[發(fā)明專利]復合被膜及復合被膜的形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980016129.2
• 申請日: 2019-03-06
• 公開（公告）號: CN111788328B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設計）人: 藤井慎也;森口秀樹
• 申請（專利權）人: 日本ITF株式會社
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/32;C23C16/27
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 楊貝貝;臧建明

本發(fā)明提供一種耐破壞性、耐剝離性優(yōu)異，即使用于滑動時反復產生大的接觸應力的用途的情況下，也可發(fā)揮優(yōu)異的密合性，并具有充分的耐久性的被膜及其形成方法。一種復合被膜，包覆在基材上，在下層形成有氫含量不足5at％、膜厚為200nm～1000nm的硬質碳膜A，在上層形成有氫含量為5at％～30at％、膜厚為210nm～5000nm、楊氏模量大于200GPa的硬質碳膜B，硬質碳膜A與硬質碳膜B直接層疊。

技術領域

本發(fā)明涉及一種復合被膜及復合被膜的形成方法，更詳細來說，涉及一種包括耐久性優(yōu)異、發(fā)揮優(yōu)異的密合性的硬質碳被膜的復合被膜及其形成方法。

背景技術

硬質碳(DLC：類金剛石碳)膜由于具有低摩擦性、高耐磨損性、低凝聚性(耐燒接性)等優(yōu)異的滑動特性，因此被廣泛用作例如機械/裝置、金屬模具、切削工具及汽車零件等的滑動構件。

并且，開發(fā)了各種用于進一步提高硬質碳膜的這些滑動特性的技術。例如，為了改良與基材(母材)的密合性，且降低摩擦系數(shù)，而開發(fā)了一種如圖7所示，將硬質碳制的被膜2設為無氫硬質碳(a-C)膜的下層22與含氫硬質碳(a-C：H)膜的上層23的雙層結構的技術(例如專利文獻1)。另外，開發(fā)了一種在厚度0.5nm～200nm的無氫硬質碳膜上形成膜厚為無氫硬質碳膜的2倍～10倍、氫含有率為5at％～25at％的含氫硬質碳膜而成的被膜(例如專利文獻2)。并且，在專利文獻2中記載了通過在基材的表面形成W、Ti、Nb等的中間層21來提高基材與硬質碳膜的密合性。

而且，為了減少硬質碳膜自身及對方材料的磨損，開發(fā)了一種在楊氏模量高于200GPa、sp³比率為50％～90％、氫含量為20at％以下、膜厚大于1μm的氫化四面體碳(ta-C：H)層上，形成楊氏模量低于200GPa、sp³比率為40％以下、氫含量為20at％～30at％、且含有Si及O的a-C：H層的技術(例如專利文獻3)。

并且，期待靈活應用硬質碳膜的這些優(yōu)異的滑動特性，應用于在更嚴格的滑動條件下使用的構件例如軸承、齒輪或輥等的被膜。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2000-128516號公報

專利文獻2：日本專利特開2003-026414號公報

專利文獻3：日本專利第5503145號公報

發(fā)明內容

發(fā)明所要解決的問題

然而，已知：在所述軸承、齒輪、輥等中，滑動時會反復產生大的接觸應力，因此使用現(xiàn)有技術而形成的硬質碳膜中，耐破壞性、耐剝離性無法說是充分的，并且密合性不充分而無法獲得充分的耐久性。

因此，本發(fā)明的課題在于提供一種耐破壞性、耐剝離性優(yōu)異，即使用于滑動時反復產生大的接觸應力的用途的情況下，也可發(fā)揮優(yōu)異的密合性，并具有充分的耐久性的被膜及其形成方法。

解決問題的技術手段

本發(fā)明人為了解決所述課題進行了積極研究，結果發(fā)現(xiàn)通過以下記載的發(fā)明可解決所述課題，從而完成了本發(fā)明。

技術方案1中記載的發(fā)明是一種復合被膜，其包覆在基材上，所述復合被膜，

在下層形成有氫含量不足5at％、膜厚為200nm～1000nm的硬質碳膜A，

在上層形成有氫含量為5at％～30at％、膜厚為210nm～5000nm、楊氏模量大于200GPa的硬質碳膜B，

所述硬質碳膜A與所述硬質碳膜B直接層疊。

關于利用現(xiàn)有的技術在軸承、齒輪、輥等上形成硬質碳膜時，產生破壞或剝離的主要原因，考慮如下。