[发明专利]表面被覆的金属陶瓷构件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及在由钛系烧结体构成的金属陶瓷基材上形成有耐氧化膜的表面被覆的金属陶瓷构件及其关联技术。

背景技术

以碳氮化钛(TiCN)为硬质相的主成分且以铁族(iron group)金属为结合相的主成分的碳氮化钛系烧结体(碳氮化钛基金属陶瓷)具有硬度和强度高、且难以与铝和其合金发生反应、与各种金属的滑动性好、可得到低的摩擦系数等的优异的特征，适合用作为金属管的扩管用模、缩管用模、切削用刀片等的金属加工品。

然而，TiCN系金属陶瓷，若在高温下暴露在存在氧的气氛中，构成元素钛将被氧化而在金属陶瓷表面生成氧化钛。由于该氧化钛脆，因此若利用形成有氧化钛膜的金属陶瓷制的工具加工金属，则氧化钛膜脱落，表面会粗糙，加工性能降低。此外，由于氧化钛层磨损早，因此耐久性也会降低。

因此，自以往就为了提高钛系金属陶瓷的耐氧化性而提出了在构成金属陶瓷的成分中添加其他元素的方法。

例如，专利文献1中所示的金属陶瓷，通过使钛系烧结材料中含有铬，以铬(Cr)和钛(Ti)的复合化合物为主成分而构成，提高了耐氧化性。

另一方面，自以往还提出了许多的虽然不是以提高耐氧化性为目的，但在钛系烧结体上形成有硬质膜的表面被覆的金属陶瓷构件。

例如专利文献2中所示的表面被覆的金属陶瓷构件为在作为基材的金属陶瓷的表面通过CVD(化学蒸镀法)、PVD(物理蒸镀法)等形成含有钛的硬质膜的构件。

此外，专利文献3中所示的表面被覆的金属陶瓷构件，在金属陶瓷基材的表面形成硬质膜，并且，在金属陶瓷基材表面和硬质膜的界面，为了提高硬质膜的粘附性，形成有含扩散元素层。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2006-213977号(权利要求书)

专利文献2：日本特开2005-111623号(权利要求书)

专利文献3：日本特开2000-355777号(权利要求书)

发明内容

然而，如上述专利文献1所示，使钛系烧结材料的成分中含有其他的成分而形成的金属陶瓷(烧结体)，成分与钛系烧结体不同，会发生变质，因此有会损害钛系烧结体的优异性能这样的问题。

上述专利文献2中所示的表面被覆的金属陶瓷构件，为通过扩散单纯地形成硬质膜的构件，但在金属陶瓷基材的结合相(Co)上和硬质相(TiC)上扩散量不同，例如在硬质相上扩散几乎不进行，因此，硬质膜的粘附性降低，会发生由于剥离而难以确保充分的耐氧化性这样的问题。

上述专利文献3中所示的表面被覆的金属陶瓷构件，为在硬质膜和金属陶瓷基材的界面还形成含扩散元素层的构件，因此，结构变得复杂，会发生制作困难这样的问题。

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的是提供一种维持钛系烧结体的优异性能并且可以提高耐氧化性，可以简单地制作的钛系的表面被覆的金属陶瓷构件及其关联技术。

为了达到上述目的，本发明将以下的构成作为要旨。

[1]一种表面被覆的金属陶瓷构件，是在由以碳化钛、氮化钛和碳氮化钛中的至少1种以上的钛化合物为硬质相的主成分的烧结体构成的金属陶瓷基材上形成有耐氧化膜的表面被覆的金属陶瓷构件，其特征在于，

上述耐氧化膜由含有钛的复合氧化物构成。

[2]根据前项1所述的表面被覆的金属陶瓷构件，其中，上述钛化合物由碳氮化钛构成。

[3]根据前项1或2所述的表面被覆的金属陶瓷构件，其中，上述耐氧化膜是通过将含有与上述金属陶瓷基材表面的钛化合物反应而生成上述复合氧化物的金属盐的处理液涂布于上述金属陶瓷基材之后进行加热而形成的。

[4]根据前项3所述的表面被覆的金属陶瓷构件，其中，在涂布上述处理液之前，预先对上述金属陶瓷基材进行氧化处理。

[5]根据前项1～4中任一项所述的表面被覆的金属陶瓷构件，其中，上述耐氧化膜由钙钛矿型复合氧化物构成。

[6]根据前项5所述的表面被覆的金属陶瓷构件，其中，上述耐氧化膜是通过在上述金属陶瓷基材上涂布含有碱土金属化合物的处理液之后进行加热而形成的。

[7]根据前项1～4中任一项所述的表面被覆的金属陶瓷构件，其中，上述耐氧化膜由钛铁矿型复合氧化物构成。

[8]根据前项7所述的表面被覆的金属陶瓷构件，其中，上述耐氧化膜是通过在上述金属陶瓷基材上涂布含有铁族2价离子的过渡金属化合物的处理液之后进行加热而形成的。

[9]根据前项1～4中任一项所述的表面被覆的金属陶瓷构件，其中，上述耐氧化膜由尖晶石型复合氧化物构成。