JP2016141874A - 低温セラミックスコーティングの密着力強化方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記金属成品の被処理面を研磨して平滑部を形成する平滑化処理工程と,
前記金属成品の母材の焼戻し温度以下で前記金属成品の表面にセラミックス膜を形成する低温セラミックスコーティング工程を含み,
前記低温セラミックスコーティング工程前に,前記ブラスト処理工程及び前記平滑化処理工程を行うことを特徴とする(請求項1)。
本発明の低温セラミックスコーティングの密着力強化方法の処理対象となる金属成品は,金属から成る各種の成品,例えば金型,刃物,摺動部品,治工具,切削工具,装飾部品,歯車,軸受等を対象とすることができる。
本発明において,セラミックスコーティングする前に行うブラスト処理は,既知のブラスト装置によりショットを噴射して金属成品の表面に衝突させるものである。なお,本発明のブラスト処理工程においては,後述するブラスト処理条件で2段階でブラスト処理することも可能である。
本発明の低温セラミックスコーティングの密着力強化方法は,前記金属成品の被処理面を研磨して平滑部を形成する平滑化処理工程が含まれる。本発明の平滑化処理工程は,表面粗さが粗い場合など目的に応じて,前記ブラスト処理の後に行うことができる。前記平滑化処理を,前記ブラスト処理の前及び又は後に行うかは,処理の状況に応じ,それぞれ選択が可能であるが,後述の低温セラミックスコーティング工程前であればよい。また,例えば,前記ブラスト処理前に一度,手磨きによる平滑化処理をし,前記ブラスト処理後にさらにペーパラップ処理をする等,本発明においては平滑化処理を複数回行っても良い。
本発明は,セラミックスコーティングをして,金属成品の表面に,TiCN,TiAlN,TiN,CrN,CBN,TiO2,SiO2,Al2O3,Y2O3,SiC,WC,TiC,DLC等を主成分とした各種公知のセラミックス膜を形成する。
上述したように,本発明は,前記ブラスト処理工程の前処理として,金属成品に対して手磨き,焼き入れ,焼き戻し,窒化処理,浸炭処理等を行うことができる。この前処理は,ニーズに合わせて適宜行うものであって,この前処理を行わなくても良い。
本明細書において半価幅とは,X線強度分布曲線の最大限度とバックグランド強度の中間に,バックグランドと平行な線を引き,X線強度分布曲線との交点間で決まる幅のことで,回折角度値で示す。X線応力測定で得られる回折強度分布曲線のピーク位置は,この半価幅中点をピーク位置と見なす方法が一般的に採用されている。さらに半価幅の大小は粒内ひずみ,硬さ,結晶粒度のパラメータともなる。
なお,図7より,母材(HAP10)+WPC+TiNの母材硬度Hv1480より,半価幅についても6.0が保持されているものと考えられる。
比較例5,実施例5いずれもPVD法により,450℃でCrNを約3μm形成するセラミックスコーティング処理を行った。
ブラスト処理の結果,表面硬度はHV790,圧縮応力は−1200MPaであった。
Claims (9)
- 金属成品の母材硬度と同等以上の硬度を有する略球状の#280(平均径の平均62〜73.5μm)〜#1000(平均径の平均14.5〜18μm)の範囲内で,3種以上の異なる近似粒度のショットを混合して,前記金属成品に対し,圧縮気体と混合流体として,噴射圧力0.2〜0.6MPa,噴射速度150〜250m/秒,噴射距離100〜250mmで0.5〜5秒以上経過毎に0.1〜1秒間欠噴射するブラスト処理工程と,
前記金属成品の被処理面を研磨して平滑部を形成する平滑化処理工程と
前記金属成品の母材の焼戻し温度以下で前記金属成品の表面にセラミックス膜を形成する低温セラミックスコーティング工程を含み,
前記低温セラミックスコーティング工程前に,前記ブラスト処理工程及び前記平滑化処理工程を行うことを特徴とする低温セラミックスコーティングの密着力強化方法。 - 前記ブラスト処理工程において,請求項1記載のブラスト処理条件で2段階でブラスト処理することを特徴とする請求項1記載の低温セラミックスコーティングの密着力強化方法。
- 前記ブラスト処理工程において,前記金属成品の表面に直径0.1〜5μmの無数の略円形の底面を有する微小凹部をランダムに形成することを特徴とする請求項1又は2記載の低温セラミックスコーティングの密着力強化方法。
- 前記平滑化処理工程において,前記金属成品の被処理面の面積の1/3〜2/3を研磨により平滑部に形成することを特徴とする請求項1〜3いずれか1項記載の低温セラミックスコーティングの密着力強化方法。
- 前記低温セラミックスコーティング工程前の前記金属成品の表面粗さが,0.8μm(Ra)以下であることを特徴とする請求項1〜4いずれか1項記載の低温セラミックスコーティングの密着力強化方法。
- 前記ブラスト処理工程前に,前記金属成品に窒化処理したことを特徴とする請求項1〜5いずれか1項記載の低温セラミックスコーティングの密着力強化方法。
- 前記窒化処理の処理温度を500〜650℃としたことを特徴とする請求項1〜6いずれか1項記載の低温セラミックスコーティングの密着力強化方法。
- 前記ブラスト処理工程後の前記金属成品の半価幅を硬度HV350〜600の範囲で3.5以上,硬度HV600以上の範囲で5.0以上としたことを特徴とする請求項1〜7いずれか1項記載の低温セラミックスコーティングの密着力強化方法。
- 前記低温セラミックスコーティング工程前後での前記金属成品の母材硬度,半価幅の減少率が10%以内であることを特徴とする請求項1〜8いずれか1項記載の低温セラミックスコーティングの密着力強化方法。
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