JPS62256964A - Ceramics-coated member - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
この発明は、高速で摺動する部材等に好適のセラミック
スが被着された部材に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a member coated with a ceramic suitable for a member that slides at high speed.
（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１習勤を受ける部材は
、摩耗しやすく、この高速波１’Ｘ ？、’Ｊ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。(Prior Art) For example, members subjected to high-speed training, such as the shaft of a compressor, the camshaft of an engine, the laser scanner of a laser printer, and the guide rail of a printer, are easily worn out, and the high-speed waves 1' X? , 'J component wear has a significant impact on equipment life and performance.
このため、このような高速被冶１り部材には、高速度鋼
及び超ゆ合金等の硬くて摩耗しｎい材料が使用されてい
る。しかし、これらの材ｔ４は、材料費及び加工費が高
いために、コス［−が高くなることを回避せざるを得な
い場合に（ユ、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、潤滑性を付与する等
の対策がとられている。また、Ｔ ＋ Ｎ及びＴ ！
０％の高硬度のセラミックスを被覆して切削工具の耐摩
耗性を向上させた伎術も提案されている。For this reason, hard and wear-resistant materials such as high-speed steel and super-hardened alloys are used for such parts to be cured at high speed. However, these materials t4 have high material costs and processing costs, so when it is necessary to avoid an increase in cost, relatively inexpensive materials such as cast iron or free-cutting steel are used. Measures have been taken to harden the surface and add lubricity to the surface.Also, T + N and T!
A technique has also been proposed in which the wear resistance of cutting tools is improved by coating them with ceramics having a high hardness of 0%.
（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
の場合でも、高加重が印象され、且つ、高速回転する苛
酷な条件下では。(Problem to be solved by the invention) However, surface hardening treatment includes quenching, and lubricity imparting treatment includes tuftride treatment, Varco treatment, and black-dyed molybdenum disulfide coating treatment. Even under severe conditions with high loads and high speed rotation.
充分な耐久性を得ることができない。It is not possible to obtain sufficient durability.
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
はこれらの処理を洛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 are not recommended for parts that require high dimensional accuracy. I can't.
更に、ＴｉＮ又はＴｉＣ等のセラミックスは、熱ＣＶＤ
又はプラズマ溶射等で金属製の母材に接着性よく被覆さ
れ得るが、熱ＣＶＤの場合には処理温度が８００’Ｃ以
上と高く、母材が変形する虞があり、プラズマ溶射の場
合には被覆層の表面が粗く、相手材を傷つけるので被覆
層を加工しなければならず、加工費が高いという不都合
がある。Furthermore, ceramics such as TiN or TiC can be heated by thermal CVD.
Alternatively, a metal base material can be coated with good adhesion by plasma spraying, etc. However, in the case of thermal CVD, the processing temperature is as high as 800'C or more, and there is a risk that the base material may be deformed. Since the surface of the coating layer is rough and may damage the mating material, the coating layer must be processed, which is disadvantageous in that processing costs are high.
これに対し、プラズマＣＶＯ，スパッタリング又はイオ
ンブレーティング等の手段を使用した場合には、比較的
低温でセラミックスを被覆することができ、生産コスト
も低いという長所があるが、セラミックスの被Ｎ層の接
着性が悪いという問題点がある。On the other hand, when using means such as plasma CVO, sputtering, or ion blating, ceramics can be coated at a relatively low temperature and the production cost is low. There is a problem with poor adhesion.
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轟く、母材の変形が抑制され、低
コストで生産することができ、耐摩耗性が浸れているセ
ラミックスが被着された部材を提供することを目的とす
る。This invention was made in view of such circumstances, and
The object of the present invention is to provide a member coated with ceramics that has excellent adhesiveness to a base material, suppresses deformation of the base material, can be produced at low cost, and has excellent wear resistance.
［発明の構成］
（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、金属
製の支持体と、この支持体上に被着されるセラミックス
層とを有するセラミックスが被着された部材であって、
前記支持体は、その前記セラミックス層側に前記セラミ
ックス層を構成する元素を含有することを′ｆｆ徴とす
る。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) A member to which a ceramic is adhered according to the present invention is a ceramic having a metal support and a ceramic layer adhered on the support. A member to which is attached,
The 'ff feature is that the support contains an element constituting the ceramic layer on the side of the ceramic layer.
（作用）
本願発明者は、金属製の支持体にセラミックス層を接着
性良好に形成すべく種々検討した結果、支持体のセラミ
ックス層側にセラミックス層を構成する元素を含有させ
てその領域に支持体を構成する金属と前記元素との合金
を形成させることにより、このような要求を十分満足す
ることを見出した。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。この場合に、前記元素をイ
オン注入により前記支持体に含有させることができ、こ
の元素は、チタニウム、珪素、周期律表の第１族に属す
る元素、タングステン、窒素、炭素及び酸素の中から選
択される少なくとも１ ｆｌの元素であることが好まし
い。(Function) As a result of various studies in order to form a ceramic layer on a metal support with good adhesion, the inventor of the present application has determined that elements constituting the ceramic layer are contained in the ceramic layer side of the support to provide support in that area. It has been discovered that such requirements can be fully satisfied by forming an alloy of the metals constituting the body and the above-mentioned elements. The present invention was made based on such research results. In this case, the element can be contained in the support by ion implantation, and the element is selected from titanium, silicon, an element belonging to Group 1 of the periodic table, tungsten, nitrogen, carbon, and oxygen. Preferably, at least 1 fl of the element is present.
なお、耐摩耗性が高いセラミックスとしては、チタニウ
ム、珪素、周期律表の第１族に属する元素、タングステ
ン及び炭素から選択された少なくとも一種の元素を含有
するものが好ましく、このようなセラミックスとしては
、
窒化珪素（ＳｉＮ）、炭化珪素（Ｓ ｉ Ｃ） 、炭窒
化珪素（ＳｉＣＮ）、酸化珪素（Ｓ ｉ Ｏ） 、窒化
チタン（ＴｉＮ）、炭化チタン（Ｔ ｉ Ｃ） 、炭窒
化チタン（ＴｉＣＮ）、窒化硼素（ＢＮ）、炭化硼素（
ＢＣ） 、炭窒化硼素（ＢＣＮ）、アルミナ＜Ａ１．２
０３ ） 、炭化タングステン（ＷＣ）又は、ダイアモ
ンド（Ｃ）等がある。これらのセラミックスは、スパッ
タリング、イオンブレーティング、プラズマＣＶＤ等の
方法により製造することができるが、母材との！Ｂ＠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。Note that ceramics with high wear resistance preferably contain at least one element selected from titanium, silicon, elements belonging to Group 1 of the periodic table, tungsten, and carbon. , silicon nitride (SiN), silicon carbide (S i C), silicon carbonitride (SiCN), silicon oxide (S i O), titanium nitride (TiN), titanium carbide (T i C), titanium carbonitride (TiCN) , boron nitride (BN), boron carbide (
BC), boron carbonitride (BCN), alumina<A1.2
03), tungsten carbide (WC), diamond (C), etc. These ceramics can be manufactured by methods such as sputtering, ion blasting, and plasma CVD, but the difference between the base material and the base material! Plasma CVD is preferable in view of its B@ property 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、この母材をイオン注入
装置に取付け、この装置によりセラミックスを構成する
元素からなるイオンを約１００ＫｅＶまで加速し、この
イオンを母材の表面からその中に注入する。この場合に
、例えば母材に珪素３ｉを含有するセラミックスを被着
する場合には３ｉ原子を、チタニウムＴｉを含有するセ
ラミックスを被着する場合にはＴｉ原子を、硼素Ｂを含
有するセラミックスの場合には硼素原子を夫々イオン注
入する。(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, this base material is attached to an ion implantation device, which accelerates ions of the elements constituting the ceramic to about 100 KeV, and implants the ions from the surface of the base material into it. In this case, for example, when a ceramic containing silicon 3i is deposited on the base material, a 3i atom is used, when a ceramic containing titanium Ti is deposited, a Ti atom is deposited, and when a ceramic containing boron B is deposited, a 3i atom is used. Boron atoms are ion-implanted into each.
この際に、イオンの注入深さはイオンのエネルギにより
決定され、イオン密度はイオンビームの走査速度で決定
される。この実施例においては、これらイオンのエネル
ギ及びイオンビームの走査速度を調節して、母材表面が
最もイオン密度が大きく、母材の表面よりも深い位置で
は表面よりもイオン濃度が小さくなるようにイオン密度
を連続的に変化させる。その後、このように処理した母
材の表面に、ＳｉＮ等のセラミックスをコーティングす
る。このように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
ックスで被着されており、この母材のセラミックス層側
には母材とセラミックス層を構成する元素との合金が形
成されている。このため、このような部材に摺動部材が
高速で摺動しても、摩耗が抑制されると共に、母材とセ
ラミックス層との接着性が良好となる。At this time, the ion implantation depth is determined by the ion energy, and the ion density is determined by the scanning speed of the ion beam. In this example, the energy of these ions and the scanning speed of the ion beam are adjusted so that the surface of the base material has the highest ion density, and the ion concentration is lower at a position deeper than the surface of the base material than at the surface. Continuously change ion density. Thereafter, the surface of the base material thus treated is coated with ceramics such as SiN. In the shaft or carriage guide manufactured in this way, the surface of the base material whose main component is iron is covered with ceramics such as SiN, and the base material and the ceramic layer are formed on the ceramic layer side of the base material. Alloys are formed with elements that Therefore, even if the sliding member slides on such a member at high speed, wear is suppressed and the adhesion between the base material and the ceramic layer is improved.
次に、第１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。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。Next, with reference to FIG. 1, a method of manufacturing a member coated with ceramics according to this embodiment by plasma CVD will be described. The cylindrical reaction chamber 1 is supported on a suitable support with its axial direction being vertical, and
It 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., and is maintained at a vacuum level of about 10 −3 Torr. Various raw material gases are introduced into the reaction chamber 1 through a gas inlet 3 .
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を介し反応室１内に
導入されたガスは、雪掻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ｖ１を囲むように配設され
ている。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 has a plurality of gas flow holes (not shown), and the gas introduced into the reaction chamber 1 through the gas introduction port 3 passes through the gas flow holes of the snow shovel 4. It passes through and is supplied almost uniformly to the center of the reaction chamber 1. A cylindrical shield 5 is grounded and arranged to surround the reaction v1.
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ｖ１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１１１３に接続されており、１１１１３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
。マツチングボックス１５は反応ｖ１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図に示すように、母材１０と反応室
１との間に高周波電力が印加され、母材１０と反応室１
との間に、プラズマ放電が生起される。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 reactor v1 via an insulator 2, and the base material 10 is suspended from this support member 11 and charged into the reaction v1. 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 1113 and is supplied with power from 11113 to generate heat and heat the base material 10. The matching box 15 is connected to the reaction v1 so that high frequency power is applied to the reaction chamber 1. In this way, as shown in FIG. 1, high frequency power is applied between the base material 10 and the reaction chamber 1.
A plasma discharge is generated between the two.
このように構成される装置により、先ず、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
原料ガスに反応ガスを混合する。Using the apparatus configured as described above, first, a reaction gas is mixed with a raw material gas containing the constituent elements of the ceramic to be coated in the reaction chamber 1.
このようなガスを反応室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、高周波電源１４から反応室１及びｌｆ
ｆ１４に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。この場合に、原料ガスとして、Ｓ
ｉを含有するセラミックスのときにはＳ ｉ Ｈ４、Ｓ
ｉ２１−１ｓ 、Ｓ １ｃｆｆｉ＋又は５ｉＨ２ＣＱ
、２等のガスを使用し、Ｔｉを含有するセラミックスの
場合にはＴｉ（１２＋等のガスを使用し、Ｂを含有する
セラミックスのときにはＢ２ Ｈ６、ＢＦ３又は８ＣＮ
ヨ等のガス、Ａｆｆ＋ｚｏ３のときにはＡλ（ＣＨ３）
３等のガス、ＷＣのときにはＷＦ６ Ｗのガスを使用し
、ダイアモンドのときには炭化水素ガスを使用する。ま
た、反応ガスとしては、コーティングするセラミックス
が窒化物であるときにはＮ２ガス又はＮＨ３ガス等のＮ
を含有するガスを混合し、炭化物であるときにはＣ）−
１３ガス又はＣ２Ｈ５ガス等のＣを含有するガスを混合
し、酸化物であるときには０２ガス又はＮ２０ガス等の
Ｏを含有するガスを混合する。例えば、ＳｉＮをコーテ
ィングする場合には、ＳｉＨ＋の流量を５０ＳＣＣＭ、
Ｎ２の流量を３０ｏＳＣＣＭとし、反応圧力ヲ１ 、
Ｏト／Ｌ、トＬ、高周波電力を３００Ｗとして３０分間
成膜すると、約４μｍのＳｆＮ層が形成される。While introducing such a 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, the reaction chamber 1 and lf are connected to the high frequency power source 14.
Plasma is generated between the electrode 4 and the base material 10 by applying high frequency power to f14. 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. In this case, as the source gas, S
In the case of ceramics containing i, S i H4, S
i21-1s, S 1cffi+ or 5iH2CQ
For ceramics containing Ti, use a gas such as Ti (12+), and for ceramics containing B, use B2 H6, BF3 or 8CN.
Gas such as yo, when Aff+zo3, Aλ (CH3)
3 grade gas, WF6 W gas is used for WC, and hydrocarbon gas is used for diamond. In addition, when the ceramic to be coated is a nitride, the reactive gas may be N2 gas or NH3 gas.
When a gas containing a carbide is mixed, C)-
A gas containing C such as 13 gas or C2H5 gas is mixed, and in the case of an oxide, a gas containing O such as 02 gas or N20 gas is mixed. For example, when coating SiN, the flow rate of SiH+ is 50SCCM,
The flow rate of N2 was 30oSCCM, and the reaction pressure was 1,
When a film is formed for 30 minutes at O/L, T and high frequency power of 300 W, an SfN layer of about 4 μm is formed.
次に、その他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層厚の代表例について説明する
。Next, typical examples of coating conditions for other ceramics and layer thicknesses of the formed ceramics will be described.
（ａ）Ｓ ｉ ＣＮの場合
Ｓ ｉ Ｈ４ガス流団： １００ＳＣＣＭＮ２ガス流ｆ
ｆｉ： ５００ＳＣＣＭ
ＣＨ４カスＲｆｔｔ ： ３００ Ｓ ＣＣＭ反応圧カ
ニ１．０１−ル
高周波型カニ５００Ｗ
成膜時間：４０分
層厚：３．０μｍ
（ｂ） Ｓ ｉ Ｃの場合
ＳｉＨ＋ガス流ｍ：５０ｓｃｃＭ
ＣＨ３ｊｊ’：；Ｚ、１ｉＥｆｉｌ ： ３００ＳＣＣ
Ｍ反応圧カニ１．０トル
高周波型カニ５’ＯＯＷ
成Ｍ時間−４０分
層厚： ３．０μｍ
（ｃ）ＳｉＯの場合
Ｓ ｉ Ｈ４ガス流団： ５０８ＣＧＭＯ２ガス流ｍ
： ３００ＳＣＣＭ
反応圧カニｉ、Ｑｌ”−ル
高周波型カニ５００Ｗ
成膜時間２４０分
１ ｇ −３，０μ １７１し
くｄ）ＴｉＮの場合
ＴｉＣｆｆ１＋ガス流１１ ： ２０ＳＣＣＭＮ２ガス
流１１：５０３ｃｃＭ
Ｈ２ガス流聞：２００ＳＣＣＭ
反応圧カニ１．Ｏトル
高周波型カニ １ ｋＷ
成膜時間：６０分
＠早：３．０μｍ
（ｅ）ＴｉＣの場合
Ｔ ｉ ＣＥ４ カス流ｆｆｉ：２０ＳＣＣＭＣＨ４ガ
ス流伍：３０ＳＣＣＭ
Ｈ２ｊｊス流ｆｆｉ ： ２００ＳＣＣＭ反応圧カニ１
．０トル
高周波型カニ １ ｋＷ
成膜時間二６０分
層厚：３．０μｍ
（ｆ）ＴｉＣＮの場合
ＴｉＣβ４ガス流患： ２０ＳＣＣＭ
ＣＨ４ガス流＠：２０ｓｃｃＭ
Ｎ２１５２７１ｍ ： ５０ＳＣＣＭ
Ｈ２ガス流量：２００ＳＣＣＭ
反応圧カニ１．Ｏトル
へ周波電カニ １ ｋＷ
成膜時間二６０分
層厚：３．０μｍ
（Ｑ）ＢＮの場合
Ｂ２ Ｈｓガス流量： ２０ＳＣＣＭ
Ｎ２ガス流１：５０ＳＣＣＭ
反応圧カニ１．Ｏトル
高周波型カニ５００Ｗ
成膜時間：３０分
層厚：３．０μｍ
（ｈ）ＢＣの場合
８２８ｓガス流ｆｆｉ ： ２０ＳＣＣ〜１ＣＨ４ガス
流最：３０ＳＣＣＭ
反応圧力＝１．０トル
高周波型カニ５００〜■
成膜時間：３０分
１厚：３．０μｍ
（ｉ ）ＢＣＮの場合
Ｂ２ Ｈ６ガス流母： ２０８ＣＣＭ
ＣＨ４ガス流ｆｆｌ ： ２０ＳＣＣＭＮ２ガス流量：
５０ＳＣＣＭ
反応圧カニ１．Ｏトル
高周波型カニ５００Ｗ
成１１’！時間：３０分
層厚：３．０μｍ
（ｊ）Ａり２０３の場合
Ａ（２（ＣＨ３）３ガス流ｆｉ：２０ｓｃｃＭＯ２ガス
流ω：３００ＳＣＣＭ
反応圧カニ１．○トル
高周波型カニ８００Ｗ
成膜時間二６０分
層厚：３．０μｍ
（ｋ）ＷＣの場合
Ｗ Ｆ ６ガス流醋：２０ＳＣＣＭ
ＣＨ４ガス流吊：２５０ＳＣＣＭ
反応圧力＝１．０トル
高周波型カニ １ ｋＷ
成１１１時間二６０分
層厚：３．０μｍ
（１）ダイヤモンドの場合
ＣＨ３ガス流１ｉ：３０ｓｃｃＭ
反応圧カニ２０トル
高周波型カニ１．５ｋＷ
成膜時間二６０分
層厚：２．Ｏｕｍ
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、セラミックスが高強度で被着されており、耐摩耗
性が高い。上述の成膜条件で、ロータリコンプレッサの
シャフトを製造し、このシャフトに対し、１００ＯＯＲ
，Ｐ、Ｍの回転数で３０分間連続運転し、次いで１０分
間停止した後、再度３ｏ分間運転するというモードで１
０００時間の耐久試験を実施した。上記ＳｉＮ及び（ａ
）乃至（ｋ）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、層
が剥離することもなく、極めて耐久性が高いことが実証
された。(a) S i H4 gas flow for S i CN: 100SCCMN2 gas flow f
fi: 500SCCM CH4 gas Rftt: 300 S CCM reaction pressure 1.01-L high frequency type crab 500W Film forming time: 40 minutes Layer thickness: 3.0 μm (b) For SiC SiH + gas flow m: 50sccM CH3jj':;Z, 1iEfil: 300SCC
M reaction pressure 1.0 torr high frequency type 5'OOW M formation time - 40 minutes Layer thickness: 3.0 μm (c) For SiO Si H4 gas flow: 508 CGMO2 gas flow m
: 300SCCM Reaction pressure Kani, Ql''-le high frequency type Kani 500W Film forming time 240 minutes 1 g -3,0μ 171 d) In case of TiN TiCff1 + gas flow 11: 20SCCMN2 gas flow 11: 503ccM H2 gas flow: 200SCCM Reaction pressure Crab 1.0 Torr High frequency type Crab 1 kW Film forming time: 60 minutes @ Early: 3.0 μm (e) For TiC Ti CE4 Waste flow ffi: 20SCCMCH4 Gas flow: 30SCCM H2jj Sous flow ffi: 200SCCM reaction pressure crab 1
．． 0 torr high frequency type crab 1 kW Film formation time 260 minutes Layer thickness: 3.0 μm (f) For TiCN TiCβ4 gas flow rate: 20SCCM CH4 gas flow @: 20sccM N215271m: 50SCCM H2 gas flow rate: 200SCCM Reaction pressure Crab 1. Frequency electric crab 1 kW Film formation time 260 minutes Layer thickness: 3.0 μm (Q) For BN B2 Hs gas flow rate: 20 SCCM N2 gas flow 1:50 SCCM Reaction pressure crab 1. O Torr High Frequency Type Crab 500W Film Forming Time: 30 minutes Layer Thickness: 3.0μm (h) For BC 828s Gas Flowffi: 20SCC~1CH4 Gas Flow Maximum: 30SCCM Reaction Pressure = 1.0 Torr High Frequency Type Crab 500~■ Film forming time: 30 minutes Thickness: 3.0 μm (i) For BCN B2 H6 gas flow mother: 208 CCM CH4 gas flow ffl: 20 SCCMN2 gas flow rate:
50SCCM reaction pressure crab 1. Otor High Frequency Type Crab 500W Sei 11'! Time: 30 minutes Layer thickness: 3.0 μm (j) For A 203 A (2(CH3)3 gas flow fi: 20sccMO2 gas flow ω: 300SCCM Reaction pressure 1.0 Torr High frequency type 800W Film formation time 2 60 minute layer thickness: 3.0 μm (k) For WC W F 6 gas flow: 20 SCCM CH4 gas flow suspension: 250 SCCM Reaction pressure = 1.0 Torr High frequency type crab 1 kW Growth 111 hours 260 minute layer thickness: 3 .0μm (1) For diamond CH3 gas flow 1i: 30sccM Reaction pressure 20 Torr High frequency type 1.5kW Film forming time 260 minutes Layer thickness: 2.Oum The ceramics produced as described above were deposited. The members are coated with high-strength ceramics and have high wear resistance.A shaft for a rotary compressor was manufactured under the above-mentioned film-forming conditions, and
, P, M in the mode of continuous operation for 30 minutes, then stop for 10 minutes, and then operate again for 30 minutes.
A durability test of 1,000 hours was conducted. The above SiN and (a
The shafts coated with each of the ceramics shown in ) to (k) did not cause seizure due to wear or peeling of the layers, and were demonstrated to be extremely durable.
また、母材にセラミックス層を構成する元素を含有させ
ることにより、プラズマＣＶＤ等、低温で処理すること
ができる方法で上述のような接着性に優れたセラミック
ス層を形成することができるので、母材が変形する虞が
少ない。In addition, by incorporating elements constituting the ceramic layer into the base material, it is possible to form the ceramic layer with excellent adhesiveness as described above using a method that can be processed at low temperatures, such as plasma CVD. There is little risk of the material deforming.
更に、プラズマＣＶＤ等により形成したセラミックス層
は、その表面が粗いことがなく、表面を加工する必要が
ない。Furthermore, the surface of the ceramic layer formed by plasma CVD or the like is not rough, and there is no need to process the surface.
なお、この実施例においては、母材表面にプラズマＣＶ
Ｄによりセラミックスをコーティングしているが、これ
に限らず、スパッタリング、イオンブレーティング又は
は九〇ＶＤ等、他の手段を使用してもよい。また、プラ
ズマ生起用の電力は上記実施例に限らず、直流電力を使
用してもよい。In this example, plasma CV was applied to the surface of the base material.
Although the ceramic is coated with D, other methods such as sputtering, ion blasting, or 90VD may be used. Further, the power for plasma generation is not limited to the above embodiment, and direct current power may be used.
この場合は、マツチングボックスが不要である。In this case, a matching box is not required.
更に、この実施例においては、母材に元素を含有させる
手段としてイオン注入を用いたが、これに限らず、他の
手段を使用してもよい。Further, in this embodiment, ion implantation was used as a means for incorporating elements into the base material, but the present invention is not limited to this, and other means may be used.
なお、このようにして成膜されたセラミックス層は通常
は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
は良好で同様のゆれた効果を得ることができる。The ceramic layer formed in this manner is usually amorphous, but may be polycrystalline, partially crystalline, or have microcrystalline regions. However, in any of these cases, the abrasion resistance is good and the same fluctuation effect can be obtained.
［発明の効果］
この発明によれば、金属製の支持体上にセラミックス層
がコーティングされた部材において、支持体のセラミッ
クス層側にセラミックス層を構成する元素が含有されて
いるので、支持体とセラミックス層とが蟲接着強度で接
着されており、耐摩耗性が優れている。この部材は、低
温処理で製造することができるので支持体の変形が抑制
され１、 また表面を加工する必要がないので低コス
トで生産することができる。[Effects of the Invention] According to the present invention, in a member in which a ceramic layer is coated on a metal support, the element constituting the ceramic layer is contained on the ceramic layer side of the support. It is bonded to the ceramic layer with an adhesive strength that is excellent in abrasion resistance. Since this member can be manufactured by low-temperature treatment, deformation of the support is suppressed1, and there is no need to process the surface, so it can be manufactured at low cost.
第１図はこの発明の実施例に係るセラミックスで＼
＋被着された部材の！Ｊ造装置を示す断面図である。
１；反応室、２；絶縁体、４；電極、５シールド、１０
；母材、１２：ヒータ、１４；高周波電源、１５；マツ
チングボックスFigure 1 shows ceramics according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing a J-building device. 1; Reaction chamber, 2; Insulator, 4; Electrode, 5 Shield, 10
; Base material, 12: Heater, 14; High frequency power supply, 15; Matching box
Claims (6)
ラミックス層とを有するセラミックスが被着された部材
において、前記支持体は、その前記セラミックス層側に
前記セラミックス層を構成する元素を含有することを特
徴とするセラミックスが被着された部材。(1) In a ceramic-covered member having a metal support and a ceramic layer formed on the support, the support forms the ceramic layer on the ceramic layer side. A member coated with ceramics characterized by containing an element.
され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 member coated with ceramics according to claim 1, wherein the element is contained in the support by ion implantation.
II族に属する元素、タングステン、窒素、炭素及び酸素
の中から選択される少なくとも１種の元素であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載のセ
ラミックスが被着された部材。(3) The above elements include titanium, silicon, and element I of the periodic table.
The ceramic according to claim 1 or 2 is coated with at least one element selected from Group II elements, tungsten, nitrogen, carbon, and oxygen. parts.
表の第III族に属する元素、タングステン及び炭素の中
から選択された少なくとも一種の元素を含有することを
特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のうちいず
れか１項に記載のセラミックスが被着された部材。(4) Claim 1, wherein the ceramic contains at least one element selected from titanium, silicon, an element belonging to Group III of the periodic table, tungsten, and carbon. A member to which the ceramic according to any one of items 3 to 3 is adhered.
せて前記支持体に被着されることを特徴とする特許請求
の範囲第１項乃至第４項に記載のセラミックスが被着さ
れた部材。(5) A member to which a ceramic is adhered according to any one of claims 1 to 4, wherein the ceramic is adhered to the support by generating plasma under reduced pressure.
ら選択された少なくとも一種の元素を含有することを特
徴とする特許請求の範囲第５項に記載のセラミックスが
被着された部材。(6) The ceramic-covered member according to claim 5, wherein the ceramic layer contains at least one element selected from hydrogen and halogen.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9870986A JPS62256964A (en) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | Ceramics-coated member |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9870986A JPS62256964A (en) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | Ceramics-coated member |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62256964A true JPS62256964A (en) | 1987-11-09 |
Family
ID=14227040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9870986A Pending JPS62256964A (en) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | Ceramics-coated member |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62256964A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6421054A (en) * | 1987-07-14 | 1989-01-24 | Furukawa Electric Co Ltd | Film forming method |
| JPH0237462U (en) * | 1988-09-02 | 1990-03-12 | ||
| JP2001277251A (en) * | 2000-03-29 | 2001-10-09 | Bridgestone Corp | Thin film for molding mold, and mold |
-
1986
- 1986-04-28 JP JP9870986A patent/JPS62256964A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6421054A (en) * | 1987-07-14 | 1989-01-24 | Furukawa Electric Co Ltd | Film forming method |
| JPH0237462U (en) * | 1988-09-02 | 1990-03-12 | ||
| JPH0548368Y2 (en) * | 1988-09-02 | 1993-12-24 | ||
| JP2001277251A (en) * | 2000-03-29 | 2001-10-09 | Bridgestone Corp | Thin film for molding mold, and mold |
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