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JPH04362121A - 熱処理コーティング装置 - Google Patents

熱処理コーティング装置

Info

Publication number
JPH04362121A
JPH04362121A JP16389191A JP16389191A JPH04362121A JP H04362121 A JPH04362121 A JP H04362121A JP 16389191 A JP16389191 A JP 16389191A JP 16389191 A JP16389191 A JP 16389191A JP H04362121 A JPH04362121 A JP H04362121A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
holder
substrate
coating
vacuum container
hardening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP16389191A
Other languages
English (en)
Inventor
Takaya Ishii
石井 孝也
Koji Okamoto
康治 岡本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
Priority to JP16389191A priority Critical patent/JPH04362121A/ja
Publication of JPH04362121A publication Critical patent/JPH04362121A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、一つの装置で例えば
機械構造用鋼等から成る基体に対して焼入れ、焼戻しお
よびコーティング処理を施すことができるようにした熱
処理コーティング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】上記のような基体に例えばTiN等のコ
ーティングを行う場合、従来は通常、コーティング前の
処理として焼入れおよび焼戻しの処理を行っている。
【0003】これを詳述すると、基体を所望の形状に機
械加工した後、それを焼入れ炉中に入れて焼入れ温度以
上に加熱して焼入れを行う。特別な場合は炉中での酸化
、脱炭を防止するため、真空熱処理、あるいは、CO、
H2 およびN2 を主体とする保護性のガス中で加熱
を行う。その後急冷して焼入れを行う。
【0004】焼入れ後は、基体の寸法変化、焼入れ応力
除去および硬度調整のため、Ac1点以下の適当な温度
で一定時間加熱し、焼戻し処理を施す。
【0005】そして上記のような前処理を施した後、基
体の耐摩耗性、耐食性等の向上を目的として、PVD法
(物理気相成長法)やCVD法(化学気相成長法)によ
るTiN等のコーティング処理を行うようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な従来の方法だと、焼入れ時に基体の表面に酸化、脱炭
が生じる場合があり、そうなると、その後にコーティン
グ処理を行っても、コーティング膜の基体に対する密着
性が悪くなるため、良好な耐摩耗性向上が実現できない
という問題がある。
【0007】また、従来は焼入れ、焼戻しおよびコーテ
ィング処理をそれぞれ別の装置で独立した工程として行
っているため、工程が多くなり製品を作るのに時間がか
かり、コスト高になるという問題もある。
【0008】そこでこの発明は、基体に対する焼入れ、
焼戻しおよびコーティング処理を一つの装置で実現する
ことができ、しかも焼入れ時に基体表面で酸化および脱
炭が起こらない装置を提供することを主たる目的とする
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、この発明の熱処理コーティング装置は、真空容器と、
この真空容器内に収納されていて基体を保持する回転式
のホルダと、前記真空容器に取り付けられていてホルダ
上の基体に向けてレーザ光を照射するレーザ光源と、前
記真空容器に取り付けられていてアーク放電によってカ
ソードを局部的に溶解させてホルダ上の基体に向けて蒸
発粒子を蒸発させるアーク式の蒸発源と、前記ホルダ上
の基体に負のバイアス電圧を印加するバイアス電源とを
備えることを特徴とする。
【0010】
【作用】上記構成によれば、ホルダを回転させた状態で
、それに取り付けられた基体にレーザ光源からのレーザ
光を照射すると、レーザ光照射部分は急速加熱され、レ
ーザ光が当たらなくなると基体の熱拡散による自己冷却
作用で急冷され、その結果レーザ光照射部分が焼入れさ
れる。
【0011】焼入れ後は、ホルダ上の基体にバイアス電
源からバイアス電圧を印加した状態で、アーク式の蒸発
源を働かせて蒸発粒子を蒸発させると、基体の表面に膜
がコーティングされる。しかもアーク式の蒸発源の場合
は、それからの蒸発粒子にはイオン化されているものも
かなりの割合で含まれているため、このイオンによるボ
ンバードによって基体をある程度加熱することができ、
それによってコーティングと同時に焼戻し処理を行うこ
とが可能である。
【0012】また、上記焼入れは真空中での処理である
ため、基体表面の酸化および脱炭は起こらない。
【0013】
【実施例】図1は、この発明の一実施例に係る熱処理コ
ーティング装置を示す概略図である。この実施例の装置
は、図示しない真空排気装置によって真空排気される真
空容器2を備えており、この真空容器2内には、弁4お
よびガス導入口6を経由して、所要の反応ガス8(例え
ば窒化物セラミックスをコーティングする場合は窒素ガ
ス、炭化物セラミックスをコーティングする場合はメタ
ンガス等)を導入することができる。
【0014】この真空容器2内には、回転式のホルダ1
2が収納されている。このホルダ12は、その側面に1
個あるいは複数個の基体10を保持可能であり、しかも
真空容器2外のモータ18によって真空シール部16を
介して例えば矢印Aのように回転させられる。14は回
転軸である。
【0015】この例では、真空シール部16は回転軸1
4を真空容器2との間で電気絶縁する機能も有しており
、バイアス電源19からこの回転軸14を介してホルダ
12上の基体10に負のバイアス電圧を印加することが
できるようにしている。
【0016】真空容器2の側面部には、ホルダ12上の
基体10に向けてレーザ光22を照射するレーザ光源2
0が取り付けられている。このレーザ光源20は、例え
ば炭酸ガスレーザでも良いし、YAGレーザ等でも良い
。またレーザ光源20は、1台でも良いし、必要に応じ
て複数台設けても良い。
【0017】更に真空容器2の側面部には、アーク式の
蒸発源24が取り付けられている。この蒸発源24は、
トリガ(図示省略)とカソード26との間にアーク放電
を起こさせてカソード26を局部的に溶解させて蒸発粒
子28をホルダ12上の基体10に向けて蒸発させるも
のである。この蒸発源24は、1台でも良いし、必要に
応じて複数台設けても良い。
【0018】上記装置における処理手順の一例を説明す
る。
【0019】まず弁4を閉じて真空容器2内を真空排気
した状態で、ホルダ12を回転させながら、それに取り
付けられた基体10にレーザ光源20からのレーザ光2
2を照射すると、レーザ光照射部分は急速加熱され、基
体構成材料のMs 点以上まで加熱される。そしてホル
ダ12の回転によって基体10にレーザ光22が当たら
なくなると、基体10はその熱拡散による自己冷却作用
で急冷され、その結果レーザ光照射部分が焼入れされる
。 勿論この場合は、従来の焼入れ作業に使用されていた冷
却液は不要である。
【0020】焼入れ後は、ホルダ12上の基体10にバ
イアス電源19から負のバイアス電圧を印加した状態で
、アーク式の蒸発源24を働かさせてそこから蒸発粒子
28を蒸発させると、基体10の表面に膜がコーティン
グされる。このとき、弁4を開いて真空容器2内に蒸発
粒子28と反応する反応ガス8を導入しておくと、基体
10の表面に化合物膜がコーティングされる。例えば、
反応ガス8を窒素ガスとし、蒸発粒子28をTi 、W
、Ta 、Cr 、Zr 等とすると、それぞれ、Ti
N、WN、TaN、CrN、ZrN等の窒化物セラミッ
クスがコーティングされる。また、反応ガス8をメタン
ガスとし、蒸発粒子28をTi 、Ta 等とすると、
それぞれ、TiC、TaC等の炭化物セラミックスがコ
ーティングされる。
【0021】しかもアーク式の蒸発源24の場合は、そ
れからの蒸発粒子28にはイオン化されているものがか
なりの割合で含まれているため(例えば特公昭60−3
6468号公報参照)、このイオンによるボンバードに
よって基体10をある程度加熱することができる。しか
もこの加熱の程度は、バイアス電源19から基体10に
印加するバイアス電圧の大きさによって調整することが
できる。このようにして、コーティング時の基体10の
温度を例えば200℃程度以上にすることにより、コー
ティングと同時に基体10の焼戻し処理を行うことが可
能である。ちなみに、焼戻し完了後のコーティング時に
は、バイアス電圧を適当に下げれば良い。
【0022】以上のようにこの熱処理コーティング装置
によれば、一つの装置で基体10に対する焼入れ処理、
焼戻し処理およびコーティング処理の三処理が可能であ
り、従ってこれらを独立して行っていた従来技術に比べ
て製品製造までの時間を大幅に短縮することができる。 またそれによって製品のコストダウンも可能になる。
【0023】しかも、上記焼入れは真空中での処理であ
るため、基体表面の酸化および脱炭は起こらない。その
結果、その後のコーティング膜の基体10に対する密着
性も良好なものとなり、従って耐摩耗性等に優れた製品
を製造することができる。
【0024】また、レーザ焼入れは局部焼入れであるた
め、基体10の必要な部分(例えば特に耐摩耗性を要求
される部分)にだけ焼入れを行うことができ、それによ
って焼入れ面積が少なくて済むため、基体10の熱歪み
や変形を小さくすることができるという利点もある。
【0025】以上のようにこの発明によれば、基体に対
する焼入れ、焼戻しおよびコーティング処理を一つの装
置で実現することができ、その結果、これらを独立して
行っていた従来技術に比べて製品製造までの時間を大幅
に短縮することができる。またそれによって製品のコス
トダウンも可能になる。
【0026】しかも、上記焼入れは真空中での処理であ
るため、基体表面の酸化および脱炭は起こらず、その結
果、その後のコーティング膜の基体に対する密着性も良
好なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】  この発明の一実施例に係る熱処理コーティ
ング装置を示す概略図である。
【符号の説明】
2  真空容器 10  基体 12  ホルダ 19  バイアス電源 20  レーザ光源 22  レーザ光 24  蒸発源 28  蒸発粒子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  真空容器と、この真空容器内に収納さ
    れていて基体を保持する回転式のホルダと、前記真空容
    器に取り付けられていてホルダ上の基体に向けてレーザ
    光を照射するレーザ光源と、前記真空容器に取り付けら
    れていてアーク放電によってカソードを局部的に溶解さ
    せてホルダ上の基体に向けて蒸発粒子を蒸発させるアー
    ク式の蒸発源と、前記ホルダ上の基体に負のバイアス電
    圧を印加するバイアス電源とを備えることを特徴とする
    熱処理コーティング装置。
JP16389191A 1991-06-07 1991-06-07 熱処理コーティング装置 Pending JPH04362121A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16389191A JPH04362121A (ja) 1991-06-07 1991-06-07 熱処理コーティング装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16389191A JPH04362121A (ja) 1991-06-07 1991-06-07 熱処理コーティング装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04362121A true JPH04362121A (ja) 1992-12-15

Family

ID=15782771

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16389191A Pending JPH04362121A (ja) 1991-06-07 1991-06-07 熱処理コーティング装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04362121A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5478057A (en) * 1994-01-07 1995-12-26 Leybold Durferrit Gmbh Apparatus for the heat treatment of workpieces

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5478057A (en) * 1994-01-07 1995-12-26 Leybold Durferrit Gmbh Apparatus for the heat treatment of workpieces

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