JPS58181863A - 表面処理方法 - Google Patents

表面処理方法

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JPS58181863A
JPS58181863A JP6290582A JP6290582A JPS58181863A JP S58181863 A JPS58181863 A JP S58181863A JP 6290582 A JP6290582 A JP 6290582A JP 6290582 A JP6290582 A JP 6290582A JP S58181863 A JPS58181863 A JP S58181863A
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JP
Japan
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ion
metal
ions
ion implantation
treatment method
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JP6290582A
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JPS6219503B2 (ja
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Yasuhiro Shimizu
靖弘 清水
Akira Doi
陽 土居
Naoharu Fujimori
直治 藤森
Kunihiro Takahashi
邦博 高橋
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

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】 耐摩耗性を要求される部品においては、その表面を硬化
することにより寿命を伸ばすことが今日広く行われてい
る。
表面硬化法には、基材の表面そのものを硬化する方法と
、基材の表面に硬化層を被覆する２通りがあり、前者に
は加工、浸炭、窒化といった手法が用いられ、後者には
、湿式メッキ、溶射、ＣＶＤ。
ＰＶＤなどの手法が用いられる。前者は、その硬化には
限度があるが、寸法変化が少なく、加工精度を要する部
品に向いている。一方後者は、適当な被覆を施すことで
、前者より大きな表面硬度を得られるが、寸法精度の面
では不利であり、また基材との密着性という問題点が残
る。
従来の表面硬化法はこの２通りのうち、一方のみを使っ
たものが多く十分な性能が得られていると、は言い難い
。そこで発明者らは、この２つをうまく結びつけること
で、更に大きな効果が得られるのではないかと考え、研
究を進めた結果、本発明に至ったものである。
本発明では、金属蒸気存在下のもとで、イオンインプラ
チージョン（以下イオンインプラと略記する）によりＮ
イオンを被処理物に打込んだ後、その表面に該金属の窒
化物被膜を被覆する点に特徴を持っている。イオンイン
プラは元来、半導体の不純物原子のドーピングの手法と
して開発され、イオンのエネルギーと個数を制御するこ
とで、所望の原子プロファイルが再現性よく得られる。
この特長を生かし、主に窒化による表面硬化法としてイ
オンインプラの応用が種々提案されている。
本発明の第一段階ではこのイオンインプラを金属イオン
、Ｎイオン同時に行っている。金属イオンを得るには、
被処理物の周囲を金属蒸気雰囲気とし、Ｎイオンを衝突
させてもあるいは、金属イオンの発生源を別に設けても
よい。この金属イオンとＮイオンは共に被処理物に打込
まれ、その表面近傍に窒化物の強固な核が形成される。
この核は非常に大きなエネルギーで打込まれているため
、従来のイオンブレーティングなどで得られる膜とは比
較にならないくらい強固に基材と密着している。従って
これだけでも従来のイオンインプラより耐摩耗性が大幅
に向上するのであるが、更に本発明ではその上に窒化物
の被覆を行っている。これにより一段と表面を硬化する
ことができ耐摩耗性、耐溶着性を向上できたのである。
又、この膜は先に打込まれた金属窒化物核の上に形成さ
れるたメ、従来のイオンブレーティングなどによる被膜
より強固に基材と密着し、耐剥離性も向上する結果とな
るのである。イオンインプラに続く表面被覆法としては
、ＣＶＤ法、スパッタリング法、イオンブレーティング
法などがあり、いずれにしても効果に変りはないが、イ
オンインプラ処理からの連続性、および適度な密着性と
いう観点からイオンブレーティング法が適当と思われる
。
以下実施例をもって説明する。
（実施例１） 超硬合金パンチ（Ｋ１０相当）に、Ｔｉ蒸気存在下でＮ
イオンを打込んだ試料Ａと、更にこの上にイオンブレー
ティング法によりＴｉＮ被覆（１μｍ）を施した試料Ｂ
を準備し、これを同一の打抜機にかけ寿命に至るまでの
処理個数を比較した。更に真空中でＮイオンを打込んだ
試料Ｃと未処理の試料りを準備し、これも同一の打抜機
にかけ寿命に至るまでの処理個数を比較した。
この結果を第１表に示す。
第１表 （実施例２） 高速度鋼ドリルにＡｌイオンとＮイオンを同時に打込ん
だ後、イオンブレーティングによりＡＪＮ被覆を施した
試料Ａと真空中のＮイオン打込みの後イオンブレーティ
ングでＡｌＮを被覆した試料Ｂ、更に普通のイオンブレ
ーティングでＡＪＮを被覆した試料Ｃを作成し、プリン
ト基板の穴明は加工を行い寿命に至るまでの処理枚数を
比較した。ここで３つの試料とも膜厚は２μｍ　で同一
であった。
この結果を第２表に示す。
第２表

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ＋１）　超硬合金、サーメット又は高速度鋼の表面処理
    法において、基体表面に金属イオンと窒素イオンを同時
    に打込むイオンインプラチージョンに続いて、該金属の
    窒化物を被覆することを特徴とする表面処理方法。 （２、特許請求の範囲第１項において、該金属がＴｉ。 Ｖ、　Ｃｒ、　Ｚｒ、　Ｎｂ、　Ｍｏ、　Ｈｆ、　Ｔａ
    、　Ｗのうち１種又は２種以上であることを特徴とする
    表面処理方法。
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