JP5439750B2 - 被覆部材の製造方法および被覆部材 - Google Patents
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基材の表面の少なくとも一部に100℃以上の高温で被覆膜として非晶質炭素被膜を形成する被覆膜形成工程と、
圧縮残留応力が発生した前記被覆膜の表面側からショットピーニングまたはウォータジェットにより応力を付与して、該被覆膜の弾性変形範囲内で、引張り残留応力が発生した前記基材の表層部を塑性変形させて該被覆膜にかかる残留応力を緩和させる応力緩和工程と、
を含むことを特徴とする。
前記基材の表面の少なくとも一部に100℃以上の高温で被覆膜として非晶質炭素被膜を形成した後、前記被覆膜の表面側からショットピーニングまたはウォータジェットによ り応力を付与して、該被覆膜の弾性変形範囲内で、引張り残留応力が発生した前記基材の 表層部を塑性変形させて該被覆膜にかかる残留応力を緩和させてなることを特徴とする。
本発明の被覆部材の製造方法は、被覆膜形成工程と応力緩和工程とを含む。
本発明の被覆部材は、以上説明した本発明の被覆部材の製造方法により製造される。本発明の被覆部材は、被覆膜の損傷が無く、基材と被覆膜との密着性が向上され、被覆膜の耐剥離性が非常に高い。なお、基材および被覆膜の形態については、既に説明した通りである。
ステンレス鋼(SUS440C(JIS))製の円盤状の基材(表面硬さHv650)の表面に、プラズマCVD法により厚さ3μmの珪素含有非晶質炭素(DLC−Si)膜を成膜し、12枚の試験片を作製した。基材の寸法は直径30mm×厚さ3mmであり、円形表面の片面のみにDLC−Si膜を成膜した。DLC−Si膜の組成は、H:28at%、Si:6at%、残部がCであった。DLC−Si膜の成膜温度(成膜時の基材の温度)は500℃とした。
ダイス鋼(SKD11(JIS))製の短冊状の基材(表面硬さHv700)の表面に、プラズマCVD法により厚さ5μmの珪素含有非晶質炭素(DLC−Si)膜を成膜し、2枚の試験片を作製した。基材の寸法は20mm×50mm×3mmであり、20mm×50mmの表面の片面のみにDLC−Si膜を成膜した。DLC−Si膜の成膜温度(成膜時の基材の温度)は500℃とした。
基材を10mm×50mm×15mmのSKD11製剪断刃とし、DLC−Si膜の膜厚を3μmとしたほかは、実施例2と同様にして作製し、ショットピーニングを行った。得られた2つの試験片のうち、ショットピーニングを行った試験片を#09、未処理の試験片を#C7(比較例)とした。
高速度鋼(SKH51(JIS))製の短冊状の基材の表面に、イオンプレーティング法により厚さ3.5μmの窒化チタン(TiN)膜を成膜し、2枚の試験片を作製した。基材の寸法は20mm×50mm×3mmであり、20mm×50mmの表面の片面のみにTiN膜を成膜した。TiN膜の成膜温度(成膜時の基材の温度)は450℃とした。
SKH51製の短冊状の基材の表面に、厚さ15μmの無電解ニッケル−リン(Ni−P)合金めっきでめっき層を被覆し、2枚の試験片を作製した。基材の寸法は20mm×50mm×1mmであり、20mm×50mmの表面の片面のみにNi−P合金めっきを施した。Ni−P合金めっきは室温で行った。
500℃で1時間窒化処理を行った窒化鋼(SACN645(JIS))製の短冊状の基材の表面に、プラズマCVD法により厚さ3μmのDLC−Si膜を成膜し、2枚の試験片を作製した。基材の寸法は20mm×50mm×3mmであり、20mm×50mmの表面の片面のみにDLC−Si膜を成膜した。DLC−Si膜の成膜温度(成膜時の基材の温度)は500℃とした。
Claims (8)
- 基材の表面の少なくとも一部に100℃以上の高温で被覆膜として非晶質炭素被膜を形成する被覆膜形成工程と、
圧縮残留応力が発生した前記被覆膜の表面側からショットピーニングまたはウォータジェットにより応力を付与して、該被覆膜の弾性変形範囲内で、引張り残留応力が発生した前記基材の表層部を塑性変形させて該被覆膜にかかる残留応力を緩和させる応力緩和工程と、
を含むことを特徴とする被覆部材の製造方法。 - 前記応力緩和工程は、平均径が10〜200μmかつ平均硬さがヴィッカース硬さでHv20〜500であるショット粒子を用い、15〜120m/秒の平均粒子速度でショットピーニングを行う請求項1に記載の被覆部材の製造方法。
- 前記平均粒子速度は、20〜100m/秒である請求項2に記載の被覆部材の製造方法。
- 前記ショット粒子の平均径が50〜80μmかつ平均硬さがHv50〜200である請求項2または3に記載の被覆部材の製造方法。
- 前記応力緩和工程は、前記基材の0.2%耐力を超え、かつ、該基材を破壊しない水圧でウォータジェットを行う請求項1に記載の被覆部材の製造方法。
- 前記ウォータジェットの水圧は、30〜500MPaである請求項5に記載の被覆部材の製造方法。
- 前記基材は、0.5%以上の塑性変形能を有する材料からなる請求項1〜6のいずれかに記載の被覆部材の製造方法。
- 基材と該基材の表面に被覆された被覆膜とからなる被覆部材であって、請求項1〜7のいずれかの方法により製造される被覆部材。
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