JPH0390571A - 表面加工処理方法 - 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） この発明は、表面加工処理方法に関するものである。さ
らに詳しくは、この発明は、母材表面に耐摩耗性を付与
することができるとともに、その表面の摩擦抵抗を低減
させることのできる、回転部材、摺動部材等に有用な表
面加工処理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、金属、合金あるいはセラミックス等からなる
回転部材、摺動部材などについては、その表面に耐久性
を付与することが広く行われてきている０回転、摺動等
の運動により摩耗しやすい部材表面に耐摩耗性を向上さ
せるために、たとえば高硬度の金属、合金または金属化
合物等の皮膜を鍍金あるいは蒸着などにより形成してい
る。

その一方で、たとえばビデオテープレコーダに用いられ
ているヘッドシリンダのような回転部材については、そ
の表面に磁性体を有するテープ表面が、直接、接触走行
することから、様々な表面状態に加工して、テープ走行
時の摩擦抵抗を低減させることが行われてもいる。

しかしながら、このような従来からの回転部材や摺動部
材等の表面に耐摩耗性と低摩擦抵抗性とを合わせて付与
するのは、必ずしも容易ではなく、複雑な表面加工技術
を必要とする場合が多く、また、部材表面に形成させる
耐久性を有する金属、合金または金属化合物等からなる
皮膜の種類やその形成方法などの調整も困難であるのが
実状であった。

この発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたもので
あり、従来の表面処理および加工方法の欠点を解消し、
母材表面に耐摩耗性を付与することができるとともに、
その表面の摩擦抵抗を低減させることのできる、回転部
材、摺動部材等に有用な、新しい表面加工処理方法を提
供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） この発明は、上記の課題を解決するものとして、母材表
面にイオンプレーティングにより金属超薄膜を介して耐
摩耗性を有する金属化合物の柱状微粒子を形成すること
を特徴とする表面加工処理方法を提供する。

この発明においては、母材表面にＴｉ超薄膜を介してＴ
ｉＣ柱状微粒子を形成することを好ましい態様としても
いる。

（作　用） この発明の表面加工処理方法においては、回転部材、摺
動部材等の部材表面に、耐摩耗性を有する金属化合物の
柱状微粒子を形成することによって、母材表面に耐摩耗
性を付与することができるとともに、その表面の摩擦抵
抗を低減させることができる。また、この金属化合物柱
状微粒子を、金属超薄膜を介在させて母材表面に形成す
ることにより、その柱状微粒子の母材表面への密着性が
良好となる。

（実施例） 以下、図面に沿って実施例を示し、この発明の加工処理
方法についてさらに詳しく説明する。

第１図は、この発明の表面加工処理方法による表面状態
を模式的に例示した断面図である。

この第１図に示したように、この発明の表面加工処理方
法においては、母材（１）表面に金属超薄膜（２）を介
して耐摩耗性を有する金属化合物の柱状微粒子（３）を
形成する。

母材（１）表面にこれらの金属超薄膜（２）および金属
化合物柱状微粒子（３）を形成する際には、まず有機溶
剤あるいはアルカリを用いて母材（１）表面を脱脂する
のが好ましい、この後に、イオンプレーティングにより
金属超薄１１ｉ（２＞および金属化合物柱状微粒子（３
）を母材（１）表面に順次形成することができる。

イオンプレーティングの方式については、通常の薄膜形
成時よりも高いガス圧において、実施するのが好ましく
、その際には、直流法、高周波法、イオンビーム法等の
任意の方式を採用することができるが、特に金属超薄膜
（２〉や金属化合物の柱状微粒子（３）をより効果的に
形成させるには高周波法によるイオンプレーティングが
好ましい。

金属超薄膜（２）の金属種についても特に制限はないが
、高硬度で耐食性を有するＴｉ、Ｔａ等を好適なものと
して例示することができる。また、金属化合物柱状微粒
子（３）の種類についても同様に格別の制限はなく、耐
摩耗性を有する金属化合物の適宜なものとする。柱状微
粒子（３）を容易に形成しゃすいＴｉｃ、ＴｉＮ等が好
ましい。

その形状や微粒子間の間隔等については特に制限はない
、母材（１）の表面状態を考慮して、耐摩耗性と摩擦抵
抗とが良好なバランスとなるようにする。

この第１図に模式的に例示したように、母材（１）表面
に金属化合物微粒子（３〉を形成することによって、母
材（１）表面に耐摩耗性を付与するだけでなく、その表
面の摩擦抵抗を低減させることもできるのが、この発明
の大きな特徴である。耐摩耗性を有する金属化合物を薄
膜状とする場合には、母材（１）表面の耐摩耗性を改善
することはできるものの、回転部材、摺動部材等の他の
部材と表面接触する部材においては、かえって、形成す
る金属化合物皮膜が高硬度であるが故に、その表面に接
触する他の部材を摩損させてしまうという欠点がある。

たとえば、磁気テープが表面走行するビデオテープレコ
ーダのヘッドシリンダにおいては、磁気テープが形成し
た金属化合物皮膜によって摩損しやすくなる。

しかしながら、この発明の表面加工処理方法においては
、耐摩耗性を有する金属化合物を柱状の微粒子（３）と
して母材（１）表面に形成することができるため、他の
部材との接触面積を低減させることができ、磁気テープ
などのような硬度の低い部材の摩損を防止することがで
きる。

金属化合物柱状微粒子（３）を母材（１）表面に形成す
る際に金属超薄膜（２）を介在させるのは、この金属超
薄膜（２）により母材（１）に耐久性を付与するととも
に、母材（１〉表面のポーラスな状態を改善し、平坦化
するアンダーコート層とするためでもある。母材（１）
の表面全域、もしくは島状に金属超薄Ｊｌ！（２）を形
成する。

次に、この発明の表面加工処理方法の具体例について説
明する。

回転部材の一例として、ヘッドシリンダを用い、その外
周面を脱脂し、ボンバード処理した後、蒸発源としてＴ
１を用いて、ＡｒガスおよびＣ２Ｈ２ガスを導入し、電
子銃によりＴｉを蒸発させながら高周波イオンプレーテ
ィングによってＴｉ超薄膜およびＴｉＣ柱状微粒子を順
次形成した。

なお、この時のＣ２Ｈ２ガスの導入量は５０８ＣＣＨと
、した。

ヘッドシリンダ表面には、平均で、長外径０．２５μｍ
、短外径０．１５μｍの略楕円断面を有する高さ０．９
μｍのＴｉＣ柱状微粒子が、表面全体にわたって、−様
に形成していることが電子類＠ＳＭにより確認された。

このように表面加工処理したヘッドシリンダの表面抵抗
は良好であり、テープ走行時における磁気テープの摩損
は発生しなかった。

また、摺動部材にも同様にＴｉ超薄膜、ＴｉＣ柱状微粒
子を形成することができる。耐摩耗性を向上させること
ができるとともに、その表面の摩擦抵抗を低減させるこ
とができる。

もちろんこの発明は、以上の例によって限定されるもの
ではない、金属化合物柱状微粒子の形状や大きさ、金属
超薄膜および金属化合物柱状微粒子の種類、また反応ガ
スの導入量、さらにはイオンプレーティングの方式等の
細部については様々な態様が可能であることはいうまで
もない。

（発明の効果〉 以上詳しく説明した通り、この発明によって、母材表面
に耐摩耗性を付与することができるとともに、その表面
の摩擦抵抗をも低減させることができる。この加工処理
は従来法に比べ簡便で、かつ容易となる。

部材表面の加工コストを低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の表面加工処理方法による表面状態
を模式的に例示した断面図である。 １・・・母　材 ２　・・・　金属超薄膜 ３　・・・　金属化合物柱状微粒子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　母材表面にイオンプレーティングにより金属超
   薄膜を介して耐摩耗性を有する金属化合物の柱状微粒子
   を形成することを特徴とする表面加工処理方法。
2. （２）　Ｔｉ超薄膜を介してＴｉＣ柱状微粒子を形成す
   る請求項（１）記載の表面加工処理方法。
3. （３）　高周波イオンプレーティングにより金属超薄膜
   および金属化合物柱状微粒子を形成する請求項（１）記
   載の表面加工処理方法。