CN103097577A - 滑动部件的制造方法以及滑动部件 - Google Patents

Abstract

提供一种滑动部件的制造方法以及滑动部件，以简易的结构实现由铝或铝合金构成的基材的表面与银覆膜之间的密合性的提高。在具备在缸膛（3）内滑动的滑动面（22）的活塞（1）中，在由铝合金构成的主体（10）的外周面（11）具备构成滑动面（22）的银覆膜层（21），将使银粒子（23）分散于松油醇中而得到的料浆涂覆在主体（10）的外周面（11），加热该涂覆的料浆和主体（10），除去该料浆中的松油醇，并且使银粒子（23）彼此热粘接而形成该银覆膜层（21）。

Description

滑动部件的制造方法以及滑动部件

技术领域

本发明涉及在基材的表面施加银覆膜来形成滑动面的滑动部件的制造方法以及滑动部件，特别涉及到改善基材与银覆膜的密合性的技术。

背景技术

近些年，削减作为温室气体的二氧化碳（CO₂气体）的排出逐渐成为世界性的课题，对于作为二氧化碳的排出源的机动车，也强烈要求削减其二氧化碳的排出。为此，实现了机动车中的滑动部件与作为其对象部件的被滑动部件之间的摩擦的降低，例如已知：通过对内燃机的活塞（滑动部件）的滑动面实施表面处理，能够改善燃料消耗率，防止烧结，并且能够防止噪音的产生。

作为该种表面处理的方法，提出有下述方法：将铝（包括铝合金）基材浸渍在含有蚀刻液和水溶性金属盐（例如银）的化成处理液中，与利用该蚀刻液对铝基材的表面实施表面粗糙化处理大致同时地，使构成水溶性金属盐的金属在铝基材的表面形成金属覆膜（例如，参照专利文献1）。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-305395号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在上述的现有技术中，由于铝基材与金属覆膜的接合力弱，因此，在将该施加了金属覆膜的铝基材实际使用于例如内燃机的活塞等严酷的环境下的情况下，由于铝基材与金属覆膜的密合性不够，存在着发生该金属覆膜的剥离的问题。

另一方面，作为在铝基材的表面施加银覆膜的方法，采用下述电镀法：将铝基材浸渍在氰化银钾镀液中，并且将该铝基材作为阴极进行通电，在该基材的表面形成银覆膜。然而，一般来说，在使用电镀形成覆膜的情况下，需要专用的电源装置，不仅设备规模变大，而且由于使用氰化物，废水处理需要大量的成本。并且，当在铝基材形成化成覆膜的情况下，含有大量不纯物，覆膜的纯度降低，覆膜的热传导性降低，因此存在着变成滑动特性差的膜的问题。

因此，本发明正是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种滑动部件以及该滑动部件的制造方法，以简易的结构实现由铝或铝合金构成的基材的表面与银覆膜的密合性的提高。而且，本发明的目的在于，以简易的方法形成最适于滑动的纯度高的银覆膜并且确保高密合性，且从制造工艺中排除有害物质的使用。

用于解决课题的方案

为了达成上述目的，本发明为一种滑动部件的制造方法，所述滑动部件的制造方法在由铝或铝合金构成的基材的表面使银成膜来形成滑动面，其特征在于，将使银粒子分散于极性溶剂中而得到的悬浊溶液涂覆在所述基材的表面，加热该涂覆的悬浊溶液和所述基材，除去所述悬浊溶液中的所述溶剂，并且使所述银粒子彼此热粘接而形成所述滑动面。

根据该结构，能够通过使涂覆在基材的表面的银粒子热粘接来形成银覆膜，该银覆膜与基材利用分子间力接合，因此能够使所述银覆膜与基材之间的密合性提高，能够简单地形成施加有机械强度优良的银覆膜的滑动部件。并且，通过使溶剂具有极性，提高了溶剂与水的亲和性，因此，在将采用该溶剂的悬浊溶液涂覆到基材的表面时，所述悬浊溶液与吸附在该基材的表面的水分子的亲和性也提高，由此，特别是在湿度不受控制的作业环境化，也能够形成均匀的覆膜。

另外，本发明的特征在于，在上述结构中，所述银粒子的平均粒径在30nm～80nm范围内。银覆膜与基材之间的接合力与银粒子的平均粒径紧密相关，存在着银粒子的平均粒径越大则上述接合力越大的趋势。因此，当银粒子的平均粒径变小时，接合力降低，容易发生银覆膜的剥离。另一方面，当银粒子的平均粒径变大时，这些银粒子之间的间隙增大，在将银粒子热粘接时在银覆膜中存在的空隙变大。因此，每单位体积的银覆膜中存在的金属银的体积的比率（在本说明书中，将该比率称作银纯度）减小，导致银覆膜的热传导度降低。在本结构中，通过使银粒子的平均粒径在30nm～80nm的范围内，能够提高基材与银覆膜之间的接合力，并且能够将该银覆膜中的银纯度保持在预定的基准值以上，能够形成兼具银覆膜的密合性和热传导性的滑动部件。

另外，本发明的特征在于，在上述结构中，在施加所述涂覆之前，除去所述表面的氧化膜的至少一部分。根据该结构，由于在基材的表面形成铝或铝合金的新生面，因此该新生面与银覆膜之间的密合性提高。

另外，本发明的特征在于，在上述结构中，在施加所述涂覆之前，在所述表面的至少一部分形成凹凸。根据该结构，通过形成凹凸，能够使基材的表面积增大，能够进一步提高该基材与银覆膜之间的密合性。

本发明为一种滑动部件的制造方法，所述滑动部件的制造方法在由铝或铝合金构成的基材的表面使银成膜来形成滑动面，其特征在于，在所述基材的表面形成含有银粒子的树脂层，将使银粒子分散于极性溶剂中而得到的悬浊溶液涂覆在所述树脂层上，加热该涂覆后的所述悬浊溶液、所述树脂层和所述基材，使所述树脂层中的银粒子与所述悬浊溶液中的银粒子热粘接并且使所述悬浊溶液中的银粒子彼此热粘接，从而形成所述滑动面。

根据该结构，通过银粒子的热粘接形成的银覆膜与基材经由树脂层接合，因此，能够使所述基材与银覆膜之间的密合应力提高，能够简单地形成施加有机械强度优良的银覆膜的滑动部件。并且，由于使悬浊溶液中的银粒子与树脂层中的银粒子热粘接来形成银覆膜，因此能够提高该银覆膜与树脂层之间的接合力。

另外，本发明的特征在于，在上述结构中，分散在所述极性溶剂中的所述银粒子的平均粒径在1nm～80nm的范围内。当银粒子的平均粒径变大时，这些银粒子之间的间隙变大，在将银粒子热粘接时在银覆膜中存在的空隙变大。因此，每单位体积的银覆膜中存在的金属银的体积的比率（银纯度）变小，银覆膜的热传导度降低。在本结构中，通过使银粒子的平均粒径在1nm～80nm的范围内，即使是设定为最大的平均粒径80nm，也能够将银覆膜中的银纯度保持在预定的基准值以上，能够形成热传导度高的滑动部件。

另外，本发明的特征在于，在上述结构中，所述树脂层所含有的所述银粒子的平均粒径在4μm～30μm的范围内。在树脂层中的银粒子的平均粒径小于4μm的情况下，由于该银粒子与银覆膜之间的接触面积变小，因此树脂层与银覆膜之间的接合力降低。另一方面，在树脂层中的银粒子的平均粒径大于30μm的情况下，该银粒子难以在树脂层中分散。因此，在本结构中，通过使树脂层中的银粒子的平均粒径在4μm～30μm的范围内，能够提高该树脂层中的银粒子与银覆膜之间的接合力。

另外，本发明为，在上述结构中，所述树脂层采用亚胺类树脂、环氧类树脂、尼龙类树脂中的任意一种而形成。另外，本发明的特征在于，在上述结构中，在形成所述树脂层之前，除去所述表面的氧化膜的至少一部分。根据该结构，由于在基材的表面形成有铝或铝合金的新生面，因此该新生面与树脂层之间的密合性提高。

另外，本发明的特征在于，在上述结构中，在形成所述树脂层之前，在所述表面的至少一部分形成凹凸。根据该结构，通过形成凹凸，增大了基材的表面与树脂层之间的接触面积，并且该树脂层进入到凹部中并发挥所谓的锚定效果，从而能够提高基材与树脂层之间的密合性。

另外，本发明的特征在于，在上述结构中，进行所述加热时的加热温度为160℃～240℃。例如，调整为纳米级别的银粒子在加热到160℃以上时热粘接。另一方面，当加热到240℃以上时，由铝或铝合金构成的基材的比强度（每单位重量的强度）降低。因此，在本结构中，使加热温度处于160℃～240℃的范围内，因此，不使基材的比强度降低就能够使纳米级别的银粒子热粘接。

另外，本发明的特征在于，在上述结构中，作为所述极性溶剂，采用乙醇类溶剂、水类溶剂、酮类溶剂中的任意一种。另外，本发明的特征在于，在上述结构中，所述涂覆通过丝网印刷法进行。根据该结构，能够将分散有银粒子的悬浊溶液简单地涂覆在基材的表面上。另外，本发明的特征在于，在上述结构中，所述滑动部件是活塞。

另外，本发明为一种滑动部件，所述滑动部件具备用于在被滑动部件内滑动的滑动面，其特征在于，所述滑动部件在由铝或铝合金构成的基材的表面具备构成所述滑动面的银覆膜层，将使银粒子分散于极性溶剂中而得到的悬浊溶液涂覆在所述基材的表面，加热该涂覆的悬浊溶液和所述基材，除去所述悬浊溶液中的所述溶剂，并且使所述银粒子彼此热粘接而形成该银覆膜层。

根据该结构，能够通过使涂覆在基材的表面的银粒子热粘接来形成银覆膜，该银覆膜与基材利用分子间力而接合，因此能够使所述银覆膜与基材之间的密合性提高，能够简单地形成施加有机械强度优良的银覆膜的滑动部件。并且，通过使溶剂具有极性，提高了溶剂与水的亲和性，因此，在将采用该溶剂的悬浊溶液涂覆到基材的表面时，所述悬浊溶液与吸附在该基材的表面的水分子的亲和性也提高，由此，特别是在湿度不受控制的作业环境化，也能够形成均匀的覆膜。

另外，本发明为一种滑动部件，所述滑动部件具备用于在被滑动部件内滑动的滑动面，所述滑动部件的特征在于，所述滑动部件在由铝或铝合金构成的基材的表面具备含有银粒子的树脂层，在该树脂层上形成构成所述滑动面的银覆膜层，并且使该银覆膜层与所述树脂层中的银粒子热粘接。

根据该结构，银覆膜与基材经由树脂层接合，并且，使该树脂层中的银粒子与银覆膜热粘接，由此，能够使所述基材与银覆膜之间的密合应力提高，能够简单地形成施加有机械强度优良的银覆膜的滑动部件。

另外，本发明的特征在于，在上述结构中，所述银覆膜层的厚度在1μm～20μm的范围内。在本结构中，使银覆膜层的厚度在1μm～20μm的范围内，因此能够以廉价的结构形成具备因银覆膜层而使得摩擦较小的滑动面的滑动部件。

另外，本发明的特征在于，在上述结构中，在所述基材的表面形成有凹凸，在所述凹凸上形成有所述银覆膜层。根据该结构，通过形成凹凸，能够使基材的表面积增大，能够进一步提高基材与银覆膜层之间的密合性。

另外，本发明的特征在于，在上述结构中，在所述基材的表面形成有凹凸，在所述凹凸上形成有所述树脂层以及所述银覆膜层。根据该结构，通过形成凹凸，增大了基材的表面与树脂层之间的接触面积，并且该树脂层进入到凹部中并发挥所谓的锚定效果，从而能够提高基材与树脂层之间的密合性。另外，本发明的特征在于，在上述结构中，所述树脂层由亚胺类树脂、环氧类树脂、尼龙类树脂中的任意一种构成。

发明效果

根据本发明，能够通过使涂覆在基材的表面的银粒子热粘接来形成银覆膜，该银覆膜与基材利用分子间力而接合，因此能够使所述银覆膜与基材之间的密合性提高，能够简单地形成施加有机械强度优良的银覆膜的滑动部件。

另外，根据本发明，基材与通过银粒子的热粘接形成的银覆膜经由树脂层接合，因此，能够使所述基材与银覆膜之间的密合应力提高，能够简单地形成施加有机械强度优良的银覆膜的滑动部件。并且，由于使悬浊溶液中的银粒子与树脂层中的银粒子热粘接来形成银覆膜，因此能够提高该银覆膜与树脂层之间的接合力。

另外，根据本发明，在具备用于在被滑动部件内滑动的滑动面的滑动部件中，所述滑动部件在由铝或铝合金构成的基材的表面具备构成所述滑动面的银覆膜层，将使银粒子分散于极性溶剂中而得到的悬浊溶液涂覆在所述基材的表面，加热该涂覆的悬浊溶液和所述基材，除去所述悬浊溶液中的所述溶剂，并且使所述银粒子彼此热粘接而形成该银覆膜层，因此，通过使银覆膜层与基材利用分子间力接合，能够简单地形成使所述银覆膜层与基材之间的密合性提高的滑动部件。

另外，根据本发明，在具备用于在被滑动部件内滑动的滑动面的滑动部件中，所述滑动部件在由铝或铝合金构成的基材的表面具备含有银粒子的树脂层，在该树脂层上形成构成所述滑动面的银覆膜层，并且使该银覆膜层与所述树脂层中的银粒子热粘接，因此，银覆膜层与基材经由树脂层接合起来，并且使该树脂层中的银粒子与银覆膜热粘接，从而能够提高所述基材与银覆膜之间的密合应力，能够简单地形成施加有机械强度优良的银覆膜的滑动部件。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式涉及的活塞的侧视图。

图2是示出活塞的覆膜层的侧剖视图。

图3A是示出分散在料浆中的银粒子的示意图，图3B是示出银粒子彼此热粘接而形成的银覆膜层的示意图。

图4是示出铝合金的比强度与加热温度之间的关系的图表。

图5是示出与含有银粒子的料浆的加热温度的变化相对的、料浆重量和所产生的热量的变化的图表。

图6是示出银粒径与银纯度及接合强度比之间的关系的图表。

图7是第二实施方式涉及的活塞的侧视图。

图8是示出活塞的覆膜层的侧剖视图。

图9是示出银粒径与银纯度之间的关系的图表。

图10是示出树脂层内的银粒子的粒径与银覆膜层－树脂层间接合力之间的关系的图表。

图11是示出树脂层内的银粒子与银覆膜层热粘接的状态的剖面示意图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的一个实施方式。

[第一实施方式]

图1是示出作为本发明涉及的滑动部件的活塞1的侧视图。图1将覆膜层2的一部分剖开绘出。图2是示出活塞1的覆膜层2的侧剖视图。图2一并绘出了供活塞1往复运动的缸膛3的一部分。

如图1所示，活塞（滑动部件）1具备铝合金制的主体（基材）10。该主体10具备环槽脊部10A和裙部10B并形成为大致圆筒状，在主体10的位于裙部10B的位置的外周面（表面）11形成有覆膜层2。如图2所示，该覆膜层2具备与主体10的外周面11密合的银覆膜层21。

银覆膜层21形成相对于作为被滑动部件的铸铁制的缸膛3的内壁3A滑动的滑动面22，当活塞1（裙部10B）在箭头X方向移动时，该滑动面22经由润滑油（未图示）与缸膛3的内壁3A滑动接触（滑动）。

一般来说，银是硬度较软、热传导性优良的金属。因此，通过使银覆膜层21形成为活塞1的滑动面22，该银覆膜层21在初期运动时与缸膛3的内壁3A滑动接触时容易磨损（初始磨损）并变形，因此，能够简易地实现减少与内壁3A的摩擦的滑动特性优良的滑动面22。再有，能够将传递到银覆膜层21的热经由润滑油迅速地散发到外部，能够提高主体10的冷却效率。另外，该图2示意性地示出了覆膜层2，因此，并未示出银覆膜层21的厚度和凹部11A的大小（深度）各自的相对关系。

在主体10（裙部10B）的外周面11形成有细小的凹部11A。具体来说，凹部11A是通过喷丸法形成的，所述喷丸法是利用压缩空气等将调整为预定的粒径（例如，10μm）的投射材料朝向外周面11投射的方法。该凹部11A使主体10的外周面11的表面积增大，由此，主体10与银覆膜层21之间的接触面积增大，因此能够进一步提高所述主体10与银覆膜层21之间的密合性。

在浸渍于丙酮溶液内的状态下对主体10实施预定时间（10分钟）超声波清洗，除去附着在外周面11的油脂成分。在该情况下，优选在浸渍于丙酮溶液后将主体10浸渍在碱性或酸性的溶液中来除去在主体10的外周面11生成的氧化膜（氧化铝（Al2O3）。通过除去氧化膜（或者使膜厚变薄），能够提高主体10与银覆膜层21之间的密合性。

接着，在主体10的外周面11形成银覆膜层21。将调整为预定的纳米级别的平均粒径（1nm～80nm）的银粒子涂布在主体10的外周面11并加热，将这些银粒子与主体10接合，并使所述银粒子彼此分别热粘接，从而形成该银覆膜层21。具体来说，使上述的平均粒径的银粒子分散在作为极性溶剂的松油醇中，制作出调整为预定的粘度（例如，10cp）的料浆（悬浊溶液），并将该料浆涂覆（涂布）在主体10的外周面11上。在本实施方式中，利用采用400目的丝网（未图示）的丝网印刷法将上述料浆涂布在主体10的外周面11上。

接着，在涂布有该料浆的状态下，将该料浆和主体10加热，使料浆中的松油醇蒸发，并且使该料浆中的银粒子热粘接。具体来说，如图3A所示，料浆中的银粒子23分别以与其他银粒子23在切点23A相切的状态存在。当加热该料浆时，如图3B所示，银粒子23彼此在切点23A热粘接而一体化，从而形成银覆膜层21。

接着，对形成银覆膜层21时的加热温度条件进行说明。

图4是示出铝合金的比强度与加热温度之间的关系的图表。在该图4中，设0～200℃的铝合金的比强度（每单位重量的强度）为1.0，示出200℃以上的范围的变化。铝合金的强度通过洛氏硬度实验算出。

已知形成主体10的铝合金存在当温度上升时比强度降低的趋势。具体来说，如图4所示，在0～200℃的范围内，比强度保持1.0而不降低，但是，当达到200℃以上时，比强度存在逐渐降低的趋势。一般来说，在内燃机的活塞等严酷的环境下，对作为基材的铝合金有最低限度的强度要求。因此，申请人在将铝合金用于活塞等的情况下，按照公司内部标准确定该铝合金的比强度的下限值，相对于0～200℃的比强度1.0，该下限值被设定为0.85。由此，在本实施方式中，铝合金的加热温度被设定为与大于比强度的下限值0.85的比强度0.9对应的240℃以下。

图5是示出与含有银粒子的料浆的加热温度的变化相对的、料浆重量和所产生的热量的变化的图表。

如该图5所示，料浆的产生热量在加热温度为160℃～200℃之间增大并在185℃达到峰值。这表示，在该温度带内，产生了料浆中的银粒子热粘接（聚合）时的反应热，换言之，通过加热至所述160℃～200℃，能够使料浆中的银粒子彼此热粘接而形成银覆膜层21。

因此，在本结构中，使加热温度处于160℃～240℃的范围内，优选处于160℃～200℃的范围内，由此，能够使调整为纳米级别的银粒子热粘接，而不会使主体10（基材）的比强度降低。

另一方面，料浆的重量虽然自加热温度为80℃左右起减小并在140℃附近减小度变小，不过在180℃附近再次减小，并在200℃附近达到大致平稳。其减少量是作为极性溶剂的松油醇的溶剂重量W，优选在加热温度达到200℃时所有的溶剂基本都蒸发。而且，在本结构中，由于将料浆在常温下涂覆在主体10的外周面11，因此优选溶剂在该常温下不易蒸发。在本实施方式中，采用松油醇作为极性溶剂，如图5所示，该松油醇在常温环境下的重量变化较小。因此，在涂覆作业工序中，料浆中的溶剂蒸发而使得料浆的粘度或浓度变化的情况较少，因此涂覆工序中的不均减少，能够进行品质稳定的涂覆。而且，松油醇在加热至200℃的状态下基本全部蒸发，因此能够提高银覆膜层21中的银的比率。而且，在本结构中，采用作为极性溶剂的松油醇形成银粒子的料浆。松油醇具有极性，因而提高了与水的亲和性，因此，在将采用松油醇的料浆涂覆到主体10的外周面11上时，所述料浆与吸附在该外周面11的水分子的亲和性也提高，由此，特别是在湿度不受控制的作业环境化，也能够形成均匀的银覆膜层21。

在本实施方式中，作为极性溶剂，采用了为乙醇类溶剂的松油醇，然而并不限定于此，同样也可以采用为乙醇类溶剂的壬醇或乙二醇、为水类溶剂的PGMEA（propyleneglycol monomethyl ether acetate，乙酸丙二醇单甲基醚酯）、或者为酮类溶剂的甲乙酮。在该情况下，无论使用哪一种溶剂，都具备下述特性：在常温下基本不蒸发，而在加热至用于生成银覆膜层21的加热温度即160℃～240℃时基本全部蒸发。

接着，对料浆中的银粒子的粒径进行说明。

图6是示出银粒径与银纯度及接合强度比之间的关系的图表。在此，银纯度是指每单位体积的银覆膜层21中存在的金属银的体积的比率。并且，接合强度比表示由预定的平均基准粒径（在本结构中为20nm）的银粒子形成的基准的银覆膜层的接合力与由平均粒径不同的银粒子形成的各银覆膜层的接合力的比。在本结构中，在翻滚（tumbling）试验后进行带剥离试验，通过对此时从主体剥离并附着于带的粘接面的银覆膜的面积分别进行比较从而求得接合强度比。如果附着于带的银覆膜的面积相对于该带的面积较小，则接合力（机械强度）相应地较强。一般来说，对于活塞等在严酷的环境下使用的部件，调整为附着于带的银覆膜的面积比在10%以下。而且，翻滚试验指的是下述试验：将几kg的量的直径为2～5mm的钢球与评价用的工件（在此为施加了银覆膜的主体10）放入到圆筒容器内后，使圆筒容器以50～100rpm旋转20～30min，使钢球撞击工件的表面，故意对银覆膜造成伤害。

银纯度及接合强度比都与银粒子23的平均粒径紧密相关。银纯度存在着银粒子23的平均粒径越大银纯度就越低的趋势。当银粒子23的平均粒径增大时，这些银粒子之间的间隙增大，在将银粒子热粘接时在银覆膜层21中存在的空隙增大。因此，银纯度降低，银覆膜层21的热传导度降低，滑动性变差。

因此，为了确保适于滑动的预定的热传导度，需要使银纯度在预定的阈值（银纯度为90%）以上。因此，在本结构中，通过使银粒子23的平均粒径在1nm～80nm的范围内，能够形成热传导性高的银覆膜层21。

另一方面，接合强度比存在着银粒子23的平均粒径越大接合强度比就越大的趋势，当银粒子23的平均粒径减小时，银粒子23与主体10之间的接合力降低，从而变得容易发生银覆膜层21的剥离。对于在像在缸膛3内往复移动的活塞1那样在严酷的环境下滑动的部件形成的银覆膜层21，要求具有优良的机械强度（接合强度）。因此，在本结构中，使银粒子23的平均粒径在30nm～80nm范围内，从而实现接合强度比高的银覆膜层21。通过采用该范围内的银粒子23，能够提高主体10与银覆膜层21之间的接合力，并且能够将该银覆膜层21中的银纯度保持在适于滑动的预定的基准值以上，能够形成兼具银覆膜层21的密合性和热传导性的活塞1。

并且，在本实施方式中，使用调配有平均粒径为30nm和80nm的银粒子的料浆形成银覆膜层21。由此，平均粒径30nm的银粒子提高热传导性，并且平均粒径80nm的银粒子提高接合力，因此能够形成进一步提高银覆膜层21的密合性和热传导性的活塞1。

另外，如图2所示，银覆膜层21被设定为，该银覆膜层21的厚度t在1μm～20μm的范围。这是因为，该银覆膜层21的厚度t比1μm薄的话则难以采用丝网印刷法，并且，比1μm薄的话，主体10会露出而无法平滑地形成滑动面22。另一方面，是因为，即使银覆膜层21的厚度t比20μm厚，也仅会增加施工成本，而滑动特性没有大的变化。并且，已知银覆膜层21的厚度t在上述的范围中能够实现充分小的摩擦。因此，在本实施方式中，使银覆膜层21的厚度t在1μm～20μm范围内，因此能够以廉价的结构形成具备借助银覆膜层21使得摩擦较小的滑动面22的活塞1。

以上，如所说明的那样，根据第一实施方式，是在由铝合金构成的主体10的外周面11使银成膜而形成滑动面22的活塞1的制造方法，将使银粒子23分散于松油醇中而形成的料浆涂覆在主体10的外周面11，加热该涂覆的料浆和主体10，除去该料浆中的松油醇，并且使银粒子23彼此热粘接而形成滑动面22，因此能够简单地形成该银覆膜层21，并且能够使该银覆膜层21与主体10通过分子间力牢固地接合在一起。因此，不像现有的电镀法那样在制造工艺中使用有害物质，就能够提高银覆膜层21与主体10之间的密合性，能够简单地形成施加有机械强度优良的银覆膜层21的活塞1。并且，通过使银粒子23分散在松油醇中，能够形成均匀的银覆膜层21。

另外，根据第一实施方式，使银粒子23的平均粒径在30nm～80nm的范围内，因此，能够提高主体10与银覆膜层21之间的接合力，并且能够保证该银覆膜层21中的银纯度在适于滑动的预定的基准值以上，能够形成兼具银覆膜层21的密合性和热传导性的活塞1。

另外，根据第一实施方式，由于使进行加热时的加热温度在160℃～240℃的范围内，因此，不使主体10的比强度降低就能够使银粒子23热粘接而形成银覆膜层21。

另外，根据第一实施方式，在实施涂覆之前，除去主体10的外周面11的氧化膜的至少一部分，因此，在该外周面11形成了铝合金的新生面，因此提高了该新生面与银覆膜层21之间的密合性。

另外，根据第一实施方式，在实施涂覆之前，在外周面11的至少一部分形成凹部11A，因此能够增大主体10的表面积，能够进一步提高该主体10与银覆膜层21之间的密合性。

另外，根据第一实施方式，涂覆是通过丝网印刷法进行的，因此能够将分散有银粒子23的料浆简单地涂覆到主体10的外周面11上。

另外，根据第一实施方式，在具备在缸膛3内滑动的滑动面22的活塞22中，在由铝合金构成的主体10的外周面11具备构成滑动面22的银覆膜层21，并且，将使银粒子23分散于松油醇中而形成的料浆涂覆在主体10的外周面11，加热该涂覆的料浆和主体10，除去该料浆中的松油醇，并且使银粒子23彼此热粘接而形成该银覆膜层21，因此，能够简单地形成该银覆膜层21，并且使该银覆膜层21与主体10通过分子间力牢固地接合在一起。因此，不在制造工艺中使用有害物质，就能够提高所述银覆膜层21与主体10之间的密合性，能够简单地形成施加有机械强度优良的银覆膜层21的活塞1。并且，通过使银粒子23分散在松油醇中，能够形成均匀的银覆膜层21。

因此，根据第一实施方式，使银覆膜层21的厚度t在1μm～20μm范围内，因此能够以廉价的结构形成具备因银覆膜层21而使得摩擦较小的滑动面22的活塞1。

[第二实施方式]

图7是示出作为第二实施方式涉及的滑动部件的活塞100的侧视图。图7将覆膜层102的一部分剖开绘出。图8是示出活塞100的覆膜层102的侧剖视图。图8一并绘出了供活塞100往复运动的缸膛3的一部分。

如图8所示，活塞（滑动部件）100具备铝合金制的主体（基材）10。该主体10具备环槽脊部10A和裙部10B并形成为大致圆筒状，在主体10的位于裙部10B的位置的外周面（表面）11形成有覆膜层102。该覆膜层102具备与主体10的表面密合的树脂层120以及与该树脂层120的外周面（表面）120A密合的银覆膜层121，该银覆膜层121形成相对于作为被滑动部件的铸铁制的缸膛3的内壁3A滑动的滑动面122。当活塞100（裙部10B）在箭头X方向移动时，该滑动面122经由润滑油（未图示）与缸膛3的内壁3A滑动接触（滑动）。另外，该图8示意性地示出了覆膜层102，因此，并未示出树脂层120和银覆膜层121的厚度、凹部11A的大小（深度）以及树脂层120内的银粒子125（后述）的粒径各自的相对关系。

在主体10（裙部10B）的外周面11形成有细小的凹部11A。具体来说，凹部11A是通过喷丸法形成的，所述喷丸法是利用压缩空气等将调整为预定的粒径（例如，10μm）的投射材料朝向外周面11投射的方法。该凹部11A用于使主体10的外周面11与树脂层120之间的接触面积增大。由此，当在主体10的外周面11形成树脂层120时，该树脂层120进入到凹部11A，发挥所谓的锚定效果，从而能够提高主体10与树脂层120之间的密合性。

在浸渍于丙酮溶液内的状态下对主体10施加预定时间（10分钟）超声波清洗，除去附着在外周面11的油脂成分，然后在该外周面11形成树脂层120。而且，在本结构中，在形成树脂层120之前，优选将形成于外周面11的氧化膜的至少一部分除去。由此，由于在主体10的外周面11形成铝合金的新生面，因此该新生面与树脂层120之间的密合性提高。

树脂层120是在作为耐热性优良的热固化性的树脂材料的聚酰胺亚胺树脂124内混合银粒子125而成的，所述银粒子125被调整为预定的平均粒径（1μm～30μm）。将含有银粒子125的聚酰胺亚胺树脂124涂布在主体10的外周面11，使该聚酰胺亚胺树脂124固化，从而形成树脂层120。该树脂层120作为使基材即活塞1的主体10与作为滑动面122的银覆膜层121密合的中间接合层发挥作用，该树脂层120的厚度t1被设定为1μm～6μm。设定为该范围的理由是，若树脂层120的厚度t1大于6μm，则容易因与温度变化相伴的收缩而在树脂层120产生裂纹等。在本结构中，银粒子125的平均粒径的最大值被设定为比树脂层120的厚度t1大，如图8所示，银粒子125从树脂层120的外周面120A突出。因此，在后述的银覆膜层121的形成过程中，银粒子125具有与银覆膜层121热粘接来提高该银覆膜层121与树脂层120之间的密合性的功能。

在第二实施方式中，作为树脂材料采用聚酰胺亚胺树脂，然而并不限定于此，同样可以采用作为亚胺类树脂的聚酰亚胺、作为环氧类树脂的环氧树脂、或者作为尼龙类树脂的尼龙6、尼龙6.6。

银覆膜层121是使调整为预定的平均粒径（1nm～80nm）的银粒子分别热粘接而形成的。具体来说，使上述的平均粒径的银粒子分散在作为极性溶剂的松油醇中，制作出调整为预定的粘度（例如，10cp）的料浆（悬浊溶液），并通过丝网印刷法将该料浆涂覆（涂布）在主体120的外周面120A上。在本实施方式中，隔着400目的丝网将料浆涂布到树脂层120的外周面120A上。

接着，在涂布有该料浆的状态下，将该料浆、树脂层120和主体10加热，使料浆中的松油醇蒸发，并且使该料浆中的银粒子热粘接。这一点与上述的第一实施方式的图3A和图3B相同，因此省略说明。

而且，对于在该第二实施方式中形成银覆膜层121时的加热温度条件以及所使用的极性溶剂，由于与上述的第一实施方式相同，因此省略说明。

接着，对料浆中的银粒子的粒径进行说明。

图9是示出银粒径与银纯度之间的关系的图表。如在上述第一实施方式中说明的那样，当银纯度降低时，与此相伴地银覆膜层121的热传导度降低，滑动性变差，因此为了确保适于滑动的预定的热传导度，需要使银纯度在预定的阈值（银纯度为90%）以上。因此，在第二实施方式中，将银粒子23的平均粒径设定在1nm～80nm的范围内。由此，即使设定为最大的平均粒径80nm，也能够确保银覆膜层121中的银纯度在适于滑动的预定的基准值以上，能够形成热传导度高的活塞100。

另外，在上述的第一实施方式中，在平均粒径过小的情况下，与主体10之间的接合力降低，容易发生银覆膜层21的剥离，因此将平均粒径设在30nm～80nm的范围内。然而，在该第二实施方式中，由于在主体10与银覆膜层121之间夹设有树脂层120，因此即使采用平均粒径较小（1nm～30nm）的银粒子23，也能够利用树脂层120将主体10与银覆膜层121稳固地接合。

另外，与上述的第一实施方式的银覆膜层21的厚度t1同样地，银覆膜层121的厚度t2被设定为1μm～20μm的范围。

接着，对银覆膜层121与树脂层120之间的接合结构进行说明。

图10是示出树脂层120内的银粒子125的粒径与银覆膜层121－树脂层120间的接合力之间的关系的图表。图11是示出树脂层120内的银粒子125与银覆膜层121热粘接的状态的剖面示意图。

该银覆膜层121与树脂层120之间的接合力，采用称为压痕试验的方法，将触芯以预定载荷向覆膜按压，在触芯贯通该覆膜的状态下，根据从触芯末端到使触芯向垂直方向移动时的触芯移位量测定发生剥离的力，从而测定接合强度。

如上所述，银覆膜层121与树脂层120通过该树脂层120中的银粒子125在形成银覆膜层121时与料浆中的银粒子23（图3）热粘接而密合在一起。具体来说，如图11所示，在树脂层120的外周面120A露出的银粒子125在露出面125A处与银覆膜层121（形成银覆膜层121的银粒子23）热粘接，从而银覆膜层121与树脂层120密合在一起。在此，在第二实施方式中，树脂层120含有的银粒子125的平均粒径被设定为4μm～30μm的范围内。在树脂层120中的银粒子125的平均粒径小于4μm的情况下，由于该银粒子125与形成银覆膜层121的银粒子23之间的接触面积变小，因此如图10所示，树脂层120与银覆膜层121之间的接合力降低。另一方面，在树脂层120中的银粒子125的平均粒径大于30μm的情况下，该银粒子125难以在树脂层120中分散。因此，在第二实施方式中，通过使树脂层120中的银粒子125的平均粒径在4μm～30μm范围内，能够提高该树脂层120中的银粒子125与银覆膜层121之间的接合力。

在此，在设银粒子125的平均粒径为30μm的情况下，该银粒子125从在树脂层120的外周面120A形成的银覆膜层121的滑动面122突出。该情况下，该突出的部分在初期运动时与缸膛3的内壁3A滑动接触而磨损（初期磨损），因此滑动面122形成为减少了与内壁3A的摩擦的面。

以上，如所说明的那样，根据第二实施方式，是一种在由铝合金构成的主体10的外周面11使银成膜而形成滑动面122的活塞100的制造方法，在主体10的外周面11形成含有银粒子125的树脂层120，将使银粒子23（图3）分散在松油醇中而得到的料浆涂覆在树脂层120上，将该涂覆的料浆、树脂层120和主体10加热至160℃～240℃的范围，使树脂层120中的银粒子125与料浆中的银粒子23热粘接并且使该料浆中的银粒子23彼此热粘接，从而而形成滑动面122，因此银覆膜层121与主体10经由树脂层120接合在一起。因此，不像现有的电镀法那样在制造工艺中使用有害物质，就能够提高所述主体10与银覆膜层121之间的密合应力，能够简单地形成施加有机械强度优良的银覆膜层121的活塞100。并且，根据第二实施方式，由于使料浆中的银粒子23与树脂层120中的银粒子125热粘接来形成银覆膜层121，因此能够提高该银覆膜层121与树脂层120之间的接合力。

另外，根据第二实施方式，使分散在松油醇中的银粒子23的平均粒径在1nm～80nm的范围内，因此，即使是设定为最大的平均粒径80nm，也能够将银覆膜层121中的银纯度保持在适于滑动的预定的基准值以上，能够形成热传导度高的活塞100。

另外，根据第二实施方式，使树脂层120含有的银粒子125的平均粒径在4μm～30μm范围内，因此能够提高该树脂层120中的银粒子125与银覆膜层121之间的接合力。

另外，根据第二实施方式，由于使进行加热时的加热温度在160℃～240℃的范围内，因此，不使主体10的比强度降低就能够使银粒子23热粘接而形成银覆膜层121。

另外，根据第二实施方式，在形成树脂层120之前，在主体10的外周面11的至少一部分形成凹凸，因此，增大了主体10的外周面11与树脂层120之间的接触面积，并且该树脂层120进入到凹部11A，发挥了所谓的锚定效果，从而能够提高主体10与树脂层120之间的密合性。

另外，根据第二实施方式，涂覆是通过丝网印刷法进行的，因此能够将分散有银粒子23的料浆简单地涂覆到树脂层120上。

另外，根据第二实施方式，在具备用于在缸膛3内滑动的滑动面122的活塞1中，所述活塞1在由铝合金构成的主体10的外周面11具备含有银粒子125的树脂层120，在该树脂层120上形成构成滑动面122的银覆膜层121，并且使该银覆膜层121与树脂层120中的银粒子125热粘接，因此，银覆膜层121与主体10经由树脂层120接合起来，并且使该树脂层120中的银粒子125与银覆膜层121热粘接，从而能够提高所述主体10与银覆膜层121之间的密合应力，能够简单地形成施加有机械强度优良的银覆膜层121的活塞100。

因此，根据第二实施方式，使银覆膜层121的厚度t2在1μm～20μm的范围内，因此能够以廉价的结构形成具备因银覆膜层121而使得摩擦较小的滑动面122的活塞100。

另外，本发明并不限于上述的第一和第二实施方式，当然能够不脱离本发明的主旨地采取各种结构。例如，在上述的第一和第二实施方式中，对用铝合金形成活塞1、100的主体10的结构进行了说明，当然也可以用金属铝形成该主体10。

此外，在第一和第二实施方式中，作为滑动部件，对在活塞1、100的裙部10B形成银覆膜层21、121的结构进行了说明，然而并不限定于此，也可以将该银覆膜层21、121形成在曲轴、轴衬、凸轮轴等的滑动面。

标号说明

1、100：活塞（滑动部件）；

2、102：覆膜层；

3：缸膛（被滑动部件）；

3A：内壁；

10：主体（基材）；

10A：环槽脊部；

10B：裙部；

11：外周面（表面）；

11A：凹部；

21、121：银覆膜层；

22、122：滑动面；

23：银粒子；

120：树脂层；

120A：外周面；

124：聚酰胺亚胺树脂；

125：银粒子；

125A：露出面。

Claims (20)

1.一种滑动部件的制造方法，所述滑动部件的制造方法在由铝或铝合金构成的基材的表面使银成膜来形成滑动面，所述滑动部件的制造方法的特征在于，

将使银粒子分散于极性溶剂中而得到的悬浊溶液涂覆在所述基材的表面，加热该涂覆的悬浊溶液和所述基材，除去所述悬浊溶液中的所述溶剂，并且使所述银粒子彼此热粘接而形成所述滑动面。

2.根据权利要求1所述的滑动部件的制造方法，其特征在于，所述银粒子的平均粒径在30nm～80nm的范围内。

3.根据权利要求1所述的滑动部件的制造方法，其特征在于，在施加所述涂覆前，除去所述表面的氧化膜的至少一部分。

4.根据权利要求1所述的滑动部件的制造方法，其特征在于，在施加所述涂覆前，在所述表面的至少一部分形成凹凸。

5.一种滑动部件的制造方法，所述滑动部件的制造方法在由铝或铝合金构成的基材的表面使银成膜来形成滑动面，所述滑动部件的制造方法的特征在于，

在所述基材的表面形成含有银粒子的树脂层，

将使银粒子分散于极性溶剂中而得到的悬浊溶液涂覆在所述树脂层上，

加热该涂覆的所述悬浊溶液、所述树脂层和所述基材，使所述树脂层中的银粒子与所述悬浊溶液中的银粒子热粘接并且使所述悬浊溶液中的银粒子彼此热粘接，从而形成所述滑动面。

6.根据权利要求5所述的滑动部件的制造方法，其特征在于，分散在所述极性溶剂中的所述银粒子的平均粒径在1nm～80nm的范围内。

7.根据权利要求5所述的滑动部件的制造方法，其特征在于，所述树脂层含有的所述银粒子的平均粒径在4μm～30μm的范围内。

8.根据权利要求5所述的滑动部件的制造方法，其特征在于，所述树脂层采用亚胺类树脂、环氧类树脂、尼龙类树脂中的任意一种而形成。

9.根据权利要求5所述的滑动部件的制造方法，其特征在于，在形成所述树脂层前，除去所述表面的氧化膜的至少一部分。

10.根据权利要求5所述的滑动部件的制造方法，其特征在于，在形成所述树脂层前，在所述表面的至少一部分形成凹凸。

11.根据权利要求1或5所述的滑动部件的制造方法，其特征在于，进行所述加热时的加热温度为160℃～240℃。

12.根据权利要求1或5所述的滑动部件的制造方法，其特征在于，作为所述极性溶剂，采用乙醇类溶剂、水类溶剂、酮类溶剂中的任意一种。

13.根据权利要求1或5所述的滑动部件的制造方法，其特征在于，所述涂覆通过丝网印刷法进行。

14.根据权利要求1或5所述的滑动部件的制造方法，其特征在于，所述滑动部件为活塞。

15.一种滑动部件，所述滑动部件具备用于在被滑动部件内滑动的滑动面，所述滑动部件的特征在于，

所述滑动部件在由铝或铝合金构成的基材的表面具备构成所述滑动面的银覆膜层，将使银粒子分散于极性溶剂中而得到的悬浊溶液涂覆在所述基材的表面，加热该涂覆的悬浊溶液和所述基材，除去所述悬浊溶液中的所述溶剂，并且使所述银粒子彼此热粘接而形成该银覆膜层。

16.一种滑动部件，所述滑动部件具备用于在被滑动部件内滑动的滑动面，所述滑动部件的特征在于，

所述滑动部件在由铝或铝合金构成的基材的表面具备含有银粒子的树脂层，在该树脂层上形成构成所述滑动面的银覆膜层，并且使该银覆膜层与所述树脂层中的银粒子热粘接。

17.根据权利要求15或16所述的滑动部件，其特征在于，所述银覆膜层的厚度在1μm～20μm的范围内。

18.根据权利要求15所述的滑动部件，其特征在于，在所述基材的表面形成有凹凸，在所述凹凸上形成有所述银覆膜层。

19.根据权利要求16所述的滑动部件，其特征在于，在所述基材的表面形成有凹凸，在所述凹凸上形成有所述树脂层和所述银覆膜层。

20.根据权利要求16所述的滑动部件，其特征在于，所述树脂层由亚胺类树脂、环氧类树脂、尼龙类树脂中的任意一种构成。

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