多層ニトリド含有被覆の形成
    法。
  21. （２１）窒素含有ガス混合物が、アルゴン−窒素、クリ
    プトン−窒素、ヘリウム−窒素、キセノン−窒素及びネ
    オン−窒素よりなる群から選択される特許請求の範囲第
    ２０項記載の方法。
  22. （２２）窒素含有ガス混合物がアルゴン−窒素である特
    許請求の範囲第２０項記載の方法。
  23. （２３）支持体が、チタン、鋼、アルミニウム、ニッケ
    ル、コバルト及びそれらの合金よりなる群から選択され
    る特許請求の範囲第２０項記載の方法。
  24. （２４）２〜５０の層を有する多層被覆が生成されるま
    で工程（ｄ）が反復される特許請求の範囲第２０項記載
    の方法。
  25. （２５）多層被覆の厚さが５〜３０ミクロン厚である特
    許請求の範囲第２０項記載の方法。
  26. （２６）工程（ｂ）の第一付着層が工程（ｃ）における
    第二付着層よりも大きい窒素含量を有する特許請求の範
    囲第２０項記載の方法。
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