JP2017071838A - Article having a composite hard film, and its production - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an article having a composite hard film having a network groove for forming a network of a groove having a groove width of a micron order homogeneously, densely and with good adhesion in a raw material surface by a convenient method in a substrate having a flat surface or a curved surface without using any processing apparatus, and a producing method of the article.SOLUTION: An article having a composite hard film according to the invention includes: a slide member; a hard chromium plating layer formed on said slide member and having a network groove; and a hard film formed over said hard chromium plating layer and formed with a groove that correspond to at least a portion of said network groove.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、複合硬質被膜を有する物品及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an article having a composite hard coating and a method for producing the same.

摺動環境下で使用される機械部品、工具、金型等の摺動部材の保護膜としては、長寿命で信頼性が高く、耐久性があり、安心して使用できる硬質膜被覆が求められている。硬質膜としては、ドライコーティング法で形成した金属窒化物、金属炭化物、非晶質炭素膜、および湿式めっき法で形成した硬質クロムめっき、ニッケルーリン合金めっき、ニッケルーホウ素合金めっきなどが耐摩耗性向上の皮膜に用いられる。   As a protective film for sliding parts such as machine parts, tools, molds, etc. used in sliding environments, there is a need for a hard film coating that has long life, high reliability, durability, and can be used with peace of mind. Yes. As hard films, metal nitride, metal carbide, amorphous carbon film formed by dry coating method, hard chromium plating formed by wet plating method, nickel-phosphorus alloy plating, nickel-boron alloy plating, etc. are wear resistant. Used for improvement coating.

しかし、摺動部材への硬質膜の被覆だけでは、摺動部における焼き付きあるいは凝着を防ぐことができない。したがって、摺動部材では硬質膜被覆に加えて、潤滑油の併用も行われている。   However, the seizure or adhesion at the sliding portion cannot be prevented only by coating the sliding member with the hard film. Therefore, in addition to the hard film coating, the lubricating oil is also used in the sliding member.

近年、生産機械では高強度材料を含む難加工が増え、また、作業性・生産性の効率化が強く求められており、機械部品や金型の使用環境はますます厳しくなっている。このようなニーズに応じるために、従来の硬質膜を超える耐摩耗性被膜の開発が進められている。その一方で、製造現場では、潤滑油に極圧添加剤を加え、被加工材と工具・金型、機械部品同士の焼き付きを防止することが広く行われている。   In recent years, difficult processing including high-strength materials has increased in production machines, and work efficiency and productivity have been strongly demanded, and the use environment of machine parts and molds has become increasingly severe. In order to meet these needs, development of wear-resistant coatings that exceed conventional hard coatings has been underway. On the other hand, in manufacturing sites, it is widely practiced to add an extreme pressure additive to lubricating oil to prevent seizure between the workpiece, tool / mold, and machine parts.

現在、世界的な環境への意識の高まりの中、製造工程において環境負荷物質をできるだけ減らす生産方法への転換が強く求められており、ハロゲンを含む極圧添加剤については、油の使用量を低減あるいは削減する動きが加速している。   Currently, with the growing awareness of the environment around the world, there is a strong demand for a shift to production methods that reduce environmentally hazardous substances as much as possible in the manufacturing process. For extreme pressure additives containing halogens, the amount of oil used must be reduced. The movement to reduce or reduce is accelerating.

油使用量の低減としては、保護膜に意図的に溝等の凹凸形状を付与し、潤滑油や潤滑剤の保持性を向上させ、潤滑性を高める技術開発が解決法として進められてきた。古くからの例としては、電気めっきによるポーラスクロムめっきがある。これは硬質クロムめっきにある微小クラックをエッチングで拡大し、それによって形成された溝中に油を含浸させることで、摺動表面の保油性を高めるもので、現在でも特許文献1のような技術が報告されている。   In order to reduce the amount of oil used, technical development has been promoted as a solution to intentionally impart an uneven shape such as a groove to the protective film to improve the retention of the lubricating oil and lubricant and improve the lubricity. An old example is porous chrome plating by electroplating. This is to improve the oil retaining property of the sliding surface by enlarging the micro cracks in the hard chrome plating by etching and impregnating oil into the groove formed thereby. Has been reported.

一方、PVDやCVD法による硬質膜について、溝形状を付与する技術開発も進められた。特許文献2では、基材にマスキングを行って硬質膜形成をすることで溝を形成する。特許文献3では、基材にレーザー等で溝形状を作っておき、その上に硬質膜を形成する。特許文献4では、硬質膜にレーザー加工で形状を形成する。
特許文献5では、基材の表面に銅めっきを施し、銅めっきを感光液によるエッチングあるいは電子描写して、その表面に凹凸形状を付与し、その上に硬質膜を形成させて凹凸のある硬質膜を得る。
On the other hand, technology development for imparting a groove shape to a hard film by PVD or CVD has also been advanced. In Patent Document 2, a groove is formed by masking a base material to form a hard film. In Patent Document 3, a groove shape is made on a substrate with a laser or the like, and a hard film is formed thereon. In Patent Document 4, a shape is formed on a hard film by laser processing.
In Patent Document 5, copper plating is applied to the surface of a base material, copper plating is etched with a photosensitive solution or electronically depicted, an uneven shape is imparted to the surface, a hard film is formed thereon, and uneven hard Get a membrane.

特許文献6、 7では、硬質クロムめっき上に窒化物、炭化物、非晶質炭素膜などの硬質膜をコーティングすることで耐摩耗性を向上する。特許文献8では、硬質クロムめっきを行う際に、めっき膜の電解析出とめっき膜の陽極エッチングを繰り返すことで表面にマクロな凹凸を形成させためっき膜を得て、その上に硬質膜を形成する。   In Patent Documents 6 and 7, the wear resistance is improved by coating a hard film such as a nitride, carbide, or amorphous carbon film on the hard chromium plating. In Patent Document 8, when hard chromium plating is performed, a plating film having macro unevenness formed on the surface is obtained by repeating electrolytic deposition of the plating film and anodic etching of the plating film, and the hard film is formed thereon. Form.

特開2006−219756号公報JP 2006-219756 A 国際公報第2011/030926号International Publication No. 2011/030926 特開2012−188698号公報JP 2012-188698 A 特開2010−137540号公報JP 2010-137540 A 特開2007−130996号公報JP 2007-130996 A 特開2011−157609号公報JP 2011-157609 A 特開2013−174002号公報JP2013-174002A 特表2011−516726号公報Special table 2011-516726 gazette

上述したように、これまで検討されてきたレーザー技術を用いることによる硬質膜への形状付与では、基材もしくは硬質膜自体に対して、描写装置やレーザー装置などの加工装置を駆使して作製する。しかし、この方法では、微小パターンを形成する強エネルギーで高価なレーザー加工装置を用いなければならないという問題がある。また、この技術では、マイクロメートルの溝幅を有する微細溝を高密度で網目状に形成することは技術上困難であり、大きな面積へパターンを形成するには長時間を要する。さらに、一般的な摺動部品や金型では、平面と曲面が複雑に混在しており、素材上に均一に凹凸パターンを形成することは極めて難しく、高度な技術と時間、コストがかかる。   As described above, in the shape imparting to the hard film by using the laser technology that has been studied so far, the substrate or the hard film itself is prepared by using a processing device such as a drawing device or a laser device. . However, this method has a problem that a high-energy and expensive laser processing apparatus for forming a minute pattern must be used. Further, in this technique, it is technically difficult to form fine grooves having a groove width of micrometer in a high-density network, and it takes a long time to form a pattern over a large area. Furthermore, in general sliding parts and molds, a plane and a curved surface are mixed in a complicated manner, and it is extremely difficult to form a concavo-convex pattern uniformly on a material, which requires high technology, time, and cost.

また、感光液を利用する技術は、パターン作製として、露光用マスクの作製、樹脂液の塗布、露光、現像、そしてエッチングという複雑な工程が必要であり、これを平面と曲面が存在する基材上に、均一にパターン形成することは困難で、実用的でない。   In addition, the technology using a photosensitive solution requires a complicated process of patterning as exposure mask preparation, resin solution application, exposure, development, and etching. Moreover, it is difficult to form a uniform pattern and it is not practical.

硬質クロムめっきを活用する方法では、硬質クロムめっき上に直にドライコーティングをすると、硬質膜の密着性が悪く、はく離した膜の断片によって、異常摩耗が起こる問題がある。硬質膜の密着性の低下は、めっき時に発生する多量の水素がクロムめっきに取り込み、表面の酸化層などにより、単純に硬質被膜だけでは十分な密着性を得ることは難しい。   In the method using hard chrome plating, when dry coating is performed directly on the hard chrome plating, the adhesion of the hard film is poor, and there is a problem in that abnormal wear occurs due to fragments of the peeled film. The decrease in the adhesion of the hard film is due to the large amount of hydrogen generated during plating being taken into the chromium plating, and it is difficult to obtain sufficient adhesion simply by the hard film due to the oxide layer on the surface.

クロムめっきの生成時に電解およびエッチングを繰り返して凹部を形成する技術では、めっき形成とエッチングを繰り返して、数百μmレベルの各種凹凸形状を得る。しかし大きな凹凸表面では、油の保持性が不十分であり、摺動部材に用いる際には、耐摩耗性を長期間にわたって保持することは難しい。さらに、凹部が網目状となる凹凸形状を形成する場合、摺動時に外部荷重を支える凸部の面積が凹部よりも著しく小さくなってしまうため、膜への負荷が大きく、耐久性が問題となる。   In the technique of forming a recess by repeating electrolysis and etching at the time of producing the chromium plating, the plating formation and the etching are repeated to obtain various uneven shapes of several hundred μm level. However, oil retention is insufficient on a large uneven surface, and it is difficult to maintain wear resistance for a long period of time when used for a sliding member. Furthermore, when forming a concave-convex shape in which the concave portion is a mesh shape, the area of the convex portion that supports an external load when sliding is significantly smaller than the concave portion, so the load on the film is large and durability is a problem. .

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、平面や曲面を持つ基材に対して、加工装置を使うことなく、簡便な方法で、表面にミクロンオーダーの溝幅を有する溝のネットワークを、素材表面上に、均一で、高密度に、密着性良く、形成するネットワーク状の溝を有する複合硬質膜を有する物品、及びその製造方法の提供を目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. For a substrate having a flat surface or a curved surface, a groove having a groove width on the surface of a micron order on a surface by a simple method without using a processing apparatus. It is an object of the present invention to provide an article having a composite hard film having a network-like groove to form a uniform network at a high density and with good adhesion on the surface of the material, and a method for producing the same.

本発明に係る複合硬質皮膜を有する物品は、摺動部材と、前記摺動部材上に形成され、編目状の溝を有する硬質クロムめっき層と、前記硬質クロムめっき層上に形成された硬質膜であって、前記網目状の溝の少なくとも一部と対応する溝が形成されている硬質膜と、を備えている。   An article having a composite hard coating according to the present invention includes a sliding member, a hard chrome plating layer formed on the sliding member and having a knitted groove, and a hard film formed on the hard chrome plating layer. And the hard film | membrane in which the groove | channel corresponding to at least one part of the said mesh-shaped groove | channel is formed is provided.

上記複合硬質皮膜を有する物品において、前記硬質膜に形成されている溝は、前記硬質クロムめっき層の表面に形成されている溝と連通する溝であって、当該硬質クロムめっき層の内部で延びる溝にも連通するものとすることができる。   In the article having the composite hard coating, the groove formed in the hard film is a groove communicating with the groove formed on the surface of the hard chrome plating layer, and extends inside the hard chrome plating layer. It can also communicate with the groove.

上記各物品においては、前記硬質クロムめっき層の厚みを3〜1000μm、前記硬質膜の厚みを0.1〜30μmとすることができる。   In each of the above articles, the thickness of the hard chromium plating layer can be 3 to 1000 μm, and the thickness of the hard film can be 0.1 to 30 μm.

上記各物品においては、前記硬質クロムめっき層の溝と連通している前記硬質膜の溝の少なくとも一部の幅を、0.1μm以上とすることができる。   In each of the above articles, the width of at least a part of the groove of the hard film communicating with the groove of the hard chrome plating layer can be 0.1 μm or more.

本発明に係る複合硬質皮膜の製造方法は、摺動部材の表面に硬質クロムめっき層を形成する工程と、前記硬質クロムめっき層が保有するクラックをエッチングにより網目状の溝へ拡張する工程と、前記網目状の溝を有する硬質クロムめっき層上にドライコーティング法で硬質膜を形成する工程と、を備えている。   The method for producing a composite hard coating according to the present invention includes a step of forming a hard chrome plating layer on the surface of the sliding member, a step of expanding the cracks possessed by the hard chrome plating layer into a mesh-like groove by etching, Forming a hard film on the hard chrome plating layer having the mesh-like grooves by a dry coating method.

上記複合硬質皮膜を有する物品の製造方法においては、前記硬質膜の工程に先立って、前記編目状の溝を有する硬質クロムめっき層に対して、アルゴンガスによるイオンボンバード処理を行う工程をさらに備えることができる。   The method for producing an article having a composite hard coating further includes a step of performing ion bombardment treatment with argon gas on the hard chromium plating layer having the stitch-shaped grooves prior to the step of the hard coating. Can do.

上記各物品の製造方法において、前記硬質膜は、TiN、 TiC、TiCN、TiAlN、AlCrN、CrN、BN、またはDLCとすることができる。   In the manufacturing method of each article, the hard film may be TiN, TiC, TiCN, TiAlN, AlCrN, CrN, BN, or DLC.

上記各物品の製造方法においては、前記硬質膜を成膜した後に、当該硬質膜の表面を研磨する工程をさらに備えることができる。   In the manufacturing method of said each article | item, after forming the said hard film, the process of grind | polishing the surface of the said hard film can further be provided.

本発明によれば、平面や曲面を持つ基材に対しても、加工装置を使うことなくマイクロメートルオーダーの溝幅の網目状かつ高密度な微細溝を硬質膜に付与することができる。   According to the present invention, even on a substrate having a flat surface or a curved surface, mesh-like and high-density fine grooves having a groove width on the order of micrometers can be imparted to the hard film without using a processing apparatus.

本発明の一実施形態に係る複合硬質皮膜を有する物品の一部平面図である。It is a partial top view of the article | item which has the composite hard film which concerns on one Embodiment of this invention. 図1の断面図である。It is sectional drawing of FIG. 硬質クロムめっき層の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of a hard chromium plating layer. 化学エッチングを行った後の硬質クロムめっき層(a)と、陽極エッチングを行った後の硬質クロムめっき層(b)の平面図。The top view of the hard chromium plating layer (a) after performing chemical etching, and the hard chromium plating layer (b) after performing anode etching. 図5(a)は図4(a)の一部を、図5(b)は図4(b)の一部を拡大した図である。FIG. 5A is an enlarged view of a part of FIG. 4A, and FIG. 5B is an enlarged view of a part of FIG. 4B. 本発明に係る複合硬質皮膜の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the composite hard film concerning this invention. エッチング後の硬質クロムめっき層を示す図である。It is a figure which shows the hard chrome plating layer after an etching. イオンボンバード処理前の溝の拡大図(a)であり、イオンボンバード処理後の溝の拡大図(b)である。It is an enlarged view (a) of a groove before ion bombardment treatment, and an enlarged view (b) of a groove after ion bombardment treatment. イオンボンバード処理の時間と、溝幅の平均増加長さとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the time of an ion bombard process, and the average increase length of a groove width. 実施例1に係る被膜を示す図である。1 is a diagram showing a film according to Example 1. FIG. 図10の断面図である。It is sectional drawing of FIG. 図10の拡大図である。It is an enlarged view of FIG. 実施例2に係る被膜に対しX線回折測定を行った結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having performed the X-ray-diffraction measurement with respect to the film concerning Example 2. FIG. 実施例1の被膜を鏡面仕上げした状態を示す図である。It is a figure which shows the state which mirror-finished the film of Example 1. FIG. 実施例2に係る被膜を示す図である。6 is a view showing a film according to Example 2. FIG. 実施例2に係る被膜に対してX線回折測定を行った結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having performed the X-ray-diffraction measurement with respect to the film concerning Example 2. FIG. 実施例3に係る被膜を示す図である。6 is a view showing a coating film according to Example 3. FIG. 実施例3に係る被膜に対してラマンスペクトルの測定を行った結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having measured the Raman spectrum with respect to the film concerning Example 3. FIG. 硬質膜の膜厚と溝幅の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the film thickness of a hard film, and groove width. 実施例1に係る被膜のスクラッチ試験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the scratch test of the film concerning Example 1. FIG. 実施例2に係る被膜のスクラッチ試験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the scratch test of the film concerning Example 2. 実施例3に係る被膜のスクラッチ試験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the scratch test of the film concerning Example 3. 実施例4に係る被膜のスクラッチ試験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the scratch test of the film concerning Example 4. 比較例1に係る被膜のスクラッチ試験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the scratch test of the film concerning the comparative example 1. 比較例2に係る被膜のスクラッチ試験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the scratch test of the film concerning the comparative example 2. ピンオンディスク試験機を示す図である。It is a figure which shows a pin-on-disk tester. 実施例1及び比較例1に係る摩擦摩耗特性を示す図である。It is a figure which shows the friction wear characteristic which concerns on Example 1 and Comparative Example 1. FIG. 実施例1及び比較例1に係る摩擦摩耗特性を示す図である。It is a figure which shows the friction wear characteristic which concerns on Example 1 and Comparative Example 1. FIG. 円筒深絞り試験機を示す図である。It is a figure which shows a cylindrical deep drawing test machine. 実施例1を用いた円筒深絞り試験用ダイの外観写真(a)およびR部の拡大図(b)〜(e)である。It is the external appearance photograph (a) of the cylinder for cylindrical deep drawing tests using Example 1, and the enlarged view (b)-(e) of R part. 実施例1及び比較例1を用いた円筒深絞り試験1の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the cylindrical deep drawing test 1 using Example 1 and the comparative example 1. FIG. 実施例1及び比較例1を用いた円筒深絞り試験2の結果を示す図である。をIt is a figure which shows the result of the cylindrical deep drawing test 2 using Example 1 and the comparative example 1. FIG. The

以下、本発明に係る複合硬質被膜及びその製造方法について説明する。
<1.溝構造を有する複合硬質膜の概要>
まず、本発明に係る複合硬質被膜を有する物品の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。図1は本実施形態に係る溝構造を有する複合硬質被膜の一部平面図、図2は図1の断面図である。本発明に係る複合硬質被膜は、摺動部に使用される機械部品、工具、金型など摺動部材の表面に成膜されるものであり、図1に示すように、この複合硬質被膜の表面には、ネットワーク状(網目状)の溝が形成されている。すなわち、溝によって、この複合硬質被膜の表面がセグメント化されている。そして、この溝に潤滑油が保持されることで、長期の摺動性能を担保できる。
Hereinafter, the composite hard coating and the manufacturing method thereof according to the present invention will be described.
<1. Outline of Composite Hard Film with Groove Structure>
First, an embodiment of an article having a composite hard coating according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial plan view of a composite hard coating having a groove structure according to this embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG. The composite hard coating according to the present invention is formed on the surface of a sliding member such as a machine part, tool, or mold used for the sliding portion. As shown in FIG. A network-like (mesh-like) groove is formed on the surface. That is, the surface of the composite hard coating is segmented by the grooves. And long-term sliding performance can be ensured by lubricating oil being hold | maintained at this groove | channel.

図2に示すように、この複合硬質被膜は、摺動部材の表面に形成される編目状の溝を有する硬質クロムめっき層と、この硬質クロムめっき層上に形成される硬質膜を備えている。下層の硬質クロムめっき層には、編目状の溝が形成されており、上層の硬質膜には、硬質クロムめっき層の溝に対応した溝が形成されている。すなわち、本複合硬質被膜では、編目状の溝を有する硬質クロムめっき層の溝に、硬質膜が積層されることで、硬質クロムめっき層と同様のネットワーク状の溝が硬質膜に形成できるものである。以下、各材料について説明する。   As shown in FIG. 2, the composite hard coating includes a hard chrome plating layer having a knitted groove formed on the surface of the sliding member and a hard film formed on the hard chrome plating layer. . A knitted groove is formed in the lower hard chrome plating layer, and a groove corresponding to the groove of the hard chrome plating layer is formed in the upper hard film. That is, in this composite hard coating, a hard film is laminated on a groove of a hard chrome plating layer having a knitted groove so that a network-like groove similar to the hard chrome plating layer can be formed on the hard film. is there. Hereinafter, each material will be described.

<2.摺動部材>
摺動部材は、主として、ベアリング、シリンダー、ピストンロッドなどの他の部材との摺動が施される機械部品と、摺動が生じる加工に使用する工具および金型であり、炭素鋼、低合金鋼、高合金鋼、各種ステンレス鋼などの鋼鉄系の材料のほか、Alおよびその合金、Tiおよびその合金、Mg合金、Niおよびその合金、銅およびその合金などの材料で形成されていることが好ましい。これらの材料は、機械部材としての利用範囲が広いうえ、硬質クロムめっき層のための電気めっき処理に対し、良好な電気伝導性を有している。
<2. Sliding member>
Sliding members are mainly mechanical parts that slide with other members such as bearings, cylinders, and piston rods, and tools and molds used for processing that causes sliding. Carbon steel, low alloy In addition to steel-based materials such as steel, high alloy steel, various stainless steels, etc., it may be formed of materials such as Al and its alloys, Ti and its alloys, Mg alloys, Ni and their alloys, copper and their alloys, etc. preferable. These materials have a wide range of use as mechanical members and have good electrical conductivity with respect to the electroplating treatment for the hard chromium plating layer.

<3.編目状の溝構造を有する硬質クロムめっき層>
まず、摺動部材の表面上に形成する硬質クロムめっき層は、公知の電気めっき処理でクロムめっきされる。クロムめっき層の厚さは、例えば、3μm〜1000μmとすることができる。めっき液には、公知な、硫酸を触媒とするクロム酸めっき液、珪ふっ酸を含有したクロムめっき液、有機スルホン酸を触媒とする市販のクロムめっき液、3価クロムめっき液などを用いることができる。複合硬質被膜の溝密度の設定は、クロムめっき液の種類、浴組成(クロム濃度10〜400g/Lと触媒濃度0.1〜40g/L)およびめっき条件(電流密度5〜100A/dm2、浴温20〜70℃)を選定し、制御する。
<3. Hard chrome plating layer with stitch-like groove structure>
First, the hard chrome plating layer formed on the surface of the sliding member is chrome plated by a known electroplating process. The thickness of the chromium plating layer can be set to 3 μm to 1000 μm, for example. As the plating solution, a known chromic acid plating solution using sulfuric acid as a catalyst, a chrome plating solution containing silicofluoric acid, a commercially available chrome plating solution using an organic sulfonic acid as a catalyst, a trivalent chromium plating solution, or the like should be used. Can do. The setting of the groove density of the composite hard coating includes the type of chromium plating solution, bath composition (chromium concentration 10 to 400 g / L and catalyst concentration 0.1 to 40 g / L) and plating conditions (current density 5 to 100 A / dm 2 , Select and control bath temperature 20-70 ° C.

そして、この硬質クロムめっき層に網目状の溝構造を形成するには、上記で得た硬質クロムめっき層をエッチングし、クロムめっき膜に内在する微小なクラックを拡大する。その結果、硬質クロムめっき層の表面に、ネットワーク状の溝が形成される。エッチング法としては、希塩酸、あるいは希硫酸、あるいは希硝酸、あるいは酢酸などの有機酸を含む溶液(0.1〜5mol/L)、それらに過酸化水素を数%含有させた酸溶液へ、硬質クロムめっきした部材を浸漬することによる化学エッチング、あるいは水酸化ナトリウム(1g/L〜100g/L)などのアルカリ性溶液またはクロム酸溶液(1〜400g/L)中で硬質クロムめっきした部材を陽極電解エッチング、で達成する。エッチングによって形成する溝幅は、溶液濃度、温度(10〜70℃)、時間(数十秒〜数十分間)、陽極電流密度(1〜50A/dm2)で制御する。このようにして形成した溝の少なくとも一部の幅は、0.2〜16μmの範囲で形成できるが、0.5〜14μmであることが好ましく、1.0〜12μmであることがさらに好ましく、3.0〜10μmが特に望ましい。なお、硬質クロムめっき層のクラックは、その表面だけでなく、内部にも形成されている。すなわち、硬質クロムめっき層の厚み方向にも多数のクラックが三次元的に形成されている。そして、硬質クロムめっき層の表面に形成されたクラック、及びそのクラックに連通する内部のクラックが、エッチングにより拡大され、溝となる。 And in order to form a mesh-like groove structure in this hard chrome plating layer, the hard chrome plating layer obtained above is etched and the micro crack which exists in a chromium plating film is expanded. As a result, network-like grooves are formed on the surface of the hard chrome plating layer. Etching methods include dilute hydrochloric acid, dilute sulfuric acid, dilute nitric acid, solutions containing organic acids such as acetic acid (0.1-5 mol / L), acid solutions containing several percent of hydrogen peroxide, and hard Chemical etching by immersing a chrome-plated member, or anodic electrolysis of a member chrome-plated in an alkaline solution such as sodium hydroxide (1 g / L to 100 g / L) or a chromic acid solution (1 to 400 g / L) Etching, to achieve. The width of the groove formed by etching is controlled by solution concentration, temperature (10 to 70 ° C.), time (several tens of seconds to several tens of minutes), and anode current density (1 to 50 A / dm 2 ). The width of at least a part of the grooves formed in this way can be formed in the range of 0.2 to 16 μm, preferably 0.5 to 14 μm, more preferably 1.0 to 12 μm, 3.0-10 micrometers is especially desirable. In addition, the crack of the hard chromium plating layer is formed not only on the surface but also on the inside. That is, many cracks are also three-dimensionally formed in the thickness direction of the hard chrome plating layer. And the crack formed in the surface of the hard chromium plating layer and the internal crack connected to the crack are expanded by etching, and become a groove.

硬質クロムめっき膜の最低厚みは、硬質クロムめっきに内在するクラック密度(数十本/cm)、硬質クロムめっきのエッチングによって拡大した溝幅(0.2μm〜16μm)、その上に被覆する硬質膜の厚み(0.1〜30μm)で決定することが望ましい。エッチングで形成する溝幅が、16μmを超えようになると、溝同士が近接し、溝としての形状を保つことが難しく、まためっき面の平面性も失われる。さらに、目的とする摺動部品の使用時には、硬質クロムめっき層が、基材から脱落しやすくなる。   The minimum thickness of the hard chrome plating film is the crack density (several tens / cm) inherent in the hard chrome plating, the groove width (0.2 μm to 16 μm) enlarged by etching of the hard chrome plating, and the hard film coated thereon It is desirable to determine the thickness (0.1 to 30 μm). When the groove width formed by etching exceeds 16 μm, the grooves are close to each other, it is difficult to maintain the shape as a groove, and the flatness of the plating surface is lost. Furthermore, the hard chrome plating layer is easily removed from the substrate when the intended sliding component is used.

<4.硬質膜>
硬質膜は、窒化物、炭化物、非晶質炭素膜など、種々の材料を適用することができる。具体的には、例えば、TiN、 TiC、TiCN、TiAlN、AlCrN、CrN、BN、またはDLCなどとすることができる。硬質膜の厚さは、例えば、0.1〜30μmとすることが好ましく、0.3〜25μmとすることがさらに好ましく、1〜20μmが特に好ましいが、形成すべき溝の幅に合わせて、適宜変更することができる。また、この硬質膜には、上述した硬質クロムめっき層の溝に対応するように、ネットワーク状の溝が形成されている。そして、この溝の少なくとも一部の幅は、0.1〜15μmの範囲で形成できるが、0.5〜14μmであることが好ましく、1.0〜12μmであることがさらに好ましく、3.0〜10μmが特に望ましい。
<4. Hard film>
Various materials such as a nitride, a carbide, and an amorphous carbon film can be applied to the hard film. Specifically, for example, TiN, TiC, TiCN, TiAlN, AlCrN, CrN, BN, or DLC can be used. The thickness of the hard film is preferably, for example, 0.1 to 30 μm, more preferably 0.3 to 25 μm, and particularly preferably 1 to 20 μm, but according to the width of the groove to be formed, It can be changed as appropriate. In addition, network-like grooves are formed in the hard film so as to correspond to the grooves of the hard chromium plating layer described above. And the width | variety of at least one part of this groove | channel can be formed in the range of 0.1-15 micrometers, However, It is preferable that it is 0.5-14 micrometers, It is more preferable that it is 1.0-12 micrometers, 3.0 10 μm is particularly desirable.

<5.摺動部材への複合硬質被膜の製造方法>
次に、摺動部材用被膜の製造方法について説明する。まず、摺動部材の表面に、電気めっき処理により、硬質クロムめっき層を形成する。図3は、その一例を示す平面図であるが、このとき、硬質クロムめっき層に内在するクラックは、0.05μm程度であり、同図では視認することが難しい。
<5. Method for producing composite hard coating on sliding member>
Next, the manufacturing method of the coating for sliding members is demonstrated. First, a hard chromium plating layer is formed on the surface of the sliding member by electroplating. FIG. 3 is a plan view showing an example thereof. At this time, cracks inherent in the hard chromium plating layer are about 0.05 μm, and are difficult to visually recognize in the same drawing.

次に、硬質クロムめっき層に対してエッチングを行い、硬質クロムめっき層に内在されたクラックを広げて、表面に網の目構造の溝を形成する。エッチングは、化学エッチング法や、陽極電解エッチング法を用いることができる。   Next, etching is performed on the hard chrome plating layer, cracks inherent in the hard chrome plating layer are spread, and grooves having a mesh structure are formed on the surface. For the etching, a chemical etching method or an anodic electrolytic etching method can be used.

硬質クロムめっき層にエッチング処理を行うことにより、硬質クロムめっき層の0.05μm程度のクラックを、幅が16μmまでの溝状へ拡張できる。例えば、図4(a)は化学エッチングを行った後の硬質クロムめっき層であり、図4(b)は陽極エッチングを行った後の硬質クロムめっき層である。化学エッチングを行った後の硬質クロムめっき層の溝幅は6.6μm、陽極エッチングを行った後の硬質クロムめっき層の溝幅は5.8μmである。これらの図に示すように、エッチングを行うことで、図3のクロムめっきに内在するクラックに比べ、溝形状が明確で、溝幅も大きくできる。このとき、硬質クロムめっき層の表面に開口するクラックのみならず、そのクラックの底に連通する他のクラックも拡大され、溝となる。   By performing an etching process on the hard chromium plating layer, a crack of about 0.05 μm in the hard chromium plating layer can be expanded into a groove shape having a width up to 16 μm. For example, FIG. 4A shows a hard chrome plating layer after chemical etching, and FIG. 4B shows a hard chrome plating layer after anodic etching. The groove width of the hard chrome plating layer after chemical etching is 6.6 μm, and the groove width of the hard chrome plating layer after anodic etching is 5.8 μm. As shown in these drawings, by performing etching, the groove shape is clear and the groove width can be increased compared to the cracks inherent in the chromium plating of FIG. At this time, not only the cracks opened on the surface of the hard chrome plating layer but also other cracks communicating with the bottom of the cracks are enlarged and become grooves.

溝幅の計測には、光学顕微鏡もしくは走査型電子顕微鏡により、倍率500倍にて、試験片もしくは製品の平面部、曲面部、端部付近を含む4箇所を観察し、観察視野内に存在する溝の幅を、光学顕微鏡もしくは走査型電子顕微鏡に備わっているスケールバーもしくはその観察倍率における正確なスケールが分かるツールを参考にして測長することができる。なお、倍率500倍での観察で溝幅の測長が困難な場合は、倍率1000倍にて、試験片もしくは製品の平面部、曲面部、端部付近を含む6箇所以上を観察し、上記の方法で測長する。さらに、倍率1000倍での観察で溝幅の測長が困難となる、平均溝幅が0.5μm以下の場合は、倍率8000倍での観察を行う。その際には、試験片もしくは製品の平面部と端部付近を含む10箇所以上を観察し、上記の方法で測長する。特に記述がない限り、以降に記載する溝幅は、本方法で測長した値である。   For the measurement of the groove width, an optical microscope or a scanning electron microscope is used to observe four locations including a plane portion, a curved surface portion, and an end portion of a test piece or a product at a magnification of 500 times and exist within the observation field. The width of the groove can be measured with reference to a scale bar provided in an optical microscope or a scanning electron microscope or a tool for determining an accurate scale at the observation magnification. In addition, when it is difficult to measure the groove width by observation at a magnification of 500 times, at a magnification of 1000 times, observe at least six locations including the test piece or the flat portion, curved surface portion, and the vicinity of the end of the product. Measure with this method. Furthermore, when the average groove width is 0.5 μm or less, which makes it difficult to measure the groove width by observation at a magnification of 1000 times, observation is performed at a magnification of 8000 times. In that case, 10 or more places including the plane part and end part vicinity of a test piece or a product are observed, and it measures by said method. Unless otherwise stated, the groove width described below is a value measured by this method.

図5(a)は図4(a)の、図5(b)は図4(b)の一部を拡大した図である。化学エッチングおよび陽極エッチングにより、最表面の溝が拡張されているだけなく、硬質クロムめっき層内に存在する溝も拡張されている。これらの図によれば、表面の溝の中に、さらに内部に存在する溝が連通していることが分かる。   5A is an enlarged view of part of FIG. 4A, and FIG. 5B is an enlarged view of part of FIG. 4B. Chemical etching and anodic etching not only expand the outermost grooves, but also extend the grooves present in the hard chrome plating layer. According to these figures, it can be seen that a groove existing inside communicates with a groove on the surface.

次に、硬質クロムめっき層の溝の微調整と密着性改善の処理を行う。この処理として、アルゴンによるイオンボンバード処理を行う。イオンボンバード処理は、編目状の溝を有する硬質クロムめっき層上に残留するエッチング残渣、およびバリの除去、さらに、めっき層表面の酸化物の除去効果をもたらし、硬質膜の密着性を改善する。また、イオンボンバード処理は、硬質クロムめっきのエッチング工程で形成した溝のエッジの平滑化による溝幅の調整、平坦部の平滑化作用があり、ドライコーティングでの硬質膜への良好な溝形状の形成効果も果たしている。イオンボンバード処理に使用するガスは、アルゴンが望ましいが、希ガス、窒素、酸素も用いることができる。このイオンボーバード処理は、部品の使用条件が過酷でない場合には、この処理を行わないことも可能である。   Next, a fine adjustment of the groove of the hard chromium plating layer and a treatment for improving adhesion are performed. As this treatment, an ion bombardment treatment with argon is performed. The ion bombardment treatment removes etching residues and burrs remaining on the hard chromium plating layer having a knitted groove, and further removes oxides on the surface of the plating layer, thereby improving the adhesion of the hard film. In addition, the ion bombardment process has the effect of adjusting the groove width by smoothing the edge of the groove formed in the etching process of hard chrome plating, and smoothing the flat part. It also plays a forming effect. The gas used for the ion bombardment is preferably argon, but a rare gas, nitrogen, or oxygen can also be used. This ion bobber treatment can be omitted if the use conditions of the parts are not severe.

次に、硬質膜の成膜を行う。成膜方法は、ドライコーティングであり、CVD法やPVD法を用いることができる。CVD法としては、例えば、熱CVD、プラズマCVDがあり、PVD法としては、例えば、真空蒸着法、イオンプレーティング、スパッタ、レーザーアブレーション、イオンビームでポジション、イオン注入法がある。こうして、形成された硬質被膜の表面には、図1に示すように、硬質クロムめっき層の表面に対応するネットワーク状の溝が形成される。このとき、硬質クロムめっき層の溝のすべてに対応する溝が硬質膜に形成されるわけではないが、上述したように、硬質クロムめっき層の溝は、エッチングにより拡大されているため、拡大された溝の大部分に対応する溝が、硬質膜の表面に形成される。   Next, a hard film is formed. The film forming method is dry coating, and a CVD method or a PVD method can be used. Examples of the CVD method include thermal CVD and plasma CVD, and examples of the PVD method include vacuum deposition, ion plating, sputtering, laser ablation, ion beam position, and ion implantation. Thus, as shown in FIG. 1, a network-like groove corresponding to the surface of the hard chrome plating layer is formed on the surface of the formed hard coating. At this time, the grooves corresponding to all of the grooves of the hard chrome plating layer are not formed in the hard film. However, as described above, the grooves of the hard chrome plating layer are enlarged by etching, so that the grooves are enlarged. Grooves corresponding to most of the grooves are formed on the surface of the hard film.

鏡面が要求される部品については、必要に応じて、ネットワーク状の溝を有する複合硬質膜の研摩仕上げを行うことができる。例えば、バフ研磨がある。この場合、バフ研摩条件を制御することで、ネットワーク状の溝を失うことなく鏡面に仕上げできる。   For parts that require a mirror surface, the composite hard film having a network-like groove can be polished if necessary. An example is buffing. In this case, by controlling the buff polishing conditions, it is possible to finish the mirror surface without losing the network-like grooves.

<6.特徴>
以上のように、本発明に係る複合硬質被膜の製造方法によれば、摺動部に使用される機械部品、工具、金型などの摺動部材に対してネットワーク状の溝を形成した複合硬質被膜を形成することができる。この製造方法は、電気めっき処理による硬質クロムめっき層の形成、エッチング処理、及び硬質膜の形成で、摺動部材の形状にかかわらず、3次元形状であっても、ネットワーク状の溝を持つ複合硬質膜が簡易に形成できる。通常、硬質クロムめっき層上へのドライコーティングによる硬質膜の成膜は、密着性が低いが、本発明では、硬質クロムめっき層への溝形成と、イオンボンバードを用いる表面調整で、その上に成膜された硬質膜が分離されたセグメント化し、高い密着性を実現する。
<6. Features>
As described above, according to the method for manufacturing a composite hard coating according to the present invention, a composite hard film in which a network-like groove is formed on a sliding member such as a machine part, a tool, or a mold used in a sliding part. A film can be formed. This manufacturing method consists of forming a hard chrome plating layer by electroplating, etching, and forming a hard film. Even if it is a three-dimensional shape regardless of the shape of the sliding member, it is a composite having a network-like groove. A hard film can be easily formed. Usually, film formation of a hard film by dry coating on a hard chrome plating layer has low adhesion, but in the present invention, groove formation on the hard chrome plating layer and surface adjustment using ion bombarding are performed on the hard film. The formed hard film is separated into segments to achieve high adhesion.

また、本発明の複合硬質被膜においては、ネットワーク状の溝の底部の少なくとも一部で下地の硬質クロムめっきの溝が連続している。これによって、上層の硬質膜に形成された溝だけでなく、下地の硬質クロムめっきに形成された溝内へも潤滑剤が浸透し、この複合硬質被膜の摺動性能を、長期間にわたって維持することができる。   In the composite hard coating of the present invention, the underlying hard chromium plating groove is continuous at least at a part of the bottom of the network-like groove. As a result, the lubricant penetrates not only into the groove formed in the upper hard film but also into the groove formed in the underlying hard chrome plating, and the sliding performance of the composite hard film is maintained over a long period of time. be able to.

また、硬質膜に形成される溝は、硬質クロムめっき層の溝と対応するように形成されるが、図6に示すように、硬質クロムめっき層には、その表面で開口された溝のみならず、表面の溝に連通する溝が、硬質クロムめっき層の厚さ方向に三次元的に存在している。すなわち、硬質クロムめっき層の表面で開口する溝の底部には、その内部に存在する溝と連通している箇所が多数存在する。そのため、そのような内部の溝にも、硬質膜の表面の溝を介して、潤滑油が侵入し、保持される。したがって、苛酷な摺動により最表面の硬質膜の網目状微細溝に保持された潤滑油が一時的に減少しても、下地の硬質クロムめっき内部の溝に保持されている潤滑油が、摺動時の荷重により連通部分を通じて、表面の溝へ自己拡散し、油切れを防止する効果が期待できる。   Further, the groove formed in the hard film is formed so as to correspond to the groove of the hard chrome plating layer. However, as shown in FIG. Instead, the grooves communicating with the grooves on the surface exist three-dimensionally in the thickness direction of the hard chromium plating layer. That is, at the bottom of the groove that opens on the surface of the hard chrome plating layer, there are a large number of locations that communicate with the groove existing inside the groove. Therefore, the lubricating oil enters and is retained in such an internal groove via the groove on the surface of the hard film. Therefore, even if the lubricating oil retained in the fine mesh grooves of the hard film on the outermost surface temporarily decreases due to severe sliding, the lubricating oil retained in the grooves inside the underlying hard chrome plating does not slide. The effect of preventing oil shortage by self-diffusion into the groove on the surface through the communicating part due to the load during movement can be expected.

以下、本発明の実施例について説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されない。   Examples of the present invention will be described below. However, the present invention is not limited to the following examples.

<1.実施例1>
本発明に係る複合硬質被膜を、次の工程に従って作製した。まず、摺動部材として、合金工具鋼SKD11調質材を準備し、その上に、硬質クロムめっき層を形成する。具体的には、摺動部材を、研磨、洗浄、脱脂などの前処理を行った後に、めっき厚さ約50μmの硬質クロムめっき層を形成した。
<1. Example 1>
A composite hard coating according to the present invention was produced according to the following steps. First, alloy tool steel SKD11 tempered material is prepared as a sliding member, and a hard chromium plating layer is formed thereon. Specifically, the sliding member was subjected to pretreatment such as polishing, washing, and degreasing, and then a hard chromium plating layer having a plating thickness of about 50 μm was formed.

クロムめっき液としては、一般的な硫酸を触媒とするクロムめっき液を用いた。液組成としては、無水クロム酸250g/L、硫酸2.5g/Lとした。めっき条件としては、液温約50℃、電流密度20A/dm2とした。なお、硬質クロムめっきと素地の密着性を改善するために、電解初期において、品物を陽極として約20A/dm2、数分間の密着性改善処理を行った後に、品物を陰極として硬質クロムめっき層を形成した。 As the chromium plating solution, a common chromium plating solution using sulfuric acid as a catalyst was used. The liquid composition was 250 g / L chromic anhydride and 2.5 g / L sulfuric acid. The plating conditions were a liquid temperature of about 50 ° C. and a current density of 20 A / dm 2 . In order to improve the adhesion between the hard chrome plating and the substrate, in the initial stage of electrolysis, after performing the adhesion improvement treatment for about 20 A / dm 2 for several minutes using the product as an anode, the hard chrome plating layer using the product as a cathode Formed.

次に、硬質クロムめっき層に対し化学エッチングを行い、クロムめっきに内在するクラックを広げ、その表面に編目状の溝を形成した。浸漬に使用した溶液は、希硫酸(約1mol/L)であり、室温、5分間の浸漬を行った。この操作によって図7に示すように、硬質クロムめっき表面全体に、溝幅約5.3μmの編目状の溝を形成した。   Next, chemical etching was performed on the hard chromium plating layer to spread cracks inherent in the chromium plating, and a knitted groove was formed on the surface. The solution used for immersion was dilute sulfuric acid (about 1 mol / L), and immersion was performed at room temperature for 5 minutes. By this operation, as shown in FIG. 7, a knitted groove having a groove width of about 5.3 μm was formed on the entire surface of the hard chrome plating.

次に、アルゴンガスによるイオンボンバード処理を行い、硬質クロムめっき層上の溝をさらに広げた。イオンボンバード処理の条件は以下の通りである。
・基板バイアス電圧:−500V
・フィラメント電流:5A
・圧力:1.3Pa
・時間:10分
・基板回転速度:5rpm
Next, ion bombardment with argon gas was performed to further widen the grooves on the hard chrome plating layer. The conditions for the ion bombardment treatment are as follows.
-Substrate bias voltage: -500V
・ Filament current: 5A
・ Pressure: 1.3Pa
・ Time: 10 minutes ・ Substrate rotation speed: 5 rpm

図8(a)はイオンボンバード処理前の溝の拡大図であり、図8(b)はイオンボンバード処理後の溝の拡大図である。イオンボンバード処理を施すことで、処理前の溝幅5.3μmが、処理後の溝幅6.0μmへ広がった。このように、イオンボンバード処理により、クロムめっきの表面をスパッタし清浄化するとともに、溝幅をわずかに拡張できる。   FIG. 8A is an enlarged view of the groove before ion bombardment, and FIG. 8B is an enlarged view of the groove after ion bombardment. By performing the ion bombardment, the groove width before processing was 5.3 μm and the groove width after processing was increased to 6.0 μm. Thus, by ion bombardment, the surface of the chromium plating can be sputtered and cleaned, and the groove width can be slightly expanded.

図9は、イオンボンバード処理の時間と、溝幅の平均増加長さとの関係を示すグラフである。図9によれば、イオンボンバード処理の時間は、約10分間までは処理時間を長くするにつれて溝幅が広くなるが、それ以上の時間の処理を行っても、溝幅は広がらない。   FIG. 9 is a graph showing the relationship between the ion bombardment time and the average increase in groove width. According to FIG. 9, the groove width becomes wider as the treatment time is increased up to about 10 minutes, but the groove width does not increase even if the treatment is performed for a longer time.

イオンボンバード処理で、硬質クロムめっき層上に溝幅約6.0μmの編目状の溝が形成された。   By ion bombardment, a knitted groove having a groove width of about 6.0 μm was formed on the hard chromium plating layer.

続いて、硬質膜として、編目状の溝を有する硬質クロムめっき層上にアークイオンプレーティングにより、約10μmの厚さのCrN膜を成膜した。成膜条件は、以下の通りである。
・基板バイアス電圧:−50V
・圧力:3.3Pa
・アーク電流:70A
・温度:400℃
Subsequently, as a hard film, a CrN film having a thickness of about 10 μm was formed by arc ion plating on the hard chromium plating layer having a knitted groove. The film forming conditions are as follows.
-Substrate bias voltage: -50V
・ Pressure: 3.3Pa
・ Arc current: 70A
・ Temperature: 400 ℃

その結果、図10に示すネットワーク状の溝を有する複合硬質被膜が形成された。この被膜上の溝の平均幅は約4.1μmであった。図11は形成された複合硬質被膜の断面図である。硬質クロムめっき層に形成された溝と対応するように、硬質膜に溝が形成されていることが分かる。さらに、硬質膜は硬質クロムめっき層の溝の内部にも侵入し、その溝の側壁と底部も被覆されていた。この被覆により、溝内部に至るまで、硬質被膜の特性を付与することができる。図12は形成された複合硬質被膜の溝部の拡大図である。同図の矢印に示すように、硬質膜の溝の底部には、下地である硬質クロムめっき層の内部で延びる溝が開口状態で残存している箇所が多数存在する(図6参照)。したがって、複合硬質被膜上に塗布した潤滑油は、最表面の網目状微細溝に保持されているだけでなく、硬質クロムめっき層の溝に侵入し保持される。この特性は、図5に示したように、下地に3次元的に複雑なネットワーク状のクラックをもつ硬質クロムめっき層の溝をエッチングにより溝幅を拡張することで成り立つ。なお、ナノインデンテーション法で、荷重を3mNとして硬質膜であるCrN膜の硬さを測定したところ、複合硬質被膜の硬さは18.5GPaであり、一般的なCrN膜の硬さを示した。   As a result, a composite hard film having network-like grooves shown in FIG. 10 was formed. The average width of the grooves on this coating was about 4.1 μm. FIG. 11 is a cross-sectional view of the formed composite hard coating. It can be seen that grooves are formed in the hard film so as to correspond to the grooves formed in the hard chrome plating layer. Further, the hard film also penetrated into the groove of the hard chrome plating layer, and the side wall and bottom of the groove were also covered. By this coating, the characteristics of the hard coating can be imparted up to the inside of the groove. FIG. 12 is an enlarged view of the groove portion of the formed composite hard coating. As shown by the arrows in the figure, at the bottom of the groove of the hard film, there are many places where the groove extending inside the hard chrome plating layer as the base remains in an open state (see FIG. 6). Therefore, the lubricating oil applied on the composite hard coating is not only held in the fine mesh grooves on the outermost surface, but also penetrates and is held in the grooves of the hard chrome plating layer. As shown in FIG. 5, this characteristic is established by expanding the groove width by etching a groove of a hard chrome plating layer having a three-dimensionally complicated network-like crack on the base. When the hardness of the CrN film, which is a hard film, was measured by a nanoindentation method with a load of 3 mN, the hardness of the composite hard film was 18.5 GPa, indicating the hardness of a general CrN film. .

また、この被膜に対し、X線回折測定を行った。測定の条件は、以下の通りである。
・特性X線:CuKα
・電圧:40kV
・電流:150mA
Moreover, the X-ray-diffraction measurement was performed with respect to this film. The measurement conditions are as follows.
・ Characteristic X-ray: CuKα
・ Voltage: 40kV
・ Current: 150mA

その結果、図13に示すグラフが得られた。図13の回折ピークの位置から、この被膜がCrNと決定できる。   As a result, the graph shown in FIG. 13 was obtained. From the position of the diffraction peak in FIG. 13, this film can be determined as CrN.

次に、CrN膜を、卓上回転研磨機を使って、粒度6μmおよび3μmのダイヤモンドペーストでのバフ研磨を行い、鏡面仕上げした。図14に、研摩後の表面を得た。   Next, the CrN film was buffed with a diamond paste having a particle size of 6 μm and 3 μm by using a tabletop rotary polishing machine, and mirror-finished. In FIG. 14, a surface after polishing was obtained.

バフで鏡面仕上げすることによって、CrN膜の平坦部の平滑性が向上した。研摩の条件を適切に制御することで、複合硬質被膜の表面に形成されているネットワーク状の溝を埋め込むことなく、明確に残すことができる。   The smoothness of the flat part of the CrN film was improved by mirror-finishing with a buff. By appropriately controlling the polishing conditions, it is possible to leave clearly without embedding the network-like grooves formed on the surface of the composite hard coating.

<2.実施例2>
次に、実施例2に係る複合硬質被膜を作製した。実施例1との相違は、硬質クロムめっき層上に形成される硬質膜であり、その他は、実施例1と同じである。実施例2では、硬質膜として、アークイオンプレーティングにより、厚さが約10.7μmのTiNを成膜した。成膜条件は、以下の通りである。
・基板バイアス電圧:−50V
・圧力:2.6Pa
・アーク電流:100A
・温度:400℃
<2. Example 2>
Next, a composite hard coating according to Example 2 was produced. The difference from Example 1 is the hard film formed on the hard chrome plating layer, and the others are the same as Example 1. In Example 2, as the hard film, TiN having a thickness of about 10.7 μm was formed by arc ion plating. The film forming conditions are as follows.
-Substrate bias voltage: -50V
・ Pressure: 2.6Pa
・ Arc current: 100A
・ Temperature: 400 ℃

その結果、図15に示すような被膜が形成された。この被膜上の溝の平均幅は4.0μmであった。したがって、TiNからなる硬質膜に対しても、十分な幅の溝が形成されていることが分かる。   As a result, a film as shown in FIG. 15 was formed. The average width of the grooves on this film was 4.0 μm. Therefore, it can be seen that a sufficiently wide groove is formed even for the hard film made of TiN.

また、この被膜に対し、X線回折測定を行った。測定の条件は、以下の通りである。
・特性X線:CuKα
・電圧:40kV
・電流:150mA
Moreover, the X-ray-diffraction measurement was performed with respect to this film. The measurement conditions are as follows.
・ Characteristic X-ray: CuKα
・ Voltage: 40kV
・ Current: 150mA

その結果、図16に示すグラフが得られた。図16の回折ピークの位置からすると、この被膜がTiNと決定できる。なお、ナノインデンテーション法で、荷重を3mNとして硬質膜であるTiN膜の硬さを測定したところ、28.7GPaであり、一般的なTiN膜の硬さを示している。   As a result, the graph shown in FIG. 16 was obtained. From the diffraction peak position in FIG. 16, this film can be determined as TiN. In addition, when the hardness of the TiN film which is a hard film was measured by a nanoindentation method with a load of 3 mN, it was 28.7 GPa, indicating the hardness of a general TiN film.

<3.実施例3>
次に、実施例3に係る複合硬質被膜を作製した。実施例1との相違は、硬質クロムめっき層上に形成される硬質膜であり、その他は、実施例1と同じである。実施例3では、硬質膜として、アンバランスドマグネトロンスパッタ法により、厚さが約5.3μm(DLC:3.1μm、Cr/C傾斜中間層2.2μm)のDLCを成膜した。成膜条件は、以下の通りである。
・基板バイアス電圧:−50V
・Arガス流量:200sccm
・メタンガス流量:10sccm
・温度:200℃
<3. Example 3>
Next, a composite hard coating according to Example 3 was produced. The difference from Example 1 is the hard film formed on the hard chrome plating layer, and the others are the same as Example 1. In Example 3, a DLC film having a thickness of about 5.3 μm (DLC: 3.1 μm, Cr / C gradient intermediate layer 2.2 μm) was formed as a hard film by an unbalanced magnetron sputtering method. The film forming conditions are as follows.
-Substrate bias voltage: -50V
Ar gas flow rate: 200 sccm
・ Methane gas flow rate: 10sccm
・ Temperature: 200 ℃

その結果、図17に示すような被膜が形成された。この被膜上の溝の平均幅は2.2μmであった。したがって、DLCからなる硬質膜に対しても、十分な幅の溝が形成されていることが分かる。   As a result, a film as shown in FIG. 17 was formed. The average width of the grooves on this film was 2.2 μm. Therefore, it can be seen that a sufficiently wide groove is formed even for the hard film made of DLC.

また、この被膜に対し、励起波長532nmをとして、ラマンスペクトルの測定を行った。その結果、図18に示すグラフが得られた。図18によれば、スペクトルが1550cm-1付近のDバンドと1350cm-1付近のGバンドで構成されており、この被膜がDLCと決定できる。なお、ナノインデンテーション法で、荷重を3mNとして硬質膜であるDLC膜の硬さを測定したところ、10.9GPaであり、一般的な水素含有DLC膜の硬さを示している。 In addition, a Raman spectrum was measured for the coating film at an excitation wavelength of 532 nm. As a result, the graph shown in FIG. 18 was obtained. According to FIG. 18, the spectrum is constituted by D-band and the 1350 cm -1 vicinity of G band near 1550 cm -1, the film can be determined with the DLC. When the hardness of the DLC film, which is a hard film, was measured by a nanoindentation method with a load of 3 mN, it was 10.9 GPa, indicating the hardness of a general hydrogen-containing DLC film.

<4.硬質膜の膜厚と溝幅の関係>
次に、硬質膜の膜厚と溝幅の関係について検討した。実施例1と同条件で、硬質膜として厚さの異なるCrN膜を成膜し、表面に形成される溝の幅を測定した。結果は、図19に示すとおりである。図19によれば、硬質膜における溝幅と膜厚は反比例の関係となる。すなわち、硬質膜の膜厚が大きくなるほど、表面に形成される溝の幅が小さくなる。ここで、最小二乗法による直線フィッティングの傾きは、−0.298である。この定数を利用することで、初期溝幅が分かれば、任意の膜厚を形成した際の、微細溝幅を計算することが可能となる。したがって、膜厚の制御により、溝幅の制御が可能となる。ただし、本定数はアークイオンプレーティング法による成膜に適用できるものであり、成膜方法が変われば、本定数は変化する。
<4. Relationship between hard film thickness and groove width>
Next, the relationship between the thickness of the hard film and the groove width was examined. Under the same conditions as in Example 1, CrN films having different thicknesses were formed as hard films, and the widths of the grooves formed on the surface were measured. The results are as shown in FIG. According to FIG. 19, the groove width and the film thickness in the hard film are inversely related. That is, the greater the thickness of the hard film, the smaller the width of the groove formed on the surface. Here, the slope of the straight line fitting by the least square method is −0.298. By using this constant, if the initial groove width is known, it becomes possible to calculate the fine groove width when an arbitrary film thickness is formed. Therefore, the groove width can be controlled by controlling the film thickness. However, this constant can be applied to film formation by the arc ion plating method, and this constant changes if the film formation method changes.

<5.スクラッチ試験>
上記各実施例における硬質膜の密着性をスクラッチ試験により評価した。また、硬質膜の下地の影響も検討した。すなわち、上記各実施例では、エッチングにより溝幅を大きくした硬質クロムめっき層を下地とし、その上に硬質膜を成膜しているが、本発明者は、この下地の種類により硬質膜が強固に硬質クロムめっき層と密着し、剥離が生じにくいことを見出した。以下、検討する。まず、比較例として、以下の2つを準備し、さらに実施例4を準備した。
<5. Scratch test>
The adhesion of the hard film in each of the above examples was evaluated by a scratch test. In addition, the influence of the base of the hard film was also examined. That is, in each of the above embodiments, a hard chrome plating layer having a groove width increased by etching is used as a base, and a hard film is formed on the hard chrome plating layer. It was found that it was in close contact with the hard chrome plating layer and was not easily peeled off. Consider the following. First, the following two were prepared as comparative examples, and Example 4 was further prepared.

(比較例1)
実施例1との相違は、硬質クロムめっき層を設けないことであり、その他は実施例と同じである。すなわち、摺動部材である合金工具鋼SKD11調質材上に、直接、約10μmの厚さのCrN膜を成膜した。
(Comparative Example 1)
The difference from Example 1 is that a hard chromium plating layer is not provided, and the others are the same as Example. That is, a CrN film having a thickness of about 10 μm was directly formed on the alloy tool steel SKD11 tempered material, which is a sliding member.

(比較例2)
実施例1との相違は、硬質クロムめっき層にエッチング及びイオンボンバード処理を行わず、鏡面加工を施したことであり、その他は実施例と同じである。すなわち、摺動部材である合金工具鋼SKD11調質材上に、実施例1と同様に、硬質クロムめっき層を形成した後、バフ研磨により鏡面加工を施し、その後、約10μmの厚さのCrN膜を成膜した。
(Comparative Example 2)
The difference from Example 1 is that the hard chrome plating layer was subjected to mirror surface processing without performing etching and ion bombardment, and the others were the same as Example. That is, on the alloy tool steel SKD11 tempered material, which is a sliding member, a hard chrome plating layer is formed in the same manner as in Example 1, and then mirror-finished by buffing, and then CrN having a thickness of about 10 μm. A film was formed.

(実施例4)
実施例1との相違は、硬質クロムめっきのエッチング法であり、その他は実施例と同じである。すなわち、実施例1では化学エッチングを施したのに対し、実施例4では、陽極エッチングを施し、その後、実施例1と同様に、約10μmの厚さのCrN膜を成膜した。なお、陽極エッチングには、標準的なクロムめっき液であるクロム酸250g/L、硫酸2.5g/Lの溶液を用いた。陽極電解条件は、室温、電流密度20A/dm2、電解時間1分間とした。
Example 4
The difference from Example 1 is the etching method of hard chrome plating, and others are the same as Example. That is, in Example 1, chemical etching was performed, whereas in Example 4, anodic etching was performed, and then a CrN film having a thickness of about 10 μm was formed in the same manner as in Example 1. For anodic etching, a standard chrome plating solution of 250 g / L of chromic acid and 2.5 g / L of sulfuric acid was used. The anodic electrolysis conditions were room temperature, a current density of 20 A / dm 2 , and an electrolysis time of 1 minute.

(評価方法)
ISO20502:2005(E)に基づいて、スクラッチ試験を行った。条件は、以下の通りである。
・初期荷重:0.3N
・終了荷重:100N
・スクラッチ距離:10mm
・圧子:ダイヤモンド(先端半径0.2mm)
(Evaluation method)
A scratch test was performed based on ISO20502: 2005 (E). The conditions are as follows.
・ Initial load: 0.3N
・ End load: 100N
・ Scratch distance: 10mm
・ Indenter: Diamond (tip radius 0.2mm)

結果は、以下の通りである。図20〜図25は、それぞれ、スクラッチ試験を行った実施例1〜4、比較例1、2を示している。図20〜図23に示す実施例1〜4では、いずれも良好な密着性能を示している。実施例1と4とを比較すると(図20と図23)、陽極エッチングよりも化学エッチングの方が高い密着力を示している。これは、図5に示すように、化学エッチングの方が硬質クロムめっき層の表面に形成される微小な凹凸が粗くなっており、硬質膜とのアンカー効果が強まったからと考えられる。   The results are as follows. 20 to 25 show Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 in which a scratch test was performed, respectively. In Examples 1 to 4 shown in FIGS. 20 to 23, all show good adhesion performance. When Examples 1 and 4 are compared (FIGS. 20 and 23), chemical etching shows higher adhesion than anodic etching. As shown in FIG. 5, it is considered that chemical etching has rough irregularities formed on the surface of the hard chrome plating layer, and the anchor effect with the hard film is strengthened.

また、図25に示す比較例2では、低荷重で剥離が生じており、密着性が低いことが分かる。これは、溝幅を広げることなく、硬質膜が成膜されているためと考えられる。これに対して、実施例1〜4は、硬質膜がネットワーク状の溝により分割されていることで、破壊範囲が減少し、これによって密着性が高くなっている。   Further, in Comparative Example 2 shown in FIG. 25, it can be seen that peeling occurs at a low load, and adhesion is low. This is presumably because the hard film is formed without increasing the groove width. On the other hand, in Examples 1 to 4, the hard film is divided by the network-like grooves, so that the fracture range is reduced, thereby improving the adhesion.

<6.摩擦摩耗特性試験1>
次に、ネットワーク状の溝による液体潤滑下での摺動性能を確認するため、図26に示すような装置(新東科学(株)製トライボギア TYPE−35S)を用い、ピンオンディスク試験を行った。ここでは、実施例1及び比較例1に係る被膜を用いて試験を行った。まず、実施例1及び比較例1の硬質膜の表面に流動パラフィンを塗布し、ピンオンディスク試験を行った。試験条件は、以下の通りである。
・荷重:15kg
・摩擦円半径:5mm
・回転速度:100rpm
・摩擦相手材:SKH51(φ3mmのピン)
・潤滑材:流動パラフィン
<6. Friction and wear characteristics test 1>
Next, in order to confirm the sliding performance under liquid lubrication by the network-like groove, a pin-on-disk test was performed using an apparatus as shown in FIG. 26 (Tribogear TYPE-35S manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd.). It was. Here, the test was conducted using the coating films according to Example 1 and Comparative Example 1. First, liquid paraffin was applied to the surfaces of the hard films of Example 1 and Comparative Example 1, and a pin-on-disk test was performed. The test conditions are as follows.
・ Load: 15kg
・ Friction circle radius: 5mm
・ Rotation speed: 100rpm
・ Friction material: SKH51 (φ3mm pin)
・ Lubricant: Liquid paraffin

結果は、図27に示す摩擦摩耗特性に示すとおりである。比較例1(微細溝なし)では、開始してすぐの100秒付近で急激に摩擦係数が増加したため、この時点で試験を中止した。これは、比較例1では、硬質膜の表面に油を保持することができずピンとの間で油切れを起こし、焼き付きが発生したことで、急激に摩擦係数が増加したからであると思われる。一方、実施例1(微細溝あり)は、終始安定して低い摩擦係数を維持した。実施例1では、ネットワーク状の溝の保油効果により、油切れを起こすことなく、安定した摩擦挙動を示したと考えられる。   The results are as shown in the friction and wear characteristics shown in FIG. In Comparative Example 1 (without fine grooves), the coefficient of friction increased abruptly in the vicinity of 100 seconds immediately after the start, so the test was stopped at this point. This seems to be because, in Comparative Example 1, oil could not be retained on the surface of the hard film, and the friction coefficient suddenly increased due to oil shortage between the pins and seizure. . On the other hand, Example 1 (with fine grooves) stably maintained a low coefficient of friction throughout. In Example 1, it is considered that stable frictional behavior was exhibited without causing oil shortage due to the oil retaining effect of the network-like grooves.

<7.摩擦摩耗特性試験2>
摩擦摩耗特性試験1では、液体潤滑下での試験であったが、ここでは、固定潤滑下での試験を行う。試験方法としては、潤滑剤として、二硫化モリブデン粉末を用いるのみが相違する。結果は、図28に示す摩擦摩耗特性に示すとおりである。同図に示すように、比較例1(微細溝なし)では、800秒付近から摩擦係数が増大し、その後は高い摩擦係数を維持した。これは、比較例1では、試験の進行に伴い摺動面の粉末が減少してゆき、800秒付近から部分的な焼き付きが発生し始めたことで、摩擦係数が増大したからであると考えられる。一方、実施例1(微細溝なし)は、終始低い摩擦係数を維持した。これは、ネットワーク状の溝に保持された粉末が、摺動面に供給され続けることで、安定した摩擦挙動を示したからであると考えられる。
<7. Friction and wear characteristic test 2>
The friction and wear characteristic test 1 was a test under liquid lubrication, but here, a test under fixed lubrication is performed. The test method is different only in using molybdenum disulfide powder as a lubricant. The results are as shown in the friction and wear characteristics shown in FIG. As shown in the figure, in Comparative Example 1 (without fine grooves), the friction coefficient increased from around 800 seconds, and thereafter a high friction coefficient was maintained. This is considered to be because, in Comparative Example 1, the powder on the sliding surface decreased as the test progressed, and the partial seizure began to occur from around 800 seconds, thereby increasing the friction coefficient. It is done. On the other hand, Example 1 (without fine grooves) maintained a low coefficient of friction throughout. This is presumably because the powder held in the network-like grooves continued to be supplied to the sliding surface, thereby exhibiting stable friction behavior.

<8.金型性能試験1>
次に、塑性加工における金型性能を円筒深絞り試験により評価した。試験機はJTトーシ株式会社製自動型万能深絞り試験機SAS−200Dを使用した。図29に示す円筒深絞り試験機において、合金工具鋼SKD11調質材製のダイ及びしわ押えに対し、実施例1及び比較例1に係る被膜を形成し、オーステナイト系ステンレス鋼(SUS304−2B)の円筒深絞り試験を複数回行った。円筒深絞りの条件は、以下の通りである。
・金型: パンチ φ40.0×R8mm
ダイス φ42.5×R8mm
しわ押え φ40.5mm
・被加工材: SUS304−2B(1mmt
・潤滑油: フォーマ油MS70
(動粘度70mm2/s[40℃])
・成形速度: 80mm/min
・しわ押え力: 5kN
但し、試験毎に被加工材へ注油した。
<8. Mold performance test 1>
Next, the mold performance in plastic working was evaluated by a cylindrical deep drawing test. As a tester, an automatic universal deep drawing tester SAS-200D manufactured by JT Toshi Co., Ltd. was used. In the cylindrical deep drawing tester shown in FIG. 29, the coatings according to Example 1 and Comparative Example 1 are formed on the die and wrinkle presser made of alloy tool steel SKD11 tempered material, and austenitic stainless steel (SUS304-2B). The cylindrical deep drawing test was performed several times. The conditions for cylindrical deep drawing are as follows.
・ Mold: Punch φ40.0 × R8mm
Die φ42.5 × R8mm
Wrinkle presser φ40.5mm
・ Work material: SUS304-2B (1mm t )
・ Lubricant: Former oil MS70
(Kinematic viscosity 70mm 2 / s [40 ° C])
・ Molding speed: 80mm / min
・ Wrinkle presser force: 5kN
However, the work material was lubricated for each test.

図30に実施例1を用いた円筒深絞り試験用ダイの外観写真(a)およびR部の拡大図(b)〜(e)を示す。ダイのR部にも網目状の溝が形成されていることが分かる。これは、本技術が曲面に対してもネットワーク状の溝を形成できることを示している。   FIG. 30 shows an external appearance photograph (a) of the cylindrical deep drawing test die using Example 1 and enlarged views (b) to (e) of the R portion. It can be seen that a mesh-like groove is also formed in the R portion of the die. This indicates that the present technology can form a network-like groove even on a curved surface.

図31に実施例1及び比較例1の深絞り最大荷重の変化を示す。比較例1に係る金型を用いるとでは、最初から10試験までは成形中に割れが発生し、成形が安定するまでに20試験を要した。一方、実施例1に係る金型では、終始安定して成形ができた。また、最大荷重について、実施例1の金型は、比較例1の金型に比べ、低い最大荷重を示しており、30〜40試験の平均最大荷重で比較した場合、微細溝を形成することにより最大荷重が約7%低減することが分かった。   FIG. 31 shows changes in the maximum deep drawing load of Example 1 and Comparative Example 1. When the mold according to Comparative Example 1 was used, cracks occurred during molding from the first to the 10th test, and 20 tests were required until the molding was stabilized. On the other hand, the mold according to Example 1 was stably molded from start to finish. Moreover, about the maximum load, the metal mold | die of Example 1 has shown the low maximum load compared with the metal mold | die of the comparative example 1, and forms a microgroove when compared with the average maximum load of 30-40 tests. It was found that the maximum load was reduced by about 7%.

<9.金型性能試験2>
次に、金型性能試験2を行った。金型性能試験1との相違は、試験開始前に金型へ潤滑油を塗布し、試験開始後は金型と加工材への注油を一切行わずに試験した点である。結果は、図32に示すとおりである。比較例1に係る金型では、4試験で最大荷重の大幅な増加が起こり、6試験で割れにより成形が不能となり、成形できた品物は5個であった。一方、実施例1に係る金型では、20試験まで低い最大荷重を維持しながら安定して成形できており、その後は最大荷重が徐々に増加するものの、優れた保油効果により、26個の品物を成形することができた。
<9. Mold Performance Test 2>
Next, a mold performance test 2 was performed. The difference from the mold performance test 1 is that the lubricating oil was applied to the mold before the start of the test, and after the start of the test, the test was performed without any lubrication to the mold and the workpiece. The results are as shown in FIG. In the mold according to Comparative Example 1, the maximum load significantly increased in 4 tests, and molding was impossible due to cracking in 6 tests, and 5 articles could be molded. On the other hand, the mold according to Example 1 was stably molded while maintaining a low maximum load up to 20 tests, and thereafter the maximum load gradually increased, but due to the excellent oil retaining effect, 26 The product could be molded.

Claims (8)

摺動部材と、
前記摺動部材上に形成され、編目状の溝を有する硬質クロムめっき層と、
前記硬質クロムめっき層上に形成された硬質膜であって、前記網目状の溝の少なくとも一部と対応する溝が形成されている、硬質膜と、
を備えている、複合硬質被膜を有する物品。
A sliding member;
A hard chromium plating layer formed on the sliding member and having a knitted groove;
A hard film formed on the hard chrome plating layer, wherein a hard film having grooves corresponding to at least a part of the mesh-shaped grooves, and
An article having a composite hard coating.
前記硬質膜に形成されている溝は、
前記硬質クロムめっき層の表面に形成されている溝と連通する溝であって、当該硬質クロムめっき層の内部で延びる溝にも連通している、請求項1に記載の複合硬質皮膜を有する物品。
The groove formed in the hard film is
The article having a composite hard coating according to claim 1, wherein the article communicates with a groove formed on a surface of the hard chrome plating layer and also communicates with a groove extending inside the hard chrome plating layer. .
前記硬質クロムめっき層の厚みが3〜1000μm、前記硬質膜の厚みが0.1〜30μmである、請求項1または2に記載の複合硬質被膜を備える物品。   The article provided with the composite hard coating according to claim 1 or 2, wherein the hard chromium plating layer has a thickness of 3 to 1000 µm and the hard film has a thickness of 0.1 to 30 µm. 前記硬質クロムめっき層の溝と連通している前記硬質膜の溝の少なくとも一部の幅は、0.1μm以上である、請求項1から3のいずれかに記載の複合硬質被膜を有する物品。   The article having a composite hard coating according to any one of claims 1 to 3, wherein a width of at least a part of the groove of the hard film communicating with the groove of the hard chromium plating layer is 0.1 µm or more. 摺動部材の表面に硬質クロムめっき層を形成する工程と、
前記硬質クロムめっき層が保有するクラックをエッチングにより網目状の溝へ拡張する工程と、
前記網目状の溝を有する硬質クロムめっき層上にドライコーティング法で硬質膜を形成する工程と、
を備えている、複合硬質被膜を有する物品の製造方法。
Forming a hard chromium plating layer on the surface of the sliding member;
Expanding the cracks possessed by the hard chrome plating layer into a mesh-like groove by etching;
Forming a hard film by a dry coating method on the hard chromium plating layer having the mesh-shaped grooves;
A method for producing an article having a composite hard coating.
前記硬質膜の工程に先立って、
前記編目状の溝を有する硬質クロムめっき層に対して、アルゴンガスによるイオンボンバード処理を行う工程をさらに備えている、請求項5に記載の複合硬質被膜を有する物品の製造方法。
Prior to the hard film process,
The method for producing an article having a composite hard coating according to claim 5, further comprising a step of performing ion bombardment treatment with argon gas on the hard chromium plating layer having the stitch-like grooves.
前記硬質膜は、TiN、 TiC、TiCN、TiAlN、AlCrN、CrN、BN、またはDLCである、請求項5または6に記載の複合硬質被膜を有する物品の製造方法。   The method for manufacturing an article having a composite hard coating according to claim 5 or 6, wherein the hard film is TiN, TiC, TiCN, TiAlN, AlCrN, CrN, BN, or DLC. 前記硬質膜を成膜した後に、当該硬質膜の表面を研磨する工程をさらに備えている、請求項5から7のいずれかに記載の複合硬質被膜を有する物品の製造方法。   The method for producing an article having a composite hard coating according to claim 5, further comprising a step of polishing the surface of the hard film after forming the hard film.
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