CN1205038A

CN1205038A - 导衬的内周面上形成的硬质碳膜的剥离方法

Info

Publication number: CN1205038A
Application number: CN97191299A
Authority: CN
Inventors: 杉山修; 宫行男; 小池龙太; 户井田孝志; 关根敏一
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1996-08-15
Filing date: 1997-08-15
Publication date: 1999-01-13
Anticipated expiration: 2017-08-15
Also published as: US5993680A; CN1116451C; DE19780806C2; JP3224134B2; WO1998006885A1; DE19780806T1

Abstract

在将辅助电极(71)插入到与被加工物相滑动接触的内周面上形成有硬质碳膜(15)的导衬(11)的中心开口(11j)内的状态下,将该导衬(11)配置在内部备有阳极(79)和白热丝(81)的真空槽(61)内,将辅助电极(71)接地或对其加上直流正电压,在将真空槽(61)内排气后,将含氧的气体导入,通过将直流电压加在导衬(11)上,同时分别将直流电压加在阳极(79)上,而将交流电压加在白热丝(81)上,使真空槽(61)内产生等离子体,从而将上述硬质碳膜(15)从导衬(11)的内周面上刻蚀除去。

Description

导衬的内周面上形成的硬质碳膜的剥离方法

技术领域

本发明涉及一种安装在自动车床上、并能旋转地支撑着被加工物的导衬与被加工物相滑动接触的内周面上形成的硬质碳膜的剥离方法。

背景技术

设在自动车床的立柱上、并能使圆柱状的被加工物旋转地保持在切削工具附近的导衬有旋转式和固定式两种。旋转式的导衬在总是与被加工物一起做旋转的同时，能对该被加工物以可以向轴向滑动的方式进行保持；而固定式的导衬不旋转，而能对被加工物以可旋转及可沿轴向滑动的方式进行保持。

在无论哪一种导衬上，都备有：锥形外周面；为使其具有弹力的螺旋开槽和用于安装在立柱上用的螺旋部；以及保持被加工物的内周面。该内周面由于总是与被加工物相滑动接触，所以容易受到磨损，特别是在固定式的情况时，这种磨损是很剧烈的。

因此，我们早先提出了这样的方案，即通过在因被加工物的旋转和滑动而与被加工物相滑动接触的导衬的内周面上形成硬质碳膜，而极大地提高其耐磨性，且还能防止烧伤。

所说的该硬质碳膜是氢化非晶形碳膜，由于它具有很类似于金刚石的性质，所以也被称为金刚石状碳膜(DLC)。

该硬质碳膜(DLC)，其硬度大(维氏硬度在3000Hv以上)、耐磨性好、摩擦系数小(是超硬合金的1／8左右)、且耐腐蚀性也好。

因此，在与被加工物相滑动接触的内周面上设有该硬质碳膜的导衬，与现有的在内周面上设有超硬合金或陶瓷的导衬相比，就能极大地提高耐磨性。

因此，将它作为自动车床的固定式导衬而使用时，即使是进行切削量大、加工速度快的重切削，在被加工物上也不会产生损伤或烧伤，能长时间地进行精度高的加工作业。

另外，也可以将硬质碳膜通过提高粘附性用的中间层而设在导衬的内周面上。

当用双层膜形成该中间层时，其中该双层膜是由用由钛或铬或它们中的任何一种的化合物所构成的下层、以及由硅或锗或它们中的任何一种的化合物所构成的上层所形成的，由于下层保持着与导衬的内周面(基体材料的合金工具钢)之间的粘附性，而上层与硬质碳膜之间牢固地结合，所以可以得到粘附性好的牢固的硬质碳膜。

或者，还可以通过碳化钨(WC)等超硬合金或碳化硅(SiC)等陶瓷烧结体等的硬质构件，而将硬质碳膜设在内周面上，在此情况时，如果通过与上述同样的中间层而设置硬质碳膜，就能进一步提高其粘附性。

可是，即使对这样地在内周面上形成有硬质碳膜的导衬，当在成膜后的检测中检测出了成膜不良的情况时，或由于长期使用，而使硬质碳膜产生了损伤时，或者发生了任何的不良情况等时，为了重新形成该硬质碳膜，就需要将在该内周面上所形成的硬质碳膜剥离下来。

在这种情况时，可以考虑采用作为现有的技术的等离子刻蚀法，而将在该导衬的内周面上所形成的硬质碳膜剥离下来。

图10是用于说明利用该等离子刻蚀法，将硬质碳膜从导衬的内周面上除去的方法的示意图。

如图所示，在具有气体导入口63和排气口65、且在内部上方备有阳极79和白热丝81的真空槽61中，将在内周面上形成有硬质碳膜15的导衬11固定在绝缘托架80上。

然后，利用图中未示出的排气装置从排气口65对真空槽61内部进行真空排气。此后，从直流电源73将直流电压加在该导衬11上，同时从阳极电源75将直流电压加在与该导衬11相对配置着的阳极79上，并从白热丝电源77将交流电压加在白热丝81上。

与此同时，将含氧的气体从气体导入口63导入真空槽61内，使得在真空槽61内产生氧等离子体，使氧和硬质碳膜中的碳发生反应，从而将在导衬11的内周面上所形成的硬质碳膜15刻蚀掉。

可是，采用这种剥离方法时，不能将在导衬11的内周面上所形成的硬质碳膜15在其内周面的全部区域上完全除去。

其原因在于：采用图10所示的剥离方法时，等离子体不能从导衬11的开口端面充分地深入到中心开口11J的深处，使在中心开口11J内不能形成均匀的等离子体。

因此，虽然能将导衬11的内周面上位于开口端面附近的硬质碳膜除去，但位于内周面深处(图10中的下部)的硬质碳膜却不能被刻蚀掉。

本发明就是为了解决上述问题而完成的，其目的在于将在导衬的内周面上所形成的硬质碳膜在其内周面的全部区域都能被可靠地除去。

发明的公开

为了达到上述目的，本发明的特征在于：在利用上述的等离子刻蚀法而将硬质碳膜从导衬的内周面上剥离时，将辅助电极插入导衬的中心开口内，并将该辅助电极接地或将直流正电压加在该辅助电极上。

即，根据本发明，在导衬的内周面上所形成的硬质碳膜的剥离方法是：将辅助电极插入到在与被加工物相滑动接触的内周面上形成有硬质碳膜的导衬的中心开口内，在此状态下，将该导衬配置在真空槽内，并将该辅助电极接地或对其加上直流正电压，在将真空槽内排气后，将含氧的气体导入该真空槽内，使得在该真空槽内产生等离子体，通过使氧和硬质碳膜中的碳发生反应，而将上述硬质碳膜从导衬的内周面上刻蚀掉。

作为在该真空槽内产生等离子体的方法有：将直流电压加在导衬上，同时分别将直流电压加在配置在真空槽内的阳极上、而将交流电压加在白热丝上的方法，以及在导衬上施加高频电力的方法，或者只施加直流电压的方法。

作为导入该真空槽内的含氧气体，可以只使用氧气，也可以使用氧和氩的混合气体、氧和氮的混合气体、或者氧和氢的混合气体。

依据本发明的方法，由于将辅助电极插入到导衬的中心开口内，并将它接地或对其施加有直流电压，所以在其与施加有直流电压或高频电压的导衬之间会发生等离子放电。因此，在导衬的中心开口的全体上产生了氧等离子体，由氧和硬质碳膜中的碳之间的反应，就能将导衬的内周面的全部区域上的硬质碳膜刻蚀掉。

另外，当将直流正电压加在辅助电极上时，在作为辅助电极的周围区域的导衬的内周面和辅助电极之间的区域上，会产生使电子集中的效果，使该辅助电极的周围区域上的电子密度增大。

由此，含氧的气体分子和电子之间的碰撞概率必然会增大，能促进气体分子的离子化，使在该辅助电极的周围区域上的等离子体密度变大。所以对硬质碳膜的剥离速度随着电压的施加而加快。

另外，即使是在导衬的口径较小的情况下，也能在其中心开口内发生等离子体，从而能将在其内周面上所形成的硬质碳膜剥离掉。

附图的简单说明

图1至图6分别是在本发明的对形成于导衬内周面上的硬质碳膜的剥离方法的不同实施方案中所使用的装置的示意剖面图。

图7是表示加在图4至图6所示的实施方案中的加辅助电极上的电压和硬质碳膜的刻蚀速度之间的关系的曲线图。

图8及图9分别是由本发明的方法而对其内周面上的硬质碳膜进行剥离的导衬的纵剖面图及斜视图。

图10是由现有的等离子刻蚀法剥离在导衬的内周面上形成着的硬质碳膜时的与图1相同的示意剖面图。

图11是只表示设置有使用导衬的固定式导衬装置的自动车床的主轴附近的剖面图。

图12是只表示设置有使用导衬的旋转式导衬装置的自动车床的主轴附近的剖面图。表示根据现有技术对导衬的硬质碳膜的剥离方法的剖面图。

实施发明的最佳方案

以下，利用附图，由用于实施本发明的最佳实施方案，对在导衬的内周面上形成着的硬质碳膜的剥离方法进行说明。

[对使用导衬的自动车床的说明]

首先，简单地对使用作为本发明对象的导衬的自动车床的结构进行说明。

图11是只表示了数控自动车床的主轴附近的剖面图。该自动车床是一种设有固定式的导衬装置37的车床，其中该固定式的导衬装置37将导衬11固定，并在用导衬11的内周面11b将被加工物51(用假想线表示)旋转自如地保持着的状态下而得到使用。

主轴箱17，能在该数控自动车床的图中未示出的机架上沿图的左右方向进行滑动。

在该主轴箱17上，设有由轴承21而以可以旋转的状态被支撑着的主轴19。而且在主轴19的前端部分，安装着弹簧夹头13。

该弹簧夹头13被配置在夹头套筒41的中心孔内。而且，弹簧夹头13的前端外周锥面13a和夹头套筒41的内周锥面41a互相为面接触。

另外，将用带状弹簧材料所制成的盘管状的弹簧25设在中间套筒29内的位于弹簧夹头13的后端部分上。而且，利用该弹簧25的作用，能将弹簧夹头13从中间套筒29内推出。

弹簧夹头13的前端位置，被限定在与盖形螺母27相接触的位置上，其中该销紧螺母27被用螺纹固定在主轴19的前端上。因此，可以防止由弹簧25的弹力而使弹簧夹头13从中间套筒29中飞出。

将夹头开闭机构31通过该中间套筒29设在中间套筒29的后端部分。而且通过对夹头开闭爪33进行开闭，弹簧夹头13也随着开闭，从而对被加工物51进行夹持或释放。

即，当夹头开闭机构31的夹头开闭爪33的前端部分以互相张开的方式而移动时，则夹头开闭爪33的与中间套筒29相接触的部分便在图11中向左移动，将中间套筒29推向左方。由于该中间套筒29向左的移动，使与中间套筒29的左端相接触着的夹头套筒41也向左移动。

而且，利用被用螺纹固定在主轴19的前端上的盖形螺母27，能防止弹簧夹头13从主轴19中飞出。

因此，通过该夹头套筒41向左的移动，就使弹簧夹头13的形成有螺旋开槽的部分的外周锥面13a和夹头套筒41的内周锥面41a受到强烈的推压，使互相沿锥面而移动。

其结果是，使弹簧夹头13的内周面的直径变小，从而能夹持住被加工物51。

当要使弹簧夹头13的内周面的直径变大而释放被加工物51时，通过使夹头开闭爪33的前端部分以互相闭合的方式进行移动，就可以解除向左推压着夹头套筒41的力。

于是，利用弹簧25的恢复力，中间套筒29和夹头套筒41便在图中向右移动。

因此，弹簧夹头13的外周锥面13a和夹头套筒41的内周锥面41a之间的推压力被解除。由此，弹簧夹头13利用自己所具有的弹力使内周面的直径变大，从而能释放被加工物51。

另外，立柱35被设在主轴箱17的前方，将导衬装置37配置在立柱35上，且使导衬装置37的中心轴线与主轴中心线相一致。

该导衬装置37，是将导衬11固定、并用该导衬11的内周面11b将被加工物51以可旋转的状态保持着的固定式的导衬装置37。

将衬套套筒23嵌入到固定在立柱35上的夹具39的中心孔中，在该衬套套筒23的前端部上设有内周锥面23a。

而且，将在其前端部上形成有外周锥面11a及螺旋开槽11c的导衬11嵌入配置在该衬套套筒23的中心孔中。

在导衬装置37的后端部上，通过旋转拧在导衬11的螺纹部上的调整螺母43，能调整导衬11的内径和被加工物51的外形之间的间隙尺寸。

即，这是因为，如果向右旋转调整螺母43，导衬11就在图中相对于衬套套筒23而向右移动，与弹簧夹头13的情况一样，能使衬套套筒23的内周锥面23a和导衬11的外周锥面11a互相受到推压，从而使导衬11的前端部的内径变小。

再将切削工具(刀具)45设在导衬装置37的进一步靠前方处。

而且，在用主轴19上的弹簧夹头13夹持被加工物51的同时，通过切削工具45的前进或后退和主轴箱17的移动的合成运动，对被导衬装置37所夹持着的、且穿过该导衬装置37而突出到加工区的被加工物51进行预定的切削加工。

以下，利用图12对使夹持被加工物的导衬在旋转状态下使用的旋转式的导衬装置进行说明。在该图12中，对与图11相对应的部分标以相同的符号。

作为该旋转式的导衬装置，有弹簧夹头13和导衬11做同步旋转的导衬装置，以及做非同步旋转的导衬装置。该图所示的导衬装置37，是弹簧夹头13和导衬11做同步旋转的装置。

该旋转式的导衬装置37，利用从主轴19的盖形螺母27中突出的旋转驱动棒47驱动导衬装置37。也可以用齿轮或皮带轮代替该旋转驱动棒47而驱动导衬装置37。

该旋转式的导衬装置37，通过轴承21以可以旋转的状态将衬套套筒23嵌入配置于被固定在立柱35上的夹具39的中心孔中。另外，还将导衬11嵌入配置在该衬套套筒23的中心孔中。

衬套套筒23和导衬11的结构，与用图11所说明过的相同。而且在导衬装置37的后端部上，通过旋转拧在导衬11的螺纹部上的调整螺母43，可使导衬11的内径缩小，从而能调整导衬11的内径和被加工物51的外形之间的间隙尺寸。

导衬装置37的旋转式以外的其它结构与用图11所说明过的自动车床的结构相同，所以有关它们的说明从略。

[对在内周面上形成有硬质碳膜的导衬的说明]

以下，对利用本发明剥离其内周面上的硬质碳膜的导衬进行说明。

图8是表示了该导衬之一例的纵剖面图，图9是表示其外观的斜视图。

这些图示的导衬11，表示了其前端部分为打开着的自由状态。该导衬11，在其纵向的一端部上形成有外周锥面11a，而在另一端部上具有螺纹部11f。

另外，在该导衬11的中心，设有具有不同开口直径的贯通的中心开口11j。而且，在设有外周锥面11a的一侧的内周上，形成有保持被加工物51的内周面11b。而且，在除该内周面11b以外的区域中，形成有具有比内周面11b的内径要大的内径的台阶部11g。

另外，该导衬11在从外周锥面11a到弹簧部11d的部分在圆周方向上将外周锥面11a做了3等分，在相隔120°的3个地方设有螺旋开槽11c。

而且，通过将该导衬11的外周锥面11a推压在上述的衬套套筒的内周锥面上，使弹簧部11d产生挠曲，从而能调整内周面11b和用图8中的假想线所表示的被加工物51之间的间隙尺寸。

另外，在该导衬11上，弹簧部11d和螺纹部11f之间设有嵌合部11e。由此，通过将该嵌合部11e嵌合在图11及图12所示的衬套套筒23的中心孔中，能将导衬11在主轴的中心线上、且平行于主轴中心线地得到配置。

使用合金工具钢(SKS)作为该导衬11的材料，形成外形形状和内形形状后，进行淬火处理和回火处理。

另外，如图8所示，优选利用钎焊方法将其厚度尺寸为2mm至5mm的超硬构件12固定在导衬11上，而形成与被加工物51相滑动接触的内周面11b。

作为该超硬构件，例如使用具有85％～90％的钨(W)、5％～7％的碳(C)和作为粘结剂的3％～10％的钴(Co)组成的组合物。

但该导衬11，在其外周锥面11a为闭合的状态下，在内周面11b和被加工物51之间沿半径方向有5μm～10μm的间隙。由此，由于被加工物51在出入时会与内周面11b相滑动接触，故其摩擦损耗成为问题。

另外，当在固定式的导衬装置上使用时，由于被加工物51被保持在固定着的导衬11上进行高速旋转而得到加工的，所以内周面11b和被加工物51之间存在高速滑动，而且，由于因切削负载而对内周面11b产生的过大的被加工物51的推压力，还存在发生烧伤的问题。

因此，在该导衬11的内周面11b上，形成有上述的硬质碳膜(DLC)15。该硬质碳膜15的厚度为1μm～5μm。

如上所述，该硬质碳膜具有类似于金刚石的性质，其机械强度高，摩擦系数小，有润滑性，且耐腐蚀性也好。

因此，在内周面11b上设有硬质碳膜15的导衬11能极大地提高耐磨性，即使在长期使用或进行重切削加工时，也能抑制在与被加工物51相接触的内周面11b上的磨损。另外，还能抑制对被加工物51的损伤，并能抑制导衬11和被加工物51被烧伤。

可以在导衬11的基体材料(SKS)的内周面或超硬构件12的内周面上直接形成该硬质碳膜，不过为了提高与内周面11b之间的粘附性，最好是通过薄的中间层(图中未示出)而形成硬质碳膜。

作为该中间层，可以是元素周期表第IVb族中的硅(Si)或锗(Ge)，或者是硅或锗的化合物。或者，也可以是碳化硅(SiC)或碳化钛(TiC)之类的含碳的化合物。

另外，作为该中间层，还可以采用钛(Ti)、钨(W)、钼(Mo)、或钽(Ta)和硅(Si)的化合物。

进一步，还可以用由钛(Ti)或铬(Cr)所构成的下层和由硅(Si)或锗(Ge)所构成的上层这样的双层膜形成该中间层。

这样一来，作为中间层的下层的钛或铬会起着保持与导衬11的基材或超硬构件12之间的粘附性的作用，而作为上层的硅或锗与硬质碳膜15相共价键合，起着与该硬质碳膜15之间强烈相结合的作用。

这些中间层的成膜厚度为0．5μm。即在双层的情况下，上层和下层总共为0．5μm左右。

可是，如上所述，有时必须要将在该导衬的内周面上形成着的硬质碳膜剥离下来。

本发明就是为了在此时能迅速且可靠地将硬质碳膜15从导衬11的内周面11b的全部区域上剥离下来而进行的。

[第一实施方案：图1]

首先说明其第一实施方案。图1是在该第一实施方案中所使用的装置的示意剖面图。

如图1所示，将在与被加工物相滑动接触的内周面上形成有硬质碳膜15的导衬11配置在真空槽61内，其中该真空槽61具有气体导入口63和排气口65、且在其内部上方备有阳极79和白热丝81。该导衬11由绝缘支架80固定支撑相对于真空槽61电绝缘。

另外，这时将呈杆状的辅助电极71插入配置在导衬11的中心开口11j内。这时，该辅助电极71被配置在与导衬11的中心开口11j的中心轴线相一致的位置上。而且，该辅助电极是用不锈钢等金属材料所形成的，并与也是用金属材料所形成且接地着的真空槽61相导通，通过真空槽61而呈接地电位。

而且，利用图中未示出的排气装置从排气口65进行真空排气，以使该真空槽61内的真空度达到3×10^-5torr。

然后，将氧(O₂)从气体导入口63导入真空槽61内作为含氧的气体，使真空槽61内的压力控制在3×10^-3torr。

而且，从直流电源73将负3kV的直流电压加在导衬11上，同时从阳极电源75将正50V的直流电压加在阳极79上，并从白热丝电源77将以流过30A的电流的方式10V的交流电压加在白热丝81上。

由此，在真空槽61内的导衬11附近区域上会产生氧等离子体。这时，在施加有负的直流高压的导衬11的中心开口11j内，也会在其内表面和呈接地电位的辅助电极71之间发生等离子放电，能由导入的氧气而生成大量的氧等离子体。

因此，该氧和硬质碳膜15中的碳发生反应，能对该硬质碳膜15从内周面的全部区域上进行刻蚀，使其剥离除去。

这样，当将辅助电极71配置在导衬11的中心开口11j内的中心时，则在该中心开口11j内的全长上其等离子放电特性是均匀的。其结果是，在导衬11的内周面上形成的等离子体的强度不会发生离散分布，利用该均一的氧等离子体，就能将硬质碳膜15从开口端面附近至深处一侧为止被均匀地刻蚀除去。

该辅助电极71只要比导衬11的中心开口11j细即可，但优选是被设置成使其与内周面之间有4mm左右的间隙的等离子体形成区。另外，该辅助电极71的直径和导衬11的中心开口11j的直径的尺寸比最好在1／10以下，在将辅助电极71作得很细的情况下，也可以呈线状。而且，该辅助电极71，用不锈钢(SUS)之类的金属材料或者钨(W)或钽(Ta)之类的高熔点金属材料所制成。

另外，该辅助电极71的剖面形状呈圆形，且在将辅助电极71插入到导衬11中时，可以使其长度与导衬11的开口端面相对齐，或优选是如图所示，使其长度向内侧缩短1mm～2mm，以使辅助电极71的前端不会从导衬11的端面上突出。

[第二实施方案：图2]

其次，利用图2说明本发明的第二实施方案。

图2是在本发明的第二实施方案中所使用的装置的示意剖面图，对与图1相对应的部分标以相同的符号，且它们的说明从略。

在该第二实施方案中所使用的真空槽61，在其内部没有设置着与图1所示的阳极79和白热丝81相当的构件。

与上述的第一实施方案的情况相同，在该真空槽61内配置着导衬11、并将辅助电极71配置在其中心开口11j内。

而且，从排气口65进行真空排气，以使真空槽61内部的真空度为3×10^-5torr以下；然后，将氧(O₂)从气体导入口63导入真空槽61内部作为含氧的气体，将真空度调整为0．3torr。

然后，从振荡频率为13．56MHz的高频电源69，通过匹配电路67将300W的高频电力加在导衬11上，使在真空槽61内的导衬11的周边区域及中心开口11j内产生等离子体。

由此，与上述的第一实施方案中的情况相同，能将在导衬11的内周面11b的全部区域上的硬质碳膜15剥离除去。

这时，辅助电极71的作用及效果由于与第一实施方案中的情况相同，故说明从略。

[第三实施方案：图3]

其次，利用图3说明本发明的第三实施方案。

图3是在本发明的第三实施方案中所使用的装置的示意剖面图，对与图1相对应的部分标以相同的符号，且它们的说明从略。

在该第三实施方案中所使用的真空槽61，在其内部也不设置与图1所示的阳极79和白热丝81相当的构件。

与上述的第一实施方案的情况相同，在该真空槽61内配置着导衬11，并将辅助电极71配置在其中心开口11j内。

然后，从排气口65进行真空排气，以使真空槽61内部的真空度为3×10^-5torr以下；之后，将氧(O₂)从气体导入口63导入真空槽61内部作为含氧的气体，将真空度调整为0．3torr。

然后，从直流电源73’将负400V的直流电压加在导衬11上，使在真空槽61内的导衬11的周边区域及中心开口11j内产生等离子体。

由此，能将在导衬11的全部内周面上的硬质碳膜15剥离除去。

由于该第三实施方案，除了通过只将直流电压加在导衬11上而使之产生等离子体这一点之外，也与上述第一、第二实施方案一样，其作用、效果是相同的，故说明从略。

[第四、第五、第六实施方案：图4至图7]

其次，利用图4至图7说明本发明的第四、第五、第六实施方案。

图4、图5及图6分别是在本发明的第四、第五、第六实施方案中所使用的装置的示意剖面图，但分别采用与图1、图2及图3所示相同的等离子体发生方法。

在这些各实施方案中，与上述第一、第二、第三实施方案不同的地方仅在于：利用被嵌入到导衬11的中心开口11j的台阶部上的绝缘子等绝缘构件85，相对于导衬11及真空槽61电气绝缘地支撑着辅助电极71，并从辅助电极电源83将直流正电压加在该辅助电极71上。

这时的加在辅助电极上的电压和在导衬内周面上的硬质碳膜的刻蚀速度之间的关系示于图7。

该图7表示当加在辅助电极71上的直流正电压从零V变化到30V时硬质碳膜的刻蚀速度。但曲线88表示当导衬11的开口内表面和辅助电极71之间的间隙为3mm时的特性，而曲线91表示当导衬11的开口内表面和辅助电极71之间的间隙为5mm时的特性。

由该图7中的曲线88、91可知，当使从辅助电极电源83加在辅助电极71上的直流正电压增加时，硬质碳膜的刻蚀速度加快。另外，导衬11的开口内表面和辅助电极71之间的间隙尺寸增大时，硬质碳膜的刻蚀速度会加快。

而且，在曲线88所示的导衬11的开口内表面和辅助电极71之间的间隙尺寸为3mm时，若加在辅助电极71上的电压为零V的接地电压，则在导衬11的中心开口11j内不会产生氧等离子体，从而不能剥离硬质碳膜。

但是，即使在导衬11的开口内表面和辅助电极71之间的间隙尺寸为3mm时，如果提高加在辅助电极71上的电压，在导衬11的中心开口11j内的辅助电极71的周围也会产生氧等离子体，从而能剥离硬质碳膜。

因此，在本发明的图4至图6所示的各实施方案中，将来自辅助电极电源83的直流正电压加在被配置在导衬11的中心开口11j内的中央部分上的辅助电极71上，而将硬质碳膜15刻蚀除去。

因此，在作为施加有直流正电压的辅助电极71的周围区域的导衬11的中心开口11j的内表面和辅助电极71之间的区域上，会产生电子集中的效果，使该辅助电极71的周围区域上的电子密度增大。

这样，当电子密度增大时，则含氧的气体分子和电子之间的碰撞概率必然会增加，能促进气体分子的离子化，使该辅助电极71的周围区域的等离子体密度增大。

因此，硬质碳膜从导衬11的内周面上剥离的速度与不在辅助电极71上加电压时相比就加快了。

进一步，当缩小导衬11的开口口径，使中心开口11j的内表面和辅助电极71之间的间隙尺寸减小时，若不将正电压加在辅助电极71上，即使想剥离硬质碳膜，在中心开口11j内也不会产生等离子体，从而不能进行刻蚀。与此相反，如这些实施方案所示，通过将正电压加在辅助电极71上，而强制地将电子集中在辅助电极71的周围区域的开口内，就能在辅助电极71的周围产生等离子体。

因此，能从导衬11的内周面的全部区域将硬质碳膜15剥离除去。

该辅助电极71的材料和形状，与第一实施方案中的一样，没有变化。

[含氧气体的其它例]

在对本发明的第一至第六实施方案的说明中，作为含氧的气体，是对使用了氧气的情况进行说明的，但除了氧以外，还可以使用氧和氩(Ar)的混合气体、氧和氮(N₂)的混合气体、或氧和氢(H₂)的混合气体。而且将这些混合气体用于上述的任何一个实施方案中时，都能获得与各实施方案相同的效果。

另外，在使用氧和氩(Ar)的混合气体的情况时，利用由氧产生的反应刻蚀和由氩离子产生的物理刻蚀的相辅效果，能促进对硬质碳膜进行剥离的刻蚀速度。

在使用氧和氮的混合气体的情况时，也能利用由氧产生的反应刻蚀和由氮离子产生的物理刻蚀的相辅效果，而促进对硬质碳膜进行剥离的刻蚀速度。由氮离子产生的物理刻蚀的效果虽然不如氩离子的效果大，但在硬质碳膜剥离后没有会刻蚀导衬的基体材料的危险。

在使用氧和氢的混合气体的情况时，也能利用氢来促进氧和硬质碳膜中的碳之间的反应，加快剥离速度。

工业实用性

从以上的说明可知，依据本发明，能将在导衬的内周面上所形成的硬质碳膜在其内周面的全部区域上迅速且可靠地剥离除去。另外，即使是对在开口口径较小的导衬的内周面上所形成的硬质碳膜，也能容易地刻蚀除去。

因此，当发现在导衬的内周面上所形成的硬质碳膜有缺陷、或由于导衬的长期使用致使其内周面上的硬质碳膜劣化时，能有效且可靠地将该硬质碳膜从导衬的内周面上除去。由此，就容易通过在该导衬与被加工物相滑动接触的内周面上形成新的硬质碳膜而得到重新使用。

Claims

1．导衬的内周面上所形成的硬质碳膜的剥离方法，其特征在于：

在将辅助电极插入到内周面上形成有硬质碳膜的导衬的中心开口内的状态下，将该导衬配置在内部备有阳极和白热丝的真空槽内，内周面是其与被加工物相滑动接触的部位，

将上述辅助电极接地或对其加上直流正电压，

在将上述真空槽内排气后，将含氧的气体导入该真空槽内，

将直流电压加在上述导衬上，同时分别将直流电压加在上述阳极上，而将交流电压加在白热丝上，使得在上述真空槽内产生等离子体，从而将上述硬质碳膜从该导衬的内周面上刻蚀除去。

2．导衬的内周面上所形成的硬质碳膜的剥离方法，其特征在于：

在将辅助电极插入到与被加工物相滑动接触的内周面上形成有硬质碳膜的导衬的中心开口内的状态下，将该导衬配置在真空槽内，

将上述辅助电极接地或对其加上直流正电压，

在将上述真空槽内排气后，将含氧的气体导入该真空槽内，

通过将高频电力加在上述导衬上，使得在上述真空槽内产生等离子体，从而将上述硬质碳膜从该导衬的内周面上刻蚀除去。

3．导衬的内周面上所形成的硬质碳膜的剥离方法，其特征在于：

将上述辅助电极接地或对其加上直流正电压，

在将上述真空槽内排气后，将含氧的气体导入该真空槽内，

通过将直流电压加在上述导衬上，使得在上述真空槽内产生等离子体，从而将上述硬质碳膜从该导衬的内周面上刻蚀除去。

4．根据权利要求1所述的导衬的内周面上所形成的硬质碳膜的剥离方法，含氧的气体是氧气。

5．根据权利要求2所述的导衬的内周面上所形成的硬质碳膜的剥离方法，含氧的气体是氧气。

6．根据权利要求3所述的导衬的内周面上所形成的硬质碳膜的剥离方法，含氧的气体是氧气。

7．根据权利要求1所述的导衬的内周面上所形成的硬质碳膜的剥离方法，含氧的气体是氧和氩的混合气体。

8．根据权利要求2所述的导衬的内周面上所形成的硬质碳膜的剥离方法，含氧的气体是氧和氩的混合气体。

9．根据权利要求3所述的导衬的内周面上所形成的硬质碳膜的剥离方法，含氧的气体是氧和氩的混合气体。

10．根据权利要求1所述的导衬的内周面上所形成的硬质碳膜的剥离方法，含氧的气体是氧和氮的混合气体。

11．根据权利要求2所述的导衬的内周面上所形成的硬质碳膜的剥离方法，含氧的气体是氧和氮的混合气体。

12．根据权利要求3所述的导衬的内周面上所形成的硬质碳膜的剥离方法，含氧的气体是氧和氮的混合气体。

13．根据权利要求1所述的导衬的内周面上所形成的硬质碳膜的剥离方法，含氧的气体是氧和氢的混合气体。

14．根据权利要求2所述的导衬的内周面上所形成的硬质碳膜的剥离方法，含氧的气体是氧和氢的混合气体。

15．根据权利要求3所述的导衬的内周面上所形成的硬质碳膜的剥离方法，含氧的气体是氧和氢的混合气体。