JP2011017277A - Metallic material sliding surface structure, cylinder for internal combustion engine, and metallic material sliding surface forming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面に形成された凸部分の先端にプラトー面を形成している金属材料摺動面構造、内燃機関用シリンダ及び金属材料摺動面形成方法に関する。 The present invention relates to a metal material sliding surface structure in which a plateau surface is formed at the tip of a convex portion formed on a surface, a cylinder for an internal combustion engine, and a metal material sliding surface forming method.
従来、金属材料の耐摩耗性を向上させる技術が存在する(例えば特許文献1〜3参照)。
特許文献1では、真空アーク放電によりアルミニウム合金材料の表面に硬化層を形成し、この硬化層形成時に生じたうねり状の湾曲の頂部を圧延により平滑な面としている。尚、この特許文献1には従来技術としてうねり状の湾曲の頂部を切削により平滑な面を形成する例も開示されている。
Conventionally, there exists a technique for improving the wear resistance of a metal material (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
In Patent Document 1, a hardened layer is formed on the surface of an aluminum alloy material by vacuum arc discharge, and the top of the undulating curve generated at the time of forming the hardened layer is made smooth by rolling. In addition, this patent document 1 also discloses an example in which a smooth surface is formed by cutting the top of a wavy curve as a prior art.
特許文献2では、カムシャフトのカム摺動部表面に対してプラズマアークなどの高密度エネルギーを照射して表面を再溶融し、こうして形成された表面硬化層をローラやプレートにより押圧して表面の凹凸を抑制し、その後、研磨仕上げしている。 In Patent Document 2, the surface of the cam sliding portion of the camshaft is irradiated with high-density energy such as plasma arc to remelt the surface, and the surface hardened layer thus formed is pressed by a roller or a plate to The unevenness is suppressed and then polished.
特許文献3では、アルミニウム製のシリンダブロックのシリンダボア内に溶射ガンにて溶射粉末をプラズマ溶射して溶射被膜を形成した後、ホーニング加工により表面に微小な気孔が有する溶射被膜を形成している。 In Patent Document 3, a spray coating is formed by plasma spraying a spray powder with a spray gun in a cylinder bore of an aluminum cylinder block, and then a spray coating having minute pores on the surface is formed by honing.
特許文献1のごとく真空アーク放電による作業では、金属材料を真空槽内に配置する必要があり、作業効率が低く生産ラインでは採用しにくい。更にシリンダブロックなどの大型な金属材料や多数のシリンダライナなどを同時に処理するには装置が巨大なものとなり現実的ではない。しかもうねり状の湾曲では凹部の深さや数は全体として十分に潤滑油を保持できるものではなく、スカッフ性など他部材との摺動特性が低く、耐摩耗性は不十分である。 In the work by vacuum arc discharge as in Patent Document 1, it is necessary to arrange a metal material in the vacuum chamber, and the work efficiency is low and it is difficult to adopt it in the production line. Furthermore, it is not realistic to process a large metal material such as a cylinder block or a large number of cylinder liners at the same time because the apparatus becomes huge. However, in the undulating curve, the depth and number of the concave portions as a whole cannot sufficiently hold the lubricating oil, and the sliding characteristics with other members such as scuffing properties are low, and the wear resistance is insufficient.
特許文献2についても、表面硬度の向上のみが目的であり、表面の凹凸は抑制しているので、潤滑油の保持はほとんどなく、スカッフ性など他部材との摺動特性が低く、耐摩耗性は不十分である。 Also in Patent Document 2, the only purpose is to improve the surface hardness, and since the surface irregularities are suppressed, there is almost no retention of lubricating oil, low sliding characteristics with other members such as scuffing, and wear resistance. Is insufficient.
特許文献3では、金属材料を基材としてその表面に別材料の溶射粉末により溶射被膜を形成している。このような溶射被膜をシリンダボアに形成した場合には、材質の違いにより、特に内燃機関の高温化による熱膨張差やピストンリングの摺動により、基材から溶射被膜が剥がれるおそれがあり、耐久性に問題を生じる。 In Patent Document 3, a metal material is used as a base material, and a thermal spray coating is formed on the surface of the thermal spray powder of another material. When such a thermal spray coating is formed on the cylinder bore, the thermal spray coating may be peeled off from the base material due to the difference in material, especially due to the difference in thermal expansion due to the high temperature of the internal combustion engine and the sliding of the piston ring. Cause problems.
この他、ECM(電解加工)により凹部を形成する手法が存在するが、電解加工液を用いるため廃液処理のため環境上の問題が生じる。
本発明は、溶射被膜を形成することなく金属材料の表面に硬化層を形成すると共に、廃液処理などを生じることなく潤滑油を十分に保持できる金属材料摺動面構造、内燃機関用シリンダ及び金属材料摺動面形成方法を目的とするものである。
In addition, there is a method of forming a recess by ECM (electrolytic machining), but since an electrolytic machining liquid is used, an environmental problem arises due to waste liquid treatment.
The present invention relates to a metal material sliding surface structure, a cylinder for an internal combustion engine, and a metal which can form a hardened layer on the surface of the metal material without forming a sprayed coating and can sufficiently retain lubricating oil without causing waste liquid treatment or the like. The object is a material sliding surface forming method.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用・効果について記載する。
請求項1に記載の金属材料摺動面構造は、金属材料の表面に形成された凹凸の内で凸部分の先端が除去されていることにより金属材料の表面に平行な一面に揃えられたプラトー面を形成している摺動面構造であって、前記凸部分の先端が除去される前の前記凹凸は、金属材料の表面に対してプラズマ照射による溶融がなされたことにより形成されたものであることを特徴とする。
In the following, means for achieving the above-mentioned purpose, and its operation and effect are described.
The metal material sliding surface structure according to claim 1 is a plateau that is aligned on one surface parallel to the surface of the metal material by removing the tip of the convex portion among the irregularities formed on the surface of the metal material. In the sliding surface structure forming a surface, the unevenness before the tip of the convex portion is removed is formed by melting the surface of the metal material by plasma irradiation. It is characterized by being.
このようにプラズマ照射により金属材料表面に形成された凹凸は、プラズマが衝突することにより、一瞬にして溶融した表面が激しい動揺を生じた後に瞬時に冷却されて凝固することにより形成されたものである。このため真空アーク放電のような、うねり状の湾曲ではなく、もっと凹凸変化の激しい、場合により袋状の凹部も存在するような表面凹凸形状が形成されている。しかも瞬間的な凝固により、非常に高硬度の凹凸表面となっている。 The unevenness formed on the surface of the metal material by the plasma irradiation as described above is formed by instantaneously cooling and solidifying after the surface that has melted in a moment is vigorously shaken by the collision of the plasma. is there. For this reason, not a wavy curve as in the vacuum arc discharge, but a surface uneven shape is formed in which the unevenness change is more severe, and in some cases a bag-like recess exists. In addition, due to instantaneous solidification, the surface has a very high roughness.
この凹凸に対して凸部分の先端を除去してプラトー面を形成することにより、このプラトー面上にて、他部材が摺動可能となる。このプラトー面間に存在する凹部分は十分に潤滑油を保持できる陥入形状を呈していることから、他部材がプラトー面上を摺動する場合に凹部分から十分な潤滑油がプラトー面に供給されて、スカッフ性などの他部材との摺動特性が高いものとなる。 By removing the tip of the convex portion with respect to the unevenness to form a plateau surface, other members can slide on the plateau surface. Since the concave portions existing between the plateau surfaces have an indented shape that can sufficiently hold the lubricating oil, sufficient lubricating oil is supplied from the concave portions to the plateau surface when other members slide on the plateau surface. As a result, the sliding characteristics with other members such as scuffing properties become high.
しかも溶射被膜を形成することなく金属材料の表面に硬化層を形成しているため、熱膨張差や他部材の摺動による剥離のおそれがない。
更に金属材料摺動面構造形成時に電解加工液などの廃液は生じないので環境上の問題もない。
Moreover, since the hardened layer is formed on the surface of the metal material without forming a sprayed coating, there is no fear of peeling due to thermal expansion differences or sliding of other members.
Furthermore, there is no environmental problem since no waste liquid such as electrolytic processing liquid is generated when the metal material sliding surface structure is formed.
請求項2に記載の金属材料摺動面構造では、請求項1に記載の金属材料摺動面構造において、前記凸部分の先端の除去は、プラズマ照射後に研削によりなされたものであることを特徴とする。 In the metal material sliding surface structure according to claim 2, in the metal material sliding surface structure according to claim 1, removal of the tip of the convex portion is performed by grinding after plasma irradiation. And
このように凸部分の先端除去は研削により可能であり、金属材料の表面に平行な一面に揃えられたプラトー面を形成した金属材料摺動面構造を容易に実現できる。
請求項3に記載の金属材料摺動面構造では、請求項2に記載の金属材料摺動面構造において、前記凸部分の先端の除去は、ホーニング加工により形成されたものであることを特徴とする。
Thus, the tip of the convex portion can be removed by grinding, and a metal material sliding surface structure in which a plateau surface aligned with one surface parallel to the surface of the metal material is formed can be easily realized.
The metal material sliding surface structure according to claim 3 is characterized in that, in the metal material sliding surface structure according to claim 2, the removal of the tip of the convex portion is formed by a honing process. To do.
すなわちホーニング砥石による研削によりプラトー面を形成でき、このようなホーニング加工により、プラトー面自体も滑らかな面に形成できる。したがってプラトー面間の凹部分からの潤滑油により他部材の摺動をより円滑なものにでき、他部材との摺動特性が高い金属材料摺動面構造となる。 That is, the plateau surface can be formed by grinding with a honing grindstone, and the plateau surface itself can be formed into a smooth surface by such honing. Accordingly, the sliding of the other member can be made smoother by the lubricating oil from the concave portion between the plateau surfaces, and a metal material sliding surface structure having high sliding characteristics with the other member is obtained.
請求項4に記載の金属材料摺動面構造では、請求項3に記載の金属材料摺動面構造において、前記ホーニング加工は、弾性ホーニング砥石により行われたものであることを特徴とする。 The metal material sliding surface structure according to claim 4 is characterized in that, in the metal material sliding surface structure according to claim 3, the honing is performed by an elastic honing grindstone.
ホーニング加工としては、弾性ホーニング砥石を用いることができ、このことにプラトー面での摺動特性がより良好な金属材料摺動面構造にすることができる。
請求項5に記載の金属材料摺動面構造では、請求項1〜4のいずれか一項に記載の金属材料摺動面構造において、前記凹凸の内で凹部分の平均深さは、前記プラトー面から1.0〜20μmの範囲に存在することを特徴とする。
As the honing process, an elastic honing grindstone can be used, and for this, a metal material sliding surface structure with better sliding characteristics on the plateau surface can be obtained.
The metal material sliding surface structure according to claim 5, wherein in the metal material sliding surface structure according to any one of claims 1 to 4, an average depth of the concave portion of the irregularities is the plateau. It exists in the range of 1.0-20 micrometers from a surface.
凹部分の平均深さが1.0μmより浅いと潤滑油の保持性が低下して金属材料表面の耐摩耗性が低下する傾向にある。凹部分の平均深さが20μmより深いと潤滑油が必要以上に消費される傾向にある。 If the average depth of the concave portion is less than 1.0 μm, the retaining property of the lubricating oil is lowered and the wear resistance of the metal material surface tends to be lowered. When the average depth of the concave portion is deeper than 20 μm, the lubricating oil tends to be consumed more than necessary.
したがって前記範囲に凹部分の平均深さを設定することにより、潤滑油の保持性を高め、潤滑油の消費を抑制できる金属材料摺動面構造とすることができる。
請求項6に記載の金属材料摺動面構造では、請求項1〜5のいずれか一項に記載の金属材料摺動面構造において、前記凹凸が形成された領域の全面積における前記プラトー面の占める面積率が5〜70%であることを特徴とする。
Therefore, by setting the average depth of the concave portion within the above range, it is possible to obtain a metal material sliding surface structure that can improve the retention of the lubricating oil and suppress the consumption of the lubricating oil.
In the metal material sliding surface structure according to claim 6, in the metal material sliding surface structure according to any one of claims 1 to 5, the plateau surface in the entire area of the region where the irregularities are formed. The occupied area ratio is 5 to 70%.
プラトー面が占める面積率が5%より低い場合には潤滑油保持には十分であるが潤滑油消費量が高まり、他部材の摺動時でのプラトー面での面圧が過剰となり凸部分の強度低下と摺動特性が悪化する傾向にある。プラトー面が占める面積率が70%より高い場合には潤滑油の保持性が低下して摺動特性が悪化する傾向にある。 When the area ratio occupied by the plateau surface is lower than 5%, it is sufficient to hold the lubricating oil, but the amount of lubricating oil consumption increases, the surface pressure on the plateau surface when other members slide is excessive, and the convex portion There is a tendency for strength reduction and sliding properties to deteriorate. When the area ratio occupied by the plateau surface is higher than 70%, the retaining property of the lubricating oil is lowered and the sliding characteristics tend to be deteriorated.
したがって前記面積率にてプラトー面を形成することにより、潤滑油保持性、潤滑油消費性、摺動特性が良好な金属材料摺動面構造とすることができる。
請求項7に記載の金属材料摺動面構造では、請求項1〜6のいずれか一項に記載の金属材料摺動面構造において、前記プラトー面の1面当たりの平均面積が5μm2以上であることを特徴とする。
Therefore, by forming the plateau surface with the area ratio, a metal material sliding surface structure with good lubricating oil retention, lubricating oil consumption and sliding characteristics can be obtained.
In the metal material sliding surface structure according to claim 7, in the metal material sliding surface structure according to any one of claims 1 to 6, an average area per surface of the plateau surface is 5 μm 2 or more. It is characterized by that.
このように平均5μm2以上に、プラトー面の面積を設定することにより、特に摺動特性が良好な金属材料摺動面構造とすることができる。
請求項8に記載の金属材料摺動面構造では、請求項1〜7のいずれか一項に記載の金属材料摺動面構造において、前記金属材料はアルミニウム合金であることを特徴とする。
Thus, by setting the area of the plateau surface to an average of 5 μm 2 or more, a metal material sliding surface structure having particularly good sliding characteristics can be obtained.
In the metal material sliding surface structure according to claim 8, the metal material sliding surface structure according to any one of claims 1 to 7, wherein the metal material is an aluminum alloy.
自動車エンジン等の用途においてエンジンの軽量化及び熱伝導性の向上のため、金属材料としてアルミニウム合金を用いてシリンダブロックやシリンダライナが形成される。このようなアルミニウム合金においても、前述した摺動面構造を採用することにより、廃液処理などを生じることなく潤滑油を十分に保持でき、耐摩耗性等の耐久性を向上させた金属材料摺動面構造とすることができる。 In applications such as automobile engines, cylinder blocks and cylinder liners are formed using an aluminum alloy as a metal material in order to reduce engine weight and improve thermal conductivity. Even in such an aluminum alloy, by adopting the above-described sliding surface structure, it is possible to sufficiently hold the lubricating oil without causing waste liquid treatment and the like, and the sliding of the metal material with improved durability such as wear resistance. It can be a plane structure.
請求項9に記載の金属材料摺動面構造では、請求項8に記載の金属材料摺動面構造において、前記アルミニウム合金はケイ素を含んでいることを特徴とする。
このようにアルミニウム合金がケイ素を含む合金であることにより、アルミニウム合金内のケイ素の初晶が、プラズマ照射により微細化して凹凸状態の表面層に分散される。このことによりアルミニウム合金自体の高硬度化と共に、微細化ケイ素によって更に表面層の硬度が高くなるので、プラトー面の硬度と滑らかさを更に高めることができる。このため耐摩耗性が向上し、スカッフ性などの他部材との摺動特性が特に高い金属材料摺動面構造とすることができる。
The metal material sliding surface structure according to claim 9 is characterized in that, in the metal material sliding surface structure according to claim 8, the aluminum alloy contains silicon.
Thus, when the aluminum alloy is an alloy containing silicon, the primary crystal of silicon in the aluminum alloy is refined by plasma irradiation and dispersed in the uneven surface layer. As a result, the hardness of the aluminum alloy itself is increased and the hardness of the surface layer is further increased by the refined silicon, so that the hardness and smoothness of the plateau surface can be further increased. Therefore, the wear resistance is improved, and a metal material sliding surface structure having particularly high sliding characteristics with other members such as scuffing properties can be obtained.
請求項10に記載の金属材料摺動面構造では、請求項8又は9に記載の金属材料摺動面構造において、前記凹凸はプラズマ照射により硬度が140HV以上の状態で形成されているものであることを特徴とする。 In the metal material sliding surface structure according to claim 10, in the metal material sliding surface structure according to claim 8 or 9, the unevenness is formed in a state where the hardness is 140HV or more by plasma irradiation. It is characterized by that.
前述したごとくプラズマ照射後の瞬間的な凝固によりアルミニウム合金表面の凹凸は高硬度な状態に形成できる。アルミニウム合金の内でも、元の硬度(ビッカース硬度:HV)が低い種類(100〜110HV)であったとしても、140HV以上の凹凸を形成することが容易にできる。このように表面の凹凸を140HV以上の状態で形成していることにより、耐摩耗性等の摺動特性を特に向上させた金属材料摺動面構造とすることができる。 As described above, unevenness on the surface of the aluminum alloy can be formed in a high hardness state by instantaneous solidification after plasma irradiation. Even in the aluminum alloy, even if the original hardness (Vickers hardness: HV) is of a low type (100 to 110 HV), it is possible to easily form unevenness of 140 HV or higher. By forming the surface irregularities in a state of 140 HV or higher as described above, a metal material sliding surface structure with particularly improved sliding characteristics such as wear resistance can be obtained.
請求項11に記載の金属材料摺動面構造では、請求項10に記載の金属材料摺動面構造において、前記凹凸はプラズマ照射により硬度が140〜190HVの範囲で形成されているものであることを特徴とする。 The metal material sliding surface structure according to claim 11, wherein, in the metal material sliding surface structure according to claim 10, the irregularities are formed in a hardness range of 140 to 190 HV by plasma irradiation. It is characterized by.
このようにアルミニウム合金の凹凸部分が140〜190HVの範囲で形成されたものであることにより、耐摩耗性等の摺動特性を十分に向上させた金属材料摺動面構造とすることができる。 As described above, when the uneven portion of the aluminum alloy is formed in the range of 140 to 190 HV, a metal material sliding surface structure with sufficiently improved sliding characteristics such as wear resistance can be obtained.
請求項12に記載の金属材料摺動面構造では、請求項1〜11のいずれか一項に記載の金属材料摺動面構造において、前記プラズマ照射による溶融は、不活性ガスをプラズマ状にして金属材料の表面に照射したことにより行われたことを特徴とする。 In the metal material sliding surface structure according to claim 12, in the metal material sliding surface structure according to any one of claims 1 to 11, the melting by the plasma irradiation makes the inert gas into a plasma state. It was performed by irradiating the surface of the metal material.
アルゴンガスや窒素ガスなどと言った不活性ガスを用いてプラズマ照射することにより金属材料の表面に溶融と激しい動揺を生じさせて、高硬度な凹凸を形成することができる。 Irradiation with plasma using an inert gas such as argon gas or nitrogen gas can cause melting and violent shaking on the surface of the metal material, thereby forming irregularities with high hardness.
このような凹凸形成処理では、溶射粉末を用いていないので表面の硬化層と金属材料との熱膨張差や他部材の摺動による剥離のおそれがない金属材料摺動面構造とすることができる。更に電解加工液などの廃液は発生しないので加工工程にて環境上の問題を生じない金属材料摺動面構造とすることができる。 In such an unevenness forming process, since the thermal spray powder is not used, a metal material sliding surface structure can be obtained in which there is no fear of peeling due to a difference in thermal expansion between the hardened layer on the surface and the metal material or sliding of other members. . Furthermore, since no waste liquid such as electrolytic processing liquid is generated, a metal material sliding surface structure that does not cause environmental problems in the processing process can be obtained.
請求項13に記載の金属材料摺動面構造では、請求項1〜11のいずれか一項に記載の金属材料摺動面構造において、前記プラズマ照射による溶融は、大気をプラズマ状にして金属材料の表面に照射したことにより行われたことを特徴とする。 In the metal material sliding surface structure according to claim 13, in the metal material sliding surface structure according to any one of claims 1 to 11, the melting by the plasma irradiation causes the atmosphere to be in a plasma state and the metal material. It was carried out by irradiating the surface of
このように大気を用いてプラズマ照射しても良く、不活性ガスの場合と同様に高硬度な凹凸を有する金属材料摺動面構造とすることができる。大気であるのでプラズマ照射装置に貯蔵ボンベは必要なく、大気を吸い込んで用いれば良いので、金属材料摺動面構造形成時における加工コストが有利なものとなる。 In this manner, plasma irradiation may be performed using the atmosphere, and a metal material sliding surface structure having high hardness unevenness as in the case of an inert gas can be obtained. Since it is the atmosphere, there is no need for a storage cylinder in the plasma irradiation apparatus, and it is only necessary to suck the atmosphere and use it, so that the processing cost at the time of forming the metal material sliding surface structure becomes advantageous.
請求項14に記載の内燃機関用シリンダでは、内周面を、請求項1〜13のいずれか一項に記載の金属材料摺動面構造としたことを特徴とする。
このように内燃機関用シリンダとして、内周面が前記摺動面構造とされた金属材料を用いることにより、内周面をピストンリングが摺動しても、内周面に形成されている凹部分から十分な潤滑油がピストンリングとプラトー面との間に供給されて、スカッフ性などのピストンリングとの摺動特性が高い内燃機関用シリンダとすることができる。
An internal combustion engine cylinder according to a fourteenth aspect is characterized in that the inner peripheral surface has the metal material sliding surface structure according to any one of the first to thirteenth aspects.
Thus, by using a metal material whose inner peripheral surface has the sliding surface structure as a cylinder for an internal combustion engine, even if the piston ring slides on the inner peripheral surface, a recess formed on the inner peripheral surface Sufficient lubricating oil is supplied between the piston ring and the plateau surface, so that a cylinder for an internal combustion engine having high sliding characteristics with the piston ring such as scuffing can be obtained.
しかも内燃機関用シリンダの内周面に溶射被膜を形成することなく硬化層を形成しているため、熱膨張差やピストンリングの摺動による剥離のおそれがない。更に内燃機関用シリンダ内周面の加工時に電解加工液などの廃液は生じないので環境上の問題もない。 In addition, since the hardened layer is formed on the inner peripheral surface of the cylinder for the internal combustion engine without forming a sprayed coating, there is no fear of peeling due to a difference in thermal expansion or sliding of the piston ring. Furthermore, there is no environmental problem because no waste liquid such as electrolytic processing liquid is produced during the processing of the inner peripheral surface of the cylinder for an internal combustion engine.
請求項15に記載の内燃機関用シリンダでは、請求項14に記載の内燃機関用シリンダにおいて、シリンダライナとして形成されていることを特徴とする。
このように内燃機関用シリンダにおいて、内周面が前記摺動面構造とされたシリンダライナを用いることができ、前記請求項14に述べた作用・効果を生じる。
An internal combustion engine cylinder according to a fifteenth aspect is characterized in that the internal combustion engine cylinder according to the fourteenth aspect is formed as a cylinder liner.
Thus, in the cylinder for an internal combustion engine, a cylinder liner having an inner peripheral surface having the sliding surface structure can be used, and the operation and effect described in the fourteenth aspect are produced.
請求項16に記載の内燃機関用シリンダでは、請求項14に記載の内燃機関用シリンダにおいて、シリンダブロックと一体に形成されていることを特徴とする。
このようにシリンダライナでなくシリンダブロックと一体に形成されているシリンダに適用することができる。すなわちシリンダブロックと同一の金属材料にて一体に形成されているシリンダであっても、前述したごとくプラズマ照射による凹凸とプラトー面とを形成することにより、前記請求項14に述べた作用・効果を生じる。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the internal combustion engine cylinder according to the fourteenth aspect, the internal combustion engine cylinder is formed integrally with a cylinder block.
Thus, the present invention can be applied to a cylinder formed integrally with a cylinder block instead of a cylinder liner. That is, even if the cylinder is integrally formed of the same metal material as that of the cylinder block, by forming the unevenness and the plateau surface by the plasma irradiation as described above, the operation and effect described in the above-mentioned claim 14 can be achieved. Arise.
請求項17に記載の金属材料摺動面形成方法は、金属材料の表面をプラズマ照射により溶融及び動揺させることで凹凸を前記表面に形成して凝固させるプラズマ溶融粗面化工程と、前記プラズマ溶融粗面化工程後に、金属材料の表面に平行であって前記凹凸における厚さ方向の中間位置に設定した一面まで凸部分の先端を除去して、凸部分の先端にプラトー面を形成するプラトー面形成工程とを実行することを特徴とする。 The method for forming a metal material sliding surface according to claim 17 includes a plasma melting and roughening step in which irregularities are formed on the surface and solidified by melting and shaking the surface of the metal material by plasma irradiation, and the plasma melting After the roughening step, a plateau surface that forms a plateau surface at the front end of the convex portion by removing the front end of the convex portion up to one surface that is parallel to the surface of the metal material and is set at an intermediate position in the thickness direction of the unevenness The forming step is performed.
プラズマ溶融粗面化工程では、プラズマ照射により金属材料表面は一瞬にして溶融し、同時に液状化した表面部分は激しく動揺する。そしてプラズマ照射が終了すれば、直ちに表面より下の金属材料部分により吸熱されて表面は急速に冷却されて動揺時の凹凸状態を維持したまま凝固し、粗面化が完了する。 In the plasma melting and roughening step, the surface of the metal material is instantaneously melted by plasma irradiation, and at the same time, the liquefied surface portion is vigorously shaken. When the plasma irradiation is completed, heat is immediately absorbed by the metal material portion below the surface, and the surface is rapidly cooled to solidify while maintaining the uneven state at the time of shaking, and the roughening is completed.
このためプラズマ溶融粗面化工程後においては、従来の真空アーク放電のようなうねり状の湾曲ではなく、もっと凹凸変化の激しい表面形状が形成されている。しかも瞬間的な凝固により、非常に高硬度の凹凸状態となっている。 For this reason, after the plasma melting and roughening step, a surface shape with more rugged changes is formed instead of the undulating curve as in the conventional vacuum arc discharge. In addition, due to instantaneous solidification, it has a very high unevenness state.
そしてプラトー面形成工程では、この凹凸に対して凸部分の先端を一面に揃えて除去することによりプラトー面を形成する。
このようにして形成された金属材料摺動面は、プラトー面間に存在する凹部分は、十分に潤滑油を保持できる陥入状を呈している。このことから、他部材がプラトー面にて摺動する場合に凹部分から十分な潤滑油が供給されて、スカッフ性などの他部材との摺動特性が高い金属材料摺動面が形成できる。
In the plateau surface forming step, the plateau surface is formed by removing the protrusions so that the tips of the convex portions are aligned on one surface.
In the metal material sliding surface formed in this way, the concave portion existing between the plateau surfaces has an indented shape that can sufficiently hold the lubricating oil. Therefore, when the other member slides on the plateau surface, sufficient lubricating oil is supplied from the concave portion, and a metal material sliding surface having high sliding characteristics with the other member such as scuffing property can be formed.
しかも金属材料の表面を加工してその形状を高硬度の凹凸形状としているため、溶射被膜を形成することなく金属材料の表面に硬化層形成を可能としている。したがって熱膨張差や他部材の摺動による剥離のおそれがない金属材料摺動面が形成できる。 In addition, since the surface of the metal material is processed into a highly hard uneven shape, a hardened layer can be formed on the surface of the metal material without forming a sprayed coating. Therefore, it is possible to form a metal material sliding surface that does not have a fear of peeling due to a difference in thermal expansion or sliding of another member.
更に電解加工液などの廃液は生じないので、このような金属材料摺動面形成方法を実行しても環境上の問題が生じない。
請求項18に記載の金属材料摺動面形成方法では、請求項17に記載の金属材料摺動面形成方法において、前記プラトー面形成工程は、前記凸部分の先端を研削により除去することを特徴とする。
Further, since no waste liquid such as an electrolytic processing liquid is generated, no environmental problem occurs even if such a method for forming a sliding surface of a metal material is executed.
The metal material sliding surface forming method according to claim 18, wherein in the metal material sliding surface forming method according to claim 17, the plateau surface forming step removes a tip of the convex portion by grinding. And
このようにプラトー面形成工程では、凸部分の先端除去は研削により行うことで、凹凸における厚さ方向の中間位置にて、金属材料の表面に平行な一面に揃えられたプラトー面を容易に形成できる。 As described above, in the plateau surface forming process, by removing the tip of the convex portion by grinding, a plateau surface that is aligned with one surface parallel to the surface of the metal material can be easily formed at the intermediate position in the thickness direction of the unevenness. it can.
請求項19に記載の金属材料摺動面形成方法では、請求項18に記載の金属材料摺動面形成方法において、前記プラトー面形成工程は、前記研削をホーニング加工により行うことを特徴とする。 In the metal material sliding surface forming method according to claim 19, in the metal material sliding surface forming method according to claim 18, the plateau surface forming step is characterized in that the grinding is performed by honing.
プラトー面形成工程では、ホーニング砥石による研削によりプラトー面を形成することができる。このことにより滑らかなプラトー面を形成できる。このようなプラトー面を摺動面に形成できることにより、凹部分からの潤滑油と共に、他部材の摺動をより円滑なものにでき、他部材との摺動特性が高い金属材料摺動面構造となる。 In the plateau surface forming step, the plateau surface can be formed by grinding with a honing grindstone. As a result, a smooth plateau surface can be formed. By being able to form such a plateau surface on the sliding surface, it is possible to make the sliding of other members smoother together with the lubricating oil from the concave portion, and a metal material sliding surface structure with high sliding characteristics with other members. Become.
請求項20に記載の金属材料摺動面形成方法では、請求項19に記載の金属材料摺動面形成方法において、前記ホーニング加工は、弾性ホーニング砥石により行うことを特徴とする。 The metal material sliding surface forming method according to claim 20 is characterized in that, in the metal material sliding surface forming method according to claim 19, the honing is performed by an elastic honing grindstone.
プラトー面形成工程で行うホーニング加工としては、弾性ホーニング砥石を用いて行うことができる。このことにより平滑なプラトー面を有する金属材料摺動面を形成することができる。 The honing process performed in the plateau surface forming step can be performed using an elastic honing grindstone. As a result, a metal material sliding surface having a smooth plateau surface can be formed.
請求項21に記載の金属材料摺動面形成方法では、請求項17〜20のいずれか一項に記載の金属材料摺動面形成方法において、前記プラトー面形成工程は、前記プラトー面を、凹部分の底部からの平均高さが1.0〜20μmの範囲に形成することを特徴とする。 The metal material sliding surface forming method according to claim 21, wherein in the metal material sliding surface forming method according to any one of claims 17 to 20, the plateau surface forming step includes forming the plateau surface into a concave shape. The average height from the bottom of the portion is formed in the range of 1.0 to 20 μm.
プラトー面形成工程にて形成されたプラトー面に対して凹部分の平均深さが1.0μmより浅いと潤滑油の保持性が低下して耐摩耗性が低下する傾向にある。凹部分の平均深さが20μmより深いと潤滑油が必要以上に消費される傾向にある。 If the average depth of the concave portion is shallower than 1.0 μm with respect to the plateau surface formed in the plateau surface forming step, the retention of the lubricating oil tends to be lowered and the wear resistance tends to be lowered. When the average depth of the concave portion is deeper than 20 μm, the lubricating oil tends to be consumed more than necessary.
したがって前記範囲に、凹部分の底部からのプラトー面の平均高さを形成することにより、潤滑油の保持性を高め、潤滑油の消費を抑制できる金属材料摺動面を形成することができる。 Therefore, by forming the average height of the plateau surface from the bottom of the concave portion in the above range, it is possible to form a metal material sliding surface that can improve the retention of the lubricating oil and suppress the consumption of the lubricating oil.
請求項22に記載の金属材料摺動面形成方法では、請求項17〜21のいずれか一項に記載の金属材料摺動面形成方法において、前記プラトー面形成工程は、前記プラトー面を、前記凹凸が形成された領域の全面積において占める面積率を5〜70%として形成することを特徴とする。 In the metal material sliding surface forming method according to claim 22, in the metal material sliding surface forming method according to any one of claims 17 to 21, the plateau surface forming step includes: It is characterized in that the area ratio occupying in the entire area of the region where the unevenness is formed is 5 to 70%.
形成されたプラトー面が占める面積率が5%より低い場合には潤滑油保持には十分であるが潤滑油消費量が高まり、他部材の摺動時でのプラトー面での面圧が過剰となり凸部分の強度低下と摺動特性が悪化する傾向にある。プラトー面が占める面積率が70%より高い場合には潤滑油の保持性が低下して摺動特性が悪化する傾向にある。 When the area ratio occupied by the formed plateau surface is lower than 5%, it is sufficient for holding the lubricating oil, but the amount of lubricating oil consumption increases, and the surface pressure on the plateau surface when other members slide is excessive. There is a tendency for the strength of the convex portion to decrease and the sliding characteristics to deteriorate. When the area ratio occupied by the plateau surface is higher than 70%, the retaining property of the lubricating oil is lowered and the sliding characteristics tend to be deteriorated.
したがってプラトー面形成工程では、前記面積率でプラトー面を形成することにより、潤滑油保持性、潤滑油消費性、摺動特性が良好な金属材料摺動面を形成することができる。 Therefore, in the plateau surface forming step, by forming the plateau surface with the area ratio, it is possible to form a metal material sliding surface with good lubricating oil retention, lubricating oil consumption and sliding characteristics.
請求項23に記載の金属材料摺動面形成方法では、請求項17〜22のいずれか一項に記載の金属材料摺動面形成方法において、前記プラトー面形成工程は、前記プラトー面を、1面当たりの平均面積が5μm2以上として形成することを特徴とする。 In the metal material sliding surface forming method according to claim 23, in the metal material sliding surface forming method according to any one of claims 17 to 22, the plateau surface forming step includes: The average area per surface is 5 μm 2 or more.
このようにプラトー面の面積が平均5μm2以上となるように、プラトー面形成工程を実行することにより、特に摺動特性が良好な金属材料摺動面を形成することができる。
請求項24に記載の金属材料摺動面形成方法では、請求項17〜23のいずれか一項に記載の金属材料摺動面形成方法において、前記金属材料としては、アルミニウム合金を用いることを特徴とする。
By executing the plateau surface forming step so that the area of the plateau surface becomes 5 μm 2 or more on average in this way, a metal material sliding surface with particularly good sliding characteristics can be formed.
25. The method of forming a metal material sliding surface according to claim 24, wherein the metal material is an aluminum alloy as the metal material sliding surface forming method according to any one of claims 17 to 23. And
自動車エンジン等の用途においてはエンジンの軽量化及び熱伝導性の向上のために、アルミニウム合金を金属材料としてシリンダブロックやシリンダライナが形成される。このようなアルミニウム合金においても、前述した金属材料摺動面を形成することにより、廃液処理などを生じることなく潤滑油を十分に保持でき、耐摩耗性等の耐久性を向上させた金属材料摺動面を形成することができる。 In applications such as automobile engines, cylinder blocks and cylinder liners are formed using aluminum alloy as a metal material in order to reduce engine weight and improve thermal conductivity. Even in such an aluminum alloy, by forming the above-described sliding surface of the metal material, it is possible to sufficiently retain the lubricating oil without causing waste liquid treatment and the like, and to improve the durability such as wear resistance. A moving surface can be formed.
請求項25に記載の金属材料摺動面形成方法では、請求項24に記載の金属材料摺動面形成方法において、前記アルミニウム合金はケイ素を含んでいることを特徴とする。
このようにアルミニウム合金がケイ素を含む合金であることにより、プラズマ溶融粗面化工程において、アルミニウム合金内のケイ素の初晶が、プラズマ照射により微細化して凹凸状態の表面層に分散される。このことによりアルミニウム合金自体の高硬度化と共に、微細化ケイ素によって更に表面層の硬度が高くなる。このためプラトー面形成工程により形成されるプラトー面の硬度と滑らかさを更に高めることができる。このため、耐摩耗性が向上し、スカッフ性などの他部材との摺動特性が特に高い金属材料摺動面を形成することができる。
The metal material sliding surface forming method according to claim 25 is characterized in that, in the metal material sliding surface forming method according to claim 24, the aluminum alloy contains silicon.
As described above, since the aluminum alloy is an alloy containing silicon, in the plasma melting and roughening step, the primary crystals of silicon in the aluminum alloy are refined by plasma irradiation and dispersed in the uneven surface layer. As a result, the hardness of the aluminum alloy itself is increased, and the hardness of the surface layer is further increased by the refined silicon. For this reason, the hardness and smoothness of the plateau surface formed by the plateau surface formation step can be further increased. For this reason, wear resistance is improved, and a metal material sliding surface having particularly high sliding characteristics with other members such as scuffing properties can be formed.
請求項26に記載の金属材料摺動面形成方法では、請求項17〜25のいずれか一項に記載の金属材料摺動面形成方法において、前記プラズマ溶融粗面化工程は、凝固後の前記凹凸を、硬度が140HV以上の状態で形成することを特徴とする。 In the metal material sliding surface forming method according to claim 26, in the metal material sliding surface forming method according to any one of claims 17 to 25, the plasma melting and roughening step is performed after the solidification. The unevenness is formed with a hardness of 140 HV or higher.
前述したごとくプラズマ溶融粗面化工程でのプラズマ照射後の瞬間的な凝固によりアルミニウム合金表面の凹凸は高硬度な状態に形成できる。アルミニウム合金の内でも、元の硬度(ビッカース硬度:HV)が低い種類(100〜110HV)であったとしても、140HV以上の凹凸を形成することが容易にできる。このようにプラズマ溶融粗面化工程において凹凸部分の硬度を140HV以上の状態で形成することにより、プラトー面形成工程後には、耐摩耗性等の摺動特性を特に向上させた金属材料摺動面を形成することができる。 As described above, the unevenness on the surface of the aluminum alloy can be formed in a high hardness state by instantaneous solidification after the plasma irradiation in the plasma melting and roughening step. Even in the aluminum alloy, even if the original hardness (Vickers hardness: HV) is of a low type (100 to 110 HV), it is possible to easily form unevenness of 140 HV or higher. In this way, by forming the uneven portion with a hardness of 140 HV or higher in the plasma melting and roughening step, the metal material sliding surface that has improved the sliding characteristics such as wear resistance after the plateau surface forming step. Can be formed.
請求項27に記載の金属材料摺動面形成方法では、請求項26に記載の金属材料摺動面形成方法において、前記プラズマ溶融粗面化工程は、凝固後の前記凹凸を、硬度が140〜190HVの範囲で形成することを特徴とする。 In the metal material sliding surface forming method according to claim 27, in the metal material sliding surface forming method according to claim 26, in the plasma melting and roughening step, the unevenness after solidification has a hardness of 140 ~. It is formed in the range of 190 HV.
このようにプラズマ溶融粗面化工程にてアルミニウム合金の凹凸部分の硬度を140〜190HVの範囲で形成することにより、耐摩耗性等の摺動特性を十分に向上させた金属材料摺動面を形成することができる。 Thus, by forming the hardness of the uneven portion of the aluminum alloy in the range of 140 to 190 HV in the plasma melting and roughening step, a metal material sliding surface with sufficiently improved sliding characteristics such as wear resistance can be obtained. Can be formed.
請求項28に記載の金属材料摺動面形成方法では、請求項17〜27のいずれか一項に記載の金属材料摺動面形成方法において、前記プラズマ溶融粗面化工程は、不活性ガスをプラズマ状にして金属材料の表面に照射することを特徴とする。 In the metal material sliding surface forming method according to claim 28, in the metal material sliding surface forming method according to any one of claims 17 to 27, the plasma melting and roughening step includes inert gas. It is characterized by irradiating the surface of the metal material in the form of plasma.
プラズマ溶融粗面化工程では、アルゴンガスや窒素ガスなどと言った不活性ガスを用いてプラズマ照射することにより金属材料の表面に溶融と激しい動揺を生じさせて、高硬度な凹凸を形成することができる。 In the plasma melting and roughening process, the surface of the metal material is melted and vigorously shaken by plasma irradiation using an inert gas such as argon gas or nitrogen gas to form high hardness irregularities. Can do.
このような凹凸形成処理では、溶射粉末を用いていないので表面の硬化層と金属材料との熱膨張差や他部材の摺動による剥離のおそれがない金属材料摺動面を形成することができる。更にプラズマ溶融粗面化工程では、電解加工液などの廃液は発生しないので金属材料摺動面の形成において環境上の問題は生じない。 In such an unevenness forming process, since the thermal spray powder is not used, it is possible to form a metal material sliding surface that is free from a difference in thermal expansion between the hardened layer on the surface and the metal material or from being peeled off due to sliding of other members. . Further, in the plasma melting and roughening step, no waste liquid such as electrolytic processing liquid is generated, so that no environmental problem occurs in forming the metal material sliding surface.
請求項29に記載の金属材料摺動面形成方法では、請求項17〜28のいずれか一項に記載の金属材料摺動面形成方法において、前記プラズマ溶融粗面化工程は、大気をプラズマ状にして金属材料の表面に照射することを特徴とする。 30. The metal material sliding surface forming method according to claim 29, wherein the plasma melting and roughening step comprises converting the atmosphere into a plasma state. And irradiating the surface of the metal material.
プラズマ溶融粗面化工程では、大気を用いてプラズマ照射しても良く、不活性ガスの場合と同様に高硬度な凹凸を有する金属材料摺動面を形成することができる。大気であるのでプラズマ照射装置に貯蔵ボンベは必要なく、大気を吸い込んで用いれば良いので、加工コストが有利な金属材料摺動面形成方法となる。 In the plasma melting and roughening step, plasma irradiation may be performed using air, and a metal material sliding surface having high hardness unevenness can be formed as in the case of an inert gas. Since it is the atmosphere, there is no need for a storage cylinder in the plasma irradiation apparatus, and it is only necessary to suck the atmosphere and use it.
[実施の形態1]
金属材料摺動面形成方法について説明する。図1は、金属材料摺動面形成方法におけるプラズマ溶融粗面化工程を実行するためのプラズマ照射による表面溶融装置(以下、プラズマ溶融装置と称する)2の概略構成を表すブロック図である。
[Embodiment 1]
A metal material sliding surface forming method will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a surface melting apparatus (hereinafter referred to as a plasma melting apparatus) 2 by plasma irradiation for performing a plasma melting and roughening step in the metal material sliding surface forming method.
このプラズマ溶融装置2は、直列4気筒内燃機関のシリンダブロック4に一体に形成されたシリンダ5の内面であるシリンダボア6に対してプラズマ照射を実行して表面を溶融及び動揺させて粗面化を実現する装置である。尚、ここで金属材料であるシリンダブロック4(シリンダ5を含む)は、アルミニウム合金製である。例えば、Siを23%含有するハイSiアルミニウム合金、ダイカスト成形に適するSiを10%含有するADC12など、あるいはこれらの中間的な性質のSiを17%含有する高強度高耐摩耗性アルミニウム合金(商品名:A390等)などの各種のアルミニウム合金を用いることができる。 The plasma melting apparatus 2 performs plasma irradiation on a cylinder bore 6 which is an inner surface of a cylinder 5 formed integrally with a cylinder block 4 of an in-line four-cylinder internal combustion engine to melt and shake the surface to roughen the surface. It is a device to realize. Here, the cylinder block 4 (including the cylinder 5), which is a metal material, is made of an aluminum alloy. For example, high Si aluminum alloy containing 23% Si, ADC12 containing 10% Si suitable for die casting, or high strength and high wear resistant aluminum alloy containing 17% Si of intermediate properties (commodity) Various aluminum alloys such as name: A390) can be used.
図1では、シリンダ5はシリンダブロック4に一体に形成されていたが、別体に形成されたアルミニウム合金製のシリンダライナをシリンダブロック4に鋳込んだものでも良い。 In FIG. 1, the cylinder 5 is formed integrally with the cylinder block 4. However, a cylinder liner made of an aluminum alloy formed separately may be cast into the cylinder block 4.
プラズマ溶融装置2は、プラズマ発振機8、ガス供給装置10、プラズマ発生器12、プラズマノズル14、及びプラズマヘッド16を備えている。ガス供給装置10は内部に圧縮ポンプを備えて、大気を圧縮して高圧化(0.5〜0.7MPa)し、ガス配管10aを介してシリンダ5毎に備えられた各プラズマ発生器12へ圧縮空気を分配している。例えば4つのプラズマ発生器12のそれぞれに20〜60L(リットル)/分で圧縮空気を分配している。 The plasma melting apparatus 2 includes a plasma oscillator 8, a gas supply device 10, a plasma generator 12, a plasma nozzle 14, and a plasma head 16. The gas supply device 10 includes a compression pump therein, compresses the atmosphere to increase the pressure (0.5 to 0.7 MPa), and supplies each plasma generator 12 provided for each cylinder 5 via the gas pipe 10a. Distributes compressed air. For example, compressed air is distributed to each of the four plasma generators 12 at 20 to 60 L (liter) / min.
各プラズマ発生器12へは、プラズマ発振機8内に備えられた高周波高電圧装置8aから高周波高電圧が供給されている。プラズマ周波数としては18〜25kHz、その電流量としては6〜20アンペアに調節されている。そして各プラズマ発生器12内の放電により圧縮空気はプラズマ化されて、プラズマノズル14の先端にある照射口14aからシリンダボア6に向けて照射される。 Each plasma generator 12 is supplied with a high frequency high voltage from a high frequency high voltage device 8 a provided in the plasma oscillator 8. The plasma frequency is adjusted to 18 to 25 kHz, and the current amount is adjusted to 6 to 20 amperes. The compressed air is turned into plasma by the discharge in each plasma generator 12 and is irradiated toward the cylinder bore 6 from the irradiation port 14 a at the tip of the plasma nozzle 14.
プラズマヘッド16は、各プラズマ発生器12とプラズマノズル14とを支持しており、その移動及びプラズマノズル14に対する回転駆動により照射口14aが対向する位置を移動させている。ここではプラズマノズル14をシリンダボア6の軸芯位置に配置して、プラズマ照射時に、軸周りに回転させつつ軸方向に移動させている。ここでは直径75〜90mmのシリンダボア6に対して、3〜10mm(例えば5mm)の距離で照射口14aを配置し、プラズマノズル14を数10rpm(例えば50rpm)で回転させつつ、シリンダボア6の軸方向に1mm前後〜数mm/秒(例えば0.85mm/秒)にて移動させている。このことによりシリンダボア6内でピストンリングにて摺動される領域に対してプラズマ照射してプラズマ溶融粗面化工程を実行している。 The plasma head 16 supports each plasma generator 12 and the plasma nozzle 14, and moves the position where the irradiation port 14 a faces by moving and rotating the plasma nozzle 14. Here, the plasma nozzle 14 is arranged at the axial center position of the cylinder bore 6 and is moved in the axial direction while rotating around the axis at the time of plasma irradiation. Here, the irradiation port 14a is disposed at a distance of 3 to 10 mm (for example, 5 mm) with respect to the cylinder bore 6 having a diameter of 75 to 90 mm, and the axial direction of the cylinder bore 6 is rotated while the plasma nozzle 14 is rotated at several tens of rpm (for example, 50 rpm). 1 mm to about several mm / second (for example, 0.85 mm / second). As a result, a plasma melting surface roughening step is performed by irradiating plasma to a region slid by the piston ring in the cylinder bore 6.
このプラズマ溶融粗面化工程では、プラズマ照射によりシリンダボア6の表面にプラズマが衝突し、このことにより一瞬にして溶融した表面が激しい動揺を生じる。そして照射位置が移動することにより、シリンダブロック4自身の熱伝導によって溶融状態部分が瞬時に冷却される。この急速な冷却により、シリンダボア6の表面は、凹凸状態を維持したまま凝固して凹凸形状が固定され、粗面化が完了する。特にこの急速冷却により極めて高硬度(ビッカース硬度で140〜190HV)の表面状態にて粗面化された状態となる。 In this plasma melting and roughening step, the plasma collides with the surface of the cylinder bore 6 due to the plasma irradiation, and this causes the molten surface to vibrate rapidly. As the irradiation position moves, the melted portion is instantaneously cooled by the heat conduction of the cylinder block 4 itself. By this rapid cooling, the surface of the cylinder bore 6 is solidified while maintaining the uneven state, the uneven shape is fixed, and the roughening is completed. In particular, this rapid cooling results in a roughened surface with a very high hardness (140 to 190 HV in Vickers hardness).
このようにプラズマ溶融装置2によりシリンダボア6の表面を溶融及び動揺させて凝固させることによりプラズマ溶融粗面化工程が完了する。このプラズマ溶融粗面化工程完了時でのシリンダボア6の表面形状を測定した結果を、図2の3次元グラフに示す。図3は図2における一断面での凹凸状態を表すグラフである。尚、図2,3はADC12に対してプラズマ溶融粗面化工程を実行して共焦点光学顕微鏡にて測定した表面形状である。 Thus, the surface of the cylinder bore 6 is melted, shaken and solidified by the plasma melting apparatus 2 to complete the plasma melting and roughening step. The result of measuring the surface shape of the cylinder bore 6 at the completion of the plasma melting and roughening process is shown in the three-dimensional graph of FIG. FIG. 3 is a graph showing an uneven state in one section in FIG. 2 and 3 are surface shapes measured by a confocal optical microscope after performing a plasma melting and roughening process on the ADC 12.
図2,3に示されているごとく、プラズマ照射により生じた激しい凹凸状態が凝固して固定されていることが判る。この凹凸の硬度は180HVであり、元のADC12の硬度が100〜110HVであるのに対して高い上昇を示している。 As shown in FIGS. 2 and 3, it can be seen that the severe uneven state caused by the plasma irradiation is solidified and fixed. The hardness of the unevenness is 180 HV, which indicates a high rise compared to the original ADC 12 having a hardness of 100 to 110 HV.
次にこのように粗面化されたシリンダボア6に対して、プラトー面形成工程としてホーニング加工にて、凸部分V(図3)の先端を研削により除去して摺動面を形成する。すなわちシリンダボア6に平行であって凹凸における厚さ方向の中間位置に設定した一面まで凸部分Vの先端を除去する。ここでは、例えば凹凸部分の厚さの約1/3(上から)の位置で、凸部分Vの先端を除去するように研削する。 Next, with respect to the cylinder bore 6 thus roughened, the tip of the convex portion V (FIG. 3) is removed by grinding as a plateau surface forming step to form a sliding surface. That is, the tip of the convex portion V is removed up to one surface which is parallel to the cylinder bore 6 and set at an intermediate position in the thickness direction of the unevenness. Here, for example, grinding is performed so as to remove the tip of the convex portion V at a position of about 1/3 (from above) of the thickness of the concave and convex portion.
ホーニング加工としては、通常のホーニング砥石による仕上げ加工、及び弾性ホーニング砥石による仕上げ加工のいずれでも良いが、ここでは特に弾性ホーニング砥石による弾性ホーニング加工を実行している。 As the honing process, either a finishing process using a normal honing grindstone or a finishing process using an elastic honing grindstone may be used. Here, an elastic honing process using an elastic honing grindstone is particularly performed.
このことにより図4に示す3次元グラフ及び図5に示す一断面での凹凸状態グラフのごとく、凸部分Vの先端が平坦となって、金属材料の表面であるシリンダボア6に平行な一面に揃えられたプラトー面Pを形成した状態となる。尚、図4,5は前記図2,3と同様に測定したものである。 As a result, as shown in the three-dimensional graph shown in FIG. 4 and the concavo-convex state graph in one section shown in FIG. 5, the tip of the convex portion V becomes flat and is aligned with one surface parallel to the cylinder bore 6 which is the surface of the metal material. The plateau surface P thus formed is formed. 4 and 5 are measured in the same manner as in FIGS.
ここではプラトー面Pは、凹部分Cの底部からの平均高さが1.0〜20μmの範囲に形成されている。すなわち、凹部分Cの平均深さは、プラトー面Pから1.0〜20μmの範囲に存在する。プラトー面Pは、ホーニング加工、特に図4,5では弾性ホーニング加工により形成されているので、特に滑らかな摺動面として形成される。 Here, the plateau surface P is formed in the range whose average height from the bottom part of the recessed part C is 1.0-20 micrometers. That is, the average depth of the concave portion C exists in the range of 1.0 to 20 μm from the plateau surface P. The plateau surface P is formed by a honing process, particularly an elastic honing process in FIGS.
更にプラトー面Pの総面積が凹凸が形成された領域の全面積において占める割合(以下、プラトー面Pの面積率と称する)は、摺動面としての実用上は、後述する実施例4にて説明するごとく5〜70%とされる。すなわち、図5に示すごとく凸部分Vに形成されたプラトー面Pの面積Spの総計Σspと、凹部分の面積Scの総計Σscとの関係が、式1に示すごとくの関係とされる。 Further, the ratio of the total area of the plateau surface P to the total area of the region where the irregularities are formed (hereinafter referred to as the area ratio of the plateau surface P) is practically used in Example 4 described later as a sliding surface. As described, it is 5 to 70%. That is, the relationship between the total area Σsp of the plateau surface P formed on the convex portion V and the total area Σsc of the concave portion area Sc as shown in FIG.
[式1] 5≦100・Σsp/(Σsp+Σsc)≦70
(実施例1)
アルミニウム合金製シリンダライナ(連続鋳造品、ADC12についてはダイカスト成形でも良い)に対して、そのシリンダボアに上述したごとくのプラズマ溶融粗面化工程及びプラトー面形成工程とを実行してピストンリング摺動面を形成したものに対して、スカッフ性(時間:分)を測定した結果を図6に示す。尚、実施例においては、Ar(アルゴンガス)、N2(窒素ガス)あるいは空気をプラズマ化するガスとして流量20L/分で用いることでプラズマ溶融粗面化工程を実行している。比較例としては、弾性ホーニング加工のみ、弾性ホーニングと通常のプラズマ表面処理との組み合わせ、及びECM処理のみにて摺動面を形成した例を示す。
[Formula 1] 5 ≦ 100 · Σsp / (Σsp + Σsc) ≦ 70
Example 1
For an aluminum alloy cylinder liner (continuous casting, ADC12 may be die-cast), the cylinder bore is subjected to the plasma melting roughening step and the plateau surface forming step as described above, and the piston ring sliding surface FIG. 6 shows the result of measuring the scuffing property (hour: minute) for the film formed with the film. In the embodiment, the plasma melting and roughening step is performed by using Ar (argon gas), N2 (nitrogen gas), or air as a gas for converting into plasma at a flow rate of 20 L / min. As a comparative example, an example in which a sliding surface is formed only by elastic honing processing, a combination of elastic honing and normal plasma surface treatment, and ECM treatment alone is shown.
スカッフ性測定は次のように行った。
まず、前述のごとく摺動面を形成したシリンダライナの一部を、テストピースとして、高さ50mm・幅30mmに切り出して、その摺動面に潤滑油(0.13mg/cm2)を塗布する。この摺動面に高さ20mm・幅10mmの窒化リングピースを面圧330MPaで押しつける。この状態で窒化リングピースを上下40mmのストロークで、500サイクル/分で振動させる。そして窒化リングピースがテストピースとの摩擦力増加により停止するまでの振動継続時間を測定する。
The scuffing property was measured as follows.
First, a part of the cylinder liner having the sliding surface as described above is cut out as a test piece to a height of 50 mm and a width of 30 mm, and lubricating oil (0.13 mg / cm 2) is applied to the sliding surface. A nitride ring piece having a height of 20 mm and a width of 10 mm is pressed against the sliding surface at a surface pressure of 330 MPa. In this state, the nitride ring piece is vibrated at 500 cycles / min with a vertical stroke of 40 mm. Then, the vibration duration time until the nitrided ring piece stops due to an increase in frictional force with the test piece is measured.
この測定時間が長いほど、シリンダライナの摺動面が傷つかずに十分な潤滑油膜が形成されて低摩擦状態を維持している状態が長いことを示している。すなわち測定時間が長いほどスカッフ性は高いことになる。 It shows that the longer the measurement time is, the longer the state in which the sliding surface of the cylinder liner is not damaged and a sufficient lubricating oil film is formed and the low friction state is maintained. That is, the longer the measurement time, the higher the scuffing property.
本実施の形態による実施例では、いずれのアルミニウム合金でも、長時間の十分なスカッフ性が得られている。全体としてECMの場合よりも高いスカッフ性が得られている。比較例で示したごとく、弾性ホーニング加工のみや、通常のプラズマ表面加工と弾性ホーニング加工との組み合わせでは、スカッフ性が不足であり実用的でない。 In the examples according to the present embodiment, sufficient scuffing properties for a long time are obtained with any aluminum alloy. Overall, higher scuffing is obtained than in the case of ECM. As shown in the comparative example, only the elastic honing process or the combination of the normal plasma surface process and the elastic honing process is not practical because of insufficient scuffing.
(実施例2)
本発明の実施例として図7の(a)はアルミニウム合金(ここではADC12)に対して、窒素ガスにて前述したごとくのプラズマ溶融粗面化工程と弾性ホーニングによるプラトー面形成工程とを実行した場合の表面状態を示す顕微鏡写真、(b)はその一断面での凹凸状態測定グラフである。
(Example 2)
As an embodiment of the present invention, FIG. 7A shows an aluminum alloy (here, ADC12) subjected to a plasma melting and roughening step and a plateau surface forming step by elastic honing as described above with nitrogen gas. The micrograph which shows the surface state in a case, (b) is the unevenness | corrugation state measurement graph in the one cross section.
比較例として示す図8の(a)は同一金属材料に対して弾性ホーニング加工のみを実行した場合の表面状態を示す顕微鏡写真、(b)はその一断面での凹凸状態測定グラフである。同じく比較例として示す図9の(a)は同一金属材料に対してECM加工を実行した場合の表面状態を示す顕微鏡写真、(b)はその一断面での凹凸状態測定グラフである。 As a comparative example, FIG. 8A is a micrograph showing a surface state when only elastic honing is performed on the same metal material, and FIG. Similarly, (a) of FIG. 9 shown as a comparative example is a micrograph showing the surface state when ECM processing is performed on the same metal material, and (b) is an uneven state measurement graph in one section thereof.
図7に示した実施例では、凹部分が十分に深く、オイルピットとしての機能が高い。これと共に個々のプラトー面P(写真では白い島状部分)が十分に広く、図9のECM加工による比較例と比較しても面積的には10倍以上に達し、表面もSi結晶が突出せずにプラズマ溶融粗面化工程で超微細化されたものがプラトー面P下に存在している。しかも硬度は、元の硬度(100〜110HV)から加工後に上昇して、140〜190HVに達する。実測では180HVとなっている。このことによりピストンリングとの摩擦による摩耗粉発生が抑制できる。更にプラトー面Pが広いことにより、ピストンリング摩擦時の面圧が低下し、十分に深い凹部分から供給される潤滑油の油膜も厚膜化する。したがって耐摩耗性が十分に高くなっている。実際に図7のテストピースではスカッフ性の実測値は40分間を越えている。 In the embodiment shown in FIG. 7, the concave portion is sufficiently deep and the function as an oil pit is high. At the same time, the individual plateau surfaces P (white islands in the photograph) are sufficiently wide, and the surface area is more than 10 times that of the comparative example by ECM processing in FIG. What has been made ultrafine in the plasma melting and roughening step is present under the plateau surface P. Moreover, the hardness rises from the original hardness (100 to 110 HV) after processing and reaches 140 to 190 HV. It is 180HV in actual measurement. As a result, generation of wear powder due to friction with the piston ring can be suppressed. Furthermore, since the plateau surface P is wide, the surface pressure at the time of piston ring friction is reduced, and the oil film of lubricating oil supplied from a sufficiently deep recess is also thickened. Therefore, the wear resistance is sufficiently high. In fact, in the test piece of FIG. 7, the actual scuffing value exceeds 40 minutes.
図8に示した弾性ホーニング加工のみでは凹部は十分に深く形成できず、ほとんど潤滑油の保持能力がない。しかも硬度も上昇していないし、表面もSi結晶が突出している。このため耐摩耗性は低い。実際に図8のテストピースではスカッフ性の実測値は0.75分間であり、非常に低い。 Only the elastic honing process shown in FIG. 8 cannot form the recesses sufficiently deep, and there is almost no lubricating oil retention capability. In addition, the hardness has not increased, and Si crystals protrude from the surface. For this reason, abrasion resistance is low. Actually, in the test piece of FIG. 8, the measured value of scuffing is 0.75 minutes, which is very low.
図9に示したECM加工を実行した場合は、或る程度の深さで凹部分を形成できるが、硬度は上昇せず、凸部分の先端のプラトー面が非常に小さくなり、耐摩耗性は不十分である。表面はSi結晶が突出している。しかも廃液が生じる加工であり環境上の問題も生じる。実際に図9のテストピースではスカッフ性の実測値は5.75分間であり図7のテストピースに比較して可成り短い。 When the ECM processing shown in FIG. 9 is executed, the concave portion can be formed at a certain depth, but the hardness does not increase, the plateau surface at the tip of the convex portion becomes very small, and the wear resistance is It is insufficient. Si crystal protrudes on the surface. In addition, it is a process that generates waste liquid, which causes environmental problems. Actually, in the test piece of FIG. 9, the measured value of scuffing is 5.75 minutes, which is considerably shorter than the test piece of FIG.
このように本実施の形態による金属材料摺動面構造は、溶射被膜を形成することなく金属材料の表面(ここではシリンダボア)に硬化層を形成できると共に、凹部分が十分に深くでき潤滑油を十分に保持できる。しかも廃液処理などの環境上の問題を生じることはない。 Thus, the metal material sliding surface structure according to the present embodiment can form a hardened layer on the surface of the metal material (here, the cylinder bore) without forming a sprayed coating, and the concave portion can be made sufficiently deep so that lubricating oil can be applied. It can be retained sufficiently. Moreover, environmental problems such as waste liquid treatment do not occur.
したがって金属材料としてアルミニウム合金材料を用いても、耐摩耗性が非常に高いシリンダボアを形成でき、内燃機関のシリンダブロックやシリンダライナに用いても十分に実用可能なものとなる。このことにより内燃機関の更なる軽量化が可能となって、燃費を向上させることに貢献できる。 Therefore, even if an aluminum alloy material is used as the metal material, a cylinder bore having very high wear resistance can be formed, and even if it is used for a cylinder block or a cylinder liner of an internal combustion engine, it is sufficiently practical. This makes it possible to further reduce the weight of the internal combustion engine and contribute to improving fuel consumption.
(実施例3)
プラズマ溶融粗面化工程とプラトー面形成工程とを、その条件(ここではプラズマ化する窒素ガスの圧力と流量)を種々変更して実行し、凹部分の深さ(プラトー面Pの高さと同じ)が種々異なるアルミニウム合金(ADC12)のテストピースを作成した。ただしプラトー面の平均面積については5μm2(平方マイクロメートル)で、かつプラトー面の面積率は15%に揃えて作成した。このテストピースについてスカッフ性を測定した結果を図10に示す。
(Example 3)
The plasma melting and roughening step and the plateau surface forming step are executed by changing the conditions (here, the pressure and flow rate of nitrogen gas to be converted into plasma), and the depth of the concave portion (the same as the height of the plateau surface P). ) Were made of test pieces of various aluminum alloys (ADC12). However, the average area of the plateau surface was 5 μm 2 (square micrometer), and the area ratio of the plateau surface was 15%. The result of measuring the scuffing property of this test piece is shown in FIG.
凹部分深さが1.0μm未満では、急速にスカッフ性が低下する傾向にあり、20μmを越えると潤滑油消費量が増加する傾向にある。したがって実用上は、凹部分深さが1.0〜20μmの範囲が望ましい。 If the depth of the concave portion is less than 1.0 μm, the scuffing property tends to rapidly decrease, and if it exceeds 20 μm, the amount of consumption of lubricating oil tends to increase. Therefore, practically, the depth of the concave portion is desirably in the range of 1.0 to 20 μm.
(実施例4)
プラズマ溶融粗面化工程とプラトー面形成工程とを、その条件(ここではプラズマ化する窒素ガスの圧力と流量)を種々変更して実行し、プラトー面の面積率が種々異なるアルミニウム合金(ADC12)のテストピースを作成した。ただし凹部分の平均深さ(プラトー面Pの高さと同じ)は10μmで、プラトー面の平均面積については5μm2に揃えて作成した。このテストピースについてスカッフ性を測定した結果を図11に示す。
Example 4
An aluminum alloy (ADC12) in which the plasma melting roughening step and the plateau surface forming step are executed by changing various conditions (here, the pressure and flow rate of nitrogen gas to be converted into plasma) and the plateau surface area ratios are different. A test piece was created. However, the average depth of the concave portion (the same as the height of the plateau surface P) is 10 μm, and the average area of the plateau surface is 5 μm 2. The result of measuring the scuffing property of this test piece is shown in FIG.
プラトー面の面積率が5%未満ではピストンリングとの面圧上昇により接触応力が増大してスカッフ性が低下する傾向にあり、70%を越えると潤滑油の保持性が低下してプラトー面に十分に潤滑油が回らず、スカッフ性が低下する傾向にある。したがって実用上は、前記式1に示したごとく、プラトー面の面積率は5〜70%の範囲が望ましい。 If the area ratio of the plateau surface is less than 5%, the contact stress increases due to an increase in the surface pressure with the piston ring and the scuffing property tends to decrease. Lubricating oil does not rotate sufficiently and the scuffing property tends to decrease. Therefore, practically, as shown in the formula 1, the area ratio of the plateau surface is preferably in the range of 5 to 70%.
[実施の形態2]
図12に、金属材料摺動面形成方法を実行して金属材料としてのワーク50の表面を前述した各実施の形態のごとくに加工して摺動面を形成する作業ロボット52の例を示す。尚、ワーク50としては内燃機関のシリンダブロックやシリンダライナでも良く、他の摺動部に用いられる金属材料、例えばコンロッド、クランク軸受、カム軸受等の軸受等でも良い。又、金属材料自体もアルミニウム合金に限らず、鋳鉄などのその他の金属による合金にも適用できる。
[Embodiment 2]
FIG. 12 shows an example of a work robot 52 that executes the metal material sliding surface forming method and forms the sliding surface by processing the surface of the workpiece 50 as the metal material as in the above-described embodiments. The workpiece 50 may be a cylinder block or a cylinder liner of an internal combustion engine, or may be a metal material used for other sliding portions, for example, a bearing such as a connecting rod, a crank bearing, or a cam bearing. Further, the metal material itself is not limited to an aluminum alloy, but can be applied to alloys of other metals such as cast iron.
作業ロボット52はアーム54の先端にプラズマノズル56を取り付けている。
その照射口56aからは作業台58上に配置されたワーク50の加工対象表面50aにプラズマ照射がなされることにより、プラズマ溶融粗面化工程が実行されて、図2,3に示したごとくの高硬度化した凹凸形状の表面が形成される。
The work robot 52 has a plasma nozzle 56 attached to the tip of an arm 54.
Plasma irradiation is performed from the irradiation port 56a to the processing target surface 50a of the workpiece 50 disposed on the work table 58, whereby a plasma melting and roughening step is executed, as shown in FIGS. An uneven surface with high hardness is formed.
ここでプラズマノズル56へはアーム54に取り付けられた高周波高電圧装置60からプラズマ周波数18kHzにて高電圧電流が供給され、更に窒素ボンベ62から圧力0.52〜0.53MPaの圧縮窒素ガスが流量20リットル/分で供給されている。このことによりプラズマノズル56内に設けられているプラズマ発生器にて窒素ガスがプラズマ化されて、照射口56aから照射される。尚、高周波高電圧装置60から供給されるプラズマ周波数、電圧、電流量はプラズマ溶融装置本体64により制御されている。同時に作業ロボット52の作業動作及び作業台58の移動もプラズマ溶融装置本体64により制御されている。 Here, a high voltage current is supplied to the plasma nozzle 56 from a high frequency high voltage device 60 attached to the arm 54 at a plasma frequency of 18 kHz, and a compressed nitrogen gas having a pressure of 0.52 to 0.53 MPa flows from the nitrogen cylinder 62. It is supplied at 20 liters / minute. As a result, the nitrogen gas is turned into plasma by the plasma generator provided in the plasma nozzle 56 and irradiated from the irradiation port 56a. The plasma frequency, voltage, and current amount supplied from the high-frequency and high-voltage device 60 are controlled by the plasma melting device main body 64. At the same time, the work operation of the work robot 52 and the movement of the work table 58 are also controlled by the plasma melting apparatus main body 64.
例えば、ワーク50が内燃機関のシリンダライナである場合には、その内周面であるシリンダボアに対して、照射口56aとの距離が5mm、プラズマノズル56との間の相対回転数が50rpm、プラズマノズル56のシリンダライナの軸方向相対移動速度が0.85mm/秒にて移動させてプラズマ溶融粗面化工程が実行される。 For example, when the workpiece 50 is a cylinder liner of an internal combustion engine, the distance to the irradiation port 56a is 5 mm with respect to the cylinder bore which is the inner peripheral surface, the relative rotational speed with respect to the plasma nozzle 56 is 50 rpm, plasma The plasma melting and roughening step is performed by moving the cylinder liner in the axial direction relative to the nozzle 56 at a speed of 0.85 mm / sec.
尚、プラズマ周波数、電圧、電流量、ガス圧力、流量などの調節要素により凹凸形状及び硬度を所望の範囲に調節するが、全ての調節要素を調節する必要はなく、特にガス圧力、流量により実用的な範囲で十分に調節は可能である。 Note that the irregular shape and hardness are adjusted to the desired range by adjusting the plasma frequency, voltage, current, gas pressure, flow rate, etc., but it is not necessary to adjust all the adjustment elements, especially depending on the gas pressure and flow rate. Full adjustment is possible within a certain range.
作業ロボット52によるプラズマ溶融粗面化工程の完了後は、シリンダボアには図2,3に示したごとくの凹凸を有して高硬度化された表面が形成されているので、別途、弾性ホーニング加工を実行するロボットの作業位置に作業台58を移動させて、プラトー面形成工程として弾性ホーニングによる鏡面仕上げ加工を実行する。 After completion of the plasma melting and roughening process by the work robot 52, the cylinder bore is formed with a hardened surface having irregularities as shown in FIGS. The work table 58 is moved to the work position of the robot that executes the above, and mirror finish processing by elastic honing is executed as a plateau surface forming step.
このことにより図4,5,7に示したごとくプラトー面Pが形成されたシリンダボアを形成できる。このことにより前記実施の形態1に示したごとくの効果が得られる。
[その他の実施の形態]
・前記実施の形態1の実施例2〜4については、アルミニウム合金としてADC12を用いたが、Siを23%含有するハイSiアルミニウム合金、Siを17%含有する高強度高耐摩耗性アルミニウム合金等の各種のアルミニウム合金を用いても良く、耐摩耗性の高さが更に顕著なものとなる。
As a result, a cylinder bore with a plateau surface P can be formed as shown in FIGS. As a result, the effect as shown in the first embodiment can be obtained.
[Other embodiments]
In Examples 2 to 4 of the first embodiment, ADC 12 was used as the aluminum alloy, but a high Si aluminum alloy containing 23% Si, a high strength high wear resistant aluminum alloy containing 17% Si, etc. Various aluminum alloys may be used, and the high wear resistance becomes even more remarkable.
2…プラズマ溶融装置(表面溶融装置)、4…シリンダブロック、5…シリンダ、6…シリンダボア、8…プラズマ発振機、8a…高周波高電圧装置、10…ガス供給装置、10a…ガス配管、12…プラズマ発生器、14…プラズマノズル、14a…照射口、16…プラズマヘッド、50…ワーク、50a…加工対象表面、52…作業ロボット、54…アーム、56…プラズマノズル、56a…照射口、58…作業台、60…高周波高電圧装置、62…窒素ボンベ、64…プラズマ溶融装置本体、C…凹部分、P…プラトー面、V…凸部分。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Plasma melting apparatus (surface melting apparatus), 4 ... Cylinder block, 5 ... Cylinder, 6 ... Cylinder bore, 8 ... Plasma oscillator, 8a ... High frequency high voltage apparatus, 10 ... Gas supply apparatus, 10a ... Gas piping, 12 ... Plasma generator, 14 ... Plasma nozzle, 14a ... Irradiation port, 16 ... Plasma head, 50 ... Workpiece, 50a ... Surface to be processed, 52 ... Working robot, 54 ... Arm, 56 ... Plasma nozzle, 56a ... Irradiation port, 58 ... Work table, 60 ... high frequency high voltage device, 62 ... nitrogen cylinder, 64 ... plasma melting apparatus main body, C ... concave portion, P ... plateau surface, V ... convex portion.
Claims (29)
前記凸部分の先端が除去される前の前記凹凸は、金属材料の表面に対してプラズマ照射による溶融がなされたことにより形成されたものであることを特徴とする金属材料摺動面構造。 A sliding surface structure that forms a plateau surface that is aligned with one surface parallel to the surface of the metal material by removing the tip of the convex portion among the irregularities formed on the surface of the metal material,
The metal material sliding surface structure, wherein the unevenness before the tip of the convex portion is removed is formed by melting the surface of the metal material by plasma irradiation.
前記プラズマ溶融粗面化工程後に、金属材料の表面に平行であって前記凹凸における厚さ方向の中間位置に設定した一面まで凸部分の先端を除去して、凸部分の先端にプラトー面を形成するプラトー面形成工程と、
を実行することを特徴とする金属材料摺動面形成方法。 A plasma melting and roughening step in which the surface of the metal material is melted and shaken by plasma irradiation to form solidities on the surface and solidify;
After the plasma melting and roughening step, the tip of the convex portion is removed to one surface that is parallel to the surface of the metal material and set at the intermediate position in the thickness direction of the concave and convex, and a plateau surface is formed at the tip of the convex portion A plateau surface forming step,
The metal material sliding surface forming method characterized by performing.
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