[发明专利]相对于软金属的耐附着性优异的硬质覆膜

说明书

技术领域

本发明涉及相对于软金属的耐附着性优异的硬质覆膜。

背景技术

例如如镀Zn钢板那样，相对于表面由Zn等软金属构成的材料实施加工或使其滑动时存在如下问题：在与上述软金属接触的部件（例如模具等）的表面，上述软金属发生附着、进而堆积从而使被加工物的表面品质受损。

具体而言，例如在热压法中存在如下那样的问题。热压（也称为“压模淬火”）法是将钢板（毛坯）加热至奥氏体区域的温度（通常为800~900℃），利用进行了水冷的模具进行骤冷，同时成形至期望的部件形状的技术。钢板的自加热起至加压加工为止的工序从成本观点出发在大气中进行，因此，为了抑制因钢板的氧化而产生氧化皮，作为该钢板，经常使用在其表面形成有以Al或Zn为主体的镀层的镀敷钢板。但是，使用该镀敷钢板时、尤其是在使用镀锌（Zn）钢板时，随着钢粒（shot）数的增加，Zn附着于加压用模具，在恶劣的情况下会导致该模具的形状产生变化，从而对制品形状、所成形的钢板的表面品质造成问题。

一般来说，对于热压用模具而言，作为与钢板摩擦磨耗的对策，对该模具的表面形成TiN等陶瓷覆膜来作为涂覆膜。但是，即使在该情况下，也难以说相对于上述软金属的耐附着性是充分的。

发明内容

发明要解决的问题

本发明是着眼于上述那样的情况而进行的，其目的在于，实现难以附着于上述软金属的硬质覆膜、以及表面形成有该硬质覆膜的硬质覆膜覆盖部件。

另外，以下举例说明将本发明的硬质覆膜覆盖于作为硬质覆膜覆盖部件的冶金工具（尤其是模具）的表面的情况，但本发明不限定于此，如后所述，还包括适合于作为硬质覆膜覆盖部件的滑动部件等的情况。

用于解决问题的手段

能够解决上述问题的本发明的相对于软金属的耐附着性优异的硬质覆膜具有如下特征：表面的算术平均粗糙度（Ra）为0.05μm以下，且针对该表面利用扫描型电子显微镜对至少5个45×65μm的视野以2000倍进行观察时，当量圆直径为1μm以上的针孔数量平均为5个以下。

作为本发明的优选实施方式，前述硬质覆膜由金属元素和1种以上的非金属元素构成，所述金属元素包含选自Ti、Al、Cr和Si中的2种以上元素，所述非金属元素选自C、N和O。

作为前述硬质覆膜，可列举出如下硬质覆膜：

（a）前述金属元素包含Ti、Cr和Al，在所有金属元素中所占的比例（原子比）满足：Ti：0.10以上且0.40以下、Cr：0.10以上且0.40以下、以及Al：0.40以上且0.70以下；（b）前述金属元素包含Ti、Cr、Al和Si，在所有金属元素中所占的比例（原子比）满足Ti：0.10以上且0.40以下、Cr：0.10以上且0.40以下、Al：0.40以上且0.70以下、以及Si：0.010以上且0.10以下。

前述金属元素中的一部分可以被如下元素置换，所述元素以在所有金属元素中所占的比例计以20原子%作为上限，且为选自元素周期表的第4族元素、第5族元素、第6族元素、Y和B中的1种以上。

作为前述硬质覆膜，优选用过滤电弧离子镀法或非平衡磁控溅射法来形成。

本发明中还包括硬质覆膜覆盖部件（尤其是热压用模具），其特征在于，其表面被前述硬质覆膜覆盖。

作为本发明的优选实施方式，前述热压用模具用于至少表面由选自Zn、Sn、Al和Mg中的1种以上软金属构成的被加工材料的热成形（尤其是镀锌钢板的热成形）。

发明的效果

本发明的硬质覆膜相对于Zn等软金属的耐附着性（以下有时简称为“耐附着性”。）优异。因而，将本发明的硬质覆膜形成于例如塑性加工、切断加工或切削加工等中使用的模具?冶金工具（以下总称为“冶金工具”）的表面时，能够抑制该冶金工具与表面由前述软金属构成的被加工材料接触时软金属附着于冶金工具表面。其结果，能够长期稳定且重复使用冶金工具。

附图说明

图1是针孔数为9个的例子的扫描型电子显微镜（Scanning Electron Microscope、SEM）观察照片。

图2是针孔数为4个的例子的SEM观察照片。

图3是针孔数为1个的例子的SEM观察照片。

具体实施方式

本发明人为了解决前述课题而反复进行了深入研究。其结果，若冶金工具的表面由具有满足以下（1）和（2）的表面的硬质覆膜构成，则该冶金工具与软金属接触时，能够显著地抑制软金属附着于冶金工具表面，从而完成了本发明。