JP2000160365A - 被膜付き高耐食性部材およびその被膜 - Google Patents
被膜付き高耐食性部材およびその被膜Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 膜厚が１０μｍ以下の被膜を有し、９６時間
の塩水噴霧試験に耐えうる被膜付き高耐食性部材、およ
びその被膜を提供する。 【解決手段】 基材と、第１層、第２層および第３層か
らなる被膜とからなる部材であって、該被膜は、（１）
カソードアーク成膜による第１層が基材表面に、該第１
層中に存在するピンホールを埋めるために真空成膜によ
る第２層が該第１層上に、真空成膜による第３層が該第
２層上に形成されてなり、（２）該第１層が、Ｔｉ、Ｃ
ｒなど、またはこれらの窒化物からなり、該第２層が、
Ｔｉ、Ｃｒなど、またはこれらの窒化物からなり、該第
３層がアルミナからなる。また、上記被膜でもある。
の塩水噴霧試験に耐えうる被膜付き高耐食性部材、およ
びその被膜を提供する。 【解決手段】 基材と、第１層、第２層および第３層か
らなる被膜とからなる部材であって、該被膜は、（１）
カソードアーク成膜による第１層が基材表面に、該第１
層中に存在するピンホールを埋めるために真空成膜によ
る第２層が該第１層上に、真空成膜による第３層が該第
２層上に形成されてなり、（２）該第１層が、Ｔｉ、Ｃ
ｒなど、またはこれらの窒化物からなり、該第２層が、
Ｔｉ、Ｃｒなど、またはこれらの窒化物からなり、該第
３層がアルミナからなる。また、上記被膜でもある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐食性に優れた被
膜付き部材およびその被膜に関する。
膜付き部材およびその被膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼やＮｄ−Ｆｅ−Ｂなどは、鉄が主成分
で、腐食しやすいものが多い。わずかな酸、アルカリな
どの水分の存在によって、表面から電気化学的に腐食が
進行して錆が発生する。これに伴ってそれら素材のもつ
諸特性が低下する。そこで防食のため、湿式メッキや塗
装などの各種表面処理を施している。
で、腐食しやすいものが多い。わずかな酸、アルカリな
どの水分の存在によって、表面から電気化学的に腐食が
進行して錆が発生する。これに伴ってそれら素材のもつ
諸特性が低下する。そこで防食のため、湿式メッキや塗
装などの各種表面処理を施している。
【０００３】しかしながら、これらの表面処理法には次
のような問題点がある。
のような問題点がある。
【０００４】（１）このような表面処理を施した部材に
は、９６時間の塩水噴霧試験に耐えうる高耐食性が要求
される。それに応えるためには、上記表面処理による膜
厚を大気中での使用環境でも２０μｍ以上にする必要が
ある。従って、厳しい寸法精度が求められる精密部品
や、形状が複雑な部品には適用できない。また、上記表
面処理による被膜にピンホールができやすいので、導電
性被膜として用いると基材との電位差により局部電池を
形成し腐食が進行する。
は、９６時間の塩水噴霧試験に耐えうる高耐食性が要求
される。それに応えるためには、上記表面処理による膜
厚を大気中での使用環境でも２０μｍ以上にする必要が
ある。従って、厳しい寸法精度が求められる精密部品
や、形状が複雑な部品には適用できない。また、上記表
面処理による被膜にピンホールができやすいので、導電
性被膜として用いると基材との電位差により局部電池を
形成し腐食が進行する。
【０００５】（２）後加工が必要で、時間とコストがか
かる。
かる。
【０００６】（３）塗膜などは被膜硬度が低いために、
耐摩耗性が必要な環境で使用できない。
耐摩耗性が必要な環境で使用できない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、上記
問題点に鑑み、膜厚が１０μｍ以下の被膜を有し、９６
時間の塩水噴霧試験に耐えうる被膜付き高耐食性部材、
およびその被膜を提供することを目的とする。
問題点に鑑み、膜厚が１０μｍ以下の被膜を有し、９６
時間の塩水噴霧試験に耐えうる被膜付き高耐食性部材、
およびその被膜を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の被膜付き高耐食
性部材は、上記目的を達成するために、基材と、第１
層、第２層および第３層からなる被膜とからなる部材で
あって、該被膜は、（１）カソードアーク成膜による第
１層が基材表面に、該第１層中に存在するピンホールを
埋めるために真空成膜による第２層が該第１層上に、真
空成膜による第３層が該第２層上に形成されてなり、
（２）該第１層が、Ｔｉ、ＴｉＡｌ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、
Ｎｂ、ＴａおよびＣｒからなる群より選ばれた１種以
上、またはこれらの窒化物からなり、該第２層が、Ｔ
ｉ、ＴｉＡｌ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、ＴａおよびＣｒ
からなる群より選ばれた１種以上、またはこれらの窒化
物からなり、該第３層がアルミナからなる。
性部材は、上記目的を達成するために、基材と、第１
層、第２層および第３層からなる被膜とからなる部材で
あって、該被膜は、（１）カソードアーク成膜による第
１層が基材表面に、該第１層中に存在するピンホールを
埋めるために真空成膜による第２層が該第１層上に、真
空成膜による第３層が該第２層上に形成されてなり、
（２）該第１層が、Ｔｉ、ＴｉＡｌ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、
Ｎｂ、ＴａおよびＣｒからなる群より選ばれた１種以
上、またはこれらの窒化物からなり、該第２層が、Ｔ
ｉ、ＴｉＡｌ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、ＴａおよびＣｒ
からなる群より選ばれた１種以上、またはこれらの窒化
物からなり、該第３層がアルミナからなる。
【０００９】また、本発明は、上記本発明の被膜付き高
耐食性部材に記載の被膜でもある。
耐食性部材に記載の被膜でもある。
【００１０】
【発明の実施の形態】（１）本発明の被膜付き高耐食性
部材およびその被膜について説明する。
部材およびその被膜について説明する。
【００１１】（ａ）基材 基材としては、錆びやすい材料、すなわちＳ２５Ｃ、Ｓ
Ｓ４００、ＳＫ３などの炭素鋼、ＳＣＭ４４０、ＳＵＪ
２などの合金鋼などの鋼系材料や、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁
石などの焼結材料などが適用できる。
Ｓ４００、ＳＫ３などの炭素鋼、ＳＣＭ４４０、ＳＵＪ
２などの合金鋼などの鋼系材料や、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁
石などの焼結材料などが適用できる。
【００１２】（ｂ）被膜 （ｂ−１）第１層 第１層は、Ｔｉ、ＴｉＡｌ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔ
ａおよびＣｒからなる群より選ばれた１種以上（金属・
合金）、またはこれらの窒化物からなり、カソードアー
ク成膜により基材表面に形成する。そのため、基材との
密着性に優れた被膜が高イオン化率で得られる。基材と
の密着力が不十分で、基材の腐食が第１層との界面で起
こった場合に、第１層が容易に剥離して該腐食の進行速
度が速くなる。
ａおよびＣｒからなる群より選ばれた１種以上（金属・
合金）、またはこれらの窒化物からなり、カソードアー
ク成膜により基材表面に形成する。そのため、基材との
密着性に優れた被膜が高イオン化率で得られる。基材と
の密着力が不十分で、基材の腐食が第１層との界面で起
こった場合に、第１層が容易に剥離して該腐食の進行速
度が速くなる。
【００１３】第１層の膜厚は１〜５μｍが好ましい。１
μｍ未満では、第１層に多く存在するピンホールを第２
層および第３層により十分埋められない。一方、５μｍ
を超えると、全体の膜厚が厚くなり生産性・経済性に劣
る。
μｍ未満では、第１層に多く存在するピンホールを第２
層および第３層により十分埋められない。一方、５μｍ
を超えると、全体の膜厚が厚くなり生産性・経済性に劣
る。
【００１４】（ｂ−２）第２層 カソードアーク法で得られる第１層の被膜は、ドロップ
レットやピンホールなどの欠陥が多く存在するために耐
食性に劣る。そこで、本発明では、上記第１層中に存在
するピンホールを埋めるために、Ｔｉ、ＴｉＡｌ、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、ＴａおよびＣｒからなる群より選
ばれた１種以上（金属・合金）、またはこれらの窒化物
からなる第２層を真空成膜により積層形成する。第１層
を形成するカソードアーク成膜も真空成膜であるが、第
２層を形成する真空成膜は、ドロップレットやピンホー
ルなどの欠陥がカソードアーク成膜より少ない平滑な被
膜が得られる真空成膜であり、カソードアーク成膜を除
く。このような真空成膜法として、真空蒸着法、ＲＦイ
オンプレーティング法、ＡＲＥ法、ＨＣＤ法などが挙げ
られる。
レットやピンホールなどの欠陥が多く存在するために耐
食性に劣る。そこで、本発明では、上記第１層中に存在
するピンホールを埋めるために、Ｔｉ、ＴｉＡｌ、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、ＴａおよびＣｒからなる群より選
ばれた１種以上（金属・合金）、またはこれらの窒化物
からなる第２層を真空成膜により積層形成する。第１層
を形成するカソードアーク成膜も真空成膜であるが、第
２層を形成する真空成膜は、ドロップレットやピンホー
ルなどの欠陥がカソードアーク成膜より少ない平滑な被
膜が得られる真空成膜であり、カソードアーク成膜を除
く。このような真空成膜法として、真空蒸着法、ＲＦイ
オンプレーティング法、ＡＲＥ法、ＨＣＤ法などが挙げ
られる。
【００１５】第２層の膜厚は、０．５〜２μｍが好まし
い。０．５μｍ未満では、第１層に存在するピンホール
を十分埋められない。一方、２μｍを超えて厚くする
と、全体の膜厚が厚くなり生産性・経済性に劣る。
い。０．５μｍ未満では、第１層に存在するピンホール
を十分埋められない。一方、２μｍを超えて厚くする
と、全体の膜厚が厚くなり生産性・経済性に劣る。
【００１６】（ｂ−３）第３層 第３層には絶縁性に優れたアルミナ膜を真空成膜により
被覆する。この真空成膜としては、上記第２層の真空成
膜の他に、カソードアーク法も加えることができる。真
空成膜によるアルミナ膜を最表面に被覆することによ
り、局部電池の形成（腐食の進行）を抑制できる。それ
は、真空成膜によるアルミナ膜が（イ）絶縁性に優れ
る、（ロ）水との接触角が９０°以上であり高い撥水作
用を有するので、ピンホールが存在しても水分が浸入し
難いからであると考えられる。
被覆する。この真空成膜としては、上記第２層の真空成
膜の他に、カソードアーク法も加えることができる。真
空成膜によるアルミナ膜を最表面に被覆することによ
り、局部電池の形成（腐食の進行）を抑制できる。それ
は、真空成膜によるアルミナ膜が（イ）絶縁性に優れ
る、（ロ）水との接触角が９０°以上であり高い撥水作
用を有するので、ピンホールが存在しても水分が浸入し
難いからであると考えられる。
【００１７】第３層の膜厚は、１〜５μｍが好ましい。
１μｍ未満では、十分な絶縁性が得られない。一方、５
μｍを超えて厚くすると、全体の膜厚が厚くなり生産性
・経済性に劣る。
１μｍ未満では、十分な絶縁性が得られない。一方、５
μｍを超えて厚くすると、全体の膜厚が厚くなり生産性
・経済性に劣る。
【００１８】（ｂ−４）全膜厚 全体の膜厚は、１０μｍ以下とするのが好ましい。１０
μｍを超えると、部材の寸法精度が悪くなり、従来部材
の寸法精度と同等になってしまう。また、基材が磁石な
どの場合に磁気特性が低下する。
μｍを超えると、部材の寸法精度が悪くなり、従来部材
の寸法精度と同等になってしまう。また、基材が磁石な
どの場合に磁気特性が低下する。
【００１９】（２）次に、本発明の被膜付き高耐食性部
材の作製方法および該被膜の形成方法について補足説明
する。
材の作製方法および該被膜の形成方法について補足説明
する。
【００２０】（ａ）基材 基材表面は、機械加工跡などのない方が好ましい。機械
加工跡があると、そこの被膜に応力が集中し、層間の界
面や基材との界面で被膜が剥離して、部材の耐食性を損
なう。そのため、Ｒｍａｘで３μｍ以下の粗さに研磨す
るか、研磨の困難な基材では＃４００程度のガラスビー
ズでブラスト処理などをして均一で細かい粗さにするの
が望ましい。
加工跡があると、そこの被膜に応力が集中し、層間の界
面や基材との界面で被膜が剥離して、部材の耐食性を損
なう。そのため、Ｒｍａｘで３μｍ以下の粗さに研磨す
るか、研磨の困難な基材では＃４００程度のガラスビー
ズでブラスト処理などをして均一で細かい粗さにするの
が望ましい。
【００２１】（ｂ）被膜 （ｂ−１）第１層 基材が磁石材の場合は、磁化する前の基材に第１層を成
膜する方が望ましい。一般に、磁化した基材にカソード
アーク法などのイオンプレーティング法により被膜を形
成する場合は、該基材がプラズマや蒸発粒子に影響を与
える、従って膜厚分布や膜質に影響を与えるため好まし
くない。
膜する方が望ましい。一般に、磁化した基材にカソード
アーク法などのイオンプレーティング法により被膜を形
成する場合は、該基材がプラズマや蒸発粒子に影響を与
える、従って膜厚分布や膜質に影響を与えるため好まし
くない。
【００２２】（ｂ−２）第２層形成前の予備処理 形成した第１層上には、超音波洗浄などで容易に剥離す
る被膜が生成する。そのため、超音波洗浄などでこの被
膜を除去するのが好ましい。また、形成した第１層には
ドロップレットが多く存在するので、研磨などにより凸
部を除去するのが好ましい。
る被膜が生成する。そのため、超音波洗浄などでこの被
膜を除去するのが好ましい。また、形成した第１層には
ドロップレットが多く存在するので、研磨などにより凸
部を除去するのが好ましい。
【００２３】さらに、後で形成する第２層と第１層との
密着力を向上させるため、メタルイオンボンバード処
理、ベーキング処理、Ａｒボンバード処理などの処理を
行うのが好ましい。しかし、これらの処理を省いても実
用上十分な上記密着力が得られる。
密着力を向上させるため、メタルイオンボンバード処
理、ベーキング処理、Ａｒボンバード処理などの処理を
行うのが好ましい。しかし、これらの処理を省いても実
用上十分な上記密着力が得られる。
【００２４】メタルイオンボンバード処理は、イオンプ
レーティング法が望ましい。中でも、第２層および第３
層を連続的に容易に形成できる反応性イオンプレーティ
ング法がより好ましい。すなわち、第１層に形成される
被膜の成分金属を溶融し、蒸発粒子をイオン化し、−５
００〜−１０００Ｖのバイアス電圧を部材に印加して、
１〜５分処理する。イオン化の方法は、アーク放電、グ
ロー放電、ホロカソード放電、高周波放電などの公知の
放電法のいずれでも良い。処理時間が５分を超えると、
部材表面が荒れるので好ましくない。
レーティング法が望ましい。中でも、第２層および第３
層を連続的に容易に形成できる反応性イオンプレーティ
ング法がより好ましい。すなわち、第１層に形成される
被膜の成分金属を溶融し、蒸発粒子をイオン化し、−５
００〜−１０００Ｖのバイアス電圧を部材に印加して、
１〜５分処理する。イオン化の方法は、アーク放電、グ
ロー放電、ホロカソード放電、高周波放電などの公知の
放電法のいずれでも良い。処理時間が５分を超えると、
部材表面が荒れるので好ましくない。
【００２５】Ａｒボンバード処理は、真空チャンバーに
Ａｒガスを導入し、−５００〜−２０００Ｖのバイアス
電圧を部材に印加して、１分以上処理する。
Ａｒガスを導入し、−５００〜−２０００Ｖのバイアス
電圧を部材に印加して、１分以上処理する。
【００２６】
【実施例】［実施例１］ （１）基材およびその予備処理 １０ｍｍ×１０ｍｍ×５ｍｍの磁化していないＮｄ−Ｆ
ｅ−Ｂ焼結磁石を基材に用いた。この基材をエタノール
で超音波洗浄した後、Ｃｒカソードを備えたカソードア
ーク式イオンプレーティング装置内にセットした。チャ
ンバー内を２×１０-5Ｔｏｒｒまで排気した後、−１０
００Ｖのバイアス電圧を基材に印加し、Ｃｒイオンによ
るメタルイオンボンバード処理を基材が４００℃になる
まで行った。
ｅ−Ｂ焼結磁石を基材に用いた。この基材をエタノール
で超音波洗浄した後、Ｃｒカソードを備えたカソードア
ーク式イオンプレーティング装置内にセットした。チャ
ンバー内を２×１０-5Ｔｏｒｒまで排気した後、−１０
００Ｖのバイアス電圧を基材に印加し、Ｃｒイオンによ
るメタルイオンボンバード処理を基材が４００℃になる
まで行った。
【００２７】（２）被膜の形成 （ａ）第１層の形成 続いて、窒素ガスを５×１０-2Ｔｏｒｒまで導入し、バ
イアス電圧を−３００Ｖにして、ＣｒＮ膜を６０分間コ
ーティングした。
イアス電圧を−３００Ｖにして、ＣｒＮ膜を６０分間コ
ーティングした。
【００２８】（ｂ）第２層形成前の予備処理 チャンバーから部材を取り出しエタノールで超音波洗浄
した後、反応性イオンプレーティング装置内にセットし
た。第２層用の蒸発材としてＣｒ−３５原子％Ｔｉ合金
インゴット、第３層用の蒸発材として粒状Ａｌ2Ｏ3（溶
解粉砕品、粒径２〜３ｍｍ）を上記装置内のＣｕ製ハー
スに充填した。その後、真空チャンバー内を１×１０-5
Ｔｏｒｒまで排気し、内部ヒータで３００℃まで加熱し
た。そして、そのまま２時間保持した。
した後、反応性イオンプレーティング装置内にセットし
た。第２層用の蒸発材としてＣｒ−３５原子％Ｔｉ合金
インゴット、第３層用の蒸発材として粒状Ａｌ2Ｏ3（溶
解粉砕品、粒径２〜３ｍｍ）を上記装置内のＣｕ製ハー
スに充填した。その後、真空チャンバー内を１×１０-5
Ｔｏｒｒまで排気し、内部ヒータで３００℃まで加熱し
た。そして、そのまま２時間保持した。
【００２９】次にＡｒガスを０．０３Ｔｏｒｒになるま
で導入しバイアス電圧を−８００Ｖ印加して、 Ａｒボ
ンバード処理を１０分間行った。続いて、１０ｋＶ−２
００ｍＡの電子ビームをＣｒ−３５原子％Ｔｉ合金イン
ゴットに照射し溶解した。こうしてＣｒを蒸発させ、−
８００Ｖのバイアス電圧を部材に印加して、Ｃｒイオン
によるメタルイオンボンバード処理を５分間行った。な
お、上記Ｃｒ−Ｔｉ合金を使用することにより、金属ク
ロムを使用する場合より熱電子が多く発生するのでイオ
ン化率が高くなり、また蒸気圧差によりＣｒのみを選択
的に蒸発させることができる。
で導入しバイアス電圧を−８００Ｖ印加して、 Ａｒボ
ンバード処理を１０分間行った。続いて、１０ｋＶ−２
００ｍＡの電子ビームをＣｒ−３５原子％Ｔｉ合金イン
ゴットに照射し溶解した。こうしてＣｒを蒸発させ、−
８００Ｖのバイアス電圧を部材に印加して、Ｃｒイオン
によるメタルイオンボンバード処理を５分間行った。な
お、上記Ｃｒ−Ｔｉ合金を使用することにより、金属ク
ロムを使用する場合より熱電子が多く発生するのでイオ
ン化率が高くなり、また蒸気圧差によりＣｒのみを選択
的に蒸発させることができる。
【００３０】（ｃ）第２層の形成 続いて、バイアス電圧を−２００Ｖに下げて、Ｃｒメタ
ルを１２分間コーティングした。
ルを１２分間コーティングした。
【００３１】（ｄ）第３層の形成 次に、蒸発材をＡｌ2Ｏ3に変えて、１０ｋＶ−４００ｍ
Ａの電子ビームを照射しながら、５×１０-4Ｔｏｒｒに
なるまで酸素を導入し、２５分間コーティングした。
Ａの電子ビームを照射しながら、５×１０-4Ｔｏｒｒに
なるまで酸素を導入し、２５分間コーティングした。
【００３２】（３）膜厚および耐食性の測定 形成した膜の膜厚は、第１層のＣｒＮ膜が２．５μｍ、
第２層のＣｒメタル膜が０．９μｍ、第３層のＡｌ2Ｏ3
膜が４．２μｍであった。
第２層のＣｒメタル膜が０．９μｍ、第３層のＡｌ2Ｏ3
膜が４．２μｍであった。
【００３３】また、作製したコーティング磁石をＪＩＳ
Ｚ ２３７１に準じて塩水噴霧試験を行ったところ、
９６時間後でも発錆は見られず、該磁石は高い耐食性を
示した。
Ｚ ２３７１に準じて塩水噴霧試験を行ったところ、
９６時間後でも発錆は見られず、該磁石は高い耐食性を
示した。
【００３４】［比較例１］第１層形成前の予備処理を実
施例１と同様に行った後、ＣｒＮ膜をコーティングする
ことなくチャンバーから部材を取り出し、実施例１にお
ける第２層形成前の予備処理を行った。それ以後は、実
施例１と同様に試験した。
施例１と同様に行った後、ＣｒＮ膜をコーティングする
ことなくチャンバーから部材を取り出し、実施例１にお
ける第２層形成前の予備処理を行った。それ以後は、実
施例１と同様に試験した。
【００３５】膜厚測定の結果、第１層のＣｒメタル膜が
１．１μｍ、第２層のＡｌ2Ｏ3膜が４．５μｍであっ
た。また、耐食性測定（塩水噴霧試験）の結果、４８時
間後にコーティング磁石に発錆が見られ、錆周囲の被膜
が剥離していた。これは、第１層のＣｒ膜と基材磁石と
の密着性が悪かったためと考えられる。
１．１μｍ、第２層のＡｌ2Ｏ3膜が４．５μｍであっ
た。また、耐食性測定（塩水噴霧試験）の結果、４８時
間後にコーティング磁石に発錆が見られ、錆周囲の被膜
が剥離していた。これは、第１層のＣｒ膜と基材磁石と
の密着性が悪かったためと考えられる。
【００３６】［実施例２］ （１）基材およびその予備処理 １０ｍｍ×１０ｍｍ×５ｍｍのＳ２５Ｃ炭素鋼を基材に
用い、カソードアーク式イオンプレーティング装置にＴ
ｉカソードを備えてＴｉイオンによるメタルイオンボン
バード処理を行った以外は実施例１と同様に行った。
用い、カソードアーク式イオンプレーティング装置にＴ
ｉカソードを備えてＴｉイオンによるメタルイオンボン
バード処理を行った以外は実施例１と同様に行った。
【００３７】（２）被膜の形成 （ａ）第１層の形成 続いて、窒素ガスを３×１０-2Ｔｏｒｒまで導入しバイ
アス電圧を−３００Ｖにして、ＴｉＮ膜をコーティング
した。
アス電圧を−３００Ｖにして、ＴｉＮ膜をコーティング
した。
【００３８】（ｂ）第２層形成前の予備処理 チャンバーから部材を取り出しエタノールで超音波洗浄
した後、反応性イオンプレーティング装置内にセットし
た。第２層用の蒸発材として金属Ｔｉ塊、第３層用の蒸
発材として粒状Ａｌ2Ｏ3（溶解粉砕品、粒径２〜３ｍ
ｍ）を上記装置内のＣｕ製ハースに充填した。その後、
真空チャンバー内を１×１０-5Ｔｏｒｒまで排気し、内
部ヒータで３００℃まで加熱した。そして、そのまま保
持した。
した後、反応性イオンプレーティング装置内にセットし
た。第２層用の蒸発材として金属Ｔｉ塊、第３層用の蒸
発材として粒状Ａｌ2Ｏ3（溶解粉砕品、粒径２〜３ｍ
ｍ）を上記装置内のＣｕ製ハースに充填した。その後、
真空チャンバー内を１×１０-5Ｔｏｒｒまで排気し、内
部ヒータで３００℃まで加熱した。そして、そのまま保
持した。
【００３９】次にＡｒガスを０．０３Ｔｏｒｒになるま
で導入し、バイアス電圧を−８００Ｖ印加して、Ａｒボ
ンバード処理を１０分間行った。続いて、１０ｋＶ−６
００ｍＡの電子ビームを金属Ｔｉ塊に照射し溶解した。
こうしてＴｉを蒸発させ、−８００Ｖのバイアス電圧を
部材に印加して、Ｔｉイオンによるメタルイオンボンバ
ード処理を５分間行った。
で導入し、バイアス電圧を−８００Ｖ印加して、Ａｒボ
ンバード処理を１０分間行った。続いて、１０ｋＶ−６
００ｍＡの電子ビームを金属Ｔｉ塊に照射し溶解した。
こうしてＴｉを蒸発させ、−８００Ｖのバイアス電圧を
部材に印加して、Ｔｉイオンによるメタルイオンボンバ
ード処理を５分間行った。
【００４０】（ｃ）第２層の形成 続いて、バイアス電圧を−２００Ｖに下げて、Ｔｉメタ
ルをコーティングした。
ルをコーティングした。
【００４１】（ｄ）第３層の形成 次に、蒸発材をＡｌ2Ｏ3に変えて、１０ｋＶ−４００ｍ
Ａの電子ビームを照射しながら、５×１０-4Ｔｏｒｒに
なるまで酸素を導入し、コーティングした。
Ａの電子ビームを照射しながら、５×１０-4Ｔｏｒｒに
なるまで酸素を導入し、コーティングした。
【００４２】（３）膜厚、ピンホール密度および耐食性
の測定 形成した膜の膜厚は、第１層のＴｉＮ膜が３．８μｍ、
第２層のＴｉメタル膜が１．６μｍ、第３層のＡｌ2Ｏ3
膜が３．２μｍであった。また、作製したコーティング
部材表面（被膜）のピンホール密度は、０．００１３１
％であった。
の測定 形成した膜の膜厚は、第１層のＴｉＮ膜が３．８μｍ、
第２層のＴｉメタル膜が１．６μｍ、第３層のＡｌ2Ｏ3
膜が３．２μｍであった。また、作製したコーティング
部材表面（被膜）のピンホール密度は、０．００１３１
％であった。
【００４３】さらに、作製したコーティング部材の耐食
性を実施例１と同様にして測定した（塩水噴霧試験）と
ころ、９６時間後でも該部材に発錆は見られず、高い耐
食性を示した。
性を実施例１と同様にして測定した（塩水噴霧試験）と
ころ、９６時間後でも該部材に発錆は見られず、高い耐
食性を示した。
【００４４】［比較例２］ （１）被膜形成まで １０ｍｍ×１０ｍｍ×５ｍｍのＳ２５Ｃ炭素鋼を基材に
用いた以外は実施例１と同様にして、第１層形成前の予
備処理までを行った。続いて、ピンホール密度が０．０
０１３１％（実施例２のコーティング部材表面のピンホ
ール密度）となるように、カソードアーク法でＣｒＮ膜
を形成した。そして、第２層および第３層を形成しなか
った。
用いた以外は実施例１と同様にして、第１層形成前の予
備処理までを行った。続いて、ピンホール密度が０．０
０１３１％（実施例２のコーティング部材表面のピンホ
ール密度）となるように、カソードアーク法でＣｒＮ膜
を形成した。そして、第２層および第３層を形成しなか
った。
【００４５】（２）ピンホール密度および耐食性の測定 作製したコーティング部材表面（被膜）のピンホール密
度は０．００１３０％であった。
度は０．００１３０％であった。
【００４６】さらに、作製したコーティング部材の耐食
性を実施例１と同様にして測定した（塩水噴霧試験）と
ころ、２４時間後に既に発錆が見られた。これは、実施
例２と違って第２層、第３層が形成されなかったためと
考えられる。
性を実施例１と同様にして測定した（塩水噴霧試験）と
ころ、２４時間後に既に発錆が見られた。これは、実施
例２と違って第２層、第３層が形成されなかったためと
考えられる。
【００４７】
【発明の効果】本発明により、膜厚が１０μｍ以下の被
膜を有し、９６時間の塩水噴霧試験に耐えうる被膜付き
高耐食性部材、およびその被膜を提供できる。従って、
高耐食性の精密部品や複雑形状部品を提供できる。
膜を有し、９６時間の塩水噴霧試験に耐えうる被膜付き
高耐食性部材、およびその被膜を提供できる。従って、
高耐食性の精密部品や複雑形状部品を提供できる。
Claims (8)
- 【請求項１】 基材と、第１層、第２層および第３層か
らなる被膜とからなる部材であって、該被膜は、（１）
カソードアーク成膜による第１層が基材表面に、該第１
層中に存在するピンホールを埋めるために真空成膜によ
る第２層が該第１層上に、真空成膜による第３層が該第
２層上に形成されてなり、（２）該第１層が、Ｔｉ、Ｔ
ｉＡｌ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、ＴａおよびＣｒからな
る群より選ばれた１種以上、またはこれらの窒化物から
なり、該第２層が、Ｔｉ、ＴｉＡｌ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、
Ｎｂ、ＴａおよびＣｒからなる群より選ばれた１種以
上、またはこれらの窒化物からなり、該第３層がアルミ
ナからなる被膜付き高耐食性部材。 - 【請求項２】 第１層は、膜厚が１〜５μｍである請求
項１に記載の被膜付き高耐食性部材。 - 【請求項３】 第２層は、真空蒸着法、ＲＦイオンプレ
ーティング法、ＡＲＥ法またはＨＣＤ法により形成され
る請求項１に記載の被膜付き高耐食性部材。 - 【請求項４】 第２層は、膜厚が０．５〜２μｍである
請求項１または３に記載の被膜付き高耐食性部材。 - 【請求項５】 第３層は、真空蒸着法、ＲＦイオンプレ
ーティング法、ＡＲＥ法、ＨＣＤ法またはカソードアー
ク法により形成される請求項１に記載の被膜付き高耐食
性部材。 - 【請求項６】 第３層は、膜厚が１〜５μｍである請求
項１または５に記載の被膜付き高耐食性部材。 - 【請求項７】 被膜の全膜厚が１０μｍ以下である請求
項１に記載の被膜付き高耐食性部材。 - 【請求項８】 請求項１または７に記載の被膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33258698A JP2000160365A (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 被膜付き高耐食性部材およびその被膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33258698A JP2000160365A (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 被膜付き高耐食性部材およびその被膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000160365A true JP2000160365A (ja) | 2000-06-13 |
Family
ID=18256600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33258698A Pending JP2000160365A (ja) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | 被膜付き高耐食性部材およびその被膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000160365A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113235045A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-08-10 | 芜湖三六机械有限公司 | 一种45钢用耐磨敷层材料及制备方法 |
-
1998
- 1998-11-24 JP JP33258698A patent/JP2000160365A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113235045A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-08-10 | 芜湖三六机械有限公司 | 一种45钢用耐磨敷层材料及制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20040723 |