JPS6320451A - イオンプレ−テイング - Google Patents

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】 ［ａ業上の利用分野〕 この発明は例えば機械部品の表面に金属又はセラミック
の被膜を蒸着形成させるイオンプレーティング、特に部
品のエツジ部への蒸着技術の改良に関するものである。

［従来の技術］ 第１図はイオンプレーティング装置を示す説明図であり
、図において１はホローカソードガン、２はホローカソ
ードガン１の上方に設けられたコーティング対象部品（
被処理物品）支持用の冶具、３はホローカソードガン１
と治具２との間に設けられたシャッタ、４はホローカソ
ードガン１と治具２とを取り囲む真空容器、５は真空容
器４の内側に設けられた複数の予熱ヒータ、６は真空容
器４内に反応ガスを導入するガスチューブである。ホロ
ーカソードガン１は、第２図に示すように、内部に金属
Ｔｉを入れた水冷Ｃｕルツボ製のハース７と、このハー
ス内のＴｉにＡｒガスを吹き付けるＴａチューブ８とか
らなり、ハース７とＴａチューブ８との間には、ハース
７がプラス、Ｔａチューブ８がマイナスとなるように電
圧が印加されている。

イオンプレーティング装置は上記のように構成され、従
来のイオンプレーティングは次のようにして行なわれて
いた。すなわち、真空容器４内の圧力を例えば０．０２
〜０．００５Ｔｏｒｒ程度のアルゴンガス雰囲気に保ち
、金属の蒸発源であるホローカソードガン１の上部に、
コーティング対象部品を治具２を介してセットし、部品
に対して該蒸発源との間に負の電圧をかけると、部品と
周囲との間でグロー放電が発生して、部品のまわりに強
い電界ができる。この状態で該蒸発源から金属（Ｔｉ）
を蒸発させると、蒸発原子はグロー放電のプラズマ中で
電離されてイオンになり、このイオン化された蒸発原子
はガスイオンと共に電界で加速されて対象部品に衝撃的
に入射し、その結果、対象部品の表面に被膜が形成され
る。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のような従来のイオンプレーティングでは、カミソ
リ或いはビン状の被処理物品を処理した場合、そのエツ
ジ部にイオンが集中して局部的に大電流が流れ、その部
分の温度が上昇し、被処理物品に熱影響が極度に大きく
現われるか、場合によっては溶融してその部分の形状が
、第３図〜第５図の破線に示すように変化するという問
題点があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、エツジ部にイオンが系中しても、その部分の温度
が上昇しないようにしたイオンプレーティングを得るこ
とを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係るイオンプレーティングは、負の電圧が印
加された被処理物品に、正電荷が与えられたガス状の金
属又は金属化合物を照射して、該被処理物品の表面を該
金属又は金属化合物で被覆するイオンプレーティングに
おいて、前記被処理物品のエツジ部に冷却ガスを吹き付
けつつ前記金属又は金属化合物を照射するようにしたこ
とを特徴とするものである。

［作用］ この発明においては、被処理物品のエツジ部に冷却ガス
を吹き付けつつ前記金属又は金属化合物を照射するよう
にしたから、被処理物品のエツジ部における発生熱が除
去され、そのエツジ部における過熱が抑制される。

【実施例］ この発明に係るイオンプレーティングは、被処理物品１
０のエツジ部１１に冷却ガスを吹き付けつつ金属又は金
属化合物を照射するようにしたものである。冷却ガスと
しては、炉内に存在するのと同種のガス（例えば、金属
化合物がＴｉＮではＮ２ガス、金属化合物がＴｉＣでは
アセチレン）又は不活性ガス（Ａｒ％Ｈｅ）を使用する
。

上記のようにして行なうイオンプレーティングにおいて
は、冷却ガスが被処理物品１０のエツジ部１１で発生す
る熱を除去するので、エツジ部１１における過熱が抑制
され、被処理物品１０の変形が防止されることになる。

実験例 ０．５ｓ＋ｓ角（コーナーＲ：Ｑ、２　μｎ）　Ｘ長さ
５０ｍｍの金型用突き出しビンにイオンプレーティング
によりＴｉＮ膜のコーティングを行なったところ、Ｔｉ
Ｎイオンが蒸着されることにより発生したジュール熱の
ために、ビンのコーナーが局所的に溶融し、またビン先
端も丸く溶融した。そこで、２虐綱φノズルをビン付近
に設け、Ａｒガスを吹き込み、ビンを冷却しつつ上と同
じ条件にてＴｉＮ蒸着を行なフたところ、溶融させるこ
となく蒸着することが出来た。この場合、冷却ガス量は
多いほど、またビン付近での線速度が大きいほど冷却効
果が大であるが、多すぎると冷却ガス分子が製品周囲で
過剰になり、ＴｉＮイオンがスムーズにビンに到達する
のが妨げられて、希望する膜の密着度、膜厚が得られな
かった。製品の急激な温度上昇を防ぐには、発生するジ
ュール熱とビンの特性（熱容量や熱伝導率等の物性）に
決まる温度上昇を補償するガス量で充分である。今回の
実験例では、製品に当たるＡｒガスの線速度として０．
１〜２ＱＯｍ／ｓｅｃが適正であった。また、ノズルか
らのガス吐出方向を、蒸着を行なう真空炉に取り付けた
排気口の方向に向けた方が、炉内のＴｉＮイオン分布等
を乱さず良好であった。

［発明の効果］ この発明は以上説明したとおり、被処理物品のエツジ部
に冷却ガスを吹き付けるようにしたので、エツジ部で発
生した熱はこの冷却ガスによって除去され、その結果、
熱影響によるエツジ部の変形が防止されるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はイオンプレーティング装置の説明図、第２図は
ホローカソードガンの説明図、第３図〜第５図は被処理
物品のエツジの形状変化を示す説明図である。 図において、１はホローカソードガン、２は治具、３は
シャッタ、４は真空容器、５は予熱ヒータ、６はガスチ
ューブ、７はハース、８はＴａチューブ、１０は被処理
物品、１１はエツジ部である なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人　弁理士　佐　藤　正　年 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 負の電圧が印加された被処理物品に、正電荷が与えられ
   たガス状の金属又は金属化合物を照射して、該被処理物
   品の表面を該金属又は金属化合物で被覆するイオンプレ
   ーティングにおいて、前記被処理物品のエッジ部に冷却
   ガスを吹き付けつつ前記金属又は金属化合物を照射する
   ようにしたことを特徴とするイオンプレーティング。