JPS63206473A - Treatment device for depositing tungsten carbide layer - Google Patents
Treatment device for depositing tungsten carbide layerInfo
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- JPS63206473A JPS63206473A JP3889987A JP3889987A JPS63206473A JP S63206473 A JPS63206473 A JP S63206473A JP 3889987 A JP3889987 A JP 3889987A JP 3889987 A JP3889987 A JP 3889987A JP S63206473 A JPS63206473 A JP S63206473A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明はタングステンカーバイト層を析出させる処理装
置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Field of Application) The present invention relates to a processing apparatus for depositing a tungsten carbide layer.
(従来の技術)
金属部品の表面にCVD (化学蒸着)法によってタン
グステンカーバイト層を析出させて耐摩耗性を得るとい
う技術は公知である0例えば、特開昭52−89583
号公報には、鋼製母材の表面にニッケルリンメッキ層を
形成し、このニッケルリンメッキ層の上にタングステン
カーバイト層を析出させることにより、鋼製母材に対す
るタングステンカーバイト層の密着性を向上きせる技術
についての記載がある。この場合、タングステンカーバ
イト層は、WF6 、炭化水素ガスおよび水素間の気相
反応を利用して形成される。(Prior art) The technology of depositing a tungsten carbide layer on the surface of metal parts by CVD (chemical vapor deposition) method to obtain wear resistance is well known. For example, JP-A-52-89583
In the publication, a nickel phosphorus plating layer is formed on the surface of a steel base material, and a tungsten carbide layer is deposited on the nickel phosphorus plating layer, thereby improving the adhesion of the tungsten carbide layer to the steel base material. There are descriptions of techniques that can improve In this case, the tungsten carbide layer is formed using a gas phase reaction between WF6, hydrocarbon gas, and hydrogen.
(発明が解決しようとする問題点)
ところで、上記タングステンカーバイト層の析出にあた
っては、金属基材を取付治具の利用により反応炉に装入
し、上記気相反応を行なわしめることになるが、タング
ステンカーバイトが金属基材だけでなく反応炉の内壁面
、上記取付治具等にも析出してしまう不具合がある。す
なわち、この不要部分への析出により反応ガスが浪費さ
れるとともに、析出したタングステンカーバイトの除去
作業に手間がかかるという問題がある。(Problems to be Solved by the Invention) By the way, in depositing the above tungsten carbide layer, the metal base material is charged into a reactor using a mounting jig and the above gas phase reaction is carried out. However, there is a problem in that tungsten carbide is deposited not only on the metal base material but also on the inner wall surface of the reactor, the above-mentioned mounting jig, etc. That is, there is a problem that the reaction gas is wasted due to the precipitation in unnecessary parts, and that it takes time and effort to remove the precipitated tungsten carbide.
(問題点を解決するための手段)
本発明は、上記問題点を解決する手段として、金属基材
を装入する反応炉内の反応ガスにさらされる部品の表面
にフッ素樹脂被膜を形成していることを特徴とするタン
グステンカーバイト層を析出させる処理装置を提供する
ものである。(Means for Solving the Problems) The present invention, as a means to solve the above problems, forms a fluororesin coating on the surfaces of parts exposed to reaction gas in a reactor into which metal substrates are charged. A processing apparatus for depositing a tungsten carbide layer is provided.
フッ素樹脂としては、PTFE (四フッ化エチレン4
1脂) 、PFA (四フッ化エチレンーパーフルオロ
アルコキシエチレン共重合体)、FEP(四フッ化エチ
レンー六フッ化プロピレン共重合体)などを用いること
ができる。また、フッ素樹脂被膜の形成は、溶剤を用い
て液状にしたフッ素樹脂を刷毛塗り、エアースプレー、
静電塗装法などを利用して上記部品の表面に塗布し、乾
燥、焼成(180〜400”C)をすることにより行な
うことができる。As the fluororesin, PTFE (tetrafluoroethylene 4
1), PFA (tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene copolymer), FEP (tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer), etc. can be used. In addition, the formation of the fluororesin film can be done by brushing the fluororesin liquefied using a solvent, air spraying,
This can be done by applying it to the surface of the above-mentioned parts using an electrostatic coating method or the like, drying and baking (180 to 400''C).
(作用)
上記処理装置において、タングステンカーバイトはフッ
素樹脂被膜上では反応析出し難く、フッ素樹脂被膜を形
成していない金属基材の表面に析出していくことになる
。また、タングステンカーバイトを気相反応で析出させ
る際に、排ガスとしてHFガスが生成されるが、フッ素
樹脂被膜はこのHFガスに対して耐食性があり、侵され
ない。(Function) In the above processing apparatus, tungsten carbide is difficult to react and precipitate on the fluororesin coating, and will be deposited on the surface of the metal base material on which the fluororesin coating is not formed. Further, when tungsten carbide is deposited by a gas phase reaction, HF gas is generated as exhaust gas, but the fluororesin coating has corrosion resistance to this HF gas and is not attacked.
(発明の効果)
従って、本発明によれば、フッ素樹脂被膜の形成により
、反応炉内の析出不要な部品へのタングステンカーバイ
トの析出を防止することができ。(Effects of the Invention) Therefore, according to the present invention, by forming a fluororesin film, it is possible to prevent tungsten carbide from being deposited on parts in the reactor where precipitation is unnecessary.
不要なタングステンカーバイトを除去する手間を省くこ
とができるとともに、反応ガスの浪費を防止することが
でき、また、フッ素樹脂被膜はHFガスに侵されないの
で、長期間にわたって上記タングステンカーバイト析出
防止効果が得られる。The trouble of removing unnecessary tungsten carbide can be saved, and the waste of reaction gas can be prevented.Furthermore, the fluororesin coating is not attacked by HF gas, so the above-mentioned tungsten carbide precipitation prevention effect can be maintained for a long period of time. is obtained.
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図に示すタングステンカーバイト析出処理装置(低
温CVD装置)において、1はタングステンカーバイト
を析出すべき金属基材Wを装入する反応炉、2は反応ガ
ス供給系、3はガス排出系、4は減圧用の吸引系である
。In the tungsten carbide precipitation treatment apparatus (low-temperature CVD apparatus) shown in Fig. 1, 1 is a reactor into which the metal base material W on which tungsten carbide is to be deposited is charged, 2 is a reaction gas supply system, and 3 is a gas exhaust system. , 4 is a suction system for reducing pressure.
上記反応炉1においては、断熱容器5内にレトルト本体
6が収められ、レトルト本体6のカバー7に金属基材W
の取付治具8、ガス供給管9、ガス排出管lO1吸引管
11および圧力計28が取り付けられている。また、断
熱容器5の内周部に加熱用の誘導コイル12が設けられ
ている。取付治具8は金属基材Wを吊下げる支持プレー
トを支柱に設けてなる。ガス供給管9は取付治具8の周
囲で螺旋状に設けられ、先端は盲栓13で閉じられてい
る。In the reactor 1, a retort body 6 is housed in a heat insulating container 5, and a cover 7 of the retort body 6 is covered with a metal base material W.
A mounting jig 8, a gas supply pipe 9, a gas discharge pipe 1O1, a suction pipe 11, and a pressure gauge 28 are attached. Further, an induction coil 12 for heating is provided on the inner circumference of the heat insulating container 5. The mounting jig 8 is formed by providing a supporting plate on a support plate from which the metal base material W is suspended. The gas supply pipe 9 is provided in a spiral shape around the mounting jig 8, and its tip is closed with a blind stopper 13.
しかして、上記レトルト本体6、カバー7、取付治具8
.ガス供給管9、ガス排出管10および吸引管11およ
び圧力計28の圧力検出管は、いずれも金属製であり、
これらレトルト本体6やカバー7の内周面、取付治具8
など反応炉1内の反応ガスにさらされる部品は、フッ素
樹脂被膜で覆われている。このフッ素樹脂被膜の厚さは
20〜30μm程度である。Therefore, the retort main body 6, cover 7, and mounting jig 8
.. The gas supply pipe 9, the gas discharge pipe 10, the suction pipe 11, and the pressure detection pipe of the pressure gauge 28 are all made of metal,
The inner peripheral surfaces of the retort body 6 and the cover 7, the mounting jig 8
The parts exposed to the reaction gas in the reactor 1 are covered with a fluororesin film. The thickness of this fluororesin coating is about 20 to 30 μm.
反応ガスの供給系2においては、反応炉1のガス供給管
9に対しWFI (六フッ化タングステン)供給源1
5がバルブ16、ポンプ17、加熱器18、バルブ19
、質量調整計20およびミキサ21を上流側から順に介
して接続されている。そして、上記ミキサ21に対しc
II Hl (ベンゼン)供給源22とH2(水素)
供給g23がそれぞれバルブ24,25、質量調整計2
6、流量計27を介して接続され、また、Ar(アルゴ
ン)供給源29が上記加熱器18とCs Hm供給源2
2に対しそれぞれバルブ30.31と流量計32.33
を介して接続されている。In the reaction gas supply system 2, a WFI (tungsten hexafluoride) supply source 1 is connected to the gas supply pipe 9 of the reactor 1.
5 is a valve 16, a pump 17, a heater 18, a valve 19
, a mass regulator 20, and a mixer 21 are connected in this order from the upstream side. Then, for the mixer 21, c
II Hl (benzene) source 22 and H2 (hydrogen)
Supply g23 is connected to valves 24, 25 and mass regulator 2, respectively.
6. An Ar (argon) supply source 29 is connected to the heater 18 and the Cs Hm supply source 2 through a flow meter 27.
2 for valve 30.31 and flow meter 32.33 respectively
connected via.
排ガス排出系3のガス排出管10には水環ポンプ34と
HFガスを除くガス精製器35が介設されている。また
、吸引系4の吸引管11には真空ポンプ36が介設され
ている。A water ring pump 34 and a gas purifier 35 for removing HF gas are interposed in the gas exhaust pipe 10 of the exhaust gas exhaust system 3. Further, a vacuum pump 36 is interposed in the suction pipe 11 of the suction system 4.
第2図には、上記反応炉1の反応ガスにさらされる部品
の表層構造が示されている。すなわち、同図において、
40は金属母材(IIその他の鉄系金属あるいは非鉄金
属)、41はフッ素樹脂被膜である。このフッ素樹脂被
膜41は以下の如くして形成している。FIG. 2 shows the surface structure of the parts exposed to the reaction gas in the reactor 1. That is, in the same figure,
40 is a metal base material (II or other ferrous metal or non-ferrous metal), and 41 is a fluororesin coating. This fluororesin coating 41 is formed as follows.
まず、金属母材40の表面の脱脂、清浄を行なう。そし
て、四フシ化エチレン樹脂(ダイキン工業株式会社製ポ
リフロンTFEタフコートエナメルTC−7800)を
溶剤(シンナー)で希釈して粘度を調整したものをエア
スプレー法により、上記金属母材40に対し常温で塗布
する。次いで、90〜100℃で30分間の乾燥処理を
施して溶剤を蒸発させ、350℃で10〜15分間保持
することにより塗膜の焼成を行ない、フッ素樹脂被膜4
1を得る。First, the surface of the metal base material 40 is degreased and cleaned. Tetrafluoroethylene resin (Polyflon TFE Tough Coat Enamel TC-7800 manufactured by Daikin Industries, Ltd.) was diluted with a solvent (thinner) to adjust the viscosity, and then sprayed onto the metal base material 40 at room temperature using an air spray method. Apply. Next, the solvent is evaporated by performing a drying process at 90 to 100°C for 30 minutes, and the coating film is baked by holding at 350°C for 10 to 15 minutes.
Get 1.
上記析出処理装置の使用にあたっては、まず、表面にニ
ッケルリンメッキ層を形成した金属基材Wを取付治具8
に取り付けてレトルト本体6に収容する。そして、真空
ポンプ36にてレトルト本体6内を100torr程度
に減圧するとともに、誘導コイル12に通電して金属基
材Wを350℃程度に加熱する。When using the above precipitation treatment apparatus, first, attach the metal base material W with a nickel phosphorus plating layer formed on the surface to the mounting jig 8.
and housed in the retort main body 6. Then, the pressure inside the retort body 6 is reduced to about 100 torr using the vacuum pump 36, and electricity is applied to the induction coil 12 to heat the metal base material W to about 350°C.
次に、バルブ16,19,25.30を開け、ポンプ1
7の作動により所定モル比でWFsガス、Arガスおよ
びH2ガスをレトルト本体6内へ少量ずつ供給する一方
、真空ポンプ36を停止させた状態で水環ポンプ34の
作動によりレトルト本体6内のガスを少量ずつ排出する
。これにより、金属基材Wには次の反応でタングステン
層が形成される。Next, open valves 16, 19, 25, and 30, and pump 1
7 supplies WFs gas, Ar gas, and H2 gas at a predetermined molar ratio into the retort body 6 little by little, while the water ring pump 34 operates to supply the gas in the retort body 6 with the vacuum pump 36 stopped. is discharged little by little. As a result, a tungsten layer is formed on the metal base material W through the following reaction.
WF、、+3H2−) V+68F
次に、バルブ24,31をも開けて所定モル比でWF、
ガス、Arガス、C,H,ガスおよびH2ガスをレトル
ト本体6内へ少量ずつ供給する一方、前回と同様にレト
ルト本体6内のガスを少量ずつ排出する。これにより、
金属基材Wのタングステン層の表面にタングステンカー
バイト層が形成される。WF,, +3H2-) V+68F Next, open the valves 24 and 31 and add WF, at a predetermined molar ratio.
Gas, Ar gas, C, H, gas, and H2 gas are supplied into the retort body 6 little by little, while the gas in the retort body 6 is discharged little by little as in the previous case. This results in
A tungsten carbide layer is formed on the surface of the tungsten layer of the metal base material W.
611!Fg+C*Hs+15Hz −) 61C+3
6HF1211Fs + Cabs +3382 →6
fC+ 72HF18WFs+CaHs +51H2→
6W3C+108HF以上により、金属基材Wのニッ
ケルリンメッキ層の表面にタングステン層とタングステ
ンカーバイト層が順に析出形成された耐摩耗性物品が得
られる。611! Fg+C*Hs+15Hz-) 61C+3
6HF1211Fs + Cabs +3382 →6
fC+ 72HF18WFs+CaHs +51H2→
By using 6W3C+108HF or more, a wear-resistant article in which a tungsten layer and a tungsten carbide layer are sequentially deposited and formed on the surface of the nickel phosphorous plating layer of the metal base material W can be obtained.
しかして、析出反応において、上記レトルト本体6やカ
バー7の内面、取付治具8の表面など反応炉1内の反応
ガスでさらされる物品は、金属基材Wを除いてフッ素樹
脂被膜41が形成されでいるため、タングステンやタン
グステンカーバイトの析出はなく、また、HFガスによ
る腐食も受けない。Therefore, in the precipitation reaction, the fluororesin coating 41 is formed on the articles exposed to the reaction gas in the reactor 1, such as the inner surface of the retort body 6, the cover 7, and the surface of the mounting jig 8, except for the metal base material W. Therefore, there is no precipitation of tungsten or tungsten carbide, and there is no corrosion caused by HF gas.
第3図は、鋼材42の表面にニッケルリンメッキ層43
を形成したテストピースにフッ素樹脂被膜を部分的に形
成し、上記反応炉1を用いてタングステンカーバイトの
析出処理を行なったも′の−の表面の金属組織を電子顕
微鏡写真(100倍)で示したものである。この析出処
理の条件は上記実施例と同じである。同図において、上
側の全体が白く写っている部分がタングステンカーバイ
ト層44、下側の白の線模様がある黒く写っている部分
がフッ素樹脂被膜41であり、フッ素樹脂被膜41には
タングステンカーバイトの析出は認められない。FIG. 3 shows a nickel phosphorus plating layer 43 on the surface of a steel material 42.
A fluororesin coating was partially formed on the test piece, and tungsten carbide was precipitated using the reactor 1 described above. This is what is shown. The conditions for this precipitation treatment are the same as in the above embodiment. In the figure, the entire white part on the upper side is the tungsten carbide layer 44, and the lower part shown in black with a white line pattern is the fluororesin coating 41. No precipitation of bite is observed.
また、第4図は上記テストピースのタングステンカーバ
イト析出処理後のフッ素樹脂被膜41形成部分の断面を
光学顕微鏡写真(400倍)で示すものであるが、フッ
素樹脂被膜41の表面に対するタングステンカーバイト
の析出は認められない。Furthermore, FIG. 4 is an optical microscope photograph (400x) showing a cross section of the fluororesin coating 41 formed portion after the tungsten carbide precipitation treatment of the test piece. No precipitation was observed.
なお、上記実施例では反応炉1の反応ガスでさらされる
すべての部品(被処理物である金属基材を除く)にフッ
素樹脂被膜を形成したが、一部の部品にのみフッ素樹脂
被膜を形成してもよいことはもちろんである。In addition, in the above example, a fluororesin coating was formed on all the parts exposed to the reaction gas in the reactor 1 (excluding the metal base material that is the object to be treated), but the fluororesin coating was formed only on some parts. Of course you can.
図面は本発明の実施例を示し、第1図は処理装置の構成
図、第2図はフッ素樹脂被膜を形成した部品の表層部の
断面図、第3図はテストピースの表面の金属組織を示す
顕微鏡写真、第4図はテストピースのフッ素樹脂被膜が
形成されている部分の断面の金属組織を示す顕微鏡写真
である。The drawings show an embodiment of the present invention, and Fig. 1 is a block diagram of a processing device, Fig. 2 is a cross-sectional view of the surface layer of a part on which a fluororesin coating has been formed, and Fig. 3 is a diagram showing the metallographic structure of the surface of a test piece. The micrograph shown in FIG. 4 is a micrograph showing the metal structure of the cross section of the portion of the test piece where the fluororesin coating is formed.
Claims (1)
により析出させる装置において、上記金属基材を装入す
る反応炉内の反応ガスにさらされる部品の表面にフッ素
樹脂被膜が形成されていることを特徴とするタングステ
ンカーバイト層を析出させる処理装置。(1) In an apparatus for depositing a tungsten carbide layer on a metal base material by a gas phase reaction, a fluororesin coating is formed on the surfaces of parts exposed to reaction gas in a reactor into which the metal base material is charged. A processing device for depositing a tungsten carbide layer, characterized by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3889987A JPH0672304B2 (en) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | Processing device for depositing a tungsten carbide layer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3889987A JPH0672304B2 (en) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | Processing device for depositing a tungsten carbide layer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63206473A true JPS63206473A (en) | 1988-08-25 |
JPH0672304B2 JPH0672304B2 (en) | 1994-09-14 |
Family
ID=12538044
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3889987A Expired - Lifetime JPH0672304B2 (en) | 1987-02-20 | 1987-02-20 | Processing device for depositing a tungsten carbide layer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0672304B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1990012418A1 (en) * | 1989-04-10 | 1990-10-18 | Hashimoto Kasei Kabushiki-Kaisya | Device for forming tungsten film |
-
1987
- 1987-02-20 JP JP3889987A patent/JPH0672304B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1990012418A1 (en) * | 1989-04-10 | 1990-10-18 | Hashimoto Kasei Kabushiki-Kaisya | Device for forming tungsten film |
US5149378A (en) * | 1989-04-10 | 1992-09-22 | Hashimoto Kasei Kabushiki-Kaisya | Tungsten film forming apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0672304B2 (en) | 1994-09-14 |
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