JP2724791B2 - 摺動面構成体 - Google Patents
摺動面構成体Info
- Publication number
- JP2724791B2 JP2724791B2 JP4350299A JP35029992A JP2724791B2 JP 2724791 B2 JP2724791 B2 JP 2724791B2 JP 4350299 A JP4350299 A JP 4350299A JP 35029992 A JP35029992 A JP 35029992A JP 2724791 B2 JP2724791 B2 JP 2724791B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oriented
- sliding surface
- crystal
- hhh
- crystals
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (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耐摩耗性において難点がある
上、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
ある。その上、機関始動時の無潤滑状態に近い状況下で
ランド部およびスカート部がシリンダボア内壁を摺動す
ると、硬さの高い鉄メッキ層によってシリンダボア内壁
の摩耗が進行することがある、といった問題もある。
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耐摩耗性において難点がある
上、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
ある。その上、機関始動時の無潤滑状態に近い状況下で
ランド部およびスカート部がシリンダボア内壁を摺動す
ると、硬さの高い鉄メッキ層によってシリンダボア内壁
の摩耗が進行することがある、といった問題もある。
【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、比較的高い硬さ、十分な保油性および良
好な初期なじみ性を持ち、これにより耐摩耗性および耐
焼付き性を向上させることができ、また相手部材の摩耗
を抑制することができるようにした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、比較的高い硬さ、十分な保油性および良
好な初期なじみ性を持ち、これにより耐摩耗性および耐
焼付き性を向上させることができ、また相手部材の摩耗
を抑制することができるようにした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（ｈｈｈ）配向性金属結晶と、ミラー指数で
（ｈｈ０）面を摺動面側に向けた（ｈｈ０）配向性金属
結晶とを含み、前記（ｈｈｈ）配向性金属結晶の存在率
Ｓhhh がＳhhh≧２０％であり、また（ｈｈ０）配向性
金属結晶の存在率Ｓhh0 がＳ hh0 ≧２０％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（ｈｈｈ）配向性金属結晶と、ミラー指数で
（ｈｈ０）面を摺動面側に向けた（ｈｈ０）配向性金属
結晶とを含み、前記（ｈｈｈ）配向性金属結晶の存在率
Ｓhhh がＳhhh≧２０％であり、また（ｈｈ０）配向性
金属結晶の存在率Ｓhh0 がＳ hh0 ≧２０％であることを
特徴とする。
【０００６】ここで、前記存在率Ｓ hhh およびＳ hh0 、
つまりＳｍ（ｍは、ｈｈｈ、ｈｈ０等のミラー指数、以
下同じ）について説明する。摺動面構成体がｂｃｃ構造
を持つ金属結晶の集合体より構成されている場合、Ｘ線
照射方向を摺動面４ａに対し直角方向に定めてＸ線回折
を行うと、Ｘ線回折図には、原則として、（ｈｈ０）面
を摺動面４ａ側に向けた（ｈｈ０）配向性金属結晶、
（ｈ００）面を摺動面４ａ側に向けた（ｈ００）配向性
金属結晶、（２ｈｈｈ）面を摺動面４ａ側に向けた（２
ｈｈｈ）配向性金属結晶、（３ｈｈ０）面を摺動面４ａ
側に向けた（３ｈｈ０）配向性金属結晶および（ｈｈ
ｈ）面を摺動面４ａ側に向けた（ｈｈｈ）配向性性金属
結晶によるＸ線反射強度が現出する。
つまりＳｍ（ｍは、ｈｈｈ、ｈｈ０等のミラー指数、以
下同じ）について説明する。摺動面構成体がｂｃｃ構造
を持つ金属結晶の集合体より構成されている場合、Ｘ線
照射方向を摺動面４ａに対し直角方向に定めてＸ線回折
を行うと、Ｘ線回折図には、原則として、（ｈｈ０）面
を摺動面４ａ側に向けた（ｈｈ０）配向性金属結晶、
（ｈ００）面を摺動面４ａ側に向けた（ｈ００）配向性
金属結晶、（２ｈｈｈ）面を摺動面４ａ側に向けた（２
ｈｈｈ）配向性金属結晶、（３ｈｈ０）面を摺動面４ａ
側に向けた（３ｈｈ０）配向性金属結晶および（ｈｈ
ｈ）面を摺動面４ａ側に向けた（ｈｈｈ）配向性性金属
結晶によるＸ線反射強度が現出する。
【０００７】この場合、各結晶面の測定感度が異なるの
で、それら測定感度を同一感度レベルに補正すべく、各
配向性金属結晶におけるＸ線反射強度の測定値Ｉｍは、
ＡＳＴＭカードにおいて、対応する結晶面のＸ線反射強
度比ＩＡｍで除され、これにより補正値Ｉｍ／ＩＡｍが
得られる。
で、それら測定感度を同一感度レベルに補正すべく、各
配向性金属結晶におけるＸ線反射強度の測定値Ｉｍは、
ＡＳＴＭカードにおいて、対応する結晶面のＸ線反射強
度比ＩＡｍで除され、これにより補正値Ｉｍ／ＩＡｍが
得られる。
【０００８】また、全ての配向性金属結晶によるＸ線反
射強度の測定値の和は、前記補正値の和Ｔとして表わさ
れる。
射強度の測定値の和は、前記補正値の和Ｔとして表わさ
れる。
【０００９】そこで、本発明においては、或一種の配向
性金属結晶の存在率Ｓｍ（％）を Ｓｍ＝｛（Ｉｍ／ＩＡｍ）／Ｔ｝×１００ と定義する。
性金属結晶の存在率Ｓｍ（％）を Ｓｍ＝｛（Ｉｍ／ＩＡｍ）／Ｔ｝×１００ と定義する。
【００１０】したがって、（ｈｈ０），（ｈ００），
（２ｈｈｈ），（３ｈｈ０）および（ｈｈｈ）配向性金
属結晶の存在率は次のように表わされる。 （ｈｈ０）配向性金属結晶：Ｓ hh0 ＝｛（Ｉ hh0 ／ＩＡ
hh0 ）／Ｔ｝×１００、 （ｈ００）配向性金属結晶：Ｓ h00 ＝｛（Ｉ h00 ／ＩＡ
h00 ）／Ｔ｝×１００、 （２ｈｈｈ）配向性金属結晶：Ｓ 2hhh ＝｛（Ｉ 2hhh ／Ｉ
Ａ 2hhh ）／Ｔ｝×１００、 （３ｈｈ０）配向性金属結晶：Ｓ 3hh0 ＝｛（Ｉ 3hh ／Ｉ
Ａ 3hh ）／Ｔ｝×１００、 （ｈｈｈ）配向性金属結晶：Ｓ hhh ＝｛（Ｉ hhh ／ＩＡ
hhh ）／Ｔ｝×１００ ここで、Ｉ hh0 、Ｉ h00 、Ｉ 2hhh 、Ｉ 3hh0 、Ｉ hhh は各
結晶面のＸ線反射強度の測定値である。またＩＡ hh0 、
ＩＡ h00 、ＩＡ 2hhh 、ＩＡ 3hh0 、ＩＡ hhh はＡＳＴＭカ
ードにおける各結晶面のＸ線反射強度比であって、ＩＡ
hh0 ＝１００、ＩＡ h00 ＝２０、ＩＡ 2hhh ＝３０、ＩＡ
3hh0 ＝１２、ＩＡ hhh ＝６である。さらにＴは、Ｔ＝
（Ｉ hh0 ／ＩＡ hh0 ）＋（Ｉ h00 ／ＩＡ h00 ）＋（Ｉ
2hhh ／ＩＡ 2hhh ）＋（Ｉ 3hh0 ／ＩＡ 3hh0 ）＋（Ｉ hhh ／
ＩＡ hhh ）である。
（２ｈｈｈ），（３ｈｈ０）および（ｈｈｈ）配向性金
属結晶の存在率は次のように表わされる。 （ｈｈ０）配向性金属結晶：Ｓ hh0 ＝｛（Ｉ hh0 ／ＩＡ
hh0 ）／Ｔ｝×１００、 （ｈ００）配向性金属結晶：Ｓ h00 ＝｛（Ｉ h00 ／ＩＡ
h00 ）／Ｔ｝×１００、 （２ｈｈｈ）配向性金属結晶：Ｓ 2hhh ＝｛（Ｉ 2hhh ／Ｉ
Ａ 2hhh ）／Ｔ｝×１００、 （３ｈｈ０）配向性金属結晶：Ｓ 3hh0 ＝｛（Ｉ 3hh ／Ｉ
Ａ 3hh ）／Ｔ｝×１００、 （ｈｈｈ）配向性金属結晶：Ｓ hhh ＝｛（Ｉ hhh ／ＩＡ
hhh ）／Ｔ｝×１００ ここで、Ｉ hh0 、Ｉ h00 、Ｉ 2hhh 、Ｉ 3hh0 、Ｉ hhh は各
結晶面のＸ線反射強度の測定値である。またＩＡ hh0 、
ＩＡ h00 、ＩＡ 2hhh 、ＩＡ 3hh0 、ＩＡ hhh はＡＳＴＭカ
ードにおける各結晶面のＸ線反射強度比であって、ＩＡ
hh0 ＝１００、ＩＡ h00 ＝２０、ＩＡ 2hhh ＝３０、ＩＡ
3hh0 ＝１２、ＩＡ hhh ＝６である。さらにＴは、Ｔ＝
（Ｉ hh0 ／ＩＡ hh0 ）＋（Ｉ h00 ／ＩＡ h00 ）＋（Ｉ
2hhh ／ＩＡ 2hhh ）＋（Ｉ 3hh0 ／ＩＡ 3hh0 ）＋（Ｉ hhh ／
ＩＡ hhh ）である。
【００１１】
【作用】（ｈｈｈ）配向性金属結晶は柱状に成長し、摺
動面においては比較的大きな角錐状または角錐台状をな
し、その硬さは比較的低い。一方、（ｈｈ０）配向性金
属結晶は、摺動面において比較的大きな板状をなし、そ
の（ｈｈ０）面は原子の最密面であることから、その結
晶は比較的高い硬さを有し、強度も高い。
動面においては比較的大きな角錐状または角錐台状をな
し、その硬さは比較的低い。一方、（ｈｈ０）配向性金
属結晶は、摺動面において比較的大きな板状をなし、そ
の（ｈｈ０）面は原子の最密面であることから、その結
晶は比較的高い硬さを有し、強度も高い。
【００１２】そこで、（ｈｈｈ），（ｈｈ０）配向性金
属結晶の両存在率Ｓ hhh およびＳ hh0 を前記のように設
定すると、（ｈｈｈ）配向性金属結晶間に、（ｈｈ０）
配向性金属結晶相互の食込みおよび重なり合いによる複
雑な溝を持つ油溜りが形成されることから、摺動時にお
ける摺動面構成体の保油性が良好となる。また（ｈｈ
ｈ）配向性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が向上する。
属結晶の両存在率Ｓ hhh およびＳ hh0 を前記のように設
定すると、（ｈｈｈ）配向性金属結晶間に、（ｈｈ０）
配向性金属結晶相互の食込みおよび重なり合いによる複
雑な溝を持つ油溜りが形成されることから、摺動時にお
ける摺動面構成体の保油性が良好となる。また（ｈｈ
ｈ）配向性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が向上する。
【００１３】（ｈｈｈ）配向性金属結晶の先端部側の摩
耗が進行した後は、（ｈｈｈ），（ｈｈ０）配向性金属
結晶が摺動荷重を担持することになるが、前記油溜り効
果と，（ｈｈ０）配向性金属結晶の硬さおよび強度とに
よって摩耗の進行が抑制されるので、摺動面構成体の耐
摩耗性が向上する。また無潤滑状態においても、摺動面
構成体は耐摩耗性を発揮すると共に相手部材の摩耗を抑
制する、といった摺動特性を発揮する。
耗が進行した後は、（ｈｈｈ），（ｈｈ０）配向性金属
結晶が摺動荷重を担持することになるが、前記油溜り効
果と，（ｈｈ０）配向性金属結晶の硬さおよび強度とに
よって摩耗の進行が抑制されるので、摺動面構成体の耐
摩耗性が向上する。また無潤滑状態においても、摺動面
構成体は耐摩耗性を発揮すると共に相手部材の摩耗を抑
制する、といった摺動特性を発揮する。
【００１４】ただし、（ｈｈｈ）配向性金属結晶の存在
率Ｓ hhh および（ｈｈ０）配向性金属結晶の存在率Ｓ
hh0 の少なくとも一方がＳ hhh ＜２０％またはＳ hh0 ＜
２０％では摺動面構成体の耐摩耗性、耐焼付き性および
相手部材に対する摩耗抑制効果が低下する。
率Ｓ hhh および（ｈｈ０）配向性金属結晶の存在率Ｓ
hh0 の少なくとも一方がＳ hhh ＜２０％またはＳ hh0 ＜
２０％では摺動面構成体の耐摩耗性、耐焼付き性および
相手部材に対する摩耗抑制効果が低下する。
【００１５】
【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。
【００１６】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（ｈ
ｈｈ）配向性金属結晶と、ミラー指数で（ｈｈ０）面を
摺動面４ａ側に向けた（ｈｈ０）配向性金属結晶とを含
み、（ｈｈｈ）配向性金属結晶および（ｈｈ０）配向性
金属結晶の両存在率Ｓ hhh およびＳ hh0 はそれぞれＳ
hhh ≧２０％およびＳ hh0 ≧２０％に設定されている。
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（ｈ
ｈｈ）配向性金属結晶と、ミラー指数で（ｈｈ０）面を
摺動面４ａ側に向けた（ｈｈ０）配向性金属結晶とを含
み、（ｈｈｈ）配向性金属結晶および（ｈｈ０）配向性
金属結晶の両存在率Ｓ hhh およびＳ hh0 はそれぞれＳ
hhh ≧２０％およびＳ hh0 ≧２０％に設定されている。
【００１７】（ｈｈｈ）配向性金属結晶６1 は柱状に成
長し、図４に示すように摺動面４ａにおいては比較的大
きな角錐状または角錐台状、図示例では三角錐状をな
し、その硬さは比較的低い。一方、（ｈｈ０）配向性金
属結晶６2 は、摺動面４ａにおいて比較的大きな板状を
なし、その（ｈｈ０）面は原子の最密面であることか
ら、その結晶６2 は比較的高い硬さを有し、強度も高
い。
長し、図４に示すように摺動面４ａにおいては比較的大
きな角錐状または角錐台状、図示例では三角錐状をな
し、その硬さは比較的低い。一方、（ｈｈ０）配向性金
属結晶６2 は、摺動面４ａにおいて比較的大きな板状を
なし、その（ｈｈ０）面は原子の最密面であることか
ら、その結晶６2 は比較的高い硬さを有し、強度も高
い。
【００１８】そこで、（ｈｈｈ），（ｈｈ０）配向性金
属結晶６1 ，６2 の両存在率Ｓ hhh およびＳ hh0 を前記
のように設定すると、（ｈｈｈ）配向性金属結晶６1 間
に、（ｈｈ０）配向性金属結晶６2 相互の食込みおよび
重なり合いによる複雑な溝７を持つ油溜りが形成される
ことから、摺動時における摺動面構成体４の保油性が良
好となる。また（ｈｈｈ）配向性金属結晶６1 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。これにより摺動面構成体４の耐焼
付き性が向上する。
属結晶６1 ，６2 の両存在率Ｓ hhh およびＳ hh0 を前記
のように設定すると、（ｈｈｈ）配向性金属結晶６1 間
に、（ｈｈ０）配向性金属結晶６2 相互の食込みおよび
重なり合いによる複雑な溝７を持つ油溜りが形成される
ことから、摺動時における摺動面構成体４の保油性が良
好となる。また（ｈｈｈ）配向性金属結晶６1 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。これにより摺動面構成体４の耐焼
付き性が向上する。
【００１９】（ｈｈｈ）配向性金属結晶６1 の先端部側
の摩耗が進行した後は、（ｈｈｈ），（ｈｈ０）配向性
金属結晶６1 ，６2 が摺動荷重を担持することになる
が、前記油溜り効果と、（ｈｈ０）配向性金属結晶６2
の硬さおよび強度とによって摩耗の進行が抑制されるの
で、摺動面構成体４の耐摩耗性が向上する。また無潤滑
状態においても、摺動面構成体４は耐摩耗性を発揮する
と共に相手部材であるシリンダボア内壁５の摩耗を抑制
する、といった摺動特性を発揮する。
の摩耗が進行した後は、（ｈｈｈ），（ｈｈ０）配向性
金属結晶６1 ，６2 が摺動荷重を担持することになる
が、前記油溜り効果と、（ｈｈ０）配向性金属結晶６2
の硬さおよび強度とによって摩耗の進行が抑制されるの
で、摺動面構成体４の耐摩耗性が向上する。また無潤滑
状態においても、摺動面構成体４は耐摩耗性を発揮する
と共に相手部材であるシリンダボア内壁５の摩耗を抑制
する、といった摺動特性を発揮する。
【００２０】図５に示すように、摺動面４ａに沿う仮想
面８に対する（ｈｈｈ）面の傾きは三角錐の傾きとなっ
て現われるので、摺動面構成体４の初期なじみ性に影響
を与える。そこで、（ｈｈｈ）面が仮想面８に対してな
す傾き角θは０°≦θ≦１５°に設定される。この傾き
角θは（ｈｈ０）面についても、その保油性に影響を与
えるので、前記同様に０°≦θ≦１５°である。この場
合、（ｈｈｈ）面、（ｈｈ０）面の傾き方向については
限定されない。（ｈｈｈ）面および（ｈｈ０）面につい
て傾き角θがθ＞１５°になると、摺動面構成体４の保
油性および初期なじみ性が低下する。
面８に対する（ｈｈｈ）面の傾きは三角錐の傾きとなっ
て現われるので、摺動面構成体４の初期なじみ性に影響
を与える。そこで、（ｈｈｈ）面が仮想面８に対してな
す傾き角θは０°≦θ≦１５°に設定される。この傾き
角θは（ｈｈ０）面についても、その保油性に影響を与
えるので、前記同様に０°≦θ≦１５°である。この場
合、（ｈｈｈ）面、（ｈｈ０）面の傾き方向については
限定されない。（ｈｈｈ）面および（ｈｈ０）面につい
て傾き角θがθ＞１５°になると、摺動面構成体４の保
油性および初期なじみ性が低下する。
【００２１】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。
【００２２】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。
【００２３】
【表１】
【００２４】有機系添加剤としては、尿素、サッカリン
等が用いられる。
等が用いられる。
【００２５】
【表２】
【００２６】前記条件下で行われる電気Ｆｅメッキ処理
において、陰極電流密度、メッキ浴ｐＨ、有機系添加剤
の配合量等によって（ｈｈｈ），（ｈｈ０）配向性Ｆｅ
結晶の晶出、その存在量等を制御する。
において、陰極電流密度、メッキ浴ｐＨ、有機系添加剤
の配合量等によって（ｈｈｈ），（ｈｈ０）配向性Ｆｅ
結晶の晶出、その存在量等を制御する。
【００２７】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 ０．８Ｐａ、Ａｒ加速電力 直流
１ｋＷ、母材温度 １００℃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１０cc／min 、チャンバ内圧力 １００Ｐａ、母
材温度 ５００℃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 ０．８Ｐａ、Ａｒ加速電力 直流
１ｋＷ、母材温度 １００℃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１０cc／min 、チャンバ内圧力 １００Ｐａ、母
材温度 ５００℃である。
【００２８】以下、具体例について説明する。
【００２９】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。
【００３０】表３、表４は、摺動面構成体４の例１〜１
４における電気Ｆｅメッキ処理条件を示す。
４における電気Ｆｅメッキ処理条件を示す。
【００３１】
【表３】
【００３２】
【表４】
【００３３】表５，表６は、例１〜１４における摺動面
４ａの結晶形態、Ｆｅ結晶の粒径、各配向性Ｆｅ結晶の
存在率Ｓｍおよび硬さをそれぞれ示す。
４ａの結晶形態、Ｆｅ結晶の粒径、各配向性Ｆｅ結晶の
存在率Ｓｍおよび硬さをそれぞれ示す。
【００３４】
【表５】
【００３５】
【表６】
【００３６】存在率Ｓｍは、例１〜１４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
いて次式から求められたものである。 ｛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。
（Ｘ線照射方向は摺動面４ａに対して直角方向）に基づ
いて次式から求められたものである。 ｛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。
【００３７】図６は例３のＸ線回折図である。図７は、
例３における摺動面４ａの結晶構造を示す顕微鏡写真
（５０００倍）である。図７において、比較的大きな三
角錐状をなす（ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶と、多数の板状
をなす（ｈｈ０）配向性Ｆｅ結晶とが観察される。（ｈ
ｈｈ）配向性Ｆｅ結晶は（ｈｈｈ）面、したがって｛２
２２｝面を摺動面４ａ側に向けた｛２２２｝配向性Ｆｅ
結晶であり、その｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓ
222 は、表５，図６に示すように、Ｓ 222 ＝４０．６％
である。（ｈｈ０）配向性Ｆｅ結晶は（ｈｈ０）面、し
たがって｛１１０｝面を摺動面４ａ側に向けた｛１１
０｝配向性Ｆｅ結晶であり、その｛１１０｝配向性Ｆｅ
結晶の存在率Ｓ 110 は、表５，図６に示すように、Ｓ
110 ＝２０．７％である。｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶間
に｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶相互の食込み等によって油
溜りが形成される。
例３における摺動面４ａの結晶構造を示す顕微鏡写真
（５０００倍）である。図７において、比較的大きな三
角錐状をなす（ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶と、多数の板状
をなす（ｈｈ０）配向性Ｆｅ結晶とが観察される。（ｈ
ｈｈ）配向性Ｆｅ結晶は（ｈｈｈ）面、したがって｛２
２２｝面を摺動面４ａ側に向けた｛２２２｝配向性Ｆｅ
結晶であり、その｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓ
222 は、表５，図６に示すように、Ｓ 222 ＝４０．６％
である。（ｈｈ０）配向性Ｆｅ結晶は（ｈｈ０）面、し
たがって｛１１０｝面を摺動面４ａ側に向けた｛１１
０｝配向性Ｆｅ結晶であり、その｛１１０｝配向性Ｆｅ
結晶の存在率Ｓ 110 は、表５，図６に示すように、Ｓ
110 ＝２０．７％である。｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶間
に｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶相互の食込み等によって油
溜りが形成される。
【００３８】次に、例１〜１４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、焼付き発生荷
重を求めたところ、表７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 。
ィスク方式による焼付きテストを行って、焼付き発生荷
重を求めたところ、表７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 。
【００３９】図８は、摺動後の例３における摺動面の結
晶構造を示す顕微鏡写真（５０００倍）であり、｛２２
２｝配向性Ｆｅ結晶の先端部側が摩耗していることが判
る。
晶構造を示す顕微鏡写真（５０００倍）であり、｛２２
２｝配向性Ｆｅ結晶の先端部側が摩耗していることが判
る。
【００４０】
【表７】
【００４１】図９は、表７の例３，７，１２，１４と焼
付き発生荷重との関係をグラフ化したものである。表
７、図９より、例３，７は焼付き発生荷重が高いことが
判る。これは、｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶および｛１１
０｝配向性Ｆｅ結晶の両存在率Ｓ 222 およびＳ 110 がそ
れぞれＳ 222 ≧２０％およびＳ 110 ≧２０％であること
に起因する。
付き発生荷重との関係をグラフ化したものである。表
７、図９より、例３，７は焼付き発生荷重が高いことが
判る。これは、｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶および｛１１
０｝配向性Ｆｅ結晶の両存在率Ｓ 222 およびＳ 110 がそ
れぞれＳ 222 ≧２０％およびＳ 110 ≧２０％であること
に起因する。
【００４２】図１０は、例１〜１４における｛１１０｝
配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓ 110 と焼付き発生荷重との関
係を示す。図中、点（１）〜（１４）は例１〜１４にそ
れぞれ対応する。また線ｘ1 は｛２２２｝配向性Ｆｅ結
晶の存在率Ｓ 222 がＳ 222 ≧４０％の場合に、線ｘ2 は
｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓ 222 が２０％≦Ｓ
222 ≦２５％の場合に、線ｘ3 は｛２２２｝配向性Ｆｅ
結晶の存在率Ｓ 222 がＳ 222 ＝１０％の場合にそれぞれ
該当する。
配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓ 110 と焼付き発生荷重との関
係を示す。図中、点（１）〜（１４）は例１〜１４にそ
れぞれ対応する。また線ｘ1 は｛２２２｝配向性Ｆｅ結
晶の存在率Ｓ 222 がＳ 222 ≧４０％の場合に、線ｘ2 は
｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓ 222 が２０％≦Ｓ
222 ≦２５％の場合に、線ｘ3 は｛２２２｝配向性Ｆｅ
結晶の存在率Ｓ 222 がＳ 222 ＝１０％の場合にそれぞれ
該当する。
【００４３】図１０より、｛２２２｝，｛１１０｝配向
性Ｆｅ結晶の存在率Ｓ 222 およびＳ 110 をそれぞれＳ
222 ≧２０％およびＳ 110 ≧２０％に設定することによ
って、摺動面構成体の耐焼付き性が向上することが判
る。
性Ｆｅ結晶の存在率Ｓ 222 およびＳ 110 をそれぞれＳ
222 ≧２０％およびＳ 110 ≧２０％に設定することによ
って、摺動面構成体の耐焼付き性が向上することが判
る。
【００４４】次に、｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶の存在率
Ｓ 222 がＳ 222 ≧２０％である例５〜１０について、無
潤滑状態でチップオンディスク方式による摩耗テストを
行って、｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓ 110 と、
チップおよびディスクの摩耗量との関係を求めたとこ
ろ、表８、図１１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 １００
Ｎ、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 。摩耗量はディスクおよびチ
ップの面積１cm2 当りの減量（mg）である。
Ｓ 222 がＳ 222 ≧２０％である例５〜１０について、無
潤滑状態でチップオンディスク方式による摩耗テストを
行って、｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓ 110 と、
チップおよびディスクの摩耗量との関係を求めたとこ
ろ、表８、図１１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 １００
Ｎ、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 。摩耗量はディスクおよびチ
ップの面積１cm2 当りの減量（mg）である。
【００４５】
【表８】
【００４６】図１１は、表８をグラフ化したもので、図
中、点（５）〜（１０）は例５〜１０のチップにそれぞ
れ対応する。
中、点（５）〜（１０）は例５〜１０のチップにそれぞ
れ対応する。
【００４７】表８、図１１から明らかなように、｛２２
２｝，｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶の両存在率Ｓ 222 およ
びＳ 110 がそれぞれＳ 222 ≧２０％およびＳ 110 ≧２０
％である例５〜７のチップは、例８〜１０に比べて摩耗
量が少なく、また相手部材であるディスクの摩耗を大幅
に抑制することができるものである。
２｝，｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶の両存在率Ｓ 222 およ
びＳ 110 がそれぞれＳ 222 ≧２０％およびＳ 110 ≧２０
％である例５〜７のチップは、例８〜１０に比べて摩耗
量が少なく、また相手部材であるディスクの摩耗を大幅
に抑制することができるものである。
【００４８】前記摩耗テストは無潤滑状態で行われた
が、潤滑状態での摩耗テストにおいても、無潤滑状態の
ときと略同様の傾向がみられた。なお、潤滑状態での摩
耗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 ５ｍ／se
c 、給油量 ０．３ml／min 、荷重 １００Ｎ、摺動距
離 １０km、摺動面構成体より製作されたチップの摺動
面の面積 １cm2 。摩耗量については前記と同じであ
る。
が、潤滑状態での摩耗テストにおいても、無潤滑状態の
ときと略同様の傾向がみられた。なお、潤滑状態での摩
耗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 ５ｍ／se
c 、給油量 ０．３ml／min 、荷重 １００Ｎ、摺動距
離 １０km、摺動面構成体より製作されたチップの摺動
面の面積 １cm2 。摩耗量については前記と同じであ
る。
【００４９】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）。
【００５０】
【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、耐焼付き性および耐摩耗性に
優れ、また相手部材の摩耗を抑制し得る摺動面構成体を
提供することができる。
に特定することによって、耐焼付き性および耐摩耗性に
優れ、また相手部材の摩耗を抑制し得る摺動面構成体を
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）面および
（ｈｈ０）面を示す斜視図である。
（ｈｈ０）面を示す斜視図である。
【図４】摺動面構成体の一例を示す要部平面図である。
【図５】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６】摺動面構成体の一例におけるＸ線回折図であ
る。
る。
【図７】摺動面構成体における摺動面の結晶構造を示す
顕微鏡写真である。
顕微鏡写真である。
【図８】摺動後の摺動面構成体における摺動面の結晶構
造を示す顕微鏡写真である。
造を示す顕微鏡写真である。
【図９】例３，７，１２，１４の焼付き発生荷重を示す
グラフである。
グラフである。
【図１０】｛１１０｝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。
【図１１】例５〜１０における｛１１０｝配向性Ｆｅ結
晶の存在率と、チップおよびディスクの摩耗量との関係
を示すグラフである。
晶の存在率と、チップおよびディスクの摩耗量との関係
を示すグラフである。
４ 摺動面構成体 ４ａ 摺動面 ６1 ，６2 （ｈｈｈ），（ｈｈ０）配向性Ｆｅ結晶
Claims (1)
- 【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（ｈｈｈ）配向性金属結晶と、ミラ
ー指数で（ｈｈ０）面を摺動面側に向けた（ｈｈ０）配
向性金属結晶とを含み、前記（ｈｈｈ）配向性金属結晶
の存在率Ｓ hhh がＳ hhh ≧２０％であり、また（ｈｈ
０）配向性金属結晶の存在率Ｓ hh0 がＳ hh0 ≧２０％で
あることを特徴とする摺動面構成体。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4350299A JP2724791B2 (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 摺動面構成体 |
| FR9314457A FR2698924B1 (fr) | 1992-12-03 | 1993-12-02 | Structure de surface de glissement. |
| CA002110531A CA2110531C (en) | 1992-12-03 | 1993-12-02 | Slide surface construction formed of aggregate of fe crystals having face-centered cubic structure |
| US08/162,520 US5445684A (en) | 1992-12-03 | 1993-12-03 | Slide surface construction having orientation specific B.C.C. metal layer |
| DE4341293A DE4341293C2 (de) | 1992-12-03 | 1993-12-03 | Gleitflächenaufbau |
| GB9324891A GB2273748B (en) | 1992-12-03 | 1993-12-03 | Slide surface construction |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4350299A JP2724791B2 (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 摺動面構成体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06174086A JPH06174086A (ja) | 1994-06-21 |
| JP2724791B2 true JP2724791B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=18409557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4350299A Expired - Fee Related JP2724791B2 (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 摺動面構成体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2724791B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT509459B1 (de) * | 2010-04-15 | 2011-09-15 | Miba Gleitlager Gmbh | Antifrettingschicht |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03215694A (ja) * | 1990-01-19 | 1991-09-20 | Honda Motor Co Ltd | 摺動部材 |
-
1992
- 1992-12-03 JP JP4350299A patent/JP2724791B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03215694A (ja) * | 1990-01-19 | 1991-09-20 | Honda Motor Co Ltd | 摺動部材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06174086A (ja) | 1994-06-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5376194A (en) | Slide surface construction having oriented F.C.C. metal layer | |
| JP2724795B2 (ja) | 摺動面構成体 | |
| US5597657A (en) | Slide surface construction | |
| GB2403780A (en) | Sliding member | |
| JP2724791B2 (ja) | 摺動面構成体 | |
| US5445684A (en) | Slide surface construction having orientation specific B.C.C. metal layer | |
| GB2349433A (en) | Sliding bearing | |
| JPH06174088A (ja) | 摺動面構成体 | |
| JP2724792B2 (ja) | 摺動面構成体 | |
| JP2813936B2 (ja) | 摺動面構成体 | |
| US5632879A (en) | Process for forming inorganic skin film | |
| JP2724793B2 (ja) | 摺動面構成体 | |
| JP2645793B2 (ja) | 摺動面構成体 | |
| JP2808395B2 (ja) | 摺動部材 | |
| JP2687076B2 (ja) | 摺動部材 | |
| JP2651791B2 (ja) | 摺動部材 | |
| JP2001214711A (ja) | 内燃機関用軽量カムシャフト | |
| JPH06323110A (ja) | 摺動面構成体 | |
| JP3606427B2 (ja) | 内燃機関の動弁装置 | |
| JP3120310B2 (ja) | 一方向摺動部材 | |
| JP3123258B2 (ja) | アジャスティングシム及びその製造方法 | |
| JPH07277898A (ja) | 無機質皮膜 | |
| JP2536107B2 (ja) | 摺動部材 | |
| JPH07258880A (ja) | 摺動面構成体 | |
| JP3420378B2 (ja) | 摺動面構成体およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |