メッキとＰＶＤ膜

2021年6月11日

 

時々、お客様で耐摩耗性評価「メッキ」と「ＰＶＤ膜」を行うことがあります。
例えば、硬質ＣｒメッキとＰＶＤ　ＣｒＮ膜の比較です。

膜硬度比較では、
硬質Ｃｒメッキが９００Ｈｖ、
ＰＶＤのＣｒＮ　１７００Ｈｖであり、
ＰＶＤのＣｒＮが優位と思われますが
結果に差異が見られない場合があります。

事例として、

製品、材質　：摺動部品　焼き入れ鋼
成膜仕様　　：膜厚50μｍの硬質クロムメッキ、ＰＶＤ　ＣｒＮ膜厚３μｍ。
試験環境　　：圧力を掛けた液中（４０μｍ大の不定形硬質砥粒を含む）での摺動耐摩耗試験。


結果は、

ＣｒＮ膜は母材に達する深く短い傷が入り、
硬質クロムメッキには細く長い傷が多数発生しました。

評価は摩耗状態は異なるが、ＣｒＮの優位は見られないとのことでした。

この現象を推察しますと、
硬質砥粒のサイズが大きく、圧力が砥粒先端に集中。
基材の表面変形が起こり膜割れが発生、砥粒が貫通。母材の傷を発生させたと思われます。
このような場合、どの様な膜であろうが、膜種を変え、硬度上げても結果が変わらないことが多いです。
また、砥粒が小さい場合は、ＣｒＮ膜の耐摩耗性が優れる結果となりました。

 

メッキは適度な硬度、膜厚設定の自由度、低温の処理温度（５０℃程度）が他の表面処理に比べ、優れています。

ＰＶＤは、膜種が多種多様ある為、選択幅が広く、また高硬度、密着性の高い成膜ができることが優れています。
メッキと比較してＰＶＤは膜厚が薄いです。
その為、成膜する基材には膜の硬さに近い材料を選ぶ事が、ＰＶＤ膜を上手く使うコツです。

今回の事例では、母材の硬度を上げることを提案いたしました。