[发明专利]在金刚石的表面形成精细周期性结构的槽的方法

说明书

在金刚石的表面形成精细周期性结构的槽的方法的特征在于：通过以产生周期性强度分布的、脉冲宽度至少为1ns的激光照射平均表面粗糙度Ra不大于0.1μm的金刚石的表面1的至少一部分而在金刚石的表面1形成精细周期性结构的槽3。

技术领域

本发明涉及在金刚石的表面中形成精细周期性结构的槽的方法。此外，本发明涉及依赖通过使用用于塑性加工的模具的塑性加工转印精细周期性结构的槽的方法，其中在该用于塑性加工的模具的加工表面中，通过以上方法、特别地通过使用减薄加工用冲模和以上模具形成精细周期性结构的槽。

背景技术

众所周知，含有包括碳晶体的金刚石成分的碳膜具有极高的硬度和优异的耐磨性。因此，迄今为止尝试过通过在诸如凿子、立铣刀、锉刀等的切割工具的表面、在诸如冲头、冲模等的用于塑性加工的模具的表面以及在诸如阀挺杆、轴承等的滑动构件的表面形成碳膜来改善可加工性和机械寿命。

上述类型的碳膜包括含有大量金刚石成分的金刚石膜和含有大量石墨成分的DLC膜(金刚石类碳膜)。特别地，已经对用于切割工具和用于塑性加工用模具的碳膜的组成和性质进行了广泛的研究。

例如，专利文献1提出了一种冶金夹具，其具有包括金刚石和无定形碳的、形成于供待加工金属滑动的表面的硬质碳膜，

其中，硬质碳膜具有不大于2μm的表面粗糙度Rmax以及从拉曼光谱计算且由以下公式计算的强度比I_G/I_D，

I_G/I_D

其中I_D为在1333±10cm^-1处的最大峰强度，I_G为在1500±100cm^-1处的最大峰强度，

该强度比I_G/I_D为0.2至20(I_D/I_G＝0.05至5)。具体来说，该冶金夹具为减薄加工用冲模或冲头，或者为用于拉伸线的拉拔冲模。

专利文献2说明了一种用于切割工具的、形成于基板的金刚石膜，该膜由多层形成，最上表面的层(第三层)具有由拉曼光谱测量的具有不小于0.6的强度比(I_D/I_G)。

此外，对于用于在金刚石的表面形成精细周期性结构的手段，专利文献3提出了一种使用聚焦离子束的方法，而专利文献4公开了一种使用飞秒激光(femtosecond laser)的方法。

然而，使用聚焦离子束(FIB)的方法不仅需要昂贵的装置、还存在工作范围窄的问题。使用飞秒激光的方法也需要昂贵且笨重的装置，并且具有加工量小的问题。

因此，上述方法能够应用于在具有小加工表面的切割工具的表面形成的金刚石的表面，而不能实质上应用于具有金刚石的大加工表面的模具。这是因为需要大量的成本和时间。

此外，由本申请人递交的专利文献5公开了生产金属容器的如下技术：通过在用于形成金属容器的加工表面中形成用于展现结构色(全息图)的周期性结构的精细槽，并且使用模具减薄加工容器从而将周期性结构的精细槽转印到金属容器来生产金属容器。

然而，在减薄加工期间，在模具的表面中形成的周期性结构的精细槽易于磨损或金属以显著的程度粘附到模具的表面。因此，精细周期性结构的槽具有短的使用寿命并且不适于重复执行加工。结果，精细周期性结构的槽不能实际用于工业规模的大批量生产。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-169162号公报

专利文献2：日本特许第4733193号

专利文献3：日本特开2004-188511号公报