CN104955984A - 滑动构件和其制造方法 - Google Patents

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Abstract

滑动构件具有：基材；形成于基材的表面上的、以铬为主要成分的硬质镀铬层；和形成于硬质镀铬层上的、主要由碳元素构成的硬质碳层。硬质镀铬层的氢浓度为150质量ppm以下。滑动构件的制造方法为以下制造方法：制作上述滑动构件时，对在表面上形成有以铬为主要成分的硬质镀铬层的基材的表面在250℃以上的温度下进行加热处理，使硬质镀铬层的氢浓度为150质量ppm以下，之后在硬质镀铬层上形成主要由碳元素构成的硬质碳层。

Description

滑动构件和其制造方法
技术领域
本发明涉及滑动构件和其制造方法。更详细而言，本发明涉及在基材的表面上依次层叠形成有规定的硬质镀铬层和硬质碳层的滑动构件和其制造方法。
背景技术
目前，提出了显示出极优异的低摩擦性、且发挥出与现有钢材料与有机钼化合物的组合相比还优异的节省燃油消耗效果的汽车发动机用活塞环(参见专利文献1。)。
对于该汽车发动机用活塞环，具有在润滑油的存在下发生滑动的滑动部的汽车发动机用活塞环中，在滑动部的滑动面上覆盖有包含25原子％以下的氢原子的硬质碳薄膜。另外，对该汽车发动机用活塞环，通过在覆盖硬质碳薄膜之前的滑动部的滑动面进行镀铬处理的基底处理，从而硬质碳薄膜的密合性得到提高、耐久性得到提高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-2888号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，本发明人等的研究中，即使为上述专利文献1所述的汽车发动机用活塞环，也存在如下改善的余地：在以高速滑动、且施加高的载荷的环境下需要进一步提高耐剥离性。
本发明是鉴于这样现有技术存在的问题而作出的。而且，本发明的目的在于，提供能够实现优异的耐剥离性的滑动构件和其制造方法。
用于解决问题的方式
本发明人等为了达成上述目的而反复深入研究。于是，其结果发现：通过在基材的表面上依次层叠形成规定的硬质镀铬层和硬质碳层，从而可以达成上述目的，至此完成了本发明。
即，本发明的滑动构件具有：基材；形成于基材的表面上的、以铬为主要成分的硬质镀铬层；和形成于硬质镀铬层上的、主要由碳元素构成的硬质碳层。而且，本发明的滑动构件中，硬质镀铬层的氢浓度为150质量ppm以下。
另外，本发明的滑动构件的制造方法为制作上述本发明的滑动构件的方法的一个方式。而且，本方式中，对在表面上形成有以铬为主要成分的硬质镀铬层的基材的表面在250℃以上的温度下进行加热处理，使硬质镀铬层的氢浓度为150质量ppm以下，之后在硬质镀铬层上形成主要由碳元素构成的硬质碳层。
发明的效果
根据本发明，采用如下的技术方案，即，具有：基材；形成于基材的表面上的、以铬为主要成分的硬质镀铬层；和形成于硬质镀铬层上的、主要由碳元素构成的硬质碳层，硬质镀铬层的氢浓度为150质量ppm以下。因此，可以提供能够实现优异的耐剥离性的滑动构件和其制造方法。
附图说明
图1为示出本发明的一个方式的滑动构件的概要的说明图。
图2为示出加热处理温度与镀铬层的硬度和磨耗量的关系的曲线图。
图3为示出本发明的一个方式的滑动构件的一例即活塞环的一例的俯视图(a)和部分截面图(b)。
图4为示出本发明的一个方式的滑动构件的一例即活塞环的另一例的俯视图(a)和部分截面图(b)。
图5为示出实施例1的滑动构件的表面状态的扫描型电子显微镜照片。
图6为示出实施例2的滑动构件的表面状态的扫描型电子显微镜照片。
图7为示出比较例1的滑动构件的表面状态的扫描型电子显微镜照片。
图8为示出比较例3的滑动构件的表面状态的扫描型电子显微镜照片。
具体实施方式
以下，边参照附图边对本发明的一个方式的滑动构件和其制造方法详细地进行说明。需要说明的是，以下的方式中引用的附图的尺寸比率为了便于说明而被夸张，有时与实际的比率不同。
图1为示出本发明的一个方式的滑动构件的概要的说明图。如图1所示，本方式的滑动构件1具有：基材2；形成于基材2的表面上的、以铬为主要成分的硬质镀铬层4；和形成于硬质镀铬层4上的、主要由碳元素构成的硬质碳层6。而且，本发明中，硬质镀铬层4的氢浓度为150质量ppm以下。
本发明人等对在基材上层叠形成有硬质镀铬层和硬质碳层的滑动构件中的硬质碳层的耐剥离性进行了研究，结果发现：根据作为基底的硬质镀铬层的性状而耐剥离性的性能发生较大变化。
即，在硬质镀铬层上形成硬质碳层时，由于硬质镀铬层被暴露于真空下、高温下、进而该两者的环境下，所以硬质镀铬层中存在的氢以气体的形式被释放，释放出的氢抑制碳向硬质镀铬层的附着。其结果发现，硬质镀铬层与硬质碳层的密合性降低。
而且，进一步进行研究的结果发现，在硬质碳层的形成之前对在表面上形成有以铬为主要成分的硬质镀铬层的基材的表面在250℃以上的温度下进行加热处理，使硬质镀铬层的氢浓度为150质量ppm以下，由此硬质镀铬层与硬质碳层的密合性明显提高。
另外，可以认为硬质镀铬层的氢浓度越少越优选，但硬质镀铬层在形成阶段包含大量的氢。而且，通过加热处理使氢释放的情况下，越提高加热处理的温度，则可以使氢越多地释放。然而，如图2的示出加热处理温度与镀铬层的硬度和磨耗量的关系的曲线图可知，在400℃以上进行加热处理的情况下，镀铬层的硬度降低，镀铬层的耐磨耗性降低，因此，优选在低于400℃的温度下进行加热处理。
此处，从发挥优异的耐剥离性的观点出发，本发明的滑动构件可以在润滑剂的存在下或润滑剂的不存在下(所谓干式条件)中任意一种条件下使用。然而，从能够利用硬质碳层的表面上的润滑剂的基剂(例如基础油)、添加剂的吸附而发挥低摩擦性，更进一步抑制剥离的观点出发，优选在润滑剂的存在下(润滑剂中)使用。
另外，作为滑动构件，可以举出：4循环、2循环发动机等各种内燃机(特别是汽车发动机)等气门传动系统的滑动构件、吸排气系统的滑动构件、驱动系统的滑动构件。然而，并不限定于此，还可以举出：制冷剂压缩机的可变斜板、旋转叶片等。
作为气门传动系统、吸排气系统的滑动构件，例如可以举出：活塞环、活塞销、活塞(或活塞裙(活塞裙是指活塞的裙部。))、气缸(或气缸套)、柱塞、止回阀、气门导管、连杆、衬套、曲轴、凸轮凸角、凸轮曲柄、摇臂、气门弹簧、垫片、挺杆、叶轮泵的旋转叶片、叶轮泵的外壳、正时链条、链轮、链条导板(或链条引导件(chain guide shoe))、链条张紧器(或链条张紧件(chain tension shoe))等。
作为驱动系统的滑动构件，例如可以举出：自动变速机、无级变速机、手动变速机、终减速机等的齿轮、排档(gear)、链条、带(belt)、滚动轴承、滑动轴承、油泵等。
另外，作为本发明中的基材，不仅可以使用由高纯度的铁构件、铝构件、钛构件构成的基材，还可以使用由不锈钢(铁钢材)等铁合金构件、铜合金构件、铝合金构件、镁合金构件、钛合金构件等金属构件构成的基材。进而，还可以使用由各种橡胶、塑料等树脂构件、陶瓷构件、碳构件等非金属构件构成的基材。从能够易于适用于现有的机械/装置等的滑动部、而且在各个领域中广泛地有利于节省能源对策的方面出发，特别优选铁合金构件、铝合金构件、镁合金构件。进而，对这些金属构件、非金属构件实施了各种薄膜涂布而成的构件也是有用的。例如可以举出对铁合金构件、铝合金构件、镁合金构件、钛合金构件等实施了氮化钛(TiN)、氮化铬(CrN)等薄膜涂布而成的构件。
作为铁合金构件，例如优选使用铁基合金，所述铁基合金包含作为合金元素的镍、铜、锌、铬、钴、钼、铅、硅或钛、或它们的任意组合。可以使用例如高碳铬轴承钢(JIS G4805中被规定为SUJ2。)、合金工具钢、渗碳钢、低合金冷硬铸铁、调质碳钢、淬火钢等。具体而言，可以举出：JIS中规定的镍铬钢(SNC415、SNC815)、镍铬钼钢(SNCM220、SNCM415、SNCM420、SNCM616、SNCM815)、铬钢(SCr415、SCr420)、铬钼钢(SCM415、SCM418、SCM420、SCM421、SCM822)、锰钢(SMn420)、锰铬钢(SMnC420)等，但不限定于此。
另外，铁构件、铁合金构件的表面硬度以洛氏硬度(C级)计优选为HRC45～60。上述情况下，例如即使如凸轮从动构件那样在700MPa左右的高表面压力下的滑动条件下，也可以维持硬质碳层的耐久性，因此是有效的。表面硬度小于HRC45时，有时在高表面压力下发生弯曲而易于剥离。
进而，铁构件、铁合金构件的表面粗糙度以算术平均粗糙度Ra计为0.1μm以下时，从滑动的稳定性的方面出发是适合的。超过0.1μm时，有时局部形成划痕，导致摩擦系数的大幅提高。
另外，作为铝合金构件，例如优选使用包含4～20质量％的硅(Si)、1.0～5.0质量％的铜(Cu)的亚共晶铝合金或过共晶铝合金。具体而言，可以举出JIS中规定的AC2A、AC8A、ADC12、ADC14等。
另外，铝构件、铝合金构件的表面硬度以布氏硬度计优选为HB80～130。如果铝构件、铝合金构件的表面硬度不在上述范围内，则在小于HB80时，有时铝构件、铝合金构件易于发生磨耗。
进而，铝构件、铝合金构件的表面粗糙度以算术平均粗糙度Ra计为0.1μm以下时，从滑动的稳定性的方面出发是适合的。超过0.1μm时，有时局部形成划痕，导致摩擦系数的大幅提高。
另外，作为镁合金构件，例如优选使用：镁-铝-锌(Mg-Al-Zn)系、镁-铝-稀土金属(Mg-Al-REM)系、镁-铝-钙(Mg-Al-Ca)系、镁-锌-铝-钙(Mg-Zn-Al-Ca)系、镁-铝-钙-稀土金属(Mg-Al-Ca-REM)系、镁-铝-锶(Mg-Al-Sr)系、镁-铝-硅(Mg-Al-Si)系、镁-稀土金属-锌(Mg-REM-Zn)系、镁-銀-稀土金属(Mg-Ag-REM)系或镁-钇-稀土金属(Mg-Y-REM)系、或它们的任意组合的镁合金构件。具体而言，可以举出：ASTM中规定的AZ91、AE42、AX51、AXJ、ZAX85、AXE522、AJ52、AS21、QE22、WE43等。
另外，镁构件、镁合金构件的表面硬度以布氏硬度计优选为HB45～95。如果镁构件、镁合金构件的表面硬度不在上述范围内，则在小于HB45时，有时镁构件、镁合金构件易于发生磨耗。
进而，镁构件、镁合金构件的表面粗糙度以算术平均粗糙度Ra计为0.1μm以下时，从滑动的稳定性的方面出发是适合的。超过0.1μm时，有时局部形成划痕，导致摩擦系数的大幅提高。
进而，作为本发明中的硬质镀铬层，可以举出以铬作为主要成分的硬质镀铬层。此处，“以铬作为主要成分”是指，镀层中的铬含量为50质量％以上。硬质镀铬层的组成根据镀浴的种类、电沉积条件而有时稍有不同，通常，氢0.03～0.1质量％、氧0.2～0.5质量％、剩余部分为铬。本发明的滑动构件中的硬质镀铬层的氢浓度必须为150质量ppm以下，优选为10质量ppm以上且140质量ppm以下，更优选为25质量ppm以上且110质量ppm以下。需要说明的是，将氢浓度设为10质量ppm以上且140质量ppm以下时，优选将加热处理温度设为260℃以上且低于400℃，将氢浓度设为25质量ppm以上且110质量ppm以下时，优选将加热处理温度设为290℃以上且360℃以下。
另外，由后述的化学气相合成(CVD)法、物理气相合成(PVD)法形成的硬质碳层与镀覆等表面处理相比，硬质碳层本身的内部应力高、硬质碳层的硬度明显高。因此，适用于机械部件的滑动构件时，有硬质碳层自基材剥离、或者产生硬质碳层的裂缝的可能性。然而，通过利用基底处理形成硬质镀铬层，能够维持硬质碳层与基材的密合性且缓和内部应力，从而得到改善。
进而，硬质镀铬层的表面硬度以10g载荷下的显微维氏硬度计通常为800～1000HV左右，为700HV以上是适合的，为750HV以上是更适合的，为800HV以上是进一步适合的。
进而，硬质镀铬层的厚度优选为0.05～200μm、更优选为0.3～100μm。需要说明的是，厚度小于0.05μm时，易于磨掉。有摩擦降低效果与初始磨耗相比迅速丧失的可能性。相反地，如果厚度超过200μm，则层内的残留应力变大，有自基材剥离的可能性。
另外，作为本发明中的硬质碳层，可以举出：主要由碳元素构成的结晶质或非晶质的硬质碳层。作为结晶质的硬质碳层，可以举出包含金刚石的硬质碳层。另外，作为非晶质的硬质碳层，可以举出：碳彼此的键合方式包含金刚石结构(SP3键)和石墨结构(SP2键)这两者的硬质碳层、以石墨结构(SP2键)为主体的硬质碳层等被称为所谓类金刚石碳(DLC)的硬质碳层。作为非晶质的、碳彼此的键合方式包含金刚石结构(SP3键)和石墨结构(SP2键)这两者的硬质碳层的具体例，可以举出：仅包含碳元素(不含氢)的无定形碳(amorphous Carbon(a-C))、含有氢的氢无定形碳(a-C：H)、包含一部分钛(Ti)、钼(Mo)等金属元素的金属无定形碳(MeC)等。另外，可以举出：非晶质的、碳彼此的键合方式以金刚石结构(SP3键)为主体的四面体无定形碳(tetrahedral amorphous Carbon(ta-C))。
另外，硬质碳层通过CVD法、PVD法等方法形成。一般来说，由热CVD法、等离子体CVD法等CVD法形成时，硬质碳层中包含源自原料的有机化合物(例如烃气体)的氢，硬质碳层的氢浓度代表性地成为15～40原子％。另一方面，使用了碳束的离子镀法、电弧式离子镀法、激光消融法、溅射法、磁控溅射法等PVD法中，可以控制为包含氢、也可以控制为不包含氢。硬质碳层的氢浓度越少越能得到摩擦降低效果，因此硬质碳层的氢浓度优选为40原子％以下、更优选为25原子％以下、更优选为10原子％以下、更优选为5原子％以下、更优选为2原子％以下、更优选为0.3原子％以下、优选为0.1原子％以下。特别优选为含有1原子％以下且超过0原子％的氢的氢无定形碳(a-C：H)、不含氢的无定形碳(a-C)、不含氢的四面体碳(ta-C)。需要说明的是，从重点减少硬质碳层的最表层的氢的观点出发，也可以将硬质碳层设为2层或其以上的多层结构，将最表层设为含有氢浓度为1原子％以下且超过0原子％的氢的氢无定形碳(a-C：H)或不含氢的无定形碳。此处，“最表层”是指，以硬质碳层的厚度为基准，从最表面至5％为止的范围，代表性地是指，从最表面至深度1.0μm为止的范围。需要说明的是，硬质碳层为单层结构的情况下，将该层作为最表层。
进而，硬质碳层的表面粗糙度以算术平均粗糙度Ra计优选为0.1μm以下、更优选为0.08μm以下、进一步优选为0.05μm以下、特别优选为0.03μm以下。表面粗糙度以算术平均粗糙度Ra计超过0.1μm时，有时局部形成划痕，导致摩擦系数变大。表面越平滑越好，因此对粗糙度的下限没有特别限定，实际上适当考虑制造加工的成本，精加工成上述那样的合适的粗糙度的表面。需要说明的是，表面粗糙度以算术平均粗糙度Ra计为0.08μm以下时，从滑动的稳定性的方面出发是适合的。
接着，对本发明的滑动构件中应用的润滑剂详细进行说明。
作为润滑剂，可以举出含氧有机化合物。作为含氧有机化合物，只要为分子中含有氧的有机化合物就没有特别限制。例如，可以为由碳、氢和氧构成的含氧有机化合物，也可以为分子中还含有这些以外的元素、例如氮、硫、卤素(氟、氯等)、磷、硼、金属等的含氧有机化合物。从能够进一步降低滑动构件的硬质碳层与由任意的材料种类构成的其他滑动构件所形成的滑动面的摩擦的方面出发，具有羟基且具有碳、氢和氧的含氧有机化合物、其衍生物是适合的。另外，更优选具有2个以上羟基。基于与上述同样的理由，更优选为硫含量少、或不含有硫的含氧有机化合物。
需要说明的是，此处“衍生物”代表性地是指，例如使含氮化合物、含磷化合物、硫、含硫化合物、含硼化合物、卤元素、含卤元素化合物、金属元素、含金属化合物等(无论有机、无机均可)与具有碳、氢和氧的含氧有机化合物反应而得到的化合物等，没有特别限制。
另外，作为含氧有机化合物，具体而言，例如可以举出：具有羟基、羧基、羰基等的化合物、具有酯键、醚键的化合物等(它们可以具有2种以上的基团或键。)。优选具有1个或2个以上选自羟基、羧基、羰基、酯键的基团或键，更优选为具有1个或2个以上选自羟基、羧基、酯键的基团或键的含氧有机化合物，进一步优选为具有1个或2个以上选自羟基或羧基的基团的含氧有机化合物，特别优选为具有1个或2个以上羟基的含氧有机化合物。
更具体而言，可以举出：(1)醇类、(2)羧酸类、(3)酯类、(4)醚类、(5)酮类、(6)醛类、(7)碳酸酯类(它们可以进一步具有选自羟基、羧基、羰基、酯键、醚键的1种或2种以上的基团或键。)、和它们的衍生物、以及它们的任意混合物等。
此处，(1)醇类为以下通式(I)所示的含氧有机化合物，
R-(OH)n…(I)
可以例示出具有1个或2个以上羟基的化合物。
作为醇类(1)，具体而言，例如可以举出以下的物质。
·一元醇类(1-1)
·二元醇类(1-2)
·三元以上的醇类(1-3)
·上述3种醇类的环氧烷加成物(1-4)
·选自上述4种醇类的1种或2种以上的混合物(1-5)
上述一元醇类(1-1)为分子中具有1个羟基的醇，例如可以举出：甲醇、乙醇、丙醇(1-丙醇、2-丙醇)、丁醇(1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇、2-甲基-2-丙醇)、戊醇(1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、3-甲基-2-丁醇、2-甲基-2-丁醇、2,2-二甲基-1-丙醇)、己醇(1-己醇、2-己醇、3-己醇、2-甲基-1-戊醇、2-甲基-2-戊醇、2-甲基-3-戊醇、3-甲基-1-戊醇、3-甲基-2-戊醇、3-甲基-3-戊醇、4-甲基-1-戊醇、4-甲基-2-戊醇、2,3-二甲基-1-丁醇、2,3-二甲基-2-丁醇、3,3-二甲基-1-丁醇、3,3-二甲基-2-丁醇、2-乙基-1-丁醇、2,2-二甲基丁醇)、庚醇(1-庚醇、2-庚醇、3-庚醇、2-甲基-1-己醇、2-甲基-2-己醇、2-甲基-3-己醇、5-甲基-2-己醇、3-乙基-3-戊醇、2,2-二甲基-3-戊醇、2,3-二甲基-3-戊醇、2,4-二甲基-3-戊醇、4,4-二甲基-2-戊醇、3-甲基-1-己醇、4-甲基-1-己醇、5-甲基-1-己醇、2-乙基戊醇)、辛醇(1-辛醇、2-辛醇、3-辛醇、4-甲基-3-庚醇、6-甲基-2-庚醇、2-乙基-1-己醇、2-丙基-1-戊醇、2,4,4-三甲基-1-戊醇、3,5-二甲基-1-己醇、2-甲基-1-庚醇、2,2-二甲基-1-己醇)、壬醇(1-壬醇、2-壬醇、3,5,5-三甲基-1-己醇、2,6-二甲基-4-庚醇、3-乙基-2,2-二甲基-3-戊醇、5-甲基辛醇等)、癸醇(1-癸醇、2-癸醇、4-癸醇、3,7-二甲基-1-辛醇、2,4,6-三甲基庚醇等)、十一烷醇、十二烷醇、十三烷醇、十四烷醇、十五烷醇、十六烷醇、十七烷醇、十八烷醇(硬脂醇等)、十九烷醇、二十烷醇、二十一烷醇、二十三烷醇、二十四烷醇等碳数1～40的一元烷基醇类(这些烷基可以为直链状也可以为支链状)；乙烯醇、丙烯醇、丁烯醇、己烯醇、辛烯醇、癸烯醇、十二碳烯醇、十八碳烯醇(油醇等)等碳数2～40的一元链烯醇类(这些链烯基可以为直链状也可以为支链状，而且双键的位置也为任意)；环戊醇、环己醇、环庚醇、环辛醇、甲基环戊醇、甲基环己醇、二甲基环己醇、乙基环己醇、丙基环己醇、丁基环己醇、二甲基环己醇、环戊基甲醇、环己基甲醇、环己基乙醇(1-环己基乙醇、2-环己基乙醇等)、环己基丙醇(3-环己基丙醇等)、环己基丁醇(4-环己基丁醇等)、丁基环己醇、3,3,5,5-四甲基环己醇等碳数3～40的一元(烷基)环烷基醇类(这些烷基可以为直链状也可以为支链状，而且烷基、羟基的取代位置也为任意)；苯酚、甲基苯酚(邻甲酚、间甲酚、对甲酚)、甲氧甲酚、乙基苯酚、丙基苯酚、丁基苯酚、丁基甲基苯酚(3-甲基-6-叔丁基苯酚等)、二甲基苯酚、二乙基苯酚、二丁基苯酚(2,6-二叔丁基苯酚、2,4-二叔丁基苯酚等)、二丁基甲基苯酚(2,6-二叔丁基-4甲基苯酚等)、二丁基乙基苯酚(2,6-二叔丁基-4乙基苯酚等)、三丁基苯酚(2,4,6-三叔丁基苯酚等)、萘酚(α-萘酚、β-萘酚等)、二丁基萘酚(2,4-二叔丁基-α-萘酚等)等(烷基)芳基醇类(这些烷基可以为直链状也可以为支链状，且烷基、羟基的取代位置也为任意)等；6-(4-氧基-3,5-二叔丁基-苯胺基)-2,4-双-(正辛硫基)-1,3,5-三嗪等和它们的混合物等。
这些一元醇类中，从能够进一步降低滑动构件的硬质碳层与由任意的材料种类构成的其他滑动构件所形成的滑动面的摩擦的方面，和挥发性低、在高温条件(例如内燃机等的滑动条件)下也能够发挥摩擦降低效果的方面出发，更优选使用油醇、硬脂醇等碳数12～18的直链或支链的烷基醇类、链烯醇类。
另外，作为上述二元醇(1-2)，具体而言为分子中具有2个羟基的醇，例如可以举出：乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、新戊二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,2-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、2-乙基-2-甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、1,7-庚二醇、2-甲基-2-丙基-1,3-丙二醇、2,2-二乙基-1,3-丙二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇、1,13-十三烷二醇、1,14-十四烷二醇、1,15-十五烷二醇、1,16-十六烷二醇、1,17-十七烷二醇、1,18-十八烷二醇、1,19-十九烷二醇、1,20-二十烷二醇等碳数2～40的烷基或链烯基二醇类(这些烷基或链烯基可以为直链状也可以为支链状，链烯基的双键的位置为任意，羟基的取代位置也为任意)；环己二醇、甲基环己二醇等(烷基)环烷基二醇类(烷基可以为直链状也可以为支链状，烷基、羟基的取代位置为任意)、苯二酚(邻苯二酚等)、甲基苯二酚、乙基苯二酚、丁基苯二酚(对叔丁基邻苯二酚等)、二丁基苯二酚(4,6-二叔丁基-间苯二酚等)、4,4’-硫代双-(3-甲基-6-叔丁基-苯酚)、4,4’-亚丁基双-(3-甲基-6-叔丁基-苯酚)、2,2’-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基-苯酚)、2,2’-硫代双-(4,6-二叔丁基-间苯二酚)、2,2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基-苯酚)、4,4’-亚甲基双-(2,6-二叔丁基-苯酚)、2,2’-(3,5-二叔丁基-4-羟基)丙烷、4,4’-亚环己基双-(2,6-二叔丁基-苯酚)等碳数2～40的二元(烷基)芳基醇类(烷基可以为直链状也可以为支链状，烷基、羟基的取代位置为任意)等；对叔丁基苯酚与甲醛的缩合物、对叔丁基苯酚与乙醛的缩合物等；和它们的混合物等。
这些二元醇类中，从能够进一步降低滑动构件的硬质碳层与由任意的材料种类构成的其他滑动构件所形成的滑动面的摩擦的方面出发，优选使用乙二醇、丙二醇、新戊二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2-乙基-2-甲基-1,3-丙二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,11-十一烷二醇、1,12-十二烷二醇等。另外，2,6-二叔丁基-4-(3,5-二叔丁基-4-羟基-苄基)苯酚等分子量300以上、优选400以上的高分子量的受阻醇类从在高温条件(例如内燃机等的滑动条件)下也不易挥发、耐热性优异、能够发挥摩擦降低效果、且也能够赋予优异的氧化稳定性的方面出发，为优选。
进而，作为三元以上的醇类(1-3)，具体而言，可以使用具有3个以上羟基的醇类，通常可以使用3～10元、优选3～6元的多元醇。作为具体例，可以举出：丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三羟甲基丁烷等三羟甲基烷、赤藓醇、季戊四醇、1,2,4-丁三醇、1,3,5-戊三醇、1,2,6-己三醇、1,2,3,4-丁四醇、山梨糖醇、侧金盏花醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、甘露糖醇等、和它们的聚合物或缩合物(例如二丙三醇、三丙三醇、四丙三醇等丙三醇的2～8聚体等、二三羟甲基丙烷等三羟甲基丙烷的二～八聚体等、二季戊四醇等季戊四醇的二～四聚体等、脱水山梨醇、山梨糖醇丙三醇缩合物等缩合化合物(分子内缩合化合物、分子间缩合化合物或自缩合化合物)等。
另外，也可以使用木糖、阿拉伯糖醇、核糖、鼠李糖、葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、山梨糖、纤维素二糖、麦芽糖、异麦芽糖、海藻糖、蔗糖等糖类。
这些三元以上的醇类中，更优选丙三醇、三羟甲基烷(例如、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三羟甲基丁烷)、季戊四醇、1,2,4-丁三醇、1,3,5-戊三醇、1,2,6-己三醇、1,2,3,4-丁四醇、山梨糖醇、脱水山梨醇、山梨糖醇丙三醇缩合物、侧金盏花醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、甘露糖醇等三～六元的多元醇和它们的混合物等，进一步优选丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、脱水山梨醇和它们的混合物，特别优选的是，氧含量为20％以上、优选为30％以上、特别优选为40％的多元醇类。需要说明的是，超过6元的多元醇的情况下，粘度变得过高。
进而，环氧烷加成物(1-4)为上述醇类(1-1～3)的环氧烷加成物，具体而言，可以举出：在该醇类上加成碳数2～6、优选碳数2～4的环氧烷、其聚合物或共聚物来对醇类的羟基进行烃基醚化或烃基酯化而成的物质。作为碳数2～6的环氧烷，可以举出：环氧乙烷、环氧丙烷、1,2-环氧丁烷(α-环氧丁烷)、2,3-环氧丁烷(β-环氧丁烷)、1,2-环氧-1-甲基丙烷、1,2-环氧庚烷、1,2-环氧己烷等。这些中，从低摩擦性优异的方面出发，优选环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷，更优选环氧乙烷、环氧丙烷。
需要说明的是，使用2种以上的环氧烷的情况下，对氧亚烷基的聚合形式没有特别限制，可以进行无规共聚也可以进行嵌段共聚。另外，在具有2～6个羟基的多元醇上加成环氧烷时，可以在全部羟基上加成，也可以仅在一部分羟基上加成。
羧酸类(2)为以下通式(II)所示的含氧有机化合物，
R-(COOH)n…(II)
可以例示出具有1个或2个以上羧基的化合物。
作为上述羧酸类(2)，具体而言，例如可以举出以下物质。
·脂肪族单羧酸类(脂肪酸类)(2-1)
·脂肪族多元羧酸类(2-2)
·碳环羧酸类(2-3)
·杂环式羧酸类(2-4)
·选自上述4种羧酸类的2种以上的混合物(2-5)
上述脂肪族单羧酸类(脂肪酸类)(2-1)具体而言为分子中具有1个羧基的脂肪族单羧酸类，例如可以举出：甲烷酸、乙烷酸(乙酸)、丙烷酸(丙酸)、丁烷酸(丁酸、异丁酸等)、戊烷酸(戊酸、异戊酸、新戊酸等)、己烷酸(己酸等)、庚烷酸、辛烷酸(辛酸等)、壬烷酸(壬酸等)、癸烷酸、十一烷酸、十二烷酸(月桂酸等)、十三烷酸、十四烷酸(肉豆蔻酸等)、十五烷酸、十六烷酸(棕榈酸等)、十七烷酸、十八烷酸(硬脂酸等)、十九烷酸、二十烷酸、二十一烷酸、二十二烷酸、二十三烷酸、二十四烷酸、二十五烷酸、二十六烷酸、二十七烷酸、二十八烷酸、二十九烷酸、三十烷酸等碳数1～40的饱和脂肪族单羧酸(这些饱和脂肪族可以为直链状也可以为支链状。)；丙烯酸(丙烯酸等)、丙炔酸(丙炔酸等)、丁烯酸(甲基丙烯酸、巴豆酸、异巴豆酸等)、戊烯酸、己烯酸、庚烯酸、辛烯酸、壬烯酸、癸烯酸、十一碳烯酸、十二碳烯酸、十三碳烯酸、十四碳烯酸、十五碳烯酸、十六碳烯酸、十七碳烯酸、十八碳烯酸(油酸等)、十九碳烯酸、二十碳烯酸、二十一碳烯、二十二碳烯酸、二十三碳烯酸、二十四碳烯酸、二十五碳烯酸、二十六碳烯酸、二十七碳烯酸、二十八碳烯酸、二十九碳烯酸、三十碳烯酸等碳数1～40的不饱和脂肪族单羧酸(这些不饱和脂肪族可以为直链状也可以为支链状，而且不饱和键的位置也为任意)等。
另外，作为上述脂肪族多元羧酸类(2-2)，可以举出：乙烷二酸(草酸)、丙烷二酸(丙二酸等)、丁烷二酸(琥珀酸、甲基丙二酸等)、戊烷二酸(戊二酸、乙基丙二酸等)、己烷二酸(己二酸等)、庚烷二酸(庚二酸等)、辛烷二酸(辛二酸等)、壬烷二酸(壬二酸等)、癸烷二酸(癸二酸等)、丙烯二酸、丁烯二酸(马来酸、富马酸等)、戊烯二酸(柠康酸、中康酸等)、己烯二酸、庚烯二酸、辛烯二酸、壬烯二酸、癸烯二酸等碳数2～40的饱和或不饱和脂肪族二羧酸(这些饱和脂肪族或不饱和脂肪族可以为直链状也可以为支链状，而且不饱和键的位置也为任意)；丙烷三羧酸、丁烷三羧酸、戊烷三羧酸、己烷三羧酸、庚烷三羧酸、辛烷三羧酸、壬烷三羧酸、癸烷三羧酸等饱和或不饱和脂肪族三羧酸(这些饱和脂肪族或不饱和脂肪族可以为直链状也可以为支链状，而且不饱和键的位置也为任意)；饱和或不饱和脂肪族四羧酸(这些饱和脂肪族或不饱和脂肪族可以为直链状也可以为支链状，而且不饱和键的位置也为任意)等。
进而，上述碳环羧酸类(2-3)具体而言为分子中在碳环上具有1个或2个以上羧基的羧酸类，例如可以举出：环己烷单羧酸、甲基环己烷单羧酸、乙基环己烷单羧酸、丙基环己烷单羧酸、丁基环己烷单羧酸、戊基环己烷单羧酸、己基环己烷单羧酸、庚基环己烷单羧酸、辛基环己烷单羧酸、环庚烷单羧酸、环辛烷单羧酸、三甲基环戊烷二羧酸(樟脑酸等)等碳数3～40的、具有环烷环的单羧酸、二羧酸、三羧酸或四羧酸(具有烷基、链烯基作为取代基时，它们可以为直链状也可以为支链状，双键的位置也为任意，而且其取代数、取代位置也为任意)；苯羧酸(苯甲酸)、甲基苯羧酸(甲苯甲酸等)、乙基苯羧酸、丙基苯羧酸、苯二羧酸(邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸等)、苯三羧酸(偏苯三酸等)、苯四羧酸(均苯四酸等)、萘羧酸(萘甲酸等)等碳数7～40的芳香族单羧酸类、苯基丙烷酸(氢化阿托酸)、苯基丙烯酸(阿托酸、肉桂酸等)、水杨酸、具有1个或2个以上碳数1～30的烷基的烷基水杨酸等具有碳数7～40的芳基的单羧酸、二羧酸、三羧酸或四羧酸(具有烷基、链烯基作为取代基时，它们可以为直链状也可以为支链状，双键的位置也为任意，而且其取代数、取代位置也为任意)等。
进而，作为上述杂环式羧酸类(2-4)，具体而言为分子中具有1个或2个以上羧基的杂环式羧酸类，例如可以举出：呋喃羧酸、噻吩羧酸、吡啶羧酸(烟酸、异烟酸等)等碳数5～40的杂环式羧酸类。
酯类(3)为以下通式(III)所示的含氧有机化合物，
R-(COO-R’)n…(III)
可以例示出具有1个或2个以上酯键的化合物。
作为上述酯类(3)，具体而言，可以举出以下物质。
·脂肪酸单羧酸类(脂肪酸类)的酯(3-1)
·脂肪族多元羧酸类的酯(3-2)
·碳环羧酸类的酯(3-3)
·杂环式羧酸类的酯(3-4)
·醇类或酯类的环氧烷加成物(3-5)
·选自上述5种酯等的任意的混合物(3-6)
需要说明的是，上述3-1～5中列举的酯类可以为羟基或羧基全部被酯化的完全酯，也可以为羟基或羧基的一部分残留的偏酯。
上述脂肪酸单羧酸类(脂肪酸类)的酯(3-1)为选自上述的脂肪酸单羧酸类(2-1)的1种或2种以上、与选自上述一元、二元或三元以上的醇类(1-1～3)的1种或2种以上的酯。另外，作为脂肪族单羧酸，例如具体而言可以举出：丙三醇单油酸酯、丙三醇二油酸酯、脱水山梨醇单油酸酯、脱水山梨醇二油酸酯等。其中，特别优选具有碳数6～30的直链状或支链状烃基的脂肪酸酯，具体而言，由具有该烃基的脂肪酸和脂肪族一元醇或脂肪族多元醇形成的酯等。详细如后述。
作为特别优选的脂肪酸酯系无灰摩擦改进剂以外的酯(3-1)，可以举出具有碳数1～5或碳数31～40的直链状或支链状烃基的脂肪酸酯，可以例示出由具有上述烃基的脂肪酸和脂肪族一元醇或脂肪族多元醇形成的酯等。
其中，100℃下的运动粘度为1～100mm2/s的物质可以作为润滑油基础油使用，通常，可以与上述特别优选的脂肪酸酯系无灰摩擦改进剂区别。作为它们的例子，例如可以举出：三羟甲基丙烷辛酸酯、三羟甲基丙烷壬酸酯、季戊四醇2-乙基己酸酯、季戊四醇壬酸酯等碳数3～40、优选碳数4～18、特别优选碳数4～12的三元以上的多元醇类、特别是具有新戊基结构的三元以上的多元醇类、与选自碳数1～40、优选碳数4～18、特别优选6～12的单羧酸的1种或2种以上的单一酯类或复合酯类等多元醇酯类和它们的混合物、或进一步加成了环氧烷而成的物质等。它们可以为羟基或羧基全部被酯化的完全酯，也可以为羟基或羧基的一部分残留的偏酯，优选为完全酯，其羟值通常为100mgKOH/g以下、更优选为50mgKOH/g以下、特别优选为10mgKOH/g以下。另外，这些润滑油基础油的100℃下的运动粘度优选为2～60mm2/s、特别优选为3～50mm2/s。
另外，脂肪族多元羧酸类的酯(3-2)为选自上述脂肪族多元羧酸类(2-2)的1种或2种以上、与选自上述一元、二元或三元以上的醇类(1-1～3)的1种或2种以上的酯等。作为具体例，例如可以举出：马来酸二丁酯、戊二酸二十三烷基酯、己二酸二2-乙基己酯、己二酸二异癸酯、己二酸二(十三烷基)酯、癸二酸二-2-乙基己酯等选自碳数2～40、优选碳数4～18、特别优选碳数6～12的二羧酸类的1种或2种以上的多元羧酸类、与选自碳数4～40、优选碳数4～18、特别优选碳数6～14的一元醇类的1种或2种以上的二酯类、这些二酯类(例如马来酸二丁酯等)与碳数4～16的聚α烯烃等的共聚物、在乙酸酐等上加成了α烯烃而成的化合物与碳数1～40的醇类的酯等。其中，100℃下的运动粘度为1～100mm2/s的物质可以作为润滑油基础油使用。
进而，作为碳环羧酸类的酯(3-3)，可以举出：选自上述碳环羧酸类(2-3)的1种或2种以上、与选自上述一元、二元或三元以上的醇类(1-1～3)的1种或2种以上的酯等。具体而言，例如可以举出：邻苯二甲酸酯类、偏苯三酸酯类、均苯四酸酯类、水杨酸酯类等芳香族羧酸酯类。其中，100℃下的运动粘度为1～100mm2/s的物质可以作为润滑油基础油使用。
进而，作为杂环式羧酸类的酯(3-4)，可以举出：选自上述杂环式羧酸类(2-4)的1种或2种以上、与选自上述一元、二元或三元以上的醇类(1-1～3)的1种或2种以上的酯类。其中，100℃下的运动粘度为1～100mm2/s的物质可以作为润滑油基础油使用。
另外，作为醇类或酯类的环氧烷加成物(3-5)，可以举出：对选自上述一元、二元或三元以上的醇类(1-1～3)的1种或2种以上加成了环氧烷并酯化而成的物质、在上述(3-1～4)酯上加成了环氧烷而成的物质等。其中，100℃下的运动粘度为1～100mm2/s的物质可以作为润滑油基础油使用。
醚类(4)为以下通式(IV)所示的含氧有机化合物，
R-(O-R’)n…(IV)
可以例示出具有1个或2个以上醚键的化合物。
作为上述醚类(4)，具体而言，例如可以举出以下物质。
·饱和或不饱和脂肪族醚类(4-1)
·芳香族醚类(4-2)
·环式醚类(4-3)
·选自上述3种醚类的2种以上的混合物(4-4)
作为饱和或不饱和脂肪族醚类(脂肪族单一醚类)(4-1)，具体而言，例如可以举出：二甲醚、二乙醚、二-正丙醚、二异丙醚、二丁醚、二异丁醚、二-正戊醚、二异戊醚、二己醚、二庚醚、二辛醚、二壬醚、二癸醚、二(十一烷基)醚、二(十二烷基)醚、二(十三烷基)醚、二(十四烷基)醚、二(十五烷基)醚、二(十六烷基)醚、二(十七烷基)醚、二(十八烷基)醚、二(十九烷基)醚、二(二十烷基)醚、甲乙醚、甲基-正丙醚、甲基异丙醚、甲基异丁醚、甲基-叔丁醚、甲基-正戊醚、甲基异戊醚、乙基-正丙醚、乙基异丙醚、乙基异丁醚、乙基-叔丁醚、乙基-正戊醚、乙基异戊醚、二乙烯基醚、二烯丙基醚、甲基乙烯基醚、甲基烯丙基醚、乙基乙烯基醚、乙基烯丙基醚等碳数1～40的饱和或不饱和脂肪族醚类(这些饱和或不饱和脂肪族可以为直链状也可以为支链状，不饱和键的位置为任意)。
另外，作为芳香族醚类(4-2)，具体而言，例如可以举出：苯甲醚、苯乙醚、苯基醚、苄基醚、苯基苄基醚、α-萘基醚、β-萘基醚、聚苯基醚、全氟醚等，它们可以具有饱和或不饱和脂肪族基团(这些饱和或不饱和脂肪族可以为直链状也可以为支链状，不饱和键的位置为任意，而且其取代位置和数量也为任意)。它们优选在其使用条件、特别是常温下为液态。
进而，作为环式醚类(4-3)，具体而言，例如可以举出：环氧乙烷、环氧丙烷、氧杂环丁烷、四氢呋喃、四氢吡喃、二氧杂环己烷、缩水甘油醚类等碳数2～40的环式醚类，它们可以具有饱和或不饱和脂肪族基团、碳环、具有饱和或不饱和脂肪族基团的碳环(这些饱和或不饱和脂肪族可以为直链状也可以为支链状，不饱和键的位置为任意，而且其取代位置和数量为任意)。
酮类(5)为以下通式(V)所示的含氧有机化合物，
R-(CO-R’)n…(V)
可以例示出具有1个或2个以上羰基键的化合物。
作为上述酮类(5)，具体而言，例如可以举出以下物质。
·饱和或不饱和脂肪族酮类(5-1)
·碳环酮类(5-2)
·杂环酮类(5-3)
·酮醇类(5-4)
·酮酸类(5-5)
·选自上述5种酮类等的2种以上的混合物(5-6)
作为饱和或不饱和脂肪族酮类(5-1)，具体而言，例如可以举出：丙酮、甲乙酮、甲基丙基酮、甲基异丙基酮、甲基丁基酮、甲基异丁基酮、频哪酮、二乙基酮、二丙基甲酮(butyrone)、二异丙基酮、甲基乙烯基酮、异丙叉丙酮(mesityl oxide)、甲基庚烯酮等碳数1～40的饱和或不饱和脂肪族酮类(这些饱和或不饱和脂肪族可以为直链状也可以为支链状，不饱和键的位置为任意)等。
另外，作为碳环酮类(5-2)，具体而言，例如可以举出：环丁酮、环戊酮、环己酮、苯乙酮、苯丙酮、苯丁酮、苯戊酮、二苯甲酮、二苄基酮、2-萘乙酮等碳数1～40的碳环酮类，它们可以具有饱和或不饱和脂肪族基团(这些饱和或不饱和脂肪族可以为直链状也可以为支链状，不饱和键的位置为任意，而且其取代位置和数量为任意)。
进而，作为杂环酮类(5-3)，具体而言，例如可以举出：乙酰噻吩(acetothienone)、2-乙酰呋喃(acetofurone)等碳数1～40的杂环酮类，它们可以具有饱和或不饱和脂肪族基团(这些饱和或不饱和脂肪族可以为直链状也可以为支链状，不饱和键的位置为任意，而且其取代位置和数量为任意)。
进而，作为酮醇(ketol)类(5-4)，具体而言，例如可以举出：丙酮醇、乙偶姻、乙酰乙醇、二丙酮醇、苯甲酰甲醇、苯偶姻等碳数1～40的酮醇类，它们可以具有碳环、杂环，而且也可以具备具有饱和或不饱和脂肪族基团的碳环、杂环(这些饱和或不饱和脂肪族可以为直链状也可以为支链状，不饱和键的位置为任意，而且其取代位置和数量为任意)。
另外，作为酮酸类(5-5)，具体而言，例如可以举出：丙酮酸、苯甲酰基甲酸、苯基丙酮酸等α-酮酸类、乙酰乙酸、丙酰乙酸、苯甲酰基乙酸等β-酮酸类、乙酰丙酸、β-苯甲酰基丙酸等γ-酮酸类等碳数1～40的酮酸类。
醛类(6)为以下通式(VI)所示的含氧有机化合物，
R-(CHO)n…(VI)
可以例示出具有1个或2个以上醛基的化合物。
作为上述醛类(6)，具体而言，例如可以举出以下物质。
·饱和或不饱和脂肪族醛类(6-1)
·碳环醛类(6-2)
·杂环醛类(6-3)
·选自上述3种醛类的2种以上的混合物(6-4)
作为饱和或不饱和脂肪族醛类(6-1)，具体而言，例如可以举出：甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、异丁醛、戊醛、异戊醛、新戊醛、己醛、庚醛、辛醛、壬醛、癸醛、十一醛、月桂醛、十三醛、肉豆蔻醛、十五醛、棕榈醛、十七醛、硬脂醛、丙烯醛、丁烯醛、丙炔醛、乙二醛、丁二醛等碳数1～40的饱和或不饱和脂肪族醛类(这些饱和或不饱和脂肪族可以为直链状也可以为支链状，不饱和键的位置为任意)等。
另外，作为碳环醛类(6-2)，具体而言，例如可以举出：苯甲醛、邻甲苯甲醛、间甲苯甲醛、对甲苯甲醛、水杨醛、肉桂醛、α-萘甲醛、β-萘甲醛等碳数1～40的碳环醛类等，它们可以具有饱和或不饱和脂肪族基团(这些饱和或不饱和脂肪族可以为直链状也可以为支链状，不饱和键的位置为任意，而且取代位置和数量为任意)。
进而，作为杂环醛类(6-3)，具体而言，例如可以举出：糠醛等碳数1～40的杂环醛类等，它们可以具有饱和或不饱和脂肪族基团(这些饱和或不饱和脂肪族可以为直链状也可以为支链状，不饱和键的位置为任意，而且取代位置和数量为任意)。
碳酸酯类(7)为以下通式(VII)所示的含氧有机化合物，
R-(O-COO-R’)n…(VII)
可以例示出具有1个或2个以上碳酸酯键的化合物。
作为上述碳酸酯类(7)，具体而言，例如可以举出：碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二正丙酯、碳酸二异丙酯、碳酸二正丁酯、碳酸二异丁酯、碳酸二叔丁酯、碳酸二戊酯、碳酸二己酯、碳酸二庚酯、碳酸二辛酯、碳酸二壬酯、碳酸二癸酯、碳酸二(十一烷基)酯、碳酸二(十二烷基)酯、碳酸二(十三烷基)酯、碳酸二(十四烷基)酯、碳酸二(十五烷基)酯、碳酸二(十六烷基)酯、碳酸二(十七烷基)酯、碳酸二(十八烷基)酯、碳酸二苯酯等碳数1～40的饱和或不饱和脂肪族；具备碳环、具有饱和或不饱和脂肪族的碳环、具有碳环的饱和或不饱和脂肪族等的碳酸酯类(这些饱和或不饱和脂肪族可以为直链状也可以为支链状，不饱和键的位置为任意，而且取代位置和数量为任意)等；或在这些碳酸酯类上加成了环氧烷而成的羟基(聚)氧亚烷基碳酸酯类等。
另外，作为上述含氧有机化合物(1)～(7)的衍生物，例如可以举出：使含氮化合物、含磷化合物、硫、含硫化合物、含硼有化合物、卤元素、含卤元素化合物、金属元素、含金属化合物等(无论有机、无机均可)与上述含氧有机化合物反应而得到的化合物等，不特别限制于此。需要说明的是，得到衍生物时使用的上述化合物通常以添加剂的形式使用，作为基础油使用时，对其效果也没有特别限定。
另一方面，通式(I)～(VII)中的R和R’各自独立地表示烷基、链烯基、亚烷基、环烷基、烷基环烷基、芳基、烷基芳基、芳基烷基等烃基(这些烃基可以进一步具有选自羟基、羧基、羰基、酯键、醚键中的1种或2种以上基团或键，也可以含有碳、氢和氧以外的元素，例如氮、硫(例如杂环化合物)、卤素(氟、氯等)、磷、硼、金属等)。需要说明的是，对上述烃基的碳数没有任何限制，优选为碳数1～40、更优选为碳数2～30、特别优选为碳数3～20。
作为上述烷基，可以举出：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、直链或支链的戊基、直链或支链的己基、直链或支链的庚基、直链或支链的辛基、直链或支链的壬基、直链或支链的癸基、直链或支链的十一烷基、直链或支链的十二烷基、直链或支链的十三烷基、直链或支链的十四烷基、直链或支链的十五烷基、直链或支链的十六烷基、直链或支链的十七烷基、直链或支链的十八烷基、直链或支链的十九烷基、直链或支链的二十烷基、直链或支链的二十一烷基、直链或支链的二十二烷基、直链或支链的二十三烷基、直链或支链的二十四烷基等碳数1～40的烷基等，优选为碳数2～30的烷基、特别优选为碳数3～20的烷基。
另外，作为上述链烯基，可以举出：乙烯基、直链或支链的丙烯基、直链或支链的丁烯基、直链或支链的戊烯基、直链或支链的己烯基、直链或支链的庚烯基、直链或支链的辛烯基、直链或支链的壬烯基、直链或支链的癸烯基、直链或支链的十一碳烯基、直链或支链的十二碳烯基、直链或支链的十三碳烯基、直链或支链的十四碳烯基、直链或支链的十五碳烯基、直链或支链的十六碳烯基、直链或支链的十七碳烯基、直链或支链的十八碳烯基、直链或支链的十九碳烯基、直链或支链的二十碳烯基、直链或支链的二十一碳烯基、直链或支链的二十二碳烯基、直链或支链的二十三碳烯基、直链或支链的二十四碳烯基等碳数2～40的链烯基等，优选为碳数2～30的链烯基、特别优选为碳数3～20的链烯基。
进而，作为上述环烷基，可以举出：环戊基、环己基、环庚基、环辛基等碳数3～40的环烷基等，优选为碳数3～20的环烷基、特别优选为碳数5～8的环烷基。
进而，作为上述烷基环烷基，可以举出：甲基环戊基、二甲基环戊基(包含全部结构异构体)、甲基乙基环戊基(包含全部结构异构体)、二乙基环戊基(包含全部结构异构体)、甲基环己基、二甲基环己基(包含全部结构异构体)、甲基乙基环己基(包含全部结构异构体)、二乙基环己基(包含全部结构异构体)、甲基环庚基、二甲基环庚基(包含全部结构异构体)、甲基乙基环庚基(包含全部结构异构体)、二乙基环庚基(包含全部结构异构体)等碳数4～40的烷基环烷基等，优选为碳数5～20的烷基环烷基、特别优选为碳数6～12的烷基环烷基。
另外，作为上述芳基，有苯基、萘基等碳数6～20的芳基，优选为碳数6～10的芳基。
进而，作为上述烷基芳基，可以举出：甲苯基(包含全部结构异构体)、乙基苯基(包含全部结构异构体)、直链或支链的丙基苯基(包含全部结构异构体)、直链或支链的丁基苯基(包含全部结构异构体)、直链或支链的戊基苯基(包含全部结构异构体)、直链或支链的己基苯基(包含全部结构异构体)、直链或支链的庚基苯基(包含全部结构异构体)、直链或支链的辛基苯基(包含全部结构异构体)、直链或支链的壬基苯基(包含全部结构异构体)、直链或支链的癸基苯基(包含全部结构异构体)、直链或支链的十一烷基苯基(包含全部结构异构体)、直链或支链的十二烷基苯基(包含全部结构异构体)那样的一取代苯基；二甲苯基(包含全部结构异构体)、二乙基苯基、二丙基苯基、2-甲基-6-叔丁基苯基、2,6-二叔丁基-4-甲基苯基、2,6-二叔丁基-4-(3,5-二叔丁基-4-苄基)苯基等那样的具有2个以上相同或不同的直链或支链的烷基的芳基(烷基可以进一步包含芳基、烷基芳基、芳基烷基，包含全部结构异构体)等烷基芳基等，有碳数7～40的烷基芳基、优选为碳数7～20的烷基芳基、特别优选为碳数7～12的烷基芳基。
进而，作为芳基烷基，有：苄基、苯基乙基、苯基丙基(包含丙基的异构体)、苯基丁基(包含丁基的异构体)、苯基戊基(包含戊基的异构体)、苯基己基(包含己基的异构体)等碳数7～40的芳基烷基，优选为碳数7～20的芳基烷基，特别优选为碳数7～12的芳基烷基。
以上说明的含氧有机化合物为它们的衍生物时也可以同样地使用。具体而言，例如可以举出：使选自上述醇类、羧酸类、酯类、醚类、酮类、醛类和碳酸酯类中的1种硫化而成的化合物；经卤化(氟化、氯化等)的化合物；与硫酸、硝酸、硼酸、磷酸和这些酸的酯类或金属盐类的反应产物；与金属、含金属化合物、或胺化合物的反应产物；等。其中，可以举出使选自醇类、羧酸类和醛类以及它们的衍生物中的1种或2种以上、与胺化合物的反应产物(例如曼尼希反应产物、酰化反应产物、酰胺等)作为优选例。
作为上述胺化合物，可以举出：氨、单胺、二胺、多胺。更具体而言，可以举出：氨；甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、戊胺、己胺、庚胺、辛胺、壬胺、癸胺、十一烷基胺、十二烷基胺、十三烷基胺、十四烷基胺、十五烷基胺、十六烷基胺、十七烷基胺、十八烷基胺、硬脂胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二戊胺、二己胺、二庚胺、二辛胺、二壬胺、二癸胺、二(十一烷基)胺、二(十二烷基)胺、二(十三烷基)胺、二(十四烷基)胺、二(十五烷基)胺、二(十六烷基)胺、二(十七烷基)胺、二(十八烷基)胺、甲乙胺、甲基丙基胺、甲基丁基胺、乙基丙基胺、乙基丁基胺、和丙基丁基胺等具有碳数1～30的烷基(这些烷基可以为直链状也可以为支链状)的烷基胺；乙烯基胺、丙烯基胺、丁烯基胺、辛烯基胺、和油烯胺等具有碳数2～30的链烯基(这些链烯基可以为直链状也可以为支链状)的链烯基胺；甲醇胺、乙醇胺、丙醇胺、丁醇胺、戊醇胺、己醇胺、庚醇胺、辛醇胺、壬醇胺、甲醇乙醇胺、甲醇丙醇胺、甲醇丁醇胺、乙醇丙醇胺、乙醇丁醇胺、和丙醇丁醇胺等具有碳数1～30的链烷醇基(这些链烷醇基可以为直链状也可以为支链状)的链烷醇胺；亚甲基二胺、亚乙基二胺、亚丙基二胺、和亚丁基二胺等具有碳数1～30的亚烷基的亚烷基二胺；二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺等多胺；十一烷基二乙胺、十一烷基二乙醇胺、十二烷基二丙醇胺、油烯基二乙醇胺、油烯基丙二胺、硬脂基四亚乙基五胺等上述单胺、二胺、多胺中具有碳数8～20的烷基或链烯基的化合物、N-羟基乙基油烯基咪唑啉等杂环化合物；这些化合物的环氧烷加成物；和它们的混合物等。
这些氮化合物中，可以举出癸胺、十二烷基胺、十三烷基胺、十七烷基胺、十八烷基胺、油烯胺和硬脂胺等具有碳数10～20的烷基或链烯基的脂肪族胺(它们可以为直链状也可以为支链状)作为优选例。另外，这些含氧有机化合物的衍生物中，可以举出油酸酰胺那样的碳数8～20的羧酸酰胺类作为优选例。
上述含氧有机化合物即使在滑动构件的硬质碳层和由任意材料种类构成的其他滑动构件所形成的滑动面中单独(即100质量％)地使用，也发挥极其优异的低摩擦特性，但也可以将向含氧有机化合物中添加了润滑剂的基材(例如基础油)、添加剂而成的润滑剂、或向各种介质(包括仅有润滑剂基材的介质、进一步添加了添加剂的介质)中添加了含氧有机化合物而成的润滑剂供给至该滑动面使其润滑。
上述润滑剂具体而言例如可以如下得到：在矿物油、合成油、天然油脂、稀释油、润滑脂、蜡、碳数3～40的烃、烃系溶剂、烃以外的有机溶剂、水等、以及它们的混合物等各种介质、特别是在其滑动条件、常温下为液态、润滑脂状或蜡状的介质中以任意的比率添加含氧有机化合物，从而得到。对这些介质中含有的含氧有机化合物的含量没有特别限制，通常，其下限值为0.001质量％、优选为0.05质量％、进一步优选为0.1质量％，也可以以超过3.0质量％的方式含有。另外，其上限值如上述所述为100质量％，优选为50质量％、更优选为20质量％、进一步优选为10质量％、特别优选为5质量％，即使为0.1～2质量％左右的少量的添加也可以发挥优异的低摩擦特性。
图3为在基材2的外周面(侧面)上形成有规定的硬质镀铬层4和规定的硬质碳层6的滑动构件1的一例、即活塞环1’的俯视图(a)和圆周方向的部分截面图(b)。本例中，具有在基材2的滑动面上依次层叠形成有硬质镀铬层4和硬质碳层6的结构。由于具有这样的构成，所以活塞环的外周面(侧面)即使与未作图示的对象材料即气缸孔滑动而产生摩擦也能发挥耐剥离性、低摩擦特性。
另外，图4为在基材2的外周面(侧面)和上下表面上形成有规定的硬质镀铬层4和规定的硬质碳层6的滑动构件1的一例、即活塞环1”的俯视图(a)和圆周方向的部分截面图(b)。本例中，具有在基材2的滑动面和接触面上依次层叠形成有硬质镀铬层4和硬质碳层6的结构。由于具有这样的构成，所以活塞环外周面(侧面)即使与未作图示的对象材料即气缸孔滑动而产生摩擦也能够发挥耐剥离性、低摩擦特性。另外，活塞环的上下表面即使与未作图示的对象材料即活塞的环形槽相接触也能够发挥低摩擦特性、抗咬合性。需要说明的是，虽然未作图示，但是也可以在活塞环的整个表面上依次层叠形成有硬质镀铬层和硬质碳层。另外，形成为在与活塞环滑动的气缸孔的滑动面上依次层叠形成有硬质镀铬层和硬质碳层的结构也是适合的。
接着，对应用于本发明的滑动构件的特别优选的润滑剂详细地进行说明。
润滑剂为与汽车发动机用活塞环组合而使用的润滑油组合物，是在润滑油基础油中含有脂肪酸酯系无灰摩擦改进剂、脂肪族胺系无灰摩擦改进剂、聚丁烯基琥珀酰亚胺、聚丁烯基琥珀酰亚胺的衍生物或二硫代磷酸锌和它们的任意的组合的成分而成的。
此处，作为润滑油基础油，没有特别限定，只要为矿物油、合成油、油脂和它们的混合物等通常用作润滑油组合物的基础油的物质就可以无论种类如何地使用。另外，也可以为2种以上的矿物油系基础油或2种以上的合成系基础油的混合物。进而，对上述混合物中的2种以上的基础油的混合比也没有特别限定，可以任意选择。
作为矿物油，具体而言，可以使用：将原油进行常压蒸馏和减压蒸馏，将所得到的润滑油馏分脱溶剂，适当组合溶剂提取、氢解、溶剂脱蜡、氢化纯化、硫酸清洗、白土处理等纯化处理等而纯化得到的链烷烃系或环烷系等油、正链烷烃等，经过溶剂纯化、氢化纯化处理的矿物油是常用的。然而，更优选使用利用将能够进一步降低芳香族成分的高度氢解工艺、GTL Wax(gas to liquid wax)进行异构化的手法而制造的异链烷烃。
作为合成油，具体而言，可以举出：聚-α-烯烃(例如1-辛烯低聚物、1-癸烯低聚物、乙烯-丙烯低聚物等)、聚-α-烯烃的氢化物、异丁烯低聚物、异丁烯低聚物的氢化物、异链烷烃、烷基苯、烷基萘、二酯(例如戊二酸二(十三烷基)酯、己二酸二辛酯、己二酸二异癸酯、己二酸二(十三烷基)酯、癸二酸二辛酯等)、多元醇酯(例如三羟甲基丙烷辛酸酯、三羟甲基丙烷壬酸酯、三羟甲基丙烷异硬脂酸酯等三羟甲基丙烷酯；季戊四醇2-乙基己酸酯、季戊四醇壬酸酯等季戊四醇酯)、聚氧亚烷基二醇、二烷基二苯基醚和聚苯基醚等。其中，可以举出1-辛烯低聚物、1-癸烯低聚物等聚-α-烯烃或其氢化物作为优选例。另外，作为该酯类，特别优选多元醇酯类。代表性地可以举出：齿轮油、汽车用发动机油、传动油、透平油、主轴油等。
对于润滑油基础油中的硫成分，没有特别限制，以基础油总量基准计，优选为0.2质量％以下、更优选为0.1质量％以下、进一步优选为0.05质量％以下。由于氢化纯化矿物油、合成系基础油的硫成分为0.005质量％以下、或实质上不含有硫成分(5质量ppm以下)，所以特别优选使用它们作为基础油。
另外，对于润滑油基础油中的芳香族含量也没有特别限制，为了维持作为润滑油组合物的长期低摩擦特性，全部芳香族含量优选为15质量％以下、更优选为10质量％以下、进一步优选为5质量％以下。即，润滑油基础油的全部芳香族含量超过15质量％时，氧化稳定性差，故不优选。此处，“全部芳香族含量”是指，依据ASTM D2549测定的芳香族馏分(aromatic fraction)含量。通常该芳香族馏分中包含烷基苯、烷基萘、蒽、菲、和它们的烷基化物、四环以上的苯环稠合而成的化合物、或吡啶类、喹啉类、酚类、萘酚类等具有杂芳香族的化合物等。
对润滑油基础油的运动粘度也没有特别限制，作为润滑油组合物使用时，100℃下的运动粘度优选为2mm2/s以上、更优选为3mm2/s以上。另一方面，100℃下的运动粘度优选为20mm2/s以下、更优选为10mm2/s以下、特别优选为8mm2/s以下。润滑油基础油的100℃下的运动粘度小于2mm2/s时，无法得到充分的耐磨耗性，而且有蒸发特性差的可能性，故不优选。另一方面，运动粘度超过20mm2/s时，难以发挥低摩擦性能、有低温性能变差的可能性，故不优选。需要说明的是，可以使用任意混合选自上述基础油中的2种以上的基础油而成的混合物等，只要100℃下的运动粘度值在上述优选的范围内，则也可以使用基础油单独的运动粘度在上述以外的物质。通过将润滑油基础油的100℃下的运动粘度设为2mm2/s以上，从而可以得到油膜形成充分、润滑性优异、且高条件下的基础油的蒸发损失更小的组合物。另一方面，通过将100℃下的运动粘度设为20mm2/s以下，从而流体阻力变小，因此可以得到润滑部位的摩擦阻力更小的组合物。
进而，对润滑油基础油的粘度指数没有特别限制，优选为80以上，作为润滑油组合物使用时，优选为100以上、更优选为120以上，可以为140以上且250以下。通过选择润滑油基础油的粘度指数高的润滑油基础油，从而油消耗少，可以得到低温粘度特性优异、且摩擦降低效果优异的组合物。
作为使用的脂肪酸酯系无灰摩擦改进剂和脂肪族胺系无灰摩擦改进剂的一者或两者，可以举出：具有碳数6～30、优选碳数8～24、特别优选碳数10～20的直链状或支链状烃基的脂肪酸酯、脂肪酸胺化合物、和它们的任意的混合物。碳数处于6～30的范围外时，有无法充分得到摩擦降低效果的可能性。
作为碳数6～30的直链状或支链状烃基，具体而言，可以举出：己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基、二十五烷基、二十六烷基、二十七烷基、二十八烷基、二十九烷基和三十烷基等烷基；己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一碳烯基、十二碳烯基、十三碳烯基、十四碳烯基、十五碳烯基、十六碳烯基、十七碳烯基、十八碳烯基、十九碳烯基、二十碳烯基、二十一碳烯基、二十二碳烯基、二十三碳烯基、二十四碳烯基、二十五碳烯基、二十六碳烯基、二十七碳烯基、二十八碳烯基、二十九碳烯基和三十碳烯基等链烯基等。需要说明的是，上述烷基和链烯基中包括能够想到的全部的直链状结构和支链状结构，而且链烯基中的双键的位置为任意。
另外，作为上述脂肪酸酯，可以例示出：具有上述碳数6～30的烃基的脂肪酸与脂肪族一元醇或脂肪族多元醇的酯等，具体而言，可以举出丙三醇单油酸酯、丙三醇二油酸酯、脱水山梨醇单油酸酯和脱水山梨醇二油酸酯等作为特别优选的例子。
作为上述脂肪族胺化合物，可以例示出：脂肪族单胺或其环氧烷加成物、脂肪族多胺、咪唑啉化合物等、和它们的衍生物等。具体而言，可以举出：月桂胺、月桂基二乙胺、月桂基二乙醇胺、十二烷基二丙醇胺、棕榈胺、硬脂胺、硬脂基四亚乙基五胺、油烯胺、油烯基丙二胺、油烯基二乙醇胺和N-羟基乙基油烯基咪唑啉等脂肪族胺化合物；这些脂肪族胺化合物的N,N-二聚氧亚烷基-N-烷基(或链烯基)(碳数6～28)等的胺环氧烷加成物；使碳数2～30的单羧酸(脂肪酸等)、草酸、邻苯二甲酸、偏苯三酸、均苯四酸等碳数2～30的多元羧酸与这些脂肪族胺化合物作用而使残留的氨基和亚氨基的一者或两者的一部分或全部中和或酰胺化而成的所谓酸改性化合物等。作为适合的例子，可以举出N,N-二聚氧亚乙基-N-油烯胺等。
另外，对润滑油组合物中所含的脂肪酸酯系无灰摩擦改进剂和脂肪族胺系无灰摩擦改进剂的一者或两者的含量没有特别限制，以组合物总量基准计，可以优选为0.05～3.0质量％、更优选为0.1～2.0质量％、特别优选为0.5～1.4质量％。上述含量小于0.05质量％时，摩擦降低效果易于变小，超过3.0质量％时，向润滑油中的溶解性、贮藏稳定性明显恶化，易于产生沉淀物，故不优选。
另一方面，作为上述的聚丁烯基琥珀酰亚胺，可以举出以下通式(VIII)和(IX)所示的化合物。
这些通式中的PIB表示聚丁烯基，其是由利用氟化硼系催化剂或氯化铝系催化剂使高纯度异丁烯或1-丁烯与异丁烯的混合物聚合而得到的数均分子量为900～3500、理想地为1000～2000的聚丁烯获得的。上述数均分子量小于900时，清洗性效果容易恶化，超过3500时，低温流动性容易恶化，不理想。另外，上述通式中的n从清洗性优异的方面出发可以为1～5的整数、更理想地为2～4的整数是较好的。进而，上述聚丁烯可以在通过吸附法、充分的水洗等合适的方法将由制造过程的催化剂导致的残留的微量的氟成分、氯成分去除至50质量ppm以下、更理想地为10质量ppm以下、特别理想地为1质量ppm以下之后来使用。
作为上述聚丁烯基琥珀酰亚胺的制造方法，没有特别限定，例如可以如下得到：使上述聚丁烯的氯化物或充分去除了氯、氟的聚丁烯与马来酸酐在100～200℃下反应，使所得的聚丁烯基琥珀酸与二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺和五亚乙基六胺等多胺反应，从而得到。
另一方面，作为上述聚丁烯基琥珀酰亚胺的衍生物，可以例示出：使硼化合物、含氧有机化合物作用于上述通式(VIII)或(IX)所示的化合物，使残留的氨基和亚氨基的一者或两者的一部分或全部中和或酰胺化而成的所谓硼改性或酸改性化合物。其中，列举出含硼聚丁烯基琥珀酰亚胺、特别是含硼双聚丁烯基琥珀酰亚胺作为目前最优选的例子。
作为上述硼化合物，可以举出：硼酸、硼酸盐、硼酸酯等。具体而言，作为上述硼酸，可以举出：原硼酸、偏硼酸和四硼酸等。另外，作为上述硼酸盐，可以举出铵盐等，具体而言，可以举出偏硼酸铵、四硼酸铵、五硼酸铵和八硼酸铵等硼酸铵作为适合例。另外，作为硼酸酯，可以举出：硼酸与优选碳数1～6的烷基醇的酯，更具体而言，可以举出硼酸单甲酯、硼酸二甲酯、硼酸三甲酯、硼酸单乙酯、硼酸二乙酯、硼酸三乙酯、硼酸单丙酯、硼酸二丙酯、硼酸三丙酯、硼酸单丁酯、硼酸二丁酯和硼酸三丁酯等作为适合例。需要说明的是，含硼聚丁烯基琥珀酰亚胺中的硼含量B与氮含量N的质量比“B/N”通常为0.1～3，优选为0.2～1。
另外，作为上述含氧有机化合物，具体而言，可以举出：甲酸、乙酸、乙醇酸、丙酸、乳酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷基酸、月桂酸、十三烷酸、肉豆蔻酸、十五烷酸、棕榈酸、十七烷酸、硬脂酸、油酸、十九烷酸和二十烷酸等碳数1～30的单羧酸、草酸、邻苯二甲酸、偏苯三酸和均苯四酸等碳数2～30的多元羧酸以及它们的酐、或酯化合物、碳数2～6的环氧烷、羟基(聚)氧亚烷基碳酸酯等。
需要说明的是，润滑油组合物中，对聚丁烯基琥珀酰亚胺和其衍生物的一者或两者的含量没有特别限制，优选为0.1～15质量％、更优选为1.0～12质量％。小于0.1质量％时，清洗性效果有时变差，超过15质量％时，难以获得符合含量的清洗性效果，抗乳化性容易恶化。
进而，关于润滑油组合物，含有以下通式(X)所示的二硫代磷酸锌是适合的。
上述式(X)中的R4、R5、R6和R7各自独立地表示碳数1～24的烃基。作为这些烃基，理想的是碳数1～24的直链状或支链状的烷基、碳数3～24的直链状或支链状的链烯基、碳数5～13的环烷基或直链状或支链状的烷基环烷基、碳数6～18的芳基或者直链状或支链状的烷基芳基、碳数7～19的芳基烷基等中任意者。另外，烷基、链烯基可以为伯、仲和叔中任意者。
作为上述R4、R5、R6和R7，具体而言，可以举出：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基和二十四烷基等烷基、丙烯基、异丙烯基、丁烯基、丁二烯基、戊烯基、己烯基、庚烯基、辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一碳烯基、十二碳烯基、十三碳烯基、十四碳烯基、十五碳烯基、十六碳烯基、十七碳烯基和油烯基等十八碳烯基、十九碳烯基、二十碳烯基、二十一碳烯基、二十二碳烯基、二十三碳烯基和二十四碳烯基等链烯基、环戊基、环己基和环庚基等环烷基、甲基环戊基、二甲基环戊基、乙基环戊基、丙基环戊基、乙基甲基环戊基、三甲基环戊基、二乙基环戊基、乙基二甲基环戊基、丙基甲基环戊基、丙基乙基环戊基、二-丙基环戊基、丙基乙基甲基环戊基、甲基环己基、二甲基环己基、乙基环己基、丙基环己基、乙基甲基环己基、三甲基环己基、二乙基环己基、乙基二甲基环己基、丙基甲基环己基、丙基乙基环己基、二-丙基环己基、丙基乙基甲基环己基、甲基环庚基、二甲基环庚基、乙基环庚基、丙基环庚基、乙基甲基环庚基、三甲基环庚基、二乙基环庚基、乙基二甲基环庚基、丙基甲基环庚基、丙基乙基环庚基、二-丙基环庚基和丙基乙基甲基环庚基等烷基环烷基、苯基和萘基等芳基、甲苯基、二甲苯基、乙基苯基、丙基苯基、乙基甲基苯基、三甲基苯基、丁基苯基、丙基甲基苯基、二乙基苯基、乙基二甲基苯基、四甲基苯基、戊基苯基、己基苯基、庚基苯基、辛基苯基、壬基苯基、癸基苯基、十一烷基苯基和十二烷基苯基等烷基芳基、苄基、甲基苄基、二甲基苄基、苯乙基、甲基苯乙基和二甲基苯乙基等芳基烷基。需要说明的是，R4、R5、R6和R7能取的上述烃基中包含能够想到的全部直链状结构和支链状结构，而且链烯基的双键的位置、烷基向环烷基的键合位置、烷基向芳基的键合位置、和芳基向烷基的键合位置为任意。另外，上述烃基中，该烃基为直链状或支链状的碳数1～18的烷基的情况或碳数6～18的芳基、或直链状或支链状烷基芳基的情况特别优选。
作为上述二硫代磷酸锌的适合的具体例，可以举出：二异丙基二硫代磷酸锌、二异丁基二硫代磷酸锌、二-仲丁基二硫代磷酸锌、二-仲戊基二硫代磷酸锌、二-正己基二硫代磷酸锌、二-仲己基二硫代磷酸锌、二-辛基二硫代磷酸锌、二-2-乙基己基二硫代磷酸锌、二-正癸基二硫代磷酸锌、二-正十二烷基二硫代磷酸锌、二异十三烷基二硫代磷酸锌和它们的任意的组合的混合物等。
另外，对上述二硫代磷酸锌的含量没有特别限制，从发挥更高的摩擦降低效果的观点出发，以组合物总量基准、且磷元素换算量计，优选为0.1质量％以下、而且更优选为0.06质量％以下、特别优选不含二硫代磷酸锌。二硫代磷酸锌的含量以组合物总量基准、且磷元素换算量计超过0.1质量％时，覆盖有硬质碳薄膜的构件和由任意的材料种类构成的其他滑动构件所形成的滑动面上的上述脂肪酸酯系无灰摩擦改进剂、上述脂肪族胺系无灰摩擦改进剂的优异的摩擦降低效果有被抑制的可能性。
作为上述二硫代磷酸锌的制造方法，可以任意地采用现有方法，没有特别限制，具体而言，通过使具有与上述R4、R5、R6和R7对应的烃基的醇或酚跟五氧化二磷(P2O5)反应形成二硫代磷酸，将其用氧化锌中和，从而可以合成。需要说明的是，上述二硫代磷酸锌的结构当然根据所使用的原料醇而不同。另外，也可以将上述通式(X)所包含的2种以上的二硫代磷酸锌以任意的比率混合来使用。
如上述那样，润滑油组合物用于覆盖有硬质碳层的滑动构件与由任意的材料种类构成的其他滑动构件所形成的滑动面时，显示出极其优异的低摩擦特性，特别是为了提高作为内燃机用润滑油组合物所需的性能，可以将金属系清洗剂、抗氧化剂、粘度指数改进剂、其他无灰摩擦改进剂、其他无灰分散剂、抗磨耗剂或极压剂、防锈剂、非离子系表面活性剂、抗乳化剂、金属减活剂、消泡剂等单独或组合多种地配混来提高所需的性能。
作为上述金属系清洗剂，可以使用通常用作润滑油用的金属系清洗剂的任意的化合物。例如可以将碱金属或碱土金属的磺酸盐、酚盐、水杨酸盐、环烷酸盐等单独或组合多种来使用。此处，作为上述碱金属，可以举出：钠(Na)、钾(K)等，作为上述碱土金属，可以例示出：钙(Ca)、镁(Mg)等。另外，作为具体的适合例，可以举出：Ca或Mg的磺酸盐、酚盐和水杨酸盐。需要说明的是，这些金属系清洗剂的总碱值和添加量可以根据所要求的润滑油的性能而任意地选择。通常，总碱值以高氯酸法计为0～500mgKOH/g、优选为150～400mgKOH/g，其添加量以组合物总量基准计通常为0.1～10质量％。
另外，作为上述抗氧化剂，可以使用通常用作润滑油用的抗氧化剂的任意的化合物。例如可以举出：4,4’-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、十八烷基-3-(3-甲基-5-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯等酚系抗氧化剂、苯基-α-萘基胺、烷基苯基-α-萘基胺、烷基二苯基胺等胺系抗氧化剂、和它们的任意的组合的混合物等。另外，上述抗氧化剂的添加量以组合物总量基准计通常为0.01～5质量％。
进而，作为上述粘度指数改进剂，具体而言，可以例示出：选自各种甲基丙烯酸酯中的1种或2种以上的单体的共聚物、其氢化物等所谓非分散型粘度指数改进剂、和进一步使包含氮化合物的各种甲基丙烯酸酯共聚而成的所谓分散型粘度指数改进剂等。另外，作为其他粘度指数改进剂的具体例，还可以例示出：非分散型或分散型乙烯-α-烯烃共聚物(作为α-烯烃，有例如丙烯、1-丁烯、1-戊烯等)和其氢化物、聚异丁烯和其氢化物、苯乙烯-二烯氢化共聚物、苯乙烯-马来酸酐酯共聚物、以及聚烷基苯乙烯等。这些粘度指数改进剂的分子量需要考虑剪切稳定性来选择。具体而言，对于粘度指数改进剂的数均分子量，例如分散型和非分散型聚甲基丙烯酸酯的情况下，可以为5000～1000000、优选为100000～800000，聚异丁烯或其氢化物的情况下，可以为800～5000，乙烯-α-烯烃共聚物或其氢化物的情况下，可以为800～300000、优选为10000～200000。另外，上述粘度指数改进剂可以单独地或任意组合多种地含有，通常其含量以润滑油组合物基准计为0.1～40.0质量％是理想的。
进而，作为其他无灰摩擦改进剂，可以举出：硼酸酯、高级醇、脂肪族醚等无灰摩擦改进剂、二硫代磷酸钼、二硫代氨基甲酸钼、二硫化钼等金属系摩擦调节剂等。
另外，作为其他无灰分散剂，可以举出：数均分子量为900～3500的具有聚丁烯基的聚丁烯基苄基胺、聚丁烯基胺、数均分子量小于900的具有聚丁烯基的聚丁烯基琥珀酰亚胺等和它们的衍生物等。
进而，作为上述抗磨耗剂或极压剂，可以举出：二硫化物、硫化油脂、硫化烯烃、含有1～3个碳数2～20的烃基的磷酸酯、硫代磷酸酯、亚磷酸酯、硫代亚磷酸酯和它们的胺盐等。
进而，作为上述防锈剂，可以举出：烷基苯磺酸盐、二壬基萘磺酸盐、链烯基琥珀酸酯和多元醇酯等。
另外，作为上述非离子系表面活性剂和抗乳化剂，可以举出：聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚和聚氧乙烯烷基萘基醚等聚亚烷基二醇系非离子系表面活性剂。
进而，作为上述金属减活剂，可以举出：咪唑啉、嘧啶衍生物、噻二唑、苯并三唑和噻二唑等。
进而，作为上述消泡剂，可以举出：有机硅、氟硅酮和氟烷基醚等。
需要说明的是，在润滑油组合物中含有这些添加剂时，其含量以组合物总量基准计，对于其他摩擦调节剂、其他无灰分散剂、抗磨耗剂或极压剂、防锈剂、和抗乳化剂可以从0.01～5质量％的范围内适当选择，对于金属减活剂可以从0.005～1质量％的范围内适当选择，对于消泡剂可以从0.0005～1质量％的范围内适当选择。
以下，根据实施例和比较例更详细地说明本发明。
(实施例1)
在汽车用发动机的活塞环基材的表面上，通过电解镀覆形成厚度约100μm的硬质镀铬层。接着，将形成有硬质镀铬层的活塞环基材在大气中、于250℃进行加热处理。之后，在活塞环基材的硬质镀铬层上，通过PVD法形成不含氢的硬质碳层，得到本例的活塞环。
另外，作为中途工序的硬质镀铬层的形成后，使用在同一批内形成了硬质镀铬层的其他活塞环，在与上述活塞环的制作工序相同的条件下进行加热处理，考察硬质镀铬层的氢浓度。作为氢浓度的测定方法，采用：将切成合适的大小的试样放入坩埚中，加热至约1000℃，分析所产生的气体的手法。载气设为氩(Ar)，测定排出的气体中的氢浓度，根据载气的流量计算氢量。另外，同时对未形成硬质镀铬层的试样也进行同样的测定，作为背景值而减去，从而仅计算硬质镀铬层所含的氢量。其结果，硬质镀铬层的氢浓度为148ppm。
(实施例2)
将加热处理的温度设为280℃，除此之外，重复与实施例1同样的操作，得到本例的活塞环。另外，此时，重复同样的操作，考察硬质镀铬层的氢浓度。
(实施例3)
将加热处理的温度设为300℃，除此之外，重复与实施例1同样的操作，得到本例的活塞环。另外，此时，重复同样的操作，考察硬质镀铬层的氢浓度。
(实施例4)
将加热处理的温度设为350℃，除此之外，重复与实施例1同样的操作，得到本例的活塞环。另外，此时，重复同样的操作，考察硬质镀铬层的氢浓度。
(实施例5)
将加热处理的温度设为400℃，除此之外，重复与实施例1同样的操作，得到本例的活塞环。另外，此时，重复同样的操作，考察硬质镀铬层的氢浓度。
(比较例1)
不进行加热处理，除此之外，重复与实施例1同样的操作，得到本例的活塞环。另外，此时，重复同样的操作，考察硬质镀铬层的氢浓度。
(比较例2)
将加热处理的温度设为100℃，除此之外，重复与实施例1同样的操作，得到本例的活塞环。另外，此时，重复同样的操作，考察硬质镀铬层的氢浓度。
(比较例3)
将加热处理的温度设为200℃，除此之外，重复与实施例1同样的操作，得到本例的活塞环。另外，此时，重复同样的操作，考察硬质镀铬层的氢浓度。
将上述各例的规格的一部分示于表1。
[表1]
加热处理温度(℃) 氢浓度(ppm) 剥离试验结果 综合判定结果
实施例1 250 148 极微小的剥离 ○
实施例2 280 105 未剥离 ◎
实施例3 300 66 未剥离 ◎
实施例4 350 28 未剥离 ◎
实施例5 400 9 未剥离 ○
比较例1 未处理 819 较大的剥离 ×
比较例2 100 762 较大的剥离 ×
比较例3 200 319 较大的剥离 ×
[往复滑动试验]
使用上述各例的活塞环和作为润滑剂的发动机油，在平均滑动速度0.3m/s、按压载荷100N的条件下进行往复滑动试验30分钟。通过扫描型电子显微镜观察硬质碳层的表面状态，将其结果一并示于表1。另外，将综合判定结果一并示于表1。需要说明的是，表1中的“◎”表示实用上没有问题、特别优异，“○”表示实用上没有问题、优异，“×”表示实用上有问题、差。
需要说明的是，图5、图6、图7和图8分别为示出实施例1、实施例2、比较例1和比较例3的滑动构件即活塞环的表面状态的扫描型电子显微镜照片。
实施例1的活塞环中，滑动面的硬质碳层观察到极微小的剥离，但是为实用上没有问题的水平，可知，硬质碳层具有高密合力、即优异的耐剥离性(参见图5)。
实施例2～4的活塞环中，滑动面的硬质碳层未观察到剥离，可知，硬质碳层具有高密合力、即优异的耐剥离性(参见图6)。
实施例5的活塞环中，滑动面的硬质碳层未观察到剥离，可知，硬质碳层具有高密合力、即优异的耐剥离性。然而，硬质镀铬层的硬度与处理前相比，降低200Hv以上，存在于硬质镀铬层中的细微裂缝扩大，因此推测硬质镀铬层原本的耐磨耗性的功能明显降低。
比较例1～3的活塞环中，滑动面的硬质碳层观察到较大的剥离，可知，硬质碳层的密合力不充分，耐剥离性不充分(参见图7和图8)。
以上，根据若干实施方式和实施例说明了本发明，但本发明不限定于此，可以在本发明的主旨的范围内进行各种变形。
即，上述实施方式和实施例中，作为滑动构件，可以例示出活塞环，但不限定于此，还可以举出：其他气门传动系统、吸排气系统的滑动构件、驱动系统的滑动构件。作为气门传动系统、吸排气系统的滑动构件的具体例，可以举出：活塞销、活塞(或活塞裙(活塞裙是指活塞的裙部))、气缸(或气缸套)、柱塞、止回阀、气门导管、连杆、衬套、曲轴、凸轮凸角、凸轮曲柄、摇臂、气门弹簧、垫片、挺杆、叶轮泵的旋转叶片、叶轮泵的外壳、正时链条、链轮、链条导板(或链条引导件)、链条张紧器(或链条张紧件)等。另外，作为驱动系统的滑动构件的具体例，可以举出：自动变速机、无级变速机、手动变速机、终减速机等的齿轮、排档、链条、带(belt)、滚动轴承、滑动轴承、油泵等。
另外，本发明的滑动构件不限定于上述说明的例子，也可以应用于在润滑脂、生物柴油燃料、轻油燃料、gas to liquid(GTL)燃料、高辛烷值汽油燃料等的存在下发生滑动的情况。
日本国特愿2013-013290号(申请日：2013年1月28日)的全部内容援引于此。
附图标记说明
1 滑动构件
1’、1” 活塞环
2 基材
4 硬质镀铬层
6 硬质碳层

Claims (6)

1.一种滑动构件，其特征在于，具有：
基材；
形成于所述基材的表面上的、以铬为主要成分的硬质镀铬层；和
形成于所述硬质镀铬层上的、主要由碳元素构成的硬质碳层，
所述硬质镀铬层的氢浓度为150质量ppm以下。
2.根据权利要求1所述的滑动构件，其特征在于，所述硬质镀铬层的氢浓度为10～140质量ppm。
3.根据权利要求1或2所述的滑动构件，其特征在于，所述硬质碳层的氢浓度为40原子％以下。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的滑动构件，其特征在于，
所述硬质碳层的最表层的氢浓度超过0原子％、且为2原子％以下，或者
所述硬质碳层的最表层不含氢。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的滑动构件，其特征在于，
所述滑动构件为活塞环，
所述硬质碳层形成于该活塞环的至少外周面上。
6.一种滑动构件的制造方法，其特征在于，
在制作权利要求1～5中的任一项所述的滑动构件时，
对在表面上形成有以铬为主要成分的硬质镀铬层的基材的表面在250℃以上的温度下进行加热处理，使该硬质镀铬层的氢浓度为150质量ppm以下，之后在该硬质镀铬层上形成主要由碳元素构成的硬质碳层。
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