JPS63213651A - 真空用フランジ継手に使用されるアルミニウム製フランジの表面処理方法 - 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】 産業上の利用分野 この発明は、１対のフランジ間にガスケットが介装され
る真空用フランジ継手に使用されるアルミニウム製フラ
ンジ、さらに詳しくいえば、粒子加速器、核融合プラズ
マ装置、半導体製造装置、真空冶金装置、固体表面分析
機器等の高真空状態で使用されるパイプのフランジ継手
に使用されるアルミニウム製フランジの表面処理方法に
関する。

この明細書において、「アルミニウム」という語には、
純アルミニウムのほかにアルミニウム合金も含むものと
する。

従来技術とその問題点 たとえば、粒子加速器におけるビームチャンバ形成用パ
イプどうしを連結するフランジ継手のフランジとしては
、ステンレス鋼製のものが使用されていたが、最近にな
ってアルミニウムがこの用途に適していることがわかり
、アルミニウム製のものが使用されるようになってきて
いる。従来、このようなアルミニウム製フランジには、
フランジ継手における気密性を高めるために、次のよう
な表面処理が施されていた。

すなわち、アルミニウム製フランジの表面全体のうち、
少なくともメタルガスケットと接する面に鏡面加工を施
し、その後鏡面加工が施された面に、イオンブレーティ
ングによりＴｉＮまたはＣｒＮの硬質皮膜を形成してい
た。ところが、このような表面処理法では、イオンブレ
ーティングを行なうための設備費が高くなるという問題
がある。

この発明の目的は、上記問題を解決した真空用フランジ
継手に使用されるアルミニウム製フランジの表面処理方
法を提供することにある。

問題点を解決するための手段 この発明による真空用フランジ継手に使用されるアルミ
ニウム製フランジの表面処理方法は、１対のフランジ間
にガスケットが介装される真空用フランジ継手に使用さ
れるアルミニウム製フランジに表面処理を施す方法であ
って、アルミニウム製フランジの表面全体のうち、少な
くともガスケットと接する面に鏡面加工を施して表面粗
さを０．５ｓ以下とした後、溶射により硬質皮膜を形成
することを特徴とするものである。

」１記において、フランジには、連結す−ベきバイブ、
たとえば粒子加速器用ビームチャンバ形成用バイブと一
体的に設けられるもの、およびバイブとは別個に形成さ
れてバイブに取付けられるものの両者が含まれる。また
、フランジにおける他のフランジに対向する面には、ガ
スケット用凹所が形成されているのがよい。この場合、
フランジの表面全体のうち少なくとも凹所の内周面に表
面処理を施す。ガスケット用凹所の底面には先端が尖っ
た環状突条が全周にわたって一体的に設けられているこ
ともある。ガスケットとしては、銅、アルミニウム等の
軟質金属からなるメタルガスケットを用いるのがよい。

また、メタルガスケットはコイルスプリングを内蔵して
いてもよい。すなわち、コイルスプリングからなる弾性
コアと、これを被覆する軟質金属材とよりなるメタルガ
スケットを用いてもよい。

鏡面加工は、研削、切削等の機械的方法によって行なう
のがよい。鏡面加工によって表面粗さを０．５ｓ以下に
するのは０．５ｓを越えると、この表面処理が施された
フランジを用いたフランジ継手の気密特性が悪くなるか
らである。

上記において、溶射により形成される皮膜には、Ｗ　Ｃ
ｓ　Ｔ　Ｌ　Ｎ　ｓ　Ｃｒ　Ｎ等の皮膜や、ＳｉＯ２、
ＴｉＯ２等の無機酸化物の皮膜などがある。

この皮膜は、ビッカース硬さ５００以上のものがよい。

さらに、上記において、形成される硬質皮膜の厚さは表
面を完全に覆うような厚さであればよい。

実　　施　　例 以下、この発明を図面を参照して説明する。

第１図には、アルミニウム製フランジを用いた真空用フ
ランジ継手の具体例が示されている。

第１図において、２本の粒子加速用ビームチャンバ形成
用アルミニウム製バイブ（１）の互イに接するべき端部
にフランジ（２）が一体的に形成されている。各フラン
ジ（２）の他のフランジ（２）と対向する面における内
周縁には、それぞれ所定幅を存する環状凹所（３）が全
周にわたって形成されている。凹所（３）の底面には先
端の尖った突条（４）が全周にわたって一体的に設けら
れている。突条（４）の高さは凹所（３）の深さよりも
小さい。そして、両フランジ（２）の凹所（３）によっ
て形成されたスペース内に軟質金属からなる環状のメタ
ルガスケット（５）が配置され、両フランジ（２）が図
示しないボルトとナツトとにより固定されている。この
とき、突条（４）の先端がメタルガスケット（５）に若
干食い込む。フランジ（２）の突条（４）の表面に、鏡
面加工が施されてその表面粗さが０．５ｓ以下とされた
後、溶射により硬質皮膜（図示略）が形成されている。

第２図には、フランジ継手の他の具体例が示されている
。第２図において、バイブ（１）の互いに接するべき端
部にアルミニウム製フランジ（１０）が溶接により固着
されている。フランジ（１０）における他のフランジ（
１０）と対向する面の幅の中央部に、環状のガスケット
溝（１１）が全周にわたって形成されている。そして、
両溝（１１）により形成されたスペース内にコイルスプ
リングと、これを被覆する軟質金属製被覆部材とよりな
るガスケット（Ｌ２）が配置されている。

フランジ（１０）のガスケット溝（１１）の内周面に、
鏡面加工が施されてその表面粗さが０．５ｓ以下とされ
た後、溶射により硬質皮膜（図示路）が形成されている
。

以下、この発明の実施例を比較例とともに示す。

実施例 この実施例は、第１図に示す態様のフランジ継手に使用
されるフランジに対して行なったものである。

まず、ＡＡ２２１９合金からなる１対のフランジ（２）
付きバイブ（１）を用意した。ついで、突条（４）の表
面に、溶射法によって厚さ５０／ｉのＷＣ皮膜を形成し
た。そして、フランジ継手のリークテストを行なった。

すなわち、バイブ（１）どうしの連結・離脱を繰返して
行ない、連結した度毎にリーク量を測定した。その結果
、連結・離脱を１００回繰返して行なってもり一り量は
Ｉ　Ｘ　１０　　　Ｔｏｒｒ−／　／ｓｅｅ以下であっ
た。

比較例 突条（４）の表面にＷＣ皮膜を形成しなかったことを除
いては、上記実施例と同様に表面処理を施した。そして
上記実施例と同様のリークテストを行なったところ、１
回目の連結時のり一り量はＩ　Ｘ　１０　　　Ｔｏｒｒ
−／　／ｓｅｅ以下であったが、２回目以降徐々に大き
くなり、１００回目では実用に耐えない程大きくなった
。

発明の効果 この発明による表面処理方法は、上述のように構成され
ているので、鏡面加工を施した後イオンブレーティング
によって硬質皮膜を形成する従来法に比べて、設備費が
安くなるとともに、作業が簡単である。しかも、この表
面処理を施したフランジを使用したフランジの気密特性
は優れており、真空用として十分使用に耐え得る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法により表面処理を施したアルミ
ニウム製フランジを使用した真空用フランジ継手の具体
例を示す部分縦断面図、第２図は同上の真空用フランジ
継手の他の具体例を示す部分縦断面図である。 （２）（１０）・・・アルミニウム製フランジ、（５）
（１２）・・・ガスケット。 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １対のフランジ間にガスケットが介装される真空用フラ
   ンジ継手に使用されるアルミニウム製フランジに表面処
   理を施す方法であって、アルミニウム製フランジの表面
   全体のうち、少なくともガスケットと接する面に鏡面加
   工を施して表面粗さを０．５ｓ以下とした後、溶射によ
   り硬質皮膜を形成することを特徴とする真空用フランジ
   継手に使用されるアルミニウム製フランジの表面処理方
   法。