JPS62256964A - セラミツクスが被着された部材 - Google Patents
セラミツクスが被着された部材Info
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Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
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。
スが被着された部材に関する。
（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。
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。
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。
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。
（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。
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。
充分な耐久性を得ることができない。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
［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。
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。
（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。
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。
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。
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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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
。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
この場合は、マツチングボックスが不要である。
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。
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。
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。
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。
［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。
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。
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
；母材、１２：ヒータ、１４；高周波電源、１５；マツ
チングボックス
Claims (6)
- （１）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
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。 - （２）前記元素は、イオン注入により前記支持体に含有
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。 - （３）前記元素は、チタニウム、珪素、周期律表の第I
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。 - （４）前記セラミックスは、チタニウム、珪素、周期律
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。 - （５）前記セラミックスは、減圧下でプラズマを生起さ
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。 - （６）前記セラミックス層は、水素及びハロゲンの中か
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５項に記載のセラミックスが
被着された部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9870986A JPS62256964A (ja) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | セラミツクスが被着された部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9870986A JPS62256964A (ja) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | セラミツクスが被着された部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62256964A true JPS62256964A (ja) | 1987-11-09 |
Family
ID=14227040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9870986A Pending JPS62256964A (ja) | 1986-04-28 | 1986-04-28 | セラミツクスが被着された部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62256964A (ja) |
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 (ja) * | 1988-09-02 | 1990-03-12 | ||
| JP2001277251A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-09 | Bridgestone Corp | 成形金型用薄膜及び金型 |
-
1986
- 1986-04-28 JP JP9870986A patent/JPS62256964A/ja 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 (ja) * | 1988-09-02 | 1990-03-12 | ||
| JPH0548368Y2 (ja) * | 1988-09-02 | 1993-12-24 | ||
| JP2001277251A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-09 | Bridgestone Corp | 成形金型用薄膜及び金型 |
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