JPH0733569B2 - Ｎｉ−ＴｉＣ複合皮膜の被覆法 - Google Patents
Ｎｉ−ＴｉＣ複合皮膜の被覆法Info
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- JPH0733569B2 JPH0733569B2 JP62167014A JP16701487A JPH0733569B2 JP H0733569 B2 JPH0733569 B2 JP H0733569B2 JP 62167014 A JP62167014 A JP 62167014A JP 16701487 A JP16701487 A JP 16701487A JP H0733569 B2 JPH0733569 B2 JP H0733569B2
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はNi−TiC複合皮膜の被覆法に関する。更に詳し
くは、工具、鋳型等に耐摩耗性を付与するのに有用なNi
−TiC複合皮膜を密着性よく、被覆する方法に関する。
くは、工具、鋳型等に耐摩耗性を付与するのに有用なNi
−TiC複合皮膜を密着性よく、被覆する方法に関する。
（従来技術） 従来、工具、鋳型等に耐摩耗性を付与するには、チタン
ナイトライド、チタンカーバイドなどのセラミック膜を
化学蒸着法、物理蒸着法によって被覆する方法が行われ
ている。
ナイトライド、チタンカーバイドなどのセラミック膜を
化学蒸着法、物理蒸着法によって被覆する方法が行われ
ている。
しかしながら、この方法で得られる被膜は基板との密着
性が悪く、得に膜が５μｍ以上の厚膜になると、膜が剥
がれやすい欠点があった。
性が悪く、得に膜が５μｍ以上の厚膜になると、膜が剥
がれやすい欠点があった。
（発明の目的） 本発明は従来法の欠点を解消すべくなされたもので、そ
の目的は厚膜の皮膜においても強固な密着性を有して剥
離し難い耐摩耗性のNi−TiC複合皮膜を簡単な操作で容
易に被覆し得られる方法を提供するにある。
の目的は厚膜の皮膜においても強固な密着性を有して剥
離し難い耐摩耗性のNi−TiC複合皮膜を簡単な操作で容
易に被覆し得られる方法を提供するにある。
（発明の構成） 本発明者らは前期目的を達成すべく鋭意研究の結果、ニ
ッケル蒸気とチタニウム蒸気の混合蒸気に炭化水素ガス
を混合した気相中で、プラズマを起こさせると、炭化水
素ガスはブラズマ中で炭素と水素に分解する。Niは炭化
物を形成し難く、これに対しTiは炭化物を形成しやすい
ため、Niの結晶粒とTiC結晶粒とが微細均一に混じり合
ったNi−TiC複合物が形成され得ることを見出し、この
複合物は非常に硬く、かつ靱性にも優れていることに鑑
みて本発明を完成した。
ッケル蒸気とチタニウム蒸気の混合蒸気に炭化水素ガス
を混合した気相中で、プラズマを起こさせると、炭化水
素ガスはブラズマ中で炭素と水素に分解する。Niは炭化
物を形成し難く、これに対しTiは炭化物を形成しやすい
ため、Niの結晶粒とTiC結晶粒とが微細均一に混じり合
ったNi−TiC複合物が形成され得ることを見出し、この
複合物は非常に硬く、かつ靱性にも優れていることに鑑
みて本発明を完成した。
本発明の要旨は ニッケルと蒸気とチタニウム蒸気の混合蒸気に炭化水素
ガスを混入した気相中で、プラズマ化学反応を起こさ
せ、基板上にNi−TiC複合皮膜を析出させることを特徴
とするNi−TiC複合皮膜の被覆法にある。
ガスを混入した気相中で、プラズマ化学反応を起こさ
せ、基板上にNi−TiC複合皮膜を析出させることを特徴
とするNi−TiC複合皮膜の被覆法にある。
本発明において、ニッケル蒸気とチタニウム蒸気の混合
蒸気を生成する方法としては、ニッケル、チタニウム金
属を別個に蒸発させても、また、ニッケル−チタニウム
合金を蒸発させてもよい。この混合蒸気に混合する炭化
水素ガスは、プラズマで炭素と水素に分解するものであ
ればよい。しかし、分解が容易で、かつ安価に容易に入
手し得られるアセチレン、メタン等の低級炭化水素であ
ることが好ましい。
蒸気を生成する方法としては、ニッケル、チタニウム金
属を別個に蒸発させても、また、ニッケル−チタニウム
合金を蒸発させてもよい。この混合蒸気に混合する炭化
水素ガスは、プラズマで炭素と水素に分解するものであ
ればよい。しかし、分解が容易で、かつ安価に容易に入
手し得られるアセチレン、メタン等の低級炭化水素であ
ることが好ましい。
プラズマ化学反応を起こさせるプラズマの発生方法はど
のような方法でもよい。以下イオンプレーテイング法に
基づいて説明すると、NiとTiを電子ビームによって溶融
蒸発させ、他方アセチレンなどの炭化水素ガスを10-3To
rr圧力で安定なグロー放電が起こるまで装置内に導入す
る。この際プローブ電極に50〜100Vの正のバイアス電圧
をかけることは結晶粒の微細化を促進し、その結果、硬
度の向上をもたらすために有効である。基板は、複合皮
膜との密着性を良くするためには加熱することが望まし
く、たとえば400℃程度に加熱することが考慮される
が、あまり高いと結晶粒の粗大化が生じ、甚しい場合に
は粗大化したNi結晶中にTiCが分散したり、あるいはTiC
結晶中にNi粒子が分散し、皮膜の特性を低下させること
になる。このため、望ましくは、基板は600℃程度以下
に保つこととする。
のような方法でもよい。以下イオンプレーテイング法に
基づいて説明すると、NiとTiを電子ビームによって溶融
蒸発させ、他方アセチレンなどの炭化水素ガスを10-3To
rr圧力で安定なグロー放電が起こるまで装置内に導入す
る。この際プローブ電極に50〜100Vの正のバイアス電圧
をかけることは結晶粒の微細化を促進し、その結果、硬
度の向上をもたらすために有効である。基板は、複合皮
膜との密着性を良くするためには加熱することが望まし
く、たとえば400℃程度に加熱することが考慮される
が、あまり高いと結晶粒の粗大化が生じ、甚しい場合に
は粗大化したNi結晶中にTiCが分散したり、あるいはTiC
結晶中にNi粒子が分散し、皮膜の特性を低下させること
になる。このため、望ましくは、基板は600℃程度以下
に保つこととする。
実施例１ 基板として、厚さ0.8mmのSUS304ステンレス鋼板から10m
m平方に初出した板を用いた。基板の表面はエメリー紙
によって研磨した後、パフ研磨を行い、その後アセトン
中で超音波洗浄を行った。さらにコーテイングの直前
に、Ar圧を1Paとし、基板に−4kVの電圧をかけることに
よってアルゴンボンバートを10分間行ない、表面の清浄
化を図った。
m平方に初出した板を用いた。基板の表面はエメリー紙
によって研磨した後、パフ研磨を行い、その後アセトン
中で超音波洗浄を行った。さらにコーテイングの直前
に、Ar圧を1Paとし、基板に−4kVの電圧をかけることに
よってアルゴンボンバートを10分間行ない、表面の清浄
化を図った。
Ni−TiC複合皮膜の基板への被覆はBunshan方式のイオン
プレーテイング装置を用いて行った。混合蒸気源として
は、25％Ti−Ni50％Ti−Ni、75％Ti−Ni、比較例として
100％Tiの４種類を用い、これらの原料をフィラメント
電流0.70A、加速電圧10kVの電子ビームによって加熱し
蒸発させた。炭素源として、0.11Paのま圧力のC2H2ガス
流を供給した。気体粒子のイオン化はプローブ電極に15
0Vまでの正の電圧をかけることによって促進させ、イオ
ン化された気体粒子は2kVの負の電圧によって基板に向
って加速させた。基板はTaヒーターによって400℃に加
熱保持した。イオンブレーテイングの時間は20分とし、
厚さ５μｍ程度の被膜が得られた。それらの皮膜の密着
性と硬さを測定した。硬さは第１図に示す通りであっ
た。これによると、50％以上のTiを含むNi−Ti合金を使
用した場合、TiC膜と同程度の硬さを持ったNi−TiC複合
皮膜が得られることがわかる。また、被膜の密着性は熱
サイクル試験で行った。熱サイクル試験は８×10-5Torr
の真空中において、室温に保った低温部から900℃に保
った高温部に試料を移動させて急熱急冷を行う方法によ
って行った。その結果が示すように、TiC膜では表面に
多数の細かい割れが生じたのに対して、Ni−TiC膜では
割れが全く認められなかった。このことから、Ni−TiC
膜は熱サイクルに対して優れた密着性を有することがわ
かる。
プレーテイング装置を用いて行った。混合蒸気源として
は、25％Ti−Ni50％Ti−Ni、75％Ti−Ni、比較例として
100％Tiの４種類を用い、これらの原料をフィラメント
電流0.70A、加速電圧10kVの電子ビームによって加熱し
蒸発させた。炭素源として、0.11Paのま圧力のC2H2ガス
流を供給した。気体粒子のイオン化はプローブ電極に15
0Vまでの正の電圧をかけることによって促進させ、イオ
ン化された気体粒子は2kVの負の電圧によって基板に向
って加速させた。基板はTaヒーターによって400℃に加
熱保持した。イオンブレーテイングの時間は20分とし、
厚さ５μｍ程度の被膜が得られた。それらの皮膜の密着
性と硬さを測定した。硬さは第１図に示す通りであっ
た。これによると、50％以上のTiを含むNi−Ti合金を使
用した場合、TiC膜と同程度の硬さを持ったNi−TiC複合
皮膜が得られることがわかる。また、被膜の密着性は熱
サイクル試験で行った。熱サイクル試験は８×10-5Torr
の真空中において、室温に保った低温部から900℃に保
った高温部に試料を移動させて急熱急冷を行う方法によ
って行った。その結果が示すように、TiC膜では表面に
多数の細かい割れが生じたのに対して、Ni−TiC膜では
割れが全く認められなかった。このことから、Ni−TiC
膜は熱サイクルに対して優れた密着性を有することがわ
かる。
実施例２ 50％Ti−Niの蒸気源を用いた実施例１のNi−TiC複合皮
膜を被覆したSUS304試料と、被覆を施していないSUS304
の試料に対してTiC膜の被覆を行った。
膜を被覆したSUS304試料と、被覆を施していないSUS304
の試料に対してTiC膜の被覆を行った。
TiCの被覆には、実施例１と同じ装置を用いた。Tiはフ
ィラメント電流0.20A、加速電圧10kVの電子ビームによ
って加熱し、蒸発させた。一方炭素は0.11Paの圧力のC2
H2ガス流から供給された。気体粒子のイオン化はプロー
ブ電極に50Vまでの正の電極をかけることによって促進
させ、イオン化された気体粒子は2kVの負の電圧によっ
て基板に向かって加速させた。基板はTaヒーターによっ
て400℃に加熱保持した。イオンプレーテイングの間は2
0分として、厚さは５μｍ程度のTiC皮膜を被覆した。こ
のようにして得られた試料について密着性の評価を行っ
た。密着性の評価はスクラッチ試験によって行った。そ
の結果、SUS304上に被覆したTiC膜は6Nの荷重によって
剥離が起きるが、Ni−TiC上に被覆したTiC膜は16Nの荷
重まで剥離が起きない。このことから、本発明の方法に
よって作製したTi−TiC複合皮膜をアンダーコーテイン
グとして用いると、TiC皮膜の密着性を向上させること
ができることがわかる。
ィラメント電流0.20A、加速電圧10kVの電子ビームによ
って加熱し、蒸発させた。一方炭素は0.11Paの圧力のC2
H2ガス流から供給された。気体粒子のイオン化はプロー
ブ電極に50Vまでの正の電極をかけることによって促進
させ、イオン化された気体粒子は2kVの負の電圧によっ
て基板に向かって加速させた。基板はTaヒーターによっ
て400℃に加熱保持した。イオンプレーテイングの間は2
0分として、厚さは５μｍ程度のTiC皮膜を被覆した。こ
のようにして得られた試料について密着性の評価を行っ
た。密着性の評価はスクラッチ試験によって行った。そ
の結果、SUS304上に被覆したTiC膜は6Nの荷重によって
剥離が起きるが、Ni−TiC上に被覆したTiC膜は16Nの荷
重まで剥離が起きない。このことから、本発明の方法に
よって作製したTi−TiC複合皮膜をアンダーコーテイン
グとして用いると、TiC皮膜の密着性を向上させること
ができることがわかる。
（発明の効果） 本発明の方法によると、密着性に優れたNi−TiC複合皮
膜を被覆することが可能である。また、このNi−TiC複
合被膜をTiC皮膜のアンダーコーテイングとして用いる
とTiC皮膜の密着性を高めることができる優れた効果を
有する。
膜を被覆することが可能である。また、このNi−TiC複
合被膜をTiC皮膜のアンダーコーテイングとして用いる
とTiC皮膜の密着性を高めることができる優れた効果を
有する。
第１図は、NiとTiの蒸気源の組成と、得られる皮膜の硬
さの関係図である。
さの関係図である。
Claims (1)
- 【請求項１】ニッケル蒸気とチタニウム蒸気の混合蒸気
に炭化水素ガスを混合した気相中で、プラズマ化学反応
を起こさせ、基板上にNi−TiC複合皮膜を析出させるこ
とを特徴とするNi−TiC複合皮膜の被覆法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62167014A JPH0733569B2 (ja) | 1987-07-06 | 1987-07-06 | Ｎｉ−ＴｉＣ複合皮膜の被覆法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62167014A JPH0733569B2 (ja) | 1987-07-06 | 1987-07-06 | Ｎｉ−ＴｉＣ複合皮膜の被覆法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6479373A JPS6479373A (en) | 1989-03-24 |
| JPH0733569B2 true JPH0733569B2 (ja) | 1995-04-12 |
Family
ID=15841787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62167014A Expired - Lifetime JPH0733569B2 (ja) | 1987-07-06 | 1987-07-06 | Ｎｉ−ＴｉＣ複合皮膜の被覆法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0733569B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4747754B2 (ja) * | 2005-09-16 | 2011-08-17 | 日本電産株式会社 | モータ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5295580A (en) * | 1976-02-09 | 1977-08-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Treatment of metal surface |
| JPS5941823B2 (ja) * | 1980-05-01 | 1984-10-09 | 三島光産株式会社 | 連続鋳造用鋳型 |
-
1987
- 1987-07-06 JP JP62167014A patent/JPH0733569B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6479373A (en) | 1989-03-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |