[发明专利]低摩擦磨损膜和其制造方法

说明书

低摩擦磨损膜(10)包括：铬层(11)，形成于金属基材(1)表面；碳化钨倾斜层(14)，形成在所述铬层(11)的表面上；以及作为顶层的类金刚石碳层(15)，形成在所述碳化钨倾斜层(14)的表面上。所述碳化钨倾斜层(14)包含铬－碳化钨倾斜层(12)和碳化钨均匀层(13)。上述铬－碳化钨倾斜层(14)在上述铬－碳化钨倾斜层(12)与上述碳化钨均匀层(13)的边界不形成存在钨单质的钨浓缩层。

技术领域

本发明涉及低摩擦磨损膜和其制造方法。特别是，本发明涉及在顶层具有DLC层且耐碱性得到提高的低摩擦磨损膜和其制造方法。

背景技术

DLC(类金刚石碳)的硬度高，摩擦系数低，且具有耐磨损性。因此，可期待在顶层(最表面的层)形成有DLC层的皮膜作为低摩擦且低磨损的膜、即低摩擦磨损膜在各种领域中利用。例如通过在压铸模具的表面形成顶层为DLC层的低摩擦磨损膜，能够实现模具的长寿命化。

在金属基材表面形成在顶层具有DLC层的低摩擦低磨损膜(以下，简称为低摩擦磨损膜)时，为了提高其密合性，有时在低摩擦磨损膜形成铬层(Cr层)和包含碳化钨(WC)的层(WC层)。此时，在金属基材表面形成Cr层，在Cr层的表面上形成WC层，在WC层的表面上形成DLC层。通过Cr层，与基材的密合性得到提高，通过WC层，DLC层的密合性得到提高。

日本特开2001－225412公开了在金属基材表面依次形成有Cr层、Cr－WC倾斜层、DLC层的低摩擦磨损膜。Cr－WC倾斜层与Cr层的界面的铬含量为100wt％，与DLC层的界面的铬含量为0wt％，形成为从Cr层朝向DLC层，Cr的组成比率减少，WC的组成比率增加。根据日本特开2001－225412中公开的低摩擦磨损膜，能够进一步提高密合性。

发明内容

在顶层具有DLC层的低摩擦磨损膜从耐碱性的观点出发要求进一步的改善。因此，本发明提供耐碱性得到提高的低摩擦磨损膜和其制造方法。

本发明的第1方式是低摩擦磨损膜。上述低摩擦磨损膜包含：铬层，形成在金属基材表面；碳化钨层，形成在上述铬层的表面上；以及作为顶层的类金刚石碳层，形成在上述碳化钨层的表面上。上述碳化钨层包含铬－碳化钨倾斜层和碳化钨均匀层。上述铬－碳化钨倾斜层包含铬和碳化钨，并且具有随着从上述铬层在厚度方向远离，上述铬的组成比率减少且上述碳化钨的组成比率增加的倾斜组成。上述碳化钨均匀层形成在上述铬－碳化钨倾斜层的表面上且由碳化钨构成。上述碳化钨层在上述铬－碳化钨倾斜层与上述碳化钨均匀层的边界不形成存在钨单质的钨浓缩层。

低摩擦磨损膜具备形成于金属基材表面的Cr层，具有形成在Cr层的表面上的Cr－WC倾斜层和形成在Cr－WC倾斜层的表面上的WC均匀层的WC层，以及形成在WC层的表面上的DLC层，在Cr－WC倾斜层与WC均匀层的边界形成有存在钨(W)单质的W浓缩层。这样的W浓缩层的存在导致耐碱性的降低。与此相对，根据上述构成，由于在铬-碳化钨倾斜层与碳化钨均匀层的边界不形成钨浓缩层，因此，耐碱性高。因此，根据上述构成，能够提供耐碱性得到提高的低摩擦磨损膜。

在上述低摩擦磨损膜中，相对于上述碳化钨层中的钨的原子浓度与碳的原子浓度的总和，上述钨的上述原子浓度的比率可以为50％以下。根据上述构成，通过将上述比率调整为50％以下，能够阻止钨浓缩层的形成。此外，在碳化钨层中存在过量的碳成分的情况下，利用该碳成分和碳化钨成分，在碳化钨层内形成碳化钨-碳层。