JP6318430B2 - Composite hard film member and method for producing the same - Google Patents

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本発明は、鉄系金属材料又は非鉄系金属材料からなる被成膜部材に中間層を介してダイヤモンドライクカーボン(DLC:Diamond Like Carbon)膜を成膜した複合硬質皮膜部材及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a composite hard coating member in which a diamond-like carbon (DLC) film is formed on a film-forming member made of a ferrous metal material or a non-ferrous metal material via an intermediate layer, and a method for manufacturing the same.

部材の表面にめっき法により形成しためっき膜、塗料を部材に吹き付けて乾燥させた塗装膜等は、有機溶剤の使用や廃液処理の必要性などから環境負荷が大きい。このため、これらに変わる技術として、高い硬度、耐摩耗性等に優れた機械的特性を有するDLC膜が様々な分野で検討されている。   A plating film formed by plating on the surface of a member, a coating film that has been dried by spraying a paint onto the member, and the like have a large environmental load due to the use of organic solvents and the necessity of waste liquid treatment. For this reason, DLC films having mechanical properties excellent in high hardness, wear resistance, and the like have been studied in various fields as a technology that can replace these.

しかしながら、基材の表面に成膜したDLC膜は一般的に貫通ピンホール等の微小欠陥を膜中に多数有しているとされており、これを基点として基材が腐食するという課題がある。   However, the DLC film formed on the surface of the base material is generally considered to have a large number of minute defects such as through-holes in the film, and there is a problem that the base material corrodes based on this. .

これに対して本発明者らはバリア性に優れる酸化珪素膜に着目し、これと炭素含有珪素膜を中間層に持つDLC複合膜を非鉄金属材料からなる被成膜部材に成膜することで高い耐食性を有することを明らかにしている(特許文献1参照)。   In contrast, the present inventors focused on a silicon oxide film having excellent barrier properties, and formed a DLC composite film having a carbon-containing silicon film as an intermediate layer on a film-forming member made of a non-ferrous metal material. It has been clarified that it has high corrosion resistance (see Patent Document 1).

特開2011−162865号公報JP 2011-162865 A

上記のDLC複合膜を鉄系金属材料からなる被成膜部材に適用しようとしても、酸化珪素膜と鉄系金属材料との密着性が悪く、成膜後にDLC複合膜全体、または一部が剥離してしまい、それによって被成膜部材が腐食されるという課題がある。また、一部の非鉄金属材料に対しては酸化珪素膜の密着性がやや不十分で、より高い耐食性が得られるDLC複合膜が求められる。   Even if the DLC composite film is applied to a film-forming member made of an iron-based metal material, the adhesion between the silicon oxide film and the iron-based metal material is poor, and the entire DLC composite film or a part of the film is peeled off after the film formation. As a result, there is a problem that the film forming member is corroded. Further, there is a need for a DLC composite film in which the adhesion of the silicon oxide film is slightly insufficient for some non-ferrous metal materials and higher corrosion resistance can be obtained.

本発明の一態様は、DLC膜を成膜した鉄系金属材料部材又は非鉄系金属材料部材の腐食を抑制できる複合硬質皮膜部材又はその製造方法を提供することにある。   One aspect of the present invention is to provide a composite hard film member that can suppress corrosion of a ferrous metal material member or a non-ferrous metal material member on which a DLC film is formed, or a method for manufacturing the same.

DLC膜はスパッタリング法やプラズマCVD法等の有機溶剤を使用しない環境負荷の少ない成膜方法で作製されるので、上記の課題を解決できれば鉄系金属材料又は非鉄系金属材料からなる部材へのDLC膜の利用が飛躍的に加速されると考えられる。   Since the DLC film is produced by a film-forming method that does not use an organic solvent, such as a sputtering method or a plasma CVD method, and has a low environmental load, DLC applied to a member made of a ferrous metal material or a non-ferrous metal material if the above problems can be solved. It is thought that the use of the film will be dramatically accelerated.

そこで、本発明者らは、酸化珪素膜と被成膜部材の間に炭素含有珪素膜を有する複合膜、詳細には、部材側から部材−炭素含有珪素膜−酸化珪素膜−炭素含有珪素膜−DLC膜を成膜することで密着性を改善し、鉄系金属材料又は非鉄系金属材料に対して高い耐食性を得る複合皮膜を開発した。   Therefore, the present inventors have disclosed a composite film having a carbon-containing silicon film between a silicon oxide film and a film-forming member, specifically, a member-carbon-containing silicon film-silicon oxide film-carbon-containing silicon film from the member side. -Developed a composite coating that improves adhesion by depositing a DLC film and obtains high corrosion resistance to ferrous metal materials or non-ferrous metal materials.

DLC膜は、高硬度、低摩擦、低摩耗、化学的安定性、表面平滑性を有している。また、DLC膜は、膜厚が薄い場合は半透明であるが、膜厚が厚い場合は干渉色を有したブラックである。このため、DLC膜を成膜した被成膜部材は、他の硬質皮膜を成膜した場合に比べて優れた装飾性及び意匠性を有することができる。   The DLC film has high hardness, low friction, low wear, chemical stability, and surface smoothness. The DLC film is translucent when the film thickness is small, but is black with an interference color when the film thickness is large. For this reason, the member to be deposited on which the DLC film is formed can have a decorativeness and a design that are superior to those in the case where another hard film is formed.

本発明の一態様は、鉄系金属材料又は非鉄系金属材料からなる被成膜部材と、前記被成膜部材の表面に形成された第1の炭素含有珪素膜と、前記第1の炭素含有珪素膜上に形成された酸化珪素膜と、前記酸化珪素膜上に形成された第2の炭素含有珪素膜と、前記第2の炭素含有珪素膜上に形成されたダイヤモンドライクカーボン膜と、を具備することを特徴とする複合硬質皮膜部材である。   One embodiment of the present invention includes a film-forming member made of an iron-based metal material or a non-ferrous metal material, a first carbon-containing silicon film formed on a surface of the film-formed member, and the first carbon-containing material. A silicon oxide film formed on the silicon film, a second carbon-containing silicon film formed on the silicon oxide film, and a diamond-like carbon film formed on the second carbon-containing silicon film. It is the composite hard film member characterized by comprising.

上記本発明の一態様によれば、被成膜部材の表面とダイヤモンドライクカーボン膜との間に第1の炭素含有珪素膜、酸化珪素膜及び第2の炭素含有珪素膜を形成することにより、鉄系金属材料又は非鉄系金属材料からなる被成膜部材の腐食を効果的に抑制することができる。   According to one embodiment of the present invention, by forming the first carbon-containing silicon film, the silicon oxide film, and the second carbon-containing silicon film between the surface of the deposition target member and the diamond-like carbon film, Corrosion of the film-forming member made of an iron-based metal material or a non-ferrous metal material can be effectively suppressed.

また、上記本発明の一態様において、前記鉄系金属材料は、鉄又は鉄を主成分とする鉄基合金であり、前記非鉄系金属材料は、アルミニウム、アルミニウムを主成分とするアルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウムを主成分とするマグネシウム合金、チタン、チタンを主成分とするチタン合金、亜鉛、亜鉛主成分とする亜鉛合金、ニッケル及びニッケルを主成分とするニッケル合金からなる群から選択される一の材料である。   In one embodiment of the present invention, the iron-based metal material is iron or an iron-based alloy containing iron as a main component, and the non-ferrous metal material is aluminum, an aluminum alloy containing aluminum as a main component, or magnesium. One selected from the group consisting of magnesium alloy containing magnesium as a main component, titanium, titanium alloy containing titanium as a main component, zinc, zinc alloy containing zinc as a main component, nickel and nickel alloy containing nickel as a main component Material.

また、上記本発明の一態様において、前記被成膜部材の表面にはメッキ層が形成されており、前記第1の炭素含有珪素膜は前記メッキ層上に形成されており、前記メッキ層は、非鉄系金属材料からなる層である。この非鉄系金属材料は、例えばニッケル又はニッケルを主成分とするニッケル合金からなる。   Further, in one embodiment of the present invention, a plating layer is formed on a surface of the deposition target member, the first carbon-containing silicon film is formed on the plating layer, and the plating layer is A layer made of a non-ferrous metal material. This non-ferrous metal material is made of, for example, nickel or a nickel alloy containing nickel as a main component.

なお、鉄を主成分とする鉄基合金は、50重量%以上の鉄を含有する合金、好ましくは65重量%以上の鉄を含有する合金、より好ましくは80重量%以上の鉄を含有する合金である。また、アルミニウムを主成分とするアルミニウム合金は、65重量%以上のアルミニウムを含有する合金、好ましくは80重量%以上のアルミニウムを含有する合金である。また、マグネシウムを主成分とするマグネシウム合金は80重量%以上のマグネシウムを含有する合金であり、チタンを主成分とするチタン合金は70重量%以上のチタンを含有する合金であり、亜鉛を主成分とする亜鉛合金は90重量%以上の亜鉛を含有する金属である。また、ニッケルを主成分とするニッケル合金は、50重量%以上のニッケルを含有する合金、好ましくは65重量%以上のニッケルを含有する合金、より好ましくは80重量%以上のニッケルを含有する合金である。   The iron-based alloy containing iron as a main component is an alloy containing 50 wt% or more of iron, preferably an alloy containing 65 wt% or more of iron, more preferably an alloy containing iron of 80 wt% or more. It is. The aluminum alloy mainly composed of aluminum is an alloy containing 65% by weight or more of aluminum, preferably an alloy containing 80% by weight or more of aluminum. A magnesium alloy containing magnesium as a main component is an alloy containing 80% by weight or more of magnesium, and a titanium alloy containing titanium as a main component is an alloy containing 70% by weight or more of titanium and contains zinc as a main component. The zinc alloy is a metal containing 90% by weight or more of zinc. The nickel alloy containing nickel as a main component is an alloy containing 50% by weight or more of nickel, preferably an alloy containing 65% by weight or more of nickel, more preferably an alloy containing 80% by weight or more of nickel. is there.

また、上記本発明の一態様において、前記被成膜部材は、工具、金型、自動車用ホイール(Al、Mg)、携帯電話やカメラ筐体(Al、Mg)等、鉄系、非鉄系部品からなる群から選択される一の部材である。   In the above aspect of the present invention, the film-forming member may be a tool, a mold, an automobile wheel (Al, Mg), a mobile phone, a camera housing (Al, Mg), or the like, an iron-based or non-ferrous component. One member selected from the group consisting of

また、上記本発明の一態様において、前記被成膜部材は、自動車用アルミホイール、自動車用マグネシウムホイール、アルミニウム製アイロン、自動車用のアルミニウム合金製ドアノブ、ノートパソコンのマグネシウム合金製筐体、カメラのアルミ合金製筐体、カメラのマグネシウム合金製筐体及び携帯電話器のマグネシウム合金製筐体からなる群から選択される一の部材であることが好ましい。これにより、優れた装飾性及び意匠性を付与することができるとともに、被成膜部材の腐食を効果的に抑制することができる。   In the above aspect of the present invention, the film-forming member may be an aluminum wheel for an automobile, a magnesium wheel for an automobile, an aluminum iron, an aluminum alloy door knob for an automobile, a magnesium alloy casing of a laptop computer, a camera It is preferably one member selected from the group consisting of an aluminum alloy casing, a magnesium alloy casing of a camera, and a magnesium alloy casing of a mobile phone. Thereby, while being able to give the outstanding decorating property and designability, corrosion of a film-forming member can be suppressed effectively.

また、上記本発明の一態様に係る複合硬質皮膜部材において、前記第1の炭素含有珪素膜の膜厚が0.01〜5μmであることが好ましい。0.01〜5μmの範囲とする理由は、炭素含有珪素膜の膜厚は厚すぎても薄すぎても(つまり0.01μm未満としても5μmより厚くしても)、複合硬質皮膜部材の密着強度が低下してしまうためである。
また、上記本発明の一態様に係る複合硬質皮膜部材において、前記酸化珪素膜の膜厚が0.01〜5μmであることが好ましい。0.01〜5μmの範囲とする理由は、酸化珪素膜の膜厚を0.01μm未満とすると、被成膜部材が腐食されやすくなり、酸化珪素膜の膜厚を5μmより厚くすると、複合硬質皮膜部材が剥離しやすくなるためである。
また、上記本発明の一態様に係る複合硬質皮膜部材において、前記第2の炭素含有珪素膜の膜厚が0.01〜5μmであることが好ましい。0.01〜5μmの範囲とする理由は、炭素含有珪素膜の膜厚は厚すぎても薄すぎても(つまり0.01μm未満としても5μmより厚くしても)、複合硬質皮膜部材の密着強度が低下してしまうためである。
In the composite hard coating member according to one aspect of the present invention, the first carbon-containing silicon film preferably has a thickness of 0.01 to 5 μm. The reason why the range of 0.01 to 5 μm is used is that the carbon-containing silicon film is too thick or too thin (ie, less than 0.01 μm or thicker than 5 μm), or the composite hard coating member is in close contact. This is because the strength decreases.
In the composite hard coating member according to one embodiment of the present invention, the silicon oxide film preferably has a thickness of 0.01 to 5 μm. The reason for setting the range of 0.01 to 5 μm is that if the film thickness of the silicon oxide film is less than 0.01 μm, the film forming member is easily corroded, and if the film thickness of the silicon oxide film is thicker than 5 μm, the composite hard This is because the film member is easily peeled off.
In the composite hard coating member according to one embodiment of the present invention, the second carbon-containing silicon film preferably has a thickness of 0.01 to 5 μm. The reason why the range of 0.01 to 5 μm is used is that the carbon-containing silicon film is too thick or too thin (ie, less than 0.01 μm or thicker than 5 μm), or the composite hard coating member is in close contact. This is because the strength decreases.

本発明の一態様は、鉄系金属材料又は非鉄系金属材料からなる被成膜部材の表面にプラズマCVD法により第1の珪素化合物ガスを用いた第1の炭素含有珪素膜を成膜し、前記第1の炭素含有珪素膜上に第2の珪素化合物ガスと酸素ガスを用いたプラズマCVD法により酸化珪素膜を成膜し、前記酸化珪素膜上にプラズマCVD法により第3の珪素化合物ガスを用いた第2の炭素含有珪素膜を成膜し、前記第2の炭素含有珪素膜上にプラズマCVD法によりダイヤモンドライクカーボン膜を成膜することを特徴とする複合硬質皮膜部材の製造方法である。   In one embodiment of the present invention, a first carbon-containing silicon film using a first silicon compound gas is formed by a plasma CVD method on a surface of a deposition target member made of an iron-based metal material or a non-ferrous metal material, A silicon oxide film is formed on the first carbon-containing silicon film by a plasma CVD method using a second silicon compound gas and an oxygen gas, and a third silicon compound gas is formed on the silicon oxide film by a plasma CVD method. A method for producing a composite hard coating member, comprising: forming a second carbon-containing silicon film using a carbon; and forming a diamond-like carbon film on the second carbon-containing silicon film by a plasma CVD method. is there.

また、上記本発明の一態様において、前記被成膜部材の表面にはメッキ層が形成されており、前記第1の炭素含有珪素膜は前記メッキ層上に成膜されており、前記メッキ層は、非鉄系金属材料からなる層である。この非鉄系金属材料は、例えばニッケル又はニッケルを主成分とするニッケル合金である。   In the aspect of the present invention described above, a plating layer is formed on a surface of the deposition target member, and the first carbon-containing silicon film is formed on the plating layer, and the plating layer Is a layer made of a non-ferrous metal material. This non-ferrous metal material is, for example, nickel or a nickel alloy containing nickel as a main component.

また、上記本発明の一態様において、前記第1乃至第3の珪素化合物ガスそれぞれは、ヘキサメチルジシラザン(C19NSi)、ヘキサメチルジシロキサン(C18OSi)又はテトラメチルシラン(C12Si)であることが好ましい。 In the embodiment of the present invention, each of the first to third silicon compound gases may be hexamethyldisilazane (C 6 H 19 NSi 2 ), hexamethyldisiloxane (C 6 H 18 OSi 2 ), or tetra Methylsilane (C 4 H 12 Si) is preferred.

本発明によれば、DLC膜を成膜した鉄系金属材料部材又は非鉄系金属材料部材の腐食を抑制できる複合硬質皮膜部材又はその製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the composite hard coating member which can suppress the corrosion of the ferrous metal material member or nonferrous metal material member which formed the DLC film, or its manufacturing method can be provided.

本発明の実施形態1によるプラズマCVD装置を概略的に示す構成図である。It is a block diagram which shows schematically the plasma CVD apparatus by Embodiment 1 of this invention. (A)は実施形態1の複合硬質皮膜を示す断面図であり、(B),(C),(D)は比較例の複合硬質皮膜を示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows the composite hard film of Embodiment 1, (B), (C), (D) is sectional drawing which shows the composite hard film of a comparative example. 図2(D)に示す酸化珪素膜7、DLC膜9の成膜後のSCMからなる基材2及びマグネシウム板からなる基材2それぞれの外観観察結果を示す図である。It is a figure which shows the external appearance observation result of the base material 2 which consists of SCM after film-forming of the silicon oxide film 7 shown in FIG.2 (D), and the base material 2 which consists of a magnesium plate. (A)〜(C)は、複合サイクル試験結果を示す図である。(A)-(C) are figures which show a combined cycle test result. 名刺ケースに実施形態1と同様の方法で複合硬質皮膜を成膜した状態を示す写真である。It is a photograph which shows the state which formed the composite hard film into the business card case by the method similar to Embodiment 1. FIG.

以下では、本発明の実施形態及び実施例について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施形態の記載内容及び実施例に限定して解釈されるものではない。   Hereinafter, embodiments and examples of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description, and it will be easily understood by those skilled in the art that modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments and examples below.

大量の大型製品に硬質皮膜を成膜するには、大型の反応槽を用いて大量生産する必要があり、装置の構造が複雑となる物理的蒸着法(PVD法)よりも構造が簡単な化学的蒸着法(CVD法)が有利である。CVD法の長所は、真空排気系、プラズマ用電源、原料ガス供給装置といったシンプルな構造でプラズマを形成し、大型、複雑形状のものでも付き回りの良い成膜が可能な点であり、メンテナンスもPVD法と比較すると格段に簡単である。   In order to form a hard coating on a large number of large-scale products, it is necessary to mass-produce using a large reaction tank, and the chemistry is simpler than physical vapor deposition (PVD), which makes the structure of the apparatus complicated. The chemical vapor deposition method (CVD method) is advantageous. The advantage of the CVD method is that plasma can be formed with a simple structure such as a vacuum exhaust system, plasma power supply, and source gas supply device, and it is possible to form a film with good circulation even with large and complex shapes, and maintenance is also possible. Compared with the PVD method, it is much simpler.

(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1によるプラズマCVD装置を概略的に示す構成図である。このプラズマCVD装置は100kHzの高周波電源を用いて複合硬質皮膜を成膜するための装置である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a plasma CVD apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. This plasma CVD apparatus is an apparatus for forming a composite hard film using a high frequency power source of 100 kHz.

プラズマCVD装置は、真空槽(チャンバー)1を有しており、この真空槽1内にはワーク2を保持するワークホルダー(図示せず)が配置されている。ワーク2は、鉄系金属材料又は非鉄系金属材料からなる被成膜部材であって、工具、金型、自動車用ホイール(Al、Mg)、携帯電話やカメラ筐体(Al、Mg)等、鉄系、非鉄系部品からなる群から選択される一の部材であるとよい。   The plasma CVD apparatus has a vacuum chamber (chamber) 1, and a work holder (not shown) for holding a work 2 is disposed in the vacuum chamber 1. The work 2 is a film-forming member made of a ferrous metal material or a non-ferrous metal material, such as a tool, a mold, an automobile wheel (Al, Mg), a mobile phone, a camera casing (Al, Mg), etc. It may be one member selected from the group consisting of ferrous and non-ferrous parts.

また、ワーク2は、例えばアルミホイール、マグネシウムホイール、アルミニウム製アイロン、自動車用のアルミニウム合金製ドアノブ、ノートパソコンのマグネシウム合金製筐体、カメラのアルミ合金製筐体、カメラのマグネシウム合金製筐体及び携帯電話器のマグネシウム合金製筐体からなる群から選択される一の部材であってもよい。   The work 2 includes, for example, an aluminum wheel, a magnesium wheel, an aluminum iron, an aluminum alloy door knob for automobiles, a magnesium alloy casing for a notebook computer, an aluminum alloy casing for a camera, a magnesium alloy casing for a camera, and It may be one member selected from the group consisting of magnesium alloy casings for mobile phones.

また、ワーク2は、その表面にはメッキ層が形成されており、このメッキ層は、非鉄系金属材料からなる層であってもよいし、この非鉄系金属材料は、例えばニッケル又はニッケルを主成分とするニッケル合金からなるとよい。   Further, the workpiece 2 has a plated layer formed on the surface thereof, and the plated layer may be a layer made of a non-ferrous metal material. The non-ferrous metal material is mainly made of nickel or nickel, for example. It may be made of a nickel alloy as a component.

鉄系金属材料は、鉄又は鉄を主成分とする鉄基合金である。鉄基合金は、50重量%以上の鉄を含有する合金、好ましくは65重量%以上の鉄を含有する合金、より好ましくは80重量%以上の鉄を含有する合金である。   The iron-based metal material is iron or an iron-based alloy containing iron as a main component. The iron-based alloy is an alloy containing 50% by weight or more of iron, preferably an alloy containing 65% by weight or more of iron, more preferably an alloy containing 80% by weight or more of iron.

非鉄系金属材料は、アルミニウム、アルミニウムを主成分とするアルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウムを主成分とするマグネシウム合金、チタン、チタンを主成分とするチタン合金、亜鉛、亜鉛主成分とする亜鉛合金、ニッケル及びニッケルを主成分とするニッケル合金からなる群から選択される一の材料である。アルミニウム合金は、65重量%以上のアルミニウムを含有する合金、好ましくは80重量%以上のアルミニウムを含有する合金である。マグネシウム合金は80重量%以上のマグネシウムを含有する合金であり、チタン合金は70重量%以上のチタンを含有する合金であり、亜鉛合金は90重量%以上の亜鉛を含有する金属である。ニッケル合金は、50重量%以上のニッケルを含有する合金、好ましくは65重量%以上のニッケルを含有する合金、より好ましくは80重量%以上のニッケルを含有する合金である。   Non-ferrous metal materials include aluminum, aluminum alloy mainly composed of aluminum, magnesium, magnesium alloy composed mainly of magnesium, titanium, titanium alloy composed mainly of titanium, zinc, zinc alloy composed mainly of zinc, nickel And a material selected from the group consisting of nickel alloys whose main component is nickel. The aluminum alloy is an alloy containing 65% by weight or more of aluminum, preferably an alloy containing 80% by weight or more of aluminum. The magnesium alloy is an alloy containing 80 wt% or more of magnesium, the titanium alloy is an alloy containing 70 wt% or more of titanium, and the zinc alloy is a metal containing 90 wt% or more of zinc. The nickel alloy is an alloy containing 50% by weight or more of nickel, preferably an alloy containing 65% by weight or more of nickel, more preferably an alloy containing 80% by weight or more of nickel.

ワーク2にはワークホルダーを介して基板バイアス電源系4が電気的に接続されており、この基板バイアス電源系4は基板整合器および100kHzの高周波電源(RF電源)を有している。ワークホルダーはRF電極としても作用する。基板バイアス電源系4は、ワークホルダーを介してワーク2に高周波電力を印加するものである。つまり、このプラズマCVD装置は、基板バイアス電源系4によって、100kHzの高周波電流をワークホルダーに供給して、ワーク2の近傍に原料ガスのプラズマを発生させるようになっている。   A substrate bias power supply system 4 is electrically connected to the work 2 via a work holder, and this substrate bias power supply system 4 has a substrate matching unit and a 100 kHz high frequency power supply (RF power supply). The work holder also acts as an RF electrode. The substrate bias power supply system 4 applies high-frequency power to the workpiece 2 via a workpiece holder. That is, in this plasma CVD apparatus, the substrate bias power supply system 4 supplies a high-frequency current of 100 kHz to the work holder to generate plasma of the source gas in the vicinity of the work 2.

尚、本実施形態では、100kHzの周波数を用いているが、50〜500kHzの範囲内であれば他の周波数を用いても良いが、より好ましくは300kHz以下の周波数を用いることであり、さらに好ましくは250kHz以下の周波数を用いることである。300kHz以下の高周波電源を用いた場合、マッチングトランスなどを用いた低価格な整合器でマッチングをとることができる利点がある。また、高周波電源の周波数が50kHzより低くなると、ワーク2に誘導加熱が生じるという問題が発生する。また、高周波電源の周波数が500kHzを超えると、ワーク2に加えられるバイアスが低下し、硬質膜が成膜されにくいといった問題が発生する。   In the present embodiment, a frequency of 100 kHz is used. However, other frequencies may be used as long as they are within a range of 50 to 500 kHz, and more preferably, a frequency of 300 kHz or less is used. Is to use a frequency of 250 kHz or less. When a high-frequency power source of 300 kHz or less is used, there is an advantage that matching can be achieved with a low-cost matching device using a matching transformer or the like. Further, when the frequency of the high-frequency power source is lower than 50 kHz, a problem that induction heating occurs in the work 2 occurs. Further, when the frequency of the high frequency power source exceeds 500 kHz, the bias applied to the work 2 is lowered, and a problem that a hard film is difficult to be formed occurs.

真空槽1にはガス系5が接続されており、このガス系5によって原料ガスが導入口より真空槽1内に供給される。原料ガスは、アルゴンガス、酸素ガス、珪素化合物ガスおよびトルエンである。珪素化合物ガスは、例えばヘキサメチルジシラザン(C19NSi)又はヘキサメチルジシロキサン(C18OSi)(以下、これらを総称してHMDSともいう)又はテトラメチルシラン(C12Si)である。このガス系5は、真空槽1内に原料ガスを導入するガス導入経路を有しており、ガス導入経路はガス配管を有している。ガス配管には、ガス流量を計測する流量計及びガス流量を制御するガスフローコントローラーが設けられている。流量計により適量のアルゴンガス、酸素ガス、HMDS及びトルエンがガス導入口より真空槽1内に供給されるようになっている。また、真空槽1には、その内部を真空排気する排気系6が接続されている。排気系6は真空ポンプを有しており、この真空ポンプは、高価でメンテナンスの煩雑なターボ分子ポンプや拡散ポンプを用いず、安価でメンテナンスの簡単なメカニカルブースターポンプと油回転ポンプで構成されている。このような簡単な構成のポンプでは0.5〜1Pa程度の真空度しか得られないが、本実施形態による方法では、このような低真空でも高品質の皮膜を製造することが可能である。 A gas system 5 is connected to the vacuum chamber 1, and the source gas is supplied into the vacuum chamber 1 from the introduction port by the gas system 5. The source gas is argon gas, oxygen gas, silicon compound gas, and toluene. The silicon compound gas is, for example, hexamethyldisilazane (C 6 H 19 NSi 2 ) or hexamethyldisiloxane (C 6 H 18 OSi 2 ) (hereinafter collectively referred to as HMDS) or tetramethylsilane (C 4 H 12 Si). The gas system 5 has a gas introduction path for introducing a raw material gas into the vacuum chamber 1, and the gas introduction path has a gas pipe. The gas pipe is provided with a flow meter for measuring the gas flow rate and a gas flow controller for controlling the gas flow rate. Appropriate amounts of argon gas, oxygen gas, HMDS, and toluene are supplied into the vacuum chamber 1 from the gas inlet by the flow meter. The vacuum chamber 1 is connected to an exhaust system 6 that evacuates the inside thereof. The exhaust system 6 has a vacuum pump. This vacuum pump is composed of a mechanical booster pump and an oil rotary pump that are inexpensive and easy to maintain, without using a turbo molecular pump or a diffusion pump that is expensive and complicated to maintain. Yes. With such a simple pump, only a vacuum degree of about 0.5 to 1 Pa can be obtained, but with the method according to the present embodiment, a high-quality film can be produced even with such a low vacuum.

次に、図1のプラズマCVD装置を用いて図2(A)に示すようなワーク表面に複合硬質皮膜を成膜する方法について説明する。   Next, a method for forming a composite hard film on the workpiece surface as shown in FIG. 2A using the plasma CVD apparatus of FIG. 1 will be described.

まず、ワーク(被成膜部材)として、鉄系基材であるクロムモリブデン鋼(SCM,サイズ:20mm×50mm×3mm)からなる基材2、及び非鉄系基材であるマグネシウム板(サイズ:20mm×50mm×5mm)からなる基材2を用意し、基板2をアセトン中にて30分間の超音波洗浄を行った後、真空槽1内のワークホルダーに装着する。   First, as a workpiece (film forming member), a base material 2 made of chromium molybdenum steel (SCM, size: 20 mm × 50 mm × 3 mm) as an iron-based base material, and a magnesium plate (size: 20 mm) as a non-ferrous base material. A base material 2 made of × 50 mm × 5 mm) is prepared, the substrate 2 is subjected to ultrasonic cleaning for 30 minutes in acetone, and then mounted on a work holder in the vacuum chamber 1.

次いで、排気系6によって真空槽1内を0.7Pa以下まで排気し、その後、真空槽1内にアルゴンガスを導入する。次いで、250Wの出力で高周波電源を用いてワークホルダーに100kHzの高周波電流を供給することにより、基材2の近傍にアルゴンプラズマを形成し、基材2の表面清浄化のため20分間イオンエッチングする。これにより、基材2の表面が洗浄される。   Next, the inside of the vacuum chamber 1 is exhausted to 0.7 Pa or less by the exhaust system 6, and then argon gas is introduced into the vacuum chamber 1. Next, an argon plasma is formed in the vicinity of the base material 2 by supplying a high frequency current of 100 kHz to the work holder using a high frequency power source at an output of 250 W, and ion etching is performed for 20 minutes to clean the surface of the base material 2. . Thereby, the surface of the base material 2 is washed.

この後、排気系6によって真空槽1内の圧力を0.6Pa以下に維持し、炭素含有珪素膜の原料ガスであるヘキサメチルジシラザンを8cc/分の流量で真空槽1内に導入する。次いで、250Wの出力で高周波電源を用いてワークホルダーに100kHzの高周波電流を供給することにより、基材2の表面上に膜厚が0.2μmの炭素含有珪素膜(Si膜)10が成膜される。この炭素含有珪素膜10は、10〜50at%の炭素、20〜50at%の珪素及び10〜40at%の水素を含有することが好ましく、窒素及び酸素等をさらに含んでいても良い。なお、炭素含有珪素膜10の組成は、成膜条件等によって変動するものと考えられる。   Thereafter, the pressure in the vacuum chamber 1 is maintained at 0.6 Pa or less by the exhaust system 6, and hexamethyldisilazane which is a raw material gas for the carbon-containing silicon film is introduced into the vacuum chamber 1 at a flow rate of 8 cc / min. Next, a carbon-containing silicon film (Si film) 10 having a film thickness of 0.2 μm is formed on the surface of the substrate 2 by supplying a high-frequency current of 100 kHz to the work holder using a high-frequency power source with an output of 250 W. Is done. The carbon-containing silicon film 10 preferably contains 10 to 50 at% carbon, 20 to 50 at% silicon, and 10 to 40 at% hydrogen, and may further contain nitrogen and oxygen. Note that the composition of the carbon-containing silicon film 10 is considered to vary depending on the film forming conditions and the like.

次いで、酸化珪素膜の原料ガスとしてヘキサメチルジシラザンを5cc/分の流量、酸素ガスを50cc/分の流量で真空槽1内に導入する。次いで、300Wの出力で高周波電源を用いてワークホルダーに100kHzの高周波電流を供給することにより、炭素含有珪素膜10の上に膜厚が0.4μmの酸化珪素膜(SiO膜)7が成膜される。 Next, hexamethyldisilazane is introduced into the vacuum chamber 1 as a source gas for the silicon oxide film at a flow rate of 5 cc / min and oxygen gas at a flow rate of 50 cc / min. Next, a silicon oxide film (SiO X film) 7 having a thickness of 0.4 μm is formed on the carbon-containing silicon film 10 by supplying a high frequency current of 100 kHz to the work holder using a high frequency power source with an output of 300 W. Be filmed.

この後、原料ガスの酸素ガスを停止し、炭素含有珪素膜の原料ガスであるヘキサメチルジシラザンを8cc/分の流量で真空槽1内に導入する。次いで、250Wの出力で高周波電源を用いてワークホルダーに100kHzの高周波電流を供給することにより、酸化珪素膜7の上に膜厚が0.8μmの炭素含有珪素膜(Si膜)8が成膜される。この炭素含有珪素膜8は、10〜50at%の炭素、20〜50at%の珪素及び10〜40at%の水素を含有することが好ましく、窒素及び酸素等をさらに含んでいても良い。なお、炭素含有珪素膜8の組成は、成膜条件等によって変動するものと考えられる。   Thereafter, the oxygen gas of the source gas is stopped, and hexamethyldisilazane, which is the source gas of the carbon-containing silicon film, is introduced into the vacuum chamber 1 at a flow rate of 8 cc / min. Next, a high-frequency current of 100 kHz is supplied to the work holder using a high-frequency power source with an output of 250 W, whereby a carbon-containing silicon film (Si film) 8 having a thickness of 0.8 μm is formed on the silicon oxide film 7. Is done. The carbon-containing silicon film 8 preferably contains 10 to 50 at% carbon, 20 to 50 at% silicon, and 10 to 40 at% hydrogen, and may further contain nitrogen and oxygen. Note that the composition of the carbon-containing silicon film 8 is considered to vary depending on the film forming conditions and the like.

次いで、原料ガスのヘキサメチルジシラザンを停止し、DLC膜の原料ガスであるトルエンを10cc/分の流量で真空槽1内に導入する。次いで、300Wの出力で高周波電源を用いてワークホルダーに100kHzの高周波電流を供給することにより、炭素含有珪素膜8の上に膜厚が2.3μmのDLC膜9が成膜される。   Next, the source gas hexamethyldisilazane is stopped, and toluene, which is the source gas of the DLC film, is introduced into the vacuum chamber 1 at a flow rate of 10 cc / min. Next, a DLC film 9 having a thickness of 2.3 μm is formed on the carbon-containing silicon film 8 by supplying a high-frequency current of 100 kHz to the work holder using a high-frequency power source with an output of 300 W.

次に、比較例として図2(B),(C),(D)に示すDLC複合膜を図1のプラズマCVD装置を用いて作製し、図2(A)〜(D)に示すDLC複合膜の腐食試験を行ったので、これについて説明する。   Next, as a comparative example, the DLC composite film shown in FIGS. 2B, 2C, and 2D is fabricated using the plasma CVD apparatus of FIG. 1, and the DLC composite shown in FIGS. A film corrosion test was performed and will be described.

まず、図2(B)に示すDLC複合膜を図1のプラズマCVD装置を用いて成膜する方法について説明する。   First, a method for forming the DLC composite film shown in FIG. 2B using the plasma CVD apparatus in FIG. 1 will be described.

図2(A)に示すDLC複合膜と同様の方法で、同様の基材2を超音波洗浄し、真空槽1内のワークホルダーに装着し、20分間イオンエッチングする。この後、図2(A)に示すDLC複合膜と同様の方法で、ヘキサメチルジシラザンを真空槽1内に導入する。次いで、高周波電源を用いてワークホルダーに100kHzの高周波電流を供給することにより、基材2の表面上に炭素含有珪素膜(Si膜)10が成膜される。この炭素含有珪素膜10は、図2(A)に示す炭素含有珪素膜10と同様のものである。   The same base material 2 is ultrasonically cleaned by the same method as the DLC composite film shown in FIG. 2A, mounted on a work holder in the vacuum chamber 1, and ion-etched for 20 minutes. Thereafter, hexamethyldisilazane is introduced into the vacuum chamber 1 in the same manner as the DLC composite film shown in FIG. Next, a carbon-containing silicon film (Si film) 10 is formed on the surface of the substrate 2 by supplying a high-frequency current of 100 kHz to the work holder using a high-frequency power source. This carbon-containing silicon film 10 is the same as the carbon-containing silicon film 10 shown in FIG.

次いで、図2(A)に示すDLC複合膜と同様の方法で、原料ガスのヘキサメチルジシラザンを停止し、トルエンを真空槽1内に導入する。次いで、高周波電源を用いてワークホルダーに100kHzの高周波電流を供給することにより、炭素含有珪素膜8の上にDLC膜9が成膜される。このDLC膜9は、図2(A)に示すDLC膜9と同様のものである。   Next, the source gas hexamethyldisilazane is stopped and toluene is introduced into the vacuum chamber 1 by the same method as the DLC composite film shown in FIG. Next, a DLC film 9 is formed on the carbon-containing silicon film 8 by supplying a high frequency current of 100 kHz to the work holder using a high frequency power source. This DLC film 9 is the same as the DLC film 9 shown in FIG.

次に、図2(C)に示すDLC複合膜を図1のプラズマCVD装置を用いて成膜する方法について説明する。   Next, a method for forming the DLC composite film shown in FIG. 2C using the plasma CVD apparatus in FIG. 1 will be described.

基材2の表面上に炭素含有珪素膜(Si膜)10を成膜するまでは、図2(B)に示す工程と同様である。   The process until the carbon-containing silicon film (Si film) 10 is formed on the surface of the substrate 2 is the same as the process shown in FIG.

次いで、図2(A)に示すDLC複合膜と同様の方法で、原料ガスとしてヘキサメチルジシラザン、酸素ガスを真空槽1内に導入する。次いで、高周波電源を用いてワークホルダーに100kHzの高周波電流を供給することにより、炭素含有珪素膜10の上に酸化珪素膜(SiO膜)7が成膜される。この酸化珪素膜7は、図2(A)に示す酸化珪素膜7と同様のものである。 Next, hexamethyldisilazane and oxygen gas are introduced into the vacuum chamber 1 as source gases by the same method as the DLC composite film shown in FIG. Next, a silicon oxide film (SiO X film) 7 is formed on the carbon-containing silicon film 10 by supplying a high frequency current of 100 kHz to the work holder using a high frequency power source. This silicon oxide film 7 is similar to the silicon oxide film 7 shown in FIG.

次いで、図2(A)に示すDLC複合膜と同様の方法で、原料ガスのヘキサメチルジシラザン、酸素ガスを停止し、トルエンを真空槽1内に導入する。次いで、高周波電源を用いてワークホルダーに100kHzの高周波電流を供給することにより、酸化珪素膜7の上にDLC膜9が成膜される。このDLC膜9は、図2(A)に示すDLC膜9と同様のものである。   Next, the raw material gases hexamethyldisilazane and oxygen gas are stopped and toluene is introduced into the vacuum chamber 1 by the same method as the DLC composite film shown in FIG. Next, a DLC film 9 is formed on the silicon oxide film 7 by supplying a high frequency current of 100 kHz to the work holder using a high frequency power source. This DLC film 9 is the same as the DLC film 9 shown in FIG.

次に、図2(D)に示すDLC複合膜を図1のプラズマCVD装置を用いて成膜する方法について説明する。   Next, a method for forming the DLC composite film shown in FIG. 2D using the plasma CVD apparatus in FIG. 1 will be described.

図2(A)に示すDLC複合膜と同様の方法で、基材2を超音波洗浄し、真空槽1内のワークホルダーに装着し、20分間イオンエッチングする。この後、図2(A)に示すDLC複合膜と同様の方法で、原料ガスとしてヘキサメチルジシラザン、酸素ガスを真空槽1内に導入する。次いで、高周波電源を用いてワークホルダーに100kHzの高周波電流を供給することにより、基材2の表面上に酸化珪素膜(SiO膜)7が成膜される。この酸化珪素膜7は、図2(A)に示す酸化珪素膜7と同様のものである。 The substrate 2 is ultrasonically cleaned by the same method as the DLC composite film shown in FIG. 2A, mounted on a work holder in the vacuum chamber 1, and ion-etched for 20 minutes. Thereafter, hexamethyldisilazane and oxygen gas are introduced into the vacuum chamber 1 as source gases by the same method as the DLC composite film shown in FIG. Next, a silicon oxide film (SiO X film) 7 is formed on the surface of the substrate 2 by supplying a high frequency current of 100 kHz to the work holder using a high frequency power source. This silicon oxide film 7 is similar to the silicon oxide film 7 shown in FIG.

次いで、図2(A)に示すDLC複合膜と同様の方法で、原料ガスのヘキサメチルジシラザン、酸素ガスを停止し、トルエンを真空槽1内に導入する。次いで、高周波電源を用いてワークホルダーに100kHzの高周波電流を供給することにより、酸化珪素膜7の上にDLC膜9が成膜される。このDLC膜9は、図2(A)に示すDLC膜9と同様のものである。   Next, the raw material gases hexamethyldisilazane and oxygen gas are stopped and toluene is introduced into the vacuum chamber 1 by the same method as the DLC composite film shown in FIG. Next, a DLC film 9 is formed on the silicon oxide film 7 by supplying a high frequency current of 100 kHz to the work holder using a high frequency power source. This DLC film 9 is the same as the DLC film 9 shown in FIG.

次に、図2(D)に示す酸化珪素膜7、DLC膜9の成膜後のSCMからなる基材2及びマグネシウム板からなる基材2それぞれの外観観察結果を図3に示す。この図から、SCM板(基材)では全面剥離が生じ、Mg板(基材)では部分剥離が生じていることが分かる。これは基材2と酸化珪素膜7の密着性が悪いことが原因であると考えられる。皮膜剥離により表面保護の機能は期待出来ないため、以下の腐食試験には図2(A)〜(C)のみを使用した。   Next, FIG. 3 shows the external appearance observation results of the base material 2 made of SCM and the base material 2 made of a magnesium plate after the silicon oxide film 7 and the DLC film 9 shown in FIG. From this figure, it can be seen that the entire surface peels in the SCM plate (base material) and the partial peel occurs in the Mg plate (base material). This is considered to be caused by poor adhesion between the substrate 2 and the silicon oxide film 7. Since the function of surface protection cannot be expected by peeling the film, only the FIGS. 2A to 2C were used for the following corrosion tests.

次に、DLC複合膜の腐食試験を以下の方法で行った。
図2(A)〜(C)に示す試験片について、塩水噴霧(2時間)→乾燥(4時間)→湿潤(2時間)のサイクルを繰り返す複合サイクル試験を7日間行った。この複合サイクル試験によってDLC複合膜の耐食性を評価したところ、図4に示すような結果を得た。
Next, the corrosion test of the DLC composite film was performed by the following method.
2A to 2C were subjected to a combined cycle test in which a cycle of salt spray (2 hours) → drying (4 hours) → wetting (2 hours) was repeated for 7 days. When the corrosion resistance of the DLC composite film was evaluated by this combined cycle test, the results shown in FIG. 4 were obtained.

図4(B)は、基材2とDLC膜9との間に中間層として炭素含有珪素膜10を形成した図2(B)の試験片(Si−DLC)に複合サイクル試験を行った後の表面状態を示している。この図から、SCM板(基材)では全面的に腐食しており、Mg板(基材)では多数の孔食が生じていることが分かる。   FIG. 4B shows a state after performing a combined cycle test on the test piece (Si-DLC) of FIG. 2B in which the carbon-containing silicon film 10 is formed as an intermediate layer between the base material 2 and the DLC film 9. The surface state of is shown. From this figure, it can be seen that the SCM plate (base material) is totally corroded, and the Mg plate (base material) has a large number of pitting corrosion.

図4(C)は、基材2とDLC膜9との間に中間層として炭素含有珪素膜10と酸化珪素膜7を形成した図3(C)の試験片(Si−SiO−DLC)に複合サイクル試験を行った後の表面状態を示している。この図から、SCM板(基材)では全面的に腐食しており、Mg板(基材)ではDLC膜の剥離が生じていることが分かる。 FIG. 4C shows a test piece (Si—SiO X -DLC) in FIG. 3C in which a carbon-containing silicon film 10 and a silicon oxide film 7 are formed as intermediate layers between the base material 2 and the DLC film 9. Shows the surface state after the combined cycle test. From this figure, it can be seen that the SCM plate (base material) is totally corroded, and the Mg plate (base material) peels off the DLC film.

これに対し、図4(A)は、基材2とDLC膜9との間に中間層として炭素含有珪素膜10と酸化珪素膜7と炭素含有珪素膜8を形成した図3(A)の試験片(Si−SiO−Si−DLC)に複合サイクル試験を行った後の表面状態を示している。この図から、SCM板(基材)では数カ所の点状の腐食が確認されるが、図4(b)、(C)と比較して良好であること、Mg材(基材)では腐食、剥離が全く認められないことが分かる。 On the other hand, FIG. 4A shows the carbon-containing silicon film 10, the silicon oxide film 7, and the carbon-containing silicon film 8 formed as intermediate layers between the base material 2 and the DLC film 9, as shown in FIG. the test piece (Si-SiO X -Si-DLC ) shows the surface state after the combined cycle test. From this figure, several point-like corrosion is confirmed in the SCM plate (base material), but it is better than FIGS. 4 (b) and (C), and in the Mg material (base material), It can be seen that no separation is observed.

以上の結果から、バリア性が良好な酸化珪素膜(SiO膜)が基材、及びDLC膜と良好な密着性が得られるように、その界面に炭素含有珪素膜(Si膜)を成膜したSi−SiO−Si−DLC膜が鉄系基材、非鉄系基材に対して高い耐食性を有することが明らかとなった。 From the above results, a carbon-containing silicon film (Si film) is formed at the interface so that a silicon oxide film (SiO X film) with good barrier properties can have good adhesion to the substrate and the DLC film. Si-SiO X -Si-DLC film is iron-based substrate, it was found to have high corrosion resistance against non-ferrous substrates.

(実施形態2)
図5は、実施形態1と同様の方法で、図1のプラズマCVD装置を用いて名刺ケースの表面に複合硬質皮膜を成膜した状態を示す写真である。この複合硬質皮膜は、名刺ケース上に成膜された炭素含有珪素膜、酸化珪素膜、炭素含有珪素膜、DLC膜である。名刺ケースの材質はマグネシウム合金である
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a photograph showing a state in which a composite hard coating is formed on the surface of the business card case using the plasma CVD apparatus of FIG. 1 in the same manner as in the first embodiment. This composite hard film is a carbon-containing silicon film, silicon oxide film, carbon-containing silicon film, or DLC film formed on a business card case. The business card case is made of magnesium alloy

図5に示す名刺ケースは、実施形態1で説明したように優れた耐食性を有し、且つ耐摩耗性、装飾性及び意匠性にも優れている。装飾性及び意匠性を付与するには、DLC膜の膜厚を1.0μm以上にすることが好ましい。これにより、図5に示すような色とすることができる。   The business card case shown in FIG. 5 has excellent corrosion resistance as described in the first embodiment, and is excellent in wear resistance, decoration, and design. In order to impart decorativeness and design properties, it is preferable that the thickness of the DLC film is 1.0 μm or more. Thereby, it can be set as a color as shown in FIG.

なお、図1に示すプラズマCVD装置であれば小型の装置でも有効成膜ゾーンが広くとれるため名刺ケース以外の大型製品についても成膜が容易である。   Note that the plasma CVD apparatus shown in FIG. 1 can easily form a film on a large product other than the business card case because the effective film formation zone can be widened even with a small apparatus.

1…真空槽
2…ワーク
4…基板バイアス電源系
5…ガス系
6…排気系
7…酸化珪素膜
8…炭素含有珪素膜
9…DLC膜
10…炭素含有珪素膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vacuum chamber 2 ... Work 4 ... Substrate bias power supply system 5 ... Gas system 6 ... Exhaust system 7 ... Silicon oxide film 8 ... Carbon containing silicon film 9 ... DLC film 10 ... Carbon containing silicon film

Claims (7)

鉄系金属材料又は非鉄系金属材料からなる被成膜部材と、
前記被成膜部材の表面に形成された第1の炭素含有珪素膜と、
前記第1の炭素含有珪素膜上に形成された酸化珪素膜と、
前記酸化珪素膜上に形成された第2の炭素含有珪素膜と、
前記第2の炭素含有珪素膜上に形成されたダイヤモンドライクカーボン膜と、
を具備することを特徴とする複合硬質皮膜部材。
A film-forming member made of a ferrous metal material or a non-ferrous metal material;
A first carbon-containing silicon film formed on the surface of the film-forming member;
A silicon oxide film formed on the first carbon-containing silicon film;
A second carbon-containing silicon film formed on the silicon oxide film;
A diamond-like carbon film formed on the second carbon-containing silicon film;
A composite hard film member comprising:
請求項1において、
前記鉄系金属材料は、鉄又は鉄を主成分とする鉄基合金であり、
前記非鉄系金属材料は、アルミニウム、アルミニウムを主成分とするアルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウムを主成分とするマグネシウム合金、チタン、チタンを主成分とするチタン合金、亜鉛、亜鉛主成分とする亜鉛合金、ニッケル及びニッケルを主成分とするニッケル合金からなる群から選択される一の材料であることを特徴とする複合硬質皮膜部材。
In claim 1,
The ferrous metal material is iron or an iron-based alloy containing iron as a main component,
The non-ferrous metal material is aluminum, aluminum alloy mainly containing aluminum, magnesium, magnesium alloy mainly containing magnesium, titanium, titanium alloy mainly containing titanium, zinc, zinc alloy mainly containing zinc, A composite hard coating member characterized by being one material selected from the group consisting of nickel and a nickel alloy containing nickel as a main component.
請求項1又は2において、
前記被成膜部材の表面にはメッキ層が形成されており、
前記第1の炭素含有珪素膜は前記メッキ層上に形成されており、
前記メッキ層は、非鉄系金属材料からなる層であることを特徴とする複合硬質皮膜部材。
In claim 1 or 2,
A plating layer is formed on the surface of the deposition member,
The first carbon-containing silicon film is formed on the plating layer;
The composite hard coating member, wherein the plating layer is a layer made of a non-ferrous metal material.
請求項1乃至3のいずれか一項において、
前記第1の炭素含有珪素膜の膜厚が0.01〜5μmであり、前記酸化珪素膜の膜厚が0.01〜5μmであり、前記第2の炭素含有珪素膜の膜厚が0.01〜5μmであることを特徴とする複合硬質皮膜部材。
In any one of Claims 1 thru | or 3,
The film thickness of the first carbon-containing silicon film is 0.01 to 5 μm, the film thickness of the silicon oxide film is 0.01 to 5 μm, and the film thickness of the second carbon-containing silicon film is 0. A composite hard film member having a thickness of 01 to 5 μm.
鉄系金属材料又は非鉄系金属材料からなる被成膜部材の表面にプラズマCVD法により第1の珪素化合物ガスを用いた第1の炭素含有珪素膜を成膜し、
前記第1の炭素含有珪素膜上に第2の珪素化合物ガスと酸素ガスを用いたプラズマCVD法により酸化珪素膜を成膜し、
前記酸化珪素膜上にプラズマCVD法により第3の珪素化合物ガスを用いた第2の炭素含有珪素膜を成膜し、
前記第2の炭素含有珪素膜上にプラズマCVD法によりダイヤモンドライクカーボン膜を成膜することを特徴とする複合硬質皮膜部材の製造方法。
Forming a first carbon-containing silicon film using a first silicon compound gas on the surface of a film-forming member made of an iron-based metal material or a non-ferrous metal material by a plasma CVD method;
Forming a silicon oxide film on the first carbon-containing silicon film by a plasma CVD method using a second silicon compound gas and an oxygen gas;
Forming a second carbon-containing silicon film using a third silicon compound gas on the silicon oxide film by a plasma CVD method;
A method for producing a composite hard coating member, comprising forming a diamond-like carbon film on the second carbon-containing silicon film by a plasma CVD method.
請求項5において、
前記被成膜部材の表面にはメッキ層が形成されており、
前記第1の炭素含有珪素膜は前記メッキ層上に成膜されており、
前記メッキ層は、非鉄系金属材料からなる層であることを特徴とする複合硬質皮膜部材の製造方法。
In claim 5,
A plating layer is formed on the surface of the deposition member,
The first carbon-containing silicon film is formed on the plating layer;
The method for producing a composite hard film member, wherein the plating layer is a layer made of a non-ferrous metal material.
請求項5又は6において、
前記第1乃至第3の珪素化合物ガスそれぞれは、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルジシロキサン又はテトラメチルシランであることを特徴とする複合硬質皮膜部材の製造方法。
In claim 5 or 6,
Each of the first to third silicon compound gases is hexamethyldisilazane, hexamethyldisiloxane, or tetramethylsilane.
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