JPH02173266A - Ａ１―炭化物系複合皮膜の形成方法 - Google Patents
Ａ１―炭化物系複合皮膜の形成方法Info
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- JPH02173266A JPH02173266A JP32773188A JP32773188A JPH02173266A JP H02173266 A JPH02173266 A JP H02173266A JP 32773188 A JP32773188 A JP 32773188A JP 32773188 A JP32773188 A JP 32773188A JP H02173266 A JPH02173266 A JP H02173266A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、Ａｌ−炭化物系複合皮膜の形成方法に関す
るものである。さらに詳しくは、この発明は、Ａｌ合金
上に耐牽耗性の優れたセラミック皮膜を安価にかつ簡便
に形成することのできるＡｌ−炭化物系複合皮膜の形成
方法に関するものである。
るものである。さらに詳しくは、この発明は、Ａｌ合金
上に耐牽耗性の優れたセラミック皮膜を安価にかつ簡便
に形成することのできるＡｌ−炭化物系複合皮膜の形成
方法に関するものである。
（従来の技術とその課題）
従来より、自動車部品、各種機械、工具の摺動部等には
Ｆｅ系金属材が使用されていたが、近年ではその軽量化
を図るために、Ａｌ合金材が使用されるようになってき
ている。この場合、Ａｌ合金材はＦｅ系金属材に比べて
ｉｌｊｔｍ粍性が劣るので、その表面に窒化処理やイオ
ン注入などを施してＡｌＮやＴｉＣ等のセラミック皮膜
を形成し、耐牽耗性を付与するようにしている。
Ｆｅ系金属材が使用されていたが、近年ではその軽量化
を図るために、Ａｌ合金材が使用されるようになってき
ている。この場合、Ａｌ合金材はＦｅ系金属材に比べて
ｉｌｊｔｍ粍性が劣るので、その表面に窒化処理やイオ
ン注入などを施してＡｌＮやＴｉＣ等のセラミック皮膜
を形成し、耐牽耗性を付与するようにしている。
しかしながら、これまでのセラミック皮膜の形成方法で
は、皮膜を構成するセラミック成分の量を制御してその
皮膜を所望の厚さと特性を有するものに形成することが
困難であり、十分な耐牽耗性を発揮するセラミック皮膜
を安価に形成することができないのが実状である。たと
えば、イオン注入法による場合には、注入できるセラミ
ック成分の量や深さに限界があるので、充分な耐摩耗性
を発揮するセラミック皮膜を形成することができない。
は、皮膜を構成するセラミック成分の量を制御してその
皮膜を所望の厚さと特性を有するものに形成することが
困難であり、十分な耐牽耗性を発揮するセラミック皮膜
を安価に形成することができないのが実状である。たと
えば、イオン注入法による場合には、注入できるセラミ
ック成分の量や深さに限界があるので、充分な耐摩耗性
を発揮するセラミック皮膜を形成することができない。
この発明は、以上の通りの事情を踏まえてなされたもの
であり、ＡｌまたはＡｌ合金上にセラミック皮膜を形成
するにあたり、その皮膜成分の量を簡便に制御できるよ
うにし、耐鷹耗性に優れた皮膜を安価にかつ容易に形成
できる方法を提供することを目自勺としている。
であり、ＡｌまたはＡｌ合金上にセラミック皮膜を形成
するにあたり、その皮膜成分の量を簡便に制御できるよ
うにし、耐鷹耗性に優れた皮膜を安価にかつ容易に形成
できる方法を提供することを目自勺としている。
（課題を解決するための手段）
この発明は、上記の目的を実現するため、炭化物を形成
しやすい元素、Ａｌおよび炭化水素の混合蒸気をプラズ
マ化学反応させ、Ａｌ合金上にＡｌ−炭化物系複合皮膜
を形成することを特徴とするＡｌ−炭化物系複合皮膜の
形成方法を提供する。
しやすい元素、Ａｌおよび炭化水素の混合蒸気をプラズ
マ化学反応させ、Ａｌ合金上にＡｌ−炭化物系複合皮膜
を形成することを特徴とするＡｌ−炭化物系複合皮膜の
形成方法を提供する。
この発明の方法においては、ＡｌまたはＡｌ合金の耐摩
耗性を向上させる皮膜として、炭化物を形成しやすい元
素の蒸気、Ａｔ蒸気および炭化水素ガスからなる混合蒸
気をプラズマ化学反応させ、Ａｌと炭化物とからなる複
合皮膜を形成する。
耗性を向上させる皮膜として、炭化物を形成しやすい元
素の蒸気、Ａｔ蒸気および炭化水素ガスからなる混合蒸
気をプラズマ化学反応させ、Ａｌと炭化物とからなる複
合皮膜を形成する。
この場合、炭化物を形成しやすい元素としては、その炭
化物が高い硬度を有するものを使用する。
化物が高い硬度を有するものを使用する。
このような元素としては、Ｔｉ等のＩＶ、ａ族元素、Ｖ
等のｖａ族元素、Ｃｒ 、 Ｍ ｏ等のＶｌ ａ族元素
、ＳｉあるいはＢを使用することができ、これらはいず
れか一種を使用しても複数種を混合便用してもよい。
等のｖａ族元素、Ｃｒ 、 Ｍ ｏ等のＶｌ ａ族元素
、ＳｉあるいはＢを使用することができ、これらはいず
れか一種を使用しても複数種を混合便用してもよい。
一方、Ａｌは、それ自体は炭化物を形成し難いが、上記
の炭化物と複合皮膜を形成し、それにより基材であるＡ
ｌ合金とその上に形成する皮膜との間に脆い中間層が生
成するのを防止し、皮膜と基材との密着性を向上させる
ものとして使用する。
の炭化物と複合皮膜を形成し、それにより基材であるＡ
ｌ合金とその上に形成する皮膜との間に脆い中間層が生
成するのを防止し、皮膜と基材との密着性を向上させる
ものとして使用する。
これにより、優れた耐摩耗性皮膜を所望の厚さに形成す
ることができる。
ることができる。
このＡｌや炭化物を形成しやすい元素を蒸気とする方法
には特に制限はなく、プラズマ化学反応を行う反応装置
等に応じて、抵抗加熱、高周波加熱、電子ビーム加熱等
を行えばよい。またこれらの蒸気を混合状態とするに際
しては、Ａｌとの炭化物を形成しやすい元素を別個に蒸
発させて混合してもよく、Ａｌ−Ｔｉ合金のような合金
をＭｕさせるようにしてもよい。
には特に制限はなく、プラズマ化学反応を行う反応装置
等に応じて、抵抗加熱、高周波加熱、電子ビーム加熱等
を行えばよい。またこれらの蒸気を混合状態とするに際
しては、Ａｌとの炭化物を形成しやすい元素を別個に蒸
発させて混合してもよく、Ａｌ−Ｔｉ合金のような合金
をＭｕさせるようにしてもよい。
混合蒸気の成分とする炭化水素としては、プラズマ中で
炭素と水素とに分解するものであれば、その種類に特段
の制限はないが、容易に分解し、安価に入手できるもの
が好ましい。このような炭化水素としては、アセチレン
、エチレン、メタン等の低級炭化水素を例示することが
できる。
炭素と水素とに分解するものであれば、その種類に特段
の制限はないが、容易に分解し、安価に入手できるもの
が好ましい。このような炭化水素としては、アセチレン
、エチレン、メタン等の低級炭化水素を例示することが
できる。
混合蒸気をプラズマ化学反応させる方法としては、熱電
子放出形、二極放電形、磁場収束形、無電極放電形等の
公知のプラズマ発生法を任意に採用し、イオンブレーテ
ィング法等の適宜な方法を採用することができる。その
際、反応の活性化あるいはイオン化の促進を図り、皮膜
組織を微細化し、皮膜硬度が向上するように条件を設定
することが好ましい。例えば、直流電界バイアス方式に
よるイオンブレーティング法を利用する場合には、プロ
ーブ電極に３０〜１５０ Ｖの正のバイアス電圧を印加
するのが好ましい。また、コーティング温度は、組織の
粗大化による硬度の低下を防止するため、２００℃以下
とするのが好ましい。
子放出形、二極放電形、磁場収束形、無電極放電形等の
公知のプラズマ発生法を任意に採用し、イオンブレーテ
ィング法等の適宜な方法を採用することができる。その
際、反応の活性化あるいはイオン化の促進を図り、皮膜
組織を微細化し、皮膜硬度が向上するように条件を設定
することが好ましい。例えば、直流電界バイアス方式に
よるイオンブレーティング法を利用する場合には、プロ
ーブ電極に３０〜１５０ Ｖの正のバイアス電圧を印加
するのが好ましい。また、コーティング温度は、組織の
粗大化による硬度の低下を防止するため、２００℃以下
とするのが好ましい。
以下、この発明を実施例に基づいて具内的に説明する。
（実施例）
７ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ のアセチレンガス中でＡ
ｌ−３０％Ｔｉ合金を蒸発源としてイオンブレーティン
グ法によりＡｌ合金に皮膜を形成した。
ｌ−３０％Ｔｉ合金を蒸発源としてイオンブレーティン
グ法によりＡｌ合金に皮膜を形成した。
この場合、まずイオンブレーティング装置内を排気し、
Ａｌ−３０％Ｔｉ合金を電子ビームにより溶解蒸発させ
、次にアセチレンガスを装置内に導入し、Ｔｉのみにプ
ラズマ化学反応を起こさせた。その際、混合蒸気の気体
粒子のイオン化を促進させて反応の活性化と皮膜組繊の
微細１ヒを図るために、蒸発源の真上にプローブ電極を
置き、その、グローブ電極に５０Ｖの正の直流バイアス
電圧を印加した。また、コーティング温度は２００℃と
した。
Ａｌ−３０％Ｔｉ合金を電子ビームにより溶解蒸発させ
、次にアセチレンガスを装置内に導入し、Ｔｉのみにプ
ラズマ化学反応を起こさせた。その際、混合蒸気の気体
粒子のイオン化を促進させて反応の活性化と皮膜組繊の
微細１ヒを図るために、蒸発源の真上にプローブ電極を
置き、その、グローブ電極に５０Ｖの正の直流バイアス
電圧を印加した。また、コーティング温度は２００℃と
した。
得られた皮膜についてＥＰＭＡによる組成分析を行なっ
たところ、Ｔｉ：Ｃ：Ａｔの原子比は３１：５５：１４
であった。また、Ｘ線回折分析を行ない、第１図に示し
たような回折結果を得た。
たところ、Ｔｉ：Ｃ：Ａｔの原子比は３１：５５：１４
であった。また、Ｘ線回折分析を行ない、第１図に示し
たような回折結果を得た。
これにより、得られた皮膜は、Ａｌと
Ｔ ｉ Ｃとの複合皮膜であることが確認できた。
また、硬度を測定したところ、ビッカース高度で１５０
０と高い値を示した。
０と高い値を示した。
（発明の効果）
この発明によれば、ＡｌＬ合金上に、
Ａｌ＝炭化物系複合皮膜をその皮膜成分を所、￥Ｉ！２
量に制御しつつ簡便に形成することができるので、耐摩
耗性に優れた皮膜を安価にかつ容易に製造することが可
能となる。
量に制御しつつ簡便に形成することができるので、耐摩
耗性に優れた皮膜を安価にかつ容易に製造することが可
能となる。
第１図は、この発明の実施例の皮膜のＸ線回折パターン
である。 第 ２ｅ （Ｃｕ 一
である。 第 ２ｅ （Ｃｕ 一
Claims (3)
- （１）炭化物を形成しやすい元素、Ａｌおよび炭化水素
の混合蒸気をプラズマ化学反応させ、Ａｌ合金上にＡｌ
−炭化物系複合皮膜を形成することを特徴とするＡｌ−
炭化物系複合皮膜の形成方法。 - （２）炭化物を形成しやすい元素として、IVａ族元素、
Ｖａ族元素、VIａ族元素、ＳｉおよびＢの少なくとも一
種を使用する請求項（１）記載のＡｌ−炭化物系複合皮
膜の形成方法。 - （３）炭化水素として、低級炭化水素を使用する請求項
（１）記載のＡｌ−炭化物系複合皮膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32773188A JPH02173266A (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | Ａ１―炭化物系複合皮膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32773188A JPH02173266A (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | Ａ１―炭化物系複合皮膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02173266A true JPH02173266A (ja) | 1990-07-04 |
Family
ID=18202357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32773188A Pending JPH02173266A (ja) | 1988-12-27 | 1988-12-27 | Ａ１―炭化物系複合皮膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02173266A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001234363A (ja) * | 2000-02-28 | 2001-08-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 複合被膜およびその被覆摺動部品 |
| CN106492863A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-03-15 | 合肥工业大学 | 利用冷等离子体制备非贵金属碳化钼催化剂的方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5295580A (en) * | 1976-02-09 | 1977-08-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Treatment of metal surface |
-
1988
- 1988-12-27 JP JP32773188A patent/JPH02173266A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5295580A (en) * | 1976-02-09 | 1977-08-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Treatment of metal surface |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001234363A (ja) * | 2000-02-28 | 2001-08-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 複合被膜およびその被覆摺動部品 |
| CN106492863A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-03-15 | 合肥工业大学 | 利用冷等离子体制备非贵金属碳化钼催化剂的方法 |
| CN106492863B (zh) * | 2016-10-31 | 2019-03-08 | 合肥工业大学 | 利用冷等离子体制备非贵金属碳化钼催化剂的方法 |
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