[發明專利]在硬脆性材料表面中形成微小凹坑的方法

在審

• 申請號: 201810239260.2
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN109304675A
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: 間瀬恵二;石橋正三;近藤祐介
• 申請（專利權）人: 株式會社不二制作所
• 主分類號: B24C1/00
• 分類號: B24C1/00;B24C11/00
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 王新春;曹正建

本發明旨在提供一種通過后處理在諸如陶瓷等硬脆性材料的表面上相對簡單地形成凹坑的方法。在所述方法中，在0.01MPa～0.7MPa的噴射壓力下，將具有1μm～20μm的中值直徑d50的基本上球形的噴射粒子與壓縮氣體一起噴射到作為在由硬脆性材料制成的制品的表面或具有涂覆有硬脆性材料的涂層的表面的制品表面等上將要形成所述凹坑的區域的凹坑形成區域，以便通過塑性變形在所述硬脆性材料的表面上形成所述凹坑，而不會出現斷裂或裂紋。

技術領域

本發明涉及一種在諸如陶瓷等硬脆性材料的表面中形成具有微米級開口直徑的微小凹陷(凹坑)的方法。

需要指出的是，本發明中的硬脆性材料的表面不僅包括由硬脆性材料形成的一般表面和由硬脆性材料制成的制品的表面，而且包括在各種物質的制品表面上形成的硬脆性材料的涂層，例如，陶瓷涂層表面。

背景技術

陶瓷是用作各種制品的材料、用作涂層劑等的硬脆性材料的例子。由于具有高硬度和優異的耐熱性、耐磨性等，所以陶瓷用在與其他構件接觸的制品中，例如作為滑動部件和模具表面的構成材料和涂層劑。

為了減小滑動部分的摩擦阻力并實現改善的可脫模性，在這種滑動部件和模具表面上形成有微小凹陷(凹坑)，以將潤滑劑、脫模劑等保持在凹坑中。

當待形成有凹坑的制品由金屬制成時，則可以通過引起制品表面的塑性變形來形成這種凹坑。提出了這樣的方法，其中通過在高速轟擊下噴射基本上球形的噴射粒子而產生的凹痕用作用于保持潤滑油的儲器(專利文獻1)。

然而，當滑動部件由陶瓷形成或涂覆有陶瓷時，凹坑不能像金屬中那樣通過塑性變形來形成。由于陶瓷是具有高硬度、但另一方面又難以變形的硬脆性材料，所以當被施加達到強度極限的大力時，其會突然斷裂而不會出現類似金屬的塑性變形。

因此，為了在陶瓷中形成凹坑，無論該陶瓷是通過在燒結之前形成凹坑來制備，還是當通過后處理形成凹坑時來制備，凹坑都是通過塑性變形以外的方法來形成，如通過利用脆性斷裂來形成。

通過預燒結制備形成凹坑的方法包括如下方法：其中通過如下方式來形成凹坑，使添加到陶瓷原料中的樹脂、發泡劑、晶須等的混合物成型，然后對其進行燒結，通過在燒結過程中燃燒掉所添加的樹脂或發泡劑來形成凹坑(參見專利文獻2的第[0030]段)。還存在如下方法：在燒結之前通過采用形成有與凹坑相對應的突起的模具來使陶瓷原料成型，然后對其進行燒結(參見專利文獻2的第[0031]段)。

在燒結之后通過后處理在陶瓷中形成凹坑的方法包括如下方案：通過將具有比皮秒激光的脈沖寬度短的脈沖寬度的單脈沖激光發射到軸承或等速萬向節的陶瓷滾動體的表面上來形成微小凹坑(專利文獻3)。

[現有技術列表]

[專利文獻]

專利文獻1：JP H07-188738A

專利文獻2：JP H08-128448A

專利文獻3：JP 2016-156428A

在用于形成凹坑的上述方法中的其中通過使添加到陶瓷原料中的樹脂、發泡劑、晶須等的混合物成型、然后進行燒結以燃燒掉所添加的樹脂、發泡劑等來形成凹坑的方法中，難以進行工藝控制以形成均勻的、分離的和未連接的凹坑。工藝控制的欠缺使得難以制造具有穩定質量的制品。

此外，從要添加到待制造的制品的材料中的樹脂、發泡劑等的類型和數量需要針對陶瓷的每種類型以及針對待制造的制品的每種類型進行調整的觀點出發，這種方法中的制造控制是很復雜的。

與此相反，在燒結之前通過采用形成有與凹坑相對應的突起的模具使陶瓷原料成型并隨后進行燒結的方法使得利用這種模具模制的制品能夠制造成具有在不同制品之間不會出現差異的質量，因為所有的制品都具有形成在相同位置并形成有相同形狀的凹坑。