JPH04124283A - 窒化ほう素膜のコーティング方法 - Google Patents
窒化ほう素膜のコーティング方法Info
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- JPH04124283A JPH04124283A JP24385990A JP24385990A JPH04124283A JP H04124283 A JPH04124283 A JP H04124283A JP 24385990 A JP24385990 A JP 24385990A JP 24385990 A JP24385990 A JP 24385990A JP H04124283 A JPH04124283 A JP H04124283A
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- boron nitride
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- boriding
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- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 32
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Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、超硬材料からなる切削工具や機械部品などの
表面に、密着性よく硬質の窒化ほう素膜をコーティング
する方法に関するものである。
表面に、密着性よく硬質の窒化ほう素膜をコーティング
する方法に関するものである。
従来、超硬材料基板に窒化ほう素膜をコーティングする
場合、これを付着強度の高いものとするために、次のよ
うな手段が用いられてきた。すなわち、〜やＨｌなどの
プラズマで基板を処理し、表面の不純物を除去し、これ
により得られた清浄表面上に窒化ほう素を成膜すること
で密着性を確保するというものである。この方法で確か
に、超硬材料表面上にコーティングされた窒化ほう素膜
の付着性は向上する。
場合、これを付着強度の高いものとするために、次のよ
うな手段が用いられてきた。すなわち、〜やＨｌなどの
プラズマで基板を処理し、表面の不純物を除去し、これ
により得られた清浄表面上に窒化ほう素を成膜すること
で密着性を確保するというものである。この方法で確か
に、超硬材料表面上にコーティングされた窒化ほう素膜
の付着性は向上する。
しかしながら、硬さや化学的安定性などの優れた窒化ほ
う素は、切削工具などのように過酷な条件下で使用され
るものにコーティングされるのが常である。かような条
件下では、上記方法では十分なる付着強度を得ることが
できず、超硬基板表面と窒、化ほう素コーティング膜と
の界面においての剥離がしばしば見られた。従って、充
分な付着強度を有する窒化ほう素膜のコーティング法を
開発するという課題の早急な解決が求められていた。
う素は、切削工具などのように過酷な条件下で使用され
るものにコーティングされるのが常である。かような条
件下では、上記方法では十分なる付着強度を得ることが
できず、超硬基板表面と窒、化ほう素コーティング膜と
の界面においての剥離がしばしば見られた。従って、充
分な付着強度を有する窒化ほう素膜のコーティング法を
開発するという課題の早急な解決が求められていた。
本発明は、上記課題を解決する手段として、超硬材料を
基板として該基板表面をほう化処理してほう化層を形成
した後、このほう化層表面に窒化ほう素をコーティング
することを特徴とする窒化ほう素膜のコーティング方法
を提供するものである。
基板として該基板表面をほう化処理してほう化層を形成
した後、このほう化層表面に窒化ほう素をコーティング
することを特徴とする窒化ほう素膜のコーティング方法
を提供するものである。
本発明におけるほう化処理とは、例えばプラズマほう化
処理、イオンビームによるほう化処理、高温窒素雰囲気
下での熱拡散を利用したほう化処理など、公知のほう化
処理のいずれをも含む。
処理、イオンビームによるほう化処理、高温窒素雰囲気
下での熱拡散を利用したほう化処理など、公知のほう化
処理のいずれをも含む。
また、本発明における窒化ほう素のコーティング法とし
ては、例えばプラズマＣＶＤ法、イオンブレーティング
法、スパッタ法、イオンビーム支援真空蒸着法など公知
の窒化ほう素形成法のいずれをも含む。
ては、例えばプラズマＣＶＤ法、イオンブレーティング
法、スパッタ法、イオンビーム支援真空蒸着法など公知
の窒化ほう素形成法のいずれをも含む。
本発明において、基板とする超硬材料とは、例えばＷＣ
−Ｃｏ系超硬合金、Ｔｉｃ−Ｎｉ系超硬合金などである
。
−Ｃｏ系超硬合金、Ｔｉｃ−Ｎｉ系超硬合金などである
。
超硬基板表面をほう化処理することにより、以下の作用
による２つの効果が得られるものと考えられる。すなわ
ち、表面洗浄作用による付着性向上効果と、ほう化層形
成による付着性向上効果である。通常用いられるほう化
処理は、プラズマやイオンビームを使用した荷電粒子照
射のあるものや、高温プロセスを使用するものである。
による２つの効果が得られるものと考えられる。すなわ
ち、表面洗浄作用による付着性向上効果と、ほう化層形
成による付着性向上効果である。通常用いられるほう化
処理は、プラズマやイオンビームを使用した荷電粒子照
射のあるものや、高温プロセスを使用するものである。
これらの手段はいずれも基板表面の清浄化に寄与するの
で、その上にコーティングする窒化ほう素の付着強度向
上につながる。しかしながら、本発明でより重要なのは
、後者のほう化層の形成である。超硬材料表面をほう化
することにより、ほう化物である窒化ほう素との親和性
が高くなり、高い付着強度を有するようになる。
で、その上にコーティングする窒化ほう素の付着強度向
上につながる。しかしながら、本発明でより重要なのは
、後者のほう化層の形成である。超硬材料表面をほう化
することにより、ほう化物である窒化ほう素との親和性
が高くなり、高い付着強度を有するようになる。
本発明においてほう化層の深さは、ほう化層が浅い場合
は付着性の向上のみが期待でき、またほう化層が深くな
ると硬度の向上もはかれる。ほう化の方法によってもほ
う化可能な深さが異なるので一概に限定する必要はなく
、その目的に応じて適宜に決定できる。
は付着性の向上のみが期待でき、またほう化層が深くな
ると硬度の向上もはかれる。ほう化の方法によってもほ
う化可能な深さが異なるので一概に限定する必要はなく
、その目的に応じて適宜に決定できる。
以下に本発明を実施例を挙げて詳細に説明するが、本発
明は下記実施例に限定されるところはない。
明は下記実施例に限定されるところはない。
実施例１及び比較例１
本実施例では、プラズマほう化処理後にＲＦプラズマＣ
ＶＤ法により窒化ほう素膜をコーティングする例を示す
。基板には、Ｗ Ｃ−Ｃｏ系超硬チップを用い、基板温
度は５００℃とした。まず初めに、真空容器内に〜ガス
をＩ Ｔｏｒｒまで導入した。
ＶＤ法により窒化ほう素膜をコーティングする例を示す
。基板には、Ｗ Ｃ−Ｃｏ系超硬チップを用い、基板温
度は５００℃とした。まず初めに、真空容器内に〜ガス
をＩ Ｔｏｒｒまで導入した。
この雰囲気において、基板電極に一５００ｖを印加して
ＤＣ放電を起こし、１０分間のプラズマによる表面清浄
化を行った。引き続き、Ｂ＊ Ｈｅ ：Ｈｅ ＝ｌ：２
の比で、全ガス圧が３ Ｔｏｒｒになるよう調整した。
ＤＣ放電を起こし、１０分間のプラズマによる表面清浄
化を行った。引き続き、Ｂ＊ Ｈｅ ：Ｈｅ ＝ｌ：２
の比で、全ガス圧が３ Ｔｏｒｒになるよう調整した。
この状態で、ＲＦプラズマ放電を起こし、９０分のほう
化処理を行った。ほう化処理終了と同時に、′ジボラン
ガスとＮｌガスを１：２の比で、０、５ Ｔｏｒｒまで
導入し、ＲＦブラズｖＣＶＤ法により窒化ほう素膜をｌ
ｕｍ厚さまで合成した（実施例１）。このようにしてコ
ーティングした窒化ほう素膜の付着強度を、ＡＥ法〔ア
コースティック・エミシタン法：この方法はダイヤモン
ド針を試料表面上をすべ、らせながら、徐々に荷重をか
けてゆき、そのときの摩擦で発生する音の変化から膜の
付着性を評価するものである。剥離が発生するとＡＥ倍
信号大きな変化が見られ、その時の荷重（Ｎ）で付着性
を決定する〕により測定した。
化処理を行った。ほう化処理終了と同時に、′ジボラン
ガスとＮｌガスを１：２の比で、０、５ Ｔｏｒｒまで
導入し、ＲＦブラズｖＣＶＤ法により窒化ほう素膜をｌ
ｕｍ厚さまで合成した（実施例１）。このようにしてコ
ーティングした窒化ほう素膜の付着強度を、ＡＥ法〔ア
コースティック・エミシタン法：この方法はダイヤモン
ド針を試料表面上をすべ、らせながら、徐々に荷重をか
けてゆき、そのときの摩擦で発生する音の変化から膜の
付着性を評価するものである。剥離が発生するとＡＥ倍
信号大きな変化が見られ、その時の荷重（Ｎ）で付着性
を決定する〕により測定した。
比較のために、前記のほう化処理を行わず、その他の条
件は同様にして窒化ほう素膜をコーティングしたものも
作成した（比較例１）。両者の測定結果は表１に示すよ
うになった。
件は同様にして窒化ほう素膜をコーティングしたものも
作成した（比較例１）。両者の測定結果は表１に示すよ
うになった。
実施例２
本実施例では、熱拡散によるほう化処理を行った後、イ
オンブレーティング法により窒化ほう素膜をコーティン
グする例を示す。基板としては、Ｗ Ｃ−Ｃｏ系超硬板
を用い、基板温度は５００℃とした。初めに、真空容器
内に〜ガスを５×ｌ０Ｔａｒｒまで導入し、ＲＦ放電に
より基板の表面洗浄を行った。このとき基板には一５０
０ｖの電位を印加して洗浄効果を上げている。放電洗浄
の後、即座に基板表面にＢを約５０人の膜厚で真空蒸着
する。この後基板温度を５００℃に保ったまま１２０分
のほう化処理を行った。この過程で蒸着されたＢは基板
内部へ拡散してほう化層を形成する。次にＮｇ：Ａｔ＝
１：５でガス圧が５ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒの雰囲気に
した。再びＢの蒸着を開始して、ＲＦ放電を起こし、イ
オンブレーティング法により窒化ほう素膜の合成を行っ
た。膜厚は１μｍであった（実施例２）。結果を表１に
示す。
オンブレーティング法により窒化ほう素膜をコーティン
グする例を示す。基板としては、Ｗ Ｃ−Ｃｏ系超硬板
を用い、基板温度は５００℃とした。初めに、真空容器
内に〜ガスを５×ｌ０Ｔａｒｒまで導入し、ＲＦ放電に
より基板の表面洗浄を行った。このとき基板には一５０
０ｖの電位を印加して洗浄効果を上げている。放電洗浄
の後、即座に基板表面にＢを約５０人の膜厚で真空蒸着
する。この後基板温度を５００℃に保ったまま１２０分
のほう化処理を行った。この過程で蒸着されたＢは基板
内部へ拡散してほう化層を形成する。次にＮｇ：Ａｔ＝
１：５でガス圧が５ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒの雰囲気に
した。再びＢの蒸着を開始して、ＲＦ放電を起こし、イ
オンブレーティング法により窒化ほう素膜の合成を行っ
た。膜厚は１μｍであった（実施例２）。結果を表１に
示す。
また、ほう化処理をしない以外は同様の条件で行ったも
のを比較例２とし、両者の窒化ほう素膜の付着強度を実
施例１と同様に測定した。この結果も表１に示す。
のを比較例２とし、両者の窒化ほう素膜の付着強度を実
施例１と同様に測定した。この結果も表１に示す。
表 １
表１の結果から、超硬材料基板表面にほう化処理を施し
てから、窒化ほう素膜を成膜した本発明の実施例１，２
のものが、膜付着強度が向上していることが明らかにわ
かる。
てから、窒化ほう素膜を成膜した本発明の実施例１，２
のものが、膜付着強度が向上していることが明らかにわ
かる。
以上説明のように、本発明の予め基板表面をほう化処理
した後に窒化ほう素膜をコーティングする方法により、
超硬基板上に剥離の起こりにくい、硬質な窒化ほう素膜
をコーティングすることが可能となった。本発明は、過
酷な条件下で使用される超硬材料製切削工具、金型など
への窒化ほう素膜の被覆方法として非常に有効である。
した後に窒化ほう素膜をコーティングする方法により、
超硬基板上に剥離の起こりにくい、硬質な窒化ほう素膜
をコーティングすることが可能となった。本発明は、過
酷な条件下で使用される超硬材料製切削工具、金型など
への窒化ほう素膜の被覆方法として非常に有効である。
Claims (1)
- 超硬材料を基板として該基板表面を窒化処理してほう
化層を形成した後、このほう化層表面に窒化ほう素膜を
コーティングすることを特徴とする窒化ほう素膜のコー
ティング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24385990A JPH04124283A (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 窒化ほう素膜のコーティング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24385990A JPH04124283A (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 窒化ほう素膜のコーティング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04124283A true JPH04124283A (ja) | 1992-04-24 |
Family
ID=17110031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24385990A Pending JPH04124283A (ja) | 1990-09-17 | 1990-09-17 | 窒化ほう素膜のコーティング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04124283A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05185380A (ja) * | 1991-07-09 | 1993-07-27 | Rammer Bretec Oy | 液圧式インパクトハンマー |
| JP2010099916A (ja) * | 2008-10-23 | 2010-05-06 | National Institute For Materials Science | 立方晶窒化ホウ素被覆膜複合材料 |
| WO2011083869A1 (ja) * | 2010-01-11 | 2011-07-14 | 国立大学法人九州大学 | 立方晶窒化ホウ素コーティング法およびそれにより得られる材料 |
| CN113754445A (zh) * | 2020-06-04 | 2021-12-07 | 河南领科材料有限公司 | 一种表面渗氮或渗硼处理的硬质合金基体聚晶立方氮化硼复合片及其制备方法 |
| CN114774841A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-07-22 | 山东一立动力科技股份有限公司 | 一种硬质合金表面渗硼处理方法 |
-
1990
- 1990-09-17 JP JP24385990A patent/JPH04124283A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05185380A (ja) * | 1991-07-09 | 1993-07-27 | Rammer Bretec Oy | 液圧式インパクトハンマー |
| JP2010099916A (ja) * | 2008-10-23 | 2010-05-06 | National Institute For Materials Science | 立方晶窒化ホウ素被覆膜複合材料 |
| WO2011083869A1 (ja) * | 2010-01-11 | 2011-07-14 | 国立大学法人九州大学 | 立方晶窒化ホウ素コーティング法およびそれにより得られる材料 |
| JP5669107B2 (ja) * | 2010-01-11 | 2015-02-12 | 国立大学法人九州大学 | 立方晶窒化ホウ素コーティング法およびそれにより得られる材料 |
| CN113754445A (zh) * | 2020-06-04 | 2021-12-07 | 河南领科材料有限公司 | 一种表面渗氮或渗硼处理的硬质合金基体聚晶立方氮化硼复合片及其制备方法 |
| CN114774841A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-07-22 | 山东一立动力科技股份有限公司 | 一种硬质合金表面渗硼处理方法 |
| CN114774841B (zh) * | 2022-06-22 | 2022-08-30 | 山东一立动力科技股份有限公司 | 一种硬质合金表面渗硼处理方法 |
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