JP2000234622A - 摺動部材 - Google Patents
摺動部材Info
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
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Abstract
(57)【要約】
【課題】摺動部材の外周摺動面にイオンプレーティング
法により形成する主成分ＣｒＮの窒化クロム皮膜の耐摩
耗性又は耐剥離性を向上する。 【解決手段】主成分ＣｒＮの窒化クロムイオンプレーテ
ィング皮膜に、Ｂを０．０５〜２０重量％、又は、Ｂを
０．０５〜２０重量％、ＯとＣの一方又は双方を１５重
量％以下含有させて、主配向をＣｒＮ｛１１０｝面とし
た。
法により形成する主成分ＣｒＮの窒化クロム皮膜の耐摩
耗性又は耐剥離性を向上する。 【解決手段】主成分ＣｒＮの窒化クロムイオンプレーテ
ィング皮膜に、Ｂを０．０５〜２０重量％、又は、Ｂを
０．０５〜２０重量％、ＯとＣの一方又は双方を１５重
量％以下含有させて、主配向をＣｒＮ｛１１０｝面とし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用ピスト
ンリング等の摺動部材であって、摺動面に窒化クロムの
イオンプレーティング皮膜が施されたものに関する。
ンリング等の摺動部材であって、摺動面に窒化クロムの
イオンプレーティング皮膜が施されたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関用ピストンリング等の摺動部材
において、その外周摺動面にＣｒＮを主成分とする窒化
クロムイオンプレーティング皮膜をＰＶＤ法により形成
して耐摩耗性を向上することは、特開平８−２９６０３
０号により公知である。
において、その外周摺動面にＣｒＮを主成分とする窒化
クロムイオンプレーティング皮膜をＰＶＤ法により形成
して耐摩耗性を向上することは、特開平８−２９６０３
０号により公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】公知のＣｒＮを主成分
とする窒化クロムのイオンプレーティング皮膜には、Ｃ
ｒＮが｛１１１｝面を主配向とするものと、｛１００｝
面を主配向とするものの２種類があるが、ＣｒＮが｛１
１１｝面を主配向とするものは、｛１００｝面を主配向
とするものに比べて、耐摩耗性、耐スカッフ性には優れ
ているが、内部応力が高く、耐剥離性に劣る。他方、逆
に、ＣｒＮが｛１００｝面を主配向とするものは、｛１
１１｝面を主配向とするものに比べて、耐摩耗性、耐ス
カッフ性には劣るが、気孔率の制御が容易であるため、
耐剥離性には優れている。
とする窒化クロムのイオンプレーティング皮膜には、Ｃ
ｒＮが｛１１１｝面を主配向とするものと、｛１００｝
面を主配向とするものの２種類があるが、ＣｒＮが｛１
１１｝面を主配向とするものは、｛１００｝面を主配向
とするものに比べて、耐摩耗性、耐スカッフ性には優れ
ているが、内部応力が高く、耐剥離性に劣る。他方、逆
に、ＣｒＮが｛１００｝面を主配向とするものは、｛１
１１｝面を主配向とするものに比べて、耐摩耗性、耐ス
カッフ性には劣るが、気孔率の制御が容易であるため、
耐剥離性には優れている。
【０００４】本発明の課題は、ＣｒＮを主成分とする窒
化クロムのイオンプレーティング皮膜の欠点であった耐
摩耗性又は耐剥離性が劣る点を解消することにある。
化クロムのイオンプレーティング皮膜の欠点であった耐
摩耗性又は耐剥離性が劣る点を解消することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明が採用する手段は、ＣｒＮを主成分する窒化
クロムイオンプレーティング皮膜に、ホウ素を０．０５
ないし２０重量％含有させて、もしくは、このホウ素と
共に、酸素及び炭素のいずれか一方又は双方を１５重量
％以下含有させ、ＣｒＮ｛１１０｝面を主配向とし、こ
れにより皮膜の耐摩耗性及び耐スカッフ性又は耐剥離性
を向上したことにある。
に、本発明が採用する手段は、ＣｒＮを主成分する窒化
クロムイオンプレーティング皮膜に、ホウ素を０．０５
ないし２０重量％含有させて、もしくは、このホウ素と
共に、酸素及び炭素のいずれか一方又は双方を１５重量
％以下含有させ、ＣｒＮ｛１１０｝面を主配向とし、こ
れにより皮膜の耐摩耗性及び耐スカッフ性又は耐剥離性
を向上したことにある。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の摺動部材は、イオンプレ
ーティング法のターゲットにクロムホウ素合金を使用
し、窒素雰囲気下で、摺動部材の外周摺動面に、ホウ素
を含有する窒化クロム皮膜を形成したものである。皮膜
の窒化クロムはＣｒ2 Ｎを含むが、主としてＣｒＮから
なり、主配向はＣｒＮ｛１１０｝面である。皮膜のホウ
素含有量はクロムホウ素合金の組成により０．０５〜２
０重量％の範囲に調整する。この範囲限定の理由は、皮
膜のホウ素含有量が、０．０５％未満では、皮膜の耐摩
耗性、耐スカッフ性は向上せず、２０％を超えると、皮
膜の耐剥離性が相当に低下することによる。
ーティング法のターゲットにクロムホウ素合金を使用
し、窒素雰囲気下で、摺動部材の外周摺動面に、ホウ素
を含有する窒化クロム皮膜を形成したものである。皮膜
の窒化クロムはＣｒ2 Ｎを含むが、主としてＣｒＮから
なり、主配向はＣｒＮ｛１１０｝面である。皮膜のホウ
素含有量はクロムホウ素合金の組成により０．０５〜２
０重量％の範囲に調整する。この範囲限定の理由は、皮
膜のホウ素含有量が、０．０５％未満では、皮膜の耐摩
耗性、耐スカッフ性は向上せず、２０％を超えると、皮
膜の耐剥離性が相当に低下することによる。
【０００７】イオンプレーティングの雰囲気を窒素と酸
素の混合ガス、又は窒素と炭化水素の混合ガス、もしく
は窒素と酸素と炭化水素の混合ガスとして、皮膜に酸素
又は炭素もしくは双方を含有させてもよい。この場合、
酸素と炭素の含有量は混合ガスの組成により１５重量％
以下に調整する。この範囲限定の理由は、酸素又は炭素
もしくはその双方の含有量が１５重量％を超えると、皮
膜の耐剥離性が低下することによる。
素の混合ガス、又は窒素と炭化水素の混合ガス、もしく
は窒素と酸素と炭化水素の混合ガスとして、皮膜に酸素
又は炭素もしくは双方を含有させてもよい。この場合、
酸素と炭素の含有量は混合ガスの組成により１５重量％
以下に調整する。この範囲限定の理由は、酸素又は炭素
もしくはその双方の含有量が１５重量％を超えると、皮
膜の耐剥離性が低下することによる。
【０００８】
【実施例】本発明実施例及び比較例並びに従来例の摺動
部材を各種の試験により説明する。アークイオンプレー
ティング装置を用いて同一のスチール製ピストンリング
母材上に１４種類の皮膜を試料として形成した。このと
き、試料には−５０Ｖのバイアス電圧を印加した。試料
の皮膜は主配向をＣｒＮ｛１１０｝面とするものであ
る。試料のＢ含有率はターゲットのＣｒ−Ｂ合金の組成
により、Ｏ、Ｃ含有率は雰囲気ガス中の窒素、酸素、メ
タンの比率によりそれぞれ調整した。
部材を各種の試験により説明する。アークイオンプレー
ティング装置を用いて同一のスチール製ピストンリング
母材上に１４種類の皮膜を試料として形成した。このと
き、試料には−５０Ｖのバイアス電圧を印加した。試料
の皮膜は主配向をＣｒＮ｛１１０｝面とするものであ
る。試料のＢ含有率はターゲットのＣｒ−Ｂ合金の組成
により、Ｏ、Ｃ含有率は雰囲気ガス中の窒素、酸素、メ
タンの比率によりそれぞれ調整した。
【０００９】各試料の区分と窒化クロム以外の成分の含
有率は表１に示すとおりである。 表１ 試料 区分 窒化クロム以外の成分含有率（重量％） Ｎｏ．１ 従来例 Ｂ：０％ Ｎｏ．２ 実施例 Ｂ：０．０５％ Ｎｏ．３ 実施例 Ｂ：１０％ Ｎｏ．４ 実施例 Ｂ：２０％ Ｎｏ．５ 比較例 Ｂ：２５％ Ｎｏ．６ 実施例 Ｂ：１０％、Ｏ：１％ Ｎｏ．７ 実施例 Ｂ：１０％、Ｏ：７．５％ Ｎｏ．８ 実施例 Ｂ：１０％、Ｏ：１５％ Ｎｏ．９ 比較例 Ｂ：１０％、Ｏ：２０％ Ｎｏ．１０ 実施例 Ｂ：１０％、Ｃ：１％ Ｎｏ．１１ 実施例 Ｂ：１０％、Ｃ：７．５％ Ｎｏ．１２ 実施例 Ｂ：１０％、Ｃ：１５％ Ｎｏ．１３ 比較例 Ｂ：１０％、Ｃ：２０％ Ｎｏ．１４ 実施例 Ｂ：１０％、Ｏ：８％、Ｃ：７％
有率は表１に示すとおりである。 表１ 試料 区分 窒化クロム以外の成分含有率（重量％） Ｎｏ．１ 従来例 Ｂ：０％ Ｎｏ．２ 実施例 Ｂ：０．０５％ Ｎｏ．３ 実施例 Ｂ：１０％ Ｎｏ．４ 実施例 Ｂ：２０％ Ｎｏ．５ 比較例 Ｂ：２５％ Ｎｏ．６ 実施例 Ｂ：１０％、Ｏ：１％ Ｎｏ．７ 実施例 Ｂ：１０％、Ｏ：７．５％ Ｎｏ．８ 実施例 Ｂ：１０％、Ｏ：１５％ Ｎｏ．９ 比較例 Ｂ：１０％、Ｏ：２０％ Ｎｏ．１０ 実施例 Ｂ：１０％、Ｃ：１％ Ｎｏ．１１ 実施例 Ｂ：１０％、Ｃ：７．５％ Ｎｏ．１２ 実施例 Ｂ：１０％、Ｃ：１５％ Ｎｏ．１３ 比較例 Ｂ：１０％、Ｃ：２０％ Ｎｏ．１４ 実施例 Ｂ：１０％、Ｏ：８％、Ｃ：７％
【００１０】摩耗試験 試験機の容器に潤滑油を溜め、その潤滑油に円板状相手
材を部分的に浸して一定速度で回転し、相手材の外周面
に試料を接触させて試料に荷重をかけ、一定時間経過後
に試料の摩耗量を測定する。試験条件は次のとおりであ
る。 試験機：アムスラー型摩耗試験機 相手材：ＦＣ２５ 潤滑油：軸受油 油温：８０℃ 周速：１ｍ／ｓ（４７８ｒｐｍ） 荷重：１５０Ｋｇ 時間：７ｈｒ 図１は、摩耗試験結果を指数で示すグラフであり、摩耗
指数は試料１（従来例）の摩耗量を１００とする。図１
から、Ｂを含有する実施例及び比較例試料２〜１４は、
耐摩耗性がＢを含有しない従来例試料１に比べると向上
することがわかる。
材を部分的に浸して一定速度で回転し、相手材の外周面
に試料を接触させて試料に荷重をかけ、一定時間経過後
に試料の摩耗量を測定する。試験条件は次のとおりであ
る。 試験機：アムスラー型摩耗試験機 相手材：ＦＣ２５ 潤滑油：軸受油 油温：８０℃ 周速：１ｍ／ｓ（４７８ｒｐｍ） 荷重：１５０Ｋｇ 時間：７ｈｒ 図１は、摩耗試験結果を指数で示すグラフであり、摩耗
指数は試料１（従来例）の摩耗量を１００とする。図１
から、Ｂを含有する実施例及び比較例試料２〜１４は、
耐摩耗性がＢを含有しない従来例試料１に比べると向上
することがわかる。
【００１１】スカッフ試験 試験機の容器に潤滑油を溜め、その潤滑油に円板状相手
材を浸して一定速度で回転し、相手材の外周面に試料を
接触させて試料に荷重をかけ、その荷重をスカッフが発
生するまで順次増加させていき、スカッフを発生する限
界荷重を測定する。試験条件は次のとおりである。 試験機：アムスラー型摩耗試験機 相手材：ＦＣ２５ 潤滑油：２号スピンドル油 周速：１ｍ／ｓ（４７８ｒｐｍ） 図２は、スカッフ試験結果を指数で示すグラフであり、
スカッフ指数は試料１（従来例）の限界荷重を１００と
する。図２から、Ｂを含有する実施例及び比較例試料２
〜１４は、耐スカッフ性がＢを含有しない従来例試料１
に比べると向上することがわかる。
材を浸して一定速度で回転し、相手材の外周面に試料を
接触させて試料に荷重をかけ、その荷重をスカッフが発
生するまで順次増加させていき、スカッフを発生する限
界荷重を測定する。試験条件は次のとおりである。 試験機：アムスラー型摩耗試験機 相手材：ＦＣ２５ 潤滑油：２号スピンドル油 周速：１ｍ／ｓ（４７８ｒｐｍ） 図２は、スカッフ試験結果を指数で示すグラフであり、
スカッフ指数は試料１（従来例）の限界荷重を１００と
する。図２から、Ｂを含有する実施例及び比較例試料２
〜１４は、耐スカッフ性がＢを含有しない従来例試料１
に比べると向上することがわかる。
【００１２】剥離試験 剥離試験は、図４に示す衝撃試験装置を使用して実施し
た。図において矢印で示すように、当金１にのせた試料
の皮膜表面２にスプリング３で付勢した圧子４を衝突さ
せる。衝突１回当り４３．１ｍＪ（４．４Ｋｇｆｍｍ）
の衝撃エネルギーを加え、皮膜表面２に剥離が発生する
までの回数を測定する。剥離有無の判定は皮膜表面２を
１５倍に拡大して観察することにより行う。
た。図において矢印で示すように、当金１にのせた試料
の皮膜表面２にスプリング３で付勢した圧子４を衝突さ
せる。衝突１回当り４３．１ｍＪ（４．４Ｋｇｆｍｍ）
の衝撃エネルギーを加え、皮膜表面２に剥離が発生する
までの回数を測定する。剥離有無の判定は皮膜表面２を
１５倍に拡大して観察することにより行う。
【００１３】図３は、剥離試験結果を指数で示すグラフ
であり、指数は試料１（従来例）の皮膜表面が剥離する
までの回数を１００とする。図３から、実施例試料２〜
４、６〜８、１０〜１２、１４は従来例試料１に比べる
と、耐剥離性が１〜１０％程度低下するだけであるか
ら、耐剥離性は従来のものと略同一であることがわか
る。しかし、比較例試料５、９、１３は、従来例試料１
に比べると、耐剥離性が１６〜２０％も低下する。
であり、指数は試料１（従来例）の皮膜表面が剥離する
までの回数を１００とする。図３から、実施例試料２〜
４、６〜８、１０〜１２、１４は従来例試料１に比べる
と、耐剥離性が１〜１０％程度低下するだけであるか
ら、耐剥離性は従来のものと略同一であることがわか
る。しかし、比較例試料５、９、１３は、従来例試料１
に比べると、耐剥離性が１６〜２０％も低下する。
【００１４】
【発明の効果】上記のとおり、本発明の摺動部材は、Ｃ
ｒＮを主成分とする窒化クロムイオンプレーティング皮
膜に、Ｂを０．０５〜２０重量％、又はそれと共にＯと
Ｃのいずれか一方又は双方を１５％以下含有させて、Ｃ
ｒＮ｛１１０｝面を主配向としたものであり、従来のＢ
を含有しないものに比べると、耐剥離性は同等である
が、耐摩耗性と耐スカッフ性が向上するから、従来の耐
剥離性と耐摩耗性のいずれか一方が劣るという欠点は解
消する。
ｒＮを主成分とする窒化クロムイオンプレーティング皮
膜に、Ｂを０．０５〜２０重量％、又はそれと共にＯと
Ｃのいずれか一方又は双方を１５％以下含有させて、Ｃ
ｒＮ｛１１０｝面を主配向としたものであり、従来のＢ
を含有しないものに比べると、耐剥離性は同等である
が、耐摩耗性と耐スカッフ性が向上するから、従来の耐
剥離性と耐摩耗性のいずれか一方が劣るという欠点は解
消する。
【図１】摩耗試験の結果を指数で示すグラフ、
【図２】スカッフ試験の結果を指数で示すグラフ、
【図３】剥離試験の結果を指数で示すグラフ、
【図４】剥離試験に使用した試験機の略図、
１：当金 ２：皮膜表面 ３：スプリング ４：圧子
Claims (2)
- 【請求項１】 イオンプレーティング法により窒化クロ
ムを主成分とする皮膜が摺動面に形成された摺動部材で
あって、前記皮膜はホウ素を０．０５〜２０重量％含有
し、主配向はＣｒＮ｛１１０｝面であることを特徴とす
る摺動部材。 - 【請求項２】 イオンプレーティング法によりＣｒＮを
主成分とする窒化クロム皮膜が摺動面に形成された摺動
部材であって、前記皮膜はホウ素を０．０５〜２０重量
％、酸素と炭素のいずれか一方又は双方を１５重量％以
下、それぞれ含有し、主配向はＣｒＮは｛１１０｝面で
あることを特徴とする摺動部材。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11039117A JP2000234622A (ja) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | 摺動部材 |
| DE10006426A DE10006426B4 (de) | 1999-02-17 | 2000-02-14 | Gleitelement |
| US09/505,894 US6235415B1 (en) | 1999-02-17 | 2000-02-17 | Sliding member |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11039117A JP2000234622A (ja) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | 摺動部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000234622A true JP2000234622A (ja) | 2000-08-29 |
Family
ID=12544153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11039117A Pending JP2000234622A (ja) | 1999-02-17 | 1999-02-17 | 摺動部材 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6235415B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000234622A (ja) |
| DE (1) | DE10006426B4 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6113622A (en) * | 1998-03-10 | 2000-09-05 | Cordis Corporation | Embolic coil hydraulic deployment system |
| JP2004092714A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Nippon Piston Ring Co Ltd | ピストンとピストンリングの組合せ |
| EP2209184B1 (de) * | 2009-01-14 | 2016-03-23 | Grundfos Management A/S | Rotor aus Magnetmaterial |
| BRPI1102336B1 (pt) * | 2011-05-27 | 2021-01-12 | Mahle Metal Leve S/A | elemento dotado de pelo menos uma superfície de deslizamento para uso em um motor de combustão |
| DE102013209863A1 (de) * | 2013-05-28 | 2014-12-04 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Beschichtetes Bauteil |
| US10030773B2 (en) | 2016-03-04 | 2018-07-24 | Mahle International Gmbh | Piston ring |
| JP2019090722A (ja) * | 2017-11-15 | 2019-06-13 | ミネベアミツミ株式会社 | ひずみゲージ |
| JP2019090723A (ja) * | 2017-11-15 | 2019-06-13 | ミネベアミツミ株式会社 | ひずみゲージ |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4702769A (en) * | 1982-05-21 | 1987-10-27 | Toshiba Tungaloy Co., Ltd. | Sintered alloy for decoration |
| DE69319531T2 (de) * | 1992-10-12 | 1999-04-15 | Sumitomo Electric Industries | Ultradünnes Filmlaminat |
| JPH06146825A (ja) * | 1992-11-04 | 1994-05-27 | Fuji Oozx Inc | チタン製エンジンバルブ |
| JP3728740B2 (ja) | 1995-04-28 | 2005-12-21 | 日本ピストンリング株式会社 | 内燃機関用ピストンリング |
| US5993978A (en) * | 1997-06-21 | 1999-11-30 | Volvo Construction Equipment Korea Co., Ltd. | Engine tappet of high abrasion resistance and method for manufacturing the same |
| JP3824199B2 (ja) * | 1998-08-24 | 2006-09-20 | 日本ピストンリング株式会社 | 摺動部材 |
| JP2000144391A (ja) * | 1998-08-24 | 2000-05-26 | Nippon Piston Ring Co Ltd | 摺動部材 |
-
1999
- 1999-02-17 JP JP11039117A patent/JP2000234622A/ja active Pending
-
2000
- 2000-02-14 DE DE10006426A patent/DE10006426B4/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-02-17 US US09/505,894 patent/US6235415B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE10006426B4 (de) | 2005-08-04 |
| US6235415B1 (en) | 2001-05-22 |
| DE10006426A1 (de) | 2000-11-16 |
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