CN107532293A - 保护膜及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于，在分段结构的保护膜中，尤其通过从槽的侧面连到槽的底部的结构以及槽的底部的结构，来防止槽结构因内外力的负荷变形应力而破坏、破损，得到强度稳定的分段结构的保护膜。本发明涉及将膜堆积在基材上的分段结构的保护膜，在该保护膜中，在对该基材进行槽加工后堆积该保护膜而形成分段保护膜间的间隔，槽侧面与槽的底部交叉的部分的纵剖面通过向下凸出的曲线相连，且槽的底部的纵剖面为直线或向下凸出的曲线。

Description

保护膜及其制造方法
技术领域
本发明涉及在基材上堆积膜而成的分段结构的保护膜，尤其涉及类金刚石碳(DLC)膜的保护膜及其制造方法，该保护膜可以在基材上连续，也可以由槽分割而不连续。
背景技术
近年来，作为机械部件等的保护膜，追求开发长寿命且可靠性高并能够安心使用的材料表面的硬质膜覆盖技术。在该硬质膜覆盖技术的领域中，硬质碳膜、尤其是类金刚石碳(DLC)作为通过形成于部件表面而提高部件的滑动性的材料受到高的评价。DLC是如下材料：以碳为主要成分，碳原子具有石墨的sp2键、金刚石的sp3键，并且整体为非晶质的材料，呈现石墨与金刚石的中间物性。并且，从其膜特性和表面平滑性可知摩擦系数低且耐磨损性高，作为提高滑动性的表面覆膜而广泛应用于各种机械、工具以及内燃机等的滑动面。
然而，当为了提高耐磨损性而堆积有DLC等硬质膜的基材表面被施加外部应力时，基材自身变形而硬质膜被施加大的应变，硬质膜有时从基材剥离。作为解决该问题的方案，提出了将分割为区段形成的膜堆积在基材上而成的分段形态的保护膜(专利文献1)。
已知为了得到这样的分段形态的保护膜，在使用钨线等金属丝网对基材进行遮掩之后进行保护膜的堆积的方法(专利文献1)。更具体而言，通过使用钨线等金属丝网进行遮掩，从而与金属丝网的空间相当的部分构成区段，得到瓷砖状的分段膜，与金属丝网部分、即金属丝网的网线相当的部分构成相邻的分段保护膜间的间隔。
通过使用金属丝网的遮掩形成的分段形状受到金属丝网的加工性(易弯性等金属丝网变形的自由度)的限制。例如，通常的金属丝网的网线的粗细均匀，因此堆积于金属丝网的网格的膜的厚度只能够是恒定的。另外，通常的金属丝网的网眼均匀，因此难以使分段的形状按成膜的部位而变化。另外，在遮掩的基材为平面状的情况下，即使是金属丝网的掩模也能够较容易适用，但在基材为三维形状且其表面为曲面的情况下，金属丝网的掩模难以适用。例如，为了覆盖三维曲面，需要按构成三维物体的曲面来精细分割平面状的金属丝网并将它们拼接起来，不但非常花费工夫，而且难以维持每批次的分段形状的同一性，保护膜的品质管理更加困难。
本发明者也提出了代替使用金属丝网的遮掩，而在基于描画材料进行的遮掩或基于机械切削工具进行的槽加工之后堆积的保护膜及其方法(专利文献2)。与使用金属丝网遮掩相比，该方法容易形成分段形态的保护膜，能够实现针对复杂的表面的分段形态。然而，一般的印刷装置的线描画速度为20mm/秒左右，微型龙太(Micro Leutor)的切削速度为0.1mm/秒左右，进一步追求高速且自由度高的生产技术。另外，在通过描画材料的遮掩而制作的分段结构的保护膜中，仅能够得到与膜厚相当的部分的槽深度、即几纳米至几百微米的槽深度。根据使用机械切削工具对基材进行槽加工的方法，能够制作具有1mm左右的深度的槽，但当被加工面为凹面、管内表面等时，有时机械切削工具的够到(access)困难。
于是，为了提供更高速地形成分段形态的保护膜、进一步提高保护膜的品质管理、能够实现更复杂的分段形态、不仅能够适用于二维形状也能够适用于三维形状的曲面的DLC膜等保护膜以及对该保护膜进行成膜的方法，也提出了如下方案：在将分段形态的保护膜形成于基材上时，使用激光对该基材进行槽加工以得到规定形态的分段，之后堆积该保护膜而形成分段间的间隔(专利文献3)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：专利第4117388号公报
专利文献2：国际公开第2011/030926号
专利文献3：日本特开2012-188698号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明涉及在供保护膜堆积的基材中形成的槽结构，尤其涉及从槽的侧面连到槽的底部的结构以及槽的底部的结构，其目的在于，防止槽结构(由基材和保护膜形成的结构)因内外力的负荷变形应力而破坏、破损，得到强度稳定分段结构的保护膜。
用于解决课题的方案
根据本发明，为了解决上述问题，提供以下的发明。
(1)一种保护膜，其为将膜堆积在基材上的分段结构的保护膜，其中，在对所述基材进行槽加工后堆积所述保护膜而形成分段保护膜间的间隔，槽侧面与槽的底部交叉的部分的纵剖面通过向下凸出的曲线相连，且槽的底部的纵剖面为直线或向下凸出的曲线。
(2)根据上述(1)所述的保护膜，其中，从基材表面到槽的底部的槽侧面的倾斜角α为60度以下。
(3)根据上述(1)或(2)所述的保护膜，其中，槽为流路或池部。
(4)根据上述(1)至(3)中任一项记载的保护膜，其中，保护膜从由类金刚石碳膜、金刚石膜、BN膜、W2C膜、CrN膜、HfN膜、VN膜、TiN膜、TiCN膜、Al2O3膜、ZnO膜、SiO2膜以及它们的组合构成的组中选择。
(5)根据上述(1)至(4)中任一项记载的保护膜，其中，保护膜从由金属镀膜、氧化铝膜、树脂膜以及它们的组合构成的组中选择。
(6)根据上述(1)至(5)中任一项所述的保护膜，其中，槽加工为激光加工、切削加工、加热加工、磨削加工、塑性加工、电火花加工、3D加工、喷水加工、注射成型加工、铸造加工、蚀刻加工或它们的组合。
(7)一种保护膜，其为将膜堆积在基材上的分段结构的保护膜，其中，将所述保护膜堆积在所述基材上后在保护膜内进行槽加工而形成分段保护膜间的间隔，槽侧面与槽的底部交叉的部分的纵剖面通过向下凸出的曲线相连，且槽的底部的纵剖面为直线或向下凸出的曲线。
(8)根据上述(7)所述的保护膜，其中，从保护膜表面到槽的底部的槽侧面的倾斜角α为60度以下。
(9)根据上述(7)或(8)所述的保护膜，其中，槽为流路或池部。
(10)根据上述(7)至(9)中任一项所述的保护膜，其中，保护膜从由类金刚石碳膜、金刚石膜、BN膜、W2C膜、CrN膜、HfN膜、VN膜、TiN膜、TiCN膜、Al2O3膜、ZnO膜、SiO2膜以及它们的组合构成的组中选择。
(11)根据上述(7)至(10)中任一项所述的保护膜，其中，保护膜从由金属镀膜、氧化铝膜、树脂膜以及它们的组合构成的组中选择。
(12)根据上述(7)至(11)中任一项所述的保护膜，其中，槽加工为激光加工、切削加工、加热加工、磨削加工、塑性加工、电火花加工、3D加工、喷水加工、注射成型加工、铸造加工、蚀刻加工或它们的组合。
(13)一种保护膜，其为将膜堆积在基材上的分段结构的保护膜，其中，在将所述保护膜堆积在所述基材上后对保护膜以及基材进行槽加工而形成分段保护膜间的间隔，槽侧面与槽的底部交叉的部分的纵剖面通过向下凸出的曲线相连，且槽的底部的纵剖面为直线或向下凸出的曲线。
(14)根据上述(13)所述的保护膜，其中，从保护膜表面到槽的底部的槽侧面的倾斜角α为60度以下。
(15)根据上述(13)或(14)所述的保护膜，其中，槽为流路或池部。
(16)根据上述(13)至(15)中任一项记载的保护膜，其中，保护膜从由类金刚石碳膜、金刚石膜、BN膜、W2C膜、CrN膜、HfN膜、VN膜、TiN膜、TiCN膜、Al2O3膜、ZnO膜、SiO2膜以及它们的组合构成的组中选择。
(17)根据上述(13)至(16)中任一项所述的保护膜，其中，保护膜从由金属镀膜、氧化铝膜、树脂膜以及它们的组合构成的组中选择。
(18)根据上述(13)～(17)中任一项所述的保护膜，其中，槽加工为激光加工、切削加工、加热加工、磨削加工、塑性加工、电火花加工、3D加工、喷水加工、注射成型加工、铸造加工、蚀刻加工或它们的组合。
(19)一种保护膜的制造方法，其特征在于，在形成将膜堆积在基材上而成的分段结构的保护膜时，在对所述基材进行槽加工之后堆积所述保护膜而形成分段保护膜间的间隔，得到槽侧面与槽的底部交叉的部分的纵剖面通过向下凸出的曲线相连、且槽的底部的纵剖面为直线或向下凸出的曲线的保护膜。
(20)一种保护膜的制造方法，其特征在于，在形成将膜堆积在基材上而成的分段结构的保护膜时，在将所述保护膜堆积在所述基材上后在保护膜内进行槽加工而形成分段保护膜间的间隔，得到槽侧面与槽的底部交叉的部分的纵剖面通过向下凸出的曲线相连、且槽的底部的纵剖面为直线或向下凸出的曲线的保护膜。
(21)一种保护膜的制造方法，其特征在于，在形成将膜堆积在基材上而成的分段结构的保护膜时，在将所述保护膜堆积在所述基材上后对保护膜以及基材进行槽加工而形成分段保护膜间的间隔，得到槽侧面与槽的底部交叉的部分的纵剖面通过向下凸出的曲线相连、且槽的底部的纵剖面为直线或向下凸出的曲线的保护膜。
(22)一种基材，其中，所述基材是被进行了槽加工的基材，槽侧面与槽的底部交叉的部分的纵剖面通过向下凸出的曲线相连，且槽的底部的纵剖面为直线或向下凸出的曲线。
(23)根据上述(22)所述的基材，其中，槽加工为激光加工、切削加工、加热加工、磨削加工、塑性加工、电火花加工、3D加工、喷水加工、注射成型加工、铸造加工、蚀刻加工或它们的组合。
(24)根据上述(22)或(23)所述的基材，其中，从基材表面到槽的底部的槽侧面的倾斜角α为60度以下。
(25)根据上述(22)至(24)中任一项所述的基材，其中，槽为流路或池部。
发明效果
根据本发明，在分段结构的保护膜中，尤其通过从槽的侧面连到槽的底部的结构以及槽的底部的结构，能够防止槽结构(由基材和保护膜形成的结构)因内外力的负荷变形应力而破坏、破损，得到强度稳定的分段结构的保护膜。
附图说明
图1是表示本发明的分段形态的保护膜的形成的三个方式以及保护膜的槽部的示意图。
图2是表示通过切削加工对基材进行槽加工的一例的纵剖视图。
图3是表示在基材上形成有各种形状的槽的保护膜的一例的俯视图。
图4是表示构成槽的池部的一例的俯视图以及纵剖视图。
图5是表示成膜装置的一例的图。
具体实施方式
在本发明的一个方式中，保护膜是在基材上堆积有膜的分段结构的保护膜，其中，如图1的(a)所示，在对基材进行槽加工之后堆积保护膜而形成分段保护膜间的间隔。在保护膜中，为了使膜破损、破坏的应力不集中、而容易使应力向基材侧传递，槽侧面与槽的底部交叉的部分的纵剖面通过向下凸出的曲线相连，且槽的底部的纵剖面是直线或向下凸出的曲线。
即，槽侧面与槽的底部交叉的部分(拐角部分)构成为其纵剖面通过向下凸出的曲线相连。而且，槽的底部的纵剖面形状是直线或向下凸出的曲线(例如与椭圆的一部分近似)，正交的槽的纵剖面形状选择例如U字型等。在该情况下，端部的形状、壁部到达槽的底部的角度、与底部相连的曲线形状也遵循上述的形状。
“向下呈凸状的曲线”的理想情况是指如下线：槽侧面到达槽底，形成为经由槽的底部到达对置的上升的槽侧面的向下呈凸状的曲线的形状，从槽侧面连到底部的部位通过曲线相连(R1)，以成为在接近壁的部位处曲线的曲率大(即，曲率半径小而急剧弯曲的状态)、且在槽底中央部处曲率小(曲率半径大(R2)而平缓弯曲)的状态的方式，使曲率相继(逐渐)变化并相连。该曲线成为椭圆形的曲线的一部分。然而，不可能严格地加工成这样的曲线状，该曲线为在能够控制的范围内近似椭圆曲线的一部分的曲线。图1的(d)示出两个R、即槽侧面与底部的交叉部分的R1以及槽底中央部的R2。根据这样的结构，使膜破损、破坏的应力不集中，能够容易将应力向基材侧传递。
在槽的底部的纵剖面形状为直线的情况下，优选在槽侧面与底部之间具有曲线部分。例如从槽侧面连到底部的部位通过曲线(R1)相连，其延长部分的底部的纵剖面形状为直线。
而且，为了使膜破损、破坏的应力不集中、容易将应力向基材侧传递，优选从基材表面到槽的底部的槽侧面的倾斜角α为60度以下。更优选的是，α为25±20度。
在图1的(a)中，31表示基材，311表示基材表面，32表示保护膜，321表示保护膜表面，33表示槽，331表示槽的倾斜面，332表示槽的底部。α表示从基材表面到槽的底部的槽侧面的倾斜角。
在测定槽侧面的倾斜角α时，可以使用激光显微镜(例如株式会社基恩士制VK-9710)依次测定从水平面(与基材表面或保护膜表面相当)到槽侧面表面的距离来测定槽侧面的倾斜。
图2是表示通过切削加工对基材进行槽加工的一例的纵剖视图，α表示从基材表面到槽的底部的槽侧面的倾斜角。在图2中，31表示基材，311表示基材表面，33表示槽，331表示槽的倾斜面，332表示槽的底部，34表示切削工具。在基材31上，使切削工具34一边横向移动一边向下方切入而切削到规定深度来形成倾斜面，接着使切削工具4横向移动到规定位置，接下来保持行进方向不变地向上方拉起，由此形成另一槽侧面的倾斜面。对于进深方向(图的垂直方向)也能够同样地形成。两个倾斜面的肩部优选如后述那样适当加工成具有所期望的曲率。接着，在基材31上堆积保护膜(未图示)。
在此，保护膜堆积于槽侧面的倾斜面331和槽的底部332，堆积率比向基材表面311堆积的堆积率低，膜厚较薄。向用于堆积最外表面的保护膜的面即保护膜表面施加的应力的一部分也有时施加于该斜面，但由于不是用于接受应力的面，因此槽侧面与槽底部的膜厚也可以较薄，进一步地，即使不存在膜也不影响整体的耐磨损性提高、低摩擦滑动。
槽加工方法可以使用激光加工、切削加工、加热加工、磨削加工、塑性加工、电火花加工、3D加工、喷水加工、注射成型加工、铸造加工、蚀刻加工、或将它们组合地使用。而且，可以为了调整槽内、表面粗糙度而还使用研磨。
在对基材进行槽加工时，也可以对基材预先实施各种前处理。例如可举出使氮渗入金属而使之表面硬化的氮化处理、向金属添加碳而使之表面硬化的渗碳、在对钢铁进行淬火后进行回火而提高韧性的调质、使铬扩散渗透于金属而提高耐腐蚀、耐磨损性的铬化处理、在钢铁的表面形成磷酸锌等的皮膜而提高耐腐蚀性、紧贴性的磷酸盐处理等。
在激光加工中，根据加工对象、使用状况，激光可以适当地利用YAG激光(基波、第二高次谐波、第三高次谐波)、CO2激光、氩激光、准分子激光(ArF、KrF)、纤维激光、飞秒激光、皮秒激光等。
在保护膜为碳系材料等(DLC、金刚石等)的情况下，在300度(℃)以上的温度下结晶状态变化，石墨成分变多，有时招致硬度降低。当使加工气氛为氧化环境(O2气体、大气、O3气体)时，有时成为CO2。若为了使用该变化而在激光束照射时设为氧化环境，则能够使规定部分变化为石墨、碳酸气体等而容易除去该规定部分。
切削加工是使用微型龙太等切削工具按照从被加工物的表面到内部的顺序削去的加工，可以采用铣削加工、机械加工、多轴机械加工、坐标镗床加工、NC车床加工、自动车床加工等使用机床雕刻槽花纹。
加热加工能够使用在对保护膜进行加工时使保护膜变化的热量，也可以是利用了如下情况的加工：仅通过使红热的微细的金属抵靠于保护膜面，受到该热影响的部分的保护膜的组成便发生变化。加热加工尤其对于DLC、金刚石膜等碳系保护膜有效。
磨削加工是利用了磨粒的加工，进行磨床加工、机械加工、刻槽加工等。只要设计制作磨石、磨削工具的顶端，则能够雕刻出规定角度。
塑性加工是利用将磨具、刃具、拉深模、工具等比被加工物硬的物质压接于对方基材使基材表面形状不复原这一情况的加工法，可举出冲压加工、纳米压印加工、滚花加工等单动加工、通过使基材侧移动而进行连续加工。
电火花加工是在基材通电的情况下在基材与磨具之间使用微小的电弧放电所引起的熔融的金属加工，可以通过基于电火花加工机进行的刻模加工、线切割等加工法来雕刻目标花纹。
3D加工能够通过3D打印机使用树脂、金属等来进行掩模花纹的堆积，其特征在于能够使花纹的高度变化。通常已知的3D打印机一边堆积树脂、金属一边造形，基本上具有沿着YZ轴方向运动的基台及沿着X轴运动的排出树脂等的打印机头、或使对金属粉末进行熔融的激光同步移动的机构。若将该功能与使工件(被加工物)旋转的机构组合则能够对立体物进行3D打印加工。采用该方法打印包含腐蚀性物质的墨液等对基材进行雕刻的要素，在经过规定时间时刻入想要腐蚀的部分。其特征性在于，能够对分离的部分进行雕刻加工。在使用掩模的蚀刻中与花纹相当的雕刻出的槽部连续，但根据本方式，由于不使用掩模，因此能够制作出独立的槽(池状的凹部)。也能够以一定时间加工大的面积。
喷水加工是如下加工法：向水中导入磨削材料，以例如2000气压左右的高压喷淋，由此对被加工物进行切削或雕刻。
注塑成形加工是使加热熔融后的树脂等注射流入磨具内并使之冷却固化而得到具有所期望的槽的成形品的加工法。
铸造加工可以优选使用所谓的失蜡法：用蜡制作母模，利用铸造用砂覆盖其周围，使金属流入使蜡熔化并将其除去而形成的空洞。
蚀刻加工是基于使通过掩模后的腐蚀液进行的刻模加工，可以进行组合各种掩模花纹且同时设置多个掩模的能够实现多件同时加工的花纹雕刻。雕刻深度能够根据与腐蚀液接触的接触时间而变化。另外，也可以使腐蚀液为电解质并将其与外部电极直流连接来控制蚀刻速度(电解磨削)。
槽被加工成具有与分段间隔部分对应的大小、形状。以下，以激光加工为主进行说明。通过调整激光的输出功率、光束直径、焦距等，能够容易控制槽部的宽度(大小)、深度等。另外，激光的加工速度能够容易达到300mm/秒左右。一般的机械切削工具即微型龙太的切削速度为0.1mm/秒左右，激光的加工速度是其3000倍。另外，基于激光得到的槽的宽度的下限通常为基于皮秒激光加工得到的15μm左右。
采用一般的机械切削工具即微型龙太实现的槽的宽度的下限为70μm左右。即，激光能够实现更微细的槽加工。需要说明的是，槽的宽度的上限能够通过使激光错开地反复进行槽加工而无限地扩大。另外，槽部的深度只要是1μm左右以上就能够任意调整。槽部能够通过反复进行槽加工来调整深度。槽加工只要是使网眼(槽彼此的间隔)为2μm左右以上就能够随意改变，能够设定成在微小的分段结构与大的分段结构之间逐渐变化。
在使用激光对该基材进行槽加工的情况下，也能够自由组合图案(图形)、槽宽度以及槽深度。并且，槽加工图案能够自由设定，即槽切割的曲线的曲率半径也能够任意设定。因此，能够使一个基材带有不同的分段图案，因此能够得到与用途相应的最佳的分段结构的保护膜。成能够自如地设定槽加工图案是指也能够使用分段结构保护膜进行标记、命名。而且，通过使分段结构的位置、大小、范围变化，也能够自如地控制槽部的宽度、弯曲方式，能够使槽为流路或封闭的槽(池部)，也能够容易将封闭的槽用作油坑(贮油部)。
而且，即使在采用需要机械接触的机械切削工具时难以到达被加工物的情况下，由于激光与被加工物光学接触，因此激光也容易到达被加工物。激光也能够通过镜面反射、光纤来照射，能够实现自由度更高的加工。另外，也不容易受到被加工物的表面形状的限制。
在使用激光对基材进行槽加工之后，堆积保护膜而形成分段保护膜间的间隔。槽的宽度从所述的相邻的分段的间隔0.1μm～1mm的范围选择。槽的深度从1μm～2mm程度的范围选择。就使用激光进行的槽加工的精度而言，现状下难以均匀导入1μm以下的槽，因此1μm左右是精度下限。
如上所述，为了使膜破损、破坏的应力不集中、容易将应力向基材侧传递，保护膜构成为，槽侧面与槽的底部交叉的部分的纵剖面通过向下凸出的曲线相连，且槽的底部的纵剖面为直线或向下凸出的曲线。
在以往技术的通过描画材料的遮掩而制作的分段结构的保护膜中，仅能够得到与膜厚相当的部分的槽深度、即几纳米至几百微米的槽深度，但根据例如使用激光对基材进行槽加工的本方法，能够容易制作具有1mm左右的深度的槽。堆积的保护膜的膜厚通常为1nm至200μm，与此相对，槽的深度充分深到1μm～2mm左右，因此对于在对基材进行槽加工之后堆积的保护膜，作为与其他物质接触、接受应力等而与耐磨损性、滑动性等相关的最表面的效果，能够得到分段形态。需要说明的是，在槽部中，与最表面相比膜厚相对薄。在(槽深度÷槽宽度)大的情况下，膜能够在槽侧面、底部断开。由此，能够得到分段形态的保护膜。作为用于使膜断开的槽的深度，通常为所期望的保护膜的厚度的5倍以上，优选为20倍以上，进一步优选为50倍以上，更优选为100倍以上，最优选为150倍以上。
因激光加工而出现的残渣有时以从基材表面突出的形状产生。即，有时在槽部的周缘形成所谓的毛刺。优选根据需要而除去该毛刺。毛刺的除去能够通过适当的物理方法而在不损害基材的情况下实施。
作为除去毛刺的方法，可以再次使用激光。通过将调整散焦或输出后的激光向槽加工部照射，从而毛刺部被加热熔融而变形，槽的肩部(基材的表面与槽侧面的交接的边及其附近)变得平缓。例如能够使槽的肩部以比保护膜的膜厚大的曲率半径弯曲。能够适当调整激光的焦点(散焦)、输出、偏置量、往复次数等，直到槽的肩部的形状成为所期望的形状。
另外，作为除去毛刺的方法，可以根据基材的材质、所期望的槽尺寸、形状而使用适当的工具、加工法，例如也可以使用基于砂纸等进行的研磨、抛光、流体研磨、磁研磨、喷砂、基于固体二氧化碳粉末等进行的喷丸、基于旋转磨石等进行的磨削、各向同性干蚀刻等蚀刻、使用了电解质液的电解研磨等。这些除去毛刺的方法也可以组合使用。尤其是，通过在由激光除去毛刺之后采用激光以外的方法进一步除去毛刺，能够进一步使肩部的曲率半径高精度地一致，在品质管理上是有利的。
作为在本发明中使用的基材，没有特别限制，可举出例如铝合金、镁合金、铜合金、钛合金、耐热合金、不锈钢合金、钨合金、钢等金属；塑料等高分子基材；橡胶；陶瓷；CFRP等碳系材料以及它们的复合材料等，能够根据目的而适当选择。
供保护膜堆积的基材表面也可以形成为三维曲面。三维曲面是指通过冲压加工等塑性加工等而制作出的面、通过切削加工制作出的面、通过注射成型、压力铸造、MIM(MetalInjection Mold：金属注射成型)、烧结、烧成等而形成的立体物的表面、尤其是曲面。
对基材进行槽加工之后，进行膜的堆积。包括进行了槽加工的部位在内地堆积膜，但槽的深度相对于膜厚而言足够深，因此膜在槽部具有凹部，得到该槽加工部分形成相邻的分段间的间隔的分段状的保护膜。
分段保护膜的形状没有特别限制，可以适当选择三角形、四边形等多边形、圆形等。例如，也能够形成将五边形与六边形组合而成的足球状的分段保护膜。另外，也可以形成将使三角形的中心部(比边部)伸出而成的形状组合得到的球面状的分段保护膜。另外，也可以形成由根据部位的不同而具有不同宽度、深度的槽分隔出的分段保护膜。这些分段保护膜的大小通常从1边或外径为1μm～3mm中选择。相邻的分段保护膜的间隔通常为0.1μm～1mm。另外，分段保护膜的膜厚通常为1nm～200μm。
而且，槽的俯视形状也可以形成为棋盘状、条纹状、池状、或它们的组合，它们可以形成流路也可以是封闭的池部，也可以使池部的槽为贮油部。而且，通过向这些槽部导入流体润滑剂、固体润滑剂，也可以使槽为流体或固体的润滑剂层。
图3是表示在基材上形成有各种形状的槽的保护膜的一例的俯视图，在图中，31表示基材，32表示保护膜，33表示形成于保护膜32的各种形状的槽(池状、格子状、线条状)。
图4示出了表示在图3中构成槽的池部的一例的俯视图(a)、以及其A-A’剖切面(b)和B-B’剖切面(c)。
在本发明的一方案中，保护膜从由类金刚石碳膜、金刚石膜、BN膜、W2C膜、CrN膜、HfN膜、VN膜、TiN膜、TiCN膜、Al2O3膜、ZnO膜、SiO2膜以及它们的组合构成的组中选择。
作为保护膜的堆积法优选采用气相沉积法，例如可举出以直流、交流或高频等为电源的等离子体CVD、或者磁控溅射或离子光束溅射等溅射法。也使用PVD(物理气相沉积法)，能够得到同样的效果。
图5示出了等离子体CVD成膜装置的一例的基本结构。示出了具备腔室5、排气系统10(回转泵11、涡轮分子泵12、真空计13、排气门14等)、气体导入系统15(Ar、C2H2、Si(CH3)4)、H2、O2、N2、CH4、CF4等的气体导入系统以及流量调整用阀)以及电源系统20(主电源16、基材加热电源17、微细粒子捕获过滤器电源18、剩余电子收集电源19等)的装置的概要。
将基材连接于本装置的腔室内的阴极电极，对基材进行槽加工。在设置基材后，由真空排气机构对腔室内进行排气，接着供给等离子体气体源Ar、Si(CH3)4、C2H2等，由脉冲电源施加脉冲电压，从而所述等离子体气体源被等离子体化。等离子体化后的气体堆积在基材上而形成膜，但槽深度相对于膜厚而言足够深，因此得到如下的分段形态的保护膜：膜在槽部处断开或与表面相比变得相对较薄，作为保护膜的功能变小，即使在倾斜的壁、槽的底部也附着有膜，但作为力学方面的保护膜的功能降低，而化学稳定性提高。
槽部处的成膜率可以通过适当选择激光槽加工时的气氛来调整。具体而言，在激光槽加工时，若使用氧化性气氛气体例如氧、臭氧等，则容易使被加工面氧化。氧化物大体上导电性低，在成膜时能够抑制向氧化后的槽部导电，因此能够抑制槽内的成膜。因此，容易在不存在槽的部位形成保护膜而成为分段状保护膜。
另外，若导电性低则电流不容易流动，能够抑制基材的温度上升。这在扩大基材的选择范围方面也是有用的。
激光槽加工时的气氛也可以选择非活性气体、例如氩、氮气等。由此，在槽加工时，还能够抑制槽部的面被氧化。
堆积的保护膜优选是能够赋予耐磨损性的保护膜，例如也可以包括金刚石膜、类金刚石碳膜、BN膜、W2C膜、CrN膜、HfN膜、VN膜、TiN膜、TiCN膜、Al2O3膜、ZnO膜、SiO2膜中的任一方或将它们组合而成的膜。它们的膜厚通常从1nm～200μm选择。
在本发明的保护膜的另一方式中，保护膜可以从由金属镀膜、氧化铝膜、树脂膜以及它们的组合构成的组中选择。这些膜的形成自身能够通过通常方法来实现，作为金属镀膜优选镀镍、镀铬等湿式法，氧化铝膜优选基于阳极氧化的湿式法，作为树脂膜优选氟树脂涂敷。这些保护膜的膜厚通常从50nm～500μm选择。保护膜可以由槽分割开，也可以连续。
在本发明的另一方式中，保护膜是在将膜堆积在基材上的分段结构的保护膜，如图1的(b)所示，在将保护膜32堆积(通常基材表面311与保护膜表面321平行)在基材31上后，在保护膜32内进行槽加工而形成分段保护膜间的间隔。为了不使膜破损、破坏的应力集中、容易将应力向基材侧传递，保护膜构成为，槽侧面与槽的底部交叉的部分的纵剖面通过向下凸出的曲线相连，且槽的底部的纵剖面为直线或向下凸出的曲线。优选的是，从保护膜表面321到槽的底部332的槽侧面的倾斜角α为60度以下。根据这样的结构，能够进一步使膜破损、破坏的应力不集中、容易将应力向基材侧传递。进一步优选的是，α为25±20度。在保护膜表面为曲面的情况下，α是指相对于相应的位置处的切线的角度。
在本发明的另一方式中，如图1的(c)所示，涉及将膜堆积在基材31上的分段结构的保护膜，在在将保护膜32堆积(通常基材表面311与保护膜表面321平行)在基材31上后，对保护膜32以及基材31进行槽加工而形成分段保护膜间的间隔。为了使膜破损、破坏的应力不集中、容易将应力向基材侧传递，保护膜构成为，槽侧面与槽的底部交叉的部分的纵剖面通过向下凸出的曲线相连，且槽的底部的纵剖面为直线或向下凸出的曲线。优选的是，从保护膜表面321到槽的底部332的槽侧面的倾斜角α为60度以下。进一步优选的是，α为25±20度。在保护膜表面为曲面的情况下，α是指相对于相应的位置处的切线的角度。
而且，在本发明的一个方式中，提供被槽加工后的基材，在该基材中，为了使基材或形成于其表面的膜破损、破坏的应力不集中、容易将应力向基材侧传递，槽侧面与槽的底部交叉的部分的纵剖面通过向下凸出的曲线相连，且槽的底部的纵剖面为直线或向下凸出的曲线。优选的是，从基材表面到槽的底部的槽侧面的下降倾斜角α为60度以下。进一步优选的是，α为25±20度。
如上述那样，槽加工自身可以从激光加工、切削加工、加热加工、磨削加工、塑性加工、电火花加工、3D加工、喷水加工、注射成型加工、铸造加工、蚀刻加工以及它们的组合中选择。槽的俯视形状可以优选从棋盘状、条纹状、池状以及它们的组合中选择，槽的底部的纵剖面形状优选为直线或向下呈凸状的曲线。槽的宽度、深度等也与上述同样。
本发明的基材适于在该基材上形成上述分段形态的保护膜，能够防止保护膜因从保护膜表面输入的应力即外部应力、从内部施加的应力即内部应力而破坏、破损，得到相对于外部应力以及内部应力强度稳定的保护膜。而且，本发明的基材自身也通过将上述槽各种组合来局部地改变强度，能够实现表面强度的在不同部位的控制。
产业上的可利用性
根据本发明，能够提供相对于外部应力以及内部应力稳定的分段结构的保护膜。
附图标记说明
31 基材；
311 基材表面；
32 保护膜；
321 保护膜表面；
33 槽；
331 槽的倾斜面；
332 槽的底部；
34 切削工具；
5 腔室；
10 排气系统；
15 气体导入系统；
20 电源系统。

Claims (25)

1.一种保护膜，其为将膜堆积在基材上的分段结构的保护膜，其中，
在对所述基材进行槽加工后堆积所述保护膜而形成分段保护膜间的间隔，槽侧面与槽的底部交叉的部分的纵剖面通过向下凸出的曲线相连，且槽的底部的纵剖面为直线或向下凸出的曲线。
2.根据权利要求1所述的保护膜，其中，
从基材表面到槽的底部的槽侧面的倾斜角α为60度以下。
3.根据权利要求1或2所述的保护膜，其中，
槽为流路或池部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的保护膜，其中，
保护膜从由类金刚石碳膜、金刚石膜、BN膜、W2C膜、CrN膜、HfN膜、VN膜、TiN膜、TiCN膜、Al2O3膜、ZnO膜、SiO2膜以及它们的组合构成的组中选择。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的保护膜，其中，
保护膜从由金属镀膜、氧化铝膜、树脂膜以及它们的组合构成的组中选择。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的保护膜，其中，
槽加工为激光加工、切削加工、加热加工、磨削加工、塑性加工、电火花加工、3D加工、喷水加式、注射成型加工、铸造加式、蚀刻加工或它们的组合。
7.一种保护膜，其为将膜堆积在基材上的分段结构的保护膜，其中，
将所述保护膜堆积在所述基材上后在保护膜内进行槽加工而形成分段保护膜间的间隔，槽侧面与槽的底部交叉的部分的纵剖面通过向下凸出的曲线相连，且槽的底部的纵剖面为直线或向下凸出的曲线。
8.根据权利要求7所述的保护膜，其中，
从保护膜表面到槽的底部的槽侧面的倾斜角α为60度以下。
9.根据权利要求7或8所述的保护膜，其中，
槽是流路或池部。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的保护膜，其中，
保护膜从由类金刚石碳膜、金刚石膜、BN膜、W2C膜、CrN膜、HfN膜、VN膜、TiN膜、TiCN膜、Al2O3膜、ZnO膜、SiO2膜以及它们的组合构成的组中选择。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的保护膜，其中，
保护膜从由金属镀膜、氧化铝膜、树脂膜以及它们的组合构成的组中选择。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的保护膜，其中，
槽加工为激光加工、切削加工、加热加工、磨削加工、塑性加工、电火花加工、3D加工、喷水加工、注射成型加工、铸造加工、蚀刻加工或它们的组合。
13.一种保护膜，其为将膜堆积在基材上的分段结构的保护膜，其中，
在将所述保护膜堆积在所述基材上后对保护膜以及基材进行槽加工而形成分段保护膜间的间隔，槽侧面与槽的底部交叉的部分的纵剖面通过向下凸出的曲线相连，且槽的底部的纵剖面为直线或向下凸出的曲线。
14.根据权利要求13所述的保护膜，其中，
从保护膜表面到槽的底部的槽侧面的倾斜角α为60度以下。
15.根据权利要求13或14所述的保护膜，其中，
槽为流路或池部。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的保护膜，其中，
保护膜从由类金刚石碳膜、金刚石膜、BN膜、W2C膜、CrN膜、HfN膜、VN膜、TiN膜、TiCN膜、Al2O3膜、ZnO膜、SiO2膜以及它们的组合构成的组中选择。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的保护膜，其中，
保护膜从由金属镀膜、氧化铝膜、树脂膜以及它们的组合构成的组中选择。
18.根据权利要求13至17中任一项所述的保护膜，其中，
槽加工为激光加工、切削加工、加热加工、磨削加工、塑性加工、电火花加工、3D加工、喷水加工、注射成型加工、铸造加工、蚀刻加工或它们的组合。
19.一种保护膜的制造方法，其特征在于，
在形成将膜堆积在基材上而成的分段结构的保护膜时，在对所述基材进行槽加工之后堆积所述保护膜而形成分段保护膜间的间隔，得到槽侧面与槽的底部交叉的部分的纵剖面通过向下凸出的曲线相连、且槽的底部的纵剖面为直线或向下凸出的曲线的保护膜。
20.一种保护膜的制造方法，其特征在于，
在形成将膜堆积在基材上而成的分段结构的保护膜时，在将所述保护膜堆积在所述基材上后在保护膜内进行槽加工而形成分段保护膜间的间隔，得到槽侧面与槽的底部交叉的部分的纵剖面通过向下凸出的曲线相连、且槽的底部的纵剖面为直线或向下凸出的曲线的保护膜。
21.一种保护膜的制造方法，其特征在于，
在形成将膜堆积在基材上而成的分段结构的保护膜时，在将所述保护膜堆积在所述基材上后对保护膜以及基材进行槽加工而形成分段保护膜间的间隔，得到槽侧面与槽的底部交叉的部分的纵剖面通过向下凸出的曲线相连、且槽的底部的纵剖面为直线或向下凸出的曲线的保护膜。
22.一种基材，其中，
所述基材是被进行了槽加工的基材，槽侧面与槽的底部交叉的部分的纵剖面通过向下凸出的曲线相连，且槽的底部的纵剖面为直线或向下凸出的曲线。
23.根据权利要求22所述的基材，其中，
槽加工为激光加工、切削加工、加热加工、磨削加工、塑性加工、电火花加工、3D加工、喷水加工、注射成型加工、铸造加工、蚀刻加工或它们的组合。
24.根据权利要求22或23所述的基材，其中，
从基材表面到槽的底部的槽侧面的倾斜角α为60度以下。
25.根据权利要求22至24中任一项所述的基材，其中，
槽为流路或池部。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115446961A (zh) * 2022-09-29 2022-12-09 重庆市欧华陶瓷(集团)有限责任公司 一种抛釉瓷砖的镀金设备及其工艺

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109070240B (zh) * 2016-04-25 2020-04-24 京瓷株式会社 刀片以及切削工具
US10632542B2 (en) 2016-12-20 2020-04-28 Sumitomo Electric Hardmetal Corp. Cutting tool and manufacturing method thereof
JP2022100954A (ja) * 2020-12-24 2022-07-06 日本アイ・ティ・エフ株式会社 硬質炭素膜とその成膜方法
WO2023148980A1 (ja) * 2022-02-07 2023-08-10 日産自動車株式会社 金属粉末形成方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050175837A1 (en) * 2002-04-25 2005-08-11 Orlaw Massler Structured coating system
JP2010007112A (ja) * 2008-06-25 2010-01-14 Hitachi Chem Co Ltd セグメント形態の無機材料膜を有する部材及びセグメント形態の無機材料膜の製造法
CN102691048A (zh) * 2011-03-18 2012-09-26 东京毅力科创株式会社 成膜方法及成膜装置
JP2012188698A (ja) * 2011-03-10 2012-10-04 Imott Inc 保護膜およびそれを作製する方法
CN102812539A (zh) * 2010-03-17 2012-12-05 Spp科技股份有限公司 沉积方法
CN104220647A (zh) * 2013-02-12 2014-12-17 株式会社新克 连续镀覆用图案形成滚筒及其制造方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3634708A1 (de) * 1986-10-11 1988-04-28 Goetze Ag Gleitender reibung ausgesetztes maschinenteil, wie insbesonder kolbenring
JPH01185553A (ja) * 1988-01-19 1989-07-25 Canon Inc 表面加工されたレーザー用電子写真感光体用基体
US5435889A (en) * 1988-11-29 1995-07-25 Chromalloy Gas Turbine Corporation Preparation and coating of composite surfaces
JP3448884B2 (ja) * 1992-12-15 2003-09-22 日本精工株式会社 人工ダイヤモンド被覆材
CA2142649A1 (en) * 1994-03-01 1995-09-02 Matthew A. Simpson Cvd diamond cutting tools
JP4117388B2 (ja) * 2001-11-07 2008-07-16 国立大学法人東京工業大学 保護膜
JP4880976B2 (ja) * 2005-10-28 2012-02-22 京セラ株式会社 表面被覆切削工具の製造方法
WO2008081904A1 (ja) * 2006-12-27 2008-07-10 Hitachi Chemical Co., Ltd. 凹版及びこれを用いた導体層パターン付き基材
EP2476775A4 (en) * 2009-09-11 2013-07-10 Imott Corp PROTECTIVE FILM AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
US9617654B2 (en) * 2012-12-21 2017-04-11 Exxonmobil Research And Engineering Company Low friction coatings with improved abrasion and wear properties and methods of making

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050175837A1 (en) * 2002-04-25 2005-08-11 Orlaw Massler Structured coating system
JP2010007112A (ja) * 2008-06-25 2010-01-14 Hitachi Chem Co Ltd セグメント形態の無機材料膜を有する部材及びセグメント形態の無機材料膜の製造法
CN102812539A (zh) * 2010-03-17 2012-12-05 Spp科技股份有限公司 沉积方法
JP2012188698A (ja) * 2011-03-10 2012-10-04 Imott Inc 保護膜およびそれを作製する方法
CN102691048A (zh) * 2011-03-18 2012-09-26 东京毅力科创株式会社 成膜方法及成膜装置
CN104220647A (zh) * 2013-02-12 2014-12-17 株式会社新克 连续镀覆用图案形成滚筒及其制造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115446961A (zh) * 2022-09-29 2022-12-09 重庆市欧华陶瓷(集团)有限责任公司 一种抛釉瓷砖的镀金设备及其工艺
CN115446961B (zh) * 2022-09-29 2024-04-16 重庆市欧华陶瓷(集团)有限责任公司 一种抛釉瓷砖的镀金设备及其工艺

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