JPH0368752A - 超高真空用アルミニウム系材料の表面処理法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、真空容器、真空部品等に用いて好適な超高真
空用アルミ系材料の加工法に関し、特に上記材料の表面
処理法に関する。

〔従来の技術〕

従来、粒子加速器や高級分析機、半導体製造装置のごと
き超高真空（例えば１Ｏ−ＩＯＴｏｒｒ以下）を必要と
する容器の材料として、アルミニウムを主成分とする材
料が用いられているが、このようなアルミ系材料の表面
には一般に水や油などの汚れを吸蔵した１００〜１ｏｏ
ｏ八程度の厚さの酸化変質層が存在し、これを超高真空
用材料とした場合に、上記の水や油がガスとして放出さ
れるという欠点がある。

そこで、上記アルミ系材料の表面を研削することが考え
られるが、単に旋盤やフライス盤などの工作機械で研削
加工を行なうと、活性の研削面が水分を含む大気と直ち
に反応を起こしたり、研削油で汚れたりして、清浄な表
面を得られないという不都合な点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の不都合な点を解決すべく、アルミ系材料の表面加
工を、空気から遮断して酸素とアルゴンガスとの混合物
の存在下で行なう加工法が提案されているが、この加工
法では被加工物の形状が大きな場合には、これを収容す
るのに大型の密閉空間（建物）が必要となって、コスト
面で極めて不利となるという問題点がある。

本発明は、上述のような従来の表面処理法における問題
点の解決をはかろうとするもので、アルミ系材料をビー
ズ・ブラスト工法により表面処理し、その際に、粉粒状
ビーズを不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスからなる駆
動流体によって加工面に吹き付けることにより、上記ビ
ーズ・ブラスト加工が不活性ガス雰囲気中で行なわれる
ようにした、超高真空用アルミニウム系材料の表面処理
法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、本発明の超高真空用アルミ
ニウム系材料の表面処理法は、アルミニウム金属を主成
分とする超高真空用アルミニウム系材料を、ビーズ・ブ
ラスト工法により研削して表面処理する際に、同材料の
表面に粉粒状ビーズを不活性ガスと酸素ガスとの混合ガ
スからなる駆動流体によって吹き付け研削し、その研削
を受けた上記材料の表面に緻密な酸化アルミニウムの薄
膜を形成することを特徴としている。

〔作　　用〕

上述の本発明の超高真空用アルミニウム系材料の表面処
理法では、ビーズ・ブラスト加工が不活性ガス雰囲気中
で行なわれるから、ビーズによる研削を受けた直後に、
その材料の研削個所の表面に緻密な酸化アルミニウムの
薄膜が形成される。

〔実　施　例〕

以下、図面により本発明の実施例としての超高真空用ア
ルミニウム系材料の表面処理法について説明すると、第
１図は第１実施例における上記材料の表面のビーズ・ブ
ラスト工法を示す説明図、第２図は混合ガスを循環式と
した第２実施例における本発明の表面処理法に用いられ
る装置の系統図である。

第１図において、ブラストノズル１には、駆動流体とし
てのアルゴンガス５〜１０％と酸素ガス９５〜９０％と
の圧縮混合ガス２の供給源４と、研削材としての直径が
１００μ〜３００μのガラスピーズ３の供給源５とが混
合室６を介して接続されて、アルミニウムを主成分とす
る材料（以下、ワークという、）Ｗの表面に向かって、
矢印で示したように、ガラス・ビーム３が混合ガス２と
共に吹き付けられて、ワークＷの表面を研削する。

なお図中の符号７は可撓性のホースを示している。

ワークＷの表面は、ガラス・ビーム２の衝突を受けて研
削されるが、この研削は、駆動流体としてのアルゴンガ
スと酸素ガスとの混合気の雰囲気中で行なわれるため、
ガラス・ビーズ２による研削の直後に、この加工部分に
は混合気の作用で緻密な酸化アルミニウムの薄膜が形成
される。

そして、プラストノズル１あるいはワークＷのいずれか
くまたは両方）を移動させることにより、ワークＷの全
表面の表面処理が行なわれることはいうまでもない。

したがって、従来の場合のように、ワーク全体を収容で
きる気密容器を用いることなく、極めて手軽に超高真空
用アルミ系材料の表面処理が行なえ、特に複雑な形状の
ワークや大形のワークの場合、顕著な効果が期待できる
。

上述の実施例は、混合ガスおよびガラス・ビーズが使い
捨てであるが、第２図は混合ガスおよびガラス・ビーズ
を回収して再使用可能とした装置を示している。

第２図において、透明材を気密に嵌め込まれた窓１１ａ
を有する金属製容器１１の内部で、アルミニウムを主成
分とする材料Ｗのビーズ・ブラスト加工が行なわれるよ
うになっている。

容器ｌｌ内には、ビーズ・ブラスト装置を構成するノズ
ル１２とこのノズル１２に、直径が１００μ〜３００μ
の粉粒状ビーズと、駆動流体としてのアルゴンガス５〜
１０％と酸素ガス９５〜９０％との混合ガスとを供給す
るホース１３とが設けられている。そして、ノズル１２
は、例えばロボット（図示せず）により所望方向に向か
うよう遠隔操作で操作できるよう構成されている。

ホース１３は、容器１１の外部に設けられた混合室１４
に管１４ａで接続され、また混合室１４には、混合ガス
圧縮機１５とビーズ供給機１６とがそれぞれ管１５ａと
１６ａとで接続されている。

一方、容器１１にはその上方に容器１１の内部から使用
ずみ混合気を吸出する管１１ｂが、またその下方には使
用ずみビーズを容器１１の内部から取出す管ｌｉｅとが
設けられて、管１１ｂは再生フィルタ１７と管１７ａと
を介して圧縮ｆｉ１５に接続され、また管１１ｃはビー
ズ再生１ｆｉ８と管１８ａとを介してビーズ供給機１６
に接続されている。

また、ワークＷも、回転自在な取付装置（図示せず）に
取付けられている。

上述の装置を用いた超高真空用アルミニウム系材料の表
面処理では、ノズル１２からワークＷに向けて吹き付け
られるガラス・ビーズと駆動流体とによって、上述の第
１実施例の場合と同様の表面処理が行なわれるほかに、
ワークＷに向けて噴出して使用ずみとなった混合ガスと
ガラス・ビーズとは、それぞれ再生フィルタ１７、ビー
ズ再生１ｔｓおよび混合室１４を介して再びノズル１２
に供給されるので、加工コストを低減することができる
。

そして、上述の工法によってワークＷの表面に形成され
た薄膜層は極めて安定しており、大気中のガスや水分、
油分などと反応を起こすことはほとんどなく、またそれ
らの吸着も極めて僅かなものである。

したがって、上述の表面処理を施された材料は、その加
工完了後、水分の少ない部屋で保管して使用直前に少し
加熱するだけで超高真空材料として使用することができ
る。

このように、本発明の表面処理法で加工されたアルミ系
材料の超高真空特性は著しく優れたものとなり、従来の
超高真空材料の場合のような長時間にわたる真空中での
高温加熱脱ガス処理を必要とせずに、超高真空を実現で
きるものである。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の超高真空用アルミニウム
系材料の表面処理法によれば、次のような効果ないし利
点が得られる。

（１）Ｍ高真空用アルミ系材料の表面処理が、不活性ガ
ス雰囲気中でのビーズ・ブラスト加工により行なわれる
ので、ビーズによる研削が施された直後に、その加工個
所の表面に緻密な酸化アルミニウムの薄膜を形成するこ
とができる。

（２）上記（１）の理由により、ワーク全体を収容でき
る密閉容器を用いることなく表面処理が行なえるので、
超高真空用アルミ系材料の表面処理加工を手軽に行なう
ことができる。

（３）ブラストノズルをワークの表面に沿って移動させ
るだけで超高真空用アルミ系材料の表面処理が行なえる
ので、ワークが複雑な形状の場合でも簡単に表面処理加
工を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例としての超高真空用アルミ
ニウム系材料の表面処理法における上記材料の表面のビ
ーズ・ブラスト工法を示す説明図、第２図は本発明の第
２実施例としての超高真空用アルミニウム系材料の表面
処理法に用いられる装置の系統図である。 １・・・ノズル、２・・・混合気、３・・・ガラス・ビ
ーズ、４・・・圧縮混合ガスの供給源、５・・・ビーズ
供給源、６・・・混合室、１１・・・容器、ＩＺ・・・
ノズル、１３・・・ホース、１４・・・混合室、１５・
・・混合ガス圧縮機、１６・・・ビーズ供給機、１７・
・・再生フィルタ、１８・・・ビーズ再生機、■・・・
ワーク。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アルミニウム金属を主成分とする超高真空用アルミニウ
   ム系材料を、ビーズ・ブラスト工法により研削して表面
   処理する際に、同材料の表面に粉粒状ビーズを不活性ガ
   スと酸素ガスとの混合ガスからなる駆動流体によって吹
   き付け研削し、その研削を受けた上記材料の表面に緻密
   な酸化アルミニウムの薄膜を形成することを特徴とする
   、超高真空用アルミニウム系材料の表面処理法。