(57)【要約】  本発明は、鋼系基材から成る硬質材料の層と鋼系基材の外面における硬質材料の層でコーティングされ、硬質材料の層が窒化金属を含有し、硬質材料の層内のＣ質量濃度が硬質材料の層の外面に向かう方向に減少する、パワートランスミッション用チェーンのチェーン部品に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
・鋼系基材と、
・前記鋼系基材の外面上の硬質材料の層であって、前記硬質材料の層が窒化金属を含有するものと、を有し、
前記硬質材料の層内のＣ質量濃度が、前記硬質材料の層の外部に向かって減少することを特徴とする、硬質材料の層でコーティングされたパワートランスミッション用チェーンのチェーン部品。
【請求項２】
前記基材に近接する領域における前記硬質材料の層内のＣ質量濃度が、内側にある前記硬質材料の層の側面の方向に増加することを特徴とする、請求項１に記載の硬質材料の層でコーティングされたパワートランスミッション用チェーンのチェーン部品。
【請求項３】
前記硬質材料の層内のＣ質量濃度が前記硬質材料の層内で極大値を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の硬質材料の層でコーティングされたパワートランスミッション用チェーンのチェーン部品。
【請求項４】
前記硬質材料の層の外部から前記硬質材料の層内の前記最大Ｃ質量濃度における距離が、前記硬質材料の層と前記基材との間の境界から前記硬質材料の層内の前記最大Ｃ質量濃度における距離よりも短いことを特徴とする、請求項３に記載の硬質材料の層でコーティングされたパワートランスミッション用チェーンのチェーン部品。
【請求項５】
前記基材近くの領域における前記硬質材料の層内のＣ質量濃度の増加の程度が、Ｃ質量濃度が減少する領域における増加の程度よりも高いことを特徴とする、請求項２〜４のうち一項以上に記載の硬質材料の層でコーティングされたパワートランスミッション用チェーンのチェーン部品。
【請求項６】
前記硬質材料の層内のＮ質量濃度が前記硬質材料の層の外側の方向に増加することを特徴とする、請求項１〜５のうち一項以上に記載の硬質材料の層でコーティングされたパワートランスミッション用チェーンのチェーン部品。
【請求項７】
前記基材に近接する領域における前記硬質材料の層内のＮ質量濃度の増加が、前記硬質材料の層の外側近くの領域における増加よりも大きいことを特徴とする、請求項６に記載の硬質材料の層でコーティングされたパワートランスミッション用チェーンのチェーン部品。
【請求項８】
前記硬質材料の層内の平均Ｎ質量濃度が前記硬質材料の層内の平均Ｃ質量濃度よりも高いことを特徴とする、請求項１〜７のうち一項以上に記載の硬質材料の層でコーティングされたパワートランスミッション用チェーンのチェーン部品。
【請求項９】
前記硬質材料の層内の平均Ｎ質量濃度が、前記硬質材料の層内の平均Ｃ質量濃度よりも２倍、好ましくは３倍、特に好ましくは４倍高いことを特徴とする、請求項８に記載の硬質材料の層でコーティングされたパワートランスミッション用チェーンのチェーン部品。
【請求項１０】
前記硬質材料の層の前記表面近くの前記領域に堆積されたすべての層内の平均Ｃ質量濃度が２０重量％、好ましくは１０重量％、特に５重量％よりも低く、前記表面近くの前記領域が、前記硬質材料の層の全厚の８０％、好ましくは前記硬質材料の層の全厚の９０％、特に好ましくは前記硬質材料の層の全厚の９５％に達する厚さを有することを特徴とする、請求項１〜９のうち一項以上に記載の硬質材料の層でコーティングされたパワートランスミッション用チェーンのチェーン部品。
【請求項１１】
前記硬質材料の層内の平均Ｃｒ質量濃度が、前記硬質材料の層内の平均Ｆｅ質量濃度よりも高いことを特徴とする、請求項１〜１０のうち一項以上に記載の硬質材料の層でコーティングされたパワートランスミッション用チェーンのチェーン部品。
【請求項１２】
前記硬質材料の層内の平均Ｃｒ質量濃度が、前記硬質材料の層内の平均Ｆｅ質量濃度よりも２倍、好ましくは４倍、特に好ましくは６倍高いことを特徴とする、請求項１１に記載の硬質材料の層でコーティングされたパワートランスミッション用チェーンのチェーン部品。
【請求項１３】
前記硬質材料の層の前記表面近くの前記領域における平均Ｎ質量濃度が、いずれの場所でも前記硬質材料の層内の平均Ｃ質量濃度よりも高いことを特徴とする、請求項１〜１２のうち一項以上に記載の硬質材料の層でコーティングされたパワートランスミッション用チェーンのチェーン部品。
【請求項１４】
前記硬質材料の層の前記表面近くの前記領域における平均Ｃｒ質量濃度が、いずれの場所でも前記硬質材料の層内の平均Ｆｅ質量濃度よりも高いことを特徴とする、請求項１〜１３のうち一項以上に記載の硬質材料の層でコーティングされたパワートランスミッション用チェーンのチェーン部品。
【請求項１５】
前記硬質材料の層の前記表面近くの前記領域が、前記硬質材料の層の全厚の５０％の厚さ、好ましくは前記硬質材料の層の総厚の６５％の厚さ、特に好ましくは前記硬質材料の層の全厚の８０％の厚さを有することを特徴とする、請求項１３および／または１４に記載の硬質材料の層でコーティングされたパワートランスミッション用チェーンのチェーン部品。
【請求項１６】
前記硬質材料の層の前記表面におけるＮ質量濃度が、前記硬質材料の層の前記外面におけるＣ質量濃度よりも高いことを特徴とする、請求項１〜１５のうち一項以上に記載の硬質材料の層でコーティングされたパワートランスミッション用チェーンのチェーン部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬質材料の層でコーティングされた金属部品を製造するための方法であって、離型剤を調製する処理ステップと、調製した離型剤を粉末混合物に添加する処理ステップと、粉末混合物を調製する処理ステップと、金属基材を調製する処理ステップと、粉末および基材を加熱デバイスで加熱する処理ステップと、基材よりも高い硬度を有する層で基材上に層を堆積する処理ステップと、基材、ならびに硬質材料の層を有する金属部品を冷却する処理ステップと、を含む、方法に関する。
【０００２】
従来技術
チェーンジョイントによってチェーンリンクと互いに接続されているスプロケットチェーンは、様々な方式で使用される。ドライブチェーンまたはコンベヤチェーンとして使用されると、チェーンジョイントの領域は特に、大きな応力に晒されるので、耐摩耗性の軸受表面を必要とする。特に部品の数が多い場合、この問題に対する費用のかかる解決策を経済的なコーティング手順およびプロセスに置き換えることも好都合である。
【０００３】
ＤＥ１０２００５０４７４４９Ａ１は、より耐摩耗性の高いリンクチェーンについて提案しており、このチェーンピンおよび／またはチェーンブッシュには、硬質材料のコーティングが施されている。これらのコーティングは、ＰＶＤ（ＰＶＤ：物理蒸着）の手段によって適用される。硬質材料は、１〜１０μｍの厚さを有し、さらに耐摩擦層、例えばＰＴＦＥによって被覆され得る。
【０００４】
文書ＤＥ１０２００６０５２８６９Ａ１は、ピンおよびブッシュのリンク表面に、硬質材料のＰＶＤ層が設けられているリンクチェーンについて記載している。
【０００５】
ピンおよびブッシュは、炭素含有量が０．４重量％〜１．２重量％の高炭素含有量を有する鋼からなる。
【０００６】
ＤＥ１０２０１１００６２９４Ａ１は、硬化コーティングされた金属部品を製造するための方法について開示している。金属成分の表面層は、炭素および／または窒素含有量を高める目的のために熱処理され、次いでマルテンサイトの形成よりも低い温度で焼き入れが行われる。次いで、金属部品は、その後のコーティングプロセスが行われる温度よりも高い温度で焼きなましが行われる。コーティング自体は、ＣＶＤまたはＰＶＤ方法（ＣＶＤ：化学蒸着）によって行われる。
【０００７】
ＤＥ１０２０１３２２２２４４Ａ１は、摩擦を低減する減摩コーティングが施されたチェーン用のチェーンリンクについて記載している。コーティングは、ＰＶＤまたはＰＡＣＶＤ方法によって適用される。
【０００８】
ＤＥ１０２０１６２１５７０９Ａ１は、摩耗を低減するＣｒＮ層が設けられた鋼のブッシュ、リンク、ピン、およびコイルなどのチェーン部品を示している。ＣｒＮ層は、ＣＶＤ手順の手段によって生成される。この場合、窒素は、処理前に窒化された鋼から得られる。
【０００９】
ローラーチェーンまたはブッシュチェーン用のジョイントについては、ＷＯ２０１４／０１９６９９Ａ１に開示されている。硬質材料の窒化物層または炭化物層は、ＰＶＤまたはＣＶＤ手順の手段によってジョイントに適用される。
【００１０】
硬化コーティングされた金属部品を製造するための前述の解決策は、欠点を有する。ＰＶＤ方法は、１０−４〜１０Ｐａの作動圧力、およびコーティングの性質によっては、数百℃の温度の作業を必要とする。したがって、ＰＶＤ手順におけるコーティングチャンバには、高い要求が課される。加えて、ＰＶＤ方法は、バルク材料には適用可能ではない。基材および堆積される材料（ターゲット）は、コーティングチャンバ内で空間的に分離されている。ＰＶＤ手順は、いわゆる視程プロセス、すなわち、ターゲットから目視可能な表面のみがコーティングされるプロセスである。内側表面または穴は、より薄いコーティングを受ける。一方で、粉末方法は、硬質材料の層への炭素の拡散が、炭化物の形成をもたらすという問題を有する。しかしながら、窒化物、特に窒化クロムは、摩耗に関して部品の顕著に良好な作動寿命を約束するので、特に表面近くの領域での窒化物の形成を向上する必要がある。この要件は、最先端技術で提案されている手順によっては、いかなる方式でも満たされない。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、硬質材料層の高い品質および長い寿命を有し、大量生産プロセスで簡単かつ経済的に作製することができ、単位時間当たりで多数のアイテムのコーティングを経済的に実施することを可能にする、硬化窒化物でコーティングされた金属部品を利用可能にすることである。
【００１２】
本発明のこの目的は、請求項１に記載のデバイスの手段によって達成される。
【００１３】
パワートランスミッション用チェーンの本発明によるチェーン部品は、硬質材料の層でコーティングされている。チェーン部品は、鋼系基材、ならびに基材の外部に硬質材料の層を有する。硬質材料の層は、窒化金属を含有するように作製されている。本発明によれば、硬質材料の層内の炭素（Ｃ）の質量濃度は、特に硬質材料の層の外側に向かって減少する。
【００１４】
これは、炭素含有鋼の硬質層が基材上に堆積されるＣＶＤコーティングの手段によるものであり、この層は、高い耐摩滅性および耐摩耗性、高い硬度および温度安定性、低い摩擦、ならびに良好な化学的特性および低い付着傾向を有する。耐摩耗性の向上の他に、硬質材料の層は、耐食性も増加させる。炭素含有鋼は、十分な強度および良好な耐焼き戻し特性を有するので、これらの鋼は基材として好適であり得る。硬質材料の層は、金属および非金属の硬質材料の両方からなり得る。好適な金属硬質材料は、遷移金属、例えばクロム、タングステン、ジルコニウム、チタンのすべての炭化物、窒化物、炭窒化物、ホウ化物、およびケイ化物である。好適な非金属の硬質材料は、例えば、ダイヤモンドおよびＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、ならびにコランダム、炭化ホウ素、立方晶窒化ホウ素、炭化ケイ素、または窒化アルミニウムである。窒化金属形成剤、具体的には窒化クロム（ＣｒＮ）は、多い炭素含有量を有する鋼の基材の表面を直接コーティングするのに好適であることが分かっている。窒化クロムは、他の金属および非金属の硬質材料と比較して、いくつかの利点を有する。加えて、窒化クロムは、ＣＶＤの手段によって堆積することができ、基材への良好な付着性を有し、少なくとも１〜５μｍの厚さで高い耐摩滅性を有する硬質材料の薄層を生成することができる。ＰＶＤ手順と比較して、ＣＶＤ手順は、硬質材料の層の生成に関して利点を提供する。ＰＶＤ手順とは対照的に、例えば、コーティングされる基材が、回転ドラム内で窒素含有粉末を用いてコーティングされるＣＶＤ手順は、バルク材料に適用可能であり、設備技術、整備およびプロセス技術に関して経済的利点を提供する。コーティングプロセスは、ある特定の処理温度および周囲圧力で数時間にわたって行われる。狭い穴を含む、基材のすべての到達可能な表面は、均一にコーティングされる。コーティングされた基材は、コーティングプロセスの終わりに冷却される。ＰＶＤ手順の場合では、コーティングは、堆積される材料を１０−４〜１０Ｐａの作動圧力で気化させることによって実施され、基材と堆積される材料とは空間的に分離されていることは不利である。
【００１５】
硬質材料の層は、本質的にＣｒＮからなるように形成される。層は、部品の表面上の外側（外側表面）、および基材と接触する内側を有する。炭素含有鋼が基材として使用されるとき、炭素は、高い処理温度で鋼から硬質材料の層に拡散し、ＣｒＮＣおよび／またはＣｒＣを形成する。
【００１６】
硬質材料の層は、硬質材料の層の外側表面上のＣ質量濃度が、内部のものよりも低くなるように形成されることが有利である。これにより、耐摩耗性が、したがって、本発明によるチェーン部品の寿命が明らかに増加される。さらに、硬質材料の層は、その外部に対して、より多い窒化金属含有量を明らかに有し、これは、炭化金属で作製された硬質材料の層と比較して、耐摩耗性の改善をもたらす。
【００１７】
センサーデバイスに関する本発明のさらなる実施形態は、従属請求項２〜１５に記載されている。
【００１８】
本発明のさらなる実施形態では、硬質材料の層の外側表面での窒素の質量濃度は、炭素の質量濃度よりも高い。好ましいさらなる実施形態では、窒素の質量濃度対炭素の質量濃度の比は、３：１よりも高く、最も好ましくは５：１よりも高い。
【００１９】
本発明のさらなる実施形態では、基材近くの領域の硬質材料の層内のＣ質量濃度は、硬質材料の層の外側に向かって増加する。炭素含有鋼からなる既存の基材に向かって炭素が拡散することを通じて、基材の表面に炭素が蓄積することによる。したがって、硬質材料の層のＣ質量濃度は、基材の表面近くで増加する。
【００２０】
本発明のさらなる実施形態では、Ｃ質量濃度は、硬質材料の層内で最大に達する。これは、炭素含有鋼からなる基材の表面に向かって炭素が拡散することを通じて、基材の表面に炭素が蓄積することによる。したがって、硬質材料の層のＣ質量濃度は、基材の表面近くで最大である。
【００２１】
本発明のさらなる実施形態では、硬質材料の層の外側表面から最大距離での硬質材料の層内のＣ質量濃度は、硬質材料の層と基材との間の境界から最大距離での硬質材料の層内のＣ質量濃度よりも低い。炭素含有鋼からなる基材の表面に対して炭素が拡散することを通じて、基材の表面に炭素が蓄積することによる。したがって、硬質材料の層内のＣ質量濃度の最大値は、基材近くである。
【００２２】
本発明のさらなる実施形態では、基材近くの領域内で増加する、硬質材料の層内のＣ質量濃度の増加量は、Ｃ質量濃度が減少する領域内での増加する量よりも高い。基材近くの領域では、Ｃ質量濃度が急激に上昇する。硬質材料の層の大部分の炭素は、結果的に硬質材料の層のかなり深い場所で結合している。
【００２３】
本発明のさらなる実施形態では、硬質材料の層内の窒素（Ｎ）の質量濃度は、硬質材料の層の外部に向かって増加する。したがって、硬質材料の層の外側表面は、より深い領域よりも多いＣｒＮ含有量を有する。
【００２４】
本発明のさらなる実施形態では、基材近くの領域内の硬質材料の層内のＮ質量濃度の増加は、硬質材料の層の外側表面に近接する領域内での増加よりも大きい。したがって、硬質材料の層のＮ質量濃度は、基材の表面近くで最大に達する。
【００２５】
本発明のさらなる実施形態では、硬質材料の層内の平均Ｎ質量濃度は、硬質材料の層内の平均Ｃ質量濃度よりも高い。可能な限り均質な硬質材料のＣｒＮ層を得るために、例えば基材のニトロ化を介して、および／または窒素含有粉末の使用を通じて、好適な処理パラメータの方式によって、Ｎ質量濃度を増加させることが可能であることが有利である。
【００２６】
本発明のさらなる実施形態では、硬質材料の層内の平均Ｎ質量濃度は、硬質材料の層内の平均Ｃ質量濃度よりも２倍、好ましくは３倍、特に好ましくは４倍高い。この実施形態は、硬質材料の層が主にＣｒＮからなることを保証する。
【００２７】
本発明のさらなる実施形態では、硬質材料の層の表面近くの領域内での平均Ｎ質量濃度は、あらゆる深さにおいて、硬質材料の層内の平均Ｃ質量濃度よりも高い。基材近くの硬質材料の層のより深い場所で、炭素含有鋼からなる基材の炭素が蓄積する。この炭素濃縮により、炭化物、主に炭化鉄および炭化クロムの形成がもたらされる。表面近くの領域は、層厚の５０％、好ましくは層厚の６５％、特に好ましくは層厚の８０％に達する深さを有する。
【００２８】
本発明のさらなる実施形態では、硬質材料の層内のクロム（Ｃｒ）の平均質量濃度は、硬質材料の層内の鉄（Ｆｅ）の平均質量濃度よりも高い。Ｃｒは、コーティングプロセスの手段によって、例えば、Ｃｒ、Ｆｅを含有する粉末の方式によるＣＶＤプロセス中に、主に硬質材料の層に組み込まれる。硬質材料の層に存在するＦｅは、基材への硬質材料の層の付着特性を改善し、フレーキングを防ぐ。
【００２９】
本発明のさらなる実施形態では、硬質材料の層内の平均Ｃｒ質量濃度は、硬質材料の層内の平均Ｆｅ質量濃度よりも２倍、好ましくは４倍、特に好ましくは６倍高い。硬質材料の層および／または拡散層内のＦｅは、基材への硬質材料の層の付着を改善するのに少量で十分である。
【００３０】
本発明のさらなる実施形態では、硬質材料の層の表面近くの領域内の平均Ｃｒ質量濃度は、あらゆる深さにおいて、硬質材料の層内の平均Ｆｅ質量濃度よりも高い。硬質材料の層の基材近くのより深い場所では、鋼からなる基材のＦｅ含有量が増加する。表面近くの領域は、層厚の５０％、好ましくは層厚の６５％、特に好ましくは層厚の８０％までの深さを有する。
【００３１】
本発明によるセンサおよび本発明の方法の例示的な実施形態は、図面において概略的かつ簡略化された方式で示され、続く記載でより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】部品に硬質材料をコーティングしたチェーン
【図２】サンプル１の元素Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎ、およびＣの深さプロファイル分析
【図３】サンプル２の元素Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎ、およびＣの深さプロファイル分析
【００３３】
図１は、例えばチェーンドライブに使用することができる、チェーン１０の２つのチェーンリンクを示している。チェーン１０は、チェーンリンクを介して相互連結された内側リンクおよび外側リンクをそれぞれ備えたブッシュチェーンとして構成されている。内側チェーンリンクは、平行に走る２つのそれぞれの内側フラップ１３と、内側フラップ１３を互いに接続する２つのブッシュ１２とからなり、ブッシュ１２はフラップ１３に垂直である。
【００３４】
外側チェーンリンク１４は、２つの平行な外側フラップ１４からなり、それらは２つのピン１１によって互いに接続され、ピン１１は、回転可能であるように、内側チェーンリンク１３のブッシュ１２に配設されている。外側チェーンリンク１４は、隣接する内側チェーンリンク１３に回転可能な様式でピン１１によって締結され、外側フラップ１４の方式によって、内側チェーンリンク１３を第２の内側チェーンリンク１３に接続し、外側フラップ１４は、内側フラップ１３に平行に走る。外側チェーンリンク１４のピン１１は、内側チェーンリンク１３のブッシュ１２に回転可能な様式で配設され、各接続は、チェーン１０のチェーンリンクを構成する。チェーン１０のピン１１は、完全に炭素含有鋼からなり、ピン１１のジョイント表面は、ＣＶＤプロセスの方式によって堆積された硬質材料のＣｒＮ層が設けられる。ブッシュ１２は、代替的または追加的に、炭素含有材料で作製することもでき、そのジョイント表面および／または軸受表面上に硬質材料のＣＶＤ層を設けてもよい。
【００３５】
以下は、それぞれＣＶＤプロセスの手段によって硬質材料の層でコーティングされている、本発明による２つの異なるチェーン部品の２つの濃度プロファイルを提示する。試験片は、窒化鋼４０ＣｒＭｏＶ１３−９で作製されたピン１１である。層は、約１０μｍの層厚を有する窒化クロムおよび炭化クロムからなる。２つのサンプルの濃度プロファイルは、グロー放電発光分光方法（ＧＤ−ＯＥＳ）によって決定された。この手順では、ＤＣプラズマの陰極として金属サンプルを使用する。表面から始めて、サンプルは、アルゴンイオンを用いる陰極スパッタリングによって、層の表面から着実に除去される。除去された原子は、拡散によってプラズマに入る。衝突プロセスの手段によって励起されると、原子は特徴的な波長を有する光子を放出し、光子の放出を付属の分光計によって記録し、定量化される。
【００３６】
図２は、サンプル１の濃度プロファイルを示している。分離プロセス中に、まず、サンプルを０〜９６０℃まで約１時間加熱した。保持時間は合計６時間であり、次いでサンプルを２００℃までゆっくりと（約１０時間）冷却した。プロセス中に、反応器を窒素でフラッシュした。横軸は、より良好に視覚化するために、深さを対数スケールで示している。縦軸は、明確性の理由から、相対的なスケールも用いて質量濃度を示している。縦軸の１００％は、１００％の元素ＦｅおよびＣｒ、２０％のＮ、ならびに５％のＣの質量濃度に対応する。
【００３７】
０〜７．５μｍの範囲のＦｅ質量濃度は、常に０％近くである。Ｆｅ質量濃度は、８μｍ以降５％に上昇する。深さ１０μｍを超える領域内でのＦｅ質量濃度は、深さ２７μｍまで９０％に急激に増加する。２７μｍを超える深さ以降、５０μｍでのＦｅ質量濃度は、より少ない勾配で９２％まで常に上昇する。
【００３８】
０〜７．５μｍの領域内のＣｒ質量濃度は、０μｍでの８６％から７．５μｍでの８８％まで常に上昇する。深さ７．５μｍ以降深さ２５μｍに達するまでのＣｒ質量濃度は、１０％の値まで急激に減少する。深さ２５μｍ以降、深さ５０μｍでのＣｒ質量濃度は、５％の値まで降下する。
【００３９】
Ｎ質量濃度は、０μｍでは１０．８％であり、７．５μｍでは６％の値まで降下する。質量濃度の減少は一定ではなく、深さ２．５μｍでは、９．４％まで増加したＮ質量濃度が観察される。深さ７．５μｍ以降、Ｎ質量濃度は、１０μｍで最大値１５．６％まで急激に増加する。深さ１３μｍでのＮ質量濃度は、２５μｍで２％の値まで急激に降下する。したがって、層厚は、合計約１３μになる。
【００４０】
Ｃ質量濃度は、０μｍでは０．７５％の値を有し、２．５μｍでは１．２５％の値まで増加する。深さ２．５μｍ以降、Ｃ質量濃度は、８μｍで最大値２．７５％まで急激に増加する。深さ８μｍ以降、Ｃ質量濃度は、２５μｍで０．５％の値まで急激に降下する。
【００４１】
炭素および窒素の質量濃度の推移の分析は、硬質材料の層の表面での窒素の質量濃度が、炭素の質量濃度よりも高いことを示している。比はおよそ１４：１であり、したがって１０：１を超える。
【００４２】
図３は、本質的にＣｒＣからなる中間層が硬質材料の層に組み込まれたサンプル２の濃度プロファイルを示している。分離プロセス中に、まず、サンプルを９５０℃まで約４５分間加熱した。保持時間は合計７時間であり、次いでサンプルを２００℃までゆっくりと（約１０時間）冷却した。プロセス中に、反応器を窒素でフラッシュした。図２のように、横軸は、深さを対数スケールでも示している。縦軸は、質量濃度を相対スケールで示している。縦軸の１００％は、１００％の元素ＦｅおよびＣｒ、２０％のＮ、ならびに５％のＣの質量濃度に対応する。
【００４３】
Ｆｅ質量濃度は、０〜３μｍの範囲では常に０％である。Ｆｅ質量濃度は、３μｍ以降５％まで増加する。８μｍよりも深い領域でのＦｅ質量濃度は、２７μｍで８８％まで急激に増加する。２７μｍを超える深さ以降、５０μｍでのＦｅ質量濃度は、少ない勾配で９０％まで常に増加する。
【００４４】
深さ０μｍでのＣｒ質量濃度は、８１％であり、その後深さ２μｍで７８％の値まで降下する。深さ２μｍ以降のＣｒ質量濃度は、深さ３μｍで最大８５％まで増加する。深さ３μｍ以降、深さ９μｍでのＣｒ質量濃度は、７５％まで降下する。深さ９μｍ以降、深さ２５μｍでのＣｒ質量濃度は、５％まで急激に降下する。
【００４５】
Ｎ質量濃度は、０μｍでは９．８％の値を有し、７．５μｍでは６％の値まで降下する。質量濃度の減少は一定ではなく、深さ２．５μｍでは、９．４％まで増加したＮ質量濃度が観察される。深さ７．５μｍ以降、Ｎ質量濃度は、１０μｍで最大１５．６％まで急激に増加する。深さ１２μｍでのＮ質量濃度は、２５μｍで２％まで急激に降下する。したがって、層厚は、合計約１２μｍになる。
【００４６】
Ｃ質量濃度は、深さ０μｍで２．５％であり、２μｍで２．６％まで増加する。深さ２μｍ以降、Ｃ質量濃度は、４μｍで最大３．７５％まで急激に増加する。深さ４μｍ以降、深さ１５μｍでのＣ質量濃度は、０．３５％まで急激に降下する。
【００４７】
炭素および窒素の質量濃度の推移の分析は、硬質材料の層の表面上の窒素の質量濃度が、炭素の質量濃度よりも高いことを示している。比は、約４：１である。
【符号の説明】
【００４８】
１  離型剤
２  活性剤
３  金属
４  窒化金属
５  バルク材料
６  硬質材料の層
１０  チェーン
１１  ピン
１２  ブッシュ
１３  内側フラップ
１４  外側フラップ
Ｍ  金属
Ｎ  窒素
【図１】
2021513611.tif 000003
【図２】
2021513611.tif 000004
【図３】
2021513611.tif 000005
【国際調査報告】
2021513611.tif 000006
2021513611.tif 000007
2021513611.tif 000008
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