JPH08296033A - 金属の表面処理方法 - Google Patents
金属の表面処理方法Info
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- JPH08296033A JPH08296033A JP9838895A JP9838895A JPH08296033A JP H08296033 A JPH08296033 A JP H08296033A JP 9838895 A JP9838895 A JP 9838895A JP 9838895 A JP9838895 A JP 9838895A JP H08296033 A JPH08296033 A JP H08296033A
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- chromium
- metal
- nitride film
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 金型１３に該金型１３との密着性に優れた窒
化クロム膜ｂを形成し、該窒化クロム膜の上に耐摩耗性
に優れた酸化クロム膜ｄを形成する。 【構成】 金型１３の表面を清浄した後、圧力勾配型プ
ラズマガンを使用してイオンプレーティング法により耐
摩耗性被膜を形成する金属の表面処理方法において、チ
ャンバー内に窒素ガスのみを徐々に流量を増加させなが
ら所定組成の窒化クロム膜ｂが形成されるに必要な化学
量論比に合致する所定量まで供給し、窒素ガスが上記所
定量に達した時点でその流量を所定時間保持し、続いて
窒素ガスの供給を徐々に減少させるのと平行して、か
つ、この減少期間に上記窒化クロム膜ｂ上に所定組成の
酸化クロム膜ｄが形成されるに必要な化学量論比に合致
する所定量まで酸素ガスを徐々に増加させて供給し、そ
の後、酸素ガスの流量を前記増加させた状態で所定時間
保持する。
化クロム膜ｂを形成し、該窒化クロム膜の上に耐摩耗性
に優れた酸化クロム膜ｄを形成する。 【構成】 金型１３の表面を清浄した後、圧力勾配型プ
ラズマガンを使用してイオンプレーティング法により耐
摩耗性被膜を形成する金属の表面処理方法において、チ
ャンバー内に窒素ガスのみを徐々に流量を増加させなが
ら所定組成の窒化クロム膜ｂが形成されるに必要な化学
量論比に合致する所定量まで供給し、窒素ガスが上記所
定量に達した時点でその流量を所定時間保持し、続いて
窒素ガスの供給を徐々に減少させるのと平行して、か
つ、この減少期間に上記窒化クロム膜ｂ上に所定組成の
酸化クロム膜ｄが形成されるに必要な化学量論比に合致
する所定量まで酸素ガスを徐々に増加させて供給し、そ
の後、酸素ガスの流量を前記増加させた状態で所定時間
保持する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧力勾配型プラズマガ
ンを使用してイオンプレーティング法により金属表面に
クロム膜から窒化クロム膜になる傾斜膜、窒化クロム
膜、窒化クロム膜の傾斜膜と酸化クロム膜の傾斜膜とか
らなる混合傾斜膜及び酸化クロム膜を順次形成する金属
の表面処理方法に関する。
ンを使用してイオンプレーティング法により金属表面に
クロム膜から窒化クロム膜になる傾斜膜、窒化クロム
膜、窒化クロム膜の傾斜膜と酸化クロム膜の傾斜膜とか
らなる混合傾斜膜及び酸化クロム膜を順次形成する金属
の表面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、粉体成形用金型あるいは打ち抜き
用金型等の各種の金型及び治具等は、成形体あるいは打
ち抜き材等と圧接する表面部分の耐摩耗性を向上させる
ために表面改質処理が施されている。具体的な表面改質
処理として、例えば、イオンプレーティング法により、
アルミニウム、バナジュウム、炭素、窒素、チタン、窒
化チタン、チタンカーバイト、タングステンカーバイ
ト、クロム、窒化クロム膜等の単層コーティング（成
膜）、及び、アルミニウム、バナジュウム、炭素、窒
素、チタン、窒化チタン、チタンカーバイト、タングス
テンカーバイト、を組み合わせた複層コーティング、ま
たは、クロムと窒化クロム膜とからなる複層コーティン
グ（成膜）が知られている。
用金型等の各種の金型及び治具等は、成形体あるいは打
ち抜き材等と圧接する表面部分の耐摩耗性を向上させる
ために表面改質処理が施されている。具体的な表面改質
処理として、例えば、イオンプレーティング法により、
アルミニウム、バナジュウム、炭素、窒素、チタン、窒
化チタン、チタンカーバイト、タングステンカーバイ
ト、クロム、窒化クロム膜等の単層コーティング（成
膜）、及び、アルミニウム、バナジュウム、炭素、窒
素、チタン、窒化チタン、チタンカーバイト、タングス
テンカーバイト、を組み合わせた複層コーティング、ま
たは、クロムと窒化クロム膜とからなる複層コーティン
グ（成膜）が知られている。
【０００３】上記単層コーティングは耐摩耗性等の所望
の機能が得られても母材と成膜材料との密着性に問題が
あったり、逆に母材と成膜材料との密着性が良好であっ
ても成膜材料から所望の機能が得られない場合がある。
したがって、母材との密着性に優れた膜及び所望の機能
を有する膜からなる複層コーティングが表面改質処理の
コーティングに多用されている。
の機能が得られても母材と成膜材料との密着性に問題が
あったり、逆に母材と成膜材料との密着性が良好であっ
ても成膜材料から所望の機能が得られない場合がある。
したがって、母材との密着性に優れた膜及び所望の機能
を有する膜からなる複層コーティングが表面改質処理の
コーティングに多用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、イオン
プレーティング法による上記複層コーティングは、上記
した材料の組み合わせに限られており、耐摩耗性及び離
型性に優れた酸化クロム膜が複層コーティングに使用さ
れることはなかった。特に、母材（被処理材）である金
属との密着性に優れた窒化クロム膜の上に上記酸化クロ
ム膜を形成することができなかった。
プレーティング法による上記複層コーティングは、上記
した材料の組み合わせに限られており、耐摩耗性及び離
型性に優れた酸化クロム膜が複層コーティングに使用さ
れることはなかった。特に、母材（被処理材）である金
属との密着性に優れた窒化クロム膜の上に上記酸化クロ
ム膜を形成することができなかった。
【０００５】また、上記単層コーティング及び複層コー
ティングにおいては、コーティング時の被処理材料の温
度が熱応力発生温度まで上昇し、被処理材料には熱応力
による歪み等が発生してしまう（例えば、被処理材料が
超硬度鋼である場合、約５５０°Ｃ以上で熱応力による
歪みが発生する。）。これにより、被処理材料にはコー
ティング後に歪み等を除去するための加工が必要であ
り、製造工程が繁雑になるという問題点があった。
ティングにおいては、コーティング時の被処理材料の温
度が熱応力発生温度まで上昇し、被処理材料には熱応力
による歪み等が発生してしまう（例えば、被処理材料が
超硬度鋼である場合、約５５０°Ｃ以上で熱応力による
歪みが発生する。）。これにより、被処理材料にはコー
ティング後に歪み等を除去するための加工が必要であ
り、製造工程が繁雑になるという問題点があった。
【０００６】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、窒化クロム膜の上に酸化クロム膜を形成するととも
に、膜の形成時に被処理材料に熱応力による歪み等を発
生させない金属の表面処理方法を提供することを目的と
している。
で、窒化クロム膜の上に酸化クロム膜を形成するととも
に、膜の形成時に被処理材料に熱応力による歪み等を発
生させない金属の表面処理方法を提供することを目的と
している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の金属表面処理方法は、金属からなる被処理材
料の表面を清浄した後、圧力勾配型プラズマガンを使用
してイオンプレーティング法により耐摩耗性被膜を形成
する金属の表面処理方法において、蒸発物質に金属クロ
ム（Ｃｒ）、反応ガスに窒素（Ｎ2）及び酸素（Ｏ2）を
使用し、チャンバー内に窒素ガスのみを徐々に流量を増
加させながら所定組成の窒化クロム膜が形成されるに必
要な化学量論比に合致する所定量まで供給し、窒素ガス
が上記所定量に達した時点でその流量を所定時間保持
し、続いて窒素ガスの供給を徐々に減少させるのと平行
して、かつ、この減少期間に上記窒化クロム膜上に所定
組成の酸化クロム膜が形成されるに必要な化学量論比に
合致する所定量まで酸素ガスを徐々に増加させて供給
し、その後、酸素ガスの流量を前記増加させた状態で所
定時間保持することを特徴としている。
に本発明の金属表面処理方法は、金属からなる被処理材
料の表面を清浄した後、圧力勾配型プラズマガンを使用
してイオンプレーティング法により耐摩耗性被膜を形成
する金属の表面処理方法において、蒸発物質に金属クロ
ム（Ｃｒ）、反応ガスに窒素（Ｎ2）及び酸素（Ｏ2）を
使用し、チャンバー内に窒素ガスのみを徐々に流量を増
加させながら所定組成の窒化クロム膜が形成されるに必
要な化学量論比に合致する所定量まで供給し、窒素ガス
が上記所定量に達した時点でその流量を所定時間保持
し、続いて窒素ガスの供給を徐々に減少させるのと平行
して、かつ、この減少期間に上記窒化クロム膜上に所定
組成の酸化クロム膜が形成されるに必要な化学量論比に
合致する所定量まで酸素ガスを徐々に増加させて供給
し、その後、酸素ガスの流量を前記増加させた状態で所
定時間保持することを特徴としている。
【０００８】また、上記金属の表面処理を行う際に該金
属の温度をその熱応力の発生温度以下に保持してもよ
い。
属の温度をその熱応力の発生温度以下に保持してもよ
い。
【０００９】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明に係る実施
例について説明する。図１は、本発明に係る金属の表面
処理方法が適用される成膜装置１を示している。上記成
膜装置１は、概略、チャンバー２内の底部に配置したる
つぼ３と、上記チャンバー２の天井部に取り付けられた
圧力勾配型プラズマガン５と、チャンバー２の内側壁６
の近傍に配置された複数のホルダ８とから構成してあ
る。上記ホルダ８の近傍にはそれぞれ反応ガスの供給ノ
ズル９が配置してある。上記圧力勾配型プラズマガン５
はマイナスの直流電源４に接続され、また、上記複数の
ホルダ８はバイアス電源７に接続してある。なお、上記
チャンバー２には図示しない真空排気装置が接続されて
いる。
例について説明する。図１は、本発明に係る金属の表面
処理方法が適用される成膜装置１を示している。上記成
膜装置１は、概略、チャンバー２内の底部に配置したる
つぼ３と、上記チャンバー２の天井部に取り付けられた
圧力勾配型プラズマガン５と、チャンバー２の内側壁６
の近傍に配置された複数のホルダ８とから構成してあ
る。上記ホルダ８の近傍にはそれぞれ反応ガスの供給ノ
ズル９が配置してある。上記圧力勾配型プラズマガン５
はマイナスの直流電源４に接続され、また、上記複数の
ホルダ８はバイアス電源７に接続してある。なお、上記
チャンバー２には図示しない真空排気装置が接続されて
いる。
【００１０】上記供給ノズル９には、図示しない窒素ガ
ス供給源に接続れたマスフローコントローラ１０と、同
じく図示しない酸素ガス供給源に接続れたマスフローコ
ントローラ１１とが接続されており、窒素ガス及び酸素
ガスが上記ノズル９を介して上記ホルダ８の近傍に供給
されるようになっている。
ス供給源に接続れたマスフローコントローラ１０と、同
じく図示しない酸素ガス供給源に接続れたマスフローコ
ントローラ１１とが接続されており、窒素ガス及び酸素
ガスが上記ノズル９を介して上記ホルダ８の近傍に供給
されるようになっている。
【００１１】上記ホルダ８には金型等の被処理材料１３
が取り付けられるようになっており、このホルダ８に取
り付けられた被処理材料１３と内側壁６との間には、上
記被処理材料１３を所定温度に加熱・保持するためのヒ
ータ１４が設けてある。また、上記被処理材料１３の近
傍には、該被処理材料１３の温度を測定し、後述する制
御装置１５にその情報を出力する温度計１６が配置して
ある。上記ヒータ１４は制御装置１５で制御されるよう
になっており、上記温度計１６の測定値（被処理材料１
３の温度）がフィードバックされるようになっている。
なお、被処理材料１３を加熱する手段はヒータ１４に限
られるものではなく、制御装置１５で制御可能であれ
ば、抵抗加熱装置、ランプヒータ加熱装置、誘導加熱装
置及びプラズマ加熱装置等であっても良い。
が取り付けられるようになっており、このホルダ８に取
り付けられた被処理材料１３と内側壁６との間には、上
記被処理材料１３を所定温度に加熱・保持するためのヒ
ータ１４が設けてある。また、上記被処理材料１３の近
傍には、該被処理材料１３の温度を測定し、後述する制
御装置１５にその情報を出力する温度計１６が配置して
ある。上記ヒータ１４は制御装置１５で制御されるよう
になっており、上記温度計１６の測定値（被処理材料１
３の温度）がフィードバックされるようになっている。
なお、被処理材料１３を加熱する手段はヒータ１４に限
られるものではなく、制御装置１５で制御可能であれ
ば、抵抗加熱装置、ランプヒータ加熱装置、誘導加熱装
置及びプラズマ加熱装置等であっても良い。
【００１２】上記構成からなる成膜装置１で、例えば、
ＳＫＤ材（超硬度鋼）等の被処理材料である金型１３に
窒化クロム膜及び酸化クロム膜を成膜するには、まず、
金型１３の成膜前処理を行う。成膜前処理は、圧力勾配
型プラズマガン５によりＡｒイオンを金型１３の表面に
叩きつけて微小ミリング行い、金型１３の表面から脱ガ
ス等を行って清浄化する処理であり、作業手順として
は、るつぼ３に金属クロム１８を装入し、ホルダ８に上
記金型１３を取り付け、チャンバー２を１０-5〜１０-6
Ｔｏｒｒに真空排気し、真空排気を行っている際にヒー
タ１４で金型１３を４００°Ｃ程度に加熱したところで
圧力勾配型プラズマガン５を起動して５０Ａ程度の低出
力状態に保持し、金型１３に−５００Ｖ程度のバイアス
電圧を印加して行う。
ＳＫＤ材（超硬度鋼）等の被処理材料である金型１３に
窒化クロム膜及び酸化クロム膜を成膜するには、まず、
金型１３の成膜前処理を行う。成膜前処理は、圧力勾配
型プラズマガン５によりＡｒイオンを金型１３の表面に
叩きつけて微小ミリング行い、金型１３の表面から脱ガ
ス等を行って清浄化する処理であり、作業手順として
は、るつぼ３に金属クロム１８を装入し、ホルダ８に上
記金型１３を取り付け、チャンバー２を１０-5〜１０-6
Ｔｏｒｒに真空排気し、真空排気を行っている際にヒー
タ１４で金型１３を４００°Ｃ程度に加熱したところで
圧力勾配型プラズマガン５を起動して５０Ａ程度の低出
力状態に保持し、金型１３に−５００Ｖ程度のバイアス
電圧を印加して行う。
【００１３】この際、プラズマガン５には約５０ｓｃｃ
ｍのＡｒガスを注入し、チャンバー２は１０-3〜１０-4
Ｔｏｒｒ程度の圧力に保持する。また、成膜前処理の際
には金属クロム１８が蒸発しないように、上記プラズマ
ガン５の出力は１００Ｗ〜２ＫＷ程度の範囲内とし、バ
イアス電圧は、ボンバード効果を高めるため成膜時より
高めの３００〜５００Ｖ程度に調節する。
ｍのＡｒガスを注入し、チャンバー２は１０-3〜１０-4
Ｔｏｒｒ程度の圧力に保持する。また、成膜前処理の際
には金属クロム１８が蒸発しないように、上記プラズマ
ガン５の出力は１００Ｗ〜２ＫＷ程度の範囲内とし、バ
イアス電圧は、ボンバード効果を高めるため成膜時より
高めの３００〜５００Ｖ程度に調節する。
【００１４】成膜装置１では、このようにして成膜前処
理を終了した後に成膜処理を行う。成膜処理は、上記プ
ラズマガン５の出力を１０〜２５ＫＷ程度まで増加する
とともに、上記金型１３に印加されるバイアス電圧を５
０〜１００Ｖまで落とすことにより金属クロム１８を蒸
発させて初期成膜層であるクロム膜を形成する。また、
成膜処理が終了するまでの間、上記金型１３は制御装置
１５により、熱応力で歪み等が発生しない５００°Ｃ以
下の温度に保持される。
理を終了した後に成膜処理を行う。成膜処理は、上記プ
ラズマガン５の出力を１０〜２５ＫＷ程度まで増加する
とともに、上記金型１３に印加されるバイアス電圧を５
０〜１００Ｖまで落とすことにより金属クロム１８を蒸
発させて初期成膜層であるクロム膜を形成する。また、
成膜処理が終了するまでの間、上記金型１３は制御装置
１５により、熱応力で歪み等が発生しない５００°Ｃ以
下の温度に保持される。
【００１５】なお、上記プラズマガン５は、カソード部
等の高温劣化し易い部分がチャンバー２内よりもはるか
に圧力の高いＡｒ雰囲気中に設置されているため、カソ
ード部はチャンバー２の内部に供給された反応ガス（窒
素及び酸素）による劣化が無く、安定した放電が可能で
あるとともに寿命が長い。
等の高温劣化し易い部分がチャンバー２内よりもはるか
に圧力の高いＡｒ雰囲気中に設置されているため、カソ
ード部はチャンバー２の内部に供給された反応ガス（窒
素及び酸素）による劣化が無く、安定した放電が可能で
あるとともに寿命が長い。
【００１６】また、上記プラズマガン５は、磁場を調節
することによって、るつぼ３に装入された金属クロム１
８全体へのプラズマ照射が可能である。これにより、上
記金属クロム１８の表面における窒化及び酸化反応を防
止できるので、異常放電の発生が無く、安定して上記金
属クロム１８を蒸発させることができる。
することによって、るつぼ３に装入された金属クロム１
８全体へのプラズマ照射が可能である。これにより、上
記金属クロム１８の表面における窒化及び酸化反応を防
止できるので、異常放電の発生が無く、安定して上記金
属クロム１８を蒸発させることができる。
【００１７】上記のようにクロムの蒸発に合わせて、マ
スフローコントローラ１０により窒素ガスを所定量（１
００ｓｃｃｍ）に達するまでチャンバー２内に段階的ま
たは傾斜的に供給する。これにより、金型１３には図２
に示すように、クロム膜から窒化クロム膜に傾斜的に変
化する膜ａが形成される。そして、窒素ガスの供給量が
所定組成の窒化クロム膜が形成される化学量論比に合致
した量に達すると、上記膜ａの上には窒化クロム膜（Ｃ
ｒＮ）ｂが形成される。ここで、窒素ガスの供給量を増
加することなく一定にして所定時間保持し、その間に上
記窒化クロム膜ｂを所定厚みに形成する。
スフローコントローラ１０により窒素ガスを所定量（１
００ｓｃｃｍ）に達するまでチャンバー２内に段階的ま
たは傾斜的に供給する。これにより、金型１３には図２
に示すように、クロム膜から窒化クロム膜に傾斜的に変
化する膜ａが形成される。そして、窒素ガスの供給量が
所定組成の窒化クロム膜が形成される化学量論比に合致
した量に達すると、上記膜ａの上には窒化クロム膜（Ｃ
ｒＮ）ｂが形成される。ここで、窒素ガスの供給量を増
加することなく一定にして所定時間保持し、その間に上
記窒化クロム膜ｂを所定厚みに形成する。
【００１８】次に、マスフローコントローラ１０を調節
して窒素ガスの供給量を段階的または傾斜的に減少させ
るのと平行し、かつ、この減少期間にマスフローコント
ローラ１１を調節して上記窒素ガスの減少量と同比率に
て酸素ガスを段階的または傾斜的に供給する。これによ
り、上記膜ｂの上には窒化クロム膜から酸化クロム膜に
傾斜的に変化する膜ｃすなわち、窒化クロム膜の傾斜膜
と酸化クロム膜の傾斜膜との混合膜が形成される。そし
て、窒素ガスの供給量が零となると、供給されるガスが
全て酸素ガスとなり、上記膜ｃの上には酸化クロム膜
（Ｃｒ2Ｏ3）ｄが形成される。なお、このときの酸素ガ
ス量は所定組成の酸化クロム膜が形成される化学量論比
に合致する量である。その後、酸素ガスの供給量を増加
することなく一定にして所定時間保持し、上記酸化クロ
ム膜ｄを所定厚みに形成する。
して窒素ガスの供給量を段階的または傾斜的に減少させ
るのと平行し、かつ、この減少期間にマスフローコント
ローラ１１を調節して上記窒素ガスの減少量と同比率に
て酸素ガスを段階的または傾斜的に供給する。これによ
り、上記膜ｂの上には窒化クロム膜から酸化クロム膜に
傾斜的に変化する膜ｃすなわち、窒化クロム膜の傾斜膜
と酸化クロム膜の傾斜膜との混合膜が形成される。そし
て、窒素ガスの供給量が零となると、供給されるガスが
全て酸素ガスとなり、上記膜ｃの上には酸化クロム膜
（Ｃｒ2Ｏ3）ｄが形成される。なお、このときの酸素ガ
ス量は所定組成の酸化クロム膜が形成される化学量論比
に合致する量である。その後、酸素ガスの供給量を増加
することなく一定にして所定時間保持し、上記酸化クロ
ム膜ｄを所定厚みに形成する。
【００１９】上記各工程において、上記金型１３は５０
０°Ｃ以下の温度に保持されるので、熱応力による歪み
が発生しない。したがって、成膜後に歪み等を取り除く
加工を行う必要が無いので金型１３の製造工程を単純化
することができる。
０°Ｃ以下の温度に保持されるので、熱応力による歪み
が発生しない。したがって、成膜後に歪み等を取り除く
加工を行う必要が無いので金型１３の製造工程を単純化
することができる。
【００２０】上記成膜過程において、成膜処理を中断し
て得られた窒化クロム膜ｂ及び最終的に形成された酸化
クロム膜ｄの組成をＸ線回折により分析したところ、図
３に示すように、窒化クロム膜ｂの回折角度は、４３度
を最大値とし、続いて３７度、６３度、７５度にピーク
が認められた。これにより、金型１３には窒化クロム膜
が形成されていることが確認できる。なお、マイクロビ
ッカース法により上記窒化クロム膜ｂの硬度を測定した
ところ約１８００ｋｇ／ｍｍ2の値が得られた。
て得られた窒化クロム膜ｂ及び最終的に形成された酸化
クロム膜ｄの組成をＸ線回折により分析したところ、図
３に示すように、窒化クロム膜ｂの回折角度は、４３度
を最大値とし、続いて３７度、６３度、７５度にピーク
が認められた。これにより、金型１３には窒化クロム膜
が形成されていることが確認できる。なお、マイクロビ
ッカース法により上記窒化クロム膜ｂの硬度を測定した
ところ約１８００ｋｇ／ｍｍ2の値が得られた。
【００２１】また、図４に示すように、酸化クロム膜ｄ
の回折角度は、３３度を最大値として続いて２４度、４
２度、５０度及び５４度にピークが認められた。これに
より、金型１３には酸化クロム膜が形成されていること
が確認できる。なお、マイクロビッカース法により上記
酸化クロム膜ｄの硬度を測定したところ約２０００ｋｇ
／ｍｍ2の値が得られた。さらに、上記窒化クロム膜ｂ
及び酸化クロム膜ｄを成膜した金型１３を室温約２０°
Ｃから６００°Ｃまでの間で繰り返して熱衝撃テストを
行ったところ、離型性、膜の割れ性等に問題は無く良好
に膜が形成されていることが確認された。
の回折角度は、３３度を最大値として続いて２４度、４
２度、５０度及び５４度にピークが認められた。これに
より、金型１３には酸化クロム膜が形成されていること
が確認できる。なお、マイクロビッカース法により上記
酸化クロム膜ｄの硬度を測定したところ約２０００ｋｇ
／ｍｍ2の値が得られた。さらに、上記窒化クロム膜ｂ
及び酸化クロム膜ｄを成膜した金型１３を室温約２０°
Ｃから６００°Ｃまでの間で繰り返して熱衝撃テストを
行ったところ、離型性、膜の割れ性等に問題は無く良好
に膜が形成されていることが確認された。
【００２２】なお、上記金型１３の材質はＳＫＤ材に限
るものでは無く、材質の変更に伴って、制御装置１５で
保持する温度を変更することは言うまでもない。また、
本発明に係る金属の表面処理方法が適用される成膜装置
１は上記構成のものに限るものではなく、複数の被処理
材料を連続的に処理する水平通過式の成膜装置等であっ
てもよい。
るものでは無く、材質の変更に伴って、制御装置１５で
保持する温度を変更することは言うまでもない。また、
本発明に係る金属の表面処理方法が適用される成膜装置
１は上記構成のものに限るものではなく、複数の被処理
材料を連続的に処理する水平通過式の成膜装置等であっ
てもよい。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る金属の表面処理方法によれば、母材である金属と
の密着性に優れた窒化クロム膜の上に耐摩耗性及び離型
性に優れた酸化クロム膜を形成することができるので、
理想的な金型、治具等を製作することができる。しか
も、窒素ガス、酸素ガスの供給時間等を変更することに
より、窒化クロム膜、酸化クロム膜の厚みを所望のもの
に容易に設定することができる。
に係る金属の表面処理方法によれば、母材である金属と
の密着性に優れた窒化クロム膜の上に耐摩耗性及び離型
性に優れた酸化クロム膜を形成することができるので、
理想的な金型、治具等を製作することができる。しか
も、窒素ガス、酸素ガスの供給時間等を変更することに
より、窒化クロム膜、酸化クロム膜の厚みを所望のもの
に容易に設定することができる。
【００２４】また、成膜時においては、被処理材料の温
度を熱応力が発生する温度以下に保持するので、従来の
ように、成膜終了後に被処理材料から熱応力によって発
生した歪み等を除去する加工を必要としない。したがっ
て、製造工程を簡略化することができコストダウンが実
現する。
度を熱応力が発生する温度以下に保持するので、従来の
ように、成膜終了後に被処理材料から熱応力によって発
生した歪み等を除去する加工を必要としない。したがっ
て、製造工程を簡略化することができコストダウンが実
現する。
【図１】 本発明に係る金属の表面処理方法が適用され
る成膜装置である。
る成膜装置である。
【図２】 成膜工程を示す説明図である。
【図３】 窒化クロム膜のＸ線回折の分析結果である。
【図４】 酸化クロム膜のＸ線回折の分析結果である。
１…成膜装置、２…チャンバー、５…圧力勾配型プラズ
マガン、９…供給ノズル、１０、１１…マスフローコン
トローラ、１３…金型（被処理材料）、１４…ヒータ、
１５…制御装置、１６…温度計、１８…金属クロム。
マガン、９…供給ノズル、１０、１１…マスフローコン
トローラ、１３…金型（被処理材料）、１４…ヒータ、
１５…制御装置、１６…温度計、１８…金属クロム。
Claims (2)
- 【請求項１】 金属からなる被処理材料の表面を清浄し
た後、圧力勾配型プラズマガンを使用してイオンプレー
ティング法により耐摩耗性被膜を形成する金属の表面処
理方法において、蒸発物質に金属クロム（Ｃｒ）、反応
ガスに窒素（Ｎ2）及び酸素（Ｏ2）を使用し、チャンバ
ー内に窒素ガスのみを徐々に流量を増加させながら所定
組成の窒化クロム膜が形成されるに必要な化学量論比に
合致する所定量まで供給し、窒素ガスが上記所定量に達
した時点でその流量を所定時間保持し、続いて窒素ガス
の供給を徐々に減少させるのと平行して、かつ、この減
少期間に上記窒化クロム膜上に所定組成の酸化クロム膜
が形成されるに必要な化学量論比に合致する所定量まで
酸素ガスを徐々に増加させて供給し、その後、酸素ガス
の流量を前記増加させた状態で所定時間保持することを
特徴とする金属の表面処理方法。 - 【請求項２】 上記金属の表面処理を行う際に該金属の
温度をその熱応力発生温度以下に保持することを特徴と
する請求項１に記載の金属の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9838895A JPH08296033A (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | 金属の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9838895A JPH08296033A (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | 金属の表面処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08296033A true JPH08296033A (ja) | 1996-11-12 |
Family
ID=14218476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9838895A Pending JPH08296033A (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | 金属の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08296033A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006307317A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-11-09 | Dowa Mining Co Ltd | 窒素含有クロム被膜、その製造方法及び機械部材 |
| JP2007092112A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Dowa Holdings Co Ltd | 窒素含有クロム被膜、その製造方法及び機械部材 |
| JP2010229463A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Dowa Thermotech Kk | 硬質皮膜被覆部材およびその製造方法 |
| JP2011056898A (ja) * | 2009-09-14 | 2011-03-24 | Toshiba Hokuto Electronics Corp | サーマルプリントヘッドおよびその製造方法 |
-
1995
- 1995-04-24 JP JP9838895A patent/JPH08296033A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006307317A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-11-09 | Dowa Mining Co Ltd | 窒素含有クロム被膜、その製造方法及び機械部材 |
| JP2007092112A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Dowa Holdings Co Ltd | 窒素含有クロム被膜、その製造方法及び機械部材 |
| JP2010229463A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Dowa Thermotech Kk | 硬質皮膜被覆部材およびその製造方法 |
| JP2011056898A (ja) * | 2009-09-14 | 2011-03-24 | Toshiba Hokuto Electronics Corp | サーマルプリントヘッドおよびその製造方法 |
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