JP2000178672A - 耐酸性耐摩耗性Ｎｉ基合金 - Google Patents
耐酸性耐摩耗性Ｎｉ基合金Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 優れた耐酸性および耐摩耗性を有するＮｉ基
合金を提供する。 【解決手段】 Ｎｉ基合金は、Ｐ含有量がＰ≧８ｗｔ％
であり、残部がＮｉである合金マトリックスと、その合
金マトリックスに分散し、且つ体積分率Ｖｆが６％≦Ｖ
ｆ≦１６％であるＳｉ3 Ｎ4 粒子とよりなる。
合金を提供する。 【解決手段】 Ｎｉ基合金は、Ｐ含有量がＰ≧８ｗｔ％
であり、残部がＮｉである合金マトリックスと、その合
金マトリックスに分散し、且つ体積分率Ｖｆが６％≦Ｖ
ｆ≦１６％であるＳｉ3 Ｎ4 粒子とよりなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は耐酸性耐摩耗性Ｎｉ
基合金に関する。
基合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のＮｉ基合金としてはＮｉ
マトリックスと、そのＮｉマトリックスに分散するＳｉ
Ｃ粒子とよりなるものが知られており、このＮｉ基合金
は、例えばエンジン用Ａｌ合金製シリンダブロックにお
いて、そのシリンダボアの内周面に電気メッキ処理によ
り形成される。
マトリックスと、そのＮｉマトリックスに分散するＳｉ
Ｃ粒子とよりなるものが知られており、このＮｉ基合金
は、例えばエンジン用Ａｌ合金製シリンダブロックにお
いて、そのシリンダボアの内周面に電気メッキ処理によ
り形成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガソリ
ン組成およびエンジンの運転条件によっては、シリンダ
ボア内における硫酸の生成、その硫酸によるＮｉマトリ
ックスの溶解、その溶解によるＳｉＣ粒子の脱落、とい
った現象が発生し、その結果、シリンダボア内周面にア
ブレシブ摩耗が生じる、という問題があった。
ン組成およびエンジンの運転条件によっては、シリンダ
ボア内における硫酸の生成、その硫酸によるＮｉマトリ
ックスの溶解、その溶解によるＳｉＣ粒子の脱落、とい
った現象が発生し、その結果、シリンダボア内周面にア
ブレシブ摩耗が生じる、という問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、硫酸に対して
優れた耐酸性を発揮し、また良好な耐摩耗性を有する前
記Ｎｉ基合金を提供することを目的とする。
優れた耐酸性を発揮し、また良好な耐摩耗性を有する前
記Ｎｉ基合金を提供することを目的とする。
【０００５】前記目的を達成するため本発明によれば、
Ｐ含有量がＰ≧８ｗｔ％であり、残部がＮｉである合金
マトリックスと、その合金マトリックスに分散し、且つ
体積分率Ｖｆが６％≦Ｖｆ≦１６％であるＳｉ3 Ｎ4 粒
子とよりなる耐酸性耐摩耗性Ｎｉ基合金が提供される。
Ｐ含有量がＰ≧８ｗｔ％であり、残部がＮｉである合金
マトリックスと、その合金マトリックスに分散し、且つ
体積分率Ｖｆが６％≦Ｖｆ≦１６％であるＳｉ3 Ｎ4 粒
子とよりなる耐酸性耐摩耗性Ｎｉ基合金が提供される。
【０００６】前記合金マトリックスおよびＳｉ3 Ｎ4 粒
子は、共に、硫酸に対して優れた耐酸性を発揮し、また
Ｓｉ3 Ｎ4 粒子は非磁性体であるから、それと合金マト
リックスとの間における局部電池の発生が大いに抑制さ
れる。これによりＮｉ基合金の耐酸性を確保することが
できる。ただし、Ｐ含有量がＰ＜８ｗｔ％であると、合
金マトリックスの硫酸による腐食が進行し、特に、０ｗ
ｔ％＜Ｐ≦約７ｗｔ％の範囲では、Ｐ＝０ｗｔ％の場合
よりも耐酸性が劣る。
子は、共に、硫酸に対して優れた耐酸性を発揮し、また
Ｓｉ3 Ｎ4 粒子は非磁性体であるから、それと合金マト
リックスとの間における局部電池の発生が大いに抑制さ
れる。これによりＮｉ基合金の耐酸性を確保することが
できる。ただし、Ｐ含有量がＰ＜８ｗｔ％であると、合
金マトリックスの硫酸による腐食が進行し、特に、０ｗ
ｔ％＜Ｐ≦約７ｗｔ％の範囲では、Ｐ＝０ｗｔ％の場合
よりも耐酸性が劣る。
【０００７】Ｓｉ3 Ｎ4 粒子は合金マトリックスの摩耗
抑制に寄与して、Ｎｉ基合金の耐摩耗性を向上させる効
果を有する。またＳｉ3 Ｎ4 粒子は略球形であるから、
摺動相手部材に対する攻撃性が低く、これによりその部
材の耐摩耗性も確保される。ただし、その体積分率Ｖｆ
がＶｆ＜６％では前記効果を得ることができず、一方、
Ｖｆ＞１６％ではＳｉ3 Ｎ4 粒子が脱落し易くなり、ま
た耐焼付性も低下する。
抑制に寄与して、Ｎｉ基合金の耐摩耗性を向上させる効
果を有する。またＳｉ3 Ｎ4 粒子は略球形であるから、
摺動相手部材に対する攻撃性が低く、これによりその部
材の耐摩耗性も確保される。ただし、その体積分率Ｖｆ
がＶｆ＜６％では前記効果を得ることができず、一方、
Ｖｆ＞１６％ではＳｉ3 Ｎ4 粒子が脱落し易くなり、ま
た耐焼付性も低下する。
【０００８】前記合金マトリックスの金属組織は、その
耐酸性向上の観点から、非晶質相のみからなる非晶質単
一組織であることが望ましい。
耐酸性向上の観点から、非晶質相のみからなる非晶質単
一組織であることが望ましい。
【０００９】Ｎｉ基合金を摺動面構成体形成材料として
用いた場合、摺動相手部材の摺動部はＴｉＮ皮膜および
ＣｒＮ皮膜の一方よりなることが望ましい。このような
組合せにおいては、硫酸存在下での局部電池の発生が大
いに抑制されるので、摺動相手部材の優先腐食を回避す
ることができる。
用いた場合、摺動相手部材の摺動部はＴｉＮ皮膜および
ＣｒＮ皮膜の一方よりなることが望ましい。このような
組合せにおいては、硫酸存在下での局部電池の発生が大
いに抑制されるので、摺動相手部材の優先腐食を回避す
ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１において、エンジン用シリン
ダブロック１は、複数のシリンダバレル（図には１つの
み示す）２と、それらシリンダバレル２を囲繞する外壁
部３と、その外壁部３の下縁に連設されたクランクケー
ス４と、外壁部３および各シリンダバレル２間に存する
水ジャケット５と、各シリンダバレル２および外壁部３
間を部分的に連結する複数の補強部６とを有する。
ダブロック１は、複数のシリンダバレル（図には１つの
み示す）２と、それらシリンダバレル２を囲繞する外壁
部３と、その外壁部３の下縁に連設されたクランクケー
ス４と、外壁部３および各シリンダバレル２間に存する
水ジャケット５と、各シリンダバレル２および外壁部３
間を部分的に連結する複数の補強部６とを有する。
【００１１】シリンダブロック１はＡｌ合金より構成さ
れ、各シリンダボア７の内周面は耐酸性耐摩耗性Ｎｉ基
合金よりなる摺動面構成体８によって被覆されている。
この摺動面構成体８は電気メッキ処理により形成された
ものである。
れ、各シリンダボア７の内周面は耐酸性耐摩耗性Ｎｉ基
合金よりなる摺動面構成体８によって被覆されている。
この摺動面構成体８は電気メッキ処理により形成された
ものである。
【００１２】前記Ｎｉ基合金は、Ｐ含有量がＰ≧８ｗｔ
％であり、残部がＮｉである合金マトリックスと、その
合金マトリックスに分散し、且つ体積分率Ｖｆが６％≦
Ｖｆ≦１６％であるＳｉ3 Ｎ4 粒子とよりなる。
％であり、残部がＮｉである合金マトリックスと、その
合金マトリックスに分散し、且つ体積分率Ｖｆが６％≦
Ｖｆ≦１６％であるＳｉ3 Ｎ4 粒子とよりなる。
【００１３】前記合金マトリックスおよびＳｉ3 Ｎ4 粒
子は、共に、硫酸に対して優れた耐酸性を発揮し、また
Ｓｉ3 Ｎ4 粒子は非磁性体であるから、それと合金マト
リックスとの間における局部電池の発生が大いに抑制さ
れる。これによりＮｉ基合金の耐酸性を確保することが
できる。その上、Ｓｉ3 Ｎ4 粒子は合金マトリックスの
摩耗抑制に寄与して、Ｎｉ基合金の耐摩耗性を向上させ
る効果を有する。またＳｉ3 Ｎ4 粒子は略球形であるか
ら、摺動相手部材であるピストンリングに対する攻撃性
が低く、これによりそのピストンリングの耐摩耗性も確
保される。
子は、共に、硫酸に対して優れた耐酸性を発揮し、また
Ｓｉ3 Ｎ4 粒子は非磁性体であるから、それと合金マト
リックスとの間における局部電池の発生が大いに抑制さ
れる。これによりＮｉ基合金の耐酸性を確保することが
できる。その上、Ｓｉ3 Ｎ4 粒子は合金マトリックスの
摩耗抑制に寄与して、Ｎｉ基合金の耐摩耗性を向上させ
る効果を有する。またＳｉ3 Ｎ4 粒子は略球形であるか
ら、摺動相手部材であるピストンリングに対する攻撃性
が低く、これによりそのピストンリングの耐摩耗性も確
保される。
【００１４】摺動面構成体８は、図２に示す電気メッキ
装置９を用いて形成される。その装置９は、シリンダブ
ロック１を、そのガスケット面１０が下向きになるよう
に倒立配置する電気絶縁性基台１１を備える。その基台
１１は上向きに開口してシリンダボア７に合致する大径
孔部１２を有し、その底壁１３に、Ｃｕ系合金よりなる
筒状電極１４の中空軸部１５が回転可能に、且つ水密状
態を維持し得るように支持される。
装置９を用いて形成される。その装置９は、シリンダブ
ロック１を、そのガスケット面１０が下向きになるよう
に倒立配置する電気絶縁性基台１１を備える。その基台
１１は上向きに開口してシリンダボア７に合致する大径
孔部１２を有し、その底壁１３に、Ｃｕ系合金よりなる
筒状電極１４の中空軸部１５が回転可能に、且つ水密状
態を維持し得るように支持される。
【００１５】筒状電極１４の主体部１６は、その周壁全
体に亘って分布する複数の貫通孔１７を有し、シリンダ
ボア７内に、その内周面との間に所定の間隔、つまり極
間距離ｄをとって配置される。中空軸部１５の下端部に
電気絶縁性ギヤボックス１８を介して電気絶縁性導管１
９が接続され、そのギヤボックス１８内において、導管
１９が中空軸部１５に連通し、また筒状電極１４が矢印
方向に回転し得るように構成される。ギヤボックス１８
にはモータ２０が連結される。
体に亘って分布する複数の貫通孔１７を有し、シリンダ
ボア７内に、その内周面との間に所定の間隔、つまり極
間距離ｄをとって配置される。中空軸部１５の下端部に
電気絶縁性ギヤボックス１８を介して電気絶縁性導管１
９が接続され、そのギヤボックス１８内において、導管
１９が中空軸部１５に連通し、また筒状電極１４が矢印
方向に回転し得るように構成される。ギヤボックス１８
にはモータ２０が連結される。
【００１６】導管１９は供給ポンプ２１を介して硬質粒
子を含む複合メッキ液用タンク２２の底部近傍に接続さ
れ、また基台１１の大径孔部１２に連なり、且つ基台１
１側面に開口する小径孔部２３は電気絶縁性導管２４を
介してタンク２２内上部に連通する。また一方の導管１
９の供給ポンプ２１よりも下流側と、他方の導管２４と
がリリーフバルブ２５を有する電気絶縁性導管２６によ
り接続されている。
子を含む複合メッキ液用タンク２２の底部近傍に接続さ
れ、また基台１１の大径孔部１２に連なり、且つ基台１
１側面に開口する小径孔部２３は電気絶縁性導管２４を
介してタンク２２内上部に連通する。また一方の導管１
９の供給ポンプ２１よりも下流側と、他方の導管２４と
がリリーフバルブ２５を有する電気絶縁性導管２６によ
り接続されている。
【００１７】電源装置２７の（＋）端子に摺動子２８が
接続され、その摺動子２８は筒状電極１４の中空軸部１
５の外周面に摺擦する。一方、電源装置２７の（−）端
子にシリンダブロック１の外壁部３が接続される。
接続され、その摺動子２８は筒状電極１４の中空軸部１
５の外周面に摺擦する。一方、電源装置２７の（−）端
子にシリンダブロック１の外壁部３が接続される。
【００１８】電気メッキ処理に当っては、供給ポンプ２
１を駆動して、複合メッキ液２９を、タンク２２→導管
１９→筒状電極１４内の通路３０→各貫通孔１７→シリ
ンダボア７および筒状電極１４間の筒状通路３１→基台
１１の大径、小径孔部１２，２３→導管２４→タンク２
２の順に循環させ、また電源装置２７を作動させて筒状
電極１４およびシリンダブロック１間に通電し、さらに
モータ２０を駆動して筒状電極１４を回転させる。
１を駆動して、複合メッキ液２９を、タンク２２→導管
１９→筒状電極１４内の通路３０→各貫通孔１７→シリ
ンダボア７および筒状電極１４間の筒状通路３１→基台
１１の大径、小径孔部１２，２３→導管２４→タンク２
２の順に循環させ、また電源装置２７を作動させて筒状
電極１４およびシリンダブロック１間に通電し、さらに
モータ２０を駆動して筒状電極１４を回転させる。
【００１９】この場合、各貫通孔１７から噴射された複
数メッキ液２９は、シリンダボア７内周面に衝突して筒
状通路３１内では乱流状態となるので、Ｓｉ3 Ｎ4 粒子
が筒状通路３１内において均一に分散される。これによ
り、シリンダボア７内周面にはＳｉ3 Ｎ4 粒子を均一に
分散させた摺動面構成体８が形成される。
数メッキ液２９は、シリンダボア７内周面に衝突して筒
状通路３１内では乱流状態となるので、Ｓｉ3 Ｎ4 粒子
が筒状通路３１内において均一に分散される。これによ
り、シリンダボア７内周面にはＳｉ3 Ｎ4 粒子を均一に
分散させた摺動面構成体８が形成される。
【００２０】この場合、クランクケース４側への複合メ
ッキ液２９の進入は、筒状電極１４の頂面に設けた邪魔
板３２により阻止される。また筒状電極１４内の複合メ
ッキ液２９の圧力が設定値よりも高くなると、それはリ
リーフバルブ２５が開くことによって調節される。
ッキ液２９の進入は、筒状電極１４の頂面に設けた邪魔
板３２により阻止される。また筒状電極１４内の複合メ
ッキ液２９の圧力が設定値よりも高くなると、それはリ
リーフバルブ２５が開くことによって調節される。
【００２１】以下、具体例について説明する。
【００２２】表１は複合メッキ液組成を示し、また表２
は電気メッキ処理条件を示す。
は電気メッキ処理条件を示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】ＪＩＳ ＡＤＣ１２より構成されたＡｌ合
金製シリンダブロック１のシリンダボア７内周面に、図
２の電気メッキ装置９を用い、また表１，２に則って、
厚さ１００μｍの摺動面構成体８を形成した。この摺動
面構成体８は、Ｐ含有量がＰ＝１０ｗｔ％であり、残部
がＮｉである合金マトリックスと、その合金マトリック
スに分散し、且つ体積分率ＶｆがＶｆ＝６％であるＳｉ
3 Ｎ4 粒子とより構成されていた。
金製シリンダブロック１のシリンダボア７内周面に、図
２の電気メッキ装置９を用い、また表１，２に則って、
厚さ１００μｍの摺動面構成体８を形成した。この摺動
面構成体８は、Ｐ含有量がＰ＝１０ｗｔ％であり、残部
がＮｉである合金マトリックスと、その合金マトリック
スに分散し、且つ体積分率ＶｆがＶｆ＝６％であるＳｉ
3 Ｎ4 粒子とより構成されていた。
【００２６】図３（ａ）は、前記合金マトリックスと同
様のメッキ皮膜、つまりＳｉ3 Ｎ4粒子を含まないもの
に関するＸ線回折結果を示す。この図より、Ｎｉ−１０
ｗｔ％Ｐ合金よりなる合金マトリックスの金属組織は、
室温において非晶質相のみからなる非晶質単一組織であ
ることが判明した。
様のメッキ皮膜、つまりＳｉ3 Ｎ4粒子を含まないもの
に関するＸ線回折結果を示す。この図より、Ｎｉ−１０
ｗｔ％Ｐ合金よりなる合金マトリックスの金属組織は、
室温において非晶質相のみからなる非晶質単一組織であ
ることが判明した。
【００２７】図３（ｂ）〜（ｄ）は、それぞれ前記メッ
キ皮膜を所定温度にて１時間加熱した後のＸ線回折結果
を示す。加熱温度は、（ｂ）の場合が２００℃、（ｃ）
の場合が２５０℃、（ｄ）の場合が３００℃である。図
３（ｂ）〜（ｄ）において、鋭利な山形部は結晶質相が
存在することを示し、したがって加熱温度が高くなる
程、結晶化の程度が高くなることが判る。
キ皮膜を所定温度にて１時間加熱した後のＸ線回折結果
を示す。加熱温度は、（ｂ）の場合が２００℃、（ｃ）
の場合が２５０℃、（ｄ）の場合が３００℃である。図
３（ｂ）〜（ｄ）において、鋭利な山形部は結晶質相が
存在することを示し、したがって加熱温度が高くなる
程、結晶化の程度が高くなることが判る。
【００２８】合金マトリックスの金属組織が非晶質単一
組織である、ということは、その合金マトリックス、し
たがって摺動面構成体８の耐酸性を向上させる上で極め
て有効である。この場合、エンジン運転中におけるシリ
ンダボア７周りの温度は略２００℃以下であることか
ら、摺動面構成体８の結晶化は進行しにくく、その良好
な耐酸性を維持する上で都合が良い。
組織である、ということは、その合金マトリックス、し
たがって摺動面構成体８の耐酸性を向上させる上で極め
て有効である。この場合、エンジン運転中におけるシリ
ンダボア７周りの温度は略２００℃以下であることか
ら、摺動面構成体８の結晶化は進行しにくく、その良好
な耐酸性を維持する上で都合が良い。
【００２９】次に、Ｐ含有量を異にするＮｉ−Ｐ系合金
よりなる合金マトリックスと、体積分率Ｖｆが６％であ
るＳｉ3 Ｎ4 粒子とよりなる各種摺動面構成体８を前記
と略同様の方法で形成した。この場合、Ｐ含有量の変化
は、複合メッキ液において硫酸ニッケルと亜リン酸の配
合比を変える、という方法で行われた。
よりなる合金マトリックスと、体積分率Ｖｆが６％であ
るＳｉ3 Ｎ4 粒子とよりなる各種摺動面構成体８を前記
と略同様の方法で形成した。この場合、Ｐ含有量の変化
は、複合メッキ液において硫酸ニッケルと亜リン酸の配
合比を変える、という方法で行われた。
【００３０】各シリンダブロック１より試験片を製作
し、それらについて耐酸試験を行った。各試験片３３は
図４に示すように、シリンダバレル２の一部であるＡｌ
合金部２ａおよび摺動面構成体８の一部であるＮｉ基合
金部８ａよりなる積層状切出し片３４と、その切出し片
３４を被覆し、Ｎｉ基合金部８ａ表面に臨む窓３５を備
えた合成樹脂層３６とよりなる。
し、それらについて耐酸試験を行った。各試験片３３は
図４に示すように、シリンダバレル２の一部であるＡｌ
合金部２ａおよび摺動面構成体８の一部であるＮｉ基合
金部８ａよりなる積層状切出し片３４と、その切出し片
３４を被覆し、Ｎｉ基合金部８ａ表面に臨む窓３５を備
えた合成樹脂層３６とよりなる。
【００３１】各試験片３３を２．５ｖｏｌ％硫酸水溶液
中に４時間浸漬して、Ｐ含有量と、Ｎｉ基合金部８ａに
おける腐食減量、つまり窓３５を通じた腐食による凹部
の深さとの関係を求める耐酸性試験を行ったところ、表
３の結果を得た。前記硫酸水溶液の濃度は、エンジン運
転中に生じることがある硫酸濃度を考慮したものであ
る。
中に４時間浸漬して、Ｐ含有量と、Ｎｉ基合金部８ａに
おける腐食減量、つまり窓３５を通じた腐食による凹部
の深さとの関係を求める耐酸性試験を行ったところ、表
３の結果を得た。前記硫酸水溶液の濃度は、エンジン運
転中に生じることがある硫酸濃度を考慮したものであ
る。
【００３２】
【表３】
【００３３】図５は表３をグラフ化したものであり、図
５から明らかなように、Ｐ含有量をＰ≧８ｗｔ％に設定
すると耐酸性を大いに向上させることが可能である。Ｐ
含有量の上限値はＰ＝１６ｗｔ％である。Ｐ＞１６ｗｔ
％では偏析が発生し、また摺動面構成体８が脆化するか
らである。
５から明らかなように、Ｐ含有量をＰ≧８ｗｔ％に設定
すると耐酸性を大いに向上させることが可能である。Ｐ
含有量の上限値はＰ＝１６ｗｔ％である。Ｐ＞１６ｗｔ
％では偏析が発生し、また摺動面構成体８が脆化するか
らである。
【００３４】次に、摺動面構成体８の例５（Ｎｉ−１０
Ｐ−Ｓｉ3 Ｎ4 ）とピストンリングとの摺動について考
察した。ピストンリングとしては、ＪＩＳ ＳＵＳ４２
０よりなり、且つガス窒化処理を施されたピストンリン
グの表面を、ＰＶＤ法によって厚さ３０μｍのＣｒＮ皮
膜により被覆したものを用意した。また比較のため摺動
面構成体８として、Ｎｉマトリックスに体積分率Ｖｆが
Ｖｆ＝７％のＳｉＣ粒子を分散させたもの（Ｎｉ−Ｓｉ
Ｃ）を用意した。
Ｐ−Ｓｉ3 Ｎ4 ）とピストンリングとの摺動について考
察した。ピストンリングとしては、ＪＩＳ ＳＵＳ４２
０よりなり、且つガス窒化処理を施されたピストンリン
グの表面を、ＰＶＤ法によって厚さ３０μｍのＣｒＮ皮
膜により被覆したものを用意した。また比較のため摺動
面構成体８として、Ｎｉマトリックスに体積分率Ｖｆが
Ｖｆ＝７％のＳｉＣ粒子を分散させたもの（Ｎｉ−Ｓｉ
Ｃ）を用意した。
【００３５】図６に示すように、各シリンダブロック１
より、シリンダバレル２の一部であるＡｌ合金部２ａお
よび摺動面構成体８の一部であるＮｉ基合金部８ａより
なる板状第１試験片３８と、ピストンリングより、リン
グ部３９およびＣｒＮ皮膜４０よりなる小片状第２試験
片４１とを製作した。そして、第１試験片３８のＮｉ基
合金部８ａ表面に第２試験片４１のＣｒＮ皮膜４０を当
接させて、焼付試験、摩耗試験および腐食摩耗試験を行
った。
より、シリンダバレル２の一部であるＡｌ合金部２ａお
よび摺動面構成体８の一部であるＮｉ基合金部８ａより
なる板状第１試験片３８と、ピストンリングより、リン
グ部３９およびＣｒＮ皮膜４０よりなる小片状第２試験
片４１とを製作した。そして、第１試験片３８のＮｉ基
合金部８ａ表面に第２試験片４１のＣｒＮ皮膜４０を当
接させて、焼付試験、摩耗試験および腐食摩耗試験を行
った。
【００３６】（１） 焼付試験に当っては、その条件を
次のように設定した。第１試験片３８：往復動ストロー
ク ５０mm，速度 ２００cpm ；第２試験片４１に対す
る荷重：初期 １９．６Ｎ，その後９．８Ｎ／min で増
加；潤滑方式：第１試験片３８のＮｉ基合金部８ａ表面
に、軽油相当の粘度を有する軸受油を塗布し、次いで、
その軸受油を拭取り、その後試験を開始；焼付限界荷
重：摩擦力が急増したときの荷重．表４は焼付試験結果
を示し、その焼付限界荷重の値は平均値である。
次のように設定した。第１試験片３８：往復動ストロー
ク ５０mm，速度 ２００cpm ；第２試験片４１に対す
る荷重：初期 １９．６Ｎ，その後９．８Ｎ／min で増
加；潤滑方式：第１試験片３８のＮｉ基合金部８ａ表面
に、軽油相当の粘度を有する軸受油を塗布し、次いで、
その軸受油を拭取り、その後試験を開始；焼付限界荷
重：摩擦力が急増したときの荷重．表４は焼付試験結果
を示し、その焼付限界荷重の値は平均値である。
【００３７】
【表４】
【００３８】表４より、実施例は比較例に比べて優れた
耐焼付性を有することが判る。
耐焼付性を有することが判る。
【００３９】（２） 摩耗試験に当っては、その条件を
次のように設定した。〔慣らし過程〕第１試験片３８：
往復動ストローク ５０mm，速度 １００cpm ；第２試
験片４１に対する荷重：１９．６Ｎ；時間：５min ；潤
滑方式：軽油相当の粘度を有する軸受油を２ml／ｈにて
第１試験片３８上に滴下．〔試験過程〕第１試験片３
８：往復動ストローク ５０mm，速度 ２００cpm ；第
２試験片４１に対する荷重：４９．０Ｎ；時間：６０mi
n ；潤滑方式：軽油相当の粘度を有する軸受油を２ml／
ｈにて第１試験片３８上に滴下．表５は摩耗試験結果を
示し、その摩耗量の値は平均値である。
次のように設定した。〔慣らし過程〕第１試験片３８：
往復動ストローク ５０mm，速度 １００cpm ；第２試
験片４１に対する荷重：１９．６Ｎ；時間：５min ；潤
滑方式：軽油相当の粘度を有する軸受油を２ml／ｈにて
第１試験片３８上に滴下．〔試験過程〕第１試験片３
８：往復動ストローク ５０mm，速度 ２００cpm ；第
２試験片４１に対する荷重：４９．０Ｎ；時間：６０mi
n ；潤滑方式：軽油相当の粘度を有する軸受油を２ml／
ｈにて第１試験片３８上に滴下．表５は摩耗試験結果を
示し、その摩耗量の値は平均値である。
【００４０】
【表５】
【００４１】比較例における第１試験片３８の摩耗量
は、実施例における第１試験片３８の摩耗量よりも幾分
少ないが、第２試験片４１については実施例の摩耗量よ
りも比較例のそれの方がかなり多い。これは、ＳｉＣ粒
子が第１試験片３８の耐摩耗性向上に寄与する反面、そ
のＳｉＣ粒子が非球形であることから摺動相手部材であ
る第２試験片４１に対する攻撃性が高い、ということに
起因する。したがって摺動部材の組合せとしては、実施
例の方が比較例に比べて優れていると言える。
は、実施例における第１試験片３８の摩耗量よりも幾分
少ないが、第２試験片４１については実施例の摩耗量よ
りも比較例のそれの方がかなり多い。これは、ＳｉＣ粒
子が第１試験片３８の耐摩耗性向上に寄与する反面、そ
のＳｉＣ粒子が非球形であることから摺動相手部材であ
る第２試験片４１に対する攻撃性が高い、ということに
起因する。したがって摺動部材の組合せとしては、実施
例の方が比較例に比べて優れていると言える。
【００４２】（３） 腐食摩耗試験に当っては、その条
件を次のように設定した。〔慣らし過程〕第１試験片３
８：往復動ストローク ５０mm，速度 １００cpm ；第
２試験片４１に対する荷重：１９．６Ｎ；時間：５min
；潤滑方式：軽油相当の粘度を有する軸受油を２ml／
ｈにて第１試験片３８上に滴下．〔試験過程〕第１試験
片３８：往復動ストローク ５０mm，速度 ２００cpm
；第２試験片４１に対する荷重：４９．０Ｎ；時間：
６０min ；潤滑方式：軽油相当の粘度を有する軸受油を
２ml／ｈにて第１試験片３８上に滴下；腐食液の供給：
２．５％硫酸水溶液を０．１cc／ｈにて第１試験片３８
上に滴下．表６は腐食摩耗試験結果を示し、その摩耗量
の値は平均値である。
件を次のように設定した。〔慣らし過程〕第１試験片３
８：往復動ストローク ５０mm，速度 １００cpm ；第
２試験片４１に対する荷重：１９．６Ｎ；時間：５min
；潤滑方式：軽油相当の粘度を有する軸受油を２ml／
ｈにて第１試験片３８上に滴下．〔試験過程〕第１試験
片３８：往復動ストローク ５０mm，速度 ２００cpm
；第２試験片４１に対する荷重：４９．０Ｎ；時間：
６０min ；潤滑方式：軽油相当の粘度を有する軸受油を
２ml／ｈにて第１試験片３８上に滴下；腐食液の供給：
２．５％硫酸水溶液を０．１cc／ｈにて第１試験片３８
上に滴下．表６は腐食摩耗試験結果を示し、その摩耗量
の値は平均値である。
【００４３】
【表６】
【００４４】表６から明らかなように、実施例における
第１試験片３８の摩耗量は比較例における第１試験片３
８のそれに比べて大幅に少ない。これは、実施例におけ
る第１試験片３８の合金マトリックスが、比較例におけ
る第１試験片３８のマトリックスよりも優れた耐酸性を
有するからであって、比較例の場合はＳｉＣ粒子の脱落
により第１試験片３８にアブレシブ摩耗が生じていた。
第１試験片３８の摩耗量は比較例における第１試験片３
８のそれに比べて大幅に少ない。これは、実施例におけ
る第１試験片３８の合金マトリックスが、比較例におけ
る第１試験片３８のマトリックスよりも優れた耐酸性を
有するからであって、比較例の場合はＳｉＣ粒子の脱落
により第１試験片３８にアブレシブ摩耗が生じていた。
【００４５】第２試験片４１の摩耗量は、実施例および
比較例においてかなり多く、しかも略同じである。これ
は、ＣｒＮの耐酸性が第１試験片３８のそれに比べて低
い、ということに起因する。
比較例においてかなり多く、しかも略同じである。これ
は、ＣｒＮの耐酸性が第１試験片３８のそれに比べて低
い、ということに起因する。
【００４６】ピストンリングにおいて、前記ＣｒＮ皮膜
４０はＴｉＮ皮膜により代替可能である。前記合金マト
リックスの金属組織は、前記のように非晶質単一組織で
あるか、非晶質相と非晶質相から変換された微細な結晶
質相とからなる混合組織であるか、または非晶質相から
変換された微細な結晶質相のみからなる結晶質単一組織
である。
４０はＴｉＮ皮膜により代替可能である。前記合金マト
リックスの金属組織は、前記のように非晶質単一組織で
あるか、非晶質相と非晶質相から変換された微細な結晶
質相とからなる混合組織であるか、または非晶質相から
変換された微細な結晶質相のみからなる結晶質単一組織
である。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、前記のように構成する
ことによって、優れた耐酸性および耐摩耗性を有するＮ
ｉ基合金を提供することができる。
ことによって、優れた耐酸性および耐摩耗性を有するＮ
ｉ基合金を提供することができる。
【図１】エンジン用シリンダブロックの断面図である。
【図２】エンジン用シリンダブロックに対する電気メッ
キ処理法の説明図である。
キ処理法の説明図である。
【図３】摺動面構成体のＸ線回折図である。
【図４】試験片の断面図である。
【図５】Ｐ含有量と腐食減量との関係を示すグラフであ
る。
る。
【図６】摺動試験法の説明図である。
１ Ａｌ合金製シリンダブロック ２ シリンダバレル ８ 摺動面構成体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大崎 浩一 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 田口 隆 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 柴田 一雄 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 石塚 和久 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 辻 誠 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 4K020 AA22 AC06 BB27
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｐ含有量がＰ≧８ｗｔ％であり、残部が
Ｎｉである合金マトリックスと、その合金マトリックス
に分散し、且つ体積分率Ｖｆが６％≦Ｖｆ≦１６％であ
るＳｉ3 Ｎ4 粒子とよりなることを特徴とする耐酸性耐
摩耗性Ｎｉ基合金。 - 【請求項２】 前記合金マトリックスの金属組織は、非
晶質相のみからなる非晶質単一組織である、請求項１記
載の耐酸性耐摩耗性Ｎｉ基合金。 - 【請求項３】 摺動面構成体形成材料として用いられ、
その際の摺動相手部材の摺動部はＴｉＮ皮膜およびＣｒ
Ｎ皮膜の一方よりなる、請求項１または２記載の耐酸性
耐摩耗性Ｎｉ基合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36070898A JP3845217B2 (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | 耐酸性耐摩耗性Ｎｉ基合金製の摺動面構成体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36070898A JP3845217B2 (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | 耐酸性耐摩耗性Ｎｉ基合金製の摺動面構成体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000178672A true JP2000178672A (ja) | 2000-06-27 |
| JP3845217B2 JP3845217B2 (ja) | 2006-11-15 |
Family
ID=18470578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36070898A Expired - Fee Related JP3845217B2 (ja) | 1998-12-18 | 1998-12-18 | 耐酸性耐摩耗性Ｎｉ基合金製の摺動面構成体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3845217B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015159856A1 (ja) * | 2014-04-15 | 2015-10-22 | 株式会社Ihi | デポジットの付着を抑制する被膜及びその被膜を有する過給機用部品 |
-
1998
- 1998-12-18 JP JP36070898A patent/JP3845217B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015159856A1 (ja) * | 2014-04-15 | 2015-10-22 | 株式会社Ihi | デポジットの付着を抑制する被膜及びその被膜を有する過給機用部品 |
| JPWO2015159856A1 (ja) * | 2014-04-15 | 2017-04-13 | 株式会社Ihi | デポジットの付着を抑制する被膜及びその被膜を有する過給機用部品、並びに機械装置及び過給機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3845217B2 (ja) | 2006-11-15 |
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