JPS62127468A - Member deposited with ceramics and its production - Google Patents
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- JPS62127468A JPS62127468A JP60267749A JP26774985A JPS62127468A JP S62127468 A JPS62127468 A JP S62127468A JP 60267749 A JP60267749 A JP 60267749A JP 26774985 A JP26774985 A JP 26774985A JP S62127468 A JPS62127468 A JP S62127468A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、＾速で開動する部材等に好適のセラミック
スが？ｌＩ［ｌされた部材及びその製造方法に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention uses ceramics suitable for members that open and move at high speeds. This invention relates to a manufactured member and a manufacturing method thereof.
［従来の技術］
例えば、コンプレッサのシャフト、エンジンのカムシャ
フト、レーザプリンタのレーザスキャナ及びプリンタの
ガイドレール等のように、高速で摺動を受ける部材は、
摩耗しやすく、この＾速被溜動部材の摩耗が装置の寿命
及び性能に大きな影響を及ぼしている。このため、この
ような高速被摺動部材には、高速度鋼及び超硬合金等の
硬くて摩耗し難い材料が使用されている。しかし、これ
らの材料は、材料費及び加工費が高いために、コストが
高くなることを回避せざるを得ない場合には、鋳鉄又は
快削鋼等の比較的低廉な材料を使用し、その表面を硬化
させたり、ａｌｌ性を付与する等の対策がとられている
。また、ＴｉＮ及びＴｉＣ等の高Ｖ１度のセラミックス
を被覆して切削工具の耐摩耗性を向上させた技術も提案
されている。[Prior Art] For example, members that slide at high speeds, such as compressor shafts, engine camshafts, laser scanners of laser printers, and printer guide rails,
They are prone to wear, and the wear of these rapidly accumulating members has a major impact on the lifespan and performance of the equipment. For this reason, hard materials such as high-speed steel and cemented carbide that are hard to wear are used for such high-speed sliding members. However, these materials have high material costs and processing costs, so if it is necessary to avoid higher costs, use relatively inexpensive materials such as cast iron or free-cutting steel. Countermeasures such as hardening the surface and imparting all-purpose properties are being taken. Furthermore, a technique has been proposed in which the wear resistance of cutting tools is improved by coating them with ceramics having a high V1 degree such as TiN and TiC.
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、表面硬化処理には焼入れがあり、潤滑性
付与処理にはタフトライド処理、バーコ処理又は黒染め
二硫化モリブデンの塗布処理等があるが、いずれの処理
も、高加重が印加され、高速回転する苛酷な条件下では
、充分な耐久性を得ることができない。[Problems to be solved by the invention] However, surface hardening treatment includes quenching, and lubricity imparting treatment includes tuftride treatment, Varco treatment, and coating treatment with blackened molybdenum disulfide, but none of these treatments , sufficient durability cannot be obtained under harsh conditions of high load and high speed rotation.
また、焼き入れ及びタフトライド処理においては、処理
温度が５００℃以上と高いので、処理中に母材の変形が
生じるおそれがあり、高い寸法精度を要求される部材に
はこれらの処理を適用することができない。In addition, in hardening and tuftride treatments, the processing temperature is as high as 500°C or higher, so there is a risk of deformation of the base material during the treatment, so these treatments should not be applied to parts that require high dimensional accuracy. I can't.
更に、ＴｉＮ又はＴｉＣを高速被摺動部材に被Ｉすると
、これらのセラミックスの硬度が高いために、摺動する
相手方の摺動部材を研削してしまい、この研削屑がセラ
ミックス被膜の上に凝着して焼き付くという問題点があ
る。Furthermore, when TiN or TiC is coated on a high-speed sliding member, the hardness of these ceramics is high, so the sliding member on the other side is ground, and this grinding debris condenses on the ceramic coating. There is a problem that it gets burned when worn.
この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
母材に対する接着性が高く、耐摩耗性が優れていると共
に、摺動する相手方部材を研削してしまうことがなく、
焼付の発生が抑制されたセラミックスが被着された部材
及びその製造方法を提供することを目的とする。This invention was made in view of such circumstances, and
It has high adhesion to the base material, excellent wear resistance, and does not grind the sliding mating member.
It is an object of the present invention to provide a member coated with ceramics in which the occurrence of seizure is suppressed and a method for manufacturing the same.
［問題点を解決するための手段］
この発明に係るセラミックスが被着された部材は、鉄を
主成分とする母材と、この母材の表面をアルゴン含有ガ
スによりプラズマ処理して母材の表面に炭素を高濃度で
含有する層を形成した後母材に被着され主成分が珪素又
は硼素であるセラミックス層とを有することを特徴とす
る。[Means for Solving the Problems] A member to which the ceramic according to the present invention is adhered has a base material whose main component is iron, and a surface of the base material that is plasma-treated with an argon-containing gas. It is characterized by having a layer containing a high concentration of carbon formed on the surface and then a ceramic layer whose main component is silicon or boron, which is adhered to the base material.
また、その製造方法は、鉄を主成分とする母材との間に
アルゴン含有ガス雰囲気下でプラズマを生起させて母材
の表面に炭素を高濃度で含有する層を形成し、次いで、
珪素又は硼素を主成分とするセラミックス層を母材の上
に形成することを特徴とする。In addition, the manufacturing method involves generating a plasma in an argon-containing gas atmosphere between a base material whose main component is iron to form a layer containing a high concentration of carbon on the surface of the base material, and then
It is characterized in that a ceramic layer containing silicon or boron as a main component is formed on a base material.
［作用１
本願発明者は、硬度が高く、耐摩耗性が優れていると共
に、相手方の贋勤材を研削してしまうことがないセラミ
ックス材料を開発すべく種々検討した結果、珪素又はＶ
ＡＪＩＩを主成分とするセラミックスが、このような要
求を充分満足することを見出した。また、このようなセ
ラミックス材料は、スパッタリング、プラズマＣＶＯ，
イオンブレーティング等により母材に被着させることが
できるが、処理温度が２００乃至３００℃と比較的低い
ため、処理中の母材の変形を抑制することができ、高精
度を要求される部材にもこれらのセラミックスを被着さ
せることができる。[Effect 1] As a result of various studies aimed at developing a ceramic material that has high hardness, excellent wear resistance, and does not grind counterfeit materials, the inventor of the present application found that silicon or V
It has been found that ceramics containing AJII as a main component fully satisfy these requirements. In addition, such ceramic materials can be produced by sputtering, plasma CVO,
It can be adhered to the base material by ion blasting, etc., but since the processing temperature is relatively low at 200 to 300°C, deformation of the base material during treatment can be suppressed, making it suitable for parts that require high precision. These ceramics can also be applied to.
しかしながら、これらのセラミックスは、母材との接着
性がＴｉＮ及びＴｉＣよりも劣るという欠点がある。特
に、母材がコンプレッサシャフト等のように鋳鉄である
場合に、これらのセラミックスを成膜することは事実上
困難である。However, these ceramics have the disadvantage that their adhesion to the base material is inferior to TiN and TiC. In particular, when the base material is cast iron such as a compressor shaft, it is practically difficult to form a film with these ceramics.
本願発明者は、鉄を主成分とする母材に、これらのセラ
ミックスを安定して容易に被着させるべく種々実験研究
を繰返した結果、減圧下のＡｒ含有ガス雰囲気中で、母
材の表面と電極との間に、高周波電力又は直流電力を印
加してプラズマを生起させ、プラズマ処理しておくこと
によって、これらのセラミックスを高接着性で母材に被
着させることができることを見出した。このようなプラ
ズマ処理によって、鉄を主成分とする母材中に含有され
る炭素原子が一端プラズマによりたたき出され、この炭
素原子が母材の表層部の鉄成分と反応する。これにより
、母材表層部に高炭素Ｓ度の層が形成され、この高炭素
１度層の上にセラミックス層を形成することによって、
セラミックスが鉄を主成分とする母材に高強度で被着さ
れる。本願発明は、このような研究結果に基いてなされ
たものである。なお、このように本願発明においては、
母材の表面に炭素がａ％濃度で含有される贋を形成する
のであるから、母材は鉄の他に炭素を含有していること
が必要であり、生産性を考慮すると、母材には鋳造物を
使用することが好ましい。The inventor of the present application repeatedly conducted various experimental studies in order to deposit these ceramics stably and easily on a base material whose main component is iron, and as a result, the surface of the base material was It has been found that these ceramics can be adhered to a base material with high adhesion by applying high frequency power or direct current power between the ceramic material and the electrode to generate plasma and performing plasma treatment. Through such plasma treatment, carbon atoms contained in the base material whose main component is iron are once removed by the plasma, and these carbon atoms react with the iron component in the surface layer of the base material. As a result, a high carbon S degree layer is formed on the surface layer of the base material, and by forming a ceramic layer on top of this high carbon S degree layer,
Ceramics are bonded with high strength to a base material whose main component is iron. The present invention was made based on such research results. In this way, in the present invention,
Since a counterfeit is formed in which carbon is contained at a concentration of a% on the surface of the base material, the base material must contain carbon in addition to iron. It is preferable to use a cast material.
なお、耐摩耗性が高いと共に、相手方の摺動部材を研削
してしまうことがないセラミックスとしては、窒化珪素
（ＳｉＮ）、窒化硼素（ＢＮ）、炭化珪素（Ｓ Ｉ Ｃ
） 、炭化硼素（ＢＣ）、酸化珪素（Ｓｉｎ）、炭窒化
珪素（Ｓ ｉ ＣＸ ＮＹ ＞ 、炭窒化硼素（ＢＣｘ
Ｎｙ ） 、炭酸化珪素（Ｓ ｉ ＣＸ ＯＹ ）
、又は炭酸化硼素（ＢＣＸ ＯＹ ）等がある。例えば
、ＳｉＮ及びＳｉＯはビッカース硬度が１８００乃至２
０００であり、ＳｉＣはビッカース硬度が２０００乃至
２５００であり、ＢＮのビッカース硬度は２５００乃至
３０００である。このようにこれらのセラミックスは、
硬度が高く、優れた耐磨耗性を有していると共に、相手
方の摺動部材が鉄系のものである場合は、相手方を研削
してしまうことがない。このようなセラミックスは、ス
パッタリング、イオンブレーティング、プラズマＣＶＤ
、熱ＣＶＤ、光ＣＶＯ，等の方法により製造することが
できるが、母材との１１看性及び一層の低温処理が可能
という点を考慮すると、プラズマＣＶＤが好ましい。Ceramics that have high wear resistance and do not grind the opposing sliding member include silicon nitride (SiN), boron nitride (BN), and silicon carbide (SIC).
), boron carbide (BC), silicon oxide (Sin), silicon carbonitride (S i CX NY > , boron carbonitride (BCx
Ny), silicon carbonate (S i CX OY)
, or boron carbonate (BCX OY). For example, SiN and SiO have a Vickers hardness of 1800 to 2.
000, SiC has a Vickers hardness of 2000 to 2500, and BN has a Vickers hardness of 2500 to 3000. In this way, these ceramics
It has high hardness and excellent wear resistance, and if the mating sliding member is made of iron, it will not grind the mating member. Such ceramics can be manufactured by sputtering, ion blating, plasma CVD.
It can be manufactured by methods such as , thermal CVD, photo-CVO, etc., but plasma CVD is preferable in view of the compatibility with the base material and the possibility of lower temperature treatment.
［実施例〕
以下、添附の図面を参照してこの発明の実施例について
説明する。この実施例に係るセラミックスが被着された
部材は、以下のようにして製造される。先ず、鋳鉄又は
快削鋼等のブロックからロータリコンプレッサのシャフ
ト又はプリンタのキャリッジガイド等の所定の形状に加
工成形して母材を得る。次いで、この母材の表面をＡｒ
ガスを含有するガス中でプラズマ処理して母材の表面に
高炭素ａ度の領域を形成する。その後、ＳｉＮ等のセラ
ミックスを母材の表面にコーティングする。[Embodiments] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The ceramic-covered member according to this example is manufactured as follows. First, a base material is obtained by processing and forming a block of cast iron or free-cutting steel into a predetermined shape, such as a shaft of a rotary compressor or a carriage guide of a printer. Next, the surface of this base material was treated with Ar
Plasma treatment is performed in a gas containing gas to form a high carbon degree region on the surface of the base material. Thereafter, a ceramic such as SiN is coated on the surface of the base material.
このようにして製造されたシャフト又はキャリッジガイ
ドは、鉄を主成分とする母材の表面がＳｉＮ等のセラミ
ックスで被覆されている。このため、このような部材に
摺動部材が＾速で摺動しても、摩耗が抑制されると共に
、摺動部材を研削してしまうこともない。In the shaft or carriage guide manufactured in this way, the surface of the base material whose main component is iron is coated with ceramics such as SiN. Therefore, even if the sliding member slides on such a member at speed, wear is suppressed and the sliding member is not ground.
次に、第１図及び第２図を参照して、この実施例に係る
セラミックスが被着された部材をプラズマＣＶＤ法によ
り製造する方法について説明する。Next, with reference to FIGS. 1 and 2, a method of manufacturing a member coated with ceramics according to this embodiment by a plasma CVD method will be described.
円筒状の反応室１は適宜の支持台上にその軸方向を鉛直
にして支持されていると共に、絶縁体２を介して電気的
に浮かせである。反応室１内は、メカニカルブースタポ
ンプ及び油回転ポンプ（図示せず）等により排気され、
約１０−３ トルの真空度に保持されるようになってい
る。反応室１内には、ガス導入口３を介して種々の原料
ガスが導入される。円筒状の電極４が反応室１内にその
周壁に対して同軸的に設置されており、反応室１と同一
の電位に設定されている。この電極４には、複数個のガ
ス通流孔（図示せず）が開設されていて、ガス導入口３
を介して反応ｖ１内に導入されたガスは、電極４のガス
通流孔を通過して反応室１の中心部にほぼ均一に供給さ
れる。円筒状のシールド５は接地されており、反応室１
を囲むように配設されている。A cylindrical reaction chamber 1 is supported on a suitable support with its axial direction vertical, and is electrically suspended via an insulator 2. The inside of the reaction chamber 1 is evacuated by a mechanical booster pump, an oil rotary pump (not shown), etc.
The vacuum level is maintained at approximately 10-3 torr. Various raw material gases are introduced into the reaction chamber 1 through a gas inlet 3 . A cylindrical electrode 4 is installed in the reaction chamber 1 coaxially with respect to its peripheral wall, and is set to the same potential as the reaction chamber 1. This electrode 4 is provided with a plurality of gas flow holes (not shown), and the gas inlet 3
The gas introduced into the reaction v1 through the electrode 4 passes through the gas flow hole of the electrode 4 and is almost uniformly supplied to the center of the reaction chamber 1. The cylindrical shield 5 is grounded and the reaction chamber 1
It is arranged to surround the
反応室１の中心には、円筒状の母材１０が、その軸方向
を鉛直にして電極４の軸心に配設されている。反応室１
の天板上には、絶縁体２を介して支持部材１１が設置さ
れており、母材１０はこの支持部材１１に懸架されて反
応室１内に装入されている。母材１０は、その中心部に
、抵抗発熱線のヒータ１２が挿入されている。このヒー
タ１２は電［１３に接続されており、電源１３から給電
されて発熱し、母材１０を加熱するようになっている。At the center of the reaction chamber 1, a cylindrical base material 10 is disposed at the axial center of the electrode 4 with its axial direction being vertical. Reaction chamber 1
A support member 11 is installed on the top plate of the reaction chamber 1 via an insulator 2, and the base material 10 is suspended from this support member 11 and charged into the reaction chamber 1. A heater 12 made of a resistance heating wire is inserted into the center of the base material 10 . This heater 12 is connected to a power source 13, and is supplied with power from the power source 13 to generate heat and heat the base material 10.
第１図においては、母材１０及び支持部材１１が、マツ
チングボックス１５を介して８周波Ｍ源１４が接続され
ており、第２図においては、マツチングボックス１５が
反応室１に接続されていて、反応室１に高周波電力が印
加されるようになっている。このように、第１図及び第
２図に示すように、母材１０又は反応フ１に高周波電力
が印加され、母材１０と反応室１との間に、プラズマ処
理時間が生起される。In FIG. 1, the base material 10 and the support member 11 are connected to an 8-frequency M source 14 via a matching box 15, and in FIG. 2, the matching box 15 is connected to the reaction chamber 1. , and high frequency power is applied to the reaction chamber 1. In this way, as shown in FIGS. 1 and 2, high frequency power is applied to the base material 10 or the reaction chamber 1, and a plasma treatment time is generated between the base material 10 and the reaction chamber 1.
このように構成される装置により、先ず、母材の表面を
Ａｒ含有ガス雰囲気下でプラズマ処理する。つまり、第
１図に示すように、マツチングボックス１５と支持部材
１１とを接続すると共に、反応室１内を約１０−３トル
に排気する。そして、ポンプによる排気を継続しつつ、
ガス導入口３を介して２００ＳＣＣＭのＡｒガスを反ｇ
５空１内に導入し、反応室１内を、例えば、１トルの圧
力に調節する。次いで、電源１３からヒータ１２に電力
を供給してヒータ１２を発熱させ、母材１０を１５０乃
至３００℃に加熱する。その後、母材１０に３００Ｗの
高周波電力を印加して、電極４と母材１０との間にプラ
ズマを生起させる。このプラズマ処理時間は、例えば、
約３０分間である。Using the apparatus configured as described above, first, the surface of the base material is subjected to plasma treatment in an Ar-containing gas atmosphere. That is, as shown in FIG. 1, the matching box 15 and the support member 11 are connected, and the inside of the reaction chamber 1 is evacuated to about 10@-3 Torr. Then, while continuing to pump out the air,
200 SCCM of Ar gas is injected through the gas inlet 3.
5 into the chamber 1, and the pressure inside the reaction chamber 1 is adjusted to, for example, 1 Torr. Next, power is supplied from the power supply 13 to the heater 12 to cause the heater 12 to generate heat, thereby heating the base material 10 to 150 to 300°C. Thereafter, a high frequency power of 300 W is applied to the base material 10 to generate plasma between the electrode 4 and the base material 10. This plasma treatment time is, for example,
It takes about 30 minutes.
このプラズマ処理によって母材中の炭素原子が一端たた
き出され、次いで、この炭素原子が母材の表面の鉄原子
と反応して母材の表面に高炭素濃度の領域が形成される
。この場合に、処理ガスはＡｒガス単体に限らず、Ａｒ
ガスと、Ｈ２、Ｈｅ。Carbon atoms in the base material are once knocked out by this plasma treatment, and then these carbon atoms react with iron atoms on the surface of the base material to form a high carbon concentration region on the surface of the base material. In this case, the processing gas is not limited to Ar gas alone, but also Ar
Gas, H2, He.
又はＮ２等のガスとの混合ガスでもよい。Alternatively, a mixed gas with a gas such as N2 may be used.
なお、この実施例のように、母材を予め加熱しておいて
もよいが、プラズマが生起されると、このプラズマによ
って母材が加熱されるので、必ずしも格別の加熱手段を
設けることは必要ない。このように、ヒータ１２を使用
して母材１０を加熱しない場合には、母材１０等に印加
する高周波電力を大きくするか、又は処理時間を長くす
ればよい。Note that, as in this example, the base material may be heated in advance, but when plasma is generated, the base material is heated by this plasma, so it is not necessarily necessary to provide a special heating means. do not have. In this way, when the base material 10 is not heated using the heater 12, the high frequency power applied to the base material 10 etc. may be increased or the processing time may be lengthened.
このプラズマ処理に続いて、反応室１内にコーティング
すべきセラミックスの構成元素を含有するガスを導入し
、表面がプラズマ処理された母材にセラミックスをコー
ティングする。コーティングすべきセラミックスが３ｉ
を主成分とする場合には、５１ｇ４ガス又は５ｆ２Ｈｓ
ガス等の８１を含有するガスに、窒化物であるときはＮ
２ガス又はＮＨ３ガス等のＮを含有するガスを混合し、
炭化物であるときはＣＨ３ガス又はＣ２Ｈｓガス等のＣ
を含有するガスを混合し、酸化物であるときは０２ガス
又はＮ２０ガス等のＯを含有するガスを混合する。コー
ティングすべきセラミックスが８を主成分とする場合に
は、３ｉを含有するガスの替りに、ＢＦ３ガス又は８２
Ｈ６ガス等の８を含有するガスを使用すればよい。この
ような原料ガスを反応室１内に導入すると共に、マツチ
ングボックスの接続を支持部材１１から反応室１に切替
え、シールド５の接続を反応室１から支持部材１１に切
替える。そして、高周波電［１４から反応ｖ１及びＩｔ
ｉ４に高周波電力を印加して、電ｅｉ４と１１１０との
間にプラズマを生起させる。Following this plasma treatment, a gas containing constituent elements of the ceramic to be coated is introduced into the reaction chamber 1, and the ceramic is coated on the base material whose surface has been plasma treated. Ceramics to be coated are 3i
When the main component is 51g4 gas or 5f2Hs
If the gas is a nitride, N is added to the gas containing 81, such as gas.
2 gas or a gas containing N such as NH3 gas,
When it is a carbide, C such as CH3 gas or C2Hs gas
When it is an oxide, a gas containing O such as 02 gas or N20 gas is mixed. When the ceramic to be coated has 8 as a main component, BF3 gas or 82 is used instead of the 3i-containing gas.
A gas containing 8 such as H6 gas may be used. While introducing such raw material gas into the reaction chamber 1, the connection of the matching box is switched from the support member 11 to the reaction chamber 1, and the connection of the shield 5 is switched from the reaction chamber 1 to the support member 11. Then, from the high frequency electric wave [14, the reaction v1 and It
High frequency power is applied to i4 to generate plasma between the electric currents ei4 and 1110.
これにより、原料ガス中の成分を構成元素とするセラミ
ックスが母材１０の表面にコーティングされる。As a result, the surface of the base material 10 is coated with ceramics whose constituent elements are the components in the raw material gas.
次に、このセラミックスのコーティング条件及び成膜さ
れたセラミックスのｍ厚の代表例について説明する。Next, typical examples of coating conditions for this ceramic and the m thickness of the formed ceramic will be described.
（ａ）ＳｉＮの場合 ＳｉＨ４ガス流１ ： ５０８ＣＣＭ Ｎ２ガス流１：８００ＳＣＣＭ 反応圧力＋１．０トル 高周波電カニ３００Ｗ 成膜時間：１時間 層厚；約４μｍ （ｂ）ＳｉＣの場合 Ｓ ｉ Ｈ４ガス流鳳：５０ＳＣＣＭ ＣＨ３ガス流量：３００ＳＣＣＭ 反応圧力＋１．０トル 高周波電カニ３００Ｗ 成膜時間：１時間。(a) In the case of SiN SiH4 gas flow 1: 508CCM N2 gas flow 1:800SCCM Reaction pressure +1.0 Torr High frequency electric crab 300W Film forming time: 1 hour Layer thickness: approx. 4μm (b) In the case of SiC Si H4 gas flow: 50SCCM CH3 gas flow rate: 300SCCM Reaction pressure +1.0 Torr High frequency electric crab 300W Film forming time: 1 hour.
層厚：約４μｍ
（Ｃ）ＢＮの場合
Ｂ２ Ｈ６ガス流量：５０ＳＣＣＭ
Ｎ２ガス流量：８００ＳＣＣＭ
反応圧カニ１．Ｏトル
高周波電カニ３００Ｗ
成膜時間：１時間
層厚：約４μｍ
（ｄ）ＳｉＯの場合
Ｓ ｉ Ｈ４ガス流量： ５０８ＣＣ〜１０２ガス流ｆ
ｆｉ ： ３００ＳＣＣＭ反応圧カニｉ、ｏトル
高周波電カニ３００Ｗ
成膜時間：１時間
層厚：杓４μｍ
上述の如くして製造されたセラミックスが被着された部
材は、セラミックスが＾強度で被着されており、耐摩耗
性が高い。上述の各成膜条件で、ロータリコンプレッサ
用のシャフトを製造し、このシャフトに対し、１０００
０Ｒ，Ｐ、Ｍの回転数で３０分間連続運転し、次いで１
０分間停止した後、再度３０分間運転するというモード
で１０００時間の耐久試験を実施した。上記（ａ）乃至
（ｄ）に示す各セラミックスをコーティングしたシャフ
トは、いずれも、摩耗による焼付を発生させず、１が剥
離することもなく、極めて耐久性が轟いことが実証され
た。Layer thickness: approx. 4 μm (C) For BN B2 H6 gas flow rate: 50SCCM N2 gas flow rate: 800SCCM Reaction pressure crab 1. O-tor high frequency electric crab 300W Film forming time: 1 hour Layer thickness: Approximately 4 μm (d) For SiO Si H4 gas flow rate: 508 CC ~ 102 gas flow f
fi: 300SCCM reaction pressure 300W, 0 tor high frequency electric 300W Film forming time: 1 hour Layer thickness: 4 μm The member to which the ceramics produced as described above is adhered has a high strength. and has high wear resistance. A shaft for a rotary compressor was manufactured under each film forming condition described above, and 1000
Continuously operate for 30 minutes at rotation speeds of 0R, P, M, then 1
A 1000 hour durability test was conducted in a mode in which the machine was stopped for 0 minutes and then operated again for 30 minutes. The shafts coated with each of the ceramics shown in (a) to (d) above did not cause seizure due to wear or peeling, and were demonstrated to be extremely durable.
なお、この実施例は、母材表面の炭化及びセラミックス
のコーティングをプラズマＣｖＤにより実施しているが
、これに限らず、前述の如く、スパッタリング、イオン
ブレーティング、熱ＣＶＤ又は光ＣＶＤ等の他の手段を
使用してもよい。更に、プラズマ生起用の電力は、上記
実施例のように高周波電力に限らず、ａ流電力を使用し
てもよい。この場合には、マツチングボックスが不要で
ある。In this example, carbonization of the surface of the base material and coating of ceramics are performed by plasma CVD, but the method is not limited to this, and as mentioned above, other methods such as sputtering, ion blasting, thermal CVD, or photoCVD are also performed. means may be used. Furthermore, the power for plasma generation is not limited to high frequency power as in the above embodiments, but a-flow power may be used. In this case, a matching box is not required.
なお、このようにして成膜されたＳｉＮ。Note that the SiN film formed in this manner.
ＳｉＣ，ＳｉＯ又はＢＮ等のセラミックス層は通常アモ
ルファスであるが、多結晶であったり、一部分で結晶化
していたり、微結晶の領域が存在することもある。しか
し、これらのいずれの場合であっても、耐摩耗性は良好
で同様の優れた効果を得ることができる。Ceramic layers such as SiC, SiO, or BN are usually amorphous, but may be polycrystalline, partially crystalline, or have microcrystalline regions. However, in any of these cases, the wear resistance is good and the same excellent effects can be obtained.
［発明の効果コ
この発明によれば、鉄を主成分とする母材に対してもセ
ラミックス層が高接着性で接着されており、耐摩耗性が
優れた部材を得ることができる。[Effects of the Invention] According to the present invention, the ceramic layer is adhered with high adhesiveness even to the base material whose main component is iron, and a member with excellent wear resistance can be obtained.
この部材は、摺動する相手部材を研削してしまうことが
なく、焼付の発生が防止される。This member does not grind the mating member on which it slides, and the occurrence of seizure is prevented.
第１図及び第２図はこの発明の実施例に係るセラミック
スが被着された部材の製造装置を示す断面図である。
１；反応至、２；絶縁体、４：電極、５：シールド、１
０；母材、１２；ヒータ、１４；菖周波１！源、１５；
マツチングボックス。FIGS. 1 and 2 are cross-sectional views showing an apparatus for manufacturing a member coated with ceramics according to an embodiment of the present invention. 1: Reaction, 2: Insulator, 4: Electrode, 5: Shield, 1
0; Base material, 12; Heater, 14; Calendar frequency 1! source, 15;
matching box.
Claims (5)
ゴン含有ガスによりプラズマ処理して母材の表面に炭素
を高濃度で含有する層を形成した後母材に被着され主成
分が珪素又は硼素であるセラミックス層とを有すること
を特徴とするセラミックスが被着された部材。(1) A base material containing iron and carbon and the surface of this base material are plasma treated with argon-containing gas to form a layer containing a high concentration of carbon on the surface of the base material. 1. A member coated with ceramics, characterized in that it has a ceramic layer containing silicon or boron as a component.
珪素、炭化硼素、酸化珪素、炭窒化珪素、炭窒化硼素、
炭酸化珪素、又は炭酸化硼素から選択されたものである
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のセラミ
ックスが被着された部材。(2) The ceramics include silicon nitride, boron nitride, silicon carbide, boron carbide, silicon oxide, silicon carbonitride, boron carbonitride,
A member coated with a ceramic according to claim 1, characterized in that the ceramic is selected from silicon carbonate and boron carbonate.
雰囲気下でプラズマを生起させて母材の表面に炭素を高
濃度で含有する層を形成し、次いで、珪素又は硼素を主
成分とするセラミックス層を母材の上に形成することを
特徴とするセラミックスが被着された部材の製造方法。(3) Plasma is generated between the base material containing iron and carbon in an argon-containing gas atmosphere to form a layer containing a high concentration of carbon on the surface of the base material, and then silicon or boron is the main component. A method for manufacturing a member coated with ceramics, comprising forming a ceramic layer on a base material.
ガスの雰囲気下でプラズマを生起させて形成することを
特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の製造方法。(4) The manufacturing method according to claim 3, wherein the ceramic layer is formed by generating plasma in an atmosphere of a gas containing its constituent elements.
珪素、炭化硼素、酸化珪素、炭窒化珪素、炭窒化硼素、
炭酸化珪素、又は炭酸化硼素から選択されたものである
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載のセラミ
ックスが被着された部材の製造方法。(5) The ceramics include silicon nitride, boron nitride, silicon carbide, boron carbide, silicon oxide, silicon carbonitride, boron carbonitride,
4. The method for manufacturing a member coated with ceramics according to claim 3, wherein the ceramic is selected from silicon carbonate and boron carbonate.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60267749A JPS62127468A (en) | 1985-11-28 | 1985-11-28 | Member deposited with ceramics and its production |
| KR1019860009820A KR890002162B1 (en) | 1985-11-28 | 1986-11-20 | Sliding members coated ceramic and a method for manufacture thereof |
| DE19863640430 DE3640430A1 (en) | 1985-11-28 | 1986-11-27 | WORKPIECE COATED WITH A CERAMIC MATERIAL AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
| FR8616558A FR2590594B1 (en) | 1985-11-28 | 1986-11-27 | MECHANICAL ELEMENT CARRYING ANTI-WEAR CERAMIC COATING AND ITS MANUFACTURE. |
| US08/064,749 US5300951A (en) | 1985-11-28 | 1993-05-18 | Member coated with ceramic material and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60267749A JPS62127468A (en) | 1985-11-28 | 1985-11-28 | Member deposited with ceramics and its production |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62127468A true JPS62127468A (en) | 1987-06-09 |
Family
ID=17449040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60267749A Pending JPS62127468A (en) | 1985-11-28 | 1985-11-28 | Member deposited with ceramics and its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62127468A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002020773A (en) * | 2000-07-10 | 2002-01-23 | Japan Science & Technology Corp | Surface modified structure having self-lubrication function, and method for producing the same |
-
1985
- 1985-11-28 JP JP60267749A patent/JPS62127468A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002020773A (en) * | 2000-07-10 | 2002-01-23 | Japan Science & Technology Corp | Surface modified structure having self-lubrication function, and method for producing the same |
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