JP2003147469A - アルミ合金摺動部材と相手摺動部材の組合せ - Google Patents
アルミ合金摺動部材と相手摺動部材の組合せInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い保油性が要求される部位にあっても、耐
摩耗性を確保しつつ、メタルコンタクトや凝着摩耗を抑
制し得るアルミ合金摺動部材と相手摺動部材の組合せを
提供すること。 【解決手段】 １０〜１８％のＳｉを添加元素として含
み、平均粒径３〜１５μｍの初晶Ｓｉの晶出したアルミ
合金から成る摺動部材と、これと摺動する相手摺動部材
の組合せである。アルミ合金摺動部材に含まれるＳｉ量
と、相手摺動部材の表面粗さＲｚが、Ｒｚ（μｍ）＜−
１．３＋０．１４７×Ｓｉ（％）…で表される関係を
満足する。アルミ合金摺動部材が、摺動方向と交差する
クロスハッチ加工目を有し、且つ摺動方向で計測した表
面粗さＲａが０．１〜０．５μｍである。
摩耗性を確保しつつ、メタルコンタクトや凝着摩耗を抑
制し得るアルミ合金摺動部材と相手摺動部材の組合せを
提供すること。 【解決手段】 １０〜１８％のＳｉを添加元素として含
み、平均粒径３〜１５μｍの初晶Ｓｉの晶出したアルミ
合金から成る摺動部材と、これと摺動する相手摺動部材
の組合せである。アルミ合金摺動部材に含まれるＳｉ量
と、相手摺動部材の表面粗さＲｚが、Ｒｚ（μｍ）＜−
１．３＋０．１４７×Ｓｉ（％）…で表される関係を
満足する。アルミ合金摺動部材が、摺動方向と交差する
クロスハッチ加工目を有し、且つ摺動方向で計測した表
面粗さＲａが０．１〜０．５μｍである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特定のアルミ合金
製の摺動部材と、これと摺動する相手材との組合せに係
り、更に詳細には、従来のアルミシリンダーブロックに
対し鋳鉄ライナーを含まないことで重量を大幅に低減し
たアルミ合金製のシリンダーボアから成るシリンダーブ
ロック等を想定した、アルミ合金摺動部材と相手摺動部
材の組合せにおける材料及び表面性状に関するものであ
る。
製の摺動部材と、これと摺動する相手材との組合せに係
り、更に詳細には、従来のアルミシリンダーブロックに
対し鋳鉄ライナーを含まないことで重量を大幅に低減し
たアルミ合金製のシリンダーボアから成るシリンダーブ
ロック等を想定した、アルミ合金摺動部材と相手摺動部
材の組合せにおける材料及び表面性状に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、燃費向上又は運動性能の向上
のために自動車部品の軽量化が行われている。その一つ
の方策として材料置換による軽量化が挙げられ、特に鉄
から比重の軽いアルミニウム等の軽金属への材料置換が
盛んに行われている。自動車用内燃機関においては、既
にアルミ合金製のシリンダーブロックが普及している
が、耐摩耗性又は耐焼付き性の要求されるシリンダーボ
ア部については鋳鉄ライナーを用いるのが通常である。
また、更に軽量化を狙ったものとして、ライナー材をア
ルミ合金に置換した例や、ライナー部分を無くしてシリ
ンダーブロック全体を耐摩耗性の高いアルミ合金に置き
換える例がある。
のために自動車部品の軽量化が行われている。その一つ
の方策として材料置換による軽量化が挙げられ、特に鉄
から比重の軽いアルミニウム等の軽金属への材料置換が
盛んに行われている。自動車用内燃機関においては、既
にアルミ合金製のシリンダーブロックが普及している
が、耐摩耗性又は耐焼付き性の要求されるシリンダーボ
ア部については鋳鉄ライナーを用いるのが通常である。
また、更に軽量化を狙ったものとして、ライナー材をア
ルミ合金に置換した例や、ライナー部分を無くしてシリ
ンダーブロック全体を耐摩耗性の高いアルミ合金に置き
換える例がある。
【０００３】かかる鋳鉄からアルミ合金への材料変更に
よる１番の問題は耐摩耗性の悪化である。アルミ合金か
ら成る摺動部材の摩耗量を低減する方法としては、摺動
部の表面粗さの平滑化に着目した発明（特開２００１−
２１４７１１号公報）が知られている。
よる１番の問題は耐摩耗性の悪化である。アルミ合金か
ら成る摺動部材の摩耗量を低減する方法としては、摺動
部の表面粗さの平滑化に着目した発明（特開２００１−
２１４７１１号公報）が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特に、
シリンダーボアと相手材ピストンリング間の摺動では、
潤滑油の供給はシリンダー下部からの拭きつけ又はクラ
ンクによる掻き上げのみで行われるにすぎず、且つ自重
で潤滑油が落下し易く、更には高温の燃焼ガスに曝され
るなどの理由から、上死点近傍部での油量は極端に少な
い。そのため、シリンダーボア面での保油性が機能上必
要となり、ボア面の粗さを一定以上の粗面（Ｒａ０．１
〜０．５）にしなければならず、上記公開公報の提案に
係る「平滑面として（Ｒａ＜０．１）相手攻撃性・自身
の摩耗を抑制する」ことを適用することはできない。ま
た、シリンダーボア面での保油量の不足により両者間で
のメタルコンタクトが発生し、これが凝着摩耗へ進行す
ることで、むしろ摩耗の悪化する可能性も考えられる。
シリンダーボアと相手材ピストンリング間の摺動では、
潤滑油の供給はシリンダー下部からの拭きつけ又はクラ
ンクによる掻き上げのみで行われるにすぎず、且つ自重
で潤滑油が落下し易く、更には高温の燃焼ガスに曝され
るなどの理由から、上死点近傍部での油量は極端に少な
い。そのため、シリンダーボア面での保油性が機能上必
要となり、ボア面の粗さを一定以上の粗面（Ｒａ０．１
〜０．５）にしなければならず、上記公開公報の提案に
係る「平滑面として（Ｒａ＜０．１）相手攻撃性・自身
の摩耗を抑制する」ことを適用することはできない。ま
た、シリンダーボア面での保油量の不足により両者間で
のメタルコンタクトが発生し、これが凝着摩耗へ進行す
ることで、むしろ摩耗の悪化する可能性も考えられる。
【０００５】本発明は、このような従来技術の有する課
題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、高い保油性が要求される部位にあっても、耐摩耗性
を確保しつつ、メタルコンタクトや凝着摩耗を抑制し得
るアルミ合金摺動部材と相手摺動部材の組合せを提供す
ることにある。
題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、高い保油性が要求される部位にあっても、耐摩耗性
を確保しつつ、メタルコンタクトや凝着摩耗を抑制し得
るアルミ合金摺動部材と相手摺動部材の組合せを提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、Ｓｉ量を低減した
特定のアルミ合金で摺動部材を形成し、相手摺動部材の
表面粗さを規定することにより、上記課題が解決される
ことを見出し、本発明を完成するに至った。
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、Ｓｉ量を低減した
特定のアルミ合金で摺動部材を形成し、相手摺動部材の
表面粗さを規定することにより、上記課題が解決される
ことを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】即ち、本発明の摺動部材の組合せは、１０
〜１８％のＳｉを添加元素として含み、平均粒径３〜１
５μｍの初晶Ｓｉの晶出したアルミ合金から成る摺動部
材と、これと摺動する相手摺動部材の組合せであって、
上記アルミ合金摺動部材に含まれるＳｉ量と、上記相手
摺動部材の表面粗さＲｚが、次式 Ｒｚ（μｍ）＜−１．３＋０．１４７×Ｓｉ（％）… で表される関係を満足することを特徴とする。
〜１８％のＳｉを添加元素として含み、平均粒径３〜１
５μｍの初晶Ｓｉの晶出したアルミ合金から成る摺動部
材と、これと摺動する相手摺動部材の組合せであって、
上記アルミ合金摺動部材に含まれるＳｉ量と、上記相手
摺動部材の表面粗さＲｚが、次式 Ｒｚ（μｍ）＜−１．３＋０．１４７×Ｓｉ（％）… で表される関係を満足することを特徴とする。
【０００８】また、本発明の摺動部材の組合せの好適形
態は、上記アルミ合金が、Ｓｉを１４．５〜１６．５
％、Ｃｕを３．０〜４．０％、Ｍｇを０．５５〜０．９
０％、Ｍｎを０．４０〜０．６０％、Ｃｒを０．０５〜
０．３０％、Ｔｉを０．０５〜０．１５％、Ｐを０．０
３〜０．０５％、Ｆｅを０．７〜１．２％、Ｚｎを１．
０％以下、Ｎｉを０．３％以下、Ｓｎを０．３％以下の
割合で含有し、且つＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ系の
金属間化合物が晶出しているアルミ合金であり、上記相
手摺動部材の摺動部の表面粗さがＲｚ０．８μｍ以下で
あることを特徴とする。
態は、上記アルミ合金が、Ｓｉを１４．５〜１６．５
％、Ｃｕを３．０〜４．０％、Ｍｇを０．５５〜０．９
０％、Ｍｎを０．４０〜０．６０％、Ｃｒを０．０５〜
０．３０％、Ｔｉを０．０５〜０．１５％、Ｐを０．０
３〜０．０５％、Ｆｅを０．７〜１．２％、Ｚｎを１．
０％以下、Ｎｉを０．３％以下、Ｓｎを０．３％以下の
割合で含有し、且つＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ系の
金属間化合物が晶出しているアルミ合金であり、上記相
手摺動部材の摺動部の表面粗さがＲｚ０．８μｍ以下で
あることを特徴とする。
【０００９】更に、本発明の摺動部材の組合せの他の好
適形態は、上記アルミ合金摺動部材が、摺動方向と交差
するクロスハッチ加工目を有し、且つ摺動方向で計測し
た表面粗さＲａが０．１〜０．５μｍであることを特徴
とする。
適形態は、上記アルミ合金摺動部材が、摺動方向と交差
するクロスハッチ加工目を有し、且つ摺動方向で計測し
た表面粗さＲａが０．１〜０．５μｍであることを特徴
とする。
【００１０】更にまた、本発明の摺動部材の組合せの更
に他の好適形態は、上記相手摺動部材が粒子分散メッキ
で表面処理されており、この粒子分散メッキのマトリク
スは、Ｐを０．２〜１０％、Ｃｏを１０〜４０％の割合
で含み、残分がＮｉであり、且つ分散される硬質粒子が
窒化珪素であり、その平均粒径が０．５〜２μｍ、面積
率が１０〜３０面積％であることを特徴とする。
に他の好適形態は、上記相手摺動部材が粒子分散メッキ
で表面処理されており、この粒子分散メッキのマトリク
スは、Ｐを０．２〜１０％、Ｃｏを１０〜４０％の割合
で含み、残分がＮｉであり、且つ分散される硬質粒子が
窒化珪素であり、その平均粒径が０．５〜２μｍ、面積
率が１０〜３０面積％であることを特徴とする。
【００１１】また、本発明の摺動部材の組合せの他の好
適形態は、上記相手摺動部材の摺動面に、二硫化モリブ
デン、グラファイト、三酸化アンモチン及びポリ四フッ
化エチレンから成る群より選ばれた少なくとも１種のも
のの粒子を含む、ポリアミドイミドをマトリクスとした
焼成膜を成膜したことを特徴とする。
適形態は、上記相手摺動部材の摺動面に、二硫化モリブ
デン、グラファイト、三酸化アンモチン及びポリ四フッ
化エチレンから成る群より選ばれた少なくとも１種のも
のの粒子を含む、ポリアミドイミドをマトリクスとした
焼成膜を成膜したことを特徴とする。
【００１２】
【作用】本発明においては、摺動部材に用いるアルミ合
金に含まれるＳｉ量を低減し、この低減による摩耗の悪
化代を、相手摺動部材の表面粗さをアルミ合金に含まれ
るＳｉ量に応じて平滑化することにより相殺するか、又
は当該アルミ合金摺動部材の耐摩耗性を向上させた。こ
れにより、本発明によれば、軽量で十分な耐摩耗性を持
ち、代表的には、被削性や生産性に優れたアルミ合金製
のシリンダーボアとピストンリングとの組合せが得られ
る。
金に含まれるＳｉ量を低減し、この低減による摩耗の悪
化代を、相手摺動部材の表面粗さをアルミ合金に含まれ
るＳｉ量に応じて平滑化することにより相殺するか、又
は当該アルミ合金摺動部材の耐摩耗性を向上させた。こ
れにより、本発明によれば、軽量で十分な耐摩耗性を持
ち、代表的には、被削性や生産性に優れたアルミ合金製
のシリンダーボアとピストンリングとの組合せが得られ
る。
【００１３】なお、耐摩耗性を要求される部材につき従
来使用されているアルミ合金としてＡ３９０合金（Ｓｉ
含有量：１６〜１８％）が知られており、従来は、ピス
トンリングの表面粗さを規定せずに、Ｓｉ含有量の多い
Ａ３９０合金を用い、硬質なＳｉ相を多くしたり、相手
材の攻撃によりＳｉ相が脱落しないよう重力鋳造を適用
してある一定以上の粗粒径とすること等によりボアの耐
摩耗性を確保していた。しかしながら、（１）合金中の
Ｓｉ量が多いほど溶湯温度は著しく上昇し型へのダメー
ジが大きくなり、また、（２）被削性が大幅に悪化して
工具費等が増加するといった不具合があった。これに対
し、本発明において、Ｓｉ含有量をＡ３９０合金よりも
低減すれば、上記（１）及び（２）の不具合を抑制する
ことが可能になる。
来使用されているアルミ合金としてＡ３９０合金（Ｓｉ
含有量：１６〜１８％）が知られており、従来は、ピス
トンリングの表面粗さを規定せずに、Ｓｉ含有量の多い
Ａ３９０合金を用い、硬質なＳｉ相を多くしたり、相手
材の攻撃によりＳｉ相が脱落しないよう重力鋳造を適用
してある一定以上の粗粒径とすること等によりボアの耐
摩耗性を確保していた。しかしながら、（１）合金中の
Ｓｉ量が多いほど溶湯温度は著しく上昇し型へのダメー
ジが大きくなり、また、（２）被削性が大幅に悪化して
工具費等が増加するといった不具合があった。これに対
し、本発明において、Ｓｉ含有量をＡ３９０合金よりも
低減すれば、上記（１）及び（２）の不具合を抑制する
ことが可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の摺動部材の組合せ
について詳細に説明する。なお、本明細書において、
「％」は特記しない限り質量百分率を示すものとする。
上述の如く、本発明の摺動部材の組合せは、１０〜１８
％のＳｉを含有し、平均粒径３〜１５μｍの初晶Ｓｉが
晶出したアルミ合金から成る摺動部材と、相手摺動部材
の組合せである。そして、アルミ合金摺動部材に含まれ
るＳｉ量と、相手摺動部材の表面粗さＲｚは、次式 Ｒｚ（μｍ）＜−１．３＋０．１４７×Ｓｉ（％）… で表される関係を満足する。
について詳細に説明する。なお、本明細書において、
「％」は特記しない限り質量百分率を示すものとする。
上述の如く、本発明の摺動部材の組合せは、１０〜１８
％のＳｉを含有し、平均粒径３〜１５μｍの初晶Ｓｉが
晶出したアルミ合金から成る摺動部材と、相手摺動部材
の組合せである。そして、アルミ合金摺動部材に含まれ
るＳｉ量と、相手摺動部材の表面粗さＲｚは、次式 Ｒｚ（μｍ）＜−１．３＋０．１４７×Ｓｉ（％）… で表される関係を満足する。
【００１５】本発明は、アルミ合金の組織における硬質
相の面積率、粒径及び摺動部の表面粗さについて、また
相手摺動部材の表面処理や表面粗さを規定することによ
り、アルミ合金の摩耗量を大幅に低減することを骨子と
する。本発明者らは、アルミ合金と相手摺動部材の各因
子を組合せた広範囲な摩擦試験を実施した結果、従来の
例にない、アルミ合金の摩耗抑制に有効な各因子の規定
方法、及びその数値範囲を新たに見出した。これらの実
験で得られた知見をもとに、本発明を説明する。
相の面積率、粒径及び摺動部の表面粗さについて、また
相手摺動部材の表面処理や表面粗さを規定することによ
り、アルミ合金の摩耗量を大幅に低減することを骨子と
する。本発明者らは、アルミ合金と相手摺動部材の各因
子を組合せた広範囲な摩擦試験を実施した結果、従来の
例にない、アルミ合金の摩耗抑制に有効な各因子の規定
方法、及びその数値範囲を新たに見出した。これらの実
験で得られた知見をもとに、本発明を説明する。
【００１６】上述のように、本発明では、アルミ合金に
添加するＳｉ量（％）と、アルミ合金の耐摩耗性に重要
な初晶Ｓｉの粒径（μｍ）の範囲について規定し、更に
相手摺動部材の表面粗さ（Ｒｚ）との間に、上記式を
適用して、アルミ合金中のＳｉ量を基に必要となる相手
材摺動部の表面粗さの規定を行った。この範囲において
アルミ合金の摩耗量を著しく低いレベルに抑えられる理
由として次の点が挙げられる。
添加するＳｉ量（％）と、アルミ合金の耐摩耗性に重要
な初晶Ｓｉの粒径（μｍ）の範囲について規定し、更に
相手摺動部材の表面粗さ（Ｒｚ）との間に、上記式を
適用して、アルミ合金中のＳｉ量を基に必要となる相手
材摺動部の表面粗さの規定を行った。この範囲において
アルミ合金の摩耗量を著しく低いレベルに抑えられる理
由として次の点が挙げられる。
【００１７】まず、第１に、アルミ合金に含まれるＳｉ
量を単に減少した場合、硬質なＳｉ相が減少するためア
ルミ合金の耐摩耗性が低下し摩耗量が増大する。この一
方で、アルミ合金の摩耗に大きな影響を及ぼす相手摺動
部材の表面粗さを平滑化することで、アルミ合金の摩耗
量を大きく軽減できる。そこで、アルミ合金中のＳｉ量
に対応して相手材の表面粗さを平滑化し、相手攻撃性を
抑制することで、Ｓｉ量が少なく耐摩耗性の低下した合
金材においても、摩耗量を十分少ないレベルに抑えるこ
とが可能となることを見出した。
量を単に減少した場合、硬質なＳｉ相が減少するためア
ルミ合金の耐摩耗性が低下し摩耗量が増大する。この一
方で、アルミ合金の摩耗に大きな影響を及ぼす相手摺動
部材の表面粗さを平滑化することで、アルミ合金の摩耗
量を大きく軽減できる。そこで、アルミ合金中のＳｉ量
に対応して相手材の表面粗さを平滑化し、相手攻撃性を
抑制することで、Ｓｉ量が少なく耐摩耗性の低下した合
金材においても、摩耗量を十分少ないレベルに抑えるこ
とが可能となることを見出した。
【００１８】第２に、初晶Ｓｉの平均粒径が１５μｍ以
下となるような緻密な組織では、耐摩耗性のキーとなる
硬質相が組織中に均質に分散するため、結果的に摩耗の
キーとなる軟質なα相が粗大とならず、α相が摩耗して
硬質相が脱落することにより摩耗が加速することを抑制
する点が挙げられる。摩擦試験後の摩耗面を詳細に観察
した結果、重力鋳造法のＡ３９０合金では、初晶Ｓｉが
多く析出するものの分散性は悪く、まばらに分布する箇
所も認められ、そのような部分ではα相が選択的に摩耗
して隣接するＳｉ相が脱落し、これらの２次粒子が基で
アブレッシブ状に摩耗している状態も確認された。しか
し、比較的Ｓｉ量の少ない合金であっても、例えばダイ
カスト法の適用等により硬質相が均一に分散した緻密な
組織を持つアルミ合金では、このような摩耗傾向は認め
られておらず、組織の緻密さが合金の耐摩耗性に寄与す
る証拠といえる。
下となるような緻密な組織では、耐摩耗性のキーとなる
硬質相が組織中に均質に分散するため、結果的に摩耗の
キーとなる軟質なα相が粗大とならず、α相が摩耗して
硬質相が脱落することにより摩耗が加速することを抑制
する点が挙げられる。摩擦試験後の摩耗面を詳細に観察
した結果、重力鋳造法のＡ３９０合金では、初晶Ｓｉが
多く析出するものの分散性は悪く、まばらに分布する箇
所も認められ、そのような部分ではα相が選択的に摩耗
して隣接するＳｉ相が脱落し、これらの２次粒子が基で
アブレッシブ状に摩耗している状態も確認された。しか
し、比較的Ｓｉ量の少ない合金であっても、例えばダイ
カスト法の適用等により硬質相が均一に分散した緻密な
組織を持つアルミ合金では、このような摩耗傾向は認め
られておらず、組織の緻密さが合金の耐摩耗性に寄与す
る証拠といえる。
【００１９】この点に関し、先行技術文献では、初晶Ｓ
ｉ相の粒径がある一定の大きさ以上でないと脱落が発生
し、期待したほどの耐摩耗性が得られないとの報告例も
あるが、例えば、本発明の主たる適用例であるピストン
リング／シリンダーボア間の摺動においては、接触部の
面圧が最大でも数十ＭＰａ以下と比較的低い点や、相手
材であるピストンリングの表面粗さが比較的平滑で相手
攻撃性が少ない点などから、ダイカスト法等による緻密
な組織で硬質相のサイズが非常に小さい状況において
も、むしろ合金の摩耗量を抑えることができることが確
認された。
ｉ相の粒径がある一定の大きさ以上でないと脱落が発生
し、期待したほどの耐摩耗性が得られないとの報告例も
あるが、例えば、本発明の主たる適用例であるピストン
リング／シリンダーボア間の摺動においては、接触部の
面圧が最大でも数十ＭＰａ以下と比較的低い点や、相手
材であるピストンリングの表面粗さが比較的平滑で相手
攻撃性が少ない点などから、ダイカスト法等による緻密
な組織で硬質相のサイズが非常に小さい状況において
も、むしろ合金の摩耗量を抑えることができることが確
認された。
【００２０】Ｓｉ量を１０％〜１８％とした理由は、１
０％未満の場合、式より相手材の粗さがＲｚ０．２以
下であることが必要であるが、Ｒｚ０．２を下回る粗さ
の相手材を用いても、表面粗さがアルミ合金との摺動に
より悪化し、いずれもＲｚ０．２を上回ってしまい、必
ずしも期待したほどの摩耗量低減効果が得られない。１
８％を超える場合は、被削性が大幅に悪化したり、溶湯
温度を高めざるを得ず鋳型へのダメージが増大したりす
るので好ましくない。
０％未満の場合、式より相手材の粗さがＲｚ０．２以
下であることが必要であるが、Ｒｚ０．２を下回る粗さ
の相手材を用いても、表面粗さがアルミ合金との摺動に
より悪化し、いずれもＲｚ０．２を上回ってしまい、必
ずしも期待したほどの摩耗量低減効果が得られない。１
８％を超える場合は、被削性が大幅に悪化したり、溶湯
温度を高めざるを得ず鋳型へのダメージが増大したりす
るので好ましくない。
【００２１】本発明で用いるアルミ合金の好適例として
は、Ｓｉを１４．５〜１６．５％、Ｃｕを３．０〜４．
０％、Ｍｇを０．５５〜０．９０％、Ｍｎを０．４０〜
０．６０％、Ｃｒを０．０５〜０．３０％、Ｔｉを０．
０５〜０．１５％、Ｐを０．０３〜０．０５％、Ｆｅを
０．７〜１．２％、Ｚｎを１．０％以下、Ｎｉを０．３
％以下、Ｓｎを０．３％以下の割合で含有し、且つＡｌ
−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ系の金属間化合物が晶出して
いるアルミ合金を挙げることができるが、この場合、相
手摺動部材の摺動部の表面粗さをＲｚ０．８μｍ以下に
することが望ましい。かかる好適アルミ合金を用いるこ
とにより、溶湯温度の低減や被削性の向上をいっそう確
実に実現できる。また、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ
系の金属間化合物は硬質であり、Ｓｉ量の低減により悪
化する耐摩耗性を改善する機能を果たす。
は、Ｓｉを１４．５〜１６．５％、Ｃｕを３．０〜４．
０％、Ｍｇを０．５５〜０．９０％、Ｍｎを０．４０〜
０．６０％、Ｃｒを０．０５〜０．３０％、Ｔｉを０．
０５〜０．１５％、Ｐを０．０３〜０．０５％、Ｆｅを
０．７〜１．２％、Ｚｎを１．０％以下、Ｎｉを０．３
％以下、Ｓｎを０．３％以下の割合で含有し、且つＡｌ
−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ系の金属間化合物が晶出して
いるアルミ合金を挙げることができるが、この場合、相
手摺動部材の摺動部の表面粗さをＲｚ０．８μｍ以下に
することが望ましい。かかる好適アルミ合金を用いるこ
とにより、溶湯温度の低減や被削性の向上をいっそう確
実に実現できる。また、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ
系の金属間化合物は硬質であり、Ｓｉ量の低減により悪
化する耐摩耗性を改善する機能を果たす。
【００２２】本発明において、上述のようなアルミ合金
から成るアルミ合金摺動部材は、その摺動部において、
保油性を維持するクロスハッチ加工目を有し、Ｒａ０．
１〜０．５μｍの表面粗さを有することが好ましい。か
かるクロスハッチ加工目は、摺動方向と交差するように
形成されていれば十分であるが、この摺動方向と６０〜
８０゜の角度をもって交差していることが好ましい。こ
れは、６０゜以上ならば溝による油保持効果が著しく高
まり、８０゜以下ならば加工目形成時の加工効率が著し
く向上するためである。なお、このクロスハッチ加工目
は、代表的にはホーニング加工やエッチング処理によっ
て形成することができるが、低コストの観点からはホー
ニング加工が好適である。また、表面粗さＲａは、上記
の摺動方向で計測したものを基準とする。
から成るアルミ合金摺動部材は、その摺動部において、
保油性を維持するクロスハッチ加工目を有し、Ｒａ０．
１〜０．５μｍの表面粗さを有することが好ましい。か
かるクロスハッチ加工目は、摺動方向と交差するように
形成されていれば十分であるが、この摺動方向と６０〜
８０゜の角度をもって交差していることが好ましい。こ
れは、６０゜以上ならば溝による油保持効果が著しく高
まり、８０゜以下ならば加工目形成時の加工効率が著し
く向上するためである。なお、このクロスハッチ加工目
は、代表的にはホーニング加工やエッチング処理によっ
て形成することができるが、低コストの観点からはホー
ニング加工が好適である。また、表面粗さＲａは、上記
の摺動方向で計測したものを基準とする。
【００２３】上述のようなクロスハッチ加工目を設ける
ことにより、溝による油保持効果が期待でき、潤滑油の
供給量が少ない部位におけるメタルコンタクトを抑制し
て、摩耗量を有効に低減できる。また、表面粗さＲａを
上記範囲に制御することにより、摺動面での油保持と初
期摩耗の抑制とが両立可能になる。これは、Ｒａが０．
１μｍ未満では溝による油保持効果が十分に発現され
ず、逆に０．５μｍを超えると初期摩耗の傾向が顕著に
なるためである。なお、相手材表面粗さについては、焼
付発生時に影響する傷を検知する観点からＲｚで規定し
ているが、アルミ合金摺動部材の表面粗さはＲｍａｘそ
の他の粗さの因子を含めた管理を行う観点からＲａで規
定している。
ことにより、溝による油保持効果が期待でき、潤滑油の
供給量が少ない部位におけるメタルコンタクトを抑制し
て、摩耗量を有効に低減できる。また、表面粗さＲａを
上記範囲に制御することにより、摺動面での油保持と初
期摩耗の抑制とが両立可能になる。これは、Ｒａが０．
１μｍ未満では溝による油保持効果が十分に発現され
ず、逆に０．５μｍを超えると初期摩耗の傾向が顕著に
なるためである。なお、相手材表面粗さについては、焼
付発生時に影響する傷を検知する観点からＲｚで規定し
ているが、アルミ合金摺動部材の表面粗さはＲｍａｘそ
の他の粗さの因子を含めた管理を行う観点からＲａで規
定している。
【００２４】一方、相手摺動部材としては、マトリクス
がＮｉ−Ｐ−Ｃｏ系の複合分散電解メッキで、分散され
る硬質粒子が窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）である粒子分散メ
ッキで摺動部を表面処理されているものが好ましい。こ
の理由は、１２００ＨＶ相当の硬質なＳｉ相を含むアル
ミ合金摺動部材との摺動においては、相手材の表面硬さ
がある一定以上の値でないとその摩耗が問題となること
があり、更に相手材からの摩耗粉（２次粒子）の排出が
結果的にアルミ合金摺動部材の摩耗増加にも繋がること
があるからである。このような理由から、メッキ硬さを
著しく向上する効果のある硬質粒子を分散し、熱による
耐摩耗性の悪化を抑制する効果が認められるＣｏを含ん
だＮｉ−Ｐ−Ｃｏをメッキのマトリクスとして選定する
ことが望ましいのである。
がＮｉ−Ｐ−Ｃｏ系の複合分散電解メッキで、分散され
る硬質粒子が窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）である粒子分散メ
ッキで摺動部を表面処理されているものが好ましい。こ
の理由は、１２００ＨＶ相当の硬質なＳｉ相を含むアル
ミ合金摺動部材との摺動においては、相手材の表面硬さ
がある一定以上の値でないとその摩耗が問題となること
があり、更に相手材からの摩耗粉（２次粒子）の排出が
結果的にアルミ合金摺動部材の摩耗増加にも繋がること
があるからである。このような理由から、メッキ硬さを
著しく向上する効果のある硬質粒子を分散し、熱による
耐摩耗性の悪化を抑制する効果が認められるＣｏを含ん
だＮｉ−Ｐ−Ｃｏをメッキのマトリクスとして選定する
ことが望ましいのである。
【００２５】ここで、複合分散電解メッキ成分について
説明すると、Ｐは熱処理によりメッキの硬さを向上する
効果があるが、その含有量は０．２〜１０％とすること
が好ましく、０．２％未満では熱硬化処理の効果が得ら
れないことがあり、１０％を超えると、硬度は増すが却
って脆くなり、耐摩耗悪化を招くことがある。また、Ｃ
ｏは合金基地の耐熱性や耐食性の改善、圧縮疲労強度の
向上に有効であるが、その含有量は１０〜４０％とする
ことが好ましく、１０％未満では上記効果が顕著に得ら
れず、４０％を超えても上記効果の顕著な増大がない。
説明すると、Ｐは熱処理によりメッキの硬さを向上する
効果があるが、その含有量は０．２〜１０％とすること
が好ましく、０．２％未満では熱硬化処理の効果が得ら
れないことがあり、１０％を超えると、硬度は増すが却
って脆くなり、耐摩耗悪化を招くことがある。また、Ｃ
ｏは合金基地の耐熱性や耐食性の改善、圧縮疲労強度の
向上に有効であるが、その含有量は１０〜４０％とする
ことが好ましく、１０％未満では上記効果が顕著に得ら
れず、４０％を超えても上記効果の顕著な増大がない。
【００２６】なお、メッキに分散する粒子の粒径には最
適値があり、それぞれ摩擦特性や摩耗特性により決定さ
れる。窒化珪素は、硬さがＨｖで２０００前後と高く、
粒子が０．５μｍ未満では、メッキ全体の硬さを増大す
る効果が得られずまた脱落し易く、アブレッシブ摩耗の
原因となることがある。一方、２μｍを超えると相手攻
撃性が強くなり、アルミ合金摺動部材の摩耗が悪化する
ことがある。
適値があり、それぞれ摩擦特性や摩耗特性により決定さ
れる。窒化珪素は、硬さがＨｖで２０００前後と高く、
粒子が０．５μｍ未満では、メッキ全体の硬さを増大す
る効果が得られずまた脱落し易く、アブレッシブ摩耗の
原因となることがある。一方、２μｍを超えると相手攻
撃性が強くなり、アルミ合金摺動部材の摩耗が悪化する
ことがある。
【００２７】また、窒化珪素の分散量については、１０
〜３０面積％に調整することが好ましく、１０面積％未
満ではメッキ硬さへの寄与が得られず、３０面積％を超
えると相手攻撃性が強くなるためアルミ合金摺動部材の
摩耗を増大させてしまうことがある。なお、摩擦試験後
のリング表面を詳細に観察すると、硬質粒子の窒化珪素
が摩耗によりメッキのマトリクスから表層に突出した形
態となっており、アルミ合金側の同じく摺動で突出した
Ｓｉ等の硬質相との間で、硬質相同士の摺動を引き起こ
していることが推定される。硬質相同士の摺動が、軟質
相との接触を抑制することで、双方の耐摩耗性向上に関
与し、且つ双方の突出した粒子間で油溜まりが形成され
ることから、摩耗のみでなく耐焼付き性にも寄与する。
〜３０面積％に調整することが好ましく、１０面積％未
満ではメッキ硬さへの寄与が得られず、３０面積％を超
えると相手攻撃性が強くなるためアルミ合金摺動部材の
摩耗を増大させてしまうことがある。なお、摩擦試験後
のリング表面を詳細に観察すると、硬質粒子の窒化珪素
が摩耗によりメッキのマトリクスから表層に突出した形
態となっており、アルミ合金側の同じく摺動で突出した
Ｓｉ等の硬質相との間で、硬質相同士の摺動を引き起こ
していることが推定される。硬質相同士の摺動が、軟質
相との接触を抑制することで、双方の耐摩耗性向上に関
与し、且つ双方の突出した粒子間で油溜まりが形成され
ることから、摩耗のみでなく耐焼付き性にも寄与する。
【００２８】更に、本発明においては、相手摺動材表面
に、二硫化モリブデン、グラファイト（黒鉛）、三酸化
アンモチン又はポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）及び
これらの任意の混合物の粒子を含み、ポリアミドイミド
系樹脂をマトリクスとした焼成膜を形成しておくことが
望ましい。かかる二硫化モリブデン等の固体潤滑材を含
む樹脂焼成膜を被覆することにより、初期のなじみ効果
が得られ、アルミ合金摺動部材との摺動における双方の
耐摩耗性をいっそう向上させることができる。なお、か
かる樹脂焼成膜は、上記粒子分散メッキ上に形成しても
よい。
に、二硫化モリブデン、グラファイト（黒鉛）、三酸化
アンモチン又はポリ四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）及び
これらの任意の混合物の粒子を含み、ポリアミドイミド
系樹脂をマトリクスとした焼成膜を形成しておくことが
望ましい。かかる二硫化モリブデン等の固体潤滑材を含
む樹脂焼成膜を被覆することにより、初期のなじみ効果
が得られ、アルミ合金摺動部材との摺動における双方の
耐摩耗性をいっそう向上させることができる。なお、か
かる樹脂焼成膜は、上記粒子分散メッキ上に形成しても
よい。
【００２９】本発明では、アルミ合金摺動部材との摺動
において耐摩耗性に影響する重要な因子はアルミ合金中
の初晶Ｓｉである。固体潤滑材を含む焼成膜には、加工
時に破砕されながら表面に残留した初晶Ｓｉ粒子が摺動
初期に脱落して生じる脱落粉（２次粒子）や、突出した
初晶Ｓｉ粒子の相手攻撃性を抑制する効果や、また摺動
部での均一な当たりだしを促進し（なじみ効果を発揮
し）、片当たりによる初晶Ｓｉ等の硬質粒子の脱落粉の
発生を抑える効果が期待できる。かかる効果は、固体潤
滑材が犠牲材として作用することで得られるものであ
る。また、これを保持するマトリクスとしては、これら
の固体潤滑効果を発揮できる軟質で成膜性に優れるもの
が好ましく、具体的には、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）
系の樹脂が挙げられる。
において耐摩耗性に影響する重要な因子はアルミ合金中
の初晶Ｓｉである。固体潤滑材を含む焼成膜には、加工
時に破砕されながら表面に残留した初晶Ｓｉ粒子が摺動
初期に脱落して生じる脱落粉（２次粒子）や、突出した
初晶Ｓｉ粒子の相手攻撃性を抑制する効果や、また摺動
部での均一な当たりだしを促進し（なじみ効果を発揮
し）、片当たりによる初晶Ｓｉ等の硬質粒子の脱落粉の
発生を抑える効果が期待できる。かかる効果は、固体潤
滑材が犠牲材として作用することで得られるものであ
る。また、これを保持するマトリクスとしては、これら
の固体潤滑効果を発揮できる軟質で成膜性に優れるもの
が好ましく、具体的には、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）
系の樹脂が挙げられる。
【００３０】以上に説明したように、本発明は所定のア
ルミ合金摺動部材と、摺動する相手材との組合せに係る
ものである。本発明によるアルミ合金摺動部材によれ
ば、既にライナーレスシリンダーブロックとして市場実
績のあるＡ３９０を用いた場合と同等以下の摩耗量を維
持しつつ、Ｓｉ量が少ないことによる被削性の大幅な向
上が望める。これに加えて、比較的冷却速度の早いダイ
カスト工法等を好適に適用できるため、摺動部材の生産
性向上も期待でき、低コストな製品を提供することが可
能となる。本発明によれば、低コストで耐摩耗性に優れ
たアルミ合金摺動部材と相手摺動部材の組合せを得るこ
とができる。
ルミ合金摺動部材と、摺動する相手材との組合せに係る
ものである。本発明によるアルミ合金摺動部材によれ
ば、既にライナーレスシリンダーブロックとして市場実
績のあるＡ３９０を用いた場合と同等以下の摩耗量を維
持しつつ、Ｓｉ量が少ないことによる被削性の大幅な向
上が望める。これに加えて、比較的冷却速度の早いダイ
カスト工法等を好適に適用できるため、摺動部材の生産
性向上も期待でき、低コストな製品を提供することが可
能となる。本発明によれば、低コストで耐摩耗性に優れ
たアルミ合金摺動部材と相手摺動部材の組合せを得るこ
とができる。
【００３１】
【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例により更に
詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定される
ものではない。
詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定される
ものではない。
【００３２】［性能評価］下記の表１及び表２に示すよ
うに、アルミ合金の組成（但し、Ｓｉ以外の成分比につ
いては表３に示す）、表面性状（加工目、粗さ）、相手
材の表面処理、粒子分散複合メッキの場合は分散粒子の
量、及び粒径を変化させて、各実施例及び比較例の試験
片を作成し、シリンダーボア／ピストンリングの摺動を
模擬した単体摩耗試験により評価を行った。なお、表１
及び表２中、「交差角度」は摺動方向に対するクロスハ
ッチ加工目の交差角度を示している。アルミ合金摺動部
材における摩耗量の低減を測定すべく、性能評価として
は、リングに相当する接触面摺動方向にＲ（曲面）のつ
いた棒材と、シリンダーボアに相当する平板プレートと
の組合せで摩耗試験を行い、一定時間摺動後の摩耗量を
計測した。試験は毎回新品の試験片、潤滑油を用いて試
験を行った。試験条件の詳細を以下に示す。また、試験
結果は表１及び表２に併記する。
うに、アルミ合金の組成（但し、Ｓｉ以外の成分比につ
いては表３に示す）、表面性状（加工目、粗さ）、相手
材の表面処理、粒子分散複合メッキの場合は分散粒子の
量、及び粒径を変化させて、各実施例及び比較例の試験
片を作成し、シリンダーボア／ピストンリングの摺動を
模擬した単体摩耗試験により評価を行った。なお、表１
及び表２中、「交差角度」は摺動方向に対するクロスハ
ッチ加工目の交差角度を示している。アルミ合金摺動部
材における摩耗量の低減を測定すべく、性能評価として
は、リングに相当する接触面摺動方向にＲ（曲面）のつ
いた棒材と、シリンダーボアに相当する平板プレートと
の組合せで摩耗試験を行い、一定時間摺動後の摩耗量を
計測した。試験は毎回新品の試験片、潤滑油を用いて試
験を行った。試験条件の詳細を以下に示す。また、試験
結果は表１及び表２に併記する。
【００３３】＜摩耗試験条件＞
押しつけ荷量：４９０Ｎ
接触状態：線接触
相手材寸法：幅４０ｍｍ、Ｒ部３０ｍｍ
摺動方法：周波数１０Ｈｚ、ストローク４０ｍｍ
供給油温：室温
潤滑油種：市販エンジン油、５Ｗ３０ＳＨ
潤滑方法：滴下式
試験時間：６０ｍｉｎ
【００３４】
【表１】
【００３５】
【表２】
【００３６】
【表３】
【００３７】表１より、実施例１〜２４はいずれも本発
明の範囲に属するものであり、アルミ合金摺動部材の摩
耗量が抑制されていることがわかる。比較例１〜比較例
１６は、本発明範囲外のものであるが、いずれもアルミ
合金摺動部材の摩耗量が多かったり、又は焼付の発生原
因となる相手材への凝着が確認されたものである（表２
参照）。比較例１〜比較例９は、アルミ合金中に含まれ
るＳｉ量に対する相手材の表面粗さがいずれも上記式
で規定した関係を満たさず、試験後の摩耗量は実施例に
比べ著しく多い結果となった（比較例１は摩耗量が少な
いものの凝着が確認された）。相手材粗さが粗いため
に、アルミ合金摺動部材中の硬質相が脱落して耐摩耗性
が悪化し、摩耗速度が増加したためと考えられる。更
に、比較例８、比較例９については、初晶Ｓｉの粒径が
本発明範囲より大きいことも、硬質層脱落の一因と考え
られる。
明の範囲に属するものであり、アルミ合金摺動部材の摩
耗量が抑制されていることがわかる。比較例１〜比較例
１６は、本発明範囲外のものであるが、いずれもアルミ
合金摺動部材の摩耗量が多かったり、又は焼付の発生原
因となる相手材への凝着が確認されたものである（表２
参照）。比較例１〜比較例９は、アルミ合金中に含まれ
るＳｉ量に対する相手材の表面粗さがいずれも上記式
で規定した関係を満たさず、試験後の摩耗量は実施例に
比べ著しく多い結果となった（比較例１は摩耗量が少な
いものの凝着が確認された）。相手材粗さが粗いため
に、アルミ合金摺動部材中の硬質相が脱落して耐摩耗性
が悪化し、摩耗速度が増加したためと考えられる。更
に、比較例８、比較例９については、初晶Ｓｉの粒径が
本発明範囲より大きいことも、硬質層脱落の一因と考え
られる。
【００３８】比較例１０は、アルミ合金中に含まれるＳ
ｉ量が少ないため、相手材の表面粗さも小さくしたが、
試験中、摺動によりリング粗さが悪化したため、結果的
に摩耗量が多かったと考えられる。比較例１１、比較例
１２は共に重力鋳造によるアルミ合金で、このため組織
の各相の粒径は大きく、本発明所定の粒径を満たさな
い。試験の結果、粗大な硬質相がまばらに分散する傾向
が認められ、各硬質粒子間の軟質なα相が選択的に摩耗
され、これに伴い硬質相が脱落し摩耗した様子が摩耗面
観察により確認された。比較例１３、比較例１４は連続
鋳造棒から切出したＴ／Ｐ（試験片）を用いた例である
が、このアルミ合金摺動部材は、重力鋳造材に対しては
僅かに冷却速度が速く組織が緻密化したものであるが、
本発明所定の粒径を満足していない。試験後の摩耗面は
重力鋳造材の摩耗試験品と同じ傾向を示し、硬質相の脱
落により緻密な組織を持つダイカスト材に比べ摩耗量が
増加したものと考えられる。
ｉ量が少ないため、相手材の表面粗さも小さくしたが、
試験中、摺動によりリング粗さが悪化したため、結果的
に摩耗量が多かったと考えられる。比較例１１、比較例
１２は共に重力鋳造によるアルミ合金で、このため組織
の各相の粒径は大きく、本発明所定の粒径を満たさな
い。試験の結果、粗大な硬質相がまばらに分散する傾向
が認められ、各硬質粒子間の軟質なα相が選択的に摩耗
され、これに伴い硬質相が脱落し摩耗した様子が摩耗面
観察により確認された。比較例１３、比較例１４は連続
鋳造棒から切出したＴ／Ｐ（試験片）を用いた例である
が、このアルミ合金摺動部材は、重力鋳造材に対しては
僅かに冷却速度が速く組織が緻密化したものであるが、
本発明所定の粒径を満足していない。試験後の摩耗面は
重力鋳造材の摩耗試験品と同じ傾向を示し、硬質相の脱
落により緻密な組織を持つダイカスト材に比べ摩耗量が
増加したものと考えられる。
【００３９】また、比較例１５は、相手材に分散される
硬質相Ｓｉ３Ｎ４の量が多く、相手攻撃性が強いために
アルミ合金摺動部材の摩耗量が多くなったと考えられ
る。比較例１６は、相手材に分散される硬質相Ｓｉ３Ｎ
４の粒径が大きく、更に表面粗さも粗く、相手攻撃性が
強いためにアルミ合金の摩耗量が多くなったと考えられ
る。更に、比較例１７は、アルミ合金摺動部材の表面粗
さをＲａ０．０３の鏡面仕上げ、相手材表面粗さをＲｚ
０．１の鏡面仕上げとしたものであるが、試験開始直後
の摩擦係数は低かったものの、わずか数分後で異常振動
が発生し、摩擦係数が急増して焼付が発生したので試験
を中止した。焼付発生に起因して部分的に２０μｍ以上
の深さの傷が発生した。シリンダーボア上死点を模擬し
た本試験条件では供給油量が少なく、本仕様のようにア
ルミ合金の保油性が少ない組合せでは潤滑状態がいっき
に悪化し、焼付発生に至ったものと考えられる。
硬質相Ｓｉ３Ｎ４の量が多く、相手攻撃性が強いために
アルミ合金摺動部材の摩耗量が多くなったと考えられ
る。比較例１６は、相手材に分散される硬質相Ｓｉ３Ｎ
４の粒径が大きく、更に表面粗さも粗く、相手攻撃性が
強いためにアルミ合金の摩耗量が多くなったと考えられ
る。更に、比較例１７は、アルミ合金摺動部材の表面粗
さをＲａ０．０３の鏡面仕上げ、相手材表面粗さをＲｚ
０．１の鏡面仕上げとしたものであるが、試験開始直後
の摩擦係数は低かったものの、わずか数分後で異常振動
が発生し、摩擦係数が急増して焼付が発生したので試験
を中止した。焼付発生に起因して部分的に２０μｍ以上
の深さの傷が発生した。シリンダーボア上死点を模擬し
た本試験条件では供給油量が少なく、本仕様のようにア
ルミ合金の保油性が少ない組合せでは潤滑状態がいっき
に悪化し、焼付発生に至ったものと考えられる。
【００４０】以上、本発明を好適実施例により詳細に説
明したが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変
形が可能である。例えば、本発明の摺動部材の組合せの
用途は、自動車エンジンのシリンダーボアとピストンリ
ングとの組合せに限定されるものではない。
明したが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変
形が可能である。例えば、本発明の摺動部材の組合せの
用途は、自動車エンジンのシリンダーボアとピストンリ
ングとの組合せに限定されるものではない。
【００４１】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、Ｓｉ量を低減した特定のアルミ合金で摺動部材を形
成し、相手摺動部材の表面粗さを規定することとしたた
め、高い保油性が要求される部位にあっても、耐摩耗性
を確保しつつ、メタルコンタクトや凝着摩耗を抑制し得
るアルミ合金摺動部材と相手摺動部材の組合せを提供す
ることができる。また、本発明の望ましい実施形態によ
れば、固体潤滑剤を含む樹脂焼成膜を被覆することによ
って得られる初期なじみ効果から、よりいっそうの耐摩
耗性が確保される。
ば、Ｓｉ量を低減した特定のアルミ合金で摺動部材を形
成し、相手摺動部材の表面粗さを規定することとしたた
め、高い保油性が要求される部位にあっても、耐摩耗性
を確保しつつ、メタルコンタクトや凝着摩耗を抑制し得
るアルミ合金摺動部材と相手摺動部材の組合せを提供す
ることができる。また、本発明の望ましい実施形態によ
れば、固体潤滑剤を含む樹脂焼成膜を被覆することによ
って得られる初期なじみ効果から、よりいっそうの耐摩
耗性が確保される。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ０２Ｆ 1/00 Ｆ０２Ｆ 1/00 Ｄ
Ｆ
Ｇ
(72)発明者 村田 聡
神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産
自動車株式会社内
(72)発明者 持田 修
神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産
自動車株式会社内
(72)発明者 西村 公男
神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産
自動車株式会社内
(72)発明者 田村 春香
新潟県柏崎市北斗町１−37 株式会社リケ
ン内
Ｆターム(参考） 3G024 AA22 AA23 AA24 FA06 FA07
GA01 GA10 HA07 HA08 HA12
4K044 AA01 AB10 BA06 BA11 BA18
BA19 BA21 BB03 BB11 BC01
CA17
Claims (6)
- 【請求項１】 １０〜１８％のＳｉを添加元素として含
み、平均粒径３〜１５μｍの初晶Ｓｉの晶出したアルミ
合金から成る摺動部材と、これと摺動する相手摺動部材
の組合せであって、 上記アルミ合金摺動部材に含まれるＳｉ量と、上記相手
摺動部材の表面粗さＲｚが、次式 Ｒｚ（μｍ）＜−１．３＋０．１４７×Ｓｉ（％）… で表される関係を満足することを特徴とする摺動部材の
組合せ。 - 【請求項２】 上記アルミ合金が、Ｓｉを１４．５〜１
６．５％、Ｃｕを３．０〜４．０％、Ｍｇを０．５５〜
０．９０％、Ｍｎを０．４０〜０．６０％、Ｃｒを０．
０５〜０．３０％、Ｔｉを０．０５〜０．１５％、Ｐを
０．０３〜０．０５％、Ｆｅを０．７〜１．２％、Ｚｎ
を１．０％以下、Ｎｉを０．３％以下、Ｓｎを０．３％
以下の割合で含有し、且つＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃ
ｒ系の金属間化合物が晶出しているアルミ合金であり、
上記相手摺動部材の摺動部の表面粗さがＲｚ０．８μｍ
以下であることを特徴とする請求項１に記載の摺動部材
の組合わせ。 - 【請求項３】 上記アルミ合金摺動部材が、摺動方向と
交差するクロスハッチ加工目を有し、且つ摺動方向で計
測した表面粗さＲａが０．１〜０．５μｍであることを
特徴とする請求項１又は２に記載の摺動部材の組合せ。 - 【請求項４】 上記クロスハッチ加工目の摺動方向との
交差角度が６０〜８０゜であることを特徴とする請求項
３に記載の摺動部材の組合せ。 - 【請求項５】 上記相手摺動部材が粒子分散メッキで表
面処理されており、この粒子分散メッキのマトリクス
は、Ｐを０．２〜１０％、Ｃｏを１０〜４０％の割合で
含み、残分がＮｉであり、且つ分散される硬質粒子が窒
化珪素であり、その平均粒径が０．５〜２μｍ、面積率
が１０〜３０面積％であることを特徴とする請求項１〜
４のいずれか１つの項に記載の摺動部材の組合せ。 - 【請求項６】 上記相手摺動部材の摺動面に、二硫化モ
リブデン、グラファイト、三酸化アンモチン及びポリ四
フッ化エチレンから成る群より選ばれた少なくとも１種
のものの粒子を含む、ポリアミドイミドをマトリクスと
した焼成膜を成膜したことを特徴とする請求項１〜５の
いずれか１つの項に記載の摺動部材の組合せ。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001339007A JP3690512B2 (ja) | 2001-11-05 | 2001-11-05 | アルミ合金摺動部材と相手摺動部材の組合せ |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2001339007A JP3690512B2 (ja) | 2001-11-05 | 2001-11-05 | アルミ合金摺動部材と相手摺動部材の組合せ |
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|---|---|
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| JP3690512B2 JP3690512B2 (ja) | 2005-08-31 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007059016A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-03-08 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 磁気ディスク装置 |
| JP5113737B2 (ja) * | 2006-02-28 | 2013-01-09 | 日本ピストンリング株式会社 | ピストンリング |
| CN106591640A (zh) * | 2016-11-18 | 2017-04-26 | 广州致远合金制品有限公司 | 一种耐磨铝合金 |
| CN110576166A (zh) * | 2019-10-21 | 2019-12-17 | 徐州市国艺铝合金包装箱有限公司 | 一种采用低温压铸的铝合金 |
-
2001
- 2001-11-05 JP JP2001339007A patent/JP3690512B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP4575253B2 (ja) * | 2005-08-26 | 2010-11-04 | ヒタチグローバルストレージテクノロジーズネザーランドビーブイ | 磁気ディスク装置 |
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