JP2000319784A - 摺動部品及びその製造方法 - Google Patents
摺動部品及びその製造方法Info
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ダイヤモンドライクカーボン膜の基板との密
着性を高める。 【解決手段】 金属母材1表面に、炭素を含むガスをイ
オン化させ、カーボンイオン注入層2を形成させ、その
後炭素及び珪素を含むプラズマガスを用いてダイヤモン
ドライクカーボン膜3を形成する。
着性を高める。 【解決手段】 金属母材1表面に、炭素を含むガスをイ
オン化させ、カーボンイオン注入層2を形成させ、その
後炭素及び珪素を含むプラズマガスを用いてダイヤモン
ドライクカーボン膜3を形成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ダイヤモンドラ
イクカーボン膜を形成した摺動部品及びその製造方法に
関する。より詳しく述べるならば、本発明は、ピストン
リグ、シム、バルブリフター、ピストン、クランクシャ
フト、コンロッドあるいはディーゼルエンジン用噴射ポ
ンププランジャーなどの摺動部品及びその製造方法に関
するものである。
イクカーボン膜を形成した摺動部品及びその製造方法に
関する。より詳しく述べるならば、本発明は、ピストン
リグ、シム、バルブリフター、ピストン、クランクシャ
フト、コンロッドあるいはディーゼルエンジン用噴射ポ
ンププランジャーなどの摺動部品及びその製造方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】炭素を含むガスのプラズマを利用したダ
イヤモンドライクカーボン膜の形成はWeissmantelらに
よる"Structure and Properties of Qusasi-Amorphous
Films Prepared by Ion Beam Techniques", Thin Solid
Films, 72, p19-31(1980)で公知である。
イヤモンドライクカーボン膜の形成はWeissmantelらに
よる"Structure and Properties of Qusasi-Amorphous
Films Prepared by Ion Beam Techniques", Thin Solid
Films, 72, p19-31(1980)で公知である。
【0003】このようなダイヤモンドライクカーボン膜
は各種のPVD,CVDの方式により形成することができ、各
種材料に対して摩擦係数が低いと言う特徴があるが、母
材との密着性が悪いと言う問題がある。
は各種のPVD,CVDの方式により形成することができ、各
種材料に対して摩擦係数が低いと言う特徴があるが、母
材との密着性が悪いと言う問題がある。
【0004】特開平7−90553号では硬質カーボン膜形成
後あるいは硬質カーボン膜を形成中にイオン注入により
母材との界面に混合層を形成し剥離を防止する方法が示
されている。この方法では、硬質カーボン膜形成後ある
いは形成と同時にイオン注入を行って母材と硬質カーボ
ン膜との界面部分に炭素原子と注入原子との混合層が形
成されるので、製造された部品は、窒素などの注入原子
と炭素原子の混合層を有する母材上に硬質カーボン膜が
形成されたものである。また、イオン注入の際の加速電
圧として内部までの十分なイオン注入を考慮して50ke
V以上が良いとしている。しかしながら、このような高
い加速電圧でイオン注入を行うためには特殊で高価なイ
オン注入装置が必要であること、また、イオンビームの
投射面積が小さいため大量処理が困難であるといった問
題がある。
後あるいは硬質カーボン膜を形成中にイオン注入により
母材との界面に混合層を形成し剥離を防止する方法が示
されている。この方法では、硬質カーボン膜形成後ある
いは形成と同時にイオン注入を行って母材と硬質カーボ
ン膜との界面部分に炭素原子と注入原子との混合層が形
成されるので、製造された部品は、窒素などの注入原子
と炭素原子の混合層を有する母材上に硬質カーボン膜が
形成されたものである。また、イオン注入の際の加速電
圧として内部までの十分なイオン注入を考慮して50ke
V以上が良いとしている。しかしながら、このような高
い加速電圧でイオン注入を行うためには特殊で高価なイ
オン注入装置が必要であること、また、イオンビームの
投射面積が小さいため大量処理が困難であるといった問
題がある。
【0005】高電圧パルスによるプラズマ・ソース・イ
オン注入法(PSII法)については米国特許第4,764,
394号及び第5,458,927号がある。このPSII法によれ
ば20kVかそれ以上の負の高電圧パルスをターゲット
に印加することにより全方向からイオンが注入され、タ
ーゲット材料の表面硬度、耐摩耗性が改善されることが
開示されている。
オン注入法(PSII法)については米国特許第4,764,
394号及び第5,458,927号がある。このPSII法によれ
ば20kVかそれ以上の負の高電圧パルスをターゲット
に印加することにより全方向からイオンが注入され、タ
ーゲット材料の表面硬度、耐摩耗性が改善されることが
開示されている。
【0006】しかしながら、このPSII法ではイオン
注入層を安価な装置で比較的容易に形成することは可能
であるが、パルスのデューティ比が低いため、成膜速度
が遅く1ミクロン程度の膜厚を得るためには長時間を要
すると言う問題がある。
注入層を安価な装置で比較的容易に形成することは可能
であるが、パルスのデューティ比が低いため、成膜速度
が遅く1ミクロン程度の膜厚を得るためには長時間を要
すると言う問題がある。
【0007】本出願人は、特願平11−57085号により珪
素を含むガスによるダイヤモンドライクカーボン膜で混
合成分層の組成を層厚さ方向で連続的に変化させて膜の
密着性を改善する方法を提案したが、さらに密着性を改
善する方法につき研究を行った。
素を含むガスによるダイヤモンドライクカーボン膜で混
合成分層の組成を層厚さ方向で連続的に変化させて膜の
密着性を改善する方法を提案したが、さらに密着性を改
善する方法につき研究を行った。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は従来の
技術では困難であった高い密着性を有するダイヤモンド
ライクカーボン膜を形成した摺動部品及びその製造方法
を提供することにある。
技術では困難であった高い密着性を有するダイヤモンド
ライクカーボン膜を形成した摺動部品及びその製造方法
を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決すべくなされたものであって、表面にカーボンイオン
注入層を有する金属母材と、カーボンイオン注入層上に
炭素と珪素を含むプラズマガスより形成されたダイヤモ
ンドライクカーボン膜とからなることを特徴とする摺動
部品を提供するものである。
決すべくなされたものであって、表面にカーボンイオン
注入層を有する金属母材と、カーボンイオン注入層上に
炭素と珪素を含むプラズマガスより形成されたダイヤモ
ンドライクカーボン膜とからなることを特徴とする摺動
部品を提供するものである。
【0010】本発明による摺動部品の製造方法は金属母
材表面に、炭素を含むガスをイオン化させ、カーボンイ
オン注入層を形成させた後、炭素及び珪素を含むガスに
よるプラズマガスを用いてダイヤモンドライクカーボン
膜をカーボンイオン注入層上に形成することを特徴とす
る。
材表面に、炭素を含むガスをイオン化させ、カーボンイ
オン注入層を形成させた後、炭素及び珪素を含むガスに
よるプラズマガスを用いてダイヤモンドライクカーボン
膜をカーボンイオン注入層上に形成することを特徴とす
る。
【0011】
【作用】母材の表面に炭素を含むガスをイオン化して、
注入したカーボンイオン注入層では炭素原子は、表面付
近では高濃度であり、深さ方向で次第に減少する濃度分
布となる。ダイヤモンドライクカーボン膜は化学的組成
的には炭素膜であるため、カーボンイオン注入層とは組
成的・構造的に似通っているため密着性が良い。
注入したカーボンイオン注入層では炭素原子は、表面付
近では高濃度であり、深さ方向で次第に減少する濃度分
布となる。ダイヤモンドライクカーボン膜は化学的組成
的には炭素膜であるため、カーボンイオン注入層とは組
成的・構造的に似通っているため密着性が良い。
【0012】また、珪素及び炭素を含んだプラズマガス
から生成されるダイヤモンドライクカーボン膜は膜中に
Si−C結合を形成しやすい。このようなSi−Cはそ
の化学的結合力により母材表面で密着性を上げる作用が
ある。
から生成されるダイヤモンドライクカーボン膜は膜中に
Si−C結合を形成しやすい。このようなSi−Cはそ
の化学的結合力により母材表面で密着性を上げる作用が
ある。
【0013】したがって、あらかじめ金属母材表面にカ
ーボンイオン注入層を形成しておき、その上に炭素及び
珪素を含むプラズマガスを用いてダイヤモンドライクカ
ーボン膜を形成すると、炭素リッチな注入層の上に界面
でSi−C結合が多く形成されたダイヤモンドライクカ
ーボン膜が形成されるので密着性が向上する。
ーボンイオン注入層を形成しておき、その上に炭素及び
珪素を含むプラズマガスを用いてダイヤモンドライクカ
ーボン膜を形成すると、炭素リッチな注入層の上に界面
でSi−C結合が多く形成されたダイヤモンドライクカ
ーボン膜が形成されるので密着性が向上する。
【0014】また、炭素を含んだガスを使用したPSI
I法により負の高電圧パルスを用いて母材表面にカーボ
ンイオン注入層を形成した後にRFプラズマCVD法に
より炭素、珪素を含むガスによるプラズマからダイヤモ
ンドライクカーボン膜を形成する方法により摩擦係数が
小さく、密着性の良い摺動部品を容易に製造することが
できる。
I法により負の高電圧パルスを用いて母材表面にカーボ
ンイオン注入層を形成した後にRFプラズマCVD法に
より炭素、珪素を含むガスによるプラズマからダイヤモ
ンドライクカーボン膜を形成する方法により摩擦係数が
小さく、密着性の良い摺動部品を容易に製造することが
できる。
【0015】より好ましい方法としては、炭素を含むガ
スをイオン化させる方法が高電圧パルス法、特に負の高
電圧パルスによるものでピーク電圧15kV以上30kV以
下、デューティ比1%以下、立ち上がり時間5μsec以下
とする。従来のプラズマ・ソース・イオン注入法では2
0kVかそれ以上の負の高電圧パルスにより表面が改善
されることが開示されているが、本発明法では15kV
程度でも十分に効果が得られる。デューティ比1%以
下、立ち上がり時間5μsec以下の波形では高速で基板
周辺部にプラズマシースが生成され、この結果、高エネ
ルギーのカーボンイオンが設定された周波数で繰り返し
基板表面に注入されるため効率良く注入層を形成するこ
とができる。
スをイオン化させる方法が高電圧パルス法、特に負の高
電圧パルスによるものでピーク電圧15kV以上30kV以
下、デューティ比1%以下、立ち上がり時間5μsec以下
とする。従来のプラズマ・ソース・イオン注入法では2
0kVかそれ以上の負の高電圧パルスにより表面が改善
されることが開示されているが、本発明法では15kV
程度でも十分に効果が得られる。デューティ比1%以
下、立ち上がり時間5μsec以下の波形では高速で基板
周辺部にプラズマシースが生成され、この結果、高エネ
ルギーのカーボンイオンが設定された周波数で繰り返し
基板表面に注入されるため効率良く注入層を形成するこ
とができる。
【0016】カーボンイオン注入処理とダイヤモンドラ
イクカーボン膜の形成を別々の装置で行うことができる
が、同一装置内で二つの処理を行えば、より生産性良く
摺動部品の製造を行うことが可能である。
イクカーボン膜の形成を別々の装置で行うことができる
が、同一装置内で二つの処理を行えば、より生産性良く
摺動部品の製造を行うことが可能である。
【0017】また、炭素、珪素を含むガスとしてテトラ
メチルシランを使用することが出来るが、類似の構造を
持つテトラエチルシランなども使用することができる。
さらに珪素以外でもTi,Cr,Wなどカーバイドを形
成しやすい元素と炭素の両方を含む原料ガスを使用して
も、Tiなどとカーボンイオン注入層のCとの強固な結
合が期待できる。
メチルシランを使用することが出来るが、類似の構造を
持つテトラエチルシランなども使用することができる。
さらに珪素以外でもTi,Cr,Wなどカーバイドを形
成しやすい元素と炭素の両方を含む原料ガスを使用して
も、Tiなどとカーボンイオン注入層のCとの強固な結
合が期待できる。
【0018】
【実施例】以下、図面を参照として本発明をより具体的
に説明する。
に説明する。
【0019】図1は本発明による摺動部品の一部を拡大
したものであり、鉄系材料、アルミニウム系材料などの
金属母材1の表面にカーボンイオン注入層2が形成されて
いる。カーボンイオン注入層2は最高炭素濃度
(Cmax )が1017個/cm-3程度であることが好まし
い.。また、カーボンイオン注入層2は最高炭素濃度(C
max )を示す深さが250〜500Åであることが好ましい。
したものであり、鉄系材料、アルミニウム系材料などの
金属母材1の表面にカーボンイオン注入層2が形成されて
いる。カーボンイオン注入層2は最高炭素濃度
(Cmax )が1017個/cm-3程度であることが好まし
い.。また、カーボンイオン注入層2は最高炭素濃度(C
max )を示す深さが250〜500Åであることが好ましい。
【0020】カーボンイオン注入層2上に炭素と珪素を
含むプラズマガスを用いてダイヤモンドライクカーボン
膜3が形成される。この厚さは部品の用途により定めら
れ、特に制限はない。
含むプラズマガスを用いてダイヤモンドライクカーボン
膜3が形成される。この厚さは部品の用途により定めら
れ、特に制限はない。
【0021】図2は本発明による摺動部品を製造するの
に用いられる装置であって、プラズマ・ソース・イオン
注入法によりカーボンイオン注入層を形成するためのも
のである。真空ポンプ8を備えた真空チャンバー4内に
はアンテナ5と金属母材からなる基板7を保持するため
の基板ホルダ−6が設けられている。クリーニング時に
はアンテナ5にRF電源9から13.56MHzの高周波電
力が加えられる。基板ホルダー6には高圧パルス電源1
0から負の高電圧パルスが印加される。
に用いられる装置であって、プラズマ・ソース・イオン
注入法によりカーボンイオン注入層を形成するためのも
のである。真空ポンプ8を備えた真空チャンバー4内に
はアンテナ5と金属母材からなる基板7を保持するため
の基板ホルダ−6が設けられている。クリーニング時に
はアンテナ5にRF電源9から13.56MHzの高周波電
力が加えられる。基板ホルダー6には高圧パルス電源1
0から負の高電圧パルスが印加される。
【0022】炭化水素などの炭素を含むガスを真空チャ
ンバーに設けられたガス導入口11から所定流量導入し
て真空チャンバー内を所定の圧力に調整した後、基板7
を保持した基板ホルダー6に負の高電圧パルスを印加す
ると、基板及び基板ホルダーの周囲にプラズマシースが
形成され、このシースに発生する静電的なポテンシャル
差によりプラズマ中のカーボンイオンが加速され、高エ
ネルギーで基板表面に衝突しカーボンイオンが注入され
る。このようにして母材表面にカーボンイオン注入層が
形成される。
ンバーに設けられたガス導入口11から所定流量導入し
て真空チャンバー内を所定の圧力に調整した後、基板7
を保持した基板ホルダー6に負の高電圧パルスを印加す
ると、基板及び基板ホルダーの周囲にプラズマシースが
形成され、このシースに発生する静電的なポテンシャル
差によりプラズマ中のカーボンイオンが加速され、高エ
ネルギーで基板表面に衝突しカーボンイオンが注入され
る。このようにして母材表面にカーボンイオン注入層が
形成される。
【0023】図3は本発明による摺動部品を製造するの
に用いられる装置であって、基本的には容量結合型RF
プラズマCVD装置であり、カーボンイオン注入層2上
にテトラメチルシランなどの炭素と珪素を含むガスによ
るプラズマを用いてダイヤモンドライクカーボン膜3を
形成する。真空ポンプ12及びガス導入口13を備えた
真空チャンバー14内に上部電極15、下部電極16が
設けられ、下部電極16にはRF電源17から13.56M
Hzの高周波電力が連続的に印加される。真空チャンバ
ー14内にガス導入口13より所定流量導入された炭素
及び珪素を含むガスにより決まる所定の圧力下で、上部
電極15を接地して、下部電極16に高周波電力を加え
ると上部電極−下部電極間にプラズマが励起される。こ
のような装置を使用すると基板7上に約1時間程度で1
ミクロン程度の膜厚のダイヤモンドライクカーボン膜を
比較的高速に形成することができる。
に用いられる装置であって、基本的には容量結合型RF
プラズマCVD装置であり、カーボンイオン注入層2上
にテトラメチルシランなどの炭素と珪素を含むガスによ
るプラズマを用いてダイヤモンドライクカーボン膜3を
形成する。真空ポンプ12及びガス導入口13を備えた
真空チャンバー14内に上部電極15、下部電極16が
設けられ、下部電極16にはRF電源17から13.56M
Hzの高周波電力が連続的に印加される。真空チャンバ
ー14内にガス導入口13より所定流量導入された炭素
及び珪素を含むガスにより決まる所定の圧力下で、上部
電極15を接地して、下部電極16に高周波電力を加え
ると上部電極−下部電極間にプラズマが励起される。こ
のような装置を使用すると基板7上に約1時間程度で1
ミクロン程度の膜厚のダイヤモンドライクカーボン膜を
比較的高速に形成することができる。
【0024】したがって、以上述べたような方法によ
り、図2に示したPSII装置により母材表面にカーボ
ンイオン注入層を形成した後、図3に示したRFプラズ
マCVD装置によりダイヤモンドライクカーボン膜を形
成すると、各種摺動部品が製造可能となる。
り、図2に示したPSII装置により母材表面にカーボ
ンイオン注入層を形成した後、図3に示したRFプラズ
マCVD装置によりダイヤモンドライクカーボン膜を形
成すると、各種摺動部品が製造可能となる。
【0025】以下この発明の具体的な実施例について比
較例とともに説明する。
較例とともに説明する。
【0026】図2に示した装置を用いて母材(SKH5
1)表面にカーボンイオン注入層を形成する。原料ガス
の炭素を含むガスはメタンガスを使用した。あらかじめ
洗浄されたSKH51基板を真空チャンバー4内の基板
ホルダー6にセットし、真空ポンプ8により真空チャン
バー4を排気する。
1)表面にカーボンイオン注入層を形成する。原料ガス
の炭素を含むガスはメタンガスを使用した。あらかじめ
洗浄されたSKH51基板を真空チャンバー4内の基板
ホルダー6にセットし、真空ポンプ8により真空チャン
バー4を排気する。
【0027】次にアルゴンガスを真空チャンバー4内に
導入し圧力を約20mtorrに調節し、RF電源9からア
ンテナ5に高周波電力を印加する。こうすることにより
真空チャンバー4内にアルゴンプラズマが発生する。こ
の状態で基板ホルダー6に高圧パルス電源から高電圧パ
ルスを印加すると、アルゴンイオンが基板表面に高エネ
ルギーで衝突するため、基板表面のクリーニングを行う
ことができる。
導入し圧力を約20mtorrに調節し、RF電源9からア
ンテナ5に高周波電力を印加する。こうすることにより
真空チャンバー4内にアルゴンプラズマが発生する。こ
の状態で基板ホルダー6に高圧パルス電源から高電圧パ
ルスを印加すると、アルゴンイオンが基板表面に高エネ
ルギーで衝突するため、基板表面のクリーニングを行う
ことができる。
【0028】そして所定流量に設定したメタンガスをガ
ス導入口より真空チャンバー4内に導入してチャンバー
内の圧力を約2mtorrに設定し、この状態で基板ホルダ
ー6に高圧パルス電源から高電圧パルスを印加する。こ
のときの高電圧パルスの条件はピーク電圧は15,2
0,30kV、繰り返し周波数は100,500,10
00Hzとした。図4は繰り返し周波数100Hz、ピ
ーク電圧20kVの時の高電圧パルス波形を示したもの
である。
ス導入口より真空チャンバー4内に導入してチャンバー
内の圧力を約2mtorrに設定し、この状態で基板ホルダ
ー6に高圧パルス電源から高電圧パルスを印加する。こ
のときの高電圧パルスの条件はピーク電圧は15,2
0,30kV、繰り返し周波数は100,500,10
00Hzとした。図4は繰り返し周波数100Hz、ピ
ーク電圧20kVの時の高電圧パルス波形を示したもの
である。
【0029】母材表面にカーボンイオン注入処理を行っ
た後、図3に示した装置を用いてカーボンイオン注入層
上にダイヤモンドライクカーボン膜を形成する。炭素及
び珪素を含むガスとしてテトラメチルシランを用いた。
テトラメチルシランを用いると珪素を含んだダイヤンド
ライクカーボン膜が形成される。基板7を下部電極16
上にセットし、真空ポンプ12により真空チャンバー1
4内を排気する。所定の到達真空度まで一度真空引きし
た後、真空チャンバー14内にガス導入口よりアルゴン
ガスを導入する。この状態でRF電源より下部電極16
にRF電力を印加すると、上下電極間にアルゴンガスプ
ラズマが発生し、基板7表面をクリーニングする。
た後、図3に示した装置を用いてカーボンイオン注入層
上にダイヤモンドライクカーボン膜を形成する。炭素及
び珪素を含むガスとしてテトラメチルシランを用いた。
テトラメチルシランを用いると珪素を含んだダイヤンド
ライクカーボン膜が形成される。基板7を下部電極16
上にセットし、真空ポンプ12により真空チャンバー1
4内を排気する。所定の到達真空度まで一度真空引きし
た後、真空チャンバー14内にガス導入口よりアルゴン
ガスを導入する。この状態でRF電源より下部電極16
にRF電力を印加すると、上下電極間にアルゴンガスプ
ラズマが発生し、基板7表面をクリーニングする。
【0030】クリーニング処理後、所定流量に設定した
テトラメチルシランを導入してダイヤモンドライクカー
ボン膜を形成する。
テトラメチルシランを導入してダイヤモンドライクカー
ボン膜を形成する。
【0031】このようにして形成されたダイヤモンドド
ライクカーボン膜についてスクラッチ試験による密着性
の評価、摩擦摩耗試験(ボール・オン・ディスク式、無
潤滑条件)による評価を行った。表1はこれらの試験に
よる評価結果をまとめたものである。比較のためカーボ
ンイオン注入処理を行わずに基板上に直接ダイヤモンド
ライクカーボン膜を形成したものを用意した。スクラッ
チ試験では皮膜剥離に対する臨界荷重値摩擦摩耗試験で
は摩擦係数を求めた。
ライクカーボン膜についてスクラッチ試験による密着性
の評価、摩擦摩耗試験(ボール・オン・ディスク式、無
潤滑条件)による評価を行った。表1はこれらの試験に
よる評価結果をまとめたものである。比較のためカーボ
ンイオン注入処理を行わずに基板上に直接ダイヤモンド
ライクカーボン膜を形成したものを用意した。スクラッ
チ試験では皮膜剥離に対する臨界荷重値摩擦摩耗試験で
は摩擦係数を求めた。
【0032】
【表1】
【0033】これらの結果からカーボンイオン注入処理
を行った供試材は注入処理を行わない場合に比べて、い
ずれも臨界荷重値は高く、良好な密着性を示している。
また繰り返し周波数による影響はピーク電圧15kVで
は周波数の高いほうが臨界荷重値が高くなる傾向がある
が、20、30kVでは差が見られない。
を行った供試材は注入処理を行わない場合に比べて、い
ずれも臨界荷重値は高く、良好な密着性を示している。
また繰り返し周波数による影響はピーク電圧15kVで
は周波数の高いほうが臨界荷重値が高くなる傾向がある
が、20、30kVでは差が見られない。
【0034】またこのようにして成膜した膜の摩擦係数
はいずれの場合も0.2程度と小さく、摺動部品として
好適である。
はいずれの場合も0.2程度と小さく、摺動部品として
好適である。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、上述のように、イオン
注入層形成とRFプラズマCVD法によるダイヤモンド
ライクカーボン膜を組み合わせることにより、従来のも
のに比べて母材との密着性に優れ、摩擦係数の低い摺動
部品を提供することができる。このような摺動部品を使
用することにより摺動部の摩擦によるエネルギー損失を
低減できるので、例えば自動車のエンジン部品などに適
用した場合には燃費低減やそれに伴う排出ガスの低減な
どの効果が期待できる。
注入層形成とRFプラズマCVD法によるダイヤモンド
ライクカーボン膜を組み合わせることにより、従来のも
のに比べて母材との密着性に優れ、摩擦係数の低い摺動
部品を提供することができる。このような摺動部品を使
用することにより摺動部の摩擦によるエネルギー損失を
低減できるので、例えば自動車のエンジン部品などに適
用した場合には燃費低減やそれに伴う排出ガスの低減な
どの効果が期待できる。
【0036】そして、本発明の方法によれば、イオン注
入装置では特別なイオン加速器を必要としないため、安
価に装置を構成することができ、注入面積も大きく取れ
るので大量処理が可能であり、さらには立体形状の側面
へのイオン注入も可能であるなどの利点があるために、
摺動部品の製造が容易になる。
入装置では特別なイオン加速器を必要としないため、安
価に装置を構成することができ、注入面積も大きく取れ
るので大量処理が可能であり、さらには立体形状の側面
へのイオン注入も可能であるなどの利点があるために、
摺動部品の製造が容易になる。
【0037】また、ダイヤモンドライクカーボン膜の生
成はRFプラズマCVD法を適用するため、プラズマ・
ソース・イオン注入法よりも成膜速度が速いというメリ
ットがある。
成はRFプラズマCVD法を適用するため、プラズマ・
ソース・イオン注入法よりも成膜速度が速いというメリ
ットがある。
【0038】本実施例ではカーボンイオン注入処理とダ
イヤモンドライクカーボン膜の形成を別々の装置で行っ
たが、同一装置内で2つの処理を行えば、より生産性良
く摺動部品の製造を行うことが可能である。
イヤモンドライクカーボン膜の形成を別々の装置で行っ
たが、同一装置内で2つの処理を行えば、より生産性良
く摺動部品の製造を行うことが可能である。
【図1】 本発明の実施例を示す摺動部品表面の断面拡
大図である
大図である
【図2】 本発明による摺動部品を製造するためのイオ
ン注入装置の概略構成を示す図である。
ン注入装置の概略構成を示す図である。
【図3】 本発明による摺動部品を製造するためのRF
プラズマCVD装置の概略構成を示す図である。
プラズマCVD装置の概略構成を示す図である。
【図4】 本発明による摺動部品を製造するためのイオ
ン注入装置で使われる高電圧パルス波形の一例を示す図
である。
ン注入装置で使われる高電圧パルス波形の一例を示す図
である。
1.金属母材 2.カーボンイオン注入層 3.ダイヤモンドライクカーボン膜 4.真空チャンバー 5.アンテナ 6.基板ホルダー 7.基板 8.真空ポンプ 9.RF電源 10.高圧パルス電源 11.ガス導入口 12.真空ポンプ 13.ガス導入口 14.真空チャンバー 15.上部電極 16.下部電極 17.RF電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C30B 29/04 C30B 29/04 Q 4K044 R F16J 9/26 F16J 9/26 C (72)発明者 角屋 聡 埼玉県熊谷市末広4−14−1 株式会社リ ケン熊谷事業所内 Fターム(参考) 3J044 AA18 BB27 BB35 BB40 CB02 CB40 DA09 DA10 DA14 DA16 4G077 AA03 BA03 DB09 DB16 EE08 TA04 TB05 TB07 TC01 TK02 4K028 BA03 BA21 4K029 AA02 BA34 BD04 CA10 EA09 4K030 AA06 BA28 CA02 FA01 JA11 JA17 LA23 4K044 AA01 BA18 BB03 BB17 CA12 CA14
Claims (5)
- 【請求項1】 表面にカーボンイオン注入層を有する金
属母材と、前記カーボンイオン注入層上に、炭素と珪素
を含むプラズマガスより形成されたダイヤモンドライク
カーボン膜とからなることを特徴とする摺動部品。 - 【請求項2】 金属母材表面に、炭素を含むガスをイオ
ン化させ、カーボンイオン注入層を形成させ、その後炭
素及び珪素を含むプラズマガスを用いてダイヤモンドラ
イクカーボン膜を形成することを特徴とする摺動部品の
製造方法。 - 【請求項3】 前記炭素を含むガスがメタンであること
を特徴とする請求項2記載の摺動部品の製造方法。 - 【請求項4】 前記炭素及び珪素を含むガスがテトラメ
チルシランであることを特徴とする請求項2又は3記載
の摺動部品の製造方法。 - 【請求項5】 前記炭素を含むガスをイオン化させる方
法が負の高電圧パルスによるものでピーク電圧15kV以
上30kV以下、デューティ比1%以下、立ち上がり時間
5μsec以下であることを特徴とする請求項2から4ま
での何れか1項記載の摺動部品の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11127144A JP2000319784A (ja) | 1999-05-07 | 1999-05-07 | 摺動部品及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP11127144A JP2000319784A (ja) | 1999-05-07 | 1999-05-07 | 摺動部品及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000319784A true JP2000319784A (ja) | 2000-11-21 |
Family
ID=14952714
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP11127144A Pending JP2000319784A (ja) | 1999-05-07 | 1999-05-07 | 摺動部品及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2000319784A (ja) |
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- 1999-05-07 JP JP11127144A patent/JP2000319784A/ja active Pending
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