JPS6128026B2 - - Google Patents
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- JPS6128026B2 JPS6128026B2 JP2315282A JP2315282A JPS6128026B2 JP S6128026 B2 JPS6128026 B2 JP S6128026B2 JP 2315282 A JP2315282 A JP 2315282A JP 2315282 A JP2315282 A JP 2315282A JP S6128026 B2 JPS6128026 B2 JP S6128026B2
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- Japan
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- processed
- metal dummy
- container
- airtight container
- glow discharge
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Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 22
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 5
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 description 19
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32018—Glow discharge
-
- 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
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/36—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases using ionised gases, e.g. ionitriding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32917—Plasma diagnostics
- H01J37/32935—Monitoring and controlling tubes by information coming from the object and/or discharge
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- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は低圧ガス雰囲気中で金属表面の硬化処
理、拡散処理等を行うグロー放電を利用したイオ
ン処理装置に関する。
理、拡散処理等を行うグロー放電を利用したイオ
ン処理装置に関する。
イオン処理装置とは一般に0.1〜2Torrのガス雰
囲気中で、金属真空容器を陽極に被処理物を陰極
として300V〜1500Vの直流電圧を印加してグロー
放電を発生させ、そのガスイオンの運動エネルギ
ーによつて被処理物を加熱し、或いは種々の処理
を行うものである。
囲気中で、金属真空容器を陽極に被処理物を陰極
として300V〜1500Vの直流電圧を印加してグロー
放電を発生させ、そのガスイオンの運動エネルギ
ーによつて被処理物を加熱し、或いは種々の処理
を行うものである。
斯かる装置において、供給電力は被処理物の加
熱維持のため使われ、被処理物の表面積によつて
大きく変化する。そのため、グロー放電処理にお
いては被処理物の量によつて放電供給電力が異な
り、プログラム制御を行なうような場合には、過
去のデータを基に被処理物表面積を一々計算しな
おすと云う面倒な操作が必要であつた。
熱維持のため使われ、被処理物の表面積によつて
大きく変化する。そのため、グロー放電処理にお
いては被処理物の量によつて放電供給電力が異な
り、プログラム制御を行なうような場合には、過
去のデータを基に被処理物表面積を一々計算しな
おすと云う面倒な操作が必要であつた。
本発明は上記欠点を排除することを目的とする
もので、被処理物の形状及び量によらずひとつの
プログラムでグロー放電制御を可能にするもので
ある。
もので、被処理物の形状及び量によらずひとつの
プログラムでグロー放電制御を可能にするもので
ある。
本発明は気密容器内を所望ガス雰囲気となし、
該気密容器内に被処理物を収容せしめ、該被処理
物と周囲電極又は前記容器との間に高電圧を印加
し、グロー放電を生起せしめそのイオン衝撃によ
り被処理物を加熱する装置において、該被処理物
と別に金属ダミーを前記容器内に設け、該金属ダ
ミーに流れる放電電流を検出する回路を備え、該
検出回路の出力信号に基づき前記被処理物への供
給電力を制御する如くなしたイオン処理装置を特
徴とするものである。
該気密容器内に被処理物を収容せしめ、該被処理
物と周囲電極又は前記容器との間に高電圧を印加
し、グロー放電を生起せしめそのイオン衝撃によ
り被処理物を加熱する装置において、該被処理物
と別に金属ダミーを前記容器内に設け、該金属ダ
ミーに流れる放電電流を検出する回路を備え、該
検出回路の出力信号に基づき前記被処理物への供
給電力を制御する如くなしたイオン処理装置を特
徴とするものである。
以下本発明を図面に示す実施例に従つて説明す
る。第１図は本発明の一実施例を示すブロツク線
図で、１は３相交流電源であり、SCR制御部２
によつて電力が調整される。制御部２の出力は昇
圧トランス３により所定の電圧（数百Ｖ〜数
KV）に昇圧され、整流部４において全波（又は
半波）整流される。５は気密容器で該気密容器は
金属製であり、電気的には設置されている。この
中に絶縁物６を介して電極７を導入し、この電極
に保持台７ａ，７ｂ，７ｃを取付ける。この保持
台上には被処理物８ａ，８ｂ，８ｃが保持されて
いる。９は金属ダミーで一定の表面積を有してお
り、被処理物と同様絶縁物１０で気密容器と電気
的に絶縁されている。該金属ダミー９は金属ダミ
ー電流検出器１１を介して電極７、従つて被処理
物８ａ，８ｂ，８ｃと同電位となる様に接続され
ている。前記金属ダミー電流検出器１１からの信
号はSCR制御部２の制御装置１４に送られ、基
準電圧と比較される。そして、その基準電圧に等
しくなるようにSCR制御部２が制御される。該
制御装置は例えばプログラム制御可能であり、前
記基準電圧を連続的又は断続的に切換え、グロー
放電電力を除々に上昇させるようにしている。前
記整流部４の陰極側は電極７及び金属ダミー９に
接続され、又陽極側は電流検出部１２を介して気
密容器５に接続されている。１３は整流部の両出
力端間に接続された電圧検出部である。
る。第１図は本発明の一実施例を示すブロツク線
図で、１は３相交流電源であり、SCR制御部２
によつて電力が調整される。制御部２の出力は昇
圧トランス３により所定の電圧（数百Ｖ〜数
KV）に昇圧され、整流部４において全波（又は
半波）整流される。５は気密容器で該気密容器は
金属製であり、電気的には設置されている。この
中に絶縁物６を介して電極７を導入し、この電極
に保持台７ａ，７ｂ，７ｃを取付ける。この保持
台上には被処理物８ａ，８ｂ，８ｃが保持されて
いる。９は金属ダミーで一定の表面積を有してお
り、被処理物と同様絶縁物１０で気密容器と電気
的に絶縁されている。該金属ダミー９は金属ダミ
ー電流検出器１１を介して電極７、従つて被処理
物８ａ，８ｂ，８ｃと同電位となる様に接続され
ている。前記金属ダミー電流検出器１１からの信
号はSCR制御部２の制御装置１４に送られ、基
準電圧と比較される。そして、その基準電圧に等
しくなるようにSCR制御部２が制御される。該
制御装置は例えばプログラム制御可能であり、前
記基準電圧を連続的又は断続的に切換え、グロー
放電電力を除々に上昇させるようにしている。前
記整流部４の陰極側は電極７及び金属ダミー９に
接続され、又陽極側は電流検出部１２を介して気
密容器５に接続されている。１３は整流部の両出
力端間に接続された電圧検出部である。
斯かる構成において、気密容器５内をイオン処
理ガス雰囲気となし、該気密容器を陽極に被処理
物を陰極として直流電圧を印加するとグロー放電
が発生する。このグロー放電により被処理物８
ａ，８ｂ，８ｃは加熱され、気密容器内が例えば
窒素雰囲気であれば該被処理物の表面はイオン窒
化されることになる。このとき、金属ダミー９は
被処理物と同電位になつているため、被処理物と
同様のグロー放電が発生する。その放電電流は金
属ダミー電流検出器１１により検出され制御装置
へ送られ、放電電力が正確に制御される。以下こ
の点について少しく説明する。第２図はガス圧を
パラメータにして被処理物を一定温度に保持する
ために必要な電力密度を示すもので、この図より
例えばガス圧20Torrの下で、600℃に保つには単
位面積（cm2）当り2W必要となる。即ち、グロー
放電加熱は雰囲気加熱と大きく異なり、グロー放
電エネルギーによる表面加熱であり、一定温度に
加熱するには被処理物の表面積に応じて供給電力
を変えなければならないのである。従来は電流検
出部１２よりの信号により総放電電流を制御して
いたため、被処理物の量が変わる度にプログラム
を変えなければならなかつたわけである。
理ガス雰囲気となし、該気密容器を陽極に被処理
物を陰極として直流電圧を印加するとグロー放電
が発生する。このグロー放電により被処理物８
ａ，８ｂ，８ｃは加熱され、気密容器内が例えば
窒素雰囲気であれば該被処理物の表面はイオン窒
化されることになる。このとき、金属ダミー９は
被処理物と同電位になつているため、被処理物と
同様のグロー放電が発生する。その放電電流は金
属ダミー電流検出器１１により検出され制御装置
へ送られ、放電電力が正確に制御される。以下こ
の点について少しく説明する。第２図はガス圧を
パラメータにして被処理物を一定温度に保持する
ために必要な電力密度を示すもので、この図より
例えばガス圧20Torrの下で、600℃に保つには単
位面積（cm2）当り2W必要となる。即ち、グロー
放電加熱は雰囲気加熱と大きく異なり、グロー放
電エネルギーによる表面加熱であり、一定温度に
加熱するには被処理物の表面積に応じて供給電力
を変えなければならないのである。従来は電流検
出部１２よりの信号により総放電電流を制御して
いたため、被処理物の量が変わる度にプログラム
を変えなければならなかつたわけである。
然るに、本発明においては金属ダミー９の表面
積は既知の一定値であるので、総放電電流が一定
とした場合、該金属ダミーに流れる放電電流は該
被処理物の表面積に応じて変化することになる。
つまり、被処理物が多い場合には金属ダミー電流
検出器の値は小さくなり、又被処理物が少ない場
合には金属ダミー電流検出器の値は大きくなる。
そこで、本発明では被処理物の出力を制御装置１
４に送り、その出力を基準信号に等しくするよう
に制御しているので、被処理物の量にかかわらず
常に所望のグロー放電電力を供給でき被処理物の
量によつてプログラムをしなおすという面倒な操
作は不要となる。
積は既知の一定値であるので、総放電電流が一定
とした場合、該金属ダミーに流れる放電電流は該
被処理物の表面積に応じて変化することになる。
つまり、被処理物が多い場合には金属ダミー電流
検出器の値は小さくなり、又被処理物が少ない場
合には金属ダミー電流検出器の値は大きくなる。
そこで、本発明では被処理物の出力を制御装置１
４に送り、その出力を基準信号に等しくするよう
に制御しているので、被処理物の量にかかわらず
常に所望のグロー放電電力を供給でき被処理物の
量によつてプログラムをしなおすという面倒な操
作は不要となる。
尚、昇温完了後は従来の制御と同様、赤外線温
度計等の制御値により、PID制御等を行ない、所
望の温度保持を行なうと良い。又、金属ダミーは
単一である必要はなく、異なる位置に複数個設置
するとより正確に制御が可能である。
度計等の制御値により、PID制御等を行ない、所
望の温度保持を行なうと良い。又、金属ダミーは
単一である必要はなく、異なる位置に複数個設置
するとより正確に制御が可能である。
以上詳述したように、本発明は被処理物の量が
増減してもプログラム制御に過去のデータを利用
したり、表面積を計算するような煩しい作業を全
く行う必要がなく、その取り扱いは極めて簡単
で、且つ廉価な装置が得られる。
増減してもプログラム制御に過去のデータを利用
したり、表面積を計算するような煩しい作業を全
く行う必要がなく、その取り扱いは極めて簡単
で、且つ廉価な装置が得られる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第２図は被処理物の温度保持に必要な電力密度曲
線を示す図である。 １：３相交流電源、２：SCR制御部、３：昇
圧トランス、４：整流器、５：気密容器、６，１
０：絶縁物、７：電極、７ａ，７ｂ，７ｃ：保持
台、８ａ，８ｂ，８ｃ：被処理物、９：金属ダミ
ー、１１：金属ダミー電流検出器、１４：制御装
置。
第２図は被処理物の温度保持に必要な電力密度曲
線を示す図である。 １：３相交流電源、２：SCR制御部、３：昇
圧トランス、４：整流器、５：気密容器、６，１
０：絶縁物、７：電極、７ａ，７ｂ，７ｃ：保持
台、８ａ，８ｂ，８ｃ：被処理物、９：金属ダミ
ー、１１：金属ダミー電流検出器、１４：制御装
置。
Claims (1)
- １ 気密容器内を所望ガス雰囲気となし、該気密
容器内に被処理物を収容せしめ、該被処理物と周
囲電極又は前記容器との間に高電圧を印加し、グ
ロー放電を生起せしめそのイオン衝撃により被処
理物を加熱する装置において、該被処理物と別に
金属ダミーを前記容器内に設け、該金属ダミーに
流れる放電電流を検出する回路を備え、該検出回
路の出力信号に基づき前記被処理物への供給電力
を制御する如くなしたことを特徴とするイオン処
理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2315282A JPS58141379A (ja) | 1982-02-16 | 1982-02-16 | イオン処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2315282A JPS58141379A (ja) | 1982-02-16 | 1982-02-16 | イオン処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58141379A JPS58141379A (ja) | 1983-08-22 |
| JPS6128026B2 true JPS6128026B2 (ja) | 1986-06-28 |
Family
ID=12102603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2315282A Granted JPS58141379A (ja) | 1982-02-16 | 1982-02-16 | イオン処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58141379A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8404173D0 (en) * | 1984-02-17 | 1984-03-21 | Ti Group Services Ltd | Controlling current density |
| JP3341846B2 (ja) * | 1991-04-04 | 2002-11-05 | 住友電気工業株式会社 | イオン窒化〜セラミックスコーティング連続処理方法 |
| JP3314812B2 (ja) * | 1991-04-24 | 2002-08-19 | 住友電気工業株式会社 | グロー放電を利用した金属表面のイオン窒化方法 |
| JP6990162B2 (ja) * | 2018-10-15 | 2022-01-12 | 株式会社神戸製鋼所 | 窒化処理装置および窒化処理方法 |
-
1982
- 1982-02-16 JP JP2315282A patent/JPS58141379A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58141379A (ja) | 1983-08-22 |
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