JP2007253099A - Method for forming film - Google Patents

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晃也 大平
Tatsuo Nakajima
達雄 中島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming a film that enables an AD film which is a fine ceramic layer to be formed on the circumferential curved surface of a base material such as a bearing outer periphery. <P>SOLUTION: In the method for forming a film where the ceramic film is formed on the circumferential curved surface of a base metal by an aerosol deposition method, the base material 4 and an aerosol spray nozzle 9 are housed in a vacuum chamber 2. An aerosol having fine particles of the raw material ceramics dispersed in a gas is jetted from the aerosol spray nozzle 9 to the circumferential curved surface of the base material 4 that rotates circumferentially or moves axially to form the ceramic film. A positioning XY table 5 moves the base material 4 in the axial direction, whereas a motor 6 for rotating an object installed on the XY positioning table 5 rotates the base material 4 circumferentially. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、軸受外周部等の基材の円周曲面に、エアロゾルデポジション法(以下、AD法と記す)により被膜を形成するための被膜形成方法に関する。   The present invention relates to a film forming method for forming a film on a circumferential curved surface of a substrate such as a bearing outer periphery by an aerosol deposition method (hereinafter referred to as AD method).

基材のもつ本来の優れた機械的強度等の物理的、化学的性質を発現させ、耐食性等の劣る物理的、化学的性質を補う目的で緻密な保護被膜を基材表面に形成するための有効な手段として、従来、基材表面にセラミックス等の溶射被膜を形成する方法が知られている。しかしながら、溶射技術を用いて基材表面にセラミックス層を設ける方法は、熱処理して硬化させた基材の溶射加工時の熱による焼き戻り防止のために、ワークを冷却しながらセラミックス層を成膜せねばならず、非常に煩雑であり、生産性の低下を招いていた。さらに、溶射法で基材表面にセラミックス層を設けようとすると、下地処理としてニッケルアルミ等の層を予め溶射する必要があり、これも生産性の低下を招く原因となっている。   For the purpose of forming a dense protective film on the surface of a substrate to express the physical and chemical properties such as the mechanical strength inherent to the substrate and to compensate for the physical and chemical properties that are inferior in corrosion resistance, etc. As an effective means, conventionally, a method of forming a sprayed coating such as ceramics on the surface of a substrate is known. However, the method of providing a ceramic layer on the substrate surface using thermal spraying technology is to form a ceramic layer while cooling the workpiece to prevent tempering due to heat during thermal spraying of the base material cured by heat treatment. It had to be done, was very complicated, and caused a decrease in productivity. Furthermore, if a ceramic layer is to be provided on the surface of the substrate by a thermal spraying method, it is necessary to spray a layer of nickel aluminum or the like in advance as a base treatment, which also causes a decrease in productivity.

また、溶射法で得られたセラミックス層は、多孔質となるため結露などでの水分の侵入による絶縁抵抗等の物性の低下を封孔処理で対策する必要がある。封孔処理については合成樹脂、重合性有機溶剤、並びにフッ素系界面活性剤およびパーフルオロ基含有有機ケイ素化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種を含有する封孔処理剤を用いる方法(特許文献1参照)や、浸透性良好な樹脂による封孔処理層を下層とし、浸透性が完全でない絶縁樹脂による封孔処理層を上層とする組合せ層を形成することにより封孔する方法(特許文献2参照)等が知られている。しかし、これらの封孔処理方法を用いる場合は、非常にコスト高となるという問題がある。   In addition, since the ceramic layer obtained by the thermal spraying method is porous, it is necessary to take measures against a decrease in physical properties such as insulation resistance due to intrusion of moisture due to condensation or the like by sealing treatment. For the sealing treatment, a method using a sealing resin containing at least one selected from the group consisting of a synthetic resin, a polymerizable organic solvent, and a fluorosurfactant and a perfluoro group-containing organosilicon compound (Patent Document 1). And a method of sealing by forming a combination layer having a sealing treatment layer made of a resin having good permeability as a lower layer and a sealing treatment layer made of an insulating resin having poor permeability as an upper layer (see Patent Document 2) ) Etc. are known. However, when these sealing methods are used, there is a problem that the cost becomes very high.

これに対し、原料セラミックス微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを基材に向けてエアロゾル噴射ノズルより噴射し、エアロゾルをこの基材表面に高速で衝突させ、超微粒子の構成材料からなる被膜を基材上に形成させるAD法が知られている。AD法の例としては、基板上に 50 nm〜5μm の超微粒子脆性材料を接合させて理論密度の 95 %以上で結晶サイズで 100 nm 以下の微結晶を含む脆性材料である超微粒子成形体を得る脆性材料超微粒子成形体の低温成形法が挙げられる(特許文献3参照)。AD法では、数μm〜数十μmの緻密な被膜を密着性良好に形成できるとともに、ワークの冷却不要、ニッケルアルミ等の下地処理不要および封孔処理不要などにより、溶射法と比較して製造コストが大幅に安くなるという利点がある。   In contrast, an aerosol in which raw material ceramic fine particles are dispersed in a gas is sprayed from an aerosol injection nozzle toward a base material, and the aerosol collides with the surface of the base material at a high speed, thereby forming a coating film made of a constituent material of ultrafine particles. An AD method for forming on a material is known. As an example of the AD method, an ultrafine particle molded body, which is a brittle material containing a fine crystal having a crystal size of 100 nm or less at 95% or more of the theoretical density by bonding an ultrafine particle brittle material of 50 nm to 5 μm on a substrate There is a low-temperature molding method of the obtained brittle material ultrafine particle compact (see Patent Document 3). With the AD method, a dense film of several μm to several tens of μm can be formed with good adhesion, and it is manufactured compared to the thermal spraying method because it does not require cooling of the workpiece, does not require base treatment such as nickel aluminum, and does not require sealing. There is an advantage that the cost is significantly reduced.

しかしながら、従来AD法による被膜形成は、電子材料等に使用される平板基材等を対象としており、円筒形等の円周曲面上に形成するものはない。AD法により得られる被膜は、上述のように多くの優れた特性を有することから、絶縁被膜や耐食被膜として、各種の産業機械部品(平面に限らず)への適用が望まれている。
特開2003−183806号公報 特許第3009516号公報 特許第3265481号公報
However, conventional film formation by the AD method is intended for flat plate substrates used for electronic materials and the like, and there is no film formed on a circular curved surface such as a cylindrical shape. Since the film obtained by the AD method has many excellent properties as described above, application to various industrial machine parts (not limited to flat surfaces) is desired as an insulating film or a corrosion-resistant film.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-183806 Japanese Patent No. 3009516 Japanese Patent No. 3265481

本発明はこのような問題に対処するためになされたもので、緻密なセラミックス層であるAD被膜を、軸受外周部等の基材の円周曲面上に形成できる被膜形成方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to cope with such problems, and provides a film forming method capable of forming an AD film, which is a dense ceramic layer, on a circumferential curved surface of a substrate such as a bearing outer periphery. Objective.

本発明の被膜形成方法は、エアロゾルデポジション法により基材の円周曲面にセラミックス被膜を形成する被膜形成方法であって、真空チャンバー内に基材とエアロゾル噴射ノズルとを配置し、円周方向に回転または軸方向に移動する上記基材の円周曲面に、上記エアロゾル噴射ノズルより、原料セラミックスの微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを噴射・衝突させてセラミックス被膜を形成することを特徴とする。   The film forming method of the present invention is a film forming method for forming a ceramic film on a circumferential curved surface of a substrate by an aerosol deposition method, wherein the substrate and an aerosol injection nozzle are arranged in a vacuum chamber, and the circumferential direction A ceramic coating is formed by spraying and colliding aerosol, in which fine particles of raw material ceramics are dispersed in a gas, from the aerosol spray nozzle on the circumferential curved surface of the base material that rotates or moves in the axial direction. To do.

上記軸方向の移動は、位置決め用XYテーブルを用いてなされ、上記円周方向の回転は、上記位置決め用XYテーブル上に設置された対象物回転用モータを用いてなされることを特徴とする。   The axial movement is performed using a positioning XY table, and the circumferential rotation is performed using an object rotating motor installed on the positioning XY table.

本発明の被膜形成方法は、真空チャンバー内に基材とエアロゾル噴射ノズルとを配置し、円周方向に回転している、または、軸方向に移動している上記基材の円周曲面に、上記エアロゾル噴射ノズルよりエアロゾルを噴射・衝突させてセラミックス被膜を形成するので、基材の円周曲面上にエアロゾル被膜が塗り重ねられ、被膜表面と基材素地とを連通することのない緻密な被膜を形成することができる。
また、常温で被膜が形成されるので、αアルミナを用いて成膜した場合でも、αアルミナがγアルミナに変態することがなく、絶縁性等の高いαアルミナの被膜が得られる。さらに、ワークの冷却不要、ニッケルアルミ等の下地処理不要および封孔処理不要などにより、溶射法と比較して製造コストが大幅に安くなる。
In the film forming method of the present invention, the base material and the aerosol injection nozzle are arranged in a vacuum chamber and rotated in the circumferential direction, or on the circumferential curved surface of the base material moving in the axial direction, Since the ceramic coating is formed by spraying and colliding with the aerosol from the aerosol spray nozzle, the aerosol coating is applied repeatedly on the circumferential curved surface of the substrate, and the dense coating does not connect the coating surface and the substrate substrate. Can be formed.
In addition, since the film is formed at room temperature, even when α-alumina is used, α-alumina is not transformed into γ-alumina, and an α-alumina film having high insulation and the like can be obtained. Furthermore, the manufacturing cost is significantly reduced compared to the thermal spraying method because the workpiece does not need to be cooled, the base treatment such as nickel aluminum is unnecessary, and the sealing treatment is unnecessary.

本発明においてAD法は、原料セラミックスの微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを基材に向けてエアロゾル噴射ノズルより噴射し、エアロゾルをこの基材表面に高速で衝突させ、微粒子の構成材料からなる被膜を基材上に形成させる方法である。セラミックス微粒子は、衝突により粉砕し、清浄な新生表面を形成し、低温接合を生じさせるので、室温で微粒子同士の接合を実現できる。
エアロゾル中ではセラミックスの微粒子は分散状態を維持している。溶射法から得られる被膜が多孔質であるのに対し、AD法により得られる被膜は、上記のようにエアロゾルに分散した微粒子から被膜を形成するので、得られる被膜は極めて緻密なセラミックス層となる。
AD法によるセラミックス被膜は緻密で絶縁性・耐食性等に優れるので、一定の特性を確保するために必要な被膜厚さは、溶射法の被膜に比べて薄くすることができる。
In the present invention, the AD method is composed of a constituent material of fine particles, in which an aerosol in which fine particles of raw material ceramics are dispersed in a gas is sprayed from an aerosol jet nozzle toward a base material, and the aerosol collides with the base material surface at high speed. This is a method of forming a film on a substrate. The ceramic fine particles are pulverized by collision to form a clean new surface and cause low-temperature bonding, so that bonding between the fine particles can be realized at room temperature.
In the aerosol, the ceramic fine particles are maintained in a dispersed state. The coating obtained by the thermal spraying method is porous, whereas the coating obtained by the AD method forms the coating from the fine particles dispersed in the aerosol as described above, so that the resulting coating becomes an extremely dense ceramic layer. .
Since the ceramic coating by the AD method is dense and excellent in insulation, corrosion resistance, etc., the film thickness required to ensure certain characteristics can be made thinner than that of the thermal spray coating.

本発明においてAD法によるセラミックス被膜を形成するための、エアロゾル原料となるセラミックス微粒子としては、AD法で使用可能な任意の微粒子を使用できる。絶縁性や耐食性等に優れた被膜を形成する場合では、例えば、アルミナ、ジルコニア、チタニア等の酸化物セラミックス微粒子等が挙げられる。それぞれのセラミックスの高純度グレードにおいて、真比重が小さい方がエアロゾル化しやすいことから、アルミナ微粒子が好ましい。
本発明に用いることができるアルミナ微粒子の平均粒子径は、0.01μm〜2μm である。0.01μm 未満では凝集しやすくエアロゾル化は困難であり、2μm をこえるとAD法での膜形成はできない(膜成長しない)。なお、本発明において平均粒子径は日機装株式会社製:レーザー式粒度分析計マイクロトラックMT3000によって測定した値である。
In the present invention, any fine particles that can be used in the AD method can be used as the ceramic fine particles used as the aerosol raw material for forming the ceramic film by the AD method. In the case of forming a film excellent in insulation and corrosion resistance, for example, oxide ceramic fine particles such as alumina, zirconia, and titania can be used. In the high-purity grade of each ceramic, alumina particles are preferred because the one with a lower true specific gravity is more easily aerosolized.
The average particle diameter of the alumina fine particles that can be used in the present invention is 0.01 μm to 2 μm. If it is less than 0.01 μm, it is easy to agglomerate and it is difficult to form an aerosol. In the present invention, the average particle diameter is a value measured by Nikkiso Co., Ltd .: Laser type particle size analyzer Microtrac MT3000.

アルミナ微粒子の粒子径調整方法としては、アルコキシド法やコロイド法、アンモニウム明礬の熱分解法、アンモニウムアルミニウム炭酸塩熱分解法、改良バイヤー法、エチレンクロルヒドリン法の化学的手法や、ガス中蒸発法やスパッタリング(気相酸化)法、アルミニウムの水中火花放電法などの物理的手法を用いて作製された数 10 nm 以下の微細な微粒子を加熱し、粒子径で数 100 nm 程度の2次粒子に凝集させる方法等が挙げられる。また、被膜形成を良好に行なうため、基材への衝突時にアルミナ微粒子が容易に粉砕するように、ボールミル、ジェットミル等の粉砕機を用いてクラックを予め形成しておくことが好ましい。   The particle size adjustment method of alumina fine particles includes alkoxide method and colloid method, pyrolysis method of ammonium alum, ammonium aluminum carbonate pyrolysis method, improved buyer method, chemical method of ethylene chlorohydrin method, gas evaporation method Or fine particles of several tens of nanometers or less, produced by physical methods such as sputtering (vapor phase oxidation) or aluminum underwater spark discharge, to form secondary particles of several hundred nanometers in diameter. The method of aggregating is mentioned. In addition, in order to satisfactorily form a film, it is preferable to previously form a crack using a pulverizer such as a ball mill or a jet mill so that the alumina fine particles are easily pulverized at the time of collision with the substrate.

AD法では、溶射法と異なり高温処理が不要であるため、高温にさらされることによる原料セラミックスの変態による物性低下を招くこともない。例えば、絶縁性に優れたαアルミナを用いても溶射法ではγアルミナに変態して絶縁性が低下するため、膜厚を増加させる必要があるが、AD法でαアルミナを用いると絶縁性の高いαアルミナのままで成膜できるので、絶縁性の高いセラミックス層が得られる。   Unlike the thermal spraying method, the AD method does not require a high-temperature treatment, and therefore does not cause deterioration in physical properties due to transformation of the raw material ceramic due to exposure to a high temperature. For example, even if α-alumina with excellent insulating properties is used, the thermal spraying method transforms to γ-alumina and lowers the insulating properties. Therefore, it is necessary to increase the film thickness. Since the film can be formed with high α-alumina, a ceramic layer with high insulation can be obtained.

本発明の被膜形成方法は、円周曲面にAD被膜を形成する方法であり、真空チャンバー内に基材とエアロゾル噴射ノズルとを配置し、円周方向に回転または軸方向に移動する基材の円周曲面に、エアロゾル噴射ノズルよりエアロゾルを噴射・衝突させてセラミックス被膜を形成する。被膜形成対象である基材が回転・移動し、エアロゾル噴射ノズルは固定配置されるので、エアロゾルを安定な状態で吹きつけることができる。   The film forming method of the present invention is a method of forming an AD film on a circumferential curved surface, in which a substrate and an aerosol injection nozzle are arranged in a vacuum chamber, and the substrate is rotated in the circumferential direction or moved in the axial direction. A ceramic coating is formed on the circumferential curved surface by spraying and colliding with an aerosol from an aerosol spray nozzle. Since the base material to be coated is rotated and moved, and the aerosol injection nozzle is fixedly arranged, the aerosol can be sprayed in a stable state.

AD法を利用した円周曲面への被膜形成方法を図1に基づいて説明する。図1は本発明の被膜形成方法により軸受外輪外周面に絶縁用セラミックス被膜を形成する場合の被膜形成装置を示す図である。
図1に示すように、AD法によるセラミックス被膜形成装置1は真空チャンバー2を有する。真空チャンバー2内には、セラミックス被膜形成対象である外輪4と、エアロゾル噴射ノズル9とが配設されている。エアロゾル噴射ノズル9にはエアロゾル発生装置8からエアロゾルが供給される。真空チャンバー2の内部は真空ポンプ3によって減圧される。セラミックス微粒子の混入を防止するため、真空ポンプ3の直前に微粒子フィルター10が設けられている。外輪4は、真空チャンバー2内において、対象物回転用モータ6により回転させられ(図中A)、位置決め用XYテーブル5により軸方向に移動させられる(図中B)。図1では、外輪4は対象物回転用モータ6に軸支され、この対象物回転用モータ6が位置決め用XYテーブル5に支持されている。
エアロゾルの搬送ガスとしては、不活性ガスを使用し、ガス供給設備7からエアロゾル発生装置8に供給されている。使用可能な不活性ガスとしては、アルゴン、窒素、ヘリウム等が挙げられる。
A method of forming a film on a circumferential curved surface using the AD method will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a view showing a film forming apparatus when an insulating ceramic film is formed on the outer peripheral surface of a bearing outer ring by the film forming method of the present invention.
As shown in FIG. 1, a ceramic film forming apparatus 1 using an AD method has a vacuum chamber 2. In the vacuum chamber 2, an outer ring 4 that is an object for forming a ceramic film and an aerosol injection nozzle 9 are disposed. Aerosol is supplied from the aerosol generator 8 to the aerosol injection nozzle 9. The inside of the vacuum chamber 2 is depressurized by the vacuum pump 3. In order to prevent mixing of ceramic fine particles, a fine particle filter 10 is provided immediately before the vacuum pump 3. The outer ring 4 is rotated in the vacuum chamber 2 by an object rotating motor 6 (A in the figure) and moved in the axial direction by a positioning XY table 5 (B in the figure). In FIG. 1, the outer ring 4 is pivotally supported by an object rotation motor 6, and the object rotation motor 6 is supported by a positioning XY table 5.
As an aerosol carrier gas, an inert gas is used and supplied from the gas supply facility 7 to the aerosol generator 8. Usable inert gases include argon, nitrogen, helium and the like.

エアロゾル噴射ノズル9は、セラミックス微粒子を、長方形等の開口部を有するノズル先端から、円周曲面である外輪外周面に向けて噴射するものである。なお、エアロゾル噴射ノズル9は、1本であっても複数本であってもよい。また、エアロゾル噴射ノズル9は、真空チャンバー2内で変位可能に構成してもよい。
また、エアロゾル噴射ノズル9を円周曲面の軸方向長さの全範囲に同時に噴射できるように配置する、例えば基材の軸方向に沿って直線状に複数本配置することで、対象物回転用モータ6の回転のみで、円周曲面全面の被膜が可能となり、位置決め用XYテーブル5が不要となる。
エアロゾル入射角度は、中心を通り円周接線に直行する軸を基準にした方向(法線)に対して、±80°の範囲が好ましい。この範囲以外では、エッチングが進行して成膜できない。回転方向はエアロゾル噴射角度に関わらず、正回転、逆回転どちらでも構わない。
The aerosol injection nozzle 9 injects ceramic fine particles from the nozzle tip having an opening such as a rectangle toward the outer peripheral surface of the outer ring, which is a circumferential curved surface. In addition, the aerosol injection nozzle 9 may be one or plural. The aerosol injection nozzle 9 may be configured to be displaceable in the vacuum chamber 2.
Further, the aerosol injection nozzles 9 are arranged so that they can be simultaneously injected over the entire range of the axial length of the circumferential curved surface, for example, by arranging a plurality of linear nozzles along the axial direction of the base material, Only the rotation of the motor 6 makes it possible to coat the entire surface of the circumferential surface, and the positioning XY table 5 becomes unnecessary.
The aerosol incident angle is preferably within a range of ± 80 ° with respect to a direction (normal line) based on an axis passing through the center and perpendicular to the circumferential tangent. Outside this range, etching proceeds and film formation cannot be performed. The rotation direction may be forward rotation or reverse rotation regardless of the aerosol injection angle.

固定したエアロゾル噴射ノズル9から、対象物回転用モータ6により所定回転数で回転している外輪4に、セラミックス微粒子を原料とするエアロゾルが噴射され、円周曲面である外輪4の外周面のノズル通過位置にセラミックス被膜が塗り重ねられて形成される。なお、外輪のように軸支が可能であるもの以外の基材の場合、例えば、円周曲面の中心軸位置で基材を両側から挟持して回転させる方法等も採用できる。
また、位置決め用XYテーブル5により外輪4を軸方向に移動させることで、円周曲面上におけるノズル通過位置が移動し、円周曲面全体にわたって被膜が形成できる。
Aerosol made of ceramic fine particles is injected from the fixed aerosol injection nozzle 9 to the outer ring 4 rotated at a predetermined number of revolutions by the object rotating motor 6, and the nozzle on the outer peripheral surface of the outer ring 4 that is a circumferential curved surface. A ceramic film is formed on the passing position. In the case of a base material other than the one that can be pivotally supported, such as an outer ring, for example, a method of sandwiching and rotating the base material from both sides at the center axis position of the circumferential curved surface can be adopted.
Further, by moving the outer ring 4 in the axial direction by the positioning XY table 5, the nozzle passing position on the circumferential curved surface moves, and a coating can be formed over the entire circumferential curved surface.

エアロゾル噴射速度は、100〜1000m/s が好ましい。それ以外では緻密な膜が形成できない。
被膜形成は、基材の用途に応じて被膜厚さが所定の膜厚となるまで行なう。被膜の形成手順としては、基材の任意の箇所において上記所定膜厚まで回転させて塗り重ねた後に軸方向に順に移動させて形成する方法、または、回転および軸方向移動を同時に行ない、上記所定膜厚となるまで軸方向で往復させる方法等が挙げられる。
The aerosol injection speed is preferably 100 to 1000 m / s. Otherwise, a dense film cannot be formed.
The film formation is performed until the film thickness reaches a predetermined film thickness depending on the use of the substrate. As a procedure for forming the coating, a method of forming the coating by rotating it to the predetermined film thickness at an arbitrary location on the base material and sequentially moving it in the axial direction, or simultaneously performing the rotation and the axial movement, For example, a method of reciprocating in the axial direction until the film thickness is obtained.

実施例
図1に示す装置を用いて、円周曲面である外輪(6202:SUJ2、寸法 35mm×29mm×15mm)の外周面にアルミナ微粒子からなる被膜をAD法により形成した。
AD法は、位置決め用XYテーブル5および対象物回転用モータ6を併用した駆動装置を用いて、周速 110mm/分で回転しつつ、10mm/分で軸方向に移動する外輪に、真空チャンバー2内において 100 Pa 以下の減圧下で、開口サイズ 5 mm× 0.3 mm のノズルを通してアルミナ微粒子のエアロゾルを噴射して被膜形成を行なった。位置決め用XYテーブル5による軸方向の移動は、外輪の外周面端部で折り返し、10回往復させて形成した。
アルミナ微粒子は、大明化学工業社製:タイミクロンTM-DARを用い、平均粒子径 0.16μm で、10 Pa 以下の減圧下、加熱乾燥処理して使用した。なお、搬送ガスにはヘリウムを用い、粒子速度は搬送ガス流量で制御した。
得られた外輪は、外周面にαアルミナ微粒子からなるセラミックス被膜が、5μmの厚さで均一に形成されていた。
Example Using the apparatus shown in FIG. 1, a coating made of alumina fine particles was formed on the outer peripheral surface of an outer ring (6202: SUJ2, dimensions 35 mm × 29 mm × 15 mm) which is a circumferential curved surface by the AD method.
The AD method uses a driving device that uses a positioning XY table 5 and an object rotation motor 6 in combination with an outer ring that rotates at a peripheral speed of 110 mm / min and moves in the axial direction at 10 mm / min. A coating was formed by spraying an aerosol of alumina fine particles through a nozzle having an opening size of 5 mm × 0.3 mm under a reduced pressure of 100 Pa or less. The axial movement by the positioning XY table 5 was formed by turning back and forth 10 times at the end of the outer peripheral surface of the outer ring.
Alumina fine particles were manufactured by Daimei Chemical Industry Co., Ltd .: Tymicron TM-DAR, and used after heat-drying under reduced pressure of 10 Pa or less with an average particle size of 0.16 μm. Helium was used as the carrier gas, and the particle velocity was controlled by the carrier gas flow rate.
In the outer ring thus obtained, a ceramic film composed of α-alumina fine particles was uniformly formed on the outer peripheral surface with a thickness of 5 μm.

本発明の被膜形成方法は、緻密なセラミックス層であるAD被膜を、基材の円周曲面上に形成できるので、円周曲面を有する各種の産業機械部品における被膜形成に好適に利用できる。   Since the coating film forming method of the present invention can form an AD coating, which is a dense ceramic layer, on the circumferential curved surface of the substrate, it can be suitably used for coating coating on various industrial machine parts having a circumferential curved surface.

AD法によるセラミックス被膜形成装置を示す図である。It is a figure which shows the ceramic film formation apparatus by AD method.

符号の説明Explanation of symbols

1 セラミックス被膜形成装置
2 真空チャンバー
3 真空ポンプ
4 外輪
5 位置決め用XYテーブル
6 対象物回転用モータ
7 ガス供給設備
8 エアロゾル発生装置
9 エアロゾル噴射ノズル
10 微粒子フィルター
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ceramic film formation apparatus 2 Vacuum chamber 3 Vacuum pump 4 Outer ring 5 XY table for positioning 6 Motor for object rotation 7 Gas supply equipment 8 Aerosol generator 9 Aerosol injection nozzle 10 Fine particle filter

Claims (2)

エアロゾルデポジション法により基材の円周曲面にセラミックス被膜を形成する被膜形成方法であって、
真空チャンバー内に基材とエアロゾル噴射ノズルとを配置し、円周方向に回転または軸方向に移動する前記基材の円周曲面に、前記エアロゾル噴射ノズルより、原料セラミックスの微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを噴射・衝突させてセラミックス被膜を形成することを特徴とする被膜形成方法。
A film formation method for forming a ceramic film on a circumferential curved surface of a substrate by an aerosol deposition method,
A base material and an aerosol injection nozzle are arranged in a vacuum chamber, and fine particles of the ceramic material are dispersed in the gas from the aerosol injection nozzle on the circumferential curved surface of the base material that rotates in the circumferential direction or moves in the axial direction. A ceramic film is formed by spraying and colliding a sprayed aerosol.
前記軸方向の移動は、位置決め用XYテーブルを用いてなされ、前記円周方向の回転は、前記位置決め用XYテーブル上に設置された対象物回転用モータを用いてなされることを特徴とする請求項1記載の被膜形成方法。   The axial movement is performed using a positioning XY table, and the circumferential rotation is performed using an object rotation motor installed on the positioning XY table. Item 2. A method for forming a film according to Item 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8186029B2 (en) * 2007-12-29 2012-05-29 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Method for producing piezoelectric actuator and method for producing liquid discharge head

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