形成覆盖膜部分的基底处理方法

专利名称：：形成覆盖膜部分的基底处理方法
技术领域：
：本发明涉及对作为处理对象的产品中要形成覆盖膜的部分(在本发明中称为"形成覆盖膜部分")的基底处理方法，例如涉及为了提高硬度、降低摩擦系数、提高耐腐蚀性能、提高耐高温氧化性能、装饰等各种目的，在滑动零件的表面上形成覆盖膜时，对上述滑动零件等处理对象的形成覆盖膜部分利用喷砂加工方法所进行的基底处理方法。另外，本发明中的"喷砂加工方法"，除了利用压縮空气等压縮流体喷射研磨材料的干式喷砂或湿式喷砂等使用流体的喷砂加工方法之外，还广泛包括能以规定的喷射速度和喷射压力，向处理对象的形成覆盖膜部分喷射研磨材料的喷砂加工方法，例如使叶轮旋转，对研磨材料施加离心力，进行喷射的离心式(叶轮式)加工方法；以及利用击打转子击打研磨材料进行喷射的平打式等。
背景技术：
：在切削刀具等的切削刃与其它部件发生相对滑动的部分上，为了提高其硬度、降低摩擦系数、提高耐腐蚀性能、提高耐高温氧化性能等，通常要形成DLC(类金刚石碳)、TiAIN、TiN、TiC等的覆盖膜。在处理对象表面上形成这种覆盖膜的情况下，要使形成的覆盖膜可靠地附着在处理对象表面上，就要进行使形成覆盖膜部分达到规定的表面粗糙度的基底处理，通过这种处理，使覆盖膜的一部分进入在形成覆盖膜部分上所形成的凹凸部分内，利用所谓的"固定效果"，提高形成的覆盖膜的剥落强度，从而提高它的耐久性。在形成覆盖膜时进行的上述基底处理中，作为使处理对象的形成覆盖膜部分达到规定粗糙度的方法，例如有研磨、化学刻蚀、反应性离子刻蚀、激光束照射法、喷砂加工法等。其中的喷砂加工法，由于能通过把磨粒喷射到处理对象的形成覆盖膜部分上这种比较简单的方法来进行，所以能以较低的成本进行上述基底处理，因而特别受到关注。在利用上述喷砂加工法对处理对象的形成覆盖膜部分进行基底处理时，磨粒在冲撞时的速度有时要达到200m/sec以上。而且，所使用的磨粒通常为比处理对象的硬度高的材料，才能对处理对象表面进行适当的切削，所以一旦使磨粒以上述那样的高速度冲撞处理对象，磨粒就会扎在处理对象表面上，这样，后续的磨粒又冲撞这种扎在处理对象表面上的磨粒，肯定会发生磨粒嵌入处理对象表面的现象。在处理对象是硬度比较低的铝、铜、黄铜、锌等具有延展性的材料的情况下，这种磨粒嵌入特别显著，而且，不仅是这种材质，除了玻璃和陶瓷等硬脆性材料之外，金属、作为金属复合体的超硬合金、硅等半导体、工程塑料等各种材料，都有发生这种磨粒嵌入的情形。另外，申请人提出一种喷砂加工法(参见专利文献1:特开2005—22015号公报)。虽然不是关于形成覆盖膜部分的基底处理的，而是一种利用侧喷砂把处理对象表面加工成镜面等光亮面的方法。但这种方法是在入射角度e满足下列公式的条件下，使磨粒和压縮流体一起喷射，沿着被加工工件表面产生磨粒射流的加工方法。0<Vsin6^1/2Vv-喷射方向上磨粒的速度e=磨粒相对于被加工工件的加工表面的入射角。这可以作为本发明的现有技术。如上所述，为了获得能改善形成的覆盖膜的耐剥落性等的固定效果，当利用喷砂加工法进行基底处理时，磨粒会埋入处理对象表面。而且，一旦发生这种磨粒埋入的情况，就会妨碍此后进行的覆盖膜的形成。例如，当在此后使用PVD(物理气相沉积法)或CVD(化学气相沉积法)等沉积方法形成覆盖膜的情况下，由埋入磨粒而产生的凸出部分的周围，在覆盖膜生长过程中受到影响，在该部分上将不会形成覆盖膜，膜厚度的均匀性降低，并且会产生覆盖膜很薄的部分。此外，即使暂时能形成包括由于埋入磨粒而产生的凸出部分的均匀厚度的覆盖膜，在这种情况下，与在作为基底的处理对象表面上产生的凸部相对应，形成的覆盖膜的表面上也会产生凸出部分。因此，如果在切削工具等的滑动部分上形成这种覆盖膜，切屑便会撞击该覆盖膜的变薄部分或凸出部分，覆盖膜以这部分为起点被破坏，开始剥离等，覆盖膜会丧失其功能。此外，在利用PVD法形成覆盖膜的情况下或用电镀等形成覆盖膜的情况下，当随着在处理对象上施加电压而形成覆盖膜时，在埋入形成覆盖膜部分的磨粒是碳化硅、绿碳化硅、氧化铝等绝缘物质的情况下，在埋入这种磨粒的部分及其周边，施加电压的状态就会不同，因而不能形成薄膜质量稳定的覆盖膜，根据不同情况，可能在形成覆盖膜时埋入研磨材料的部分上不形成覆盖膜。另外，在专利文献l特开2005-22015号公报说明的喷砂加工法中，为了防止处理对象表面变成类似梨皮纹的形状，把对处理对象喷射的磨粒的入射角度e定为规定的倾斜角度，因为这样就减小了对磨粒垂直方向作用的分力，从而能减小作用在使磨粒埋入处理对象表面方向上的力。而且，本发明的发明人的实验结果可以确认，即使仿效上述专利文献l中所记载的方法，以规定的倾斜角度e喷射磨粒，也仍然不能防止磨粒埋入处理对象的表面中。即使照搬上述专利文献1中所记载的方法，进行形成覆盖膜部分的基底处理，仍然不能消除由残留的磨粒所引起的上述问题。还有，为了除去因喷砂加工而埋入处理对象表面的磨粒，也考虑用喷砂之外的方法对经过喷砂加工后的处理对象表面进行研磨，或对其进行化学腐蚀来清除，但当使用这些方法时，难以既保持因喷砂加工在处理对象表面上形成的凹凸，同时又仅把埋入了磨粒的表层部分清除掉，要想把最终所获得的处理对象的形成覆盖膜部分，控制在能产生上述固定效果的表面粗糙度，是非常困难的。此外，如果使用除上述喷砂加工以外的方法来去除所埋入的磨粒，则工序变得繁杂，并且还必须准备其它的加工装置等，不可避免地要增加基底处理的成本。
发明内容因此，为了消除上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种基底处理的方法，它利用喷砂加工这种比较简单的方法，在处理对象的形成覆盖膜部分上，能够进行可产生固定效果的基底处理，而且在利用喷砂进行基底处理时，磨粒不会埋入处理对象的形成覆盖膜部分。为达到上述目的，本发明提供一种形成覆盖膜部分的基底处理方法，其特征在于，通过把磨粒混合分散在弹性体的母材中或使上述磨粒承载在上述弹性体的母材表面上所得到的弹性研磨材料，喷射到处理对象的形成覆盖膜部分上，磨粒不会埋入上述形成覆盖膜部分，并且，在上述形成覆盖膜部分上，以使所形成的覆盖膜产生固定效果的规定的表面粗糙度，形成凹凸。在上述形成覆盖膜部分的基底处理方法中，通过改变上述磨粒的颗粒直径，可以控制上述形成覆盖膜部分的表面粗糙度。此外，也可以通过调整上述磨粒颗粒直径，或代替调整颗粒直径而用改变上述磨粒的喷射条件来控制上述形成覆盖膜部分的表面粗糙度。此外，为了避免上述绝缘性磨粒造成的电故障，最好在喷射压力为0.01MPa0.5MPa、喷射距离为10mm200mm的条件下，把平均颗粒直径0.5230iim的绝缘性磨粒，承载在对应于该颗粒直径选择的平均颗粒直径为102000tim的上述弹性体上所得到的弹性研磨材料，以3075°的入射角度进行喷射。还有，在本发明中，例如可以使用氧化钛、氧化锌、碳黑、白炭黑、二氧化硅、云母、铝粉、金属鳞片、氧化铁、偶氧类染料、蒽醌类染料、靛蓝染料、硫化染料、酞花青染料等，以及无机颜料、有机颜料的着色材料。此外，也可以把这些荧光着色剂添加配入到研磨材料中，或者进一步添加配入芳香剂、抗菌剂。研磨材料喷射装置可以使用直压式、重力式、吸入式或者鼓风式的直压加工方式。如上所述，例如通过电镀形成覆盖膜，是把处理对象浸渍在电镀液中，通过让电流流过电极，利用使溶解在电解液溶液中的金属在被加工件表面上电化学析出的方法，处理对象是不能通电的加工件就不能进行电镀。因此，在处理对象表面上有绝缘物质的情况下，就不能在该部分上形成覆盖膜。就会产生覆盖膜剥离的缺陷。在绝缘物质很微小的情况下，因周围施加电场的状态，有时也可以形成镀膜，但会变成起泡的状态，而且与基底的粘结性能差，电镀膜成为一种有缺陷的覆盖膜。利用含有这样绝缘材料的弹性研磨材料，为了不使磨粒埋入上述形成覆盖膜部分，适合采用下列加工条件。(1)加工压力在0.01MPa0.5MPa的范围内。在低于0.OlMPa的压力下，从喷嘴喷射出的研磨材料的喷射速度低，加工被加工件表面的加工速度(切削速度)就低，不适合在工业上使用。在高于O.5MPa的加工压力下，当喷射的介质撞击在被加工件表面上时，由于该加工速度大，施加在介质上的力就大。因此，构成介质的磨粒会脱落。因而介质的寿命变短。并且，由于磨粒的脱落造成加工速度降低。此外，脱落的磨粒循环后再次由喷嘴喷射，会产生磨粒埋入的缺陷。因此，更优选在0.02MPa0.4MPa的范围内。(2)喷射距离在10mm200mm的范围内。当不足10mm时，由于基板与喷射喷嘴之间的距离小，喷射的介质在被加工件上的喷射点是有选择地进行加工，就会产生不均匀的问题。当超过200mm时，从喷嘴喷射出来的介质的范围变大，不能有效地加工所希望的加工部位。优选的范围是50mm150mm。(3)喷射研磨材料的喷嘴前端的形状，可以是圆形、矩形、多边形、椭圆形等与被加工件的表面状态相适应的形状。圆形喷嘴尖端的直径为0.5mm20mm。直径不足O.5mm时，由于在管道内运动能量的损失以及在喷嘴内壁面上的能量损失，导致喷射能量减小，加工能力降低。(4)此外，所使用磨粒的平均颗粒直径可以在O.5230lim之间。如果喷射压力、喷射距离、喷射角度和弹性研磨材料的平均颗粒直径的喷射条件相同，则随着磨粒平均颗粒直径的减小，能进行表面粗糙度小的加工面的基底处理。此外，磨粒的平均颗粒直径必须达到根据各种喷射条件使磨粒不脱落地承载在弹性体上。颗粒直径小的磨粒与颗粒直径大的磨粒相比，其表面面积大，与弹性体的粘结性能良好。因此，最小颗粒直径可以从0.5uni(20000#)开始使用。最大的颗粒直径可以使用到230nm。如果磨粒的直径更大，则与弹性体的粘结性能变差，根据喷射条件的不同，就可能发生磨粒脱落，而不能获得所要求的表面状态。此外，脱落下来的磨粒进行循环后再由喷嘴喷射，就会使研磨材料埋入被加工件。优选的颗粒直径为0.5nm(20000#)140pm(90#)。(5)弹性研磨材料的平均颗粒直径决定于被加工件的形状和表面粗糙度。在控制凹槽形状的底部的表面粗糙度的情况下，由于凹槽尺寸的原因，尺寸大的研磨材料不能对凹槽的底部进行充分的加工。因此，必须使多个研磨材料进入凹槽部分来加工表面。研磨材料的直径必须至少小于等于凹槽尺寸的三分之一。因此，研磨材料最小的平均颗粒直径可以为lOnm。在调整平坦的被加工件表面的情况下，所使用的研磨材料的颗粒直径大，加工的效率高，所使用的颗粒可大到2000ixm。使用超过这一直径的研磨材料，加工效率就降低。推测这是由于单位时间所喷射的颗粒数量减少所致。优选使用201500"m的颗粒。另外，具体如后面叙述的表2所示，平均颗粒直径为10ixm和2000pm的最小和最大直径分别为最小5um禾口1800um，最大为20um禾口2200um。根据以上说明的本发明的构成，按照本发明的形成覆盖膜部分的表面处理方法，能获得以下显著的效果。利用这种比较简单的喷砂法，可以使处理对象的表面达到所要求的表面粗糙度，并且可以有效地防止磨粒埋入处理对象表面。其结果，可以防止由于磨粒的埋入而产生的膜厚不均匀，而且即使在使用PVD或电镀等施加电压的方法形成覆盖膜的情况下，也能有效地防止制膜不良，并可以提高形成的覆盖膜的附着强度等。由在形成覆盖膜部分上的凹凸所造成的表面粗糙度，能够很容易地通过调整喷射磨粒的颗粒直径和/或喷射条件来进行调整。图1是说明作用在磨粒上的力的说明图。图2是实施例1(材质SPCC)的试样的电子显微镜照片，(A)是SEM图像，(B)是碳(C)的EDX图像，(C)是铁(Fe)的EDX图像，(D)是硅(Si)的EDX图像。图3是比较例1(材质SPCC，未加工)的试样的电子显微镜照片，(A)是SEM图像，(B)是硅(Si)的EDX图像，(C)是碳(C)的EDX图像，(D)是铁(Fe)的EDX图像.图4是比较例2(材质SPCC，9=90°)的试样的电子显微镜照片，(A)是SEM图像，(B)是碳(C)的EDX图像，(C)是硅(Si)的EDX图像，(D)是铁(Fe)的EDX图像。图5是比较例3(对比较例2的试样表面进行研磨后)的试样的电子显微镜照片，(A)是SEM图像，(B)是碳(C)的EDX图像，(C)是硅(SO的EDX图像，(D)是铁(Fe)的EDX图像。图6是实施例2(材质SKD11)的试样的电子显微镜照片，(A)是SEM图像，(B)是碳(C)的EDX图像，(C)是硅(Si)的EDX图像，(D)是铁(Fe)的EDX图像。图7是比较例7(材质SKDll，e-卯。)的试样的电子显微镜照片，(A)是SEM图像，(B)是碳(C)的EDX图像，(C)是硅(Si)的EDX图像，(D)是铁(Fe)的EDX图像。图8是比较例9(材质超硬合金，6=90°)的试样的电子显微镜照片，(A)是SEM图像，(B)是碳(C)的EDX图像，(C)是氧(0)的EDX图像，(D)是铝(Al)的EDX图像，(E)是鸨(W)的EDX图像。图9是比较例10(材质在SKD11上形成TiAIN覆盖膜)的试样的电子显微镜照片，(A)是SEM图像，(B)是氮(N)的EDX图像，(C)是铝(Al)的EDX图像，(D)是钛(Ti)的EDX图像；(E)是铁(Fe)的EDX图像，(F)是碳(C)的EDX图像，(G)是硅(Si)的EDX图像。具体实施方式下面，说明本发明的实施方式。整体结构本发明的形成覆盖膜部分的表面处理方法，是通过把磨粒分散混合在弹性体母材内部或用粘接剂等把磨粒粘在弹性体母材表面上所得到的弹性研磨材料，喷射在处理对象表面上，不会使磨粒埋入形成覆盖膜部分的表面，并以能够使形成的覆盖膜产生固定效果的规定的表面粗糙度形成凹凸。处理对象本发明的形成覆盖膜部分的基底处理方法，其对象是要形成覆盖膜的制品，并且如果采用喷射法直接喷射磨粒，则只要能产生磨粒的埋入，就可以是任何制品。质地比较软并具有延展性、容易产生磨粒埋入的铝、铜、黄铜、锌等，当然可以成为本发明的处理对象，其它金属、作为金属复合体的超硬合金、硅等半导体、工程塑料等各种材质的制品，也可以成为本发明的处理对象。不过，对于用陶瓷或者玻璃等高硬度的脆性材料制成的处理对象，即使对其进行喷砂加工，也不会发生研磨材料的埋入，因而不是本发明的处理对象。形成的覆盖膜的种类按照本发明方法进行的基底处理，不仅用于使用上述CVD法或PVD法形成覆盖膜的情况下的基底处理，也可以用于通过电镀或熔融喷射等形成覆盖膜的情况下的基底处理。此外，例如也可以用于进行氟树脂加工时，利用涂敷等形成树脂覆盖膜时的基底处理，对于覆盖膜的形成方法，没有特别的限制。此外，关于形成的覆盖膜的材质，例如对于形成DLC、TiC、TiCN、TiCrN、TiAIN、TiSiN、CrSiN、CrAIN、CrN、CrVN等硬质覆盖膜时的基底处理，可以使用本发明的方法进行基底处理，此外本发明的方法还可以用于在通过电镀或熔融喷射形成各种金属的覆盖膜时的基底处理，此外，也可以用于在形成上述氟树脂覆盖膜等树脂覆盖膜时的基底处理。本发明的方法不受此后所形成的覆盖膜的材质限制，可以适用于形成各种材质的覆盖膜时的基底处理。弹性研磨材料本发明所使用的弹性研磨材料，由于是把具有研磨能力的磨粒分散混合在作为母材的弹性体中，或把磨粒承载在该弹性体的表面上，利用上述母材的弹力，在上述研磨材料撞击被加工件的加工表面时，防止在该加工表面上形成与弹性研磨材料的形状相对应的击打痕迹，并且还能有效地防止磨粒的埋入，吸收撞击时所产生的冲击，防止磨粒埋入，同时在与弹性研磨材料中的磨粒直接接触的部分上，这种磨粒切削形成覆盖膜部分的表面，并加工成具有规定表面粗糙度的凹凸形状。此外，本发明的弹性研磨材料与被加工件的撞击部分，在与弹性研磨材料撞击部分的被加工件表面与母材撞击的部分上，由于母材具有上述的弹性，不会受到撞击的影响，通过与分散在该母材中的磨粒的撞击部分，来发挥切削等作用。因此全部使用颗粒比较大、处理上方便的本发明的研磨材料，进行与单独喷射被分散在母材中的磨粒的情况相同的喷砂加工，可以不产生磨粒的埋入。此外，对上述弹性研磨材料的粒度并没有特别的限定，可以根据弹性研磨材料和作为加工对象的被处理件的材质、加工目的等，进行适当的变化。例如颗粒直径可以从3mm到0.02mm。特别是进行微小范围的切削、研磨时，使用颗粒直径小的微细的弹性研磨材料是有效的。此外，在使用平均颗粒直径在l"m(8000#)以下的微细颗粒作为上述弹性研磨材料中含有的磨粒的情况下，通过使弹性研磨材料的颗粒直径减小，提高了该弹性研磨材料表面单位面积上的磨粒的密度，从而具有能更有效地利用磨粒的优点。为了用目测来判断上述弹性研磨材料的磨粒的颗粒直径等，可以加入染料、颜料等着色材料，或者再在其中混合添加荧光着色剂和/或芳香剂、抗菌剂。下面，说明构成弹性研磨材料的母材和磨粒、这些材料的混合比例以及上述研磨材料的制造方法。母材母材是把本发明的弹性研磨材料中具有研磨切削能力的磨粒承载在其内部和表面上的载体，在把上述弹性研磨材料向形成覆盖膜部分喷射，撞击形成覆盖膜部分时，从防止咬入该形成覆盖膜部分而造成的影响出发，应该用弹性体制成，通过把各种混合剂配入后面叙述的原料聚合物中构成。原料聚合物作为主原料的原料聚合物，是通过加入后述的各种添加剂后制成的橡胶、热塑性弹性体等弹性体，除固体之外，也可以使用液体橡胶或乳胶等胶乳形态的物质。此外，从抑制上述母材以及包含这种母材的上述研磨材料的回弹率出发，优选其特性为低回弹性。作为上述橡胶，除了天然橡胶之外，也可以使用各种合成橡胶，例如可举出下列各种橡胶异戊间二烯橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、丁二烯橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、乙烯-丙烯橡胶、氯磺化聚乙烯、氯化乙烯、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氯甲基氧丙环橡胶、丁基橡胶等。此外，也可以使用降冰片烯聚合物的浓縮雷克斯合金(法国Atochem公司)作为低回弹性的橡胶中的一种。此外，作为上述热塑性弹性体，例如有苯乙烯块状共聚物、氯化聚乙烯类弹性体、聚酯类弹性体、腈类弹性体、氟类弹性体、硅类弹性体、卤酯类聚合物合金、烯类弹性体、聚氯乙烯类弹性体、聚氨酯类弹性体、聚酰胺类弹性体、酯化卤素类弹性体等。此外，特别是对于低回弹性的材料，可以使用聚降冰片烯(商品名Norsorex)、Sorbothane(V少求irO)、聚硅氧烷结构的硅凝胶、乙烯丙烯弹性体等。在Norsorex中添加芳香族或环烷烃类油，例如添加炭黑作为增强材料，获得低回弹性能。除了单独使用作为这些原料聚合物的橡胶或热塑性弹性体之外，也可以把多种原料混合(并用)使用。此外，还可以循环使用回收的废弃制品和在制造工序中排出的废弃的橡胶和热塑性弹性体。配合剂上述原料聚合物在与各种配合剂混合后，加工构成母材的弹性体。另外，下面对使用橡胶作为原料聚合物的情况进行说明。作为混合在橡胶聚合物中的上述配合剂，除了用于橡胶分子之间交联的硫化剂、和用于促进上述硫化剂所进行的交联反应的硫化促进剂之外，还可以举出以下各种配合剂赋予橡胶可塑性并有助于混合剂的混合和分散，用于改善其轧制或挤压等加工性能的增塑剂；赋予橡胶在制造时所要求的粘接性能，用于改善其加工性能的增粘剂；除了增加用量而降低产品的成本之外，还能提高橡胶的物理性能(拉伸强度或弹性等机械性能)和加工性能的填充剂；以及稳定剂、分散剂等一般橡胶成型时使用的各种配合剂。作为上述填充剂，从使弹性研磨材料增加重量的目的出发，例如可以使用硬度比磨粒低的金属、陶瓷、无机物、有机物、树脂等，通过加入这些填充剂，就能把弹性研磨材料的密度调整到适合于喷砂加工。此外为了防止静电，也可以使用炭黑或金属颗粒等具有导电性能的物质。在上述实施例中，是把原料聚合物作为橡胶聚合物，但是如上所述，也可以使用热塑性弹性体作为原料聚合物，在这种情况下，可以使用热塑性弹性体成形时通常使用的各种配合剂。磨粒磨粒具有通过与被加工件接触对其进行切削的作用，在本处理中，起到切削处理对象的形成覆盖膜部分的表面，使其形成规定表面粗糙度的凹凸的作用，它分散在由上述的原料聚合物与配合剂所构成的母材中，或通过粘接剂等粘在形成规定形状的母材表面上。作为上述磨粒，只要是能够分散或承载在上述母材中，并且能用喷砂加工把被加工件加工成所要求状态的材料就可以，没有特别的限制，可以使用已知的各种磨粒。在下列表1中举例表示了能够用于本发明的磨粒的材质。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>从切削性看，优选的是，使用磨粒的硬度具有不小于作为处理对象的形成覆盖膜部分的母材的硬度，但是，也要根据处理对象的材质、加工条件等来确定，磨粒的硬度并不是一定要不小于形成覆盖膜部分的母材的硬度。切削形成覆盖膜部分所形成的凹凸，要根据此后所形成的覆盖膜的材质、厚度、形成方法，形成能获得上述固定效果的表面粗糙度，磨粒的颗粒直径可以根据这样形成的凹凸(表面粗糙度)的程度适当选择。对于磨粒的粒度没有特别的限制，可以根据与母材一起制造的最终的研磨材料的颗粒直径等进行适当的选择，例如可以使用粒度为2020000#(9300.5um)范围内的磨粒，为使表面更加粗糙，可使用颗粒直径大的磨粒(号小的磨粒)。关于上述磨粒的形状，也可以根据被加工件的材质或喷砂加工的条件等适当变更，不只使用球形，也可以广泛使用多边形、圆柱形、薄片状、针状、以及混合在一起的状态等各种形状的磨粒。配合比例上述弹性研磨材料中的上述磨粒的配合比例(含量)，在以弹性研磨材料的重量为100%时，优选在1090wt。/。的范围内。这是因为，以弹性研磨材料的重量为100%时，如果上述磨粒在该弹性研磨材料中的含量小于等于10wt%，则由于作为弹性体的母材的影响，弹性研磨材料的回弹率变大，会吸收撞击时的冲击，使得分散在母材内部的磨粒难以发挥切削功能，此外，由于分布在弹性研磨材料表面上的磨粒的密度太小，因而还产生了研磨切削力降低，加工能力也降低的问题。另一方面，当上述磨粒的含量超过90wt。/。时，由于磨粒占据了支配地位，磨粒与母材的结合程度减弱，所以当其通过喷射撞击在被加工件的加工表面上时，除了研磨材料由于冲击能量而明显破碎之外，还可能发生由于破碎了的上述研磨材料而导致磨粒埋入上述被加工件的形成覆盖膜部分。另外，研磨材料中的上述磨粒的配合比例优选的是，以研磨材料的重量为100%时，磨粒为6090wt。/c)，这样能在保持上述回弹率和研磨切削能力的同时，恰当地防止弹性研磨材料的破碎。特别是在弹性研磨材料中磨粒的含量超过70wt。/。的情况下，即使母材是会引起粉尘爆炸危险的材质，由于磨粒使用的是不会引起爆炸的材质，所以即使弹性研磨材料为微细颗粒，也能防止粉尘爆炸。还有，磨粒不仅附着在母材的表面上，还分散在母材内部的弹性研磨材料中，当向被加工件喷射，进行研磨和切削该被加工件的加工表面、回收或分流上述弹性研磨材料等，由于喷砂加工处理中所发生的各种撞击和摩擦，即使在存在于上述弹性研磨材料的上述母材表面上的磨粒发生脱落、剥离、或破碎、磨损等情况下，由于通过上述喷砂加工处理的冲击和摩擦，上述母材也磨损、破碎，该母材内部的新的磨粒会在表面上露出，从而能保持弹性研磨材料的研磨切削能力。因此，本发明的研磨材料不但使用寿命长，而且不需要弹性研磨材料的再生处理，能够长时间多次反复使用，适合在研磨材料循环型的加工生产线上使用。另外，所述新磨粒的出现，只要适当改变上述母材的材质、磨粒在弹性研磨材料中的配比(含量)或者生产工艺等，通过调整上述母材的磨损、破碎的比例、研磨材料的脆性等，就能够很理想地实现。制造方法本发明的弹性研磨材料在使用上述橡胶(原料橡胶)作为原料聚合物的情况下，可以通过现有的橡胶加工工艺来制造。通常制造橡胶制品经过混揉工序、轧制一挤压工序、成形工序、硫化工序这四道工序。下面按照上述四道工序的顺序，描述制造本发明弹性研磨材料的方法。首先，在混揉工序中，在进行了原料橡胶的捏合(对原料橡胶施加机械切断力，以解除分子的凝聚，或切断分子链等，把橡胶的塑性、流动性调整到易于进行配合剂的混合和成形加工的程度)后，进行混揉(把捏合后的原料橡胶与配合剂混合，施加机械切断力，使得橡胶具有可塑性，并且使配合剂分散到橡胶中)。在本发明中，由于是把磨粒分散在母材中而构成研磨材料的，所以在上述混揉工序中，除了添加硫化剂和填充剂等配合剂之外，还要加上上述磨粒进行混揉。在进行上述混揉工序中的捏合、混揉时，可以使用公知的各种混揉机，例如可以使用以班伯里混合机(Banburymixer)为代表的密闭式混揉机、开式辊、捏和机(kneader)、以及能利用剪断力同时进行混揉的搅拌机等。然后，进入轧制一挤压工序，把经过与上述配合剂和磨粒一起混揉，调整了可塑性的上述原料，加工成平板状、薄板状或块状等，达到能在后续成形工序中可以成形的状态。作为在此工序中所使用的装置，可举出由多根辊排列构成的轧机、具有螺旋桨的挤压机等。把在上述轧制一挤压工序中加工成适当形状的原料，在成形工序中做成规定的大小和形状。在本发明中，因为是制造研磨材料，为了使做成平板状、薄板状或块状的上述原料变成微细颗粒，要将其粉碎成颗粒状，再筛选出规定的粒度。粉碎时可使用各种公知的破碎机。然后在硫化工序中，对在上述成形工序获得的粒状体进行加热，借助于该粒状体内部所含的硫化剂，产生交联反应，把除了磨粒之外的母材加工成弹性体。在上述硫化工序中，也可以使用已知的各种装置，例如压力机、硫化罐、挤出型连续硫化机等。另外，上述成形为粒状体(成形工序)和借助于硫化进行的交联反应(硫化工序)的顺序可以倒过来进行，例如可以把在轧制一挤压工序中加工成适当形状的原料，先转移到硫化工序中，在加工成弹性体后，再在成形工序中将其破碎成粒状体。此外，在使用热塑性弹性体作为上述原料聚合物的情况下，可以使用已知的热塑性弹性体的加工工艺来制造，经过捏合原料聚合物并添加配合剂和磨粒后，进行混揉的混揉工序；把混揉的原料加热到熔点以上，对熔融的原料进行挤压一射出等的成形工序；把这样成形的弹性体破碎后，筛选出规定粒度的粉碎工序；就能制造出要求粒度的研磨材料。另外，在上述混揉工序中，例如可以使用轧机、加压捏和机、密闭式混合机等。另外，当所制造的研磨材料是在上述母材的表面上承载了磨粒的材料的情况下，也可以先把没有进行磨粒的混合分散状态下的母材成形为规定的形状，然后再通过粘接剂等把磨粒粘在这种母材的表面上。喷射方法上述磨粒也可以例如与压縮空气等压縮流体一起喷射到处理对象表面上，此外，还可以如以上所述借助于旋转叶轮的离心力射出，还可以通过对击打转子的击打射出，只要是能把磨粒以所要求的条件喷射出的设施就可以，对其喷射方法没有特别的限制。在本实施方式中，从比较容易控制研磨材料的喷射速度出发，采用了将研磨材料与压縮流体、特别是压縮空气等压縮气体一起喷射的方法来喷射磨粒。这种磨粒的喷射相对被处理对象的形成覆盖膜形成部分的入射角，优选的是锐角(小于9(T)，更优选的是60。以下，最好为45°以下。如图1所示，使磨粒相对于处理对象的入射角倾斜，是因为撞击在处理对象表面上的磨粒作用于处理对象表面的埋入方向上的分力Vsine，随撞击在处理对象表面上的磨粒的入射角度e的减小而减小，因此，通过如上所述把入射角e调整到规定小的值，就能更加可靠地防止由于把磨粒承载在作为弹性体的母材上造成的叠加效应而使磨粒埋入处理对象表面。实施例下面，把按照本发明的方法进行的基底处理并形成覆盖膜的方式，与按照现有的喷砂加工所进行的基底处理并形成覆盖膜的方式进行比较，并显示比较试验的结果。1.确认发生磨粒埋入的试验针对各种材质的处理对象，对用本发明的方法进行了基底处理的试样、未经处理的试样、以及进行通常的喷砂加工的试样，确认有无磨粒的埋入状态，结果如下所示。(1)对冷轧钢板(SPCC)的处理试验(l—i)加工条件(a)实施例按照下述表2中所示的条件，实施本发明的基底处理方法(实施例)。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>(b)比较例作为比较例，在下列表3中所示的条件下对磨粒单体进行了喷砂加工。表3比较例1中的喷砂加工条件<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>(1—2)试验方法分别在上述表2所示的加工条件下，把压縮空气喷射在进行了喷砂加工的处理对象表面上，清除附着物，然后在IPA(异丙醇)中浸渍10分钟，在用超声波清洗后，用电子显微镜观察各试样的表面，并且进行x射线分析。用电子显微镜进行的表面观察，用扫描电子显微镜SEM"S—3400N"(日立制作所制造)进行，X射线分析用EDX(能量色散X射线分析法，牛津仪器公司，INCAENERGY7201)，把电子束照射在试样上，检测从试样上产生的各种X射线，并用波峰分析器将其区分，并显示其光谱，根据光谱进行元素的鉴别和定量。SEM、EDX都在15eV的加速电压下进行观察，EDX用元素映射法(elementmapping)实施试样表面的元素分析，以鉴别这种物质。为评价GC(绿金刚砂)磨粒(材质SiC)的存在，元素的鉴别可选择三种元素作为原料中的SPCC的构成元素的铁；作为GC(SiC)的构成元素的硅(Si);以及碳(C)。(1—3)试验结果以100X100mm、板厚3mm的SPCC(冷轧钢板)为处理对象，在其表面上分别取得下列各种试样用弹性研磨材料进行喷砂处理(参照表2)所获得的试样(实施例1);未处理的试样(比较例1);用磨粒进行喷砂处理(参照表3)的试样(比较例2(e=90°)、比较例4(e=45°)、比较例5(9=30°));以及切削上述比较例2(9=卯°)的试样表面得到的试样(比较例3)。图2表示实施例1的试样的SEM图像和EDX的映射图像，图35中分别表示比较例13的SEM图像和EDX的映射图像。另外，各种试样与图25的对应关系，如下述的表4所示。表4各试样与附图的对应关系<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>根据图2(B)(D)所示的实施例1的EDX图像(元素映射图像)，在实施例1的试样表面上，铁(Fe)、硅(Si)、碳(C)等各种元素都是均匀分布的，不能确认有存在于局部区域的硅(Si)和碳(C)。图3(B)(D)表示未加工的SPCC材料的比较例1的EDX图像。在这幅图像中，铁(Fe)、硅(Si)和碳(C)等各种元素都是均匀分布的。从以上事实可以看出，确认实施例1的EDX图像中硅(Si)均匀分布的状态，是确认作为处理对象的SPCC材料原来具有硅(Si)。因此，在不能确认有存在于局部区域的硅(Si)和碳(C)分布的实施例1的试样中，可以确认混合分布在弹性研磨材料中的磨粒并没有发生埋入作为处理对象的SPCC材料的表面中。与此相反，在进行直接喷射1000#GC(绿金刚砂)磨粒的喷砂加工的比较例的试样中，在入射角e为90。的比较例2中，根据图4(C)中所示的硅(Si)的EDX图像，硅(Si)是存在于局部区域的(在图中用O围成的区域内)，此外与这种存在于局部区域的硅(Si)相对应，在铁(Fe)的EDX图像(参见图4(D))中，在与存在于局部区域的硅(Si)相对应的部位上，并没有显示铁(Fe)的存在(在图中用O围成的区域内)。从以上事实可以确认，比较例2的试样，即使在喷射磨粒后用喷射压縮空气进行清理，并进行超声波清洗后，仍会在加工面上存有磨粒的成分SiC，可以确认发生了磨粒的埋入。另外，由于在作为处理对象的铁(SPCC材料)中也含有碳(C)，所以碳(C)是大致均匀地存在的。图5表示用10000#(磨粒直径1um)的金刚石磨粒对比较例2的表面进行研磨后的试样(比较例3)的SEM图像和EDX图像。从图5可以判断，通过对比较例2的试样表面进行研磨，可以确认埋入试样表面中的磨粒的SiC在表面上露出的状态，从这一事实可以看出，在直接喷射磨粒的情况下，磨粒会埋入处理对象的表面。另外，采用上述金刚石磨粒进行表面研磨时，使用不二制作所制造的"LDQSR-3"作为喷射装置，喷射压力为0.06MPa，喷嘴尖端直径为10mm。还有，根据EDX图像的硅(Si)元素的原子浓度(％)，在实施例1是0.29%，未加工的SPCC材料(比较例1)是0.31%，比较例2是7.5%，从这些结果就可以确认，即便是从原子浓度上来判断，在本实施例1的试样中也没有发生磨粒的埋入。另外，即使对于以45°的入射角6喷射磨粒的试样(比较例4)和以30°的入射角e喷射磨粒的试样(比较例5)，在SEM图像、EDX图像(均未在附图中表示)中确认的结果也是存在作为磨粒成分的SiC，即，发生了研磨材料的埋入，只调整磨粒对处理对象的入射角e，不能防止磨粒的埋入。(2)对合金工具钢(SKD11)的处理试验(2—1)加工条件和试验方法对合金工具钢(SKD11)取得了以下各种试样用本发明的方法进行基底处理所获得的试样(实施例2)、未处理的SKD11钢(比较例6)、通过对SKD11钢喷射磨粒进行喷砂加工的试样(比较例7)，并分别确认了各自表面是否埋入了磨粒。另外，除了作为处理对象的制品的材质不同这一点之外，上述实施例2的加工条件如表2所示，其试验方法与上述实施例l相同，比较例7的加工条件和试验方法则与前述的比较例2相同。(2—2)试验结果用EDX测定各试样中硅(Si)的原子浓度(％)的结果是进行了磨粒喷射处理的比较例7中的硅(Si)的原子浓度(％)为11.8%;而用本发明的方法进行基底处理所获得的试样(实施例2)中的硅(Si)的原子浓度(％)以及未经处理试样(比较例6)的(Si)的原子浓度(％)都是0.6%。这样，实施例2的试样，与未经处理的试样(比较例6)在硅(Si)的原子浓度(％)上没有变化，根据该(Si)的原子浓度的值，可以确认没有发生GC(绿金刚砂)磨粒(材质SiC)的埋入。此外，从图6(A)所示的实施例2的SEM图像和图6(B)(D)所示的EDX图像可以看出，硅(Si)元素的分布状态与未经处理的SKD11钢(比较例6)的EDX图像(图中未表示)相同。由此可以判断，实施例2的试样表面的状态与未经处理的SKD11钢(比较例6)的相同，即没有发生磨粒的埋入。另一方面，在进行喷射磨粒后所得到的比较例7的试样中，从图7(A)所示的SEM图像和图7(B)~(D)所示的EDX可以判断，硅(Si)元素存在于局部区域，可以确认所喷射的磨粒埋入作为处理对象的SKD11钢的表面。(3)对超硬合金(住友电工株式会社制造的"KH03")的处理试验(3—1)加工条件和试验方法对于超硬合金(住友电工株式会社制造的"KH03")，获得了用本发明的方法进行基底处理所获得的试样(实施例3)、未经处理的上述超硬合金的试样(比较例8)、以及通过喷射磨粒对上述超硬合金进行喷砂加工的试样(比较例9)，并分别确认各个表面是否有磨粒埋入。另外，实施例3的加工条件和试验方法如表2所示。此外，关于比较例9的加工条件，除了作为处理对象的制品的材质、以及用FujilundumWA320#(材质白色金刚砂，不二制作所制造)作为磨粒进行喷射这两点之外，其它加工条件和试验方法都与上述的比较例2相同。(3—2)试验结果图8表示把白色金刚砂(材质A1203)制造的磨粒喷射到碳化鸨(WC)的上述超硬合金上所得到的比较例9的试样的SEM图像和EDX图像。图8中，借助于作为磨粒的氧化铝(A1203)的构成元素的铝(Al)、氧(O)的元素图像的映射，对与SEM图像相对应的EDX图像进行观测，可以确认表面上残留了磨粒。还有，当使用把10000#金刚砂作为磨粒混合分散在弹性体的母材中得到的弹性研磨材料，对该比较例9的试样表面进行微量研磨时，可以确认作为处理对象的超硬合金的表面埋有磨粒。另外，在使用本发明的方法对上述超硬合金进行基底处理而获得的实施例3的试样上，根据对SEM图像、EDX图像(都未在图中显示)的观测，不能确认埋有磨粒。2.形成覆盖膜试验作为形成覆盖膜试验，是用等离子方法，在SKD11制的处理对象上，形成硬质覆盖膜即TiAlN覆盖膜。在形成上述覆盖膜之前，使用把320#的GC(绿金刚砂)磨粒混合分散在作为弹性体的母材中得到的弹性研磨材料，对实施例2的试样中SKD11制的基体，在上述表2的条件下进行喷砂加工。在比较例10中，是在用90°的入射角e，把320#的GC(绿金刚砂)磨粒直接喷射在处理对象的表面上后，形成覆盖膜，其喷射条件如表3所示。使用把10000#金刚砂的磨粒混合分散在弹性体的母材中得到的弹性研磨材料，对按照以上方式形成了TiAlN覆盖膜的试样表面进行微量研磨，用以除去覆盖膜上的溶滴(droplets)等，对表面进行调整。在按照以上的方式所获得的各试样中，当根据对实施例2的试样表面的SEM图像和EDX图像进行表面状态和元素分析时，在实施例2的试样中，借助于EDX图像从所形成的覆盖膜的表面只检测出了元素Ti、Al、N，可以确认所形成的TiAlN覆盖膜是均匀的。另一方面，如图9所示，在用直接喷射磨粒进行基底处理的比较例10的试样中，根据图9(B)(G)所示的EDX图像，从所形成的覆盖膜中，明显地显示出作为研磨材料成分的硅(Si)(参见图9(G)中的O标记)。在检测出这种硅元素(Si)多的部分，作为覆盖膜的元素的Ti、Al、N元素的检测量减少(图9(B)(D))，而在检测到作为磨粒成分的硅元素(Si)的部分，gp，由于进行喷砂加工而产生磨粒埋入的部分，可以确认没有形成覆盖膜。产生这种局部不能形成覆盖膜的原因，可以认为是由于在基体中埋入了具有绝缘性能的GC(绿金刚砂)磨粒(材质SiC)，因而导致所施加的电压的状态与其它施加电压的状态不同。另外，在这种检测到硅元素(Si)的部分中，根据SEM图像也能够确认没有形成TiAlN覆盖膜。从以上的结果可以确认，采用本发明的方法，通过把磨粒分散混合在弹性体的母材中进行喷射来进行基底处理，与通过把磨粒直接对处理对象喷射的已知的喷砂加工法进行基底处理相比，在形成均匀的覆盖膜方面是有效的。3.摩擦试验对用以上方法所获得的、在SKD11制的基体表面上形成了TiAlN覆盖膜的上述实施例2的试样，以及比较例10的试样，进行了摩擦试验，并比较这两种试样的寿命。这种摩擦试验是用"圆盘上的钢球法"(使用莱斯卡公司(Rhesca)制造的装置)，以成为摩擦对象材料的钢球作为试件，使用3/16英寸的SUS304钢球。另外，在试验开始之前，把试件和作为摩擦对象的钢球一起浸渍在丙酮内，用超声波清洗除去污渍。以上摩擦试验的结果是在保持摩擦系数稳定的状态下测定所经过的时间，当设比较例10的试样所经过的时间为1时，实施例2的试样所经过的时间是20(比较例io:实施例2=i:20)，从而可以确认，与比较例IO的试样相比，实施例2的试样能获得20倍长时间的摩擦系数。此外，在实施例2的试样上，可以确认在摩擦试验后覆盖膜仍然以稳定的状态附着在试样上，并且覆盖膜的附着强度良好，而在比较例10的试样上，则可以确认覆盖膜剥离，已经不能发挥覆盖膜的作用。权利要求1.一种形成覆盖膜部分的基底处理方法，其特征在于，通过把磨粒混合分散在弹性体的母材中或使上述磨粒承载在上述弹性体的母材表面上所得到的弹性研磨材料，喷射到处理对象的形成覆盖膜部分上，磨粒不会埋入上述形成覆盖膜部分，并且，在上述形成覆盖膜部分上，以使所形成的覆盖膜产生固定效果的规定的表面粗糙度，形成凹凸。2.如权利要求1所述的形成覆盖膜部分的基底处理方法，其特征在于，通过改变上述弹性研磨材料中的上述磨粒的颗粒直径，来控制上述形成覆盖膜部分的表面粗糙度。3.如权利要求1或2所述的形成覆盖膜部分的基底处理方法，其特征在于，通过改变上述弹性研磨材料的喷射条件，来控制上述形成覆盖膜部分的表面粗糙度。4.如权利要求3所述的形成覆盖膜部分的基底处理方法，其特征在f，在喷射压力为0.01MPa0.5MPa、喷射距离为10mm200mm的条件下，把平均颗粒直径0.5230txm的绝缘性磨粒，承载在对应于该颗粒直径选择的平均颗粒直径为102000um的上述弹性体上所得到的弹性研磨材料，以3075°的入射角度进行喷射。5.如权利要求1所述的形成覆盖膜部分的基底处理方法，其特征在于，通过喷射上述弹性研磨材料，在上述形成覆盖膜部分，上述弹性研磨材料中的磨粒成分Si的原子浓度水平没有增加。6.如权利要求1所述的形成覆盖膜部分的基底处理方法，其特征在于，上述覆盖膜是在除了硬脆性材料之外的处理对象上形成，并随着施加电压而形成，上述磨粒是金刚砂、绿金刚砂、氧化铝等绝缘材料。7.如权利要求4所述的形成覆盖膜部分的基底处理方法，其特征在于，在喷射压力为0.02MPa0.5MPa、喷射距离为50mm100mm的条件下，喷射将平均颗粒直径1.040um的绝缘性磨粒，混合分散在对应于该颗粒直径选择的平均颗粒直径为351000um的橡胶制弹性体中所得到的弹性研磨材料。全文摘要本发明提供一种形成覆盖膜部分的基底处理方法。通过喷砂加工进行基底处理，在处理对象的形成覆盖膜部分上能产生固定效果，并不会让磨粒残留下来。它是通过把磨粒特别是绝缘性磨粒混合分散在弹性体的母材中或把研磨材料通过粘贴使其承载在上述母材的表面上而得到的弹性研磨材料，喷射到处理对象的形成覆盖膜部分上，上述磨粒不会埋入处理对象的表面，并形成具有使形成的覆盖膜产生固定效果的表面粗糙度的凹凸。文档编号B24C1/10GK101269479SQ200810085589公开日2008年9月24日申请日期2008年3月19日优先权日2007年3月23日发明者石桥正三,间濑惠二申请人:株式会社不二制作所