JP2010202978A - 非晶質炭素被覆部材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】非晶質炭素被覆部材の構造を、基材1上に周期律表第IVa 、Va、VIa 、IIIbおよびC以外のIVb 族元素のなかから選ばれた少なくとも1つの元素、またはこれらのなかから選ばれた少なくとも1つの元素の炭化物からなる中間層2が形成され、この中間層2上に非晶質炭素膜3が形成された構造とし、中間層2の厚さを0.5nm 以上10nm未満とする。
【選択図】図1
Description
イオン照射処理を行った基材1上に、周期律表第IVa、Va、VIa、IIIb族元素およびC以外のIVb族元素の元素群から選ばれた元素からなる中間層2を形成した後に、非晶質炭素膜3を形成し、図1に示すような非晶質炭素被覆部材を製造した。基材1には、JIS規格K10のタングステンカーバイト系超硬合金、SUS304、SCM415、SKD11を使用した。基材1は表面を清浄にするために、アセトン中で超音波洗浄を10分以上行ったのちに、真空槽内の基材ホルダに装着した。
イオン照射処理を行った基材1上に、周期律表第IVa、Va、VIa、IIIb族元素およびC以外のIVb族元素の元素群から選ばれた少なくとも一つの元素の炭化物からなる中間層2を形成した後に、非晶質炭素膜3を形成した。基材1は実施例1と同じものを使用し、実施例1と同じ洗浄を行った後に、真空槽内の基材ホルダに装着した。
実施例1、実施例2と同様にして、イオン照射処理を行った基材上にイオンプレーティング法、スパッタ蒸着法、真空アーク蒸着法により、NbまたはMoまたはTiまたはZrCまたはTaCまたはCrCXの中間層2を形成し、中間層2上にプラズマCVD法、スパッタ法、真空アーク蒸着法により、非晶質炭素膜3を形成した。ただし、中間層2の膜厚は本発明の範囲外とした。
エンジン部品のカムの摺動面に、実施例1−2および比較例1−2の方法で中間層2及び非晶質炭素膜3を形成し、モータリング試験を行った。カム軸回転数2500rpm、バネ荷重882Nで試験を行った結果、比較例1−2の方法で形成した非晶質炭素膜3は30分の運転で剥離が生じたが、実施例1−2の方法で形成した非晶質炭素膜3は300時間運転後でも剥離が生じなかった。
SUJ2製の軸の外周に、実施例1−4および比較例1−3の方法で中間層2及び非晶質炭素膜3を形成した。これをSUJ2製の軸受と組み合わせて使用したところ、比較例1−3の方法で形成した非晶質炭素膜3は1時間の使用で膜が剥離したが、実施例1−4の方法で形成した非晶質炭素膜3は200 時間使用後でも剥離は生じなかった。
SKD11製のリードフレーム曲げ加工用金型表面に、実施例2−1および比較例1−5の方法で中間層2及び非晶質炭素膜3を形成し、リードフレームの曲げ加工に使用した。比較例1−5の方法で形成した非晶質炭素膜は、5000ショットで膜の剥離によるハンダメッキの溶着が発生したが、実施例2−1の方法で形成したものは、200000ショットまでの膜の剥離によるハンダメッキの溶着は発生しなかった。
基材35は実施例1と同じものを使用し、実施例1と同じ洗浄を行った後に、セラミックス層36を形成した。セラミックス層36は公知の真空アーク蒸着法により形成した。次いで、イオン照射処理を行い、周期律表第IVa、Va、VIa、IIIb族およびC以外のIVb族元素あるいはこれらの炭化物からなる中間層37を形成した後に、非晶質炭素膜38を形成し、図5に示す非晶質炭素被覆部材を製造した。
実施例6と同様にして、セラミックス層36を形成した基材にイオン照射処理を行い、イオンプレーティング法、スパッタ蒸着法、真空アーク蒸着法により、NbまたはMoまたはTiまたはZrCまたはTaCまたはCrCxの中間層37を形成し、中間層37上にプラズマCVD法、スパッタ法、真空アーク蒸着法により、非晶質炭素膜38を形成した。ただし、中間層37の膜厚は本発明の範囲外とした。
ダイヤモンド焼結体がろう付けされたアルミ合金加工用スローアウエイチップに、実施例2−6および比較例1−6の方法で、中間層2及び非晶質炭素膜3を形成した。これを用いアルミ合金ADC12のフライス加工を行ったところ、比較例1−6の方法で形成した非晶質炭素膜3は1km切削後に剥離が生じていたが、実施例2−6の方法で形成した非晶質炭素膜3は40km連続切削後でも剥離が生じていなかった。
立方晶窒化ホウ素焼結体がろう付けされた焼入鋼切削加工用スローアウエイチップに、実施例2−6および比較例1−6の方法で中間層2及び非晶質炭素膜3を形成した。これを用い浸炭焼入鋼SCM415の高速連続切削を行ったところ、比較例1−6の方法で形成した非晶質炭素膜3は切削時間1分の段階で剥離が生じていたが、実施例2−6の方法で形成した非晶質炭素膜3は30分連続切削後でも剥離が生じていなかった。
基材1上にイオン照射処理を行い、基材表面のクリーニングと同時に金属の中間層2を形成した後に、非晶質炭素膜3を形成し、図1に示すような非晶質炭素被覆部材を製造した。基材1には実施例1と同様のものを用い、実施例1と同様の洗浄後に真空槽内の基材ホルダに装着した。
実施例6と同様にしてセラミックス層36を形成した基材に、実施例9と同様にしてイオン照射処理を行い、基材表面のクリーニングと同時に金属の中間層37を形成した後に、非晶質炭素膜38を形成し、図5に示すような非晶質炭素被覆部材を製造した。
実施例9と同様にして、基材1へのイオン照射処理により基材表面のクリーニングと同時に基材表面に金属層を形成した。その後、非晶質炭素膜3の形成を以下のように行うことにより、金属炭化物を中間層2とする非晶質炭素被覆部材を製造した。
実施例6と同様にしてセラミックス層36を形成した基材に、実施例11と同様にしてイオン照射処理及び非晶質炭素膜38の形成を行い、図5に示すような非晶質炭素被覆部材を製造した。
2 中間層
3 非晶質炭素膜
4 真空槽
5 高周波コイル
6 高周波電源
7 ガス導入口
8 フィラメント
9 るつぼ
10 原料
11 基材ホルダ
12 直流電源
13 ガス排気口
14 シャッター
15 基材
16 真空槽
17 回転テーブル
18 基材ホルダ
19 スパッタ蒸発源
20 高周波電源
21 ターゲット
22 直流電源
23 ガス導入口
24 ガス排気口
25 基材
26 真空槽
27 回転テーブル
28 基材ホルダ
29 ターゲット
30 直流電源
31 直流電源
32 ガス導入口
33 ガス排気口
34 基材
35 基材
36 セラミックス層
37 中間層
38 非晶質炭素膜
Claims (10)
- 基材と、その上に形成された中間層、さらにその上に形成された非晶質炭素膜とを備えた非晶質炭素被覆部材であって、
上記中間層が周期律表第IVa、Va、VIa、IIIb族元素、並びにC及びSi以外のIVb族元素の元素群から選ばれた少なくとも1つの元素、またはこの元素群から選ばれた少なくとも1つの元素の炭化物からなり、厚さが0.5nm以上10nm未満であり、
上記中間層が、少なくともこの中間層を構成する元素のイオン存在下にて、上記基材に印可する負のバイアス電圧が−300V以上−1500V以下であり、かつ、雰囲気の圧力が0.133Pa以下にて、基材表面をエッチングすると同時に形成されたものであり、
上記非晶質炭素膜がスパッタ蒸着法、イオンプレーティング法、又は真空アーク蒸着法により形成されることを特徴とする非晶質炭素被覆部材。 - 基材と、その上に形成されたセラミックス層、さらにその上に形成された中間層、さらにその上に形成された非晶質炭素膜とを備えた非晶質炭素被覆部材であって、
上記セラミックス層が、周期律表第IVa、Va、VIa、IIIb族元素から選ばれた少なくとも1つの元素の窒化物、炭化物又は炭窒化物からなり、
上記中間層が周期律表第IVa、Va、VIa、IIIb族、並びにC及びSi以外のIVb族元素の元素群から選ばれた少なくとも1つの元素、またはこれらのなかから選ばれた少なくとも1つの元素の炭化物からなり、中間層の厚さが0.5nm以上10nm未満であり、
上記中間層が、少なくともこの中間層を構成する元素のイオン存在下にて、上記基材に印可する負のバイアス電圧が−300V以上−1500V以下であり、かつ、雰囲気の圧力が0.133Pa以下にて、基材表面をエッチングすると同時に形成されたものであり、
上記非晶質炭素膜がスパッタ蒸着法、イオンプレーティング法、又は真空アーク蒸着法により形成されることを特徴とする非晶質炭素被覆部材。 - 上記セラミックス層が、TiAlN、ZrN、VNの中から選ばれた少なくとも1種からなり、このセラミックス層の厚さが0.2μm以上5μm未満であることを特徴とする、請求項2に記載の非晶質炭素被覆部材。
- 上記中間層がTi、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、Wの元素群から選ばれた少なくとも1つの元素、またはこの元素群から選ばれた少なくとも1つの元素の炭化物であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の非晶質炭素被覆部材。
- 上記中間層がイオンプレーティング法、スパッタ蒸着法、あるいは真空アーク蒸着法により形成されることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれかに記載の非晶質炭素被覆部材。
- 上記中間層が、少なくともこの中間層を構成する金属元素のイオン存在下、基材に印可する負のバイアス電圧が、−300V以上、−1500V以下であり、かつ、雰囲気の圧力が0.133Pa以下にて、基材又は基材上に形成されたセラミックス層表面に前記イオンを照射することにより、基材又はセラミックス層表面をエッチングすると同時に、前記金属元素からなる金属層を形成した後、非晶質炭素形成時に前記金属層を炭化することにより形成された炭化物であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の非晶質炭素被覆部材。
- 上記非晶質炭素膜がスパッタ蒸着法、真空アーク蒸着法により形成されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の非晶質炭素被覆部材。
- 上記非晶質炭素膜のヌープ硬度(Hv)が、1200以上8000以下であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の非晶質炭素被覆部材。
- 上記基材が、セラミックス、鉄系合金、アルミニウム合金、鉄系焼結体、タングステンカーバイト系金属の超硬合金、ダイヤモンド焼結体、立方晶窒化ホウ素焼結体から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の非晶質炭素被覆部材。
- 切削工具、金型、機械部品のいずれかとして使用されることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の非晶質炭素被覆部材。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014065939A (ja) * | 2012-09-25 | 2014-04-17 | Okayama Prefecture | 成形品及びその製造方法 |
KR20150037737A (ko) * | 2012-05-03 | 2015-04-08 | 에이치.이.에프. | 내연 기관 자켓 |
CN111850484A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-10-30 | 太原理工大学 | 一种制备强韧化非晶碳基多相杂化薄膜的装置及方法 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62133068A (ja) * | 1985-12-03 | 1987-06-16 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | ダイヤモンド被覆部材 |
JPH04341558A (ja) * | 1991-05-20 | 1992-11-27 | Tdk Corp | ダイヤモンド様炭素保護膜を有する物品とその製造方法 |
JPH0657427A (ja) * | 1992-08-12 | 1994-03-01 | Kobe Steel Ltd | 硬質炭素膜被覆超硬合金工具およびその製造方法 |
JPH06507100A (ja) * | 1991-04-26 | 1994-08-11 | ザ、ジレット、カンパニー | かみそり刃に関する改良 |
JPH07316818A (ja) * | 1994-05-31 | 1995-12-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 硬質炭素被膜基板及びその形成方法 |
JPH10130865A (ja) * | 1996-09-06 | 1998-05-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 硬質炭素被膜基板及びその形成方法 |
JP2000001768A (ja) * | 1998-06-16 | 2000-01-07 | Nippon Coating Center Kk | 固体潤滑性を有する複合耐磨耗性硬質皮膜、並びに皮膜付き物品 |
JP2000008155A (ja) * | 1998-06-25 | 2000-01-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 硬質炭素膜被覆部材 |
US6410125B1 (en) * | 1997-11-19 | 2002-06-25 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. | Wear-resistant, mechanically highly stressed and low-friction boundary coating construction for titanium or the alloys thereof and a method for producing the same |
JP4560964B2 (ja) * | 2000-02-25 | 2010-10-13 | 住友電気工業株式会社 | 非晶質炭素被覆部材 |
-
2010
- 2010-04-08 JP JP2010089524A patent/JP5212416B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62133068A (ja) * | 1985-12-03 | 1987-06-16 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | ダイヤモンド被覆部材 |
JPH06507100A (ja) * | 1991-04-26 | 1994-08-11 | ザ、ジレット、カンパニー | かみそり刃に関する改良 |
JPH04341558A (ja) * | 1991-05-20 | 1992-11-27 | Tdk Corp | ダイヤモンド様炭素保護膜を有する物品とその製造方法 |
JPH0657427A (ja) * | 1992-08-12 | 1994-03-01 | Kobe Steel Ltd | 硬質炭素膜被覆超硬合金工具およびその製造方法 |
JPH07316818A (ja) * | 1994-05-31 | 1995-12-05 | Sanyo Electric Co Ltd | 硬質炭素被膜基板及びその形成方法 |
JPH10130865A (ja) * | 1996-09-06 | 1998-05-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 硬質炭素被膜基板及びその形成方法 |
US6410125B1 (en) * | 1997-11-19 | 2002-06-25 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. | Wear-resistant, mechanically highly stressed and low-friction boundary coating construction for titanium or the alloys thereof and a method for producing the same |
JP2000001768A (ja) * | 1998-06-16 | 2000-01-07 | Nippon Coating Center Kk | 固体潤滑性を有する複合耐磨耗性硬質皮膜、並びに皮膜付き物品 |
JP2000008155A (ja) * | 1998-06-25 | 2000-01-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 硬質炭素膜被覆部材 |
JP4560964B2 (ja) * | 2000-02-25 | 2010-10-13 | 住友電気工業株式会社 | 非晶質炭素被覆部材 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150037737A (ko) * | 2012-05-03 | 2015-04-08 | 에이치.이.에프. | 내연 기관 자켓 |
JP2015523487A (ja) * | 2012-05-03 | 2015-08-13 | アッシュ・ウー・エフ | 内燃機関ジャケット |
JP2018076873A (ja) * | 2012-05-03 | 2018-05-17 | アッシュ・ウー・エフ | 内燃機関ジャケット |
JP2020125758A (ja) * | 2012-05-03 | 2020-08-20 | アッシュ・ウー・エフ | 内燃機関用のライナー |
KR102155139B1 (ko) * | 2012-05-03 | 2020-09-11 | 에이치.이.에프. | 내연 기관 라이너 |
JP2014065939A (ja) * | 2012-09-25 | 2014-04-17 | Okayama Prefecture | 成形品及びその製造方法 |
CN111850484A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-10-30 | 太原理工大学 | 一种制备强韧化非晶碳基多相杂化薄膜的装置及方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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