JPH04337085A - カーボン硬質膜を被覆した部材 - Google Patents
カーボン硬質膜を被覆した部材Info
- Publication number
- JPH04337085A JPH04337085A JP13339291A JP13339291A JPH04337085A JP H04337085 A JPH04337085 A JP H04337085A JP 13339291 A JP13339291 A JP 13339291A JP 13339291 A JP13339291 A JP 13339291A JP H04337085 A JPH04337085 A JP H04337085A
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- JP
- Japan
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- hard film
- intermediate layer
- base material
- carbon
- nitride
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- Pending
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- Other Surface Treatments For Metallic Materials (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。
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基材上に中間層を介し
てカーボン硬質膜を被覆した部材に関し、さらに詳しく
は耐擦傷性に優れたカーボン硬質膜を被覆した部材に関
するものである。
てカーボン硬質膜を被覆した部材に関し、さらに詳しく
は耐擦傷性に優れたカーボン硬質膜を被覆した部材に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】カーボン硬質膜とは例えば炭化水素ガス
雰囲気中でのプラズマＣＶＤ処理により形成される水素
を結合した非結晶カーボン膜であり、ダイヤモンドに次
ぐ硬さと高い熱伝導性を示し、摩擦係数が極めて小さい
ことで知られている。
雰囲気中でのプラズマＣＶＤ処理により形成される水素
を結合した非結晶カーボン膜であり、ダイヤモンドに次
ぐ硬さと高い熱伝導性を示し、摩擦係数が極めて小さい
ことで知られている。
【０００３】従来、基材上にカーボン硬質膜を被覆した
部材は、基材として炭化タングステン等の超硬材料上に
直接カーボン硬質膜を被覆していた。また、ステンレス
、銅合金等の超硬以外の材料の基材に対してはカーボン
硬質膜が直接表面に密着しないので、超硬以外の材料の
場合中間層を介在させる必要があった。
部材は、基材として炭化タングステン等の超硬材料上に
直接カーボン硬質膜を被覆していた。また、ステンレス
、銅合金等の超硬以外の材料の基材に対してはカーボン
硬質膜が直接表面に密着しないので、超硬以外の材料の
場合中間層を介在させる必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
のカーボン硬質膜を被覆した部材は、基材が超硬材料の
場合は機能的には満足できるが、材料自体が非常に高価
であり、加工性が非常に悪い。
のカーボン硬質膜を被覆した部材は、基材が超硬材料の
場合は機能的には満足できるが、材料自体が非常に高価
であり、加工性が非常に悪い。
【０００５】また、ステンレス、銅合金等の比較的低硬
度の基材上に、中間層を介してカーボン硬質膜を被覆し
た部材においてはカーボン硬質膜自体は高い硬度をもっ
ているので、耐摩耗性には優れるが、基材自体が比較的
低い硬度であるために、鋭利なもので引っ掻くとカーボ
ン硬質膜とともに基材がくぼみキズとなってしまい耐擦
傷性に欠けるという欠点があった。
度の基材上に、中間層を介してカーボン硬質膜を被覆し
た部材においてはカーボン硬質膜自体は高い硬度をもっ
ているので、耐摩耗性には優れるが、基材自体が比較的
低い硬度であるために、鋭利なもので引っ掻くとカーボ
ン硬質膜とともに基材がくぼみキズとなってしまい耐擦
傷性に欠けるという欠点があった。
【０００６】本発明の目的は、上記問題を解決し、超硬
材料上のカーボン硬質膜と同等な耐擦傷性が得られ、安
価で加工性に富む、カーボン硬質膜を被覆した部材を提
供するものである。
材料上のカーボン硬質膜と同等な耐擦傷性が得られ、安
価で加工性に富む、カーボン硬質膜を被覆した部材を提
供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、ステンレス、
銅合金等の比較的低硬度の基材上に、中間層を介してカ
ーボン硬質膜を被覆した部材において、ビッカース硬度
１０００Ｈｖ以上の硬質膜からなる被覆層を前記基材と
中間層との間に介在させたことを特徴とするものである
。
銅合金等の比較的低硬度の基材上に、中間層を介してカ
ーボン硬質膜を被覆した部材において、ビッカース硬度
１０００Ｈｖ以上の硬質膜からなる被覆層を前記基材と
中間層との間に介在させたことを特徴とするものである
。
【０００８】そして、中間層がシリコン、酸化シリコン
、ゲルマニウム、周期率表４ａ、５ａ、６ａ族元素の窒
化物、炭化物、窒炭化物、窒炭酸化物の中の少なくとも
１つよりなることが好ましい。
、ゲルマニウム、周期率表４ａ、５ａ、６ａ族元素の窒
化物、炭化物、窒炭化物、窒炭酸化物の中の少なくとも
１つよりなることが好ましい。
【０００９】また、ビッカース硬度１０００Ｈｖ以上の
硬質膜が周期率表４ａ、５ａ、６ａ族元素の窒化物、炭
化物、窒炭化物、窒炭酸化物の中の少なくとも１つより
なるものであってもよい。
硬質膜が周期率表４ａ、５ａ、６ａ族元素の窒化物、炭
化物、窒炭化物、窒炭酸化物の中の少なくとも１つより
なるものであってもよい。
【００１０】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて詳述す
る。図１は実施例を示すカーボン硬質膜を被覆した部材
の要部断面図である。
る。図１は実施例を示すカーボン硬質膜を被覆した部材
の要部断面図である。
【００１１】時計ケースとして加工した黄銅製材料に下
地メッキとしてニッケル−パラジウムメッキを施したも
のを基材１とし、ビッカース硬度１０００Ｈｖ以上の硬
質膜２、中間層３、カーボン硬質膜４の順で形成する。
地メッキとしてニッケル−パラジウムメッキを施したも
のを基材１とし、ビッカース硬度１０００Ｈｖ以上の硬
質膜２、中間層３、カーボン硬質膜４の順で形成する。
【００１２】基材１を洗浄後、乾式メッキ装置の真空槽
にセットする。硬質膜２の場合は例えば乾式メッキ法の
中のイオンプレーティング法の例で説明する。
にセットする。硬質膜２の場合は例えば乾式メッキ法の
中のイオンプレーティング法の例で説明する。
【００１３】真空槽内を１×１０−５Ｔｏｒｒ以下の真
空度に排気し、基材１表面を充分に清浄するために、ア
ルゴンガスを導入し、アルゴンプラズマをカソード電位
に保たれた基材１に照射し、イオンボンバードを行う。
空度に排気し、基材１表面を充分に清浄するために、ア
ルゴンガスを導入し、アルゴンプラズマをカソード電位
に保たれた基材１に照射し、イオンボンバードを行う。
【００１４】つぎに、真空槽内に窒素ガスとエチレンガ
スを導入しアルゴンガスとの混合ガスを反応ガスとして
１〜５×１０−３Ｔｏｒｒに保持する。そして、適当な
加速電圧で発生する電子ビームを蒸発源の金属チタンに
照射し、発生するチタン蒸気と窒素ガスとエチレンガス
をプラズマ中でイオン化し、厚さ２〜３μｍの周期率表
４ａ族元素の窒炭化物である炭窒化チタンの硬質膜２を
形成する。
スを導入しアルゴンガスとの混合ガスを反応ガスとして
１〜５×１０−３Ｔｏｒｒに保持する。そして、適当な
加速電圧で発生する電子ビームを蒸発源の金属チタンに
照射し、発生するチタン蒸気と窒素ガスとエチレンガス
をプラズマ中でイオン化し、厚さ２〜３μｍの周期率表
４ａ族元素の窒炭化物である炭窒化チタンの硬質膜２を
形成する。
【００１５】中間層３も同様に硬質膜２が形成された基
材１上に形成する。この場合もイオンプレーティング法
の例で説明する。
材１上に形成する。この場合もイオンプレーティング法
の例で説明する。
【００１６】真空槽内にエチレンガスを導入しアルゴン
ガスとの混合ガスを反応ガスとして１〜５×１０−３Ｔ
ｏｒｒに保持する。そして、適当な加速電圧で発生する
電子ビームを蒸発源の金属チタンに照射し、発生するチ
タン蒸気とエチレンガスをプラズマ中でイオン化し、厚
さ０．５〜１μｍの周期率表４ａ族元素の炭化物である
炭化チタンの中間層３を形成する。この場合化学量論的
な炭化チタンよりも炭素が多く含有している炭化チタン
のほうが密着性の面で好ましい。
ガスとの混合ガスを反応ガスとして１〜５×１０−３Ｔ
ｏｒｒに保持する。そして、適当な加速電圧で発生する
電子ビームを蒸発源の金属チタンに照射し、発生するチ
タン蒸気とエチレンガスをプラズマ中でイオン化し、厚
さ０．５〜１μｍの周期率表４ａ族元素の炭化物である
炭化チタンの中間層３を形成する。この場合化学量論的
な炭化チタンよりも炭素が多く含有している炭化チタン
のほうが密着性の面で好ましい。
【００１７】その後、基材１上に形成された硬質膜２と
中間層３上にカーボン硬質膜４を形成する。例えばプラ
ズマＣＶＤ法を用いた場合は、真空槽内にマッチングボ
ックスを介して高周波電源と接続されているカソード電
極上に硬質膜２と中間層３が形成された基材１をセット
する。
中間層３上にカーボン硬質膜４を形成する。例えばプラ
ズマＣＶＤ法を用いた場合は、真空槽内にマッチングボ
ックスを介して高周波電源と接続されているカソード電
極上に硬質膜２と中間層３が形成された基材１をセット
する。
【００１８】真空槽内を排気後、ガス導入口より炭化水
素ガスのメタンガスを導入し、プラズマを発生させ、厚
さ１μｍのカーボン硬質膜４を形成する。成膜条件とし
ては真空度０．１Ｔｏｒｒ、高周波１３．５６ＭＨｚ、
高周波電力３００Ｗで行った。
素ガスのメタンガスを導入し、プラズマを発生させ、厚
さ１μｍのカーボン硬質膜４を形成する。成膜条件とし
ては真空度０．１Ｔｏｒｒ、高周波１３．５６ＭＨｚ、
高周波電力３００Ｗで行った。
【００１９】このようにして形成したカーボン硬質膜を
被覆した部材を鋭利なもので引っ掻いてもキズとはなら
なかった。また、ビッカース硬度１０００Ｈｖ未満の硬
度の被膜を基材１と中間層３の間に介在させたものや、
硬質膜２を形成しないものも比較のために行ったが、両
者ともにキズとなった。したがて硬質膜２はビッカース
硬度１０００Ｈｖ以上の硬さが必要である。
被覆した部材を鋭利なもので引っ掻いてもキズとはなら
なかった。また、ビッカース硬度１０００Ｈｖ未満の硬
度の被膜を基材１と中間層３の間に介在させたものや、
硬質膜２を形成しないものも比較のために行ったが、両
者ともにキズとなった。したがて硬質膜２はビッカース
硬度１０００Ｈｖ以上の硬さが必要である。
【００２０】なお、上記実施例では、硬質膜２と中間層
３の形成手段としてイオンプレーティング法で記載した
が、これに代えて真空蒸着法、スパッタリング法でもよ
く、これらの組合せでもよい。硬質膜２については、炭
窒化チタンの他に、周期率表４ａ、５ａ、６ａ族元素の
窒化物、炭化物、窒炭化物、窒炭酸化物の中の少なくと
も１つよりなるものでもよい。
３の形成手段としてイオンプレーティング法で記載した
が、これに代えて真空蒸着法、スパッタリング法でもよ
く、これらの組合せでもよい。硬質膜２については、炭
窒化チタンの他に、周期率表４ａ、５ａ、６ａ族元素の
窒化物、炭化物、窒炭化物、窒炭酸化物の中の少なくと
も１つよりなるものでもよい。
【００２１】また、中間層３は炭化チタンの他に、シリ
コン、酸化シリコン、ゲルマニウム、周期率表４ａ、５
ａ、６ａ族元素の窒化物、炭化物、窒炭化物、窒炭酸化
物の中の少なくとも１つよりなるものでもよい。
コン、酸化シリコン、ゲルマニウム、周期率表４ａ、５
ａ、６ａ族元素の窒化物、炭化物、窒炭化物、窒炭酸化
物の中の少なくとも１つよりなるものでもよい。
【００２２】そして、硬質膜２、中間層３、カーボン硬
質膜４を形成する装置は密着性を考慮すると、できれば
、同一装置で形成することが好ましい。もちろん別の装
置で各々形成してもよいことはいうまでもない。
質膜４を形成する装置は密着性を考慮すると、できれば
、同一装置で形成することが好ましい。もちろん別の装
置で各々形成してもよいことはいうまでもない。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、ステンレス、銅合金等の比較的低硬度の基材上
に、ビッカース硬度１０００Ｈｖ以上の硬質膜と中間層
を介してカーボン硬質膜を被覆することによって、超硬
材料上のカーボン硬質膜と同等な耐擦傷性が得られ、安
価で加工性に富む、カーボン硬質膜を被覆した部材を提
供することができる。
よれば、ステンレス、銅合金等の比較的低硬度の基材上
に、ビッカース硬度１０００Ｈｖ以上の硬質膜と中間層
を介してカーボン硬質膜を被覆することによって、超硬
材料上のカーボン硬質膜と同等な耐擦傷性が得られ、安
価で加工性に富む、カーボン硬質膜を被覆した部材を提
供することができる。
【図１】本発明の実施例を示すカーボン硬質膜を被覆し
た部材の要部断面図である。
た部材の要部断面図である。
１ 基材
２ 硬質膜
３ 中間層
４ カーボン硬質膜
Claims (3)
- 【請求項１】 ステンレス、銅合金等の比較的低硬度
の基材上に、中間層を介してカーボン硬質膜を被覆した
部材において、ビッカース硬度１０００Ｈｖ以上の硬質
膜からなる被覆層を前記基材と中間層との間に介在させ
たことを特徴とするカーボン硬質膜を被覆した部材。 - 【請求項２】 中間層がシリコン、酸化シリコン、ゲ
ルマニウム、周期率表４ａ、５ａ、６ａ族元素の窒化物
、炭化物、窒炭化物、窒炭酸化物の中の少なくとも１つ
よりなることを特徴とする請求項１記載のカーボン硬質
膜を被覆した部材。 - 【請求項３】 ビッカース硬度１０００Ｈｖ以上の硬
質膜が周期率表４ａ、５ａ、６ａ族元素の窒化物、炭化
物、窒炭化物、窒炭酸化物の中の少なくとも１つよりな
ることを特徴とする請求項１記載のカーボン硬質膜を被
覆した部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13339291A JPH04337085A (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | カーボン硬質膜を被覆した部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13339291A JPH04337085A (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | カーボン硬質膜を被覆した部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04337085A true JPH04337085A (ja) | 1992-11-25 |
Family
ID=15103676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13339291A Pending JPH04337085A (ja) | 1991-05-10 | 1991-05-10 | カーボン硬質膜を被覆した部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04337085A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010228307A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Citizen Holdings Co Ltd | 装飾部材 |
| JPWO2011104876A1 (ja) * | 2010-02-26 | 2013-06-17 | 株式会社日立製作所 | スクロール圧縮機 |
-
1991
- 1991-05-10 JP JP13339291A patent/JPH04337085A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010228307A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Citizen Holdings Co Ltd | 装飾部材 |
| JPWO2011104876A1 (ja) * | 2010-02-26 | 2013-06-17 | 株式会社日立製作所 | スクロール圧縮機 |
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