DLC涂层构件的表面处理方法技术

本发明专利技术涉及DLC涂层构件的表面处理方法，该方法包括：将DLC涂层构件当作处理对象，所述DLC涂层构件具有涂在基材表面上的DLC膜；以0.01MPa～0.7MPa的喷射压力，将中位直径为1μm～20μm且穿过空气的下落时间不小于10s/m的大致球形的喷射颗粒喷射到所述构件的所述膜的表面上；以及在不露出所述基材的情况下，在所述膜的所述表面上形成凹坑，使得所述凹坑的总投影面积不小于处理区域的50％，并且使得所述DLC膜的所述表面被加工成算术平均高度(Sa)为0.01μm～0.1μm并且纹理纵横比(Str)不小于0.4。

【技术实现步骤摘要】
DLC涂层构件的表面处理方法
本专利技术涉及涂有类金刚石碳(DLC：diamond-likecarbon)膜的构件的表面处理方法，并且更具体地，涉及用于形成多个细小凹坑以便显示出诸如DLC涂层构件上的DLC膜的表面上的滑动阻力减小等有益效果的DLC涂层构件的表面处理方法。
技术介绍
作为非晶(无定形)硬碳的DLC具有高硬度，具有优异的耐磨性，并且还具有诸如摩擦系数低和阻止其他材料粘附等特性。因此，用DLC膜涂覆切削工具的切削刃、滑动构件的滑动表面和模具空腔的内表面是用于表面改性的方法，其目的是改善耐磨性和滑动性、以及改善脱模性(demoldability)等。因此，涂有DLC膜的DLC涂层构件具有以下有益效果：摩擦系数低、优异的耐磨性、以及优异的脱模性等。然而，还提出了在DLC膜的表面上形成充当储油器等的多个细小凹坑，其目的是实现这种DLC涂层构件在降低摩擦系数和提高耐磨性方面的进一步改善，并且实现脱模性等的进一步改善。有人提出了一种用于形成这种凹坑的方法，在该方法中，例如，在形成DLC膜之前，在基材(basematerial)的表面上形成将变为这种凹坑的压痕。然后，通过在基材的表面上形成DLC膜，也会使形成在基材上的凹坑出现在DLC膜的表面上。然而，该方法会导致膜的质量不均匀，例如，DLC膜的膜厚度在隐藏于形成在基材上的压痕内部的部分处较薄而在突起处较厚。除此之外，这导致形成在DLC膜上的凹坑的轮廓不能精确地反映形成在基材上的压痕和突起的轮廓。这意味着：由于需要在基材上形成压痕和突起，因此在考虑到轮廓等的这种变化的同时，需要经验和直觉来在DLC膜上形成具有所需轮廓的凹坑。因此，提出了直接在DLC膜上形成凹坑而不在基材侧上形成压痕的方法。这种方法包括：在形成DLC膜的过程的同时形成凹坑的方法、以及在预先形成DLC膜之后通过后处理形成凹坑的方法。在日本专利申请特开(在下文中称为JP-A)第2004-339564号中公开了这些方法中的作为在形成DLC膜的过程的同时形成凹坑的方法的一种方法。该方法使用如下的非平衡磁控溅射(unbalancedmagnetronsputtering)：其中，在DLC膜形成期间调节施加到基材侧的偏压，以便能够在由此获得的DLC膜的表面上形成细小凹坑(参见JP-A第2004-339564号中的权利要求4和5)。在JP-A第2006-38000号中还公开了一种如下的方法：其中，在形成DLC膜之后，通过使用等离子体蚀刻、聚焦离子束或激光处理的后处理来形成凹坑。在JP-A第2005-193390号中还公开了一种如下的方法：其中，通过使用聚焦离子束部分地去除DLC涂层来形成凹坑(参见JP-A第2006-38000号中的权利要求4和6等以及JP-A第2005-193390号中的权利要求4)。此外，在下面描述的JP-A第2010-126419号中还公开了一种用于在形成DLC膜之后通过后处理形成凹坑的单独的方法。在该方法中，通过将由陶瓷材料等制成的细小颗粒高速喷射到DLC膜的表面上以便引起DLC膜的细小尺寸的剥离(detachment)并露出构成下层的基板的表面和中间层的表面来形成凹坑(参见JP-A第2010-126419号中的第[0016]段)(在下面描述的国际公开WO2017/169303中也提到了通过细小颗粒撞击DLC涂层构件来形成凹坑)。需要注意，尽管与DLC涂层构件的表面处理无关，但是本专利技术的申请人已经提交了与金属制品的表面处理方法有关的申请，该表面处理方法的目的是沿着由软质材料和硬质材料构成的金属制品的表面连续地形成均匀的纳米晶体结构。在这种方法中，在0.05MPa～0.5MPa的喷射压力下，将中位直径D50为1μm～20μm且穿过空气的下落时间不小于10s/m的大致球形的喷射颗粒喷射到金属制品上，以便通过微粉化成平均晶粒直径不大于300nm的纳米晶体并对金属制品的表面施加压缩残余应力，在从金属制品的表面到指定深度的区域中沿着金属制品的表面连续地形成均匀的纳米晶体结构(参见JP-A第2017-206761号中的权利要求1等)。从上述用于在DLC膜上形成凹坑的方法中，如在JP-A第2004-339564中所述的方法一样，从能够在不破坏或不损坏所形成的DLC膜的情况下形成凹坑的角度来看，在形成DLC膜的过程期间形成凹坑是优异的。然而，用于形成DLC膜的方法限于非平衡磁控溅射方法。在非平衡磁控溅射方法中，通过改变施加到基板的偏压来控制待形成的DLC膜的机械特性，例如平滑度、硬度等。因此，在JP-A2004-339564中所述的通过将偏压控制在指定范围内(150V～600V)而在DLC表面上形成压痕的方法中，由此获得的DLC膜的机械特性也受到限制，此外，为了在DLC膜的表面上形成所需尺寸的压痕而调节操作条件等也是繁琐的。与此相比，在已经形成DLC膜之后通过去除所形成的DLC膜的一部分来形成凹坑的方法中，不限于使用非平衡磁控溅射方法，并且在不限制用于形成DLC的方法的情况下，可以在已经通过诸如普通磁控溅射(平衡磁控溅射)、真空沉积、等离子体CVD等其他方法形成的各种DLC膜上形成凹坑。特别地，在JP-A第2010-126419号和国际公开WO2017/169303中所述的通过发射细小颗粒来形成凹坑的方法中，可以通过使用具有气动喷射等的喷射装置来形成凹坑(参见JP-A第2010-126419号中的第[0027]段)，即，通过使用喷砂装置来形成凹坑(参见国际公开WO2017/169303中的第[0076]段)。因此，由于能够使用比JP-A第2006-38000号的通过等离子体蚀刻、聚焦离子束或激光处理来去除DLC膜或者JP-A第2005-193390号的通过使用聚焦离子束来去除DLC膜而形成凹坑的方法更简单的装置构造来形成凹坑，因此能够以低成本执行处理。然而，由于根据这两种方法形成凹坑是通过对已经形成的DLC膜执行小尺寸的去除或剥离的构造而实现的，即，由于DLC膜被损坏而形成凹坑，因此在形成凹坑的部分处容易产生DLC膜的进一步的裂缝或剥离。鉴于此，JP-A第2010-126419号描述了一种通过发射细小颗粒形成凹坑的方法，在该方法中，指出凹坑的总覆盖率不应超过总表面的10％，并且还指出如果所形成的凹坑超过该范围，则容易发生DLC膜的剥离(参见JP-A第2005-193390号中的第[0016]～[0017]段)。因此，该方法不能以能够充分显示使用凹坑来提高滑动性的功能的覆盖率(即，50％以上)来形成凹坑。本领域技术人员众所周知，DLC膜由于膜厚度薄且应力高而易碎，使得在受到强烈撞击时，DLC膜容易被破坏和剥离。因此，在JP-A第2010-126419号中，DLC膜的这种特性被用来通过使DLC膜在被细小颗粒撞击的部分处发生剥离来形成凹坑。因此，在该方法中，通过如上所述的对DLC膜赋予称为局部剥离的损坏的处理来形成凹坑。因此，以这种方式形成的凹坑的覆盖率不可避免地受到限制。然而，从能够通过使用已知本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.DLC涂层构件的表面处理方法，所述方法包括：/n将DLC涂层构件当作处理对象，所述DLC涂层构件具有涂在基材表面上的DLC膜；/n以0.01MPa～0.7MPa的喷射压力，将中位直径D50为1μm～20μm且穿过空气的下落时间不小于10s/m的大致球形的喷射颗粒喷射到所述DLC涂层构件的所述DLC膜的表面上；以及/n在不露出所述基材的情况下，在所述DLC膜的所述表面上形成凹坑，使得所述凹坑的总投影面积不小于处理区域的50％，并且使得所述DLC膜的所述表面被加工成算术平均高度为0.01μm～0.1μm并且纹理纵横比不小于0.4。/n

【技术特征摘要】
20190306 JP 2019-0404131.DLC涂层构件的表面处理方法，所述方法包括：
将DLC涂层构件当作处理对象，所述DLC涂层构件具有涂在基材表面上的DLC膜；
以0.01MPa～0.7MPa的喷射压力，将中位直径D50为1μm～20μm且穿过空气的下落时间不小于10s/m的大致球形的喷射颗粒喷射到所述DLC涂层构件的所述DLC膜的表面上；以及
在不露出所述基材的情况下，在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：间瀬恵二，石桥正三，近藤祐介，
申请(专利权)人：株式会社不二制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP