JPH0790553A - 摺動部品およびその製造方法 - Google Patents
摺動部品およびその製造方法Info
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- JPH0790553A JPH0790553A JP23955493A JP23955493A JPH0790553A JP H0790553 A JPH0790553 A JP H0790553A JP 23955493 A JP23955493 A JP 23955493A JP 23955493 A JP23955493 A JP 23955493A JP H0790553 A JPH0790553 A JP H0790553A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 基材とＤＬＣ膜との密着性を向上させるとと
もに、摩擦特性を向上させる。基材とＤＬＣ膜との熱膨
張率の差を混合層で吸収する。 【構成】 基材１の表面にＤＬＣ膜２が形成されている
摺動部品である。基材１とＤＬＣ膜２との界面部分に、
炭素原子３と注入原子４との混合層５を形成する。
もに、摩擦特性を向上させる。基材とＤＬＣ膜との熱膨
張率の差を混合層で吸収する。 【構成】 基材１の表面にＤＬＣ膜２が形成されている
摺動部品である。基材１とＤＬＣ膜２との界面部分に、
炭素原子３と注入原子４との混合層５を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、摺動部品およびその
製造方法に関する。
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体、医療、宇宙機器などの各先端分
野において、真空雰囲気、活性および不活性ガス雰囲
気、クリーンルームなどのクリーン環境で使用される測
定器、製造装置、入出力機器などには、各種の摺動部品
が含まれている。このような摺動部品としては、たとえ
ば転がり軸受の軸受部品が知られている。転がり軸受に
おいても、使用時には軌道輪と転動体との間にすべりが
発生することは避けられない。ところで、上述したよう
なクリーンな環境で使用される摺動部品としては、使用
のさいの摩擦力が小さいことはもちろんのこと、特に発
塵量が微少であることが要求される。
野において、真空雰囲気、活性および不活性ガス雰囲
気、クリーンルームなどのクリーン環境で使用される測
定器、製造装置、入出力機器などには、各種の摺動部品
が含まれている。このような摺動部品としては、たとえ
ば転がり軸受の軸受部品が知られている。転がり軸受に
おいても、使用時には軌道輪と転動体との間にすべりが
発生することは避けられない。ところで、上述したよう
なクリーンな環境で使用される摺動部品としては、使用
のさいの摩擦力が小さいことはもちろんのこと、特に発
塵量が微少であることが要求される。
【０００３】従来、このような要求を満たした摺動部品
として、基材の表面に非晶質のダイアモンド状カーボン
（ＤＬＣ）膜と称される硬質カーボン膜が形成されたも
のが考えられている。
として、基材の表面に非晶質のダイアモンド状カーボン
（ＤＬＣ）膜と称される硬質カーボン膜が形成されたも
のが考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような硬質カーボ
ン膜は、各種ＰＶＤ法や、各種ＣＶＤ法により形成され
るが、ＤＬＣ膜と基材との密着性は悪く、しかも摩擦特
性が劣るために、使用時に負荷が大きくなると摩擦力が
増大して剥離が生じるという問題があった。また、基材
とＤＬＣ膜との熱膨張率の差が大きいので、ＤＬＣ膜形
成後にＤＬＣ膜に内部応力が発生し、剥離が生じるとい
う問題があった。
ン膜は、各種ＰＶＤ法や、各種ＣＶＤ法により形成され
るが、ＤＬＣ膜と基材との密着性は悪く、しかも摩擦特
性が劣るために、使用時に負荷が大きくなると摩擦力が
増大して剥離が生じるという問題があった。また、基材
とＤＬＣ膜との熱膨張率の差が大きいので、ＤＬＣ膜形
成後にＤＬＣ膜に内部応力が発生し、剥離が生じるとい
う問題があった。
【０００５】この発明の目的は、上記問題を解決した摺
動部品およびその製造方法を提供することにある。
動部品およびその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明による摺動部品
は、基材の表面に硬質カーボン膜が形成されている摺動
部品であって、基材と硬質カーボン膜との界面部分に、
炭素原子と注入原子との混合層が形成されているもので
ある。
は、基材の表面に硬質カーボン膜が形成されている摺動
部品であって、基材と硬質カーボン膜との界面部分に、
炭素原子と注入原子との混合層が形成されているもので
ある。
【０００７】この発明による摺動部品の製造方法は、基
材の表面に硬質カーボン膜が形成されている摺動部品を
製造する方法であって、硬質カーボン膜を形成した後、
イオン注入法によりイオンを注入し、これによって基材
と硬質カーボン膜との界面部分に、炭素原子と注入原子
との混合層を形成することを特徴とするものである。
材の表面に硬質カーボン膜が形成されている摺動部品を
製造する方法であって、硬質カーボン膜を形成した後、
イオン注入法によりイオンを注入し、これによって基材
と硬質カーボン膜との界面部分に、炭素原子と注入原子
との混合層を形成することを特徴とするものである。
【０００８】この方法において、硬質カーボン膜はＤＬ
Ｃ膜であり、その形成は、従来と同様に各種ＰＶＤ法や
各種ＣＶＤ法により行なわれる。
Ｃ膜であり、その形成は、従来と同様に各種ＰＶＤ法や
各種ＣＶＤ法により行なわれる。
【０００９】この発明による他の摺動部品の製造方法
は、基材の表面に硬質カーボン膜が形成されている摺動
部品を製造する方法であって、硬質カーボン膜を形成す
るのと同時に、イオン注入法によりイオンを注入し、こ
れによって基材と硬質カーボン膜との界面部分に、炭素
原子と注入原子との混合層を形成することを特徴とする
ものである。
は、基材の表面に硬質カーボン膜が形成されている摺動
部品を製造する方法であって、硬質カーボン膜を形成す
るのと同時に、イオン注入法によりイオンを注入し、こ
れによって基材と硬質カーボン膜との界面部分に、炭素
原子と注入原子との混合層を形成することを特徴とする
ものである。
【００１０】この方法において、硬質カーボン膜はＤＬ
Ｃ膜であり、その形成は、イオンプレーティング法また
は真空蒸着法により行なうのがよい。なぜならば、これ
らの方法は高真空中で実施することが可能となり、イオ
ンの注入と同時に行うことが簡単になるからである。
Ｃ膜であり、その形成は、イオンプレーティング法また
は真空蒸着法により行なうのがよい。なぜならば、これ
らの方法は高真空中で実施することが可能となり、イオ
ンの注入と同時に行うことが簡単になるからである。
【００１１】また、上記２つの方法において、不活性ガ
スのイオン注入のさいの加速電圧は１０ｋｅＶ以上であ
るのがよい。なぜならば、１０ｋｅＶ未満ではスパッタ
現象が起きて注入深さが大きくならないからであるが、
内部までの十分なイオン注入を考慮すると、この加速電
圧は特に好ましくは５０ｋｅＶ以上である。
スのイオン注入のさいの加速電圧は１０ｋｅＶ以上であ
るのがよい。なぜならば、１０ｋｅＶ未満ではスパッタ
現象が起きて注入深さが大きくならないからであるが、
内部までの十分なイオン注入を考慮すると、この加速電
圧は特に好ましくは５０ｋｅＶ以上である。
【００１２】
【作用】基材と硬質カーボン膜との界面部分に、炭素原
子と注入原子との混合層が形成されていると、基材と硬
質カーボン膜との密着性が向上するとともに、摩擦特性
が向上する。また、基材と硬質カーボン膜との熱膨張率
の差が混合層で吸収される。
子と注入原子との混合層が形成されていると、基材と硬
質カーボン膜との密着性が向上するとともに、摩擦特性
が向上する。また、基材と硬質カーボン膜との熱膨張率
の差が混合層で吸収される。
【００１３】硬質カーボン膜を形成した後、イオン注入
法によりイオンを注入し、これによって基材と硬質カー
ボン膜との界面部分に、炭素原子と注入原子との混合層
を形成する方法、および硬質カーボン膜を形成するのと
同時に、イオン注入法によりイオンを注入し、これによ
って基材と硬質カーボン膜との界面部分に、炭素原子と
注入原子との混合層を形成する方法によれば、上述した
摺動部品を簡単に製造できる。
法によりイオンを注入し、これによって基材と硬質カー
ボン膜との界面部分に、炭素原子と注入原子との混合層
を形成する方法、および硬質カーボン膜を形成するのと
同時に、イオン注入法によりイオンを注入し、これによ
って基材と硬質カーボン膜との界面部分に、炭素原子と
注入原子との混合層を形成する方法によれば、上述した
摺動部品を簡単に製造できる。
【００１４】
【実施例】以下、この発明の実施例を、図面を参照して
説明する。
説明する。
【００１５】図１はこの発明による摺動部品の一部分を
拡大して示す。
拡大して示す。
【００１６】図１において、摺動部品は、たとえばステ
ンレス鋼からなる基材(1) の表面にＤＬＣ膜(2) が形成
され、基材(1) とＤＬＣ膜(2) との界面部分に、ＤＬＣ
膜(2) を構成する炭素原子(3) と注入原子(4) との混合
層(5) が形成されたものである。なお、(6) は基材(1)
を構成する原子を示す。基材(1) の表面層において、Ｄ
ＬＣ膜(2) を構成する炭素原子(3) の一部、および注入
原子(4) は、基材(1)内に入り込んでいる。
ンレス鋼からなる基材(1) の表面にＤＬＣ膜(2) が形成
され、基材(1) とＤＬＣ膜(2) との界面部分に、ＤＬＣ
膜(2) を構成する炭素原子(3) と注入原子(4) との混合
層(5) が形成されたものである。なお、(6) は基材(1)
を構成する原子を示す。基材(1) の表面層において、Ｄ
ＬＣ膜(2) を構成する炭素原子(3) の一部、および注入
原子(4) は、基材(1)内に入り込んでいる。
【００１７】図２は摺動部品を製造するのに用いられる
装置を示す。
装置を示す。
【００１８】図２に示す装置は基本的にはイオンプレー
ティング装置と同一であり、真空チャンバ(10)、電子ビ
ーム蒸発源(11)、イオン化部(12)および基材(1) を４５
度傾斜した状態で支持する基材支持部材(13)を備えてい
る。また、真空チャンバ(10)に、基材支持部材(13)に取
付けられた基材(1) にイオンビームを照射するイオン加
速器(14)が設けられている。
ティング装置と同一であり、真空チャンバ(10)、電子ビ
ーム蒸発源(11)、イオン化部(12)および基材(1) を４５
度傾斜した状態で支持する基材支持部材(13)を備えてい
る。また、真空チャンバ(10)に、基材支持部材(13)に取
付けられた基材(1) にイオンビームを照射するイオン加
速器(14)が設けられている。
【００１９】このような装置を使用し、基材支持部材(1
3)を回転させることにより基材(1)を回転させながら、
蒸発源(11)から蒸発させたカーボンを基材(1) に蒸着さ
せるのと同時にイオン加速器(14)によりたとえば窒素イ
オンを注入し、ＤＬＣ膜(2)を形成することによって摺
動部品が製造される。
3)を回転させることにより基材(1)を回転させながら、
蒸発源(11)から蒸発させたカーボンを基材(1) に蒸着さ
せるのと同時にイオン加速器(14)によりたとえば窒素イ
オンを注入し、ＤＬＣ膜(2)を形成することによって摺
動部品が製造される。
【００２０】また、図２に示す装置を使用する場合、蒸
発源(11)から蒸発させたカーボンを基材(1) に蒸着させ
た後イオン加速器(14)によりたとえば窒素イオンを注入
し、ＤＬＣ膜(2) を形成することによっても摺動部品が
製造される。
発源(11)から蒸発させたカーボンを基材(1) に蒸着させ
た後イオン加速器(14)によりたとえば窒素イオンを注入
し、ＤＬＣ膜(2) を形成することによっても摺動部品が
製造される。
【００２１】図３は摺動部品を製造するのに用いられる
他の装置を示す。
他の装置を示す。
【００２２】図３に示す装置は基本的には真空蒸着装置
と同一であり、真空チャンバ(20)、蒸発源(21)および基
材(1) を４５度傾斜した状態で支持する基材支持部材(2
2)を備えている。また、真空チャンバ(20)に、基材支持
部材(22)に取付けられた基材(1) にイオンビームを照射
するイオン加速器(23)が設けられている。
と同一であり、真空チャンバ(20)、蒸発源(21)および基
材(1) を４５度傾斜した状態で支持する基材支持部材(2
2)を備えている。また、真空チャンバ(20)に、基材支持
部材(22)に取付けられた基材(1) にイオンビームを照射
するイオン加速器(23)が設けられている。
【００２３】このような装置を使用し、基材支持部材(2
2)を回転させることにより基材(1)を回転させながら、
蒸発源(21)から蒸発させたカーボンを基材(1) に蒸着さ
せるのと同時にイオン加速器(23)によりたとえば窒素イ
オンを注入し、ＤＬＣ膜(2)を形成することによって摺
動部品が製造される。
2)を回転させることにより基材(1)を回転させながら、
蒸発源(21)から蒸発させたカーボンを基材(1) に蒸着さ
せるのと同時にイオン加速器(23)によりたとえば窒素イ
オンを注入し、ＤＬＣ膜(2)を形成することによって摺
動部品が製造される。
【００２４】また、図３に示す装置を使用する場合、蒸
発源(21)から蒸発させたカーボンを基材(1) に蒸着させ
た後イオン加速器(23)によりたとえば窒素イオンを注入
し、ＤＬＣ膜(2) を形成することによっても摺動部品が
製造される。
発源(21)から蒸発させたカーボンを基材(1) に蒸着させ
た後イオン加速器(23)によりたとえば窒素イオンを注入
し、ＤＬＣ膜(2) を形成することによっても摺動部品が
製造される。
【００２５】次に、この発明の具体的な実施例について
比較例とともに説明する。
比較例とともに説明する。
【００２６】実施例１ 図２に示す装置を使用するとともに蒸発物質として黒鉛
を使用した。そして、Ｓｉウェハからなる基材(1) を基
材支持部材(13)に取付けておき、基材(1) を回転させな
がら蒸発源(11)から蒸発したカーボンを基材(1) に蒸着
させるのと同時にイオン加速器(14)により窒素イオンを
注入し、ＤＬＣ幕(2) を形成した。成膜条件は、真空チ
ャンバ(10)内の真空度１０-4Torr、時間１０ｍｉｎ、エ
ミッション電流１００ｍＡ、バイアス電圧−１．０ｋＶ
である。なお、イオンプレーティング条件はフィラメン
ト電流１４Ａ、ボンバードメント電圧１ｋＶであり、イ
オン注入条件は加速エネルギー１５０ｋｅＶ、ドーズ量
２．５Ｅ１６ｉｏｎｓである。
を使用した。そして、Ｓｉウェハからなる基材(1) を基
材支持部材(13)に取付けておき、基材(1) を回転させな
がら蒸発源(11)から蒸発したカーボンを基材(1) に蒸着
させるのと同時にイオン加速器(14)により窒素イオンを
注入し、ＤＬＣ幕(2) を形成した。成膜条件は、真空チ
ャンバ(10)内の真空度１０-4Torr、時間１０ｍｉｎ、エ
ミッション電流１００ｍＡ、バイアス電圧−１．０ｋＶ
である。なお、イオンプレーティング条件はフィラメン
ト電流１４Ａ、ボンバードメント電圧１ｋＶであり、イ
オン注入条件は加速エネルギー１５０ｋｅＶ、ドーズ量
２．５Ｅ１６ｉｏｎｓである。
【００２７】実施例２ 図２に示す装置を使用するとともに蒸発物質として黒鉛
を使用した。そして、Ｓｉウェハからなる基材(1) を基
材支持部材(13)に取付けておき、基材(1) を回転させな
がら蒸発源(11)から蒸発したカーボンを基材(1) 蒸着さ
せた後、イオン加速器(14)により窒素イオンを注入し、
ＤＬＣ膜(2) を形成した。成膜条件は、真空チャンバ(1
0)内の真空度１０-4Torr、時間１０ｍｉｎ、エミッショ
ン電流１００ｍＡ、バイアス電圧−１．０ｋＶである。
なお、イオンプレーティング条件はフィラメント電流１
４Ａ、ボンバードメント電圧１ｋＶであり、イオン注入
条件は加速エネルギー１５０ｋｅＶ、ドーズ量２．５Ｅ
１６ｉｏｎｓである。
を使用した。そして、Ｓｉウェハからなる基材(1) を基
材支持部材(13)に取付けておき、基材(1) を回転させな
がら蒸発源(11)から蒸発したカーボンを基材(1) 蒸着さ
せた後、イオン加速器(14)により窒素イオンを注入し、
ＤＬＣ膜(2) を形成した。成膜条件は、真空チャンバ(1
0)内の真空度１０-4Torr、時間１０ｍｉｎ、エミッショ
ン電流１００ｍＡ、バイアス電圧−１．０ｋＶである。
なお、イオンプレーティング条件はフィラメント電流１
４Ａ、ボンバードメント電圧１ｋＶであり、イオン注入
条件は加速エネルギー１５０ｋｅＶ、ドーズ量２．５Ｅ
１６ｉｏｎｓである。
【００２８】実施例３ 図３に示す装置を使用するとともに蒸発物質として黒鉛
を使用した。そして、Ｓｉウェハからなる基材(1) を基
材支持部材(22)に取付けておき、基材(1) を回転させな
がら蒸発源(21)から蒸発したカーボンを基材(1) に蒸着
させるのと同時にイオン加速器(23)により窒素イオンを
注入し、ＤＬＣ膜(2) を形成した。成膜条件は、真空チ
ャンバ(20)内の真空度１０-4Torr、時間１０ｍｉｎ、エ
ミッション電流１００ｍＡである。なお、イオン注入条
件は加速エネルギー１５０ｋｅＶ、ドーズ量２．５Ｅ１
６ｉｏｎｓである。
を使用した。そして、Ｓｉウェハからなる基材(1) を基
材支持部材(22)に取付けておき、基材(1) を回転させな
がら蒸発源(21)から蒸発したカーボンを基材(1) に蒸着
させるのと同時にイオン加速器(23)により窒素イオンを
注入し、ＤＬＣ膜(2) を形成した。成膜条件は、真空チ
ャンバ(20)内の真空度１０-4Torr、時間１０ｍｉｎ、エ
ミッション電流１００ｍＡである。なお、イオン注入条
件は加速エネルギー１５０ｋｅＶ、ドーズ量２．５Ｅ１
６ｉｏｎｓである。
【００２９】実施例４ 図３に示す装置を使用するとともに蒸発物質として黒鉛
を使用した。そして、Ｓｉウェハからなる基材(1) を基
材支持部材(22)に取付けておき、基材(1) を回転させな
がら蒸発源(21)から蒸発したカーボンを基材(1) に蒸着
させた後にイオン加速器(23)により窒素イオンを注入
し、ＤＬＣ膜(2) を形成した。成膜条件は、真空チャン
バ(20)内の真空度１０-4Torr、時間１０ｍｉｎ、エミッ
ション電流１００ｍＡである。なお、イオン注入条件は
加速エネルギー１５０ｋｅＶ、ドーズ量２．５Ｅ１６ｉ
ｏｎｓである。
を使用した。そして、Ｓｉウェハからなる基材(1) を基
材支持部材(22)に取付けておき、基材(1) を回転させな
がら蒸発源(21)から蒸発したカーボンを基材(1) に蒸着
させた後にイオン加速器(23)により窒素イオンを注入
し、ＤＬＣ膜(2) を形成した。成膜条件は、真空チャン
バ(20)内の真空度１０-4Torr、時間１０ｍｉｎ、エミッ
ション電流１００ｍＡである。なお、イオン注入条件は
加速エネルギー１５０ｋｅＶ、ドーズ量２．５Ｅ１６ｉ
ｏｎｓである。
【００３０】比較例１ 図２に示す装置を使用するとともに蒸発物質として黒鉛
を使用した。そして、Ｓｉウェハからなる基材(1) を基
材支持部材(13)に取付けておき、基材(1) を回転させな
がら蒸発源(11)から蒸発したカーボンを基材(1) に蒸着
させてＤＬＣ幕(2) を形成した。成膜条件は、真空チャ
ンバ(10)内の真空度１０-4Torr、時間１０ｍｉｎ、エミ
ッション電流１００ｍＡ、バイアス電圧−１．０ｋＶで
ある。なお、イオンプレーティング条件はフィラメント
電流１４Ａ、ボンバードメント電圧１ｋＶである。
を使用した。そして、Ｓｉウェハからなる基材(1) を基
材支持部材(13)に取付けておき、基材(1) を回転させな
がら蒸発源(11)から蒸発したカーボンを基材(1) に蒸着
させてＤＬＣ幕(2) を形成した。成膜条件は、真空チャ
ンバ(10)内の真空度１０-4Torr、時間１０ｍｉｎ、エミ
ッション電流１００ｍＡ、バイアス電圧−１．０ｋＶで
ある。なお、イオンプレーティング条件はフィラメント
電流１４Ａ、ボンバードメント電圧１ｋＶである。
【００３１】比較例２ 図３に示す装置を使用するとともに蒸発物質として黒鉛
を使用した。そして、Ｓｉウェハからなる基材(1) を基
材支持部材(22)に取付けておき、基材(1) を回転させな
がら蒸発源(21)から蒸発したカーボンを基材(1) に蒸着
させてＤＬＣ膜(2) を形成した。成膜条件は、真空チャ
ンバ内の真空度１０-4Torr、時間２０ｍｉｎ、エミッシ
ョン電流１００ｍＡである。
を使用した。そして、Ｓｉウェハからなる基材(1) を基
材支持部材(22)に取付けておき、基材(1) を回転させな
がら蒸発源(21)から蒸発したカーボンを基材(1) に蒸着
させてＤＬＣ膜(2) を形成した。成膜条件は、真空チャ
ンバ内の真空度１０-4Torr、時間２０ｍｉｎ、エミッシ
ョン電流１００ｍＡである。
【００３２】実施例１〜４および比較例１〜２で製造さ
れた摺動部品のＤＬＣ膜(2) の性能を評価するために、
ダイアモンド圧子による微振動スクラッチ試験を行な
い、負荷と摩擦力との関係を求めた。その結果を図４に
示す。
れた摺動部品のＤＬＣ膜(2) の性能を評価するために、
ダイアモンド圧子による微振動スクラッチ試験を行な
い、負荷と摩擦力との関係を求めた。その結果を図４に
示す。
【００３３】図４において、摩擦力が大きくなるという
ことは、使用時にＤＬＣ膜(2) の破壊が起こりやすくな
ることを表す。図４において、実施例１および２のＤＬ
Ｃ膜(2) の性能が実施例３および４のＤＬＣ膜(2) の性
能よりも優れているのは、イオンプレーティング法によ
れば、蒸発原子をイオン化し、電気的に加速して基材に
衝突付着させることができるからであると考えられる。
ことは、使用時にＤＬＣ膜(2) の破壊が起こりやすくな
ることを表す。図４において、実施例１および２のＤＬ
Ｃ膜(2) の性能が実施例３および４のＤＬＣ膜(2) の性
能よりも優れているのは、イオンプレーティング法によ
れば、蒸発原子をイオン化し、電気的に加速して基材に
衝突付着させることができるからであると考えられる。
【００３４】実施例５および比較例３〜４ ＳＵＳ４４０Ｃからそれぞれ図５および図６に示すよう
な第１および第２の２つの円筒状基材(30)(31)をつくっ
た。図５に示す第１基材(30)は、外径３０ｍｍ、内径１
０ｍｍ、長さ１０ｍｍで、外周面の両端部に面取りが施
されている。図６に示す第２基材(31)は、外径３０ｍ
ｍ、内径１０ｍｍ、長さ１０ｍｍで、外周面の長さの中
央部に幅０．７ｍｍの平坦面(31a) が形成され、その両
側は端部に向かって漸次縮径されている。そして、両基
材(30)(31)の外周面に上述した実施例１の場合と同様に
してＤＬＣ膜を形成した２つの摺動部品（実施例５）
と、両基材(30)(31)の外周面に上述した比較例１の場合
と同様にしてＤＬＣ膜を形成した２つの摺動部品（比較
例３）と、両基材(30)(31)の外周面にＤＬＣ膜を形成し
ていない２つの摺動部品（比較例４）とを用意し、２円
筒転がり−滑り試験機を使用して、図７に示すように、
実施例５および比較例３〜４の２つの摺動部品を相互に
接触させながら回転させた。第１基材(30)を用いた摺動
部品の回転数を６００ｒｐｍ、第２基材(31)を用いた摺
動部品の回転数を５８０ｒｐｍとし、滑り率を３．３％
として転がり−滑り試験を行ない、時間経過に伴う摩擦
トルクの変化と、発塵量とを調べた。実施例５および比
較例３〜４の摩擦トルクの変化を図８に示し、実施例５
の発塵量を図９に、比較例４の発塵量を図１０にそれぞ
れ示す。
な第１および第２の２つの円筒状基材(30)(31)をつくっ
た。図５に示す第１基材(30)は、外径３０ｍｍ、内径１
０ｍｍ、長さ１０ｍｍで、外周面の両端部に面取りが施
されている。図６に示す第２基材(31)は、外径３０ｍ
ｍ、内径１０ｍｍ、長さ１０ｍｍで、外周面の長さの中
央部に幅０．７ｍｍの平坦面(31a) が形成され、その両
側は端部に向かって漸次縮径されている。そして、両基
材(30)(31)の外周面に上述した実施例１の場合と同様に
してＤＬＣ膜を形成した２つの摺動部品（実施例５）
と、両基材(30)(31)の外周面に上述した比較例１の場合
と同様にしてＤＬＣ膜を形成した２つの摺動部品（比較
例３）と、両基材(30)(31)の外周面にＤＬＣ膜を形成し
ていない２つの摺動部品（比較例４）とを用意し、２円
筒転がり−滑り試験機を使用して、図７に示すように、
実施例５および比較例３〜４の２つの摺動部品を相互に
接触させながら回転させた。第１基材(30)を用いた摺動
部品の回転数を６００ｒｐｍ、第２基材(31)を用いた摺
動部品の回転数を５８０ｒｐｍとし、滑り率を３．３％
として転がり−滑り試験を行ない、時間経過に伴う摩擦
トルクの変化と、発塵量とを調べた。実施例５および比
較例３〜４の摩擦トルクの変化を図８に示し、実施例５
の発塵量を図９に、比較例４の発塵量を図１０にそれぞ
れ示す。
【００３５】上記実施例では、注入イオンとして窒素が
挙げられているが、アルゴンなどの不活性ガスや、チタ
ン、炭素、ホウ素なども同様の効果が得られることはい
うまでもない。
挙げられているが、アルゴンなどの不活性ガスや、チタ
ン、炭素、ホウ素なども同様の効果が得られることはい
うまでもない。
【００３６】
【発明の効果】この発明の摺動部品によれば、上述のよ
うに、従来のものに比べて基材と硬質カーボン膜との密
着性が向上するとともに、摩擦特性が向上するので、使
用時に負荷が大きくなっても摩擦力が増大せず、硬質カ
ーボン膜の剥離が防止される。また、基材と硬質カーボ
ン膜との熱膨張率の差が混合層で吸収されるので、硬質
カーボン膜形成後に硬質カーボン膜に内部応力が発生し
た場合にも、その剥離が防止される。
うに、従来のものに比べて基材と硬質カーボン膜との密
着性が向上するとともに、摩擦特性が向上するので、使
用時に負荷が大きくなっても摩擦力が増大せず、硬質カ
ーボン膜の剥離が防止される。また、基材と硬質カーボ
ン膜との熱膨張率の差が混合層で吸収されるので、硬質
カーボン膜形成後に硬質カーボン膜に内部応力が発生し
た場合にも、その剥離が防止される。
【００３７】また、この発明の２つの方法によれば、上
述したような効果を有する摺動部品を簡単に製造するこ
とができる。
述したような効果を有する摺動部品を簡単に製造するこ
とができる。
【図１】この発明による摺動部品の一部分を拡大して示
す図である。
す図である。
【図２】摺動部品を製造する装置の概略構成を示す図で
ある。
ある。
【図３】摺動部品を製造する他の装置の概略構成を示す
図である。
図である。
【図４】実施例１〜４および比較例１〜２の摺動部品の
性能評価試験の結果を示し、負荷と摩擦力との関係を表
すグラフである。
性能評価試験の結果を示し、負荷と摩擦力との関係を表
すグラフである。
【図５】実施例５および比較例３〜４の摺動部品に用い
る第１基材を示す部分縦断面図である。
る第１基材を示す部分縦断面図である。
【図６】実施例５および比較例３〜４の摺動部品に用い
る第２基材を示す部分縦断面図である。
る第２基材を示す部分縦断面図である。
【図７】実施例５および比較例３〜４の摺動部品の評価
試験方法を示す側面図である。
試験方法を示す側面図である。
【図８】実施例５および比較例３〜４の摺動部品の時間
経過に伴う摩擦トルクの変化を示すグラフである。
経過に伴う摩擦トルクの変化を示すグラフである。
【図９】実施例５の摺動部品の時間経過に伴う発塵量を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図１０】比較例４の摺動部品の時間経過に伴う発塵量
を示すグラフである。
を示すグラフである。
１ 基材 ２ ＤＬＣ膜（硬質カーボン膜） ３ 炭素原子 ４ 注入原子 ５ 混合層 ３０ 基材 ３１ 基材
Claims (3)
- 【請求項１】 基材の表面に硬質カーボン膜が形成され
ている摺動部品であって、 基材と硬質カーボン膜との界面部分に、炭素原子と注入
原子との混合層が形成されている摺動部品。 - 【請求項２】 基材の表面に硬質カーボン膜が形成され
ている摺動部品を製造する方法であって、 硬質カーボン膜を形成した後、イオン注入法によりイオ
ンを注入し、これによって基材と硬質カーボン膜との界
面部分に、炭素原子と注入原子との混合層を形成するこ
とを特徴とする摺動部品の製造方法。 - 【請求項３】 基材の表面に硬質カーボン膜が形成され
ている摺動部品を製造する方法であって、 硬質カーボン膜を形成するのと同時に、イオン注入法に
よりイオンを注入し、これによって基材と硬質カーボン
膜との界面部分に、炭素原子と注入原子との混合層を形
成することを特徴とする摺動部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23955493A JPH0790553A (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 摺動部品およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23955493A JPH0790553A (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 摺動部品およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0790553A true JPH0790553A (ja) | 1995-04-04 |
Family
ID=17046534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23955493A Pending JPH0790553A (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 摺動部品およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0790553A (ja) |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1993
- 1993-09-27 JP JP23955493A patent/JPH0790553A/ja active Pending
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