JPH03120358A - アーク放電によって部品をコーチングする装置及び方法 - Google Patents
アーク放電によって部品をコーチングする装置及び方法Info
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- JPH03120358A JPH03120358A JP2241344A JP24134490A JPH03120358A JP H03120358 A JPH03120358 A JP H03120358A JP 2241344 A JP2241344 A JP 2241344A JP 24134490 A JP24134490 A JP 24134490A JP H03120358 A JPH03120358 A JP H03120358A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
- C23C14/541—Heating or cooling of the substrates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
- C23C14/325—Electric arc evaporation
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- Coating By Spraying Or Casting (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明はアーク放電によって部品をコーチングする装置
及び方法に関する。
及び方法に関する。
(従来の技術)
従来の方法においては、一般に、先ず真空を作り、次に
、部品を、アーク放電による陰極物質の高エネルギーイ
オン衝撃によって加熱し、そして陰極物質による所要の
厚さのフィルムを部品にコーチングするものであった。
、部品を、アーク放電による陰極物質の高エネルギーイ
オン衝撃によって加熱し、そして陰極物質による所要の
厚さのフィルムを部品にコーチングするものであった。
従来の技術におけるイオン衝撃法は、アーク放電によっ
て真空コーチングされたフィルムに多(の問題点がある
。
て真空コーチングされたフィルムに多(の問題点がある
。
(発明が解決しようとする問題点)
真空中で陽極からの電子によってTi陰極からTiイオ
ン及びTi滴を叩きだす所の、鋳造部品、道具類、時計
類のケース、装身具等の部品をコーチングする方法は周
知である。Tiイオン及びTi滴は蒸発し、高バイアス
電圧(約DC100OV)によって加速される。このT
iイオン及びTi滴は部品にその熱エネルギーを与えで
、部品の表面を加熱する。
ン及びTi滴を叩きだす所の、鋳造部品、道具類、時計
類のケース、装身具等の部品をコーチングする方法は周
知である。Tiイオン及びTi滴は蒸発し、高バイアス
電圧(約DC100OV)によって加速される。このT
iイオン及びTi滴は部品にその熱エネルギーを与えで
、部品の表面を加熱する。
このメカニズムは、支持体を加熱することである。しか
しながら、これらのイオン及び滴は、表面上に移動する
だけで、表面に弱く付着するに過ぎない、最初に、衝突
した点における冷たい表面への滴のごとき比較的大きい
粒子は、表面に沈着することはできる。表面をさらに加
熱している間に、粒子の近傍にイオンが沈着すると、こ
れらのイオンは、一部は最初に沈着した粒子の下に移動
して粒子を外の方に押しやり、粒子の下に空間が形成さ
れ、コーチングが妨害されることが発見された。この方
法もまた、最初は、密度の限られたそしてくさび形の沈
着の粗いコーチングで、粗い凹凸した表面しか得られな
い。異なった構造のコーチングを積み重ねることによっ
ては、必要な固さのコーチングは達成されない、そして
、下層のコーチングによって剥脱が可能である。その上
、さらに加熱する場合は、最初のコーチングの上に稠密
なコーチングが沈着するけれども、それは最初の沈着の
凹凸を再現するだけのものである。
しながら、これらのイオン及び滴は、表面上に移動する
だけで、表面に弱く付着するに過ぎない、最初に、衝突
した点における冷たい表面への滴のごとき比較的大きい
粒子は、表面に沈着することはできる。表面をさらに加
熱している間に、粒子の近傍にイオンが沈着すると、こ
れらのイオンは、一部は最初に沈着した粒子の下に移動
して粒子を外の方に押しやり、粒子の下に空間が形成さ
れ、コーチングが妨害されることが発見された。この方
法もまた、最初は、密度の限られたそしてくさび形の沈
着の粗いコーチングで、粗い凹凸した表面しか得られな
い。異なった構造のコーチングを積み重ねることによっ
ては、必要な固さのコーチングは達成されない、そして
、下層のコーチングによって剥脱が可能である。その上
、さらに加熱する場合は、最初のコーチングの上に稠密
なコーチングが沈着するけれども、それは最初の沈着の
凹凸を再現するだけのものである。
本発明の目的は、均一な表面と良好な固着性を有する平
滑で稠密な固いコーチングを得ることのできるコーチン
グ装置及び方法を提供することにある。
滑で稠密な固いコーチングを得ることのできるコーチン
グ装置及び方法を提供することにある。
(問題点を解決するための手段)
本願発明者は、この目的達成のため鋭意研究の結果、本
発明のアーク放電によって部品をコーチングする装置及
び方法を発明するに到った。
発明のアーク放電によって部品をコーチングする装置及
び方法を発明するに到った。
本発明に依れば、この問題点は、上記の装置において真
空室中に加熱設備を設けることによって解決される。か
くして、コーチングのための放電を行う前に、上記の不
利な点及びコーチングエラーを避けながら、稠密平滑な
表面コーチングが得られるように、部品を所望の温度に
加熱する0本発明のコーチング方法に依れば、アーク放
電の前に、部品を、陰極物質の融点の0.3〜0.5の
範囲の温度に加熱する。この範囲の温度において、薄い
柱を持った柱状コーチングが生成され、極めて僅かの粗
さを持った表面を有する高い密度のコーチングが得られ
ることが判った。
空室中に加熱設備を設けることによって解決される。か
くして、コーチングのための放電を行う前に、上記の不
利な点及びコーチングエラーを避けながら、稠密平滑な
表面コーチングが得られるように、部品を所望の温度に
加熱する0本発明のコーチング方法に依れば、アーク放
電の前に、部品を、陰極物質の融点の0.3〜0.5の
範囲の温度に加熱する。この範囲の温度において、薄い
柱を持った柱状コーチングが生成され、極めて僅かの粗
さを持った表面を有する高い密度のコーチングが得られ
ることが判った。
好ましい態様においては、この加熱設備は放熱器、又は
エミッターである。それは、放熱器乃至エミッターは発
生した熱を最も有効に部品に伝熱するからである。加熱
設備は鞘に入った管状加熱器であることができる。目的
は部品を加熱することであるので、温度は真空室の外側
の方に低下するが、本発明に依れば、加熱設備と真空室
の壁との間に加熱設備から壁への温度低下手段が設けら
れている。温度低下手段は、特に磨かれた高級ステンレ
ススチールから作られた反射板である。その結果、放射
熱が真空室の内部の中に反射して行く0本発明に依れば
、真空室には加熱設備の電源に接続した熱電対があり、
アーク放電の前に、部品は陰極物質の融点の0.3〜0
.5の範囲の温度に加熱される。その結果、後のコーチ
ング過程の場合においても、温度は過度に高くならない
、温度が過度に高くなると、個々の結晶によって不規則
な表面コーチングが形成される。
エミッターである。それは、放熱器乃至エミッターは発
生した熱を最も有効に部品に伝熱するからである。加熱
設備は鞘に入った管状加熱器であることができる。目的
は部品を加熱することであるので、温度は真空室の外側
の方に低下するが、本発明に依れば、加熱設備と真空室
の壁との間に加熱設備から壁への温度低下手段が設けら
れている。温度低下手段は、特に磨かれた高級ステンレ
ススチールから作られた反射板である。その結果、放射
熱が真空室の内部の中に反射して行く0本発明に依れば
、真空室には加熱設備の電源に接続した熱電対があり、
アーク放電の前に、部品は陰極物質の融点の0.3〜0
.5の範囲の温度に加熱される。その結果、後のコーチ
ング過程の場合においても、温度は過度に高くならない
、温度が過度に高くなると、個々の結晶によって不規則
な表面コーチングが形成される。
本発明の装置自体は、真空室の内部が、真空を生ずる真
空ポンプに通ずるバルブで結合された周知のBlsの構
造である。真空室の外壁は二重壁の態様で構成され、壁
と壁の間の空隙を冷却液が循環し、外部の熱交換器によ
って冷却される。
空ポンプに通ずるバルブで結合された周知のBlsの構
造である。真空室の外壁は二重壁の態様で構成され、壁
と壁の間の空隙を冷却液が循環し、外部の熱交換器によ
って冷却される。
本発明の方法に依れば、物品の温度はコーチング期間中
一定に制御される。
一定に制御される。
(実施例)
本発明の実施例として、−具体例について図面によって
説明する。但し、本発明は実施例によって限定されるも
のではない。
説明する。但し、本発明は実施例によって限定されるも
のではない。
真空中においてアーク放電によって部品をコーチングす
る本発明の装置は、真空室1から成り、真空導管2及び
バルブ3で真空ポンプ4に連結されている。真空室1は
円筒形で、円筒形の壁6を有している。真空室のトップ
は、蓋(図には示されていない)で、空密にシールされ
ている。
る本発明の装置は、真空室1から成り、真空導管2及び
バルブ3で真空ポンプ4に連結されている。真空室1は
円筒形で、円筒形の壁6を有している。真空室のトップ
は、蓋(図には示されていない)で、空密にシールされ
ている。
真空室lの壁6には、内側が陰極7で周囲が陽極8から
構成された中心対称性の電極が設けられており、電極は
電源に接続されている。数個の電極が列をなし、好まし
くは、3列以上の縦に並んだ電極の列が設けられている
。電極の列と列との間には、鞘に入った形状の管状加熱
器9が設けられている。加熱器は接続線10によって電
源に接続されている。
構成された中心対称性の電極が設けられており、電極は
電源に接続されている。数個の電極が列をなし、好まし
くは、3列以上の縦に並んだ電極の列が設けられている
。電極の列と列との間には、鞘に入った形状の管状加熱
器9が設けられている。加熱器は接続線10によって電
源に接続されている。
真空室の壁6は、好ましくは、2個の壁11.12から
成り、これらの壁と壁との間にはギャブがあり、その中
に循環ポンプによって循環し熱交換器を通る冷却水13
が容れられている。壁12と加熱器9との間には、好ま
しくは、磨かれたステンレススチール製の反射板14.
1G、I7が設けられている。これらの反射板は1.加
熱器9の放射熱を真空室1の内側に向かって反射し、室
壁12の方への熱を減少する0反射板16及び17は、
反射板14に固定されたビン18に取り付けられ、その
間に置かれたスペーサー19によって間隔を保っている
。
成り、これらの壁と壁との間にはギャブがあり、その中
に循環ポンプによって循環し熱交換器を通る冷却水13
が容れられている。壁12と加熱器9との間には、好ま
しくは、磨かれたステンレススチール製の反射板14.
1G、I7が設けられている。これらの反射板は1.加
熱器9の放射熱を真空室1の内側に向かって反射し、室
壁12の方への熱を減少する0反射板16及び17は、
反射板14に固定されたビン18に取り付けられ、その
間に置かれたスペーサー19によって間隔を保っている
。
鋳造部品、道具類、時計のケース、飾身具のごとき、コ
ーチングすべき部品を真空室1に入れ、ホルダー(図に
は示されていない)によって固定し、好ましくは、円筒
形真空室1の対称軸に置いて、軸の周りを回転可能にす
る。ホルダーは、特に、遊星歯車を持った遊星ホルダー
のごとき構造に作ることができ、中心の旋回ビンの周り
にさらに旋回ビンを設置することができ、部品はこれに
よって保持され、周りの旋回ビン、並びに中心の旋回ビ
ンの周りを回転する。この機構自体は周知であり、ここ
に詳細に記載する必要はない。
ーチングすべき部品を真空室1に入れ、ホルダー(図に
は示されていない)によって固定し、好ましくは、円筒
形真空室1の対称軸に置いて、軸の周りを回転可能にす
る。ホルダーは、特に、遊星歯車を持った遊星ホルダー
のごとき構造に作ることができ、中心の旋回ビンの周り
にさらに旋回ビンを設置することができ、部品はこれに
よって保持され、周りの旋回ビン、並びに中心の旋回ビ
ンの周りを回転する。この機構自体は周知であり、ここ
に詳細に記載する必要はない。
この陰極は、特に、Ti又はTi−Nコーチング用のチ
タン陰極である。
タン陰極である。
先ず、コーチングすべき部品を真空室1の中に入れ、例
えばホルダーに吊り下げる0次に、真空室1を空密にシ
ールし、真空ポンプ4によって真空にする。加熱器9を
、熱を発するに到るまで加熱する。か(して、部品は、
コーチング物!(ここではチタン)の融点の0.3〜0
.5の範囲の所望の温度にまで加熱される。例えば、チ
タンコーチングの場合は、800°K (530℃)、
この温度は次のコーチング工程の間一定に保たれる。
えばホルダーに吊り下げる0次に、真空室1を空密にシ
ールし、真空ポンプ4によって真空にする。加熱器9を
、熱を発するに到るまで加熱する。か(して、部品は、
コーチング物!(ここではチタン)の融点の0.3〜0
.5の範囲の所望の温度にまで加熱される。例えば、チ
タンコーチングの場合は、800°K (530℃)、
この温度は次のコーチング工程の間一定に保たれる。
次に、電極7.8に、好ましくは、D、C,20〜40
ボルトの範囲の電圧を加えて、コーチングを行う、これ
によって、50〜BOAのアーク放電電流でガス放射が
起こる。かくして、Ti−イオン及びTi−滴が陰極か
ら蒸発し、真空のため、比較的長い自由路程の長さを有
し、部品の上に蒸着することができる。コーチング物質
の融点の0.3〜0、5の範囲の温度に予め加熱する本
発明の方法に依って、極めて僅かの荒さの実質的に滑ら
かな表面と90%以上の高い物質密度を有する稠密な円
柱状の結晶構造のコーチング物質が得られる(第4図の
2の部分及び第5図のb)、しかし、少なくとも最初は
低温コーチングを行う従来の技術では、密度の低い面の
フィルムが得られる(第4図の1の部分及び第5図のa
)。もし温度制御を行わないでコーチングが過度の温度
で為される場合は、第4図の3の部分又は第5図のCに
連続転移があって、柱状構造が消失し、その代わり固体
構造が得られる。
ボルトの範囲の電圧を加えて、コーチングを行う、これ
によって、50〜BOAのアーク放電電流でガス放射が
起こる。かくして、Ti−イオン及びTi−滴が陰極か
ら蒸発し、真空のため、比較的長い自由路程の長さを有
し、部品の上に蒸着することができる。コーチング物質
の融点の0.3〜0、5の範囲の温度に予め加熱する本
発明の方法に依って、極めて僅かの荒さの実質的に滑ら
かな表面と90%以上の高い物質密度を有する稠密な円
柱状の結晶構造のコーチング物質が得られる(第4図の
2の部分及び第5図のb)、しかし、少なくとも最初は
低温コーチングを行う従来の技術では、密度の低い面の
フィルムが得られる(第4図の1の部分及び第5図のa
)。もし温度制御を行わないでコーチングが過度の温度
で為される場合は、第4図の3の部分又は第5図のCに
連続転移があって、柱状構造が消失し、その代わり固体
構造が得られる。
第1図は、本発明の一具体例の説明図である。
第2図は、第1図の■−Hの横断面図である。
第3図は、第1図の■〜■の縦断面図である。。
第1〜3図において、
1 真空室、 2 真空導管、
3 バルブ、 4 真空ポンプ、6 真空室壁
(壁11と12から成る)、7 陰極、 8
陽極、 9 加熱器、 10 加熱器の接続線、11
真空室の壁、 12 真空室の壁、13 冷却水、
14 反射板、 16 反射板、 17 反射板、18 ピン、
19 スペーサーである。 第4図は、支持体の温度の作用によるコーチングの構造
を示す図である。 第5図は、第4図のコーチング構造の縦断面図である。
(壁11と12から成る)、7 陰極、 8
陽極、 9 加熱器、 10 加熱器の接続線、11
真空室の壁、 12 真空室の壁、13 冷却水、
14 反射板、 16 反射板、 17 反射板、18 ピン、
19 スペーサーである。 第4図は、支持体の温度の作用によるコーチングの構造
を示す図である。 第5図は、第4図のコーチング構造の縦断面図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)真空室1とその中に設けられた少なくとも一対の電
極から成り、該真空室中に加熱設備9を設けたことを特
徴とするアーク放電によって部品をコーチングする装置 2)加熱設備9は放熱器であることを特徴とする第1項
の装置。 3)加熱設備9は管状放熱器であることを特徴とする第
1項又は第2項の装置。 4)加熱設備9と真空室1の壁12との間に、加熱設備
9から壁12へ温度を低下する手段が置かれていること
を特徴とする第1項〜第3項の装置。 5)該温度低下手段は反射板14、16、17であるこ
とを特徴とする第4項の装置。 6)該反射板は磨かれた特殊鋼(ステンレススチール)
で作られたものであることを特徴とする第5項の装置。 7)該反射板は数枚宛がスペーサー18、19によって
相前後して間隔を置いて保持されていることを特徴とす
る第5項又は第6項の装置。 8)加熱設備9の熱源に接続したサーモスタットが真空
室1に設けられていることを特徴とする前記各項の装置
。 9)真空を作り、保持された真空において、少なくとも
一つの陰極から、アーク放電によって、陰極物質、陰極
物質イオン、陰極物質の滴を生成して、物品の上に蒸着
させることから成り、該アーク放電を行う前に、該物品
を、陰極物質の融点の0.3〜0.5の範囲の温度に加
熱することを特徴とするアーク放電によって部品をコー
チングする方法。 10)加熱は400〜550℃の温度で行われることを
特徴とする第9項の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3930832.4 | 1989-09-15 | ||
DE3930832A DE3930832A1 (de) | 1989-09-15 | 1989-09-15 | Vorrichtung und verfahren zum beschichten von werkstuecken mittels bogenentladung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03120358A true JPH03120358A (ja) | 1991-05-22 |
Family
ID=6389496
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2241344A Pending JPH03120358A (ja) | 1989-09-15 | 1990-09-13 | アーク放電によって部品をコーチングする装置及び方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5154811A (ja) |
EP (1) | EP0423486B1 (ja) |
JP (1) | JPH03120358A (ja) |
AT (1) | ATE103641T1 (ja) |
DE (2) | DE3930832A1 (ja) |
DK (1) | DK0423486T3 (ja) |
ES (1) | ES2054182T3 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1992014859A1 (de) * | 1991-02-19 | 1992-09-03 | Eifeler Werkzeuge Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur reduzierung von droplets bei der beschichtung von oberflächen mit hartstoffen nach dem pvd-verfahren |
US5441623A (en) * | 1994-01-03 | 1995-08-15 | Industrial Technology Research Institute | Sputtering apparatus for making high temperature superconducting oxide films |
DE4443740B4 (de) * | 1994-12-08 | 2005-09-15 | W. Blösch AG | Vorrichtung zum Beschichten von Substraten |
US6495002B1 (en) * | 2000-04-07 | 2002-12-17 | Hy-Tech Research Corporation | Method and apparatus for depositing ceramic films by vacuum arc deposition |
US20080302653A1 (en) * | 2007-03-29 | 2008-12-11 | Applied Materials Inc. | Method And Device For Producing An Anti-Reflection Or Passivation Layer For Solar Cells |
CN107406973A (zh) * | 2015-01-19 | 2017-11-28 | 欧瑞康表面解决方案股份公司,普费菲孔 | 用于提高热输出的带有特别设计的真空腔 |
CN105780000B (zh) * | 2016-05-10 | 2018-05-22 | 航天材料及工艺研究所 | 一种发动机燃烧室表面复合硅化物涂层的制备方法 |
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Family Cites Families (5)
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