JP2001011648A - 表面処理方法、摺動部材及びピストン - Google Patents
表面処理方法、摺動部材及びピストンInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 設備が簡略であり処理費用が低減できるとと
もに、優れた耐摩耗性，耐腐食性等を有するアルミニウ
ム又はアルミニウム合金が得られる表面処理方法、およ
び優れた耐摩耗性等を有する摺動部材、ピストン等を提
供する。 【解決手段】 特定のアンモニウム化合物又はアンモニ
ア水と、ケイフッ化マグネシウムとを含む処理液を、７
０℃〜１００℃に加熱し、該処理液中にアルミニウム又
はアルミニウム合金を浸漬することを特徴とする表面処
理方法、ピストンの表面にＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌ
Ｆ5・１.５Ｈ2Ｏとの混合物又はＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇ
Ａｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合物からなる皮膜がコーティン
グされているピストン、並びに、アルミニウム等からな
る摺動部材において、該摺動部材全体又は摺動面に、上
記混合物からなる皮膜であって、立方晶系に属し、配向
性を有しない皮膜が被覆されている摺動部材。
もに、優れた耐摩耗性，耐腐食性等を有するアルミニウ
ム又はアルミニウム合金が得られる表面処理方法、およ
び優れた耐摩耗性等を有する摺動部材、ピストン等を提
供する。 【解決手段】 特定のアンモニウム化合物又はアンモニ
ア水と、ケイフッ化マグネシウムとを含む処理液を、７
０℃〜１００℃に加熱し、該処理液中にアルミニウム又
はアルミニウム合金を浸漬することを特徴とする表面処
理方法、ピストンの表面にＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌ
Ｆ5・１.５Ｈ2Ｏとの混合物又はＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇ
Ａｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合物からなる皮膜がコーティン
グされているピストン、並びに、アルミニウム等からな
る摺動部材において、該摺動部材全体又は摺動面に、上
記混合物からなる皮膜であって、立方晶系に属し、配向
性を有しない皮膜が被覆されている摺動部材。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム又は
アルミニウム合金の表面処理方法及びピストン、並び
に、アルミニウム又はアルミニウム合金の表面処理皮膜
あるいは摺動面を被覆した摺動部材に関する。より詳し
くは、設備が簡略であり処理費用が低減できるととも
に、優れた耐摩耗性，耐腐食性等を有するアルミニウム
又はアルミニウム合金が得られる表面処理方法、並び
に、その方法によって表面処理されたピストンに関す
る。さらに、内燃機関の摺動面に用いられる優れた耐摩
耗性，初期なじみ性，オイル保持性等を有する表面処理
皮膜、及びそのような摺動皮膜で被覆された摺動部材に
関する。
アルミニウム合金の表面処理方法及びピストン、並び
に、アルミニウム又はアルミニウム合金の表面処理皮膜
あるいは摺動面を被覆した摺動部材に関する。より詳し
くは、設備が簡略であり処理費用が低減できるととも
に、優れた耐摩耗性，耐腐食性等を有するアルミニウム
又はアルミニウム合金が得られる表面処理方法、並び
に、その方法によって表面処理されたピストンに関す
る。さらに、内燃機関の摺動面に用いられる優れた耐摩
耗性，初期なじみ性，オイル保持性等を有する表面処理
皮膜、及びそのような摺動皮膜で被覆された摺動部材に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から行われているアルマイト処理
は、酸性浴中で陽極酸化することにより、アルミニウム
表面に酸化アルミニウムの硬質膜を形成する方法であ
る。しかし、この方法では、通電するための設備が必要
であること、及び成膜速度が遅いことにより、コスト高
になるという欠点があった。一方、錫メッキは内燃機関
部品であるアルミニウム又はアルミニウム合金製ピスト
ンのスカート部に施される。この錫メッキは、初期なじ
み性を持たせる効果はあるものの、耐摩耗性を向上させ
る効果は期待できない。
は、酸性浴中で陽極酸化することにより、アルミニウム
表面に酸化アルミニウムの硬質膜を形成する方法であ
る。しかし、この方法では、通電するための設備が必要
であること、及び成膜速度が遅いことにより、コスト高
になるという欠点があった。一方、錫メッキは内燃機関
部品であるアルミニウム又はアルミニウム合金製ピスト
ンのスカート部に施される。この錫メッキは、初期なじ
み性を持たせる効果はあるものの、耐摩耗性を向上させ
る効果は期待できない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記従
来の表面処理技術の問題点に鑑み、設備が簡略であり処
理コストを低くできるとともに、均一な成膜ができ、か
つ得られる膜が耐腐食性及び耐摩耗性等に優れる表面処
理方法や摺動部材を開発すべく鋭意検討を行った。その
結果、本発明者らは、ケイフッ化マグネシウム（ＭｇＳ
ｉＦ6・６Ｈ2Ｏ）及び特定のアンモニウム化合物等を含
む処理液（水溶液）を、７０℃〜１００℃の温度範囲で
加熱し、この処理液中にアルミニウム又はアルミニウム
合金を浸漬する表面処理方法により、上記問題点が解決
されることを見い出した。また、摺動部材全体もしくは
摺動面に、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏ
との混合物、又はＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌ2Ｆ8・２
Ｈ2Ｏとの混合物からなる特定の皮膜を被覆することに
よっても、上記問題点が解決されることを見い出した。
さらに、アルミニウム又はアルミニウム合金の表面に形
成されるシリコン粒子を分散含有するＮＨ4ＭｇＡｌＦ6
とＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏとの混合物、又はＮＨ4Ｍｇ
ＡｌＦ6とＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合物からなる特
定の皮膜を用いること等によっても、上記問題点が解決
されることを見い出した。本発明は、かかる見地より完
成されたものである。
来の表面処理技術の問題点に鑑み、設備が簡略であり処
理コストを低くできるとともに、均一な成膜ができ、か
つ得られる膜が耐腐食性及び耐摩耗性等に優れる表面処
理方法や摺動部材を開発すべく鋭意検討を行った。その
結果、本発明者らは、ケイフッ化マグネシウム（ＭｇＳ
ｉＦ6・６Ｈ2Ｏ）及び特定のアンモニウム化合物等を含
む処理液（水溶液）を、７０℃〜１００℃の温度範囲で
加熱し、この処理液中にアルミニウム又はアルミニウム
合金を浸漬する表面処理方法により、上記問題点が解決
されることを見い出した。また、摺動部材全体もしくは
摺動面に、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏ
との混合物、又はＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌ2Ｆ8・２
Ｈ2Ｏとの混合物からなる特定の皮膜を被覆することに
よっても、上記問題点が解決されることを見い出した。
さらに、アルミニウム又はアルミニウム合金の表面に形
成されるシリコン粒子を分散含有するＮＨ4ＭｇＡｌＦ6
とＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏとの混合物、又はＮＨ4Ｍｇ
ＡｌＦ6とＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合物からなる特
定の皮膜を用いること等によっても、上記問題点が解決
されることを見い出した。本発明は、かかる見地より完
成されたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明におけ
る第１の発明は、アンモニウム化合物としてホウフッ化
アンモニウム若しくは塩化アンモニウム又はアンモニア
水と、ケイフッ化マグネシウム（ＭｇＳｉＦ6・６Ｈ
2Ｏ）とを含む処理液（水溶液）を、７０℃〜１００℃
に加熱し、該処理液中にアルミニウム又はアルミニウム
合金を浸漬することを特徴とする表面処理方法を提供す
るものである。このような発明は、上記処理液が、水１
００重量部に対し、ケイフッ化マグネシウムを０.１〜
２０重量部、及び、アンモニウム化合物又はアンモニウ
ム水をアンモニウム（ＮＨ4）量で０.０１〜１０重量部
含むことが好ましい。ここで、アンモニウム化合物と
は、水に対する溶解度が１ｇ／Ｌ以上ある化合物であ
り、かつ、溶解時にアンモニウムイオンＮＨ4 +を溶液中
に供給できる化合物が好ましく、具体的にはホウフッ化
アンモニウムＮＨ4ＢＦ4，塩化アンモニウムＮＨ4Ｃｌ
が用いられる。また、本発明は、上記表面処理方法によ
って、表面処理が施されたことを特徴とするピストンを
提供するものである。
る第１の発明は、アンモニウム化合物としてホウフッ化
アンモニウム若しくは塩化アンモニウム又はアンモニア
水と、ケイフッ化マグネシウム（ＭｇＳｉＦ6・６Ｈ
2Ｏ）とを含む処理液（水溶液）を、７０℃〜１００℃
に加熱し、該処理液中にアルミニウム又はアルミニウム
合金を浸漬することを特徴とする表面処理方法を提供す
るものである。このような発明は、上記処理液が、水１
００重量部に対し、ケイフッ化マグネシウムを０.１〜
２０重量部、及び、アンモニウム化合物又はアンモニウ
ム水をアンモニウム（ＮＨ4）量で０.０１〜１０重量部
含むことが好ましい。ここで、アンモニウム化合物と
は、水に対する溶解度が１ｇ／Ｌ以上ある化合物であ
り、かつ、溶解時にアンモニウムイオンＮＨ4 +を溶液中
に供給できる化合物が好ましく、具体的にはホウフッ化
アンモニウムＮＨ4ＢＦ4，塩化アンモニウムＮＨ4Ｃｌ
が用いられる。また、本発明は、上記表面処理方法によ
って、表面処理が施されたことを特徴とするピストンを
提供するものである。
【０００５】本発明における第２の発明は、ピストンの
表面に、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏと
の混合物、又はＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2
Ｏとの混合物からなる皮膜がコーティングされているこ
と、好ましくはピストンリング溝、ピストンピンボス、
スカート、ピストンヘッド及びピストン内面を含む全面
に該皮膜がコーティングされていることを特徴とするピ
ストンをも提供するものである。この際、該皮膜の厚さ
は、１μｍ〜２０μｍの範囲内にあることが好ましい。
表面に、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏと
の混合物、又はＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2
Ｏとの混合物からなる皮膜がコーティングされているこ
と、好ましくはピストンリング溝、ピストンピンボス、
スカート、ピストンヘッド及びピストン内面を含む全面
に該皮膜がコーティングされていることを特徴とするピ
ストンをも提供するものである。この際、該皮膜の厚さ
は、１μｍ〜２０μｍの範囲内にあることが好ましい。
【０００６】本発明における第３の発明は、アルミニウ
ム又はアルミニウム合金製母材からなる摺動部材におい
て、該摺動部材全体又は摺動面に、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6と
ＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏとの混合物、又はＮＨ4ＭｇＡ
ｌＦ6とＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合物からなる皮膜
であって、立方晶系に属し、配向性を有しない皮膜が被
覆されている摺動部材を提供するものである。また、上
記摺動部材全体もしくは摺動面に、１μｍ以下の微細結
晶が集合して１μｍ〜２０μｍの集合体を形成し、１μ
ｍ〜２０μｍの厚さの複数の該集合体からなる皮膜が被
覆されている摺動部材をも提供するものである。さら
に、本発明における第４の発明は、アルミニウム又はア
ルミニウム合金の表面に形成されるシリコン粒子を分散
含有するＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏと
の混合物、又はＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2
Ｏとの混合物からなる皮膜であって、該皮膜中に分散す
るシリコン粒子含有量が１〜２４重量％、好ましくは６
〜２４重量％であり、かつ、該アルミニウム合金中のシ
リコン含有量が４〜２４重量％、好ましくは７〜２４重
量％であることを特徴とするアルミニウム合金の表面処
理皮膜を提供するものである。以下、本発明について、
詳細に説明する。
ム又はアルミニウム合金製母材からなる摺動部材におい
て、該摺動部材全体又は摺動面に、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6と
ＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏとの混合物、又はＮＨ4ＭｇＡ
ｌＦ6とＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合物からなる皮膜
であって、立方晶系に属し、配向性を有しない皮膜が被
覆されている摺動部材を提供するものである。また、上
記摺動部材全体もしくは摺動面に、１μｍ以下の微細結
晶が集合して１μｍ〜２０μｍの集合体を形成し、１μ
ｍ〜２０μｍの厚さの複数の該集合体からなる皮膜が被
覆されている摺動部材をも提供するものである。さら
に、本発明における第４の発明は、アルミニウム又はア
ルミニウム合金の表面に形成されるシリコン粒子を分散
含有するＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏと
の混合物、又はＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2
Ｏとの混合物からなる皮膜であって、該皮膜中に分散す
るシリコン粒子含有量が１〜２４重量％、好ましくは６
〜２４重量％であり、かつ、該アルミニウム合金中のシ
リコン含有量が４〜２４重量％、好ましくは７〜２４重
量％であることを特徴とするアルミニウム合金の表面処
理皮膜を提供するものである。以下、本発明について、
詳細に説明する。
【０００７】
【発明の実施の形態】先ず、本発明における第１の発明
である表面処理方法について説明する。本発明の表面処
理方法は、ケイフッ化マグネシウム（ＭｇＳｉＦ6・６Ｈ
2Ｏ）及び特定のアンモニウム化合物若しくはアンモニ
ア水を含む処理液（水溶液）を７０℃〜１００℃の温度
範囲で加熱し、この処理液中にアルミニウム又はアルミ
ニウム合金を浸漬する処理である。
である表面処理方法について説明する。本発明の表面処
理方法は、ケイフッ化マグネシウム（ＭｇＳｉＦ6・６Ｈ
2Ｏ）及び特定のアンモニウム化合物若しくはアンモニ
ア水を含む処理液（水溶液）を７０℃〜１００℃の温度
範囲で加熱し、この処理液中にアルミニウム又はアルミ
ニウム合金を浸漬する処理である。
【０００８】本発明で用いられるアンモニウム化合物と
しては、水に対する溶解度が１ｇ／Ｌ以上ある化合物で
あり、溶解時にアンモニウムイオンＮＨ4 +を溶液中に供
給できる化合物が好ましい。具体的には、ホウフッ化ア
ンモニウム，塩化アンモニウムが挙げられる。また、ア
ンモニア水としては、通常の濃度のアンモニア水を用い
ることができる。
しては、水に対する溶解度が１ｇ／Ｌ以上ある化合物で
あり、溶解時にアンモニウムイオンＮＨ4 +を溶液中に供
給できる化合物が好ましい。具体的には、ホウフッ化ア
ンモニウム，塩化アンモニウムが挙げられる。また、ア
ンモニア水としては、通常の濃度のアンモニア水を用い
ることができる。
【０００９】本発明で用いられる処理液には、水１００
重量部に対して、ケイフッ化マグネシウム（ＭｇＳｉＦ
6・６Ｈ2Ｏ）を好ましくは０.１〜２０重量部、より好ま
しくは０．２〜１５重量部、及び、上記アンモニウム化
合物等をアンモニウム（ＮＨ4）量で好ましくは０.０１
〜１０重量部、より好ましくは０．０２〜５重量部含ま
れる。このような処理液を用いることによって、アルミ
ニウム又はアルミニウム合金の表面に、より一層の、均
一かつ耐摩耗性、耐腐食性に優れた成膜が可能となる。
重量部に対して、ケイフッ化マグネシウム（ＭｇＳｉＦ
6・６Ｈ2Ｏ）を好ましくは０.１〜２０重量部、より好ま
しくは０．２〜１５重量部、及び、上記アンモニウム化
合物等をアンモニウム（ＮＨ4）量で好ましくは０.０１
〜１０重量部、より好ましくは０．０２〜５重量部含ま
れる。このような処理液を用いることによって、アルミ
ニウム又はアルミニウム合金の表面に、より一層の、均
一かつ耐摩耗性、耐腐食性に優れた成膜が可能となる。
【００１０】本発明で用いられる処理液において、ケイ
フッ化マグネシウム（ＭｇＳｉＦ6・６Ｈ2Ｏ）が０.１重
量部未満の場合、あるいは、アンモニウム化合物等をア
ンモニウム（ＮＨ4）量で０.０１重量部未満の場合に
は、反応が遅くなり処理時間が長くなるので好ましくな
い。一方、ケイフッ化マグネシウム（ＭｇＳｉＦ6・６Ｈ
2Ｏ）が２０重量部を超える場合、あるいは、アンモニ
ウム化合物等をアンモニウム（ＮＨ4）量で１０重量部
を超える場合には、溶解が困難となるため好ましくな
い。
フッ化マグネシウム（ＭｇＳｉＦ6・６Ｈ2Ｏ）が０.１重
量部未満の場合、あるいは、アンモニウム化合物等をア
ンモニウム（ＮＨ4）量で０.０１重量部未満の場合に
は、反応が遅くなり処理時間が長くなるので好ましくな
い。一方、ケイフッ化マグネシウム（ＭｇＳｉＦ6・６Ｈ
2Ｏ）が２０重量部を超える場合、あるいは、アンモニ
ウム化合物等をアンモニウム（ＮＨ4）量で１０重量部
を超える場合には、溶解が困難となるため好ましくな
い。
【００１１】本発明の表面処理の対象となるのは、アル
ミニウム又はアルミニウム合金である。具体的には、純
アルミニウム，アルミニウム展伸材，アルミニウム鋳物
材又はアルミニウムダイカスト材等であり、いずれの材
質，材料に対しても適用が可能であり、表面処理により
耐摩耗性及び耐腐食性等が向上する効果がある。また、
処理物の前処理としては、油等の付着物を除去するだけ
で十分であるが、苛性ソーダ等を用いたアルカリエッチ
ングや酸洗浄処理を施した後に、表面処理を施しても良
い。
ミニウム又はアルミニウム合金である。具体的には、純
アルミニウム，アルミニウム展伸材，アルミニウム鋳物
材又はアルミニウムダイカスト材等であり、いずれの材
質，材料に対しても適用が可能であり、表面処理により
耐摩耗性及び耐腐食性等が向上する効果がある。また、
処理物の前処理としては、油等の付着物を除去するだけ
で十分であるが、苛性ソーダ等を用いたアルカリエッチ
ングや酸洗浄処理を施した後に、表面処理を施しても良
い。
【００１２】本発明では、上記処理液（水溶液）に、表
面処理の対象であるアルミニウム又はアルミニウム合金
を浸漬して表面処理を行なう。アルミニウム又はアルミ
ニウム合金を浸漬する際の処理液の温度は通常７０℃〜
１００℃の範囲内であり、好ましくは７５℃〜９９℃の
範囲内、より好ましくは８０℃〜９８℃の範囲内であ
る。処理液の温度が７０℃未満であるような低い温度の
場合には、反応が遅くなり処理時間が長くなり、好まし
くない。一方、処理液の温度が１００℃を超えてしまう
ような高い温度の場合には、処理液の蒸発が多くなるの
で好ましくない。処理時間については、成膜反応は約１
分間程度で終了するため、２分間程度の浸漬を行なえば
表面処理としては十分である。ただし、この皮膜は保護
作用があるので、一旦成膜した後は、３０分以上浸漬し
ておいても何ら問題は生じない。
面処理の対象であるアルミニウム又はアルミニウム合金
を浸漬して表面処理を行なう。アルミニウム又はアルミ
ニウム合金を浸漬する際の処理液の温度は通常７０℃〜
１００℃の範囲内であり、好ましくは７５℃〜９９℃の
範囲内、より好ましくは８０℃〜９８℃の範囲内であ
る。処理液の温度が７０℃未満であるような低い温度の
場合には、反応が遅くなり処理時間が長くなり、好まし
くない。一方、処理液の温度が１００℃を超えてしまう
ような高い温度の場合には、処理液の蒸発が多くなるの
で好ましくない。処理時間については、成膜反応は約１
分間程度で終了するため、２分間程度の浸漬を行なえば
表面処理としては十分である。ただし、この皮膜は保護
作用があるので、一旦成膜した後は、３０分以上浸漬し
ておいても何ら問題は生じない。
【００１３】そして、このような本発明の表面処理方法
により成膜されたアルミニウム等の表面処理膜には保護
作用があり、アルミニウム基材の耐腐食性を向上させる
ことができる。また、得られる表面処理膜は耐摩耗性に
優れる。一方、本発明の表面処理方法によれば、通電さ
せるための設備がいっさい不要であることから、設備を
簡略化することができ、コスト的にも極めて有利であ
る。また、本発明の表面処理方法は、従来の表面処理技
術よりアルミニウム等の表面への成膜速度が速いので生
産性が高い。
により成膜されたアルミニウム等の表面処理膜には保護
作用があり、アルミニウム基材の耐腐食性を向上させる
ことができる。また、得られる表面処理膜は耐摩耗性に
優れる。一方、本発明の表面処理方法によれば、通電さ
せるための設備がいっさい不要であることから、設備を
簡略化することができ、コスト的にも極めて有利であ
る。また、本発明の表面処理方法は、従来の表面処理技
術よりアルミニウム等の表面への成膜速度が速いので生
産性が高い。
【００１４】次に、本発明における第２の発明であるピ
ストンについて説明する。本発明のピストンは、ケイフ
ッ化マグネシウム（ＭｇＳｉＦ6・６Ｈ2Ｏ）及び上記特
定のアンモニウム化合物を含む処理液（水溶液）を７０
℃〜１００℃の温度範囲で加熱し、この処理液中にアル
ミニウム又はアルミニウム合金を浸漬する表面処理方法
によって、表面処理が施されたものである。ここで、上
記処理液が水１００重量部に対して、ケイフッ化マグネ
シウム（ＭｇＳｉＦ6・６Ｈ2Ｏ）０.１〜２０重量部、及
び上記アンモニウム化合物をアンモニウム（ＮＨ4）量
で０.０１〜１０重量部含むことが好ましい。
ストンについて説明する。本発明のピストンは、ケイフ
ッ化マグネシウム（ＭｇＳｉＦ6・６Ｈ2Ｏ）及び上記特
定のアンモニウム化合物を含む処理液（水溶液）を７０
℃〜１００℃の温度範囲で加熱し、この処理液中にアル
ミニウム又はアルミニウム合金を浸漬する表面処理方法
によって、表面処理が施されたものである。ここで、上
記処理液が水１００重量部に対して、ケイフッ化マグネ
シウム（ＭｇＳｉＦ6・６Ｈ2Ｏ）０.１〜２０重量部、及
び上記アンモニウム化合物をアンモニウム（ＮＨ4）量
で０.０１〜１０重量部含むことが好ましい。
【００１５】本発明のピストンは、上記表面処理方法に
よる成膜を施す前に、有機溶剤，脱脂剤等を用いて清浄
化する。対象としては、通常のアルミニウム合金製エン
ジン・ピストンを広く用いることができる。清浄化した
エンジン・ピストンは、上記表面処理方法により処理液
に浸漬され、ピストン表面に、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇ
ＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏとの混合物、又はＮＨ4ＭｇＡｌＦ6
とＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合物が成膜される。この
処理において、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌＦ5・１.５
Ｈ2Ｏとの混合物、あるいはＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡ
ｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合物は、アンモニウム（ＮＨ4）
の供給量がＮＨ4ＭｇＡｌＦ6単組成の皮膜を生成する程
の量に達しない場合に、ＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏもしく
はＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏが、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6と混合
し、晶出する。この際、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6単組成の皮膜
が成膜されていても良い。そして、上記いずれの皮膜も
耐摩耗性に優れている。処理時間については上記の表面
処理方法と同様に、成膜反応が約１分間程度で終了する
ため、２分間程度の浸漬を行なえば表面処理としては十
分であり、好ましくは２〜1０分間程度行われる。ただ
し、この皮膜は保護作用があるので、一旦成膜した後
は、３０分以上浸漬しておいても何ら問題は生じない。
よる成膜を施す前に、有機溶剤，脱脂剤等を用いて清浄
化する。対象としては、通常のアルミニウム合金製エン
ジン・ピストンを広く用いることができる。清浄化した
エンジン・ピストンは、上記表面処理方法により処理液
に浸漬され、ピストン表面に、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇ
ＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏとの混合物、又はＮＨ4ＭｇＡｌＦ6
とＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合物が成膜される。この
処理において、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌＦ5・１.５
Ｈ2Ｏとの混合物、あるいはＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡ
ｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合物は、アンモニウム（ＮＨ4）
の供給量がＮＨ4ＭｇＡｌＦ6単組成の皮膜を生成する程
の量に達しない場合に、ＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏもしく
はＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏが、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6と混合
し、晶出する。この際、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6単組成の皮膜
が成膜されていても良い。そして、上記いずれの皮膜も
耐摩耗性に優れている。処理時間については上記の表面
処理方法と同様に、成膜反応が約１分間程度で終了する
ため、２分間程度の浸漬を行なえば表面処理としては十
分であり、好ましくは２〜1０分間程度行われる。ただ
し、この皮膜は保護作用があるので、一旦成膜した後
は、３０分以上浸漬しておいても何ら問題は生じない。
【００１６】上記のようにして得られる本発明のピスト
ンは、ピストンに表面に、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌ
Ｆ5・１.５Ｈ2Ｏとの混合物、又はＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭ
ｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合物からなる皮膜、場合によ
ってはＮＨ4ＭｇＡｌＦ6単組成も含む皮膜、がコーティ
ングされているので表面状態が優れる。また、該皮膜は
ピストンリング溝，ピストンピンボス，スカート，ピス
トンヘッドあるいはピストン側面全域いずれの箇所にコ
ーティングされていても成膜の効果が認められるが、こ
れらの箇所を含む全面に該皮膜がコーティングされてい
ることが好ましい。このような本発明のピストンは、例
えば従来の錫メッキ処理が施されたピストンのように軟
質ではなく、耐摩耗性に優れ、耐久性に極めて優れるピ
ストンである。
ンは、ピストンに表面に、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌ
Ｆ5・１.５Ｈ2Ｏとの混合物、又はＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭ
ｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合物からなる皮膜、場合によ
ってはＮＨ4ＭｇＡｌＦ6単組成も含む皮膜、がコーティ
ングされているので表面状態が優れる。また、該皮膜は
ピストンリング溝，ピストンピンボス，スカート，ピス
トンヘッドあるいはピストン側面全域いずれの箇所にコ
ーティングされていても成膜の効果が認められるが、こ
れらの箇所を含む全面に該皮膜がコーティングされてい
ることが好ましい。このような本発明のピストンは、例
えば従来の錫メッキ処理が施されたピストンのように軟
質ではなく、耐摩耗性に優れ、耐久性に極めて優れるピ
ストンである。
【００１７】次に、本発明における第３の発明である摺
動部材について説明する。本発明の摺動部材は、アルミ
ニウム又はアルミニウム合金製母材からなり、該摺動部
材全体又は摺動面に、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌＦ5・
１.５Ｈ2Ｏとの混合物、又はＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡ
ｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合物からなる皮膜であって、立方
晶系に属し、配向性を有しない皮膜が被覆されている。
いずれの皮膜も耐摩耗性に優れており、ＮＨ4ＭｇＡｌ
Ｆ6単組成を含むものであっても良い。また、本発明の
摺動部材は、上記該摺動部材全体又は摺動面に、１μｍ
以下の微細結晶が集合して１μｍ〜２０μｍの集合体を
形成し、１μｍ〜２０μｍの厚さの複数の該集合体から
なる皮膜が被覆されている。以下、図1に基づいて詳細
に説明する。
動部材について説明する。本発明の摺動部材は、アルミ
ニウム又はアルミニウム合金製母材からなり、該摺動部
材全体又は摺動面に、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌＦ5・
１.５Ｈ2Ｏとの混合物、又はＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡ
ｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合物からなる皮膜であって、立方
晶系に属し、配向性を有しない皮膜が被覆されている。
いずれの皮膜も耐摩耗性に優れており、ＮＨ4ＭｇＡｌ
Ｆ6単組成を含むものであっても良い。また、本発明の
摺動部材は、上記該摺動部材全体又は摺動面に、１μｍ
以下の微細結晶が集合して１μｍ〜２０μｍの集合体を
形成し、１μｍ〜２０μｍの厚さの複数の該集合体から
なる皮膜が被覆されている。以下、図1に基づいて詳細
に説明する。
【００１８】図１において、摺動部材である内燃機用ピ
ストン1はアルミニウム合金製母材２を有し、この母材
表面に摺動特性を向上させるための皮膜３が被覆させて
ある。スカート部５は相手材であるシリンダボア内壁と
摺動し、リング溝４はピストンリングと摺動し、ピン穴
部６はピストンピンと摺動する。母材２の材質として
は、例えばＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｇ系合金等が用
いられ、該合金として具体的には、ＡＣ８Ａ，ＡＣ８
Ｂ，ＡＣ９Ａ，ＡＣ９Ｂ等が挙げられる。
ストン1はアルミニウム合金製母材２を有し、この母材
表面に摺動特性を向上させるための皮膜３が被覆させて
ある。スカート部５は相手材であるシリンダボア内壁と
摺動し、リング溝４はピストンリングと摺動し、ピン穴
部６はピストンピンと摺動する。母材２の材質として
は、例えばＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｍｇ系合金等が用
いられ、該合金として具体的には、ＡＣ８Ａ，ＡＣ８
Ｂ，ＡＣ９Ａ，ＡＣ９Ｂ等が挙げられる。
【００１９】皮膜３はピストン１に化成処理を施すこと
により、ピストン１の表面に形成される。その皮膜３
は、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏとの混
合物、あるいはＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2
Ｏとの混合物からなる皮膜である。場合によっては、Ｎ
Ｈ4ＭｇＡｌＦ6単組成の皮膜が含まれていても良い。こ
れらいずれの組成であっても、皮膜構造は立方晶系に属
し、配向性を有していないものである。このような皮膜
３は１μｍ以下の微細結晶７からなり、これらが集合し
て１μｍ〜２０μｍの集合体８を形成し、この複数の集
合体８が母材表面を１μｍ〜２０μｍの厚さで覆ってい
る（図２，図３参照）。この皮膜が新たな摺動面を形成
している。また、この集合体８の形状は、ＮＨ4ＭｇＡ
ｌＦ6中に混合するＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2ＯあるいはＭ
ｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏの混合量によって変化する。この皮
膜３の微細結晶７及び集合体８により、摺動面の表面積
が増加し、これによりオイル保持性が向上する。また、
集合体８が優先的に摩耗するため、摺動面の初期なじみ
性が良好となる。これらの優れた摩耗特性は、摺動部材
の耐久性の向上、フリクションの低減、及び燃費の向上
に効果がある。
により、ピストン１の表面に形成される。その皮膜３
は、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏとの混
合物、あるいはＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2
Ｏとの混合物からなる皮膜である。場合によっては、Ｎ
Ｈ4ＭｇＡｌＦ6単組成の皮膜が含まれていても良い。こ
れらいずれの組成であっても、皮膜構造は立方晶系に属
し、配向性を有していないものである。このような皮膜
３は１μｍ以下の微細結晶７からなり、これらが集合し
て１μｍ〜２０μｍの集合体８を形成し、この複数の集
合体８が母材表面を１μｍ〜２０μｍの厚さで覆ってい
る（図２，図３参照）。この皮膜が新たな摺動面を形成
している。また、この集合体８の形状は、ＮＨ4ＭｇＡ
ｌＦ6中に混合するＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2ＯあるいはＭ
ｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏの混合量によって変化する。この皮
膜３の微細結晶７及び集合体８により、摺動面の表面積
が増加し、これによりオイル保持性が向上する。また、
集合体８が優先的に摩耗するため、摺動面の初期なじみ
性が良好となる。これらの優れた摩耗特性は、摺動部材
の耐久性の向上、フリクションの低減、及び燃費の向上
に効果がある。
【００２０】最後に、本発明における第４の発明である
表面処理皮膜について説明する。本発明のアルミニウム
合金の表面処理皮膜は、アルミニウム又はアルミニウム
合金の表面に形成されるシリコン粒子を分散含有するＮ
Ｈ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏとの混合物、
又はＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合
物からなる皮膜であり、場合によってはＮＨ4ＭｇＡｌ
Ｆ6単組成の皮膜が含まれていても良い。そして、皮膜
中に分散するシリコン粒子含有量が１〜２４重量％、好
ましくは６〜２４重量％であり、かつ、上記アルミニウ
ム合金中のシリコン含有量が４〜２４重量％、好ましく
は７〜２４重量％である。
表面処理皮膜について説明する。本発明のアルミニウム
合金の表面処理皮膜は、アルミニウム又はアルミニウム
合金の表面に形成されるシリコン粒子を分散含有するＮ
Ｈ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏとの混合物、
又はＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合
物からなる皮膜であり、場合によってはＮＨ4ＭｇＡｌ
Ｆ6単組成の皮膜が含まれていても良い。そして、皮膜
中に分散するシリコン粒子含有量が１〜２４重量％、好
ましくは６〜２４重量％であり、かつ、上記アルミニウ
ム合金中のシリコン含有量が４〜２４重量％、好ましく
は７〜２４重量％である。
【００２１】図４に、本発明による皮膜構造を示す。母
材となるアルミニウム合金は、シリコン９を４〜２４重
量％含有しており、アルミニウム基地中１０に、共晶シ
リコンあるいは、初晶シリコンが分散している。アルミ
ニウム合金の表面は、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌＦ5・
１.５Ｈ2Ｏとの混合物、又はＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡ
ｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合物等からなる皮膜によって覆わ
れており、この皮膜中にはアルミニウム合金母材中に分
散する共晶シリコンあるいは、初晶シリコンと同様のシ
リコン粒子が分散している。
材となるアルミニウム合金は、シリコン９を４〜２４重
量％含有しており、アルミニウム基地中１０に、共晶シ
リコンあるいは、初晶シリコンが分散している。アルミ
ニウム合金の表面は、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌＦ5・
１.５Ｈ2Ｏとの混合物、又はＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡ
ｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合物等からなる皮膜によって覆わ
れており、この皮膜中にはアルミニウム合金母材中に分
散する共晶シリコンあるいは、初晶シリコンと同様のシ
リコン粒子が分散している。
【００２２】本発明の表面処理皮膜の上記構造は、以下
の方法により得られる。シリコン（Ｓｉ）を、４〜２４
重量％含有するアルミニウム合金材を有機溶剤，脱脂剤
等を用いて脱脂した後、苛性ソーダ等を用いたアルカリ
エッチング、酸洗浄処理を施す。次に、ケイフッ化マグ
ネシウム（ＭｇＳｉＦ6・６Ｈ2Ｏ）及びアンモニウム化
合物を含む処理液（水溶液）を７０℃〜１００℃の温度
範囲で加熱し、この中にアルミニウム合金材を２分〜１
０分程度浸漬する。以上の手順により、まず、処理液で
アルミニウム合金材の表面のアルミニウムが優先的に溶
解される。それと同時に、溶解したアルミニウム（Ａ
ｌ）と溶液中のフッ素（Ｆ）、マグネシウム（Ｍｇ）、
アンモニウム（ＮＨ4）とが反応し、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6
とＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏとの混合物、又はＮＨ4Ｍｇ
ＡｌＦ6とＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合物からなる皮
膜として、アルミニウム合金表面に晶出する。この時、
上記皮膜は、処理液で溶解され難いシリコン粒子を取り
込みながら生成するため、シリコンを分散した皮膜が得
られる。ただし、上記手順中の有機溶剤，脱脂剤等によ
る脱脂、アルカリエッチング、酸洗浄処理は基材を清浄
化するためのものであり、本発明による皮膜構造を得る
上で、直接的に必要となるものではない。以下、実施例
により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれら
の実施例によって何ら制限されるものではない。
の方法により得られる。シリコン（Ｓｉ）を、４〜２４
重量％含有するアルミニウム合金材を有機溶剤，脱脂剤
等を用いて脱脂した後、苛性ソーダ等を用いたアルカリ
エッチング、酸洗浄処理を施す。次に、ケイフッ化マグ
ネシウム（ＭｇＳｉＦ6・６Ｈ2Ｏ）及びアンモニウム化
合物を含む処理液（水溶液）を７０℃〜１００℃の温度
範囲で加熱し、この中にアルミニウム合金材を２分〜１
０分程度浸漬する。以上の手順により、まず、処理液で
アルミニウム合金材の表面のアルミニウムが優先的に溶
解される。それと同時に、溶解したアルミニウム（Ａ
ｌ）と溶液中のフッ素（Ｆ）、マグネシウム（Ｍｇ）、
アンモニウム（ＮＨ4）とが反応し、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6
とＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏとの混合物、又はＮＨ4Ｍｇ
ＡｌＦ6とＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合物からなる皮
膜として、アルミニウム合金表面に晶出する。この時、
上記皮膜は、処理液で溶解され難いシリコン粒子を取り
込みながら生成するため、シリコンを分散した皮膜が得
られる。ただし、上記手順中の有機溶剤，脱脂剤等によ
る脱脂、アルカリエッチング、酸洗浄処理は基材を清浄
化するためのものであり、本発明による皮膜構造を得る
上で、直接的に必要となるものではない。以下、実施例
により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれら
の実施例によって何ら制限されるものではない。
【００２３】
【実施例】実施例１ ケイフッ化マグネシウム（ＭｇＳｉＦ6・６Ｈ2Ｏ）及び
ケイフッ化アンモニウム（（ＮＨ4）2ＳｉＦ6）を含む
処理液（水溶液）にて、アルミニウム合金に表面処理を
施した例を以下に示す。ケイフッ化マグネシウム（Ｍｇ
ＳｉＦ6・６Ｈ2Ｏ）０．６７重量部及びケイフッ化アン
モニウム（（ＮＨ4）2ＳｉＦ6）０．１３重量部を、水
１００重量部に溶解した。この水溶液を９０℃に加熱し
て、処理液１とした。この処理液１に、有機溶剤，脱脂
剤を用いて清浄化したφ５０×ｔ５ｍｍのＡＣ８Ａ−Ｔ
６アルミニウム鋳物試験片を５分間浸漬し、表面処理を
施した。次に、ケイフッ化マグネシウム（ＭｇＳｉＦ6・
６Ｈ2Ｏ）０．６７重量部及びケイフッ化アンモニウム
（（ＮＨ4）2ＳｉＦ6）０．３３重量部を、水１００重
量部に溶解した。この水溶液を９０℃に加熱して、処理
液２とした。この処理液２に、有機溶剤，脱脂剤を用い
て清浄化したφ５０×ｔ５ｍｍのＡＣ８Ａ−Ｔ６アルミ
ニウム鋳物試験片を５分間浸漬し、表面処理を施した。
ケイフッ化アンモニウム（（ＮＨ4）2ＳｉＦ6）を含む
処理液（水溶液）にて、アルミニウム合金に表面処理を
施した例を以下に示す。ケイフッ化マグネシウム（Ｍｇ
ＳｉＦ6・６Ｈ2Ｏ）０．６７重量部及びケイフッ化アン
モニウム（（ＮＨ4）2ＳｉＦ6）０．１３重量部を、水
１００重量部に溶解した。この水溶液を９０℃に加熱し
て、処理液１とした。この処理液１に、有機溶剤，脱脂
剤を用いて清浄化したφ５０×ｔ５ｍｍのＡＣ８Ａ−Ｔ
６アルミニウム鋳物試験片を５分間浸漬し、表面処理を
施した。次に、ケイフッ化マグネシウム（ＭｇＳｉＦ6・
６Ｈ2Ｏ）０．６７重量部及びケイフッ化アンモニウム
（（ＮＨ4）2ＳｉＦ6）０．３３重量部を、水１００重
量部に溶解した。この水溶液を９０℃に加熱して、処理
液２とした。この処理液２に、有機溶剤，脱脂剤を用い
て清浄化したφ５０×ｔ５ｍｍのＡＣ８Ａ−Ｔ６アルミ
ニウム鋳物試験片を５分間浸漬し、表面処理を施した。
【００２４】図５は、上記処理液１を用いた表面処理を
施した試験片について、Ｘ線回折装置により生成した皮
膜を測定した結果である。図５より、処理液１による処
理で、アルミニウム鋳物表面に、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭ
ｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏとの混合物、あるいはＮＨ4Ｍｇ
ＡｌＦ6とＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合物からなる膜
が生成していることがわかる。但し、このＸ線回折図に
は、生成した皮膜のＸ線回折スペクトルと、母材（ＡＣ
８Ａ−Ｔ６材）のアルミニウム（Ａｌ）及び母材に含ま
れるシリコン（Ｓｉ）のＸ線回折スペクトルとが混在し
ている。また、このＸ線回折図から、生成した皮膜は配
向性を有していないことがわかる。図６は、上記処理液
２を用いた表面処理を施した試験片について、Ｘ線回折
装置により生成した皮膜を測定した結果である。図６よ
り、処理液２による処理で、アルミニウム鋳物表面に、
ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6の膜が生成していることがわかる。但
し、このＸ線回折図には、生成した皮膜のＸ線回折スペ
クトルと、母材（ＡＣ８Ａ−Ｔ６材）のアルミニウム
（Ａｌ）及び母材に含まれるシリコン（Ｓｉ）のＸ線回
折スペクトルとが混在している。また、このＸ線回折図
から、生成した皮膜は配向性を有していないことがわか
る。
施した試験片について、Ｘ線回折装置により生成した皮
膜を測定した結果である。図５より、処理液１による処
理で、アルミニウム鋳物表面に、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭ
ｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏとの混合物、あるいはＮＨ4Ｍｇ
ＡｌＦ6とＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合物からなる膜
が生成していることがわかる。但し、このＸ線回折図に
は、生成した皮膜のＸ線回折スペクトルと、母材（ＡＣ
８Ａ−Ｔ６材）のアルミニウム（Ａｌ）及び母材に含ま
れるシリコン（Ｓｉ）のＸ線回折スペクトルとが混在し
ている。また、このＸ線回折図から、生成した皮膜は配
向性を有していないことがわかる。図６は、上記処理液
２を用いた表面処理を施した試験片について、Ｘ線回折
装置により生成した皮膜を測定した結果である。図６よ
り、処理液２による処理で、アルミニウム鋳物表面に、
ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6の膜が生成していることがわかる。但
し、このＸ線回折図には、生成した皮膜のＸ線回折スペ
クトルと、母材（ＡＣ８Ａ−Ｔ６材）のアルミニウム
（Ａｌ）及び母材に含まれるシリコン（Ｓｉ）のＸ線回
折スペクトルとが混在している。また、このＸ線回折図
から、生成した皮膜は配向性を有していないことがわか
る。
【００２５】上記処理液１及び処理液２を用いた本発明
の試験片について、相手材としてＳＣＭ４３５熱処理材
を用い、ボールオンディスク式摩耗試験を行なった。同
様の方法により、表面処理していない試験片（ＡＣ８Ａ
−Ｔ６材）についても、ボールオンディスク式摩耗試験
を行なった。図７は、このときの摩耗痕の断面形状（プ
ロフィール）である。図８は、このときのボールオンデ
ィスク式摩耗試験結果より求めた摩耗体積である。
の試験片について、相手材としてＳＣＭ４３５熱処理材
を用い、ボールオンディスク式摩耗試験を行なった。同
様の方法により、表面処理していない試験片（ＡＣ８Ａ
−Ｔ６材）についても、ボールオンディスク式摩耗試験
を行なった。図７は、このときの摩耗痕の断面形状（プ
ロフィール）である。図８は、このときのボールオンデ
ィスク式摩耗試験結果より求めた摩耗体積である。
【００２６】図７より、上記処理液１及び処理液２を用
いた本発明の試験片は、表面処理していない試験片と比
較し、優れた耐摩耗性を有していることがわかる。図８
より、上記処理液１及び処理液２を用いた本発明の試験
片は、表面処理していない試験片と比較し、摩耗体積は
約２０分の１であり、耐摩耗性に優れていることがわか
る。また、表面処理により得られる皮膜組成が、ＮＨ4
ＭｇＡｌＦ6単組成の場合、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡ
ｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏとの混合物からなる場合、及びＮＨ4
ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合物からな
る場合のいずれの組成であっても、表面処理していない
試験片に比べ、耐摩耗性ははるかに向上していることが
わかる。
いた本発明の試験片は、表面処理していない試験片と比
較し、優れた耐摩耗性を有していることがわかる。図８
より、上記処理液１及び処理液２を用いた本発明の試験
片は、表面処理していない試験片と比較し、摩耗体積は
約２０分の１であり、耐摩耗性に優れていることがわか
る。また、表面処理により得られる皮膜組成が、ＮＨ4
ＭｇＡｌＦ6単組成の場合、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡ
ｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏとの混合物からなる場合、及びＮＨ4
ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合物からな
る場合のいずれの組成であっても、表面処理していない
試験片に比べ、耐摩耗性ははるかに向上していることが
わかる。
【００２７】図９は、上記処理液１を用いた表面処理を
施した試験片について、生成した皮膜を電子顕微鏡によ
り観察した写真である。図２は、図９の模式図である。
図２及び図９より、皮膜は１μｍ以下の微細結晶７から
なり、これらが集合して１μｍ〜２０μｍの集合体８を
形成していることがわかる。さらに、この複数の集合体
８が母材（ＡＣ８Ａ−Ｔ６材）の表面を覆い皮膜を形成
していることがわかる。また、図１０は、上記処理液２
を用いた表面処理を施した試験片について、生成した皮
膜を電子顕微鏡により観察した写真である。図３は、図
１０の模式図である。図３及び図１０より、皮膜は１μ
ｍ以下の微細結晶７からなり、これらが集合して１μｍ
〜２０μｍの集合体８を形成していることがわかる。さ
らに、この複数の集合体８が母材（ＡＣ８Ａ−Ｔ６材）
の表面を覆い皮膜を形成していることがわかる。図９及
び図１０より、この集合体８の形状は、皮膜組成ＮＨ4
ＭｇＡｌＦ6中に混合するＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏある
いはＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏの混合量によって変化するこ
とがわかる（図２及び図３参照）。
施した試験片について、生成した皮膜を電子顕微鏡によ
り観察した写真である。図２は、図９の模式図である。
図２及び図９より、皮膜は１μｍ以下の微細結晶７から
なり、これらが集合して１μｍ〜２０μｍの集合体８を
形成していることがわかる。さらに、この複数の集合体
８が母材（ＡＣ８Ａ−Ｔ６材）の表面を覆い皮膜を形成
していることがわかる。また、図１０は、上記処理液２
を用いた表面処理を施した試験片について、生成した皮
膜を電子顕微鏡により観察した写真である。図３は、図
１０の模式図である。図３及び図１０より、皮膜は１μ
ｍ以下の微細結晶７からなり、これらが集合して１μｍ
〜２０μｍの集合体８を形成していることがわかる。さ
らに、この複数の集合体８が母材（ＡＣ８Ａ−Ｔ６材）
の表面を覆い皮膜を形成していることがわかる。図９及
び図１０より、この集合体８の形状は、皮膜組成ＮＨ4
ＭｇＡｌＦ6中に混合するＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏある
いはＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏの混合量によって変化するこ
とがわかる（図２及び図３参照）。
【００２８】図１１及び図１２は、上記処理液１及び処
理液２を用いて表面処理を施した試験片について、生成
した皮膜断面を顕微鏡により観察した写真である。図４
は、図１１及び図１２の模式図である。図４、図１１及
び図１２より、母材（ＡＣ８Ａ−Ｔ６材）表面に約６μ
ｍの厚さを有する皮膜が生成していることがわかる。ま
た、この写真の皮膜中には母材（ＡＣ８Ａ−Ｔ６材）に
含まれるシリコン（Ｓｉ）粒子が皮膜に取り込まれてい
ることがわかる。これは、母材（ＡＣ８Ａ−Ｔ６材）中
に含まれるシリコン粒子が、母材表面に残留し、表面処
理過程で形成される皮膜中に取り込まれたものである。
理液２を用いて表面処理を施した試験片について、生成
した皮膜断面を顕微鏡により観察した写真である。図４
は、図１１及び図１２の模式図である。図４、図１１及
び図１２より、母材（ＡＣ８Ａ−Ｔ６材）表面に約６μ
ｍの厚さを有する皮膜が生成していることがわかる。ま
た、この写真の皮膜中には母材（ＡＣ８Ａ−Ｔ６材）に
含まれるシリコン（Ｓｉ）粒子が皮膜に取り込まれてい
ることがわかる。これは、母材（ＡＣ８Ａ−Ｔ６材）中
に含まれるシリコン粒子が、母材表面に残留し、表面処
理過程で形成される皮膜中に取り込まれたものである。
【００２９】実施例２ 上記実施例１の処理液２と同様の処理液に、有機溶剤，
脱脂剤を用いて清浄化したφ５０×ｔ５ｍｍのＡＣ８Ａ
−Ｔ６アルミニウム鋳物試験片を５分間浸漬し、表面処
理を施した。上記表面処理によって得られた試験片（実
施例２の試験片）と、上記表面処理をしていない試験片
（無処理の試験片）との双方について、塩水噴霧試験に
より耐腐食性を調べた。この結果より、本発明の試験片
には保護作用があり、上記表面処理方法による表面処理
皮膜は、アルミニウム又はアルミニウム合金の耐腐食性
が向上することがわかった。
脱脂剤を用いて清浄化したφ５０×ｔ５ｍｍのＡＣ８Ａ
−Ｔ６アルミニウム鋳物試験片を５分間浸漬し、表面処
理を施した。上記表面処理によって得られた試験片（実
施例２の試験片）と、上記表面処理をしていない試験片
（無処理の試験片）との双方について、塩水噴霧試験に
より耐腐食性を調べた。この結果より、本発明の試験片
には保護作用があり、上記表面処理方法による表面処理
皮膜は、アルミニウム又はアルミニウム合金の耐腐食性
が向上することがわかった。
【００３０】実施例３ 上記実施例１の処理液２と同様の処理液に、有機溶剤，
脱脂剤を用いて清浄化したφ５０×ｔ５ｍｍのＡＣ８Ａ
−Ｔ６アルミニウム鋳物試験片を５分間浸漬し、表面処
理を施した。上記表面処理によって得られた試験片（実
施例３の試験片）と、硬質アルマイトによる表面処理を
施した試験片（ＡＣ８Ａ−Ｔ６材）と、表面処理してい
ない試験片（ＡＣ８Ａ−Ｔ６材）とについて、相手材と
してＳＣＭ材を用い、油潤滑下の摩擦係数を調べた。こ
の結果を表１に示す。
脱脂剤を用いて清浄化したφ５０×ｔ５ｍｍのＡＣ８Ａ
−Ｔ６アルミニウム鋳物試験片を５分間浸漬し、表面処
理を施した。上記表面処理によって得られた試験片（実
施例３の試験片）と、硬質アルマイトによる表面処理を
施した試験片（ＡＣ８Ａ−Ｔ６材）と、表面処理してい
ない試験片（ＡＣ８Ａ−Ｔ６材）とについて、相手材と
してＳＣＭ材を用い、油潤滑下の摩擦係数を調べた。こ
の結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】 表１より、上記の表面処理により、摩擦係数が低減する
ことがわかった。
ことがわかった。
【００３２】実施例４ 上記実施例１の処理液２と同様の処理液に、有機溶剤，
脱脂剤を用いて清浄化したエンジン・ピストン（ＡＣ８
Ａ−Ｔ６材）を５分間浸漬し、表面処理を施し、ピスト
ン表面にＮＨ4ＭｇＡｌＦ6の皮膜を生成させた。上記表
面処理によって得られた本発明のピストン（実施例４の
ピストン）と、上記表面処理をしていないピストン（無
処理のピストン）との双方について、エンジンに組み込
み、最大負荷での実機運転を行なった。運転後、それぞ
れのピストンを取り出して表面状態を検査した。項目と
しては、ピストンリングへのアルミニウムの付着、ピン
ボス面のかじり、スカート面のかじりについてそれぞれ
調べた。この結果を表２に示す。
脱脂剤を用いて清浄化したエンジン・ピストン（ＡＣ８
Ａ−Ｔ６材）を５分間浸漬し、表面処理を施し、ピスト
ン表面にＮＨ4ＭｇＡｌＦ6の皮膜を生成させた。上記表
面処理によって得られた本発明のピストン（実施例４の
ピストン）と、上記表面処理をしていないピストン（無
処理のピストン）との双方について、エンジンに組み込
み、最大負荷での実機運転を行なった。運転後、それぞ
れのピストンを取り出して表面状態を検査した。項目と
しては、ピストンリングへのアルミニウムの付着、ピン
ボス面のかじり、スカート面のかじりについてそれぞれ
調べた。この結果を表２に示す。
【００３３】
【表２】
【００３４】表２より、本発明の表面処理方法により表
面処理を施したピストンは、無処理のピストンに比べ
て、ピストンリング溝，ピンボス面，スカート面のいず
れについても改善が認められることがわかった。
面処理を施したピストンは、無処理のピストンに比べ
て、ピストンリング溝，ピンボス面，スカート面のいず
れについても改善が認められることがわかった。
【００３５】実施例５ シリコン（Ｓｉ）含有量の異なる６種類のアルミニウム
合金材を、有機溶剤，脱脂剤を用いて清浄化した後、上
記実施例１の処理液２と同様の処理液に５分間浸漬し、
表面処理を施した。処理液によって、アルミニウム合金
材中のアルミニウム（Ａｌ）は溶解する。これと同時
に、溶解したアルミニウム（Ａｌ）と処理液中のフッ素
（Ｆ），マグネシウム（Ｍｇ），アンモニウム（Ｎ
Ｈ4）とが反応し、アルミニウム合金表面に皮膜が晶出
する。この時、上記皮膜は、処理液で溶解され難いシリ
コン粒子を取り込みながら生成するため、シリコンを分
散した皮膜が得られる。これにより、シリコン（Ｓｉ）
含有量の異なる皮膜に覆われた種々の試験片を得た。
合金材を、有機溶剤，脱脂剤を用いて清浄化した後、上
記実施例１の処理液２と同様の処理液に５分間浸漬し、
表面処理を施した。処理液によって、アルミニウム合金
材中のアルミニウム（Ａｌ）は溶解する。これと同時
に、溶解したアルミニウム（Ａｌ）と処理液中のフッ素
（Ｆ），マグネシウム（Ｍｇ），アンモニウム（Ｎ
Ｈ4）とが反応し、アルミニウム合金表面に皮膜が晶出
する。この時、上記皮膜は、処理液で溶解され難いシリ
コン粒子を取り込みながら生成するため、シリコンを分
散した皮膜が得られる。これにより、シリコン（Ｓｉ）
含有量の異なる皮膜に覆われた種々の試験片を得た。
【００３６】得られた試験片を用いて、相手材としてＳ
ＣＭ４２０浸炭焼き入れ・焼き戻しを行なったピン熱処
理材を用い、油潤滑下でピンオンディスク式摩耗試験を
行なった。この試験での摩耗体積で皮膜の耐摩耗性を評
価した。この結果を図１３に示す。図１３より、皮膜中
にシリコン（Ｓｉ）を含有しない試験片に対し、シリコ
ンを１％程度でも含有する試験片では耐摩耗性の向上が
見られ、シリコンを６％以上含有する試験片では、耐摩
耗性が極めて向上することがわかった。
ＣＭ４２０浸炭焼き入れ・焼き戻しを行なったピン熱処
理材を用い、油潤滑下でピンオンディスク式摩耗試験を
行なった。この試験での摩耗体積で皮膜の耐摩耗性を評
価した。この結果を図１３に示す。図１３より、皮膜中
にシリコン（Ｓｉ）を含有しない試験片に対し、シリコ
ンを１％程度でも含有する試験片では耐摩耗性の向上が
見られ、シリコンを６％以上含有する試験片では、耐摩
耗性が極めて向上することがわかった。
【００３７】実施例６ ケイフッ化マグネシウム（ＭｇＳｉＦ6・６Ｈ2Ｏ）及び
ホウフッ化アンモニウム（ＮＨ4ＢＦ4）を含む処理液
（水溶液）にて、アルミニウム合金に表面処理を施した
例を示す。ケイフッ化マグネシウム（ＭｇＳｉＦ6・６Ｈ
2Ｏ）０．６７重量部、及びホウフッ化アンモニウム
（ＮＨ4ＢＦ4）０．５１重量部を水１００重量部に溶解
した。この水溶液を９０℃に加熱して処理液３とした。
この処理液に有機溶剤，脱脂剤を用いて清浄化したφ５
０×ｔ５ｍｍのＡＣ８Ａ−Ｔ６アルミニウム鋳物試験片
を５分間浸漬し、表面処理を施した。
ホウフッ化アンモニウム（ＮＨ4ＢＦ4）を含む処理液
（水溶液）にて、アルミニウム合金に表面処理を施した
例を示す。ケイフッ化マグネシウム（ＭｇＳｉＦ6・６Ｈ
2Ｏ）０．６７重量部、及びホウフッ化アンモニウム
（ＮＨ4ＢＦ4）０．５１重量部を水１００重量部に溶解
した。この水溶液を９０℃に加熱して処理液３とした。
この処理液に有機溶剤，脱脂剤を用いて清浄化したφ５
０×ｔ５ｍｍのＡＣ８Ａ−Ｔ６アルミニウム鋳物試験片
を５分間浸漬し、表面処理を施した。
【００３８】図１４は、上記処理液３を用いた本発明の
表面処理を施した試験片について、Ｘ線回折装置により
生成した皮膜を測定した結果である。図１４より、処理
液３による処理で、アルミニウム鋳物表面にＮＨ4Ｍｇ
ＡｌＦ6の膜が生成していることがわかった。但し、こ
のＸ線回折図には、生成した皮膜のＸ線回折スペクトル
と、母材（ＡＣ８Ａ−Ｔ６材）のアルミニウム（Ａｌ）
及び母材に含まれるシリコン（Ｓｉ）のＸ線回折スペク
トルとが混在している。
表面処理を施した試験片について、Ｘ線回折装置により
生成した皮膜を測定した結果である。図１４より、処理
液３による処理で、アルミニウム鋳物表面にＮＨ4Ｍｇ
ＡｌＦ6の膜が生成していることがわかった。但し、こ
のＸ線回折図には、生成した皮膜のＸ線回折スペクトル
と、母材（ＡＣ８Ａ−Ｔ６材）のアルミニウム（Ａｌ）
及び母材に含まれるシリコン（Ｓｉ）のＸ線回折スペク
トルとが混在している。
【００３９】実施例７ ケイフッ化マグネシウム（ＭｇＳｉＦ6・６Ｈ2Ｏ）及び
塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）を含む処理液（水溶
液）にて、アルミニウム合金に表面処理を施した例を示
す。ケイフッ化マグネシウム（ＭｇＳｉＦ6・６Ｈ2Ｏ）
０．６７重量部、及び塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）
０．２６重量部を水１００重量部に溶解した。この水溶
液を９０℃に加熱して処理液４とした。この処理液に有
機溶剤，脱脂剤を用いて清浄化したφ５０×ｔ５ｍｍの
ＡＣ８Ａ−Ｔ６アルミニウム鋳物試験片を５分間浸漬
し、表面処理を施した。
塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）を含む処理液（水溶
液）にて、アルミニウム合金に表面処理を施した例を示
す。ケイフッ化マグネシウム（ＭｇＳｉＦ6・６Ｈ2Ｏ）
０．６７重量部、及び塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）
０．２６重量部を水１００重量部に溶解した。この水溶
液を９０℃に加熱して処理液４とした。この処理液に有
機溶剤，脱脂剤を用いて清浄化したφ５０×ｔ５ｍｍの
ＡＣ８Ａ−Ｔ６アルミニウム鋳物試験片を５分間浸漬
し、表面処理を施した。
【００４０】図１５は、上記処理液４を用いた本発明の
表面処理を施した試験片について、Ｘ線回折装置によ
り、生成した皮膜を測定した結果である。図１５より、
処理液４による処理で、アルミニウム鋳物表面にＮＨ4
ＭｇＡｌＦ6の膜が生成していることがわかった。但
し、このＸ線回折図には、生成した皮膜のＸ線回折スペ
クトルと、母材（ＡＣ８Ａ−Ｔ６材）のアルミニウム
（Ａｌ）及び母材に含まれるシリコン（Ｓｉ）のＸ線回
折スペクトルとが混在している。
表面処理を施した試験片について、Ｘ線回折装置によ
り、生成した皮膜を測定した結果である。図１５より、
処理液４による処理で、アルミニウム鋳物表面にＮＨ4
ＭｇＡｌＦ6の膜が生成していることがわかった。但
し、このＸ線回折図には、生成した皮膜のＸ線回折スペ
クトルと、母材（ＡＣ８Ａ−Ｔ６材）のアルミニウム
（Ａｌ）及び母材に含まれるシリコン（Ｓｉ）のＸ線回
折スペクトルとが混在している。
【００４１】実施例８ ケイフッ化マグネシウム（ＭｇＳｉＦ6・６Ｈ2Ｏ）及び
アンモニア水溶液を含む処理液（水溶液）にて、アルミ
ニウム合金に表面処理を施した例を示す。ケイフッ化マ
グネシウム（ＭｇＳｉＦ6・６Ｈ2Ｏ）０．６７重量部、
及びアンモニア水（２５％水溶液）２ｍｌを水１００重
量部に溶解した。この水溶液を９０℃に加熱して処理液
５とした。この処理液に有機溶剤，脱脂剤を用いて清浄
化したφ５０×ｔ５ｍｍのＡＣ８Ａ−Ｔ６アルミニウム
鋳物試験片を５分間浸漬し、表面処理を施した。
アンモニア水溶液を含む処理液（水溶液）にて、アルミ
ニウム合金に表面処理を施した例を示す。ケイフッ化マ
グネシウム（ＭｇＳｉＦ6・６Ｈ2Ｏ）０．６７重量部、
及びアンモニア水（２５％水溶液）２ｍｌを水１００重
量部に溶解した。この水溶液を９０℃に加熱して処理液
５とした。この処理液に有機溶剤，脱脂剤を用いて清浄
化したφ５０×ｔ５ｍｍのＡＣ８Ａ−Ｔ６アルミニウム
鋳物試験片を５分間浸漬し、表面処理を施した。
【００４２】図１６は、上記処理液５を用いた本発明の
表面処理を施した試験片について、Ｘ線回折装置によ
り、生成した皮膜を測定した結果である。図１６より、
処理液５による処理で、アルミニウム鋳物表面にＮＨ4
ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏとの混合物、あ
るいはＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混
合物からなる膜が生成していることがわかった。但し、
このＸ線回折図には、生成した皮膜のＸ線回折スペクト
ルと、母材（ＡＣ８Ａ−Ｔ６材）のアルミニウム（Ａ
ｌ）及び母材に含まれるシリコン（Ｓｉ）のＸ線回折ス
ペクトルとが混在している。
表面処理を施した試験片について、Ｘ線回折装置によ
り、生成した皮膜を測定した結果である。図１６より、
処理液５による処理で、アルミニウム鋳物表面にＮＨ4
ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏとの混合物、あ
るいはＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混
合物からなる膜が生成していることがわかった。但し、
このＸ線回折図には、生成した皮膜のＸ線回折スペクト
ルと、母材（ＡＣ８Ａ−Ｔ６材）のアルミニウム（Ａ
ｌ）及び母材に含まれるシリコン（Ｓｉ）のＸ線回折ス
ペクトルとが混在している。
【００４３】
【発明の効果】本発明のアルミニウム又はアルミニウム
合金の表面処理方法は、設備が簡略であり処理費用が低
減できるとともに、優れた耐摩耗性，耐腐食性等を有す
る皮膜を提供できる。すなわち、本発明によれば、処理
条件が簡易であるため、設備が簡略化でき、得られる表
面被覆されたアルミニウム等は耐摩耗性に優れ、フリク
ション・ロスを低減できる。また、本発明の方法により
得られる膜は保護性があるため、処理条件によらず、ア
ルミニウム等の全面に均一な膜となり、膜厚の不均衡が
少ない。さらに、得られた膜は優れた耐腐食性を有し、
腐食環境下においても耐摩耗性に優れる。また、本発明
の方法により表面処理されたピストンは、耐摩耗性，耐
腐食性等に優れるので、優れた耐久性を有しており、各
種エンジンのピストンとして有効に用いることが可能で
ある。さらに、本発明によれば、アルミニウム又はアル
ミニウム合金製摺動部材の摺動面に被覆することで、エ
ンジンあるいはコンプレッサー等の摺動部材の耐久製が
向上する。例えば、エンジンのピストンに被覆すること
で、耐摩耗性，初期なじみ性，オイル保持性等が向上
し、その結果、耐久性の向上，フリクションの低減，エ
ンジン出力の向上，燃費の向上などの効果があり、その
産業上の意義は極めて大きい。
合金の表面処理方法は、設備が簡略であり処理費用が低
減できるとともに、優れた耐摩耗性，耐腐食性等を有す
る皮膜を提供できる。すなわち、本発明によれば、処理
条件が簡易であるため、設備が簡略化でき、得られる表
面被覆されたアルミニウム等は耐摩耗性に優れ、フリク
ション・ロスを低減できる。また、本発明の方法により
得られる膜は保護性があるため、処理条件によらず、ア
ルミニウム等の全面に均一な膜となり、膜厚の不均衡が
少ない。さらに、得られた膜は優れた耐腐食性を有し、
腐食環境下においても耐摩耗性に優れる。また、本発明
の方法により表面処理されたピストンは、耐摩耗性，耐
腐食性等に優れるので、優れた耐久性を有しており、各
種エンジンのピストンとして有効に用いることが可能で
ある。さらに、本発明によれば、アルミニウム又はアル
ミニウム合金製摺動部材の摺動面に被覆することで、エ
ンジンあるいはコンプレッサー等の摺動部材の耐久製が
向上する。例えば、エンジンのピストンに被覆すること
で、耐摩耗性，初期なじみ性，オイル保持性等が向上
し、その結果、耐久性の向上，フリクションの低減，エ
ンジン出力の向上，燃費の向上などの効果があり、その
産業上の意義は極めて大きい。
【図１】本発明によるピストンの概略図である。
【図２】本発明による表面処理皮膜の模式図である。
【図３】本発明による表面処理皮膜の模式図である。
【図４】皮膜断面の模式図である。
【図５】実施例１の処理液１により、生成した皮膜のＸ
線回折図である。
線回折図である。
【図６】実施例１の処理液２により、生成した皮膜のＸ
線回折図である。
線回折図である。
【図７】摩耗試験における摩耗痕の断面形状を表す図で
ある。
ある。
【図８】摩耗試験における摩耗体積をグラフにした図で
ある。
ある。
【図９】実施例１の処理液１により生成した皮膜の電子
顕微鏡観察写真である。
顕微鏡観察写真である。
【図１０】実施例１の処理液２により生成した皮膜の電
子顕微鏡観察写真である。
子顕微鏡観察写真である。
【図１１】実施例１の処理液１により生成した皮膜断面
の顕微鏡観察写真である。
の顕微鏡観察写真である。
【図１２】実施例１の処理液２により生成した皮膜断面
の顕微鏡観察写真である。
の顕微鏡観察写真である。
【図１３】実施例５による耐摩耗性試験の結果を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図１４】実施例６の処理液３により生成した皮膜のＸ
線回折図である。
線回折図である。
【図１５】実施例７の処理液４により生成した皮膜のＸ
線回折図である。
線回折図である。
【図１６】実施例８の処理液５により生成した皮膜のＸ
線回折図である。
線回折図である。
１ ピストン ２ 母材 ３ 皮膜 ４ リング溝 ５ スカート部 ６ ピン穴部 ７ 微細結晶 ８ 微細結晶の集合体 ９ シリコン １０ アルミニウム合金 １１ アルミニウム表面皮膜
Claims (8)
- 【請求項１】 アンモニウム化合物としてホウフッ化ア
ンモニウム若しくは塩化アンモニウム又はアンモニア水
と、ケイフッ化マグネシウムとを含む処理液を、７０℃
〜１００℃に加熱し、該処理液中にアルミニウム又はア
ルミニウム合金を浸漬することを特徴とする表面処理方
法。 - 【請求項２】 上記処理液が、水１００重量部に対しケ
イフッ化マグネシウム０.１〜２０重量部、及び、アン
モニウム化合物又はアンモニア水をアンモニウム量で
０.０１〜１０重量部含むことを特徴とする請求項１記
載の表面処理方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の表面処理方法に
よって、表面処理が施されたことを特徴とするピスト
ン。 - 【請求項４】 ピストンの表面に、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6と
ＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏとの混合物、又はＮＨ4ＭｇＡ
ｌＦ6とＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合物からなる皮膜
がコーティングされていることを特徴とするピストン。 - 【請求項５】 上記ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌＦ5・
１.５Ｈ2Ｏとの混合物、又はＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡ
ｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合物からなる皮膜が、ピストンリ
ング溝、ピストンピンボス、スカート、ピストンヘッド
及びピストン内面を含む全面にコーティングされている
ことを特徴とする請求項４記載のピストン。 - 【請求項６】 上記ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌＦ5・
１.５Ｈ2Ｏとの混合物、又はＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡ
ｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合物からなる皮膜の厚さが、１μ
ｍ〜２０μｍの範囲内にあることを特徴とする請求項４
又は５に記載のピストン。 - 【請求項７】 アルミニウム又はアルミニウム合金製母
材からなる摺動部材において、該摺動部材全体又は摺動
面に、ＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏとの
混合物、又はＮＨ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏ
との混合物からなる皮膜であって、立方晶系に属し、配
向性を有しない皮膜が被覆されていることを特徴とする
摺動部材。 - 【請求項８】 アルミニウム又はアルミニウム合金の表
面に形成されるシリコン粒子を分散含有するＮＨ4Ｍｇ
ＡｌＦ6とＭｇＡｌＦ5・１.５Ｈ2Ｏとの混合物、又はＮ
Ｈ4ＭｇＡｌＦ6とＭｇＡｌ2Ｆ8・２Ｈ2Ｏとの混合物から
なる皮膜であって、該皮膜中に分散するシリコン粒子含
有量が１〜２４重量％であり、かつ、該アルミニウム合
金中のシリコン含有量が４〜２４重量％であることを特
徴とするアルミニウム合金の表面処理皮膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000116253A JP3832709B2 (ja) | 1999-04-28 | 2000-04-18 | アルミニウム製又はアルミニウム合金製ピストン、摺動部材及びアルミニウム合金の表面処理皮膜 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12091799 | 1999-04-28 | ||
| JP11-120917 | 1999-04-28 | ||
| JP2000116253A JP3832709B2 (ja) | 1999-04-28 | 2000-04-18 | アルミニウム製又はアルミニウム合金製ピストン、摺動部材及びアルミニウム合金の表面処理皮膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001011648A true JP2001011648A (ja) | 2001-01-16 |
| JP3832709B2 JP3832709B2 (ja) | 2006-10-11 |
Family
ID=26458404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000116253A Expired - Lifetime JP3832709B2 (ja) | 1999-04-28 | 2000-04-18 | アルミニウム製又はアルミニウム合金製ピストン、摺動部材及びアルミニウム合金の表面処理皮膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3832709B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002317763A (ja) * | 2001-04-18 | 2002-10-31 | Taiho Kogyo Co Ltd | コンプレッサの摺動部材 |
-
2000
- 2000-04-18 JP JP2000116253A patent/JP3832709B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002317763A (ja) * | 2001-04-18 | 2002-10-31 | Taiho Kogyo Co Ltd | コンプレッサの摺動部材 |
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|---|---|
| JP3832709B2 (ja) | 2006-10-11 |
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