JPH04246164A - 立方晶窒化ホウ素皮膜の形成方法 - Google Patents
立方晶窒化ホウ素皮膜の形成方法Info
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- JPH04246164A JPH04246164A JP962191A JP962191A JPH04246164A JP H04246164 A JPH04246164 A JP H04246164A JP 962191 A JP962191 A JP 962191A JP 962191 A JP962191 A JP 962191A JP H04246164 A JPH04246164 A JP H04246164A
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- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 31
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、機械部品,切削工具等
に用いられる立方晶ホウ素皮膜の形成方法に関する。
に用いられる立方晶ホウ素皮膜の形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来の立方晶窒化ほう素皮膜を
示す。図中の1は、例えばSKH55からなる被覆基材
である。この基材1の上に、膜厚1μmで硬度Hv40
00の立方晶窒化ホウ素膜がコ−ティングされている。 ここで、基材1上に立方晶窒化ホウ素膜2をコ−ティン
グする際には、基材表面と立方晶ホウ素皮膜の付着力を
向上させるために、Arプラズマ洗浄により基材1の表
面の不純物分子,不動態層を除去した後、各種の真空蒸
着法により立方晶窒化ホウ素膜2のコ−ティングを行う
。
示す。図中の1は、例えばSKH55からなる被覆基材
である。この基材1の上に、膜厚1μmで硬度Hv40
00の立方晶窒化ホウ素膜がコ−ティングされている。 ここで、基材1上に立方晶窒化ホウ素膜2をコ−ティン
グする際には、基材表面と立方晶ホウ素皮膜の付着力を
向上させるために、Arプラズマ洗浄により基材1の表
面の不純物分子,不動態層を除去した後、各種の真空蒸
着法により立方晶窒化ホウ素膜2のコ−ティングを行う
。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、立方晶窒化
ほう素はダイヤモンドに次ぐ硬さをもつため、各機械部
品,切削工具へのコ−ティングが行われようとしている
。しかし、立方晶窒化ほう素は金属との親和力が低く、
皮膜をコ−ティングした場合には容易に剥離し、これに
対する改善が望まれていた。
ほう素はダイヤモンドに次ぐ硬さをもつため、各機械部
品,切削工具へのコ−ティングが行われようとしている
。しかし、立方晶窒化ほう素は金属との親和力が低く、
皮膜をコ−ティングした場合には容易に剥離し、これに
対する改善が望まれていた。
【0004】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
、金属との親和力を改善し、もって金属への付着力を向
上しえる立方晶ホウ素皮膜の形成方法を提供することを
目的とする。
、金属との親和力を改善し、もって金属への付着力を向
上しえる立方晶ホウ素皮膜の形成方法を提供することを
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、立方晶窒化ホ
ウ素膜と被覆基材との間に、窒化チタン層と窒化チタン
+窒化ボロンの結合層を介在させたことを特徴とする立
方晶窒化ホウ素皮膜の形成方法である。
ウ素膜と被覆基材との間に、窒化チタン層と窒化チタン
+窒化ボロンの結合層を介在させたことを特徴とする立
方晶窒化ホウ素皮膜の形成方法である。
【0006】
【作用】本発明によれば、窒化チタン層と窒化チタン+
窒化ボロンの結合層は熱膨脹係数の差がないため、結合
層と立方晶ホウ素の親和力がよくなり、皮膜の付着力を
向上できる。
窒化ボロンの結合層は熱膨脹係数の差がないため、結合
層と立方晶ホウ素の親和力がよくなり、皮膜の付着力を
向上できる。
【0007】
【実施例】図1は、本発明の一実施例に係る立方晶窒化
ホウ素皮膜の断面図を示す。
ホウ素皮膜の断面図を示す。
【0008】図中の11は、例えばSKH55からなる
基材である。この基材11の上には、イオンプレ−ティ
ング法,スパッタリング法,あるいはオンビ−ム蒸着法
により形成した窒化チタン層12が形成されている。こ
の窒化チタン層12の膜厚は3μmで、硬度はHv19
60である。 前記窒化チタン層12上には、イオンプレ−ティング法
,スパッタリング法,あるいはイオンビ−ム蒸着法によ
り形成した窒化チタン+窒化ボロンの結合層13が形成
されている。ここで、この結合層13の膜厚は0.5
μmで、硬度はHv2500である。前記結合層13上
には、イオンプレ−ティング法,スパッタリング法,あ
るいはイオンビ−ム蒸着法により形成した立方晶ホウ素
皮膜14が形成されている。ここで、立方晶ホウ素皮膜
14膜厚は1μmで、硬度はHv4000である。
基材である。この基材11の上には、イオンプレ−ティ
ング法,スパッタリング法,あるいはオンビ−ム蒸着法
により形成した窒化チタン層12が形成されている。こ
の窒化チタン層12の膜厚は3μmで、硬度はHv19
60である。 前記窒化チタン層12上には、イオンプレ−ティング法
,スパッタリング法,あるいはイオンビ−ム蒸着法によ
り形成した窒化チタン+窒化ボロンの結合層13が形成
されている。ここで、この結合層13の膜厚は0.5
μmで、硬度はHv2500である。前記結合層13上
には、イオンプレ−ティング法,スパッタリング法,あ
るいはイオンビ−ム蒸着法により形成した立方晶ホウ素
皮膜14が形成されている。ここで、立方晶ホウ素皮膜
14膜厚は1μmで、硬度はHv4000である。
【0009】本発明方法では、イオンプレ−ティング法
,スパッ法およびイオンビ−ム蒸着法を用いる。まず、
ベルジャ−内を5×10−6Torr 以下に真空排気
し、Arガスを導入し基材11の表面をエッチングある
いはボンバ−ドを行った後に、窒化チタン皮膜12を形
成する。 つづいて、この窒化チタン皮膜12の上に窒化チタン+
窒化ボロン結合層13を形成する。次に、この結合層1
3上に立方晶ホウ素皮膜14をコ−ティングして立方晶
窒化ほう素皮膜を形成する。
,スパッ法およびイオンビ−ム蒸着法を用いる。まず、
ベルジャ−内を5×10−6Torr 以下に真空排気
し、Arガスを導入し基材11の表面をエッチングある
いはボンバ−ドを行った後に、窒化チタン皮膜12を形
成する。 つづいて、この窒化チタン皮膜12の上に窒化チタン+
窒化ボロン結合層13を形成する。次に、この結合層1
3上に立方晶ホウ素皮膜14をコ−ティングして立方晶
窒化ほう素皮膜を形成する。
【0010】しかして、上記実施例によれば、被覆基材
11上に窒化チタン層12,窒化チタン+窒化ボロンの
結合層13を順次形成させた後、立方晶ホウ素膜14を
形成するため、窒化チタン層12と結合層13は熱膨脹
係数の差がないため、結合層13と立方晶ホウ素膜の親
和力がよくなり、皮膜の付着力を向上できる。
11上に窒化チタン層12,窒化チタン+窒化ボロンの
結合層13を順次形成させた後、立方晶ホウ素膜14を
形成するため、窒化チタン層12と結合層13は熱膨脹
係数の差がないため、結合層13と立方晶ホウ素膜の親
和力がよくなり、皮膜の付着力を向上できる。
【0011】図2は、上記イオンプレ−ティング法によ
る皮膜(本発明)と従来のコ−ティング皮膜(従来)と
の皮膜の付着力(臨界荷重)を評価した結果を示す。こ
こで、イオンプレ−ティング法におけるコ−ティング条
件は、次の通りである。但し、基材はSKH55である
。 (本発明法)ボンバ−ド;圧力(torr)5×10−
4、RF(W)200、時間(M)10 、窒化チタン
蒸着;N2 量(cc/min)14.5、圧力(to
rr)1.2 ×10−4、蒸着速度(μm/min
)0.067 、窒化チタン+窒化ボロン蒸着;N2
量(cc/min)14.5、圧力(torr)1.2
×10−4、蒸着速度(μm/min )0.2 、
立方晶ホウ素蒸着;N2 量(cc/min)11.3
、圧力(torr)1.2 ×10−4、蒸着速度(μ
m/min )0.16、(従来法)ボンバ−ド;圧力
,RF,時間は本発明の場合と同様立方晶ホウ素蒸着;
N2 量,圧力,蒸着速度は本発明の場合と同様
る皮膜(本発明)と従来のコ−ティング皮膜(従来)と
の皮膜の付着力(臨界荷重)を評価した結果を示す。こ
こで、イオンプレ−ティング法におけるコ−ティング条
件は、次の通りである。但し、基材はSKH55である
。 (本発明法)ボンバ−ド;圧力(torr)5×10−
4、RF(W)200、時間(M)10 、窒化チタン
蒸着;N2 量(cc/min)14.5、圧力(to
rr)1.2 ×10−4、蒸着速度(μm/min
)0.067 、窒化チタン+窒化ボロン蒸着;N2
量(cc/min)14.5、圧力(torr)1.2
×10−4、蒸着速度(μm/min )0.2 、
立方晶ホウ素蒸着;N2 量(cc/min)11.3
、圧力(torr)1.2 ×10−4、蒸着速度(μ
m/min )0.16、(従来法)ボンバ−ド;圧力
,RF,時間は本発明の場合と同様立方晶ホウ素蒸着;
N2 量,圧力,蒸着速度は本発明の場合と同様
【0012】図4は、上記スパッタリング法によるコ−
ティング皮膜と従来のコ−ティング皮膜の付着力を評価
した結果である。ここで、スパッタリング法のコ−ティ
ング条件は、次の通りである。但し、基材はSKH55
である。 (本発明法)エッチング;Ar圧力(torr)2×1
0−2、RF入力(W)200、時間(M) 5、窒化
チタンコ−ティング;タ−ゲットTi、N2 圧力(t
orr)6×10−3、Ar圧力(torr)1×10
−2、RF入力(W) 200、窒化チタン+窒化ボロ
ンコ−ティング;タ−ゲットTi,BN、N2 圧力(
torr)1×10−2、Ar圧力(torr)1×1
0−2、RF(W)(Ti;200 BN;300)、
立方晶ホウ素コ−ティング;タ−ゲットBN、N2 圧
力(torr)1×10−2、RF入力(W) 300
。(従来法)エッチング;Ar圧力,RF入力,時間
は本発明の場合と同様、立方晶ホウ素コ−ティング;タ
−ゲット、N2 圧力、RF入力は本発明の場合と同様
。
ティング皮膜と従来のコ−ティング皮膜の付着力を評価
した結果である。ここで、スパッタリング法のコ−ティ
ング条件は、次の通りである。但し、基材はSKH55
である。 (本発明法)エッチング;Ar圧力(torr)2×1
0−2、RF入力(W)200、時間(M) 5、窒化
チタンコ−ティング;タ−ゲットTi、N2 圧力(t
orr)6×10−3、Ar圧力(torr)1×10
−2、RF入力(W) 200、窒化チタン+窒化ボロ
ンコ−ティング;タ−ゲットTi,BN、N2 圧力(
torr)1×10−2、Ar圧力(torr)1×1
0−2、RF(W)(Ti;200 BN;300)、
立方晶ホウ素コ−ティング;タ−ゲットBN、N2 圧
力(torr)1×10−2、RF入力(W) 300
。(従来法)エッチング;Ar圧力,RF入力,時間
は本発明の場合と同様、立方晶ホウ素コ−ティング;タ
−ゲット、N2 圧力、RF入力は本発明の場合と同様
。
【0013】なお、上記評価は、スクラッチテストによ
り行った。この方法は、皮膜にダイヤモンドポイントを
当て荷重を増しながらスキャンし、その結果剥離した荷
重をAZ(アゴスティックエミッション)信号より求め
、これを臨界荷重とし、付着力の目安としたものである
。この結果、本発明のものは、従来のものに比べて付着
力の向上が確認できた。
り行った。この方法は、皮膜にダイヤモンドポイントを
当て荷重を増しながらスキャンし、その結果剥離した荷
重をAZ(アゴスティックエミッション)信号より求め
、これを臨界荷重とし、付着力の目安としたものである
。この結果、本発明のものは、従来のものに比べて付着
力の向上が確認できた。
【0014】
【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、立方
晶ホウ素と被覆基材との間に窒化チタンと窒化チタン+
窒化ホウ素の結合層を介在させることにより、立方晶ホ
ウ素との親和力が向上し、付着力が向上する立方晶窒化
ホウ素皮膜の形成方法を提供できる。
晶ホウ素と被覆基材との間に窒化チタンと窒化チタン+
窒化ホウ素の結合層を介在させることにより、立方晶ホ
ウ素との親和力が向上し、付着力が向上する立方晶窒化
ホウ素皮膜の形成方法を提供できる。
【図1】本発明の一実施例に係る立方晶窒化ホウ素皮膜
の断面図。
の断面図。
【図2】イオンプレ−ティング法によるコ−ティング皮
膜と従来のコ−ティング皮膜の臨界荷重を示す特性図。
膜と従来のコ−ティング皮膜の臨界荷重を示す特性図。
【図3】スパッタリング法によるコ−ティング皮膜と従
来のコ−ティング皮膜の臨界荷重を示す特性図。
来のコ−ティング皮膜の臨界荷重を示す特性図。
【図4】イオンビ−ム蒸着法によるコ−ティング皮膜と
従来のコ−ティング皮膜の臨界荷重を示す特性図。
従来のコ−ティング皮膜の臨界荷重を示す特性図。
【図5】従来の立方晶窒化ホウ素皮膜の断面図。
11…被覆基材、12…窒化チタン層、13…結晶層、
14…立方晶ホウ素皮膜。
14…立方晶ホウ素皮膜。
Claims (1)
- 【請求項1】 立方晶窒化ホウ素膜と被覆基材との間
に、窒化チタン層と窒化チタン+窒化ボロンの結合層を
介在させたことを特徴とする立方晶窒化ホウ素皮膜の形
成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP962191A JPH04246164A (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | 立方晶窒化ホウ素皮膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP962191A JPH04246164A (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | 立方晶窒化ホウ素皮膜の形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04246164A true JPH04246164A (ja) | 1992-09-02 |
Family
ID=11725345
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP962191A Withdrawn JPH04246164A (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | 立方晶窒化ホウ素皮膜の形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04246164A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005042146A (ja) * | 2003-07-25 | 2005-02-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 高耐摩耗性高硬度皮膜 |
JP2005139515A (ja) * | 2003-11-07 | 2005-06-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 耐摩耗性硬質皮膜 |
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 |
-
1991
- 1991-01-30 JP JP962191A patent/JPH04246164A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005042146A (ja) * | 2003-07-25 | 2005-02-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 高耐摩耗性高硬度皮膜 |
US7226659B2 (en) | 2003-07-25 | 2007-06-05 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | High wear resistant hard film |
KR100726915B1 (ko) * | 2003-07-25 | 2007-06-11 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 고내마모성 고경도 피막 |
KR100792958B1 (ko) * | 2003-07-25 | 2008-01-08 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 고내마모성 고경도 피막, 이를 이용하는 공구 및 가공 방법 |
US7449253B2 (en) | 2003-07-25 | 2008-11-11 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | High wear resistant hard film |
JP2005139515A (ja) * | 2003-11-07 | 2005-06-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 耐摩耗性硬質皮膜 |
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 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |