JP2010255038A - Surface treatment method and sliding member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アルミニウム或いはアルミニウム合金への表面処理方法等に関し、特に内燃機関のピストンスカート部等の摺動部材の摩擦損失の低減等をするための技術に関する。 The present invention relates to a surface treatment method for aluminum or an aluminum alloy, and more particularly to a technique for reducing friction loss of a sliding member such as a piston skirt portion of an internal combustion engine.
特許文献1(実開昭63−196450号公報)には内燃機関のピストン外周面に潤滑用皮膜をコーティングすることで境界潤滑時の摩擦係数を低減して摩擦損失の低減を図る技術が開示されている。 Patent Document 1 (Japanese Utility Model Publication No. 63-196450) discloses a technique for reducing the friction loss by coating the outer peripheral surface of the piston of the internal combustion engine with a lubricating film to reduce the friction coefficient during boundary lubrication. ing.
非特許文献1(発明協会公開技報、公技番号89−20142)には、ピストンスカート部にフッ素樹脂などの潤滑用皮膜を形成し、オイルの保持性(かつオイル上がりの低減)を高めるために、皮膜を形成しない切れ目部を複数形成することが開示されている。この技術によれば、皮膜周囲へのオイルの保持性を高めることができる。しかし、切れ目部がシリンダボアとの面圧が高い部分と重なり、スカート部とシリンダボアが当たってしまい衝撃力が大きくなる(衝撃音が大きくなる)という問題があった。 Non-Patent Document 1 (Invention Association Open Technical Report, Official Technical Number 89-20142) is provided with a lubricating film such as a fluororesin on the piston skirt to improve oil retention (and reduce oil rise). In addition, it is disclosed that a plurality of cut portions not forming a film are formed. According to this technique, the retainability of oil around the film can be improved. However, there is a problem that the cut portion overlaps a portion where the surface pressure with the cylinder bore is high, and the skirt portion and the cylinder bore come into contact with each other to increase the impact force (impact noise increases).
そこで、特許文献2(特開2001−182612号公報)には、ピストンスカート部とシリンダボアとの面圧が低いスカート部下端にオイルが流入する溝部を形成することが開示されており、スカート部とシリンダボアが当たったときの衝撃音を低減するようにしている。 Therefore, Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-182612) discloses that a groove portion into which oil flows is formed at the lower end of the skirt portion where the surface pressure between the piston skirt portion and the cylinder bore is low. The impact sound when the cylinder bore hits is reduced.
ピストンスカート部等の摺動部材に形成される潤滑用皮膜は潤滑油(エンジンオイル)とのなじみ(濡れ性)が低いため、境界潤滑になり易いという問題がある。しかしながら、特許文献1及び特許文献2に開示された技術は、潤滑用皮膜とエンジンオイル、すなわち、潤滑用皮膜と潤滑油とのなじみ(濡れ性)を根本的に改善するものではない。
The lubrication film formed on the sliding member such as the piston skirt has a problem that it is likely to be boundary lubrication because it has low affinity (wetability) with the lubricating oil (engine oil). However, the techniques disclosed in
本発明は係る実情に鑑みてなされたものであり、境界潤滑の回避、及び、摩擦損失低減に向けた表面性状の根本的な改良を行うことで、摺動部材の摺動特性を向上させることを目的とする。 The present invention has been made in view of the actual situation, and improves the sliding characteristics of the sliding member by avoiding boundary lubrication and fundamentally improving the surface properties for reducing friction loss. With the goal.
本発明の表面処理方法は、アルミニウム或いはアルミニウム合金からなる部材の一部又は全部に潤滑用皮膜を形成し、前記部材を、70〜100℃の温度範囲のフッ素化合物とケイフッ化アンモニウムとを含む処理液に浸漬することを特徴とする。
また、本発明の摺動部材は、アルミニウム或いはアルミニウム合金からなる摺動部材であって、当該摺動部材の一部又は全部に潤滑用皮膜が形成され、前記潤滑用皮膜が70〜100℃の温度範囲のフッ素化合物とケイフッ化アンモニウムとを含む処理液に浸漬されて化成処理されていることを特徴とする。
In the surface treatment method of the present invention, a lubricating film is formed on a part or all of a member made of aluminum or an aluminum alloy, and the member is treated with a fluorine compound in a temperature range of 70 to 100 ° C. and ammonium silicofluoride. It is characterized by being immersed in a liquid.
Further, the sliding member of the present invention is a sliding member made of aluminum or an aluminum alloy, and a lubricating film is formed on a part or all of the sliding member, and the lubricating film is 70 to 100 ° C. It is characterized by being subjected to chemical conversion treatment by being immersed in a treatment liquid containing a fluorine compound in a temperature range and ammonium silicofluoride.
本発明によれば、潤滑用皮膜の潤滑油とのなじみ(濡れ性)を向上させることができ、潤滑用皮膜の摺動特性を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the familiarity (wetting property) of the lubricating film with the lubricating oil, and it is possible to improve the sliding characteristics of the lubricating film.
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
本発明に係る表面処理方法は、摺動部材に用いて好適な表面処理方法であり、摺動部材の摩擦損失の低減等を実現することで摺動特性の向上を図るものである。概要としては、アルミニウム或いはアルミニウム合金からなる摺動部材の一部又は全部に対して潤滑用皮膜を形成し、その後、摺動部材に化成処理を施すようにするものである。以下、詳しく説明する。 The surface treatment method according to the present invention is a surface treatment method suitable for use in a sliding member, and aims to improve sliding characteristics by realizing reduction of friction loss of the sliding member. As a summary, a lubricating film is formed on a part or all of a sliding member made of aluminum or an aluminum alloy, and thereafter, the sliding member is subjected to chemical conversion treatment. This will be described in detail below.
先ず、本発明に係る表面処理方法が対象とする摺動部材の材質或いは材料は、アルミニウム或いはアルミニウム合金である。アルミニウム或いはアルミニウム合金には、純アルミニウム、アルミニウム展伸材、アルミニウム鋳物、アルミニウム・ダイカスト材等が含まれ、本発明では、このような材質或いは材料で形成された摺動部材に対して、潤滑用皮膜の形成及び化成処理からなる表面処理を行うようにする。 First, the material or material of the sliding member targeted by the surface treatment method according to the present invention is aluminum or an aluminum alloy. Aluminum or aluminum alloy includes pure aluminum, aluminum wrought material, aluminum casting, aluminum die-cast material, etc. In the present invention, sliding members made of such material or material are used for lubrication. Surface treatment consisting of film formation and chemical conversion treatment is performed.
摺動部材の一部又は全部に対して形成する潤滑用皮膜は、潤滑性、耐摩耗性、耐熱性、加工性等に優れるポリアミドイミドを用いるか、又は、ポリアミドイミドに汎用性の高い固体潤滑剤としての黒鉛(グラファイト)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤を含有させたものを用いて形成するようにする。また、潤滑用皮膜の形成については、印刷法やスプレー法により任意の箇所に行うようにする。 The lubrication film to be formed on a part or all of the sliding member uses polyamide imide that is excellent in lubricity, wear resistance, heat resistance, workability, etc. It is formed by using a solid lubricant such as graphite (graphite), PTFE (polytetrafluoroethylene) or molybdenum disulfide as an agent. In addition, the formation of the lubricating film is performed at an arbitrary location by a printing method or a spray method.
そして、本発明に係る化成処理は、脱脂、エッチング、脱スマットの後に施すようにする。なお、脱脂では、アルミニウム表面に付着した油脂分や汚れを除去し、エッチングでは、脱脂では除去できないアルミニウム表面の汚れや傷の除去を行い、脱スマットでは、エッチングの際に表面に残ったアルミニウムに含まれる不純物を酸性水溶液により除去する。脱脂、エッチング及び脱スマットは、潤滑用皮膜の形成後に行われるが、この工程による潤滑用皮膜への密着不良等のダメージはない。 The chemical conversion treatment according to the present invention is performed after degreasing, etching, and desmutting. Degreasing removes oils and dirt adhered to the aluminum surface, etching removes dirt and scratches on the aluminum surface that cannot be removed by degreasing, and desmutting removes the aluminum remaining on the surface during etching. Impurities contained are removed with an acidic aqueous solution. Degreasing, etching and desmutting are performed after the formation of the lubricating film, but there is no damage such as poor adhesion to the lubricating film due to this process.
脱脂、エッチング、脱スマットの後に施す化成処理は、70〜100℃の温度範囲のフッ素化合物およびケイフッ化アンモニウムを含む化成処理水溶液に、摺動部材を3〜5分間浸漬することで行う。 The chemical conversion treatment performed after degreasing, etching, and desmutting is performed by immersing the sliding member in a chemical conversion treatment aqueous solution containing a fluorine compound and ammonium silicofluoride in a temperature range of 70 to 100 ° C. for 3 to 5 minutes.
ここで、フッ素化合物とは、ケイフッ化アンモニウムを除くフッ素化合物を意味するものとし、具体的には、ケイフッ化マグネシウム(MgSiF6・6H2O)、ケイフッ化亜鉛(ZnSiF6・6H2O)、ケイフッ化カリウム(K2SiF6)、ケイフッ化ソーダ(Na2SiF6)、ケイフッ化マンガン(MnSiF6・6H2O)等のケイフッ化塩、ホウフッ化塩、フッ化ジルコニウム塩、フッ化チタン等が含まれる。これらのフッ素化合物の中でも、ケイフッ化塩が好ましく用いられ、特にケイフッ化マグネシウム、ケイフッ化マンガン等が好ましい。 Here, the fluorine compound means a fluorine compound excluding ammonium silicofluoride, specifically, magnesium silicofluoride (MgSiF 6 .6H 2 O), zinc silicofluoride (ZnSiF 6 .6H 2 O), Silicate fluoride such as potassium silicofluoride (K 2 SiF 6 ), sodium silicofluoride (Na 2 SiF 6 ), manganese silicofluoride (MnSiF 6 .6H 2 O), borofluoride, zirconium fluoride, titanium fluoride, etc. Is included. Among these fluorine compounds, silicofluoride salts are preferably used, and magnesium silicofluoride and manganese silicofluoride are particularly preferred.
また、化成処理水溶液には、水100重量部に対して、フッ素化合物が0.1〜20重量部、より好ましくは0.2〜15重量部、ケイフッ化アンモニウムが0.05〜15重量部、より好ましくは0.1〜10重量部が含まれる。 Moreover, in the chemical conversion treatment aqueous solution, 0.1 to 20 parts by weight of a fluorine compound, more preferably 0.2 to 15 parts by weight, and 0.05 to 15 parts by weight of ammonium silicofluoride with respect to 100 parts by weight of water, More preferably, 0.1 to 10 parts by weight are included.
また、化成処理水溶液の温度範囲を70〜100℃とするのは、70℃未満であると反応が遅くなり、100℃よりも高くすると蒸発が多くなってしまい好ましくないという理由による。また、浸漬時間を3〜5分とするのは、3分未満であると反応が不十分である場合があり、また反応が終了した場合には長く浸漬させても反応或いは形成される皮膜に何ら変化が生じないという理由による。 Moreover, the reason why the temperature range of the chemical conversion treatment aqueous solution is set to 70 to 100 ° C. is that the reaction is slow when it is less than 70 ° C., and the evaporation is increased when it is higher than 100 ° C. In addition, if the immersion time is 3 to 5 minutes, the reaction may be insufficient when the immersion time is less than 3 minutes. This is because there is no change.
本発明に係る表面処理方法では、上記で説明したような皮膜を形成した後、化成処理を行うことでなされる。化成処理後の摺動部材では、潤滑用皮膜が化成処理により表面性状が変化し、潤滑油(エンジンオイル等)とのなじみ(濡れ性)が格段に向上し、オイルの保持性能が向上する。また、潤滑用皮膜が形成されていない部分においては、その表面に、Al−OH−F化合物もしくはNH4−Mg−Al−F化合物、又は両者の混合物から成る化成処理皮膜が形成され、性状が改質された潤滑用皮膜部分とあいまって摺動部材全体の摺動特性が格段に向上する。 In the surface treatment method according to the present invention, a chemical conversion treatment is performed after the coating as described above is formed. In the sliding member after the chemical conversion treatment, the surface properties of the lubricating film are changed by the chemical conversion treatment, the familiarity (wetting property) with the lubricating oil (engine oil or the like) is remarkably improved, and the oil retention performance is improved. In the portion where the lubricating film is not formed, on its surface, Al-OH-F compound or NH 4 -Mg-Al-F compound, or a chemical conversion film consisting of a mixture of both is formed, the properties are Combined with the modified lubricating film portion, the sliding characteristics of the entire sliding member are significantly improved.
図1は、本発明に係る表面処理方法により表面処理を施した内燃機関におけるピストン10を示す図である。図1に示すように、ピストン10は、ピストンヘッド11、ピストンヘッド11の周面に形成されるピストンリング溝12、ピストンヘッド11の下端から形成されるピストンスカート部13、ピストンピンを挿通するピストンピンボス14を含んで構成される。ピストン10では、ピストンスカート部13の裏面に空間が形成されており、ピストン10のピストンヘッド11よりも下の部分は中空状となっている。
FIG. 1 is a view showing a
内燃機関で用いられるピストン10は、その摺動時にシリンダライナとピストンスカート部13との接触が生じる。そのためピストン10では、ピストンスカート部13に潤滑用皮膜(樹脂コート)を形成し(図1のノードを付した部位)、摩擦係数の増大を抑制するが、その後に本発明に係る化成処理を施すことで、一層の摺動特性の向上が図られている。
The
ピストン10につき本発明に係る化成処理をした後は、ピストンスカート部13に形成された潤滑用皮膜の表面性状が変化し、エンジンオイルとのなじみ(濡れ性)が格段に向上することになり、エンジンオイルの保持性能が向上する。この保持性能は、低温から高温まで発揮されるため、エンジンの始動時の潤滑がスムーズに行われるとともに、高負荷時においても摩擦係数の増大を大幅に抑制できることになる。
After the chemical conversion treatment according to the present invention for the
また、ピストンリング溝12とここに嵌合されるピストンリング及びピストンピンボス14とこれに挿通されるピストンピンの摺動部には潤滑油が十分に供給されない場合があると、従来から指摘されている。だが、ピストン10においては、潤滑用皮膜が形成された部分(ピストンスカート部13)以外の部分には、化成処理が施されることになる。このため、潤滑用皮膜が形成された部分以外の部分の表面に、Al−OH−F化合物もしくはNH4−Mg−Al−F化合物、又は両者の混合物から成る化成処理皮膜が形成される。詳しくは、ピストンヘッド11、ピストンリング溝12、ピストンピンボス14及びその挿通孔の内面、及びピストン10の内面に化成処理皮膜が形成される。その結果、化成処理により改質された潤滑用皮膜部分(ピストンスカート部13の表面)とあいまって、ピストン10全体の摺動特性が一層格段に向上し、内燃機関の燃費向上及び出力向上がなされることになる。
In addition, it has been pointed out that lubricating oil may not be sufficiently supplied to the sliding portion of the
なお、ここでは、本発明に係る表面処理を施したピストン10を説明したが、潤滑用皮膜が形成される部品(例えばその他の動力機関向けのピストン、軸受け)であれば、その効果は同様に発現されるため、本発明の適用範囲は広範である。
In addition, although the
以上のように本発明に係る表面処理方法によれば、潤滑用皮膜の潤滑油とのなじみ(濡れ性)を向上させることができ、摩擦損失の低減等により、潤滑用皮膜の摺動特性を向上させることができる。 As described above, according to the surface treatment method of the present invention, it is possible to improve the familiarity (wetting property) of the lubricating film with the lubricating oil, and to reduce the sliding loss of the lubricating film by reducing friction loss. Can be improved.
そして、このような表面処理を施したピストンを用いれば、エンジンオイルとのなじみ(濡れ性)が向上することで、エンジンオイルの保持性能が向上する。そしてこの保持性能は、低温から高温域まで発揮されるため、エンジンの始動時の潤滑がスムーズに行われるとともに、高負荷時においても摩擦係数の増大を大幅に抑制でき、結果として、摺動時に境界潤滑になることを避けることができ、燃費向上効果、出力向上効果を得ることができることになる。また、ピストンスカート部はその一面に潤滑用皮膜が形成されているため、ピストンスカート部とシリンダボアが当たったときの衝撃音を抑えることができる。 And if the piston which gave such a surface treatment is used, the holding | maintenance performance of engine oil will improve by improving familiarity (wetability) with engine oil. And since this holding performance is exhibited from low temperature to high temperature, lubrication at the start of the engine is performed smoothly, and the increase in the coefficient of friction can be greatly suppressed even at high loads, resulting in sliding. It is possible to avoid boundary lubrication, and to obtain a fuel efficiency improvement effect and an output improvement effect. Moreover, since the lubricating film is formed on one surface of the piston skirt portion, it is possible to suppress an impact sound when the piston skirt portion hits the cylinder bore.
また、ピストン10では、ピストンスカート部13以外の部分に潤滑用皮膜を形成していないが、このような態様では、アルミニウムの溶解が潤滑用皮膜の化成処理に影響し、潤滑用皮膜の化成処理による改質がスムーズに行われると考えられる。
Further, in the
なお、本発明は、表面処理の対象をアルミニウム或いはアルミニウム合金としているが、その対象部材にその他の鉄材等が鋳込まれたり、嵌合されても適用が可能であり、また、対象部材としてその他の鉄材等への適用の可能性も期待できる。 In addition, although the object of the surface treatment is aluminum or aluminum alloy in the present invention, it can be applied even if other iron materials are cast or fitted to the target member, and the target member is other The possibility of application to steel materials is also expected.
本発明に係る実施例1について説明する。実施例1では、ピストンに用いられる代表的なアルミ合金であるJIS AC8A鋳物材で製造された基準試験片に、樹脂バインダーとしてポリアミドイミドを使用して、固体潤滑剤としての潤滑用黒鉛を20〜30%含む皮膜を8μm形成した。 Example 1 according to the present invention will be described. In Example 1, a reference test piece manufactured from a JIS AC8A casting material, which is a typical aluminum alloy used for a piston, is made of polyamideimide as a resin binder, and graphite for lubrication as a solid lubricant is 20 to 20%. A film containing 30% was formed to 8 μm.
その後、80〜90℃に加熱されたケイフッ化マグネシウムとケイフッ化アンモニウムとを含む水溶液(処理液)に試験片を浸漬して3〜5分間化成処理した。 Then, the test piece was immersed in an aqueous solution (treatment liquid) containing magnesium silicofluoride and ammonium silicofluoride heated to 80 to 90 ° C., and subjected to chemical conversion treatment for 3 to 5 minutes.
試験片のエンジンオイルとのなじみ(濡れ性)は、処理した試験片上に5W30オイルを0.017g滴下することにより評価した。試験片温度としては、25℃、50℃、75℃で行った。その結果、化成処理無しの潤滑用皮膜ではオイルとの濡れ性が粘度の低い5W30であっても、25〜30°程度であったのに対し、化成処理を行った潤滑用皮膜では、10〜15°程度であり、化成処理を行わないものと比較してほぼ半分であり、オイルとの濡れ性が非常に高いことが確認できた。この結果を図2に示す。 The familiarity (wetability) of the test piece with the engine oil was evaluated by dropping 0.017 g of 5W30 oil on the treated test piece. As test piece temperature, it carried out at 25 degreeC, 50 degreeC, and 75 degreeC. As a result, the lubricating film without chemical conversion treatment had a wettability with oil of 5W30 having a low viscosity of about 25 to 30 °, whereas the lubricating film subjected to chemical conversion treatment had 10 to 10 It was about 15 °, almost half that of the case where no chemical conversion treatment was performed, and it was confirmed that the wettability with oil was very high. The result is shown in FIG.
なお、接触角は、固体の表面張力(γS)、液体の表面張力(γL)、固体と液体の界面張力(γSL)から、γS=γLcosθ+γSLの計算式が成り立ち、具体的にはtan(θ/2)=h/rから、θを求めたものである(なお、r:底辺の1/2,h:液滴の高さ)。接触角θは、なじみ(濡れ性)の評価値となるものであり、小さい程、なじみが良いと評価できる。 The contact angle is calculated from the following formula: γ S = γ L cos θ + γ SL based on the solid surface tension (γ S ), liquid surface tension (γ L ), and solid-liquid interface tension (γ SL ). Specifically, θ is obtained from tan (θ / 2) = h / r (where r is 1/2 of the bottom side and h is the height of the droplet). The contact angle θ is an evaluation value of the familiarity (wetting property), and the smaller the contact angle θ, the better the familiarity.
次に実施例2について説明する。実施例2では、ピストンに用いられる代表的なアルミ合金であるJIS AC8A鋳物材で製造された基準試験片に、樹脂バインダーとしてポリアミドイミドを使用して、固体潤滑剤としての潤滑用二硫化モリブデンを20%程度含む皮膜を7μm形成した。 Next, Example 2 will be described. In Example 2, a standard test piece manufactured from a JIS AC8A casting material, which is a typical aluminum alloy used for a piston, is made of polyamideimide as a resin binder and molybdenum disulfide for lubrication as a solid lubricant. A film containing about 20% was formed to 7 μm.
その後、80〜90℃に加熱されたケイフッ化マグネシウムとケイフッ化アンモニウムを含む水溶液に試験片を浸漬して3〜5分間化成処理した。 Thereafter, the test piece was immersed in an aqueous solution containing magnesium silicofluoride and ammonium silicofluoride heated to 80 to 90 ° C. and subjected to chemical conversion treatment for 3 to 5 minutes.
エンジンオイルとのなじみ(濡れ性)は、実施例1と同様に、処理した試験片上に5W30オイルを0.017g滴下することにより評価した。試験片温度は25℃、50℃、75℃で行った。その結果、実施例1とほぼ同じ結果が得られ、化成処理無しの潤滑用皮膜に対して化成処理を行った潤滑用皮膜の接触角はほぼ半分であった。 The familiarity (wetability) with the engine oil was evaluated by dropping 0.017 g of 5W30 oil onto the treated specimen in the same manner as in Example 1. The test piece temperature was 25 degreeC, 50 degreeC, and 75 degreeC. As a result, almost the same result as in Example 1 was obtained, and the contact angle of the lubricating film that was subjected to the chemical conversion treatment on the lubricating film without the chemical conversion treatment was approximately half.
次に実施例3について説明する。実施例3では、ピストンに用いられる代表的なアルミ合金であるJIS AC8A鋳物材で製造された基準試験片に、樹脂バインダーとしてポリアミドイミドを使用して、固体潤滑剤を含まない潤滑用皮膜10μmを形成した。
Next, Example 3 will be described. In Example 3, a standard test piece manufactured with a JIS AC8A casting material, which is a typical aluminum alloy used for a piston, is made of polyamideimide as a resin binder, and a
その後、80〜90℃に加熱されたケイフッ化マグネシウムとケイフッ化アンモニウムとを含む水溶液に試験片を浸漬して3〜5分間化成処理をした。 Then, the test piece was immersed in an aqueous solution containing magnesium silicofluoride and ammonium silicofluoride heated to 80 to 90 ° C. and subjected to chemical conversion treatment for 3 to 5 minutes.
エンジンオイルとのなじみ(濡れ性)は、実施例1,2と同様に、処理した試験片上に5W30オイルを0.017g滴下することにより、評価した。試験片温度は、25℃、50℃、75℃で行った。その結果、実施例1とほぼ同じ結果が得られ、化成処理無しの潤滑用皮膜に対して化成処理を行った潤滑用皮膜の接触角はほぼ半分であった。 The familiarity (wetability) with the engine oil was evaluated by dropping 0.017 g of 5W30 oil onto the treated test piece in the same manner as in Examples 1 and 2. The test piece temperature was 25 degreeC, 50 degreeC, and 75 degreeC. As a result, almost the same result as in Example 1 was obtained, and the contact angle of the lubricating film that was subjected to the chemical conversion treatment on the lubricating film without the chemical conversion treatment was approximately half.
次に実施例4について説明する。実施例4では、ピストンに用いられる代表的なアルミ合金であるJIS AC8A鋳物材で製造されたピストンに、樹脂バインダーとしてポリアミドイミドを使用して、固体潤滑剤としての潤滑用二硫化モリブデンを20%含む皮膜を、ピストンスカート部(図1参照)に6〜15μm形成した。 Next, Example 4 will be described. In Example 4, 20% of molybdenum disulfide for lubrication as a solid lubricant is used by using polyamideimide as a resin binder for a piston manufactured from a JIS AC8A casting material, which is a typical aluminum alloy used for pistons. A film containing 6 to 15 μm was formed on the piston skirt (see FIG. 1).
その後、80〜90℃に加熱されたケイフッ化マグネシウムとケイフッ化アンモニウムとを含む水溶液にピストンを浸漬して3〜5分間化成処理した。 Then, the piston was immersed in an aqueous solution containing magnesium silicofluoride and ammonium silicofluoride heated to 80 to 90 ° C. and subjected to chemical conversion treatment for 3 to 5 minutes.
その結果、ピストンスカート部では化成処理により表面性状が改質された潤滑用皮膜が形成され、また、ピストンリング溝、ピストンピスボス、ピストンヘッド、及びピストン内面には化成処理皮膜であるAl−OH−F化合物もしくはNH4−Mg−Al−F化合物、又は両者の混合物からなる化成処理皮膜が形成された。ピストンスカート部の表面性状の改質、及びピストンリング溝、ピストンピンボス、ピストンヘッド、及びピストン内面の表面処理による成膜により、摩擦損失を大幅に低減でき、出力の向上・燃費向上の効果を得ることができた。 As a result, a lubricating coating whose surface properties are modified by chemical conversion treatment is formed on the piston skirt, and Al-OH which is a chemical conversion coating is formed on the piston ring groove, piston piston boss, piston head, and piston inner surface. A chemical conversion film composed of the —F compound, the NH 4 —Mg—Al—F compound, or a mixture of both was formed. By modifying the surface properties of the piston skirt and forming a film by surface treatment of the piston ring groove, piston pin boss, piston head, and piston inner surface, friction loss can be greatly reduced, resulting in improved output and improved fuel efficiency. I was able to.
10 ピストン
11 ピストンヘッド
12 ピストンリング溝
13 ピストンスカート部
14 ピストンピンボス
10
Claims (8)
当該摺動部材の一部又は全部に潤滑用皮膜が形成され、
前記潤滑用皮膜が70〜100℃の温度範囲のフッ素化合物とケイフッ化アンモニウムとを含む処理液に浸漬されて化成処理されていることを特徴とする摺動部材。 A sliding member made of aluminum or an aluminum alloy,
A lubricating film is formed on part or all of the sliding member,
A sliding member, wherein the lubricating film is subjected to a chemical conversion treatment by being immersed in a treatment liquid containing a fluorine compound having a temperature range of 70 to 100 ° C. and ammonium silicofluoride.
前記潤滑用皮膜が形成された部位以外の部位に、Al−OH−F化合物もしくはNH4−Mg−Al−F化合物、又は両方の混合物から成る化成処理皮膜が形成されていることを特徴とする請求項4に記載の摺動部材。 The lubricating film is formed on a part of the sliding member,
A chemical conversion film made of an Al—OH—F compound, an NH 4 —Mg—Al—F compound, or a mixture of both is formed in a portion other than the portion where the lubricating film is formed. The sliding member according to claim 4.
ピストンスカート部に前記潤滑用皮膜が形成され、前記潤滑用皮膜が70〜100℃の温度範囲のフッ素化合物とケイフッ化アンモニウムとを含む処理液に浸漬されて化成処理されており、
前記潤滑用皮膜が形成されていない、ピストンリング溝、ピストンピンボス、ピストンヘッド、及びピストン内面には、Al−OH−F化合物もしくはNH4−Mg−Al−F化合物、又は両方の混合物から成る化成処理皮膜が形成されていることを特徴とする請求項5に記載の摺動部材。 The sliding member is a piston,
The lubricating coating is formed on the piston skirt, and the lubricating coating is immersed in a treatment solution containing a fluorine compound and ammonium silicofluoride in a temperature range of 70 to 100 ° C., and is subjected to chemical conversion treatment.
The piston ring groove, piston pin boss, piston head, and piston inner surface on which the lubricating film is not formed are formed of an Al—OH—F compound or NH 4 —Mg—Al—F compound, or a mixture of both. The sliding member according to claim 5, wherein a treatment film is formed.
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2009
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