JPS6339666B2 - - Google Patents

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JPS6339666B2
JPS6339666B2 JP21699483A JP21699483A JPS6339666B2 JP S6339666 B2 JPS6339666 B2 JP S6339666B2 JP 21699483 A JP21699483 A JP 21699483A JP 21699483 A JP21699483 A JP 21699483A JP S6339666 B2 JPS6339666 B2 JP S6339666B2
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JP
Japan
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steel ball
receiving jig
ion plating
jig
evaporation source
Prior art date
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JP21699483A
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JPS60110870A (ja
Inventor
Kikuo Maeda
Hiromitsu Kondo
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Publication date
Application filed by NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Toyo Bearing Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation
    • C23C14/32Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
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    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/50Substrate holders
    • C23C14/505Substrate holders for rotation of the substrates

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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)

Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は球表面へのイオンプレーテイング方法
に関するものである。 従来の技術 一般にイオンプレーテイング方法によつて被処
理金属体の表面にイオンプレーテイング膜を形成
するには、第1図に示す如く、不活性ガスが注入
される真空槽1内に被処理金属体a及び蒸発源2
を収納し、被処理金属体aを加速用直流電源3の
陰極に、又蒸発源2を加速用直流電源3の陽極に
接続し、更に蒸発源2を蒸発源加熱用の蒸発電源
4に接続する。 被処理金属体aの表面にイオンプレーテイング
膜を形成するには、先ず蒸発源2にAg、Pb、
Cu、Au等の蒸発物bを載置する。次に真空ポン
プ(図示せず)を用いて真空槽1内を5×
10-5torr以下の真空とした後、真空槽1にアルゴ
ンガス等の不活性ガスを導入し、真空槽1内を
10-2torr前後の真空度に維持する。次に加速用直
流電源3をONし、被処理金属体aと蒸発源2と
の間に2.0〜4.0KVの電圧を印加し、グロー放電
を発生させ、不活性ガスをイオン化する。この状
態で蒸発用電源4をONし、蒸発源2に載置した
蒸発物bを加熱し、蒸発物bを蒸発イオン化させ
て被処理金属体1の表面にイオンプレーテイング
膜を形成する。 ところで、上記したイオンプレーテイング方法
により軸受けに組み込む鋼球の表面にイオンプレ
ーテイング膜を形成するには、下記するような方
法が用いられる。 即ち第2図に示す如く、被処理金属体となる鋼
球cに直接加速用直流電源3の陰極を接続するの
ではなく、網状をした受け治具5に加速用直流電
源3の陰極を接続し、当該受け治具5上に鋼球c
を載置する。後は上述したのと同様にして、蒸発
源2上に載置した蒸発物bを蒸発イオン化させ、
鋼球cの表面にイオンプレーテイング膜を形成す
る。 又は、第3図に示す如く、メツシユ製のバレル
6をモータ7によつて回転駆動するようにして真
空槽1内に設置し、当該バレル6に加速用直流電
源3の陰極を接続する。そして、バレル6内に鋼
球cを収納し、バレル6を回転させた状態で前述
したのと同様にして蒸発源2上に載置した蒸発物
bを蒸発イオン化させ、鋼球cの表面にイオンプ
レーテイング膜を形成する。 発明が解決しようとする課題 ところが、第2図に示した方法によつて鋼球c
の表面にイオンプレーテイング膜を形成すると、
鋼球cはイオンプレーテイング膜形成時、受け治
具5の上部に固定ないし静止した状態にあるた
め、鋼球cの、受け治具5の網目と接触している
部分に形成されるイオンプレーテイング膜が、他
の部分に形成されるイオンプレーテイング膜に比
べて薄くなり、鋼球cの表面全体にイオンプレー
テイング膜を均一に形成させることができないと
いつた欠点があつた。 又第3図に示した方法の場合には、鋼球cを収
納したメツシユ製のバレル6を回転させるため、
鋼球cの表面に形成されるイオンプレーテイング
膜の皮膜厚さは比較的均一になるが、バレル6の
回転によつて生じるバレル6と鋼球cとの接触、
非接触により両者間にスパークが頻発し、良好な
付着性を得ることが難しいといつた欠点があつ
た。 本発明の目的は、イオンプレーテイング方法に
よつて鋼球の表面にイオンプレーテイング膜を形
成するにあたり、鋼球の表面にイオンプレーテイ
ング膜を均一に付着させると同時に、付着性も良
好なイオンプレーテイング膜を得られるようにす
ることである。 課題を解決するための手段 本発明は、不活性ガス雰囲気を形成する蒸発室
内に、表面に鋼球を支持するための断面円弧状を
した周溝を有する受け治具を、加速用直流電源の
陰極に接続した状態で収納し、受け治具の上方
に、蒸発物を収納した蒸発源を、加速用直流電源
の陽極に接続した状態で収納し、更に加速用直流
電源の陽極と接続した薄板製の振動調節用開閉器
を、受け治具と蒸発源との間に水平方向に揺動自
在に配置し、受け治具上に鋼球を載置した後、受
け治具と蒸発源との間に加速用直流電源により直
流の高圧電圧を印加して鋼球にイオンプレーテイ
ングを行うに際し、鋼球を支持している受け治具
に振動を与えると同時に振動調節用開閉器を揺動
させるようにした。 作 用 受け治具を振動させることにより、鋼球は受け
治具に対して接触・非接触を繰り返す。この結
果、鋼球と受け治具との間で電荷の不均衝が生
じ、鋼球を自転せしめる力が作用する。また、振
動調節用開閉器を揺動させることにより、受け治
具上の鋼球のうち、蒸発源との間に振動調節用開
閉器が介在するものとそれ以外とでは電荷の不均
衡が生じ、この結果鋼球同士が反発しあう。 斯くして鋼球は、受け治具の周溝に沿つて、自
転しながら公転する。鋼球のこのような状態を創
出して維持しつつイオンプレーテイングを行うこ
とにより、鋼球表面に均一な、それゆえに付着性
の良好な皮膜が形成される。 実施例 第4図は本発明を実施するために使用するイオ
ンプレーテイング装置を示し、同図中、10は直
径300mm、高さ350mmの有底筒状をしたベルジヤ
ー、11はベルジヤー10の開口部を閉塞する上
蓋であり、ベルジヤー10と上蓋11とで蒸発室
を構成している。12は上蓋11に設けた不活性
ガスの導入口、13はベルジヤー10の下部に設
けたベルシヤー10内のガスを排気するための吸
引口である。14a,14bは絶縁体15a,1
5bを介してベルジヤー10を気密に貫通する支
柱兼用の導電体、16は導電体14a,14bに
よつてベルジヤー10内に支持される蒸発源であ
つて、実施例ではバスケツトタイプのタングステ
ンフイラメントを使用している。17は絶縁体1
8を介して上蓋11を気密に貫通する電極、19
は電極17に固着した支持金具、20は支持金具
19によつて蒸発源16の下方50mmの位置に支持
された外径50mm、厚さ5mmの受け治具である。こ
の受け治具20の表面には、第5図に示すよう
に、被処理金属体となる鋼球cを支持するための
断面円弧状をした深さ1mmの周溝20aを凹設し
てある。尚、受け治具20は、第6図に示す如
く、押え板21及びボルト22、ナツト23を用
いて支持金具19に固定する。24は支持棒25
によつて受け治具20上部に受け治具20から10
mm離して、水平方向に揺動自在に支持された薄板
製の振動調節用開閉器である。この振動調節用開
閉器24は、第7図に示すような形状で、実施例
の場合、幅40mm、長さ60mmである。支持棒25の
上端は上蓋11を貫通して外部に突出しており、
その上端に固着したレバー26を操作することに
より第8図に示すように、振動調節用開閉器24
を受け治具20上で揺動させるようにしてある。
尚、振動調節用開閉器24の揺動角αは30゜程度
に設定しておく。27は電極17に形成した内部
空間17a内に冷却用の油を供給するための送入
管、28は電極17の内部空間17a内に流入し
た油を排出するための排出管である。送入管27
と排出管28とは油循環冷却器(図示せず)に接
続してあり、電極17の内部空間17a内に冷却
油を循環させることにより、電極17を冷却する
と同時に、電極17と支持金具19を介して接続
された受け治具20に、油循環によつて生じる微
小振動を与えるようにしてある。加速用直流電源
29の陰極は電極17に、陽極は支持棒25及び
導電体14a,14bに接続してある。蒸発源1
6加熱用の蒸発用電源30は導電体14a,14
bに接続してある。 鋼球cの表面にイオンプレーテイング膜を形成
するにあたつては、蒸発源16にAg、Pb、Cu、
Au等の蒸発物b(実施例の場合Ag)を載置し、
受け治具20の周溝20aに鋼球cを所定個数載
置する。次に上蓋11を閉じ、密閉状態にあるベ
ルジヤー10内を真空ポンプ(図示せず)を用い
て真空とした後、導入口12からベルジヤー10
内にアルゴンガス等の不活性ガスを導入し、ベル
ジヤー10内を0.02torr前後の真空度に維持す
る。次に加速用直流電源29をONし、受け治具
20と蒸発源16との間に2.0〜2.5KVの電圧を
印加すると同時に、電極17の内部空間17a内
に冷却油を循環させて受け治具20に微小振動を
与え、更にこれと併行して振動調節開閉器24を
揺動させる。すると受け治具20上に載置した鋼
球cは、受け治具20上で微小な上下及び横振動
を起こし、鋼球cと受け治具20とは接触、非接
触を繰り返す。すなわち、このとき鋼球c及び受
け治具20には、ベルジヤー10内でイオン化さ
れたArイオンが衝突しているが、鋼球cは上述
の如く受け治具20と常に接触してはいないの
で、鋼球c表面では、Arイオンの鋼球表面での
電子の授受による正電荷の滞溜が起こり、これが
蓄積される。このため鋼球cと受け治具20との
間に電荷の不均衡が生じ、この不均衝によつて鋼
球cは受け治具20上で自転する。また、蒸発源
16と受け治具20との間で振動調節用開閉器2
4を水平方向に揺動させると、受け治具20上の
鋼球cのうち、蒸発源16との間を振動調節用開
閉器24に遮られたものはあたかも電極間距離が
接近したのと同等になりArイオンの衝突が活発
になるため、鋼球c表面への上記正電荷の蓄積が
一層促進され、振動調節用開閉器24によつて遮
られていない鋼球cとでは電荷の蓄積度合いが異
なる。このため、鋼球c相互間にも電荷の不均衡
が生じ、鋼球c同士の反発が起こり、鋼球cは受
け治具20の周溝20aに沿つて移動つまり公転
する。このように、受け治具20と鋼球cとの
間、及び鋼球c相互間に生じる電荷の不均衡によ
り、鋼球cは受け治具20の周溝20a上を、自
転しながら公転する。この状態を維持しつつ蒸発
電源30をONし、蒸発物bを蒸発イオン化さ
せ、鋼球cの表面にイオンプレーテイング膜を形
成する。なお、上に述べた実施例におけるイオン
プレーテイングの条件をまとめると表1のとおり
である。
【表】 上記した如く、本発明によれば、鋼球の表面に
電荷の不均衡を発生させ、受け治具上で鋼球を自
転させると同時に公転させながら鋼球の表面にイ
オンプレーテイングを行なえるので、鋼球の表面
に、均一な表面厚さを有し、且つ付着性も良好な
イオンプレーテイング膜を生成させることができ
る。比較のため、本発明によつて上の表1に示す
条件で銀をイオンプレーテイングした鋼球を組み
込んだ軸受けと、下の表2に示す条件に従つて銀
を電気メツキした鋼球を組み込んだ軸受けとにつ
いて、表3に示す条件で高速回転試験を行つたと
ころ、表4に示すような結果が得られた。電気メ
ツキによる場合に比べて本発明によるものは3倍
以上の寿命を有することが了解されよう。ちなみ
に、第2図の従来例により同じ条件(表1)で銀
をイオンプレーテイングした鋼球を組み込んだ軸
受けの場合、同じ試験条件(表3)の下、寿命
は、10分乃至20分の範囲であつた。なお、ここに
寿命は2個の試験軸受けの回転トルクの和が100
-cmに達した時点を基準とする。
【表】
【表】
【表】
【表】 【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は従来のイオンプレーテイン
グ方法を説明するための説明図、第4図は本発明
の実施をするために用いるイオンプレーテイング
装置の模式縦断面図、第5図は受け治具の斜視
図、第6図は受け治具の支持金具への取付状態を
示す側面図、第7図は振動調節用開閉器の形状を
示す斜視図、第8図は振動調節開閉器の作動状態
を示す平面図である。 10……ベルジヤー、11……上蓋、14a,
14b……導電体、16……蒸発源、17……電
極、20……受け治具、20a……周溝、24…
…振動調節用開閉器、27……送入管、28……
排出管、29……加速用直流電源、30……蒸発
電源。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 不活性ガス雰囲気を形成する蒸発室内に、表
    面に鋼球を支持するための断面円弧状をした周溝
    を有する受け治具を、加速用直流電源の陰極に接
    続した状態で収納し、受け治具の上方に、蒸発物
    を収納した蒸発源を、加速用直流電源の陽極に接
    続した状態で収納し、更に加速用直流電源の陽極
    と接続した薄板製の振動調節用開閉器を、受け治
    具と蒸発源との間に水平方向に揺動自在に配置
    し、受け治具上に鋼球を載置した後、受け治具と
    蒸発源との間に加速用直流電源により直流の高電
    圧を印加して鋼球にイオンプレーテイングを行う
    に際し、鋼球を支持している受け治具に振動を与
    えると同時に振動調節用開閉器を揺動させること
    を特徴とする球表面へのイオンプレーテイング方
    法。
JP21699483A 1983-11-16 1983-11-16 球表面へのイオンプレ−テイング方法 Granted JPS60110870A (ja)

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JPS60110870A JPS60110870A (ja) 1985-06-17
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP4403363B2 (ja) * 2003-04-25 2010-01-27 ソニー株式会社 導電性触媒粒子の製造装置及び振動装置
JP6106266B2 (ja) * 2012-04-16 2017-03-29 ザ・ティムケン・カンパニーThe Timken Company 球形部品にコーティングを施すための方法およびテーブルアセンブリ

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JPS60110870A (ja) 1985-06-17

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