JP2632287B2 - Metal film formation method - Google Patents

Metal film formation method

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JP2632287B2
JP2632287B2 JP28187493A JP28187493A JP2632287B2 JP 2632287 B2 JP2632287 B2 JP 2632287B2 JP 28187493 A JP28187493 A JP 28187493A JP 28187493 A JP28187493 A JP 28187493A JP 2632287 B2 JP2632287 B2 JP 2632287B2
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    • F05C2201/02Light metals
    • F05C2201/021Aluminium

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  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は金属皮膜の形成方法、特
に、表面に多数の角錐状金属結晶または角錐台状金属結
晶の少なくとも一方を有する金属皮膜をメッキ法により
形成する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a metal film, and more particularly, to a method for forming a metal film having at least one of a large number of pyramidal metal crystals or a truncated pyramidal metal crystal on a surface thereof by a plating method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種金属皮膜としては、例えば
内燃機関用ピストンにおいて、Al合金製母材のランド
部およびスカート部外周面に、耐摩耗性の向上を狙って
設けられるFeメッキ層が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a metal coating of this kind, for example, in a piston for an internal combustion engine, an Fe plating layer provided for the purpose of improving abrasion resistance is provided on an outer peripheral surface of a land portion and a skirt portion of an Al alloy base material. Are known.

【0003】しかしながら、内燃機関が高速、且つ高出
力化の傾向にある現在の状況下では、従来のFeメッキ
層はその摺動面が比較的平滑であることに起因してオイ
ル保持性、つまり保油性が十分でなく、また初期なじみ
性も悪いため耐焼付き性が乏しいという問題があった。
[0003] However, under the current situation in which the internal combustion engine tends to operate at high speed and high output, the conventional Fe plating layer has an oil retaining property, that is, an oil retaining property due to its relatively smooth sliding surface. There was a problem that the oil retention was not sufficient and the seizure resistance was poor due to poor initial conformability.

【0004】そこで、本出願人は、先にFeメッキ層と
してその摺動面に多数の角錐状Fe結晶または角錐台状
Fe結晶の少なくとも一方を有するものを開発した。
Therefore, the present applicant has previously developed an Fe plating layer having at least one of a large number of pyramidal Fe crystals or a truncated pyramidal Fe crystal on its sliding surface.

【0005】このように構成すると、相隣る両Fe結晶
は相互に食込んだ状態を呈し、これにより摺動面は、多
数の微細な山部と、それら山部の間に形成された多数の
微細な谷部と、山部相互の食込みに因る多数の微細な沢
部とからなる入組んだ様相を呈するので、Feメッキ層
の保油性が良好となる。またFe結晶における先端部側
の優先的摩耗によってFeメッキ層の初期なじみ性も良
好となる。
[0005] With this configuration, adjacent Fe crystals exhibit a state of biting each other, whereby the sliding surface has a large number of fine peaks and a large number of peaks formed between the peaks. And a fine valley portion and a large number of fine valley portions caused by the penetration of the ridge portion, so that the Fe plating layer has good oil retaining properties. The preferential wear of the front end portion of the Fe crystal also improves the initial conformability of the Fe plating layer.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前記のように優れた摺
動特性を得るためには、角錐状Fe結晶等を微細化する
と共にその粒径を均一化することが必要である。
In order to obtain the excellent sliding characteristics as described above, it is necessary to make the pyramidal Fe crystal or the like fine and to make the particle size uniform.

【0007】本発明は前記要求に応ずることのできる前
記金属皮膜の形成方法を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a method for forming the metal film capable of meeting the above requirements.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、表面に多数の
角錐状金属結晶または角錐台状金属結晶の少なくとも一
方を有する金属皮膜をメッキ法により形成するに当り、
メッキ用エネルギ源の出力を、その出力が最小値から立
上って最大値に至り、次いで最小値へ下降するごとくパ
ルス波形を描くように制御し、前記出力の立上り開始時
から下降開始時までの出力時間をTONとし、また先の立
上り開始時から次の立上り開始時までを1サイクルとし
て、そのサイクル時間をTc としたとき、出力時間TON
とサイクル時間Tc との比TON/Tc をTON/Tc
0.45に設定することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for forming a metal film having at least one of a large number of pyramidal metal crystals or a truncated pyramidal metal crystal on a surface by plating.
The output of the energy source for plating is controlled so as to draw a pulse waveform as the output rises from the minimum value to the maximum value, and then falls to the minimum value, from the start of the output rise to the start of the fall. output time is for T ON, and as one cycle from the time of the previous rise start until the next rise start, when the cycle time T c, the output time T ON of
The ratio T ON / T c between the cycle time T c and T ON / T c
It is characterized in that it is set to 0.45.

【0009】[0009]

【作用】メッキ用エネルギ源の出力を前記のように制御
すると共に両時間の比TON/Tc を前記のように設定す
ると、表面に、微細化およびその粒径の均一化を達成さ
れた多数の角錐状金属結晶等を有する金属皮膜を形成す
ることが可能であり、またその表面における角錐状金属
結晶等の存在率SをS≧40%になし得る。
When the output of the energy source for plating is controlled as described above and the ratio T ON / T c of the two times is set as described above, the surface can be made finer and the grain size can be made uniform. It is possible to form a metal film having a large number of pyramidal metal crystals and the like, and the abundance S of pyramidal metal crystals and the like on the surface can be S ≧ 40%.

【0010】これにより、例えば前記金属皮膜を有する
ピストンにおいて、その金属皮膜は潤滑下にて優れた摺
動特性を発揮する。また前記存在率SをS≧90%に設
定すると、金属皮膜の無潤滑下における摺動特性をも向
上させることができる。
Thus, for example, in a piston having the metal film, the metal film exhibits excellent sliding characteristics under lubrication. Further, when the abundance S is set to S ≧ 90%, the sliding characteristics of the metal film without lubrication can be improved.

【0011】ただし、両時間の比TON/Tc がTON/T
c >0.45になると、角錐状金属結晶等の存在率Sが
S<40%となり、その金属結晶等を設けたことによる
意義が失われる。
However, the ratio T ON / T c of both times is T ON / T
When c > 0.45, the abundance S of pyramidal metal crystals or the like becomes S <40%, and the significance of providing such metal crystals or the like is lost.

【0012】[0012]

【実施例】図1,図2において、内燃機関用ピストン1
はAl合金製母材2を有し、その母材2のランド部31
およびスカート部32 外周面に、メッキ処理により金属
皮膜としての層状摺動面構成体4が形成される。
1 and 2 show a piston 1 for an internal combustion engine.
Has a base material 2 made of an Al alloy, and a land portion 3 1 of the base material 2.
And the skirt portion 3 2 outer circumferential surface, a layered slide surface construction 4 as a metal film is formed by plating.

【0013】図3に示すように、摺動面構成体4は体心
立方構造(bcc構造)を持つ金属結晶の集合体より構
成される。その集合体は、母材2より柱状に成長し、且
つミラー指数で(hhh)面を、シリンダボア内壁5と
の摺動面(表面)4a側に向けた多数の(hhh)配向
性金属結晶を有する。
As shown in FIG. 3, the sliding surface structure 4 is composed of an aggregate of metal crystals having a body-centered cubic structure (bcc structure). The aggregate grows in a columnar shape from the base material 2 and has a large number of (hhh) oriented metal crystals with the (hhh) plane directed toward the sliding surface (surface) 4a with the cylinder bore inner wall 5 with the Miller index. Have.

【0014】摺動面構成体4の形成に当っては電気メッ
キ法が適用される。その際、図4に示すように、メッキ
用電源(エネルギ源)の電流(出力)Iは、その電流
が最小電流Imin から立上って最大電流Imax に至り、
次いで最小電流Imin へ下降するごとく、時間Tの経過
に伴いパルス波形を描くように制御される。
In forming the sliding surface structure 4, an electroplating method is applied. At this time, as shown in FIG. 4, the current (output) I plating power source (energy source), the current I
Rises from the minimum current Imin to the maximum current Imax ,
Next, the pulse current is controlled so as to draw a pulse waveform as the time T elapses as the current decreases to the minimum current Imin .

【0015】そして、電流の立上り開始時から下降開
始時までの通電時間(出力時間)をTONとし、また先の
立上り開始時から次の立上り開始時までを1サイクルと
して、そのサイクル時間をTc としたとき、通電時間T
ONとサイクル時間Tc との比、即ち、時間比TON/Tc
はTON/Tc ≦0.45に設定される。
The energizing time (output time) from the start of the rise of the current I to the start of the fall thereof is T ON, and the cycle from the start of the previous rise to the start of the next rise is defined as one cycle, and the cycle time is defined as T ON. When Tc , the energizing time T
The ratio between ON and the cycle time T c , that is, the time ratio T ON / T c
Is set to T ON / T c ≦ 0.45.

【0016】この場合、最小電流密度CDmin をCDmi
n =0に、また平均電流密度CDmを、例えば、CDm
≧2.5A/dm2 に設定することによって(hhh)配
向性金属結晶の存在率SをS≧40%にすることができ
る。
[0016] CDmi In this case, the minimum current density CDmin
n = 0 and the average current density CDm, eg, CDm
By setting ≧ 2.5 A / dm 2 , the abundance S of the (hhh) oriented metal crystal can be set to S ≧ 40%.

【0017】一方、最小電流密度CDmin をCDmin =
0に、また時間比TON/Tc をTON/Tc ≦0.35
に、さらに平均電流密度CDmをCDm≧3.5A/dm
2 にそれぞれ設定すると、(hhh)配向性金属結晶の
存在率SをS≧90%にすることができる。
On the other hand, the minimum current density CDmin is defined as CDmin =
0 and the time ratio T ON / T c to T ON / T c ≦ 0.35
In addition, the average current density CDm is set to CDm ≧ 3.5 A / dm.
When each is set to 2 , the abundance S of (hhh) oriented metal crystals can be set to S ≧ 90%.

【0018】前記形成条件下で、(hhh)配向性金属
結晶の存在率SをS≧90%に設定すると、図5に示す
ように摺動面4aの略全体を六角錐状(または六角錐台
状)をなす金属結晶、即ち6本の稜線6を持つ六稜金属
結晶71 の集合体より形成することができる。この六稜
金属結晶71 は、図6に示す三角錐状(または三角錐台
状)をなす(hhh)配向性金属結晶、即ち3本の稜線
6を持つ三稜金属結晶72 に比べて平均粒径が小さく、
且つ粒径も略均一である。(hhh)配向性金属結晶に
おいて、粒径と高さとの間には相関関係があり、したが
って粒径が略均一である、ということは高さも略等しい
ということである。
Under the above formation conditions, when the existence ratio S of the (hhh) oriented metal crystal is set to S ≧ 90%, substantially the entire sliding surface 4a is formed into a hexagonal pyramid (or hexagonal pyramid) as shown in FIG. trapezoid) metal crystals forming, i.e. it is possible to form an aggregate of Rokuryo metal crystals 7 1 having a ridge line 6 of six. The Rokuryo metal crystals 71 forms a triangular pyramid shape shown in FIG. 6 (or triangular pyramid frustum) (hhh) oriented metal crystals, i.e. three in comparison with Sanryo metal crystals 7 2 with a ridge 6 The average particle size is small,
And the particle size is also substantially uniform. (Hhh) In the oriented metal crystal, there is a correlation between the particle size and the height, and therefore, the fact that the particle size is substantially uniform means that the height is also substantially equal.

【0019】しかも、これら六稜金属結晶71 におい
て、相隣るものは相互に食込んだ状態を呈する。これに
より摺動面4aは、三稜金属結晶72 より形成される場
合に比べて表面積を拡大され、また多数の極微細な山部
8と、それら山部8の間に形成された多数の極微細な谷
部9と、山部8相互の食込みに因る多数の極微細な沢部
10(図7参照)とからなる非常に入組んだ様相を呈す
るので、摺動面構成体4の保油性が極めて良好となる。
また六稜金属結晶71 における先端部側の優先的摩耗に
よって摺動面構成体4の初期なじみ性も良好である。
[0019] Moreover, in these Rokuryo metal crystals 7 1, phase Tonariru those exhibits a state that bite into each other. Thus the sliding surface 4a is a three-ridge as compared with the case where the metal crystals 7 2 is formed from a larger surface area, also a large number of extremely fine crests 8, a number of which are formed between the crests 8 Since it has a very complicated appearance composed of the very fine valleys 9 and the many very fine valleys 10 (see FIG. 7) due to the penetration of the peaks 8, the sliding surface structure 4 Oil retention becomes extremely good.
The initial conformability of the slide surface construction 4 by preferential wearing of the tip side in Rokuryo metal crystals 7 1 is good.

【0020】さらに六稜金属結晶71 の均一微細化に伴
い、局部的な高面圧化を回避すると共に摺動荷重の微細
分化を達成することができ、これにより摺動面構成体4
は潤滑下では勿論のこと、無潤滑下においても優れた耐
摩耗性を発揮する。
Furthermore with the uniform finer Rokuryo metal crystals 71, while avoiding the high local surface pressurization can achieve fine differentiation sliding load, thereby slide surface construction 4
Exhibits excellent wear resistance not only under lubrication but also under non-lubrication.

【0021】図8に示すように、摺動面4aに沿う仮想
面11に対する(hhh)面の傾きは六稜金属結晶71
の傾きとなって現われるので、摺動面構成体4の保油
性、初期なじみ性および耐摩耗性に影響を与える。そこ
で、(hhh)面が仮想面11に対してなす傾き角θは
0°≦θ≦15°に設定される。この場合、(hhh)
面の傾き方向については限定されない。傾き角θがθ>
15°になると、摺動面構成体4の保油性、初期なじみ
性および耐摩耗性が低下する。
As shown in FIG. 8, the inclination of the (hhh) plane with respect to the virtual plane 11 along the sliding surface 4a is six-edge metal crystal 7 1.
This affects the oil retention, initial conformability, and wear resistance of the sliding surface structure 4. Therefore, the inclination angle θ formed by the (hhh) plane with respect to the virtual plane 11 is set to 0 ° ≦ θ ≦ 15 °. In this case, (hhh)
The inclination direction of the surface is not limited. The inclination angle θ is θ>
When the angle is 15 °, the oil retaining property, initial conformability, and abrasion resistance of the sliding surface structure 4 decrease.

【0022】(hhh)配向性金属結晶の存在率Sが、
例えば40%≦S<90%である場合、摺動面4aは六
稜金属結晶71 および三稜金属結晶72 の集合体より形
成される。この摺動面構成体4の摺動特性は、摺動面4
aの略全体を六稜金属結晶71 より形成した場合に比べ
て低くなる。
(Hhh) The abundance S of the oriented metal crystal is
If for example, 40% ≦ S <90%, the sliding surface 4a is formed from an aggregate of Rokuryo metal crystals 71 and Sanryo metal crystals 7 2. The sliding characteristics of the sliding surface structure 4 are as follows.
becomes lower than the case where a substantially the entire formed from Rokuryo metal crystals 7 1.

【0023】前記形成方法において、最小電流密度CD
min をCDmin ≧0.2A/dm2 に、また時間比TON
c をTON/Tc ≦0.35に、さらに平均電流密度C
DmをCDm≧3.5A/dm2 にそれぞれ設定すると、
図9に示すように、各斜面12が略平坦な六稜金属結晶
1 を析出させることができる。
[0023] In the forming method, the minimum current density CD
min to CDmin ≧ 0.2 A / dm 2 and the time ratio T ON /
T c to T ON / T c ≦ 0.35, and the average current density C
When Dm is set to CDm ≧ 3.5 A / dm 2 ,
As shown in FIG. 9, can be each inclined surface 12 is substantially precipitate flat Rokuryo metal crystals 7 1.

【0024】この六稜金属結晶71 は硬さが高いので、
摺動面構成体4の耐摩耗性を向上させる上で有効であ
る。
[0024] Since this Rokuryo metal crystals 7 1 has a high hardness,
This is effective in improving the wear resistance of the sliding surface structure 4.

【0025】また、最小電流密度CDmin をCDmin ≦
−0.2A/dm2 に、また時間比TON/Tc をTON/T
c ≦0.35に、さらに平均電流密度CDmをCDm≧
3.5A/dm2 にそれぞれ設定すると、図10に示すよ
うに、相隣る稜線6間に比較的深い谷13を有する六稜
金属結晶71 を析出させることができる。
[0025] In addition, CDmin ≦ the minimum current density CDmin
−0.2 A / dm 2 and the time ratio T ON / T c to T ON / T
c ≦ 0.35, and further, the average current density CDm is set to CDm ≧
As each set to 3.5A / dm 2, as shown in FIG. 10, it is possible to precipitate Rokuryo metal crystals 7 1 having a relatively deep valley 13 between Aitonaru ridge 6.

【0026】この六稜金属結晶71 は、その谷13に起
因して保油性が良好であるから、摺動面構成体4の耐焼
付き性を向上させる上で有効である。
[0026] The Rokuryo metal crystals 7 1, since the oil retention due to its valley 13 is good, it is effective in improving the seizure resistance of the slide surface construction 4.

【0027】bcc構造を持つ金属結晶としては、F
e、Cr、Mo、W、Ta、Zr、Nb、V等の単体ま
たは合金の結晶を挙げることができる。
As the metal crystal having the bcc structure, F
e, Cr, Mo, W, Ta, Zr, Nb, V, etc., or a crystal of a simple substance or alloy.

【0028】メッキ法としては、電気メッキ法の外に、
例えば気相メッキ法であるPVD法、CVD法、スパッ
タ法、イオンプレーティング等を挙げることができる。
スパッタ法によりW、Moメッキを行う場合は、例えば
Ar圧力0.2〜1Pa、母材温度150〜300℃と
し、平均Ar加速電力(エネルギ源)を1〜1.5kW
に制御する。CVD法によりWメッキを行う場合は、例
えばWF6 (原料)の流量2〜15cc/min 、チャンバ
内圧力50〜300Pa、母材温度100〜400℃と
し、ArFマキシマレーザ(エネルギ源)の平均出力を
5〜40Wに制御する。
As the plating method, in addition to the electroplating method,
For example, a vapor deposition method such as a PVD method, a CVD method, a sputtering method, or ion plating can be used.
When performing W and Mo plating by sputtering, for example, the Ar pressure is 0.2 to 1 Pa, the base material temperature is 150 to 300 ° C., and the average Ar acceleration power (energy source) is 1 to 1.5 kW.
To control. When performing W plating by the CVD method, for example, the flow rate of WF 6 (raw material) is 2 to 15 cc / min, the pressure in the chamber is 50 to 300 Pa, the base material temperature is 100 to 400 ° C., and the average output of the ArF maxima laser (energy source) is used. Is controlled to 5 to 40 W.

【0029】〔実施例1〕Al合金製母材2のランド部
1 およびスカート部32 外周面に、電気Feメッキ法
を適用することによりFe結晶の集合体より構成された
厚さ15μmの摺動面構成体4を形成して複数の内燃機
関用ピストン1を製造し、それら摺動面構成体4につい
て、次のような各種考察を行った。
[0029] Example 1 Al alloy base material 2 land portion 3 1 and the skirt portion 3 2 outer circumferential surface, by applying an electrical Fe plating having a thickness of 15μm, which is composed of an aggregate of Fe crystals A plurality of pistons 1 for an internal combustion engine were manufactured by forming the sliding surface structure 4, and the following various considerations were made on the sliding surface structure 4.

【0030】A.時間比TON/Tc について 表1は、摺動面構成体4の例1〜24,50〜54にお
けるメッキ浴条件を示す。
A. Table 1 for the time ratio T ON / T c shows a plating bath conditions in Example 1~24,50~54 of the slide surface construction 4.

【0031】[0031]

【表1】 表2は、例1〜14のメッキ処理条件を示す。この場
合、例1〜6ではCDm=7A/dm2 に、また例7〜1
4ではCDm=4A/dm2 にそれぞれ設定され、各CD
m一定においてTON/Tc を変化させた。
[Table 1] Table 2 shows the plating conditions of Examples 1 to 14. In this case, in Examples 1 to 6, CDm = 7 A / dm 2 , and in Examples 7-1.
4, the CDm is set to 4A / dm 2 and each CD
T ON / T c was changed while m was constant.

【0032】[0032]

【表2】 表3は、例15〜24のメッキ処理条件を示す。この場
合、例15〜19ではCDm=3.5A/dm2 に、また
例20〜24ではCDm=3A/dm2 にそれぞれ設定さ
れ、各CDm一定においてTON/Tc を変化させた。
[Table 2] Table 3 shows the plating conditions of Examples 15 to 24. In this case, CDm was set to 3.5 A / dm 2 in Examples 15 to 19, and CDm was set to 3 A / dm 2 in Examples 20 to 24, and T ON / T c was changed at a constant CDm.

【0033】[0033]

【表3】 表4は、例50〜54のメッキ処理条件を示す。この場
合、CDm=2.5A/dm2 一定においてTON/Tc
変化させた。
[Table 3] Table 4 shows the plating conditions of Examples 50 to 54. In this case, T ON / T c was changed at a constant CDm = 2.5 A / dm 2 .

【0034】[0034]

【表4】 表5〜9は、例1〜24,50〜54における摺動面4
aの結晶形態、六稜Fe結晶の面積率Aおよび平均粒径
d、各配向性Fe結晶の存在率Sならびに硬さをそれぞ
れ示す。
[Table 4] Tables 5 to 9 show the sliding surfaces 4 in Examples 1 to 24 and 50 to 54.
The crystal morphology a, the area ratio A of the six-edge Fe crystal and the average particle diameter d, the abundance S of each oriented Fe crystal, and the hardness are shown.

【0035】[0035]

【表5】 [Table 5]

【0036】[0036]

【表6】 [Table 6]

【0037】[0037]

【表7】 [Table 7]

【0038】[0038]

【表8】 [Table 8]

【0039】[0039]

【表9】 六稜Fe結晶の面積率Aは、摺動面4aの面積をB、そ
の摺動面4aにおいて全部の六稜Fe結晶が占める面積
をCとしたとき、A=(C/B)×100(%)として
求められた。また六稜Fe結晶の粒径は、頂点を挟んで
相対向する両角部間の距離、即ち、三つの距離の平均値
である。
[Table 9] The area ratio A of the six-edge Fe crystal is as follows: when the area of the sliding surface 4a is B and the area occupied by all six-edge Fe crystals on the sliding surface 4a is C, A = (C / B) × 100 ( %). The grain size of the six-edge Fe crystal is a distance between both corners facing each other across the vertex, that is, an average value of three distances.

【0040】存在率Sは、例1〜24,50〜54のX
線回折図(X線照射方向は摺動面4aに対して直角方
向)に基づいて次のような方法で求められたものであ
る。一例として、例8について説明すると、図11は例
8のX線回折図であり、各配向性Fe結晶の存在率Sは
次式から求められた。なお、例えば{110}配向性F
e結晶とは、{110}面を摺動面4a側に向けた配向
性Fe結晶を意味する。 {110}配向性Fe結晶:S110 ={(I110 /IA
110 )/T}×100、 {200}配向性Fe結晶:S200 ={(I200 /IA
200 )/T}×100、 {211}配向性Fe結晶:S211 ={(I211 /IA
211 )/T}×100、 {310}配向性Fe結晶:S310 ={(I310 /IA
310 )/T}×100、 {222}配向性Fe結晶:S222 ={(I222 /IA
222 )/T}×100 ここで、I110 、I200 、I211 、I310 、I222 は各
結晶面のX線反射強度の測定値(cps)で、I110
0.8K、I200 =0.4K、I211 =1.7K、I
310 =0.15K、I222 =9.8Kである。またIA
110 、IA200 、IA211 、IA310 、IA222 はAS
TMカードにおける各結晶面のX線反射強度比で、IA
110 =100、IA200 =20、IA211 =30、IA
310 =12、IA222 =6である。さらにTは、T=
(I110 /IA110 )+(I200 /IA200 )+(I
211 /IA211 )+(I310 /IA310 )+(I222
IA222)=1.73Kである。
The abundance S is expressed by X in Examples 1 to 24 and 50 to 54.
It is obtained by the following method based on a line diffraction diagram (the X-ray irradiation direction is a direction perpendicular to the sliding surface 4a). Describing Example 8 as an example, FIG. 11 is an X-ray diffraction diagram of Example 8, and the abundance S of each oriented Fe crystal was obtained from the following equation. Note that, for example, {110} orientation F
The e crystal means an oriented Fe crystal with the {110} plane facing the sliding surface 4a. {110} oriented Fe crystal: S 110 = {(I 110 / IA)
110 ) / T} × 100, {200} oriented Fe crystal: S 200 = {(I 200 / IA)
200 ) / T} × 100, {211} oriented Fe crystal: S 211 = {(I 211 / IA)
211 ) / T} × 100, {310} oriented Fe crystal: S 310 = {(I 310 / IA)
310 ) / T} × 100, {222} oriented Fe crystal: S 222 = {(I 222 / IA)
222 ) / T} × 100 where I 110 , I 200 , I 211 , I 310 , and I 222 are the measured values (cps) of the X-ray reflection intensity of each crystal plane, and I 110 =
0.8K, I 200 = 0.4K, I 211 = 1.7K, I
310 = 0.15K, a I 222 = 9.8K. Also IA
110 , IA 200 , IA 211 , IA 310 , IA 222 are AS
The ratio of the X-ray reflection intensity of each crystal plane in the TM card, IA
110 = 100, IA 200 = 20, IA 211 = 30, IA
310 = 12 and IA 222 = 6. Further, T is T =
(I 110 / IA 110 ) + (I 200 / IA 200 ) + (I
211 / IA 211) + (I 310 / IA 310) + (I 222 /
IA 222) is a = 1.73K.

【0041】図12は、例8における摺動面4aの結晶
構造を示す電子顕微鏡写真であり、多数の六角錐状をな
す六稜Fe結晶が観察される。表6に示すように、六稜
Fe結晶の面積率AはA=96%、平均粒径dはd=3
μmである。この六稜Fe結晶は(hhh)面、したが
って{222}面を摺動面4a側に向けた{222}配
向性Fe結晶である。この場合、{222}配向性Fe
結晶の存在率Sは、表6,図11に示すように、S=9
4.3%である。
FIG. 12 is an electron micrograph showing the crystal structure of the sliding surface 4a in Example 8, where a large number of hexagonal pyramidal hexagonal Fe crystals are observed. As shown in Table 6, the area ratio A of the six-edge Fe crystal is A = 96%, and the average particle size d is d = 3.
μm. The six-edge Fe crystal is a (222) oriented Fe crystal in which the (hhh) plane, that is, the {222} plane faces the sliding surface 4a. In this case, {222} oriented Fe
As shown in Table 6 and FIG.
4.3%.

【0042】図13は例14のX線回折図である。図1
4は、例14における摺動面4aの結晶構造を示す電子
顕微鏡写真であり、多数の粒状Fe結晶が観察される。
FIG. 13 is an X-ray diffraction diagram of Example 14. FIG.
4 is an electron micrograph showing the crystal structure of the sliding surface 4a in Example 14, where a large number of granular Fe crystals are observed.

【0043】図15は、例1〜24,50〜54におけ
る時間比TON/Tc と{222}配向性Fe結晶の存在
率Sとの関係を示し、図中、点(1)〜(24),(5
0)〜(54)は例1〜24,50〜54にそれぞれ対
応する。図15から、明らかなように、時間比TON/T
c をTON/Tc ≦0.45に設定することによって、各
平均電流密度CDmにおいて、{222}配向性Fe結
晶の存在率SをS≧40%にすることができる。
FIG. 15 shows the relationship between the time ratio T ON / T c and the abundance S of {222} oriented Fe crystals in Examples 1 to 24 and 50 to 54. In the figure, points (1) to (1) 24), (5
0) to (54) correspond to Examples 1 to 24 and 50 to 54, respectively. As is apparent from FIG. 15, the time ratio T ON / T
By setting c to T ON / T c ≦ 0.45, the abundance S of {222} oriented Fe crystals can be set to S ≧ 40% at each average current density CDm.

【0044】この場合、平均電流密度DmをDm≧3.
5A/dm2 に、また時間率TON/Tc をTON/Tc
0.35にそれぞれ設定すると、{222}配向性Fe
結晶の存在率SはS≧90%となり、図15において、
90%≦S≦100%で、且つ0<TON/Tc ≦0.3
5の領域では{222}配向性Fe結晶は、その殆どが
六稜Fe結晶の形態をとる。
In this case, the average current density Dm is set to Dm ≧ 3.
5 A / dm 2 and the time rate T ON / T c is T ON / T c
When each is set to 0.35, {222} oriented Fe
The existence ratio S of the crystal becomes S ≧ 90%, and in FIG.
90% ≦ S ≦ 100% and 0 <T ON / T c ≦ 0.3
In region 5, most of the {222} oriented Fe crystal takes the form of a six-edge Fe crystal.

【0045】一方、図15において、S≧40%で、且
つTON/Tc ≦0.45の領域から前記六稜Fe結晶単
一領域を除いた領域は、六稜Fe結晶と三稜Fe結晶の
混在領域となる。
On the other hand, in FIG. 15, the region where S ≧ 40% and T ON / T c ≦ 0.45 except for the single region of the six-edge Fe crystal is a six-edge Fe crystal and a three-edge Fe crystal. This is a mixed region of crystals.

【0046】B.メッキ浴のFeイオン濃度Fe2+につ
いて 表10は、摺動面構成体4の例25〜36におけるメッ
キ浴条件を示す。
B. Fe ion concentration Fe 2+ Table 10 for the plating bath, indicating the plating bath conditions in Examples 25 to 36 of the slide surface construction 4.

【0047】[0047]

【表10】 表11は、例25〜36のメッキ処理条件を示す。この
場合、例25〜27ではCDm=7A/dm2 に、例28
〜31ではCDm=4A/dm2 に、例32〜34ではC
Dm=3.5A/dm2 に、また例35,36ではCDm
=3A/dm2 にそれぞれ設定され、各CDm一定におい
て、表10に示すようにFeイオン濃度Fe2+を変化さ
せた。
[Table 10] Table 11 shows the plating conditions of Examples 25 to 36. In this case, in Examples 25 to 27, CDm = 7 A / dm 2 and in Example 28
CDm = 4 A / dm 2 for ~ 31, C for Examples 32-34
Dm = 3.5 A / dm 2 , and in Examples 35 and 36, CDm
= 3 A / dm 2 , and the Fe ion concentration Fe 2+ was changed as shown in Table 10 while each CDm was constant.

【0048】[0048]

【表11】 表12,13は、例25〜36における摺動面4aの結
晶形態、六稜Fe結晶の面積率Aおよび平均粒径d、各
配向性Fe結晶の存在率Sならびに硬さをそれぞれ示
す。
[Table 11] Tables 12 and 13 show the crystal morphology of the sliding surface 4a, the area ratio A of the six-edge Fe crystal and the average grain size d, the abundance S of each oriented Fe crystal, and the hardness in Examples 25 to 36, respectively.

【0049】[0049]

【表12】 [Table 12]

【0050】[0050]

【表13】 図16は、例25〜36および前記例2,8,16,2
1におけるメッキ浴のFeイオン濃度Fe2+と{22
2}配向性Fe結晶の存在率Sとの関係を示し、図中、
点(2),(8),(16),(21),(25)〜
(36)は例2,8,16,21,25〜36にそれぞ
れ対応する。図16から明らかなように、例えば平均電
流密度CDm≧3A/dm2 においてFeイオン濃度Fe
2+をFe2+≧0.6に設定することにより{222}配
向性Fe結晶の存在率SをS≧40%にすることができ
る。また{222}配向性Fe結晶の存在率SをS≧9
0%にするためには、平均電流密度CDm≧3.5A/
dm2 においてFeイオン濃度Fe2+をFe2+≧1に設定
することが必要である。
[Table 13] FIG. 16 shows Examples 25 to 36 and Examples 2, 8, 16, and 2 described above.
1. Fe ion concentration of plating bath Fe 2+ and Δ22
The relationship with the abundance S of 2} -oriented Fe crystals is shown in FIG.
Points (2), (8), (16), (21), (25)-
(36) corresponds to Examples 2, 8, 16, 21, 25 to 36, respectively. As is clear from FIG. 16, for example, when the average current density CDm ≧ 3 A / dm 2 , the Fe ion concentration Fe
By setting 2+ to Fe 2+ ≧ 0.6, the abundance S of {222} -oriented Fe crystals can be set to S ≧ 40%. Also, the existence ratio S of the {222} oriented Fe crystal is S ≧ 9.
To achieve 0%, the average current density CDm ≧ 3.5 A /
At dm 2 , it is necessary to set the Fe ion concentration Fe 2+ so that Fe 2+ ≧ 1.

【0051】C.メッキ浴のpHについて 表14は、摺動面構成体4の例37〜47におけるメッ
キ浴条件を示す。
C. About pH of plating bath Table 14 shows the plating bath conditions in Examples 37 to 47 of the sliding surface structure 4.

【0052】[0052]

【表14】 表15は、例37〜47のメッキ処理条件を示す。この
場合、例37〜39ではCDm=7A/dm2 に、例40
〜42ではCDm=4A/dm2 に、例43〜45ではC
Dm=3.5A/dm2 に、例46,47ではCDm=3
A/dm2 にそれぞれ設定され、各CDm一定において、
表14に示すようにpHを変化させた。
[Table 14] Table 15 shows the plating conditions of Examples 37 to 47. In this case, CDm = 7 A / dm 2 in Examples 37 to 39, and Example 40
~ 42, CDm = 4A / dm 2 , and in Examples 43-45, Cm
Dm = 3.5 A / dm 2 , and in Examples 46 and 47, CDm = 3
Each is set to A / dm 2, in each CDm constant,
The pH was varied as shown in Table 14.

【0053】[0053]

【表15】 表16,17は、例37〜47における摺動面4aの結
晶形態、六稜Fe結晶の面積率Aおよび平均粒径d、各
配向性Fe結晶の存在率Sならびに硬さをそれぞれ示
す。
[Table 15] Tables 16 and 17 show the crystal morphology of the sliding surface 4a, the area ratio A of the six-edge Fe crystal and the average particle diameter d, the abundance S of each oriented Fe crystal, and the hardness in Examples 37 to 47, respectively.

【0054】[0054]

【表16】 [Table 16]

【0055】[0055]

【表17】 図17は、例37〜47および前記例2,8,16,2
1におけるメッキ浴のpHと{222}配向性Fe結晶
の存在率Sとの関係を示し、図中、点(2),(8),
(16),(21),(37)〜(47)は例2,8,
16,21,37〜47にそれぞれ対応する。図17か
ら明らかなように、例えば平均電流密度CDm≧3A/
dm2 においてpHをpH≧4.5に設定することにより
{222}配向性Fe結晶の存在率SをS≧40%にす
ることができる。また{222}配向性Fe結晶の存在
率SをS≧90%にするためには、平均電流密度CDm
≧3.5A/dm2 においてpHをpH≧5.5に設定す
ることが必要である。
[Table 17] FIG. 17 shows Examples 37 to 47 and Examples 2, 8, 16, and 2 described above.
1 shows the relationship between the pH of the plating bath and the abundance S of the {222} oriented Fe crystals, and points (2), (8),
(16), (21), (37) to (47) are Examples 2, 8,
16, 21, and 37 to 47, respectively. As is clear from FIG. 17, for example, the average current density CDm ≧ 3 A /
By setting the pH at dm 2 to pH ≧ 4.5, the abundance S of {222} oriented Fe crystals can be set to S ≧ 40%. Further, in order to make the abundance S of {222} oriented Fe crystals S ≧ 90%, the average current density CDm
It is necessary to set the pH to pH ≧ 5.5 at ≧ 3.5 A / dm 2 .

【0056】D.耐焼付き性および耐摩耗性について 摺動面構成体4の例1,7,8,11〜14,17,2
2〜24,31について、潤滑下でチップオンディスク
方式による焼付きテストを行って、{222}配向性F
e結晶の存在率Sと焼付き発生荷重との関係を求めた。
テスト条件は次の通りである。ディスクの材質Al−1
0重量%Si合金、ディスクの回転速度15m/sec 、
給油量 0.3ml/min 、摺動面構成体より製作された
チップの摺動面の面積 1cm2
D. Regarding seizure resistance and abrasion resistance Examples of the sliding surface structure 4 1,7,8,11-14,17,2
A burn-in test was performed on chips 2 to 24 and 31 by a chip-on-disk method under lubrication to obtain {222} orientation F
The relationship between the e crystal abundance S and the seizure load was determined.
The test conditions are as follows. Disc material Al-1
0% by weight Si alloy, disk rotation speed 15m / sec,
The amount of lubrication is 0.3 ml / min. The area of the sliding surface of the chip manufactured from the sliding surface structure is 1 cm 2 .

【0057】また、各例1,7,8,11〜14,1
7,22〜24,31について、無潤滑下でチップオン
ディスク方式による摩耗テストを行って、{222}配
向性Fe結晶の存在率Sと、チップの摩耗量との関係を
求めた。テスト条件は次の通りである。ディスクの材質
Al−10重量%Si合金、ディスクの回転速度
0.5m/sec 、荷重 100N、摺動距離 1km、摺
動面構成体より製作されたチップの摺動面の面積 1cm
2 。摩耗量はチップの面積1cm2 当りの減量(mg)であ
る。
In each of the examples 1, 7, 8, 11 to 14, 1
With respect to 7,22 to 24,31, a wear test was performed by a chip-on-disk method without lubrication, and the relationship between the abundance S of {222} oriented Fe crystals and the wear amount of the chip was determined. The test conditions are as follows. Disc material Al-10 wt% Si alloy, disc rotation speed
0.5m / sec, load 100N, sliding distance 1km, sliding surface area 1cm of chip manufactured from sliding surface structure
2 . The amount of wear is the weight loss (mg) per 1 cm 2 of the chip area.

【0058】表18は、焼付きテストおよび摩耗テスト
結果を示す。図18,19は表18をグラフ化したもの
で、両図中、点(1),(7),(8),(11)〜
(14),(17),(22)〜(24),(31)は
例1,7,8,11〜14,17,22〜24,31に
それぞれ対応する。
Table 18 shows the seizure test and wear test results. 18 and 19 are graphs of Table 18, in which points (1), (7), (8), (11) to
(14), (17), (22) to (24) and (31) correspond to Examples 1, 7, 8, 11 to 14, 17, 22 to 24 and 31, respectively.

【0059】[0059]

【表18】 表18,図18から明らかなように、{222}配向性
Fe結晶の存在率S≧40%において、摺動面4aの保
油性および初期なじみ性が良好になるので、耐焼付き性
が大幅に向上する。特に、{222}配向性Fe結晶の
存在率S≧90%においては、六稜Fe結晶の高密度化
に起因して耐焼付き性が飛躍的に向上することが明らか
である。
[Table 18] As is clear from Table 18 and FIG. 18, when the abundance S of the {222} -oriented Fe crystals is S ≧ 40%, the oil retaining property and the initial conformability of the sliding surface 4a are improved, so that the seizure resistance is significantly reduced. improves. In particular, when the abundance S of the {222} oriented Fe crystal is S ≧ 90%, it is clear that the seizure resistance is dramatically improved due to the increase in the density of the six-edge Fe crystal.

【0060】また表18,図19から明らかなように、
{222}配向性Fe結晶の存在率S≧40%において
摩耗量が少なくなり、したがって無潤滑下においても良
好な耐摩耗性が得られる。特に、{222}配向性Fe
結晶の存在率S≧90%においては、六稜Fe結晶の高
密度化に起因して耐摩耗性が極めて良好となる。
As is clear from Table 18 and FIG.
When the abundance S of the {222} -oriented Fe crystal is S ≧ 40%, the wear amount is small, so that good wear resistance can be obtained even without lubrication. In particular, {222} oriented Fe
When the crystal abundance S ≧ 90%, the wear resistance becomes extremely good due to the high density of the six-edge Fe crystal.

【0061】〔実施例2〕前記実施例1においては、最
小電流密度CDmin をCDmin =0A/dm2 に設定した
が、本実施例では、CDmin ≧0.2A/dm2 か、また
はCDmin ≦−0.2A/dm2 に設定される。
[0061] In Example 2 Example 1 has been set the minimum current density CDmin to CDmin = 0A / dm 2, in this embodiment, whether CDmin ≧ 0.2 A / dm 2, or CDmin ≦ - It is set to 0.2 A / dm 2 .

【0062】表19は、摺動面構成体4の例1〜7にお
けるメッキ浴条件を示す。なお、例4は実施例1の例8
と同じである。
Table 19 shows the plating bath conditions in Examples 1 to 7 of the sliding surface structure 4. Example 4 corresponds to Example 8 of Example 1.
Is the same as

【0063】[0063]

【表19】 表20は例1〜7のメッキ処理条件を示す。[Table 19] Table 20 shows the plating conditions of Examples 1 to 7.

【0064】[0064]

【表20】 表21は、例1〜7における摺動面4aの結晶形態、六
稜Fe結晶の面積率Aおよび平均粒径d、各配向性Fe
結晶の存在率Sならびに硬さをそれぞれ示す。
[Table 20] Table 21 shows the crystal morphology of the sliding surface 4a in Examples 1 to 7, the area ratio A of the six-edge Fe crystal, the average particle diameter d, and the orientation Fe
The abundance S of crystal and hardness are shown.

【0065】[0065]

【表21】 図20は例1のX線回折図であり、また図21は例1に
おける摺動面4aの結晶構造を示す電子顕微鏡写真であ
る。図21から明らかなように、最小電流密度CDmin
をCDmin ≦−0.2A/dm2 に設定すると、{22
2}配向性Fe結晶は、相隣る稜線間に比較的深い谷を
有する六稜Fe結晶となる。
[Table 21] FIG. 20 is an X-ray diffraction diagram of Example 1, and FIG. 21 is an electron micrograph showing the crystal structure of the sliding surface 4a in Example 1. As is clear from FIG. 21, the minimum current density CDmin
Is set to CDmin ≦ −0.2 A / dm 2 , then {22
The 2} -oriented Fe crystal is a six-edge Fe crystal having a relatively deep valley between adjacent ridge lines.

【0066】図22は例7のX線回折図であり、また図
23は例7における摺動面4aの結晶構造を示す電子顕
微鏡写真である。図23から明らかなように、最小電流
密度CDmin をCDmin ≧0.2A/dm2 に設定する
と、{222}配向性Fe結晶は、各斜面が略平坦な六
稜Fe結晶となる。
FIG. 22 is an X-ray diffraction diagram of Example 7, and FIG. 23 is an electron micrograph showing the crystal structure of the sliding surface 4a in Example 7. As is apparent from FIG. 23, when the minimum current density CDmin is set to CDmin ≧ 0.2 A / dm 2 , the {222} oriented Fe crystal becomes a six-ridged Fe crystal in which each slope is substantially flat.

【0067】例1〜7について、前記と同一条件にて、
潤滑下での焼付きテストおよび無潤滑下での摩耗テスト
を行ったところ、表22の結果を得た。図24,25は
表22をグラフ化したもので、両図中、点(1)〜
(7)は例1〜7にそれぞれ対応する。
For Examples 1 to 7, under the same conditions as described above,
When a seizure test under lubrication and a wear test under no lubrication were performed, the results shown in Table 22 were obtained. FIGS. 24 and 25 are graphs of Table 22, in which points (1) to (1) are shown.
(7) corresponds to Examples 1 to 7, respectively.

【0068】[0068]

【表22】 表22,図24から明らかなように、最小電流密度CD
min をCDmin ≦−0.2A/dm2 に設定すると、各六
稜Fe結晶の各谷部に起因して保油性が良好となるの
で、例1〜3のように耐焼付き性が向上する。
[Table 22] As is clear from Table 22 and FIG. 24, the minimum current density CD
When min is set to CDmin ≦ −0.2 A / dm 2 , the oil retention becomes good due to each valley of each hexagonal Fe crystal, so that the seizure resistance is improved as in Examples 1 to 3.

【0069】また表22,図25から明らかなように、
最小電流密度CDmin をCDmin ≧0.2A/dm2 に設
定すると、各六稜Fe結晶の硬さが高くなるので、例5
〜7のように耐摩耗性が良好となる。
As is clear from Table 22 and FIG.
When the minimum current density CDmin is set to CDmin ≧ 0.2 A / dm 2 , the hardness of each hexagonal Fe crystal becomes high.
As described above, the wear resistance is good.

【0070】図26に示すように、摺動面構成体4を面
心立方構造(fcc構造)を持つ金属結晶の集合体より
構成してもよい。その集合体は母材2より柱状に成長
し、且つミラー指数で(3hhh)面を摺動面4a側に
向けた(3hhh)配向性金属結晶を含み、その(3h
hh)配向性金属結晶の存在率SはS≧40%に設定さ
れる。図27に示すように、(3hhh)配向性金属結
晶は摺動面4aにおいて四角錐状(または四角錐台状)
をなす金属結晶、即ち4本の稜線6を持つ四稜金属結晶
3 である。
As shown in FIG. 26, sliding surface structure 4 may be formed of an aggregate of metal crystals having a face-centered cubic structure (fcc structure). The aggregate includes a (3hhh) oriented metal crystal having a columnar growth from the base material 2 and a (3hhh) plane directed toward the sliding surface 4a with a Miller index.
hh) The abundance S of the oriented metal crystal is set to S ≧ 40%. As shown in FIG. 27, (3hhh)
The crystal is a quadrangular pyramid (or truncated pyramid) on the sliding surface 4a
The metal forming crystals, i.e. a four ridge metal crystals 7 3 having four ridge lines 6.

【0071】図28に示すように、摺動面4aに沿う仮
想面11に対する(3hhh)面の傾きは四角錐の傾き
となって現われるので、摺動面構成体4の保油性および
初期なじみ性に影響を与える。そこで、(3hhh)面
が仮想面11に対してなす傾き角θは、前記同様の理由
により、0°≦θ≦15°に設定される。この場合、
(3hhh)面の傾き方向については限定されない。
As shown in FIG. 28, the inclination of the (3hhh) plane with respect to the imaginary plane 11 along the sliding surface 4a appears as the inclination of a quadrangular pyramid. Affect. Therefore, the inclination angle θ formed by the (3hhh) plane with respect to the virtual plane 11 is set to 0 ° ≦ θ ≦ 15 ° for the same reason as described above. in this case,
(3hhh) The direction of inclination of the plane is not limited.

【0072】fcc構造を持つ金属結晶としては、P
b、Ni、Cu、Pt、Al、Ag、Au等の単体また
は合金の結晶を挙げることができる。
As the metal crystal having the fcc structure, P
b, Ni, Cu, Pt, Al, Ag, Au and the like, or a crystal of a simple substance or alloy.

【0073】以下、具体例について説明する。Hereinafter, a specific example will be described.

【0074】鋳鉄製母材のジャーナル部外周面に、電気
Niメッキ処理を施すことによりNi結晶の集合体より
構成された摺動面構成体を形成して内燃機関用カムシャ
フトを製造した。
A camshaft for an internal combustion engine was manufactured by applying an electric Ni plating process to the outer peripheral surface of a journal portion of a cast iron base material to form a sliding surface structure composed of an aggregate of Ni crystals.

【0075】メッキ浴条件は、硫酸ニッケルの濃度 3
00g/リットル、Niイオン濃度Ni2+=1mol /リ
ットル、pH=5.5、温度 55℃である。またメッ
キ処理条件は、最小電流密度CDmin =0A/dm2 、最
大電流密度CDmax =20A/dm2 、平均電流密度CD
m=4A/dm2 、時間比TON/Tc =0.2、出力時間
ON=2msec である。
The plating bath conditions were as follows: nickel sulfate concentration 3
00 g / liter, Ni ion concentration Ni 2+ = 1 mol / liter, pH = 5.5, temperature 55 ° C. The plating conditions were as follows: minimum current density CDmin = 0 A / dm 2 , maximum current density CDmax = 20 A / dm 2 , average current density CD
m = 4 A / dm 2 , time ratio T ON / T c = 0.2, and output time T ON = 2 msec.

【0076】摺動面の結晶形態は四角錐と粒状の混成、
四稜Ni結晶の面積率A=60%、その平均粒径d=4
μm、各配向性Ni結晶の存在率Sは、{111}配向
性Ni結晶 S=29%、{200}配向性Ni結晶
S=15.2%、{220}配向性Ni結晶 S=4.
7%、{311}配向性Ni結晶 S=51.1%、硬
さはHv=250である。
The crystal form of the sliding surface is a mixture of quadrangular pyramids and grains.
Area ratio of four-edge Ni crystal A = 60%, average particle size d = 4
μm, the abundance S of each oriented Ni crystal is {111} oriented Ni crystal S = 29%, {200} oriented Ni crystal
S = 15.2%, {220} oriented Ni crystal S = 4.
7%, {311} oriented Ni crystal S = 51.1%, and hardness is Hv = 250.

【0077】存在率Sは、図29に示す摺動面構成体の
X線回折図(X線照射方向は摺動面に対して直角方向)
に基づいて次式から求められたものである。なお、例え
ば{111}配向性Ni結晶とは、{111}面を摺動
面側に向けた配向性Ni結晶を意味する。 {111}配向性Ni結晶:S111 ={(I111 /IA
111 )/T}×100、 {200}配向性Ni結晶:S200 ={(I200 /IA
200 )/T}×100、 {220}配向性Ni結晶:S220 ={(I220 /IA
220 )/T}×100、 {311}配向性Ni結晶:S311 ={(I311 /IA
311 )/T}×100 ここで、I111 、I200 、I220 、I311 は各結晶面の
X線反射強度の測定値(cps)で、I111 =78.6
K、I200 =17.4K、I220 =2.7K、I311
27.7である。またIA110 、IA200 、IA220
IA311 はASTMカードにおける各結晶面のX線反射
強度比で、IA111 =100、IA200=42、IA
220 =21、IA311 =20である。さらにTは、T=
(I111 /IA111 )+(I200 /IA200 )+(I
220 /IA220 )+(I311 /IA311 )=2.71K
である。
The abundance S is an X-ray diffraction diagram of the sliding surface structure shown in FIG. 29 (the X-ray irradiation direction is perpendicular to the sliding surface).
Is obtained from the following equation based on Note that, for example, a {111} oriented Ni crystal means an oriented Ni crystal with the {111} plane facing the sliding surface side. {111} oriented Ni crystal: S 111 = {(I 111 / IA)
111 ) / T} × 100, {200} oriented Ni crystal: S 200 = {(I 200 / IA)
200 ) / T} × 100, {220} oriented Ni crystal: S 220 = {(I 220 / IA)
220 ) / T} × 100, {311} oriented Ni crystal: S 311 = {(I 311 / IA)
311 ) / T} × 100 where I 111 , I 200 , I 220 and I 311 are the measured values (cps) of the X-ray reflection intensity of each crystal plane, and I 111 = 78.6.
K, I 200 = 17.4K, I 220 = 2.7K, I 311 =
27.7. IA 110 , IA 200 , IA 220 ,
IA 311 is an X-ray reflection intensity ratio of each crystal plane in the ASTM card, IA 111 = 100, IA 200 = 42, IA
220 = 21, IA 311 = 20. Further, T is T =
(I 111 / IA 111 ) + (I 200 / IA 200 ) + (I
220 / IA 220) + (I 311 / IA 311) = 2.71K
It is.

【0078】図30は、摺動面の結晶構造を示す顕微鏡
写真である。図30において、多数の四角錐状をなす四
稜Ni結晶が観察される。この四稜Ni結晶は(3hh
h)面、したがって{311}面を摺動面側に向けた
{311}配向性Ni結晶であり、その存在率SはS=
51.1%である。
FIG. 30 is a micrograph showing the crystal structure of the sliding surface. In FIG. 30, a large number of quadrangular pyramid-shaped four-edge Ni crystals are observed. This four-edge Ni crystal is (3hh
h) A {311} oriented Ni crystal with the {311} plane facing the sliding surface side, and its abundance S is S =
51.1%.

【0079】この摺動面構成体について、前記と同一条
件にて潤滑下での焼付きテストおよび無潤滑下での摩耗
テストを行ったところ、焼付き発生荷重は650N、摩
耗量は1.6mgであった。
The sliding surface structure was subjected to a seizure test under lubrication and a wear test without lubrication under the same conditions as described above. The seizure load was 650 N, and the wear amount was 1.6 mg. Met.

【0080】摺動面構成体は、例えば次のような内燃機
関用部品等の摺動部に適用される。ピストン(リング
溝)、ピストンリング、ピストンピン、コンロッド、ク
ランクシャフト、軸受メタル、オイルポンプロータ、オ
イルポンプロータハウジング、カムシャフト、スプリン
グ(端面)、スプリングシート、スプリングリテーナ、
コッタ、ロッカアーム、ローラベアリングアウタケー
ス、ローラベアリングインナケース、バルブステム、バ
ルブフェイス、油圧タペット、ウォータポンプロータシ
ャフト、プーリ、ギア、トランスミッションシャフト
部、クラッチプレート、ワッシャ、ボルト(座面、ねじ
部)。
The sliding surface structure is applied to, for example, the following sliding parts of internal combustion engine parts and the like. Piston (ring groove), piston ring, piston pin, connecting rod, crankshaft, bearing metal, oil pump rotor, oil pump rotor housing, camshaft, spring (end face), spring seat, spring retainer,
Cotta, rocker arm, roller bearing outer case, roller bearing inner case, valve stem, valve face, hydraulic tappet, water pump rotor shaft, pulley, gear, transmission shaft, clutch plate, washer, bolt (seat surface, screw).

【0081】なお、本発明は摺動面構成体の形成に限ら
ず、前記金属結晶を持つ皮膜の高吸光率を利用した吸光
体の形成、前記皮膜の高透磁率を利用した磁気シールド
材の形成等に適用される。
The present invention is not limited to the formation of the sliding surface structure, but also includes the formation of a light absorber using the high absorbance of the film having the metal crystal and the use of the magnetic shield material utilizing the high magnetic permeability of the film. Applied to formation, etc.

【0082】[0082]

【発明の効果】本発明によれば、メッキ用エネルギ源の
出力を前記のようにパルス波形を描くように制御し、ま
た出力時間TONとサイクル時間Tc の比TON/Tc を前
記のように特定することによって、微細化および粒径の
均一化を達成された多数の角錐状金属結晶および/また
は角錐台状金属結晶を有し、摺動面構成体等の各種用途
に適用される金属皮膜を容易に形成することができる。
According to the present invention, the output of the plating energy source is controlled so as to draw a pulse waveform as described above, and the ratio T ON / T c of the output time T ON and the cycle time T c is set to the above-mentioned value. Has many pyramid-shaped metal crystals and / or truncated pyramid-shaped metal crystals that have been made finer and more uniform in particle size by being specified as such, and can be applied to various uses such as a sliding surface structure. Metal film can be easily formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ピストンの側面図である。FIG. 1 is a side view of a piston.

【図2】図1の2−2線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG.

【図3】体心立方構造およびその(hhh)面を示す斜
視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a body-centered cubic structure and its (hhh) plane.

【図4】電気メッキ用電源の出力波形図である。FIG. 4 is an output waveform diagram of a power supply for electroplating.

【図5】摺動面構成体の一例を示す要部平面図である。FIG. 5 is a main part plan view showing an example of a sliding surface structure.

【図6】三稜金属結晶の平面図である。FIG. 6 is a plan view of a three-edge metal crystal.

【図7】図5の7−7線断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along line 7-7 of FIG. 5;

【図8】体心立方構造における(hhh)面の傾きを示
す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an inclination of a (hhh) plane in a body-centered cubic structure.

【図9】六稜金属結晶の一例を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing an example of a six-edge metal crystal.

【図10】六稜金属結晶の他例を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing another example of a six-edge metal crystal.

【図11】摺動面構成体の第1例におけるX線回折図で
ある。
FIG. 11 is an X-ray diffraction diagram of a first example of the sliding surface structure.

【図12】摺動面構成体の第1例における摺動面の結晶
構造を示す顕微鏡写真である。
FIG. 12 is a micrograph showing a crystal structure of a sliding surface in a first example of a sliding surface structure.

【図13】摺動面構成体の第2例におけるX線回折図で
ある。
FIG. 13 is an X-ray diffraction diagram of a second example of the sliding surface structure.

【図14】摺動面構成体の第2例における摺動面の結晶
構造を示す顕微鏡写真である。
FIG. 14 is a micrograph showing a crystal structure of a sliding surface in a second example of the sliding surface structure.

【図15】時間比TON/Tc と{222}配向性Fe結
晶の存在率Sとの関係を示すグラフである。
FIG. 15 is a graph showing the relationship between the time ratio T ON / T c and the abundance S of {222} oriented Fe crystals.

【図16】メッキ浴のFeイオン濃度Fe2+と{22
2}配向性Fe結晶の存在率Sとの関係を示すグラフで
ある。
FIG. 16: Fe ion concentration of plating bath Fe 2+ and Δ22
It is a graph which shows the relationship with the abundance S of 2 degree orientation Fe crystal.

【図17】メッキ浴のpHと{222}配向性Fe結晶
の存在率Sとの関係を示すグラフである。
FIG. 17 is a graph showing a relationship between the pH of a plating bath and the abundance S of {222} oriented Fe crystals.

【図18】{222}配向性Fe結晶の存在率Sと焼付
き発生荷重との関係を示すグラフである。
FIG. 18 is a graph showing the relationship between the abundance S of {222} oriented Fe crystals and the seizure load.

【図19】{222}配向性Fe結晶の存在率Sと摩耗
量との関係を示すグラフである。
FIG. 19 is a graph showing the relationship between the abundance S of {222} oriented Fe crystals and the amount of wear.

【図20】摺動面構成体の第3例におけるX線回折図で
ある。
FIG. 20 is an X-ray diffraction diagram of a third example of the sliding surface structure.

【図21】摺動面構成体の第3例における摺動面の結晶
構造を示す顕微鏡写真である。
FIG. 21 is a micrograph showing a crystal structure of a sliding surface in a third example of the sliding surface structure.

【図22】摺動面構成体の第4例におけるX線回折図で
ある。
FIG. 22 is an X-ray diffraction diagram of a fourth example of the sliding surface structure.

【図23】摺動面構成体の第4例における摺動面の結晶
構造を示す顕微鏡写真である。
FIG. 23 is a micrograph showing a crystal structure of a sliding surface in a fourth example of the sliding surface structure.

【図24】最小電流密度CDmin と焼付き発生荷重との
関係を示すグラフである。
FIG. 24 is a graph showing the relationship between the minimum current density CDmin and the seizure load.

【図25】最小電流密度CDmin と摩耗量との関係を示
すグラフである。
FIG. 25 is a graph showing the relationship between the minimum current density CDmin and the amount of wear.

【図26】面心立方構造およびその(3hhh)面を示
す斜視図である。
FIG. 26 is a perspective view showing a face-centered cubic structure and its (3hhh) plane.

【図27】四稜金属結晶の平面図である。FIG. 27 is a plan view of a four-edge metal crystal.

【図28】面心立方構造における(3hhh)面の傾き
を示す説明図である。
FIG. 28 is an explanatory diagram showing the inclination of the (3hhh) plane in the face-centered cubic structure.

【図29】摺動面構成体の第5例におけるX線回折図で
ある。
FIG. 29 is an X-ray diffraction diagram of a fifth example of the sliding surface structure.

【図30】摺動面構成体の第5例における摺動面の結晶
構造を示す顕微鏡写真である。
FIG. 30 is a micrograph showing a crystal structure of a sliding surface in a fifth example of the sliding surface structure.

【符号の説明】 4 摺動面構成体(金属皮膜) 4a 摺動面(表面) 71 六稜金属結晶(角錐状金属結晶)[Description of Signs] 4 Sliding surface structure (metal film) 4a Sliding surface (surface) 7 1 Six-edge metal crystal (pyramidal metal crystal)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堂坂 健児 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−152694(JP,A) 特開 平5−25683(JP,A) 特開 平5−25688(JP,A) 特開 昭60−149768(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Kenji Dosaka 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Prefecture Honda R & D Co., Ltd. (56) References JP-A-60-152694 (JP, A) JP-A Heihei 5-25683 (JP, A) JP-A-5-25688 (JP, A) JP-A-60-149768 (JP, A)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 表面に多数の角錐状金属結晶または角錐
台状金属結晶の少なくとも一方を有する金属皮膜をメッ
キ法により形成するに当り、メッキ用エネルギ源の出力
を、その出力が最小値Imin から立上って最大値
max に至り、次いで最小値Imin へ下降するごとくパル
ス波形を描くように制御し、前記出力の立上り開始時
から下降開始時までの出力時間をTONとし、また先の立
上り開始時から次の立上り開始時までを1サイクルとし
て、そのサイクル時間をTc としたとき、出力時間TON
とサイクル時間Tc との比TON/Tc をTON/Tc
0.45に設定することを特徴とする金属皮膜の形成方
法。
An output of an energy source for plating when forming a metal film having at least one of a large number of pyramid-shaped metal crystals or truncated pyramid-shaped metal crystals on a surface by a plating method.
The maximum value I and I, the output I from the minimum value Imin I rising
max , then control so as to draw a pulse waveform as falling to the minimum value Imin , the output time from the start of the rise of the output I to the start of the fall is T ON, and from the start of the previous rise to the next Assuming that one cycle is from the start of the rise to the cycle time Tc , the output time T ON
The ratio T ON / T c between the cycle time T c and T ON / T c
A method for forming a metal film, wherein the method is set to 0.45.
【請求項2】 前記比TON/Tc をTON/Tc ≦0.3
5に設定する、請求項1記載の金属皮膜の形成方法。
2. The ratio T ON / T c is defined as T ON / T c ≦ 0.3.
The method for forming a metal film according to claim 1, wherein the value is set to 5.
【請求項3】 前記メッキ法は電気メッキ法であり、平
均電流密度CDmをCDm≧3.5A/dm2 に設定す
る、請求項1または2記載の金属皮膜の形成方法。
3. The method for forming a metal film according to claim 1, wherein the plating method is an electroplating method, and the average current density CDm is set so that CDm ≧ 3.5 A / dm 2 .
【請求項4】小電流密度CDmin をCDmin ≧0.
2A/dm2 に設定する、請求項3記載の金属皮膜の形成
方法。
4. CDmin ≧ 0 the minimum current density CDmin.
The method for forming a metal film according to claim 3, wherein the method is set to 2 A / dm 2 .
【請求項5】小電流密度CDmin をCDmin ≦−
0.2A/dm2 に設定する、請求項3記載の金属皮膜の
形成方法。
5. CDmin ≦ the minimum current density CDmin -
Set to 0.2 A / dm 2, the method of forming the metal coating of claim 3 wherein.
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