JPH04254577A - Vacuum flange - Google Patents

Vacuum flange

Info

Publication number
JPH04254577A
JPH04254577A JP14309991A JP14309991A JPH04254577A JP H04254577 A JPH04254577 A JP H04254577A JP 14309991 A JP14309991 A JP 14309991A JP 14309991 A JP14309991 A JP 14309991A JP H04254577 A JPH04254577 A JP H04254577A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stainless steel
film
weight
flange
alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP14309991A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3183904B2 (en
Inventor
Yoshihiko Murakami
村上嘉彦
Yoshitaka Koyama
小山義位
Yukio Ikuhara
生原幸雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Cement Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Cement Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Cement Co Ltd filed Critical Sumitomo Cement Co Ltd
Priority to JP14309991A priority Critical patent/JP3183904B2/en
Publication of JPH04254577A publication Critical patent/JPH04254577A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3183904B2 publication Critical patent/JP3183904B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J3/00Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
    • B01J3/03Pressure vessels, or vacuum vessels, having closure members or seals specially adapted therefor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

PURPOSE:To develop an Al-alloy flange difficult to scratch and excellent in sealability by forming a nitrided stainless steel film or a hard film of the boride, silicide, etc., of a transition metal on the surface of a vacuum Al flange part to be sealed. CONSTITUTION:A hard film of the nitrided stainless steel having >=10X10<-6>/ deg.C thermal expansion coefficient and obtained by dissolving N by <30wt.% in a stainless steel contg. 10-30wt.% Cr and <30% Ni is formed by ion plating on the surface of an Al-alloy flange part to be sealed. Alternatively, the boride or silicide of a transition metal such as an Nb-B alloy (>87% Nb), a Cn-B alloy (>=78% Cr), an Ni-Si alloy (70-90% Ni), a Co-Si alloy (>70% Co), an Al-Ni alloy (>60% Ni) and an Al-V alloy (>58% V) or an Al alloy is used in place of the nitrogen-solid-solution stainless steel film. An Al alloy flange with the sealed and hardened surface film not scratched even if baking and the detachment and attachment are repeated is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、真空容器に必要とする
アルミニウム合金フランジに関し、特に、そのシ−ル面
に、ステンレス鋼合金膜或いはステンレス鋼窒化膜の硬
質表面層、特に、熱膨張係数が10×10−6/℃以上
、好ましくは12×10−6/℃以上のステンレス鋼合
金膜或いはステンレス鋼窒化膜の硬質表面層を被覆した
真空用フランジに関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to an aluminum alloy flange required for a vacuum vessel, and in particular, the sealing surface thereof is coated with a hard surface layer of a stainless steel alloy film or a stainless steel nitride film, in particular, a hard surface layer with a coefficient of thermal expansion. The present invention relates to a vacuum flange coated with a hard surface layer of a stainless steel alloy film or a stainless steel nitride film having a temperature of 10 x 10-6/°C or higher, preferably 12 x 10-6/°C or higher.

【0002】0002

【従来の技術】従来、真空機器用の素材としては、主に
ステンレス鋼が用いられているが、近年、加速器、及び
半導体関係を中心に、装置の大型化、真空化が進んでい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, stainless steel has been mainly used as a material for vacuum equipment, but in recent years, equipment has become larger and more vacuum-oriented, mainly in the areas of accelerators and semiconductors.

【0003】ステンレス鋼の真空容器は、耐食性や機械
的強度にすぐれている一方、重量が大きく、また真空用
素材として限界がある。また、粒子加速器に用いた場合
、かなりの残留放射能を有するという問題が見られる。 これに対して、アルミニウム合金の真空容器は、重量が
軽く、到達真空度がステンレス鋼よりも高く、真空用容
器として注目されている。しかも、加速器として用いた
場合、残留放射能の減衰率が、ステンレス鋼の場合より
1桁低いと言う長所が見られる。
Although stainless steel vacuum containers have excellent corrosion resistance and mechanical strength, they are heavy and have limitations as a material for vacuum use. Furthermore, when used in a particle accelerator, there is a problem in that it has considerable residual radioactivity. On the other hand, aluminum alloy vacuum containers are attracting attention as vacuum containers because they are lighter in weight and have a higher degree of vacuum than stainless steel. Furthermore, when used as an accelerator, it has the advantage that the decay rate of residual radioactivity is one order of magnitude lower than that of stainless steel.

【0004】然し乍ら、アルミニウム合金には、軟らか
いという大きな欠点があり、ハンドリング時に傷つきや
すく、特にフランジのシ−ル面に傷が付くと、シ−ル性
能に直接悪影響を及ぼすことになる。そこで、現在では
、窒化チタン、窒化クロム、炭化チタン等の硬質被膜を
コ−ティングすることにより、そのシ−ル面を保護して
いる。然し乍ら、アルミニウム合金は、熱膨張係数が非
常に高く、融点が低いために、良質な硬質被膜を密着性
良くコ−ティングすることが非常に困難である。更に、
これらの硬質被膜は硬度が高いが、靭性が低いために、
フランジのベ−キングや脱着を繰り返すと、硬質被膜に
クラックや剥離が生じ易くなって、ハンドリング時に傷
が付き易くなったり、シ−ル性能の信頼性、耐久性が悪
くなってしまうために、アルミニウム合金の真空機器の
市場拡大に大きな支障となっている。
[0004] However, aluminum alloys have a major drawback of being soft and are easily damaged during handling. In particular, if the sealing surface of the flange is scratched, this will directly adversely affect the sealing performance. Therefore, at present, the sealing surface is protected by coating with a hard film of titanium nitride, chromium nitride, titanium carbide, or the like. However, since aluminum alloy has a very high coefficient of thermal expansion and a low melting point, it is very difficult to coat it with a high-quality hard film with good adhesion. Furthermore,
These hard coatings have high hardness but low toughness, so
Repeated baking and attachment/detachment of the flange can easily cause cracks and peeling in the hard coating, making it more likely to get scratched during handling, and reducing the reliability and durability of the sealing performance. This is a major hindrance to the expansion of the market for aluminum alloy vacuum equipment.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明者らは
、前記のように、従来不具合とされていたフランジのシ
−ル面の硬質化の実験を重ねて、鋭意検討した結果、フ
ランジの表面、特に、シ−ル面の硬質化膜として、ステ
ンレス鋼合金膜或いはステンレス鋼窒化膜の熱膨張係数
が10×10−6/℃以上、好ましくは12×10−6
/℃以上の硬質表面膜を被覆することが、非常に有効で
あることを見出し、その知見に基づいて本発明を完成す
るに到った。従って、本発明は、重量が軽く、到達真空
度が高く、且つ、従来より耐食性が高く、ハンドリング
時において、表面特にシ−ル面に傷が付き難く、繰り返
しベ−キング、繰り返し脱着使用でも劣化が少ない真空
用フランジを提供することを目的にする。
[Problems to be Solved by the Invention] Therefore, as mentioned above, the inventors of the present invention have repeatedly conducted experiments on hardening the sealing surface of the flange, which has been considered a problem in the past, and as a result of intensive study, As a hardened film on the surface, especially the sealing surface, a stainless steel alloy film or a stainless steel nitride film has a coefficient of thermal expansion of 10 x 10-6/°C or more, preferably 12 x 10-6
It has been found that coating with a hard surface film having a temperature of /°C or higher is very effective, and the present invention has been completed based on this knowledge. Therefore, the present invention is light in weight, has a high ultimate vacuum, has higher corrosion resistance than conventional products, is less likely to be scratched on the surface especially the sealing surface during handling, and does not deteriorate even with repeated baking and repeated attachment/detachment. The purpose is to provide a vacuum flange with less.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の技術的
な課題の解決のために、アルミニウム合金フランジのシ
−ル面にステンレス鋼合金膜の硬質表面膜或いは熱膨張
係数が10×10−6/℃以上、好ましくは12×10
−6/℃以上の硬質表面膜を形成されたことを特徴とす
る真空用フランジを提供する。そして、前記アルミニウ
ム合金フランジのシ−ル面に、前記硬質表面膜をイオン
プレ−テイング或いはスパッタリング処理により、形成
した真空用フランジが好適である。また、Cr  10
〜30重量%、Ni  30重量%以下、C  5重量
%以下、Fe  残り及び不可避不純物の組成のステン
レス鋼合金組成或いは、それに窒素を30重量%以下固
溶させたステンレス鋼窒化膜、或いは、Nb或いはCr
ホウ化物、Ni或いはCoの珪化物或いは、Ni、V或
いはTiとのAl合金を前記硬質表面膜とするフランジ
が好適である。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above technical problems, the present invention provides a hard surface film of a stainless steel alloy film on the sealing surface of an aluminum alloy flange or a hard surface film with a thermal expansion coefficient of 10×10. -6/℃ or higher, preferably 12×10
A vacuum flange is provided, characterized in that a hard surface film of -6/°C or higher is formed. A vacuum flange in which the hard surface film is formed on the sealing surface of the aluminum alloy flange by ion plating or sputtering is preferable. Also, Cr 10
~30% by weight, Ni 30% by weight or less, C 5% by weight or less, Fe remaining and unavoidable impurities, or a stainless steel nitride film in which nitrogen is dissolved in a solid solution of 30% by weight or less, or Nb Or Cr
A flange in which the hard surface film is made of a boride, a silicide of Ni or Co, or an Al alloy with Ni, V or Ti is suitable.

【0007】[0007]

【作用】本発明によると、アルミニウム合金製フランジ
のシ−ル面に、ステンレス鋼合金或いは熱膨張係数が1
0×10−6/℃以上、好ましくは12×10−6/℃
以上の硬質表面膜特に、Nb或いはCrのホウ化物、N
i或いはCoの珪化物、或いはNi、V、或いはTiと
のAl合金をイオンプレ−テイング或いはスパッタリン
グ処理により、形成した硬質表面膜を被覆した真空用フ
ランジは、ハンドリング時においても傷つき難く、耐食
性が高く、ベ−キング及び脱着を繰り返しても、そのシ
−ル面に剥離、クラックが生じ難いものである。
[Operation] According to the present invention, the sealing surface of the aluminum alloy flange is made of stainless steel alloy or has a thermal expansion coefficient of 1.
0x10-6/°C or more, preferably 12x10-6/°C
The above hard surface films are made of borides of Nb or Cr, N
Vacuum flanges coated with a hard surface film formed by ion plating or sputtering of silicides of i or Co, or Al alloys with Ni, V, or Ti are resistant to scratches during handling and have high corrosion resistance. Even after repeated baking and desorption, peeling and cracking are unlikely to occur on the sealing surface.

【0008】即ち、Cr  10〜30重量%、Ni 
 30重量%以下、C  5重量%以下、Fe  残り
及び不可避不純物の組成のステンレス鋼合金組成或いは
、それに窒素を最大30重量%まで固溶させたステンレ
ス鋼窒化膜或いはNb或いはCrのホウ化物、Ni或い
はCoの珪化物、或いはNi、V、或いはTiとのAl
合金を、アルミニウム合金のフランジの硬質表面膜とす
ることにより、有効な真空用フランジが提供された。
That is, 10 to 30% by weight of Cr, Ni
Stainless steel alloy composition with a composition of 30% by weight or less, C 5% by weight or less, Fe remaining and unavoidable impurities, or a stainless steel nitride film with nitrogen dissolved in it as a solid solution up to 30% by weight, boride of Nb or Cr, Ni or Co silicide, or Al with Ni, V, or Ti
An effective vacuum flange was provided by using the alloy as a hard surface coating on an aluminum alloy flange.

【0009】硬質被膜が、ステンレス鋼合金或いはステ
ンレス鋼窒化物においては、クロム含有量が10重量%
未満では、耐酸化性が低下して、ベ−キングを繰り返す
と、粒界腐食により膜が劣化するために、好ましくなく
、また、30重量%を超えると、熱膨張係数が低くなっ
て、母材との熱膨張係数の差から生じる内部応力を緩和
できないために、薄膜の剥離やクラックを生じ易くなる
[0009] When the hard coating is stainless steel alloy or stainless steel nitride, the chromium content is 10% by weight.
If it is less than 30% by weight, the oxidation resistance will decrease and repeated baking will cause the film to deteriorate due to intergranular corrosion, which is undesirable. If it exceeds 30% by weight, the coefficient of thermal expansion will decrease and Since the internal stress caused by the difference in thermal expansion coefficient between the material and the material cannot be alleviated, peeling and cracking of the thin film are likely to occur.

【0010】ニッケル含有量は、30重量%未満であり
、30重量%を超えると、熱膨張係数が低くなるため、
好ましくない。また、炭素含有量は、5重量%以下であ
り、5重量%を超えると、靭性に乏しくなるため好まし
くない。
[0010] The nickel content is less than 30% by weight, and if it exceeds 30% by weight, the coefficient of thermal expansion becomes low.
Undesirable. Further, the carbon content is 5% by weight or less, and if it exceeds 5% by weight, the toughness becomes poor, which is not preferable.

【0011】硬質被膜が、Nbのホウ化物においては、
Nb含有量は87重量%以上であり、Nb含有量が87
重量%未満になると、熱膨張係数が低くなり、好ましく
なく、また、Crのホウ化物においても、Cr含有量は
78重量%以上であり、Cr含有量が78重量%未満に
なると、同様に、熱膨張係数が低くなって好ましくない
[0011] When the hard coating is a boride of Nb,
The Nb content is 87% by weight or more, and the Nb content is 87% by weight or more.
If it is less than 78% by weight, the thermal expansion coefficient becomes low, which is not preferable. Also, in the case of Cr boride, the Cr content is 78% by weight or more, and if the Cr content is less than 78% by weight, similarly, The coefficient of thermal expansion becomes low, which is undesirable.

【0012】硬質被膜が、Niの珪化物においては、N
i含有量は70重量%以上、90重量%以下であり、N
i含有量が70重量%未満、或いは90重量%を超える
と、熱膨張係数が低くなり、好ましくなく、また、Cr
の珪化物においては、Cr含有量は70重量%以上、9
5重量%以下であり、Cr含有量が70重量%未満或い
は95重量%より高くなると、同様に熱膨張係数が低く
なって、好ましくない。
[0012] When the hard coating is made of Ni silicide, N
The i content is 70% by weight or more and 90% by weight or less, and N
If the i content is less than 70% by weight or more than 90% by weight, the coefficient of thermal expansion will be low, which is undesirable.
In the silicide, the Cr content is 70% by weight or more, 9
If the Cr content is less than 70% by weight or higher than 95% by weight, the coefficient of thermal expansion similarly becomes low, which is not preferable.

【0013】硬質被膜が、Ni−Al合金においては、
Ni含有量は60重量%以上であり、Ni含有量が60
重量%未満になると、熱膨張係数が低くなり、好ましく
なく、また、V−Al合金のおいても、V含有量は58
重量%以下であり、V含有量が58重量%を超えると、
同様に熱膨張係数が低くなってしまって、好ましくない
[0013] In the Ni-Al alloy, the hard coating is
The Ni content is 60% by weight or more, and the Ni content is 60% by weight or more.
If it is less than 5% by weight, the coefficient of thermal expansion will be low, which is not preferable.
% by weight or less, and when the V content exceeds 58% by weight,
Similarly, the coefficient of thermal expansion becomes low, which is not preferable.

【0014】本発明の真空用アルミニウム合金フランジ
は、上記の組成の硬質被膜をアルミニウム合金フランジ
のシ−ル面に被覆して、シ−ル性能テスト(リ−ク試験
)を行なった結果、良好なシ−ル性能が分かり、且つ、
熱膨張係数が10×10−6/℃以上になった硬質表面
膜では、20回以上の脱着及びベ−キングを繰り返して
も、被膜に剥離やクラックが生じなかった。即ち、熱膨
張係数が12×10−6/℃以上になると、30回以上
のベ−キング及び脱着の繰り返しでもシ−ル性能が保持
された。従って、本発明の高真空用アルミニウム合金フ
ランジでは、アルミニウム合金フランジのシ−ル表面の
強度が改良されたものが得られ、更に、シ−ル面の損傷
を防止でき、ひいては、シ−ル性能の信頼性及び耐久性
が問題となっている一般のアルミニウム機器に適用でき
る。
The aluminum alloy flange for vacuum use of the present invention was tested for sealing performance (leakage test) by coating the sealing surface of the aluminum alloy flange with a hard coating having the above-mentioned composition. You can understand the sealing performance, and
With a hard surface film having a thermal expansion coefficient of 10 x 10-6/°C or more, no peeling or cracking occurred in the film even after repeated desorption and baking 20 times or more. That is, when the coefficient of thermal expansion was 12 x 10-6/°C or more, the sealing performance was maintained even after baking and desorption were repeated 30 times or more. Therefore, in the aluminum alloy flange for high vacuum use of the present invention, the strength of the sealing surface of the aluminum alloy flange is improved, and damage to the sealing surface can be prevented, and the sealing performance is improved. It can be applied to general aluminum equipment where reliability and durability are issues.

【0015】次に、本発明の真空用アルミニウム合金フ
ランジを具体的に実施例により説明するが、本発明はそ
れらによって限定されるものではない。
Next, the vacuum aluminum alloy flange of the present invention will be specifically explained using examples, but the present invention is not limited thereto.

【0016】[0016]

【実施例1】表面膜の成膜法としては、反応性スパッタ
リング処理法を用いて、対陰極材(タ−ゲット)として
、組成を変えながら、Cr  10〜30重量%、Ni
  30重量%以下、C  5重量%以下、残部Fe及
び不可避不純物の組成のステンレス鋼合金組成或いは、
それに窒素を最大30重量%まで固溶させたステンレス
鋼窒化膜を用い、アルゴン雰囲気ガス或いはアルゴンと
窒素の混合雰囲気ガスのもとで、スパッタリング処理に
より、様々な組成のステンレス鋼合金膜或いはその窒化
被膜を、2枚の直径70mmのアルミニウム合金フラン
ジのシ−ル面に、膜厚を約2ミクロンに制御して、被覆
し、リ−ク試験を行なった。
[Example 1] As a surface film formation method, a reactive sputtering treatment method was used, and as an anticathode material (target), Cr 10 to 30% by weight, Ni
Stainless steel alloy composition of 30% by weight or less, C 5% by weight or less, balance Fe and unavoidable impurities, or
Using a stainless steel nitride film containing up to 30% by weight of nitrogen as a solid solution, stainless steel alloy films of various compositions or their nitrides are formed by sputtering in an argon atmosphere gas or a mixed atmosphere gas of argon and nitrogen. A film was applied to the sealing surfaces of two aluminum alloy flanges having a diameter of 70 mm with a film thickness controlled to approximately 2 microns, and a leak test was conducted.

【0017】その結果を表1に示す。但し、ガスケット
は純アルミニウムメタル(Al050−H24)を使用
した。
The results are shown in Table 1. However, pure aluminum metal (Al050-H24) was used for the gasket.

【0018】[0018]

【表1】[Table 1]

【0019】表1において、○は、30回のフランジの
ベ−キングと脱着を繰り返した後でのシ−ル性能が保持
されたものを示す。リ−ク試験で示す回数は、フランジ
脱着した後のリ−ク試験でリ−クが見られたときのリ−
ク試験回数を示す。尚、硬質被膜の熱膨張係数の測定は
、フランジとともにコ−ティングした基板から、被膜を
剥離して測定した。以上の表1に示される結果から、本
発明の真空用アルミニウム合金フランジは、耐久性及び
信頼性に優れていることが判明した。
In Table 1, ◯ indicates that the sealing performance was maintained after flange baking and attachment/detachment were repeated 30 times. The number of times shown in the leak test is the number of times when a leak is observed in the leak test after the flange has been installed and removed.
Indicates the number of tests. The coefficient of thermal expansion of the hard coating was measured by peeling off the coating from the substrate coated with the flange. From the results shown in Table 1 above, it was found that the vacuum aluminum alloy flange of the present invention has excellent durability and reliability.

【0020】[0020]

【実施例2】表面膜の成膜法としては、イオン・プレ−
ティング処理法を用いて、蒸発源として、金属NbとB
、或いは金属CrとBを用いて、蒸気圧を各々制御して
、組成を変化させ、様々な組成の硬質被膜を、2枚の直
径70mmのアルミニウム合金フランジ(A2219)
のシ−ル面に、膜厚を約2ミクロンに制御して、被覆し
、リ−ク試験を行なった。
[Example 2] Ion plate was used as a method for forming the surface film.
Metallic Nb and B are used as evaporation sources using
Alternatively, by controlling the vapor pressure and varying the composition using metals Cr and B, hard coatings of various compositions are coated on two 70 mm diameter aluminum alloy flanges (A2219).
The film thickness was controlled to about 2 microns and a leak test was conducted on the sealing surface of the film.

【0021】その結果を表2に示す。但し、ガスケット
は純アルミニウムメタル(Al050−H24)を使用
した。
The results are shown in Table 2. However, pure aluminum metal (Al050-H24) was used for the gasket.

【0022】[0022]

【表2】[Table 2]

【0023】表2において、○は、30回のフランジの
ベ−キングと脱着を繰り返した後でのシ−ル性能が保持
されたものを示す。リ−ク試験で示す回数は、フランジ
脱着した後のリ−ク試験でリ−クが見られたときのリ−
ク試験回数を示す。尚、硬質被膜の熱膨張係数の測定は
、フランジとともにコ−ティングした基板から、被膜を
剥離して測定した。以上の表2に示される結果から、本
発明の真空用アルミニウム合金フランジは、耐久性及び
信頼性に優れていることが判明した。
[0023] In Table 2, ◯ indicates that the sealing performance was maintained after flange baking and attachment/detachment were repeated 30 times. The number of times shown in the leak test is the number of times when a leak is observed in the leak test after the flange has been installed and removed.
Indicates the number of tests. The coefficient of thermal expansion of the hard coating was measured by peeling off the coating from the substrate coated with the flange. From the results shown in Table 2 above, it was found that the vacuum aluminum alloy flange of the present invention has excellent durability and reliability.

【0024】[0024]

【実施例3】表面膜の成膜法としては、イオン・プレ−
ティング処理法を用いて、蒸発源として、金属NiとS
i、或いは金属CoとSiを用いて、蒸気圧を各々制御
して、組成を変化させ、様々な組成の硬質被膜を、2枚
の直径70mmのアルミニウム合金フランジ(A221
9)のシ−ル面に、膜厚を約2ミクロンに制御して、被
覆し、リ−ク試験を行なった。
[Example 3] Ion plate was used as a method for forming the surface film.
Metallic Ni and S are used as evaporation sources using
Alternatively, by controlling the vapor pressure and changing the composition using metals Co and Si, hard coatings of various compositions were coated on two 70 mm diameter aluminum alloy flanges (A221
9) was coated with a controlled film thickness of approximately 2 microns, and a leak test was conducted.

【0025】その結果を表3に示す。但し、ガスケット
は純アルミニウムメタル(Al050−H24)を使用
した。
The results are shown in Table 3. However, pure aluminum metal (Al050-H24) was used for the gasket.

【0026】[0026]

【表3】[Table 3]

【0027】表3において、○は、30回のフランジの
ベ−キングと脱着を繰り返した後でのシ−ル性能が保持
されたものを示す。リ−ク試験で示す回数は、フランジ
脱着した後のリ−ク試験でリ−クが見られたリ−ク試験
回数を示す。尚、硬質被膜の熱膨張係数の測定は、フラ
ンジとともにコ−ティングした基板から、被膜を剥離し
て測定した。以上の表3に示される結果から、本発明の
真空用アルミニウム合金フランジは、耐久性及び信頼性
に優れていることが判明した。
[0027] In Table 3, ◯ indicates that the sealing performance was maintained after flange baking and attachment/detachment were repeated 30 times. The number of times shown in the leak test indicates the number of times a leak was observed in the leak test after the flange was attached and detached. The coefficient of thermal expansion of the hard coating was measured by peeling off the coating from the substrate coated with the flange. From the results shown in Table 3 above, it was found that the vacuum aluminum alloy flange of the present invention has excellent durability and reliability.

【0028】[0028]

【実施例4】表面膜の成膜法としては、イオン・プレ−
ティング処理法を用いて、蒸発源として、金属NbとB
、或いは金属CrとBを用いて、蒸気圧を各々制御して
、組成を変化させ、様々な組成の硬質被膜を、2枚の直
径70mmのアルミニウム合金フランジ(A2219)
のシ−ル面に、膜厚を約2ミクロンに制御して、被覆し
、リ−ク試験を行なった。
[Example 4] The method for forming the surface film is ion plate.
Metallic Nb and B are used as evaporation sources using
Alternatively, by controlling the vapor pressure and varying the composition using metals Cr and B, hard coatings of various compositions are coated on two 70 mm diameter aluminum alloy flanges (A2219).
The film thickness was controlled to about 2 microns and a leak test was conducted on the sealing surface of the film.

【0029】その結果を表4に示す。但し、ガスケット
は純アルミニウムメタル(Al050−H24)を使用
した。
The results are shown in Table 4. However, pure aluminum metal (Al050-H24) was used for the gasket.

【0030】[0030]

【表4】[Table 4]

【0031】表4において、○は、30回のフランジの
ベ−キングと脱着を繰り返した後でのシ−ル性能が保持
されたものを示す。リ−ク試験で示す回数は、フランジ
脱着した後のリ−ク試験でリ−クが見られたリ−ク試験
回数を示す。尚、硬質被膜の熱膨張係数の測定は、フラ
ンジとともにコ−ティングした基板から、被膜を剥離し
て測定した。以上の表4に示される結果から、本発明の
真空用アルミニウム合金フランジは、耐久性及び信頼性
に優れていることが判明した。
In Table 4, ◯ indicates that the sealing performance was maintained after flange baking and attachment/detachment were repeated 30 times. The number of times shown in the leak test indicates the number of times a leak was observed in the leak test after the flange was attached and detached. The coefficient of thermal expansion of the hard coating was measured by peeling off the coating from the substrate coated with the flange. From the results shown in Table 4 above, it was found that the vacuum aluminum alloy flange of the present invention has excellent durability and reliability.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の真空用ア
ルミニウム合金フランジにより、次のような顕著な技術
的効果が得られた。第1に、ハンドリング時に傷付き難
く、シ−ル性能の劣化が少なく、ベ−キング及び脱着を
繰り返しても、シ−ルの硬質化表面膜に剥離、クラック
が生じ難いアルミニウム合金フランジを提供する。第2
に、従って、最近の加速器や半導体関係の真空機器の大
型化や真空化に対応できる真空用アルミニウム合金フラ
ンジを提供する。第3に、同時に、アルミニウム合金の
真空機器に対する需要が大幅に伸びるとともに、本発明
の真空用アルミニウム合金フランジは、それに対する加
速器及び半導体関係の産業の発展に大きく寄与する。第
4に、アルミニウム合金フランジのシ−ル表面の強度が
改良されたものが得られ、更に、シ−ル面の損傷を防止
でき、ひいては、シ−ル性能の信頼性及び耐久性が問題
となっているアルミニウム機器に適用できる。とができ
る。
[Effects of the Invention] As explained above, the vacuum aluminum alloy flange of the present invention has achieved the following remarkable technical effects. First, to provide an aluminum alloy flange that is less likely to be damaged during handling, has less deterioration in sealing performance, and is less likely to cause peeling or cracking in the hardened surface film of the seal even after repeated baking and removal. . Second
Therefore, the present invention provides an aluminum alloy flange for vacuum use that can cope with the recent increase in size and vacuum of vacuum equipment related to accelerators and semiconductors. Thirdly, at the same time, the demand for aluminum alloy vacuum equipment is increasing significantly, and the aluminum alloy flange for vacuum use of the present invention will greatly contribute to the development of industries related to accelerators and semiconductors. Fourthly, the strength of the sealing surface of the aluminum alloy flange is improved, and damage to the sealing surface can be prevented, which in turn reduces the reliability and durability of the sealing performance. Applicable to aluminum equipment. I can do that.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アルミニウム合金フランジ部品のシ−ル面
にステンレス鋼合金膜或いはステンレス鋼窒化膜の硬質
表面層を形成したことを特徴とする真空用フランジ。
1. A vacuum flange characterized in that a hard surface layer of a stainless steel alloy film or a stainless steel nitride film is formed on the sealing surface of an aluminum alloy flange part.
【請求項2】前記アルミニウム合金フランジ部品のシ−
ル面に、ステンレス鋼合金をイオンプレ−テイング処理
或いはスパッタリング処理することにより、ステンレス
鋼合金膜或いはステンレス鋼窒化膜の硬質表面層を形成
したことを特徴とする請求項1に記載の真空用フランジ
2. A seal of the aluminum alloy flange part.
2. The vacuum flange according to claim 1, wherein a hard surface layer of a stainless steel alloy film or a stainless steel nitride film is formed on the surface of the flange by ion plating or sputtering a stainless steel alloy.
【請求項3】請求項1或いは2に記載の真空用フランジ
において、前記のステンレス鋼合金膜或いはステンレス
鋼窒化膜の硬質表面層は、 Cr    10〜30重量%、 Ni    30重量%以下、 C      5重量%以下、 Fe    残り及び不可避不純物の組成のステンレス
鋼合金組成に対して、窒素を30重量%以下固溶させた
ステンレス鋼窒化膜を、ステンレス鋼窒化膜の硬質表面
層とすることを特徴とする前記真空用フランジ。
3. The vacuum flange according to claim 1, wherein the hard surface layer of the stainless steel alloy film or the stainless steel nitride film contains 10 to 30% by weight of Cr, 30% by weight or less of Ni, and C5. The hard surface layer of the stainless steel nitride film is a stainless steel nitride film in which nitrogen is dissolved in a solid solution of 30 wt % or less with respect to a stainless steel alloy composition with a composition of 30 wt % or less of Fe and unavoidable impurities. The vacuum flange.
【請求項4】前記の硬質表面層は、熱膨張係数が10×
10−6/℃以上、好ましくは12×10−6/℃以上
であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載
の真空用フランジ。
4. The hard surface layer has a thermal expansion coefficient of 10×
The flange for vacuum according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the temperature is 10-6/C or higher, preferably 12x10-6/C or higher.
【請求項5】  前記の硬質表面膜は、ステンレス鋼窒
化物膜或いは遷移金属ホウ化物或いは炭化物或いは珪化
物の硬質表面膜である請求項4に記載の真空用フランジ
5. The vacuum flange according to claim 4, wherein the hard surface film is a stainless steel nitride film, a transition metal boride, carbide, or silicide hard surface film.
【請求項6】前記アルミニウム合金フランジのシ−ル面
に、前記硬質表面膜をイオンプレ−テイング或いはスパ
ッタリング処理により、形成したことを特徴とする請求
項5に記載の真空用フランジ。
6. The vacuum flange according to claim 5, wherein the hard surface film is formed on the sealing surface of the aluminum alloy flange by ion plating or sputtering.
【請求項7】前記の硬質表面膜は、ホウ化ニオブ(但し
、ニオブは、87重量%以上であり、残部はホウ素であ
り、不可避不純物を含有する)或いは、ホウ化クロム(
但し、クロムは、78重量%以上で、残部はホウ素であ
り、不可避不純物を含有する)であることを特徴とする
請求項5〜6のいずれかに記載の真空用フランジ。
7. The hard surface film is made of niobium boride (however, niobium is 87% by weight or more, the remainder is boron, and contains unavoidable impurities) or chromium boride (
7. The vacuum flange according to claim 5, wherein chromium is 78% by weight or more, the remainder being boron and containing unavoidable impurities.
【請求項8】前記の硬質表面膜は、ケイ化ニッケル(但
し、ニッケルが、70〜90重量%の範囲であり、残部
は、ケイ素であり、不可避不純物を含有する)或いは、
ケイ化コバルト(コバルトは、70重量%以上であり、
残部はケイ素であり、不可避不純物を含有する)である
ことを特徴とする請求項5〜6のいずれかに記載の真空
用フランジ。
8. The hard surface film is made of nickel silicide (however, nickel is in the range of 70 to 90% by weight, the remainder is silicon, and contains unavoidable impurities), or
Cobalt silicide (cobalt is 70% by weight or more,
7. The vacuum flange according to claim 5, wherein the remainder is silicon and contains unavoidable impurities.
【請求項9】前記の硬質表面膜は、アルミニウム・ニッ
ケル(但し、ニッケルは、60重量%以上であり、残部
は、アルミニウムであり、不可避不純物を含有する)で
あり、或いはアルミニウム・バナジウム(バナジウムは
、58重量%以下であり、残部は、アルミニウムであり
、不可避不純物を含有する)であることを特徴とする請
求項5〜6いずれかに記載の真空用フランジ。
9. The hard surface film is made of aluminum/nickel (however, nickel accounts for 60% by weight or more, and the remainder is aluminum, containing unavoidable impurities), or aluminum/vanadium (vanadium). is 58% by weight or less, and the remainder is aluminum containing unavoidable impurities).
JP14309991A 1990-09-28 1991-06-14 Vacuum flange Expired - Fee Related JP3183904B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14309991A JP3183904B2 (en) 1990-09-28 1991-06-14 Vacuum flange

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25746890 1990-09-28
JP2-257468 1990-09-28
JP14309991A JP3183904B2 (en) 1990-09-28 1991-06-14 Vacuum flange

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04254577A true JPH04254577A (en) 1992-09-09
JP3183904B2 JP3183904B2 (en) 2001-07-09

Family

ID=26474902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14309991A Expired - Fee Related JP3183904B2 (en) 1990-09-28 1991-06-14 Vacuum flange

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3183904B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2004022809A1 (en) * 2002-07-31 2005-12-22 独立行政法人産業技術総合研究所 Ultra low carbon stainless steel
EP3240371A1 (en) * 2016-04-28 2017-11-01 Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives Component for assembling a vacuum chamber and method for forming the assembly component

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2004022809A1 (en) * 2002-07-31 2005-12-22 独立行政法人産業技術総合研究所 Ultra low carbon stainless steel
US7648586B2 (en) * 2002-07-31 2010-01-19 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Ultra-low carbon stainless steel
JP4691651B2 (en) * 2002-07-31 2011-06-01 独立行政法人産業技術総合研究所 Seal member
EP3240371A1 (en) * 2016-04-28 2017-11-01 Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives Component for assembling a vacuum chamber and method for forming the assembly component
FR3050657A1 (en) * 2016-04-28 2017-11-03 Commissariat Energie Atomique COMPONENT FOR ASSEMBLING A VACUUM ENCLOSURE AND METHOD FOR MAKING THE ASSEMBLY COMPONENT
US10718451B2 (en) 2016-04-28 2020-07-21 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Assembly component for a vacuum chamber and method for producing the assembly component

Also Published As

Publication number Publication date
JP3183904B2 (en) 2001-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4447503A (en) Superalloy coating composition with high temperature oxidation resistance
US5498484A (en) Thermal barrier coating system with hardenable bond coat
AU2006243447B2 (en) Method for coating a substrate surface and coated product
US5238752A (en) Thermal barrier coating system with intermetallic overlay bond coat
GB2107349A (en) Superalloy coating compositions
JPS6014823B2 (en) Alloy for coating the surface of nickel base material
JPH0726381A (en) Method for coating surface of substrate and coating member
US2763921A (en) Corrosion and impact resistant article and method of making same
GB1572320A (en) Gas turbine blade tip alloy
EP1209248A2 (en) Oxidation resistant structure based on a titanium alloy substrate
US4022587A (en) Protective nickel base alloy coatings
US6613452B2 (en) Corrosion resistant coating system and method
JPH04254577A (en) Vacuum flange
EP1516073B1 (en) Metal dusting corrosion resistant alloys with oxides
JP2934599B2 (en) High temperature corrosion resistant composite surface treatment method
EP0366709A1 (en) Corrosion resistant tantalum and tungsten alloys
JPH04183849A (en) Flange for vacuum use
TWI753441B (en) High temperature oxidation resistant composite layer coated on heat resisting steel and method of manufacturing the same
JPH0525636A (en) Manufacture of dry tin plated stainless steel for decoration
JPH05132789A (en) Surface coated metallic material for vacuum apparatus
JPH05302161A (en) Vacuum flange
CN101310970B (en) Aluminum/aluminum oxide diffusion blocking layer for titanium-aluminum alloy
JPS6140022B2 (en)
JP3212469B2 (en) High temperature oxidation resistant surface treatment method
JPH0357184B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees