DE102016103273A1

DE102016103273A1 - Schmierfilmzusammensetzung, Schmierelement, für das die Schmierfilmzusammensetzung verwendet wird, und Verfahren zur Herstellung der Schmierfilmzusammensetzung

Info

Publication number: DE102016103273A1
Application number: DE102016103273.5A
Authority: DE
Inventors: Misato KISHI; Yoshio Fuwa; Koji Saito; Keiji Hayashi; Ichiro Yamaguchi; Naoto Koyamaishi; Shinya TERADA; Nobuyuki Fujiwara; Yuichiro Kanazawa; Shin Makino; Keisuke Miyamoto; Masako JIMBO
Original assignee: Art Metal Manufacturing Co Ltd; Toyota Motor Corp; Akros Co Ltd
Current assignee: Art Metal Manufacturing Co Ltd; Toyota Motor Corp; Akros Co Ltd
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2016-02-24
Publication date: 2016-09-01
Also published as: US20160251589A1; CN105925347A; JP2016160293A; JP6133916B2

Abstract

Eine Zusammensetzung für einen Schmierfilm beinhaltet Molybdändisulfidteilchen, die dispergiert sind, und ein Bindeharz und ist eine Zusammensetzung zum Beschichten einer Oberfläche eines Basismaterials aus Metall mit einem Schmierfilm, in dem die Molybdändisulfidteilchen durch das Bindeharz aneinandergebunden sind. Die Zusammensetzung für einen Schmierfilm enthält 50 Masse% bis 70 Masse% Molybdändisulfidteilchen in Bezug auf eine Gesamtmenge von Molybdändisulfidteilchen und Bindeharz. Eine durchschnittliche Teilchengröße der Molybdändisulfidteilchen liegt im Bereich von 0,1 μm bis 3,0 μm.

Description

TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung für einen Schmierfilm zum Beschichten der Oberfläche eines Basismaterials mit einem Schmierfilm, in dem Molybdändisulfidteilchen dispergiert sind und die dispergierten Molybdändisulfidteilchen durch ein Bindeharz aneinandergebunden sind, ein Gleitelement, für das sie verwendet wird, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Um die Gleitkennwerte eines Gleitelements zu verbessern, wird die Oberfläche eines Basismaterials herkömmlicherweise mit einem Schmierfilm beschichtet. Ein solcher Schmierfilm enthält beispielsweise Polytetrafluorethylenteilchen, Graphitteilchen, Molybdändisulfidteilchen oder dergleichen als festes Schmiermittel, und die Teilchen sind durch ein Bindeharz (Matrixharz), beispielsweise ein Polyamidharz, ein Polyimidharz oder dergleichen, aneinandergebunden. Wie oben beschrieben, kann die Gleitfühigkeit des Gleitelements dadurch verbessert werden, dass das feste Schmiermittel in den Schmierfilm einbezogen wird.
Als eine Technik schlägt beispielsweise die veröffentlichte japanische Patentanmeldung Nr. 2010-196813 ( JP 2010-196813 A ) ein Gleitelement vor, bei dem ein Schmierfilm, der aus einem Harzbindemittel und aus 40 Masse% bis 60 Masse% festem Schmiermittel in Bezug auf die Gesamtmenge besteht, auf der Oberfläche eines Basismaterials ausgebildet wird. Hierbei besteht das feste Schmiermittel aus Teilchen aus Graphit, Molybdändisulfid oder dergleichen, und als Harzbindemittel wird ein Polyamidimidharz, ein Polybenzimidazolharz oder ein Polyimidharz verwendet.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Wie in 7 dargestellt ist, wird eine Oberfläche 91a eines aus Metall bestehenden Basismaterials 91 mit einem gleichmäßigen Schmierfilm 92, beispielsweise dem in JP 2010-196813 A offenbarten Schmierfilm beschichtet, und daher ist es wahrscheinlich, dass sich die Rauigkeit einer Oberfläche 92a des Schmierfilms 92 (das heißt die Rauigkeit einer Oberfläche 9a des Gleitelements 9) nach der Rauigkeit der Oberfläche 91a des Basismaterials 91 richtet.
In einem Fall, wo die durchschnittliche Teilchengröße von Teilchen 93, die als das feste Schmiermittel wirken, das im Schmierfilm 92 enthalten ist (die durchschnittliche Teilchengröße der Teilchen, die in der Zusammensetzung für einen Schmierfilm enthalten sind), groß ist, kann es jedoch sein, dass die Oberflächenrauigkeit des Schmierfilms 92 gröber wird als die Oberflächenrauigkeit des Basismaterials 91. Außerdem tritt das gleiche Phänomen auch in einem Fall auf, wo die Menge der Teilchen 93 (die Menge der Teilchen, die in der Zusammensetzung für einen Schmierfilm enthalten sind) erhöht wird, um die Beständigkeit gegen ein Festfressen zu verbessern.
Auch wenn die Oberfläche 91a des Basismaterials 91 des Gleitelements weiter geglättet wird, ist es daher weniger wahrscheinlich, dass die Gleitfläche des Gleitelements glatt wird. Infolgedessen kann es Fälle geben, wo es schwer ist, niedrige Gleitreibungskennwerte zu erhalten.
Die vorliegende Erfindung gibt eine Zusammensetzung für einen Schmierfilm an, mit der es möglich ist, die Oberflächenrauigkeit eines Schmierfilms, der auf der Oberfläche eines Basismaterials eines Gleitelements ausgebildet wird, zu verringern, und mit der es möglich ist, die Oberfläche des Schmierfilms während des Schmierens problemlos zu glätten, ein Gleitelement, für das sie verwendet wird, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Zusammensetzung für einen Schmierfilm Molybdändisulfidteilchen, die dispergiert sind, und ein Bindeharz. Die Zusammensetzung für einen Schmierfilm ist eine Zusammensetzung zum Beschichten einer Oberfläche eines aus Metall bestehenden Basismaterials mit einem Schmierfilm, in dem die Molybdändisulfidteilchen durch das Bindeharz aneinandergebunden sind. Die Zusammensetzung für einen Schmierfilm enthält 50 Masse% bis 70 Masse% Molybdändisulfidteilchen in Bezug auf eine Gesamtmenge von Molybdändisulfidteilchen und Bindeharz. Eine durchschnittliche Teilchengröße der Molybdändisulfidteilchen liegt im Bereich von 0,1 μm bis 3,0 μm.
Gemäß einem Aspekt sind 50 Masse% bis 70 Masse% Molybdändisulfidteilchen enthalten, und daher sind die Anfangsanpassungskennwerte verbessert und somit kann die Oberfläche des Schmierfilms während des Schmierens problemlos geglättet werden. Ferner beträgt die durchschnittliche Teilchengröße der Molybdändisulfidteilchen 0,1 μm bis 3,0 μm, und daher ist die Teilchengröße verringert, weswegen die Oberfläche des Schmierfilms geglättet ist. Wenn das Gleitelement verwendet wird, wird somit die Oberfläche des Schmierfilms problemlos abgerieben, und somit können die Anfangsanpassungskennwerte des Schmierfilms (des Gleitelements) verbessert werden.
Gemäß diesem Aspekt kann das Bindeharz ein Polyamidimidharz sein.
Gemäß diesem Aspekt werden Teilchenbindungseigenschaften, eine Haftung an der Oberfläche des Basismaterials, eine Wärmebeständigkeit des Schmierfilms und dergleichen betrachtet.
Gemäß diesem Aspekt wird ein Gleitelement angegeben, bei dem die Oberfläche des Basismaterials mit dem Schmierfilm beschichtet ist, der aus der Zusammensetzung für einen Schmierfilm besteht.
Gemäß diesem Aspekt kann eine Mehrzahl von Vertiefungen an der Oberfläche ausgebildet werden. Eine Rautiefe der Oberfläche kann in einem Bereich von 0,4 μm bis 1,0 μm liegen, und ein durchschnittlicher Mittenrauwert der Oberfläche kann in einem Bereich von 0,4 μm bis 1,0 μm liegen.
Ein von den Erfindern durchgeführter Versuch, der weiter unten beschrieben wird, hat gezeigt, dass durch Einrichten einer Beziehung zwischen der Rautiefe Rvk und dem durchschnittlichen Mittenrauwert Ra der Oberfläche des Schmierfilms, das heißt der Gleitfläche des Gleitelements, niedrige Reibungskennwerte erreicht werden können und gleichzeitig die Anfangsanpassungskennwerte der Gleitfläche des Gleitelements verbessert werden können.
Gemäß diesem Aspekt kann das Gleitelement ein Kolben einer Verbrennungskraftmaschine sein. Außerdem kann der Schmierfilm auf einer Oberfläche eines Kolbenhemds ausgebildet sein.
Gemäß diesem Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung eines Gleitelements angegeben, bei dem eine Oberfläche eines Basismaterials mit einem Schmierfilm beschichtet wird, der aus der Zusammensetzung für einen Schmierfilm gebildet wird.
Gemäß diesem Aspekt kann das Verfahren das Ausbilden einer Mehrzahl von Vertiefungen und das Ausbilden des Schmierfilms auf der Oberfläche, wo die Vertiefungen ausgebildet worden sind, mit der Zusammensetzung für einen Schmierfilm beinhalten. Die Vertiefungen werden durch Aufschleudern harter Teilchen auf die Oberfläche des Basismaterials durch Kugelstrahlen gebildet, um eine Rautiefe in einem Bereich von 1,5 μm bis 2,0 μm und einen durchschnittlichen Mittenrauwert in einem Bereich von 1,5 μm bis 2,0 μm für die Oberfläche zu ermöglichen. Die harten Teilchen sind härter als das Basismaterial.
Somit kann problemlos das Gleitelement mit den oben beschriebenen Kennwerten hergestellt werden.
Gemäß diesem Aspekt wird ein Verfahren angegeben zur Herstellung des Gleitelements als Kolben gemäß dem Verfahren zur Herstellung eines Gleitelements. Das Verfahren kann beinhalten, dass nach dem Ausbilden einer Mehrzahl von Vertiefungen auf einer Oberfläche eines Hemdabschnitts des Kolbens die Oberfläche des Hemdabschnitts, an der die Vertiefungen ausgebildet worden sind, mit dem Schmierfilm beschichtet wird.
Gemäß diesen Aspekten der vorliegenden Erfindung wird die Oberflächenrauigkeit des Schmierfilms, der auf der Oberfläche des Basismaterials des Gleitelements ausgebildet wird, verringert, und die Oberfläche des Schmierfilms wird während des Schmierens problemlos geglättet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Merkmale, Vorteile und die technische und industrielle Bedeutung von als Beispiel dienenden Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszahlen gleiche Elemente bezeichnen und in denen:
1A eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Gleitelements gemäß einer Ausführungsform ist und ein Ansicht ist, die eine Oberflächenbehandlung eines Basismaterials darstellt;
1B eine schematische Darstellung des Verfahrens zur Herstellung eines Gleitelements gemäß der Ausführungsform ist und ein Ansicht ist, die das oberflächenbehandelte Basismaterial darstellt;
1C eine schematische Ansicht ist, die das Verfahren zur Herstellung eines Gleitelements gemäß der Ausführungsform darstellt, und eine Ansicht ist, die das Gleitelement darstellt, bei dem die Oberfläche des Basismaterials mit einem Schmierfilm beschichtet worden ist;
2 eine Ansicht ist, welche die Oberflächenrauigkeiten von Gleitelementen gemäß Beispielen 1 bis 3 und Vergleichsbeispielen 1 bis 5 darstellt;
3 eine Ansicht ist, die einen Abriebversuch an den Gleitelementen gemäß den Beispielen 1 bis 3 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 darstellt;
4 eine Ansicht ist, die zeigt, in welchem Maß die Schmierfilme der Gleitelemente gemäß den Beispielen 1 bis 3 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 abgerieben werden;
5 eine Ansicht ist, die eine Beziehung zeigt zwischen Drehzahl-BMEP und FMEP, wenn Kolben gemäß Beispiel 4 und 5 und Vergleichsbeispiel 6 verwendet werden;
6 eine Ansicht ist, welche die Beziehung zeigt zwischen Drehzahl-BMEP und FMEP, wenn Kolben gemäß Beispiel 5 und Vergleichsbeispiel 7 verwendet werden; und
7 eine schematische Ansicht ist, die ein Gleitelement gemäß dem Stand der Technik darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von 1A, 1B und 1C beschrieben. 1A, 1B und 1C sind schematische Darstellungen eines Verfahrens zur Herstellung eines Gleitelements gemäß der Ausführungsform, und 1A ist eine Darstellung einer Oberflächenbehandlung eines Basismaterials. 1B ist eine Ansicht, die das oberflächenbehandelte Basismaterial darstellt. 1C ist eine Ansicht, die das Gleitelement darstellt, bei dem die Oberfläche des Basismaterials mit einem Schmierfilm behandelt worden ist.
Was eine Zusammensetzung für einen Schmierfilm betrifft, so ist eine Zusammensetzung für einen Schmierfilm gemäß dieser Ausführungsform eine Zusammensetzung zum Beschichten einer Oberfläche 10b eines aus Metall bestehenden Basismaterials 10 mit einem Schmierfilm 20, wie in 1C dargestellt ist. Die Zusammensetzung für einen Schmierfilm enthält Molybdändisulfidteilchen und ein Bindeharz (Harzbindemittel) zum Binden der Teilchen.
Die Zusammensetzung für einen Schmierfilm enthält 50 Masse% bis 70 Masse% Molybdändisulfidteilchen in Bezug auf die Gesamtmenge von Molybdändisulfidteilchen und Bindeharz. Außerdem liegt die durchschnittliche Teilchengröße der Molybdändisulfidteilchen im Bereich von 0,1 μm bis 3,0 μm.
Hierin bedeutet die „Teilchengröße”, die in der Beschreibung genannt wird, eine kumulierte Verteilung der durchschnittlichen Teilchengröße (D₅₀) bezogen auf das Volumen, die anhand eines Teilchengrößenverteilungs-Messverfahrens auf Basis von Laserbeugung/-streuung gemessen wird, „durchschnittlicher Mittenrauwert Ra” bedeutet einen Wert, der gemäß JIS B 0601-1994 gemessen wird, und „Rautiefe (Ölakkumulationstiefe) Rvk” bedeutet einen Wert, der gemäß JIS B 0601-2001 gemessen wird.
Dadurch, dass in dieser Ausführungsform ermöglicht wird, dass 50 Masse% bis 70 Masse% Molybdändisulfidteilchen enthalten sind, und dadurch, dass ermöglicht wird, dass die durchschnittliche Teilchengröße der Molybdändisulfidteilchen 0,1 μm bis 3,0 μm ist, kann die Oberflächenrauigkeit des Schmierfilms 20, der auf der Oberfläche 10b des Basismaterials 10 eines Gleitelements 1 gebildet wird, was weiter unten beschrieben wird, eine Oberflächenrauigkeit aufweisen, die genauso hoch ist wie die Rauigkeit der Oberfläche 10b des Basismaterials 10. Demgemäß kann die Oberfläche des Schmierfilms 20 geglättet werden. Wenn das Gleitelement 1 verwendet wird, wird die Oberfläche des Schmierfilms 20 ferner problemlos abgerieben. Daher können die Anfangsanpassungskennwerte des Schmierfilms 20 (des Gleitelements 1) verbessert werden.
In einem Fall, wo die Menge der Molybdändisulfidteilchen mehr als 70 Masse% beträgt oder in einem Fall, wo die durchschnittliche Teilchengröße der Molybdändisulfidteilchen größer ist als 3,0 μm, wird hierbei die Oberflächenrauigkeit des gebildeten Schmierfilms 20 erhöht und die Glättung einer Gleitfläche 1a des Gleitelements 1 kann behindert sein.
Dagegen ist es in einem Fall, wo die Menge der Molybdändisulfidteilchen geringer ist als 50 Masse%, weniger wahrscheinlich, dass der Schmierfilm 20 abgerieben wird, und die Anfangsanpassungskennwerte des Gleitelements 1 sind verschlechtert. Es ist schwierig, Molybdändisulfidteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von unter 0,1 μm herzustellen.
Hierbei können Molybdändisulfidteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße in einem Bereich von 0,1 μm bis 3,0 μm problemlos unter anderem durch Zerkleinern und Klassieren im Handel erhältlicher Molybdändisulfidteilchen erhalten werden. Die durchschnittliche Teilchengröße von Molybdändisulfidteilchen, mit denen die oben beschriebenen Wirkungen noch eher erwartet werden können, beträgt 0,5 μm bis 1,5 μm.
Das Bindeharz ist vorzugsweise ein wärmebeständiges Harz, das in der Lage ist, Molybdändisulfidteilchen zu binden. Beispiele dafür beinhalten ein Harz, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Epoxidharz, einem Phenolharz, einem Polyamidharz und einem Polyamidimidharz, oder einer Polymerlegierung, die eine dieser Arten oder zwei oder mehr dieser Arten enthält. Von diesen weist das Polyamidimidharz eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit auf, neigt auch dann, wenn es für verschiedene Arten von Schmieröl verwendet wird, weniger zur Verschlechterung und weist gute Reibungs- und Abriebkennwerte auf.
Die Zusammensetzung für einen Schmierfilm, die zum Bilden des Schmierfilms verwendet wird, kann hergestellt werden durch Herstellen der Molybdändisulfidteilchen und des Bindeharzes im oben beschriebenen Mischungsverhältnis und Rühren und Mischen des Resultats mit einem geeigneten organischen Lösungsmittel als Lösungsmittel unter Verwendung eines Kneters oder dergleichen. Während der Herstellung der Zusammensetzung für einen Schmierfilm ist es bevorzugt, die Molybdändisulfidteilchen in eifern Zustand beizumischen, wo das Bindeharz vorab in dem organischen Lösungsmittel aufgelöst worden ist.
Als das organische Lösungsmittel wird geeigneterweise ein flüchtiges polares Lösungsmittel oder dergleichen verwendet. Konkrete Beispiele beinhalten Ketone, wie Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon und Cyclohexanon, Ester, wie Methylacetat und Ethylacetat, aromatische Kohlenwasserstoffe wie Xylol und Toluol, organische Halogenverbindungen wie Methylchloroform, Trichlorethylen und Trichlortrifluorethan, N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP), Methyl-iso-pyrrolidon (MIP), Dimethylformamid (DMF) und Dimethylacetamid (DMAC). N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP) kann besonders bevorzugt verwendet werden. Ein nicht-polares Lösungsmittel kann auch als das organische Lösungsmittel verwendet werden.
Ferner kann die Zusammensetzung für einen Schmierfilm auch enthalten: ein Dispergiermittel, das die Dispergierung eines festen Schmiermittels fördert, ein Silankupplungsmittel, das die Haftung eines Harzes an dem festen Schmiermittel oder die Haftung eines Harzes am Basismaterial verbessert, und ein Tensid, das die Oberflächenspannung steuert. Darüber hinaus kann eine geeignete Menge von Zusätzen (ein Suspendiermittel, ein Verdickungsmittel, ein Antischaummittel, ein Verlaufmittel und dergleichen) zur Verbesserung der Lagerstabilität, der Filmanpassungseigenschaften und dergleichen zugesetzt werden, ohne vom Ziel der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Für das Gleitelement und das Herstellungsverfahren wird zunächst ein Basismaterial aus Metall hergestellt. Das Basimaterial ist vorzugsweise ein Basismaterial aus einer oder mehreren Metallarten, die ausgewählt sind aus Aluminium, Eisen, Kupfer, Nickel, Chrom und Titan, und kann auch ein Basismaterial aus einer Legierung sein, welche die Metalle enthält. Nach Wunsch kann auch ein Material auf Metallbasis verwendet werden, das einer Oberflächenbehandlung, beispielsweise einer alkalischen Entfettung, unterzogen wird.
Hierbei kann die Oberflächenrauigkeit der Oberfläche des aus Metall bestehenden Basismaterials abhängig von der Umgebung, in der es verwendet wird, geeignet eingestellt werden. Wenn der Schmierfilm in dieser Ausführungsform aus der weiter unten beschriebenen Zusammensetzung für einen Schmierfilm gebildet wird, nimmt die Oberflächenrauigkeit des Schmierfilms (die Oberflächenrauigkeit des Gleitelements) einen Wert an, welcher der Oberflächenrauigkeit des Basismaterials nahekommt.
Zum Beispiel kann der Schmierfilm dadurch gebildet werden, dass die Zusammensetzung für einen Schmierfilm auf die Oberfläche (eine gespante oder beschliffene Fläche) des aus Metall bestehenden Basismaterials aufgebracht wird, wie in 1A dargestellt ist. Jedoch wird in dieser Ausführungsform eine Basisoberflächenbehandlung durchgeführt, um die Oberfläche des Basismaterials 10 zu glätten. Genauer werden, wie in 1A dargestellt ist, harte Teilchen 40, die härter sind als das Basismaterial 10, durch Kugelstrahlen auf die Oberfläche 10a des Basismaterials 10 geschleudert. Durch das Kugelstrahlen wird die Oberfläche 10b gebildet, in der Vertiefungen ausgebildet sind, so dass es möglich ist, eine Rautiefe Rvk des Basismaterials 10 im Bereich von 1,5 μm bis 2,0 μm und einen durchschnittlichen Mittenrauwert Ra im Bereich von 1,5 μm bis 2,0 μm zu erhalten (siehe 1B). Somit kann die Oberfläche 10b des Basismaterials 10 erhalten werden, die optimal ist, um die Wirkungen der Zusammensetzung für einen Schmierfilm gemäß dieser Ausführungsform zu entfalten.
Zum Beispiel werden in einem Fall, wo das Basismaterial aus einer Aluminiumlegierung (einer Legierung auf Al-Si-Basis) besteht, während des Kugelstrahlens die harten Teilchen 40 aus einer Eisenlegierung mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 20 μm bis 300 μm verwendet. Zuerst werden die oben genannten harten Teilchen 40 unter der Bedingung eines vorgegebenen Bogenhöhenwerts in einer Atmosphäre, in der Sauerstoff vorhanden ist, (beispielsweise in Luft) gegen die Oberfläche 10a des Basismaterials 10 geschleudert.
Wie oben beschrieben, kann die Oberfläche 10b des Basismaterials 10 erhalten werden, in der eine Mehrzahl von Vertiefungen mit den oben beschriebenen Oberflächeneigenschaften ausgebildet worden ist. Außerdem können die Rautiefe Rvk und der durchschnittliche Mittenrauwert Ra durch Ändern des Strahlkörperdurchmessers, der Strahlkörperschleuderbedingungen während des Schleuderprozesses und dergleichen angepasst werden.
Dann wird die Oberfläche 10b des Basismaterials 10, in der die Vertiefungen ausgebildet worden sind, mit der Zusammensetzung für einen Schmierfilm beschichtet, um den Schmierfilm 20 zu bilden. Das Beschichten der Oberfläche 10b des Basismaterials 10 kann anhand bekannter Verfahren wie Bürstenauftrag, Besprühen, Walzenauftrag, Beschichten durch Siebdruck, Rakelauftrag, Beschichtung anhand eines Stempelungsverfahrens und Tauchbeschichten durchgeführt werden. Im industriellen Umfeld kann das Beschichten auch durch pneumatisches Sprühen durchgeführt werden.
Nachdem die Zusammensetzung für einen Schmierfilm auf die Oberfläche 10b des Basismaterials 10 aufgebracht worden ist, wird eine Wärmebehandlung durchgeführt, um das organische Lösungsmittel aus der Zusammensetzung zu entfernen, so dass die Oberfläche des Basismaterials 10 mit dem Schmierfilm 20 beschichtet werden kann, wie in 1C dargestellt ist.
Die Rautiefe Rvk der Oberfläche des Schmierfilms 20 liegt im Bereich von 0,4 μm bis 1,0 μm, und der durchschnittliche Mittenrauwert Ra der Oberfläche des Schmierfilms 20 liegt im Bereich von 0,4 μm bis 1,0 μm. Dadurch, dass eine Beziehung zwischen der Rautiefe Rvk und dem durchschnittlichen Mittenrauwert Ra der Gleitfläche 1a des Gleitelements 1 im oben beschriebenen Bereich ermöglicht wird, kann ein Schmierölhaltevermögen der Gleitfläche 1a in einem Zustand, in dem die Oberflächenrauigkeit der Gleitfläche 1a geringer ist als im verwandten Stand der Technik, verbessert werden. Somit können niedrige Reibungskennwerte erreicht werden, während gleichzeitig die Anfangsanpassungskennwerte der Gleitfläche 1a des Gleitelements 1 verbessert werden.
Hierbei ist die Dicke des Schmierfilms nicht festgelegt, beträgt aber vorzugsweise 6 μm bis 16 μm. Dadurch, dass eine Dicke im oben beschriebenen Bereich ermöglicht wird, kann in einem Fall, wo die Molybdändisulfidteilchen mit der oben genannten durchschnittlichen Teilchengröße im oben beschriebenen Bereich enthalten sind, der Schmierfilm geglättet werden, wodurch ermöglicht wird, dass sich die Gleitfläche nach der Oberfläche des Basismaterials richtet und wodurch ermöglicht wird, dass die Gleitfläche im oben beschriebenen Bereich liegt. Wenn die Zusammensetzung für einen Schmierfilm auf die Gleitfläche des Hemdabschnitts eines Kolbens aufgebracht wird und der Schmierfilm ausgebildet wird, kann einer Verringerung der Wärmeleitfähigkeit des Kolbens entgegengewirkt werden.
Wenn im Stand der Technik die Oberfläche des Basismaterials durch einen Schleifstein oder dergleichen poliert wird, weist die Oberfläche Riefen auf, und somit ist der tatsächliche Oberflächendruck erhöht. Somit können die Anfangsanpassungskennwerte nicht verbessert werden, wenn die Beimischung einer großen Menge der Molybdändisulfidteilchen ermöglicht wird. In dieser Ausführungsform wird jedoch die Oberfläche 10b des Basismaterials 10, die durch die oben beschriebene Basiflächenbehandlung geglättet worden ist, mit dem Schmierfilm 20 beschichtet, und der tatsächliche Oberflächendruck der Gleitfläche 1a wird durch Verringern der durchschnittlichen Teilchengröße der im Schmierfilm 20 enthaltenen Molybdändisulfidteilchen verringert, wodurch einem Abrieb entgegengewirkt wird. Auch wenn eine größere Menge der Molybdändisulfidteilchen beigemischt wird, ist somit die Abriebbeständigkeit gewährleistet, ohne dass sich die Teilchen beispielsweise lösen. Daher sind die Anfangsanpassungskennwerte des Schmierfilms 20 verbessert und es kann eine glatte Gleitfläche in einem frühen Stadium erhalten werden.
Nachstehend werden Beispiele für die vorliegende Erfindung beschrieben.
[Beispiel 1]
Als Basismaterial für das Gleitelement wurde ein Aluminiumlegierungsguss (AC8B gemäß JIS-Normen) mit einer Größe von 15,7 mm × 6,5 mm × 10,1 mm und einer Oberflächenrauigkeit Rz von 0,8 μm (was einer Ra von 0,2 μm entspricht) hergestellt, und die Oberfläche des Basismaterials wurde einer alkalischen Entfettung unterzogen.
Anschließend wurden Molybdändisulfidteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 2 μm als festes Schmiermittel hergestellt, und ein Polyamidimidharz (PAI), das in NMP als organisches Lösungsmittel aufgelöst war, wurde als Harz zum Binden der Teilchen hergestellt. 50 Masse% Molybdändisulfidteilchen und 50 Masse% Polyamidimidharz (Masse% Harz ohne das organische Lösungsmittel) wurden zusammengebracht, wie in Tabelle 1 gezeigt ist, und wurden vermischt, wodurch eine Zusammensetzung für einen Schmierfilm erzeugt wurde. Anschließend wurde das Basismaterial vorab unter der Bedingung von 80°C × 30 Minuten erwärmt, die Zusammensetzung wurde auf die Oberfläche des Basismaterials aufgebracht, das Resultat wurde unter der Bedingung von 180°C × 90 Minuten erwärmt, wodurch ein Schmierfilm mit einer Dicke von 13 μm auf dem Basismaterial gebildet wurde.
Hierbei wurde die durchschnittliche Teilchengröße der Molybdändisulfidteilchen anhand eines Messverfahrens gemäß PIDS (Polymerisationsintensität bei differenzieller Streuung) unter Verwendung eines Teilchengrößenverteilungs-Messapparats auf Basis von Laserbeugung/-streuung (Microtrac MT300, Hersteller Nikkiso Co., Ltd.) gemessen. Die durchschnittliche Teilchengröße ist eine volumenbezogene kumulierte durchschnittliche Teilchengröße D₅₀ der Molybdändisulfidteilchen, die anhand von NMP gemessen wird. Außerdem wurden die Verhältnisse (Masse%) der Molybdändisulfidteilchen und des Polyamidimidharzes durch Wiegen gemessen.
[Beispiel 2]
Ein Gleitelement wurde auf die gleiche Weise hergestellt wie in Beispiel 1. Der Unterschied zu Beispiel 1 ist, dass, wie in Tabelle 1 gezeigt ist, 60 Masse% Molybdändisulfidteilchen und 40 Masse% Polyamidimidharz zusammengebracht wurden, um eine Zusammensetzung für einen Schmierfilm zu erzeugen.
[Beispiel 3]
Ein Gleitelement wurde auf die gleiche Weise hergestellt wie in Beispiel 1. Der Unterschied zu Beispiel 1 ist, dass, wie in Tabelle 1 gezeigt ist, 70 Masse% Molybdändisulfidteilchen und 30 Masse% Polyamidimidharz zusammengebracht wurden, um eine Zusammensetzung für einen Schmierfilm zu erzeugen.
[Vergleichsbeispiel 1]
Ein Gleitelement wurde auf die gleiche Weise hergestellt wie in Beispiel 1. Der Unterschied zu Beispiel 1 liegt darin, dass, wie in Tabelle 1 gezeigt ist, als festes Schmiermittel in Bezug auf 70 Masse% Polyamidimidharz 20 Masse% Molybdändisulfidteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 7 μm, 7 Masse% Graphitteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 2,5 μm und 3 Masse% Polytetrafluorethylen(PTFE)-Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 4 μm zusammengebracht wurden, um eine Zusammensetzung für einen Schmierfilm zu erzeugen.
[Vergleichsbeispiel 2]
Ein Gleitelement wurde auf die gleiche Weise hergestellt wie in Beispiel 1. Der Unterschied zu Beispiel 1 ist, dass, wie in Tabelle 1 gezeigt ist, 40 Masse% Molybdändisulfidteilchen und 60 Masse% Polyamidimidharz zusammengebracht wurden, um eine Zusammensetzung für einen Schmierfilm zu erzeugen.
[Vergleichsbeispiel 3]
Ein Gleitelement wurde auf die gleiche Weise hergestellt wie in Beispiel 1. Der Unterschied zu Beispiel 1 ist, dass, wie in Tabelle 1 gezeigt ist, 80 Masse% Molybdändisulfidteilchen und 20 Masse% Polyamidimidharz zusammengebracht wurden, um eine Zusammensetzung für einen Schmierfilm zu erzeugen.
[Vergleichsbeispiel 4]
Ein Gleitelement wurde auf die gleiche Weise hergestellt wie in Beispiel 1. Der Unterschied zu Beispiel 1 ist, dass, wie in Tabelle 1 dargestellt ist, 50 Masse% Graphitteilchen, die im Vergleichsbeispiel 1 verwendet wurden, und 50 Masse% Polyamidimidharz zusammengebracht wurden, um eine Zusammensetzung für einen Schmierfilm zu erzeugen.
[Vergleichsbeispiel 5]
Ein Gleitelement wurde auf die gleiche Weise hergestellt wie in Beispiel 1. Der Unterschied zu Beispiel 1 ist, dass, wie in Tabelle 1 dargestellt ist, 50 Masse% PTFE-Teilchen, die im Vergleichsbeispiel 1 verwendet wurden, und 50 Masse% Polyamidimidharz zusammengebracht wurden, um eine Zusammensetzung für einen Schmierfilm zu erzeugen.
<Messung der Oberflächenrauigkeit des Schmierfilms>
Es wurden die Oberflächenrauigkeiten (die durchschnittlichen Mittenrauwerte Ra) der Schmierfilme der Gleitelemente gemäß den Beispielen 1 bis 3 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 gemessen. Der durchschnittliche Mittenrauwert Ra ist ein Wert, der gemäß JIS B 0601-1994 gemessen wird. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und 2 gezeigt. 2 ist eine Ansicht, welche die Oberflächenrauigkeiten der Gleitelemente gemäß Beispielen 1 bis 3 und Vergleichsbeispielen 1 bis 5 darstellt. Die in 2 gezeigte gestrichelte Linie ist die Oberflächenrauigkeit des Basismaterials.
<Anfangsanpassungsversuch>
Wie in 3 dargestellt ist, wurden ein Blockprüfling 51, der dem Gleitelement der oben beschriebenen Beispiele 1 bis 3 und Vergleichsbeispiele 1 bis 5 entspricht, ein Ringprüfling 52 und ein Schmieröl 53 kombiniert, und ein Reib- und Abriebsversuch (Block-on-Ring-Versuch (LFW-1-Test), Hersteller Falex Coporation) wurde vorgenommen.
Genauer wurde als Ringprüfling 52 ein Prüfling aus Grauguss (FC250 gemäß JIS-Normen) mit einem Außendurchmesser von 35 mm, einer Breite von 8,8 mm und einer Oberflächenrauigkeit Rz von 0,8 μm hergestellt. Das Schmieröl 53 wurde in ein Ölbad 54 gegossen, um das Eintauchen eines Teils des Ringprüflings in das Schmieröl 53 zu ermöglichen, und der Ringprüfling 52 wurde mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 0,11 m/s gedreht, während die Öltemperatur bei 80°C gehalten wurde, um einen Ölfilm auf der Oberfläche des Ringprüflings 52 zu bilden. Ein kontinuierlicher Versuch wurde 5 Minuten lang durchgeführt, indem es dem Blockprüfling 51 ermöglicht wurde, die Außenumfangsfläche des Ringprüflings 52 unter einer Last von 22,5 N zu berühren.

Die Abriebtiefe des Schmierfilms des Gleitelements, das heißt des Blockprüflings 51, wurde am Ende des Versuchs gemessen und wurde als Abriebmenge wiedergegeben. Als Schmieröl wurde ein Basisöl (im Handel erhältliches Motoröl mit einem SAE-Viskositätsgrad 0W-20) verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und 4 gezeigt. 4 ist eine Ansicht, die zeigt, in welchem Maß die Schmierfilme der Gleitelemente gemäß den Beispielen 1 bis 3 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 abgerieben werden. Die in 4 gezeigte gestrichelte Linie ist die Untergrenze für die Abriebmenge, die, gestützt unter anderem auf Erfahrungen der Erfinder, gute Anfangsanpassungskennwerte liefert. [Tabelle 1]

	Festes Schmiermittel		PAI	Oberflächenrauigkeit Ra	Abriebtiefe
	Art der Teilchen	Masse%	Masse%	μm	μm
Beispiel	MoS₂	50	50	0,13	8,1
Beispiel 2	MoS₂	60	40	0,18	8,2
Beispiel 3	MoS₂	70	30	0,20	9,5
Vergleichsbeispiel 1	MoS₂ Graphit PTFE	20 7 3	70	0,45	6,6
Vergleichsbeispiel 2	MoS₂	40	60	0,09	4,8
Vergleichsbeispiel 3	MoS₂	80	20	0,31	11,5
Vergleichsbeispiel 4	Graphit	50	50	0,47	9,7
Vergleichsbeisiel 5	PTFE	50	50	0,56	10,1

(Ergebnis 1)
Wie in 2 und Tabelle 1 gezeigt ist, waren die Oberflächenrauigkeiten der Schmierfilme, die aus den Zusammensetzungen für einen Schmierfilm gemäß den Beispielen 1 bis 3 gebildet wurden, geringer als diejenigen der Vergleichsbeispiele 1, 3, 4 und 5.
Das heißt, in einem Fall, wo die Schmierfilme aus den Zusammensetzungen für einen Schmierfilm gemäß den Vergleichsbeispielen 1, 3, 4 und 5 gebildet wurden, ist die Oberflächenrauigkeit des Schmierfilms vergröbert. Als Grund wird angenommen, dass im Falle der Vergleichsbeispiele 1, 4 und 5 die durchschnittlichen Teilchengrößen der festen Schmiermittel, die in den Zusammensetzungen für einen Schmierfilm enthalten sind, größer sind als in denen der Beispiele 1 bis 3. Dagegen wird der Fall des Vergleichsbeispiels 3 dadurch bewirkt, dass die Menge des festen Schmiermittels (der Molybdändisulfidteilchen), die in der Zusammensetzung für einen Schmierfilm enthalten ist, größer ist als in den Beispielen 1 bis 3.
Wie in 4 und Tabelle 1 gezeigt ist, sind dagegen die Mengen der Schmierfilme der Gleitelemente gemäß den Beispielen 1 bis 3 und den Vergleichsbeispielen 3 bis 5 größer als diejenigen der Vergleichsbeispiele 1 und 2. Als Grund wird angenommen, dass die Mengen der Molybdändisulfidteilchen der Schmierfilme der Gleitelemente gemäß den Beispielen 1 bis 3 und den Vergleichsbeispielen 3 bis 5 größer sind als diejenigen der Vergleichsbeispiele 1 und 2. Da die Oberflächenrauigkeiten der Schmierfilme der Vergleichsbeispiele 3 bis 5 höher sind als die Oberflächenrauigkeiten von denen der Beispiele 1 bis 3, ist die Fähigkeit zur Bildung eines Ölfilms jedoch gering. Daher kann man sagen, dass die Schmierfilme der Gleitelemente gemäß den Beispielen 1 bis 3 besser in der Lage sind, einen Ölfilm zu bilden als diejenigen der Vergleichsbeispiele 1 bis 5, und dass sie gute Anfangsanpassungskennwerte haben.
Aus der obigen Beschreibung kann man schließen, dass ein Schmierfilm eine Oberflächenrauigkeit aufweist, die der Oberflächenrauigkeit des Basismaterials entspricht (Glattheit geschaffen wird), und dass daher gute Anfangsanpassungskennwerte erhalten werden, wenn 50 bis 70 Masse% Molybdändisulfidteilchen, deren durchschnittliche Teilchengröße im Bereich von 0,1 μm bis 3,0 μm liegt, in der Zusammensetzung für einen Schmierfilm enthalten sind.
[Beispiel 4]
Als Gleitelement wurde ein Kolben (Basismaterial) einer Verbrennungskraftmaschine hergestellt, der aus einer Aluminiumgusslegierung auf Basis von AC8 gebildet wurde, und an der Oberfläche des Hemdabschnitts des Kolbens wurde eine Spanbearbeitung durchgeführt. Somit wurde eine Mehrzahl von Riefen an der Oberfläche des Hemdabschnitts ausgebildet. Dann wurden die Rautiefe (die Ölakkumulationstiefen) Rvk an einer Mehrzahl von Punkten auf der Oberfläche des Hemdabschnitts gemäß JIS B 0601-2001 gemessen, und der durchschnittliche Mittenrauwert Ra wurde anhand des oben beschriebenen Verfahrens gemessen. Als Ergebnis betrug der höchste Wert für die Rautiefe Rvk 1,0 um, und ihr niedrigster Wert betrug 0,2 μm (die Rautiefe Rvk war 0,2 μm bis 1,0 μm), und der höchste Wert für den durchschnittlichen Mittenrauwert Ra war 4,8 μm und ihr niedrigster Wert war 2,5 μm (der durchschnittliche Mittenrauwert Ra war 2,5 μm bis 4,8 μm).
Ein Schmierfilm wurde unter Verwendung der gleichen Zusammensetzung für einen Schmierfilm wie in Beispiel 1 unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 auf der Oberfläche ausgebildet. Die Rautiefe Rvk und der durchschnittliche Mittenrauwert Ra an der Mehrzahl der Punkte auf der Oberfläche (Gleitfläche) des Schmierfilms nach dessen Ausbildung wurde anhand eines Verfahrens gemessen, das dem oben beschriebenen Verfahren gleich war. Als Ergebnis lag die Rautiefe Rvk in einem Bereich von 0,2 μm bis 10 μm, und der durchschnittliche Mittenrauwert lag in einem Bereich von 2,5 μm bis 4,8 μm.
[Beispiel 5]
Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 4 wurde ein Kolben (Basismaterial) einer Verbrennungskraftmaschine hergestellt, der aus einer Aluminiumgusslegierung auf Basis von AC8 gebildet wurde, und an der Oberfläche des Hemdabschnitts des Kolbens wurde eine Oberflächenbehandlung durchgeführt. Genauer wurde unter Verwendung von harten Teilchen, die härter sind als diejenigen des Basismaterials (genauer, von Strahlkörpern, die aus einem auf Eisen basierenden Material mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 50 μm bestehen), durch Kugelstrahlen eine Mehrzahl von Vertiefungen an der Oberfläche des Hemdabschnitts ausgebildet.
Anschließend wurden die Rautiefe (die Ölakkumulationstiefe) Rvk und die durchschnittliche Mittenrauigkeit Ra an der Mehrzahl von Punkten auf der Oberfläche des Hemdabschnitts gemessen. Als Ergebnis betrug der höchste Wert für die Rautiefe Rvk 2,0 μm, und ihr niedrigster Wert betrug 1,5 μm (die Rautiefe Rvk war 1,5 μm bis 2,0 μm), und der höchste Wert für den durchschnittlichen Mittenrauwert Ra war 2,0 μm und ihr niedrigster Wert war 1,5 μm (der durchschnittliche Mittenrauwert Ra war 1,5 μm bis 2,0 μm).
Ein Schmierfilm wurde unter Verwendung der gleichen Zusammensetzung für einen Schmierfilm wie in Beispiel 1 unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 auf der Oberfläche ausgebildet. Die Rautiefe Rvk und der durchschnittliche Mittenrauwert Ra an der Mehrzahl der Punkte auf der Oberfläche (Gleitfläche) des Schmierfilms nach dessen Ausbildung wurde anhand eines Verfahrens gemessen, das dem oben beschriebenen Verfahren gleich war. Als Ergebnis lag die Rautiefe Rvk in einem Bereich von 0,4 μm bis 1,0 μm, und der durchschnittliche Mittenrauwert lag in einem Bereich von 0,4 μm bis 1,0 μm.
[Vergleichsbeispiel 6]
Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 4 wurde ein Kolben (Basismaterial) einer Verbrennungskraftmaschine hergestellt, der aus einer Aluminiumgusslegierung auf Basis von AC8 bestand, und an der Oberfläche des Hemdabschnitts des Kolbens wurde eine Spanbearbeitung wie in Beispiel 4 durchgeführt. Somit wurde eine Mehrzahl von Riefen an der Oberfläche des Hemdabschnitts ausgebildet. Die Rautiefe Rvk und der durchschnittliche Mittenrauwert Ra der Oberfläche des Hemdabschnitts lagen in den gleichen Bereichen wie sie für Beispiel 4 beschrieben worden sind.
Ein Schmierfilm wurde unter Verwendung der gleichen Zusammensetzung für einen Schmierfilm wie in Vergleichsbeispiel 1 unter den gleichen Bedingungen wie in Vergleichsbeispiel 1 auf der Oberfläche ausgebildet. Die Rautiefe Rvk und der durchschnittliche Mittenrauwert Ra an der Mehrzahl der Punkte an der Oberfläche (Gleitfläche) des Schmierfilms nach dessen Ausbildung wurden gemessen. Die Rautiefe Rvk und der durchschnittliche Mittenrauwert Ra des Vergleichsbeispiels 6 lagen in den gleichen Bereichen wie sie für Beispiel 4 beschrieben worden sind.
[Vergleichsbeispiel 7]
Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 5 wurde ein Kolben (Basismaterial) einer Verbrennungskraftmaschine hergestellt, der aus einer Aluminiumgusslegierung auf Basis von AC8 bestand, und für die Oberfläche des Hemdabschnitts des Kolbens wurde durch Kugelstrahlen eine Mehrzahl von Vertiefungen an der Oberfläche des Hemdabschnitts ausgebildet. Die Rautiefe Rvk und der durchschnittliche Mittenrauwert Ra der Oberfläche des Hemdabschnitts lagen in den gleichen Bereichen wie sie für Beispiel 5 beschrieben worden sind.
Ein Schmierfilm wurde unter Verwendung der gleichen Zusammensetzung für einen Schmierfilm wie in Vergleichsbeispiel 1 unter den gleichen Bedingungen wie in Vergleichsbeispiel 1 auf der Oberfläche ausgebildet. Die Rautiefe Rvk und der durchschnittliche Mittenrauwert Ra an der Mehrzahl der Punkte an der Oberfläche (Gleitfläche) des Schmierfilms nach dessen Ausbildung wurden gemessen. Die Rautiefe Rvk und der durchschnittliche Mittenrauwert Ra des Vergleichsbeispiels 7 lagen in den gleichen Bereichen wie sie für Beispiel 5 beschrieben worden sind.
<Versuch unter Praxisbedingungen>
Unter Verwendung des Kolbens gemäß den Beispielen 4 und 5 und den Vergleichsbeispielen 6 und 7 wurde ein Versuch unter Praxisbedingungen durchgeführt. Genauer wies der Kolben eine Ausstoßmenge von etwa 660 cm³, einen Zylinderbohrungsdurchmesser von 94 mm und einen Hub von 95 mm auf, 0W-20 wurde als Motoröl verwendet und eine Öl/Wasser-Temperatur wurde auf 80°C ± 1°C eingestellt. Anschließend wurde unter Erhöhung einer stufenweise durchgeführten Drehzahlerhöhen auf 2000 UpM und einer Änderung eines mittleren effektiven Bremsdrucks (BMEP) ein mittlerer effektiver Reibdruck (FMEP) gemessen. Die Ergebnisse sind in 5 und 6 gezeigt. 5 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zeigt zwischen Drehzahl-BMEP und FMEP, wenn die Kolben gemäß Beispiel 4 und 5 und Vergleichsbeispiel 6 verwendet werden. 6 ist eine Ansicht, welche die Beziehung zeigt zwischen Drehzahl-BMEP und FMEP, wenn Kolben gemäß Beispiel 5 und Vergleichsbeispiel 7 verwendet werden.
(Ergebnis 2)
Wie in 5 dargestellt ist, sind mittlere effektive Reibdrücke (FMEP) der Beispiele 4 und 5 niedriger als im Vergleichsbeispiel 6, und der mittlere effektive Reibdruck (FMEP) von Beispiel 5 war niedriger als in Beispiel 4. Wie in 6 dargestellt ist, war außerdem der mittlere effektive Reibdruck (FMEP) von Beispie 5 niedriger als im Vergleichsbeispiel 7.
Da in den Beispielen 4 und 5 die Zusammensetzung für einen Schmierfilm gemäß Beispiel 1 verwendet wurde, auch wenn die Molybdändisulfidteilchen darin enthalten waren, wird vermutet, dass der Schmierfilm gebildet werden konnte, ohne dass eine Erhöhung der Oberflächenrauigkeit über die Oberflächenrauigkeit des Basismaterials hinaus ermöglicht wurde. Da die Schmierfilme der Beispiele 4 und 5 problemlos Ölfilme bilden, wird daher angenommen, dass die FMEPs der Beispiele 4 und 5 unter diejenigen des Vergleichsbeispiels 6 sanken.
Genauer ist im Falle des Schmierfilms von Beispiel 5, die Rautiefe (Ölakkumulationstiefe) Rvk größer als bei dem in Beispiel 4, obwohl sein durchschnittlicher Mittenrauwert Ra klein ist. Somit wird angenommen, dass im Falle von Beispiel 5 ein dickerer Ölfilm leichter gebildet wird als in Beispiel 4, und dass der FMEP in Beispiel 5 niedriger wurde als in Beispiel 4. Da im Falle des Vergleichsbeispiels 7 die Zusammensetzung für einen Schmierfilm gemäß Vergleichsbeispiel 1 verwendet wurde, wird jedoch angenommen, dass es für diesen schwierig ist, sich nach den Oberflächeneigenschaften des Basismaterials zu richten, und dass der FMEP im Vergleichsbeispiel 7 größer wurde als im Vergleichsbeispiel 5.
Als eine Mehrzahl der Oberflächenrauigkeiten des Schmierfilms des Hemdabschnitts nach dem Versuch unter Praxisbedingungen gemessen wurde, war die Oberflächenrauigkeit des Schmierfilms gemäß Beispiel 4 (zum Beispiel eine Ra von 2,1 μm) außerdem kleiner als die des Vergleichsbeispiels 6 (zum Beispiel eine Ra von 2,3 μm). Ebenso war die Oberflächenrauigkeit des Schmierfilms gemäß Beispiel 5 (zum Beispiel eine Ra von 0,72 μm) kleiner als die des Vergleichsbeispiels 7 (zum Beispiel eine Ra von 1,01 μm). Die Beziehung zwischen den Oberflächenrauigkeiten war deren Beziehung vor dem Versuch unter Praxisbedingungen gleich. Aus diesem Ergebnis und dem Ergebnis des oben beschriebenen FMEP wird geschlossen, dass die Gleitelemente gemäß den Beispielen 4 und 5 höhere Anfangsanpassungskennwerte haben als diejenigen der Vergleichsbeispiele 6 und 7.
Auch wenn die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und es können verschiedene Änderungen am Design vorgenommen werden, ohne vom Gedanken der vorliegenden Erfindung, die in den beigefügten Ansprüchen und der Beschreibung beschrieben ist, abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010-196813 A [0003, 0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

JIS B 0601-1994 [0034]
JIS B 0601-2001 [0034]
JIS B 0601-1994 [0064]
SAE-Viskositätsgrad 0W-20 [0067]
JIS B 0601-2001 [0072]

Claims

Zusammensetzung für einen Schmierfilm, dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist: Molybdändisulfidteilchen, die dispergiert sind; und ein Bindeharz, wobei die Zusammensetzung für einen Schmierfilm eine Zusammensetzung ist zum Beschichten einer Oberfläche eines Basismaterials aus Metall mit einem Schmierfilm, in dem die Molybdändisulfidteilchen durch das Bindeharz aneinandergebunden sind, die Zusammensetzung für den Schmierfilm 50 Masse% bis 70 Masse% Molybdändisulfidteilchen in Bezug auf eine Gesamtmenge der Molybdändisulfidteilchen und des Bindeharzes enthält, und eine durchschnittliche Teilchengröße der Molybdändisulfidteilchen im Bereich von 0,1 μm bis 3,0 μm liegt.
Zusammensetzung für den Schmierfilm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindeharz ein Polyamidimidharz ist.
Gleitelement, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Basismaterials mit dem Schmierfilm beschichtet ist, der aus der Zusammensetzung für einen Schmierfilm nach Anspruch 1 oder 2 gebildet ist.
Gleitelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Vertiefungen auf der Oberfläche ausgebildet ist, eine Rautiefe (Rvk) der Oberfläche in einem Bereich von 0,4 μm bis 1,0 μm liegt, und eine durchschnittliche Mittenrauigkeit (Ra) der Oberfläche in einem Bereich von 0,4 μm bis 1,0 μm liegt.
Gleitelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement ein Kolben einer Verbrennungskraftmaschine ist, und der Schmierfilm auf einer Oberfläche eines Hemdabschnitts des Kolbens ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Gleitelements, bei dem eine Oberfläche des Basismaterials mit einem Schmierfilm beschichtet ist, der aus der Zusammensetzung für einen Schmierfilm nach Anspruch 1 oder 2 gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: Ausbilden einer Mehrzahl von Vertiefungen, wobei die Vertiefungen durch Aufschleudern harter Teilchen auf die Oberfläche des Basismaterials durch Kugelstrahlen gebildet werden, um eine Rautiefe (Rvk) in einem Bereich von 1,5 μm bis 2,0 um und einen Mittenrauwert (Ra) in einem Bereich von 1,5 μm bis 2,0 μm für die Oberfläche zu ermöglichen; wobei die harten Teilchen härter sind als das Basismaterial; und Ausbilden des Schmierfilms auf der Oberfläche, auf der die Vertiefungen ausgebildet werden, mit der Zusammensetzung für einen Schmierfilm.
Verfahren zur Herstellung eines Kolbens unter Verwendung des Gleitelements als Kolben gemäß dem Verfahren zur Herstellung eines Gleitelements nach Anspruch 7, wobei das Verfahren ferner umfasst: nach dem Ausbilden der Mehrzahl von Vertiefungen auf der Oberfläche eines Hemdabschnitts des Kolbens Beschichten der Oberfläche des Hemdabschnitts, an der die Vertiefungen ausgebildet worden sind, mit dem Schmierfilm.