JPH021907B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH021907B2 JPH021907B2 JP57045994A JP4599482A JPH021907B2 JP H021907 B2 JPH021907 B2 JP H021907B2 JP 57045994 A JP57045994 A JP 57045994A JP 4599482 A JP4599482 A JP 4599482A JP H021907 B2 JPH021907 B2 JP H021907B2
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- JP
- Japan
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- discharge
- treated
- filament
- treatment method
- torr
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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
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
-
- 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
- C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
- C23C14/021—Cleaning or etching treatments
- C23C14/022—Cleaning or etching treatments by means of bombardment with energetic particles or radiation
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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)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、金属表面硬化処理等に使用する放
電処理方法に関するものである。
電処理方法に関するものである。
金属表面硬化処理方法の一つとして放電プラズ
マ中のイオン化処理法がある。従来知られている
放電プラズマ中のイオン化処理法にはイオン窒化
法やイオン浸炭法があり、イオン浸炭法やイオン
窒化法は、数torr以下の炭化水素ガス（C3H8、
CH4など）や窒化系ガス（N2、NH3など）内で
被処理物と電極の間に直流高電圧を印加し、グロ
ー放電を起こさせ、活性化された炭素や窒素を被
処理物（陰極）近傍の急激な電位勾配によつて加
速し、被処理物に衝突させて浸炭や窒化を行な
う。しかるに、これらイオン浸炭法やイオン窒化
法は被処理物を800〜900℃ないしそれ以上の温度
で加熱する必要があり、かつ、処理時間は通常１
〜２時間であつて、加熱温度が高く、処理時間も
長く、消費電力量が大きく、かつ被処理物の取扱
いが煩雑であり、これらの点の改善が望まれてい
る。
マ中のイオン化処理法がある。従来知られている
放電プラズマ中のイオン化処理法にはイオン窒化
法やイオン浸炭法があり、イオン浸炭法やイオン
窒化法は、数torr以下の炭化水素ガス（C3H8、
CH4など）や窒化系ガス（N2、NH3など）内で
被処理物と電極の間に直流高電圧を印加し、グロ
ー放電を起こさせ、活性化された炭素や窒素を被
処理物（陰極）近傍の急激な電位勾配によつて加
速し、被処理物に衝突させて浸炭や窒化を行な
う。しかるに、これらイオン浸炭法やイオン窒化
法は被処理物を800〜900℃ないしそれ以上の温度
で加熱する必要があり、かつ、処理時間は通常１
〜２時間であつて、加熱温度が高く、処理時間も
長く、消費電力量が大きく、かつ被処理物の取扱
いが煩雑であり、これらの点の改善が望まれてい
る。
この発明は上記のごとき事情に鑑みてなされた
ものであつて、被処理物の加熱温度が低く、かつ
消費ガス量が少なくてすみ、したがつて被処理物
の取扱いが容易で、また、省エネルギーの要請に
応じることができ、しかも処理に要する時間が短
くてすむ放電処理方法を提供することを目的とす
るものである。
ものであつて、被処理物の加熱温度が低く、かつ
消費ガス量が少なくてすみ、したがつて被処理物
の取扱いが容易で、また、省エネルギーの要請に
応じることができ、しかも処理に要する時間が短
くてすむ放電処理方法を提供することを目的とす
るものである。
この目的に対応して、この発明の放電処理方法
は、10-3〜10-4torr程度の反応ガス中においてフ
イラメントからの熱電子照射により放電をを起こ
し、その放電プラズマ中におかれた被処理物に負
の高電圧を印加してイオン衝撃させることを特徴
とする。
は、10-3〜10-4torr程度の反応ガス中においてフ
イラメントからの熱電子照射により放電をを起こ
し、その放電プラズマ中におかれた被処理物に負
の高電圧を印加してイオン衝撃させることを特徴
とする。
以下、この発明の詳細を一実施例を示す図面に
ついて説明する。
ついて説明する。
第１図には放電処理装置が示されている。放電
処理装置１は、気密構造の真空処理槽２を備え、
真空処理槽２の内部に放電電極３、フイラメント
４、及びヒーター５を備え、さらに放電活性化電
極用電源６、直流電源７を備えている。放電電極
３の中央に被処理物８がセツトされる。この様な
放電処理装置１の構成は、従来から用いられてい
るものと異ならない。この発明の放電処理方法は
この様な放電処理装置１において次ぎの操作によ
つて行なう。
処理装置１は、気密構造の真空処理槽２を備え、
真空処理槽２の内部に放電電極３、フイラメント
４、及びヒーター５を備え、さらに放電活性化電
極用電源６、直流電源７を備えている。放電電極
３の中央に被処理物８がセツトされる。この様な
放電処理装置１の構成は、従来から用いられてい
るものと異ならない。この発明の放電処理方法は
この様な放電処理装置１において次ぎの操作によ
つて行なう。
まず、真空処理槽２を10-5〜10-6torr程度の高
い真空度に排気した後、10-3〜10-4torr程度の反
応ガスを導入する。次ぎに熱電子照射用のフイラ
メント４を白熱化し、放電電極３にこのフイラメ
ント４に対して正電圧（数＋Ｖ）を印加すると、
フイラメント４から熱電子が飛出して放電が起こ
る。例えば反応ガスとしてエチレン（C2H4）を
用いると放電によつて C2H4→2C＋2H2解離 解離 Ｃ→C+＋ｅ となつて、解離した炭素はイオン化する。そこで
被処理物に高い負電圧を印加しておくとイオン化
した炭素は被処理物によつてつくられる電場によ
り加速される。
い真空度に排気した後、10-3〜10-4torr程度の反
応ガスを導入する。次ぎに熱電子照射用のフイラ
メント４を白熱化し、放電電極３にこのフイラメ
ント４に対して正電圧（数＋Ｖ）を印加すると、
フイラメント４から熱電子が飛出して放電が起こ
る。例えば反応ガスとしてエチレン（C2H4）を
用いると放電によつて C2H4→2C＋2H2解離 解離 Ｃ→C+＋ｅ となつて、解離した炭素はイオン化する。そこで
被処理物に高い負電圧を印加しておくとイオン化
した炭素は被処理物によつてつくられる電場によ
り加速される。
10-4torr程度のガス中では衝突の平均自由行程
は数cmであるからイオン化した粒子は他の中性ガ
スとの衝突によつてエネルギーを失うことはほと
んどなく被処理物に印加された電圧に相当するエ
ネルギーで被処理物に衝突し、被処理物の表面下
に注入される。このときフイラメントは熱電子放
出源としてだけでなく、輻射によつて被処理物の
加熱をする役目をもつているので省エネルギー化
が計れる。
は数cmであるからイオン化した粒子は他の中性ガ
スとの衝突によつてエネルギーを失うことはほと
んどなく被処理物に印加された電圧に相当するエ
ネルギーで被処理物に衝突し、被処理物の表面下
に注入される。このときフイラメントは熱電子放
出源としてだけでなく、輻射によつて被処理物の
加熱をする役目をもつているので省エネルギー化
が計れる。
実施例 １
ステンレス鋼（SUS304）を５×10-4torrのエ
チレンの中で520℃に加熱して25分間処理した。
このとき熱電子照射用のフイラメント電圧は
6.5V、電流は50Aで、放電電極には95V印加し、
0.8〜2Aの電流がとれた。また被処理物（ステン
レス鋼）には−2000V印加した。流れこんだ電流
量は30〜52ｍＡであつた。第２図はステンレス鋼
のマイクロビツカース硬度を無処理ステンレス鋼
の硬度と比較したものであるが、約2.5倍の硬度
上昇が認められる。また、第３図は、このステン
レス鋼を大越式迅速摩耗試験機により、無潤滑
下、速度0.51ｍ／ｓ、最終加重3.3Kg、400ｍ走
行、相手摩擦材料SK鋼の条件で摩耗試験を行な
つた結果である。比摩耗量は約1/3に減少してい
るのが認められる。第４図は処理済及び末処理ス
テンレス鋼を100ｇ荷重、２mm／ｓで1000回乾燥
摩擦した摩耗痕の表面粗さの記録である。第４図
ａで示す未処理のものに比べて、第４図ｂで示す
この発明の処理方法による処理済のものが顕著な
耐摩耗性があることが認められる。
チレンの中で520℃に加熱して25分間処理した。
このとき熱電子照射用のフイラメント電圧は
6.5V、電流は50Aで、放電電極には95V印加し、
0.8〜2Aの電流がとれた。また被処理物（ステン
レス鋼）には−2000V印加した。流れこんだ電流
量は30〜52ｍＡであつた。第２図はステンレス鋼
のマイクロビツカース硬度を無処理ステンレス鋼
の硬度と比較したものであるが、約2.5倍の硬度
上昇が認められる。また、第３図は、このステン
レス鋼を大越式迅速摩耗試験機により、無潤滑
下、速度0.51ｍ／ｓ、最終加重3.3Kg、400ｍ走
行、相手摩擦材料SK鋼の条件で摩耗試験を行な
つた結果である。比摩耗量は約1/3に減少してい
るのが認められる。第４図は処理済及び末処理ス
テンレス鋼を100ｇ荷重、２mm／ｓで1000回乾燥
摩擦した摩耗痕の表面粗さの記録である。第４図
ａで示す未処理のものに比べて、第４図ｂで示す
この発明の処理方法による処理済のものが顕著な
耐摩耗性があることが認められる。
さらにＸ線回折により、α−Fe（111）ピーク
に着目し、ｄ値のシフト量を調べたところ、第５
図に示すように、500℃で処理したステンレス鋼
のｄ値は、無処理に比べ大きいほうにずれ、また
ピーク形状もやや広がつていた。
に着目し、ｄ値のシフト量を調べたところ、第５
図に示すように、500℃で処理したステンレス鋼
のｄ値は、無処理に比べ大きいほうにずれ、また
ピーク形状もやや広がつていた。
実施例 ２
実施例１と同じ条件で、ダイス鋼の処理をし
た。第６図に示すように、500℃で焼鈍した鋼に
対して、エチレン中で処理した鋼の硬度が大きい
ことが認められる。
た。第６図に示すように、500℃で焼鈍した鋼に
対して、エチレン中で処理した鋼の硬度が大きい
ことが認められる。
以上の説明から明らかな通り、この発明によれ
ば、被処理物の加熱温度が低くてすみ、したがつ
て被処理物の取扱いが容易で、また、省エネルギ
ーの要請に応じることができ、しかも処理に要す
る時間が短くてすむ放電処理方法を得ることがで
きる。
ば、被処理物の加熱温度が低くてすみ、したがつ
て被処理物の取扱いが容易で、また、省エネルギ
ーの要請に応じることができ、しかも処理に要す
る時間が短くてすむ放電処理方法を得ることがで
きる。
第１図は放電処理装置を示す構成説明図、第２
図は硬度を比較したグラフ、第３図は摩耗試験結
果を示すグラフ、第４図ａ，ｂは摩耗痕の表面粗
さを示すグラフ、第５図はＸ線回析α−Fe（111）
ピークを示すグラフ、及び第６図は硬度を比較し
たグラフである。 １……放電処理装置、２……真空処理槽、３…
…放電電極、４……フイラメント、５……ヒータ
ー、６……放電活性化電極用電源、７……直流電
源、８……被処理物。
図は硬度を比較したグラフ、第３図は摩耗試験結
果を示すグラフ、第４図ａ，ｂは摩耗痕の表面粗
さを示すグラフ、第５図はＸ線回析α−Fe（111）
ピークを示すグラフ、及び第６図は硬度を比較し
たグラフである。 １……放電処理装置、２……真空処理槽、３…
…放電電極、４……フイラメント、５……ヒータ
ー、６……放電活性化電極用電源、７……直流電
源、８……被処理物。
Claims (1)
- １ 10-3〜10-4torr程度の反応ガス中においてフ
イラメントからの熱電子照射により放電を起こ
し、その放電プラズマ中におかれた被処理物に負
の高電圧を印加してイオン衝撃させることを特徴
とする放電硬化処理方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4599482A JPS58164717A (ja) | 1982-03-23 | 1982-03-23 | 放電硬化処理方法 |
| US06/460,937 US4500564A (en) | 1982-02-01 | 1983-01-25 | Method for surface treatment by ion bombardment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4599482A JPS58164717A (ja) | 1982-03-23 | 1982-03-23 | 放電硬化処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58164717A JPS58164717A (ja) | 1983-09-29 |
| JPH021907B2 true JPH021907B2 (ja) | 1990-01-16 |
Family
ID=12734665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4599482A Granted JPS58164717A (ja) | 1982-02-01 | 1982-03-23 | 放電硬化処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58164717A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010132937A (ja) * | 2008-12-02 | 2010-06-17 | Nippon Parkerizing Co Ltd | ステンレス材料の表面改質方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2707894B1 (fr) * | 1993-07-20 | 1995-10-06 | Lorraine Laminage | Traitement de surface d'une tôle d'acier revêtue de zinc ou d'alliage de zinc avant sa mise en peinture. |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5827344B2 (ja) * | 1976-07-16 | 1983-06-08 | 富士電子工業株式会社 | 低電圧処理可能なグロ−放電処理法並びにその装置 |
| JPS5399080A (en) * | 1977-02-10 | 1978-08-30 | Ulvac Corp | Treating method for inner circumference face of cylinder block |
-
1982
- 1982-03-23 JP JP4599482A patent/JPS58164717A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010132937A (ja) * | 2008-12-02 | 2010-06-17 | Nippon Parkerizing Co Ltd | ステンレス材料の表面改質方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58164717A (ja) | 1983-09-29 |
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