CN116180069A - 滑动构件和用于内燃机的滑动构件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及滑动构件和用于内燃机的滑动构件。滑动构件包括基材、和在基材上形成的覆膜层。覆膜层具有源自多个析出硬化型铜合金颗粒的铜合金部，并且铜合金部经由界面彼此结合。铜合金部包含作为添加元素的镍和硅。铜合金部中的镍含量为2至5质量％。内燃机的滑动构件在内燃机的滑动部位具有滑动构件。

Description

滑动构件和用于内燃机的滑动构件
本申请是申请日为2018年2月2日、申请号为201880009616.1、发明名称为“滑动构件和用于内燃机的滑动构件”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及滑动构件和用于内燃机的滑动构件。
背景技术
专利文献1公开了能够通过冷态应变诱导的转变在基材的表面上形成硬覆膜的硬覆膜的形成方法。该硬覆膜的形成方法为使用压缩性气体作为介质将固态金属粉末吹送至基材的表面上以形成硬质金属覆膜的方法。在该形成方法中，金属粉末由可以引起应变诱导的转变的金属材料制成，其以引起应变诱导的转变的如此高的速度喷射(spray)至基材上，使得金属粉末塑性变形为扁平形状，并且作为层沉积在基材的表面上，同时也引起先前沉积的金属粉末的应变诱导的转变。以这种方式，该形成方法的特征在于该方法在基材的表面上形成金属覆膜，其中覆膜比喷射至基材上之前的金属粉末更硬。
[现有技术]
[专利文献]
专利文献1：JP 5202024B
发明内容
发明要解决的问题
然而，专利文献1中的硬质覆膜存在耐磨耗性不充分的问题。
鉴于现有技术中的上述问题做出本发明。本发明的目的是提供具有优异的耐磨耗性的滑动构件，和用于内燃机的滑动构件。
用于解决问题的方案
本发明人进行了深入的研究以实现上述目的。结果，本发明人发现，上述目的可以通过形成包括源自析出硬化型铜合金颗粒的预定铜合金部的覆膜层来实现，其中铜合金部经由铜合金部之间的界面彼此结合。由此完成本发明。
发明的效果
根据本发明，可以提供具有优异的耐磨耗性的滑动构件，和用于内燃机的滑动构件。
附图说明
图1为根据本发明的第一实施方案的滑动构件的示意性截面图。
图2为由图1中所示的滑动构件的线II围绕的部分的放大图。
图3为由图1中所示的滑动构件的线III围绕的部分的放大图。
图4为根据本发明的第二实施方案的滑动构件的示意性截面图。
图5为由图4中所示的滑动构件的线V围绕的部分的放大图。
图6为由图4中所示的滑动构件的线VI围绕的部分的放大图。
图7为根据本发明的第三实施方案的滑动构件的示意性截面图。
图8为由图7中所示的滑动构件的线VIII围绕的部分的放大图。
图9为由图7中所示的滑动构件的线IX围绕的部分的放大图。
图10为根据本发明的第四实施方案的滑动构件的示意性截面图。
图11为在内燃机的滑动部位包括滑动构件的用于内燃机的滑动构件的示意性截面图。
图12为在内燃机的轴承机构的轴承金属中具有滑动构件的内燃机的轴承机构的示意性截面图。
图13为示出磨耗试验装置的概要的截面图。
图14为实施例3的滑动构件的透射型电子显微镜(TEM)截面图像。
图15为示出实施例3的滑动构件的能量分散型X射线(EDX)分析结果的图。
具体实施方式
以下详细描述根据本发明的实施方案的滑动构件和用于内燃机的滑动构件。短语“A、B和C中的至少一个”表示“(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)、或者(A、B、和C)”。
第一实施方案
首先，参照附图，将详细描述根据本发明第一实施方案的滑动构件。为了描述的原因，以下实施方案中提及的附图的尺寸被放大，并且可以与实际尺寸不同。
图1为根据本发明的第一实施方案的滑动构件的示意性截面图。图2为由图1中的滑动构件的线II围绕的部分的放大图。图3为由图1中的滑动构件的线III围绕的部分的放大图。如图1和2所示，本实施方案的滑动构件1包括基材10和在基材10上形成的覆膜层20。该覆膜层20包括源自析出硬化型铜合金颗粒的铜合金部21。此外，在该覆膜层20中，铜合金部21,21经由铜合金部之间的界面21a彼此结合。此外，尽管未示出，但是铜合金部包含作为添加元素的镍和硅。铜合金部包含2至5质量％的镍。覆膜层20可以具有孔隙20a。
此外，如图3中所示，本实施方案的滑动构件1优选具有至少一个铜合金部21，所述铜合金部在铜合金部内部和铜合金部21,21之间的界面21a中包含至少一个析出相25。覆膜层20可以具有孔隙20a。
在本发明中，“析出硬化型铜合金”不仅指已经进行析出硬化的铜合金，而且指析出硬化之前的铜合金。在铜合金部中，优选的是所有的铜合金部为已经进行析出硬化的铜合金，但是不限于此。例如，在多个铜合金部中，一部分的铜合金部可以为已经进行析出硬化的铜合金，并且其余的铜合金部可以为析出硬化之前的铜合金。此外，例如，所有铜合金部可以由析出硬化之前的铜合金制成。析出硬化型铜合金也称为颗粒分散强化型铜合金。
如上所述，本实施方案的滑动构件包括基材、和在基材上形成的覆膜层，并且为如下滑动构件：其中覆膜层具有源自析出硬化型铜合金颗粒的铜合金部，铜合金部经由铜合金部之间的界面彼此结合，铜合金部包含作为添加元素的镍和硅，以及铜合金部包含2至5质量％的镍。因此，滑动构件具有优异的耐磨耗性。
此外，如上所述，在本实施方案的滑动构件中，至少一个铜合金部优选地在铜合金部内部和铜合金部之间的界面中包含至少一个析出相。此类滑动构件具有进一步优异的耐磨耗性。
目前推测基于以下原因中的至少一个而获得上述效果。
在包含镍和硅的铜合金部中，当镍含量为2至5质量％时，认为包含镍、和硅等的化合物的析出将防止铜合金部容易地变形，从而改善它们的耐磨耗性。也认为这是析出相均匀地包含在覆膜层中的结果，其中析出相由在改善耐磨耗性方面具有显著效果的硅化镍(Ni2Si)制成。当镍含量小于2质量％时，在覆膜层中形成的、由在耐磨耗性方面具有改善效果的硅化镍(Ni2Si)制成的析出相的量不充分。此外，当镍含量超过5质量％时，由在耐磨耗性方面具有优异的改善效果的硅化镍(Ni2Si)制成的析出相在覆膜层中不均匀地形成。尽管没有特别限定，但是镍含量与硅含量的比(Ni:Si)以质量比计优选地范围为3.5:1至4.5:1。此外，硅含量优选地范围为0.5至1.25质量％。然而，无须多言，上述含量和比例不限于这些范围，并且可以在这些范围之外，只要能显示本发明的效果即可。
也认为例如，由于以下原因获得该效果：当将用作用于滑动构件的制造方法的材料的析出硬化型铜合金颗粒(下文中，也可以称为“铜合金颗粒”)吹送至基材上，并且铜合金颗粒与基材和附着在基材上的铜合金部碰撞时，其动能部分地转换为热能。该转换促进了基材和铜合金颗粒之间以及铜合金颗粒和铜合金部之间的熔接(deposition)和原子扩散，从而导致析出相的均匀的形成。这将在后面详细描述。
然而，无须多言，本发明的范围将包括基于除上述原因之外的原因获得上述效果的其它情况。
在本发明中，“铜合金部经由铜合金部之间的界面彼此结合”是指在铜合金部之间发生熔接、原子扩散、以及陷入(biting)(渗透)和塑性变形部的形成(稍后详细描述)中的至少一个。在第一或第二实施方案中，可以发生下沉(渗透)或塑性变形部的形成。
以下更详细地描述组件。
基材10没有特别限定。然而，优选为适用于将在后面详细描述的滑动构件的制造方法，即覆膜层的形成方法的金属。此外，在滑动构件用作用于内燃机的滑动构件的情况下，无须多言，基材优选为在将要应用滑动构件的高温环境下可用的基材。
优选应用的金属的实例包括本领域公知的铝、铁、钛、和铜等的合金。
优选应用的铝合金的实例包括日本工业标准中规定的AC2A、AC8A、ADC12。优选采用的铁合金的实例包括日本工业标准中规定的SUS304和铁系烧结合金。优选应用的铜合金的实例包括铍铜和铜合金系烧结合金。
覆膜层20的孔隙率没有特别限定。然而，就覆膜层中的高孔隙率可以导致不充分的强度和低的耐磨耗性而言，覆膜层的孔隙率优选尽可能低。此外，就获得具有高热传导性的滑动构件而言，覆膜层在其截面的孔隙率优选为3面积％以下、更优选为1面积％以下、并且特别优选为0面积％。由于目前可以将孔隙率降低至0.1面积％，因此就以良好的平衡获得优异的耐磨耗性、和生产性的改善等而言，优选具有范围为0.1面积％至3面积％的孔隙率。然而，无须多言，孔隙率不限于这些范围，并且可以在这些范围之外，只要能显示本发明的效果即可。覆膜层在其截面的孔隙率可以通过例如，覆膜层的截面的扫描电子显微镜(SEM)图像的观察、和如扫描电子显微镜(SEM)图像的二值化等图像处理来计算。
此外，覆膜层20的厚度没有特别限定。即，覆膜层的厚度可以根据应用覆膜层的部位的温度和滑动环境而适当地调整。例如，厚度范围优选为0.05mm至5.0mm、更优选为0.1mm至2.0mm。当覆膜层的厚度小于0.05mm时，覆膜层本身的刚性变得不充分，这会导致特别是当基材的强度低时的塑性变形。当覆膜层的厚度大于10mm时，覆膜层由于成膜时产生的残余应力与界面密合力的关系而剥离。
铜合金部21中包含的析出硬化型铜合金没有特别限定，只要其包含镍和硅，并且镍含量范围为2至5质量％即可。优选应用所谓的科森合金(corson alloy)。这赋予优异的耐磨耗性。
然而，析出硬化型铜合金不限于上述那些。例如，可以应用将铬、锆、或钒进一步单独或以其任意组合添加至其中的析出硬化型铜合金。这使得根据滑动构件所需的规格应用各种材料。无须多言，可以将其它元素进一步添加至上述析出硬化型铜合金。
第二实施方案
接着参照附图，详细描述根据本发明的第二实施方案的滑动构件。与前述实施方案中描述的组件相同的组件将被赋予相同的附图标记，并且将省略其描述。
图4为根据本发明的第二实施方案的滑动构件的示意性截面图。图5为由图4中所示的滑动构件的线V围绕的部分的放大图。图6为由图4中所示的滑动构件的线VI围绕的部分的放大图。如图4至6中所示，本实施方案的滑动构件2与上述第一实施方案的滑动构件的不同之处在于，覆膜层20包括比铜合金部21更硬并且源自硬质颗粒的硬质颗粒部23，并且例如，铜合金部21,21、铜合金部21和硬质颗粒部23、以及硬质颗粒部23,23经由它们之间的界面彼此结合。
此外，如图5中所示，在本实施方案的滑动构件2中，至少一个铜合金部21优选地在铜合金部21内部和铜合金部21,21之间的界面21a中包含至少一个析出相25。覆膜层20可以具有孔隙20a。
此外，如图6中所示，在本实施方案的滑动构件2中，硬质颗粒部23比铜合金部21更硬。这有利于析出相25在与硬质颗粒部23邻接的铜合金部21的界面21a附近(在本说明书中，“在铜合金部的界面附近”表示例如，如图中箭头X所示，铜合金部21从界面21a向内至约1μm的区域。)的析出，并且包含硅化镍(Ni2Si)的析出相25可以容易地均匀地被包含。覆膜层20可以具有孔隙20a。
如上所述，本实施方案的滑动构件包括基材、和在基材上形成的覆膜层，其中覆膜层包括上述预定铜合金部和比铜合金部更硬的硬质颗粒部，并且这些部(例如，铜合金部之间、铜合金部与硬质颗粒部、和硬质颗粒部之间)经由它们之间的界面彼此结合。因此，滑动构件具有进一步优异的耐磨耗性。
目前推测基于以下原因中的至少一个而获得上述效果。
认为例如，由于以下原因获得该效果：当将包含用作用于滑动构件的制造方法的材料的铜合金颗粒、和比铜合金颗粒更硬的硬质颗粒的混合物吹送至基材上，并且硬质颗粒与基材碰撞时，例如，如果基材在其表面上具有抑制基材和覆膜层的密合性的氧化覆膜，则除去氧化覆膜，以露出和形成显示与覆膜层的优异的密合性的基材的新生界面。这将在后面详细描述。
也认为例如，由于以下原因获得该效果：当将铜合金颗粒和硬质颗粒吹送至基材上，并且硬质颗粒与附着在基材上的铜合金部碰撞时，动能部分地转换成热能，这促进了铜合金部中的熔接和原子扩散，从而均匀地形成析出相。
认为铜合金部21,21、以及铜合金部21和硬质颗粒部23比硬质颗粒部23,23相对更容易地结合。
然而，无须多言，本发明的范围包括基于除上述原因之外的原因获得上述效果的情况。
将更详细地描述硬质颗粒部23。硬质颗粒部没有特别限定，只要它们比铜合金部更硬即可。例如，可以应用合金颗粒部，或者以任意比例将这些混合的硬质颗粒部。此外，尽管没有特别限定，但是硬质颗粒部优选比基材更硬。此外，例如，就获得具有进一步优异的耐磨耗性的合金颗粒部而言，优选应用铁系合金颗粒、钴系合金颗粒、铬系合金颗粒、镍系合金颗粒、或钼系合金颗粒、或者以任意比例将这些颗粒混合的硬质颗粒。
例如，根据日本工业标准(JIS Z 2244)中定义的维氏硬度(Vickers hardness)试验测量和计算的维氏硬度可以用作铜合金部和硬质颗粒部，进一步地，稍后将详细描述的铜合金颗粒和硬质颗粒的硬度的指标。此外，将通过对于颗粒测量约三至三十个颗粒，至少三至五个颗粒，和对于覆膜层中的铜合金部和硬质颗粒部测量约三至三十个位置，至少三至五个位置而获得的算术平均值用作维氏硬度。此外，当测量和计算铜合金部和硬质颗粒部的维氏硬度时，必要时可以将扫描电子显微镜(SEM)图像和透射型电子显微镜(TEM)图像的观察、和能量分散型X射线(EDX)光谱分析组合。
上述铁系合金的实例包括日本工业标准中规定的SUS 440C。钴系合金的实例包括TRIBALOY(注册商标)T-400、T-800。铬系合金的实例包括铬铁合金。镍系合金的实例包括TRIBALOY(注册商标)T-700。钼系合金的实例包括钼铁合金。陶瓷的实例包括WC/Co、Al2O3。其中，优选使用具有优异的耐磨耗性的钴系合金。具体地，优选使用如TRIBALOY(注册商标)T-400、T-800等钴系合金。
尽管没有特别限定，但是就改善耐磨耗性和取决于需要的热传导性而言，覆膜层的截面中的硬质颗粒部的比例范围优选为1面积％至50面积％、更优选为1面积％至25面积％、仍更优选为1面积％至18面积％、特别优选为5面积％至18面积％。然而，无须多言，该比例不限于这些范围，并且可以在这些范围之外，只要能显示本发明的效果即可。覆膜层的截面中的硬质颗粒部的比例可以通过覆膜层的截面的扫描电子显微镜(SEM)图像的观察、和如二值化等扫描电子显微镜(SEM)图像的图像处理来计算。此外，无须多言，通过截面的观察而计算的面积％可以看作体积％，并且可以使用颗粒的密度将体积％转换为重量％。
如上所述，就改善耐磨耗性和热传导性而言，覆膜层的截面中的硬质颗粒部的比例范围优选为1面积％至50面积％。然而，对于基本上不要求高的热传导性但是要求优异的耐磨耗性的应用，覆膜层的截面中的硬质颗粒部的比例范围为50面积％至99面积％。此外，这可以包括除铜合金部和硬质颗粒部以外的部。
此外，硬质颗粒部23没有特别限定，只要硬质颗粒部23比铜合金部更硬即可。然而，就增加与铜合金部的接触面积和使耐磨耗性改善而言，优选具有非球形形状。
“硬质颗粒部具有非球形形状”在本文中是指硬质颗粒部的纵横比以其中值计不小于1.3。尽管没有特别限定，更具体地，硬质颗粒部的纵横比以中值计优选地范围为1.3至2.0。当用扫描电子显微镜(SEM)沿覆膜层的层厚度方向观察任意截面时，将“纵横比”定义为各硬质颗粒部中的(最大长径/与最大长径正交的宽度)。此外，“最大长径”是指当用扫描电子显微镜(SEM)沿覆膜层的层厚度方向观察任意截面时的硬质颗粒部的轮廓上任意两点之间的距离之间的最大距离。当计算纵横比的中值时，例如需要测量在几个至几十个视野中观察到的约三至三十、至少约三至五个硬质颗粒部。
第三实施方案
接着参照附图，详细描述根据本发明的第三实施方案的滑动构件。与前述实施方案中描述的组件相同的组件将被赋予相同的附图标记，并且将省略其描述。
图7为根据本发明的第三实施方案的滑动构件的示意性截面图。图8为由图7中所示的滑动构件的线VIII围绕的部分的放大图。图9为由图7中所示的滑动构件的线IX围绕的部分的放大图。如图7至9中所示，本实施方案的滑动构件3与上述第一或第二实施方案的滑动构件的不同之处在于，基材10具有由扁平凹部制成的塑性变形部10b，并且覆膜层20包括具有其中具有扁平形状的铜合金部21堆积的结构的塑性变形部20b。尽管未示出，但是无须多言，本发明的范围包括其中覆膜层仅由铜合金部和硬质颗粒部中的铜合金部形成的情况，以及其中基材和覆膜层之一具有塑性变形部的情况。
如上所述，本实施方案的滑动构件包括基材、和在基材上形成的覆膜层，并且为如下滑动构件：其中覆膜层具有上述预定铜合金部，如果需要进一步具有比铜合金部更硬的硬质颗粒部，并且这些部(例如，铜合金部之间、铜合金部与硬质颗粒部、和硬质颗粒部之间)经由它们之间的界面彼此结合，此外，基材和覆膜层中的至少一个具有至少一个塑性变形部。因此，滑动构件具有进一步优异的耐磨耗性。
目前推测基于以下原因中的至少一个而获得上述效果。
认为通过以下原因获得该效果：当将作为用于滑动构件的制造方法的材料的、包含铜合金颗粒和比铜合金颗粒更硬的硬质颗粒的混合物吹送至基材上，并且硬质颗粒与基材碰撞时，如果基材在其表面上具有抑制基材和覆膜层的密合性的氧化覆膜，则除去氧化覆膜，以露出和形成显示与覆膜层的优异的密合性的基材的新生界面。这将在后面详细描述。
也认为由于以下原因获得该效果：例如，在铜合金颗粒与基材和附着在基材上的铜合金部碰撞时，动能部分地转换成热能，这促进了基材和铜合金颗粒之间、或者铜合金颗粒和铜合金部之间的熔接和原子扩散。
进一步认为通过当铜合金颗粒与基材碰撞时，由铜合金颗粒陷入至基材中而引起的锚固效果而获得该效果，这改善了基材和覆膜层之间的密合性。即，如上所述，认为通过基材和覆膜层之间的密合性的改善，通过包括基材上的扁平凹部的塑性变形部的形成而获得该效果。
此外，认为通过当铜合金颗粒与基材和附着在基材上的铜合金部碰撞时，由于铜合金颗粒和铜合金部变成扁平形状而引起的覆膜层中铜合金部之间的密合性的改善而获得该效果。即，如上所述，也认为通过铜合金部之间的间隙(孔隙)由于具有其中具有扁平形状的铜合金部堆积在覆膜层上的结构的塑性变形部的形成而减小来获得该效果，这改善了覆膜层中铜合金部之间的密合性。例如，在图5中，覆膜层20可以具有孔隙20a。另一方面，在图8中，覆膜层20中的孔隙减少，并且几乎观察不到它们。
此外，也认为通过以下过程而获得该效果：在当铜合金颗粒与基材或者附着在基材上的铜合金部碰撞时在基材上形成扁平凹部的过程中，或者在铜合金颗粒和铜合金部变成扁平形状的过程中，换言之，在基材或覆膜层上形成塑性变形部的过程中，由于由塑性变形引起的发热而导致的基材和铜合金颗粒之间或者铜合金颗粒和铜合金部之间的熔接和原子扩散的过程。
进一步认为通过当硬质颗粒与基材或者附着在基材上的铜合金部碰撞时，由硬质颗粒陷入至基材或铜合金部中而引起的锚固效果而获得该效果，这改善了基材和覆膜层之间的密合性。即，如上所述，认为通过基材和覆膜层之间的密合性的改善，通过包括基材上的扁平凹部的塑性变形部的形成而获得该效果。
进一步认为通过以下原因而获得该效果：在将铜合金颗粒和硬质颗粒吹送至基材上时，由于硬质颗粒陷入至附着在基材上的铜合金部或者铜合金颗粒陷入至附着在基材上的硬质颗粒部引起的锚固效果而导致的覆膜层中铜合金部和硬质颗粒之间的密合性的改善。在硬质颗粒部具有上述非球形形状的情况下，硬质颗粒容易地陷入至附着在基材上的铜合金部中，并且铜合金颗粒容易地陷入至附着在基材上的硬质颗粒部中。
然而，无须多言，本发明的范围包括通过除上述原因之外的原因获得上述效果的情况。
第四实施方案
接着参照附图，详细描述根据本发明的第四实施方案的滑动构件。与前述实施方案中描述的组件相同的组件将被赋予相同的附图标记，并且将省略其描述。
图10为根据本发明的第四实施方案的滑动构件的示意性截面图。如图10中所示，本实施方案的滑动构件4与第一至第三实施方案的滑动构件的不同之处在于，滑动构件4包括在基材10和覆膜层20之间的整个间隙上形成的预定中间层30。预定中间层30包括扩散层或金属间化合物层，或者扩散层和金属间化合物层。在中间层包括扩散层的情况下，中间层可以为扩散层。在中间层包括金属间化合物层的情况下，中间层可以为金属间化合物层。尽管未示出，但是无须多言，本发明的范围包括其中覆膜层仅具有铜合金部和硬质颗粒部中的铜合金部的情况，其中基材和覆膜层两者均具有塑性变形部的情况，以及其中基材和覆膜层之一具有塑性变形部的情况。
如上所述，本实施方案的滑动构件包括基材、和在基材上形成的覆膜层，并且为如下滑动构件：其中覆膜层具有上述预定铜合金部，和如果需要进一步具有的比铜合金部更硬的硬质颗粒部，并且这些部(例如，铜合金部之间、铜合金部与硬质颗粒部、和硬质颗粒部之间)经由它们之间的界面彼此结合，此外，包括至少在基材和覆膜层之间的间隙的一部分中形成的、包含扩散层和金属间化合物层中的至少一种的中间层。因此，这赋予进一步优异的耐磨耗性。无须多言，基材和覆膜层中的至少一个可以具有塑性变形部。
目前推测基于以下原因而获得上述效果。
认为例如，由于以下原因而获得该效果：当将作为用于滑动构件的制造方法的材料的铜合金颗粒吹送至基材上，并且例如铜合金颗粒与基材碰撞时，动能部分地转换为热能；在基材以及铜合金颗粒和附着在基材上的铜合金部中的至少一种中包含的组分元素的扩散发生在它们之间，以便在基材和覆膜层之间形成包含扩散层和金属间化合物层中的至少一种的中间层。这将在后面详细描述。
此外，认为例如，由于以下原因而获得该效果：当将进一步包含硬质颗粒的混合物吹送至基材上，并且硬质颗粒与基材碰撞时，如果例如，基材在其表面上具有抑制基材和覆膜层的密合性的氧化覆膜，则除去氧化覆膜，以露出和形成基材的新生界面，由此促进组分元素的扩散。
然而，无须多言，本发明的范围包括基于除上述原因之外的原因获得上述效果的情况。
将更详细地描述中间层30。中间层包括扩散层或金属间化合物层，或者包括扩散层和金属间化合物层。扩散层的合适实例包括其组成具有梯度结构(gradient structure)的那些。然而，扩散层不限于其组成具有梯度结构的那些。此外，尽管没有特别限定，但是包括金属间化合物层的中间层的合适实例包括具有其中金属间化合物层介于其组成具有梯度结构的扩散层之间的结构的层。例如，中间层包括包含在基材中的组分元素和包含在铜合金部中的组分元素。具体地，在将铝合金用作基材的情况下，形成包括包含铝和铜的合金的中间层。然而，中间层不限于此。例如，当将不锈钢(SUS)用于基材时，形成包括包含不锈钢(SUS)的组分元素和铜的合金的中间层。
第五实施方案
接着，将参照附图描述根据本发明的第五实施方案的用于内燃机的滑动构件，即，在内燃机的滑动部位具有上述滑动构件的用于内燃机的滑动构件。无须多言覆膜层的表面侧用作滑动面。与前述实施方案中描述的组件相同的组件将被赋予相同的附图标记，并且将省略其描述。
图11为在内燃机的滑动部位包括滑动构件的用于内燃机的滑动构件的示意性截面图。更具体地，图11为包括发动机阀的阀致动机构的示意性截面图。如图11所示，当凸轮凸角40旋转时，阀挺杆41被向下推动，同时阀弹簧42被压缩。同时，发动机阀43通过具有阀杆密封件44的阀引导件45引导而被向下推动。结果，发动机阀43与气缸盖46的发动机阀43的座部46A分离，使得排气口47与燃烧室(未示出)连通(发动机阀打开状态)。此后，凸轮凸角40的进一步旋转使得由于阀弹簧42的排斥力而导致阀挺杆41、保持件48和制销49与发动机阀43一起被向上推动。结果，发动机阀43接触座部46A，使得排气口47从燃烧室(未示出)切断(发动机阀关闭状态)。发动机阀43以此类方式与凸轮凸角40的旋转同步地打开和关闭。如此，发动机阀43的阀杆43A在用油润滑的同时通过压配合在气缸盖46侧的阀引导件45而安装。用作燃烧室(未示出)的开关阀的发动机阀43的阀面43B在操作期间与用于气缸盖46的发动机阀43的座部46A接触或不接触。虽然图11示出了排气口47侧，但是本发明的滑动构件也可以应用在进气口侧(未示出)。
将具有上述覆膜层的滑动构件，例如，根据上述第一至第四实施方案的滑动构件(1,2,3,4)应用于气缸盖和用于气缸盖的发动机阀的座部46A的滑动面46a，其中滑动面46a为发动机阀的滑动部位。这赋予优异的耐磨耗性。此外，通过将本发明的滑动构件应用于气缸盖，可以省略压配阀片。结果，可以灵活地设计排气口和进气口的形状并且扩大发动机阀的直径，这可以改善发动机的燃料消耗、动力输出、和扭矩等。
尽管在图中未示出，但是具有上述覆膜层的滑动构件，例如，根据第一至第四实施方案的滑动构件也可以应用于例如，阀杆的滑动面和配对阀引导件的滑动面的一者或两者，和/或，选自由阀杆端的滑动面、阀面的滑动面和压配合阀座的滑动面组成的组的至少一个位置。这赋予优异的耐磨耗性。
即，本实施方案的气缸盖在发动机阀的座部中优选地包括上述实施方案的滑动构件。本实施方案的另一个气缸盖为包括具有上述实施方案的滑动构件的阀座的气缸盖，并且优选地，其在阀座的发动机阀的座部中具有滑动构件。此外，本实施方案的阀座在发动机阀的座部中优选地包括上述实施方案的滑动构件。此外，本实施方案的发动机阀在阀面中优选地包括上述实施方案的滑动构件。此外，本实施方案的另一发动机阀在抵靠阀引导件的滑动部位优选地包括上述实施方案的滑动构件。
第六实施方案
接着，将参照附图详细描述根据本发明的第六实施方案的滑动构件。无须多言覆膜层的表面侧用作滑动面。与前述实施方案中描述的组件相同的组件将被赋予相同的附图标记，并且将省略其描述。
图12为在内燃机的轴承机构的轴承金属中包括滑动构件的内燃机的轴承机构的示意性截面图。更具体地，图12为用作连杆的滑动构件的轴承金属的示意性截面图。如图12所示，位于曲柄侧(未示出)的连杆60的大端部60A分为上下两部分。在大端部60A上设置有用于支撑曲柄销61的被分成两部分的轴承金属62。
将上述具有覆膜层的滑动构件，例如，根据上述第一至第四实施方案的滑动构件(1,2,3,4)应用于作为轴承金属62的滑动面62a。这赋予优异的耐磨耗性。
尽管在图中未示出，但是上述具有覆膜层的滑动构件，例如，根据上述第一至第四实施方案的滑动构件也可以应用于用于支撑位于活塞侧(未示出)的小端部的连杆的活塞销、被分成两部分的轴承金属的滑动面。这赋予优异的耐磨耗性。
即，本实施方案的内燃机的轴承机构在内燃机的轴承机构的轴承金属中优选地包括上述实施方案的滑动构件。也可以在连杆的大端侧的滑动面上直接地形成膜(在不使用金属的情况下直接地形成)。此外，也可以在连杆的小端侧的滑动面上直接地形成膜(在不使用金属的情况下直接地形成)。
本实施方案的用于内燃机的滑动构件也可以应用于活塞环和活塞。即，优选在活塞环的表面上应用覆膜层。此外，优选在活塞的环槽内表面上应用覆膜层。此外，在本实施方案的用于内燃机的滑动构件中，优选在气缸孔的内表面上应用覆膜层(这可以用作气缸套的替代物，或者用于孔热喷涂的替代方案)。此外，在本实施方案的用于内燃机的滑动构件中，优选在曲轴的轴颈的金属上应用覆膜层。此外，在本实施方案的用于内燃机的滑动构件中，优选在曲轴的轴颈的金属部位上直接地形成覆膜层(在不使用金属的情况下直接地形成覆膜层)。此外，在本实施方案的用于内燃机的滑动构件中，优选在凸轮轴的轴颈的金属的表面上应用覆膜层。此外，在本实施方案的用于内燃机的滑动构件中，优选在凸轮轴的轴颈的金属部位上直接地形成覆膜层(在不使用金属的情况下直接地形成覆膜层)。此外，在本实施方案的用于内燃机的滑动构件中，优选在凸轮轴的凸轮凸角表面上应用覆膜层。此外，在本实施方案的用于内燃机的滑动构件中，优选在活塞和活塞销的金属上应用覆膜层。此外，在本实施方案的用于内燃机的滑动构件中，优选在活塞和活塞销的金属部位上直接地形成覆膜层。此外，在本实施方案的用于内燃机的滑动构件中，优选在活塞裙的表面上应用覆膜层。此外，在本实施方案的用于内燃机的滑动构件中，优选在阀挺杆的冠表面上应用覆膜层。此外，在本实施方案的用于内燃机的滑动构件中，优选在阀挺杆的侧表面上应用覆膜层。此外，在本实施方案的用于内燃机的滑动构件中，优选在抵靠气缸盖中的提升器孔的阀挺杆的滑动面上应用覆膜层。此外，在本实施方案的用于内燃机的滑动构件中，优选在链轮的齿的表面上应用覆膜层(在该情况下，例如，在由铝烧结合金制成的链轮上形成覆膜层，而不是在由铁烧结合金制成的链轮上形成覆膜层)。此外，在本实施方案的用于内燃机的滑动构件中，优选将覆膜层应用于链的销。此外，在本实施方案的用于内燃机的滑动构件中，优选将覆膜层应用于链板。
此外，在上述第一至第四实施方案的滑动构件中，优选在除内燃机的齿轮之外的齿轮的齿的表面上应用覆膜层(在该情况下，例如，使用铝合金齿轮代替钢齿轮，并且在该铝合金上形成覆膜层)。除内燃机的齿轮之外的齿轮的实例包括用于汽车的差动齿轮、用于汽车的发电机、和除用于汽车的发电机之外的发电机。此外，上述第一至第四实施方案中的滑动构件优选地应用于一般的滑动轴承(意味着不是滚动轴承的广义上的滑动轴承)。
接着详细描述滑动构件的制造方法。滑动构件的制造方法为例如，包括根据上述第一至第四实施方案的基材、和在基材上形成的覆膜层，其中覆膜层具有上述预定铜合金部，或者上述预定铜合金部和硬质颗粒部，并且这些部(例如，铜合金部之间、铜合金部与硬质颗粒部、和硬质颗粒部之间)经由它们之间的界面彼此结合的滑动构件的制造方法。滑动构件的制造方法包括如下步骤：通过将上述预定铜合金颗粒或者包含上述预定铜合金颗粒和硬质颗粒的混合物在非熔融状态下吹送至基材上而在基材上形成覆膜层，其中覆膜层具有上述预定铜合金部，或者上述预定铜合金部和硬质颗粒部，并且这些部(例如，铜合金部之间、铜合金部与硬质颗粒部之间、和硬质颗粒部之间)经由它们之间的界面彼此结合。
如上所述，将处于非熔融状态以防止添加元素析出的上述预定铜合金颗粒或者包含上述预定铜合金颗粒和硬质颗粒的混合物吹送至基材上以形成具有上述预定铜合金部、或者上述预定铜合金部和硬质颗粒部的覆膜层，其中这些部(例如，铜合金部之间、铜合金部与硬质颗粒部之间、和硬质颗粒部之间)经由它们之间的界面彼此结合。由此，可以有效地形成耐磨耗性优异的覆膜层。换言之，通过借助称为动态喷涂、冷喷涂或温热喷涂等的方法而形成覆膜层，可以有效地形成具有优异的耐磨耗性的覆膜层。然而，本发明的滑动构件不限于通过该方法制造的那些。
将进一步详细描述更具体的制造方法。
如上所述，当将铜合金颗粒或混合物吹送至基材上时，优选的是将铜合金颗粒或混合物以在将铜合金颗粒吹送至基材上时在基材和覆膜层中的至少一个上形成塑性变形部的速度吹送至基材上。由此，可以有效地形成耐磨耗性进一步优异的覆膜层。
然而，铜合金颗粒的吹送速度不限于上述速度。例如，颗粒速度范围优选为300m/s至1200m/s、更优选为500m/s至1000m/s、仍更优选为600m/s至800m/s。用于吹送颗粒而供给的工作气体的压力范围优选为2MPa至5MPa、更优选为3.5MPa至5MPa。当工作气体的压力小于2MPa时，不能获得充分的颗粒速度，这会导致大的孔隙率。然而，无须多言，这些不限于上述范围，并且可以在这些范围之外，只要可以显示本发明的效果即可。
工作气体的温度没有特别限定。然而，例如，其范围优选为400℃至800℃、更优选为600℃至800℃。当工作气体的温度小于400℃时，耐磨耗性会由于大的孔隙率而降低。当工作气体的温度大于800℃时，喷嘴会堵塞。然而，无须多言，温度不限于这些范围，并且可以在这些范围之外，只要能显示本发明的效果即可。
工作气体的种类没有特别限定。然而，工作气体的实例包括氮气和氦气。可以单独使用一种工作气体，或者可以组合使用一种以上的工作气体。此外，也可以使用燃料气体和氮气的混合物。
在形成覆膜层之后，例如，可以将滑动构件在250℃至500℃下老化或回火0.5小时至4小时。这可以改善耐磨耗性。例如，该老化或回火也可以在组装发动机之后进行的检查中的试验运行期间利用来自燃烧室的热来进行。
此外，用作材料的铜合金颗粒没有特别限定。然而，优选使用非熔融状态的、并且由上述预定的铜合金颗粒制成的那些。无须多言，优选析出硬化之前的铜合金。例如，铜合金颗粒优选处于过饱和固溶体状态。由于处于过饱和固溶体状态的铜合金颗粒显示高的延展性，换言之，高的变形性，因此可以有效地形成覆膜层，并且可以改善成膜性。处于过饱和固溶体状态的颗粒没有特别限定。例如，优选使用通过使用雾化(atomization)等快速固化而获得的快速固化的颗粒。当铜合金颗粒与基材等碰撞时，由于通过冲击产生的压力和通过在颗粒的扁平化时与基材等的变形速度之差产生的摩擦热，而形成精细的硬质相(析出相)。结果，覆膜层的强度增加。
用作材料的铜合金颗粒没有特别限定。然而，颗粒的压缩强度优选为50N/mm2至110N/mm2。通过使用此类铜合金颗粒形成滑动构件，可以有效地形成耐磨耗性优异的覆膜层。
在本发明中，将“颗粒的压缩强度”定义为在通过扁平压头等对颗粒施加负荷时，当负荷施加方向的颗粒尺寸变化10％时的压缩强度。测量方法符合JIS R 1639-5“细陶瓷颗粒的性质的测试方法第5部分：单颗粒的压缩强度”，并且试验负荷为500mN。
用作材料的硬质颗粒没有特别限定。然而，它们优选处于非熔融状态，优选比铜合金颗粒更硬，并且优选具有非球形形状。例如，优选应用合金颗粒，或者以任意比例包含这些的混合物。作为合金颗粒，优选应用铁系合金颗粒、钴系合金颗粒、铬系合金颗粒、镍系合金颗粒、或钼系合金颗粒、或者以任意比例包含这些颗粒的混合物。
此外，用作材料的硬质颗粒没有特别限定。然而，优选使用通过水雾化制造的颗粒。当通过水雾化制造颗粒时，液滴通过水撞击电子液滴而变形；此时，液滴被水冷却并且保持变形形状，并且形成非球形形状。另一方面，在吹送气体的技术的情况下，冷却将不充分，并且颗粒将返回其球形形状。
用作材料的铜合金颗粒和硬质颗粒的粒度(grain size)没有特别限定。然而，粒度优选为150μm以下、并且更优选为75μm以下。颗粒的粒度可以用筛或者通过本领域公知的适当方法来调整。此处，作为“粒度”，可以使用用图像分析式粒度分布测量仪器测量和计算的基于数量的d95。用于测量和计算此类粒度的“粒径(particle size)”可以为，例如，观察的颗粒(观察面)的轮廓线上的任意两点之间的最大距离。然而，“粒径”不限于此，并且例如，可以采用观察的颗粒(观察面)的当量圆的直径。此外，也可以使用用激光衍射散射式粒径分布测量仪器测量和计算的基于数量的d95。通过使用此类铜合金颗粒和硬质颗粒形成覆膜层，可以有效地形成耐磨耗性优异的覆膜层。
用作材料的铜合金颗粒和硬质颗粒的平均粒径没有特别限定。然而，平均粒径范围，例如优选为5μm至40μm、更优选为20μm至40μm。如果平均粒径小于5μm，则低流动性会导致颗粒供给不充分。如果平均粒径超过50μm，则成膜时的不充分的颗粒速度会导致不良的成膜。作为“平均粒径”，例如，可以使用基于数量的平均粒度(d50)，其中d50用图像分析式粒径分布测量仪器来测量和计算。作为用于测量和计算平均粒径的“粒径”，例如，可以采用观察的颗粒(观察面)的轮廓线上的任意两点之间的最大距离。然而，“粒径”不限于此，并且例如，可以采用观察的颗粒(观察面)的当量圆的直径。或者，可以使用用激光衍射散射式粒径分布测量仪器测量和计算的基于数量的平均粒径(d50)。然而，无须多言，这些不限于这些范围，并且可以在这些范围之外，只要能显示本发明的效果即可。
此外，尽管没有特别限定，但是铜合金颗粒的平均粒径优选小于硬质颗粒的平均粒径。通过使用此类铜合金颗粒和硬质颗粒形成滑动构件，可以有效地形成具有优异的耐磨耗性的覆膜层。
用作材料的铜合金颗粒和硬质颗粒的以中值计的纵横比没有特别限定。作为此类纵横比，可以使用用图像分析式粒径分布测量仪器测量和计算的纵横比。当然可以通过放大各颗粒的扫描电子显微镜(SEM)图像使用刻度来测量和计算纵横比。
实施例
以下通过实施例更详细地描述本发明。然而，本发明不限于这些实施例。
实施例1
首先，制备铜-镍-硅合金粉末(组成：Cu-3Ni-0.7Si，水雾化颗粒，粒度(d95)：60.7μm，平均粒径(d50)：27.7μm，纵横比(中值)：1.59，压缩强度：67.1N/mm2，维氏硬度：64.1HV0.01)作为用作原料的铜合金颗粒。
粒度(d95)基于数量，并且用图像分析式粒径分布测量仪器测量和计算。作为“粒径”，采用观察的颗粒(观察面)的轮廓线上的任意两点之间的最大距离。平均粒径(d50)基于数量，并且用图像分析式粒径分布测量仪器测量和计算。作为“粒径”，采用观察的颗粒(观察面)的轮廓线上的任意两点之间的最大距离。此外，对于纵横比(中值)，将扫描电子显微镜(SEM)图像放大，并且用刻度进行测量和计算。此外，对于压缩强度，用ShimadzuCorporation制造的微压缩试验机(MCT-510)对颗粒施加负荷，并且当粒径沿负荷的方向变化10％时测量压缩强度。为了计算算术平均值，对10个进行测量。此外，维氏硬度根据日本工业标准(JIS Z 2244)中定义的维氏硬度试验测量和计算。为了计算算术平均值，对10个进行测量。
同时，推测在完成用于气缸盖的发动机阀的座部的加工的状态下，目标覆膜层的厚度为0.2mm，通过将铝基材(日本工业标准H 4040A5056)预加工而制备预加工的铝基材。
然后，将制备的铝基材安装在旋转台上，并且在将旋转台旋转的同时用高压冷喷装置(PCS-1000，由Plasma Giken Co.,Ltd.制造，工作气体种类：氮气，温度：600℃，颗粒速度：700m/s至750m/s，压力：4MPa)将制备的铜合金颗粒吹送至制备的铝基材上，以在基材上形成厚度为0.4mm至0.5mm的覆膜层。
之后，通过机械加工成实际气缸盖的发动机阀的座部的形状来完成，以获得本实施例的滑动构件。覆膜层的厚度为0.2mm(下文中相同)。
实施例2至4
如表1所示，除改变铜合金颗粒和硬质颗粒的规格和混合比例之外，通过重复与实施例1相同的操作获得各实施例的滑动构件。表1中的“Co-Mo-Cr”表示钴系合金。
比较例1至3
如表2所示，除改变铜合金颗粒的规格之外，通过重复与实施例1相同的操作获得各实施例的滑动构件。
Figure BDA0004059991590000231
/>
Figure BDA0004059991590000241
表1和2中各实施例的覆膜层中铜合金部和硬质颗粒部的维氏硬度根据日本工业标准(JIS Z 2244)中定义的维氏硬度试验来测量和计算。为了计算算术平均值，在10个位置进行测量。此外，扫描电子显微镜(SEM)图像和透射型电子显微镜(TEM)图像的观察、和能量分散型X射线(EDX)光谱分析的结果用于确定测量位置。此外，各实施例的覆膜层的截面中的硬质颗粒部的比例和孔隙率通过进行多次的覆膜层的截面的扫描电子显微镜(SEM)图像的观察和如扫描电子显微镜(SEM)截面图像的二值化等图像处理来计算。各实施例的铜合金部的析出相通过覆膜层的截面的透射型电子显微镜(TEM)图像的观察和能量分散型X射线(EDX)分析来确定。各实施例的滑动构件的截面中的中间层的有无和塑性变形部的有无通过覆膜层的截面的扫描电子显微镜(SEM)图像的观察、和能量分散型X射线(EDX)分析来确定。在各实施例1至4中，观察析出相，并且观察基材和覆膜层中的塑性变形部。
性能评价
对上述各实施例的滑动构件评价以下性能。
耐磨耗性
图13为示出磨耗试验装置的轮廓的截面图。如图13中所示，类似于发动机的阀致动机构的磨耗试验装置由如阀弹簧42、发动机阀43、阀杆密封件44、阀引导件45、气缸盖46,46’和制销49等实际的发动机部件构成。将上述各实施例的滑动构件(1,2,3,4)用作用于气缸盖46的发动机阀43的座部46A。滑动构件(1,2,3,4)包括在基材10上形成的预定覆膜层20。图中发动机阀43为打开状态。发动机阀43借助于偏心凸轮(未示出)沿图中箭头Y所示的垂直方向往复运动，使得发动机阀43重复地打开和关闭。用于气缸盖46的发动机阀43的座部46A的滑动面46a借助于气体燃烧器B的火焰F处于高温环境中。座部46A的温度用温度计T测量。冷却水W在气缸盖46内循环。
在以下试验条件下用上述磨耗试验装置测量和计算磨耗量。具体地，在试验之前和之后用形状测量仪器获取用于气缸盖的发动机阀的座部的形状。在四个点测量磨耗量，并且计算其平均值以用作磨耗量。结果示于表1和2中。
试验条件
-温度：300℃(假设排气口侧的气缸盖的发动机阀的座部)；
-输入次数：540000次
从表1和2看出，本发明范围内的实施例1至4与在本发明范围之外的比较例1至3相比显示较少的磨耗量，并且即使在高温下也具有优异的耐磨耗性。
实施例1至4也采用铜合金颗粒，因此具有优异的热传导性。
认为实施例1至4的具有优异的耐磨耗性的滑动构件通过在基材上形成如下覆膜层而获得，所述覆膜层包括上述预定铜合金部，优选地上述预定铜合金部和硬质颗粒部，其中这些部(例如，铜合金部之间、铜合金部与硬质颗粒部之间、和硬质颗粒部之间)经由它们之间的界面彼此结合。
此外，认为因为至少一个铜合金部在铜合金部的内部和/或界面中具有至少一个包括硅化镍的析出相，因此获得实施例1至4的具有优异的耐磨耗性的滑动构件。
此外，认为因为基材和覆膜层中的至少一个具有塑性变形部，因此获得实施例1至4的具有优异的耐磨耗性的滑动构件。
此外，认为因为覆膜层的截面中的孔隙率为1面积％以下，因此获得实施例1至4的具有优异的耐磨耗性的滑动构件。
图14为实施例3的滑动构件的基材10和覆膜层20之间的界面附近的透射型电子显微镜(TEM)截面图像。图15为示出实施例3的滑动构件沿图14中的线Z的能量分散型X射线(EDX)分析(线性分析)的结果的图。图14中的点P和图15中的点P表示相同的位置。在图15中，0.0μm的位置对应于图14中的基材20侧的线Z的端部，以及2.0μm的位置对应于覆膜层20侧的线Z的端部。
如图14和15所示，滑动构件包括铝合金的基材10、和在基材10上形成的铜合金的覆膜层20，并且在基材10和覆膜层20之间形成中间层。在约0.75μm至1.31μm的位置形成中间层。此外，在约0.75μm至0.96μm的位置和约1.23μm至1.31μm的位置形成扩散层。此外，扩散层在组成中具有梯度结构。在约0.96μm至1.23μm的位置中，铝、镁和铜的比例为约Al:Mg:Cu＝2:1:1(原子比)，显示形成金属间化合物层。
以该方式，也认为因为滑动构件包括至少在基材和覆膜层之间的间隙的一部分中形成的、包括扩散层和金属间化合物层两者的中间层，因此获得实施例3的具有优异的耐磨耗性的滑动构件。此外，也认为因为提供具有在其组成中具有梯度结构的扩散层的中间层，或者因为提供具有其中金属间化合物层设置在其组成中具有梯度结构的扩散层之间的结构的中间层，因此获得实施例3的具有高的耐磨耗性的滑动构件。
此外，也认为因为硬质颗粒部源自如钴系合金颗粒等硬质颗粒，因此获得实施例1至4的具有优异的耐磨耗性的滑动构件。
此外，也认为因为上述滑动构件的制造方法具有将包含非熔融状态的上述预定铜合金颗粒的混合物、优选地包含非熔融状态的上述预定铜合金颗粒和硬质颗粒的混合物吹送至基材上以在基材上形成覆膜层的步骤，因此获得实施例1至4的具有优异的耐磨耗性的滑动构件。
此外，也认为因为当将上述预定铜合金颗粒或混合物吹送至基材上时，将铜合金颗粒或混合物以在将铜合金颗粒吹送至基材上时在基材和覆膜层中的至少一个上形成塑性变形部的速度吹送至基材上，因此获得实施例1至4的具有优异的耐磨耗性的滑动构件。
此外，也认为因为铜合金颗粒通过水雾化而制备，因为铜合金颗粒处于过饱和固溶体状态，或者铜合金颗粒为快速固化的颗粒，因此获得实施例1至4的具有优异的耐磨耗性的滑动构件。
此外，也认为因为铜合金颗粒的压缩强度为50N/mm2至110N/mm2，因此获得实施例1至4的具有优异的耐磨耗性的滑动构件。
此外，也认为因为铜合金颗粒和硬质颗粒的粒度为75μm以下，因此获得实施例1至4的具有优异的耐磨耗性的滑动构件。
此外，也认为因为铜合金颗粒的平均粒径小于硬质颗粒的平均粒径，因此获得实施例3的具有优异的耐磨耗性的滑动构件。
虽然通过一些实施方案和实施例描述了本发明，但是本发明不限于此，并且可以在本发明的范围内进行各种变化。
例如，上述实施方案和实施例中描述的组分不限于各个实施方案和实施例。例如，可以改变如铜合金颗粒和硬质颗粒的规格和配合比例等结构特征、以及成膜条件。此外，各实施方案或各实施例的结构特征可以与上述实施方案和实施例中的组合不同地组合。
附图标记说明
1,2,3,4：滑动构件
10：基材
10b：塑性变形部
20：覆膜层
20a：孔隙
20b：塑性变形部
21：铜合金部
21a：界面
23：硬质颗粒部
25：析出相
30：中间层
40：凸轮凸角
41：阀挺杆
42：阀弹簧
43：发动机阀
43A：阀杆
43a：滑动面
43B：阀面
43b：滑动面
44：阀杆密封件
45：阀引导件
45a：滑动面
46,46’：气缸盖
46A：座部
46a：滑动面
47：排气口
48：保持件
49：制销
60：连杆
60A：大端部
61：曲柄销
62：轴承金属
62a：滑动面
B：气体燃烧器
F：火焰
T：温度计
W：冷却水

Claims (10)

1.一种滑动构件，其包括：
基材；和
在所述基材上形成的覆膜层；
其中所述覆膜层包括源自多个析出硬化型铜合金颗粒的铜合金部，和比所述铜合金部更硬并且源自多个合金颗粒的合金颗粒部，所述铜合金部之间以及所述铜合金部与所述合金颗粒部经由它们之间的界面彼此结合，
所述铜合金部包含作为添加元素的镍和硅，以及
所述铜合金部包含3至5质量％的镍。
2.根据权利要求1所述的滑动构件，其中在所述铜合金部和所述合金颗粒部的界面含有析出相。
3.根据权利要求2所述的滑动构件，其中所述析出相由Ni2Si构成。
4.根据权利要求1所述的滑动构件，其中在所述铜合金部与所述合金颗粒部的界面具有扩散层。
5.根据权利要求1所述的滑动构件，其中所述合金颗粒部包括选自由以下组成的组的至少一种合金颗粒：铁系合金颗粒、钴系合金颗粒、铬系合金颗粒、镍系合金颗粒、和钼系合金颗粒。
6.根据权利要求1所述的滑动构件，其中至少一个所述铜合金部在所述铜合金部的内部和/或界面中包括包含硅化镍的至少一个析出相。
7.根据权利要求1或2所述的滑动构件，其中所述基材和所述覆膜层中的至少一个包括至少一个塑性变形部。
8.根据权利要求1或2所述的滑动构件，其中所述覆膜层的截面中的孔隙率为3面积％以下。
9.根据权利要求1或2所述的滑动构件，其包括至少一个中间层，所述中间层包括扩散层和金属间化合物层中的至少一种，所述至少一个中间层至少在所述基材和所述覆膜层之间的间隙的一部分中形成。
10.一种用于内燃机的滑动构件，其在所述内燃机的滑动部位包括根据权利要求1至9中任一项所述的滑动构件。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3825442A4 (en) * 2018-07-19 2021-06-30 Nissan Motor Co., Ltd. SLIDING ELEMENT
JPWO2022085130A1 (zh) * 2020-10-21 2022-04-28

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS522024B2 (zh) 1972-12-19 1977-01-19
RU2062820C1 (ru) * 1994-05-20 1996-06-27 Иосиф Сергеевич Гершман Способ получения покрытий
CN100545282C (zh) * 2004-02-27 2009-09-30 古河电气工业株式会社 铜合金
US20060093736A1 (en) 2004-10-29 2006-05-04 Derek Raybould Aluminum articles with wear-resistant coatings and methods for applying the coatings onto the articles
RU2283897C1 (ru) * 2005-01-11 2006-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарская государственная академия путей сообщения" (СамГАПС) Способ упрочнения поверхностей детали с одновременным нанесением композиционных покрытий
DE102005023309B4 (de) * 2005-05-13 2009-10-01 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh Gleitlagerverbundwerkstoff, Verwendung und Herstellungsverfahren
JP5175449B2 (ja) * 2006-03-30 2013-04-03 大同メタル工業株式会社 皮膜付き摺動部材
JP5202024B2 (ja) 2008-02-21 2013-06-05 愛三工業株式会社 硬質皮膜の形成方法
JP5730089B2 (ja) * 2011-03-23 2015-06-03 日本発條株式会社 導電材料、積層体および導電材料の製造方法
JP5707245B2 (ja) * 2011-06-21 2015-04-22 大同メタル工業株式会社 摺動部材
JP5809901B2 (ja) * 2011-09-20 2015-11-11 日本発條株式会社 積層体及び積層体の製造方法
JP2015096709A (ja) * 2013-11-15 2015-05-21 三菱日立パワーシステムズ株式会社 耐熱合金部材およびこれを用いたガスタービン
CN104561991B (zh) * 2014-12-26 2017-11-24 瑞安市博业激光应用技术有限公司 用于薄阀板的不锈钢基复合涂层专用材料及其制备方法
KR101717347B1 (ko) * 2015-04-08 2017-03-16 히타치가세이가부시끼가이샤 내마모성 구리계 소결 합금
US10364844B2 (en) * 2015-08-06 2019-07-30 Nissan Motor Co., Ltd. Sliding member and manufacturing method therefor

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