耐蚀性优异的被覆物品的制造方法及被覆物品技术

本发明专利技术提供通过被覆硬质皮膜而具有优异的耐蚀性的最适于塑料、橡胶等的成型部件中的被覆物品的制造方法及被覆物品。一种耐蚀性优异的被覆物品的制造方法，其是通过物理蒸镀法在物品的基材表面被覆硬质皮膜的被覆物品的制造方法，所述硬质皮膜包含第1铬系硬质皮膜和紧邻其上的第2铬系硬质皮膜这至少2层以上，在所述第2铬系硬质皮膜的被覆前，对所述第1铬系硬质皮膜的表面进行研磨，在所述第2铬系硬质皮膜的被覆期间，改变对所述基材施加的负压的偏压。优选的是，在第2铬系硬质皮膜的被覆期间，使对所述基材施加的负压的偏压在初期和最后阶段不同。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及例如用于塑料或橡胶的成形中的模具、工具及注射成形用部件之类的要求耐蚀性的被覆物品的制造方法及被覆物品。
技术介绍
以往，在塑料(树脂)、橡胶的成形中，由于其被成形材料带来的腐蚀环境，所以对用于成形的模具、工具等物品要求优异的耐蚀性。例如在注射成形的情况下，在其塑料等被成形材料中添加用于提高耐热性、强度的各种添加剂。于是，在注射成形中，由于其加热或放热导致塑料发生分解，另一方面，由上述添加剂也产生腐蚀性气体，所以注射成形用部件(例如螺杆头、密封圈等)暴露于剧烈的腐蚀环境中，容易受到点蚀、气蚀等损伤。作为提高在腐蚀环境下使用的各种物品的耐蚀性的方法，通常采用对该部件的表面处理。例如有通过被覆厚膜的硬铬镀层来改善耐蚀性的方法。此外，通过物理蒸镀法(以下简记为PVD)、化学蒸镀法而被覆的TiN、CrN、TiCN等硬质皮膜除了其优异的耐蚀性以外，还具备因高硬度带来的耐磨性，所以是有效的方法。例如有以下方法在对注射成形用部件的表面进行渗氮处理后，通过利用电弧离子镀法来被覆CrN或TiN皮膜，从而改善耐磨性、皮膜密合性(专利文献1)。此外有以下方法在同样被覆CrN、TiN皮膜的方法中，先被覆与基材的密合性及耐蚀性优异的CrN皮膜，再多层被覆高硬度的TiN皮膜，从而赋予耐蚀性(专利文献2)。此外有以下方法利用上述皮膜成分的改良，另一方面改良其结构，从而提高皮膜特性。例如在切割工具的领域，有以下方法在其工具表面被覆硬质皮膜时，在被覆途中进行中间离子蚀刻(轰击处理)，从而除去成为龟裂破坏的主要原因的微滴(droplet)，得到不产生孔隙、气孔的平滑的皮膜(专利文献幻。并且还有以下方法上述除去微滴的方法中应用基于喷砂的机械处理(专利文献4)。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2001-150500号公报专利文献2 日本特开2005-144992号公报专利文献3 日本特开2009-078351号公报专利文献4 欧州专利第0756019号说明书
技术实现思路
专利技术要解决的问题在硬质皮膜的被覆手段中采用PVD由于对基材造成的热的负荷小，所以是有效的。然而，通过PVD被覆的皮膜中存在不少上述微滴、微粒等。起因于它们而产生的孔隙、气孔、针孔状的间隙缺陷特别是贯穿至基材时，在该部位腐蚀剧烈进行，成为早期的点蚀、气蚀的主要原因。因此，专利文献1的硬质皮膜存在如下课题即使其是耐蚀性优异的CrN，由于皮膜中存在上述缺陷，也得不到原本的耐蚀性。此外，专利文献2的硬质皮膜即使在其CrN皮膜上被覆TiN皮膜，一旦形成于CrN皮膜中的缺陷也难以就那样遮掩。另一方面，虽然认为除去微滴的方法即专利文献3或专利文献4的应用是有效的，但期望开发用于得到进一步充分的耐蚀性的新的赋予耐蚀性的方法。本专利技术的目的是鉴于上述课题，提供提高了硬质皮膜的耐蚀性的被覆物品的制造方法及被覆物品。用于解决问题的方案本专利技术人等对于通过PVD被覆的硬质皮膜，研究了抑制从其表面向基材贯穿的缺陷的方法。其结果发现，为了抑制该缺陷，在被覆工序的途中研磨至平滑、并且改变对基材施加的负压的偏压对于耐蚀性的提高很重要。此外发现，存在提高耐蚀性的组织形态。S卩，本专利技术为一种耐蚀性优异的被覆物品的制造方法，其是通过物理蒸镀法在物品的基材表面被覆硬质皮膜的被覆物品的制造方法，所述硬质皮膜包含第1铬系硬质皮膜和紧邻其上的第2铬系硬质皮膜这至少2层以上，在所述第2铬系硬质皮膜的被覆前，对所述第1铬系硬质皮膜的表面进行研磨，在所述第2铬系硬质皮膜的被覆期间，改变对所述基材施加的负压的偏压。进而优选的是，在第2铬系硬质皮膜的被覆期间，使对基材施加的负压的偏压在初期和最后阶段不同。进而优选的是，在第2铬系硬质皮膜的被覆前，按照算术平均粗糙度Ra达到0. 05 μ m以下、并且最大高度Rz达到1. 00 μ m以下的方式对第1铬系硬质皮膜的表面进行研磨。进而优选的是，在第2铬系硬质皮膜的被覆期间，使对基材施加的负压的偏压变化IOV以上。进而优选的是，在第2铬系硬质皮膜的被覆期间，使对基材施加的负压的偏压在初期和最后阶段相差IOV以上。进而优选的是，在第2铬系硬质皮膜的被覆期间，使对基材施加的负压的偏压大于 20V。优选的是，第1和/或第2铬系硬质皮膜包含选自Mo、Nb、W、Si、B中的1种或2种以上元素。并且，此时优选的是，第1和/或第2铬系硬质皮膜以仅金属成分(包括半金属)的原子％计包含1 20%的选自Mo、Nb、W、Si、B中的1种或2种以上元素。进而优选的是，按照算术平均粗糙度Ra达到0. 05 μ m以下、并且最大高度Rz达到l.OOym以下的方式对第2铬系硬质皮膜的表面进行研磨。进而优选的是，本专利技术的制造方法通过物理蒸镀法中电弧离子镀法进行被覆。进而优选的是，被覆物品为注射成形用部件和/或模具。进而优选的是，注射成形用部件为螺杆和/或螺杆的前端部件。此外，本专利技术为一种耐蚀性优异的被覆物品，其是通过上述任一种制造方法而形成的被覆物品，硬质皮膜包含第1铬系硬质皮膜和紧邻其上被覆的第2铬系硬质皮膜这至少2层以上，第1铬系硬质皮膜的表面经研磨，进而，第2铬系硬质皮膜在其基材侧和表面侧由粒度不同的颗粒层构成。进而优选的是，基于纳米压痕法的第2铬系硬质皮膜的硬度4为30GPa以上。进而优选的是，第1铬系硬质皮膜的膜厚为1. 0 10. 0 μ m，第2铬系硬质皮膜的膜厚为1.0 10. Ομ 。专利技术的效果根据本专利技术的制造方法，在其硬质皮膜的被覆途中对第1铬系硬质皮膜的表面进行最佳研磨，进而，在第2铬系硬质皮膜的被覆期间改变对基材施加的负压的偏压，从而形成从皮膜表面向基材贯穿的缺陷非常少的被覆物品。因而，本专利技术对于制造暴露于腐蚀环境中的注射成形用部件、工具、模具是有用的。附图说明图1是表示作为本专利技术例的试样No. 1和作为比较例的试样No. 10的经截面抛光仪(CP)加工的断裂面组织的扫描型电子显微镜照片。图2是表示作为本专利技术例的试样No. 1和作为比较例的试样No. 4的腐蚀试验的结果的硬质皮膜表面的显微镜照片。图3是表示作为现有例的试样No. 6 11的腐蚀试验的结果的硬质皮膜表面的显微镜照片。图4是表示作为本专利技术例的试样No. 12、13、15、21和作为比较例的试样No. 22的腐蚀试验的结果的硬质皮膜表面的显微镜照片。图5是表示作为本专利技术例的试样No. 12的硬质皮膜的断裂面组织的扫描型电子显微镜照片。图6是作为本专利技术例的试样No. 12的经聚焦离子束法加工的断裂面组织的基于扫描离子显微镜的观察照片。图7是作为本专利技术例的试样No. 13的经聚焦离子束法加工的断裂面组织的基于扫描离子显微镜的观察照片。图8是表示作为本专利技术例的试样No. 25和作为比较例的试样No. 27的腐蚀试验的结果的硬质皮膜表面的显微镜照片。图9是作为本专利技术例的试样No. 25的经聚焦离子束法加工的断裂面组织的基于扫描离子显微镜的观察照片。图10是实施例中使用的成膜装置的简略图。附图标记说明1、靶材2、成膜腔室3、蒸发源4、蒸发源5、蒸发源6、基材支架7、基材8、旋转机构具体实施例方式本专利技术人等查明了阻断位于皮膜表面的微滴等杂质的影响对于耐蚀性的提高很重要。此外发现，在表面侧的铬系硬质皮膜的被覆期间改变对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：塞乐赫·阿布苏利克，石川刚史，井上谦一，
申请(专利权)人：日立工具股份有限公司，日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：