JPH04280974A

JPH04280974A - 窒化ホウ素被覆硬質材料

Info

Publication number: JPH04280974A
Application number: JP4360691A
Authority: JP
Inventors: Naoya Omori; 直也大森; Toshio Nomura; 俊雄野村
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1991-03-08
Filing date: 1991-03-08
Publication date: 1992-10-06
Anticipated expiration: 2014-10-18
Also published as: JP2964669B2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基材との高い密着強度
を持った窒化ホウ素被覆層を有する窒化ホウ素被覆硬質
材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】窒化ホウ素（ＢＮ）は六方晶窒化ホウ素
、立方晶窒化ホウ素（以下ＣＢＮとも呼ぶ）などの結晶
構造を持つことが知られており、そのうちのＣＢＮはダ
イヤモンドに次ぐ常温硬度をもち、またダイヤモンドに
比べて高温で安定であり、強度も高いことが知られてい
る。このため、ＣＢＮ、又はＣＢＮを含む被覆層を切削
工具、耐摩工具その他の機械部品の表面に被覆した場合
、良好な耐磨耗性が期待できる。特に、被加工物や被削
材が鋼および鋳鉄である、ロール、ガイドローラー、シ
ールリング、ロッカーアームチップ、ノズル類およびダ
イス、金型類などの耐摩工具、切削工具の表面に被覆層
として用いた場合、良好な耐摩耗性が期待できる。そし
て実際にＣＢＮを金属やセラミックで接合した切削工具
、耐摩工具は実用されている。

【０００３】そして、人工窒化ホウ素の製造法のうち、
気相より窒化ホウ素被覆層を形成する方法としては、プ
ラズマＣＶＤ法、イオンプレーティング法、スパッタ法
、イオンビーム支援真空蒸着法など、種々の方法が知ら
れており、窒化ホウ素被覆材料製造の有利な方法である
。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、窒化ホウ素
被覆硬質材料の多くは基材とダイヤモンド被覆層の密着
強度が不足しているため、特に切削工具などの過酷な条
件下での使用に適用した場合、窒化ホウ素被覆層が剥離
することにより寿命にいたる場合が多い。この大きな原
因として、他の物質との中間相を持たないことが考えら
れる。高い密着強度をもつ窒化ホウ素被覆硬質材料を得
るべく、基材と窒化ホウ素被覆層との間に中間層を設け
る、といった多くの試みがなされている（例えば特開昭
６０−２９４６８７号公報、特開昭６３−２０４４６号
公報、特公昭６３−３５７７４号公報、特公昭６３−２
３９１０３号公報等）。しかし未だ良好な密着強度を持
つ窒化ホウ素被覆層は実現できてはいない。また、Ａｒ
やＨ２　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ホウ素
被覆層を成膜することで基材との密着強度を確保すると
いう方法も提案されている。しかしこの方法でも、充分
な密着強度は得られていない。本発明はこれらの問題点
を解消し、優れた密着強度をもつ窒化ホウ素被覆硬質材
料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】本発明は硬質材料の表面
に、窒化ホウ素被覆層を形成してなる被覆硬質材料にお
いて、基材表面と窒化ホウ素被覆層の間に１層以上の中
間層が存在し、中間層再表面の面粗度がＲｍａｘ　にて
０．５μｍ以上であることを特徴とする窒化ホウ素被覆
硬質材料を提供するものである。さらに本発明は硬質材
料の表面に、窒化ホウ素被覆層を形成してなる被覆硬質
材料において、基材表面と窒化ホウ素被覆層の間に１層
以上の中間層が存在し、（１）微視的凹凸が存在し、（
２）基準長さを５０μｍとしたとき、この基準長さ内の
面粗度がＲｍａｘ　にて０．５〜３０μｍであることを
特徴とする窒化ホウ素被覆硬質材料を提供するものであ
る。

【０００６】前述した通り、窒化ホウ素は極めて化学的
に安定しているため、あらゆる物質と中間化合物を作ら
ない。このため、優れた密着強度を持つ窒化ホウ素被覆
硬質材料を作製する場合、窒化ホウ素被覆層と基材がな
んらかの物理的な強い力にて接合されている状態を作り
出さねばならない。本発明者は、これを実現するため、
基材表面に、基材と高い密着強度をもち、窒化ホウ素と
の濡れ性がよい中間層を少なくとも１層以上設け、その
中間層最外表面の面粗度が、（１）巨視的にその面粗度
がＲｍａｘ　にて０．５μｍ以上である場合、および／
または（２）微視的凹凸が存在し、中間層−窒化ホウ素
被覆層界面における基準長さを５０μｍとし、この基準
長さ内の面粗度がＲｍａｘ　にて０．５μｍ〜３０μｍ
で、凸部が窒化ホウ素被覆中に侵入した状態となってい
る場合、窒化ホウ素被覆層の物理的発着力が高まり、窒
化ホウ素被覆層と基材との密着強度が非常に高くなるこ
とを発見した。これは、まず中間層と基材は、化学的ま
たは／および機械的に結合するものを選択することで、
非常に高い密着強度となる。また、窒化ホウ素被覆層と
中間層との接触面積は、粗面とすることにより増大し、
物理的な高い密着強度を持つためである。さらに微小な
凹凸が窒化ホウ素被覆層のアンカー作用を持ち、窒化ホ
ウ素被覆層が剥がれにくくなったためと考えられる。

【０００７】ここで述べる面粗度とは、（１）ダイヤモ
ンド砥石、（２）ダイヤモンド砥粒による傷つけ処理、
などにより形成される面粗度計にて測定可能な巨視的に
みた面粗度のみならず、微小区間内における凹凸の存在
による面粗度も含む。微小区間における面粗度とは、窒
化ホウ素被覆層−中間層最外表面界面において、基準長
さを５０μｍなどの微小区間とした、この基準長さ内に
おける面粗度のことである。本発明者たちは種々の面粗
度状態を作り出した結果、５０μｍの基準長さ内におい
て、基材界面での面粗度が、Ｒｍａｘ　にて、０．５〜
３０μｍである状態が、密着強度が高くなることを発見
した。この最外表面面粗度は、窒化ホウ素被覆後の基材
の断面をラッピング後観察し、写真撮影を行ない、窒化
ホウ素被覆層と中間層最外表面との界面の境界線をもっ
て被覆後の基材の表面面粗度（Ｒｍａｘ　）とする。但
し、この際、巨視的なうねりは直線近似して計算する。

【０００８】本発明による窒化ホウ素被覆層−中間層界
面の状態を模式的に示すと図１のようになる。すなわち
、該界面には巨視的なうねりが認められるが、図２のよ
うにこれを擬似的に直線とみなしＲｍａｘ　を算出する
。

【０００９】窒化ホウ素を被覆する面を粗面とする具体
的方法としては、 ■砥石等による傷つけ処理 ■中間層表面に柱状晶および／または針状晶となる、ま
たはこれらを含む物質を被覆する方法。 ■中間層表面をエッチングにより粗面とする■中間層最
外表面にマスクを施してからエッチングし、その後マス
クを取り除く方法 ■レーザー、ブラシ、砥石等による物理的加工による方
法 ■粒の粗い粒子を基材の一部に被覆する方法■基材表面
において、被覆する部分と、被覆しない部分を設ける等、基材に応じて適当な方法を選択する。■の方法は、
中間層最外表面をダイヤモンド、ＢＮ砥粒を用いたレジ
ンボンド砥石、メタルボンド砥石、電着砥石などにより
加工する方法であり、例えば図３に示すような粗面が得
られる。■は一般に行われているＣＶＤ法、プラズマＣ
ＶＤ法、ＲＦＣＶＤ法などにより、中間層最外表面に針
状または／および柱状晶の窒化珪素、炭化珪素、酸化ア
ルミニウムなどの結晶を析出させる方法であり、例えば
図４に示すような粗面が得られる。■はチタンの炭化物
、窒化物および炭窒化物等を最外表面として、王水など
の酸にてエッチングして表面を粗面とする方法であり、
例えば図５に示すような粗面が得られる。■の方法はホ
トマスクを用い任意のパターンにマスクを設けた後、エ
ッチング等によりマスクを取り除く方法であり、例えば
図６に示すような粗面が得られる。図６において中間層
の最外表面の平坦部がマスクされていた部分である。■
はアルゴンレーザー等により中間層最外表面に溝入れ加
工したり、ダイヤモンドブラシや各種砥石にて溝入れ加
工するなどの方法であり、例えば図７に示すような粗面
が得られる。■、■はイオンプレーティング法などによ
り、基材表面に粗粒のタングステン、モリブデン、チタ
ンおよび／またはこれらの窒化物、炭化物、炭窒化物を
被覆する、あるいは一般に行われているＣＶＤ法、プラ
ズマＣＶＤ法、ＲＦＣＶＤ法等で核発生をコントロール
し膜厚分布の不均一な被覆層を設ける方法である。図８
は中間層最外表面が微粒の集合体からなり、基材の全面
を被覆した状態を示す。図９は中間層最外表面が粗粒か
らなり、基材の全面を被覆した状態を示す。図１０は微
粒の集合体で基材を部分的に被覆した状態を示す。図１
１は粗粒により基材を部分的に被覆した状態を示す。

【００１０】いずれにしても、このようにして形成され
る中間層最外表面は、窒化ホウ素被覆層−中間層界面に
おいて、基準長さを５０μｍとした時、この基準長さ内
において、基材界面での面粗度が、Ｒｍａｘ　にて、０
．５〜３０μｍにあることが必要で、凸部が窒化ホウ素
被覆層中に侵入長さ０．２μｍ以上を以って侵入してい
ることが好ましい。基材界面での面粗さが、Ｒｍａｘ　
にて、０．５μｍ未満の場合、密着強度の向上は見られ
ず、３０μｍを越えると逆に密着強度の低下が見られた
。また、凸部の最大侵入深さが０．２μｍ未満の場合、
密着強度はほぼ変わらない。

【００１１】そして、基材そのものを粗面とした場合に
比べると、中間層を全面に被覆した場合、表面状態が均
一となるため、核発生が均一に起こり、均質な膜が得ら
れることも判った。

【００１２】また、ここで述べる中間層は、窒化ホウ素
が被覆される全表面に対して少なくとも１０％の面積以
上被覆されれば、密着強度の向上が見られることも判っ
た。つまり、面積の９０％は基材むき出しでも効果があ
り、前記■の手段による場合（図１０、図１１）に対応
する。

【００１３】さらに、中間層最外表面が、アスペクト比
１．５以上の柱状結晶を含む物質である場合や、針状結
晶を含む物質である場合、さらに密着強度が高くなるこ
とも判った。

【００１４】中間層を構成する材料としては、、窒化珪
素、窒化珪素を含む物質、サイアロン、サイアロンを含
む物資、炭化珪素、炭化珪素を含む物質、酸化アルミニ
ウム、酸化アルミニウムを含む物質、ＩＶａ族、Ｖａ族
、ＶＩａ族、ＶＩＩ　ａ族の中から選ばれる少なくとも
１種以上の金属、これらの合金、これらの炭化物、窒化
物および／または炭窒化物、例えばチタン、チタンの炭
化物もしくは炭窒化物、チタンと他の１種もしくは２種
以上の金属の炭化物または炭窒化物およびこれらを含む
物質、タングステン、タングステンの炭化物もしくは炭
窒化物、タングステンと他の１種もしくは２種以上の金
属の炭化物または炭窒化物およびこれらを含む物質等、
からなる群から選ばれる。そしてこれらから構成された
中間層最外表面は、巨視的粗面または微視的な凹凸が存
在する粗面が望ましい。ここでサイアロン（Ｓｉａｌｏ
ｎ）は、窒化珪素結晶のＳｉおよびＮの一部がそれぞれ
ＡｌとＯで置換されたものであり、α−サイアロン、β
−サイアロンがある。

【００１５】中間層は１層であっても２層以上の多層構
造であってもよい。中間層が多層構造の場合、基材と接
する層として基材との密着強度が高い材料を選択し、ま
た窒化ホウ素被覆層と接する層つまり最外表面を構成す
る層としては窒化ホウ素との密着強度の高い材料を選択
することが好ましい。中間層が１層でも多層であっても
、中間層全体の平均層厚に関しては、０．２μｍ未満で
、被覆面積が１０％未満の場合、中間層による密着強度
の向上が認められず、また３００μｍを越える中間層を
形成した場合、逆に密着強度が低くなるため、平均層厚
は０．２μｍ〜３００μｍが望ましい。本発明の中間層
は、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、スパッタリング法など、公知
のどのような方法で形成してよく、いずれも本発明の効
果を奏する。

【００１６】基材は、超硬合金、サーメット、Ａｌ２　
Ｏ３　、窒化珪素、炭化珪素など各種セラミックを始め
とする硬質材料であれば何でも可能である。この中で、
特に、窒化珪素、炭化珪素、炭化チタン、窒化チタン、
炭窒化チタンのようなチタンの化合物および／またはチ
タンの化合物を含む物質、タングステンの炭化物および
／またはタングステン合金の炭化物および／またはこれ
らを含む物質による凹凸が存在する場合、高い密着強度
を示すことも判った。

【００１７】なお、窒化ホウ素被覆層の平均層厚は、０
．１μｍ未満では被覆層による耐磨耗性など諸性能の向
上が認められず、また３００μｍを越える被覆層を形成
した場合でも、もはや大きな性能の向上が認められない
ため、平均層厚０．１μｍ〜３００μｍが望ましい。

【００１８】また、窒化ホウ素被覆層として上記では窒
化ホウ素一般について説明したが、これはすべてＣＢＮ
でなくとも実用上問題はない。少なくとも１容量％以上
のＣＢＮを含み、その他の部分が他結晶型の窒化ホウ素
あるいはホウ素、炭素、酸素、鉄またはコバルトなどの
他元素であっても被覆層の存在による耐摩耗性の向上が
認められる。さらにまた、六方晶窒化ホウ素などの他の
結晶型をした窒化ホウ素を被覆した後、なんらかの熱処
理を行い、これらの被覆層の結晶構造などに変化を起こ
した場合でも、本発明は密着強度向上の効果が認められ
る。また、これらの単層または多層以上で構成されてい
るものでも同様の効果が認められる。次に本発明を実施
例により具体的に説明する。

【００１９】

【実施例】実施例１母材として、Ｋ１０超硬合金（具体
的にはＷＣ−１．５ｗｔ％ＮｂＣ−５％Ｃｏ）および窒
化珪素基のセラミック（具体的にはＳｉ３　Ｎ４　−４
ｗｔ％Ａｌ２　Ｏ３　−４ｗｔ％ＺｒＯ２　−３ｗｔ％
Ｙ２　Ｏ３　）で形状がＳＰＧ４２２のスローアウェイ
チップを作製した。本チップ表面に、公知の気相合成法
を用いて、（１）Ａｌ２　Ｏ３　−ＴｉＣ被覆層を、３
μｍの平均層厚にて形成（超硬母材）（２）Ａｌ２　Ｏ３　−ＴｉＣ被覆層を、３．５μｍの
平均層厚にて形成（セラミック母材）（３）ＴｉＮ被覆層を、２．５μｍの平均層厚にて形成
（超硬母材）（４）ＴｉＮ被覆層を、４．０μｍの平均層厚にて形成
（セラミック母材）（５）ＳｉＣ被覆層を、３．５μｍの平均層厚にて形成
（超硬母材）（６）Ｓｉ３　Ｎ４　被覆層を、３．０μｍの平均層厚
にて形成（超硬母材）（７）ＳｉＣ被覆層を、３０μｍの平均層厚にて形成（
超硬母材）（８）ＳｉＣ被覆層を、１００μｍの平均層厚にて形成
（超硬母材）（９）Ｓｉ３　Ｎ４　被覆層を、１５μｍの平均層厚に
て形成（超硬母材）（１０）Ｓｉ３　Ｎ４　被覆層を、８０μｍの平均層厚
にて形成（超硬母材）した。チップ最外表面には、（１）、（２）には、短径１．０
μｍ、長径１０μｍのα−Ａｌ２　Ｏ３　を析出させた
。（３）、（４）には、短径２．０μｍ、長径５．０μｍ
の針状窒化珪素を析出させた。（５）には、短径１．５μｍ、長径９．０μｍのＳｉＣ
ウイスカーを析出させた。（６）には、短径２．０μｍ、長径６．０μｍのＳｉ３
　Ｎ４　柱状晶を析出させた。（７）、（８）には、短径１．５μｍ、長径１０μｍの
ウイスカーを最外表面に形成し、（９）、（１０）には
、短径１．５μｍ、長径５μｍのＳｉＮ４　柱状晶を最
外表面に析出させた。それぞれの表面面粗度は、Ｒｍａ
ｘにて３〜５μｍであった。このようにして作製したチ
ップを、公知のＲＦプラズマＣＶＤ法セチイテ、基板温
度を５００℃とし、ジボランガス：Ｎ２　ガス＝１：２
の比にて０．０５Ｔｏｒｒまで導入し、切削チップの切
れ刃近傍で３．０μｍの平均層厚を持つ本発明の窒化ホ
ウ素被覆切削チップ（１）〜（１０）を作製した。また
、比較のため、同一形状、同一組成で、中間層を被覆し
なかったチップ（比較チップ１：超硬合金母材）と、こ
の中間層なしのチップにも同じ条件で窒化ホウ素被覆層
を設けた比較チップ２（超硬合金母材）も準備した。な
お、本試験において、基材の表面に析出した被覆層は、
赤外線吸収分析、オージェ分析、透過電子線回折法によ
って、ＣＢＮを１容量％以上含む窒化ホウ素被覆層であ
ることを確認した。

【００２０】これらの切削チップを用いて、被削材　　
　　：　　Ｈ２３０を有するＦＣ３０の丸棒切削速度　
　：　　１０００ｍ／ｍｉｎ送り　　　　　　：　　０
．３ｍｍ／ｒｅｖ．切込み　　　　：　　１．５ｍｍ切削油　　　　：　　エマルジョンタイプの条件にて湿
式連続切削を行い、使用寿命とされる切れ刃の逃げ面摩
耗量が０．１ｍｍに至るまでの切削時間を調べたところ
、本発明切削チップが１８〜２２分であったのに対して
、比較チップ１は２分、比較チッフ２は３．５分であり
、窒化ホウ素被覆層が大きく剥離しているのが観察でき
た。

【００２１】切削試験後のチップを切断、ラッピング後
、中間層最外表面−ダイヤモンド被覆層界面を光学顕微
鏡にて観察したところ、本発明切削チップ（１）、（２
）においてはα−Ａｌ２　Ｏ３　が、（３）、（４）に
おいては針状ＴｉＮが、（５）、（７）、（８）におい
てはＳｉＣウイスカーが、（６）、（９）、（１０）に
おいては窒化珪素柱状晶が、窒化ホウ素被覆層に最大２
μｍ〜４μｍの深さにて侵入しており、中間層最外表面
−窒化ホウ素被覆層界面において５０μｍ基準長さにお
ける微視的面粗度は、Ｒｍａｘ　にて３μｍ〜４μｍで
あった。また、比較チップ１、２においては、基材への
窒化ホウ素被覆層中への侵入は観察されなかった。

【００２２】実施例２母材として、Ｋ１０超硬合金（具体的にはＷＣ−５％Ｃ
ｏ）および窒素含有サーメット（具体的には３８ｗｔ％
ＴｉＣ−１２ｗｔ％ＴｉＮ−１０ｗｔ％ＴａＮ−１０ｗ
ｔ％Ｍｏ２　Ｃ−１５ｗｔ％ＷＣ−５ｗｔ％Ｎｉ−１０
ｗｔ％Ｃｏ）で形状がＳＰＧ４２２のスローアウェイチ
ップを作製した。本チップ表面に、公知のイオンプレー
ティング法を用いて、（１）粒径０．５μｍのＷ　　切れ刃近傍における被覆
面積３０％（超硬母材）（２）粒径１μｍのＷ　　　　　　切れ刃近傍における
被覆面積６０％（超硬母材）（３）粒径１．２μｍのＷ　　切れ刃近傍における被覆
面積１００％（超硬母材）（４）粒径１μｍのＷ　　切れ刃近傍における被覆面積
６０％（サーメット母材）（５）粒径１μｍのＴｉ　　　　切れ刃近傍における被
覆面積６０％（超硬母材）（６）粒径１．５μｍの　　Ｔｉ切れ刃近傍における被
覆面積６０％（サーメット母材）（７）粒径２．０μｍのＭｏ　　切れ刃近傍における被
覆面積６０％（超硬母材）（８）粒径２．５μｍのＭｏ　　切れ刃近傍における被
覆面積１００％（超硬母材）をそれぞれ中間層として被
覆した。これらのチップ表面面粗度は（３）を除くとＲｍａｘ　
にて２μｍ〜２．５μｍとなった。（３）はＲｍａｘ　
にて０．７μｍであった。また、比較のため、これらの
中間層を設けなかった比較チップ１（超硬合金）、２（
サーメット）を準備した。比較チップも含めたこれらの
チップに、公知の高周波スパッタリング法により、ター
ゲットとては六方晶ＢＮターゲットを用い、基本加熱温
度２００〜５００としー、雰囲気Ｎ２　／Ａｒ比が１／
１０、雰囲気圧力０．０１Ｔｏｒｒ、バイアス電圧１０
０Ｖ、反応温度１０時間にて、層厚５μｍの窒化ホウ素
被覆切削チップ１〜６（以下本発明切削チップ１〜６と
呼ぶ）、比較チップ１、２を作製した。なお、本試験に
おいて基材の表面に析出した被覆層は、赤外線吸収分析
、オージェ分析、透過電子線回折法によって、ＣＢＮを
１容量％以上含む窒化ホウ素被覆層あることを確認した
。

【００２３】これらの切削チップを用いて、被削材　　
　　：　　Ｈ２３０を有するＦＣ３０の丸棒切削速度　
　：　　１０００ｍ／ｍｉｎ送り　　　　　　：　　０
．３ｍｍ／ｒｅｖ．切込み　　　　：　　１．５ｍｍ切削油　　　　：　　エマルジョンタイプの条件にて湿
式連続切削を行い、使用寿命とされる切れ刃の逃げ面摩
耗量が０．１ｍｍに至るまでの切削時間を調べたところ
、本発明切削チップで（３）を除いたものは２２〜２４
分、比較チップ１は２分、比較チップ２は３分であり、
被覆層が大きく剥離しているのが観察できた。本発明チ
ップ（３）は１８分で、窒化ホウ素被覆層が若干剥離し
ているのが観察できた。

【００２４】切削試験後のチップを切断、ラッピング後
、基材−窒化ホウ素被覆層界面を光学顕微鏡にて観察し
たところ、本発明切削チップにおいては、Ｗ粒またはＴ
ｉ粒が窒化ホウ素被覆層に最大２．０μｍの深さにて侵
入しており、５０μｍの基準長さ内における表面面粗度
は、Ｒｍａｘ　にて１．５μｍ〜２．５μｍであった。なお（３）は微視的Ｒｍａｘ　０．４μｍであった。

【００２５】

【発明の効果】本発明窒化ホウ素被覆硬質材料において
は、いずれも従来の窒化ホウ素被覆硬質材料と比べると
、良好な耐剥離性を持つことがわかる。本実施例は超硬
合金、窒化珪素基セラミック、窒素含有サーメットを基
材として、切削工具に適用した場合に付いて示したが、
炭化珪素、Ａｌ２　Ｏ３　を主体とした各種セラミック
など、各種硬質材料を基材とした場合も、良好な結果が
得られることは十分予想できる。また、ＴＡＢツールな
どの耐摩工具や機械部品に応用した場合も、良好な結果
が得られることは、十分予想できる。そのほか、エンド
ミル、ドリル、プリント基板穴あけ用ドリル、リーマー
にも応用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の中間層−窒化ホウ素被覆層界面の状態
を模式的に示す概念図である。

【図２】図１に示される状態を直線に擬似化した説明図
である。

【図３】本発明において、砥石等の傷つけ処理により粗
面とした例の説明図である。

【図４】本発明において、中間層表面に柱状晶および／
または針状晶を被覆して粗面とした例の説明図である。

【図５】本発明において、中間層表面をエッチングして
粗面とした例の説明図である。

【図６】本発明において、中間層最外表面にマスクを施
してからエッチングして粗面といた例の説明図である。

【図７】本発明において、レーザー等による物理的加工
により粗面とした例の説明図である。

【図８】本発明において、微粒の集合体を基材の全面に
被覆した例の説明図である。

【図９】本発明において、粗粒を基材の前面に被覆した
例の説明図である。

【図１０】本発明において、微粒の集合体を基材に部分
被覆した例の説明図である。

【図１１】本発明において、粗粒を基材に部分被覆した
例の説明図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　硬質材料の表面に、窒化ホウ素被覆層
を形成してなる被覆硬質材料において、基材表面と窒化
ホウ素被覆層の間に１層以上の中間層が存在し、中間層
最外表面の面粗度がＲｍａｘ　にて０．５μｍ以上であ
ることを特徴とする窒化ホウ素被覆硬質材料。
【請求項２】　　硬質材料の表面に、窒化ホウ素被覆層
を形成してなる被覆硬質材料において、基材表面と窒化
ホウ素被覆層の間に１層以上の中間層が存在し、中間層
最外表面−窒化ホウ素被覆層界面において、（１）微視
的凹凸が存在し、（２）基準長さを５０μｍとしたとき
、この基準長さ内の面粗度がＲｍａｘ　にて０．５〜３
０μｍであることを特徴とする窒化ホウ素被覆硬質材料
。
【請求項３】　　中間層の被覆面積が、窒化ホウ素が被
覆される面積の１０％以上であることを特徴とする請求
項１または２記載の窒化ホウ素被覆硬質材料。
【請求項４】　　中間層最外表面が、窒素珪素、窒化珪
素を含む物質、サイアロン、サイアロンを含む物質およ
びまたはこれらを含む物質からなる群れから選ばれるも
ので構成されることを特徴とする請求項１〜３の何れか
に記載の窒化ホウ素被覆硬質材料。
【請求項５】　　中間層最外表面が、炭化珪素および／
または炭化珪素を含む物質で構成されることを特徴とす
る請求項１〜３の何れかに記載の窒化ホウ素被覆硬質材
料。
【請求項６】　　中間層最外表面が、酸化アルミニウム
および／または酸化アルミニウムを含む物質で構成され
ることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の窒化
ホウ素被覆硬質材料。
【請求項７】　　中間層最外表面が、（１）ＩＶａ族、
Ｖａ族、ＶＩａ族、ＶＩＩ　ａ族の中から選ばれる少な
くとも１種以上の金属および／またはこれらの合金、（
２）これらの炭化物、窒化物および／または炭窒化物か
らなる群から選ばれる少なくとも１種の材料で構成され
ることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の窒化
ホウ素被覆硬質材料。
【請求項８】　　中間層最外表面が、（１）チタン、（
２）チタンの炭化物または炭窒化物、（３）チタンと他
の１種または２種以上の金属の炭化物または炭窒化物お
よび（４）これらを含む物質からなる群から選ばれる少
なくとも１種の材料で構成されることを特徴とする請求
項７記載の窒化ホウ素被覆硬質材料。
【請求項９】　　中間層最外表面が、（１）タングステ
ン、（２）タングステンの炭化物または炭窒化物、（３
）タングステンと他の１種または２種以上の金属の炭化
物または炭窒化物および（４）これらを含む物質からな
る群から選ばれる少なくとも１種の材料で構成されるこ
とを特徴とする請求項７記載の窒化ホウ素被覆硬質材料
。
【請求項１０】　　中間層の最外表面に、アスペクト比
が１．５以上の柱状形状の物質が存在することを特徴と
する請求項１〜９の何れかに記載の窒化ホウ素被覆硬質
材料。
【請求項１１】　　中間層の最外表面に、針状形状であ
る物質が存在することを特徴とする請求項１〜９の何れ
かに記載の窒化ホウ素被覆硬質材料。
【請求項１２】　　硬質材料が、（１）超硬合金、（２
）サーメット、（３）Ａｌ２　Ｏ３　、窒化珪素、炭化
珪素などの各種セラミック、または（４）これらの複合
材料であることを特徴とする請求項１〜１１の何れかに
記載の窒化ホウ素被覆硬質材料。
【請求項１３】　　中間層全体の平均層厚が、０．２μ
ｍ〜３００μｍであることを特徴とする請求項１〜１２
の何れかに記載の窒化ホウ素被覆硬質材料。