JPS58181864A - 表面処理方法 - Google Patents

表面処理方法

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JPS58181864A
JPS58181864A JP6450782A JP6450782A JPS58181864A JP S58181864 A JPS58181864 A JP S58181864A JP 6450782 A JP6450782 A JP 6450782A JP 6450782 A JP6450782 A JP 6450782A JP S58181864 A JPS58181864 A JP S58181864A
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JP
Japan
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metal
implanted
ions
vapor
ion
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JP6450782A
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JPS6157904B2 (ja
Inventor
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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/48—Ion implantation

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical 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。
表面硬化法としては加工、炭化、窒化という基材そのも
のの表面を硬化する方法とＣＶＤ　、　ＰＶＤ等により
基材の表面に硬化層を被覆する方法があるが、精度を要
求される場合は前者が用いられることが多い。この基材
そのものの硬化方法として、イオンインプランテーショ
ン（以下、イオンインプラと略記）という技術が知られ
ている。
これは元来半導体の不純物原子のドーピングの方法とし
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と
ができる。この特長を生がし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。
本発明はこのイオンインプラ処理の改良に関するもので
ある。イオンインプラを行う際に注入するイオンとして
窒素イオンを用いることは一般に行われている。
しかし、窒素イオンのみを打込む従来がらの方法では打
込めるイオンの数に限りがあり、これに伴い、効果が飽
和してしまう傾向があった。
そこで発明者らは、この欠点を克服すべく研究を重ねた
結果、この発明をなすを至ったものである。
本発明では被処理物の周囲を金属蒸気雰囲気としたり、
窒素イオンと同時に金属イオンを注入するが、この金属
を適切に選ぶことにより、従来の処理の数倍の効果を生
むことに成功した。
この金属としては、高硬度の窒化物を作るＩＶａｔＶａ
、Ｖｌａ族の金属即ちＴｉ　＋Ｚｒ＋Ｈｆ５Ｖ＋Ｎｂｔ
Ｔａ＋Ｃｒ＋Ｍｏ＋Ｗ等を使うのが効果的である。以下
Ｔｉ　　を例にとって説明する。
Ｃｉ　　蒸気存在下で窒素イオンを打込むとＴｉ　　の
一部は窒素イオンと衝突し、イオン化される。又は他に
Ｔｉのイオン源を別に設け、ここからＴｉイオンを引出
してきてもよい。このＴｉ　　イオンは窒素イオンと同
時に被処理物に打込まれ、一部は反応し、表面にＴｉＮ
の強固な核が生成される。このＴｉＮは入射エネルギー
の大きさにより被処理物の内部あるいは表面に形成され
、表面の硬化に大きな効果を与える。
また反応しなかった大多数のＴｉ　　イオンおよび／又
は窒素イオンは母材の中に注入されて従来のイオンイン
プラと同等の効果を与える。
これらの相乗効果により単なるイオンインプラより著し
い性能向上を得ることに成功した。
この性能向上は生成されたＴｉＮによる表面の硬化なら
びに鋼との耐溶着性の上昇により摩耗が激減したためで
あると説明される。
なお、ここではＴｉ　　を例にとったが、これは他のＩ
ＶａｔＶａ、Ｖｌａ　　族金属を使っても同様な効果が
得られることが確認された。
また金属の蒸発機構としては、電子ビーム加熱、抵抗加
熱、高周波加熱アーク放電などがあるが、いずれを採用
しても本発明の効果に変りはない。
また、注入する非金属イオンは窒素が主たるものである
が、これの５０％未満をＯ，Ｂ、Ｃの一種又は２種以上
で置換えたものもこの特許に含まれる。
以下実施例をもって説明する。
（実施例１） イオンインプラ装置に電子ビーム加熱機構を備えた装置
に、超硬合金（ＫＩＯ相当）のパンチ（５ｏｘ７０Ｂ）
を装填し、金属蒸気を蒸発させながら、パンチ底面に窒
素イオンを打ち込んだ。
これと真空中で窒素イオンを打込んだ従来品とを同一の
打抜機にかけ、寿命に至るまでの処理個数を比較した。
イオンインプラの条件を第１表に、金属蒸気の種類と結
果をまとめて第２表に示す。
第１表 第２表 （実施例２） 金属イオン発生源を備えたイオンインプラ装置に、高速
度鋼でできたドリル（外径５ＢＯ）を装填し、金属を種
々変えてＮイオンと同時にイオンインプラ処理を施した
試料を作成した。これとＮイオンインプラのみの試料と
未処理の試料で鋼板（１（ｌｕｃｔ）　　のドリル加工
を行い、その処理個数を比較した。結果を第３表に示す
。
−３２１−

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （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、被処理基体の周囲を金属蒸気雰囲気にして基
    体表面に窒素イオンをイオンインプラチージョンによっ
    て注入することを特徴とする表面処理方法。
  2. （２）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、被処理基体表面に窒素イオンと同時に金属イ
    オンをイオンインプラチージョンすることを特徴とする
    表面処理方法。
  3. （３）金属蒸気又は金属イオンの金属がＴＬＶｔＣｒｔ
    Ｚｒ　＋Ｎｂ　＋Ｍｏ　＋Ｈｆ　＋Ｔａ　＋Ｗ　のうち
    の一種又は二種以上を用いることを特徴とする特許請求
    の範囲第（１）項及び第（２）項記載の表面処理方法。
JP6450782A 1982-04-16 1982-04-16 表面処理方法 Granted JPS58181864A (ja)

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JPS6157904B2 JPS6157904B2 (ja) 1986-12-09

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