JPH04183849A - 真空用フランジ - Google Patents
真空用フランジInfo
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- JPH04183849A JPH04183849A JP31144090A JP31144090A JPH04183849A JP H04183849 A JPH04183849 A JP H04183849A JP 31144090 A JP31144090 A JP 31144090A JP 31144090 A JP31144090 A JP 31144090A JP H04183849 A JPH04183849 A JP H04183849A
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Landscapes
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
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。
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］
本発明は、真空容器に必要とするアルミニウム合金フラ
ンジ部品に関し、特に、そのシール面にステンレス鋼窒
化膜を被覆した真空用フランジに関する。
ンジ部品に関し、特に、そのシール面にステンレス鋼窒
化膜を被覆した真空用フランジに関する。
［従来の技術及び発明が解決しようとする問題点１従来
、真空機器用の素材としては、主にステンレス鋼が用い
られているが、近年、加速器、及び半導体関係を中心に
、装置の大型化、超高真空化が進んでいる。
、真空機器用の素材としては、主にステンレス鋼が用い
られているが、近年、加速器、及び半導体関係を中心に
、装置の大型化、超高真空化が進んでいる。
ステンレス鋼の真空容器は、耐食性や機械的強度にすぐ
れている一方、重量が大きく、また超高真空用素材とし
て限界がある。また、粒子加速器に用いた場合、かなり
の残留放射能を有するという問題が見られる。
れている一方、重量が大きく、また超高真空用素材とし
て限界がある。また、粒子加速器に用いた場合、かなり
の残留放射能を有するという問題が見られる。
これに対して、アルミニウム合金の真空容器は、重量が
軽く、到達真空度がステンレス鋼よりも高く、超高真空
用容器として注目されている。
軽く、到達真空度がステンレス鋼よりも高く、超高真空
用容器として注目されている。
しかも、加速器として用いた場合、残留放射能値が、ス
テンレス鋼の場合より１桁低いと言う長所が見られる。
テンレス鋼の場合より１桁低いと言う長所が見られる。
然し乍ら、アルミニウム合金には、軟らかいという大き
な欠点があり、ハンドリング時に傷つきやすく、特にフ
ランジ部品のシール面に傷が付くと、シール性能に直接
悪影響を及ぼすことになる。そこで、現在では、窒化チ
タン、窒化クロム、炭化チタン等の硬質被膜をコーティ
ングすることにより、そのシール面を保護している。
な欠点があり、ハンドリング時に傷つきやすく、特にフ
ランジ部品のシール面に傷が付くと、シール性能に直接
悪影響を及ぼすことになる。そこで、現在では、窒化チ
タン、窒化クロム、炭化チタン等の硬質被膜をコーティ
ングすることにより、そのシール面を保護している。
然し乍ら、アルミニウム合金は、熱膨張係数が非常に高
く、融点が低いために、良質な硬質被膜を密着性良くコ
ーティングすることが非常に困難である。更に、これら
の硬質被膜は硬度が高いが、一方、靭性が低いために、
フランジ部品の脱着を繰り返すと、硬質被膜にクラック
や剥離が生じ、シール性能の信頼性、耐久性が欠けて、
アルミニウム合金の真空機器の市場拡大に大きな支障と
なっている。
く、融点が低いために、良質な硬質被膜を密着性良くコ
ーティングすることが非常に困難である。更に、これら
の硬質被膜は硬度が高いが、一方、靭性が低いために、
フランジ部品の脱着を繰り返すと、硬質被膜にクラック
や剥離が生じ、シール性能の信頼性、耐久性が欠けて、
アルミニウム合金の真空機器の市場拡大に大きな支障と
なっている。
従って、本発明者らは、前記のように、従来不具合とさ
れていたフランジ部品のシール面の硬質化の実験を重ね
て、鋭意検討した結果、フランジ部品の硬質被膜として
、ステンレス鋼窒化膜を中間層として被覆した後に、そ
の上に、遷移金属窒化物或いは遷移金属炭化物の硬質表
層を形成することが非常に有効であることを見出し、そ
の知見に基づいて本発明を完成するに到った。従って、
本発明は、重量が軽く、到達真空度が高く、且つシール
面に傷が付き難く、繰り返し脱着使用しても劣化が少な
い真空用フランジを提供することを目的にする。
” ［問題点を解決するための手段〕 本発明の要旨とするものは、アルミニウム合金７ランジ
部品のシール面に、中間層としてステン ルス鋼
合金膜或いはステンレス鋼窒化物膜及びその上に遷移金
属窒化物或いは炭化物の硬質表面層を形成されたことを
特徴とする真空用７ランジである。そして、アルミニウ
ム合金フランジ部品のシール面に、ステンレス鋼合金を
イオンプレーティング或いはスパッタリング処理により
、ステンレス鋼窒化膜の硬質表面層を形成した真空用７
ランジが好適である。また、その真空用フランジにおい
て、 一般式 ％式％ Ｙ＝０．３以下、Ｚ≦０．０５で、残部Ｆｅ原子及び不
可避不純物を含有する）のステンレス鋼或いはこのステ
ンレス鋼に対して、窒素を３０重量％まで固溶させたス
テンレス鋼窒化膜を前記中間層とする真空用フランジが
好適である。、本発明によると、アルミニウム合金製フ
ランジのシール面に、ステンレス鋼合金或いはステンレ
ス鋼合金窒化物の膜をイオンプレーティング或いはスパ
ッタリング処理により、形成したステンレス鋼或いはス
テンレス鋼窒化物の膜を中間層として、被膜した後に、
その上に、遷移金属窒化物或いは遷移金属炭化物の硬質
表面層を形成させた真空用フランジは、綴り返し脱着で
も、そのシール面に剥離、クラックが生じ難いものであ
る。
れていたフランジ部品のシール面の硬質化の実験を重ね
て、鋭意検討した結果、フランジ部品の硬質被膜として
、ステンレス鋼窒化膜を中間層として被覆した後に、そ
の上に、遷移金属窒化物或いは遷移金属炭化物の硬質表
層を形成することが非常に有効であることを見出し、そ
の知見に基づいて本発明を完成するに到った。従って、
本発明は、重量が軽く、到達真空度が高く、且つシール
面に傷が付き難く、繰り返し脱着使用しても劣化が少な
い真空用フランジを提供することを目的にする。
” ［問題点を解決するための手段〕 本発明の要旨とするものは、アルミニウム合金７ランジ
部品のシール面に、中間層としてステン ルス鋼
合金膜或いはステンレス鋼窒化物膜及びその上に遷移金
属窒化物或いは炭化物の硬質表面層を形成されたことを
特徴とする真空用７ランジである。そして、アルミニウ
ム合金フランジ部品のシール面に、ステンレス鋼合金を
イオンプレーティング或いはスパッタリング処理により
、ステンレス鋼窒化膜の硬質表面層を形成した真空用７
ランジが好適である。また、その真空用フランジにおい
て、 一般式 ％式％ Ｙ＝０．３以下、Ｚ≦０．０５で、残部Ｆｅ原子及び不
可避不純物を含有する）のステンレス鋼或いはこのステ
ンレス鋼に対して、窒素を３０重量％まで固溶させたス
テンレス鋼窒化膜を前記中間層とする真空用フランジが
好適である。、本発明によると、アルミニウム合金製フ
ランジのシール面に、ステンレス鋼合金或いはステンレ
ス鋼合金窒化物の膜をイオンプレーティング或いはスパ
ッタリング処理により、形成したステンレス鋼或いはス
テンレス鋼窒化物の膜を中間層として、被膜した後に、
その上に、遷移金属窒化物或いは遷移金属炭化物の硬質
表面層を形成させた真空用フランジは、綴り返し脱着で
も、そのシール面に剥離、クラックが生じ難いものであ
る。
即ち、一般式
％式％
Ｙ＝０．３以下、Ｚ≦０．０５で、残部Ｆｅ原子及び不
可避不純物を含有する）のステンレス合金合金或いはこ
の合金組成に対して、窒素を１〜３０重量％まで固溶さ
せたステンレス鋼窒化物の膜を、中間層として、被覆さ
せた後に、その上に前記の遷移金属窒化物或いは炭化物
の膜を、アルミニウム合金のフランジ部品の硬質表面層
とすることにより、有効な真空用フランジが提供された
。
可避不純物を含有する）のステンレス合金合金或いはこ
の合金組成に対して、窒素を１〜３０重量％まで固溶さ
せたステンレス鋼窒化物の膜を、中間層として、被覆さ
せた後に、その上に前記の遷移金属窒化物或いは炭化物
の膜を、アルミニウム合金のフランジ部品の硬質表面層
とすることにより、有効な真空用フランジが提供された
。
クロム含有量Ｘが１０重量％未満では、耐酸化性が低下
して、好ましくなく、また、３０重量％を超えると、熱
膨張係数が低くなって、母材との熱膨張係数差から生じ
る内部応力を緩和できないために膜の剥離やクラックを
生じ易くする。
して、好ましくなく、また、３０重量％を超えると、熱
膨張係数が低くなって、母材との熱膨張係数差から生じ
る内部応力を緩和できないために膜の剥離やクラックを
生じ易くする。
ニッケル含有量は、３０重量％未満であり、３０重量％
を超えると、熱膨張係数が低くなるため、好ましくない
。また、炭素含有量は、５重量％以下であり、５重量％
を超えると、靭性に乏しくなるため好ましくない。
を超えると、熱膨張係数が低くなるため、好ましくない
。また、炭素含有量は、５重量％以下であり、５重量％
を超えると、靭性に乏しくなるため好ましくない。
且つ、窒素含有量は、３０重量％以下であり、３０重量
％を超えると靭性が乏しくなる。
％を超えると靭性が乏しくなる。
本発明の真空用アルミニウム合金フランジは、上記の構
造の硬質表面層をアルミニウム合金フランジ部品のシー
ル面に被覆して、シール性能テスト（リーク試験）を行
なった結果、良好なシール性能が分かり、且つ、２０回
以上の脱着を繰り返しても、被膜に剥離やクラックが生
じなかった。
造の硬質表面層をアルミニウム合金フランジ部品のシー
ル面に被覆して、シール性能テスト（リーク試験）を行
なった結果、良好なシール性能が分かり、且つ、２０回
以上の脱着を繰り返しても、被膜に剥離やクラックが生
じなかった。
従って、本発明の真空用アルミニウム合金フランジでは
、アルミニウム合金フランジのシール表面の強度が改良
されたものが得られ、更に、シール面の損傷を防止でき
、ひいては、シール性能の信頼性及び耐久性が問題とな
っている一般のアルミニウム機器に適用できる。
、アルミニウム合金フランジのシール表面の強度が改良
されたものが得られ、更に、シール面の損傷を防止でき
、ひいては、シール性能の信頼性及び耐久性が問題とな
っている一般のアルミニウム機器に適用できる。
次に、本発明の真空用アルミニウム合金フランジを具体
的に実施例により説明するが、本発明はそれらによって
限定されるものではない。
的に実施例により説明するが、本発明はそれらによって
限定されるものではない。
［実施例１］
対陰極材（ターゲット）として、組成を変化させた、
Ｆｅ−Ｃｒｘ−Ｎｉｖ−Ｃｚ（Ｘ＝０．１−０．３、Ｙ
≦０．３．２≦０．０５で、残部Ｆｅ原子及び不可避不
純物を含有する）のステンレス鋼合金を用い、アルゴン
と窒素の混合雰囲気ガスのもとで、スパッタリング法に
より、様々な組成の窒化被膜の中間層を、２枚の直径７
Ｑｍｍのアルミニウム合金フランジのシール面に被覆し
、更に、その上に窒化チタンの硬質膜を被覆し、リーク
試験を行なった。
≦０．３．２≦０．０５で、残部Ｆｅ原子及び不可避不
純物を含有する）のステンレス鋼合金を用い、アルゴン
と窒素の混合雰囲気ガスのもとで、スパッタリング法に
より、様々な組成の窒化被膜の中間層を、２枚の直径７
Ｑｍｍのアルミニウム合金フランジのシール面に被覆し
、更に、その上に窒化チタンの硬質膜を被覆し、リーク
試験を行なった。
その結果を第１表に示す。但し、ガスケットは純アルミ
ニウムメタルを使用した。
ニウムメタルを使用した。
第１表において、○は、２０回のフランジ脱着を繰り返
した後でのシール性能が保持されたものを示す。リーク
試験で、回数を示すものは、その回数において、フラン
ジを脱着した後のリーク試験で、リークが見られた例を
示す。
した後でのシール性能が保持されたものを示す。リーク
試験で、回数を示すものは、その回数において、フラン
ジを脱着した後のリーク試験で、リークが見られた例を
示す。
以上の第１表に示される結果から、本発明の高真空用ア
ルミニウム合金７ランジは、耐久性及び信頼性に優れて
いることが判明した。
ルミニウム合金７ランジは、耐久性及び信頼性に優れて
いることが判明した。
［Ｋ腹％Ｊ ２ ］
イオンプレーティング法を用いて、蒸発源として組成を
変化させた Ｆｅ−Ｃｒｘ−Ｎｉｖ−ＣｚＣＸ＝０．１−０．３、Ｙ
≦０．３．２≦０．０５で、残部Ｆｅ原子及び不可避不
純物を含有する）のステンレス鋼合金を用い、窒素を反
応ガスとして、様々な組成の窒化被膜の中間層を、２枚
の直径７０面のアルミニウム合金フランジのシール面に
被覆し、更に、その上に、蒸発源として、チタン金属を
使用し、メタンを反応ガスとして、炭化チタンの硬質膜
を被覆し、リーク試験を行なった。
変化させた Ｆｅ−Ｃｒｘ−Ｎｉｖ−ＣｚＣＸ＝０．１−０．３、Ｙ
≦０．３．２≦０．０５で、残部Ｆｅ原子及び不可避不
純物を含有する）のステンレス鋼合金を用い、窒素を反
応ガスとして、様々な組成の窒化被膜の中間層を、２枚
の直径７０面のアルミニウム合金フランジのシール面に
被覆し、更に、その上に、蒸発源として、チタン金属を
使用し、メタンを反応ガスとして、炭化チタンの硬質膜
を被覆し、リーク試験を行なった。
その結果、実施例１とほぼ同様で、良好なシール性能を
呈することが判明した。
呈することが判明した。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明の真空用アルミニウム合金
フランジにより、次のような顕著な技術的効果が得られ
た。
フランジにより、次のような顕著な技術的効果が得られ
た。
第１に、シール性能の劣化が少なく、繰り返し脱着して
も、シールの硬質化表面層に剥離、クラックが生じ難い
アルミニウム合金フランジを提供する。
も、シールの硬質化表面層に剥離、クラックが生じ難い
アルミニウム合金フランジを提供する。
第２に、従って、最近の加速器や半導体関係の真空機器
の大型化や超高真空化に対応できる真空用アルミニウム
合金フランジを提供する。
の大型化や超高真空化に対応できる真空用アルミニウム
合金フランジを提供する。
第３に、同時に、アルミニウム合金の真空機器に対する
需要が大幅に伸びるとともに、本発明の真空用アルミニ
ウム合金フランジは、それに対する加速器及び半導体関
係の産業の発展に大きく寄与する。
需要が大幅に伸びるとともに、本発明の真空用アルミニ
ウム合金フランジは、それに対する加速器及び半導体関
係の産業の発展に大きく寄与する。
第４に、アルミニウム合金フランジのシール表面の強度
が改良されたものが得られ、更に、シール面の損傷を防
止でき、ひいては、シール性能の信頼性及び耐久性が問
題となっているアルミニウム機器に適用できる。
が改良されたものが得られ、更に、シール面の損傷を防
止でき、ひいては、シール性能の信頼性及び耐久性が問
題となっているアルミニウム機器に適用できる。
Claims (3)
- １．アルミニウム合金フランジ部品のシール面に、中間
層としてステンレス鋼合金膜或いはステンレス鋼窒化物
膜及びその上に遷移金属窒化物或いは炭化物の硬質表面
層を形成されたことを特徴とする真空用フランジ。 - ２．前記アルミニウム合金フランジ部品のシール面に、
ステンレス鋼合金をイオンプレーティング或いはスパッ
タリング処理により、ステンレス鋼窒化膜の硬質表面層
を形成したことを特徴とする請求項１に記載の真空用フ
ランジ。 - ３．請求項１或いは２に記載の真空用フランジにおいて
、 一般式 Ｆｅ・Ｃｒ＿Ｘ・Ｎｉ＿Ｙ・Ｃ＿Ｚ（Ｘ＝０．１〜０．
３、Ｙ＝０．３以下、Ｚ≦０．０５で、残部Ｆｅ原子及
び不可避不純物を含有する）のステンレス鋼或いはこの
ステンレス鋼に対して、窒素を３０重量％まで固溶させ
たステンレス鋼窒化膜を前記中間層とすることを特徴と
する前記真空用フランジ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31144090A JPH04183849A (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | 真空用フランジ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31144090A JPH04183849A (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | 真空用フランジ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04183849A true JPH04183849A (ja) | 1992-06-30 |
Family
ID=18017243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31144090A Pending JPH04183849A (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | 真空用フランジ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04183849A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100255587B1 (ko) * | 1996-03-31 | 2000-05-01 | 아베 아키라 | 씰장치 |
| CN105387297A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-03-09 | 常熟市广汇机械设备有限公司 | 铝合金和不锈钢法兰 |
| CN114607853A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-06-10 | 江阴市万里锻件有限公司 | 一种基于硬质合金的长寿型法兰及其制备工艺 |
-
1990
- 1990-11-19 JP JP31144090A patent/JPH04183849A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100255587B1 (ko) * | 1996-03-31 | 2000-05-01 | 아베 아키라 | 씰장치 |
| CN105387297A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-03-09 | 常熟市广汇机械设备有限公司 | 铝合金和不锈钢法兰 |
| CN114607853A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-06-10 | 江阴市万里锻件有限公司 | 一种基于硬质合金的长寿型法兰及其制备工艺 |
| CN114607853B (zh) * | 2022-03-10 | 2024-04-12 | 江阴市万里锻件有限公司 | 一种基于硬质合金的长寿型法兰及其制备工艺 |
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