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CVD・PVD

CVD・PVDについて

図1

乾式めっきの事。物理的蒸着法(Physical Vapor Deposition)、化学的蒸着法(Chemical Vapor Deposition)に大別され、 耐摩耗性、摺動特性、光学特性等に優れている。 現在最も期待されている表面処理方法の一つで、 真空炉の中で加工を行う。比較的許認可も取りやすく、 非常に硬質な皮膜を形成することが可能な金属を施工できることから、 その応用分野は多い。 また、表面近傍のみしか温度が上がることがないので、 母材料を痛めることが少ない。 そもそもPVDとCVDはPhysical Vapor Deposition、chemical vapor deposition の訳であり、その関係は電気めっきと化学めっきに相当する。

それぞれ真空炉を用いて処理され、湿式めっきでは出来ない物質(Tiやダイヤモンドなど)を析出することが出来、優れた機能を持っている。被膜が約1~3ミクロンであり、一見薄いと思われる向きもあるが、余りある効果がある。
またこの事は、よいこともあり多くの場合、金属の硬さと被覆された表面処理面の硬さが乖離しているため「じん性」の影響で剥離を伴ってしまう場合があるが、その膜厚の薄さから、母材料の変形に追従する例も散見され、現在のコーティングが密着力に非常に強固になったことも相まって薄膜でありながら剥がれにくい。
また、PVD処理の方が加工温度が200~250℃程度であるため 寸法精度が良い。この事は、追加工の必要がなくなる場合が多く、 トータルでコストを下げる要素にも成っている。 例えば、物理的蒸着:PVDは 真空容器内で蒸着させたい+電荷を帯びた原子をイオン状態とし これを強い電位のエネルギーを利用し電荷をワークに流し ワーク表面に高速で原子を引き寄せコーティングさせる方法である。 イメージ図は下記の通りである。

イオン蒸着装置 イオン蒸着装置

複合技術としては、以下のようなモノがある。

ショットピーニング(中、低速ショット、高速ショット、微粒子ショット)

耐疲労性、スケールの除去 加工応力の除去などによって、耐久性の向上を付与するモノや、 簡易的に冷間鍛造を行うこととなる事を利用して、表面硬化する物もある。 現在は、同時に異種金属を埋め込み飛躍的に機能を向上させた物もある。
→ ショットピーニングの後にDLCやTiC被膜を施すことによって、 潤滑をスムーズにしたり、母材硬度を上げることによって、 剥離を防止する処理が実用化されている。

湿式めっき(電気めっき、化学めっき(無電解めっき)

→耐食性、耐摩耗性、装飾
液中でめっき行う表面処理の総称で、 (電気めっき、化学めっき(無電解めっき)に分類される。詳細は別称に譲る
→電気めっきの後に被覆することにより、 母材料との中間層が出来、剥離を防止する手法が広く使われている。

乾式めっき(物理的蒸着法(PVD)、化学的蒸着法(CVD)

→耐摩耗性、摺動特性、光学特性
現在最も期待されている表面処理方法の一つで、 真空炉の中で加工を行う。比較的許認可も取りやすく、 非常に硬質な皮膜を形成することが可能な金属を施工できることから、 その応用分野は多い。また、表面近傍のみしか温度が上がることがないので、 母材料を痛めることが少ない。 
→Tiとの相性が非常に良く、精密機械の分野では、乾式めっきの上や、 母材料を超硬で加工し、その上にDLCを使用する例は多々多い。