JP2018021673A

JP2018021673A - 摺動面に適用される硬質粒子を有するポリマー被膜を含むピストンアセンブリ

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Publication number: JP2018021673A
Application number: JP2017186276A
Authority: JP
Inventors: カントラ，トロイ; kantola Troy; ミラー，アンドリュー・ジェイ; J Miller Andrew; クラウズ，スティーブン; Krause Steven
Original assignee: Federal Mogul LLC
Current assignee: Federal Mogul LLC
Priority date: 2011-10-27
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2018-02-08
Also published as: JP2014532845A; KR20140083927A; BR112013030538B1; KR20190032620A; JP6219291B2; EP2771594B1; EP2771594A1; WO2013063342A1; BR112013030538A2; CN103917808A

Abstract

【課題】ピストンアセンブリの被膜が、摺動面上の磨滅の減少を提供する。【解決手段】ピストンアセンブリ２０は、ピストン摺動面を呈している一対の第１の横断穴３０を含み、連結ロッド３８は、ピストン本体２２の第１の横断穴と軸方向に整列されるロッド摺動面４４を呈している第２の横断穴４２を含み、リストピン３６は、整列された横断穴に配置され、ピストン本体を連結ロッドに結合し、さらに、ロッド摺動面およびピストン摺動面３２に面しているピン摺動面４６を呈し、摺動面の少なくとも１つに配置される被膜４８は、デイッピング、ブラッシング、噴霧、吹き付け、印刷またはスクリーン印刷によって、摺動面の少なくとも１つに施される。被膜は、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）のようなポリマーマトリックスと、ポリマーマトリックス全体に配置された、ＦｅｉＯ３のような硬質粒子とを含む。硬質粒子は、少なくとも６００ＨＶ／０．５の硬度を有している。【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１１年１０月２７日付で出願された米国仮出願第６１／５５１,９９８
号の利益を主張するものであり、当該出願の内容全体は、引用により全てがここに援用される。本出願は、また、一部継続出願であり、２０１１年６月３０日付で出願された米国特許出願第１３／１４２,８８７号の利益を主張するものであり、当該出願は、引用によ
り全てがここに援用される。

発明の背景
１．発明の分野
本発明は一般的に内燃エンジン用途向けのピストンアセンブリおよびその形成方法に関する。

２．関連技術
内燃エンジン用途に使用されるピストンアセンブリは一般的に、横断穴を含むピストン本体と、ピストン本体の横断穴と整列される横断穴を同様に含む連結ロッドと、連結ロッドにピストン本体を結合するために整列された穴内に配置されるリストピンとを含んでいる。過去において、横断穴およびリストピンの間に軸受筒が圧入されて、それぞれの部品の摺動面での摩擦および磨耗を減少させていた。最近では、製造の複雑さやコストを減少させるために、軸受筒は、低摩擦被膜、例えば、フェデラルモーグルワールドワイド株式会社に譲渡されている米国特許第７,０２４,９８１号および米国特許第６,５５７,４５７号に開示された被膜によって取り替えられている。

発明の要約
本発明の１つの態様は、ピストン本体とリストピンとを含む、内燃エンジンのためのピストンアセンブリを提供する。ピストン本体は、ピストン摺動面を呈している少なくとも１つの第１の横断穴を含んでいる。リストピンは、第１の横断穴に配置され、ピストン摺動面に面しているピン摺動面を呈している。被膜は、摺動面の少なくとも１つに配置されている。被膜は、ポリマーマトリックスを含み、マトリックスに硬質粒子が配置されている。

本発明の他の態様は、ピストンアセンブリを形成する方法を提供する。当該方法は、ピストン摺動面を呈している少なくとも１つの第１の横断穴を含むピストン本体を設けるステップと、ピン摺動面を呈しているリストピンを設けるステップとを含む。本方法は、更に、摺動面の少なくとも１つの上に、中に硬質粒子を有するポリマーマトリックスを含む被膜を配置するステップを含む。

ピストンアセンブリの被膜は、内燃エンジン用途におけるピストンアセンブリの使用の際、摺動面の間の接触面を潤滑にし、互いに対に動きかつ擦れている摺動面のざらつきをなくす。その結果、被膜は、動作中の摺動面間の摩擦によって起こる摺動面上の磨滅、きず、熱および応力を減少させる。テストの結果は、本発明の被膜が、他の被膜および被膜を施していない摺動面と比較して、摺動面上の磨滅の減少を提供することを示唆している。

図面の簡単な説明
本発明の他の利点は、添付の図面に関連して考慮される場合、以下の詳細な説明を参照することによって本発明がより理解されるように、容易に認識される。

本発明の１つの実施態様に従うピストン本体、連結ロッド、およびリストピンの斜視および部分断面図である。図１のピストン本体上に配置された被膜の断面図である。図２の被膜の拡大断面図である。本発明の他の実施態様に従うピストン本体およびリストピンの斜視および部分断面図である。

詳細な説明
本発明の１つの実施態様に従って構成されたピストンアセンブリ２０は、概して図１に示されている。ピストンアセンブリ２０は、上部冠状部２４とピンボス構造２８とを有するピストン本体２２を含んでいる。ピストン本体２２は、好ましくはスチール材料から形成され、鋳造または鍛造のどちらかで造られている。しかしながら、ピストン本体２２は、アルミニュウムのような他の金属で形成することができる。上部冠状部２４は、リング（図示せず）を支持するための環状溝２６を含んで形成されている。ピストン本体２２は、更に、上部冠状部２４に依存し、かつ上部冠状部２４と一体のピンボス構造２８を含んでいる。ピンボス構造２８は、ピストン摺動面３２を呈している第１の横断穴３０を含んでいる。ピストン摺動面３２は、中心軸の周りを周方向に延在し、オイル溝またはクリップ溝を呈することができる。

ピストン本体２２は、上部冠状部２４から長手方向に延在するスカート３４も含んでいる。図１および図２の実施態様のような１つの実施態様において、スカート３４は上部冠状部２４とは別個に形成されている。スカート３４は、また、各々がピストン摺動面３２を呈している一対の第１の横断穴３０を含んでいる。ピンボス構造２８の第１の横断穴３０は、図１に示されるように、スカート３４の一対の横断穴３０の間に配置されている。スカート３４の第１の横断穴３０は、ピンボス構造２８の第１の横断穴３０と軸方向に整列している。スカート３４は、上部冠状部２４のスチール材料とは異なる材料、たとえばアルミニュウムから形成され得る。代替的に、スカート３４と別個の上部冠状部２４は、どちらもスチールで形成することができる。

ピストンアセンブリ２０は、スカート３４を上部冠状部２４に結合するリストピン３６を含んでいる。リストピン３６は、関節構造を提供するために第１の横断穴３０を通して延在する。図４に示される別の実施態様において、ピストン本体２２は、単品構造で上部冠状部２４と一体形成されるスカート３４を含んでいる。単品構造のスカート３４は、互いに向かい合って面し、各々がピストン摺動面３２を有する軸方向に整列された一対の横断穴３０を含んでいる。単品構造は、スチール、アルミニュウムまたは他の金属のような色々な材料で形成することができる。更にもう一つの実施態様において、ピストンアセンブリ２０は、固定リストピン３６（図示せず）を含んでいる。ここでは、リストピン３６は、絞まりばめによって第１の横断穴３０に固定されている。

ピストンアセンブリ２０は、ピストン本体２２を内燃エンジンのクランクシャフト（図示せず）に連結するための連結ロッド３８も含んでいる。連結ロッド３８は、ピンボス構造２８およびスカート３４の第１の横断穴３０と整列するための第２の横断穴４２が形成された、小端を有するシャフト４０を含んでいる。第２の横断穴４２は、ロッド摺動面４
４を呈している。連結ロッド３８は、好ましくはスチールまたは他の金属で形成され、鋳造または鍛造のどちらかで造られている。

ピストンアセンブリ２０は、ピストン本体２２の第１の横断穴３０を連結ロッド３８の第２の横断穴４２と整列させ、その後、整列された横断穴３０、４２内にリストピン３６を配置することによって形成されている。こうして、リストピン３６は、連結ロッド３８をピストン本体２２に連結する。もし、ピストン本体２２が、単品構造からなるものであれば、リストピン３６は、単品構造を連結ロッド３８に連結する。また、リストピン３６は、ピストン摺動面３２およびロッド摺動面４４に対して外面が面しているピン摺動面４６を有する。リストピン３６は、好ましくはスチールまたは他の金属で形成されている。代替的に、ピストンアセンブリ２０は、摺動面を有する他の構成を含むことができ、他の材料からも形成することができる。

ポリマーマトリックス５０を含み、硬質粒子５２がポリマーマトリックス５０の全体に亘って配置された被膜４８は、摺動面３２、４４、４６のうちの少なくとも１つ、好ましくは、少なくともピストン摺動面３２上に配置される。当該被膜４８は、摺動面３２、４４、４６のうちの少なくとも１つに沿って３６０°施すことができ、その結果、摺動面３２、４４、４６の全体を取り囲むことになる。代替的に、被膜４８は、摺動面３２、４４、４６のうちの少なくとも１つに沿って３６０°より少なく、例えば、摺動面３２、４４、４６の少なくとも１つの一部に施すことができる。

図１に示されるような１つの実施態様において、被膜４８は、第１の横断穴３０のピストン摺動面３２に沿って連続的に配置されている。図４の実施態様は、また、整列された第１の横断穴３０のピストン摺動面３２に沿って連続して配置される被膜４８を含んでいる。別の実施態様において、被膜４８は、リストピン３６のピン摺動面４６の上および／または連結ロッド３８のロッド摺動面４４の上に配置されている。被膜４８は、代替的に、全ての摺動面３２、４４、４６の上に、または、摺動面３２、４４、４６の任意の組み合わせの上に、配置することができる。１つの実施態様において、被膜４８は、４〜２０ミクロンの厚さを有する。

被膜４８は、ポリマーマトリックス５０と、当該ポリマーマトリックス５０の全体に亘って分散された複数の硬質微粒子５２とからなる。被膜４８の例は、国際公開第ＷＯ２０１０／０７６３０６および米国特許出願第１３／１４２，８８７号に開示されている。これらの出願は、それらの全てが引用によりここに援用される。１つの実施態様において、被膜４８は、被膜４８の体積百分率（ｖｏｌ．％）において、被膜４８の合計体積のうち、少なくとも４０．０ｖｏｌ．％、または少なくとも５０．０ｖｏｌ．％、または少なくとも６０．０ｖｏｌ．％、または少なくとも８０．０ｖｏｌ．％、または少なくとも８５．０ｖｏｌ．％の量のポリマーマトリックス５０を含んでいる。ポリマーマトリックス５０は、単一ポリマー、またはポリマー、樹脂、プラスチックもしくはデユロプラスチックス、および熱可塑性もしくは熱硬化性ポリマーの混合物、から形成することができる。ポリマーマトリックス５０は、合成ポリマーおよび架橋ポリマーをも含むことができる。望ましくは、ポリマーマトリックス５０は、高い耐熱性と優れた耐化学性を有する。ポリマーマトリックス５０は、一般的に少なくとも２１０°C、好ましくは少なくとも２２０°
Ｃ、または少なくとも２３０°Ｃまたは少なくとも２５０°Ｃの溶融点を有する。１つの実施態様において、ポリマーマトリックス５０は、ポリアリレート、ポリエーテルエテールケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、エポキシ樹脂、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）およびシリコーン樹脂の少なくとも１つを含んでいる。別の実施態様において、ポリマーマトリックス５０は、ＵＶ照射の手段によって硬化される、不飽和ポリエステル樹脂またはシリコーンのような結合剤を含んでいる。

被膜４８の硬質粒子５２は、典型的には温度２５°Ｃで、少なくとも６００ＨＶ／０．５、より好ましくは少なくとも６２０ＨＶ／０．５、および、更により好ましくは少なくとも６５０ＨＶ／０．５の硬度を有する材料で形成されている。硬質粒子５２は、また、被膜４８の靭性、耐摩耗性および強度の少なくとも１つに影響を及ぼすのに十分である粒径を有する。１つの実施態様において、硬質粒子５２は、１０．０ミクロン以下、または８．０ミクロン以下、または６．０ミクロン以下、好ましくは０．１〜５．０ミクロンの、体積Ｄ５０粒径を有している。

体積Ｄ５０粒径は、硬質粒子５２の等価球状直径であり、Ｄ５０径とも呼ばれ、ここで、硬質粒子５２の５０．０ｗｔ．％は、より大きな等価球状直径を有し、そして硬質粒子５２の５０．０ｗｔ．％は、より小さな等価球状直径を有する。Ｄ５０径は、一般の検査プラクテイスの後で硬質粒子５２に何の処理も行われない前に、硬質粒子５２の粒径分布表示から決定される。１つの実施態様において、硬質粒子５２は、混合した粒径を含み、第１の粒子グループの粒径は第２の粒子グループの粒径よりも小さい。硬質粒子５２の第１および第２のグループは、一般的にポリマーマトリックス５０の全体に均一に分散されている。

１つの実施態様において、被膜４８の硬質粒子５２は、例えば、立方晶系ＢＮおよびＳｉ_３Ｎ_４のような金属窒化物；ＳｉＣおよびＢ_４Ｃのような金属炭化物；ＴｉＯ_２,Ｆｅ
_２Ｏ_３およびＳｉＯ_２のような金属酸化物；ＭｏＳｉ_２のような金属珪化物；金属ホウ化物；Ｆｅ_３Ｐのような金属リン化物；金属間化合物；金属オキシ窒化物；金属炭窒化物；金属オキシカーバイド；Ａｇ、Ｐｂ、Ａｕ、ＳｎＢｉおよび／またはＣｕの金属粉末；およびそれらの混合物の少なくとも１つを含んでいる。被膜４８は、被膜４８の合計体積のうち、一般的に０．１〜２０．０ｖｏｌ．％の量、または３．０〜８．０ｖｏｌ．％の量の硬質粒子５２を含んでいる。１つの実施態様において、被膜４８は、当該被膜４８の合計体積のうち、０．１〜１５．０ｖｏｌ．％の量、または０．５〜８．０ｖｏｌ．％の量のＦｅ_２Ｏ_３を硬質粒子５２の１つとして、および被膜４８の合計体積のうち、５．０ｖｏｌ．％までの量、または３．０〜５．０ｖｏｌ．％の量の他の硬質粒子４８を含んでいる。

被膜４８は、さらにＭｏＳ_２、黒鉛、ＷＳ_２、六方晶窒化ホウ素（ｈ-ＢＮ）、および
ＰＴＦＥのような固体潤滑材を少なくとも１つ含んでいる。当該固体潤滑材は、また、積層構造の金属硫化物を含むことができる。１つの実施態様において、被膜４８は、被膜４８のｖｏｌ．％において、被膜の合計体積のうち、５．０〜４０．０ｖｏｌ．％の量、または５．０〜３０．０ｖｏｌ．％の量、または３０．０ｖｏｌ．％までの量、または９．５ｖｏｌ．％までの量の固体潤滑材を含んでいる。

被膜４８は、摺動面３２、４４および４６を呈しているそれぞれのピストン本体２２、スカート３４、連結ロッド３８、またはリストピン３６の摺動面３２、４４および４６の少なくとも１つに適用されている。被膜４８は、液体または粉末として適用することができ、典型的にはＵＳ２０１０／０７６３０６に開示されている方法、またはその他の方法に従って適用される。例えば、被膜４８は、デイッピング、ブラッシング、噴霧、吹き付け、印刷またはスクリーン印刷によって摺動面３２、４４、４６に施すことができる。被膜４８は、摺動面３２、４４、４６の少なくとも１つに沿って３６０°施すことができ、その結果、摺動面３２、４４、４６の全体を取り囲むことになる。代替的に、被膜４８は、摺動面３２、４４、４６の一部分のような、摺動面３２、４４、４６の少なくとも１つに沿って３６０°よりも少なく施すことができる。１つの実施態様において、図２に示されるように、被膜４８は、ピストン摺動面３２と被膜４８との間の別に層を設けることなく、ピストン摺動面３２に直接施される。別の実施態様において、ピストンアセンブリ２
０が固定リストピン３６を含む場合、当該方法は、ピストン摺動面３２にリストピン３６を固定する前に、ピストン摺動面３２および／またはピン摺動面４６に被膜４８を施すステップを含むことができる。リストピン３６がピストン摺動面３２に沿って摺動して第１の横断穴３０を通る前に、リストピン３６を加熱することができる。

しかしながら、別の実施態様において、国際公開番号ＷＯ２０１０／０７６３０６に開示されているように、被膜４８の多数の層は、摺動面３２、４４、４６の少なくとも１つに施される。複数の層の組成は、互いに同じまたは異なることがあり得る。例えば、下塗り塗料は、被膜４８が施される前に、ピストン摺動面３２に施すことができる。別の例において、硬質粒子５２を有さないポリマーマトリックス５０の層を、硬質粒子５２を有する被膜４８を施す前にまたは施した後に、ピストン摺動面３２に施される。代替的に、被膜４８の幾つかの層は、被膜４８の厚みに沿って連続的に変化する層特性で、勾配としてピストン摺動面３２に施される。例えば、硬質粒子５２の量は、トップ層よりもベース層においてより高く、またはベース層よりもトップ層においてより高くできる。１つの実施態様において、被膜４８は多数の層からなり、そこでは、底部層におけるＦｅ_２Ｏ_３の量は、トップ層におけるＦｅ_２Ｏ_３の量よりも高い。

ピストンアセンブリ２０の被膜４８は、内燃エンジン用途におけるピストンアセンブリ２０の使用の際、摺動面３２、４４、４６の間の接触面を潤滑にし、互いに対に動きかつ擦れている摺動面の３２、４４、４６のざらつきをなくす。ポリマーマトリックス５０における硬質粒子５２は、隣接する摺動面３２、４４、４６のざらつきを研磨または覆うことができ、その結果、支持力比(bearing ratio)に影響し、摩擦を減らす。硬質粒子５２
は、また、摺動面３２、４４、４６の表面面積を増加させることによって、局所的な圧力を下げることができる。こうして、被膜４８が、動作中の摺動面３２、４４、４６の間の摩擦によって起こる摺動面３２、４４、４６上の磨滅、きず、熱および応力を減少させる。テストの結果は、本発明の被膜４８が、他の被膜および被膜を施していない摺動面と比較して、摺動面３２、４４、４６上の磨滅の減少を提供することを示唆している。他の利点は、固定されたリストピン３６を有するピストンアセンブリ２０によって提供されている。この場合、被膜４８は、第１の横断穴３０内におけるリストピン３６の嵌合性を高め、トライボロジーを改善し、さらにピストンアセンブリ２０の動作中のノイズを減少させる。被膜４８は、また、ピストン摺動面３２に沿って変化する欠陥およびざらつきを補い、その結果製造コストを減少させる。

当然、本発明の多くの変形例および変更は、上記技術に照らして可能であり、具体的に述べた以外の別の方法で実行することができる。

Claims

ピストンアセンブリであって、
ピストン摺動面を呈している少なくとも１つの第１の横断穴を含んでいるピストン本体と、
前記少なくとも１つの第１の横断穴内に配置され、前記ピストン摺動面に面しているピン摺動面を呈しているリストピンと、
前記摺動面の少なくとも１つに配置される被膜とを備え、前記被膜はポリマーマトリックスを含み、前記マトリックス内に硬質粒子が配置される、ピストンアセンブリ。
前記被膜の前記硬質粒子は、２５°Ｃの温度で少なくとも６００ＨＶ／０．５の硬度を有する、請求項１に記載のピストンアセンブリ。
前記被膜の前記硬質粒子は、１０．０ミクロン以下の体積Ｄ５０粒径を有する、請求項１に記載のピストンアセンブリ。
前記被膜の前記硬質粒子は、２５°Ｃの温度で少なくとも６５０ＨＶ／０．５の硬度および０．１から５．０ミクロンの体積Ｄ５０粒径を有する、請求項１に記載のピストンアセンブリ。
前記硬質粒子は、金属窒化物、金属炭化物、金属酸化物、金属珪化物、金属ホウ化物、金属リン化物、金属間化合物、金属オキシ窒化物、金属炭窒化物、金属オキシカーバイド、ならびにＡｇ、Ｐｂ、Ａｕ、ＳｎＢｉおよび／またはＣｕの金属粉末の少なくとも１つを含む、請求項１に記載のピストンアセンブリ。
前記硬質粒子はＦｅ_２Ｏ_３を含む、請求項５に記載のピストンアセンブリ。
前記被膜は、前記被膜の合計体積のうち、０．１から２０．０ｖｏｌ．％の量の前記硬質粒子を含む、請求項１に記載のピストンアセンブリ。
前記被膜は、前記被膜の合計体積のうち、３．０から８．０ｖｏｌ．％の量の前記硬質粒子を含む、請求項７に記載のピストンアセンブリ。
前記ポリマーマトリックスは、ポリアリレート、ポリエーテルエテールケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、エポキシ樹脂、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）およびシリコーン樹脂の少なくとも１つを含む、請求項１に記載のピストンアセンブリ。
前記ポリマーマトリックスは、少なくとも２１０°Ｃの溶融点を有する、請求項１に記載のピストンアセンブリ。
前記ポリマーマトリックスは、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）を含む、請求項１に記載のピストンアセンブリ。
前記被膜は、前記被膜の合計体積のうち、少なくとも４０．０ｖｏｌ．％の量の前記ポリマーマトリックスを含む、請求項１に記載のピストンアセンブリ。
前記被膜は、前記被膜の合計体積のうち、５．０から４０．０ｖｏｌ．％の量の少なくとも１つの固定潤滑材を含み、前記固定潤滑材は、金属硫化物、六方晶窒化ホウ素（ｈ-
ＢＮ）およびＰＴＦＥの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のピストンアセンブリ。
ロッド摺動面を呈している第２の横断穴を含む連結ロッドをさらに備え、前記第２の横断穴は前記ピストン本体の前記少なくとも一つの横断穴と軸方向に整列され、前記リストピンは前記整列された横断穴に配置され、前記連結ロッドに前記ピストン本体を結合する、請求項１に記載のピストンアセンブリ。
ピストンアセンブリであって、
金属材料で形成され、各々がピストン摺動面を呈している複数の第１の横断穴を含むピストン本体を備え、
前記ピストン本体は、上部冠状部と、前記上部冠状部に依存し、かつ前記上部冠状部と一体のピンボス構造とを含み、
前記ピンボス構造は、前記第１の横断穴の１つを含み、
前記ピストン本体は、前記上部冠状部から長手方向に延在するスカートを含み、
前記スカートは、各々が前記ピストン摺動面を呈し、かつ前記ピンボス構造の前記第１の横断穴と軸方向に整列される一対の前記第１の横断穴を含み、
前記ピンボス構造の前記第１の横断穴は、前記スカートの前記一対の第１の横断穴の間に配置され、さらに
前記ピストン本体の第１の横断穴と整列するための第２の横断穴が形成された小端を有するシャフトを含む連結ロッドを備え、
前記第２の横断穴はロッド摺動面を呈し、さらに
前記第１の横断穴および前記第２の横断穴を通して延在し、前記スカートを前記上部冠状部に、かつ前記ピストン本体を前記連結ロッドに結合するためのリストピンを備え、
前記リストピンは、前記ロッド摺動面に向かって面しているピン摺動面を含み、さらに
前記摺動面の少なくとも１つに配置された被膜を備え、
前記被膜はポリマーマトリックスを含み、前記ポリマーマトリックス全体に硬質粒子が配置され、
前記被膜は、前記被膜の合計体積のうち、少なくとも４０．０ｖｏｌ．％の量の前記ポリマーマトリックスを含み、
前記ポリマーマトリックスは少なくとも２１０°Ｃの溶融点を有し、
前記ポリマーマトリックスは、ポリアリレート、ポリエーテルエテールケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、エポキシ樹脂、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）およびシリコーン樹脂の少なくとも１つを含み、
前記被膜は、前記被膜の合計体積のうち、０．１から２０．０ｖｏｌ．％の量の前記硬質粒子を含み、
前記硬質粒子は、２５°Ｃの温度で少なくとも６００ＨＶ／０．５の硬度を有し、かつ１０．０ミクロン以下の体積Ｄ５０粒径を有し、
前記硬質粒子は、金属窒化物、金属炭化物、金属酸化物、金属珪化物、金属ホウ化物、金属リン化物、金属間化合物、金属オキシ窒化物、金属炭窒化物、金属オキシカーバイド、ならびにＡｇ、Ｐｂ、Ａｕ、ＳｎＢｉおよび／またはＣｕの金属粉末の少なくとも１つを含み、
前記被膜は、前記被膜の合計体積のうち、５．０から４０．０ｖｏｌ．％の量の少なくとも１つの固定潤滑材を含み、
前記固定潤滑材は、金属硫化物、六方晶窒化ホウ素（ｈ-ＢＮ）およびＰＴＦＥの少な
くとも１つを含んでおり、
前記被膜は、４から２０ミクロンの厚さを有している、ピストンアセンブリ。
ピストンアセンブリを形成する方法であって、
ピストン摺動面を呈している少なくとも１つの第１の横断穴を含むピストン本体とピン摺動面を呈しているリストピンとを設けるステップ、および
前記摺動面の少なくとも１つの上に、中に硬質粒子を有するポリマーマトリックスを含む被膜を配置するステップを備える、ピストンアセンブリを形成する方法。
ロッド摺動面を呈している第２の横断穴を含む連結ロッドを設け、前記連結ロッドの前記第２の横断穴を、前記ピストン本体の前記少なくとも１つのピストン摺動面と軸方向に整列させ、前記連結ロッドに前記ピストン本体を結合するために前記整列された横断穴に前記リストピンを配置することを含む、請求項１６に記載のピストンアセンブリを形成する方法。
前記被膜は、当該被膜の合計体積のうち、０．１から２０．０ｖｏｌ．％の量の硬質粒子を含み、前記硬質粒子は２５°Ｃの温度で少なくとも６００ＨＶ／０．５の硬度を有し、前記硬質粒子は１０．０ミクロン以下の体積Ｄ５０粒径を有している、請求項１６に記載のピストンアセンブリを形成する方法。
前記被膜は、デイッピング、ブラッシング、噴霧、吹き付け、印刷およびスクリーン印刷の少なくとも１つによって施される、請求項１６に記載のピストンアセンブリを形成する方法。
前記硬質粒子は、金属窒化物、金属炭化物、金属酸化物、金属珪化物、金属ホウ化物、金属リン化物、金属間化合物、金属オキシ窒化物、金属炭窒化物、金属オキシカーバイドならびにＡｇ、Ｐｂ、Ａｕ、ＳｎＢｉおよび／またはＣｕの金属粉末の少なくとも１つを含む、請求項１６に記載のピストンアセンブリを形成する方法。