JP4692462B2 - Sliding structure and film forming method - Google Patents

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Description

本発明は、摺動構造体及び皮膜形成方法に関する。   The present invention relates to a sliding structure and a film forming method.

従来、振動により互いに接する部材同士に発生する摩耗を抑制するコーティング技術として、二硫化モリブデン、PTFE(ポリテトラフルオロチレン樹脂)、グラファイト等の固体潤滑剤や、金、銀等の軟質金属メッキ、またはTiN、CrN、WC(タングステンカーバイド)、DLC(ダイアモンドライクカーボン)等の硬質コーティングなどが用いられている。   Conventionally, as a coating technique for suppressing wear generated between members that are in contact with each other due to vibration, solid lubricants such as molybdenum disulfide, PTFE (polytetrafluoroethylene resin), graphite, or soft metal plating such as gold or silver, or Hard coatings such as TiN, CrN, WC (tungsten carbide), and DLC (diamond-like carbon) are used.

例えば、下記特許文献1では、軸受ハウジングに傾斜自由に支持されたティルティングパッドの内周面と高速回転する回転軸の外周面との間に気体の動圧を発生させて回転軸を支承させるようにした動圧気体軸受において、上記ティルティングパッドと回転軸との接触による摩耗や焼損の発生を抑制することを目的とし、上記ティルティングパッドの内周面及びこれに対向する回転軸の外周面にそれぞれセラミックコーティングを施し、この各セラミックコーティング面上にそれぞれ固体潤滑膜を形成する技術が開示されている。   For example, in the following Patent Document 1, a dynamic pressure of gas is generated between an inner peripheral surface of a tilting pad supported by a bearing housing so as to be freely tilted and an outer peripheral surface of a rotating shaft that rotates at high speed to support the rotating shaft. In such a dynamic pressure gas bearing, the inner peripheral surface of the tilting pad and the outer periphery of the rotary shaft opposed to the tilting pad are intended to suppress the occurrence of wear and burnout due to contact between the tilting pad and the rotary shaft. A technique is disclosed in which a ceramic coating is applied to each surface and a solid lubricating film is formed on each ceramic coating surface.

また、例えば、下記特許文献2では、内燃機関等において、潤滑油の存在下で極めて優れた耐摩耗性、低摩擦特性を示す硬質炭素被膜摺動部材を提供することを目的とし、鋼材又はアルミニウム材から成る基材において、相手材と潤滑油を介して摺動する部位に、ゴム若しくは樹脂、又はこれに固体潤滑剤などの添加粒子を加えた弾性層を中間層とし、さらに当該中間層の表面に、DLCのような硬質炭素被膜を形成する技術が開示されている。
特開平7−317752号公報 特開2004−347053号公報
In addition, for example, in Patent Document 2 below, in an internal combustion engine or the like, an object is to provide a hard carbon film sliding member that exhibits extremely excellent wear resistance and low friction characteristics in the presence of lubricating oil. In a base material made of a material, an elastic layer obtained by adding an additive particle such as a rubber or a resin or a solid lubricant to an area that slides with a counterpart material through a lubricating oil is used as an intermediate layer. A technique for forming a hard carbon film such as DLC on the surface is disclosed.
JP 7-317752 A JP 2004-347053 A

上記のような固体潤滑剤や、軟質金属メッキ、硬質コーティングなどを用いる方法は、いずれも寿命が存在し、より耐久性に優れるコーティング技術が要求されている。また、振動に起因する摩擦は、無潤滑油の環境下において繰り返し衝撃と微小すべりを伴う複合的な摩擦形態であることが多く、上述したコーティング技術では摺動面において割れや剥離が生じやすく寿命が短いという問題がある。  Any of the above-described methods using a solid lubricant, soft metal plating, hard coating, and the like has a lifetime and requires a coating technique with higher durability. In addition, friction caused by vibration is often a complex frictional form with repeated impacts and micro-slip in a non-lubricating oil environment, and the coating technology described above tends to cause cracks and peeling on the sliding surface. There is a problem that is short.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、互いに接触する摺動面を有す
る少なくとも一対の摺動部材を備える摺動構造体において、上記摺動面で生じる繰り返し衝撃及び微小すべりを伴う摩擦に対する耐摩耗性及び寿命の向上を図ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and in a sliding structure including at least a pair of sliding members having sliding surfaces that come into contact with each other, repeated impacts and microslip generated on the sliding surfaces are provided. The purpose is to improve the wear resistance and life against the accompanying friction.

上記目的を達成するため、本発明では、摺動構造体に係る第1の解決手段として、互いに接触する摺動面を有する少なくとも一対の摺動部材を備える摺動構造体であって、一方の摺動部材の摺動面にDLC(ダイアモンドライクカーボン)系皮膜を形成し、他方の摺動部材の摺動面に二硫化モリブデン系皮膜を形成したことを特徴とする。   In order to achieve the above object, according to the present invention, as a first solving means related to a sliding structure, there is provided a sliding structure including at least a pair of sliding members having sliding surfaces in contact with each other. A DLC (diamond-like carbon) -based film is formed on the sliding surface of the sliding member, and a molybdenum disulfide-based film is formed on the sliding surface of the other sliding member.

また、本発明では、摺動構造体に係る第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、前記DLC系皮膜と前記一方の摺動部材の母材との間に密着性を高める中間層を形成し、前記二硫化モリブデン系皮膜と前記他方の摺動部材の母材との間に密着性を高める中間層を形成することを特徴とする。   Further, in the present invention, as a second solving means relating to the sliding structure, in the first solving means, an intermediate for improving adhesion between the DLC-based film and the base material of the one sliding member. A layer is formed, and an intermediate layer for improving adhesion is formed between the molybdenum disulfide-based film and the base material of the other sliding member.

また、本発明では、摺動構造体に係る第3の解決手段として、上記第1または2の解決手段において、前記DLC系皮膜は、Cr(クロム)を含有したDLC皮膜であり、前記二硫化モリブデン系皮膜は、二硫化モリブデンを含む焼成膜であることを特徴とする。   In the present invention, as a third solving means relating to the sliding structure, in the first or second solving means, the DLC-based film is a DLC film containing Cr (chromium), and the disulfide The molybdenum-based film is a fired film containing molybdenum disulfide.

また、本発明では、摺動構造体に係る第4の解決手段として、上記第3の解決手段において、前記一方の摺動部材は、前記Crを含有したDLC皮膜と母材との間に、中間層としてCrまたはCrN層及びCrまたはCrN傾斜層を有することを特徴とする。  Further, in the present invention, as the fourth solving means relating to the sliding structure, in the third solving means, the one sliding member is provided between the DLC film containing Cr and the base material, It has a Cr or CrN layer and a Cr or CrN gradient layer as an intermediate layer.

また、本発明では、摺動構造体に係る第5の解決手段として、上記第3または第4の解決手段において、前記他方の摺動部材は、母材が鉄系合金である場合、前記二硫化モリブデンを含む焼成膜と当該母材との間に、中間層としてNi−Al(ニッケル−アルミ)溶射層及びCu−Ni−In(銅−ニッケル−インジウム)溶射層を有することを特徴とする。  Further, in the present invention, as a fifth solving means relating to the sliding structure, in the third or fourth solving means, the second sliding member may include the second sliding member when the base material is an iron-based alloy. Between the fired film containing molybdenum sulfide and the base material, a Ni—Al (nickel-aluminum) sprayed layer and a Cu—Ni—In (copper-nickel-indium) sprayed layer are provided as intermediate layers. .

また、本発明では、摺動構造体に係る第6の解決手段として、上記第3または第4の解決手段において、前記他方の摺動部材は、母材がチタン合金である場合、前記二硫化モリブデンを含む焼成膜と当該母材との間に、中間層としてNi−Tl−B(ニッケル−タリウム−ボロン)メッキ層を有することを特徴とする。  According to the present invention, as a sixth solving means relating to the sliding structure, in the third or fourth solving means, when the other sliding member is a titanium alloy, the disulfide A Ni-Tl-B (nickel-thallium-boron) plating layer is provided as an intermediate layer between the fired film containing molybdenum and the base material.

さらに、本発明では、皮膜形成方法に係る解決手段として、互いに接触する摺動面を
有する少なくとも一対の摺動部材を備える摺動構造体において、前記摺動面に対して用いられる皮膜形成方法であって、一方の摺動部材の摺動面にDLC(ダイアモンドライクカーボン)系皮膜を形成し、他方の摺動部材の摺動面に二硫化モリブデン系皮膜を形成することを特徴とする。
Furthermore, in the present invention, as a means for solving the film forming method, in the sliding structure including at least a pair of sliding members having sliding surfaces that are in contact with each other, the film forming method used for the sliding surface A DLC (diamond-like carbon) -based film is formed on the sliding surface of one sliding member, and a molybdenum disulfide-based film is formed on the sliding surface of the other sliding member.

本発明によれば、互いに接触する摺動面を有する少なくとも一対の摺動部材を備える摺動構造体において、一方の摺動部材の摺動面にDLC系皮膜を形成し、他方の摺動部材の摺動面に二硫化モリブデン系皮膜を形成するというコーティングの組み合わせを適用することにより、上記摺動面で生じる繰り返し衝撃及び微小すべりを伴う摩擦に対する耐摩耗性及び寿命の向上を図ることが可能である。  According to the present invention, in a sliding structure comprising at least a pair of sliding members having sliding surfaces that contact each other, a DLC-based film is formed on the sliding surface of one sliding member, and the other sliding member By applying a coating combination that forms a molybdenum disulfide-based coating on the sliding surface, it is possible to improve the wear resistance and the life against friction with repeated impacts and micro-slip that occur on the sliding surface. It is.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。図1(a)は、本発
明の実施形態に係る摺動構造体STの構成概略図である。本実施形態では、摺動構造体STとして、ガスタービンエンジンのタービンを例示して説明する。すなわち、本摺動構造体STは、互いに接触する摺動面30を有する少なくとも一対の摺動部材(タービンブレード10及びタービンディスク20)から構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a schematic configuration diagram of a sliding structure ST according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, a gas turbine engine turbine will be described as an example of the sliding structure ST. That is, this sliding structure ST is composed of at least a pair of sliding members (turbine blade 10 and turbine disk 20) having sliding surfaces 30 that come into contact with each other.

タービンブレード10において翼の下部にはタブテイル10aが設けられており、このタブテイル10aが、タービンディスク20に設けられたダブテイルスロット20aに圧入されることにより、タービンブレード10はタービンディスク20に取り付けられている。上記タブテイル10aとダブテイルスロット20aとの間隙には、タブテイル10aの熱膨張を考慮してある程度の寸法マージンが確保されている。このような状態でタービンが回転すると、タブテイル10aとダブテイルスロット20aは摺動面30において互いに接触し、繰り返し衝撃及び微小すべりを伴う摩擦が摺動面30に生じることになる。   In the turbine blade 10, a tab tail 10 a is provided at the lower portion of the blade. The tab tail 10 a is press-fitted into a dovetail slot 20 a provided in the turbine disk 20, so that the turbine blade 10 is attached to the turbine disk 20. Yes. A certain size margin is secured in the gap between the tab tail 10a and the dovetail slot 20a in consideration of thermal expansion of the tab tail 10a. When the turbine rotates in such a state, the tab tail 10a and the dovetail slot 20a come into contact with each other on the sliding surface 30, and friction with repeated impacts and minute slips is generated on the sliding surface 30.

本実施形態では、一方の摺動部材の摺動面、つまりタービンブレード10におけるタブテイル10aの摺動面30にDLC(ダイアモンドライクカーボン)系皮膜を形成し、他方の摺動部材の摺動面、つまりタービンディスク20におけるダブテイルスロット20aの摺動面30に二硫化モリブデン系皮膜を形成する。   In this embodiment, a DLC (diamond-like carbon) -based film is formed on the sliding surface of one sliding member, that is, the sliding surface 30 of the tab tail 10a of the turbine blade 10, and the sliding surface of the other sliding member, That is, a molybdenum disulfide-based film is formed on the sliding surface 30 of the dovetail slot 20a in the turbine disk 20.

以下、上記DLC系皮膜及び二硫化モリブデン系皮膜の具体例について説明する。図1(b)は、タービンブレード10におけるタブテイル10aの摺動面30に形成されたDLC系皮膜の層構造例を示すものである。この図1(b)に示すように、母材L10(つまりタブテイル10a)の表面に、Cr(クロム)層L11が形成され、当該Cr層L11上にCr傾斜層L12が形成されている。このCr傾斜層L12上にDLC系皮膜として、Crを含有したDLC層L13が形成されている。これらCr層L11及びCr傾斜層L12は、Cr含有DLC層L13と母材L10との密着性を向上するための中間層である。なお、Cr層L11、Cr傾斜層L12及びCr含有DLC層L13の厚さの合計値は、約3μm程度とすることが好ましい。 Hereinafter, specific examples of the DLC-based film and the molybdenum disulfide-based film will be described. FIG. 1B shows an example of the layer structure of the DLC-based film formed on the sliding surface 30 of the tab tail 10 a in the turbine blade 10. As shown in FIG. 1B, a Cr (chromium) layer L 11 is formed on the surface of the base material L 10 (that is, the tab tail 10a), and a Cr inclined layer L 12 is formed on the Cr layer L 11. ing. A DLC layer L 13 containing Cr is formed on the Cr gradient layer L 12 as a DLC-based film. These Cr layer L 11 and Cr graded layer L 12 is an intermediate layer for improving the adhesion between the Cr-containing DLC layer L 13 and the base material L 10. Note that the total thickness of the Cr layer L 11 , the Cr gradient layer L 12, and the Cr-containing DLC layer L 13 is preferably about 3 μm.

図1(c)は、タービンディスク20におけるダブテイルスロット20aの摺動面30に形成された二硫化モリブデン系皮膜の層構造例を示すものである。この図1(c)に示すように、母材L20(つまりタブテイルスロット20a)の表面に、Ni−Al(ニッケル−アルミ)溶射層L21が形成され、当該Ni−Al溶射層L21上にCu−Ni−In(銅−ニッケル−インジウム)溶射層L22が形成されている。このCu−Ni−In溶射層L22上に二硫化モリブデン系皮膜として、二硫化モリブデン焼成膜L23が形成されている。これらNi−Al溶射層L21及びCu−Ni−In溶射層L22は、二硫化モリブデン焼成膜L23と母材L20との密着性を向上するための中間層である。このような中間層は、母材L20が鉄系合金(例えばA286等)の場合に特に優れた密着性能を有する。この中間層の厚さは、0.2〜0.5mm程度が好ましく、また、二硫化モリブデン焼成膜L23の厚さは、0.005〜0.015mmが好ましい。 FIG. 1C shows an example of a layer structure of a molybdenum disulfide-based film formed on the sliding surface 30 of the dovetail slot 20a in the turbine disk 20. As shown in FIG. As shown in FIG. 1 (c), the surface of the base L 20 (i.e. the tab tail slot 20a), Ni-Al (nickel - aluminum) sprayed layer L 21 is formed, the Ni-Al sprayed layer L 21 Cu-Ni-in (copper - nickel - indium) above sprayed layer L 22 is formed. As the Cu-Ni-In flame-sprayed layer L 22 molybdenum disulfide coating on molybdenum disulfide baking film L 23 is formed. These Ni-Al sprayed layer L 21 and Cu-Ni-In flame-sprayed layer L 22 is an intermediate layer for improving the adhesion between the molybdenum disulfide baking film L 23 and the base material L 20. Such an intermediate layer has a particularly excellent adhesion properties when the base material L 20 is an iron-based alloy (e.g., A286 etc.). The thickness of the intermediate layer is preferably about 0.2 to 0.5 mm, also, the thickness of the molybdenum disulfide baking film L 23 is 0.005~0.015Mm is preferred.

以上のような、一方の摺動部材の摺動面(タービンブレード10におけるタブテイル
10aの摺動面30)にDLC系皮膜を形成し、他方の摺動部材の摺動面(タービンディスク20におけるダブテイルスロット20aの摺動面30)に二硫化モリブデン系皮膜を形成するという組み合わせを採用することにより、摺動面30において生じる繰り返し衝撃及び微小すべりを伴う摩擦に対する耐摩耗性及び寿命を向上することが可能である。
As described above, a DLC-based film is formed on the sliding surface of one sliding member (the sliding surface 30 of the tab tail 10a in the turbine blade 10), and the sliding surface of the other sliding member (the dovetail in the turbine disk 20). By adopting a combination of forming a molybdenum disulfide-based film on the sliding surface 30) of the slot 20a, it is possible to improve the wear resistance and the life against friction caused by repeated impacts and micro-slip that occur on the sliding surface 30. Is possible.

次に、上述した本実施形態における効果の根拠となる、微動摩耗試験(線接触)、微動摩耗試験(面接触)、衝撃摩耗試験の結果について説明する。   Next, the results of a fine wear test (line contact), a fine wear test (surface contact), and an impact wear test, which are the basis for the effects of the present embodiment described above, will be described.

〔微動摩耗試験(線接触)〕
まず、線接触での微動摩耗試験の結果について説明する。図2(a)は、線接触での微動摩耗試験方法を示す模式図である。図2(a)に示すように、円盤形状の固定側試験片40の上面40aに対して、円柱形状の可動側試験片41の延在方向が平行になるように、当該可動側試験片41を配置する。可動側試験片41に対して上方から荷重を加えることにより、可動側試験片41と固定側試験片40とを線接触させ、さらに可動側試験片41をその延在方向に微小変位(微小すべり)させることにより、線接触部分(摺動面)における両試験片の摩耗状態を調査した。なお、固定側試験片40として鉄系合金であるA286を使用し、可動側試験片41としてチタン合金であるTi6242を使用した。
[Fine wear test (Line contact)]
First, the results of a fine wear test in line contact will be described. FIG. 2A is a schematic diagram showing a fine wear test method in line contact. As shown in FIG. 2A, the movable-side test piece 41 is arranged such that the extending direction of the cylindrical-shaped movable-side test piece 41 is parallel to the upper surface 40a of the disk-shaped fixed-side test piece 40. Place. By applying a load to the movable side test piece 41 from above, the movable side test piece 41 and the fixed side test piece 40 are brought into line contact, and the movable side test piece 41 is further displaced in the extending direction (small slip). ), The wear state of both test pieces at the line contact portion (sliding surface) was investigated. In addition, A286 which is an iron-based alloy was used as the fixed-side test piece 40, and Ti6242 which was a titanium alloy was used as the movable-side test piece 41.

また、固定側試験片40及び可動側試験片41の表面に施すコーティングまたは表面処理の組み合わせは、図2(b)に示すようにケース「A」〜ケース「S」の19通りとし、各組み合わせでの線接触部分における両試験片の摩耗状態を調査した。この図2(b)において、「Cr含有DLC」とは、図1(b)と同様に、母材上に中間層として、Cr層及びCr傾斜層を形成し、最表層にCrを含有したDLC層を形成したものである。また、「MoS焼成膜1」とは、図1(c)と同様に、母材(固定側試験片40)上に中間層としてNi−Al溶射層及びCu−Ni−In溶射層を形成し、最表層に二硫化モリブデンを含有した焼成膜を形成したものである。 Moreover, as shown in FIG.2 (b), the combination of the coating or surface treatment which is applied to the surface of the fixed side test piece 40 and the movable side test piece 41 includes 19 cases "A" to "S", and each combination. The wear state of both specimens at the line contact portion in the case was investigated. In FIG. 2B, “Cr-containing DLC” means that, as in FIG. 1B, an Cr layer and a Cr gradient layer are formed as an intermediate layer on the base material, and Cr is contained in the outermost layer. A DLC layer is formed. In addition, “MoS 2 fired film 1” is formed by forming a Ni—Al sprayed layer and a Cu—Ni—In sprayed layer as intermediate layers on a base material (fixed side test piece 40), as in FIG. Then, a fired film containing molybdenum disulfide is formed on the outermost layer.

また、「MoS焼成膜2」とは、図3(a)に示すように、母材(可動側試験片41)上に中間層としてNi−Tl−B(ニッケル−タリウム−ボロン)メッキ層を形成し、最表層に二硫化モリブデン焼成膜を形成したものである。このような中間層は、母材がチタン合金(Ti6242等)の場合に特に優れた密着性能を有する。また、「DLC」とは、図3(b)に示すように、母材上にSiC(シリコンカーバイド)層を形成し、最表層にDLC層を形成したものである。さらに、「WC/C(BLINIT C)」とは、図3(c)に示すように、母材上にCr層を形成し、当該Cr層上にWC(タングステンカーバイド)層を形成し、さらにWC層上にWC層とDLC層との多重化層を形成したものである。 In addition, as shown in FIG. 3A, “MoS 2 fired film 2” is a Ni—Tl—B (nickel-thallium-boron) plating layer as an intermediate layer on a base material (movable side test piece 41). And a molybdenum disulfide fired film is formed on the outermost layer. Such an intermediate layer has particularly excellent adhesion performance when the base material is a titanium alloy (Ti6242 or the like). “DLC” is obtained by forming a SiC (silicon carbide) layer on a base material and forming a DLC layer on the outermost layer as shown in FIG. Further, “WC / C (BLINIT C)” means that a Cr layer is formed on a base material and a WC (tungsten carbide) layer is formed on the Cr layer, as shown in FIG. A multiplexed layer of a WC layer and a DLC layer is formed on the WC layer.

図2(b)に示す組み合わせにおいて、ケース「R」は、固定側試験片40に「MoS焼成膜1」のコーティングを施し、可動側試験片41に「Cr含有DLC」のコーティングを施したものである。また、ケース「S」は、固定側試験片40に「WC/C(BLINIT C)」のコーティングを施し、可動側試験片41に「MoS焼成膜2」のコーティングを施したものである。すなわち、これらケース「R」及び「S」が、一方の摺動部材にDLC系皮膜を形成し、他方の摺動部材に二硫化モリブデン系皮膜を形成したものである。 In the combination shown in FIG. 2B, in the case “R”, the fixed-side test piece 40 was coated with “MoS 2 fired film 1”, and the movable-side test piece 41 was coated with “Cr-containing DLC”. Is. In the case “S”, the fixed side test piece 40 is coated with “WC / C (BLINIT C)”, and the movable side test piece 41 is coated with “MoS 2 fired film 2”. That is, these cases “R” and “S” are formed by forming a DLC-based film on one sliding member and forming a molybdenum disulfide-based film on the other sliding member.

このような線接触での微動摩耗試験は図2(c)に示す試験条件で行った。すなわち、可動試験片41に加える荷重(最大接触面圧)は80N(114.3MPa)、可動試験片41の微小変位の周波数は116Hz、微小変位の振幅は0.1mm、温度は160±10°Cである。  Such a fine wear test in line contact was performed under the test conditions shown in FIG. That is, the load (maximum contact surface pressure) applied to the movable test piece 41 is 80 N (114.3 MPa), the frequency of the minute displacement of the movable test piece 41 is 116 Hz, the amplitude of the minute displacement is 0.1 mm, and the temperature is 160 ± 10 °. C.

図4(a)は、線接触での微動摩耗試験の寿命に関する試験結果である。この図4(a)に示すように、ケース「C」、「Q」、「R」、「S」の組み合わせが摺動面における寿命が長いことがわかる。ケース「C」は、固定側試験片40に「MoS焼成膜2」のコーティングを施し、可動側試験片41は無処理(コーティング及び表面処理なし)の組み合わせである。また、ケース「Q」は、固定側試験片40に「WC/C(BLINIT C)」のコーティングを施し、可動側試験片41は無処理(コーティング及び表面処理なし)の組み合わせである。 FIG. 4A shows the test results relating to the life of the fine wear test in line contact. As shown in FIG. 4A, it can be seen that the combination of cases “C”, “Q”, “R”, and “S” has a long life on the sliding surface. In the case “C”, the fixed-side test piece 40 is coated with “MoS 2 fired film 2”, and the movable-side test piece 41 is a combination of no treatment (no coating and no surface treatment). In the case “Q”, the fixed side test piece 40 is coated with “WC / C (BLINIT C)”, and the movable side test piece 41 is a combination of no treatment (no coating and no surface treatment).

図4(b)は、上記のケース「C」、「Q」、「R」、「S」の組み合わせの内、特にケース「C」及び「R」について、荷重を150Nに増加して試験を行った場合の寿命に関する試験結果である。この図4(b)に示すように、ケース「R」、つまり一方の摺動部材にDLC系皮膜を形成し、他方の摺動部材に二硫化モリブデン系皮膜を形成した組み合わせが、摺動面において発生する微動摩擦に対して最も寿命が長いことがわかる。  FIG. 4 (b) shows a case where the load is increased to 150 N for the cases “C” and “R” among the combinations of the above cases “C”, “Q”, “R”, and “S”. It is a test result regarding the lifetime when it is performed. As shown in FIG. 4B, the combination of the case “R”, that is, the one in which the DLC-based film is formed on one sliding member and the molybdenum disulfide-based film is formed on the other sliding member is the sliding surface. As can be seen from FIG.

図4(c)は、各組み合わせでの摺動面における摩耗量の測定結果である。この図4(c)に示すように、ケース「R」及び「S」の組み合わせが摩耗量が少ないことがわかる。他の組み合わせでは、例えばケース「G」、「H」、「I」、「J」も、摩耗量が少ないが、これらの組み合わせは図4(a)に示すように寿命が短いという欠点がある。また、ケース「Q」の組み合わせも摩耗量は小さいが、図5(c)に示すように、片方の摺動部材(試験片)が無処理の場合、一方の摺動部材にDLC系皮膜を形成し、他方の摺動部材に二硫化モリブデン系皮膜を形成した組み合わせと比較して寿命が短いことから、高い耐摩耗性と長寿命を両立し得る組み合わせは、ケース「R」及び「S」であることがわかる。  FIG.4 (c) is a measurement result of the abrasion loss in the sliding surface in each combination. As shown in FIG. 4C, it can be seen that the combination of cases “R” and “S” has a small amount of wear. In other combinations, for example, cases “G”, “H”, “I”, and “J” also have a small amount of wear, but these combinations have a short life as shown in FIG. . Also, the combination of the case “Q” has a small amount of wear, but as shown in FIG. 5C, when one sliding member (test piece) is not treated, a DLC-based film is applied to one sliding member. Since the life is short compared with the combination in which the other sliding member is formed with the molybdenum disulfide-based film, the combinations that can achieve both high wear resistance and long life are the cases “R” and “S”. It can be seen that it is.

〔微動摩耗試験(面接触)〕
次に、面接触での微動摩耗試験の結果について説明する。図5(a)は、面接触での微動摩耗試験方法を示す模式図である。図5(a)に示すように、面接触での微動摩耗試験では、円盤形状の可動側試験片42を使用する。この可動側試験片42の下面42aには、所定の接触面積を有する接触部42bが複数設けられており、これら接触部42bが固定側試験片40の上面40aに面接触する状態で両試験片を配置する。そして、可動側試験片42に対して上方から荷重を加えつつ、可動試験片42を微小回転させることにより、面接触部分(摺動面)における両試験片の摩耗状態を調査した。なお、固定側試験片40及び可動側試験片42の材質は、上記線接触での微動摩耗試験と同様である。
[Fine wear test (surface contact)]
Next, the results of a fine wear test with surface contact will be described. Fig.5 (a) is a schematic diagram which shows the fine abrasion test method in a surface contact. As shown in FIG. 5 (a), a disk-shaped movable side test piece 42 is used in the fine movement wear test in the surface contact. A plurality of contact portions 42b having a predetermined contact area are provided on the lower surface 42a of the movable side test piece 42, and both the test pieces are in a state where these contact portions 42b are in surface contact with the upper surface 40a of the fixed side test piece 40. Place. And the abrasion state of both the test pieces in a surface contact part (sliding surface) was investigated by rotating the movable test piece 42 minutely, applying a load with respect to the movable side test piece 42 from the upper direction. In addition, the material of the fixed side test piece 40 and the movable side test piece 42 is the same as that of the fine movement abrasion test in the said line contact.

このような面接触での微動摩耗試験は図5(b)に示す試験条件で行った。すなわち、可動試験片42に加える荷重(最大接触面圧)は40MPa、可動試験片42の微小回転の周波数は20Hz、微小回転の振幅は0.126mm、温度は室温(常温)である。  Such a fine wear test in surface contact was performed under the test conditions shown in FIG. That is, the load (maximum contact surface pressure) applied to the movable test piece 42 is 40 MPa, the minute rotation frequency of the movable test piece 42 is 20 Hz, the minute rotation amplitude is 0.126 mm, and the temperature is room temperature (room temperature).

図5(c)は、ケース「B」、「Q」、「R」の組み合わせでの摺動面における摩耗の程度を示す摩耗指標の測定結果である。この図5(c)に示すように、ケース「R」、つまり一方の摺動部材にDLC系皮膜を形成し、他方の摺動部材に二硫化モリブデン系皮膜を形成した組み合わせが、面接触での微動摩擦に対しても高い耐摩耗性を有することがわかる。一方、線接触での微動摩擦に対しては高い耐摩耗性を有するケース「Q」の組み合わせは、面接触での微動摩擦に対しては耐摩耗性が低いことがわかる。   FIG. 5C shows a measurement result of a wear index indicating the degree of wear on the sliding surface in the combination of cases “B”, “Q”, and “R”. As shown in FIG. 5C, the case “R”, that is, the combination in which the DLC-based film is formed on one sliding member and the molybdenum disulfide-based film is formed on the other sliding member is a surface contact. It can be seen that the film has high wear resistance even with respect to fine friction. On the other hand, it can be seen that the combination of the case “Q” having high wear resistance with respect to fine friction in line contact has low wear resistance with respect to fine friction in surface contact.

以上のような線接触及び面接触での微動摩耗試験結果から、ケース「R」のような、一方の摺動部材にDLC系皮膜を形成し、他方の摺動部材に二硫化モリブデン系皮膜を形成した組み合わせを採用することによって、どのような接触形態であっても高い耐摩耗性と長寿命を両立可能であることがわかる。   From the results of the fine wear test in line contact and surface contact as described above, a DLC-based film is formed on one sliding member as in the case “R”, and a molybdenum disulfide-based film is formed on the other sliding member. It can be seen that, by adopting the formed combination, it is possible to achieve both high wear resistance and long life regardless of the contact form.

〔衝撃摩耗試験〕
次に、衝撃摩耗試験の結果について説明する。図6(a)は、衝撃摩耗試験方法を示す模式図である。図6(a)に示すように、同一の中心軸上において、当該中心軸周りに回転するすべり側試験片43と、当該中心軸に沿って変位するたたき側試験片44とを配置し、接触面(摺動面)45において、たたき側試験片44をすべり側試験片43に衝突させることによって繰り返し衝撃を与えると共に、すべり側試験片43を回転させることにより接触面45においてすべり摩擦を発生させる。すなわち、接触面45において繰り返し衝撃を伴うすべり摩擦が生じることになる。なお、衝撃摩耗試験は図6(b)に示す試験条件で行った。
[Impact wear test]
Next, the results of the impact wear test will be described. FIG. 6A is a schematic diagram showing an impact wear test method. As shown in FIG. 6 (a), on the same central axis, a sliding side test piece 43 that rotates around the central axis and a striking side test piece 44 that is displaced along the central axis are arranged and contacted. On the surface (sliding surface) 45, the knocking side test piece 44 collides with the sliding side test piece 43 to repeatedly give an impact, and the sliding side test piece 43 is rotated to generate sliding friction on the contact surface 45. . That is, sliding friction with repeated impact occurs on the contact surface 45. The impact wear test was performed under the test conditions shown in FIG.

また、この衝撃摩耗試験では、ケース「A」、「B」、「C」、「I」、「J」、「Q」、「R」の組み合わせについて試験を行った。なお、これらの組み合わせは、すべり側試験片43を固定側試験片40、たたき側試験片44を可動側試験片41とみなした組み合わせと同じである。   Further, in this impact wear test, a combination of cases “A”, “B”, “C”, “I”, “J”, “Q”, and “R” was tested. These combinations are the same as the combinations in which the sliding side test piece 43 is regarded as the fixed side test piece 40 and the striking side test piece 44 is regarded as the movable side test piece 41.

図7(a)は、衝撃サイクル数(横軸)と回転トルク(縦軸)との関係に関する測定結果である。コーティング層の潤滑性能が劣化すると回転トルクが増大するため、このような回転トルクの増大点を探索することによりコーティング層の寿命を測定することができる。図7(a)に示すように、ケース「B」の組み合わせは、数千サイクルで回転トルクが増大するので寿命が非常に短いことがわかる。また、ケース「C」の組み合わせは、平均でおよそ4万サイクルで回転トルクが増大し、ケース「R」の組み合わせは、8万サイクルを経過しても回転トルクはほぼ横ばいで大きな変動はない。従って、ケース「R」の組み合わせは、繰り返し衝撃を伴うすべり摩擦に対して寿命が非常に長いことがわかる。   FIG. 7A shows the measurement results regarding the relationship between the number of impact cycles (horizontal axis) and the rotational torque (vertical axis). When the lubrication performance of the coating layer deteriorates, the rotational torque increases. Therefore, the lifetime of the coating layer can be measured by searching for an increase point of the rotational torque. As shown in FIG. 7A, it can be seen that the combination of the case “B” has a very short life because the rotational torque increases in several thousand cycles. Further, the combination of the case “C” increases the rotational torque in about 40,000 cycles on the average, and the combination of the case “R” has the rotational torque almost unchanged even after 80,000 cycles, and does not vary greatly. Therefore, it can be seen that the combination of the case “R” has a very long life against sliding friction with repeated impacts.

図7(b)は、各ケースの組み合わせで同様に寿命を測定した結果である。この図7(b)に示すように、ケース「J」、「Q」、「R」の組み合わせが、繰り返し衝撃を伴う摩擦に対して8万サイクル以上の長い寿命を有することがわかる。図7(c)は、各ケースの組み合わせで摩耗量を測定した結果である。この図7(c)に示すように、ケース「J」、「Q」、「R」の組み合わせが摩耗量が小さい、つまり繰り返し衝撃を伴うすべり摩擦に対して高い耐摩耗性を有することがわかる。   FIG. 7B shows the result of measuring the life in the same way for each case combination. As shown in FIG. 7B, it can be seen that the combination of cases “J”, “Q”, and “R” has a long life of 80,000 cycles or more against friction with repeated impacts. FIG.7 (c) is the result of having measured the abrasion amount by the combination of each case. As shown in FIG. 7C, it can be seen that the combination of cases “J”, “Q”, and “R” has a small amount of wear, that is, high wear resistance against sliding friction with repeated impact. .

ケース「J」及び「Q」の組み合わせは、確かに繰り返し衝撃を伴うすべり摩擦に対して高い耐摩耗性及び長寿命を有しているが、図4(a)に示すように、ケース「J」の組み合わせは、線接触による微動摩擦に対する寿命が短く、また、図5(c)に示すように、ケース「Q」の組み合わせは、面接触での微動摩擦に対する耐摩耗性が低い。従って、以上のような線接触及び面接触での微動摩耗試験と衝撃摩耗試験の結果から、摺動面において繰り返し衝撃及び微小すべりを伴う摩擦が生じても、優れた耐摩耗性と長寿命を両立可能なコーティングの組み合わせは、ケース「R」、つまり一方の摺動部材にDLC系皮膜を形成し、他方の摺動部材に二硫化モリブデン系皮膜を形成した組み合わせであることがわかる。さらに、本願発明者は、381°Cという高温条件下での衝撃摩耗試験においても、ケース「R」の組み合わせは優れた耐摩耗性及び長寿命を示すことを確認している。   The combination of cases “J” and “Q” certainly has high wear resistance and long life against sliding friction with repeated impact, but as shown in FIG. "" Has a short life against fine friction caused by line contact, and as shown in FIG. 5C, the combination of case "Q" has low wear resistance against fine friction caused by surface contact. Therefore, from the results of the fine contact wear test and impact wear test in the above-mentioned line contact and surface contact, even if friction with repeated impact and microslip occurs on the sliding surface, excellent wear resistance and long life are achieved. It can be seen that the compatible coating combination is the case “R”, that is, a combination in which a DLC-based film is formed on one sliding member and a molybdenum disulfide-based film is formed on the other sliding member. Furthermore, the inventor of the present application has confirmed that the combination of the case “R” exhibits excellent wear resistance and long life even in an impact wear test under a high temperature condition of 381 ° C.

以上のような試験結果に基づき、本実施形態における摺動構造体STによれば、一方
の摺動部材の摺動面(タービンブレード10におけるタブテイル10aの摺動面30)にDLC系皮膜(Cr含有DLC)を形成し、他方の摺動部材の摺動面(タービンディスク20におけるダブテイルスロット20aの摺動面30)に二硫化モリブデン系皮膜(MoS焼成膜1)を形成するという組み合わせを採用することにより、摺動面30において生じる繰り返し衝撃及び微小すべりを伴う摩擦(高温条件下も含む)に対して、耐摩耗性及び寿命の向上を図ることが可能である。
Based on the test results as described above, according to the sliding structure ST in the present embodiment, the DLC-based coating (Cr is applied to the sliding surface of one sliding member (the sliding surface 30 of the tab tail 10a in the turbine blade 10). DLC), and a molybdenum disulfide-based film (MoS 2 fired film 1) is formed on the sliding surface of the other sliding member (the sliding surface 30 of the dovetail slot 20a in the turbine disk 20). By doing so, it is possible to improve wear resistance and life against friction (including high temperature conditions) with repeated impacts and minute slips that occur on the sliding surface 30.

なお、上記実施形態では、タービンディスク20におけるダブテイルスロット20aの摺動面30には図1(c)に示すような中間層を有するMoS焼成膜1を形成したが、タービンディスク20の材質がチタン合金である場合には、図3(a)に示す中間層を有するMoS焼成膜2を形成しても良い。また、タービンブレード10側に二硫化モリブデン系皮膜を形成し、タービンディスク20側にDLC系皮膜を形成しても良い。さらに、ケース「R」の組み合わせのみならず、ケース「S」の組み合わせを採用しても良い。 In the above embodiment, the MoS 2 fired film 1 having the intermediate layer as shown in FIG. 1C is formed on the sliding surface 30 of the dovetail slot 20a in the turbine disk 20, but the material of the turbine disk 20 is In the case of a titanium alloy, the MoS 2 fired film 2 having the intermediate layer shown in FIG. Alternatively, a molybdenum disulfide-based film may be formed on the turbine blade 10 side, and a DLC-based film may be formed on the turbine disk 20 side. Furthermore, not only the combination of the case “R” but also the combination of the case “S” may be adopted.

また、DLC系皮膜は、純粋なアモルファスカーボンであるよりも、アモルファス水素化炭素や、Crのような金属元素を含有したもの、若しくは図1(b)に示すように中間層を有するものが好ましい。これらの方法により、より母材と最表層のDLC系皮膜との密着性を高め、耐摩耗性及び寿命の向上に寄与することができる。一方、二硫化モリブデン系皮膜は、二硫化モリブデンを含有する焼成膜やスパッタリング膜の他、二硫化モリブデン粉末をショットピーニング法により最表層に含侵させた表面処理を施したものでも良い。   Further, the DLC-based film is preferably one containing amorphous hydrogenated carbon or a metal element such as Cr, or one having an intermediate layer as shown in FIG. 1B, rather than pure amorphous carbon. . By these methods, the adhesion between the base material and the DLC film on the outermost layer can be further improved, which can contribute to the improvement of wear resistance and life. On the other hand, the molybdenum disulfide-based film may be a fired film or a sputtering film containing molybdenum disulfide, or a surface treatment in which molybdenum disulfide powder is impregnated into the outermost layer by a shot peening method.

さらに、上記実施形態では、摺動構造体STとしてガスタービンエンジンのタービン
におけるタービンブレード10及びタービンディスク20を例示して説明したが、これに限定されず、互いに接触する摺動面を有する少なくとも一対の摺動部材を備える摺動構造体であって、上記摺動面において繰り返し衝撃及び微小すべりを伴う摩擦が発生するような摺動構造体であれば本発明は適用可能である。なお、必ずしも繰り返し衝撃が伴う必要はなく、上述した微動摩耗試験から明らかなように、微動摩擦(微小すべり摩擦)のみが生じる摺動構造体であっても本発明を適用することにより、優れた耐摩耗性及び長寿命を実現することができる。
Furthermore, in the said embodiment, although the turbine blade 10 and the turbine disk 20 in the turbine of a gas turbine engine were illustrated and demonstrated as the sliding structure ST, it is not limited to this, At least one pair which has a sliding surface which mutually contacts. The present invention can be applied to any sliding structure including the above-described sliding members and capable of generating friction with repeated impact and microslip on the sliding surface. In addition, it is not always necessary to be accompanied by repeated impacts. As is apparent from the above-described fine wear test, the present invention can be applied to even a sliding structure in which only fine friction (minute sliding friction) occurs. Abrasion resistance and long life can be realized.

例えば、ガスタービンエンジン以外の実施例としては、図8に示すような、ジェットエンジンの部品であるシャフト50とダクト51との接触部52において本発明を適用可能である。シャフト50及びダクト51は、共に回転軸を中心として同じ回転数で回転しているが、接触部52において機械的に接合されているわけではないため、この接触部52において、ダクト51の不整振動による繰り返し衝撃及び微小すべりを伴う摩擦が生じている。つまり、シャフト50及びダクト51は、「互いに接触する摺動面を有する少なくとも一対の摺動部材」に当たり、摺動構造体を構成する部品である。従って、一方の摺動部材の摺動面にDLC系皮膜を形成し、他方の摺動部材の摺動面に二硫化モリブデン系皮膜を形成することにより、接触部52の摺動面における耐摩耗性及び寿命を向上することができる。具体的には、シャフト50には、図1(b)に示すような中間層を有するCr含有DLC膜を形成し、ダクト51の材質が鉄系合金であれば、図1(c)に示すような溶射中間層を有する二硫化モリブデン焼成膜を形成する。   For example, as an embodiment other than a gas turbine engine, the present invention can be applied to a contact portion 52 between a shaft 50 and a duct 51 which are parts of a jet engine as shown in FIG. Both the shaft 50 and the duct 51 rotate at the same rotation speed around the rotation axis, but are not mechanically joined at the contact portion 52, and therefore, the irregular vibration of the duct 51 at the contact portion 52. Friction with repetitive impacts and micro-slip due to. That is, the shaft 50 and the duct 51 correspond to “at least a pair of sliding members having sliding surfaces that come into contact with each other”, and are components that constitute a sliding structure. Accordingly, by forming a DLC-based film on the sliding surface of one sliding member and forming a molybdenum disulfide-based film on the sliding surface of the other sliding member, wear resistance on the sliding surface of the contact portion 52 is achieved. And life can be improved. Specifically, if a Cr-containing DLC film having an intermediate layer as shown in FIG. 1B is formed on the shaft 50 and the material of the duct 51 is an iron-based alloy, it is shown in FIG. A molybdenum disulfide fired film having such a thermal spraying intermediate layer is formed.

本発明の一実施形態における摺動構造体STの構成概略図である。It is a composition schematic diagram of sliding structure ST in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態における線接触での微動摩耗試験の説明図である。It is explanatory drawing of the fine movement abrasion test in the line contact in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における微動摩耗試験で使用する皮膜の層構成についての説明図である。It is explanatory drawing about the layer structure of the film | membrane used in the fine movement abrasion test in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における線接触での微動摩耗試験の試験結果である。It is a test result of the fine abrasion test in the line contact in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における面接触での微動摩耗試験の説明図である。It is explanatory drawing of the fine movement abrasion test in the surface contact in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における衝撃摩耗試験の説明図である。It is explanatory drawing of the impact wear test in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における衝撃摩耗試験の試験結果である。It is a test result of the impact wear test in one embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例である。It is another Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

ST…摺動構造体、10…タービンブレード、10a…タブテイル、20…タービンディスク、20a…ダブテイルスロット、30…摺動面、L10、L20…母材、L11…Cr層、L12…Cr傾斜層、L13…Cr含有DLC層、L21…Ni−Al溶射層、L22…Cu−Ni−In溶射層、L23…二硫化モリブデン焼成膜 ST ... slide structure, 10 ... turbine blade, 10a ... Tabuteiru, 20 ... turbine disk, 20a ... dovetail slot, 30 ... sliding surface, L 10, L 20 ... base material, L 11 ... Cr layer, L 12 ... Cr gradient layer, L 13 ... Cr-containing DLC layer, L 21 ... Ni-Al sprayed layer, L 22 ... Cu-Ni-In sprayed layer, L 23 ... Molybdenum disulfide fired film

Claims (4)

互いに接触する摺動面を有する少なくとも一対の摺動部材を備える摺動構造体であって、
一方の摺動部材の摺動面にCr(クロム)を含有したDLC(ダイアモンドライクカーボン)皮膜を形成すると共に前記DLC皮膜と前記一方の摺動部材の母材との間に密着性を高める中間層を形成し、
他方の摺動部材の摺動面に二硫化モリブデンを含有する焼成膜を形成すると共に前記焼成膜と前記他方の摺動部材の母材との間に密着性を高める中間層を形成し、
前記一方の摺動部材は、前記Crを含有したDLC皮膜と母材との間に、前記中間層としてCrまたはCrN層及びCrまたはCrN傾斜層を有し、
前記他方の摺動部材は、母材が鉄系合金である場合、前記二硫化モリブデンを含有する焼成膜と当該母材との間に、前記中間層としてNi−Al(ニッケル−アルミ)溶射層及びCu−Ni−In(銅−ニッケル−インジウム)溶射層を有することを特徴とする摺動構造体。
A sliding structure comprising at least a pair of sliding members having sliding surfaces in contact with each other,
An intermediate for forming a DLC (diamond-like carbon) film containing Cr (chromium) on the sliding surface of one sliding member and improving adhesion between the DLC film and the base material of the one sliding member Forming a layer,
Forming a fired film containing molybdenum disulfide on the sliding surface of the other sliding member and forming an intermediate layer for enhancing adhesion between the fired film and the base material of the other sliding member;
The one sliding member has a Cr or CrN layer and a Cr or CrN gradient layer as the intermediate layer between the DLC film containing Cr and a base material,
When the base material is an iron-based alloy, the other sliding member has a Ni—Al (nickel-aluminum) sprayed layer as the intermediate layer between the fired film containing molybdenum disulfide and the base material. And a Cu-Ni-In (copper-nickel-indium) sprayed layer .
互いに接触する摺動面を有する少なくとも一対の摺動部材を備える摺動構造体であって、
一方の摺動部材の摺動面にCr(クロム)を含有したDLC(ダイアモンドライクカーボン)皮膜を形成すると共に前記DLC皮膜と前記一方の摺動部材の母材との間に密着性を高める中間層を形成し、
他方の摺動部材の摺動面に二硫化モリブデンを含有する焼成膜を形成すると共に前記焼成膜と前記他方の摺動部材の母材との間に密着性を高める中間層を形成し、
前記一方の摺動部材は、前記Crを含有したDLC皮膜と母材との間に、前記中間層としてCrまたはCrN層及びCrまたはCrN傾斜層を有し、
前記他方の摺動部材は、母材がチタン合金である場合、前記二硫化モリブデンを含む焼成膜と当該母材との間に、前記中間層としてNi−Tl−B(ニッケル−タリウム−ボロン)メッキ層を有することを特徴とする摺動構造体。
A sliding structure comprising at least a pair of sliding members having sliding surfaces in contact with each other,
An intermediate for forming a DLC (diamond-like carbon) film containing Cr (chromium) on the sliding surface of one sliding member and improving adhesion between the DLC film and the base material of the one sliding member Forming a layer,
Forming a fired film containing molybdenum disulfide on the sliding surface of the other sliding member and forming an intermediate layer for enhancing adhesion between the fired film and the base material of the other sliding member;
The one sliding member has a Cr or CrN layer and a Cr or CrN gradient layer as the intermediate layer between the DLC film containing Cr and a base material,
When the base material is a titanium alloy, the other sliding member has Ni-Tl-B (nickel-thallium-boron) as the intermediate layer between the fired film containing molybdenum disulfide and the base material. A sliding structure having a plating layer .
互いに接触する摺動面を有する少なくとも一対の摺動部材を備える摺動構造体において、前記摺動面に対して用いられる皮膜形成方法であって、
一方の摺動部材の摺動面にCr(クロム)を含有したDLC(ダイアモンドライクカーボン)皮膜を形成すると共に前記DLC皮膜と前記一方の摺動部材の母材との間に密着性を高める中間層を形成し、
他方の摺動部材の摺動面に二硫化モリブデンを含有する焼成膜を形成すると共に前記焼成膜と前記他方の摺動部材の母材との間に密着性を高める中間層を形成し、
前記一方の摺動部材について、前記Crを含有したDLC皮膜と母材との間に、前記中間層としてCrまたはCrN層及びCrまたはCrN傾斜層を形成し、
前記他方の摺動部材について、母材が鉄系合金である場合、前記二硫化モリブデンを含有する焼成膜と当該母材との間に、前記中間層としてNi−Al(ニッケル−アルミ)溶射層及びCu−Ni−In(銅−ニッケル−インジウム)溶射層を形成することを特徴とする皮膜形成方法
In a sliding structure comprising at least a pair of sliding members having sliding surfaces that contact each other, a film forming method used for the sliding surfaces,
An intermediate for forming a DLC (diamond-like carbon) film containing Cr (chromium) on the sliding surface of one sliding member and improving adhesion between the DLC film and the base material of the one sliding member Forming a layer,
Forming a fired film containing molybdenum disulfide on the sliding surface of the other sliding member and forming an intermediate layer for enhancing adhesion between the fired film and the base material of the other sliding member;
For the one sliding member, a Cr or CrN layer and a Cr or CrN gradient layer are formed as the intermediate layer between the DLC film containing Cr and a base material,
For the other sliding member, when the base material is an iron-based alloy, a Ni—Al (nickel-aluminum) sprayed layer as the intermediate layer between the fired film containing molybdenum disulfide and the base material. and Cu-Ni-In (copper - nickel - indium) film forming method and forming a sprayed layer.
互いに接触する摺動面を有する少なくとも一対の摺動部材を備える摺動構造体において、前記摺動面に対して用いられる皮膜形成方法であって、
一方の摺動部材の摺動面にCr(クロム)を含有したDLC(ダイアモンドライクカーボン)皮膜を形成すると共に前記DLC皮膜と前記一方の摺動部材の母材との間に密着性を高める中間層を形成し、
他方の摺動部材の摺動面に二硫化モリブデンを含有する焼成膜を形成すると共に前記焼成膜と前記他方の摺動部材の母材との間に密着性を高める中間層を形成し、
前記一方の摺動部材について、前記Crを含有したDLC皮膜と母材との間に、前記中間層としてCrまたはCrN層及びCrまたはCrN傾斜層を形成し、
前記他方の摺動部材について、母材がチタン合金である場合、前記二硫化モリブデンを含む焼成膜と当該母材との間に、前記中間層としてNi−Tl−B(ニッケル−タリウム−ボロン)メッキ層を形成することを特徴とする皮膜形成方法
In a sliding structure comprising at least a pair of sliding members having sliding surfaces that contact each other, a film forming method used for the sliding surfaces,
An intermediate for forming a DLC (diamond-like carbon) film containing Cr (chromium) on the sliding surface of one sliding member and improving adhesion between the DLC film and the base material of the one sliding member Forming a layer,
Forming a fired film containing molybdenum disulfide on the sliding surface of the other sliding member and forming an intermediate layer for enhancing adhesion between the fired film and the base material of the other sliding member;
For the one sliding member, a Cr or CrN layer and a Cr or CrN gradient layer are formed as the intermediate layer between the DLC film containing Cr and a base material,
For the other sliding member, when the base material is a titanium alloy, Ni—Tl—B (nickel-thallium-boron) is used as the intermediate layer between the fired film containing molybdenum disulfide and the base material. A method of forming a film, comprising forming a plating layer .
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