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JP3539749B2 - Rolling element - Google Patents

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JP3539749B2
JP3539749B2 JP32654893A JP32654893A JP3539749B2 JP 3539749 B2 JP3539749 B2 JP 3539749B2 JP 32654893 A JP32654893 A JP 32654893A JP 32654893 A JP32654893 A JP 32654893A JP 3539749 B2 JP3539749 B2 JP 3539749B2
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Japan
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plating layer
chromium
corrosion
atmosphere
ptfe
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博光 近藤
克也 渡辺
博 山田
路芳 石丸
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NTN Corp
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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、軸受構成部品等の転がり要素一般における耐食性確保手段に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、半導体のエッチング処理工程やCVD(化学蒸着)処理工程では、シラン系、フッ素系、塩素系などの反応性ガスを使用する関係上、装置内部に組込まれる部品等の腐食が問題になる。特に、軸受構成部品等の転がり要素においては、転がり摩擦を生ずる表面(軌道面、転動体の転動面等)に腐食が生じると、機能低下、耐久性低下につながるので、腐食防止対策が極めて重要になる。腐食性雰囲気のレベルは同一の装置内部においても異なり、腐食雰囲気レベルの高い箇所に配置される場合は高ニッケル合金などを用いることによって対応が可能であり、また、腐食雰囲気レベルの比較的低い箇所に配置される場合はマルテンサイト系ステンレス鋼などを用いることによって対応が可能である。
【0003】
ところで、同一の部品においても雰囲気中に露出している部分とそうでない部分とでは腐食の生じ方には当然に差異があり、腐食雰囲気レベルとしては比較的低度であっても、雰囲気中に露出している部分には腐食が進行しやすい。例えば、軸受を搬送台車の車輪として使用する場合(カムフォロアなど)を例に取ると、外輪の外径面はガイドレール上等を転動しながら走行するため、雰囲気中の腐食物質と直接接触する可能性があり、最も腐食が生じやすい。
【0004】
以上のような理由から、従来、腐食雰囲気レベルの比較的低い箇所に転がり要素を使用するにあたり、これをマルテンサイト系ステンレス鋼で形成すると共に、転がり摩擦を生ずる表面のうち、最も腐食の生じやすい露出表面、上記の例で言うと、外輪の外径面にクロムをメッキ処理して耐食性の改善を図っていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
クロムのコーティング層は耐食性、耐摩耗性に優れており、しかも、十分な耐食性を確保するために、5〜10μm程度の比較的厚いコーティング層を形成する場合でも、メッキ処理により短時間で行なうことができるという利点がある。しかし、図4に拡大して示すように、クロムのメッキ層12bにはピンホールPの発生という問題があり、これが母材12の表面に早期に発錆Aを生じさせる要因となっていた。これは、ピンホールPによって母材12を覆わない部分ができるため、ピンホールPから侵入した腐食物質によって母材12が直接侵される場合のほか、ピンホールPから侵入した水分によって母材金属(鉄系)とメッキ層12b(クロム)との間にガルバニック腐食(水分の付着により局部電池が形成され、電流が流れて腐食が起こる現象)が発生し、母材12の腐食が促進されてしまうからである。このようなクロムのメッキ層12bにおけるピンホールPは、膜厚を比較的厚くした場合でも発生が不可避なので、結局のところ、メッキ層12bを形成しただけでは、耐食性確保のための手段としては不十分であるといわざるをえない。
【0006】
一方、クロムのコーティング法として、湿式法としてのメッキ法のほか、乾式法としてのイオンプレーティング法が考えられ、これによれば、緻密性、密着性に優れたコーティング層を形成することができるので、ピンホールの発生による問題は回避される。しかしながら、十分な耐食性を確保するためには、膜厚を比較的厚くする必要があり、これをイオンプレーティングのみで達成しようとする、多大な時間がかかり、作業性が悪く、コスト高になる。
【0007】
そこで、本発明の目的は、クロムメッキ層におけるピンホール発生による問題点を解消し、腐食性雰囲気下において良好な耐食性、耐久性を有する転がり要素を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の転がり要素は、転がり要素の転がり摩擦を生ずる表面のうち、雰囲気中に露出した表面にクロム、クロム合金、クロムと炭素との化合物又は共析物、クロムと窒素との化合物又は共析物、クロムとりんとの化合物又は共析物、クロムといおうとの化合物又は共析物、クロムと酸素との化合物又は共析物、クロムとフッ素との化合物又は共析物の中から選択される金属材料からなる耐食被膜を形成し、雰囲気中に露出していない表面にPTFEからなる潤滑被膜を形成したものであって、この耐食被膜が、母材表面を覆う厚さ5〜10μmのメッキ層と、このメッキ層の上層に形成されたイオンプレーティング層とで構成されているものである。
【0009】
さらに、上記耐食被膜の上層にPTFEからなる潤滑被膜を形成したものである。
【0010】
【作用】
イオンプレーティング層は緻密性、密着性に優れ、メッキ層の表面を斑なく被覆する。クロムのメッキ層にはピンホールの発生があり、これが母材の早期腐食の要因となるが、この耐食被膜にあっては、イオンプレーティング層がメッキ層のピンホールの奥部にまで入り込んで母材表面を覆いこれを保護するので、ピンホールにおける母材腐食の問題は解消される。ピンホール以外の部分については、メッキ層が母材表面を覆い、母材表面を腐食性雰囲気から効果的に保護する。同時に、イオンプレーティング層がメッキ層の表面を覆い、メッキ層に対する一種のバリア層として機能するので、メッキ層の良好な耐食効果が長期にわたって維持される。
【0011】
転がり要素の転がり摩擦を生ずる表面のうち、雰囲気中に露出した表面に上記耐食被膜を形成し、雰囲気中に露出していない表面にPTFEからなる潤滑被膜を形成することにより、真空中での使用が可能になる。一般に、真空中における転がり要素の潤滑には、二硫化モリブデン等の層状物質、金、銀、鉛等の軟質金属、PTFE、ポリイミド等の高分子材料などの固体潤滑剤が使用される場合が多いが、これらの中で層状物質や軟質金属は反応性ガスに侵され易いので、腐食性雰囲気下での使用には適さない。これに対し、PTFEは化学的に安定した物質で反応性ガスにも比較的侵されにくい。そのため、PTFEからなる潤滑被膜は、転がり摩擦を生ずる表面において良好な潤滑作用をなすと同時に、反応性ガスなどから母材表面を保護する作用をもなす。雰囲気中に露出していない部分は比較的腐食が生じにくく、そのため、PTFEの潤滑被膜により十分な耐食効果を期待することができる。
【0012】
耐食被膜の転がり摩擦による摩耗劣化が予想される場合には、耐食被膜の上層にPTFEの潤滑被膜を形成することにより、これを防止することができる。
【0013】
【実施例】
以下、本発明をカムフォロアに適用した実施例について説明する。
【0014】
図1に示すカムフォロアは、半導体製造設備におけるエッチング処理装置やCVD処理装置等の真空機器に使用するのに適したものである。このカムフォロアは、頭部の外周に軌道面を形成したスタッド1と、内周に軌道面を形成した外輪2と、スタッド1・外輪1、2の軌道面間に介在する複数のころ3と、ころ3を円周等間隔に保持する保持器4とを主要な要素として構成されている。スタッド1の端部にはねじ部1aが形成され、相手部材のネジ穴に締結してスタッド1を取付けることができるようになっている。保持器4は、スタッド1の端部に形成されたフランジ部1bと、スタッド1に圧入されたリング状の側板5とによっての軸方向の両側から抜止め規制される。
【0015】
この実施例は、上記のようなカムフォロアにおいて、転がり要素すなわちスタッド1、外輪2、ころ3の転がり摩擦を生ずる表面のうち、雰囲気中に露出した外輪2の外径面(相手面例えばガイドレール上を転動する)にクロムからなる耐食被膜2bを形成し、雰囲気中に露出していないスタッド1の軌道面、外輪2の軌道面、および、ころ3の転動面にそれぞれ結晶性のPTFEからなる潤滑被膜1a、2a、3aを形成したものである。さらに、この実施例では、上記転がり要素のうち、少なくとも外輪をSUS440Cで代表されるマルテンサイト系ステンレス鋼で形成してある。
【0016】
図3に拡大して示すように、耐食被膜2bは、外輪2の外径面を覆うクロムのメッキ層2b1と、メッキ層2b1の表面を覆うイオンプレーティング層2b2とからなる。メッキ層2b1は、外輪2の外径面にクロムを電解メッキ等により5〜10μm程度コーティング処理したものである。メッキ法によれば、この程度の比較的厚いコーティング層でも短時間でコーティング処理を行なうことができる。イオンプレーティング層2b2は、メッキ層2b1の表面にクロムをイオンプレーティングにより0.2μm程度コーティング処理したものである。このようなイオンプレーティング層2b2は緻密性、密着性に優れ、メッキ層2b1の表面を斑なく被覆する。イオンプレーティング層2b2は0.2μm程度と薄膜であるため比較的短時間で処理可能であり、また、下地となるメッキ層2b1が同種金属であるので、層境界における親和度が高く、密着性は特に良好である。
【0017】
前述したように、クロムのメッキ層2b1にはピンホールPの発生があり、これが母材の早期腐食の要因となるが、この耐食被膜2bにあっては、イオンプレーティング層2b2がメッキ層2b1のピンホールPの奥部にまで入り込んで母材表面を覆いこれを保護するので、ピンホールPにおける母材腐食の問題は解消される。ピンホールP以外の部分については、メッキ層2b1が母材表面を厚く覆い、母材表面を腐食性雰囲気から効果的に保護する。同時に、イオンプレーティング層2b2がメッキ層2b1の表面を覆い、メッキ層2b1に対する一種のバリア層として機能するので、メッキ層2b1の良好な耐食効果が長期にわたって維持される。
【0018】
上記において、「結晶性のPTFEからなる潤滑被膜」とは、いわゆるスパッタリング被膜のようにPTFEの結晶構造(分子構造)が細分化されていないものをいい、例えば、PTFEの処理液を被処理物にスプレーすることにより、あるいは、被処理物を処理液中に浸漬することにより形成することができる。このような潤滑被膜1a、2a、3aは、PTFE本来の優れた潤滑性能を発揮し、転がり要素の耐久性を高める。同時に、PTFE自体も耐食性に優れた物質なので、転がり要素の表面を腐食物質から保護する。前述したように、半導体のエッチング処理工程等では、塩素系などの反応性ガスを使用するが、反応性ガスはそれ自体単独では母材を侵すことはなく、雰囲気中の水分と結合し酸を生成することにより、初めて母材表面を腐食させる。したがって、腐食雰囲気レベルの比較的低い箇所において、雰囲気中に露出していない部分は比較的腐食が生じにくく、そのため、PTFEの潤滑被膜1a、2a、3aにより、十分な耐食効果を期待することができる。尚、この実施例では、図6に示すように、潤滑被膜1a、2a、3aを連続した島状分布にしてある。連続した島状分布の潤滑被膜は、例えば、PTFEの処理液を被処理物にスプレーして島状に付着させたのち、有機溶剤により溶出して島同士を連続させたものであり、特に、発塵量を少なくすることができるという利点がある(詳細については、本出願人による特願平4−203567号等参照)。尚、耐食被膜2bの転がり摩擦による摩耗劣化が予想されるような場合には、耐食被膜2bの上層にさらに結晶性のPTFEからなる潤滑被膜を形成すると良い。
【0019】
図2は、上記構成の耐食被膜2bを表面に形成した転がり要素について、耐食性の比較試験を行なった結果を示している。比較試験は、塩水噴霧試験(塩化ナトリウム濃度5%、噴霧量1〜2ml/h、試験温度35°C)にて行なった。同図上欄は図3に示すような耐食被膜2b(Crメッキ+Crイオンプレーティング)を形成したもの、中欄は図4に示すようなCrメッキ層12bのみを形成したもの、下欄は図5に示すようなCrイオンプレーティング層12b2の上層にCrメッキ層12b1を形成したものについての結果である。Crメッキ層のみを形成したもの(図4)は290時間で錆の発生が認められたのに対し、耐食被膜2bを形成したもの(図3)は900時間経過後も錆の発生が認められなかった。尚、Crイオンプレーティング層の上層にCrメッキ層を形成したもの(図5)は170時間で錆の発生が認められ、耐食性はCrメッキ層のみを形成したもの(図4)より劣っていた。これは、Crイオンプレーティング層12b2がCrメッキ層12b1の処理時にダメージを受け易いことが要因であると考えられる。
【0020】
耐食層2bの形成材料は、クロムのみならず、クロム合金、クロムと炭素、窒素、りん、いおう、酸素、フッ素等との化合物又は共折物の中から選ぶことができる。
【0021】
尚、本発明は、上述したカムフォロアに限らず、例えば、半導体製造設備におけるウェーハチャッキング用治具、腐食ガス噴出用部品、ゲートバルブ等における転がり要素一般に適用することができる。
【0022】
【発明の効果】
本発明は、以下に示す効果を有する。
【0023】
(1)耐食被膜のイオンプレーティング層がメッキ層のピンホールの奥部にまで入り込んで母材表面を覆いこれを保護するので、ピンホールにおける母材腐食の問題が解消される。また、ピンホール以外の部分については、5〜10μmの厚さを有するメッキ層が母材表面を覆い、母材表面を腐食性雰囲気から効果的に保護する。同時に、イオンプレーティング層がメッキ層の表面を覆い、メッキ層に対する一種のバリア層として機能するので、メッキ層の良好な耐食効果が長期にわたって維持される。
【0024】
(2)イオンプレーティング層が比較的薄膜であっても十分な耐食効果が得られるので、イオンプレーティングのみで厚膜のコーティング層を形成する場合に比べ、処理時間がきわめて短時間で足りる。
【0025】
(3)転がり要素の転がり摩擦を生ずる表面のうち、雰囲気中に露出した表面に上記耐食被膜を形成し、雰囲気中に露出していない表面にPTFEからなる潤滑被膜を形成することにより、真空中での使用が可能になる。
【0026】
(4)PTFEからなる潤滑被膜は、転がり摩擦を生ずる表面において良好な潤滑作用をなすと同時に、反応性ガスなどから母材表面を保護する作用をもなす。雰囲気中に露出していない部分は比較的腐食が生じにくく、そのため、PTFEの潤滑被膜により十分な耐食効果を期待することができる。
【0027】
(5)耐食被膜の転がり摩擦による摩耗劣化が予想される場合には、耐食被膜の上層にPTFEの潤滑被膜を形成することにより、これを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す断面図である。
【図2】耐食性比較試験の結果を示す図である。
【図3】耐食被膜を模式的に示す拡大断面図である。
【図4】クロムのメッキ層を模式的に示す拡大断面図である。
【図5】クロムのイオンプレーティング層の上層にクロムのメッキ層を形成した場合を模式的に示す拡大断面図である。
【図6】PTFEの潤滑被膜を模式的に示す拡大断面図である。
【符号の説明】
2b 耐食被膜
2b1 メッキ層
2b2 イオンプレーティング層
1a 潤滑被膜
2a 潤滑被膜
3a 潤滑被膜
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a means for ensuring corrosion resistance in rolling elements in general such as bearing components.
[0002]
[Prior art]
For example, in a semiconductor etching process or a CVD (chemical vapor deposition) process, corrosion of components or the like incorporated in an apparatus becomes a problem because a reactive gas such as a silane-based, fluorine-based, or chlorine-based gas is used. In particular, in the case of rolling elements such as bearing component parts, if corrosion occurs on the surface where rolling friction occurs (track surface, rolling surface of rolling elements, etc.), it leads to deterioration in function and durability, so that measures to prevent corrosion are extremely important. Becomes important. The level of the corrosive atmosphere is different even within the same device, and if it is placed in a place with a high level of corrosive atmosphere, it can be dealt with by using a high nickel alloy or the like. In this case, it is possible to use a martensitic stainless steel or the like.
[0003]
By the way, even in the same part, there is naturally a difference in the manner of corrosion between the part exposed in the atmosphere and the part not exposed to the atmosphere. Corrosion easily progresses in the exposed part. For example, in a case where a bearing is used as a wheel of a carriage (such as a cam follower), the outer surface of the outer ring runs while rolling on guide rails or the like, and thus comes into direct contact with corrosive substances in the atmosphere. It is possible and most likely to cause corrosion.
[0004]
For the reasons described above, conventionally, when a rolling element is used in a place having a relatively low level of corrosive atmosphere, it is formed of martensitic stainless steel, and among the surfaces that cause rolling friction, corrosion is most likely to occur. The exposed surface, that is, the outer diameter surface of the outer ring in the above example, is plated with chromium to improve the corrosion resistance.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The chromium coating layer is excellent in corrosion resistance and abrasion resistance. In addition, in order to ensure sufficient corrosion resistance, even when forming a relatively thick coating layer of about 5 to 10 μm, it should be performed in a short time by plating. There is an advantage that can be. However, as shown in FIG. 4 in an enlarged manner, the chromium plating layer 12b has a problem of generation of pinholes P, which is a factor that causes rust generation A on the surface of the base material 12 at an early stage. This is because the base material 12 is not covered by the pinhole P, so that the base material 12 is directly attacked by the corrosive substance invading from the pinhole P, and the base metal ( Galvanic corrosion (a phenomenon in which a local battery is formed due to the adhesion of moisture and current flows to cause corrosion) occurs between the iron-based material and the plating layer 12b (chromium), and the corrosion of the base material 12 is accelerated. Because. Such a pinhole P in the chromium plating layer 12b is unavoidable even when the film thickness is relatively large, and as a result, the formation of the plating layer 12b alone is not sufficient as a means for ensuring corrosion resistance. I have to say that it is enough.
[0006]
On the other hand, as a chromium coating method, in addition to a plating method as a wet method, an ion plating method as a dry method is considered, and according to this, a coating layer having excellent denseness and adhesion can be formed. Therefore, the problem caused by the generation of the pinhole is avoided. However, in order to ensure sufficient corrosion resistance, it is necessary to make the film thickness relatively large, and to achieve this by ion plating alone, it takes a great deal of time, the workability is poor, and the cost is high. .
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to solve the problem caused by the occurrence of pinholes in the chromium plating layer and to provide a rolling element having good corrosion resistance and durability in a corrosive atmosphere.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Rolling element of the present invention, the surface of the rolling element rolling friction , among the surfaces exposed to the atmosphere , chromium , chromium alloy, chromium and carbon compound or eutectoid, chromium and nitrogen compound or eutectoid Metals, compounds or eutectoids of chromium and phosphorus, compounds or eutectoids of chromium and sulfur, compounds or eutectoids of chromium and oxygen, and compounds selected from compounds or eutectoids of chromium and fluorine A corrosion-resistant coating made of a material is formed, and a lubricating coating made of PTFE is formed on a surface that is not exposed to the atmosphere . The corrosion-resistant coating has a plating layer with a thickness of 5 to 10 μm covering the base material surface. , those which are constituted by the ion plating layer formed on the upper layer of the plating layer.
[0009]
Further, a lubricating coating made of PTFE is formed on the corrosion-resistant coating.
[0010]
[Action]
The ion plating layer is excellent in denseness and adhesion, and covers the surface of the plating layer without unevenness. The chromium plating layer has pinholes, which cause premature corrosion of the base material.In this corrosion-resistant coating, the ion plating layer penetrates deep into the plating layer pinholes. Since the surface of the base material is covered and protected, the problem of base material corrosion in the pinhole is eliminated. Except for the pinholes, the plating layer covers the surface of the base material and effectively protects the surface of the base material from corrosive atmosphere. At the same time, since the ion plating layer covers the surface of the plating layer and functions as a kind of barrier layer for the plating layer, a good corrosion resistance effect of the plating layer is maintained for a long time.
[0011]
By using the corrosion-resistant coating on the surface exposed to the atmosphere among the surfaces of the rolling element that cause rolling friction, and forming the lubricating coating made of PTFE on the surface not exposed to the atmosphere, the use in vacuum is possible. Becomes possible. Generally, a solid lubricant such as a layered material such as molybdenum disulfide, a soft metal such as gold, silver, or lead, or a polymer material such as PTFE or polyimide is often used for lubricating rolling elements in a vacuum. However, among these, the layered material and the soft metal are easily attacked by the reactive gas, and thus are not suitable for use in a corrosive atmosphere. PTFE, on the other hand, is a chemically stable substance that is relatively resistant to reactive gases. Therefore, the lubricating coating made of PTFE has a good lubricating effect on the surface where rolling friction occurs, and also has a function of protecting the base material surface from reactive gases and the like. Corrosion is relatively unlikely to occur in portions that are not exposed to the atmosphere, and therefore, a sufficient corrosion resistance effect can be expected by a lubricating film of PTFE.
[0012]
If wear deterioration due to rolling friction of the corrosion-resistant coating is expected, this can be prevented by forming a PTFE lubricating coating on the corrosion-resistant coating.
[0013]
【Example】
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a cam follower will be described.
[0014]
The cam follower shown in FIG. 1 is suitable for use in vacuum equipment such as an etching apparatus and a CVD apparatus in a semiconductor manufacturing facility. The cam follower includes a stud 1 having a raceway surface formed on the outer periphery of the head, an outer ring 2 having a raceway surface formed on the inner periphery, and a plurality of rollers 3 interposed between the raceways of the stud 1 and the outer rings 1, 2. A cage 4 for holding the rollers 3 at equal circumferential intervals is a main component. A threaded portion 1a is formed at an end of the stud 1 so that the stud 1 can be attached by fastening to a threaded hole of a mating member. The retainer 4 is prevented from being removed from both sides in the axial direction by a flange portion 1 b formed at an end of the stud 1 and a ring-shaped side plate 5 press-fitted into the stud 1.
[0015]
In this embodiment, in the cam follower described above, the outer diameter surface of the outer ring 2 exposed to the atmosphere (the mating surface such as a guide rail) A corrosion-resistant coating 2b made of chromium is formed on the raceway surface of the stud 1, the raceway surface of the outer ring 2, and the rolling surface of the rollers 3 which are not exposed to the atmosphere. In which the lubricating coatings 1a, 2a and 3a are formed. Further, in this embodiment, at least the outer ring of the rolling elements is formed of martensitic stainless steel represented by SUS440C.
[0016]
As shown in an enlarged manner in FIG. 3, the corrosion-resistant coating 2b includes a chromium plating layer 2b1 covering the outer diameter surface of the outer ring 2, and an ion plating layer 2b2 covering the surface of the plating layer 2b1. The plating layer 2b1 is formed by coating the outer diameter surface of the outer ring 2 with chromium by about 5 to 10 μm by electrolytic plating or the like. According to the plating method, a coating process can be performed in a short time even with a coating layer having such a relatively large thickness. The ion plating layer 2b2 is obtained by coating the surface of the plating layer 2b1 with chromium by about 0.2 μm by ion plating. Such an ion plating layer 2b2 has excellent denseness and adhesion, and covers the surface of the plating layer 2b1 without unevenness. Since the ion plating layer 2b2 is as thin as about 0.2 μm, it can be processed in a relatively short time. Further, since the underlying plating layer 2b1 is made of the same kind of metal, the affinity at the layer boundary is high, and the adhesion is high. Is particularly good.
[0017]
As described above, pinholes P are generated in the chromium plating layer 2b1, which causes premature corrosion of the base material. In the corrosion-resistant coating 2b, the ion plating layer 2b2 is formed by the plating layer 2b1. In this case, the metal material penetrates deep into the pinhole P to cover and protect the surface of the base material, so that the problem of base material corrosion in the pinhole P is eliminated. Except for the pinholes P, the plating layer 2b1 covers the base material surface thickly and effectively protects the base material surface from corrosive atmosphere. At the same time, the ion plating layer 2b2 covers the surface of the plating layer 2b1 and functions as a kind of barrier layer for the plating layer 2b1, so that the good corrosion resistance of the plating layer 2b1 is maintained for a long time.
[0018]
In the above description, “a lubricating coating made of crystalline PTFE” refers to a coating in which the crystal structure (molecular structure) of PTFE is not subdivided, such as a so-called sputtering coating. Or by immersing the object in a processing solution. Such lubricating coatings 1a, 2a, and 3a exhibit excellent lubrication performance inherent in PTFE, and enhance the durability of the rolling elements. At the same time, PTFE itself is also a material with excellent corrosion resistance, so that the surface of the rolling element is protected from corrosive substances. As described above, in a semiconductor etching process or the like, a reactive gas such as a chlorine-based gas is used, but the reactive gas itself does not attack the base material by itself, and binds to the moisture in the atmosphere to form an acid. The formation causes the base material surface to corrode for the first time. Therefore, in a portion having a relatively low level of the corrosive atmosphere, the portion not exposed to the atmosphere is relatively unlikely to corrode. Therefore, a sufficient corrosion resistance effect can be expected by the lubricating films 1a, 2a, and 3a of PTFE. it can. In this embodiment, as shown in FIG. 6, the lubricating coatings 1a, 2a, 3a have a continuous island distribution. The continuous island-shaped lubricating film is, for example, a PTFE treatment liquid sprayed onto the object to be treated and attached in the form of an island, and then eluted with an organic solvent to connect the islands. There is an advantage that the amount of dust generation can be reduced (for details, refer to Japanese Patent Application No. 4-203567 filed by the present applicant). In the case where the wear resistance due to the rolling friction of the corrosion resistant coating 2b is expected, a lubricating coating made of crystalline PTFE may be further formed on the corrosion resistant coating 2b.
[0019]
FIG. 2 shows the results of a comparative test of the corrosion resistance of the rolling element having the corrosion-resistant coating 2b having the above structure formed on the surface. The comparative test was performed by a salt spray test (sodium chloride concentration 5%, spray amount 1-2 ml / h, test temperature 35 ° C). The upper column of FIG. 4 shows the case where the corrosion resistant coating 2b (Cr plating + Cr ion plating) as shown in FIG. 3 is formed, the middle column shows the case where only the Cr plating layer 12b is formed as shown in FIG. 5 shows the results obtained by forming a Cr plating layer 12b1 on the Cr ion plating layer 12b2 as shown in FIG. Rust was observed after 290 hours in the case where only the Cr plating layer was formed (FIG. 4), whereas rust was observed after 900 hours in the case where the corrosion-resistant coating 2b was formed (FIG. 3). Did not. In the case where the Cr plating layer was formed on the Cr ion plating layer (FIG. 5), rust was observed in 170 hours, and the corrosion resistance was inferior to the case where only the Cr plating layer was formed (FIG. 4). . This is considered to be due to the fact that the Cr ion plating layer 12b2 is easily damaged during the processing of the Cr plating layer 12b1.
[0020]
The material for forming the corrosion-resistant layer 2b can be selected from not only chromium but also a chromium alloy, a compound of chromium with carbon, nitrogen, phosphorus, sulfur, oxygen, fluorine, or the like, or a folded material.
[0021]
The present invention is not limited to the cam follower described above, but can be applied to, for example, a rolling element in a jig for chucking a wafer in a semiconductor manufacturing facility, a component for ejecting a corrosive gas, a gate valve, and the like.
[0022]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects.
[0023]
(1) Since the ion plating layer of the corrosion-resistant coating penetrates deep into the pinhole of the plating layer to cover and protect the base material surface, the problem of base material corrosion in the pinhole is eliminated. In addition to the pinholes , a plating layer having a thickness of 5 to 10 μm covers the base material surface and effectively protects the base material surface from a corrosive atmosphere. At the same time, since the ion plating layer covers the surface of the plating layer and functions as a kind of barrier layer for the plating layer, a good corrosion resistance effect of the plating layer is maintained for a long time.
[0024]
(2) Since a sufficient corrosion resistance can be obtained even when the ion plating layer is relatively thin, the processing time is extremely short as compared with the case where a thick coating layer is formed only by ion plating.
[0025]
(3) Among the rolling frictional surfaces of the rolling elements, the above-mentioned corrosion-resistant coating is formed on the surface exposed to the atmosphere, and the lubricating coating made of PTFE is formed on the surface not exposed to the atmosphere. It can be used in
[0026]
(4) The lubricating coating made of PTFE has a good lubricating action on the surface where rolling friction occurs, and also has an action of protecting the base material surface from reactive gases and the like. Corrosion is relatively unlikely to occur in portions that are not exposed to the atmosphere, and therefore, a sufficient corrosion resistance effect can be expected by a lubricating film of PTFE.
[0027]
(5) When wear deterioration due to rolling friction of the corrosion-resistant coating is expected, this can be prevented by forming a PTFE lubricating coating on the upper layer of the corrosion-resistant coating.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the results of a corrosion resistance comparison test.
FIG. 3 is an enlarged sectional view schematically showing a corrosion-resistant coating.
FIG. 4 is an enlarged sectional view schematically showing a chromium plating layer.
FIG. 5 is an enlarged sectional view schematically showing a case where a chromium plating layer is formed on an upper layer of a chromium ion plating layer.
FIG. 6 is an enlarged sectional view schematically showing a lubricating film of PTFE.
[Explanation of symbols]
2b Corrosion-resistant coating 2b1 Plating layer 2b2 Ion plating layer 1a Lubricating coating 2a Lubricating coating 3a Lubricating coating

Claims (2)

転がり要素の転がり摩擦を生ずる表面のうち、雰囲気中に露出した表面にクロム、クロム合金、クロムと炭素との化合物又は共析物、クロムと窒素との化合物又は共析物、クロムとりんとの化合物又は共析物、クロムといおうとの化合物又は共析物、クロムと酸素との化合物又は共析物、クロムとフッ素との化合物又は共析物の中から選択される金属材料からなる耐食被膜を形成し、雰囲気中に露出していない表面にPTFEからなる潤滑被膜を形成した転がり要素であって、上記耐食被膜が、母材表面を覆う厚さ5〜10μmのメッキ層と、このメッキ層の上層に形成されたイオンプレーティング層とで構成されていることを特徴とする転がり要素Chromium , chromium alloy, chromium-carbon compound or eutectoid, chromium-nitrogen compound or eutectoid, chromium-phosphorus compound on the surfaces exposed to the atmosphere among the surfaces that cause rolling friction of rolling elements Or forming a corrosion-resistant coating composed of a metal material selected from eutectoids, compounds or eutectoids of chromium and sulfur, compounds or eutectoids of chromium and oxygen, and compounds or eutectoids of chromium and fluorine. and, a lubricant film roll was formed element of PTFE on the surface not exposed to the atmosphere, the corrosion resistant coating, a plating layer having a thickness of 5~10μm which covers the base material surface, the upper layer of the plating layer A rolling element , comprising: an ion plating layer formed on the substrate . 上記耐食被膜の上層にPTFEからなる潤滑被膜を形成したことを特徴とする請求項転がり要素2. The rolling element according to claim 1 , wherein a lubricating film made of PTFE is formed on the corrosion-resistant film.
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