[发明专利]在硬脆性材料表面中形成微小凹坑的方法

说明书

本发明旨在提供一种通过后处理在诸如陶瓷等硬脆性材料的表面上相对简单地形成凹坑的方法。在所述方法中，在0.01MPa～0.7MPa的喷射压力下，将具有1μm～20μm的中值直径d50的基本上球形的喷射粒子与压缩气体一起喷射到作为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层的表面的制品表面等上将要形成所述凹坑的区域的凹坑形成区域，以便通过塑性变形在所述硬脆性材料的表面上形成所述凹坑，而不会出现断裂或裂纹。

技术领域

本发明涉及一种在诸如陶瓷等硬脆性材料的表面中形成具有微米级开口直径的微小凹陷(凹坑)的方法。

需要指出的是，本发明中的硬脆性材料的表面不仅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，而且包括在各种物质的制品表面上形成的硬脆性材料的涂层，例如，陶瓷涂层表面。

背景技术

陶瓷是用作各种制品的材料、用作涂层剂等的硬脆性材料的例子。由于具有高硬度和优异的耐热性、耐磨性等，所以陶瓷用在与其他构件接触的制品中，例如作为滑动部件和模具表面的构成材料和涂层剂。

为了减小滑动部分的摩擦阻力并实现改善的可脱模性，在这种滑动部件和模具表面上形成有微小凹陷(凹坑)，以将润滑剂、脱模剂等保持在凹坑中。

当待形成有凹坑的制品由金属制成时，则可以通过引起制品表面的塑性变形来形成这种凹坑。提出了这样的方法，其中通过在高速轰击下喷射基本上球形的喷射粒子而产生的凹痕用作用于保持润滑油的储器(专利文献1)。

然而，当滑动部件由陶瓷形成或涂覆有陶瓷时，凹坑不能像金属中那样通过塑性变形来形成。由于陶瓷是具有高硬度、但另一方面又难以变形的硬脆性材料，所以当被施加达到强度极限的大力时，其会突然断裂而不会出现类似金属的塑性变形。

因此，为了在陶瓷中形成凹坑，无论该陶瓷是通过在烧结之前形成凹坑来制备，还是当通过后处理形成凹坑时来制备，凹坑都是通过塑性变形以外的方法来形成，如通过利用脆性断裂来形成。

通过预烧结制备形成凹坑的方法包括如下方法：其中通过如下方式来形成凹坑，使添加到陶瓷原料中的树脂、发泡剂、晶须等的混合物成型，然后对其进行烧结，通过在烧结过程中燃烧掉所添加的树脂或发泡剂来形成凹坑(参见专利文献2的第[0030]段)。还存在如下方法：在烧结之前通过采用形成有与凹坑相对应的突起的模具来使陶瓷原料成型，然后对其进行烧结(参见专利文献2的第[0031]段)。

在烧结之后通过后处理在陶瓷中形成凹坑的方法包括如下方案：通过将具有比皮秒激光的脉冲宽度短的脉冲宽度的单脉冲激光发射到轴承或等速万向节的陶瓷滚动体的表面上来形成微小凹坑(专利文献3)。

[现有技术列表]

[专利文献]

专利文献1：JP H07-188738A

专利文献2：JP H08-128448A

专利文献3：JP 2016-156428A

在用于形成凹坑的上述方法中的其中通过使添加到陶瓷原料中的树脂、发泡剂、晶须等的混合物成型、然后进行烧结以燃烧掉所添加的树脂、发泡剂等来形成凹坑的方法中，难以进行工艺控制以形成均匀的、分离的和未连接的凹坑。工艺控制的欠缺使得难以制造具有稳定质量的制品。

此外，从要添加到待制造的制品的材料中的树脂、发泡剂等的类型和数量需要针对陶瓷的每种类型以及针对待制造的制品的每种类型进行调整的观点出发，这种方法中的制造控制是很复杂的。

与此相反，在烧结之前通过采用形成有与凹坑相对应的突起的模具使陶瓷原料成型并随后进行烧结的方法使得利用这种模具模制的制品能够制造成具有在不同制品之间不会出现差异的质量，因为所有的制品都具有形成在相同位置并形成有相同形状的凹坑。