CN112469537A - 金属制品表面构件及其抛光加工方法 - Google Patents

金属制品表面构件及其抛光加工方法 Download PDF

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Abstract

将通过喷击加工而于表面形成有凹凸的金属制品表面的凹部残留且将凸部碾碎而改善表面粗糙度，并且提高表面硬度及压缩残留应力。提供一种金属制品表面构件，其将通过喷击加工而于表面形成有凹凸的金属制品作为处理对象，将较上述金属制品的表面硬度而言为低硬度且具有较上述凹凸的凹部的宽度大的粒径的球状珠粒作为压碎用珠粒，对上述金属制品的表面喷射，并且使其冲撞，将形成于上述金属制品的表面上的凹凸中的凸部选择性地挤碎，由此改善上述金属制品的表面粗糙度。

Description

金属制品表面构件及其抛光加工方法
技术领域
本发明涉及一种金属制品表面构件及该金属制品表面构件的抛光加工方法，更详细而言，涉及一种将通过喷击加工(包含喷丸)而于表面形成有凹凸的金属制品作为处理对象，将形成于该金属制品的表面上的凹凸的凹部残留，且将凸部挤碎而改善表面粗糙度的金属制品表面构件及获得上述表面构件的抛光加工方法。
背景技术
对汽车或工作机械等要求节能化、高速化的结果为，引擎或其他滑动零件的润滑中所使用的润滑油是使用低粘度的润滑油。
此种低粘度的润滑油的使用可减少流体润滑区域中的摩擦损失，由此可满足节能化或高速化的要求，另一方面，在使用低粘度的润滑油的情形时，形成于滑动部表面的油膜的厚度变薄而容易产生油膜破裂，因此在滑动部间容易产生热磨损。
因此亦提出，为了防止由此种低粘度的润滑油的使用所引起的油膜破裂或热磨损，而在金属制品的滑动部表面形成多个微小凹部，可在该凹部内保持润滑油，由此，防止上述油膜破裂或由其引起的热磨损的发生。
此外，如上所述的多个微小凹部在将其形成于例如树脂成型用模具的成型面上的情形时，获得通过在该凹部内储留脱模剂或空气而提高模具的脱模性的效果等，其形成对象并不限定于上述滑动零件，而在各种领域中利用。
对金属制品的表面形成上述微小凹部中，例如可利用如下的“喷击加工”：使粒体载于压缩空气的喷流中，或者通过离心力、打击等方式而喷射并冲撞被加工物的表面。
例如，在使用较作为处理对象的金属制品的母材硬度而言为高硬度、且称为“珠粒”的大致球状的粒体，作为该喷击加工中所喷射的上述粒体来进行喷丸的情形时，如图1所示，使与珠粒冲撞的部分的金属制品的表面产生塑性变形而塌陷，由此可形成上述发挥作为油储留部等功能的大致半圆弧状凹部(凹坑)。
又，在如上所述通过喷丸而形成凹部的情形时，除了通过与珠粒冲撞时所产生的塑性变形而对金属制品的表面赋予压缩残留应力以外，由于在与珠粒的冲撞部，金属制品的表面的温度局部且瞬间上升而引起瞬间热处理，通过该瞬间热处理，金属制品的表面得到强化，在凹部形成的同时，可一并获得金属制品的疲劳强度的提高、耐久性或耐磨耗性的提高(参照专利文献1)。
但是，通过上述喷丸形成的凹部，如图1所示，是通过随着与球状珠粒的冲撞塑性变形金属制品的母材而获得，因此在金属制品的表面，不仅在与珠粒的冲撞部分形成凹部，而且亦同时形成凸部2，该凸部2是在形成有凹部的部分所存在的母材向周边挤出而产生。
以上述方式在金属制品的表面产生的凸部2在产生于滑动零件的表面的情形时，通过与对方构件的表面接触而使接触阻力增大，又，在产生于模具的成型面表面的情形时，陷入被成型材的内部而使脱模性恶化。
因此，在对滑动部的表面或模具的成型面、其他金属制品的表面进行形成凹部的处理的情形时，理想上以作为油储留部等的凹部残留的方式，将凸部2的前端部分去除或者挤碎等而降低其高度，由此改善金属制品的表面粗糙度。
如上所述，作为将形成于金属制品的表面上的凹凸的凹部残留，且降低凸部2的高度的方法，考虑通过研光或擦光等使用研磨粒的研磨而将凸部2削除至既定高度的方法。
又，作为降低上述凸部2的高度而改善金属制品的面粗糙度的方法，亦考虑应用如下的抛光加工：通过使滚子等具有光滑表面的工具一面按压于金属制品的表面一面移动，而将凸部2挤碎至既定高度。
进而，作为将因通过喷击加工形成凹部而于凹部与凹部之间所产生的凸部2去除的方法，亦提出通过以在金属制品的表面滑动的方式喷射研磨材，而将凸部2的前端侧削除至既定高度(参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5341971号公报
专利文献2：日本专利特开2012-40744号公报
发明内容
发明所欲解决的问题
以上所说明的方法中，通过研光或擦光而将在凹凸形成后的金属制品的表面上所产生的凸部削除的方法中，由于技术人员的熟练度而使加工后的表面状态产生差异，并且即便再熟练，亦难以进行表面整体的均匀加工，尤其在复杂形状的表面、具有面与面相交而形成的角部、及沟槽或孔洞等的表面，加工本身困难。
又，该方法中，由于通过利用研磨粒来削除金属制品的表面的一部分而改善表面粗糙度，故而通过在金属制品的表面上形成凹凸时所赋予的压缩残留应力或瞬间热处理而强化的金属制品的表面层的一部分通过该研磨而去除。
另一方面，若欲通过因研光或擦光研磨而引起的加工硬化或压缩残留应力的赋予而将表面强化，则必须提高加工压力，研磨量增加，结果存在削除至凹部而使其消失的顾虑。
相较之下，将具有光滑表面的滚子等工具一面按压于被加工物的表面一面使其移动的已知的抛光处理中，将通过因与上述工具表面的接触所引起的塑性变形而产生于金属制品的表面上的凸部挤碎，来改善表面粗糙度，因此期待通过因该挤碎时的塑性变形而引起的加工硬化或压缩残留应力的赋予，来进一步强化金属制品的表面。
但是，已尝试通过使用微细的球状珠粒的喷击加工，对形成有多个半圆弧状凹部的金属制品的表面进行滚子抛光，结果可确认，滚子抛光处理后的金属制品的表面是通过凹凸的凸部被选择性地挤碎，而残留凹部且降低凸部的高度，从而可改善表面粗糙度，但与先前的预想相反，滚子抛光后的金属制品中，确认较进行滚子抛光前的金属制品而言表面硬度下降，若利用该方法来改善表面粗糙度，则显而易知通过用以形成凹凸的喷击加工而赋予的表面强化的效果消失。
而且，滚子抛光等已知的抛光方法亦难以对具有复杂形状或角、槽、孔等的表面进行加工。
此外，如专利文献2所介绍，将通过喷击加工而形成凹凸时所产生的凸部前端，通过以于金属制品的表面滑动的方式喷射研磨材而去除的构成中，关于凸部前端的去除，可使用与形成凹凸时所使用的装置同样的喷击加工装置，而比较简单且在短时间内进行均匀加工，且不需要熟练。
而且，该方法中，即便是复杂的表面形状或具有角、槽、孔等的表面形状，亦可比较容易地、而且均匀地进行加工。
但是，该方法中，为了使研磨材在金属制品的表面滑动，作为研磨材，必须使研磨材(研磨粒)担载于橡胶等弹性材料的表面，或者使用在弹性材料中混练入研磨材(研磨粒)的“弹性研磨材”、或具有扁平形状的“板状研磨材”等特殊研磨材(专利文献1[0057]栏、[0044]、[0045]栏)，与使用已知的一般珠粒或研磨粒来进行加工的情形相比较，成本高。
而且，通过将凸部前端去除的处理，亦无法获得压缩残留应力或表面硬度的上升。
此外，以上的说明中，如参照图1所说明，列举通过喷丸而在金属制品的表面形成大致半圆弧状凹部(凹坑)的情形时的凸部的去除为例来说明，但由于在金属制品的表面存在凸部而产生的接触阻力的增大或脱模性的恶化等问题，是在对金属制品的表面喷射研磨粒或具有角的格子等具有切削性的粒体而形成例如锯齿状的凹凸的情形时亦可共通产生的问题，从获得滑动阻力的下降或脱模性的提高等效果的方面而言，较理想为在以任一种方法来形成凹凸的情形时，均残留凹凸的凹部且碾碎凸部的前端部而改善表面粗糙度。
因此，本发明是为了消除上述现有技术中的缺点而形成的，目的在于提供一种金属制品表面构件及作为其处理方法的抛光加工方法，其不需要熟练，可通过比较简单的作业且以低成本来均匀地进行如下处理：在将如上所述通过喷击加工而于金属制品的表面形成凹凸时所产生的凹凸的凹部残留的状态下，将凸部的前端挤碎来改善金属制品的表面粗糙度；而且，不仅改善表面粗糙度，并且可同时获得提高金属制品的表面硬度或压缩残留应力的效果。
解决问题的手段
为达成上述目的，本发明的金属制品表面构件为：
于表面形成有多个微细凹部的金属制品，其特征在于：通过抛光加工，所形成的凹凸的大致半圆弧状凹部的宽度(划定凹部的轮廓的周缘的直径)为0.1～12μm的范围，且平均为约5～6μm，且形成于上述金属制品的表面上的凹凸中的凸部被选择性地挤碎，表面粗糙度(Ra)为0.196～0.060μm(权利要求1)。
上述表面构件可为滑动表面(权利要求2)。
上述表面构件可为树脂成型用模具的成型面(权利要求3)。
为达成上述目的，本发明的抛光加工方法的特征在于：
将通过喷击加工而于表面形成有凹凸的金属制品作为处理对象，并且
将较上述金属制品的表面硬度而言为低硬度且粒径大于上述凹凸的大致半圆弧状凹部的宽度(划定凹部的轮廓的周缘的直径)的球状珠粒作为压碎用珠粒，对上述金属制品的表面喷射，并且使其冲撞，将形成于上述金属制品的表面上的凹凸中的凸部选择性地挤碎，由此改善上述金属制品的表面粗糙度(权利要求4)。
上述压碎用珠粒的喷射可以0.1～0.7MPa的喷射压力、或者30～300m/sec的喷射速度来进行(权利要求5)。
进而，本发明的抛光加工方法的特征在于：
将上述金属制品作为处理对象，上述金属制品是通过将具有与作为处理对象的上述金属制品的母材为同等以上的硬度且选自#100～#800(平均粒径为149μm～20μm)的范围内的球状珠粒即凹凸形成用珠粒，喷射至上述金属制品的表面，而于表面形成有凹凸；并且
使用具有较上述凹凸形成用珠粒大的粒径的选自#24～#700(平均粒径为840μm～24μm)的范围内的珠粒来作为上述压碎用珠粒(权利要求6)。
在该情形时，上述压碎用珠粒的粒径优选为设为上述凹凸形成用珠粒的粒径的1.2倍～8.3倍的范围(权利要求7)。
发明的效果
通过以上所说明的本发明的构成，可获得以下的显著效果。
利用压碎用珠粒的喷射等比较简单的方法，将通过喷击加工而形成有凹凸的金属制品的表面上所产生的凹凸中的凸部选择性地挤碎，由此，将作为油储留部等而发挥功能的凹部残留，且将凸部的前端部分碾碎来降低凸部的高度，由此可改善金属制品的表面粗糙度。
其结果为，本发明的金属制品表面构件不仅获得由凹部的形成所引起的润滑性的提高或脱模性的提高，而且同时获得由凸部的前端部分被挤碎而平坦化所引起的滑动阻力的降低、或脱模性的提高等效果。
又，利用本发明的方法进行抛光处理的金属制品中，在抛光处理的前后产生表面硬度或压缩残留应力的上升，由此，可一并获得金属制品的疲劳强度的提高、耐久性或耐磨耗性的提高等效果。
尤其在通过使用#100～#800(平均粒径为149μm～20μm)的微细珠粒的喷丸而于金属制品的表面形成凹凸的构成中，不仅维持在凹凸的形成时所赋予的压缩残留应力、或由瞬间热处理所引起的表面硬度的提高的效果，而且，进而通过抛光处理而迭加地进行压缩残留应力的增大及表面硬度的提高，由此可进一步提升金属制品的疲劳强度的提高、耐久性或耐磨耗性的提高等效果。
而且，本发明的方法中所使用的压碎用珠粒若为在与作为处理对象的金属制品或凹凸形成用珠粒的关系中，满足上述硬度或粒径等条件者，则可从已知的珠粒喷击或喷丸中所使用的一般珠粒中选择使用，如上述专利文献2所介绍的现有技术一样，与使用弹性研磨材或板状研磨材等特殊而高价的研磨材的情形相比较，可低成本地改善表面粗糙度。
附图说明
图1是对通过凹凸形成用珠粒的冲撞而进行的凹凸的形成状态加以说明的示意图。
图2是对通过压碎用珠粒而进行的凸部压碎的状态加以说明的示意图。
图3是试验例1的试验片(未处理)表面的粗糙度曲线。
图4是试验例1的试验片(凹凸形成处理后)表面的粗糙度曲线。
图5是试验例1的试验片(后续处理后)表面的粗糙度曲线。
图6是试验例2的试验片(未处理)表面的粗糙度曲线。
图7是试验例2的试验片(凹凸形成处理后)表面的粗糙度曲线。
图8是试验例2的试验片(条件1的抛光处理后)表面的粗糙度曲线。
图9是试验例2的试验片(条件2的抛光处理后)表面的粗糙度曲线。
图10是试验例2的试验片(条件3的抛光处理后)表面的粗糙度曲线。
图11是试验例3的试验片(未处理)表面的粗糙度曲线。
图12是试验例3的试验片(凹凸形成处理后)表面的粗糙度曲线。
图13是试验例3的试验片(抛光处理后)表面的粗糙度曲线。
具体实施方式
以下，对本发明的抛光加工方法加以说明。
[处理对象]
本发明的抛光加工方法可将通过喷击加工而于表面形成有凹凸的金属制品整体作为处理对象，如参照图1所说明，除了通过喷射较金属制品4的母材硬度而言为高硬度的微细的球状珠粒来进行的所谓“微粒子喷丸”，而形成有半圆弧状的多个凹部(凹坑)3的金属制品4以外，通过使用研磨粒或格子等具有切削性的粒体的喷击加工来切削表面而形成的于表面形成有例如锯齿状的凹凸的金属制品4的任一者均可作为对象。
作为处理对象的金属制品4的用途并无特别限定，可用于在表面形成多个微细凹部3而使用的所有用途，例如，在表面形成有成为润滑油的油储留部的凹部3的引擎的凸轮轴、从动件、活塞裙、活塞环、缸内径、曲轴、轴承表面等滑动零件，在成型面形成有成为脱模剂储存部或空气储存部的凹部3的树脂成型用模具等均可成为在本发明的方法中作为处理对象的金属制品4。
又，对于本发明中作为处理对象的金属制品4的材质亦无特别限定，若为可通过与压碎用珠粒5的冲撞而将凹凸的凸部2压碎的具有塑性变形性的金属材料，则不论其材质如何，可将各种材质者作为对象，除了钢材等铁是金属以外，非铁金属或其合金制者亦可作为对象。
在此种金属制品4的表面上的凹凸的形成，优选为通过将较作为处理对象的金属制品4的母材而言为高硬度的球状珠粒作为凹凸形成用珠粒1来喷射，并且使其冲撞而进行。
该凹凸形成用珠粒1可从#100～#800(平均粒径为149μm～20μm)的范围内选择，若为较作为处理对象的金属制品4的母材而言为高硬度者，则对其材质亦无特别限定，可使用钢制、其他金属制、陶瓷制、玻璃制等已知的各种材质的珠粒。
用以形成凹凸的粒体的喷射作为一例，可以喷射压力0.3～0.6MPa、或者喷射速度100～200m/sec来进行，由此，在金属制品4的表面形成具有较所使用的凹凸形成用珠粒1的粒径小的直径的直径0.1～5μm的多个凹部3。
用以在金属制品4的表面形成凹凸的粒体的喷射方法并无特别限定，若为可以上述喷射压力或者喷射速度来喷射粒体者，则可使用已知的各种喷击加工装置。
作为此种喷击加工装置，除了载于压缩空气的喷流中而喷射珠粒的空气式喷击加工装置以外，利用离心力而将珠粒加速喷射的离心式的喷击加工装置、通过使珠粒冲撞高速旋转的叶轮机时的打击而使珠粒加速并且喷射的打击式喷击加工装置的任一者均可使用，使用这些的任一喷击加工装置而形成有凹凸的金属制品4均成为本发明的抛光处理方法的对象。
[抛光处理]
本发明的抛光处理方法中，将如上所述通过喷击加工而形成有凹凸的金属制品4作为处理对象，对该金属制品4的表面喷射球状的压碎用珠粒5，并且使其冲撞，利用压碎用珠粒5来将金属制品4的表面上所产生的凹凸中的凸部2选择性地挤碎，由此，残留凹部3且降低凸部2的高度而改善表面粗糙度。
在作为处理对象的金属制品4为通过使用研磨粒或作为具有角的投射材的格子等具有切削性的粒体的喷击加工而形成有凹凸者的情形时，形成于金属制品4的表面上的凹部3的宽度可大于用于形成凹凸的上述粒体的粒径，因此使用具有较形成于金属制品4的表面上的大致半圆弧状凹部3的宽度(划定凹部3的轮廓的周缘的直径)大的粒径的压碎用珠粒5，来作为抛光处理中所使用的上述压碎用珠粒5。
又，在作为处理对象的金属制品4通过使用较金属制品4的母材而言为高硬度的微细的球状珠粒即凹凸形成用珠粒1的喷击加工(微粒子喷丸)而形成有凹凸的情形时，形成于金属制品4的表面上的凹部3的宽度通常成为凹凸形成用珠粒1的直径以下，因此使用较上述凹凸形成用珠粒1而言粒径大的珠粒来作为抛光处理中所使用的压碎用珠粒5。
作为一例，在使用选自#100～#800(平均粒径为149μm～20μm)的范围内的珠粒来作为上述凹凸形成用珠粒1的情形时，作为压碎用珠粒5，可从#24～#700(平均粒径为840μm～24μm)的范围内，选择较上述凹凸形成用珠粒1而言粒径大的珠粒来使用，优选为使用压碎用珠粒5的粒径使用相对于凹凸形成用珠粒1的粒径而言为1.2～8.3倍者。
此外，在将上述任一种金属制品4作为处理对象的情形时，压碎用珠粒5均使用较形成有凹凸的金属制品4的表面硬度而言为低硬度者。
该压碎用珠粒5若为符合上述硬度及粒径，则其材质并无特别限定，可使用金属系、陶瓷系、玻璃系等已知的各种材质的珠粒。
又，压碎用珠粒5是根据金属制品4的表面硬度、所使用的压碎用珠粒5的粒径或材质，而以选自0.1～0.7MPa的喷射压力、或者30～300m/sec的喷射速度的范围内的喷射压力或者喷射速度，而喷射至金属制品4的表面。
作为将此种压碎用珠粒5对金属制品4的表面喷射的方法，若可以干式且以上述喷射速度或者喷射压力来喷射压碎用珠粒5，则可使用已知的各种喷击装置，与上述在金属制品4的表面形成凹凸时的喷击加工同样，离心式、打击式，空气式的任一种喷击加工装置均可使用。
但，就喷射速度或喷射压力的调整比较容易的方面而言，优选为使用其中的空气式喷击装置。
此种空气式喷击加工装置有以下等各种喷击加工装置：直压式喷击装置，其向投入有珠粒的箱内供给压缩空气，使随着该压缩空气而搬送的珠粒载于另行提供的压缩空气的空气流中，由喷枪来喷射；重力式喷击装置，其使从箱中落下的珠粒载于压缩空气中而喷射；以及抽吸式喷击装置，其将通过压缩空气的喷射而产生的负压来吸引珠粒，与压缩空气一并喷射；可使用这些中的任一种，又，若为可以上述喷射压力或者喷射速度来喷射压碎用珠粒5者，则并不限定于上述所列举的类型者，可使用各种类型的喷击加工装置。
[作用等]
对于通过喷击加工而于表面形成有凹凸的金属制品4的表面，若如图2所示，喷射具有较形成于金属制品8的表面上的大致圆弧状凹部6的宽度(划定凹部6的轮廓的周缘的直径)而言大的粒径的压碎用珠粒5，则压碎用珠粒5最先冲撞形成于金属制品8的表面上的凹凸中的凸部7。
该压碎用珠粒5虽由较金属制品8的表面硬度而言为低硬度的材质所形成，但于金属制品8的表面所产生的凸部7如图2示意性所示，具有尖锐的形状，故而其前端附近容易变形，通过与压碎用珠粒5的冲撞而容易变形挤碎，前端部分平坦化，由此其高度降低。
另一方面，构成为较金属制品8的表面硬度而言为低硬度的压碎用珠粒5若冲撞金属制品8的表面，则较金属制品8而言，在压碎用珠粒5侧产生更大的变形，由此成为难以使金属制品8的表面产生变形者。
其结果为，将通过喷击加工而形成于金属制品8的表面上的凹凸中的凹部6残留，且仅将凸部7的前端部选择性地挤碎，从而降低凸部7的高度，由此金属制品8的表面的粗糙度得以改善。
而且，本发明的抛光处理方法中，通过与压碎用珠粒5的冲撞，而对金属制品8的表面赋予压缩残留应力，并且表面硬度上升，尤其在通过上述使用凹凸形成用珠粒1的微粒子喷丸而于金属制品8上形成凹凸的情形时，可保持在凹凸的形成时对金属制品8的表面赋予的压缩残留应力、或表面硬度的上升，并且，进而随着与压碎用珠粒5的冲撞而使压缩残留应力及表面硬度增大。
其结果为，通过利用本发明的抛光处理方法来改善金属制品8的表面粗糙度，则在金属制品8为滑动零件的情形时，可同时获得以下效果：防止由于成为油储留部的凹部6形成而引起的油膜破裂；或因压缩残留应力或表面硬度的上升而产生的疲劳强度、耐久性、耐磨耗性的提高的效果；以及随着凸部7的挤碎而改善表面粗糙度，从而降低滑动阻力。
又，在对模具的成型面等应用本发明的抛光处理方法的情形时，可获得以下效果：因形成凹部6而形成脱模剂储留部或空气储留部，随之，脱模性提高；因压缩残留应力的赋予或表面硬度的上升而引起的疲劳强度的提高、耐久性、耐磨耗性的提高等；同时，可同时获得以下效果：通过凸部被挤碎，表面粗糙度得到改善而引起的脱模性提高。
[实施例]
[试验例1]
(1)试验的目的
在对通过使用球状珠粒的喷击加工而形成有凹凸的金属制品的表面，使用具有与用于形成凹凸的珠粒(凹凸形成用珠粒)为相同程度的粒径的珠粒来进行喷击加工(后续处理：不符合本发明的抛光加工方法的加工)的情形时，确认是否获得表面粗糙度的改善(抛光的效果)。
(2)试验方法
(2-1)试验片
将经气体渗碳的铬钼钢(SCM415)制的试验片(30mm×30mm×3mm)以研磨纸(#500)进行研磨后，分别进行后述的凹凸形成处理、以及后续处理。
此外，未处理的试验片的表面状态如下述表1所示。
[表1]
试验片(未处理)的表面状态(试验例1)
Figure BDA0002914102090000111
(2-2)凹凸形成处理
对上述试验片(未处理)，以下述表2所示的喷击加工条件来进行喷击加工而于表面形成凹凸。
此外，所形成的凹凸的大致圆弧状凹部的宽度(划定凹部的轮廓的周缘的直径)为0.1～12μm，平均为约5～6μm。
[表2]
凹凸形成处理条件(试验例1)
Figure BDA0002914102090000121
(2-3)后续处理
对上述凹凸形成处理后的试验片，以下述表3所示的喷击加工条件来进行后续处理。
[表3]
后续处理的条件
Figure BDA0002914102090000122
(3)试验结果
将未处理的状态、凹凸形成处理后、以及后续处理后的各试验片的表面状态的变化示于下述表4中，并且将各步骤中的试验片表面的粗糙度曲线分别示于图3(未处理)、图4(凹凸形成处理后)、以及图5(后续处理后)中。
[表4]
各步骤中的试验片的表面状态的变化(试验例1：图3～图5)
Figure BDA0002914102090000131
(4)考察
根据以上的试验结果可确认，在将凹凸形成处理中所使用的珠粒、及其后的后续处理中所使用的珠粒的粒径设为相同程度的情形时，金属制品的表面硬度或压缩残留应力相对于凹凸形成处理后而言，在后续处理后可提高。
但是，关于表面粗糙度，相对于未处理的表面粗糙度而言，在凹凸形成处理后、后续处理后，随着处理推进而粗糙度增大。
根据以上的结果而确认，在进行凹凸形成处理后，即便继该处理的后使用具有与凹凸形成用珠粒为相同程度的粒径的珠粒来进行喷击加工(本发明的抛光加工方法的范围外的加工)，亦无法由此改善表面粗糙度。
[试验例2]
(1)试验的目的
对通过使用球状珠粒的喷击加工而形成有凹凸的金属制品的表面，使用较凹凸形成用珠粒而言粒径大且较形成有凹凸的金属制品的表面硬度而言为低硬度的珠粒来进行喷击加工(本发明的抛光加工方法)，由此确认获得表面粗糙度的改善，并且于使抛光处理中所使用的珠粒(压碎用珠粒)的粒径变化的情形时，确认抛光处理后的金属制品的表面粗糙度如何变化。
(2)试验方法
(2-1)试验片
将阿尔门试片(Almen strip)A片(19mm×76mm×1.295±0.025mm：JIS B 27112013)即碳工具钢制的带板(SK材：JIS G 3311 2016的磨光特殊带钢的淬火及回火品)作为试验片，对通过后述凹凸形成处理而形成有凹凸的试验片的表面，使用不同粒径的珠粒，利用空气(重力)式喷击加工装置来进行本发明的方法的抛光处理。
此外，将凹凸形成处理前的试验片(未处理)的表面状态示于表5中。
[表5]
未处理的试验片(阿尔门试片A片)的表面状态
(试验例2：图6～图10)
试验片(19×76×1.295±0.025mm) 碳工具钢(SK材)
硬度 HRC48(HV480)
表面粗糙度 Ra 0.059μm，Rz 0.417μm
平坦度 ±0.025mm
(2-2)凹凸形成处理
对上述试验片(未处理)，以下述表6所示的凹凸形成处理条件，在试验片的表面上形成凹凸。
此外，所形成的凹凸的大致圆弧状凹部的宽度(划定凹部的轮廓的周缘的直径)为1～10μm，平均为约4～5μm。
[表6]
凹凸形成处理条件(试验例2：图6～图10)
Figure BDA0002914102090000141
Figure BDA0002914102090000151
(2-3)抛光处理
对以上述条件进行凹凸形成处理后的试验片，以下述表7所示的条件1～3的喷击加工条件，分别进行利用本发明的方法的抛光处理。
[表7]
抛光处理条件
Figure BDA0002914102090000152
(3)试验结果
将凹凸形成处理后的试验片的表面状态、及抛光处理后的试验片的表面状态的变化示于下述表8中。
又，将未处理(图6)、凹凸形成处理后(图7)、条件1～3的抛光处理后(图8～图10)的各试验片表面的粗糙度曲线分别示于图6～图10中。
[表8]
加工前后的试验片的表面状态的变化(图7～图10)
Figure BDA0002914102090000153
Figure BDA0002914102090000161
(4)考察
根据以上的试验结果可确认，使用较凹凸形成处理中所使用的珠粒(凹凸形成用珠粒)而言粒径大且较凹凸形成后的金属制品的表面硬度而言为低硬度的压碎用珠粒来进行的本发明的抛光处理中，不仅通过凹凸形成处理而上升的试验片的表面硬度或压缩残留应力不会消失，而且可使它们进而提高，进而，试验片的表面粗糙度亦可改善。
而且，试验例2的结果中，此种表面硬度或压缩残留应力的提高、与表面粗糙度的改善的并存，是在相对于凹凸形成用珠粒的直径53～30μm，抛光处理中所使用的压碎用珠粒的粒径为250μm(条件3的上限值)～37μm(条件1的下限值)的范围内获得，因此作为抛光处理中所使用的压碎用珠粒，在具有相对于凹凸形成用珠粒而言为1.2(37/30)倍～8.3(250/30)倍的直径的珠粒的范围内确认到表面粗糙度的改善。
而且确认，抛光处理中所使用的压碎用珠粒的粒径越大，越可实现更高的表面硬度的提高、压缩残留应力的赋予，而且表面粗糙度的改善效果亦提高。
[试验例3]
(1)试验的目的
对通过使用球状珠粒的喷击加工而形成有凹凸的金属制品的表面，使用较凹凸形成用珠粒而言粒径大且较形成有凹凸的金属制品的表面硬度而言为低硬度的珠粒来进行喷击加工(本发明的抛光加工方法)，由此获得表面粗糙度的改善，滑动性、耐磨耗性提高，确认是否能够使寿命提高。
(2)试验方法
(2-1)试验片
对将SCM440H(调质材)制的轴(研磨品：
Figure BDA0002914102090000171
)作为试验片，通过后述的凹凸形成处理而形成有凹凸的试验片的表面，使用较凹凸形成用珠粒而言粒径大且较形成有凹凸的金属制品的表面硬度而言为低硬度的珠粒(压碎用珠粒)，利用空气(直压)式喷击加工装置来进行本发明的方法的抛光处理。
此外，将凹凸形成处理前的试验片(未处理)的表面状态示于表9中。
[表9]
试验片(未处理)的表面状态(试验例3)
Figure BDA0002914102090000172
(2-2)凹凸形成处理
对上述试验片，以下述表10所示的喷击加工条件来进行喷击加工而于表面形成凹凸。
[表10]
凹凸形成处理条件
Figure BDA0002914102090000173
(2-3)抛光处理
对上述凹凸形成处理后的试验片，以下述表11所示的喷击加工条件来进行抛光处理。
[表11]
抛光处理的条件
Figure BDA0002914102090000181
(3)试验结果
将未处理的状态、凹凸形成处理后、以及抛光处理后的各试验片的表面状态的变化示于下述表12中，并且将各步骤中的试验片表面的粗糙度曲线分别示于图11(未处理)、图12(凹凸形成处理后)、以及图13(抛光处理后)中。
此外，粗糙度(轴的面粗糙度)是使用小阪研究所股份有限公司制造的SurfcorderSEF-3400来测定(速度：0.05mm/s，截止λc值：0.8mm，过滤器：2CR，长度：0.80mm，极性：正常)。
[表12]
各步骤中的试验片的表面状态的变化(试验例3：图11～图13)
Figure BDA0002914102090000182
(4)考察
根据以上的试验结果可确认，使用较凹凸形成处理中所使用的珠粒(凹凸形成用珠粒)而言粒径大且较凹凸形成后的金属制品的表面硬度而言为低硬度的压碎用珠粒来进行的本发明的抛光处理中，不仅通过凹凸形成处理而上升的轴的表面硬度或压缩残留应力不会消失，而且可使它们进而提高，且表面粗糙度亦可改善，滑动性、耐磨耗性提高，获得寿命延长效果。

Claims (7)

1.一种金属制品表面构件，其是于表面形成有多个微细凹部的金属制品，其特征在于：通过抛光加工，所形成的凹凸的凹部的宽度为0.1～12μm的范围，且平均为约5～6μm，且形成于上述金属制品的表面上的凹凸中的凸部被选择性地挤碎，表面粗糙度(Ra)为0.196～0.060μm。
2.根据权利要求1所述的金属制品表面构件，其中
上述表面构件为滑动表面。
3.根据权利要求1所述的金属制品表面构件，其中
上述表面构件为树脂成型用模具的成型面。
4.一种金属制品表面构件的抛光加工方法，其特征在于：
将通过喷击加工而于表面形成有凹凸的金属制品作为处理对象，
将较上述金属制品的表面硬度而言为低硬度且粒径大于上述凹凸的凹部的宽度的球状珠粒作为压碎用珠粒，对上述金属制品的表面喷射，并且使其冲撞，将形成于上述金属制品的表面上的凹凸中的凸部选择性地挤碎，由此改善上述金属制品的表面粗糙度。
5.根据权利要求4所述的金属制品表面构件的抛光加工方法，其中
以0.1～0.7MPa的喷射压力、或者30～300m/sec的喷射速度来进行上述压碎用珠粒的喷射。
6.根据权利要求4或5所述的金属制品表面构件的抛光加工方法，其中
将上述金属制品作为处理对象，上述金属制品是通过将具有与作为处理对象的上述金属制品的母材为同等以上的硬度、且选自#100～#800(平均粒径为149μm～20μm)的范围内的球状珠粒即凹凸形成用珠粒，喷射至上述金属制品的表面而于表面形成有凹凸；并且
使用具有较上述凹凸形成用珠粒大的粒径的选自#24～#700(平均粒径为840μm～24μm)的范围内的珠粒来作为上述压碎用珠粒。
7.根据权利要求6所述的金属制品表面构件的抛光加工方法，其中
将上述压碎用珠粒的粒径设为上述凹凸形成用珠粒的粒径的1.2倍～8.3倍的范围。
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