高耐腐蚀性构件及其制造方法技术

本发明专利技术的高耐腐蚀性构件，具备：不锈钢制的基材、在基材的表面的至少一部分被覆的中间层、和在中间层的表面的至少一部分被覆的非晶碳膜，至少在基材的表面的温度为４５０℃以下的低温下形成中间层和非晶碳膜而成。此外，本发明专利技术的高耐腐蚀性构件，具备：表层部进行了氮化处理的不锈钢制的基材、和在基材的表层部的表面的至少一部分被覆的非晶碳膜，其通过至少在基材的表面的温度为４５０℃以下的低温下进行氮化处理和非晶碳膜的形成而成。上述的高耐腐蚀性构件在制造工序中，没有将不锈钢制的基材的表面暴露于高温（＞４５０℃）。因此，保持基材的耐腐蚀性与原来的不锈钢的耐腐蚀性同等。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及即使在容易产生腐蚀的环境下使用也显示高耐腐蚀性的。
技术介绍
具有非晶结构的非晶碳(类金刚石碳DLC)的耐磨性、固体润滑性等机械特性优异，同时具有耐腐蚀性、绝缘性、可见光/红外光透射率、氧阻隔性等。因此，常常将非晶碳膜被覆于基材的表面，用作保护膜。例如，专利文献l中公开了以水作为润滑液滑动的水润滑轴承。水润滑轴承具备固定于旋转侧的旋转侧构件、和固定于固定侧并与旋转侧构件对向滑接的固定侧构件。根据专利文献l的实施例4，固定侧构件的基材为不锈钢制，其表面形成有DLC膜。但是，如上所述，在不锈钢制的基材的表面直接形成的DLC膜，已知与基材的密合性低。如果DLC膜与基材的密合性低，不仅对耐腐蚀性有不良影响，而且对滑动性也有不良影响。因此，目前为止通过对基材的表层部进行氮化处理，在其表面形成DLC膜来确保密合性。如果在容易产生腐蚀的环境下使用这样的现有的被覆构件，可知通过确保基材与DLC膜的密合性，作为滑动部件的可靠性提高，另一方面，尽管用DLC膜将不锈钢制的基材被覆，但耐腐蚀性显著降低。特别是对于内燃机中附设的作为冷却机构的水泵，使用pH被调节为9~10左右的冷却剂(coolant),由于长时间的使用，冷却剂逐渐呈酸性。因此，如果将现有的被覆构件用于水泵的构成部件，担心不耐受长期使用。专利文献1:特开平10-184692号公报
技术实现思路
本专利技术人等对上述现象详细地进行了研究，结果注意到通过对基材进行氮化处理，不锈钢自身的耐腐蚀性受到了损害。图3是示意地表示4用非晶碳膜被覆表面的现有的被覆构件的截面图。现有的被覆构件 一般是在500'C或500'C以上的温度下进行氮化处理、DLC膜的成膜。作为现有的被覆构件中产生腐蚀的要因，认为有以下2个。一是因氮化而在不锈钢中产生的内部应力。如果对不锈钢施以氮化处理，氮原子由不锈钢的表面扩散并渗透，晶体产生变形(内部应力)。一般来说，金属材料在外加弯曲应力、拉伸应力的条件下容易产生腐蚀。因此，由于因氮化而在不锈钢的表层部产生的内部应力，基材的表面也倾向于容易被腐蚀。在内部应力以上产生大的影响的因素是处理温度。如果将不锈钢保持于高温，不锈钢中含有的作为添加元素的铬(Cr)与同样作为添加元素的碳(C)等结合而形成碳化物等，因此在它们的周围形成Cr量少的Cr缺乏层。在形成了 Cr缺乏层的周围，与原来的不锈钢相比Cr浓度降低，因此难以形成稳定的钝化被膜，不锈钢的耐腐蚀性局部降低。其结果，不锈钢变得容易腐蚀(敏化)。本专利技术鉴于上述问题，目的在于提供耐腐蚀性优异的。本专利技术人等将注意力集中于上述要因中的处理温度产生的不锈钢的敏化。即，想到了从准备不锈钢制的基材到形成非晶碳膜期间，通过使基材的温度不超过规定的温度，从而能够保持不锈钢的耐腐蚀性。即，本专利技术的高耐腐蚀性构件，是具备不锈钢制的基材、在该基材的表面的至少一部分被覆的中间层、和在该中间层的表面的至少一部分被覆的非晶碳膜的高耐腐蚀性构件，其特征在于，在上述基材的表面的温度为450。C以下的低温下形成上述中间层和上述非晶碳膜。此外，本专利技术的高耐腐蚀性构件，是具备对表层部进行了氮化处理的不锈钢制的基材、和在该表层部的表面的至少一部分被覆的非晶碳膜的高耐腐蚀性构件，其特征在于，在上述基材的表面的温度为450'C以下的低温下进行上述氮化处理和上述非晶碳膜的形成。本专利技术的高耐腐蚀性构件的制造方法，其特征在于，包括5使不锈钢制的基材的表面的温度为450。C以下而在该基材的表面的至少一部分形成中间层的中间层形成工序、和使上述基材的表面的温度为450。C以下而在上述中间层的表面的至少 一部分形成非晶碳膜的非晶碳膜成膜工序。此外，本专利技术的高耐腐蚀性构件的制造方法，其特征在于，包括使不锈钢制的基材的表面的温度为450。C以下而对该基材的表层部进行氮化处理的低温氮化处理工序、和使上述基材的表面的温度为450。C以下而在氮化处理过的上述表层部的表面的至少 一部分形成非晶碳膜的非晶碳膜成膜工序。根据本专利技术的，没有将不锈钢制的基材的表面暴露于高温(>450°C )。因此，保持基材的耐腐蚀性与原来的不锈钢的耐腐蚀性同等。即，本专利技术的高耐腐蚀性构件的耐腐蚀性优异。再有，基材的内部的温度通常比基材的表面的温度低，因此，本专利技术中只要至少不将基材的表面暴露于高温，就能得到具有所希望的耐腐蚀性的高耐腐蚀性构件。通过在基材的表面的至少一部分形成中间层，能够在不对基材实施氮化处理的情况下确保基材与非晶碳膜的密合性。未经氮化处理的基材由于氮原子不扩散、渗透，因此在表层部没有产生内部应力，基材的耐腐蚀性的降低得到抑制。此外，通过对基材在低温(450'C以下)下实施氮化处理，在没有将基材暴露于高温下的同时，使内部应力在基材表面的产生减少。因此，保持基材的耐腐蚀性与原来的不锈钢的耐腐蚀性同等。这是因为，在低温下进行氮化处理，因此氮原子扩散、渗透所产生的内部应力变小。附图说明图1为示意地表示本专利技术的高耐腐蚀性构件的截面图。图2为示意地表示本专利技术的高耐腐蚀性构件的截面图。图3为示意地表示用非晶碳膜被覆表面的现有的被覆构件的截面图。图4为示意地表示水泵的轴承结构部的截面图。 符号说明10:泵轴(驱动轴) 20、 30:轴承金属(轴承) 21， 31:轴颈轴承部 22:推力轴承部 具体实施例方式以下对于本专利技术的进行详细说明。再 有，图l和图2是示意地表示本专利技术的高耐腐蚀性构件的截面图。本专利技术的高耐腐蚀性构件具备不锈钢制的基材、在基材的表面的 至少一部分被覆的中间层、和在中间层的表面的至少一部分被覆的非晶 碳膜(图1)。或者，本专利技术的高耐腐蚀性构件具备对表层部进行了氮 化处理的不锈钢制的基材、和在表层部的表面的至少一部分被覆的非晶基材只要是不锈钢制，对其形状、大小就没有特别限定。此外，对 不锈钢的种类也无特别限定，可以根据用途从一般的马氏体系、铁氧体 系或奥氏体系不锈钢以及二相不锈钢等中选择。此外，对基材的表面粗糙度也无特别限定。不过，如果将高耐腐蚀 性构件用作滑动部件，从基材与中间层或非晶碳膜的密合性和滑动性方 面出发，十点平均粗糙度Rz ( JIS)适宜为0.4~6.3nm。可以对基材的表层部进行氮化处理。不过，如后所述，在450'C以 下的低温下进行氮化处理。对氮化处理的程度无特别限定，但氮化的深 度适宜为lOjim以上，更适宜为20~30jim。如果为lOpm以上，对需要氮化的基材的整个表面进行充分氮化，因此有效地防止在表面形成的 非晶碳膜的剥离。在基材的表面的至少一部分被覆的中间层，使基材与非晶碳膜(DLC膜)的密合性提高。中间层适宜为与基材以及DLC膜的密合性 高且为硬质的被膜。例如，可以列举铬(Cr)膜、钛(Ti)膜、硅(Si) 膜、鵠(W)膜等金属被膜，含有Cr、 Ti、 Si和W中至少l种的碳化 物膜、氮化物膜或碳氮化物膜等。作为碳化物膜、氮化物膜或碳氮化物 膜的具体例，可以列举WC膜、SiC膜、SiC/CrN膜、CrN膜、TiN膜、 TiN/CrN膜、TiCrN膜等。对中间层的厚度并无特别限定，但优选50nm以上，更优选为50~ 200nm。如果为50nm以上，确保与基材和DLC膜的密合性。在中间层的表面的至少一部分或经氮化处理过的基材的表层部的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高耐腐蚀性构件，是具备不锈钢制的基材、在该基材的表面的至少一部分被覆的中间层、和在该中间层的表面的至少一部分被覆的非晶碳膜的高耐腐蚀性构件，其特征在于，　所述中间层和所述非晶碳膜是在所述基材的表面的温度为４５０℃以下的低温下形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐藤利幸，铃木雅裕，桥富弘幸，
申请(专利权)人：株式会社捷太格特，株式会社CNK，
类型：发明
国别省市：JP[日本]