DE19780806C2

DE19780806C2 - Verfahren zum Entfernen eines über der inneren Oberfläche einer Führungsbuchse gebildeten Hartkohlenstoffilmes

Info

Publication number: DE19780806C2
Application number: DE19780806T
Authority: DE
Inventors: Osamu Sugiyama; Yukio Miya; Ryota Koike; Takashi Toida; Toshiichi Sekine
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1996-08-15
Filing date: 1997-08-15
Publication date: 1999-12-30
Anticipated expiration: 2017-08-16
Also published as: CN1116451C; US5993680A; WO1998006885A1; JP3224134B2; DE19780806T1; CN1205038A

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren des Entfernens eines Hartkohlenstoffilmes, der über der inneren Oberfläche, die in gleitendem Kontakt mit einem Werkstück steht, einer Führungsbuchse gebildet ist, die in einem Dreh automaten zum drehbaren Halten des Werkstückes angebracht ist.

HINTERGRUNDSTECHNOLOGIE

Führungsbuchsen, die auf einer Säule eines Drehautomatens zum drehbaren Halten eines stangenartigen Werkstückes an einer Position nahe zu einem Schneidwerkzeug angebracht sind, wer den in einen Drehtyp und einen stationären Typ unterteilt. Eine Drehführungsbuchse dreht sich zusammen mit einem Werk stück und hält das Werkstück zur axialen Verschiebung. Eine stationäre Führungsbuchse verbleibt stationär und hält ein Werkstück zur Drehung und zur axialen Verschiebung.

Eine Führungsbuchse beider Typen weist einen Abschnitt mit einer angeschrägten äußeren Oberfläche, die mit Schlitzen versehen ist, so daß der selbe Abschnitt elastisch ist, einen Gewindeabschnitt zum Halten der Führungsbuchse auf der Säule und eine innere Oberfläche zum Halten eines Werkstückes auf. Die innere Oberfläche immer in gleitendem Kontakt mit einem Werkstück unterliegt der Gefahr abgenutzt zu werden und ins besondere die innere Oberfläche einer stationären Führungs buchse wird schnell abgenutzt.

Daher wurde in der WO 98-1600 A bereits eine Führungsbuchse vorgeschlagen, in der ein Hartkohlenstoffilm über der inneren Oberfläche davon gebildet ist, die in gleitendem Kontakt mit einem Werkstück kommt, wenn das Werkstück gedreht und ver schoben wird, so daß dramatisch der Abnutzungswiderstand der inneren Oberfläche verbessert wird und das Festkommen zwi schen der inneren Oberfläche und dem Werkstück am Auftreten gehindert wird.

Der Hartkohlenstoffilm ist aus einem hydrierten amorphen Koh lenstoff gebildet, der eng in Eigenschaften dem Diamant äh nelt. Daher wird hydrierter amorpher Kohlenstoff auch dia mantartiger Kohlenstoff (DLC) genannt.

Der Hartkohlenstoffilm (DLC-Film) weist eine hohe Härte auf (nicht niedriger als Vickers 3.000 Hv), ist hervorragend in Abnutzungswiderstand und Korrosionswiderstand und weist einen kleine Reibungskoeffizienten auf (ungefähr ein 1/8 von dem einer superharten Legierung).

Die Führungsbuchse mit einer inneren Oberfläche, die in glei tendem Kontakt mit einem Werkstück steht, die mit dem Hart kohlenstoffilm beschichtet ist, weist einen Abnutzungswider stand hervorragender als die herkömmliche Führungsbuchse auf, an deren inneren Oberfläche eine superharte Legierung oder ein Keramikmaterial angebracht ist.

Folglich kann ein Drehautomat, der die stationäre Führungs buchse verwendet, die mit dem Hartkohlenstoffilm über der in neren Oberfläche davon versehen ist, wie oben beschrieben wurde, Schwermaschinenverarbeitung erreichen, bei der die Tiefe des Schnittes groß und die Schneidgeschwindigkeit hoch ist, mit hoher Genauigkeit während einer ausgedehnten Zeit dauer ohne Beschädigung des Werkstückes oder Festkommen zu verursachen.

Weiter kann der Hartkohlenstoffilm bevorzugt auf einer Zwi schenschicht gebildet werden, die über der inneren Oberfläche der Führungsbuchse gebildet ist, so daß die Anhaftung zwi schen der inneren Oberfläche und des Hartkohlenstoffilmes vergrößert wird.

Wenn die Zwischenschicht aus einem Zweischichtfilm gebildet ist, die aus einer unteren Schicht aus Titan, Chrom oder einer Titan oder Chrom enthaltenden Verbindungsschicht und einer oberen Schicht aus Silizium, Germanium oder einer Sili zium oder Germanium enthaltenden Verbindungsschicht besteht, stellt die untere Schicht die Anhaftung an der inneren Ober fläche (Werkzeuglegierungsstahl als Substratmetall) der Füh rungsbuchse sicher, und die obere Schicht ist fest mit dem Hartkohlenstoffilm verbunden. Daher haftet der Hartkohlen stoffilm fest an der inneren Oberfläche der Führungsbuchse mit hoher Anhaftung an.

Der Hartkohlenstoffilm kann auf einem harten Auskleidungsteil einer superharten Legierung wie Wolframkarbid (WC) oder einem gesinterten Keramikmaterial wie Siliziumkarbid (SiC), die auf der inneren Oberfläche der Führungsbuchse gebildet ist, ge bildet sein. Eine zwischen solch einem harten Auskleidungs teil und dem Hartkohlenstoffilm eingefügte Zwischenschicht vergrößert weiter die Anhaftung des Hartkohlenstoffilmes.

Selbst wenn die Führungsbuchse mit dem Hartkohlenstoffilm über der inneren Oberfläche davon versehen ist, wie oben be schrieben ist, tritt jedoch die Notwendigkeit des Entfernens des Hartkohlenstoffilmes von der inneren Oberfläche davon auf, so daß die Führungsbuchse wieder benutzbar gemacht wird in dem Fall, daß irgendein Effekt in den Hartkohlenstoffilm während eines Testes nach seiner Bildung erkannt worden ist, daß der Hartkohlenstoffilm nach Benutzung während einer lan gen Zeitdauer beschädigt ist oder daß irgendein anderes Pro blem gefunden wurde, das daran auftrat.

In solch einem Fall ist es vorstellbar, den Hartkohlen stoffilm, der über der inneren Oberfläche der Führungsbuchse gebildet ist, durch Benutzung einer herkömmlichen Technik wie das Plasmaätzverfahren zu entfernen.

Fig. 10 ist eine Ansicht zum Darstellen eines Verfahrens zum Entfernen des Hartkohlenstoffilmes von der inneren Oberfläche einer Führungsbuchse durch Benutzung des Plasmaätzverfahrens.

Wie in der Figur gezeigt ist, eine Führungsbuchse 11 mit einem über der inneren Oberfläche davon gebildeten Hartkoh lenstoffilm 15 ist innerhalb eines Vakuumgefäßes vorgesehen, das eine Gaseinlaßöffnung 63 und eine Evakuierungsöffnung 65 aufweist und mit einer Anode 79 und mit einem Glühfaden 81 in dem oberen Teil darin versehen ist, und die sicher durch iso lierte Halteteile 80 gehalten ist.

Das Vakuumgefäß 61 wird dann durch ein Mittel zum Evakuieren (nicht gezeigt) evakuiert, wobei Luft durch die Evakuierungs öffnung 65 entfernt wird. Danach wird eine von einer Anoden spannungsquelle 75 gelieferte Gleichspannung an die gegenüber der Führungsbuchse 11 vorgesehene Anode 79 angelegt, und eine von einer Heizdrahtspannungsquelle 77 gelieferte Wechselspan nung wird an den Heizdraht 81 angelegt, während eine von einer Gleichspannungsquelle 73 gelieferte Gleichspannung an die Führungsbuchse 11 angelegt wird.

Gleichzeitig wird ein Sauerstoff enthaltendes Gas in das Va kuumgefäß 61 durch die Gaseinlaßöffnung 63 eingeführt, wo durch ein Sauerstoffplasma in dem Vakuumgefäß 61 so erzeugt wird, daß der über der inneren Oberfläche der Führungsbuchse 11 gebildete Hartkohlenstoffilm 15 durch Ätzen als ein Resul tat des mit dem Kohlenstoff in dem Hartkohlenstoffilm reagie renden Sauerstoffs entfernt wird.

Mit der Benutzung solch eines Verfahrens des Entfernens, wie oben beschrieben wurde, ist es jedoch unmöglich, vollständig den über der inneren Oberfläche der Führungsbuchse 11 gebil deten Hartkohlenstoffilm 15 von dem gesamten Bereich der in neren Oberfläche zu entfernen.

Dieses ist so, da mit dem Verfahren des Entfernens, wie in Fig. 10 gezeigt ist, das in die Mittelbohrung 11j der Füh rungsbuchse 11 von der offenen Endfläche davon eintretende Plasma nicht ausreichend den innersten Bereich in der Mittel bohrung 11j erreicht, wodurch kein gleichförmig verteiltes Plasma darin erzeugt wird.

Folglich kann der auf der inneren Oberfläche der Führungs buchse 11 gebildete Hartkohlenstoffilm in der Nähe der offe nen Endfläche davon durch Ätzen entfernt werden, aber der gleiche auf der innersten Seite (zu dem unteren Teil in Fig. 10 hin) der inneren Oberfläche der Führungsbuchse 11 gebil dete kann nicht.

Dieses Problem besteht auch bei dem in der JP 05-339 758 A beschriebenen Verfahren, bei welchem in einer Atmosphäre von H₂-Gas und O₂-Gas durch Glühentladung oder Lichtbogenentladung Diamantschichten von Werkzeugoberflächen entfernt werden.

Ein Verfahren gemäß der Erfindung ist entwickelt worden zum Überwinden des oben beschriebenen Problemes, und es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren vorzusehen, durch das der über der inneren Oberfläche der Führungsbuchse gebil dete Hartkohlenstoffilm von dem gesamten Gebiet der inneren Oberfläche davon mit Sicherheit entfernt werden kann.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren zum Entfernen eines Hartkohlenstoffilmes von der inneren Oberfläche einer Führungsbuchse unter Benutzung des in dem Vorangehenden be schriebene Plasmaätzverfahrens vor, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hilfselektrode in eine Mittelbohrung der Führungs buchse eingeführt wird und auf Masse gelegt wird oder eine positive Wechselspannung daran angelegt wird, damit die oben beschriebene Aufgabe gelöst wird.

Das heißt, das Verfahren des Entfernens des Hartkohlen stoffilmes von der inneren Oberfläche der Führungsbuchse ge mäß der Erfindung weist die folgenden Schritte auf:
Einführen einer Hilfselektrode in die Mittelbohrung der Führungsbuchse, in der der Hartkohlenstoffilm über der inne ren Oberfläche davon in gleitendem Kontakt mit einem Werk stück gebildet ist;
Vorsehen der Führungsbuchse mit der Hilfselektrode, die in die Mittelbohrung davon eingeführt ist, in einem Vakuumge fäß;
Legen der Hilfselektrode auf Masse oder Anlegen einer Gleichspannung daran; und
Erzeugen eines Plasmas innerhalb des Vakuumgefäßes durch Einführen eines Sauerstoff enthaltenden Gases dahinein nach Evakuieren des Vakuumgefäßes, wobei der Hartkohlenstoffilm von der inneren Oberfläche der Führungsbuchse durch Ätzen entfernt wird, das durch eine Reaktion des Sauerstoffes mit dem Kohlenstoff in dem Hartkohlenstoffilm verursacht wird.

Es gibt verschiedene Verfahren zum Erzeugen eines Plasmas in nerhalb der Vakuumgefäßes, zum Beispiel: ein Verfahren des Anlegens einer Gleichspannung an eine in dem Vakuumgefäß vor gesehene Anode bzw. einer Wechselspannung an einen ebenfalls in dem Vakuum vorgesehenen Glühfaden, während eine Gleich spannung an die Führungsbuchse angelegt wird; ein Verfahren des Anlegens einer Radiofrequenz-Elektroleistung an die Füh rungsbuchse; oder ein Verfahren des Anlegens nur einer Gleichspannung daran und ähnliches.

Für das in das Vakuumgefäß eingeführte Sauerstoff enthaltende Gas kann nur ein Sauerstoffgas, ein gemischtes Gas aus Sauer stoff und Argon, ein gemischtes Gas aus Sauerstoff und Stick stoff oder ein gemischtes Gas aus Sauerstoff und Wasserstoff benutzt werden.

Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung wird bewirkt, da die in die Mittelbohrung der Führungsbuchse eingeführte Hilfselek trode auf Masse gelegt ist oder mit einer Gleichspannung ver sorgt ist, daß eine Plasmaentladung zwischen der Hilfselek trode und der Führungsbuchse auftritt, an die eine Gleich spannung oder eine Radiofrequenz-Spannung angelegt ist. Folg lich wird ein Sauerstoffplasma durch die Mittelbohrung der Führungsbuchse erzeugt, und der Hartkohlenstoffilm kann durch Ätzen aus dem gesamten Bereich der inneren Oberfläche der Führungsbuchse aufgrund der Reaktion entfernt werden, die zwischen dem Sauerstoff und dem Kohlenstoff in dem Hartkoh lenstoffilm auftritt.

Wenn eine positive Gleichspannung an die Hilfselektrode ange legt wird, hat dies den Effekt des Sammelns von Elektronen zusammen in einem Gebiet zwischen der inneren Oberfläche der Führungsbuchse und der Hilfselektrode, das heißt eines Berei ches, der die Hilfselektrode umgibt, wodurch die Dichte der Elektronen in dem Bereich angehoben wird.

Als Resultat wird die Wahrscheinlichkeit, daß Moleküle des Sauerstoff enthaltenden Gases mit Elektronen kollidieren, na türlicherweise erhöht, wodurch die Ionisation der Gasmoleküle gefördert wird und die Plasmadichte in dem Bereich, der die Hilfselektrode umgibt, höher wird. Folglich nimmt die Ge schwindigkeit, mit der der Hartkohlenstoffilm entfernt wird, entsprechend der angelegten Spannung zu.

Weiter kann mit dem Verfahren der Erfindung, selbst wenn der Durchmesser der Mittelbohrung der Führungsbuchse kleiner wird, das Plasma innerhalb der Mittelbohrung erzeugt werden, was es möglich macht, den auf der inneren Oberfläche gebilde ten Hartkohlenstoffilm zu entfernen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 bis 6 sind schematische Schnittansichten, die Ge räte darstellen, die beim Ausführen entsprechender verschie dener Ausführungsformen eines Verfahrens des Entfernens eines über der inneren Oberfläche einer Führungsbuchse gebildeten Hartkohlenstoffilmes gemäß der Erfindung benutzt werden.

Fig. 7 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen den an eine Hilfselektrode angelegten Spannungen und Ätzgeschwindig keiten des Hartkohlenstoffilmes entsprechend der in den Fig. 4 bis 6 gezeigten Ausführungsformen zeigt.

Fig. 8 ist eine Längsschnittansicht der Führungsbuchse, von deren inneren Oberfläche der Hartkohlenstoffilm durch das Verfahren gemäß der Erfindung abgeblättert ist, und Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht derselben.

Fig. 10 ist eine schematische Schittansicht ähnlich zu der Fig. 1, die ein Gerät darstellt, das beim Ausführen eines herkömmlichen Verfahrens des Entfernens mittels Plasmaätzens des Hartkohlenstoffilmes benutzt wird, der über der inneren Oberfläche der Führungsbuchse gebildet ist.

Fig. 11 ist eine Schnittansicht eines Drehautomaten, der mit einer stationären Führungsbuchse versehen ist, die nur eine Spindel und zugehörige Teile davon zeigt.

Fig. 12 ist eine Schnittansicht eines Drehautomaten, der mit einer Drehführungsbuchseneinheit versehen ist, die nur eine Spindel und zugehörige Teile davon zeigt.

BESTE MÖGLICHKEIT DES AUSFÜHRENS DER ERFINDUNG

Ein Verfahren zum Entfernen eines über der inneren Oberfläche einer Führungsbuchse gebildeten Hartkohlenstoffilmes gemäß den bevorzugten Ausführungsformen beim Ausführen der Erfin dung wird hier im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeich nungen beschrieben.

Beschreibung eines eine Führungsbuchse verwendenden Drehauto maten

Der Aufbau eines eine Führungsbuchse verwendenden Drehautoma ten, auf die die vorliegende Erfindung anwendbar ist, wird im folgenden kurz beschrieben.

Fig. 11 zeigt nur eine Spindel und zugehörige Teile eines numerisch gesteuerten Drehautomaten in einer Schnittansicht. Der Drehautomat ist mit einer stationären Führungsbuchsenein heit 37 versehen, die fest eine Führungsbuchse 11 zum drehba ren Tragen eines Werkstückes 51 auf der inneren Oberfläche 11b der Führungsbuchse 11 hält.

Ein Spindelkopf 17 ist auf dem nicht gezeigten Bett des nume risch gesteuerten Drehautomaten zur gleitenden Bewegung in Querrichtungen, wie in Fig. 11 gesehen wird, angebracht.

Eine Spindel 19 ist zur Drehung in Lagern 21 auf dem Spindel kopf 17 gelagert, und eine Spannzange 13 ist an dem vorderen Ende der Spindel 19 angebracht. Die Spannzange 13 mit einer angeschrägten äußeren Oberfläche 13a ist in die Mittelbohrung einer Spannhülse 41 eingeführt, wobei die angeschrägte äußere Oberfläche 13a an ihrem vorderen Ende in engen Kontakt mit einer angeschrägten inneren Oberfläche 41a der Spannhülse 41 ist.

Eine durch Wickeln eines Federbandes gebildete Schraubenfeder 25 ist in eine Mittelhülse 29 an dem hinteren Ende der Spannzange 13 eingeführt. Die Spannzange 13 kann aus der Mit telhülse 29 durch die Wirkung der Schraubenfeder 25 gedrückt werden.

Die Position des vorderen Endes der Spannzange 13 ist berührt und bestimmt durch eine Hutmutter 27, die mit Schrauben an dem vorderen Ende der Spindel 19 befestigt ist. Die Hutmutter 27 hält die Spannzange 13 davon zurück, daß sie aus der Mit telhülse 29 durch die Kraft der Schraubenfeder 25 gedrückt wird.

Ein Spannbetriebsmechanismus 31, der mit Spannbetriebshebeln 13 versehen ist, ist an dem hinteren Ende der Mittelhülse 29 vorgesehen. Die Spannbetriebshebel 33 werden zum Öffnen und Schließen der Spannzange 13 so betätigt, daß die Spannzange 13 das Werkstück 51 frei gibt oder einspannt.

Wenn die Spannbetriebshebel 33 des Spannbetriebsmechanismus 31 so gedreht werden, daß ihre vorderen Enden voneinander weg bewegt werden, bewegen sich Betriebsabschnitte der Spannbe triebshebel 33 in Kontakt mit der Mittelhülse 29 nach links, wie in Fig. 11 gesehen wird, zum Drücken der Mittelhülse 29 nach links. Folglich bewegt sich die Spannhülse 41 in Kontakt mit dem linken Ende der Mittelhülse 29 nach links.

Die Spannzange 13 wird durch die Hutmutter 27, die an dem vorderen Ende der Spindel 19 mit Schrauben befestigt ist, daran gehindert, aus der Spindel 19 herausgeschoben zu wer den.

Wenn daher die Spannhülse 41 nach links bewegt wird, wird die angeschrägte innere Oberfläche 41a der Spannhülse 41 gegen die angeschrägte äußere Oberfläche 13a des geschlitzten konusförmigen Kopfabschnittes der Spannzange 13 gepreßt, und die angeschrägte innere Oberfläche 41a der Spannhülse 41 be wegt sich entlang der angeschrägten Oberfläche.

Folglich wird der Innendurchmesser der Spannzange 13 zum Greifen des Werkstückes 51 verringert.

Wenn das Werkstück 51 von der Spannzange 13 durch Vergrößern des Innendurchmessers der Spannzange 13 freigegeben wird, werden die Spannbetriebshebel 33 so gedreht, daß sich ihre vorderen Enden zueinander zum Entfernen der auf die linke Seite der Spannhülse 41 wirkenden Kraft bewegen.

Dann werden die Mittelhülse 29 und die Spannhülse 41 nach rechts, wie in Fig. 11 gesehen wird, durch die gespeicherte Energie der Schraubenfeder 25 bewegt.

Folglich wird der auf die angeschrägte äußere Oberfläche 13a der Spannzange 13 durch die angeschrägte innere Oberfläche 41a der Spannhülse 41 ausgeübte Druck weggenommen, so daß sich die Spannzange 13 durch ihre eigene Federkraft ausdehnen kann, so daß sich der Innendurchmesser der Spannzange 13 zum Freigeben des Werkstückes 51 vergrößert.

Eine Säule 35 ist vor dem Spindelkopf 17 vorgesehen, und die Führungsbuchseneinheit 37 ist auf der Säule 35 angeordnet, wobei ihre Mittelachse mit der der Spindel ausgerichtet ist.

Die Führungsbuchseneinheit 37 ist vom stationären Typ, der die Führungsbuchse 11 zum drehbaren Tragen des Werkstückes 51 auf der inneren Oberfläche 11b der Führungsbuchse 11 fest hält.

Eine Buchsenhülse 23 ist in die Mittelbohrung eines an der Säule 35 befestigten Halters 39 eingepaßt. Eine angeschrägte innere Oberfläche 23a ist in dem vorderen Endabschnitt der Buchsenhülse 23 gebildet.

Die Führungsbuchse 11 mit einem vorderen Endabschnitt, der mit einer angeschrägten äußeren Oberfläche 11a und Schlitzen 11c versehen ist, ist in die Mittelbohrung der Buchsenhülse 23 eingepaßt.

Der Freiraum zwischen der inneren Oberfläche der Führungs buchse 11 und der äußeren Oberfläche des Werkstückes 51 kann durch Drehen einer Einstellmutter 43 eingestellt werden, die auf den Gewindeabschnitt der Führungsbuchse 11 geschraubt ist und das hintere Ende der Führungsbuchseneinheit 37 fortsetzt.

Wenn die Einstellmutter 43 im Uhrzeigersinne gedreht wird, bewegt sich die Führungsbuchse 11 nach rechts, wie in Fig. 11 gesehen wird, relativ zu der Buchsenhülse 23, und die ange schrägte äußere Oberfläche 11a der Führungsbuchse 11 wird ähnlich wie die angeschrägte äußere Oberfläche der Spannzange 13 gegen die angeschrägte innere Oberfläche 23a der Buchsen hülse 23 gepreßt, und der Innendurchmesser des geschlitzten vorderen Endabschnittes der Führungsbuchse 11 wird verklei nert.

Ein Schneidewerkzeug (Schneider) 45 ist weiter von von der Führungsbuchseneinheit 37 vorgesehen. Das Werkstück 51 wird von der auf der Spindel 19 angebrachten und von der Führungs buchseneinheit 37 getragenen Spannzange 13 eingespannt. Ein von der Führungsbuchseneinheit 37 in einen Bearbeitungsbe reich vorstehender Abschnitt des Werkstückes 51 wird für vor bestimmte Bearbeitung durch eine kombinierte Bewegung der Kreuzvorschubbewegung des Schneidewerkzeuges 45 und der Längsquerbewegung des Spindelstockes 17 bearbeitet.

Ein Drehführungsbuchseneinheit, die drehbar eine Führungs buchse verwendet, die ein Werkstück greift, wird unter Bezug nahme auf Fig. 12 beschrieben, in der Teile ähnlich oder ent sprechend zu jenen in Fig. 11 gezeigten mit den gleichen Be zugszeichen bezeichnet sind.

Drehführungsbuchseneinheiten werden in jene, die die Füh rungsbuchse 11 so halten, daß sie sich synchron mit der Spannzange 13 drehen, und jene, die die Führungsbuchse 11 so halten, daß sie sich asynchron mit der Spannzange 13 drehen, unterteilt. Die in Fig. 12 gezeigte Führungsbuchseneinheit 37 hält die Führungsbuchse 11 so, daß sie sich synchron mit der Spannzange 13 dreht.

Die Drehführungsbuchseneinheit 37 wird durch eine von der Hutmutter 27, die an der Spindel 19 angebracht ist, vorste hende Antriebsstange 47 angetrieben. Ein Getriebemechanismus oder ein Riemenscheibenmechanismus kann anstelle der An triebsstange 47 zum Antreiben der Führungsbuchseneinheit 37 verwendet werden.

Die Drehführungsbuchseneinheit 37 weist einen an einer Säule 35 befestigten Halter 39 auf. Eine Buchsenhülse 23 ist in die Mittelbohrung des Halters 39 eingeführt und ist von Lagern 21 auf dem Halter 39 gelagert, und die Führungsbuchse 11 ist in die Mittelbohrung der Buchsenhülse 23 eingepaßt.

Die Buchsenhülse 23 und die Führungsbuchse 11 sind ähnlich zu jenen entsprechenden in Fig. 11 dargestellten. Der innere Durchmesser der Führungsbuchse 11 kann verringert werden, und der Freiraum zwischen der inneren Oberfläche der Führungs buchse 11 und der äußeren Oberfläche des Werkstückes 51 kann durch Drehen einer Einstellmutter 43 eingestellt werden, die auf den Gewindeabschnitt der Führungsbuchse 11 geschraubt ist und die das hintere Ende der Führungsbuchseneinheit 37 fort setzt.

Dieser Drehautomat ist von dem gleichen Aufbau wie der in Fig. 11 dargestellte Drehautomat mit der Ausnahme, daß dieser Drehautomat mit der Drehführungsbuchseneinheit 37 versehen ist, und folglich die weitere Beschreibung davon weggelassen wird.

Beschreibung der Führungsbuchse, die mit dem über der inneren Oberfläche davon gebildeten Hartkohlenstoffilm versehen ist.

Nun wird die Führungsbuchse, von deren inneren Oberfläche der Hartkohlenstoffilm durch das Verfahren der Erfindung zu ent fernen ist, hier im folgenden beschrieben.

Fig. 8 und 9 sind eine Längsschnittansicht bzw. eine per spektivische Ansicht der Führungsbuchse als Beispiel.

Es wird Bezug genommen auf Fig. 8 und 9, die Führungs buchse 11 ist in einem freien Zustand gezeigt, in dem ein vorderer Endabschnitt offen ist. Die Führungsbuchse 11 weist einen Kopfabschnitt mit einer angeschrägten äußeren Oberflä che 11a an einem Längsende davon und einen Gewindeabschnitt 11f an dem anderen Längsende davon auf.

Weiter weist die Führungsbuchse eine Mittelbohrung 11j, die entlang ihrer Mittelachse gebildet ist, die einen Innendurch messer unterschiedlich von den anderen Teilen aufweist, und eine innere Oberfläche 11b zum Halten eines Werkstückes 51 innerhalb des Kopfabschnittes mit der angeschrägten äußere Oberfläche 11a auf. Die Führungsbuchse ist ebenfalls mit einem gestuften Abschnitt 11g mit einem Innendurchmesser größer als der der inneren Oberfläche 11b auf, der in dem Be reich der Mittelbohrung außerhalb der inneren Oberfläche 11b gebildet ist.

Die Führungsbuchse 11 ist mit drei Schlitzen 11c versehen, die in Winkelabständen von 120° so geschnitten sind, daß die angeschrägte äußere Oberfläche 11a in drei gleiche Teile in einem Bereich davon unterteilt ist, der sich von dem Kopfab schnitt mit der angeschrägten äußeren Oberfläche 11a zu einem elastischen biegbaren Abschnitt 11d erstreckt.

Der Freiraum zwischen der inneren Oberfläche 11b und dem durch gestrichelte Linien in Fig. 8 bezeichneten Werkstück 51 kann durch Pressen der angeschrägten äußeren Oberfläche 11a der Führungsbuchse 11 gegen die angeschrägte innere Oberflä che der Buchsenhülse so eingestellt werden, daß der elasti sche biegbare Abschnitt 11d gebogen wird.

Die Führungsbuchse 11 weist einen Paßabschnitt 11e zwischen dem elastischen biegbaren Abschnitt 11d und dem Gewindeab schnitt 11f auf. Wenn der Paßabschnitt 11e in die Mittelboh rung der Buchsenhülse 23 (Fig. 11 und 12) eingepaßt ist, kann die Buchsenhülse 11 mit ihrer Achse in Ausrichtung mit der Mittelachse der Spindel vorgesehen werden.

Die Führungsbuchse 11 ist aus einem Werkzeuglegierungsstahl (SK-Stahl) gemacht. Wenn die Führungsbuchse 11 gebildet wird, wird ein Werkstück aus Werkzeuglegierungsstahl in vorbe stimmte innere und äußere Formen gearbeitet, und das gearbei tete Werkstück wird Abschrecken und Ausglühen unterworfen.

Bevorzugt kann eine superharte Auskleidung 12 der Dicke in dem Bereich von 2 bis 5 mm an der Führungsbuchse 11, wie in Fig. 8 gezeigt ist, durch Hartlöten gebildet werden zum Bil den der inneren Oberfläche 11b, die in Gleitkontakt mit dem Werkstück 51 kommt.

Für die superharte Auskleidung kann z. B. eine Legierung be nutzt werden, die 85 bis 90% Wolfram (W), 5 bis 7% Kohlen stoff (C) und 3 bis 10% Kobalt (Co) als Binder enthält.

Ein Freiraum in dem Bereich von 5 bis 10 µm ist zwischen der inneren Oberfläche 11b und dem Werkstück 51 in seiner radia len Richtung in einem Zustand gebildet, in dem die ange schrägte äußere Oberfläche 11a geschlossen ist. Somit gleitet das Werkstück 51 relativ zu der inneren Oberfläche 11b der Führungsbuchse 11, die Reibungsabnutzung der inneren Oberflä che 11b wird ein Problem.

Wenn die Führungsbuchse 11 in einer stationären Führungsbuch seneinheit benutzt wird, dreht sich das in der stationären Führungsbuchse 11 gelagerte Werkstück 51 mit hoher Geschwin digkeit zum Bearbeiten. Das heißt, die innere Oberfläche 11b und das Werkstück 51 gleiten aneinander mit hoher Geschwin digkeit. Da weiter das Werkstück 51 einen übermäßig hohen Druck auf die innere Oberfläche 11b durch die Bearbeitungsbe lastung ausübt, kann das Problem des Festfressens auftreten.

Daher ist der im vorangehenden beschriebene Hartkohlen stoffilm (DLC-Film) 15 über der inneren Oberfläche 11b der Führungsbuchse 11 gebildet, und seine Dicke ist in dem Be reich von 1 bis 5 µm eingestellt.

Wie zuvor hier beschrieben wurde, ist der Hartkohlenstoffilm dem Diamant in Eigenschaften ähnlich mit einer hohen mechani schen Festigkeit, einem kleinen Reibungskoeffizienten, einer befriedigenden Selbstschmierung und einem hervorragenden Korrosionswiderstand.

Der die innere Oberfläche 11b bedeckende Hartkohlenstoffilm 15 erhöht den Abnutzungswiderstand der Führungsbuchse 11 deutlich, die Führungsbuchse 11 widersteht einer ausgedehnten Benutzungsdauer und schwerer Bearbeitung, und die Abnutzung der inneren Oberfläche 11b in Kontakt mit dem Werkstück 11 wird verringert. Weiter kann Abriebbeschädigung des Werk stückes 51 verringert werden, und das Festkommen zwischen der Führungsbuchse 11 und dem Werkstück 51 kann vermieden werden.

Der Hartkohlenstoffilm kann direkt über der inneren Oberflä che eines die Führungsbuchse 11 bildenden Substratmetalles (SKS) oder der superharten Auskleidung 12 gebildet werden. Es kann jedoch bevorzugt sein, ihn mit einer Zwischenschicht (nicht gezeigt) dünn in der Dicke zu bilden, die zwischen die innere Oberfläche 11b und den Hartkohlenstoffilm eingefügt wird, damit die Anhaftung an der inneren Oberfläche 11b erhöht wird.

Die Zwischenschicht kann aus einem Element, das zu der Unter gruppe IVb in dem Periodensystem der Elemente gehört, wie Silizium (Si), Germanium (Ge) oder einer Silizium oder Germa nium enthaltenden Verbindung zusammengesetzt sein. Oder eine Kohlenstoff enthaltende Verbindung wie Siliziumkarbid (SiC) oder Titankarbid (TiC) kann ebenfalls benutzt werden.

Für die Zwischenschicht kann eine Verbindung aus Silizium (Si) und einem aus der Gruppe ausgewählten Element, die aus Titan (Ti), Wolfram (W), Molybdän (Mo) und Tantal (Ta) be steht, ebenfalls benutzt werden.

Die Zwischenschicht kann ein Zweischichtfilm sein, der aus einer aus Titan (Ti) oder Chrom (Cr) zusammengesetzten unte ren Schicht und einer aus Silizium (Si) oder Germanium (Ge) zusammengesetzten oberen Schicht besteht.

Mit einer wie oben beschrieben gebildeten Zwischenschicht dient Titan oder Chrom in der unteren Schicht davon zum Auf rechterhalten der Anhaftung an dem Substratmetall der Füh rungsbuchse 11 oder der superharten Auskleidung 12, und Sili zium oder Germanium in der oberen Schicht davon dient zum Verstärken der Verbindung mit dem Hartkohlenstoffilm 15 durch die Kovalentbindung damit.

Die Dicke der oben beschriebenen Zwischenschicht ist so ein gestellt, daß sie in der Größenordnung von 0,5 µm ist. In dem Fall jedoch, in dem die Zwischenschicht aus dem Zweischicht film gebildet ist, ist die Dicke der oberen bzw. unteren Schicht in der Größenordnung von 0,5 µm gesetzt.

Es gibt jedoch Fälle, in denen der auf der inneren Oberfläche der Führungsbuchse gebildete Hartkohlenstoffilm entfernt wer den muß, wie hier zuvor beschrieben wurde.

Die Erfindung sieht ein Verfahren vor, durch das der Hartkoh lenstoff 15 in solch einem Fall von dem gesamten Bereich der inneren Oberfläche 11b der Führungsbuchse 11 schnell und mit Sicherheit entfernt werden kann.

Erste Ausführungsform: Fig. 1

Die erste Ausführungsform der Erfindung wird hier im folgen den beschrieben. Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht eines Gerätes, das beim Ausführen der ersten Ausführungsform benutzt wird.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird die Führungsbuchse 11 mit dem Hartkohlenstoffilm 15, der über ihrer inneren Oberfläche ge bildet ist, die in Gleitkontakt mit einem Werkstück kommt, innerhalb eines Vakuumgefäßes 61 mit einer Gaseinlaßöffnung 63 und einer Evakuierungsöffnung 63 vorgesehen, die mit einer Anode 79 und einem Glühfaden 81 in dem oberen Teil darin ver sehen ist. Die Führungsbuchse 11 wird sicher durch isolierte Halteteile 80 in elektrische Isolierung von dem Vakuumgefäß 61 gehalten.

Ebenfalls wird eine Hilfselektrode 71 in Stangenform in die Mittelbohrung 11j der Führungsbuchse 11 eingeführt, die darin vorzusehen ist, so daß sie in Ausrichtung mit der Mittelachse der Mittelbohrung 11j der Führungsbuchse 11 steht. Die Hilfs elektrode ist aus einem Metall wie nichtrostender Stahl und ähnlichem gemacht, sie ist elektrisch mit dem auf Masse ge legten Vakuumgefäß 61 verbunden, das ebenfalls aus einem Me tall gemacht ist, und sie ist dadurch auf ein Massepotential über das Vakuumgefäß 61 gelegt.

Das Vakuumgefäß 61 wird dann durch Mittel zum Evakuieren (nicht gezeigt) evakuiert, wodurch die Luft durch die Evakuierungsöffnung 65 entfernt wird, bis der Grad des Vaku ums auf nicht mehr als 399,967 × 10^-5 Pa herunter kommt.

Danach wird Sauerstoff (O₂) als ein Sauerstoff enthaltendes Gas in das Vakuumgefäß 61 durch die Gaseinlaßöffnung 63 ein geführt, wobei ein Druck innerhalb des Vakuumgefäßes 61 auf 399,967 × 10^-3 Torr gesteuert wird.

Dann wird eine von einer Anodenspannungsquelle 75 gelieferte Gleichspannung bei +50 V an die Anode 79 angelegt, und eine Wechselspannung von 10 V wird an den Glühfaden 81 so angelegt, daß ein Strom von 30 A von einer Glühfadenspannungsquelle 77 fließt, während eine Gleichspannung bei -3 kV von einer Gleichspannungsquelle 73 an die Führungsbuchse 11 angelegt wird.

Dieses bewirkt, daß ein Sauerstoffplasma in dem Bereich in enger Nähe zu der Führungsbuchse 11 innerhalb des Vakuumge fäßes 61 erzeugt wird, woraufhin Plasmaentladung ebenfalls innerhalb der Mittelbohrung 11j der Führungsbuchse 11 auf tritt, an die die hohe negative Gleichspannung angelegt wird, das heißt zwischen der inneren Oberfläche der Führungsbuchse und der Hilfselektrode 71 auf dem Massepotential, wodurch ein großer Betrag von Sauerstoffplasma aus dem in das Vakuumgefäß 61 eingeführten Sauerstoff enthaltenden Gas erzeugt wird.

Folglich reagiert der Sauerstoff mit dem Kohlenstoff in dem Hartkohlenstoffilm 15, wodurch der Hartkohlenstoffilm 15 ge ätzt und von dem gesamten Bereich der inneren Oberfläche der Führungsbuchse entfernt wird. Somit wird der Hartkohlen stoffilm 15 vollständig entfernt.

Die in der Mittelbohrung 11j entlang der Mittelachse der Füh rungsbuchse 11 vorgesehene Hilfselektrode 71 bewirkt, daß Plasmaentladungseigenschaften gleichförmig entlang der gesam ten Länge der Mittelbohrung 11j werden. Als Resultat wird jegliche Dispersion der Intensitätsverteilung des über der inneren Oberfläche der Führungsbuchse 11 erzeugten Plasmas verhindert, und durch die Wirkung des gleichmäßig darin ver teilten Sauerstoffplasmas kann der Hartkohlenstoffilm 15 von der inneren Oberfläche durch gleichmäßiges Ätzen von der Nähe der offenen Endfläche zu der Seite des innersten Abschnittes der Mittelbohrung entfernt werden.

Eine Hilfselektrode 71 mit einem Durchmesser kleiner als der der Mittelbohrung 11j kann benutzt werden, aber ihr Durchmes ser kann bevorzugt so eingestellt werden, daß ein Bereich für die Sauerstoffplasmaproduktion innerhalb eines Freiraumes in der Größenordnung von 4 mm eingeschlossen ist, der zwischen der inneren Oberfläche der Führungsbuchse und der Hilfselek trode 71 gebildet ist. Weiter kann das Verhältnis des Durch messers der Hilfselektrode 71 zu dem der Mittelbohrung 11j der Führungsbuchse 11 bevorzugt auf nicht mehr als 1/10 ge setzt werden, und die Hilfselektrode 71 kann in der Form eines Drahtes gebildet werden, wenn sie dünner gemacht wird. Die Hilfselektrode 71 ist aus einem Metall wie nichtrostender Stahl (SUS) oder einem Metall mit einem hohen Schmelzpunkt wie Wolfram (W) oder Tantal (Ta) gemacht.

Weiter kann die Hilfselektrode 71 kreisförmig im Querschnitt sein, und sie kann eine Länge derart aufweisen, daß ihre Spitze mit der offenen Endoberfläche der Führungsbuchse fluchtet, oder sie kann innerhalb der offenen Endfläche der Führungsbuchse um 1 bis 2 mm sein, wie in der Figur gezeigt ist, so daß nicht erlaubt wird, daß die Spitze der Hilfselek trode 51 von der offenen Endfläche der Führungsbuchse 11 her vorsteht, wenn sie in die Führungsbuchse 11 eingeführt ist.

Zweite Ausführungsform: Fig. 2

Nun wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung hier im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben.

Fig. 2 ist eine schematische Schnittansicht eines Gerätes, das zum Ausführen der zweiten Ausführungsform benutzt wird, wobei Teile ähnlich zu jenen unter Bezugnahme auf Fig. 1 be schriebenen mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, und ihre Beschreibung wird weggelassen.

Innerhalb des zum Ausführen der zweiten Ausführungsform be nutzten Vakuumgefäßes 61 sind Teile entsprechend der Anode 79 und des Glühfadens 81, die in Fig. 1 beschrieben sind, nicht vorgesehen.

Ähnlich zu dem Fall der ersten Ausführungsform ist die Füh rungsbuchse 11 innerhalb des Vakuumgefäßes 61 und die Hilfs elektrode 71 innerhalb der Mittelbohrung 11j der Führungs buchse 11 vorgesehen.

Nachdem das Vakuumgefäß 61 durch Entfernen von Luft durch ei ne Evakuierungsöffnung 65 evakuiert ist, bis der Grad des Va kuums auf nicht mehr als 399,967 × 10^-5 Pa herunterkommt, wird Sauerstoff (O₂) als ein Sauerstoff enthaltendes Gas in das Va kuumgefäß 61 durch die Gaseinlaßöffnung 63 eingeführt, wobei der Grad des Vakuums innerhalb des Vakuumgefäßes 61 auf 39,997 Pa eingestellt wird.

Danach wird eine Radiofrequenz-Leistung von 300 W, die von ei ner Radiofrequenz-Leistungsquelle 69 mit einer Oszillations frequenz von 13,56 MHz geliefert wird, an die Führungsbuchse 11 über eine Anpaßschaltung 67 angelegt, wodurch ein Plasma in einem Bereich erzeugt wird, das die innerhalb des Vakuum gefäßes 61 vorgesehene Führungsbuchse 11 umgibt, und in der Mittelbohrung 11j.

Folglich kann wie in dem Fall der ersten Ausführungsform der Hartkohlenstoffilm 15 von der gesamten inneren Oberfläche 11b der Führungsbuchse 11 entfernt werden.

Da der Betrieb und der Effekt der Hilfselektrode 71 in diesem Fall ähnlich zu jenen in dem Fall der ersten Ausführungsform sind, wird eine weitere Beschreibung davon weggelassen.

Dritte Ausführungsform: Fig. 3

Eine dritte Ausführungsform der Erfindung wird hier im fol genden unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben.

Fig. 3 ist eine schematische Schnittansicht eines zum Ausfüh ren der dritten Ausführungsform benutzten Gerätes, bei dem Teile ähnlich zu jenen unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrie benen mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, und ih re Beschreibung wird weggelassen.

Innerhalb des zum Ausführen der dritten Ausführungsform be nutzten Vakuumgefäßes sind Teile, die der Anode 79 und dem Glühfaden 81 entsprechen, die in Fig. 1 beschrieben sind, auch nicht vorgesehen.

Ähnlich zu dem Fall der oben beschriebenen ersten Ausfüh rungsform ist die Führungsbuchse 11 innerhalb des Vakuumgefäßes 61 und die Hilfselektrode 71 innerhalb der Mit telbohrung 11j der Führungsbuchse 11 vorgesehen.

Nachdem das Vakuumgefäß 61 durch Entfernen von Luft durch die Evakuierungsöffnung 65 evakuiert ist, bis der Grad des Vaku ums auf nicht mehr als 399,967 × 10^-5 Pa herunter kommt, wird Sauerstoff (O₂) als ein Sauerstoff enthaltendes Gas in das Va kuumgefäß 61 durch die Gaseinlaßöffnung 63 eingeführt, wobei der Grad des Vakuums innerhalb des Vakuumgefäßes 61 auf 39,997 Pa eingestellt wird.

Danach wird eine Gleichspannung bei -400 V von einer Gleich spannungsquelle 73' an die Führungsbuchse 11 angelegt, wo durch ein Plasma in einem Gebiet erzeugt wird, das die in dem Vakuumgefäß 61 vorgesehene Führungsbuchse 11 umgibt, und in nerhalb der Mittelbohrung 11j.

Folglich kann der Hartkohlenstoffilm 15 von der gesamten in neren Oberfläche der Führungsbuchse 11 entfernt werden.

Da die dritte Ausführungsform ähnlich der ersten und zweiten oben beschriebenen Ausführungsform ist, mit der Ausnahme, daß das Plasma durch Anlegen nur einer Gleichspannung an die Füh rungsbuchse 11 erzeugt wird, sind der Betrieb und der Effekt davon ebenfalls ähnlich, und die Beschreibung davon wird weg gelassen.

Vierte, fünfte und sechste Ausführungsform: Fig. 4 bis 7

Nun werden die vierte, fünfte und sechste Ausführungsform der Erfindung hier im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 4 bis 7 beschrieben.

Fig. 4 bis 6 sind schematische Schnittansichten eines Ge rätes, das zum Ausführen der vierten, fünften bzw. sechsten Ausführungsform der Erfindung benutzt wird, wobei ein Verfah ren zum Erzeugen eines Plasmas ähnlich zu dem in Fig. 1 bis 3 gezeigten benutzt wird.

Die vierte, fünfte und sechste Ausführungsform unterscheiden sich von der ersten, zweiten bzw. dritten Ausführungsform nur dadurch, daß eine Hilfselektrode 71 durch ein isolierendes Teil 85 wie ein Isolator, der in einen gestuften Abschnitt der Mittelbohrung 11j der Führungsbuchse gesetzt ist, so ge halten wird, daß sie elektrisch von sowohl der Führungsbuchse 11 als auch dem Vakuumgefäß 61 so isoliert ist, daß eine po sitive Gleichspannung von einer Hilfselektrodenspannungs quelle 83 an die Hilfselektrode 71 angelegt wird.

Die Beziehung zwischen den an die Hilfselektrode angelegten Spannungen, wie oben beschrieben wurde, und den Geschwindig keiten, mit denen der Hartkohlenstoffilm von der inneren Oberfläche der Führungsbuchse geätzt wird, ist in Fig. 7 ge zeigt.

Fig. 7 ist ein Diagramm, das Ätzgeschwindigkeiten des Hart kohlenstoffilmes zeigt, wenn die an die Hilfselektrode 71 an gelegte positive Gleichspannung von 0 V bis 30 V variiert wird, wobei die Kurve 88 die Eigenschaft der Beziehung zeigt, wenn ein Freiraum zwischen der inneren Oberfläche der Führungs buchse 11 und der Hilfselektrode 71 3 mm beträgt, während die Kurve 91 das gleiche zeigt, wenn der Freiraum 5 mm beträgt.

Wie die Kurven 88 und 91 in Fig. 7 klar zeigen, nimmt die Ätzgeschwindigkeit des Hartkohlenstoffilmes zu, wenn die an die Hilfselektrode 71 von der Hilfselektrodenspannungsquelle angelegte positive Gleichspannung erhöht wird. Weiter ist je größer der Freiraum zwischen der inneren Oberfläche der Boh rung der Führungsbuchse 11 und der Hilfselektrode 71 ist, desto höher die Ätzgeschwindigkeit des Hartkohlenstoffilmes.

In dem Fall, in dem die Größe des Freiraumes zwischen der in neren Oberfläche der Bohrung der Führungsbuchse 11 und der Hilfselektrode 71 3 mm beträgt, wie durch die Kurve 88 be zeichnet ist, wird ein Sauerstoffplasma nicht in der Mittel bohrung 11j der Führungsbuchse 11 erzeugt, wenn die an die Hilfselektrode 91 angelegte Spannung gleich 0 V an dem Masse potential mit dem Resultat ist, daß der Hartkohlenstoffilm nicht entfernt werden kann. Wenn jedoch die an die Hilfselek trode angelegte Spannung erhöht wird, wird bewirkt, daß das Sauerstoffplasma um die Hilfselektrode 71 in der Mittelboh rung 11j der Führungsbuchse 11 selbst in dem Fall erzeugt wird, in dem der Freiraum zwischen der inneren Oberfläche der Bohrung der Führungsbuchse 11 und der Hilfselektrode 71 gleich 3 mm ist, wodurch ermöglicht wird, den Hartkohlen stoffilm zu entfernen.

Folglich wird bei den Ausführungsformen der Erfindung, wie sie in den Fig. 4 bis 6 gezeigt ist, der Hartkohlen stoffilm 15 durch Ätzen durch Anlegen einer positiven Gleich spannung von der Hilfselektrodenspannungsquelle 83 an die in dem mittleren Bereich der Mittelbohrung 11j der Führungs buchse 11 vorgesehene Hilfselektrode 71 entfernt.

Solch eine wie oben beschriebene Anordnung weist den Effekt des Zusammensammelns von Elektronen in einem Bereich zwischen der inneren Oberfläche der Mittelbohrung der Führungsbuchse 11 und der Hilfselektrode 71 auf, das heißt ein die Hilfs elektrode 71 umgebenden Bereich, an die eine positive Gleich spannung angelegt ist, wodurch die Elektronendichte in dem die Hilfselektrode 71 umgebenden Bereich erhöht wird.

Mit solch einer Erhöhung der Elektronendichte wird, wie oben beschrieben wurde, die Wahrscheinlichkeit, daß die Sauerstoff enthaltenden Gasmoleküle mit Elektronen kollidieren, natürli cherweise höher, wodurch die Ionisation der Gasmoleküle ge fördert wird und die Plasmadichte in dem die Hilfselektrode umgebenden Bereich erhöht wird.

Folglich wird die Geschwindigkeit, mit der der Hartkohlen stoffilm von der inneren Oberfläche der Führungsbuchse 11 ge schält wird, höher im Vergleich mit der, wenn keine Spannung an die Hilfselektrode 71 angelegt wird.

In dem Fall, in dem der Innendurchmesser der Führungsbuchse 11 kleiner wird, wird die Größe des Freiraumes des zwischen der inneren Oberfläche der Mittelbohrung 11j und der Hilfs elektrode 71 ebenfalls kleiner, ein Versuch, den Hartkohlen stoffilm ohne Anlegen einer positiven Spannung an die Hilfs elektrode 71 wird fehlschlagen, und der Hartkohlenstoffilm kann nicht durch Ätzen entfernt werden, da dann das Plasma nicht innerhalb der Mittelbohrung 11j gebildet wird. Anderer seits kann eine erzwungene Konzentration von Elektronen in dem die Hilfselektrode 71 umgebenden Bereich durch Anlegen einer positiven Spannung an die Hilfselektrode 71, wie bei diesen Ausführungsformen ausgeübt wird, wie beschrieben wurde, bewirken, daß das Plasma um die Hilfselektrode 71 er zeugt wird.

Folglich wird es möglich, den Hartkohlenstoffilm 15 durch Ätzen von dem gesamten Bereich der inneren Oberfläche der Führungsbuchse 11 zu entfernen.

Das für die Hilfselektrode 71 benutzte Material und die Form dafür unterscheiden sich nicht von jenen der ersten Ausfüh rungsform.

Beispiele von Gasen bei der Benutzung ungleich eines Sauer stoff enthaltenden Gases

Bei der vorangehenden Beschreibung der ersten bis sechsten Ausführungsform der Erfindung ist der Fall des Benutzens eines Sauerstoffgases für das Sauerstoff enthaltende Gas beschrieben worden. Es kann jedoch ein gemischtes Gas aus Sauerstoff und Argon (Ar), Sauerstoff und Stickstoff (N₂) oder Sauerstoff und Wasserstoff (H₂) anstatt des Sauerstoffgases für den gleichen Zweck benutzt werden. Wenn eines dieser Gase in einer der oben beschriebenen Ausführungsformen benutzt wird, kann der gleiche Effekt beim Ausführen jeder der Aus führungsformen der Erfindungen erhalten werden.

Weiterhin wird in dem Fall des Benutzens eines gemischten Gases aus Sauerstoff und Argon (Ar) das Ätzen zum Entfernen des Hartkohlenstoffilmes gefördert aufgrund eines synergisti schen Effektes des reaktiven Ätzens durch Sauerstoff und phy sikalischen Ätzens durch Argonionen.

Ebenfalls wird in dem Fall des Benutzens eines gemischten Gases aus Sauerstoff und Stickstoff das Ätzen zum Entfernen des Hartkohlenstoffilmes gefördert aufgrund eines synergisti schen Effektes des reaktiven Ätzens durch Sauerstoff und des physikalischen Ätzens durch Stickstoffionen. Der Effekt des physikalischen Ätzens durch Stickstoffionen ist nicht so groß wie in dem Fall von Argonionen, aber es gibt jedoch kein Risiko des Ätzens des Substratmetalles, das die Führungs buchse darstellt, nachdem der Hartkohlenstoffilm entfernt worden ist.

In dem Fall des Benutzens eines gemischten Gases aus Sauer stoff und Wasserstoff wird die Geschwindigkeit, mit der der Hartkohlenstoffilm entfernt wird, ebenfalls höher, da die Reaktion des Sauerstoffes mit Kohlenstoff in dem Hartkohlen stoffilm durch das Vorhandensein des Wasserstoffes gefördert wird.

INDUSTRIELLE ANWENDUNG

Wie aus der hier zuvor erwähnten Beschreibung ersichtlich ist, kann durch Benutzen des Verfahrens gemäß der Erfindung ein über der inneren Oberfläche einer Führungsbuchse gebilde ter Hartkohlenstoffilm von dem gesamten Bereich der inneren Oberfläche davon schnell und mit Sicherheit entfernt werden. Selbst ein Hartkohlenstoffilm, der über der inneren Oberflä che einer Führungsbuchse gebildet ist, die in ihrem Innen durchmesser klein ist, kann durch Ätzen mit Leichtigkeit ent fernt werden.

Sollte folglich irgend ein Fehler in einem über der inneren Oberfläche einer Führungsbuchse gebildeter Hartkohlenstoffilm gefunden werden oder wenn eine Verschlechterung für den über der inneren Oberfläche der Führungsbuchse gebildeten Hartkoh lenstoffilm nach Benutzen desselben über eine lange Zeitdauer gefunden werden, kann der Hartkohlenstoffilm von der inneren Oberfläche der Führungsbuchse unter Benutzung des Verfahrens der Erfindung effektiv und mit Sicherheit entfernt werden. Folglich kann die Führungsbuchse wiederhergestellt werden und zur Benutzung wieder verwandt werden mit Leichtigkeit, indem ein neuer Hartkohlenstoffilm über ihrer inneren Oberfläche, die in Gleitkontakt mit einem Werkstück kommt, gebildet wird.

Claims

1. Verfahren zum Entfernen eines über der inneren Oberfläche einer Führungsbuchse (11) gebildeten Hartkohlenstoffilmes (15), mit den Schritten:
Einführen einer Hilfselektrode (71) in eine Mittelbohrung (11j) der Führungsbuchse (11), in der der Hartkohlenstof film (15) über der inneren Oberfläche (11b) davon, welche in gleitendem Kontakt mit einem Werkstück (51) kommt, ge bildet ist;
Vorsehen der Führungsbuchse (11) mit der Hilfselektrode (71), die in die Mittelbohrung (11j) davon eingeführt ist, in einem Vakuumgefäß (61);
Legen der Hilfselektrode (71) auf Masse oder Anlegen einer positiven Gleichspannung daran;
Einführen eines Sauerstoff enthaltenden Gases in das Vaku umgefäß (61) nach Evakuieren desselben; und
Erzeugen eines Plasmas innerhalb des Vakuumgefäßes (61) durch eine Plasmaentladung zwischen der Hilfselektrode (71) und der Führungsbuchse (11), wobei der Hartkohlen stoffilm (15) von der inneren Oberfläche der Führungs buchse (11) durch Ätzen entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Plasma innerhalb des Vakuumgefäßes (61) durch Anlegen einer Radiofrequenz- Leistung an die Führungsbuchse (11), erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Plasma innerhalb des Vakuumgefäßes (61) durch Anlegen einer Gleichspannung an die Führungsbuchse (11) erzeugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Vakuumgefäß (61) mit einer Anode (79) und einem Glühfaden (81) versehenen ist; und das Plasma innerhalb des Vakuumgefäßes (61) durch An legen einer Gleichspannung an die Anode (79) und einer Wechselspannung an den Glühfaden (81) erzeugt wird, wäh rend eine Gleichspannung an die Führungsbuchse (11) ange legt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüch 1 bis 4, bei dem das Sauerstoff enthaltende Gas Sauerstoffgas ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüch 1 bis 4, bei dem das Sauerstoff enthaltende Gas ein gemischtes Gas aus Sauer stoff und Argon ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüch 1 bis 4, bei dem das Sauerstoff enthaltende Gas ein gemischtes Gas aus Sauer stoff und Stickstoff ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüch 1 bis 4, bei dem das Sauerstoff enthaltende Gas ein gemischtes Gas aus Sauer stoff und Wasserstoff ist.