JP7382124B2 - 改良されたコーティングプロセス - Google Patents
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Description
i)CVAプロセスを介して該第1の材料を析出させて下層を形成する工程、
ii)該CVAプロセスを介して該第1の材料を、そしてスパッタリングプロセスを介して該第2の材料を同時に析出させて、移行層を形成する工程、および
iii)該スパッタリングプロセスを介して該第2の材料を析出させて上層を形成する工程、
を含む、方法を提供する。
i)スパッタリングプロセスを介して第2の材料を析出させて下層を形成する工程、
ii)CVAプロセスを介して該第1の材料を、そしてスパッタリングプロセスを介して該第2の材料を同時に析出させて、移行層を形成する工程、および
iii)該CVAプロセスを介して該第1の材料を析出させて上層を形成する工程、
を含む、方法を提供する。
i)スパッタリングプロセスを介して析出した層;
ii)同時CVA析出とスパッタリングプロセスを含むプロセスによって析出した、(i)と(iii)との間の移行層;および
iii)CVA析出によって析出した層。
i)コーティングされる基材の配置のための基材ステーション;
ii)基材上にCVAを介して材料を析出させるためのCVAステーション;
iii)基材上にスパッタリングプロセスを介して材料を析出させるためのスパッタリングステーション;および
iv)CVAとスパッタリングステーションとを同時に操作できる制御ユニット。
i)CVAプロセスを介して該第1の材料を析出させて下層を形成する工程、
ii)該CVAプロセスを介して該第1の材料を、そしてスパッタリングプロセスを介して該第2の材料を同時に析出させて、移行層を形成する工程、および
iii)該スパッタリングプロセスを介して該第2の材料を析出させて上層を形成する工程、
を含む、方法を提供する。
i)スパッタリングプロセスを介して第2の材料を析出させて下層を形成する工程、
ii)CVAプロセスを介して該第1の材料を、そしてスパッタリングプロセスを介して該第2の材料を同時に析出させて、第2の層を形成する工程、および
iii)該CVAプロセスを介して該第1の材料を析出させて第3の層を形成する工程
を含む、方法を提供する。
CVAプロセスを介した第1/第2の材料の析出は、0.1Paまたはそれ以下、代表的には10mPaまたはそれ以下、例えば3mPaまたはそれ以下の圧力で発生し得る;および/または
CVAプロセスおよびスパッタリングプロセスを介した同時析出は、0.05Pa~0.15Pa、例えば0.06Pa~0.13Paの圧力にて起こり得る;および/または
スパッタリングプロセスを介した第1/第2の材料の析出は、0.2Paまたはそれ以上、例えば0.2~1.4Paの圧力にて発生し得る。
i)スパッタリングプロセスを介して析出した層;
ii)同時CVA析出とスパッタリングプロセスとを含むプロセスによって析出した、(i)と(iii)の間の移行層;および
iii)CVA析出によって析出した層。
(a)NiCrを含み、かつ0.1μm~0.2μmの厚みを有するシード層;
(b)CVAによって析出したta-Cを含み、かつ0.4μm~0.6μmの厚みを有する第1の層;
(c)CVAによって析出したta-Cおよびスパッタリングによって析出した金属または金属合金または金属化合物を含み、かつ0.1μm~0.2μmの厚みを有する第2の層;および
(d)スパッタリングにより析出した金属または金属合金または金属化合物を含み、かつ0.1μm~0.2μmの厚みを有する第3層。
(a)鋼基材;
(b)スパッタリングによって析出したCrを含み、かつ0.1μm~0.2μmの厚みを有するシード層;
(c)CVAによって析出したta-Cとスパッタリングによって析出したCrとの両方を含む層;
(d)CVAによって析出したta-Cを含み、かつ0.4μm~0.6μmの厚みを有する層;
(e)CVAによって析出したta-Cとスパッタリングによって析出した金属または金属合金または金属化合物との両方を含み、かつ0.1μm~0.2μmの厚みを有する層;ならびに
(f)スパッタリングによって析出した金属または金属合金または金属化合物を含み、かつ0.2μm~0.4μmの厚みを有する層。
(a)グラファイト基材;
(b)SiCのスパッタリングシード層で、0.1μm~0.2μmの厚みを有する層;
(c)0.1μm~1.0μmの厚みを有するSi3N4のスパッタリング層;
(d)0.1μm~0.2μmの厚みを有するSiCのさらなるスパッタリング層;
(e)CVAによって析出したta-Cとスパッタリングによって析出したSiCとの両方を含み、かつ0.1μm~0.5μmの厚みを有する層;ならびに
(f)CVAによって析出したta-Cを含み、かつ0.4μm~0.6μmの厚みを有する層。
コーティングされる基材の配置のための基材ステーション;
該基材上にCVAを介して材料を析出させるためのCVAステーション;
該基材上にスパッタリングプロセスを介して材料を析出させるためのスパッタリングステーション;および
該CVAと該スパッタリングステーションとを同時に操作できる制御ユニット。
本発明のコーティングの第一の例(図1、10参照)を、以下に記載のように調製した。
ii.圧力を一定に保ち、マグネトロンスパッタリングを開始する。
iii.一定の時間(例えば、厚み約400nmの共析出層を生成するのに十分な期間)、後、FCVAコーティングを停止し、スパッタリングを続けて最上層を形成する。
実施例1で調製したコーティングの硬度を、ナノインデンター(CSM NHT2)を用いて求めた。これらの値を、スパッタリングのみ(すなわち、SPT材料を基材上に直接スパッタリング)を用いて作製されたコーティングの硬度と比較した。
基材へのコーティングの接着性のレベルを確認するために、ASTM D-3359試験方法Bに基づいてクロスハッチ試験を実施した。1.0mm×1.0mmのグリッド寸法を有する格子模様をコーティングの表面にカットした。次いで、感圧塗料51596をカットコーティングに塗布し、除去した。
実施例1のコーティングの耐摩耗性を示すものとして、コーティングに対して以下の条件で、テーバー摩耗試験を実施した。
・計器:テーバーリニア摩耗試験機
・研磨材:スチールウール
・試験荷重:500g重
・サイクル速度:60サイクル/分
・ストローク長さ:5mm
実施例1のコーティングの耐摩耗性を示すものとして、コーティングに対して以下の条件で、テーバー摩耗試験を実施した。
・計器:テーバーリニア摩耗試験機
・研磨材:リーバイス ブルージーンズ素材
・試験荷重:500g重
・サイクル速度:60サイクル/分
・ストローク長さ:5mm
実施例1のコーティングの耐食性を示すものとして、コーティングに対して塩水噴霧試験を行った。塩水噴霧試験はASTM B117:塩水噴霧(霧)の操作のための標準的技法に基づいており、コーティングされた基材上に35℃の温度にて5%の塩水溶液を噴霧することを構成するものであった。
Claims (12)
- 基材上にコーティングを析出させる方法であって、0.04Paから0.5Paの圧力にて1つの真空チャンバー内でCVAプロセスを介して第1の材料を、そしてスパッタリングプロセスを介して第2の材料を同時に析出させる工程を含み、
該第1の材料がta-Cを含み、
該方法が、
i)CVAプロセスを介して該第1の材料を析出させて下層を形成すること、
ii)該CVAプロセスを介して該第1の材料を、そしてスパッタリングプロセスを介して該第2の材料を同時に析出させて、移行層を形成すること、および
iii)該スパッタリングプロセスを介して該第2の材料を析出させて上層を形成すること、
を含む、方法。 - 基材上にコーティングを析出させる方法であって、0.04Paから0.5Paの圧力にて1つの真空チャンバー内でCVAプロセスを介して第1の材料を、そしてスパッタリングプロセスを介して第2の材料を同時に析出させる工程を含み、
該第1の材料がta-Cを含み、
該方法が、
i)スパッタリングプロセスを介して第2の材料を析出させて下層を形成すること、
ii)該CVAプロセスを介して該第1の材料を、そしてスパッタリングプロセスを介して該第2の材料を同時に析出させて、移行層を形成すること、および
iii)CVAプロセスを介して該第1の材料を析出させて上層を形成すること、
を含む、方法。 - 前記CVAプロセスがFCVAである、請求項1または2に記載の方法。
- 前記第1の材料がta-Cでからなる、請求項1から3のいずれかに記載の方法。
- 前記第2の材料が、Ti、Cr、Si、Zr、C、W、ならびにこれらの合金および化合物から選択される、請求項1から4のいずれかに記載の方法。
- 前記第1および第2の材料と共にコーティングする前に前記基材上にシード層を析出させる工程をさらに含む、請求項1から5のいずれかに記載の方法。
- 前記シード層が0.1μm~0.5μmの厚みを有する、請求項6に記載の方法。
- 前記基材が金属基材である、請求項1から7のいずれかに記載の方法。
- 前記基材が鋼基材である、請求項8に記載の方法。
- 前記下層が0.2μm~1.5μmの厚みを有し、および/または前記移行層が0.1μm~0.3μmの厚みを有する、請求項1から9のいずれかに記載の方法。
- 前記コーティングが0.5μm~5μmの厚みを有する、請求項1から10のいずれかに記載の方法。
- 前記コーティングが1.0μm~3.0μmの厚みを有する、請求項11に記載の方法。
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