Dlc被覆膜及被覆氣門挺桿的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及被覆于發(fā)動(dòng)機(jī)零件等的滑動(dòng)面的DLC(類金剛石碳)被覆膜及被覆氣門挺桿(7夕)。
【背景技術(shù)】
[0002]對于被覆于發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)成零件等的滑動(dòng)面的DLC的被覆膜而言，與需要成膜處理時(shí)間的采用PVD(物理氣相生長)的濺射成膜方法相比，出于成膜速度、表面的平滑性的考慮，多使用CVD (化學(xué)氣相生長)成膜方法，謀求量產(chǎn)低成本化。
[0003]另外，如專利文獻(xiàn)I記載的滑動(dòng)部件的DLC被覆膜那樣，通過在DLC中添加Cr (鉻)、Mo (鉬)等金屬，形成可低摩擦化的Me-DLC (金屬添加DLC)層，謀求低摩擦化。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特許第4320605號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的課題
[0008]然而，通過CVD成膜方法得到的DLC層因與成膜速度對應(yīng)、大量含有H (氫)而較軟，所以存在與濺射成膜方法對比，即使通過Me-DLC層也不能避免耐久性上的不利這種問題。
[0009]本發(fā)明在于，提供一種可以同時(shí)確保CVD成膜方法的成膜速度和濺射成膜方法的耐久性的DLC被覆膜及被覆氣門挺桿。
[0010]用于解決課題的方案
[0011]權(quán)利要求1的發(fā)明的特征在于，在包含沉積形成于基材表面的中間層、和沉積形成于該中間層上的DLC層的DLC被覆膜中，通過能夠進(jìn)行表面硬化(表面硬裝)的金屬碳化物或金屬來形成所述中間層，且在混入烴氣的非活性氣體導(dǎo)入下，通過添加與所述中間層共同(共通)的金屬元素，形成所述DLC層而成。
[0012]權(quán)利要求2的發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求1的發(fā)明中，通過所述金屬碳化物或金屬的濺射處理，將所述中間層成膜，且通過所述中間層的濺射處理的繼續(xù)控制，進(jìn)行所述DLC層的所述金屬元素的添加。
[0013]權(quán)利要求3的發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求1或2的發(fā)明中，所述共同的金屬元素采用W(鎢)。
[0014]權(quán)利要求4的發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求1?3的發(fā)明中，所述DLC層通過與距所述中間層的成膜厚度對應(yīng)地慢慢降低所述金屬元素的漸減添加控制而形成。
[0015]權(quán)利要求5的發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求3或4的發(fā)明中，所述DLC層在表面的金屬元素的添加量為0.5?20at% (原子百分率)的范圍內(nèi)成膜。
[0016]權(quán)利要求6的發(fā)明的特征在于，在權(quán)利要求3?5的任一項(xiàng)的發(fā)明中，所述DLC層在H含量為8?30at %的范圍內(nèi)成膜。
[0017]權(quán)利要求7的發(fā)明的特征在于，在氣門挺桿中，具備形成有權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)的DLC被覆膜的凸輪接觸部而成。
[0018]發(fā)明效果
[0019]通過權(quán)利要求1的發(fā)明，經(jīng)由沉積形成于基材表面的金屬碳化物或金屬的中間層，密合形成DLC層，該金屬碳化物或金屬的中間層可以通過濺射處理而成膜，另外，通過與所述中間層共同的金屬元素的添加而成的DLC層不會(huì)招致成膜時(shí)的爐內(nèi)污染風(fēng)險(xiǎn)，通過繼續(xù)所述中間層的濺射處理，可以進(jìn)行金屬添加，通過這時(shí)的混入烴氣的非活性氣體的導(dǎo)入，可以確保濺射率地進(jìn)行控制為規(guī)定的H含量的Me-DLC層的成膜，因此，通過采用濺射處理的一系列的成膜處理，可以形成可以通過所述中間層和所述DLC層的連續(xù)形成改善處理速度，而且能夠同時(shí)進(jìn)行Me-DLC層的H含量的調(diào)節(jié)的DLC被覆膜，其結(jié)果，可以實(shí)現(xiàn)通過DLC被覆膜的處理速度的改善帶來的成膜成本的降低、和通過抑制了 H含量的Me-DLC層帶來的耐久性提尚。
[0020]通過權(quán)利要求2的發(fā)明，在權(quán)利要求1的發(fā)明的效果的基礎(chǔ)上，通過采用金屬碳化物或金屬的濺射處理的中間層的成膜和通過其繼續(xù)處理進(jìn)行的金屬元素的添加，不會(huì)招致成膜時(shí)的爐內(nèi)污染風(fēng)險(xiǎn)，可進(jìn)行金屬添加DLC層的成膜，另外，通過導(dǎo)入此時(shí)混入了規(guī)定量的烴氣的非活性氣體，可確保濺射率地進(jìn)行抑制了 H含量的Me-DLC層的成膜，因此，通過采用濺射處理的一系列的處理，可以形成通過中間層和DLC層的連續(xù)形成改善處理速度、而且能夠同時(shí)形成抑制了 H含量的Me-DLC層的DLC被覆膜，其結(jié)果，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)通過所述DLC被覆膜的處理速度的改善帶來的成膜成本的降低、和通過抑制了 H含量的Me-DLC層帶來的耐久性的提高。
[0021]通過權(quán)利要求3的發(fā)明，在權(quán)利要求1或2的發(fā)明的效果的基礎(chǔ)上，通過將共同的金屬元素設(shè)為W，作為穩(wěn)定、密合性優(yōu)異的金屬碳化物而周知的wc(碳化鎢)可適用作中間層，所以可以確保DLC層的可靠性。
[0022]通過權(quán)利要求4的發(fā)明，在權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)的發(fā)明的效果的基礎(chǔ)上，由于DLC層內(nèi)的添加金屬量連續(xù)變化地減少，所以可以確保相對于膜內(nèi)龜裂等的高耐久性，并且可以謀求表面的摩擦特性的改善。
[0023]通過權(quán)利要求5的發(fā)明，在權(quán)利要求3或4發(fā)明的效果的基礎(chǔ)上，通過在表面將W的添加量定為0.5?2(^1:%的范圍，DLC層相對于僅通過派射成膜方法的成膜，可實(shí)現(xiàn)通過低摩擦化帶來的耐久性的進(jìn)一步提高。
[0024]通過權(quán)利要求6的發(fā)明，在權(quán)利要求3?5中任一項(xiàng)的發(fā)明的效果的基礎(chǔ)上，通過將DLC層的H含量設(shè)為8?30at %的范圍，可以實(shí)現(xiàn)必要的耐久性和充分的低摩擦滑動(dòng)性，且可以實(shí)現(xiàn)通過處理速度的改善帶來的量產(chǎn)化和低成本化。
[0025]通過權(quán)利要求7的發(fā)明，氣門挺桿對于凸輪接觸部，根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項(xiàng)的DLC被覆膜帶來的效果，處于暴露于油劣化、大負(fù)荷輸入的嚴(yán)酷的環(huán)境中，不會(huì)招致DLC被覆膜的成膜處理成本的增加，可以兼顧滑動(dòng)阻力的降低和確保耐久性，可以謀求氣門系統(tǒng)機(jī)械損失的降低。
【附圖說明】
[0026]圖1是表示DLC被覆膜的分層構(gòu)成的剖視圖；
[0027]圖2是DLC被覆膜的成膜工序圖；
[0028]圖3是DLC層的按W添加量區(qū)分的摩擦系數(shù)圖表；
[0029]圖4是DLC層的基于H含量和W添加量的磨損量圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下，一邊參照附圖一邊對基于上述技術(shù)思想而具體構(gòu)成的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0031](構(gòu)成)
[0032]本發(fā)明的DLC被覆膜I如在圖1中示出表示被膜的分層構(gòu)成的剖視圖地那樣，由在基材2上被覆處理底層2a后沉積形成于其表面的中間層3、和沉積形成于該中間層3上的DLC層4構(gòu)成。中間層3通過可進(jìn)行表面硬化的金屬碳化物或金屬形成，與該中間層3的形成連續(xù)，在通過混入烴氣的非活性氣體的導(dǎo)入進(jìn)行的含有H量控制下，形成添加與中間層3共同的金屬元素而形成的DLC層4。
[0033]就上述構(gòu)成的DLC被覆膜I而言，由于可以通過連續(xù)的濺射處理而形成中間層3和DLC層4，并且可以將DLC層4的含有H量控制在規(guī)定范圍，因此，可以同時(shí)確保濺射成膜方法的耐久性和與CVD成膜方法匹敵的處理速度及表面的平滑性。特別是，通過作為共同的金屬使用W，可以確保DLC層4的穩(wěn)定的密合性。
[0034]因此，上述DLC被覆膜I通過應(yīng)用于氣門挺桿的凸輪接觸面，可以兼顧凸輪接觸面的滑動(dòng)阻力的降低連同確保