JPS6115967A - 表面処理方法 - Google Patents
表面処理方法Info
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- JPS6115967A JPS6115967A JP59136024A JP13602484A JPS6115967A JP S6115967 A JPS6115967 A JP S6115967A JP 59136024 A JP59136024 A JP 59136024A JP 13602484 A JP13602484 A JP 13602484A JP S6115967 A JPS6115967 A JP S6115967A
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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
-
- 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
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- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
-
- 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
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- C23C14/32—Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
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- Photoreceptors In Electrophotography (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(1)産業上の利用分野
この発明は金属基板上に金属あるいは非金属イオンを被
覆形成して該基板上に硬質層を得る表面処理方法に関す
るものである。
覆形成して該基板上に硬質層を得る表面処理方法に関す
るものである。
(2)従来の技術
従来、基板表面に硬質層を得る方法としては、CVD法
、イオンブレーティング法などが実用化されている。
、イオンブレーティング法などが実用化されている。
これらは基材の表面に数ミクロンの炭化物、窒化物、酸
化物、硼化物などの硬質層を被覆するものであり、精度
を問題とするような用途には用いることができない。
化物、硼化物などの硬質層を被覆するものであり、精度
を問題とするような用途には用いることができない。
さらに、CVD法では基材と被膜の間に脆化層を生じ、
脆くなるという問題があり、またイオンブレーティング
法では基板と皮膜の密着性が不十分であるという問題が
ある。
脆くなるという問題があり、またイオンブレーティング
法では基板と皮膜の密着性が不十分であるという問題が
ある。
また表面硬化法として非金属イオンを基材に注入すると
いう方法も提案されているが、この方法は基材の材質に
よって限定されるという欠点がある。
いう方法も提案されているが、この方法は基材の材質に
よって限定されるという欠点がある。
(3) 発明が解決しようとする問題点上記した従来
法の欠点を解消するために、本発明者らは先に蒸着とイ
オン注入を組合せた表面処理方法を提案したが、この発
明の方法はこれをさらに発展改良したものである。
法の欠点を解消するために、本発明者らは先に蒸着とイ
オン注入を組合せた表面処理方法を提案したが、この発
明の方法はこれをさらに発展改良したものである。
(4) 問題点を解決するための手段即ち、この発明
は金属蒸気の雰囲気下にある基板に金属イオンあるいは
非金属イオンを注入する表面処理方法において、該金属
蒸気をイオン化することを特徴とするものであり、金属
蒸気をイオン化する方法を付加することによって得られ
た基板上の膜の密着状態を制御するものである。
は金属蒸気の雰囲気下にある基板に金属イオンあるいは
非金属イオンを注入する表面処理方法において、該金属
蒸気をイオン化することを特徴とするものであり、金属
蒸気をイオン化する方法を付加することによって得られ
た基板上の膜の密着状態を制御するものである。
金属蒸気イオン化の形態は、色々あるが、プラズマ(D
Cもしくは高周波)およびアーク放電や熱電子を利用す
るのが好適である。
Cもしくは高周波)およびアーク放電や熱電子を利用す
るのが好適である。
勿論、これら上記の方法で金属蒸気をイオン化したのち
、電界により加速することも効果はあるが、一般に大面
積にわたりこれを実施することは設備費用が高くついて
現実的ではない。
、電界により加速することも効果はあるが、一般に大面
積にわたりこれを実施することは設備費用が高くついて
現実的ではない。
(5) 作 用
この発明において、イオン化された金属粒子はより高い
エネルギーをもって基板に到達し、該基板により強く密
着すると同時に注入されたイオンとの反応も促進される
ことになる。
エネルギーをもって基板に到達し、該基板により強く密
着すると同時に注入されたイオンとの反応も促進される
ことになる。
非金属粒子はイオン源により加速されて基板表面に至り
、この加速されたイオンが基材表面を活性化することに
より、被膜の密着性はさらに強固となるのである。
、この加速されたイオンが基材表面を活性化することに
より、被膜の密着性はさらに強固となるのである。
この発明の目的に対しては、特に必要ではないが引出し
加速されたイオンを質量分析し、特定のイオン種のみ取
出して蒸着室に導入してもよい。
加速されたイオンを質量分析し、特定のイオン種のみ取
出して蒸着室に導入してもよい。
さらにこの発明は炭化物、窒化物、酸化物、硼化物など
の耐摩耗、耐食性を有する被覆に特に効果を示し、なか
んずく切削工具のような被膜の密着性を要求する用途に
おいてはその効果は顕著である。
の耐摩耗、耐食性を有する被覆に特に効果を示し、なか
んずく切削工具のような被膜の密着性を要求する用途に
おいてはその効果は顕著である。
(6) 実 施 例
以下、この発明の実施例について夫々に用いる装置を参
照しつつ詳細に説明する。
照しつつ詳細に説明する。
実施例1
第1図に示す表面処理装置を用いるが、同図において、
1は図示省略した排気装置により排気された真空蒸着室
、2は基板材料、3は基板加速用電源、4は溶融金属、
5は電子ビーム、6はイオン化電極、7はイオン化電源
、8は注入されるイオンを生成し、加速引出しを行なう
イオン源、9はイオン化された蒸発金属ビーム、1oは
イオンビームである。
1は図示省略した排気装置により排気された真空蒸着室
、2は基板材料、3は基板加速用電源、4は溶融金属、
5は電子ビーム、6はイオン化電極、7はイオン化電源
、8は注入されるイオンを生成し、加速引出しを行なう
イオン源、9はイオン化された蒸発金属ビーム、1oは
イオンビームである。
上記のような構造の表面処理装置において、基板2とし
てプリント基板加工用極小径ドリル(φ0.90 mm
) 、蒸発金属としてTc、注入用イオンとしてN2
を用いてサンプルA−1を試作した。
てプリント基板加工用極小径ドリル(φ0.90 mm
) 、蒸発金属としてTc、注入用イオンとしてN2
を用いてサンプルA−1を試作した。
比較材としてイオン化せずにTiを蒸発させながらCイ
オン注入を行なって得たサンプルB−1、N;イオン注
入のみを行なったサンプルC−1、CVD法にてT’L
Nを被覆したサンプルD−1、イオンブレーティング
法によりTi Nを被覆したサンプルE−1、無処理品
をF−1としてこれらサンプルを基 板 G10.3枚
重ね 回転数 N = 80.000rp1 送 リ r = 0.05 m /
reVの条件にて切削テストしたところ、夫々の寿命
までのヒツト数は第1表の通りであった。
オン注入を行なって得たサンプルB−1、N;イオン注
入のみを行なったサンプルC−1、CVD法にてT’L
Nを被覆したサンプルD−1、イオンブレーティング
法によりTi Nを被覆したサンプルE−1、無処理品
をF−1としてこれらサンプルを基 板 G10.3枚
重ね 回転数 N = 80.000rp1 送 リ r = 0.05 m /
reVの条件にて切削テストしたところ、夫々の寿命
までのヒツト数は第1表の通りであった。
第 1 表
実施例2
第2図に示す装置を用いて表面処理を行なった。
同図において番号1〜5.8〜10は実施例1における
と同じものを示しているのでそれらの説明は省略する。
と同じものを示しているのでそれらの説明は省略する。
次に6aはイオン他用RF電極、7aは高周波電源、1
1は整合装置である。
1は整合装置である。
このような装置にて、基板としてMIO超硬合金(SN
G 432) 、蒸発金属としてN1注入用イオンとし
て02を用いてサンプルA−2を試作した。
G 432) 、蒸発金属としてN1注入用イオンとし
て02を用いてサンプルA−2を試作した。
比較材としては、イオン化せずにNを蒸発させながら0
2イオン注入を行なって得たサンプルB−2、dイオン
注入のみのサンプルC−2、CVD法およびイオンブレ
ーティング法にてM、08を被覆して作成したサンプル
D−2、E−2および無処理品F−2を作った。 そし
てこれらのサンプルを用いて被削材 SCM 435
(H) 速 度 150m / III!n送 リ
0.36 mm/ reV切込み 1
.5mm の条件で切削テストを行ない、寿命(Va = 0.2
0mm )に至るまでの切削時間を調査したところ、第
2表の結果を得、この発明の表面処理方法によるものが
一段とすぐれていることが認められた。
2イオン注入を行なって得たサンプルB−2、dイオン
注入のみのサンプルC−2、CVD法およびイオンブレ
ーティング法にてM、08を被覆して作成したサンプル
D−2、E−2および無処理品F−2を作った。 そし
てこれらのサンプルを用いて被削材 SCM 435
(H) 速 度 150m / III!n送 リ
0.36 mm/ reV切込み 1
.5mm の条件で切削テストを行ない、寿命(Va = 0.2
0mm )に至るまでの切削時間を調査したところ、第
2表の結果を得、この発明の表面処理方法によるものが
一段とすぐれていることが認められた。
第 2 表
実施例3
第3図に示す装置にてサンプルを試作した。
同図において6bは熱電子放射用フィラメント、7bは
フィラメント用電源を示し、他は第1図と同様である。
フィラメント用電源を示し、他は第1図と同様である。
この装置にて基板2として高速度鋼、蒸発金属としてT
い注入イオンとしてCを用いてサンプルA−3を試作し
た。
い注入イオンとしてCを用いてサンプルA−3を試作し
た。
比較材としてイオン化せずにT、を蒸発させながらC+
イオン注入を行なったサンプルB−3、C+イオン注入
のみを行なったサンプルC−3を作り、このほかCVD
法にてTLCを被覆したサンプル[)−3、イオンブレ
ーティング法にてTL Cを被覆したサンプルE−3お
よび無処理品F−3を試作し、夫々被削材 18−8
ステンレス鋼 速 度 40m/1ain 送 リ 0.1mm / reV切込み
1.0 mm の条件にて切削テストを行なって寿命に至るまでの切削
時間を調べたところ第3表の結果を得た。
イオン注入を行なったサンプルB−3、C+イオン注入
のみを行なったサンプルC−3を作り、このほかCVD
法にてTLCを被覆したサンプル[)−3、イオンブレ
ーティング法にてTL Cを被覆したサンプルE−3お
よび無処理品F−3を試作し、夫々被削材 18−8
ステンレス鋼 速 度 40m/1ain 送 リ 0.1mm / reV切込み
1.0 mm の条件にて切削テストを行なって寿命に至るまでの切削
時間を調べたところ第3表の結果を得た。
第 3 表
実施例4
第4図に示す装置にてサンプルを試作した。
同図において、6cG、tHCDガン゛、7CはHCD
ガン用電源を示し、他は第1図と同様である。
ガン用電源を示し、他は第1図と同様である。
この装置にて基板2として超硬合金KIO1蒸発金属と
してB1注入イオンとしてN2を用いてサンプルを試作
した。
してB1注入イオンとしてN2を用いてサンプルを試作
した。
比較材としてイオン化せずBを蒸発させながらN:イオ
ンを注入したサンプルB−4、Nγイオン注入のみを行
なったサンプルC−4、CVD法でBNを被覆したサン
プルD−4、イオンブレーティングでBNを被覆したサ
ンプルE−4、無処理品F−4を用い、夫々 被削材 FCD45 速 度 300m/1llin 送 リ 0.1mm/reV切込み 0.4
mm の条件にて切削テストを行なって、寿命に至るまでの切
削時間を調べ、その結果を第4表に示した。
ンを注入したサンプルB−4、Nγイオン注入のみを行
なったサンプルC−4、CVD法でBNを被覆したサン
プルD−4、イオンブレーティングでBNを被覆したサ
ンプルE−4、無処理品F−4を用い、夫々 被削材 FCD45 速 度 300m/1llin 送 リ 0.1mm/reV切込み 0.4
mm の条件にて切削テストを行なって、寿命に至るまでの切
削時間を調べ、その結果を第4表に示した。
第 4 表
(7) 効 果
以上の実施例から明らかなように、蒸発金属をイオン化
し、イオン注入とイオンブレーティングを組合せたこの
発明の方法により、従来以上に硬質で密着力にすぐれた
表面被膜の得られることが認められた。
し、イオン注入とイオンブレーティングを組合せたこの
発明の方法により、従来以上に硬質で密着力にすぐれた
表面被膜の得られることが認められた。
なお、この発明の表面処理方法ではイオン化の手段とし
てRF放電、DCアーク放電、熱電子放散、HODガン
などが有効であることが認められたが、原理的には他の
イオン化の手法を用いてもこの発明の効果には何ら変り
ないことは勿論である。
てRF放電、DCアーク放電、熱電子放散、HODガン
などが有効であることが認められたが、原理的には他の
イオン化の手法を用いてもこの発明の効果には何ら変り
ないことは勿論である。
また、これらイオン化の手法を重ねることは、より一層
の効果の向上が期待されるものである。
の効果の向上が期待されるものである。
第1図乃至第4図は何れもこの発明の方法にて使用する
装置の説明図である。 1・・・真空蒸着室 2・・・基板 3・・・加速用電源 4・・・溶融金属5・・・電子
ビーム 6・・・イオン化電源6a・・・高周波コイ
ル 6b・・・電子ビーム発生フィラメント6c・HCD電
子銃 7.7a、7b、7cm・・電源8・・・イオ
ン源 9・・・イオン化された蒸発金属ビーム10・・・イオ
ンビーム
装置の説明図である。 1・・・真空蒸着室 2・・・基板 3・・・加速用電源 4・・・溶融金属5・・・電子
ビーム 6・・・イオン化電源6a・・・高周波コイ
ル 6b・・・電子ビーム発生フィラメント6c・HCD電
子銃 7.7a、7b、7cm・・電源8・・・イオ
ン源 9・・・イオン化された蒸発金属ビーム10・・・イオ
ンビーム
Claims (7)
- (1)金属蒸気の雰囲気下にある基板に、金属イオンあ
るいは非金属イオンを注入する表面処理方法において、
該金属蒸気をイオン化することを特徴とする表面処理方
法。 - (2)金属蒸気のイオン化を高周波放電にて行なうこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の表面処理方法
。 - (3)金属蒸気のイオン化をDCアーク放電にて行なう
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の表面処理
方法。 - (4)金属蒸気のイオン化を熱電子にて行なうことを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の表面処理方法。 - (5)金属蒸気をHCDガンを用いて得るとともに該H
CDガンの電子を該金属蒸気のイオン化にも使用するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の表面処理方
法。 - (6)基板に加速電圧を印加することを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の表面処理方法。 - (7)蒸発金属と注入イオンの化合物を基板上に被覆形
成することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の表
面処理方法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59136024A JPS6115967A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 表面処理方法 |
AT85107462T ATE47431T1 (de) | 1984-06-29 | 1985-06-14 | Verfahren zur oberflaechenbehandlung. |
DE8585107462T DE3573806D1 (en) | 1984-06-29 | 1985-06-14 | Surface treatment process |
EP85107462A EP0166349B1 (en) | 1984-06-29 | 1985-06-14 | Surface treatment process |
US06/746,388 US4634600A (en) | 1984-06-29 | 1985-06-19 | Surface treatment process |
CA000485073A CA1240281A (en) | 1984-06-29 | 1985-06-25 | Surface treatment process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59136024A JPS6115967A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 表面処理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6115967A true JPS6115967A (ja) | 1986-01-24 |
JPH044394B2 JPH044394B2 (ja) | 1992-01-28 |
Family
ID=15165399
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59136024A Granted JPS6115967A (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 表面処理方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4634600A (ja) |
EP (1) | EP0166349B1 (ja) |
JP (1) | JPS6115967A (ja) |
AT (1) | ATE47431T1 (ja) |
CA (1) | CA1240281A (ja) |
DE (1) | DE3573806D1 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS62182269A (ja) * | 1986-02-03 | 1987-08-10 | ザ・バブコツク・アンド・ウイルコツクス・カンパニ− | クロムによるジルコニウム合金のイオン打込み |
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