JP2000071103A - Guide bush, and forming method for diamond-like carbon film to guide bush - Google Patents

Guide bush, and forming method for diamond-like carbon film to guide bush

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JP2000071103A
JP2000071103A JP11159940A JP15994099A JP2000071103A JP 2000071103 A JP2000071103 A JP 2000071103A JP 11159940 A JP11159940 A JP 11159940A JP 15994099 A JP15994099 A JP 15994099A JP 2000071103 A JP2000071103 A JP 2000071103A
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Japan
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guide bush
inner peripheral
peripheral surface
intermediate layer
film
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JP11159940A
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Japanese (ja)
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Yukio Miya
宮  行男
Osamu Sugiyama
杉山  修
Ryuta Koike
▲龍▼太 小池
Takashi Toida
孝志 戸井田
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Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Watch Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To tightly and uniformly form a carbon film on a super hard member by providing the super hard member containing cobalt on the inner peripheral surface of a guide bush, and by removing cobalt from a surface abutting to the carbon film of the super hard member when the diamond-like carbon film is formed on the super hard member. SOLUTION: This guide bush 11 which is mounted to a column of an automatic lathe and rotates and slidingly holds a machined object is a substantially cylindrical matter having a center bore 11j and has an outer peripheral tapered surface 11a on its one end. A bush sleeve having an inner peripheral tapered surface for pressing the outer peripheral tapered surface 11a is engaged outside it. A super hard member 12 containing cobalt as a binder is brazed and fixed to an inner peripheral surface 11b of the guide bush 11, and a DLC(the diamond- like carbon) film 15 is formed on a surface of the super hard member 12. A part abutting to the DLC film 15 of the surface of the super hard member 12 is improved in adhesion to the DLC film 15 by selectively removing cobalt.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、自動旋盤のコラ
ムに取り付けられて、被加工物を回転および摺動可能に
保持するガイドブッシュの構造と、そのガイドブッシュ
の内周面にダイヤモンドライク・カーボン膜を形成する
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a guide bush attached to a column of an automatic lathe and rotatably and slidably holding a workpiece, and a diamond-like carbon on the inner peripheral surface of the guide bush. The present invention relates to a method for forming a film.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガイドブッシュは、自動旋盤のコラムに
取り付けられて、被加工物を回転および摺動可能に保持
する部材である。このガイドブッシュについてさらに詳
細に説明すると、軸方向に貫通した中心開口を有するほ
ぼ円筒状の形状をもち、その長手方向の一端部に外周テ
ーパ面とそれに弾力をもたせるための摺り割りを形成
し、他端部に自動旋盤のコラムに取り付けるためのネジ
部を有し、外周テーパ面を形成した部分の内周に被加工
物(ワーク)を保持するための内周面を形成しており、
自動旋盤に取り付けられることにより、上記中心開口に
挿入された被加工物を、上記内周面によって切削工具の
近くで回転および軸方向に摺動可能に保持する。
2. Description of the Related Art A guide bush is a member that is attached to a column of an automatic lathe and holds a workpiece so that it can rotate and slide. To describe this guide bush in more detail, it has a substantially cylindrical shape having a central opening penetrating in the axial direction, and has an outer peripheral tapered surface and a slit for giving it elasticity at one end in the longitudinal direction, The other end has a screw portion for attaching to a column of an automatic lathe, and has an inner peripheral surface for holding a workpiece (work) on an inner periphery of a portion having an outer tapered surface,
By being attached to the automatic lathe, the workpiece inserted into the center opening is held by the inner peripheral surface so as to be rotatable and slidable in the axial direction near the cutting tool.

【0003】したがって、このガイドブッシュの内周面
は、常に被加工物と接触して、ともに回転したり、ある
いはその内周面で被加工物が回転したりすると共に、被
加工物が軸方向に摺動する。そのため、このガイドブッ
シュの被加工物を保持する内周面は摩耗し易かった。
Accordingly, the inner peripheral surface of the guide bush is always in contact with the workpiece and rotates together, or the workpiece rotates on the inner peripheral surface, and the workpiece moves in the axial direction. To slide. For this reason, the inner peripheral surface of the guide bush holding the workpiece is easily worn.

【0004】そこで、この回転や摺動によって被加工物
が接触するガイドブッシュの内周面に、超硬部材やセラ
ミックスを設けたものが、例えば特開平4−14130
3号公報に提案されている。ガイドブッシュの内周面
に、耐摩耗性や耐熱性に優れた超硬部材やセラミックス
を設けることにより、内周面の摩耗をある程度抑制する
効果は認められる。
Therefore, a guide bush with which a workpiece comes into contact with the rotation or sliding of the guide bush is provided with an ultra-hard member or ceramics on the inner peripheral surface thereof.
No. 3 proposes this. By providing a superhard member or ceramics having excellent wear resistance and heat resistance on the inner peripheral surface of the guide bush, the effect of suppressing the inner peripheral surface wear to some extent is recognized.

【0005】しかしながら、自動旋盤でこのようなガイ
ドブッシュを使用しても、切削量が大きく加工速度が大
きな重切削に対しては、超硬部材やセラミックスは摩擦
係数が大きく熱伝導率が低いために、被加工物にキズが
発生したり、ガイドブッシュと被加工物との径方向の隙
間寸法が減少して焼き付きが発生したりするという問題
があった。
[0005] However, even when such a guide bush is used in an automatic lathe, for heavy cutting in which the cutting amount is large and the machining speed is large, the carbide member and ceramics have a large friction coefficient and a low thermal conductivity. In addition, there is a problem in that the workpiece is scratched, or the radial gap between the guide bush and the workpiece is reduced to cause seizure.

【0006】そこでさらに、このようなガイドブッシュ
の内周面に設けた超硬部材上にダイヤモンドライク・カ
ーボン膜を被覆して、その内周面の摩耗を抑制すること
が提案されている。このダイヤモンドライク・カーボン
膜は黒色状の被膜で、ダイヤモンドによく似た性質をも
つ硬質カーボン膜である。すなわち、ダイヤモンドライ
ク・カーボン膜は、機械的硬度が高く、摩擦係数が低
く、電気的絶縁性がよく、熱伝導率が高く、耐腐食性が
高いという優れた特性をもつ。
Therefore, it has been proposed that a carbide member provided on the inner peripheral surface of such a guide bush is coated with a diamond-like carbon film to suppress wear of the inner peripheral surface. This diamond-like carbon film is a black film and is a hard carbon film having properties very similar to diamond. That is, the diamond-like carbon film has excellent characteristics such as high mechanical hardness, low friction coefficient, good electrical insulation, high thermal conductivity, and high corrosion resistance.

【0007】そのため、このダイヤモンドライク・カー
ボン膜でガイドブッシュの内周面の超硬部材の表面を被
覆することにより、その耐摩耗性を飛躍的に高め、焼き
付きの発生も防止することができる。なお、このダイヤ
モンドライク・カーボン膜(硬質カーボン膜)は、水素
化アモルファス・カーボン膜であり、前述のようにダイ
ヤモンドとよく似た性質をもつため、一般にダイヤモン
ドライク・カーボン膜(「DLC膜」と略称される)と
呼ばれるが、i−カーボン膜ともよばれている。
For this reason, by coating the surface of the super hard member on the inner peripheral surface of the guide bush with the diamond-like carbon film, its wear resistance can be remarkably improved and the occurrence of seizure can be prevented. The diamond-like carbon film (hard carbon film) is a hydrogenated amorphous carbon film, and has properties similar to diamond as described above. Therefore, in general, the diamond-like carbon film ("DLC film") (Abbreviated), but also called an i-carbon film.

【0008】〔従来のガイドブッシュへのDLC膜の形
成方法:図16〕ここで、プラスマ化学気相成長法を用
いてガイドブッシュへの内周面にDLC膜を形成する従
来の方法を、図16を用いて説明する。図16に示すよ
うに、ガス導入口63と排気口65を有する真空槽61
内に、DLC膜を形成するガイドブッシュ11を配置す
る。このガイドブッシュ11は合金工具鋼(SKS)を
用いて、その外形形状と内形形状とを形成した後、焼き
入れ処理と焼き戻し処理を行っている。さらに、このガ
イドブッシュ11の内周面11bには超硬部材を設けて
いる。
[Conventional Method for Forming DLC Film on Guide Bush: FIG. 16] Here, a conventional method for forming a DLC film on the inner peripheral surface of the guide bush using plasma chemical vapor deposition is shown in FIG. 16 will be described. As shown in FIG. 16, a vacuum chamber 61 having a gas inlet 63 and an exhaust port 65
Inside, a guide bush 11 for forming a DLC film is arranged. The guide bush 11 is formed by quenching and tempering after forming its outer shape and inner shape using alloy tool steel (SKS). Further, a super hard member is provided on the inner peripheral surface 11b of the guide bush 11.

【0009】そして、このガイドブッシュ11には、直
流電源73から直流電圧を印加する。さらに、この真空
槽61内にガイドブッシュ11と対向するように配置さ
れたアノード79に、アノード電源75から直流正電圧
を印加し、フィラメント81にはフィラメント電源77
から交流電圧を印加する。
A DC voltage is applied to the guide bush 11 from a DC power supply 73. Further, a DC positive voltage is applied from an anode power supply 75 to an anode 79 disposed in the vacuum chamber 61 so as to face the guide bush 11, and a filament power supply 77 is applied to the filament 81.
To apply an AC voltage.

【0010】さらに、排気口65から真空槽61内を図
示しない排気手段によって真空排気した後、ガス導入口
63から炭素を含むガスを真空槽61内に導入して、真
空槽61内にプラズマを発生させて、ガイドブッシュ1
1の内周面11bを含む表面に硬質カーボン膜を形成す
る。
Further, after the inside of the vacuum chamber 61 is evacuated from the exhaust port 65 by an exhaust means (not shown), a gas containing carbon is introduced into the vacuum chamber 61 from the gas inlet 63, and plasma is generated in the vacuum chamber 61. Generate the guide bush 1
A hard carbon film is formed on the surface including the inner peripheral surface 11b.

【0011】この図16に示す装置を用いるDLC膜の
形成方法においては、ガイドブッシュ11に印加する直
流電圧により発生するプラズマと、交流電圧を印加する
フィラメント81と直流電圧を印加するアノード79と
によって発生するプラズマとが発生する。そして、DL
C膜を形成するときの真空槽61内の圧力により、ガイ
ドブッシュ11の周囲のプラズマか、フィラメント81
とアノード79の近傍のプラズマのいずれかが主になっ
て、DLC膜を形成している。
In the method of forming a DLC film using the apparatus shown in FIG. 16, a plasma generated by a DC voltage applied to the guide bush 11, a filament 81 for applying an AC voltage, and an anode 79 for applying a DC voltage are used. The generated plasma is generated. And DL
Due to the pressure in the vacuum chamber 61 when the C film is formed, the plasma around the guide bush 11 or the filament 81
And any of the plasma near the anode 79 mainly forms the DLC film.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のDLC
膜の形成方法においては、真空槽61内の圧力が3×1
0−torr以上のときは、ガイドブッシュ11の周
囲領域に発生するプラズマが主になって、炭素を含むガ
スを分解してDLC膜を形成している。このとき、ガイ
ドブッシュ11の外周部にはDLC膜を均一性よく形成
することができるが、ガイドブッシュ11の中心開口1
1jの内面に形成する硬質カーボン膜は密着性が悪く、
さらに硬度などの膜質が劣る。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned conventional DLC
In the film forming method, the pressure in the vacuum chamber 61 is 3 × 1
0- 3 torr or more time, become the main plasma generated in the peripheral region of the guide bush 11, to form a DLC film by decomposing a gas containing carbon. At this time, a DLC film can be formed on the outer peripheral portion of the guide bush 11 with good uniformity.
The hard carbon film formed on the inner surface of 1j has poor adhesion,
Further, the film quality such as hardness is inferior.

【0013】これは、ガイドブッシュ11には同じ電位
が印加されており、中心開口11jの内面は同電位の電
極同士が対向している空間となり、その中心開口11j
内でのプラズマは、ホロー放電と呼ばれる異常放電を発
生する。このホロー放電によって形成されるDLC膜
は、ポリマーライクな密着性の悪い被膜であり、ガイド
ブッシュ11の内周面11bから剥離しやすく、その硬
度も低い。
This is because the same potential is applied to the guide bush 11, and the inner surface of the center opening 11j is a space in which electrodes of the same potential face each other.
The plasma inside generates abnormal discharge called hollow discharge. The DLC film formed by this hollow discharge is a polymer-like film having poor adhesion, and is easily peeled from the inner peripheral surface 11b of the guide bush 11 and has a low hardness.

【0014】これに対して、真空槽61の内部の圧力が
3×10−torrより低いときは、DLC膜の形成
には、ガイドブッシュ11の周囲のプラズマよりフィラ
メント81とアノード79の近傍に発生するプラズマの
方が主に寄与する。この場合は、ガイドブッシュ11の
外周部にはDLC膜を均一性よく形成することができる
が、ガイドブッシュ11の中心開口11jの内面に形成
されDLC膜は、ガイドブッシュ11の長手方向で膜厚
を均一に形成することができない。
On the other hand, when the pressure inside the vacuum chamber 61 is lower than 3 × 10 −3 torr, the plasma around the guide bush 11 is used to form the DLC film near the filament 81 and the anode 79. The generated plasma mainly contributes. In this case, a DLC film can be formed on the outer peripheral portion of the guide bush 11 with good uniformity, but the DLC film formed on the inner surface of the center opening 11j of the guide bush 11 has a thickness in the longitudinal direction of the guide bush 11. Cannot be formed uniformly.

【0015】ここで、フィラメント81とアノード79
の近傍に発生するプラズマでイオン化された炭素イオン
は、ガイドブッシュ11に印加された直流負電位に引っ
張られて堆積し、ガイドブッシュ11にDLC膜の被膜
形成を行っている。前述の真空槽61内の圧力が3×1
0−torrより高いときは、DLC膜が化学気成長
的に形成されるのに対して、その圧力が3×10−
orrより低いときは、DLC膜が物理気相成長的に形
成される。
Here, the filament 81 and the anode 79
The carbon ions ionized by the plasma generated in the vicinity of are drawn by the DC negative potential applied to the guide bush 11 and deposited, thereby forming a DLC film on the guide bush 11. The pressure in the vacuum chamber 61 is 3 × 1
0 3 is higher than torr is that the DLC film is chemically vapor deposition formed, the pressure is 3 × 10- 3 t
When it is lower than orr, the DLC film is formed by physical vapor deposition.

【0016】このために、フィラメント81とアノード
79の近傍に発生するプラズマが主に寄与するDLC膜
の形成時には、真空蒸着法などの物理気相成長法と同様
に、ガイドブッシュ11の中心開口11jの内面には開
口端面から開口奥側に向かうにしたがって、DLC膜の
膜厚が薄くなる。その結果、ガイドブッシュ11の内周
面11bに形成するDLC膜は、ガイドブッシュ11の
長手方向でその膜厚を均一に形成することができない。
For this reason, at the time of forming a DLC film to which plasma generated in the vicinity of the filament 81 and the anode 79 mainly contributes, the center opening 11j of the guide bush 11 is formed similarly to the physical vapor deposition method such as the vacuum evaporation method. The thickness of the DLC film becomes thinner toward the inner side of the opening from the end face of the opening. As a result, the DLC film formed on the inner peripheral surface 11b of the guide bush 11 cannot have a uniform thickness in the longitudinal direction of the guide bush 11.

【0017】さらに、前述した従来のDLC膜を形成し
たガイドブッシュの場合には、合金工具鋼(SKS)か
らなるガイドブッシュ基材の内周面に超硬部材を設けて
おり、その超硬部材の表面にDLC膜を形成している。
この超硬部材は、日本工業規格(JIS)のG種2号が
多く使用されている。このG種2号の超硬部材の化学成
分としては、タングステン(W)が87%から90%
と、炭素(C)が5%から7%と、バインダーとしてコ
バルト(Co)が5%から7%の組成のものが一般的に
用いられている。
Further, in the case of the guide bush having the above-mentioned conventional DLC film formed thereon, a super hard member is provided on the inner peripheral surface of the guide bush base material made of alloy tool steel (SKS). A DLC film is formed on the surface of the substrate.
As the cemented carbide member, Class G No. 2 of Japanese Industrial Standard (JIS) is often used. As a chemical component of the cemented carbide member of type G, tungsten (W) is 87% to 90%.
In general, those having a composition of 5% to 7% of carbon (C) and 5% to 7% of cobalt (Co) as a binder are used.

【0018】そして、この組成の超硬部材の表面に直接
DLC膜を形成すると、そのDLC膜を密着性よく形成
することができず、剥離し易いという問題点が発生す
る。
If a DLC film is formed directly on the surface of a cemented carbide member having this composition, the DLC film cannot be formed with good adhesion, and there is a problem that the DLC film is easily peeled off.

【0019】この発明はこのような従来の問題を解決し
て、極めて耐久性に優れたガイドブッシュを提供するこ
とと、ガイドブッシュの被加工物を保持する内周面の超
硬部材上に、密着性よくしかも均一な膜厚でDLC膜を
形成することが可能なDLC膜の形成方法とを提供する
ことを目的とする。
The present invention solves such conventional problems and provides an extremely durable guide bush. Further, the present invention provides a guide bush with a super hard member on an inner peripheral surface for holding a workpiece. An object of the present invention is to provide a method of forming a DLC film capable of forming a DLC film with good adhesion and a uniform film thickness.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】この発明は、上述のよう
な被加工物を回転および摺動可能に保持する内周面に、
少なくともコバルトを含む超硬部材を設け、その超硬部
材上にDLC膜を形成したガイドブッシュであって、上
記の目的を達成するため、上記超硬部材のDLC膜と接
する表面は、コバルトが除去されているガイドブッシュ
を提供する。上記超硬部材のDLC膜と接する表面は、
研磨加工の加工痕が除去されているとよい。また、上記
超硬部材のDLC膜と接する表面は、鏡面でなく梨地状
であるとよい。
According to the present invention, an inner peripheral surface which holds a workpiece as described above so as to be able to rotate and slide is provided.
A guide bush provided with a super hard member containing at least cobalt and having a DLC film formed on the super hard member. In order to achieve the above object, the surface of the super hard member in contact with the DLC film is free of cobalt. Provide the guide bush that has been. The surface in contact with the DLC film of the superhard member is
It is preferable that traces of the polishing process are removed. The surface of the superhard member which is in contact with the DLC film is preferably not mirror-finished but satin-finished.

【0021】上記超硬部材のコバルトが除去された表面
に、中間層を介してDLC膜を形成したガイドブッシュ
も提供する。その中間層は炭素を含む合金材料で形成す
ることができる。その中間層を異なる材料からなる複数
の層によって構成することもできる。その中間層を、上
記超硬部材上に直接形成されるチタンまたはクロムから
なる第1の中間層と、その第1の中間層上に形成される
シリコンまたはゲルマニウムからなる第2の中間層とに
よって構成するとよい。
The present invention also provides a guide bush in which a DLC film is formed on the surface of the above-mentioned superhard member from which cobalt has been removed, via an intermediate layer. The intermediate layer can be formed of an alloy material containing carbon. The intermediate layer may be composed of a plurality of layers made of different materials. The intermediate layer is formed by a first intermediate layer made of titanium or chromium formed directly on the super hard member and a second intermediate layer made of silicon or germanium formed on the first intermediate layer. It is good to configure.

【0022】この発明によるガイドブッシュへのDLC
膜の形成方法は、次の各工程を有する。 (1)上記超硬部材の表面のコバルトをエッチングによ
り除去する工程、(2)そのガイドブッシュを、中心開
口内に電極を挿入して真空槽内に配置する工程、(3)
上記真空槽内を排気した後、該真空槽内に炭素を含むガ
スを導入し、上記電極を接地状態にしながら、上記ガイ
ドブッシュに直流電圧又は高周波電力を印加して上記中
心開口内にプラズマを発生させ、該ガイドブッシュの内
周面の超硬部材の表面にDLC膜を形成する工程、
DLC to guide bush according to the present invention
The method for forming a film includes the following steps. (1) a step of removing cobalt from the surface of the superhard member by etching; (2) a step of inserting the guide bush into a vacuum chamber by inserting an electrode into a center opening; and (3).
After exhausting the inside of the vacuum chamber, a gas containing carbon is introduced into the vacuum chamber, and a DC voltage or a high-frequency power is applied to the guide bush while the electrodes are grounded, thereby generating plasma in the center opening. Generating and forming a DLC film on the surface of the superhard member on the inner peripheral surface of the guide bush;

【0023】この発明によるガイドブッシュへのDLC
膜の形成方法は、また次の各工程を有するようにしても
よい。 (1)上記超硬部材の表面のコバルトをエッチングによ
り除去する工程、(2)そのガイドブッシュとターゲッ
トとを、該ガイドブッシュの中心開口が該ターゲットと
対向するように真空槽内に配置し、該真空槽内を排気し
た後、該真空槽内にアルゴンガスを導入して、スパッタ
リング法により、上記超硬部材の表面にターゲットの材
料による中間層を形成する工程、
DLC to guide bush according to the present invention
The film forming method may include the following steps. (1) a step of removing cobalt from the surface of the superhard member by etching; (2) disposing the guide bush and the target in a vacuum chamber such that the center opening of the guide bush faces the target; After evacuating the vacuum chamber, introducing an argon gas into the vacuum chamber, and forming an intermediate layer of a target material on the surface of the superhard member by a sputtering method,

【0024】(3)この中間層を形成したガイドブッシ
ュを、中心開口内に電極を挿入するように真空槽内に配
置する工程、(4)その真空槽内を排気した後、該真空
槽内に炭素を含むガスを導入し、上記電極を接地状態に
しながら、前記ガイドブッシュに直流電圧または高周波
電力を印加して中心開口内にプラズマを発生させ、該ガ
イドブッシュの内周面における上記中間層の表面にDL
C膜を形成する工程、
(3) arranging the guide bush on which the intermediate layer is formed in a vacuum chamber so that an electrode is inserted into the center opening; (4) evacuating the vacuum chamber and then evacuating the vacuum chamber. A gas containing carbon is introduced into the electrode, and while the electrode is grounded, a DC voltage or a high-frequency power is applied to the guide bush to generate plasma in a center opening, and the intermediate layer on the inner peripheral surface of the guide bush is generated. DL on the surface of
Forming a C film,

【0025】上記DLC膜を形成する工程において、電
極を接地する代わりに直流正電圧を印加するようにして
もよい。上記超硬部材の表面のコバルトをエッチングに
より除去する工程では、ウェットエッチングによってコ
バルトを除去するとよい。そのウェットエッチングは、
水酸化ナトリウムと過酸化水素水との混合溶液によって
行なうことができる。上記ガイドブッシュの内周面の超
硬部材の表面にDLC膜を形成する工程で、上記真空槽
内に導入する炭素を含むガスには、ベンゼン又はメタン
を使用するとよい。
In the step of forming the DLC film, a DC positive voltage may be applied instead of grounding the electrode. In the step of removing cobalt on the surface of the superhard member by etching, it is preferable to remove cobalt by wet etching. The wet etching is
It can be performed by a mixed solution of sodium hydroxide and hydrogen peroxide solution. In the step of forming the DLC film on the surface of the superhard member on the inner peripheral surface of the guide bush, benzene or methane may be used as the gas containing carbon introduced into the vacuum chamber.

【0026】上記中間層を形成する工程で、ターゲット
としてタングステンと炭素とを1対1で合金にした材料
を使用し、超硬部材の表面に炭化タングステン膜による
中間層を形成することができる。上記中間層を形成する
工程で、ターゲットとしてチタン又はクロムを使用し
て、上記超硬部材の表面にチタン膜またはクロム膜によ
る第1の中間層を形成した後、上前記ターゲットをシリ
コン又はゲルマニウムに代えて、上記第1の中間層上に
シリコン膜又はゲルマニウム膜による第2の中間層を形
成するようにしてもよい。
In the step of forming the intermediate layer, an intermediate layer of a tungsten carbide film can be formed on the surface of the superhard member by using a material obtained by alloying tungsten and carbon in a one-to-one relationship as a target. In the step of forming the intermediate layer, after forming a first intermediate layer of a titanium film or a chromium film on the surface of the superhard member using titanium or chromium as a target, the upper target is formed of silicon or germanium. Alternatively, a second intermediate layer made of a silicon film or a germanium film may be formed on the first intermediate layer.

【0027】上記ガイドブッシュの内周面における前記
超硬部材あるいは中間層の表面にDLC膜を形成する工
程で、真空槽内に導入する炭素を含むガスは、ベンゼン
又はメタンを使用するとよい。
In the step of forming a DLC film on the surface of the superhard member or the intermediate layer on the inner peripheral surface of the guide bush, benzene or methane may be used as the gas containing carbon to be introduced into the vacuum chamber.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、この発明によるガイドブッ
シュの構造、およびガイドブッシュへのダイヤモンドラ
イク・カーボン膜の形成方法の実施の形態を、図面を用
いて具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the structure of a guide bush and a method of forming a diamond-like carbon film on the guide bush according to the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

【0029】〔自動旋盤の構造説明:図14〕まず、こ
の発明によるガイドブッシュを適用したガイドブッシュ
装置と、それを搭載した数値制御自動旋盤の構造につい
て、その主軸近傍を示す図14を用いて説明する。図1
4は、ガイドブッシュ装置としてこの発明によるガイド
ブッシュを固定して、そのガイドブッシュの内周面で被
加工物が回転する状態で使用する固定型のガイドブッシ
ュ装置を示す断面図である。
[Description of Structure of Automatic Lathe: FIG. 14] First, the structure of a guide bush device to which the guide bush according to the present invention is applied and the structure of a numerically controlled automatic lathe equipped with the guide bush will be described with reference to FIG. explain. FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a fixed type guide bush device that fixes the guide bush according to the present invention as a guide bush device and uses the guide bush in a state where a workpiece rotates on the inner peripheral surface of the guide bush.

【0030】主軸台17は、図示しない数値制御自動旋
盤のベッド上を、図14で左右方向に摺動可能となって
いる。この主軸台17には、軸受21によって回転可能
な状態で支持された主軸19を設けている。そしてこの
主軸19の先端部には、コレットチャック13を取り付
けている。このコレットチャック13は、チャックスリ
ーブ41の中心穴内に配置される。そして、コレットチ
ャック13の先端の外周テーパ面13aと、チャックス
リーブ41の内周テーパ面41aとが互いに面接触して
いる。
The headstock 17 is slidable on the bed of a numerically controlled automatic lathe (not shown) in the left-right direction in FIG. The headstock 17 is provided with a spindle 19 rotatably supported by a bearing 21. The collet chuck 13 is attached to the tip of the spindle 19. The collet chuck 13 is disposed in the center hole of the chuck sleeve 41. The outer tapered surface 13a at the tip of the collet chuck 13 and the inner tapered surface 41a of the chuck sleeve 41 are in surface contact with each other.

【0031】さらに、中間スリーブ29内のコレットチ
ャック13の後端部に、スプリング25を設ける。そし
て、このスプリング25の弾性力の働きによって、中間
スリーブ29内からコレットチャック13を押し出すこ
とができる。コレットチャック13の先端位置は、主軸
19の先端にネジ固定するキャップナット27に接触し
て、その位置が規制されている。このキャップナット2
7を設けることによって、コレットチャック13がスプ
リング25のバネ力によって、中間スリーブ29から飛
び出すことを防止している。
Further, a spring 25 is provided at the rear end of the collet chuck 13 in the intermediate sleeve 29. The collet chuck 13 can be pushed out of the intermediate sleeve 29 by the action of the elastic force of the spring 25. The position of the distal end of the collet chuck 13 is in contact with a cap nut 27 which is screwed to the distal end of the main shaft 19, and the position is regulated. This cap nut 2
7 prevents the collet chuck 13 from jumping out of the intermediate sleeve 29 due to the spring force of the spring 25.

【0032】中間スリーブ29の後端部には、この中間
スリーブ29を介してチャック開閉機構31を設ける。
そして、チャック開閉爪33を開閉動作することによっ
て、コレットチャック13は開閉し、仮想線で示す被加
工物51を把持したり解放したりすることができる。
At the rear end of the intermediate sleeve 29, a chuck opening / closing mechanism 31 is provided via the intermediate sleeve 29.
Then, the collet chuck 13 is opened and closed by opening and closing the chuck opening and closing claws 33, so that the workpiece 51 indicated by a virtual line can be gripped or released.

【0033】すなわち、チャック開閉機構31のチャッ
ク開閉爪33の先端部が相互に開くように移動すると、
チャック開閉爪33の中間スリーブ29に接触している
部分が、図14の左方向に移動して中間スリーブ29を
左方向に押す。この中間スリーブ29の左方向への移動
により、中間スリーブ29の左端に接触しているチャッ
クスリーブ41が左方向に移動する。
That is, when the distal ends of the chuck opening / closing claws 33 of the chuck opening / closing mechanism 31 move so as to open each other,
The portion of the chuck opening / closing claw 33 in contact with the intermediate sleeve 29 moves leftward in FIG. 14 and pushes the intermediate sleeve 29 leftward. As the intermediate sleeve 29 moves leftward, the chuck sleeve 41 that is in contact with the left end of the intermediate sleeve 29 moves leftward.

【0034】そして、コレットチャック13は、前述の
ように主軸19の先端にネジ止めしているキャップナッ
ト27により、主軸19から前方に飛び出すことを防止
している。そのため、このチャックスリーブ41の左方
向への移動によって、コレットチャック13の外周テー
パ13aと、チャックスリーブ41の内周テーパ41a
とが強く押されてテーパ面に沿って移動することにな
る。その結果、コレットチャック13の内周面の直径寸
法が小さくなって、被加工物51を把持することができ
る。
The collet chuck 13 is prevented from jumping forward from the spindle 19 by the cap nut 27 screwed to the tip of the spindle 19 as described above. Therefore, the outer circumferential taper 13a of the collet chuck 13 and the inner circumferential taper 41a of the chuck sleeve 41 are moved by the leftward movement of the chuck sleeve 41.
Is strongly pushed and moves along the tapered surface. As a result, the diameter of the inner peripheral surface of the collet chuck 13 is reduced, and the workpiece 51 can be gripped.

【0035】コレットチャック13の内周面の直径寸法
を大きくして、被加工物51を解放するときは、チャッ
ク開閉爪33の先端部が相互に閉じるように移動するこ
とによって、チャックスリーブ41を左方向に押す力を
除く。すると、スプリング25の復元力によって中間ス
リーブ29とチャックスリーブ41とが、図14の右方
向に移動する。
When the workpiece 51 is released by increasing the diameter of the inner peripheral surface of the collet chuck 13, the chuck sleeves 41 are moved by closing the tips of the chuck opening / closing claws 33 so as to close each other. Excludes the pushing force to the left. Then, the intermediate sleeve 29 and the chuck sleeve 41 are moved rightward in FIG. 14 by the restoring force of the spring 25.

【0036】このため、コレットチャック13の外周テ
ーパ面13aと、チャックスリーブ41の内周テーパ面
41aとの押圧力が除かれることになる。この結果、コ
レットチャック13は自己のもつ弾性力で内周面の直径
が大きくなり、被加工物51を解放することができる。
さらに、主軸台17の前方には、コラム35の主軸中心
線上に配置する固定型のガイドブッシュ装置37を設け
ている。
Therefore, the pressing force between the outer tapered surface 13a of the collet chuck 13 and the inner tapered surface 41a of the chuck sleeve 41 is eliminated. As a result, the diameter of the inner peripheral surface of the collet chuck 13 is increased by its own elastic force, and the workpiece 51 can be released.
Further, in front of the headstock 17, a fixed type guide bush device 37 is provided which is arranged on the centerline of the main shaft of the column 35.

【0037】図14に示すガイドブッシュ装置37は、
前述のようにガイドブッシュ11を固定して、このガイ
ドブッシュ11の内周面11bで被加工物51を回転す
る状態で保持する固定型のガイドブッシュ装置37であ
って、コラム35に固定したホルダ39の中心穴には、
ブッシュスリーブ23を配置している。このブッシュス
リーブ23の先端部には内周テーパ面23aを設けてい
る。
The guide bush device 37 shown in FIG.
A fixed type guide bush device 37 that fixes the guide bush 11 as described above and holds the workpiece 51 in a state of being rotated on the inner peripheral surface 11b of the guide bush 11, and is a holder fixed to the column 35. In the center hole of 39,
The bush sleeve 23 is arranged. An inner peripheral tapered surface 23a is provided at the tip of the bush sleeve 23.

【0038】そして、このブッシュスリーブ23の中心
孔には、先端に外周テーパ面11aを形成したガイドブ
ッシュ11を配置している。このガイドブッシュ装置3
7の後端部に設けた調整ナット43を回転することによ
って、ガイドブッシュ11の内径と被加工物51の外形
との隙間寸法を調整することができる。
In the center hole of the bush sleeve 23, a guide bush 11 having a tapered outer peripheral surface 11a at the end is disposed. This guide bush device 3
By rotating the adjustment nut 43 provided at the rear end of the workpiece 7, the gap between the inner diameter of the guide bush 11 and the outer shape of the workpiece 51 can be adjusted.

【0039】これは、調整ナット43を回転させると、
ブッシュスリーブ23の内周テーパ面23aとガイドブ
ッシュ11の外周テーパ面11aは、コレットチャック
13と同様に内周テーパ面23aと外周テーパ面11a
とが相互に押圧されてガイドブッシュ11の内径が小さ
くなるためである。
When the adjustment nut 43 is rotated,
The inner tapered surface 23a of the bush sleeve 23 and the outer tapered surface 11a of the guide bush 11 are, like the collet chuck 13, formed of the inner tapered surface 23a and the outer tapered surface 11a.
Are pressed against each other to reduce the inner diameter of the guide bush 11.

【0040】ガイドブッシュ装置37のさらに前方に
は、切削工具45を設ける。そして、被加工物51を主
軸19のコレットチャック13で把持し、さらにガイド
ブッシュ装置37で支持する。さらに、このガイドブッ
シュ装置37を貫通して加工領域に突き出した被加工物
51を、切削工具45の前進後退と主軸台17の移動と
の合成運動によって所定の形状に切削加工を行う。
A cutting tool 45 is provided further forward of the guide bush device 37. Then, the workpiece 51 is gripped by the collet chuck 13 of the spindle 19 and further supported by the guide bush device 37. Further, the workpiece 51 that has passed through the guide bush device 37 and protruded into the processing area is cut into a predetermined shape by a combined movement of the forward and backward movement of the cutting tool 45 and the movement of the headstock 17.

【0041】〔回転型のガイドブッシュ装置の説明:図
15〕次に、被加工物を把持するガイドブッシュが回転
する状態で使用される回転型のガイドブッシュ装置の構
成を、図15を用いて説明する。図15は回転型のガイ
ドブッシュ装置の構成を示す断面図である。なお図15
において、図14と対応する部分には同じ符号を付して
ある。
[Description of Rotary Guide Bush Device: FIG. 15] Next, the configuration of a rotary guide bush device used in a state where the guide bush for gripping a workpiece is rotated will be described with reference to FIG. explain. FIG. 15 is a cross-sectional view showing a configuration of a rotary type guide bush device. FIG.
In FIG. 14, portions corresponding to those in FIG. 14 are denoted by the same reference numerals.

【0042】この回転型のガイドブッシュ装置として
は、コレットチャック13とガイドブッシュ11とが同
期して回転するガイドブッシュ装置と、同期しないで回
転するガイドブッシュ装置とがある。図15に示すガイ
ドブッシュ装置37は、コレットチャック13とガイド
ブッシュ11とが同期して回転する回転型のガイドブッ
シュ装置である。
The rotary guide bush device includes a guide bush device in which the collet chuck 13 and the guide bush 11 rotate in synchronization with each other, and a guide bush device in which the collet chuck 13 and the guide bush rotate without synchronization. The guide bush device 37 shown in FIG. 15 is a rotary guide bush device in which the collet chuck 13 and the guide bush 11 rotate in synchronization.

【0043】回転型のガイドブッシュ装置37は、主軸
19のキャップナット27から突き出した回転駆動棒4
7によって、ガイドブッシュ装置37を駆動する。この
回転駆動棒47により駆動する他にも、歯車やベルトと
プーリによってガイドブッシュ装置37を駆動するもの
もある。
The rotary type guide bush device 37 includes a rotary drive rod 4 protruding from the cap nut 27 of the main shaft 19.
7, the guide bush device 37 is driven. In addition to the drive by the rotary drive rod 47, there is also a drive in which the guide bush device 37 is driven by a gear, a belt, and a pulley.

【0044】この回転型のガイドブッシュ装置37は、
コラム35に固定されるホルダ39の中心孔に、軸受2
1を介して回転可能な状態にブッシュスリーブ23を配
置している。さらに、このブッシュスリーブ23の中心
孔にガイドブッシュ11を配置している。
This rotary type guide bush device 37 is
The center hole of the holder 39 fixed to the column 35 has the bearing 2
The bush sleeve 23 is disposed so as to be rotatable through the first bushing 1. Further, the guide bush 11 is disposed in a center hole of the bush sleeve 23.

【0045】そのブッシュスリーブ23とガイドブッシ
ュ11とは、図14によって説明したものと同じ構造で
ある。そして、このガイドブッシュ装置37の後端部に
設けた調整ナット43を回転することによって、ガイド
ブッシュ11の内径寸法を小さくして、ガイドブッシュ
11の内径と図示しない被加工物の外形との隙間寸法を
調整することができる。
The bush sleeve 23 and the guide bush 11 have the same structure as that described with reference to FIG. By rotating an adjusting nut 43 provided at the rear end of the guide bush device 37, the inner diameter of the guide bush 11 is reduced, and the clearance between the inner diameter of the guide bush 11 and the outer shape of a workpiece (not shown) is reduced. The dimensions can be adjusted.

【0046】図15に示した自動旋盤は、ガイドブッシ
ュ装置37が回転型である以外の構成は、図14を用い
て説明した自動旋盤の構成と同じであるので、その構成
および動作の説明は省略する。以上の説明から明らかな
ように、固定型のガイドブッシュ装置と回転型のガイド
ブッシュ装置とはほぼ同じ構造をもち、同じように動作
する。
The configuration of the automatic lathe shown in FIG. 15 is the same as that of the automatic lathe described with reference to FIG. 14 except that the guide bush device 37 is a rotary type. Omitted. As is clear from the above description, the fixed type guide bush device and the rotary type guide bush device have substantially the same structure and operate in the same manner.

【0047】〔ガイドブッシュの実施形態:図1から図
5〕つぎに、この発明によるガイドブッシュの実施形態
を、図1から図5によって説明する。
[Embodiment of Guide Bush: FIGS. 1 to 5] Next, an embodiment of a guide bush according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.

【0048】図2はこの発明によるガイドブッシュの一
実施形態を示す斜視図、第3図はその長手方向に沿う断
面図であり、棒状の被加工物(ワーク)を仮想線で示し
ている。これらの図に示すガイドブッシュ11は開いた
自由な状態を示す。そして、このガイドブッシュ11
は、軸方向に貫通した中心開口(センタボア)11jを
有するほぼ円筒状の形状をもち、その長手方向の一端部
の外周に外周テーパ面11aをもち、他端部の外周に自
動旋盤のコラムに取り付けるためのネジ部11fをも
つ。
FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of the guide bush according to the present invention, and FIG. 3 is a sectional view along a longitudinal direction of the guide bush, in which a bar-shaped workpiece (work) is indicated by a virtual line. The guide bush 11 shown in these figures shows an open and free state. And this guide bush 11
Has a substantially cylindrical shape having a central opening (center bore) 11j penetrating in the axial direction, has an outer peripheral tapered surface 11a on the outer periphery of one end in the longitudinal direction, and has a column of an automatic lathe on the outer periphery of the other end. It has a screw portion 11f for attachment.

【0049】そして、外周テーパ面11aを設けた側の
内周に、被加工物51を保持する内周面11bを形成
し、中心開口11jのうちその内周面11b以外の領域
は、内周面11bの内径寸法より大きな内径寸法をもつ
段差部11gとなっている。さらに、このガイドブッシ
ュ11には、外周テーパ面11aからバネ部11dにま
で、弾力を持たせるための摺り割り11cを設けてい
る。この摺り割り11cは、角度120゜間隔で3箇所
に設けられている。
An inner peripheral surface 11b for holding the workpiece 51 is formed on the inner periphery on the side where the outer peripheral tapered surface 11a is provided, and a region other than the inner peripheral surface 11b in the center opening 11j is an inner peripheral surface. The step 11g has an inner diameter larger than the inner diameter of the surface 11b. Further, the guide bush 11 is provided with a slit 11c for giving elasticity from the outer peripheral tapered surface 11a to the spring portion 11d. The slits 11c are provided at three positions at intervals of 120 °.

【0050】そして、ブッシュスリーブの内周テーパ面
にガイドブッシュ11の外周テーパ面11aを押圧する
ことによって、バネ部11dが撓み、内周面11bと被
加工物51との隙間寸法を調整することができる。さら
に、このガイドブッシュ11には、バネ部11dとネジ
部11fとの間に嵌合部11eを設けている。そして、
この嵌合部11eによって、ガイドブッシュ11は、自
動旋盤の主軸の中心線上でしかも主軸中心線に平行に配
置することができる。
By pressing the outer peripheral taper surface 11a of the guide bush 11 against the inner peripheral taper surface of the bush sleeve, the spring portion 11d bends and the gap between the inner peripheral surface 11b and the workpiece 51 is adjusted. Can be. Further, the guide bush 11 is provided with a fitting portion 11e between the spring portion 11d and the screw portion 11f. And
By this fitting portion 11e, the guide bush 11 can be arranged on the center line of the main shaft of the automatic lathe and in parallel with the main shaft center line.

【0051】このガイドブッシュ11の基材としては、
合金工具鋼(SKS)を用いる。その合金工具鋼によっ
て外形形状と内形形状とを形成した後、焼き入れと焼き
戻し処理とを行なう。その後さらに、このガイドブッシ
ュ11の内周面11bに、肉厚が2mmから5mmの寸
法を有する超硬部材をロウ付け手段により固着して、図
3に示す超硬部材12とする。この超硬部材12には、
日本工業規格(JIS)のG種2号を使用する。
As a base material of the guide bush 11,
An alloy tool steel (SKS) is used. After forming the outer shape and the inner shape with the alloy tool steel, quenching and tempering are performed. Thereafter, a cemented carbide member having a thickness of 2 mm to 5 mm is further fixed to the inner peripheral surface 11b of the guide bush 11 by a brazing means to obtain a cemented carbide member 12 shown in FIG. In this super hard member 12,
Use Japanese Industrial Standards (JIS) G type 2

【0052】このG種2号の超硬部材の化学成分は、タ
ングステン(W)が87%から90%と、炭素(C)が
5%から7%と、バインダーとしてコバルト(Co)が
5%から7%の組成である。
The chemical components of the cemented carbide member of Class G No. 2 are 87% to 90% of tungsten (W), 5% to 7% of carbon (C), and 5% of cobalt (Co) as a binder. From 7% to 7%.

【0053】このガイドブッシュ11は、開いた状態で
は内周面11bと被加工物51との間に半径方向で5μ
mから10μmの隙間を設けている。このため、被加工
物51が出入りすることによる、ガイドブッシュ11の
内周面11bの摩耗が問題となる。さらにまた、ガイド
ブッシュ11は、前述のように内周面11bと被加工物
51との間で高速摺動し、しかも切削負荷による内周面
11bへの過大な被加工物51の押圧力によって焼き付
きが発生するという問題があった。
When the guide bush 11 is open, the guide bush 11 is 5 μm in the radial direction between the inner peripheral surface 11 b and the workpiece 51.
A gap of m to 10 μm is provided. For this reason, abrasion of the inner peripheral surface 11b of the guide bush 11 due to the entry and exit of the workpiece 51 poses a problem. Furthermore, the guide bush 11 slides at a high speed between the inner peripheral surface 11b and the workpiece 51 as described above, and furthermore, due to the excessive pressing force of the workpiece 51 against the inner peripheral surface 11b due to the cutting load. There is a problem that image sticking occurs.

【0054】そこで、この発明によるガイドブッシュ1
1は、図3に示すように、被加工物51を保持する内周
面に設けた超硬部材12の表面(内周面)にダイヤモン
ドライク・カーボン(DLC)膜15を形成している。
図3において円Aで囲んだ部分、すなわちガイドブッシ
ュ11の内周面11b付近の第1の実施形態の構造を拡
大して図1に示す。なお、DLC膜15と超硬部材12
の厚さの比率は実際には1000倍以上相違しており、
超硬部材12の方が遥かに厚いが、この図1では図示の
都合上、超硬部材12の厚さを極端に薄く図示してい
る。
Therefore, the guide bush 1 according to the present invention
3, a diamond-like carbon (DLC) film 15 is formed on the surface (inner peripheral surface) of the superhard member 12 provided on the inner peripheral surface holding the workpiece 51, as shown in FIG.
FIG. 1 is an enlarged view of a portion surrounded by a circle A in FIG. 3, that is, the structure of the first embodiment around the inner peripheral surface 11 b of the guide bush 11. The DLC film 15 and the super hard member 12
The thickness ratios are actually more than 1000 times different,
Although the super hard member 12 is much thicker, the thickness of the super hard member 12 is extremely thin in FIG. 1 for convenience of illustration.

【0055】この発明によるガイドブッシュの第1の実
施形態は、図1に示すように、ガイドブッシュ11(基
材)の内周面11bの被加工物51(図3参照)と接触
する面に超硬部材12を固着し、さらにその表面に直接
DLC膜15を形成している。この超硬部材12の表面
のDLC膜15と接する面は、この超硬部材12の構成
材料のうち、バインダーとして機能するコバルト(C
o)が選択的に除去されている。すなわち、このコバル
ト(Co)を除去した超硬部材12の表面にDLC膜1
5が形成されている。
In the first embodiment of the guide bush according to the present invention, as shown in FIG. 1, the inner surface 11b of the guide bush 11 (substrate) is in contact with the surface of the guide bush 11 (see FIG. 3) which is in contact with the workpiece 51. The super hard member 12 is fixed, and the DLC film 15 is formed directly on the surface thereof. The surface of the superhard member 12 that is in contact with the DLC film 15 is made of cobalt (C) that functions as a binder among the constituent materials of the superhard member 12.
o) has been selectively removed. That is, the DLC film 1 is formed on the surface of the cemented carbide member 12 from which cobalt (Co) has been removed.
5 are formed.

【0056】従来のガイドブッシュにおいて、超硬部材
に対するDLC膜の密着性が悪い原因は、超硬部材を焼
結処理によって形成するとき、バインダーとして機能す
るコバルトが原因であるとの知見を本件発明者らは実験
によって得た。すなわち、この超硬部材に含まれている
コバルトがDLC膜のカーボンに溶解してしまうため、
DLC膜の密着性が劣化し剥離していたとの実験結果を
得た。
According to the present invention, it has been found that the poor adhesion of the DLC film to the cemented carbide member in the conventional guide bush is caused by cobalt which functions as a binder when the cemented carbide member is formed by sintering. We obtained by experiment. That is, since the cobalt contained in the super hard member is dissolved in the carbon of the DLC film,
An experimental result was obtained that the adhesion of the DLC film was deteriorated and peeled off.

【0057】そのため、この発明によるガイドブッシュ
11は、硬質カーボン膜15と接触する超硬部材12表
面の密着性に悪影響を及ぼすコバルトを除去している。
そのため、このガイドブッシュ11におけるDLC膜1
5は、超硬部材12に密着性よく形成することが可能に
なり、剥離するという問題点は発生しない。したがっ
て、ガイドブッシュの使用寿命を従来より大幅に延ばす
ことができ、長期使用に対する信頼性を向上させること
ができる。
For this reason, the guide bush 11 according to the present invention removes cobalt which adversely affects the adhesion of the surface of the superhard member 12 in contact with the hard carbon film 15.
Therefore, the DLC film 1 in this guide bush 11
No. 5 can be formed with good adhesion to the superhard member 12, and the problem of peeling does not occur. Therefore, the service life of the guide bush can be greatly extended as compared with the related art, and the reliability for long-term use can be improved.

【0058】さらに、DLC膜15と接触する超硬部材
12の表面のコバルトを除去する前と除去した後の表面
状態を、走査型電子顕微鏡(SEM)によって観察し
た。その結果、超硬部材12の表面のコバルトを除去す
る前の面では、この超硬部材12の内周面の研磨加工を
行った加工痕が観察された。これに対して、超硬部材1
2の表面のコバルトを除去した後の面では、その加工痕
が観察されなかった。
Further, the surface condition before and after removing cobalt on the surface of the superhard member 12 in contact with the DLC film 15 was observed by a scanning electron microscope (SEM). As a result, on the surface of the super hard member 12 before the cobalt was removed, a trace of polishing the inner peripheral surface of the super hard member 12 was observed. On the other hand, the super hard member 1
No processing marks were observed on the surface of the surface of No. 2 from which cobalt was removed.

【0059】また、肉眼で超硬部材12表面を観察して
も、その差は歴然としていた。すなわち、超硬部材12
の表面のコバルトを除去する前の面は、研磨面で鏡面状
態であったのに対して、超硬部材12の表面のコバルト
を除去した後の面は、鏡面ではなく梨地状態(細かい凹
凸によって粗面に成っている状態)であった。
When the surface of the super hard member 12 was observed with the naked eye, the difference was obvious. That is, the super hard member 12
The surface before removing cobalt on the surface of the cemented carbide member 12 was mirror-polished, whereas the surface after removing cobalt on the surface of the cemented carbide member 12 was not mirror-finished but satin-finished (due to fine irregularities). (A rough surface).

【0060】これは、硬質カーボン膜15と接触する超
硬部材12表面のコバルトを除去すると、このコバルト
はバインダーとして機能していたので、このバインダー
と焼結処理によって結合していたタングステンや炭素も
剥落し、前述のように、加工痕が観察されず、梨地状態
となっている。このように、DLC膜15と接触する超
硬部材12表面の加工痕が消滅して観察されないくなっ
ていることと、梨地状態となっていることから、さらに
いっそうDLC膜15の密着性が向上する。
This is because when the cobalt on the surface of the superhard member 12 that comes into contact with the hard carbon film 15 is removed, the cobalt functions as a binder, so that tungsten and carbon bonded to the binder by the sintering process are also removed. Peeling off, as described above, no processing marks were observed, and the surface was matte. As described above, since the processing marks on the surface of the super hard member 12 in contact with the DLC film 15 disappear and are not observed, and the matte state is provided, the adhesion of the DLC film 15 is further improved. I do.

【0061】特に加工痕については、その加工痕のある
箇所にDLC膜15が形成されると、その箇所に伸長や
圧縮などの膜ストレスが発生し、この膜ストレスによっ
てDLC膜15の密着性不良が発生していたと考えら
れ、この加工痕が消滅したことによって、膜ストレスに
起因する密着性が劣化するという現象は発生しなくな
る。
In particular, regarding the processing marks, when the DLC film 15 is formed at a position where the processing marks exist, a film stress such as elongation or compression occurs at the position, and poor adhesion of the DLC film 15 is caused by the film stress. Is considered to have occurred, and the phenomenon that the adhesion due to the film stress is deteriorated due to the disappearance of the processing mark does not occur.

【0062】その結果、この発明によるガイドブッシュ
11においては、DLC膜15が剥離するという現象は
発生せず、ガイドブッシュの使用寿命を従来より大幅に
延ばすことができ、長期使用に対する信頼性が向上す
る。このDLC膜15は黒色状の硬質カーボン膜であ
り、前述したようにダイヤモンドによく似た性質をも
つ。すなわち、DLC膜15は、機械的硬度が高く、摩
擦係数が低く、電気的絶縁性が高く、熱伝導率も高く、
耐腐食性にも優れた特性をもつ。
As a result, in the guide bush 11 according to the present invention, the phenomenon that the DLC film 15 is not peeled off does not occur, and the service life of the guide bush can be greatly extended as compared with the conventional art, and the reliability for long-term use is improved. I do. The DLC film 15 is a black hard carbon film, and has properties similar to diamond as described above. That is, the DLC film 15 has a high mechanical hardness, a low coefficient of friction, a high electrical insulation, a high thermal conductivity,
It also has excellent corrosion resistance.

【0063】そのため、この発明のガイドブッシュ11
は、切削量が大きく加工速度が大きな重切削加工におい
ても、被加工物と接触する内周面の摩耗を抑えることが
でき、被加工物にキズを発生させるようなことがなくな
り、さらに、ガイドブッシュ11と被加工物との焼き付
きの発生も抑制することができる。
Therefore, the guide bush 11 of the present invention
Can reduce the wear of the inner peripheral surface that comes in contact with the workpiece even in heavy cutting with a large amount of cutting and a high processing speed, eliminating the possibility of scratching the workpiece, The occurrence of seizure between the bush 11 and the workpiece can also be suppressed.

【0064】さらに、このガイドブッシュ11は、その
内周面11bに硬度の高い超硬部材12を介してDLC
膜15を設けている。このように硬質カーボン膜15の
下層に硬度の高い超硬部材12を設けると、局所的なD
LC膜15の剥離や摩耗を抑制することができ、ガイド
ブッシュ11の長期使用に対する信頼性を向上させるこ
とができる。このガイドブッシュ11の内周面11bに
設けるDLC膜15の膜厚としては、1μmから5μm
が適当である。
Further, the guide bush 11 is provided on its inner peripheral surface 11b with a DLC
A film 15 is provided. When the superhard member 12 having a high hardness is provided below the hard carbon film 15, the local D
The peeling and abrasion of the LC film 15 can be suppressed, and the reliability of the guide bush 11 for long-term use can be improved. The thickness of the DLC film 15 provided on the inner peripheral surface 11b of the guide bush 11 is 1 μm to 5 μm.
Is appropriate.

【0065】次に、この発明によるガイドブッシュの第
2,第3の実施形態について、図4および図5によって
説明する。図4及び図5は、この発明によるガイドブッ
シュの第2,第3の実施形態を示す図1と同様な図であ
る。すなわち、図3において円Aで囲んだ部分であるガ
イドブッシュ11の内周面11b付近の第2,第3の実
施形態の構造を拡大して示す。これらの図においても、
実際には超硬部材12の方がDLC膜15より遥かに厚
いが、図示の都合上、超硬部材12の厚さを極端に薄く
図示している。
Next, second and third embodiments of the guide bush according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIGS. 4 and 5 are views similar to FIG. 1 showing second and third embodiments of the guide bush according to the present invention. That is, the structure of the second and third embodiments near the inner peripheral surface 11b of the guide bush 11, which is the portion surrounded by the circle A in FIG. Also in these figures,
Actually, the super hard member 12 is much thicker than the DLC film 15, but for the sake of illustration, the thickness of the super hard member 12 is shown to be extremely thin.

【0066】これらのこのガイドブッシュ11の基材と
しても合金工具鋼(SKS)を用い、外形形状と内形形
状とを形成した後、焼き入れと焼き戻し処理とを行なっ
ている。さらに、このガイドブッシュ11の内周面11
bにも、肉厚が2mmから5mmの超硬部材をロウ付け
手段により固着して、超硬部材12としている。この超
硬部材は、タングステン(W)が83%〜89%と、バ
インダーとしてコバルト(Co)が5%〜8%を含み、
残りが炭素(C)の組成のものを用いる。
The base of the guide bush 11 is also made of alloy tool steel (SKS), and after forming an outer shape and an inner shape, quenching and tempering are performed. Further, the inner peripheral surface 11 of the guide bush 11
Also in FIG. 2B, a superhard member having a thickness of 2 mm to 5 mm is fixed by brazing means to form a superhard member 12. This cemented carbide member contains 83% to 89% of tungsten (W) and 5% to 8% of cobalt (Co) as a binder.
The remainder has a composition of carbon (C).

【0067】そして、図5に示す第2の実施形態におい
ては、ガイドブッシュ11の内周面11bには、超硬部
材12を固着し、その超硬部材12上に中間層14を設
け、その中間層14上にDLC膜15を形成している。
そして、超硬部材12の表面の中間層14と接する表面
は、この超硬部材12のバインダーとして機能している
コバルト(Co)が選択的に除去されている。すなわ
ち、このコバルト(Co)を除去した超硬部材12の表
面に中間層14を介してDLC膜15を形成している。
In the second embodiment shown in FIG. 5, a super hard member 12 is fixed to the inner peripheral surface 11b of the guide bush 11, and an intermediate layer 14 is provided on the super hard member 12. A DLC film 15 is formed on the intermediate layer 14.
Then, cobalt (Co) functioning as a binder for the super hard member 12 is selectively removed from the surface of the super hard member 12 which is in contact with the intermediate layer 14. That is, the DLC film 15 is formed on the surface of the cemented carbide member 12 from which cobalt (Co) has been removed via the intermediate layer 14.

【0068】その結果、このガイドブッシュ11のDL
C膜15は、ガイドブッシュ11の基材の内周面11b
に密着性よく形成することが可能になり、剥離するとい
う問題点は発生しない。したがって、ガイドブッシュ1
1の使用寿命を従来より大幅に延ばすことができ、長期
使用に対する信頼性を向上させることができる。
As a result, the DL of this guide bush 11
The C film 15 is formed on the inner peripheral surface 11 b of the base material of the guide bush 11.
It can be formed with good adhesion, and the problem of peeling does not occur. Therefore, the guide bush 1
The service life of the device 1 can be greatly extended as compared with the related art, and the reliability for long-term use can be improved.

【0069】このようなこの実施形態のガイドブッシュ
11の優れた点は、以下に記載する理由によって得られ
ると考えている。中間層14と接触する超硬部材12の
表面のコバルトを除去する前と、除去した後の表面状態
を走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察した。
It is considered that such excellent points of the guide bush 11 of this embodiment can be obtained for the following reasons. The surface states before and after the removal of cobalt on the surface of the superhard member 12 in contact with the intermediate layer 14 were observed with a scanning electron microscope (SEM).

【0070】超硬部材12表面のコバルトを除去する前
の面は、この超硬部材12の内周面の研磨加工を行った
加工痕が観察された。これに対して超硬部材12の表面
のコバルトを除去した後の面は、その加工痕が観察され
なかった。また、肉眼で超硬部材12の表面を観察して
も、その差は歴然としていた。すなわち、超硬部材12
の表面のコバルトを除去する前の面は、研磨面で鏡面状
態であったのに対して、超硬部材12の表面のコバルト
を除去した後の面は、鏡面ではなく梨地状態であった。
On the surface of the super hard member 12 before removing cobalt, a trace of the inner peripheral surface of the super hard member 12 polished was observed. On the other hand, no machining marks were observed on the surface of the superhard member 12 from which cobalt was removed. Further, even when the surface of the super hard member 12 was observed with the naked eye, the difference was obvious. That is, the super hard member 12
The surface of the surface of the superhard member 12 after the cobalt was removed was not a mirror surface but a matte surface, whereas the surface of the surface before removing cobalt was a polished surface.

【0071】これは、中間層14と接触する超硬部材1
2表面のコバルトを除去すると、このコバルトはバイン
ダーとして機能していたので、このバインダーと焼結処
理によって結合していたタングステンや炭素も剥落し、
前述のように加工痕が観察されず、また梨地状態となっ
ている。このように、中間層14と接触する超硬部材1
2表面の加工痕が消滅して観察されないことと、梨地状
態となっていることから、中間層に対する密着性が向上
する。
This is because the super hard member 1 in contact with the intermediate layer 14
2 When the cobalt on the surface was removed, this cobalt functioned as a binder, so the tungsten and carbon that had been bonded to this binder by sintering also peeled off,
As described above, no processing marks are observed, and the surface is in a satin state. Thus, the super hard member 1 that comes into contact with the intermediate layer 14
Since the processed traces on the two surfaces disappear and are not observed, and are in a matte state, the adhesion to the intermediate layer is improved.

【0072】特に、加工痕については、その加工痕のあ
る箇所に形成される中間層14は、その箇所に伸長や圧
縮などの膜ストレスが発生しており、この膜ストレスに
より、中間層14の密着性不良が発生していたと考えて
おり、この加工痕が消滅したことによって、膜ストレス
に起因する密着性が劣化するという現象は発生しない。
その結果、このガイドブッシュ11においては、中間層
14が剥離するという現象は発生せず、したがって、そ
の中間層14の上面に形成するDLC膜15の密着性も
向上し、ガイドブッシュ11の使用寿命を従来より大幅
に延ばすことができ、長期使用に対する信頼性が向上す
る。
In particular, regarding the processing marks, the intermediate layer 14 formed at the position where the processing marks exist has a film stress such as elongation or compression at the position. It is considered that poor adhesion has occurred, and the phenomenon that the adhesion is deteriorated due to the film stress does not occur due to the disappearance of the processing mark.
As a result, in the guide bush 11, the phenomenon that the intermediate layer 14 is not peeled off does not occur, and therefore, the adhesion of the DLC film 15 formed on the upper surface of the intermediate layer 14 is improved, and the service life of the guide bush 11 is improved. Can be greatly extended as compared with the conventional case, and the reliability for long-term use is improved.

【0073】中間層14としては、この第2の実施形態
のように単層膜で構成するときは、シリコンカーバイト
膜(SiC)や炭化タングステン膜(WC)などの炭素
を含む合金材料の被膜で構成するとよい。このように、
超硬部材12とDLC膜15との間に中間層14を介在
させると、DLC膜15の密着性は高くなる。
When the intermediate layer 14 is formed of a single-layer film as in the second embodiment, a film of a carbon-containing alloy material such as a silicon carbide film (SiC) or a tungsten carbide film (WC) is used. It is good to consist of. in this way,
When the intermediate layer 14 is interposed between the cemented carbide member 12 and the DLC film 15, the adhesion of the DLC film 15 increases.

【0074】従来のガイドブッシュにおいて、中間層や
DLC膜が剥離している箇所を詳細に観察すると、中間
層やDLC膜は超硬部材にバインダーとして含まれるコ
バルトとの密着性が得られず、その箇所から剥離してい
る。その原因はよくわからないが、その原因のひとつと
して考えられるのは、コバルトが酸化して、密着性が劣
る酸化膜が形成されて、DLC膜や中間層がガイドブッ
シュの内周面から剥離すると椎察される。
When the intermediate layer and the DLC film in the conventional guide bush were observed in detail, the intermediate layer and the DLC film could not obtain the adhesion with cobalt contained as a binder in the super hard member. Peeled from that location. Although the cause is not well understood, one of the causes is thought to be that the cobalt film is oxidized to form an oxide film having poor adhesion, and the DLC film and the intermediate layer are peeled off from the inner peripheral surface of the guide bush. Be guessed.

【0075】そこで、この発明のガイドブッシュ11で
は、超硬部材12の内周面の中間層14を形成する面か
ら、超硬部材12にバインダーとして含有しているコバ
ルトを除去している。このように、中間層14の密着不
良の原因となるコバルトを超硬部材12の内周面から除
去したしたことにより、ガイドブッシュ11の内周面1
1bに密着性よく中間層14とDLC膜15を形成する
ことができ、その結果、ガイドブッシュ11の内周面1
1bに対するDLC膜の剥離現象は発生しない。ガイド
ブッシュ11の内周面11bに設ける硬質カーボン膜1
5の膜厚としては、1μmから10μm程度とする。ま
た、中間層14は0.5μm程度の膜厚とする。
Therefore, in the guide bush 11 of the present invention, cobalt contained as a binder in the superhard member 12 is removed from the surface of the inner peripheral surface of the superhard member 12 on which the intermediate layer 14 is formed. As described above, since the cobalt which causes the poor adhesion of the intermediate layer 14 is removed from the inner peripheral surface of the cemented carbide member 12, the inner peripheral surface 1 of the guide bush 11 is removed.
1b, the intermediate layer 14 and the DLC film 15 can be formed with good adhesion, and as a result, the inner peripheral surface 1 of the guide bush 11 can be formed.
The peeling phenomenon of the DLC film for 1b does not occur. Hard carbon film 1 provided on inner peripheral surface 11b of guide bush 11
The film thickness of No. 5 is about 1 μm to 10 μm. The intermediate layer 14 has a thickness of about 0.5 μm.

【0076】次に、図5に示す第3の実施形態において
は、ガイドブッシュ11の内周面11bに超硬部材12
を固着し、その超硬部材12上に第1の中間層14aと
第2の中間層14bを重ねて形成し、さらにその第2の
中間層14b上にDLC膜15を形成している。硬質カ
ーボン膜15の膜厚は、1μmから10μmとする。超
硬部材12の表面の第1の中間層14aと接する表面
は、この超硬部材12のバインダーとして機能している
コバルト(Co)が選択的に除去されていることは、第
2の実施形態と同様である。
Next, in the third embodiment shown in FIG. 5, the inner surface 11b of the guide bush 11 is
Are fixed, the first intermediate layer 14a and the second intermediate layer 14b are formed on the super hard member 12 in an overlapping manner, and the DLC film 15 is formed on the second intermediate layer 14b. The thickness of the hard carbon film 15 is 1 μm to 10 μm. The second embodiment shows that the surface of the superhard member 12 in contact with the first intermediate layer 14a is selectively removed from cobalt (Co) functioning as a binder of the superhard member 12. Is the same as

【0077】その第1の中間層14aは、チタン(T
i)膜またはクロム(Cr)膜からなり、第2の中間層
14bは、シリコン膜(Si)またはゲルマニウム(G
e)膜からなる。この第1,第2の中間層14a,14
bの膜厚は、いずれも0.5μm程度とする。なお、こ
の第1の中間層14aと第2の中間層14bは、スパッ
タリング法によって形成しているため、開口端部では厚
く、開口から奥側では薄くなるような傾斜膜厚で被膜形
成されている。
The first intermediate layer 14a is made of titanium (T
i) a film or a chromium (Cr) film, and the second intermediate layer 14b is formed of a silicon film (Si) or a germanium (G
e) consist of a membrane. The first and second intermediate layers 14a, 14
The film thickness of b is about 0.5 μm. Since the first intermediate layer 14a and the second intermediate layer 14b are formed by a sputtering method, the first intermediate layer 14a and the second intermediate layer 14b are formed to have a thickness such that the film is thick at the edge of the opening and thin at the depth from the opening. I have.

【0078】このように、超硬部材12と硬質カーボン
膜15との間に第1の中間層14aと第2の中間層14
bを介在させると、以下に記載する特徴をもつ。すなわ
ち、チタンまたはクロムからなる第1の中間層14aは
超硬部材12との密着性に優れているため、両者間の密
着性が強固になり、さらにこの第1の中間層によって、
超硬部材12にバインダーとして含有しているコバルト
と硬質カーボン膜15の炭素とが反応するということを
抑制することができる。
As described above, the first intermediate layer 14 a and the second intermediate layer 14 are provided between the super hard member 12 and the hard carbon film 15.
When b is interposed, it has the features described below. That is, since the first intermediate layer 14a made of titanium or chromium has excellent adhesion to the super hard member 12, the adhesion between the two is strengthened.
It is possible to suppress the reaction of cobalt contained in the superhard member 12 as a binder with carbon of the hard carbon film 15.

【0079】また、シリコンまたはゲルマニウムからな
る第2の中間層14bは、いずれも周期律表第IV族の
元素であり、同様に周期律表第IV族の元素であるDL
C膜との密着性に優れているため、両者は共有結合して
強固な密着性が得られる。そのため、ガイドブッシュ1
1の内周面11bに密着性よく硬質カーボン膜15を形
成することができる。
Each of the second intermediate layers 14b made of silicon or germanium is an element belonging to Group IV of the periodic table, and similarly, the second intermediate layer 14b is an element belonging to Group IV of the periodic table.
Since they have excellent adhesion to the C film, they are covalently bonded to each other to obtain strong adhesion. Therefore, guide bush 1
The hard carbon film 15 can be formed on the inner peripheral surface 11b with good adhesion.

【0080】なお、第2の中間層14bとしては、シリ
コンやゲルマニウムの代わりにシリコンカーバイト膜
(SiC)や炭化タングステン(WC)膜などの炭素を
含む合金材料の被膜を適用することもできる。このシリ
コンカーバイト膜や炭化タングステン膜も、シリコン膜
やゲルマニウム膜とほぼ同じ機能を有し、第2の中間層
14bとしてシリコン膜やゲルマニウム膜を用いたとき
とほぼ同じ効果を有する。
As the second intermediate layer 14b, a film made of an alloy material containing carbon, such as a silicon carbide film (SiC) or a tungsten carbide (WC) film, instead of silicon or germanium, can be applied. The silicon carbide film and the tungsten carbide film also have substantially the same functions as the silicon film and the germanium film, and have substantially the same effects as when a silicon film or a germanium film is used as the second intermediate layer 14b.

【0081】〔DLC膜の形成方法の実施形態:図1か
ら図5と図6から図13〕次に、この発明によるガイド
ブッシュへのダイヤモンドライク・カーボン(DLC)
膜の形成方法の実施形態について説明する。まず、図1
乃至図3によって説明したこの発明によるガイドブッシ
ュの第1の実施形態の被膜構造を得るためのガイドブッ
シュへのDLC膜の形成方法について説明する。
[Embodiment of DLC Film Forming Method: FIGS. 1 to 5 and FIGS. 6 to 13] Next, diamond-like carbon (DLC) is applied to the guide bush according to the present invention.
An embodiment of a method for forming a film will be described. First, FIG.
A method of forming a DLC film on a guide bush for obtaining the coating structure of the first embodiment of the guide bush according to the present invention described with reference to FIGS.

【0082】そのDLC膜の形成方法は、図3に示した
被加工物51を保持するための内周面11bに、少なく
ともコバルトを含む超硬部材12を設けたガイドブッシ
ュ11へのDLC膜15の形成方法であって、次の各工
程を有する。
The method for forming the DLC film is as follows. The DLC film 15 is formed on a guide bush 11 having at least an ultra-hard member 12 containing cobalt on an inner peripheral surface 11b for holding a workpiece 51 shown in FIG. Comprising the following steps.

【0083】(1)超硬部材12の表面のコバルトをエ
ッチングにより除去する工程、(2)そのガイドブッシ
ュ11を、その中心開口11j内に電極を挿入して真空
槽内に配置する工程、(3)その真空槽内を排気した
後、該真空槽内に炭素を含むガスを導入し、上記電極に
直流正電圧を印加しながら、ガイドブッシュ11に直流
電圧又は高周波電力を印加して中心開口11j内にプラ
ズマを発生させ、該ガイドブッシュ11の内周面11b
の超硬部材12の表面にDLC膜15を形成する工程、
(1) A step of removing cobalt from the surface of the superhard member 12 by etching, (2) A step of inserting the guide bush 11 into the vacuum chamber by inserting an electrode into the center opening 11j, 3) After evacuating the vacuum chamber, introducing a gas containing carbon into the vacuum chamber, applying a DC voltage or a high-frequency power to the guide bush 11 while applying a DC positive voltage to the electrodes, and opening the central opening. 11j, a plasma is generated in the inner peripheral surface 11b of the guide bush 11.
Forming a DLC film 15 on the surface of the super hard member 12 of

【0084】そこでまず、(1)の超硬部材12の表面
のコバルトをエッチングにより除去する工程について説
明する。このコバルトの除去は、ウェットエッチング処
理によって行なうことが好ましい。コバルトを選択的に
除去するウェットエッチング液としては、水酸化ナトリ
ウム(NaOH)と過酸化水素水(H)との混合
溶液を使用する。
First, the step (1) of removing cobalt from the surface of the superhard member 12 by etching will be described. This removal of cobalt is preferably performed by wet etching. As a wet etching solution for selectively removing cobalt, a mixed solution of sodium hydroxide (NaOH) and a hydrogen peroxide solution (H 2 O 2 ) is used.

【0085】この混合溶液においては、超硬部材12の
他の構成材料であるタングステンや炭素、およびガイド
ブッシュ11の構成材料である合金工具項(SKS)は
いっさいエッチングされず、コバルトだけを選択的にエ
ッチングすることができる。この水酸化ナトリウム(N
aOH)と過酸化水素水(H)との混合溶液によ
るコバルトのエッチング処理は、液温は室温で行ない、
エッチング時間は3時間から5時間、そのエッチング液
中にガイドブッシュ11を浸漬する。
In this mixed solution, tungsten and carbon, which are the other constituent materials of the super hard member 12, and the alloy tool item (SKS), which is the constituent material of the guide bush 11, are not etched at all, and only the cobalt is selectively etched. Can be etched. This sodium hydroxide (N
aOH) and an aqueous solution of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) for etching cobalt with a mixed solution at room temperature;
The etching time is 3 hours to 5 hours, and the guide bush 11 is immersed in the etching solution.

【0086】つぎに、(2)のガイドブッシュ11を真
空槽内に配置する工程と、(3)の超硬部材12の表面
にDLC膜15を形成する工程について説明する。これ
らの工程を実施する装置は3種類ある。さらにガイドブ
ッシュの中心開口内に挿入した電極を接地するか直流正
電圧を印加するかによって2種類ある。図6はその一例
を示す模式的な断面図である。この例では、ガス導入口
63および排気口65とアノード79およびフィラメン
ト81とを有する真空槽61を使用する。
Next, the step (2) of disposing the guide bush 11 in the vacuum chamber and the step (3) of forming the DLC film 15 on the surface of the superhard member 12 will be described. There are three types of apparatuses for performing these steps. Further, there are two types depending on whether the electrode inserted into the center opening of the guide bush is grounded or a DC positive voltage is applied. FIG. 6 is a schematic sectional view showing one example. In this example, a vacuum chamber 61 having a gas inlet 63 and an exhaust port 65, an anode 79 and a filament 81 is used.

【0087】超硬部材12の表面のコバルトを除去した
ガイドブッシュ11を、その中心開口11j内にロッド
状の電極71を挿入して、真空槽61内の絶縁支持台8
0上に配置する。このとき、ガイドブッシュ11の内周
面11b側の開口端面をアノード79に対向させ、その
開口端面上にダミー部材53を配置する。このダミー部
材53はリング状をなし、その中心にガイドブッシュ1
1の内周面11bの開口寸法とほぼおなじ内径寸法の開
口を有する。このダミー部材53の外径寸法は、ガイド
ブッシュ11の開口端面の大きさと同じ大きさとする。
The guide bush 11 from which the cobalt on the surface of the superhard member 12 has been removed is inserted into the center opening 11 j of the guide bush 11 by inserting the rod-shaped electrode 71 into the insulating support base 8 in the vacuum chamber 61.
0. At this time, the opening end face on the inner peripheral surface 11b side of the guide bush 11 faces the anode 79, and the dummy member 53 is arranged on the opening end face. The dummy member 53 has a ring shape and has a guide bush 1 at its center.
The first inner peripheral surface 11b has an opening having an inner diameter substantially the same as that of the inner peripheral surface 11b. The outer diameter of the dummy member 53 is the same as the size of the opening end face of the guide bush 11.

【0088】そして、このガイドブッシュ11の中心開
口11j内に挿入した電極71は、接地した真空槽61
に接続して接地する。この電極71はガイドブッシュ1
1の中心開口11jの中心軸線上に位置するようにし、
その先端がダミー部材53の上端から若干引っ込んだ位
置になるようにする。
The electrode 71 inserted into the center opening 11j of the guide bush 11 is connected to the grounded vacuum chamber 61.
Connect to and ground. This electrode 71 is a guide bush 1
So as to be located on the central axis of the central opening 11j
The tip is set to a position slightly retracted from the upper end of the dummy member 53.

【0089】そして、真空槽61内を真空度が3×10
torr以下になるように、図示しない排気手段に
よって排気口65から真空排気する。その後、ガス導入
口63から炭素を含むガスとしてベンゼン(C
を真空槽61内に導入して、真空槽61内の圧力を5×
10−torrになるように制御する。
Then, the degree of vacuum in the vacuum chamber 61 is 3 × 10
- so that the 5 torr or less, evacuated from the exhaust port 65 by the exhaust means (not shown). Thereafter, benzene (C 6 H 6 ) is supplied from the gas inlet 63 as a gas containing carbon.
Is introduced into the vacuum chamber 61, and the pressure in the vacuum chamber 61 is increased by 5 ×
Controlled to be 10- 3 torr.

【0090】その後、ガイドブッシュ11には直流電源
73からマイナス3kVの直流電圧を印加し、にアノー
ド79にはアノード電源75からプラス50Vの直流電
圧を印加し、フィラメント81にはフィラメント電源7
7から、30Aの電流が流れるように10Vの交流電圧
を印加する。
Thereafter, a DC voltage of −3 kV is applied to the guide bush 11 from the DC power supply 73, a DC voltage of +50 V is applied to the anode 79 from the anode power supply 75, and the filament power supply 7 is applied to the filament 81.
7, an AC voltage of 10 V is applied so that a current of 30 A flows.

【0091】すると、真空槽61内のガイドブッシュ1
1の周囲領域におよび中心開口11j内にプラズマが発
生して、その内周面11bに固着した超硬部材12の表
面にDLC膜15(図3参照)を形成する。このDLC
膜の形成方法においては、ガイドブッシュ11の中心開
口11j内接地したロッド状の電極71を挿入して設け
ているため、ガイドブッシュ11の外周部だけでなく、
中心開口11j内にもプラズマを発生することができ
る。
Then, the guide bush 1 in the vacuum chamber 61
Plasma is generated in the peripheral region 1 and in the center opening 11j, and the DLC film 15 (see FIG. 3) is formed on the surface of the superhard member 12 fixed to the inner peripheral surface 11b. This DLC
In the method of forming the film, the grounded rod-shaped electrode 71 is inserted and provided in the center opening 11j of the guide bush 11, so that not only the outer peripheral portion of the guide bush 11 but also
Plasma can be generated also in the center opening 11j.

【0092】このガイドブッシュ11の中心開口11j
内に接地電位にした電極71を設けたことにより、中心
開口11j内の領域において、同電位どうしが対向する
ことがなくなる。そのため異常放電であるホロー放電の
発生はなく、ガイドブッシュ11の内周面11bに形成
するDLC膜の密着性が向上する。さらに、ガイドブッ
シュ11の中心開口11j内で、長手方向の電位特性が
均一になるため、内周面11bに形成されるDLC膜の
膜厚が均一になる。
The center opening 11j of the guide bush 11
By providing the electrode 71 at the ground potential inside, the same potential does not face each other in the region inside the central opening 11j. Therefore, there is no occurrence of hollow discharge, which is abnormal discharge, and the adhesion of the DLC film formed on the inner peripheral surface 11b of the guide bush 11 is improved. Furthermore, since the potential characteristics in the longitudinal direction become uniform in the center opening 11j of the guide bush 11, the thickness of the DLC film formed on the inner peripheral surface 11b becomes uniform.

【0093】この電極71は、ガイドブッシュ11の中
心開口11jの内径より細い径のものであればよいが、
好ましくは内周面11bと電極71との間に4mm程度
の隙間のプラズマ形成領域を設けるようにするとよい。
そしてこの電極71は、ステンレスのような金属材料で
形成する。さらに、この電極71の断面形状は円形と
し、ガイドブッシュ11に電極71を挿入したとき、ダ
ミー部材53の開口端面と揃えるような長さとするか、
あるいはダミー部材53の端面から電極71が突出する
ような長さとしてもよいが、図示の例では電極71の先
端がダミー部材53の端面から1mm〜2mm引っ込ん
だ位置になるような長さにしている。
The electrode 71 may have a diameter smaller than the inner diameter of the center opening 11j of the guide bush 11.
Preferably, a plasma forming region with a gap of about 4 mm is provided between the inner peripheral surface 11b and the electrode 71.
The electrode 71 is formed of a metal material such as stainless steel. Furthermore, the cross-sectional shape of the electrode 71 is circular, and when the electrode 71 is inserted into the guide bush 11, the electrode 71 has a length that aligns with the opening end face of the dummy member 53,
Alternatively, the length may be such that the electrode 71 protrudes from the end face of the dummy member 53, but in the illustrated example, the length is such that the tip of the electrode 71 is at a position of 1 mm to 2 mm withdrawn from the end face of the dummy member 53. I have.

【0094】また、ガイドブッシュ11の開口端面上に
配置したダミー部材53は、次のような役割を果たす。
すなわち、図6に示すDLC膜の形成方法においては、
ガイドブッシュ11の中心開口11j内と外周部とにプ
ラズマが発生する。
The dummy member 53 arranged on the open end face of the guide bush 11 plays the following role.
That is, in the method of forming the DLC film shown in FIG.
Plasma is generated in the center opening 11j and the outer peripheral portion of the guide bush 11.

【0095】そして、ガイドブッシュ11の端面は電荷
が集中しやすく、中心開口11j内に比べて電荷が高い
状態となり、いわゆるエッジ効果が発生する。したがっ
て、ガイドブッシュ11の端面近傍のプラズマ強度は他
の領域より大きく、しかも不安定でもある。さらに、ガ
イドブッシュ11の端部領域は、ガイドブッシュ11の
中心開口11j内のプラズマと外周部のプラズマの双方
の影響を受けることになる。
Then, the electric charges are easily concentrated on the end face of the guide bush 11, and the electric charges are higher than in the center opening 11j, so that the so-called edge effect occurs. Therefore, the plasma intensity in the vicinity of the end face of the guide bush 11 is higher than in other regions, and is also unstable. Furthermore, the end region of the guide bush 11 is affected by both the plasma in the center opening 11j of the guide bush 11 and the plasma on the outer peripheral portion.

【0096】そして、このような状態でDLC膜を形成
すると、ガイドブッシュ11の開口端面から数mm奥側
の領域と他の領域とでは、DLC膜の密着性が異なり、
さらに膜質も若干異なる。そこで、ガイドブッシュ11
の開口端面にダミー部材53を配置してDLC膜を形成
すれば、この膜質や密着性が異なる領域はガイドブッシ
ュ11の内周面に形成されず、の開口内面に形成される
ことになる。
When the DLC film is formed in such a state, the adhesion of the DLC film is different between a region several mm deep from the opening end surface of the guide bush 11 and another region.
Further, the film quality is slightly different. Therefore, the guide bush 11
If the DLC film is formed by arranging the dummy member 53 on the opening end surface of the guide bush 11, the regions having different film quality and adhesion are not formed on the inner peripheral surface of the guide bush 11, but are formed on the inner surface of the opening.

【0097】図6に示したような装置を用いて、ダミー
部材53を使用せずにDLC膜を形成したときは、実験
によればガイドブッシュ11の開口端面から4mm程度
奥側に、幅寸法が1mmから2mmの膜質や密着性が異
なる領域が形成された。
When the DLC film was formed using the apparatus as shown in FIG. 6 without using the dummy member 53, according to the experiment, the width dimension was set to about 4 mm deeper from the open end face of the guide bush 11. A region having a film quality and adhesion different from 1 mm to 2 mm was formed.

【0098】そこで、ガイドブッシュ11の開口端面の
寸法とほぼ同じ端面寸法をもち、長さ寸法が10mmの
ダミー部材53をガイドブッシュ11の開口端面に配置
して、前述のDLC膜の形成条件で被膜形成を行った。
その結果、膜質や密着性が異なる領域はダミー部材53
側に形成され、ガイドブッシュ11の内周面11bには
膜質や密着性が異なる領域は全く形成されなかった。
Therefore, a dummy member 53 having an end surface dimension substantially equal to that of the open end surface of the guide bush 11 and having a length of 10 mm is arranged on the open end surface of the guide bush 11 under the above-described conditions for forming the DLC film. A film was formed.
As a result, the areas where the film quality and adhesion are different are the dummy members 53
On the inner peripheral surface 11b of the guide bush 11, no region having a different film quality or adhesion was formed at all.

【0099】次に、ガイドブッシュへのDLC膜と形成
方法の他の例を図7および図8によって説明する。これ
らの図において、図6と対応する部分には同一の符号を
付している。まず、ガイドブッシュ11の内周面11b
に設けた超硬部材12の表面領域から、バインダーとし
て機能するコバルトをウェットエッチング処理によって
除去するのは、前述の場合と同様である。
Next, another example of the method of forming the DLC film on the guide bush and a method of forming the same will be described with reference to FIGS. In these figures, parts corresponding to those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals. First, the inner peripheral surface 11b of the guide bush 11
The removal of cobalt, which functions as a binder, from the surface region of the super hard member 12 provided by the wet etching process is the same as in the above-described case.

【0100】図7に示す例では、ガス導入口63と排気
口65とを有する真空槽61内に、内周面11bに設け
た超硬部材の表面のコバルトを除去したガイドブッシュ
11を、絶縁支持台80によって支持させて配置する。
このとき、ガイドブッシュ11の中心開口11j内には
接地したロッド状の電極71を挿入し、開口端面上にリ
ング状のダミー部材53を配置するのは、前述の例と同
じである。
In the example shown in FIG. 7, in a vacuum chamber 61 having a gas introduction port 63 and an exhaust port 65, a guide bush 11 in which cobalt on the surface of a superhard member provided on an inner peripheral surface 11b is removed is insulated. It is arranged to be supported by the support base 80.
At this time, the grounded rod-shaped electrode 71 is inserted into the center opening 11j of the guide bush 11, and the ring-shaped dummy member 53 is arranged on the opening end surface, as in the above-described example.

【0101】そして、真空槽61内を図示しない排気手
段によって、真空度が3×10−torr以下になる
ように、排気口65から真空排気した後、ガス導入口6
3から炭素を含むガスとして、メタンガス(CH)を
真空槽61内に導入して、真空度を0.1torrにな
るように調整する。
[0102] Then, by the exhaust means (not shown) within the vacuum chamber 61, so that the degree of vacuum is below 3 × 10- 5 torr, was evacuated through the exhaust port 65, the gas inlet port 6
From step 3, methane gas (CH 4 ) is introduced into the vacuum chamber 61 as a gas containing carbon, and the degree of vacuum is adjusted to 0.1 torr.

【0102】そして、このガイドブッシュ11には、高
周波電源69からマッチング回路67を介して、周波数
が13.56MHzの高周波電力を印加する。それによ
って、ガイドブッシュ11の外周部だけでなく、中心開
口11j内にもプラズマが発生し、ガイドブッシュ11
の内周面11bの硬質部材の表面にDLC膜を形成する
ことができる。この場合の作用効果も図6に示した例の
場合と同じであるから、その説明を省略する。
Then, high frequency power having a frequency of 13.56 MHz is applied to the guide bush 11 from the high frequency power supply 69 via the matching circuit 67. As a result, plasma is generated not only in the outer peripheral portion of the guide bush 11 but also in the center opening 11j.
A DLC film can be formed on the surface of the hard member on the inner peripheral surface 11b. The operation and effect in this case are the same as those in the case of the example shown in FIG.

【0103】図8に示す例も、上述の例と同様に、ガス
導入口63と排気口65とを有する真空槽61内に、内
周面11bに設けた超硬部材の表面のコバルトを除去し
たガイドブッシュ11を、絶縁支持台80によって支持
させて配置する。このとき、ガイドブッシュ11の中心
開口11j内には接地したロッド状の電極71を挿入
し、開口端面上にリング状のダミー部材53を配置す
る。
In the example shown in FIG. 8, similarly to the above-described example, cobalt on the surface of the superhard member provided on the inner peripheral surface 11b is removed in a vacuum chamber 61 having a gas inlet 63 and an exhaust port 65. The guide bush 11 thus arranged is supported by the insulating support base 80 and arranged. At this time, a grounded rod-shaped electrode 71 is inserted into the center opening 11j of the guide bush 11, and a ring-shaped dummy member 53 is arranged on the end face of the opening.

【0104】そして、真空槽61内を図示しない排気手
段によって、真空度が3×10−torr以下になる
ように真空排気した後、ガス導入口63から炭素を含む
ガスとして、メタンガス(CH)を真空槽61内に導
入して、真空度を0.1torrになるように調整す
る。
[0104] Then, by the exhaust means (not shown) within the vacuum chamber 61, after evacuating to a vacuum degree is equal to or less than 3 × 10- 5 torr, as a gas containing carbon through the gas inlet 63, methane gas (CH 4 ) Is introduced into the vacuum chamber 61, and the degree of vacuum is adjusted to 0.1 torr.

【0105】そして、ガイドブッシュ11には、直流電
源73′からマイナス600Vの負の直流電圧を印加す
る。それによって、ガイドブッシュ11の外周部および
中心開口11j内にもプラズマが発生し、ガイドブッシ
ュ11の内周面11bの超硬部材の表面にDLC膜を形
成することができる。その作用効果は図6に示した例の
場合と同様であるから説明を省略する。
Then, a negative DC voltage of -600 V is applied to the guide bush 11 from the DC power supply 73 '. As a result, plasma is also generated in the outer peripheral portion of the guide bush 11 and in the center opening 11j, and a DLC film can be formed on the surface of the super hard member on the inner peripheral surface 11b of the guide bush 11. The operation and effect are the same as those of the example shown in FIG.

【0106】次に、図9,図10,および図11によっ
て、ガイドブッシュへのDLC膜の形成方法の他の例を
説明する。図9,図10,および図11は、それぞれ前
述した図6,図7,および図8に示した例と対応してた
おり、それらと相違するのは、ガイドブッシュ11の中
心開口11j内に挿入したロッド状の電極71を、中心
開口11j内に装着した碍子等の絶縁支持部材85によ
って絶縁して支持し、それに直流電源83によってプラ
ス20Vの直流正電圧を印加するようにした点だけであ
る。
Next, another example of a method of forming a DLC film on a guide bush will be described with reference to FIGS. 9, 10 and 11. FIGS. 9, 10, and 11 correspond to the examples shown in FIGS. 6, 7, and 8, respectively, which are different from the examples shown in the center opening 11j of the guide bush 11. The inserted rod-shaped electrode 71 is insulated and supported by an insulating support member 85 such as an insulator mounted in the center opening 11j, and a DC positive voltage of +20 V is applied thereto by a DC power supply 83. is there.

【0107】これらの例によっても、真空槽61内のガ
イドブッシュ11の中心開口11j内を含む周囲領域に
プラズマを発生させて、ガイドブッシュ11の内周面1
1bの硬質部材上に密着力の強いDLC膜を形成するこ
とができる。このとき電極71に印加する直流正電圧
と、ガイドブッシュ11の内周面11bに形成する硬質
カーボン膜厚との関係を、図12のグラフに示す。
According to these examples, the plasma is generated in the peripheral region including the inside of the center opening 11j of the guide bush 11 in the vacuum chamber 61, and the inner peripheral surface 1 of the guide bush 11 is generated.
A DLC film having strong adhesion can be formed on the hard member 1b. FIG. 12 is a graph showing the relationship between the DC positive voltage applied to the electrode 71 and the thickness of the hard carbon film formed on the inner peripheral surface 11b of the guide bush 11 at this time.

【0108】図12のグラフでは、電極71に印加する
直流正電圧をゼロVから30Vまで変化させ、さらにガ
イドブッシュ11の内周面11bと電極71との間の隙
間寸法が3mmと5mmのときの硬質カーボン膜の膜厚
を示す。なお曲線aがガイドブッシュ11の内周面11
bと電極71との間の隙間が3mmのときの特性を示
し、曲線bがその隙間が5mmのときの特性を示す。
In the graph of FIG. 12, when the DC positive voltage applied to the electrode 71 is changed from zero V to 30 V, and the gap between the inner peripheral surface 11b of the guide bush 11 and the electrode 71 is 3 mm and 5 mm, Shows the thickness of the hard carbon film. The curve a represents the inner peripheral surface 11 of the guide bush 11.
The characteristic when the gap between b and the electrode 71 is 3 mm is shown, and the curve b shows the characteristic when the gap is 5 mm.

【0109】図12の曲線a,bに示すように、直流電
源83から電極71に印加する直流正電圧を増加させる
と、DLC膜の膜形成速度は向上する。さらに、ガイド
ブッシュ11の内周面11bと電極71との間の隙間寸
法が大きいほど、DLC膜の膜形成速度は速いことを示
している。そして、曲線aに示す上記隙間寸法が3mm
のときは、電極71に印加する電圧がゼロVの接地電圧
では、ガイドブッシュ11の中心開口11j内にプラズ
マが発生せず、DLC膜は形成できない。
As shown by the curves a and b in FIG. 12, when the DC positive voltage applied from the DC power supply 83 to the electrode 71 is increased, the film formation speed of the DLC film is improved. Further, the larger the gap size between the inner peripheral surface 11b of the guide bush 11 and the electrode 71, the higher the film forming speed of the DLC film. Then, the gap size shown in the curve a is 3 mm
In this case, if the voltage applied to the electrode 71 is zero V, the plasma is not generated in the center opening 11j of the guide bush 11, and the DLC film cannot be formed.

【0110】しかし、上記隙間が3mmのときでも、電
極71に印加する直流正電圧を高くしていくと、中心開
口11j内の電極71の周囲にプラズマが発生し、硬質
カーボン膜を形成することができる。このように、これ
らの図9〜図11に示す例では、ガイドブッシュ11の
中心開口11j内の中央部に配置した電極71に、直流
正電圧を印加して硬質カーボン膜を形成することによ
り、電極71の周囲領域に電子を集める効果が生じ、こ
の電極71の周囲領域は電子密度が高くなる。
However, even when the gap is 3 mm, if the DC positive voltage applied to the electrode 71 is increased, plasma is generated around the electrode 71 in the center opening 11j, and a hard carbon film is formed. Can be. As described above, in the examples shown in FIGS. 9 to 11, by applying a DC positive voltage to the electrode 71 disposed in the center of the center opening 11 j of the guide bush 11 to form a hard carbon film, An effect of collecting electrons is generated in a region around the electrode 71, and the region around the electrode 71 has a high electron density.

【0111】このように電子密度が高くなると、必然的
に炭素を含むガス分子と電子との衝突確率が増え、ガス
分子のイオン化が促進されて、ガイドブッシュ11の中
心開口11j内のプラズマ強度が高くなる。そのため、
DLC膜の形成速度は、電極71に直流正電圧を印加し
ないときに比べて速くなる。
When the electron density increases as described above, the probability of collision between the gas molecules containing carbon and electrons necessarily increases, and ionization of the gas molecules is promoted, and the plasma intensity in the center opening 11j of the guide bush 11 decreases. Get higher. for that reason,
The formation speed of the DLC film is higher than when no DC positive voltage is applied to the electrode 71.

【0112】さらに、ガイドブッシュ11の中心開口1
1jの内径が小さくなり、内周面11bと電極71との
隙間寸法が小さくなると、電極71に直流正電圧を印加
しないでDLC膜を形成しようとすると、中心開口11
j内にはプラズマが発生せず、被膜形成ができない。
Furthermore, the center opening 1 of the guide bush 11
When the inner diameter of the electrode 1j becomes smaller and the gap between the inner peripheral surface 11b and the electrode 71 becomes smaller, when the DLC film is formed without applying a DC positive voltage to the electrode 71, the center opening 11
No plasma is generated in j, and a film cannot be formed.

【0113】しかし、ガイドブッシュ11の中心開口1
1j内に配置した電極71に直流正電圧を印加すると、
電子を強制的に電極71の周囲領域に集めて、中心開口
11j内の電極71の周囲にプラズマを発生させること
ができ、内周面11bにDLC膜を形成することが可能
になる。その他の作用効果は、前述した図6〜図8によ
って説明した各例の場合と同様であるから、その説明は
省略する。
However, the center opening 1 of the guide bush 11
When a DC positive voltage is applied to the electrode 71 arranged in 1j,
Electrons are forcibly collected in a region around the electrode 71, and plasma can be generated around the electrode 71 in the center opening 11j, so that a DLC film can be formed on the inner peripheral surface 11b. Other functions and effects are the same as those of the respective examples described with reference to FIGS. 6 to 8, and thus description thereof will be omitted.

【0114】なお、上述した各DLC膜の形成方法の説
明においては、炭素を含むガスとしてメタンガス又はベ
ンゼンガスを真空槽内に導入する場合の例を説明した
が、これら外にエチレンなどの炭素を含むガスや、ヘキ
サンなどの炭素を含む液体の蒸発蒸気も使用することが
できる。
In the above description of the method of forming each DLC film, an example in which methane gas or benzene gas is introduced as a gas containing carbon into the vacuum chamber has been described. Also, a vapor containing a gas or a liquid containing carbon such as hexane can be used.

【0115】さらに、上述した各DLC膜の形成方法で
は、ガイドブッシュ11の外周部と内周面11bの両方
にDLC膜を形成する実施形態で説明したが、内周面1
1bのみにDLC膜を形成するようにすることもでき
る。そのときは、ガイドブッシュ11の外周部を覆うよ
うな被覆部材を配置する方法や、簡易的にはアルミニウ
ム箔をガイドブッシュ11の外周部に巻き付けて、DL
C膜を形成してもよい。
Further, in the above-described method for forming each DLC film, the embodiment in which the DLC film is formed on both the outer peripheral portion and the inner peripheral surface 11b of the guide bush 11 has been described.
A DLC film may be formed only on 1b. In this case, a method of arranging a covering member that covers the outer peripheral portion of the guide bush 11 or simply wrapping an aluminum foil around the outer peripheral portion of the guide bush 11 to obtain a DL
A C film may be formed.

【0116】さらに、上述した各DLC膜の形成方法で
は、ガイドブッシュ11の開口端面にダミー部材53を
配置して被膜形成するように説明した。しかし、開口端
面近傍領域のDLC膜の膜質が、そのほかの領域とそれ
ほど差がなければ、このダミー部材53をガイドブッシ
ュ11の開口端面に配置することなく、DLC膜を形成
することができる。
Further, in the above-described method of forming each DLC film, it has been described that the dummy member 53 is arranged on the open end surface of the guide bush 11 to form a film. However, if the film quality of the DLC film near the opening end face is not so different from the other areas, the DLC film can be formed without disposing the dummy member 53 on the opening end face of the guide bush 11.

【0117】〔中間層の形成方法:図13〕次に、図4
および図5によって説明した、ガイドブッシュ11の内
周面11bに固着した硬質部材12の表面に中間層15
介してDLC膜15を形成する場合の中間層を形成する
工程について、図13によって説明する。中間層を形成
する工程は、図13に示すように、真空槽91の壁面9
1aの近傍にダーゲット受け96を設け、そこに中間層
形成材料である例えばタングステンと炭素とを1対1で
合金にした材料のターゲット90を配置する。
[Method of Forming Intermediate Layer: FIG. 13] Next, FIG.
The intermediate layer 15 is provided on the surface of the hard member 12 fixed to the inner peripheral surface 11b of the guide bush 11 described with reference to FIG.
The step of forming the intermediate layer when the DLC film 15 is formed through the intermediary will be described with reference to FIG. The step of forming the intermediate layer is performed, as shown in FIG.
A target 96 is provided in the vicinity of 1a, and a target 90 made of an alloy of, for example, tungsten and carbon, which is a material for forming an intermediate layer, is disposed on the target 96.

【0118】そして、ガス導入口93および排気口95
を有する真空槽91内に、ガイドブッシュ11をこのタ
ーゲット90と開口端面が対向するように配置する。こ
のとき、ガイドブッシュ11の中心開口11jの長手方
向がターゲット90の表面に対して垂直になるように配
置する。また、この例ではガイドブッシュ11の外周面
には中間層を形成しないように、アルミ箔のような被覆
材94で外周面を覆っている。
The gas inlet 93 and the exhaust 95
The guide bush 11 is arranged so that the target 90 and the opening end face are opposed to each other in a vacuum chamber 91 having the following. At this time, the guide bush 11 is arranged so that the longitudinal direction of the central opening 11j is perpendicular to the surface of the target 90. In this example, the outer peripheral surface of the guide bush 11 is covered with a covering material 94 such as an aluminum foil so as not to form an intermediate layer.

【0119】このガイドブッシュ11は、図4に示した
ように基材の内周面11bにコバルトを含む超硬部材1
2が固着されており、その表面のコバルトがエッチング
によって除去されている。そして、このガイドブッシュ
11は直流電源92に接続し、ターゲット90はターゲ
ット電源97に接続する。そして図示しない排気手段に
よって、真空槽91内を真空度が3×10−torr
以下になるように、排気口95から真空排気する。
As shown in FIG. 4, the guide bush 11 has a cemented carbide member 1 containing cobalt on the inner peripheral surface 11b of the base material.
2 are fixed, and the cobalt on the surface is removed by etching. The guide bush 11 is connected to a DC power supply 92, and the target 90 is connected to a target power supply 97. And by an unillustrated exhaust means, the degree of vacuum in the vacuum chamber 91 3 × 10- 5 torr
Vacuum is exhausted from the exhaust port 95 so as to be as follows.

【0120】その後、ガス導入口93からスパッタガス
としてアルゴン(Ar)ガスを導入して、真空槽91内
の真空度が3×10−torrになるように調整す
る。さらにその後、ガイドブッシュ11には直流電源7
3からマイナス50Vの直流負電圧を印加し、ターゲッ
ト90にはターゲット電源97からマイナス500Vか
ら600Vの直流電圧を印加する。すると、真空槽61
の内部にはプラズマが発生し、プラズマ中のイオンによ
ってターゲット90の表面をスパッタする。
Thereafter, argon (Ar) gas is introduced as a sputtering gas from the gas inlet 93 to adjust the degree of vacuum in the vacuum chamber 91 to 3 × 10 −3 torr. Thereafter, the guide bush 11 is connected to the DC power source 7.
A negative DC voltage of 3 to −50 V is applied, and a DC voltage of −500 V to 600 V from a target power supply 97 is applied to the target 90. Then, the vacuum chamber 61
Generates a plasma inside, and the surface of the target 90 is sputtered by ions in the plasma.

【0121】そして、このターゲット90の表面から叩
き出されたタングステンと炭素がガイドブッシュ11の
内周面11bに付着して、炭化タングステン膜からなる
中間層14(図4参照)を、ガイドブッシュ11の超硬
部材12の内周面に形成することができる。この炭化タ
ングステン膜からなる中間層14の形成膜厚は、0.5
μm程度とする。
The tungsten and carbon struck out of the surface of the target 90 adhere to the inner peripheral surface 11b of the guide bush 11, and the intermediate layer 14 made of a tungsten carbide film (see FIG. 4) is removed. Can be formed on the inner peripheral surface of the super hard member 12. The film thickness of the intermediate layer 14 made of the tungsten carbide film is 0.5
It is about μm.

【0122】このようにして、超硬部材12上に中間層
14を形成した後、図6から図11によって説明した各
DLC膜の形成工程のいずれかによって、その中間層1
4上にDLC膜15を密着力よく形成することができ
る。
After forming the intermediate layer 14 on the superhard member 12 in this manner, the intermediate layer 1 is formed by any of the DLC film forming steps described with reference to FIGS.
4, the DLC film 15 can be formed with good adhesion.

【0123】この中間層14を複数層の積層膜で形成す
ることもできる。図5に示したように第1の中間層14
aをチタン膜またはクロム膜で形成し、第2の中間層1
4bをシリコン膜またはゲルマニウム膜で形成する場合
の中間層形成工程について説明する。
The intermediate layer 14 can be formed of a multilayer film having a plurality of layers. As shown in FIG. 5, the first intermediate layer 14
a is formed of a titanium film or a chromium film, and the second intermediate layer 1
An intermediate layer forming step in the case where 4b is formed of a silicon film or a germanium film will be described.

【0124】その場合は、図13に示した真空槽91内
に、ターゲット90としてチタン又はクロムを配置し、
それに対向してガイドブッシュ11を配置して、前述の
場合と同様にガイドブッシュ11に直流電源73からマ
イナス50Vの直流負電圧を印加し、ターゲット90に
はターゲット電源97からマイナス500Vから600
Vの直流電圧を印加する。
In this case, titanium or chromium is placed as the target 90 in the vacuum chamber 91 shown in FIG.
The guide bush 11 is disposed to face the guide bush 11, and a negative DC voltage of −50 V is applied to the guide bush 11 from the DC power supply 73 in the same manner as described above.
A DC voltage of V is applied.

【0125】そして、スパッタガスとしてアルゴン(A
r)を使用するスパッタリング法によって、ターゲット
90のチタン又はクロムを叩き出して、ガイドブッシュ
11の内周面11bの超硬部材12の表面に、チタン膜
またはクロム膜による第1の中間層14a(図5参照)
を形成する。
Then, argon (A) is used as a sputtering gas.
r), the titanium or chromium of the target 90 is beaten out, and the first intermediate layer 14a of the titanium or chromium film is formed on the surface of the superhard member 12 on the inner peripheral surface 11b of the guide bush 11 (see FIG. (See Fig. 5)
To form

【0126】その後、ターゲット90をシリコン又はゲ
ルマニウムに代えて、そのほかの条件は第1の中間層1
4aを形成するときと同じ条件で被膜形成すれば、第1
の中間層14aの表面にシリコン膜又はゲルマニウム膜
による第2の中間層14bを形成することができる。こ
の第2の中間層14b上にDLC膜を形成する工程は、
図6から図11によって説明した各DLC膜の形成工程
のいずれかによって行うことができ、第2の中間層14
b上にDLC膜15を密着力よく形成することができ
る。
Thereafter, the target 90 is replaced with silicon or germanium, and the other conditions are as follows.
If a film is formed under the same conditions as when forming 4a, the first
The second intermediate layer 14b of a silicon film or a germanium film can be formed on the surface of the intermediate layer 14a. The step of forming a DLC film on the second intermediate layer 14b includes:
The second intermediate layer 14 can be formed by any of the DLC film forming steps described with reference to FIGS.
The DLC film 15 can be formed on b with good adhesion.

【0127】なお、第2の中間層14bとしては、シリ
コンやゲルマニウムの代わりにシリコンカーバイト膜
(SiC)や炭化タングステン(WC)膜などの炭素を
含む合金材料をターゲットとして用いて、図13に示し
た真空槽91内で、スパツタリング法によってその被膜
を形成することもできる。このシリコンカーバイト膜や
炭化タングステン膜も、シリコン膜やゲルマニウム膜と
ほぼ同じ機能を有し、第2の中間層14bとしてシリコ
ン膜やゲルマニウム膜を用いたときとほぼ同じ効果を有
する。
The second intermediate layer 14b is formed by using an alloy material containing carbon, such as a silicon carbide film (SiC) or a tungsten carbide (WC) film, instead of silicon or germanium as a target, as shown in FIG. In the vacuum chamber 91 shown, the film can be formed by a sputtering method. The silicon carbide film and the tungsten carbide film also have substantially the same functions as the silicon film and the germanium film, and have substantially the same effects as when a silicon film or a germanium film is used as the second intermediate layer 14b.

【0128】[0128]

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
るガイドブッシュは、その耐久性を飛躍的に高めること
ができ、自動旋盤に装着して使用したときに、被加工部
(ワーク)に傷を発生させたり、焼き付きを生じたりす
る恐れがなくなる。また、この発明によるガイドブッシ
ュへのDLC膜の形成方法を実施すれば、ガイドブッシ
ュの被加工物を保持する内周面の超硬部材上に、密着性
よくしかも均一な膜厚でDLC膜を形成することができ
る。
As described above, the guide bush according to the present invention can significantly improve the durability, and when used on an automatic lathe, causes damage to the processed part (work). And the risk of burn-in is eliminated. Further, if the method of forming a DLC film on a guide bush according to the present invention is carried out, the DLC film having good adhesion and a uniform film thickness can be formed on the super hard member on the inner peripheral surface holding the workpiece of the guide bush. Can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明によるガイドブッシュの第1の実施形
態の内周面付近の被膜構成を拡大して示す図である。
FIG. 1 is an enlarged view showing a coating structure near an inner peripheral surface of a first embodiment of a guide bush according to the present invention.

【図2】この発明によるガイドブッシュの外観例を示す
斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing an example of the appearance of a guide bush according to the present invention.

【図3】図2に示したガイドブッシュの長手方向に沿う
断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of the guide bush shown in FIG. 2 along a longitudinal direction.

【図4】この発明によるガイドブッシュの第2の実施形
態の内周面付近の被膜構成を拡大して示す図である。
FIG. 4 is an enlarged view showing a coating structure near an inner peripheral surface of a second embodiment of the guide bush according to the present invention.

【図5】この発明によるガイドブッシュの第3の実施形
態の内周面付近の被膜構成を拡大して示す図である。
FIG. 5 is an enlarged view showing a coating structure near an inner peripheral surface of a third embodiment of a guide bush according to the present invention.

【図6】この発明によるガイドブッシュへのDLC膜の
形成方法の実施形態におけるDLC膜形成工程の一例を
説明するための模式的な断面図である。
FIG. 6 is a schematic sectional view for explaining an example of a DLC film forming step in the embodiment of the method for forming a DLC film on a guide bush according to the present invention.

【図7】同じくDLC膜形成工程の他の例を説明するた
めの模式的な断面図である。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining another example of the DLC film forming process.

【図8】同じくDLC膜形成工程のさらに他の例を説明
するための模式的な断面図である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining still another example of the DLC film forming step.

【図9】同じくDLC膜形成工程の図6に示した例を一
部を変更した例を説明するための模式的な断面図であ
る。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view for explaining an example in which a part of the example shown in FIG.

【図10】同じくDLC膜形成工程の図7に示した例を
一部を変更した例を説明するための模式的な断面図であ
る。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view for explaining an example in which a part of the example shown in FIG. 7 in the DLC film forming process is partially changed.

【図11】同じくDLC膜形成工程の図8に示した例を
一部を変更した例を説明するための模式的な断面図であ
る。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view for explaining an example in which a part of the example shown in FIG. 8 in the DLC film forming process is partially changed.

【図12】図9から図11に示したガイドブッシュへの
DLC膜の形成工程による電極に印加する電圧と膜厚と
の関係を示す線図である。
FIG. 12 is a diagram showing a relationship between a voltage applied to an electrode and a film thickness in a process of forming a DLC film on a guide bush shown in FIGS. 9 to 11;

【図13】この発明によるガイドブッシュへのDLC膜
の形成方法の実施形態における中間層形成工程の一例を
説明するための模式的な断面図である。
FIG. 13 is a schematic sectional view for explaining an example of an intermediate layer forming step in the embodiment of the method for forming a DLC film on a guide bush according to the present invention.

【図14】この発明によるガイドブッシュを適用したガ
イドブッシュ装置を搭載した自動旋盤の要部を示す断面
図である。
FIG. 14 is a sectional view showing a main part of an automatic lathe equipped with a guide bush device to which the guide bush according to the present invention is applied.

【図15】この発明によるガイドブッシュを適用したガ
イドブッシュ装置を搭載した自動旋盤の他の例の要部を
示す断面図である。
FIG. 15 is a sectional view showing a main part of another example of an automatic lathe equipped with a guide bush device to which the guide bush according to the present invention is applied.

【図16】従来のガイドブッシュへのDLC膜の形成方
法を説明するための模式的断面図である。
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view for explaining a conventional method of forming a DLC film on a guide bush.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11:ガイドブッシュ 11a:外周テーパ面 11b:内周面 11c:摺り割り 11d:バネ部 11e:嵌合部 11f:ネジ部 11g:段差部 11j:中心開口 12:超硬部材 13:コレットチャック 14:中間層 14a:第1の中間層 14b:第2の中間層 15:DLC膜 17:主軸台 23:ブッシュスリーブ 37:ガイドブッシュ装置 51:被加工物(ワーク)53:ダミー部材 61:真空槽 63:ガス導入口 65:排気口 67:マッチング回路 69:高周波電源 71:電極 73,73′:直流電源 75:アノード電源 77:フィラメント電源 79:アノード 80:絶縁支持台 81:フィラメント 83:直流電源 85:絶縁支持部材(碍子) 90:ターゲット 91:真空槽 92:直流電源 94:被覆材 96:ターゲット受け 97:ターゲット電源 11: guide bush 11a: outer peripheral taper surface 11b: inner peripheral surface 11c: slit 11d: spring portion 11e: fitting portion 11f: screw portion 11g: step portion 11j: center opening 12: carbide member 13: collet chuck 14: Intermediate layer 14a: First intermediate layer 14b: Second intermediate layer 15: DLC film 17: Headstock 23: Bush sleeve 37: Guide bush device 51: Workpiece (work) 53: Dummy member 61: Vacuum tank 63 : Gas inlet port 65: Exhaust port 67: Matching circuit 69: High frequency power supply 71: Electrodes 73, 73 ′: DC power supply 75: Anode power supply 77: Filament power supply 79: Anode 80: Insulating support 81: Filament 83: DC power supply 85 : Insulating support member (insulator) 90: Target 91: Vacuum tank 92: DC power supply 94: Coating material 96: Target Get receiver 97: Target power supply

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小池 ▲龍▼太 東京都田無市本町6丁目1番12号 シチズ ン時計株式会社田無製造所内 (72)発明者 戸井田 孝志 埼玉県所沢市大字下富字武野840番地 シ チズン時計株式会社所沢事業所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Koike ▲ Ryu ▼ Futana 6-1-12 Honcho, Tanashi-shi, Tokyo Citizen Watch Co., Ltd. Tanashi Factory (72) Inventor Takashi Toida Tokorozawa-shi, Saitama 840 Takeno, Fukuji Citizen Watch Co., Ltd.

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 軸方向に貫通した中心開口を有するほぼ
円筒状の形状をもち、その長手方向の一端部に外周テー
パ面とそれに弾力をもたせるための摺り割りを形成し、
他端部に自動旋盤のコラムに取り付けるためのネジ部を
有し、前記外周テーパ面を形成した部分の内周に被加工
物を保持するための内周面を形成しており、自動旋盤に
取り付けられることにより前記中心開口に挿入された被
加工物を、前記内周面によって切削工具の近くで回転お
よび軸方向に摺動可能に保持し、その内周面に少なくと
もコバルトを含む超硬部材を設け、その超硬部材上にダ
イヤモンドライク・カーボン膜を形成したガイドブッシ
ュであって、 前記超硬部材の前記ダイヤモンドライク・カーボン膜と
接する表面は、コバルトが除去されていることを特徴と
するガイドブッシュ。
1. It has a substantially cylindrical shape having a central opening penetrating in the axial direction, and has a tapered outer peripheral surface at one end in the longitudinal direction and a slit for giving elasticity thereto.
The other end has a screw portion for attaching to a column of an automatic lathe, and has an inner peripheral surface for holding a workpiece on an inner periphery of a portion where the outer peripheral taper surface is formed. A work piece inserted into the center opening by being attached is slidably and axially slidably held near the cutting tool by the inner peripheral surface, and a carbide member including at least cobalt on the inner peripheral surface. And a guide bush having a diamond-like carbon film formed on the super-hard member, wherein cobalt is removed from a surface of the super-hard member in contact with the diamond-like carbon film. guide bush.
【請求項2】 前記超硬部材の前記ダイヤモンドライク
・カーボン膜と接する表面は、研磨加工の加工痕が除去
されている請求項1記載のガイドブッシュ。
2. The guide bush according to claim 1, wherein a surface of the superhard member that is in contact with the diamond-like carbon film has no processing trace of polishing.
【請求項3】 前記超硬部材の前記ダイヤモンドライク
・カーボン膜と接する表面は、鏡面でなく梨地状である
請求項1記載のガイドブッシュ。
3. The guide bush according to claim 1, wherein the surface of the superhard member in contact with the diamond-like carbon film is not mirror-finished but matted.
【請求項4】 軸方向に貫通した中心開口を有するほぼ
円筒状の形状をもち、その長手方向の一端部に外周テー
パ面とそれに弾力をもたせるための摺り割りを形成し、
他端部に自動旋盤のコラムに取り付けるためのネジ部を
有し、前記外周テーパ面を形成した部分の内周に被加工
物を保持するための内周面を形成しており、自動旋盤に
取り付けられることにより前記中心開口に挿入された被
加工物を、前記内周面によって切削工具の近くで回転お
よび軸方向に摺動可能に保持し、その内周面に少なくと
もコバルトを含む超硬部材を設けたガイドブッシュへの
ダイヤモンドライク・カーボン膜の形成方法であって、 前記超硬部材の表面のコバルトをエッチングにより除去
する工程と、 該ガイドブッシュを、前記中心開口内に電極を挿入して
真空槽内に配置する工程と、 前記真空槽内を排気した後、該真空槽内に炭素を含むガ
スを導入し、前記電極を接地状態にしながら、前記ガイ
ドブッシュに直流電圧又は高周波電力を印加して前記中
心開口内にプラズマを発生させ、該ガイドブッシュの前
記内周面の超硬部材の表面にダイヤモンドライク・カー
ボン膜を形成する工程とを有することを特徴とするガイ
ドブッシュへのダイヤモンドライク・カーボン膜の形成
方法。
4. It has a substantially cylindrical shape having a central opening penetrating in the axial direction, and has a tapered outer peripheral surface at one end in the longitudinal direction and a slit for giving elasticity thereto.
The other end has a screw portion for attaching to a column of an automatic lathe, and has an inner peripheral surface for holding a workpiece on an inner periphery of a portion where the outer peripheral taper surface is formed. The workpiece inserted into the center opening by being attached is held by the inner peripheral surface slidably and axially slidably near the cutting tool, and a carbide member including at least cobalt on the inner peripheral surface. A method of forming a diamond-like carbon film on a guide bush provided with: a step of removing cobalt on the surface of the superhard member by etching; and inserting an electrode into the center opening of the guide bush. Arranging in a vacuum chamber, and after evacuating the vacuum chamber, introducing a gas containing carbon into the vacuum chamber and, while the electrode is grounded, applying a DC voltage or high voltage to the guide bush. Applying a wave power to generate plasma in the center opening to form a diamond-like carbon film on the surface of the superhard member on the inner peripheral surface of the guide bush. Method of forming diamond-like carbon film on the surface.
【請求項5】 軸方向に貫通した中心開口を有するほぼ
円筒状の形状をもち、その長手方向の一端部に外周テー
パ面とそれに弾力をもたせるための摺り割りを形成、他
端部に自動旋盤のコラムに取り付けるためのネジ部を有
し、前記外周テーパ面を形成した部分の内周に被加工物
を保持するための内周面を形成しており、自動旋盤に取
り付けられることにより前記中心開口に挿入された被加
工物を、前記内周面によって切削工具の近くで回転およ
び軸方向に摺動可能に保持し、その内周面に少なくとも
コバルトを含む超硬部材を設けたガイドブッシュへのダ
イヤモンドライク・カーボン膜の形成方法であって、 前記超硬部材の表面のコバルトをエッチングにより除去
する工程と、 該ガイドブッシュを、前記中心開口内に電極を挿入して
真空槽内に配置する工程と、 前記真空槽内を排気した後、該真空槽内に炭素を含むガ
スを導入し、前記電極に直流正電圧を印加しながら、前
記ガイドブッシュに直流電圧又は高周波電力を印加して
前記中心開口内にプラズマを発生させ、該ガイドブッシ
ュの前記内周面の超硬部材の表面にダイヤモンドライク
・カーボン膜を形成する工程とを有することを特徴とす
るガイドブッシュへのダイヤモンドライク・カーボン膜
の形成方法。
5. A substantially cylindrical shape having a central opening penetrating in the axial direction, an outer peripheral tapered surface formed at one end in the longitudinal direction and a slit for giving elasticity thereto, and an automatic lathe at the other end. Has a threaded portion for attaching to the column, and has an inner peripheral surface for holding a workpiece on an inner periphery of a portion where the outer peripheral tapered surface is formed, and the center is attached to an automatic lathe. The workpiece inserted into the opening is held by the inner peripheral surface so as to be able to rotate and slide in the axial direction near the cutting tool, and to a guide bush provided with a carbide member containing at least cobalt on the inner peripheral surface. A method of forming a diamond-like carbon film by removing cobalt on the surface of the cemented carbide member by etching; inserting an electrode into the center opening of the guide bush to form a vacuum chamber. After evacuating the vacuum chamber, introducing a gas containing carbon into the vacuum chamber and applying a DC voltage or a high-frequency power to the guide bush while applying a DC positive voltage to the electrode. Generating plasma in the center opening to form a diamond-like carbon film on the surface of the superhard member on the inner peripheral surface of the guide bush. -A method of forming a carbon film.
【請求項6】 前記超硬部材の表面のコバルトをエッチ
ングにより除去する工程では、ウェットエッチングによ
ってコバルトを除去する請求項4又は5記載のガイドブ
ッシュへのダイヤモンドライク・カーボン膜の形成方
法。
6. The method for forming a diamond-like carbon film on a guide bush according to claim 4, wherein in the step of removing cobalt on the surface of the superhard member by etching, cobalt is removed by wet etching.
【請求項7】 前記ウェットエッチングは、水酸化ナト
リウムと過酸化水素水との混合溶液によって行なう請求
項6記載のガイドブッシュへのダイヤモンドライク・カ
ーボン膜の形成方法。
7. The method for forming a diamond-like carbon film on a guide bush according to claim 6, wherein said wet etching is performed with a mixed solution of sodium hydroxide and hydrogen peroxide solution.
【請求項8】 前記ガイドブッシュの内周面の超硬部材
の表面にダイヤモンドライク・カーボン膜を形成する工
程で、前記真空槽内に導入する炭素を含むガスが、ベン
ゼン又はメタンである請求項4乃至7のいずれか一項に
記載のガイドブッシュへのダイヤモンドライク・カーボ
ン膜の形成方法。
8. The gas containing carbon introduced into the vacuum chamber in the step of forming a diamond-like carbon film on the surface of the superhard member on the inner peripheral surface of the guide bush is benzene or methane. The method for forming a diamond-like carbon film on a guide bush according to any one of claims 4 to 7.
【請求項9】 軸方向に貫通した中心開口を有するほぼ
円筒状の形状をもち、その長手方向の一端部に外周テー
パ面とそれに弾力をもたせるための摺り割りを形成し、
他端部に自動旋盤のコラムに取り付けるためのネジ部を
有し、前記外周テーパ面を形成した部分の内周に被加工
物を保持するための内周面を形成しており、自動旋盤に
取り付けられることにより前記中心開口に挿入された被
加工物を、前記内周面によって切削工具の近くで回転お
よび軸方向に摺動可能に保持し、その内周面に少なくと
もコバルトを含む超硬部材を設け、その超硬部材上に中
間層を設け、その中間層上にダイヤモンドライク・カー
ボン膜を形成したガイドブッシュであって、 前記超硬部材の前記中間層と接する表面は、コバルトが
除去されていることを特徴とするガイドブッシュ。
9. It has a substantially cylindrical shape having a central opening penetrating in the axial direction, and has a tapered outer peripheral surface at one end in the longitudinal direction and a slit for giving elasticity thereto.
The other end has a screw portion for attaching to a column of an automatic lathe, and has an inner peripheral surface for holding a workpiece on an inner periphery of a portion where the outer peripheral taper surface is formed. A work piece inserted into the center opening by being attached is slidably and axially slidably held near the cutting tool by the inner peripheral surface, and a carbide member including at least cobalt on the inner peripheral surface. A guide bush in which an intermediate layer is provided on the superhard member, and a diamond-like carbon film is formed on the intermediate layer, wherein the surface of the superhard member in contact with the intermediate layer has cobalt removed. A guide bush characterized in that:
【請求項10】 前記超硬部材の前記中間層と接する表
面は、研磨加工の加工痕が除去されている請求項9記載
のガイドブッシュ。
10. The guide bush according to claim 9, wherein a surface of the superhard member that is in contact with the intermediate layer is free of processing marks caused by polishing.
【請求項11】 前記超硬部材の前記中間層と接する表
面は、鏡面でなく梨地状である請求項9記載のガイドブ
ッシュ。
11. The guide bush according to claim 9, wherein a surface of the superhard member that is in contact with the intermediate layer is not a mirror surface but has a satin finish.
【請求項12】 前記中間層が炭素を含む合金材料から
なる請求項9乃至11のいずれか一項に記載のガイドブ
ッシュ。
12. The guide bush according to claim 9, wherein the intermediate layer is made of an alloy material containing carbon.
【請求項13】 前記中間層が異なる材料からなる複数
の層によって構成されている請求項9乃至11のいずれ
か一項に記載のガイドブッシュ。
13. The guide bush according to claim 9, wherein the intermediate layer is constituted by a plurality of layers made of different materials.
【請求項14】 前記中間層が、前記超硬部材上に直接
形成されるチタンまたはグロムからなる第1の中間層
と、該第1の中間層上に形成されるシリコンまたはゲル
マニウムからなる第2の中間層とによって構成されてい
る請求項13記載のガイドブッシュ。
14. The intermediate layer, wherein a first intermediate layer made of titanium or grom formed directly on the super hard member, and a second intermediate layer made of silicon or germanium formed on the first intermediate layer. 14. The guide bush according to claim 13, wherein the guide bush is constituted by:
【請求項15】 軸方向に貫通した中心開口を有するほ
ぼ円筒状の形状をもち、その長手方向の一端部に外周テ
ーパ面とそれに弾力をもたせるための摺り割りを形成
し、他端部に自動旋盤のコラムに取り付けるためのネジ
部を有し、前記外周テーパ面を形成した部分の内周に被
加工物を保持するための内周面を形成しており、自動旋
盤に取り付けられることにより前記中心開口に挿入され
た被加工物を、前記内周面によって切削工具の近くで回
転および軸方向に摺動可能に保持し、その内周面に少な
くともコバルトを含む超硬部材を設けたガイドブッシュ
へのダイヤモンドライク・カーボン膜の形成方法であっ
て、 前記超硬部材の表面のコバルトをエッチングにより除去
する工程と、 そのガイドブッシュとターゲットとを、該ガイドブッシ
ュの前記中心開口が該ターゲットと対向するように真空
槽内に配置し、該真空槽内を排気した後、該真空槽内に
アルゴンガスを導入して、スパッタリング法により、前
記超硬部材の表面に前記ターゲットの材料による中間層
を形成する工程と、 該中間層を形成したガイドブッシュを、前記中心開口内
に電極を挿入するように真空槽内に配置する工程と、 該真空槽内を排気した後、該真空槽内に炭素を含むガス
を導入し、前記電極を接地状態にしながら、前記ガイド
ブッシュに直流電圧または高周波電力を印加して前記中
心開口内にプラズマを発生させ、該ガイドブッシュの前
記内周面における前記中間層の表面にダイヤモンドライ
ク・カーボン膜を形成する工程とを有することを特徴と
するガイドブッシュへのダイヤモンドライク・カーボン
膜の形成方法。
15. It has a substantially cylindrical shape having a central opening penetrating in the axial direction. An outer peripheral tapered surface and a slit for giving elasticity thereto are formed at one end in the longitudinal direction, and an automatic slit is formed at the other end. It has a screw portion for attaching to a column of a lathe, and has an inner peripheral surface for holding a workpiece on an inner periphery of a portion where the outer peripheral taper surface is formed, and is attached to an automatic lathe. A guide bush in which a workpiece inserted into a central opening is held by the inner peripheral surface so as to be rotatable and slidable in the vicinity of a cutting tool, and a carbide member containing at least cobalt is provided on the inner peripheral surface. Forming a diamond-like carbon film on the surface of the cemented carbide member by etching, and removing the guide bush and the target by using the guide bush. Arranged in a vacuum chamber so that the center opening faces the target, and after evacuation of the vacuum chamber, argon gas is introduced into the vacuum chamber, and the surface of the superhard member is sputtered by sputtering. A step of forming an intermediate layer of the target material; a step of disposing the guide bush on which the intermediate layer is formed in a vacuum chamber so as to insert an electrode into the center opening; and evacuation of the vacuum chamber Thereafter, a gas containing carbon is introduced into the vacuum chamber, and while the electrodes are grounded, a DC voltage or high-frequency power is applied to the guide bush to generate plasma in the center opening, and the guide bush is formed. Forming a diamond-like carbon film on the surface of the intermediate layer on the inner peripheral surface. Formation method.
【請求項16】 軸方向に貫通した中心開口を有するほ
ぼ円筒状の形状をもち、その長手方向の一端部に外周テ
ーパ面とそれに弾力をもたせるための摺り割りを形成
し、他端部に自動旋盤のコラムに取り付けるためのネジ
部を有し、前記外周テーパ面を形成した部分の内周に被
加工物を保持するための内周面を形成しており、自動旋
盤に取り付けられることにより前記中心開口に挿入され
た被加工物を、前記内周面によって切削工具の近くで回
転および軸方向に摺動可能に保持し、その内周面に少な
くともコバルトを含む超硬部材を設けたガイドブッシュ
へのダイヤモンドライク・カーボン膜の形成方法であっ
て、 前記超硬部材の表面のコバルトをエッチングにより除去
する工程と、 そのガイドブッシュとターゲットとを、該ガイドブッシ
ュの前記中心開口が該ターゲットと対向するように真空
槽内に配置し、該真空槽内を排気した後、該真空槽内に
アルゴンガスを導入して、スパッタリング法により、前
記超硬部材の表面に前記ターゲットの材料による中間層
を形成する工程と、 該中間層を形成したガイドブッシュを、前記中心開口内
に電極を挿入するように真空槽内に配置する工程と、 該真空槽内を排気した後、該真空槽内に炭素を含むガス
を導入し、前記電極に直流正電圧を印加しながら、前記
ガイドブッシュに直流電圧または高周波電力を印加して
前記中心開口内にプラズマを発生させ、該ガイドブッシ
ュの前記内周面における前記中間層の表面にダイヤモン
ドライク・カーボン膜を形成する工程とを有することを
特徴とするガイドブッシュへのダイヤモンドライク・カ
ーボン膜の形成方法。
16. It has a substantially cylindrical shape having a central opening penetrating in the axial direction. An outer peripheral tapered surface is formed at one end in the longitudinal direction and a slit is formed at the other end to make it elastic. It has a screw portion for attaching to a column of a lathe, and has an inner peripheral surface for holding a workpiece on an inner periphery of a portion where the outer peripheral taper surface is formed, and is attached to an automatic lathe. A guide bush in which a workpiece inserted into a central opening is held by the inner peripheral surface so as to be rotatable and slidable in the vicinity of a cutting tool, and a carbide member containing at least cobalt is provided on the inner peripheral surface. Forming a diamond-like carbon film on the surface of the cemented carbide member by etching, and removing the guide bush and the target by using the guide bush. Arranged in a vacuum chamber so that the center opening faces the target, and after evacuation of the vacuum chamber, argon gas was introduced into the vacuum chamber, and the surface of the superhard member was sputtered by sputtering. A step of forming an intermediate layer of the target material; a step of disposing the guide bush on which the intermediate layer is formed in a vacuum chamber so as to insert an electrode into the center opening; and evacuation of the vacuum chamber Thereafter, a gas containing carbon is introduced into the vacuum chamber, and a DC voltage or a high-frequency power is applied to the guide bush to generate plasma in the center opening while applying a DC positive voltage to the electrode. Forming a diamond-like carbon film on the surface of the intermediate layer on the inner peripheral surface of the guide bush. A method for forming a bon film.
【請求項17】 前記超硬部材の表面のコバルトをエッ
チングにより除去する工程では、ウェットエッチングに
よってコバルトを除去する請求項15又は16記載のガ
イドブッシュへのダイヤモンドライク・カーボン膜の形
成方法。
17. The method for forming a diamond-like carbon film on a guide bush according to claim 15, wherein in the step of removing the cobalt on the surface of the superhard member by etching, the cobalt is removed by wet etching.
【請求項18】 前記ウェットエッチングは、水酸化ナ
トリウムと過酸化水素水との混合溶液によって行なう請
求項17記載のガイドブッシュへのダイヤモンドライク
・カーボン膜の形成方法。
18. The method for forming a diamond-like carbon film on a guide bush according to claim 17, wherein the wet etching is performed with a mixed solution of sodium hydroxide and hydrogen peroxide solution.
【請求項19】 前記中間層を形成する工程で、前記タ
ーゲットとしてタングステンと炭素とを1対1で合金に
した材料を使用し、前記超硬部材の表面に炭化タングス
テン膜による中間層を形成する請求項15乃至18のい
ずれか一項に記載のガイドブッシュへのダイヤモンドラ
イク・カーボン膜の形成方法。
19. In the step of forming the intermediate layer, a material obtained by alloying tungsten and carbon on a one-to-one basis is used as the target, and an intermediate layer of a tungsten carbide film is formed on the surface of the cemented carbide member. A method for forming a diamond-like carbon film on a guide bush according to any one of claims 15 to 18.
【請求項20】 前記中間層を形成する工程で、前記タ
ーゲットとしてチタン又はクロムを使用して、前記超硬
部材の表面にチタン膜またはクロム膜による第1の中間
層を形成した後、前記ターゲットをシリコン又はゲルマ
ニウムに代えて、前記第1の中間層上にシリコン膜又は
ゲルマニウム膜による第2の中間層を形成する請求項1
5乃至18のいずれか一項に記載のガイドブッシュへの
ダイヤモンドライク・カーボン膜の形成方法。
20. In the step of forming the intermediate layer, after forming a first intermediate layer of a titanium film or a chromium film on the surface of the superhard member using titanium or chromium as the target, 2. A second intermediate layer of a silicon film or a germanium film is formed on the first intermediate layer instead of silicon or germanium.
19. The method for forming a diamond-like carbon film on a guide bush according to any one of 5 to 18.
【請求項21】 前記ガイドブッシュの前記内周面にお
ける前記中間層の表面にダイヤモンドライク・カーボン
膜を形成する工程で、前記真空槽内に導入する炭素を含
むガスが、ベンゼン又はメタンである請求項15乃至2
0のいずれか一項に記載のガイドブッシュへのダイヤモ
ンドライク・カーボン膜の形成方法。
21. A gas containing carbon introduced into the vacuum chamber in the step of forming a diamond-like carbon film on the surface of the intermediate layer on the inner peripheral surface of the guide bush, is benzene or methane. Items 15 and 2
0. The method for forming a diamond-like carbon film on a guide bush according to any one of 0 to 1.
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