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公開番号2025102211
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-08
出願番号2023219534
出願日2023-12-26
発明の名称部材の表面処理方法、硬質膜付き工具鋼及び部材
出願人株式会社不二WPC
代理人個人
主分類B24C 11/00 20060101AFI20250701BHJP(研削;研磨)
要約【課題】焼結複合材料或いは合金工具鋼を基材としその表面に硬質膜を成膜した部材の基材表面と硬質膜の両方を強化し、耐久性、耐摩耗性などを向上させる。
【解決手段】焼結複合材料或いは合金工具鋼を基材とし当該基材の表面に硬質膜を成膜した部材に対して、当該部材の基材より硬度の低いHv500以下の延性金属材料或いはその化合物からなる微粒子メディアを用いて微粒子投射処理を施すことを特徴とする。または、焼結複合材料或いは合金工具鋼を基材とし当該基材の表面に硬質膜を成膜した部材に対して、当該部材の基材より硬度の低い、タングステン、モリブデン、或いは比重9g/cm³以上の金属材料の何れか、またはこれらを主成分とする化合物の何れか、またはこれらの少なくとも2つを混合した微粒子メディアを用いて微粒子投射処理を施すことを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
焼結複合材料或いは合金工具鋼を基材とし当該基材の表面に硬質膜を成膜した部材に対して、当該部材の基材より硬度の低いＨｖ５００以下の延性金属材料或いはその化合物からなる微粒子メディアを用いて微粒子投射処理を施すことを特徴とする部材の表面処理方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記微粒子メディアは、ステンレス鋼、銅、二硫化モリブデン、鉄、ニッケル、クロムの何れか、或いはこれらを主成分とする化合物の何れか、またはこれらの少なくとも２つを混合した微粒子メディアであることを特徴とする請求項１に記載の部材の表面処理方法。
【請求項３】
焼結複合材料或いは合金工具鋼を基材とし当該基材の表面に硬質膜を成膜した部材に対して、当該部材の基材より硬度の低い、タングステン、モリブデン、或いは比重９ｇ／ｃｍ
３
以上の金属材料の何れか、またはこれらを主成分とする化合物の何れか、またはこれらの少なくとも２つを混合した微粒子メディアを用いて微粒子投射処理を施すことを特徴とする部材の表面処理方法。
【請求項４】
前記硬質膜は、ＴｉＮを基本とする硬質膜、ＣｒＮを基本とする硬質膜、或いはＴｉＮとＣｒＮを融合した硬質膜であることを特徴とする請求項１～請求項３の何れか１つに記載の部材の表面処理方法。
【請求項５】
前記焼結複合材料は、超硬合金或いはサーメットであることを特徴とする請求項１～請求項３の何れか１つに記載の部材の表面処理方法。
【請求項６】
前記超硬合金は、ＷＣ－Ｃｏ系合金であることを特徴とする請求項５に記載の部材の表面処理方法。
【請求項７】
前記合金工具鋼は、高速度工具鋼であることを特徴とする請求項１～請求項３の何れか１つに記載の部材の表面処理方法。
【請求項８】
請求項１～請求項３の何れか１つに記載の部材の表面処理方法を用いて生産された硬質膜付き工具鋼。
【請求項９】
焼結複合材料或いは合金工具鋼を基材とし当該基材の表面に硬質膜を成膜した部材であって、その表面に、当該部材の基材より硬度の低いＨｖ５００以下の延性金属材料或いはその化合物からなる微粒子メディアを用いて微粒子投射処理が施されたことを特徴とする部材。
【請求項１０】
前記微粒子メディアは、ステンレス鋼、銅、二硫化モリブデン、鉄、ニッケル、クロムの何れか、或いはこれらを主成分とする化合物の何れか、またはこれらの少なくとも２つを混合した微粒子メディアであることを特徴とする請求項９に記載の部材。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、微粒子投射処理（ショット材投射処理、微粒子ピーニング処理などとも称する）による表面処理技術に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
硬質化合物の粉末を金属の結合材と混合して焼結した焼結複合材料（以下、単に焼結複合材料とも称する）の一つである超硬合金等は、ダイヤモンドやセラミックスに次ぐ高い硬度を有しており、工具鋼などに比べて優れた耐摩耗性が期待できるため、金型・機械部品や切削工具などに幅広く用いられている。
【０００３】
しかし、超硬合金やサーメット等の硬質化合物の粉末を金属の結合材と混合して焼結した焼結複合材料は、割れや欠けなどが生じ易く靭性が低いといった問題があるため、実際のところ高い負荷がかかる金型等への適用は難しいといった実情がある。その一方で、負荷（例えば、プレス荷重など）の大きい加工や高精度の製品など、超硬合金金型の需要の増大が期待されている。
【０００４】
このようなことから、本出願人等は、特許文献２において、超硬合金やサーメットなどに対して、これら処理対象物より低硬度で高比重なメディアを用いてショットすることで、抗折力、破壊靭性値の向上を図ることができる技術を提案した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平１１－１２４６４９号公報
特許第６８２３３０３号公報
特開２０１６－１６４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、超硬合金、サーメット、鉄系合金などの焼結複合材料から造形された工具類の刃先などにおいては、基材である焼結複合材料の表面にコーティング（成膜）を施し、これによって耐摩耗性を筆頭に耐酸化性、潤滑性、離型性などの機能を付与することが行われている。
【０００７】
このため、例えば、特許文献３においては、切削工具の刃先にＴｉＮ膜（窒化チタン硬質膜）やＤＬＣ膜（ダイヤモンド状カーボン硬質膜）などを施し、その上から５５０ＨＶ以上の硬度の小径投射粒子をショットピーニングによって投射することで、これら硬質膜の硬度を高め、耐摩耗性を改善するといった提案がなされている。
【０００８】
更に、最近では、焼結複合材料の表面に施したコーティング層（硬質膜）の一層の高硬度化、延いては耐摩耗性等を一層改善したいといった要求がある。
【０００９】
すなわち、基材が焼結複合材料であって、その表面に硬質膜を成膜した場合に、基材表面と硬質薄膜の両方を強化して、折損や剥離などを抑制し、耐久性、耐摩耗性などを改善できる技術が求められている。
【００１０】
また、高速度鋼（高速度工具鋼）などの合金工具鋼に対しても、その表面に硬質膜を成膜した場合に、基材表面と硬質薄膜の両方を強化して、折損や剥離などを抑制し、耐久性、耐摩耗性などを改善できる技術があれば有益である。
（【００１１】以降は省略されています）

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