[发明专利]滑动部件及其表面加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及滑动部件例如用于精确形成微连接器或其它电子器件的模具(mold)以及加工该滑动部件的表面的方法。

背景技术

工业上使用许多滑动部件如钻头或其它工具、模具和发动机部件。例如，在压模加工中，加工期间摩擦界面上的润滑机构极大地影响品质特性如加压成型品的毛刺的减少以及凸模(punch)或凹模(die)的模具的耐久性。这种润滑机构包括注入机构(将润滑剂注入到摩擦界面中)和摩擦减小机构(使用润滑剂来减小摩擦界面上的摩擦)。

一种注入机构使用材料表面上的凹凸来注入润滑剂。在工件或模具的表面上存在各种大小的凹凸(表面粗糙度)。加工前施用到工件或模具的润滑剂储存在表面上的凹陷中(储存效应)。当模具和工件彼此接触时，如果没有润滑剂逃逸的空间，则润滑剂包封在凹陷中并且维持这种状态供应到摩擦界面。含有润滑剂的凹陷被称作塑性加工中的微池或润滑剂池。这种类型的注入机构在所有类型的塑性加工中均是期望的。

当为了利用这种储存效应而通过酸腐蚀、喷丸或喷砂来预先提高工件或模具的表面粗糙度时，容易注入润滑剂，通过摩擦减小机构而减小摩擦，并且可防止磨损或熔接。随着加压加工(press working)的进行，高的静水压(hydrostatic fluid pressure)施加到微池中的润滑剂并支持被加工表面的部分压力。在这种状态下，防止工件与模具之间的接触比增加(摩擦减小机构)。与此相关的技术信息描述于非专利文献1(″Tribology of Press Working″，由Japan Metal Stamping Association编辑，Seij i Kataoka著，Nikkan KogyoShinbun，Ltd.出版)。

用于在金属元件的表面上形成微池的现有技术公开于，例如，专利文献1(日本专利申请特开2005-144528号公报)、专利文献2(日本专利申请特开7-18403号公报)和专利文献3(日本专利申请特开2001-247948号公报)。

专利文献1公开了这样的模具，在该模具表面的与工件接触的成型模面(die surface)上形成大小约3μm×3μm×1.5μm的润滑剂池。当利用模具和工件之间存在的润滑剂进行成型加工时，润滑剂储存在润滑剂池中。因此，在模具的成型模面与工件的表面之间保持高润滑性的情况下形成工件。

专利文献2公开了这样的金属元件，其中通过合金材料的热处理形成深度2μm以上、密度200个/mm²～8200个/mm²和面积比10％～70％的微池。

专利文献3公开了具有在表面上的凹槽和除该表面以外的其它表面中的粒状突起物的金属元件，所述凹槽的深度为0.1μm～5.0μm、面积比为0.1％～30.0％，所述粒状突起物从所述表面看直径为5nm～500nm、高度为5nm～500nm、面积比为30％以上(包括100％)。

现有技术通过在金属元件的表面上形成微池来改善润滑剂的保持性能。但是，如果这种金属元件反复用于加工，会发生工件与该金属元件表面的粘附，从而导致该金属元件的磨损和成型品的尺寸误差。

发明内容

本发明解决了这些问题，其中目的是提供使工件难以粘附到滑动部件的表面的滑动部件和加工该滑动部件的表面的方法。

本发明的第一方面是滑动部件，其具有周期10nm～100nm、深度5nm～50nm的第一周期结构，周期100nm～1000nm、深度20nm～500nm的第二周期结构，和周期1000nm～10000nm、深度100nm～3000nm的第三周期结构中的至少两种周期结构作为表面结构(其具有存在以下周期结构中的至少两种周期结构的表面结构：周期10nm～100nm、深度5nm～50nm的第一周期结构，周期100nm～1000nm、深度20nm～500nm的第二周期结构，和周期1000nm～10000nm、深度100nm～3000nm的第三周期结构)，其中所述至少两种周期结构中的一种形成在其它周期结构上。

本发明的第二方面是根据第一方面的滑动部件，其中所述第二周期结构和所述第三周期结构中的至少一种为波纹(ripple)结构。

本发明的第三方面是根据第二方面的滑动部件，其中所述第二周期结构和所述第三周期结构中的至少一种的波纹结构形成在与所述滑动部件的滑动方向垂直的方向上。

本发明的第四方面是根据第一到第三方面中任一项的滑动部件，其中所述表面结构至少形成在所述滑动部件的边缘上。