JPH046265A - 鉄系合金基体への固体潤滑被膜の形成方法および固体潤滑被膜をもつ摺動部材 - Google Patents

鉄系合金基体への固体潤滑被膜の形成方法および固体潤滑被膜をもつ摺動部材

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JPH046265A
JPH046265A JP2108386A JP10838690A JPH046265A JP H046265 A JPH046265 A JP H046265A JP 2108386 A JP2108386 A JP 2108386A JP 10838690 A JP10838690 A JP 10838690A JP H046265 A JPH046265 A JP H046265A
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substrate
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明生 伊藤
Tatsumi Hioki
辰視 日置
Junichi Kawamoto
淳一 川本
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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］ 本発明は、鋼材などの鉄系合金基体への固体潤滑被膜の
形成方法および固体潤滑被膜をもつ摺動部材に関する。
本発明は、自動車や電子機器などの精密摺動部品、たと
えば軸受け、メカニカルシル、各種ポンプの摺動部品な
どの精密摺動部品に使用できる。
［従来の技術］ 摺動部品に潤滑性を付与するため、従来から１習動部品
の基体に黒鉛などの炭素系の固体潤滑剤からなる炭素質
被膜を形成することが行われている。
かかる被膜を形成する方法として、有機樹脂を所定の基
体に被覆した後、イオン照射を行う方法がある。また、
特開昭６３−２１５５７８号公報には、セラミックスか
らなる基体に有機物質を加熱蒸着するとともに、所定の
気体元素のイオンを照射することによって、高密着性で
膜厚が薄い炭素買被膜を形成する方法が提案されている
。
［発明が解決しようとする課題］ 一方、精密摺動部品においては、その摺動部に高い寸法
精度が要求され、ざらにその寸法精度を長期間維持する
ことが要求される。このため、炭素質被膜の膜厚をでき
るだけ薄くし、かつ炭素質被膜の基体に対する密着性を
高めなければならない。
しかし、前記した有機樹脂を所望の材料に被覆した後、
イオン照射を行う方法によって形成された炭素質被膜は
、その内部に大きな密度変化（収縮）をきたし、炭素質
被膜と基体の界面において、大きな歪み応力が発生して
いる。したがって、この炭素質被膜の基体に対する密着
性は劣り、その寿命も短い。
前記した特開昭６３−２１５５７８号公報に記載の方法
によって形成された炭素質被膜においては、有機物質の
炭化による密度変化は、一分子層もしくは数分予震程度
の極めて薄い段階で起こるため、収縮は拘束を受けずに
自由に生ずる。この方法においては、かかる極めて薄い
膜層の堆積が連続的に行われているので、形成される炭
素質被膜には歪み応力がほとんど含まれていない。した
がって、炭素質被膜のセラミックス類の基体に対する密
着性が高くなって、その寿命も長くなっている。
しかし、この特開昭６３−２１５５７８号公報に記載の
方法によって形成した炭素質被膜は、摺動条件を厳しく
するとその寿命は短くなってしまう。また、この方法で
鉄系合金製の基体を使用した場合、鉄系合金製の基体と
炭素質被膜の間に生じる鉄と炭素の化学的な結合によっ
て、炭素質被膜の基体に対する密着性の向上が期待でき
るものの、かかる鉄と炭素の結合によっても、炭素質被
膜をより厳しい摺動条件下で長寿命を有するような固体
潤滑被膜とすることはできない。
したがって、本発明は前記した従来技術の問題を解決す
るものであり、鉄系基体に対する高い密着性を有する固
体潤滑被膜を形成する方法、および高密着性すなわち長
寿命の固体潤滑被膜をもつ摺動部材を提供することを目
的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明の鉄系合金基体への固体潤滑被膜の形成方法は、
鉄系合金基体を１０＝Ｔｏｒｒ以上の真空度の真空雰囲
気下に配設する第１工程と、室温で１０＝Ｔｏｒｒ以下
の蒸気圧を有する有機物質を前記真空雰囲気下で前記鉄
系合金基体上に蒸着するとともに、前記鉄系合金基体上
に５ｋｅＶ以上のエネルギーを有しかつ炭素に対する化
学親和力を有する金属元素のイオンを１Ｘ１ｌＸ１０ｌ
６／Ｃｍ２以上照射する第２工程と、からなることを特
徴とする。
本発明の鉄系合金基体への固体潤滑被膜の形成方法の第
１工程は、鉄系合金基体を高真空雰囲気下に配設する工
程である。本発明においては、以下にのべるように蒸着
とイオン照射を同時に行うため、この第１工程において
１Ｏ−４Ｔｏｒｒ以上の真空度の真空雰囲気を形成し、
この高真空雰囲気下に鉄系合金基体を配設する。１Ｏ−
４Ｔｏｒｒ未渦の真空度の真空雰囲気下では、所望のイ
オン照射を行うことが困難である。
本発明の鉄系合金基体への固体潤滑被膜の形成方法の第
２工程は、鉄系合金基体上に有機物質を蒸着するととも
に、金属元素のイオンを照射する工程である。
この第２工程において、蒸着する有機物質は１Ｏ−４Ｔ
Ｏｒｒ以上の高真空雰囲気下に配設されるため、室温で
１０”−４Ｔｏｒｒ以下の蒸気圧を有するものを使用し
なければならない。また、この有機物質は均一に蒸発す
ることが要求されるので、液体状であ、ることが好まし
い。このような要件を満足するものとして、たとえばシ
リコーン系油脂および炭化水素系油脂を挙げることがで
きる。さらに具体的には、シリコーン系油脂の一種とし
てペンタフェニルトリメチルトリシロキサン、および炭
化水素系油脂の一種としてアルキルナフタレンを挙げる
ことができる。
また、この第２工程において、イオンビームとして鉄系
合金基体上に照射される金属元素は、有機物質の分解、
炭化を引き起こし得るものであると同時に炭素に対し化
学親和力を有し、かつ鉄系合金と混合可能な金属元素で
なければならない。
このような金属元素として、チタン（Ｔ　Ｉ　）　、お
よびタンタル（Ｔａ＞を挙げることができる。
さらに、有機物質を分解、炭化させ、分解、炭化した有
機物質を高密度に鉄系合金基体上に堆積させて炭化層と
し、この炭化層と鉄系合金基体の界面に前記したような
金属元素が所定の分布をした原子混合層を形成するため
には、前記の金属元素を５ｋｅＶ以上のエネルギーを有
するイオンとし、このようなイオンからなるイオンビー
ムを鉄系合金基体に照射し、また、前記したような炭素
層と原子混合層からなる固体潤滑被膜をできるだけ薄膜
化し、かつそれが鉄系合金基体に対して所定の密着性を
有するようにするためには、そのイオン照射量を１Ｘ１
０１６個／Ｃｍ’以上とする。
そして、以上のように構成された本発明の鉄系合金基体
への固体潤滑被膜の形成方法によって、鉄系合金基体と
、鉄系合金基体表面部に金属イオン照射によって形成さ
れた、鉄系基体を構成する元素と照射された金属元素と
炭素とからなる原子混合層と、該原子混合層に一体的に
形成された炭素を主とする炭素層と、からなることを特
徴とＪる本発明の固体潤滑被膜をもつ摺動部材を製造す
ることができる。
Ｆ発明の作用および効果］ 本発明の第２工程において、有機物質は分子状、または
クラスター状となって、飛来し、鉄系合金基体上に蒸着
する。これと同時に、炭素に対し化学親和力を有し、か
つ鉄系合金と混合可能な金属元素は、５ｋｅＶ以上のエ
ネルギーを有するイオンとなり、このようなイオンから
なるイオンビムが、１Ｘ１０１６個／ｃｍ２以上の照射
量で鉄系合金基体上に照射される。この金属元素のイオ
ンは分子状、またはクラスター状の有機物質と衝突し、
有機物質を多量の炭素を含む無機質の物質に変換する。
この多量の炭素を含む無機質の物質が、鉄系合金基体上
に付着し、暫時堆積する。さらに、金属元素のイオンが
照＠されると、鉄合金基体上に付着し、暫時堆積した多
聞の炭素を含む無機質の物質は、金属元素のイオンの衝
突を受け、鉄系基体合金の表面部に四散しながら注入さ
れる。
また、照射された金属元素のイオンも、鉄系合金基体の
表面部に注入される。
このようにして、鉄系合金基体表面部には、鉄系基体を
構成する元素と照射された金属元素と炭素とからなる原
子混合層と、原子混合層に一体的に形成された炭素を主
とする炭素層からなる本発明の固体潤滑被膜が形成され
る。なお、金属元素を前記したような高エネルギーを有
するイオンにイオン化して照射することによって、金属
元素は鉄系合金基体と炭素層との界面、すなわち原子混
合層においてピークをもつ濃度分布を示すようになる。
原子混合層中のイオン照射により鉄系基体の表面部に注
入された金属元素と鉄系合金を構成する元素が、金属化
合物状または合金状などの混合層を形成する。このため
、本発明の固体潤滑被覆においては、その原子混合層と
鉄系基体間の密着性が向上している。また、この金属元
素は炭素に対する化学親和力を有しているので、この原
子混合層とこれと一体的に形成された炭素を主とする炭
素層間の密着性も向上している。このように、本発明に
よって固体潤滑被膜を形成すると、各層間の密着性が向
上した膜厚の薄い固体潤滑被膜を形成することができる
ので、固体潤滑被膜の寿命は一層長寿命化する。
なお、本発明によって形成された原子混合層を有する固
体潤滑被膜をもつ１苫動部材は、非晶質炭素を多量に含
有していると考えらる炭素層をもつので、低摩擦、低摩
耗特性を有し、良好な潤滑性を示すものである。また、
この固体潤滑被膜は長寿命化しているので、かかるこれ
らの特性も長寿命化することは明らかである。
したがって、本発明の鉄系基体合金への固体潤滑被膜の
形成方法は、鉄系合金材料製の摺動部品の低摩擦、低摩
耗化、焼付き防止、初期なじみ処理などに好適でおる。
また、本発明の固体潤滑被膜をもつ１言動部材は、高荷
重、高血圧などの厳しい条件で金属材料製の相手部品と
摺動する場合であっても、低い摩擦係数を示し、かかる
特性は長期間持続するので、自動車や電子機器などの精
密摺動部品、たとえば軸受け、メカニカルシール、各種
ポンプの摺動部品などとして、好適である。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
しかし、本発明は以下に説明する実施例に限定されるも
のではない。
まず、本発明の実施例において使用した固体潤滑被膜形
成装置につき、第１図に基づいて説明する。第１図に示
すように、この固体潤滑被膜形成装置は、下部に配設さ
れたフラスコ状の真空容器１と、その上部に配設された
高エネルギーのイオンビーム３を発生させるイオンビー
ム発生装置２と、真空容器１の内部中央に配設された基
体５を保持する基体ホルダー４と、真空容器１の内部で
あって、イオンビーム３を遮らぬよう基体ホルダー４の
斜め上方の位置に配設された加熱炉６と、有機物質７の
蒸着量を制御するシャッター８からなる。かかる構成の
固体潤滑被膜形成装置を以下に述べる第１、第２、第３
、第４および第５実施例において使用した。
（第１実施例） この第１実施例では、基体５として厚さ３ｍｍ。
直径３Ｑｍｍ、表面粗度０．１μｍＲＺ　（十点平均粗
度）の高炭素クロム軸受け＆ｌ１ｌｌ（ＳＵＪ２）製の
円盤を、有機物質７としてシリコーン系油脂の一種のペ
ンタフェニルトリメデルトリシロキサンを、炭素に対す
る化学親和力を有する金属元素としてチタン（Ｔ　ｉ　
＞を使用した。
まず、ペンタフェニルトリメチルトリシロキサン（以下
、有機物質７という。）を加熱炉６内に配設した。次に
、５ＵＪ２１１１１製の円盤状基体５を基体ホルダー４
に取付けて固体潤滑被膜形成装置の真空容器１内に配設
した。そして、真空容器１を１Ｏ−６ＴＯｒｒの高真空
度に真空引きした。
この後、加熱炉６を加熱し、その炉温を９０℃とし、シ
ャッター８を開いた。これにより、有機物質７が分子状
またはクラスター状で飛来し、基体５上に蒸着する。ま
た、シャッター８を開くと同時に、イオンビーム発生装
置２を起動した。これにより、チタン（Ｔｉ）を２００
ｋｅＶの高エネルギーを有するｌｉ＋イオンとし、かか
るＴｉ＋イオンからなるイオンビームを基体５上に照射
した、この際、イオン電流密度は約２μＡ／Ｃｍ２であ
った。なお、かかる条件の蒸着とイオン照射を同時に行
う処理を約−時間行った、この結果、ｌｉ＋イオンの照
射量は１Ｘ１０１７個／Ｃｍ２となった。このようにし
て得た固体潤滑被膜の厚さを、後方散乱法と表面粗度計
を用いて測定したところ、いずれの方法によっても、０
．３±０゜０５μｍであった。
かかる蒸着およびイオン照射中、ｌｉ＋イオンは分子状
、またはクラスター状の有機物質７と衝突し、有機物質
７の分子中の弱い化学結合、たとえばＣ−１−１結合を
切断し、有機物質７を分解する。
これによって、有機物質７から水素原子や酸素原子など
が解放され、その大部分が結合し、水素分子や酸素分子
などとなって、外部に排出される。
このようにＴトイオンの照射を受けることによって、有
機物質７は多量の炭素と微量の酸素およびケイ素を含む
無機質の物質に変換される。この無機質の物質が、基体
５上に蒸着し暫時堆積する。さらに、ＴＩ′イオンを照
射すると、基体５上に蒸着し暫時堆積した無機質の物質
は、Ｔｉ　・イオンの衝突を受け、基体５の表面部に四
散しながら注入される。また、照射されたＴｉ＋イオン
も、基体５の表面部に注入される。
以上の処理によって、第２図に模式的に断面を示すよう
な、基体５の表面部に、５ＵＪ２鋼を構成する鉄（Ｆｅ
）などの金属元素とチタンと炭素からなる原子混合層５
１と、主として炭素からなる炭素層５２からなる固体潤
滑被膜５０が形成される。この固体潤滑被膜５０の原子
混合層５１内におけるチタンは、基体５中の鉄と、鉄−
チタン合金を形成し、その結果形成された同容体によっ
て、５ＵＪ２鋼のフエライｉ〜構造を強化する。−方、
チタンは炭素に対して極めて大きい化学親和力をイ］ツ
るので、原子混合層５１に一体的に形成される炭素層５
２との間で、安定な炭化チタン（ＴｉＣ）を形成する。
したがって、かかる原子混合層５１が炭素層５２と基体
５の表面部の間に介在するので、第１実施例において形
成された固体潤滑被膜５０の基体５に対する密る性は、
乞しく向上したーしのとなった。すなわち、この固体潤
滑被膜５０の優れた低摩擦、低摩耗特性、または高い潤
滑性は、長期間持続するものであった。
（第１評価試験） 以上のようにして形成した固体潤滑被膜５０をもつ５Ｕ
Ｊ２鋼製の円盤状基体５の摩擦および摩耗特性を評価す
るため、以下に説明する第１評価試験を行った。なお、
比較のためＴｉ＋イオンの変わりに２００ｋｅｖの高エ
ネルギーを有するアルゴンイオン（Ａｒ＋）を照射する
以外は第１実施例と同一の条件で固体潤滑被膜を形成し
た比較例１、および５ＵＪ２１１を製の円盤状基体５に
何等の処理も施さなかった比較例２についても、同様の
評価試験を行った。
第１評価試験は、ピンオンディスク式摩擦および摩耗試
験機を用いて、上記した第１実施例、比較例１および比
較例２によって得た円盤と、先端が直径５ｍｍの球状の
ＳＵＪ２Ｍ製のピンを、以下の条件で摺動させて行った
。すなわち、第１評価試験は、空気中、無制滑、至温、
ピン荷重を２゜２からＩＯＮの間で変化させ、円盤を５
０Ｏｒｐｍ（ｌ言動速度にして、約０．４ｍ／秒。）の
速度で回転させる条件で行った。第３図にかかる条件で
、円盤とピンを１時間１習動した時の、各ピン荷重にお
ける各円盤の摩擦係数（μ）の値を示す。
第３図から明らかなように、第１実施例によって得た固
体潤滑被膜５０をもつ円盤は、比較例１によって得た固
体潤滑被膜をもつ円盤および何等の処理も施されなかっ
た比較例２０円盤と比べて、非常に優れた潤滑性を有し
ていることがわかる。
また、この特性は厳しい試験条件下、すなわちピン荷重
１ＯＮで評価試験を行った場合であっても、はとんど劣
化していなかったこともわかる。
（第２評価試験） 第１実施例によって得た固体潤滑被膜５０が、その深さ
方向、すなわち炭素層５２、原子混合層５１から基体５
に至る深さ方向において、どのような元素濃度分布を有
するかをオージェ電子分光分析によって、解析した。そ
の結果を第４図に示す。
第４図から明らかなように、第１実施例によって得た固
体潤滑被膜５０は、基体５の表面部に形成された、基体
５を構成する鉄とイオン照射されたチタンと炭素からな
る原子混合層５１と、原子混合層に一体的に形成された
、微量の酸素およびケイ素を含むものの主として炭素か
らなる炭素層５２からなっていることがわかる。なお、
第１実施例によって得た固体潤滑被膜５０においては、
水素および酸素元素はほとんど放出され、イオン照射さ
れたチタンは原子混合層５１中にガウス分布状に分布し
ていることもわかる。
また、第４図に併せて示すオージェ電子スペクトルから
明らかなように、炭素層５２中の炭素は非晶質炭素の形
態を有し、一方、原子混合層５１中の炭素は炭化物の形
態を有することがわかる。
さらに、原子混合層５１中のチタンのスペクトルにおい
ては、高エネルギー（ｅＨ＝４１８Ｖ）のピークよりも
低エネルギー（ｃｔ−３８７Ｖ）のピークのほうが強く
現れている。したがって、原子混合層５１中のチタンは
化合物の形態で存在していることがわかる。なお、原子
混合層５１と基体５の界面において、チタンのスペクト
ルの高エネルギーのピークと、その低エネルギーのピー
クは、はぼ同程度の強度である。これは原子混合層５１
と基体５の界面において、チタンは金属の形態を有し、
鉄と合金化していることを示唆するものである。以上の
オージェ電子スペクトルの解析結果から、第１実施例に
よって形成された固体潤滑被膜５０の炭素層５２は多量
の非晶質の炭素を含み、その原子混合層５１は炭化チタ
ン（Ｔ　ｉ　Ｃ）と鉄−チタンの合金を含むことがわか
る。
（第３評価試験） 第１実施例によって得た固体潤滑被膜５０の５ＵＪ２鋼
製の基体５に対する密着性を評価するため、下記試験条
件の引っ張り試験を第３評価試験として行った。すなわ
ち、断面積６．３ｍｍ２のアルミニウム製の引っ張り丸
棒をエポキシ系接着剤により固体潤滑被１１ｇ５０上に
垂直に接着し、この引っ張り丸棒を徐々に引っ張り、固
体潤滑被膜５０の基体５に対する密着強度を測定した。
なお、比較のためＴ「イオンの代わりに高エネルギーを
有するアルゴンイオン（Ａｒｉを照射する以外は第１実
施例と同一の条件で固体潤滑被膜を形成した比較例１、
および５ＵＪ２鋼製の円盤に単に炭素を蒸着しただけ比
較例３についても、同様の評価試験を行った。第５図に
第３評価試験の結果を示す、図において横軸は各イオン
のイオン照射量、縦軸は各固体潤滑被膜の基体５に対す
る密着強度を示す。
第５図から明らかなように、チタンイオン（ＴＨ＋）の
照射量が増加するに伴ない、固体潤滑被膜５０の基体５
に対する密着強度が向上しているのがわかる。この向上
の度合いは、比較例１よりも第１実施例によって得た固
体潤滑被膜５０において著しく、イオン照射量が１×１
０１６個／Ｃｍ２となった時点で、既に両者の密着強度
に有意差が認められる。
（第２および第３実施例） この第２実施例および第３実施例では、基体５として厚
さ３ｍｍ、直径３０ｍｍ、表面粗度０゜１μｍＲｚ（十
点平均粗度）のステンレス５ｔｉｌｌ（ＳＵＳ４４０Ｃ
）製の円盤を、有機物質７としてシリコーン系油脂の一
種のペンタフェニルトリメチルトリシロキサンを使用し
た。ただし、第２実施例においては、炭素に対する化学
親和力を右づる金属元素としてチタン（Ｔ　ｉ　）を、
第３実施例においては、かかる金属元素としてタンタル
（Ｔａ）を使用した。
なお、第２実施例においては、真空容器１を１Ｏ−６Ｔ
ｏｒｒの高真空度に真空引きし、チタン（Ｔ　ｉ　）を
１００ｋｅＶの高エネルギーを有するＴｉ＋イオンとし
、かかるＴｉ＋イオンからなるイオンビームのイオン電
流密度を約２μＡ／Ｃｍ２とし、蒸着とイオン照射を同
時に行う処理を約１時間行って、Ｔ１°イオノの照ｔｊ
ｊ量を１×１０１７個／ｃｍ２とした。ただし、上記以
外の条件は、第１実施例と同様の条件で行った。このよ
うにして得た固体潤滑被膜５０の厚さを、第１実施例と
同様に後方散乱法と表面粗度計を用いて測定した結果、
いずれの方法によっても、０．２〜０゜４μｍであった
。
さらになお、第３実施例においては、真空容器１を１Ｑ
−６Ｔｏｒｒの高真空度に真空引きし、タンタル（Ｔａ
）を２００ｋｅＶの高エネルギーを有するＴａ＋イオン
とし、かかる７−ａ＋イオンからなるイオンビームのイ
オン電流密度を約１μＡ／Ｃｍ２とし、蒸着とイオン照
射を同時に行う処理を約１時間行って、ｌ−ａ・イオン
の照射量を５×１０１６個／Ｃｍ２とした。ただし、上
記以外の条件は、第１実施例と同様の条件で行った。
このようにして得た固体潤滑被膜５０の厚さを、第１実
施例と同様に後方散乱法と表面粗度計を用いて測定した
結果、いずれの方法によっても、０゜２〜０．４μｍで
あった。
（第４および第５実施例） この第４実施例および第５実施例では、有機物質７とし
て炭化水素系油脂の一種のアルキルナフタレンを使用し
、アルキルナフタレンを加熱炉６で８０°Ｃに加熱して
蒸着を行う以外は、それぞれ第２実施例と第３実施例と
同様に行った。このようにして得た固体潤滑被膜５０の
厚さを、第１実施例と同様に後方散乱法と表面粗度計を
用いて測定した結果、いずれの方法によって：し、第４
実施例および第５実施例の固体潤滑被膜５０ともに０゜
２〜０．４μｍであった。
（第４評価試験） 第２、第３、第４および第５実施例によって得た固体潤
滑被膜５０をもつ５ＵＳ４４０Ｃ製の円盤の摩擦および
摩耗特性を評価するため、第１評価試験と同様の評価試
験を行った。ただし、この第４評価試験においては、ピ
ン荷重を一定の５Ｎとして試験を行った。第１表にかか
る条件で、円盤とピンを１時間開動じた時の、各円盤の
摩擦係数（μ）の値と、各円盤が０．１５以上の摩擦係
数（μ）を示す時の、限界開動回数を記載した。
第１表から明らかなように、有機物質７としてペンタフ
ェニルトリメチルトリシロキサンおよびアルキルナフタ
レンのいずれを使用しても、優れた摩擦および摩耗特性
を有する固体潤滑被膜５０を得ることができたことがわ
かる。また、炭素に対する化学親和力を有する金属元素
としてチタン（Ｔｉ）を使用した場合（第２実施例およ
び第４実施例）に比べて、タンタル（Ｔａ）を使用した
場合（第３実施例および第５実施例）、後者の摩擦係数
および限界摺動回数とも前者のそれよりも若干劣るもの
の、摺動部品の固体潤滑被膜として十分良好な特性値で
あったことがわかる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の鉄系合金基体への固体潤滑被膜形成
方法に使用する固体潤滑被膜形成装置の模式図である。 第２図は、本発明の固体潤滑被膜をもつ摺動部材の模式
的断面図である。第３図は、本発明の第１実施例、比較
例１おＪ、び比較例２によって形成した固体潤滑被膜を
もつ５ＵＪ２１１１１製の円盤の摩擦係数とビン荷重の
関係を示すグラフである。第４図は、本発明の第１実施
例によって形成した固体潤滑被膜を、オージェ電子分光
分析によって解析した、その深さ方向の元素分布図であ
る。なお、第４図には、その固体潤滑被膜の構成元素の
オージェ電子スペクトルを１Ｈせで示しである。第５図
は、本発明の第１実施例、比較例１および比較例３によ
って形成した固体潤滑被膜の５ＵＪ２鋼製の円盤に対す
る密着強度とイオン照ｔＦＪｍの関係を示すグラフであ
る。 １・・・真空容器、２・・・イオンビーム発生装置３・
・・イオンビーム、４・・・基体ホルダ５・・・鉄系合
金基体、５０・・・固体潤滑被膜５１・・・原子混合層
、５２・・・炭素層６・・・加熱炉、７・・・有機物質
、８・・・シャッタ特許出願人　　　株式会社豊田中央
研究所代理人　　　　弁理士　大川　宏 第１図 第３図 （Ｎ） 第２図 ５・・・鉄系合金基体 ５０・・・固体潤滑被膜 ５１・・・原子混合層 ５２・・・炭素層 第４図 ’ｚ　　（ｘｌＯ与ｍ）

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）鉄系合金基体を１０＾−＾４Ｔｏｒｒ以上の真空
    度の真空雰囲気下に配設する第１工程と、 室温で１０＾−＾４以下の蒸気圧を有する有機物質を前
    記真空雰囲気下で前記鉄系合金基体上に蒸着するととも
    に、前記鉄系合金基体上に５ｋｅＶ以上のエネルギーを
    有しかつ炭素に対する化学親和力を有する金属元素のイ
    オンを１×１０＾１＾６個／Ｃｍ＾２以上照射する第２
    工程と、からなることを特徴とする鉄系合金基体への固
    体潤滑被膜の形成方法。
  2. （２）鉄系合金基体と、 該鉄系合金基体表面部に金属イオン照射によつて形成さ
    れた、該鉄系基体を構成する元素と照射された金属元素
    と炭素とからなる原子混合層と、該原子混合層に一体的
    に形成された炭素を主とする炭素層と、からなることを
    特徴とする固体潤滑被膜をもつ摺動部材。
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