特許 6773342 ＤＬＣ被覆部材の表面処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6773342

(24)【登録日】2020年10月5日

(45)【発行日】2020年10月21日

(54)【発明の名称】ＤＬＣ被覆部材の表面処理方法

(51)【国際特許分類】

   B24C 1/06 20060101AFI20201012BHJP

   B24C 11/00 20060101ALN20201012BHJP

【ＦＩ】

   B24C1/06

   !B24C11/00 C

   !B24C11/00 D

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2019-40413(P2019-40413)

(22)【出願日】2019年3月6日

(65)【公開番号】特開2020-142322(P2020-142322A)

(43)【公開日】2020年9月10日

【審査請求日】2019年8月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000154129

【氏名又は名称】株式会社不二製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110002398

【氏名又は名称】特許業務法人小倉特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】間瀬 恵二

(72)【発明者】

【氏名】石橋 正三

(72)【発明者】

【氏名】近藤 祐介

【審査官】 亀田 貴志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１９−０２５５８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１６／１７１２７３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１８−１５５７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１２６４１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１７／０２６０５７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１７／１９９９１８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｃ １／０６ − １１／００

Ｃ０１Ｂ ３２／００ − ３２／９９１

Ｂ２１Ｊ １３／０２

Ｃ２３Ｃ １４／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

母材表面をＤＬＣ膜で被覆したＤＬＣ被覆部材を処理対象とし，該ＤＬＣ被覆部材の前記ＤＬＣ膜の表面に，メディアン径Ｄ５０が１〜２０μmで，空気中での落下時間が１０sec/m以上の略球状の噴射粒体を，０．０１MPa〜０．７MPaの噴射圧力で噴射して，前記ＤＬＣ膜の表面に，前記母材を露出させないディンプルを，該ディンプルの投影面積の合計が処理領域の５０％以上となるように形成すると共に，前記ＤＬＣ膜の表面を，算術平均高さ（Ｓａ）が０．０１〜０．１μmで，かつ，表面性状のアスペクト比（Ｓｔｒ）が０．４以上となるように加工することを特徴とするＤＬＣ被覆部材の表面処理方法。

【請求項2】

前記噴射粒体の噴射速度を８０m/sec以上としたことを特徴とする請求項１記載のＤＬＣ被覆部材の表面処理方法。

【請求項3】

表面粗さＲａ０．１μm以下に平滑化された前記母材の表面に前記ＤＬＣ膜が成膜されたＤＬＣ被覆部材を前記処理対象とすることを特徴とする請求項１又は２記載のＤＬＣ被覆部材の表面処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は，ＤＬＣ（Diamond Like Carbon：ダイヤモンドライクカーボン）の膜で被覆された部材の表面処理方法に関し，より詳細には，ＤＬＣ被覆部材のＤＬＣ膜の表面に摺動抵抗の低減等の効果を発揮する微小なディンプルを多数形成するための，ＤＬＣ被覆部材の表面処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

非晶質（アモルファス）の硬質カーボンであるＤＬＣは，高硬度であり，耐摩耗性に優れると共に，摩擦係数が低く，他材料が付着し難い等の特徴を有することから，切削工具の刃先や，摺動部材の摺動面，金型のキャビティ内面をＤＬＣ膜で被覆することで，耐摩耗性や摺動性の向上，離型性の向上等を目的とした表面改質に利用されている。

【0003】

このように，ＤＬＣ膜で被覆されたＤＬＣ被覆部材は，摩擦係数が低く，耐摩耗性に優れると共に，離型性に優れる等の効果を既に有するものであるが，このようなＤＬＣ被覆部材の更なる摩擦係数の低下や耐摩耗性の向上，離型性の向上等を目的として，ＤＬＣ膜の表面に，油溜り等として機能する微小なディンプルを多数形成することも提案されている。

【0004】

このようなディンプルの形成方法としては，例えばＤＬＣ膜を形成する前に母材表面にディンプルとなる凹部を形成しておき，該母材の表面にＤＬＣ膜を成膜することで，母材に形成されたディンプルを，ＤＬＣ膜の表面にも表出させることも提案されている。

【0005】

しかし，この方法では，母材に形成した凹部内の陰となる部分ではＤＬＣ膜の膜厚が薄くなり，凸部では厚くなる等，膜の品質が一定しないだけでなく，これによりＤＬＣ膜上に形成されるディンプルの形状は，母材に形成した凹凸形状を忠実に反映させたものとはならず，このような形状変化を見越して母材上に凹凸を形成する必要がある等，意図した形状のディンプルをＤＬＣ膜上に形成するためには経験と勘が必要となる。

【0006】

そのため，母材側に凹部を形成することなく，ＤＬＣ膜に直接，ディンプルを形成する方法も提案されている。

【0007】

このような方法としては，ＤＬＣ膜の成膜過程で同時にディンプルを形成する方法と，一旦，ＤＬＣ膜を形成した後に，事後的にディンプルを形成する方法がある。

【0008】

このうち，ＤＬＣ膜の成膜過程で同時にディンプルを形成する方法として，後掲の特許文献１には，アンバランスドマグネトロンスパッタリング法によりＤＬＣの成膜を行う際に，母材側に印加するバイアス電圧を調整することで，得られたＤＬＣ膜の表面に微細なディンプルを形成できることを開示する（特許文献１の請求項４，５）。

【0009】

また，ＤＬＣ膜の成膜後，事後的にディンプルを形成する方法として，後掲の特許文献２には，プラズマエッチング，集束イオンビーム，又は，レーザー加工により，また，特許文献３には集束イオンビームにより，ＤＬＣコーティングを部分的に除去してディンプルを形成することを開示する（特許文献２の請求項４，図６他，特許文献３の請求項４）。

【0010】

更に，ＤＬＣ膜の成膜後に事後的にディンプルを形成する別の方法として，後掲の特許文献４には，ＤＬＣ膜の表面に，セラミックス材料等からなる微細粒子を高速噴射して，下地である基材や中間層の表面が露出するよう微細に剥離させることによりディンプルを形成する方法を開示する（特許文献４の［0016］欄）〔ＤＬＣ被覆部材に対する微粒子衝突によるディンプル形成は，後掲の特許文献５でも言及されている。〕。

【0011】

なお，ＤＬＣ被覆部材に対する表面処理に関するものではないが，本発明の出願人は，軟質，硬質，いずれの金属成品に対しても，均一なナノ結晶組織を表面に沿って連続して形成することを目的として，金属成品に対し，メディアン径Ｄ５０が１〜２０μmで，空気中での落下時間が１０sec/m以上の略球状の噴射粒体を，０．０５MPa〜０．５MPaの噴射圧力で噴射して，前記金属成品の表面に沿って表面から一定の深さの範囲を連続して均一に平均結晶粒径が３００nm以下のナノ結晶に微細化させたナノ結晶組織を形成すると共に，前記金属成品の表面に圧縮残留応力を付与する金属成品の表面処理方法について既に出願している（特許文献６の請求項１他）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開２００４−３３９５６４号公報

【特許文献2】特開２００６− ３８０００号公報

【特許文献3】特開２００５−１９３３９０号公報

【特許文献4】特開２０１０−１２６４１９号公報

【特許文献5】国際公開ＷＯ２０１７／１６９３０３号公報

【特許文献6】特開２０１７−２０６７６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

以上で説明したＤＬＣ膜に対するディンプルの形成方法のうち，特許文献１に記載の方法のように，ＤＬＣ膜の成膜過程でディンプルを形成する場合，形成したＤＬＣ膜を破壊，損傷等させることなくディンプルを形成することができる点で優れている。

【0014】

しかし，ＤＬＣ膜の成膜方法がアンバランスドマグネトロンスパッタリング法に限定されると共に，アンバランスドマグネトロンスパッタリング法は，基材に印加するバイアス電圧の変化によって形成するＤＬＣ膜の平滑さや，硬さ等の機械特性を制御するものであるため，バイアス電圧を一定範囲内（１５０〜６００Ｖ）に制限してＤＬＣ表面に凹部を形成する特許文献１に記載の方法では，得られるＤＬＣ膜の機械特性も限定されると共に，ＤＬＣ膜の表面に目的とするサイズの凹部を形成するための条件の調整作業等が煩雑である。

【0015】

これに対し，ＤＬＣ膜の形成後に，形成されたＤＬＣ膜の一部を除去してディンプルを形成する方法では，アンバラスドマグネトロンスパッタリング法に限定されず，これ以外の方法，例えば一般的なマグネトロンスパッタリング（バランスドマグネトロンスパッタリング）や真空アーク蒸着，プラズマＣＶＤ等によって成膜された各種のＤＬＣ膜に対しディンプルを形成することができ，ＤＬＣの成膜方法が限定されない。

【0016】

特に，微粒子の投射によってディンプルを形成する前掲の特許文献４及び特許文献５に記載の方法では，空気噴射式等の噴射装置（特許文献４［0027］欄），すなわち，ブラスト加工装置（特許文献５［0076］欄）によってディンプルを形成することができるため，プラズマエッチング，集束イオンビーム，又は，レーザー加工によりＤＬＣ膜を除去してディンプルを形成する特許文献２や，集束イオンビームによりＤＬＣ膜を除去する特許文献３に記載の方法に比較して，簡易な装置構成によってディンプルを形成することができるため，低コストでの処理が可能となる。

【0017】

しかし，上記いずれの方法共に，一旦形成したＤＬＣ膜を微細に除去又は剥離させることによりディンプルを形成する構成，すなわち，ＤＬＣ膜を傷付けてディンプルを形成しているため，ディンプルの形成部分を起点として，ＤＬＣ膜に更に亀裂や剥離が生じ易くなる。

【0018】

このことから，微粒子の投射によってディンプルを形成する方法を記載した前掲の特許文献４には，ディンプルの合計面積率を，全表面の１０％以下に止めるべきことが記載されていると共に，この範囲を超えてディンプルを形成すると，ＤＬＣ膜の剥離が生じ易くなると記載する（特許文献３［0016］，［0017］）。

【0019】

その結果，この方法では，ディンプルに摺動性向上の機能を十分に果たさせることができる程の面積率（一例として，５０％以上）でディンプルを形成することができない。

【0020】

ここで，ＤＬＣ膜は膜厚が薄く応力も高いため，衝撃に弱く，強い衝撃が加わると簡単に割れて剥離することは当業者の良く知るところであり，前掲の特許文献４では，このようなＤＬＣ膜の特性を利用して，微粒子との衝突部分でＤＬＣ膜に部分剥離を生じさせてディンプルを形成している。

【0021】

そのため，この方法では，部分的な剥離という，ＤＬＣ膜に損傷を与えることを前提とした加工によってディンプルを形成するものであるから，前述したように形成するディンプルの面積率には，必然的に頭打ちがある。

【0022】

その一方で，微粒子の投射によってディンプルを形成する方法は，既知のブラスト加工装置等を使用して，比較的安価にディンプルを形成することができる点で優れる。

【0023】

そこで本発明は，微粒子の衝突により比較的簡単にディンプルを形成することができるものでありながら，ＤＬＣ膜の部分的な剥離と，これによる母材の露出を生じさせることなく，ＤＬＣ膜の表面にディンプルを形成できるようにすることで，ディンプルを，投影面積の合計が処理領域の５０％以上となるように形成することができ，従って，より高い摺動性の向上等の機能を付与することができるＤＬＣ被覆部材の表面処理方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0024】

上記目的を達成するための，本発明のＤＬＣ被覆部材の表面処理方法は，
母材表面をＤＬＣ膜で被覆したＤＬＣ被覆部材を処理対象とし，該ＤＬＣ被覆部材の前記ＤＬＣ膜の表面に，メディアン径Ｄ５０が１〜２０μmで，空気中での落下時間が１０sec/m以上の略球状の噴射粒体を，０．０１MPa〜０．７MPaの噴射圧力で噴射して，前記ＤＬＣ膜の表面に，前記母材を露出させないディンプルを，該ディンプルの投影面積の合計が処理領域の５０％以上となるように形成すると共に，前記ＤＬＣ膜の表面を，算術平均高さ（Ｓａ）が０．０１〜０．１μmで，かつ，表面性状のアスペクト比（Ｓｔｒ）が０．４以上となるように加工することを特徴とする（請求項１）。

【0025】

上記構成のＤＬＣ被覆部材の表面処理方法において，前記噴射粒体の噴射速度は，８０m/sec以上とすることが好ましい（請求項２）。

【0026】

更に，前記処理対象としては，表面粗さＲａ０．１μm以下に平滑化された前記母材の表面に前記ＤＬＣ膜が成膜されたＤＬＣ被覆部材を前記処理対象とすることが好ましい（請求項３）。

【発明の効果】

【0027】

以上で説明した本発明の表面処理方法では，以下の顕著な効果を得ることができた。

【0028】

すなわち，同様に微粒子の噴射と衝突によってＤＬＣ膜にディンプルを形成していた従来の表面処理方法（前掲の特許文献４）ではＤＬＣ膜を部分的に破壊して剥離し，母材を露出させることでＤＬＣ膜にディンプルを形成していたのに対し，本発明の表面処理方法では，ＤＬＣ膜の部分的な破壊による剥離や，母材の露出を伴うことなく，ＤＬＣ膜の表面にディンプルを形成することができた。

【0029】

その結果，本発明の方法によれば，処理対象領域の表面に，ディンプルを，投影面積の合計が処理領域の５０％以上となるように形成した場合であっても，使用中にＤＬＣ膜が剥離等することを防止できた。

【0030】

このように，本発明の表面処理方法でＤＬＣ膜の破損や剥離を伴うことなくディンプルを形成することができたメカニズムは必ずしも明らかではないが，本発明の方法で使用する噴射粒体は，メディアン径Ｄ５０が１〜２０μmと小さく，空気中での落下時間が１０sec/m以上と質量も小さいため，ＤＬＣ膜の表面に衝突した際の応力は衝突部分に局部的に集中すると共に，表面付近に集中して，母材との界面にまで至らない。

【0031】

その一方，上記で規定した噴射粒体は，気流に乗り易く，気流の速度に近い速度で飛翔させることができ，０．０１MPa程度の比較的低い噴射圧力で噴射しても，噴射ノズル内を流れる気流の流速と同程度，一例として８０m/sec以上の高速で噴射することが可能となる。

【0032】

このように，衝突時の応力が局部的に集中して深部（母材との界面）にまで至らないことで，ＤＬＣ膜の剥離が防止できる一方，高速での投射が可能となることにより高い衝突エネルギーが得られることで，該微粒子の衝突時のエネルギーにより，ＤＬＣ膜の密度の上昇と共に，衝突による構造破壊と再構築が同時に生じることで，ＤＬＣ膜の破損や剥離を生じさせることなく，また，母材を露出させることなしに，ディンプルを形成することができたものと考えられる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】レーザー電子顕微鏡で測定した，未処理のＤＬＣ被覆部材（比較例１）の表面凹凸形状の線図。

【図2】レーザー電子顕微鏡で測定した，本発明の表面処理方法で処理したＤＬＣ被覆部材（実施例１）の表面凹凸形状の線図。

【図3】金型表面のレーザー電子顕微鏡像であり，（Ａ）は未処理（比較例１），（Ｂ）は本発明表面処理を施したもの（実施例１）。

【発明を実施するための形態】

【0034】

次に，本発明の実施形態につき以下説明する。

【0035】

〔処理対象成品〕
本発明の表面処理方法による処理対象は，表面がＤＬＣ膜で被覆されていると共に，その表面に，油溜り，空気溜り，離型剤溜り等の摺動性の向上や離型性の向上等の効果を発揮するディンプルを形成する，例えば切削工具の刃先，ベアリングやシャフト等の摺動部材の摺接面，各種金型の成型面等，ＤＬＣ膜が形成されると共に，該ＤＬＣ膜の表面に対するディンプルを形成することが有効な各種のＤＬＣ被覆部材を処理対象とすることができ，ＤＬＣ被覆部材は，その全体がＤＬＣで被覆されているものに限らず，その一部がＤＬＣで被覆されたものであっても良い。

【0036】

処理対象とするＤＬＣ被覆部材の母材は，ＤＬＣ膜が形成可能なものであれば特にその材質は限定されず，例えば，超硬合金，冷間金型用鋼，高速度工具鋼，ステンレス等各種金属製の母材の他，セラミックス製の母材であっても対象とすることができる。

【0037】

なお，処理対象部材の表面に下地層を形成した後，該下地層の表面にＤＬＣを成膜している場合には，該下地層が本発明における母材となる。

【0038】

処理対象とするＤＬＣ被覆部材は，好ましく母材の表面を，表面粗さＲａで０．１μm以下の鏡面に研磨したものに対しＤＬＣ膜を成膜したものを処理対象とすることが好ましい。表面粗さＲａで０．１μmを超えると，凹凸の先端が破壊起点になりやすくなり，本発明処理をすると剥離しやすいためである。

【0039】

処理対象とするＤＬＣ被覆部材に対するＤＬＣ膜の形成方法及び形成するＤＬＣ膜の種類は特に限定されず，真空アーク蒸着法等で成膜される，ｔａ−Ｃ（Tetrahedral Amorphous Carbon）と呼ばれる高硬度の水素フリーのＤＬＣ膜，スパッタリング法等により成膜される，ａ−Ｃ（Amorphous Carbon）と呼ばれる低硬度の水素フリーのＤＬＣ膜，プラズマＣＶＤ法等によって成膜される，ａ−Ｃ：Ｈ（Hydrogenated Amorphous Carbon）と呼ばれる水素含有ＤＬＣ膜〔このうち，比較的高硬度のものはｔａ−Ｃ：Ｈ（Hydrogenated Tetrahedral Amorphous Carbon）と呼ばれる〕が形成されたものは，いずれも本発明の処理対象とすることができ，また，ダイヤモンド構造（ＳＰ３結合），グラファイト構造（ＳＰ２結合）及びこれらが混在した構造のＤＬＣ膜が形成されたもののいずれも本発明による処理対象とすることができる。

【0040】

〔表面処理〕
前述したＤＬＣ被膜部材の表面のうち，ディンプルの形成を行う領域に対し，略球状の噴射粒体を噴射して前述した領域に衝突させる。

【0041】

この表面処理に使用する噴射粒体，噴射装置，噴射条件を一例として以下に示す。

【0042】

（１）噴射粒体
本発明の表面処理方法で使用する略球状の噴射粒体における「略球状」とは，厳密に「球」である必要はなく，一般に「ショット」として使用される，角のない形状の粒体であれば，例えば楕円形や俵型等の形状のものであっても本発明で使用する「略球状の噴射粒体」に含まれる。

【0043】

噴射粒体の材質としては，金属系，セラミックス系のいずれのものも使用可能であり，一例として，金属系の噴射粒体の材質としては，スチール，高速度工具鋼（ハイス鋼）(ＳＫＨ)，ステンレス鋼（ＳＵＳ），鉄クロムボロン（ＦｅＣｒＢ）等を挙げることができ，また，セラミックス系の噴射粒体の材質としては，アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃），ジルコニア（ＺｒＯ₂），ジルコン（ＺｒＳｉＯ₄），炭化ケイ素（ＳｉＣ），ガラス等を挙げることができる。

【0044】

使用する噴射粒体の粒径は，メディアン径（Ｄ５０）で１〜２０μmの範囲のものを使用する。

【0045】

ここで「メディアン径Ｄ５０」とは，累積質量５０％径，すなわち，粒子群をある粒子径から２つに分けたとき，大きい側の粒子群の積算粒子量と，小さい側の粒子群の積算粒子量が等量となる径をいい，JIS R 6001(1987)における「累積高さ５０％点の粒子径」と同義であり，このメディアン径は，レーザー回析法により測定することができる。

【0046】

なお，メディアン径１〜２０μmという微粉の噴射粒体では，噴射粒体の材料密度の選択により，空気中における落下時間が長い（空気中を浮遊する）性質を付与することができ，このような性質を持った噴射粒体は，気流に乗り易く，気流の流速と同程度の速度で飛翔させることが可能となる。

【0047】

本発明の表面処理方法では，使用する噴射粒体を，無風状態の空気中における落下時間が１０sec/m以上のものを使用し，ブラスト加工装置の噴射ノズルから噴射される気流の流速と略同じ速度で噴射できるようにした。

【0048】

この落下速度は，粒径が同一であれば噴射粒体を構成する材料の密度が低いもの程，落下時間が長くなり，密度７．８５の鉄系の噴射粉体では，粒径２０μmで１０．６sec，粒径１０μmで４１．７secであり，密度３．２のセラミックス系の噴射粒体では，粒径２０μmで２６．３sec，粒径１０μmで１００secである。

【0049】

（２）噴射装置
前述した噴射粒体を処理領域の表面に向けて噴射する噴射装置としては，圧縮気体と共に研磨材の噴射を行う既知のブラスト加工装置を使用することができる。

【0050】

このようなブラスト加工装置としては，圧縮気体の噴射により生じた負圧を利用して研磨材を噴射するサクション式のブラスト加工装置，研磨材タンクから落下した研磨材を圧縮気体に乗せて噴射する重力式のブラスト加工装置，研磨材が投入されたタンク内に圧縮気体を導入し，別途与えられた圧縮気体供給源からの圧縮気体流に研磨材タンクからの研磨材流を合流させて噴射する直圧式のブラスト加工装置，及び，上記直圧式の圧縮気体流を，ブロワーユニットで発生させた気体流に乗せて噴射するブロワー式ブラスト加工装置等が市販されているが，これらはいずれも前述した噴射粒体の噴射に使用可能である。

【0051】

（３）処理条件
以上で説明したＤＬＣ被覆部材に対し，前述した材質等からなるメディアン径Ｄ５０が１〜２０μmで空気中での落下時間が１０sec/m以上の略球状の噴射粒体を，０．０１MPa以上，０．７MPa以下の噴射圧力で噴射することにより，母材を露出させないディンプルの形成を行う。

【0052】

このような噴射粒体の噴射は，ＤＬＣ膜の表面に対し，ディンプルの投影面積の合計が処理領域の５０％以上となるまで行う。なお，本明細書において「投影面積」とは，前記ディンプルの外郭の面積をいう。

【0053】

また，前述の噴射粒体の噴射は，処理後のＤＬＣ表面の表面粗さが，ＩＳＯ２５１７８に規定する算術平均高さＳａで０．０１〜０．１μmの範囲となるように行う。

【0054】

また，同じくＩＳＯ２５１７８に規定する表面性状のアスペクト比Ｓｔｒで０．４以上となるように行い，ＤＬＣ膜の表面を，方向性を持たない面に加工する。

【0055】

〔作用等〕
以上で説明した本発明の表面処理方法によれば，ＤＬＣ膜を剥離させることなく，従って，母材を露出させることなしにＤＬＣ膜に微細なディンプルを投影面積の合計が処理領域の５０％以上となるように形成することができた。

【0056】

その結果，本発明の方法で処理されることで，ＤＬＣ膜の表面に微細なディンプルが形成されたＤＬＣ被覆部材では，相手方部材との接触面積が減少することで摺動時の抵抗を軽減することができた。

【0057】

また，本発明の方法で形成されたＤＬＣ被覆部材表面の凹凸形状は，なだらかな凹凸が支配的な形状となることで，凹凸の傾斜角度が小さくなり，凸部にかかる摩擦力についても軽減し得るものとなった。

【0058】

また，浅く，径の小さなディンプルが形成されることで，摺動時にＤＬＣ膜の表面に空気の膜が形成されることで，気体潤滑効果が得られる点でも摺動性の向上が得られる。

【0059】

更に，形成されたディンプルは，油溜りとしても機能することから，摺動部に潤滑油を注油する場合，注油しない場合のいずれにおいても摺動性の向上を得ることができた。

【実施例】

【0060】

次に，本発明の方法で表面処理を行ったＤＬＣ被覆部材と，未処理のＤＬＣ被覆部材の比較試験を行った結果を以下に示す。

【0061】

なお，以下に示す粗さの測定は，形状解析レーザー顕微鏡（キーエンス社製 ＶＫ−Ｘ２５０）を用いて測定倍率３０００倍で測定して得た形状を，同レーザー顕微鏡に付属の解析ソフト（「マルチファイル解析アプリケーション ＶＫ−Ｈ１ＭＸ」）を使用して行った解析結果に基づき算出した。

【0062】

〔試験例１〕アルミ缶成形用絞り金型
（１）試験方法
本発明の方法で表面処理を行ったアルミ缶成形用絞り金型と，未処理のアルミ缶成形用絞り金型を使用して，それぞれ１０，０００ショット，アルミ缶を成形し，成形後のアルミ缶成形用絞り金型表面のＤＬＣ膜の剥離状態と，アルミの凝着状態をそれぞれ目視により評価した。

【0063】

（２）実施例及び比較例
母材表面をＲａ０．０２μm以下にラップ研磨した後，膜厚０．５μmのＤＬＣ膜を形成した超硬合金製アルミ缶成形用絞り金型の表面に，下記の表１に示す条件で本発明の表面処理を施したもの（実施例１〜３）と，未処理のもの（比較例１）を使用してそれぞれアルミ缶を成形した。

【0064】

【表1】

【0065】

（３）評価結果
前掲のレーザー顕微鏡（キーエンス社製 ＶＫ−Ｘ２５０）を使用して測定した，金型の表面凹凸形状を図１（未処理：比較例１）及び図２（本発明の表面処理：実施例１）にそれぞれ示す。

【0066】

また，それぞれの金型の表面を撮影した電子顕微鏡像を図３〔（Ａ）は未処理（比較例１），（Ｂ）は本発明の表面処理（実施例１）〕に示す。

【0067】

更に，アルミ缶を成形した後の実施例１〜３のアルミ缶成形用絞り金型と，比較例１のアルミ缶成形用絞り金型それぞれについて，ＤＬＣ膜の剥離状態と，アルミの凝着状態を目視により確認した結果を，下記の表２に示す。

【0068】

【表2】

【0069】

図１に示す未処理（比較例１）の金型の表面との比較により明らかなように，図２に示した本発明の表面処理を施した金型では，表面にディンプルが形成されていることが確認できる。

【0070】

このディンプルは，０．５μmあるＤＬＣの膜厚に対し，いずれも０．２μm以下の深さで形成されていることから，本発明の表面処理方法では，金型の母材を露出させることなく，ＤＬＣ被覆部材の表面に対しディンプルを形成できており，こにより，ＤＬＣ膜を局部的に剥離させる場合のように，ディンプルの形成位置を起点としてＤＬＣ膜が剥離することを防止できるものとなっている。

【0071】

また，図２及び図３（Ｂ）からも判るように，本発明の表面処理方法によってディンプルが形成された金型の表面形状は，比較的なだらかな形状を有する凹凸が支配的となっており，摺接時に凸部にかかる摩擦力についても軽減し得るものとなっている。

【0072】

その結果，本発明の表面処理を施していないアルミ缶成形用絞り金型（比較例１）では，アルミ缶の成形後，ＤＬＣ膜が一部剥離していると共に，比較的大きなアルミの凝着が生じていたのに対し，本発明の方法で表面処理を行ったアルミ缶成形用絞り金型（実施例１〜３）では，ＤＬＣ膜の剥離は確認できず，かつ，アルミの凝着もごくわずか，又はわずかであり，本発明の表面処理方法で表面処理を行うことで，未処理のＤＬＣ被覆部材に対し機械的特性が向上することが確認された。

【0073】

〔試験例２〕プロファイルパンチ
（１）試験方法
本発明の方法で表面処理を行ったプロファイルパンチと，未処理のプロファイルパンチを使用して，それぞれ１５，０００ショット，電子部品材料（材質 真鍮）の型抜きを行い，使用後のプロファイルパンチ表面のＤＬＣ膜の剥離状態を目視により評価した。

【0074】

（２）実施例及び比較例
母材表面をＲａ０．０２μm以下にラップ研磨した後，膜厚１．５μmのＤＬＣ膜を形成した超硬合金製プロファイルパンチの表面に，下記の表３に示す条件で本発明の表面処理を施したもの（実施例４〜６）と，未処理のもの（比較例２）を使用した。

【0075】

【表3】

【0076】

（３）評価結果
実施例４〜６のプロファイルパンチと，比較例２のプロファイルパンチそれぞれについて，ＤＬＣ膜の剥離状態を確認した結果を，下記の表４に示す。

【0077】

【表4】

【0078】

以上の結果，本発明の方法による表面処理を施していないプロファイルパンチ（比較例２）では，電子部品材料の打ち抜き後，パンチの先端でＤＬＣ膜が剥離していることが確認された。

【0079】

これに対し，本発明の方法で表面処理を行ったプロファイルパンチ（実施例４〜６）では，パンチの先端部分を含め，いずれの部分においてもＤＬＣ膜の剥離は確認できず，本発明の表面処理方法で表面処理を行うことで，未処理のＤＬＣ被覆部材に対し機械的特性が向上することが確認された。

【0080】

〔試験例３〕部品搬送用レール
（１）試験方法
本発明の方法で表面処理を行った部品搬送用レール（実施例７）と，未処理の部品搬送用レール（比較例３）を使用して，それぞれ部品の搬送を行い，搬送時における搬送部品の引っ掛かりの有無を目視により確認した。

【0081】

（２）実施例及び比較例
母材表面をＲａ０．０２μm以下にラップ研磨した後，膜厚１．５μmのＤＬＣ膜を形成したＳＵＳ３０４製の部品搬送用レールの表面に，下記の表５に示す条件で本発明の表面処理を施したもの（実施例７）と，未処理のもの（比較例３）を使用した。

【0082】

【表5】

【0083】

（３）評価結果
実施例７の部品搬送用レールと，比較例３の部品搬送用レールそれぞれについて，搬送部品の引っ掛かり状態を目視により確認した結果を，下記の表６に示す。

【0084】

【表6】

【0085】

以上の結果，本発明の方法による表面処理を施していない部品搬送用レール（比較例３）では，搬送部品の引っ掛かりが確認され，この部分で，ＤＬＣ膜に亀裂や剥離が生じているものと考えられる。

【0086】

これに対し，本発明の方法で表面処理を行った部品搬送用レール（実施例７）では，搬送部品の引っ掛かりは確認できず，ＤＬＣ膜に亀裂や剥離等が生じておらず，かつ，良好な摺動性を発揮していることが確認された。

【図1】

【図2】

【図3】