JP2645793B2 - 摺動面構成体 - Google Patents
摺動面構成体Info
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- JP2645793B2 JP2645793B2 JP5127834A JP12783493A JP2645793B2 JP 2645793 B2 JP2645793 B2 JP 2645793B2 JP 5127834 A JP5127834 A JP 5127834A JP 12783493 A JP12783493 A JP 12783493A JP 2645793 B2 JP2645793 B2 JP 2645793B2
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- oriented
- crystals
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
Landscapes
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、相手部材との摺動面を
構成する摺動面構成体に関する。
構成する摺動面構成体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種摺動面構成体としては、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。
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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】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、従来の摺動面構成体はオイル保持性、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り、その上、耐摩耗性について
も改善すべき点がある。
関が高速、且つ高出力化の傾向にある現在の状況下で
は、従来の摺動面構成体はオイル保持性、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り、その上、耐摩耗性について
も改善すべき点がある。
【０００４】本発明は前記に鑑み、結晶構造を特定する
ことによって、十分な保油性と良好な初期なじみ性を持
ち、これにより耐焼付き性を向上させることができ、ま
た無潤滑下においても優れた耐摩耗性を発揮し得る前記
摺動面構成体を提供することを目的とする。
ことによって、十分な保油性と良好な初期なじみ性を持
ち、これにより耐焼付き性を向上させることができ、ま
た無潤滑下においても優れた耐摩耗性を発揮し得る前記
摺動面構成体を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る摺動面構成
体は、体心立方構造を持つ金属結晶の集合体より構成さ
れ、その集合体は、ミラー指数で（ｈｈｈ）面を摺動面
側に向けた多数の（ｈｈｈ）配向性金属結晶を有し、そ
れら（ｈｈｈ）配向性金属結晶の少なくとも一部は、摺
動面では六角錐状または六角錐台状をなす六稜金属結晶
であり、前記摺動面において、前記（ｈｈｈ）配向性金
属結晶である前記六稜金属結晶の面積率ＡがＡ≧６０％
であることを特徴とする。
体は、体心立方構造を持つ金属結晶の集合体より構成さ
れ、その集合体は、ミラー指数で（ｈｈｈ）面を摺動面
側に向けた多数の（ｈｈｈ）配向性金属結晶を有し、そ
れら（ｈｈｈ）配向性金属結晶の少なくとも一部は、摺
動面では六角錐状または六角錐台状をなす六稜金属結晶
であり、前記摺動面において、前記（ｈｈｈ）配向性金
属結晶である前記六稜金属結晶の面積率ＡがＡ≧６０％
であることを特徴とする。
【０００６】
【作用】体心立方構造を持つ金属結晶の集合体がミラー
指数で（ｈｈｈ）面を摺動面側に向けた多数の（ｈｈ
ｈ）配向性金属結晶を有する場合、それら（ｈｈｈ）配
向性金属結晶の少なくとも一部を、摺動面において六角
錐状または六角錐台状をなす金属結晶、即ち６本の稜線
を持つ六稜金属結晶にすることができる。この六稜金属
結晶は、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本の稜線を持つ三稜金属結晶に比
べて平均粒径が小さく、且つ粒径も略均一である。（ｈ
ｈｈ）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。
指数で（ｈｈｈ）面を摺動面側に向けた多数の（ｈｈ
ｈ）配向性金属結晶を有する場合、それら（ｈｈｈ）配
向性金属結晶の少なくとも一部を、摺動面において六角
錐状または六角錐台状をなす金属結晶、即ち６本の稜線
を持つ六稜金属結晶にすることができる。この六稜金属
結晶は、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本の稜線を持つ三稜金属結晶に比
べて平均粒径が小さく、且つ粒径も略均一である。（ｈ
ｈｈ）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。
【０００７】摺動面における六稜金属結晶の面積率Ａを
前記のように設定すると、それら六稜金属結晶におい
て、相隣るものは相互に食込んだ状態を呈する。これに
より摺動面は、三稜金属結晶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と、それ
ら山部の間に形成された多数の極微細な谷部と、山部相
互の食込みに因る多数の極微細な沢部とからなる非常に
入組んだ様相を呈するので、摺動面構成体の保油性が極
めて良好となる。また六稜金属結晶における先端部側の
優先的摩耗によって摺動面構成体の初期なじみ性も良好
である。これにより摺動面構成体の耐焼付き性を向上さ
せることができる。
前記のように設定すると、それら六稜金属結晶におい
て、相隣るものは相互に食込んだ状態を呈する。これに
より摺動面は、三稜金属結晶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と、それ
ら山部の間に形成された多数の極微細な谷部と、山部相
互の食込みに因る多数の極微細な沢部とからなる非常に
入組んだ様相を呈するので、摺動面構成体の保油性が極
めて良好となる。また六稜金属結晶における先端部側の
優先的摩耗によって摺動面構成体の初期なじみ性も良好
である。これにより摺動面構成体の耐焼付き性を向上さ
せることができる。
【０００８】さらに六稜金属結晶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。ただし、六稜金属結晶の面積率ＡがＡ＜
６０％では、摺動面構成体の耐焼付き性および耐摩耗性
が低下する。
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。ただし、六稜金属結晶の面積率ＡがＡ＜
６０％では、摺動面構成体の耐焼付き性および耐摩耗性
が低下する。
【０００９】
【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、メッキ処理により層状
摺動面構成体４が形成される。
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、メッキ処理により層状
摺動面構成体４が形成される。
【００１０】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、ミラー指数で（ｈｈｈ）面
を、シリンダボア内壁５との摺動面４ａ側に向けた多数
の（ｈｈｈ）配向性金属結晶を有する。
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、ミラー指数で（ｈｈｈ）面
を、シリンダボア内壁５との摺動面４ａ側に向けた多数
の（ｈｈｈ）配向性金属結晶を有する。
【００１１】前記のようにｂｃｃ構造を持つ金属結晶の
集合体がミラー指数で（ｈｈｈ）面を摺動面４ａ側に向
けた多数の（ｈｈｈ）配向性金属結晶を有する場合、そ
れら（ｈｈｈ）配向性金属結晶の少なくとも一部を、図
４に示すように摺動面４ａにおいて六角錐状（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７にすることができる。この六稜金属結晶７
は、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本の稜線を持つ三稜金属結晶に比
べて平均粒径が小さく、且つ粒径も略均一である。（ｈ
ｈｈ）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。
集合体がミラー指数で（ｈｈｈ）面を摺動面４ａ側に向
けた多数の（ｈｈｈ）配向性金属結晶を有する場合、そ
れら（ｈｈｈ）配向性金属結晶の少なくとも一部を、図
４に示すように摺動面４ａにおいて六角錐状（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７にすることができる。この六稜金属結晶７
は、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本の稜線を持つ三稜金属結晶に比
べて平均粒径が小さく、且つ粒径も略均一である。（ｈ
ｈｈ）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。
【００１２】しかも、これら六稜金属結晶７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
５参照）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７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。
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
５参照）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７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。
【００１３】さらに六稜金属結晶７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。
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。
【００１４】図６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７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。
面１１に対する（ｈｈｈ）面の傾きは六稜金属結晶７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。
【００１５】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。
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。
【００１６】本発明に係る摺動面構成体４を形成するた
めのメッキ処理において、電気Ｆｅメッキ処理を行う場
合の基本的条件は、表１，表２の通りである。
めのメッキ処理において、電気Ｆｅメッキ処理を行う場
合の基本的条件は、表１，表２の通りである。
【００１７】通電法としてはパルス電流法が適用され、
パルス条件は、最大パルス電流ＩMAX １〜４０Ａ／ｄ
ｍ2 、ＯＮタイム ０．１〜６ｍｓｅｃ、ＯＦＦタイム
１〜２０ｍｓｅｃであり、したがって表２における平
均陰極電流密度はパルス電流の平均値である。
パルス条件は、最大パルス電流ＩMAX １〜４０Ａ／ｄ
ｍ2 、ＯＮタイム ０．１〜６ｍｓｅｃ、ＯＦＦタイム
１〜２０ｍｓｅｃであり、したがって表２における平
均陰極電流密度はパルス電流の平均値である。
【００１８】
【表１】 有機系添加剤としては、尿素、サッカリン等が用いられ
る。
る。
【００１９】
【表２】 前記条件下で行われる電気Ｆｅメッキ処理において、平
均陰極電流密度、メッキ浴ｐＨ等によって（ｈｈｈ）配
向性Ｆｅ結晶の析出、その存在量等を制御する。
均陰極電流密度、メッキ浴ｐＨ等によって（ｈｈｈ）配
向性Ｆｅ結晶の析出、その存在量等を制御する。
【００２０】メッキ処理としては、電気メッキ処理の外
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メッキを行う場合の条件
は、例えばＡｒ圧力 ０．２〜１．０Ｐａ、Ａｒ加速電
力 直流１．０〜１．５ｋＷ、母材温度 １５０〜３０
０℃である。ＣＶＤ法によりＷメッキを行う場合の条件
は、例えば原材料 ＷＦ6 、ガス流量 ２〜１５cc／mi
n 、チャンバ内圧力 ５０〜３００Ｐａ、母材温度 ４
００〜６００℃である。
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メッキを行う場合の条件
は、例えばＡｒ圧力 ０．２〜１．０Ｐａ、Ａｒ加速電
力 直流１．０〜１．５ｋＷ、母材温度 １５０〜３０
０℃である。ＣＶＤ法によりＷメッキを行う場合の条件
は、例えば原材料 ＷＦ6 、ガス流量 ２〜１５cc／mi
n 、チャンバ内圧力 ５０〜３００Ｐａ、母材温度 ４
００〜６００℃である。
【００２１】以下、具体例について説明する。
【００２２】Ａｌ合金製母材２のランド部３1 およびス
カート部３2 外周面に、電気Ｆｅメッキ処理を施すこと
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
を製造した。
カート部３2 外周面に、電気Ｆｅメッキ処理を施すこと
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
を製造した。
【００２３】表３，表４は、摺動面構成体４の例１〜１
６における電気Ｆｅメッキ処理条件を示す。なお、メッ
キ処理時間は、例１〜１６における厚さを前記のように
１５μｍに設定すべく、１０〜６０分間の範囲内で種々
変化させた。表４において、「パルス不使用」とは直流
法を適用した場合である。
６における電気Ｆｅメッキ処理条件を示す。なお、メッ
キ処理時間は、例１〜１６における厚さを前記のように
１５μｍに設定すべく、１０〜６０分間の範囲内で種々
変化させた。表４において、「パルス不使用」とは直流
法を適用した場合である。
【００２４】
【表３】
【００２５】
【表４】 表５，表６は、例１〜１６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。
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。
【００２６】
【表５】
【００２７】
【表６】 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。
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。
【００２８】存在率Ｓは、例１〜１６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１について説明すると、図７は例１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Ｆｅ結晶とは、｛１
１０｝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）であり、また
ＩＡ110 、ＩＡ200 、ＩＡ211 、ＩＡ310 、ＩＡ222 は
ＡＳＴＭカードにおける各結晶面のＸ線反射強度比で、
ＩＡ110 ＝１００、ＩＡ200 ＝２０、ＩＡ211 ＝３０、
ＩＡ310 ＝１２、ＩＡ222 ＝６である。さらにＴは、Ｔ
＝（Ｉ110 ／ＩＡ110 ）＋（Ｉ200 ／ＩＡ200 ）＋（Ｉ
211 ／ＩＡ211 ）＋（Ｉ310 ／ＩＡ310 ）＋（Ｉ222 ／
ＩＡ222 ）である。
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１について説明すると、図７は例１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Ｆｅ結晶とは、｛１
１０｝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）であり、また
ＩＡ110 、ＩＡ200 、ＩＡ211 、ＩＡ310 、ＩＡ222 は
ＡＳＴＭカードにおける各結晶面のＸ線反射強度比で、
ＩＡ110 ＝１００、ＩＡ200 ＝２０、ＩＡ211 ＝３０、
ＩＡ310 ＝１２、ＩＡ222 ＝６である。さらにＴは、Ｔ
＝（Ｉ110 ／ＩＡ110 ）＋（Ｉ200 ／ＩＡ200 ）＋（Ｉ
211 ／ＩＡ211 ）＋（Ｉ310 ／ＩＡ310 ）＋（Ｉ222 ／
ＩＡ222 ）である。
【００２９】図８は、例１における摺動面４ａの結晶構
造を示す顕微鏡写真であり、（ａ）は１０００倍、
（ｂ）は５０００倍である。図８において、多数の六角
錐状をなす六稜Ｆｅ結晶が観察される。表５に示すよう
に、六稜Ｆｅ結晶の面積率ＡはＡ＝９９％、平均粒径ｄ
はｄ＝３μｍ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、｛２２
２｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓは、表５，図７に示すよ
うに、Ｓ＝９７．３％である。
造を示す顕微鏡写真であり、（ａ）は１０００倍、
（ｂ）は５０００倍である。図８において、多数の六角
錐状をなす六稜Ｆｅ結晶が観察される。表５に示すよう
に、六稜Ｆｅ結晶の面積率ＡはＡ＝９９％、平均粒径ｄ
はｄ＝３μｍ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、｛２２
２｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓは、表５，図７に示すよ
うに、Ｓ＝９７．３％である。
【００３０】図９は例６のＸ線回折図である。図１０
は、例６における摺動面４ａの結晶構造を示す顕微鏡写
真であり、（ａ）は１０００倍、（ｂ）は５０００倍で
ある。図１０において、多数の六稜Ｆｅ結晶と三稜Ｆｅ
結晶とが観察される。表５に示すように六稜Ｆｅ結晶の
面積率ＡはＡ＝６０％、平均粒径ｄはｄ＝３μｍであ
る。この場合、｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓ
は、表５，図９に示すように、Ｓ＝６５．２％である。
この存在率Ｓは六稜および三稜Ｆｅ結晶を含んだ値であ
る。
は、例６における摺動面４ａの結晶構造を示す顕微鏡写
真であり、（ａ）は１０００倍、（ｂ）は５０００倍で
ある。図１０において、多数の六稜Ｆｅ結晶と三稜Ｆｅ
結晶とが観察される。表５に示すように六稜Ｆｅ結晶の
面積率ＡはＡ＝６０％、平均粒径ｄはｄ＝３μｍであ
る。この場合、｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓ
は、表５，図９に示すように、Ｓ＝６５．２％である。
この存在率Ｓは六稜および三稜Ｆｅ結晶を含んだ値であ
る。
【００３１】図１１は、例８における摺動面４ａの結晶
構造を示す顕微鏡写真（１００００倍）である。図１１
において、多数の三稜Ｆｅ結晶が観察される。この三稜
Ｆｅ結晶、したがって｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶の存在
率Ｓは、表５に示すように、Ｓ＝４３％である。
構造を示す顕微鏡写真（１００００倍）である。図１１
において、多数の三稜Ｆｅ結晶が観察される。この三稜
Ｆｅ結晶、したがって｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶の存在
率Ｓは、表５に示すように、Ｓ＝４３％である。
【００３２】図１２は例９における摺動面４ａの結晶構
造を示す顕微鏡写真であり、（ａ）は１０００倍、
（ｂ）は５０００倍である。（ｃ）は、断面の結晶構造
を示す顕微鏡写真（１００００倍）である。図１２にお
いて、多数の六稜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＝９９％、平均粒径ｄ
はｄ＝２μｍである。この場合、｛２２２｝配向性Ｆｅ
結晶の存在率Ｓは、表６に示すようにＳ＝９８．６％で
ある。
造を示す顕微鏡写真であり、（ａ）は１０００倍、
（ｂ）は５０００倍である。（ｃ）は、断面の結晶構造
を示す顕微鏡写真（１００００倍）である。図１２にお
いて、多数の六稜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＝９９％、平均粒径ｄ
はｄ＝２μｍである。この場合、｛２２２｝配向性Ｆｅ
結晶の存在率Ｓは、表６に示すようにＳ＝９８．６％で
ある。
【００３３】図１３は、例１２における摺動面４ａの結
晶構造を示す顕微鏡写真であり、（ａ）は１０００倍、
（ｂ）は５０００倍である。図１３において、多数の六
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＝９８％、平均粒径ｄはｄ＝５μｍ
である。この場合、｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶の存在率
Ｓは、表６に示すように、Ｓ＝９７．１％である。
晶構造を示す顕微鏡写真であり、（ａ）は１０００倍、
（ｂ）は５０００倍である。図１３において、多数の六
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＝９８％、平均粒径ｄはｄ＝５μｍ
である。この場合、｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶の存在率
Ｓは、表６に示すように、Ｓ＝９７．１％である。
【００３４】次に、例１〜１４，１６について、チップ
オンディスク方式による焼付きテストを行って、六稜Ｆ
ｅ結晶の面積率Ａと焼付き発生荷重との関係を求めたと
ころ、表７，図１４の結果を得た。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 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 。
オンディスク方式による焼付きテストを行って、六稜Ｆ
ｅ結晶の面積率Ａと焼付き発生荷重との関係を求めたと
ころ、表７，図１４の結果を得た。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 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 。
【００３５】
【表７】 図１４は、表７をグラフ化したもので、図中、点（１）
〜（１４），（１６）は例１〜１４，１６にそれぞれ対
応する。
〜（１４），（１６）は例１〜１４，１６にそれぞれ対
応する。
【００３６】表７，図１４から明らかなように、六稜Ｆ
ｅ結晶の面積率ＡがＡ≧６０％である例１〜６，９〜１
３においては、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、焼付き発生荷重が例７，８，１４，
１６に比べて大幅に向上するものである。特に、六稜Ｆ
ｅ結晶の面積率ＡがＡ≧９０％において、その平均粒径
ｄをｄ≦３μｍに設定された例１〜３，９，１０は、ｄ
＞３μｍに設定された例１２，１３に比べて焼付き発生
荷重が飛躍的に向上することが明らかである。
ｅ結晶の面積率ＡがＡ≧６０％である例１〜６，９〜１
３においては、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、焼付き発生荷重が例７，８，１４，
１６に比べて大幅に向上するものである。特に、六稜Ｆ
ｅ結晶の面積率ＡがＡ≧９０％において、その平均粒径
ｄをｄ≦３μｍに設定された例１〜３，９，１０は、ｄ
＞３μｍに設定された例１２，１３に比べて焼付き発生
荷重が飛躍的に向上することが明らかである。
【００３７】また、例１〜１４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、六稜
Ｆｅ結晶の面積率Ａと、チップの摩耗量との関係を求め
たところ、表８，図１５の結果を得た。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１０
０Ｎ、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１cm2 。摩耗量はチップの面積１cm
2 当りの減量（mg）である。
ップオンディスク方式による摩耗テストを行って、六稜
Ｆｅ結晶の面積率Ａと、チップの摩耗量との関係を求め
たところ、表８，図１５の結果を得た。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１０
０Ｎ、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１cm2 。摩耗量はチップの面積１cm
2 当りの減量（mg）である。
【００３８】
【表８】 図１５は、表８をグラフ化したもので、図中、点（１）
〜（１４）は例１〜１４のチップにそれぞれ対応する。
〜（１４）は例１〜１４のチップにそれぞれ対応する。
【００３９】表８，図１５から明らかなように、六稜Ｆ
ｅ結晶の面積率ＡがＡ≧６０％である例１〜６，９〜１
３のチップは、例７，８，１４のチップに比べて摩耗量
が少なく、したがって無潤滑下においても良好な耐摩耗
性を有する。
ｅ結晶の面積率ＡがＡ≧６０％である例１〜６，９〜１
３のチップは、例７，８，１４のチップに比べて摩耗量
が少なく、したがって無潤滑下においても良好な耐摩耗
性を有する。
【００４０】図１６は、例１〜８，１５，１６における
｛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。焼付き発生荷重は、例１〜８，１６に
ついては表７の通りであり、例１５の場合は、前記と同
一条件下での焼付きテストにおいて、５００Ｎであるこ
とが判明した。図１６において、点（１）〜（８），
（１５），（１６）は例１〜８，１５，１６にそれぞれ
対応する。
｛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。焼付き発生荷重は、例１〜８，１６に
ついては表７の通りであり、例１５の場合は、前記と同
一条件下での焼付きテストにおいて、５００Ｎであるこ
とが判明した。図１６において、点（１）〜（８），
（１５），（１６）は例１〜８，１５，１６にそれぞれ
対応する。
【００４１】図１６において、前記存在率ＳがＳ≧９０
％の領域は摺動面４ａ全体が略六稜Ｆｅ結晶より形成さ
れている領域であり、また４３％＜Ｓ＜９０％の領域は
摺動面４ａ全体が六稜Ｆｅ結晶および三稜Ｆｅ結晶より
形成されている領域である。さらにＳ＝４３％では例８
のように摺動面４ａ全体が略三稜Ｆｅ結晶より形成され
る。そして、Ｓ＜４３％の領域では、存在率Ｓの低下に
伴い三稜Ｆｅ結晶が減少すると共に微細粒状Ｆｅ結晶が
増加し、Ｓ≦２１％の領域では、例１６のように摺動面
４ａ全体が略微細粒状Ｆｅ結晶より形成される。
％の領域は摺動面４ａ全体が略六稜Ｆｅ結晶より形成さ
れている領域であり、また４３％＜Ｓ＜９０％の領域は
摺動面４ａ全体が六稜Ｆｅ結晶および三稜Ｆｅ結晶より
形成されている領域である。さらにＳ＝４３％では例８
のように摺動面４ａ全体が略三稜Ｆｅ結晶より形成され
る。そして、Ｓ＜４３％の領域では、存在率Ｓの低下に
伴い三稜Ｆｅ結晶が減少すると共に微細粒状Ｆｅ結晶が
増加し、Ｓ≦２１％の領域では、例１６のように摺動面
４ａ全体が略微細粒状Ｆｅ結晶より形成される。
【００４２】図１６から明らかなように、｛２２２｝配
向性Ｆｅ結晶の存在率ＳがＳ≧９０％である例１〜３に
おいては、摺動面４ａの保油性および初期なじみ性が極
めて良好になるので、焼付き発生荷重が例４〜７および
８に比べて飛躍的に向上することが判る。例１５，１６
は保油性等が悪いため、焼付き発生荷重が例８に比べて
極端に低下する。
向性Ｆｅ結晶の存在率ＳがＳ≧９０％である例１〜３に
おいては、摺動面４ａの保油性および初期なじみ性が極
めて良好になるので、焼付き発生荷重が例４〜７および
８に比べて飛躍的に向上することが判る。例１５，１６
は保油性等が悪いため、焼付き発生荷重が例８に比べて
極端に低下する。
【００４３】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、ウオ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）。
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、ウオ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）。
【００４４】
【発明の効果】本発明によれば、結晶構造を前記のよう
に特定することによって、優れた耐焼付き性を有し、ま
た無潤滑下においても優秀な耐摩耗性を発揮する摺動面
構成体を提供することができる。
に特定することによって、優れた耐焼付き性を有し、ま
た無潤滑下においても優秀な耐摩耗性を発揮する摺動面
構成体を提供することができる。
【図１】ピストンの側面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】体心立方構造およびその（ｈｈｈ）面を示す斜
視図である。
視図である。
【図４】摺動面構成体の一例を示す要部平面図である。
【図５】図４の５−５線断面図である。
【図６】体心立方構造における（ｈｈｈ）面の傾きを示
す説明図である。
す説明図である。
【図７】摺動面構成体の例１におけるＸ線回折図であ
る。
る。
【図８】摺動面構成体の例１における摺動面の結晶構造
を示す顕微鏡写真であって、（ａ）は１０００倍、
（ｂ）は５０００倍である。
を示す顕微鏡写真であって、（ａ）は１０００倍、
（ｂ）は５０００倍である。
【図９】摺動面構成体の例６におけるＸ線回折図であ
る。
る。
【図１０】摺動面構成体の例６における摺動面の結晶構
造を示す顕微鏡写真であって、（ａ）は１０００倍、
（ｂ）は５０００倍である。
造を示す顕微鏡写真であって、（ａ）は１０００倍、
（ｂ）は５０００倍である。
【図１１】摺動面構成体の例８における摺動面の結晶構
造を示す顕微鏡写真（１００００倍）である。
造を示す顕微鏡写真（１００００倍）である。
【図１２】（ａ），（ｂ）は摺動面構成体の例９におけ
る摺動面の結晶構造を示す顕微鏡写真であって、（ａ）
は１０００倍、（ｂ）は５０００倍であり、（ｃ）は例
９の断面における顕微鏡写真（１００００倍）である。
る摺動面の結晶構造を示す顕微鏡写真であって、（ａ）
は１０００倍、（ｂ）は５０００倍であり、（ｃ）は例
９の断面における顕微鏡写真（１００００倍）である。
【図１３】摺動面構成体の例１２における摺動面の結晶
構造を示す顕微鏡写真であって、（ａ）は１０００倍、
（ｂ）は５０００倍である。
構造を示す顕微鏡写真であって、（ａ）は１０００倍、
（ｂ）は５０００倍である。
【図１４】六稜Ｆｅ結晶の面積率と焼付き発生荷重との
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図１５】無潤滑下における六稜Ｆｅ結晶の面積率とチ
ップの摩耗量との関係を示すグラフである。
ップの摩耗量との関係を示すグラフである。
【図１６】｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶の存在率と焼付き
発生荷重との関係を示すグラフである。
発生荷重との関係を示すグラフである。
４ 摺動面構成体 ４ａ 摺動面 ７ 六稜金属結晶
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 郡司 貴浩 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63−135614（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】 体心立方構造を持つ金属結晶の集合体よ
り構成され、その集合体は、ミラー指数で（ｈｈｈ）面
を摺動面側に向けた多数の（ｈｈｈ）配向性金属結晶を
有し、それら（ｈｈｈ）配向性金属結晶の少なくとも一
部は、摺動面では六角錐状または六角錐台状をなす六稜
金属結晶であり、前記摺動面において、前記（ｈｈｈ）
配向性金属結晶である前記六稜金属結晶の面積率ＡがＡ
≧６０％であることを特徴とする摺動面構成体。 - 【請求項２】 前記（ｈｈｈ）配向性金属結晶である前
記六稜金属結晶の平均粒径ｄがｄ≦３μｍである、請求
項１記載の摺動面構成体。 - 【請求項３】 前記（ｈｈｈ）配向性金属結晶の存在率
ＳがＳ≧９０％である、請求項１または２記載の摺動面
構成体。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5127834A JP2645793B2 (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 摺動面構成体 |
| US08/236,901 US5503942A (en) | 1993-04-30 | 1994-04-29 | Inorganic skin film |
| DE4415123A DE4415123C2 (de) | 1993-04-30 | 1994-04-29 | Anorganischer Oberflächenfilm und Verfahren zur Bildung eines derartigen Oberflächenfilms |
| FR9405238A FR2704561B1 (fr) | 1993-04-30 | 1994-04-29 | Film superficiel inorganique et procédé de formation de celui-ci. |
| GB9408631A GB2277529B (en) | 1993-04-30 | 1994-04-29 | Inorganic skin film and process for forming the same |
| CA002122562A CA2122562C (en) | 1993-04-30 | 1994-04-29 | Inorganic skin film and process for forming the same |
| US08/476,819 US5632879A (en) | 1993-04-30 | 1995-06-07 | Process for forming inorganic skin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5127834A JP2645793B2 (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 摺動面構成体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06316785A JPH06316785A (ja) | 1994-11-15 |
| JP2645793B2 true JP2645793B2 (ja) | 1997-08-25 |
Family
ID=14969817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5127834A Expired - Fee Related JP2645793B2 (ja) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | 摺動面構成体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2645793B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2813972B2 (ja) * | 1995-12-01 | 1998-10-22 | 本田技研工業株式会社 | 摺動面構成体およびその形成方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH081217B2 (ja) * | 1986-11-25 | 1996-01-10 | トヨタ自動車株式会社 | 組合せ摺動部材 |
-
1993
- 1993-04-30 JP JP5127834A patent/JP2645793B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06316785A (ja) | 1994-11-15 |
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Legal Events
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