JPH06313479A - Sliding surface constituting body - Google Patents

Sliding surface constituting body

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JPH06313479A
JPH06313479A JP35132992A JP35132992A JPH06313479A JP H06313479 A JPH06313479 A JP H06313479A JP 35132992 A JP35132992 A JP 35132992A JP 35132992 A JP35132992 A JP 35132992A JP H06313479 A JPH06313479 A JP H06313479A
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sliding surface
crystal
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crystals
hhh
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貴浩 郡司
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義和 藤澤
Kazuhisa Okamoto
和久 岡本
Katsumune Tabata
勝宗 田畑
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Abstract

PURPOSE:To provide a sliding surface constituting body for improving a seizing resistance performance and abrasion resistance performance. CONSTITUTION:A sliding surface constituting body 4 is constituted with the aggregate of Fe crystal having a body-centered cubic structure. The aggregate includes {222} orientation Fe crystal 61 which has oriented a {222} surface to a sliding surface 4a side by means of Miller indices and {211} orientation Fe crystal 62 which has oriented the {211} surface to the sliding surface 4a side by means of the Miller indices. The existing rate S of the {222} orientation Fe crystal 61 is set to relation of S>=20%, and the existing rate S of the {211] orientation Fe crystal 62 is set to relation of 20%<=S<=60%. The {222} orientation Fe crystal 61 is formed in a large triangular pyramid shape in the sliding surface 4a, the hardness thereof is formed at a low level, and it contributes to improvement of initial concordant property. The {211} orientation Fe crystal 62 is formed in a small angular pyramid shape in the sliding surface 4a, and an oil reservoir is formed, and also the {211} orientation Fe crystal 62 contributes to improvement of abrasion resistance performance.

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、相手部材との摺動面を
構成する摺動面構成体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sliding surface structure which constitutes a sliding surface with a mating member.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a sliding surface structure of this kind, for example, in a piston for an internal combustion engine, Fe provided on the outer peripheral surfaces of a land portion and a skirt portion of an Al alloy base material in order to improve wear resistance. Plating layers are known.

【0003】[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。
However, under the present circumstances where the internal combustion engine tends to have high speed and high output, the conventional sliding surface structure has a difficulty in wear resistance and oil retaining property. That is, there is a problem that the seizure resistance is poor because the oil retaining property is not sufficient and the initial conformability is poor.

【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。
In view of the above, the present invention has a relatively high hardness, a sufficient oil retaining property and a good initial conformability by specifying a crystal structure, thereby improving wear resistance and seizure resistance. It is an object of the present invention to provide the above-mentioned sliding surface structure capable of

【0005】[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
(2hhh)面を摺動面側に向けた(2hhh)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はS≧20%であり、また前記(2hhh)配向
性金属結晶の存在率Sは20%≦S≦60%であること
を特徴とする。
A sliding surface structure according to the present invention is composed of an assembly of metal crystals having a body-centered cubic structure, and the assembly slides on a (hhh) plane at a Miller index. The presence of the (hhh) oriented metal crystal and the (2hhh) oriented metal crystal with the (2hhh) plane oriented toward the sliding surface side by the mirror index, wherein the (hhh) oriented metal crystal is present. The ratio S is S ≧ 20%, and the existence ratio S of the (2hhh) oriented metal crystal is 20% ≦ S ≦ 60%.

【0006】[0006]

【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。
The (hhh) oriented metal crystal grows in a columnar shape, and has a relatively large pyramid shape or truncated pyramid shape on the sliding surface, and its hardness is relatively low.

【0007】一方、(2hhh)配向性金属結晶は、摺
動面において小角錐状または小立方体状をなし、またそ
れらが相互に食込んで非常に入組んだ様相を呈する。そ
の上、(2hhh)配向性金属結晶の(2hhh)面は
2次すべり面であることから、その結晶は比較的高い硬
さを有し、強度も高い。
On the other hand, the (2hhh) oriented metal crystal has a small pyramid shape or a small cube shape on the sliding surface, and they have a very complicated appearance by digging into each other. Moreover, since the (2hhh) plane of the (2hhh) oriented metal crystal is a secondary slip plane, the crystal has relatively high hardness and high strength.

【0008】そこで、(hhh),(2hhh)配向性
金属結晶の存在率Sを前記のように設定すると、潤滑状
態においては、(hhh)配向性金属結晶間の谷間に、
(2hhh)配向性金属結晶による油溜りが形成される
ことから摺動面構成体の保油性が良好となる。また(h
hh)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。
Therefore, if the abundance S of the (hhh) and (2hhh) oriented metal crystals is set as described above, in the lubrication state, in the valley between the (hhh) oriented metal crystals,
Since the oil pool is formed by the (2hhh) oriented metal crystals, the oil retaining property of the sliding surface structure becomes good. Also (h
hh) The initial conformability of the sliding surface structure is also good due to preferential wear on the tip side of the oriented metal crystal. This improves the seizure resistance of the sliding surface structure.

【0009】(hhh)配向性金属結晶の先端部側の摩
耗が進行した後は、(hhh)および(2hhh)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、(2hhh)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。
After the wear of the tip side of the (hhh) oriented metal crystal has progressed, the (hhh) and (2hhh) oriented metal crystals carry a sliding load. Since the progress of wear is suppressed by the hardness and strength of the (2hhh) oriented metal crystal, the wear resistance of the sliding surface structure is improved.

【0010】無潤滑状態においても、(hhh)配向性
金属結晶による初期なじみ性向上効果が得られ、また
(hhh)配向性金属結晶の先端部側の摩耗に伴いそれ
に平坦面が形成されると、(hhh)配向性金属結晶の
軟質性に起因した潤滑能が得られるので耐焼付き性を
(hhh)配向性金属結晶が担い、一方、耐摩耗性を
(2hhh)配向性金属結晶が担うことになるので、良
好な摺動特性が得られる。
Even in the non-lubricated state, the initial conformability improving effect by the (hhh) oriented metal crystal is obtained, and a flat surface is formed due to the wear of the tip side of the (hhh) oriented metal crystal. , (Hhh) oriented metal crystals provide the lubrication ability due to the softness of the (hhh) oriented metal crystals, and (hhh) oriented metal crystals play a role in seizure resistance, while (2hhh) oriented metal crystals provide wear resistance. Therefore, good sliding characteristics can be obtained.

【0011】潤滑および無潤滑状態において、(hh
h)配向性金属結晶の存在率SがS<20%では摺動面
構成体の初期なじみ性が悪化する。一方、(2hhh)
配向性金属結晶の存在率SがS>60%では、摺動面構
成体の硬さが高くなり過ぎるため、同様に初期なじみ性
が悪化し、またS<20%では摺動面構成体の耐摩耗性
が低下する。
In the lubricated and unlubricated state, (hh
h) When the abundance ratio S of oriented metal crystals is S <20%, the initial conformability of the sliding surface structure deteriorates. On the other hand, (2hhh)
When the abundance ratio S of oriented metal crystals is S> 60%, the hardness of the sliding surface construct becomes too high, so that the initial conformability similarly deteriorates. Abrasion resistance decreases.

【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、メッキ処理により層状
摺動面構成体4が形成される。
1 and 2, a piston 1 for an internal combustion engine is shown.
Has a base material 2 made of Al alloy, and the land portion 3 1 of the base material 2
And the skirt portion 3 2 outer circumferential surface, a layered slide surface construction 4 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(hhh)
配向性金属結晶と、ミラー指数で(2hhh)面を摺動
面4a側に向けた(2hhh)配向性金属結晶とを含
み、(hhh)配向性金属結晶の存在率SはS≧20%
に、また(2hhh)配向性金属結晶の存在率Sは20
%≦S≦60%にそれぞれ設定されている。
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 has a (hhh) surface directed toward the sliding surface 4a side with the inner wall 5 of the cylinder bore (hhh) with a mirror index.
It includes an oriented metal crystal and a (2hhh) oriented metal crystal with the (2hhh) plane facing the sliding surface 4a side by the Miller index, and the existence rate S of the (hhh) oriented metal crystal is S ≧ 20%.
In addition, the abundance S of (2hhh) oriented metal crystals is 20.
% ≦ S ≦ 60%, respectively.

【0014】(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。
The (hhh) oriented metal crystal 6 1 grows in a columnar shape, and has a relatively large pyramid shape or a truncated pyramid shape on the sliding surface 4a as shown in FIG. Hardness is relatively low.

【0015】一方、(2hhh)配向性金属結晶6
2 は、摺動面4aにおいて小角錐状または小立方体状を
なし、またそれらが相互に食込んで非常に入組んだ様相
を呈する。その上、(2hhh)配向性金属結晶62
(2hhh)面は2次すべり面であることから、その結
晶62 は比較的高い硬さを有し、強度も高い。
On the other hand, (2hhh) oriented metal crystal 6
2 has a small pyramid shape or a small cube shape on the sliding surface 4a, and has a very complicated appearance in which they bite into each other. Moreover, since the (2hhh) plane of the (2hhh) oriented metal crystal 6 2 is a secondary slip surface, the crystal 6 2 has relatively high hardness and high strength.

【0016】そこで、(hhh),(2hhh)配向性
金属結晶の存在率Sを前記のように設定すると、潤滑状
態においては、(hhh)配向性金属結晶61 間の谷間
に、(2hhh)配向性金属結晶62 による油溜りが形
成されることから摺動面構成体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。
Therefore, if the abundance ratio S of the (hhh) and (2hhh) oriented metal crystals is set as described above, in the lubrication state, (2hhh) in the valley between the (hhh) oriented metal crystals 6 1. Since the oil sump is formed by the oriented metal crystals 6 2 , the oil retaining property of the sliding surface structure 4 is improved. In addition, the preferential wear of the tip end side of the (hh) oriented metal crystal 6 1 also provides good initial conformability of the sliding surface structure 4. This improves the seizure resistance of the sliding surface structure 4.

【0017】(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)および(2hhh)
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、(2hhh)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。無潤
滑状態においても、(hhh)配向性金属結晶61 によ
る初期なじみ性向上効果が得られ、また(hhh)配向
性金属結晶61 の先端部側の摩耗に伴いそれに平坦面が
形成されると、(hhh)配向性金属結晶61 の軟質性
に起因した潤滑能が得られるので耐焼付き性を(hh
h)配向性金属結晶61 が担い、一方、耐摩耗性を(2
hhh)配向性金属結晶62 が担うことになるので良好
な摺動特性が得られる。
(Hhh) After the wear of the tip side of the oriented metal crystal 6 1 progresses, (hhh) and (2hhh)
Although the oriented metal crystals 6 1 and 6 2 bear the sliding load, the progress of wear is suppressed by the oil sump effect and the hardness and strength of the (2hhh) oriented metal crystals 6 2. Therefore, the wear resistance of the sliding surface structure 4 is improved. Even in non-lubrication state, initial conformability improving effect is obtained, also (hhh) flat surface to it with the oriented metal crystals 6 1 of the tip side wear is formed by (hhh) oriented metal crystals 6 1 And (hhh) the lubricity resulting from the softness of the oriented metal crystal 6 1 is obtained, and seizure resistance is
h) The oriented metal crystal 6 1 bears the wear resistance while the (2)
hhh) Since the oriented metal crystal 6 2 plays a role, good sliding characteristics can be obtained.

【0018】図5に示すように、摺動面4aに沿う仮想
面7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7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(2hhh)面についても同様に0°≦θ≦15
°である。この場合、(hhh)面、(2hhh)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の保油性および初期なじみ
性が低下する。
As shown in FIG. 5, the inclination of the (hhh) plane with respect to the virtual surface 7 along the sliding surface 4a appears as the inclination of a triangular pyramid, so that the initial conformability of the sliding surface structure 4 is affected. give. Therefore, the inclination angle θ formed by the (hhh) plane with respect to the virtual plane 7 is set to 0 ° ≦ θ ≦ 15 °. This inclination angle θ is also 0 ° ≦ θ ≦ 15 for the (2hhh) plane.
°. In this case, the inclination directions of the (hhh) plane and the (2hhh) plane are not limited. Tilt angle θ is θ> 15
When the angle becomes °, the oil retaining property and the initial conformability of the sliding surface structure 4 deteriorate.

【0019】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。
F is a metal crystal having a bcc structure.
Examples thereof include crystals of e, Cr, Mo, W, Ta, Zr, Nb, V, etc., or alloys thereof.

【0020】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。
In the plating treatment for forming the sliding surface structure 4 according to the present invention, the basic conditions for performing the electric Fe plating treatment are as shown in Tables 1 and 2.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】有機系添加剤としては、尿素、サッカリン
等が用いられる。
As the organic additive, urea, saccharin, etc. are used.

【0023】[0023]

【表2】 [Table 2]

【0024】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)および(2hhh)配向
性Fe結晶の晶出および存在量を制御する。
In the electric Fe plating treatment carried out under the above-mentioned conditions, the crystallization and the amount of the (hhh) and (2hhh) oriented Fe crystals were determined by the cathode current density, the plating bath pH, the blending amount of the organic additive and the like. Control.

【0025】メッキ処理としては、電気メッキ処理の外
に、真空メッキ処理、例えば気相メッキ法(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。C
VD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。
As the plating treatment, in addition to the electroplating treatment, vacuum plating treatment such as vapor phase plating method (PVD method,
CVD method), sputtering method, ion plating, etc. can be mentioned. The conditions for performing W and Mo plating by the sputtering method are, for example, Ar pressure of 0.8 Pa and Ar.
Acceleration power: DC 1 kW, base material temperature 100 ° C. C
The conditions for performing W plating by the VD method are, for example, raw material WF 6 , gas flow rate 10 cc / min, chamber pressure.
It is 100 Pa and the base material temperature is 500 ° C.

【0026】以下、具体例について説明する。A specific example will be described below.

【0027】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。
The outer peripheral surface of the land portion 3 1 and the skirt portion 3 2 of the Al alloy base material 2 is subjected to electric Fe plating to form a sliding surface structure 4 composed of an aggregate of Fe crystals.
To form a plurality of internal combustion engine pistons 1.

【0028】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。
Tables 3 and 4 show Examples 1 to 1 of the sliding surface structure 4.
The electric Fe plating processing conditions in No. 6 are shown.

【0029】[0029]

【表3】 [Table 3]

【0030】[0030]

【表4】 [Table 4]

【0031】表5、表6は、例1〜16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Sおよび硬さをそれぞれ示す。
Tables 5 and 6 show the crystal morphology of the sliding surface 4a, the grain size of Fe crystals, the abundance S of each oriented Fe crystal and the hardness in Examples 1 to 16, respectively.

【0032】[0032]

【表5】 [Table 5]

【0033】[0033]

【表6】 [Table 6]

【0034】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6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
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。
The abundance S is the X-ray diffraction pattern (X
The line irradiation direction is obtained by the following method based on the direction perpendicular to the sliding surface 4a). As an example,
Explaining Example 1, FIG. 6 is an X-ray diffraction diagram of Example 1, and the abundance S of each oriented Fe crystal was obtained from the following equation. Note that, for example, a {110} oriented Fe crystal is {1
It means an oriented Fe crystal with the 10} 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 IA 110 , IA 200 , and IA. 211 , IA 310 , and IA 222 are the X-ray reflection intensity ratios of each crystal plane in the ASTM card,
IA 110 = 100, IA 200 = 20, IA 211 = 30,
IA 310 = 12 and IA 222 = 6. Furthermore, T is T
= (I 110 / IA 110 ) + (I 200 / IA 200 ) + (I
211 / IA 211 ) + (I 310 / IA 310 ) + (I 222 /
IA 222 ).

【0035】図7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、同図(a)は1000倍、
同図(b)は5000倍である。図7において、多数の
比較的大きな三角錐状をなす(hhh)配向性Fe結晶
と、多数の小角錐状をなす(2hhh)配向性Fe結晶
とが観察される。(hhh)配向性Fe結晶は(hh
h)面、したがって{222}面を摺動面4a側に向け
た{222}配向性Fe結晶であり、その{222}配
向性Fe結晶の存在率Sは、表5、図6に示すように、
S=40.6%である。(2hhh)配向性Fe結晶は
(2hhh)面、したがって{211}面を摺動面4a
側に向けた{211}配向性Fe結晶であり、その{2
11}配向性Fe結晶の存在率Sは、表5、図6に示す
ようにS=30%である。{222}配向性Fe結晶相
互間に油溜りが形成され、またそれらの谷間に非常に入
組んだ状態で晶出している{211}配向性Fe結晶に
よっても油溜りが形成される。
FIG. 7 is a micrograph showing the crystal structure of the sliding surface 4a in Example 1. FIG.
The same figure (b) is 5000 times. In FIG. 7, a large number of relatively large triangular pyramid-shaped (hhh) oriented Fe crystals and a large number of small pyramid-shaped (2hhh) oriented Fe crystals are observed. (Hh) Oriented Fe crystal is (hh)
h) plane, and thus {222} plane, is a {222} oriented Fe crystal having the sliding surface 4a side, and the abundance ratio S of the {222} oriented Fe crystal is as shown in Table 5 and FIG. To
S = 40.6%. The (2hhh) oriented Fe crystal has the (2hhh) plane, and therefore the {211} plane is the sliding surface 4a.
A {211} oriented Fe crystal facing the
The abundance ratio S of the 11} oriented Fe crystals is S = 30% as shown in Table 5 and FIG. An oil sump is formed between {222} oriented Fe crystals, and an oil sump is also formed by {211} oriented Fe crystals which are crystallized in a highly intricate state in their valleys.

【0036】次に、例1〜16について、潤滑状態にて
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−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
Next, with respect to Examples 1 to 16, a seizure test by a chip-on-disk system was conducted in a lubricated state,
When the seizure load was determined, the results shown in Table 7 were obtained. The test conditions are as follows. Disc material Al-1
0 wt% Si alloy, disk rotation speed 15m / sec
, Lubrication rate 0.3 ml / min, sliding surface area of chip made of sliding surface structure 1 cm 2 .

【0037】[0037]

【表7】 [Table 7]

【0038】また例1,15,16について、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、そ
れらの摩耗量を求めたところ、表8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 5m/sec 、給
油量 0.3ml/min 、荷重 100N、摺動距離10
km、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1cm2 当りの減量(m
g)である。
Further, Examples 1, 15 and 16 were subjected to a wear test by a chip-on-disk method under lubrication to determine the wear amounts thereof, and the results shown in Table 8 were obtained. The test conditions are as follows. Disk material Al-10
Weight% Si alloy, disk rotation speed 5 m / sec, oil supply amount 0.3 ml / min, load 100 N, sliding distance 10
km, sliding surface area of chip made from sliding surface structure 1 cm 2 . The amount of wear is reduced per 1 cm 2 of chip area (m
g).

【0039】[0039]

【表8】 [Table 8]

【0040】図8は、表7の例1,15,16と焼付き
発生荷重との関係をグラフ化したものであり、また図9
は、表8の例1,15,16と摩耗量との関係をグラフ
化したものである。表5〜表8、図8,図9より、例1
は焼付き発生荷重が高く、また摩耗量も少ないことが判
る。これは、{222}配向性Fe結晶の存在率SがS
≧20%であり、且つ{211}配向性Fe結晶の存在
率Sが20%≦S≦60%であることに起因する。例1
5は、{211}配向性Fe結晶の存在率SがS<20
%であることから、硬さが低く、耐焼付き性は良好であ
るが、耐摩耗性が例1に比べて劣る。例16は、{22
2}配向性Fe結晶の存在率SがS<20%であり、且
つ{211}配向性Fe結晶の存在率SがS>60%で
あることに起因して、耐摩耗性は優れているものの耐焼
付き性に乏しい。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between Examples 1, 15 and 16 in Table 7 and the seizure-generating load, and FIG.
Is a graph showing the relationship between Examples 1, 15 and 16 in Table 8 and the wear amount. Example 1 from Tables 5 to 8 and FIGS. 8 and 9.
It can be seen that the seizure load is high and the amount of wear is small. This is because the abundance S of {222} oriented Fe crystals is S
≧ 20%, and the existence ratio S of the {211} oriented Fe crystals is 20% ≦ S ≦ 60%. Example 1
5, the abundance ratio S of {211} oriented Fe crystals was S <20.
%, The hardness is low and the seizure resistance is good, but the wear resistance is inferior to that of Example 1. Example 16 is {22
The abrasion resistance is excellent because the abundance S of the 2} oriented Fe crystals is S <20% and the abundance S of the {211} oriented Fe crystals is S> 60%. However, it has poor seizure resistance.

【0041】図10は、例1〜14における{211}
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。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が40%≦S≦43%の場合であり、線x2
{222}配向性Fe結晶の存在率Sが20%≦S≦2
3%の場合であり、線x3 は{222}配向性Fe結晶
の存在率Sが10%≦S≦15%の場合である。
FIG. 10 shows {211} in Examples 1 to 14.
The relationship between the abundance ratio S of oriented Fe crystals and the seizure generation load is shown. In the figure, points (1) to (14) correspond to Examples 1 to 14, respectively. Line x 1 is the case where the abundance rate S of {222} oriented Fe crystals is 40% ≦ S ≦ 43%, and line x 2 is the abundance rate S of {222} oriented Fe crystals is 20% ≦ S ≦ Two
3%, and the line x 3 is the case where the abundance ratio S of {222} oriented Fe crystals is 10% ≦ S ≦ 15%.

【0042】表5,表6,図10から、例1,2,5〜
9のように{222}配向性Fe結晶の存在率SをS≧
20%に、また{211}配向性Fe結晶の存在率Sを
20%≦S≦60%にそれぞれ設定することによって摺
動面構成体4の耐焼付き性が向上することが判る。
From Table 5, Table 6 and FIG. 10, Examples 1, 2, 5
9, the abundance ratio S of {222} oriented Fe crystals is S ≧
It can be seen that the seizure resistance of the sliding surface structure 4 is improved by setting the existence rate S of the {211} oriented Fe crystals to 20% ≦ S ≦ 60%, respectively.

【0043】次に、例6,8,9,10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、{211}配向性Fe結晶の存在率Sと、例6,
8,9,10の摩耗量との関係を求めたところ、表9,
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 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 1cm2 。摩耗量はチップの面積1cm2 当りの減量
(mg)である。
Next, a wear test by a chip-on-disk method was performed on Examples 6, 8, 9, and 10 without lubrication, and the presence rate S of {211} oriented Fe crystals and Example 6,
When the relationship with the wear amount of 8, 9, 10 was obtained, Table 9,
The results shown in FIG. 11 were obtained. The test conditions are as follows. Disc material: Al-10 wt% Si alloy, disc rotation speed: 0.5 m / sec, load: 100 N, sliding distance: 1 km, sliding surface area of a chip made of sliding surface structure: 1 cm 2 . The amount of wear is the amount of loss (mg) per 1 cm 2 of chip area.

【0044】[0044]

【表9】 [Table 9]

【0045】図11は表9をグラフ化したもので、図
中、点(6),(8)〜(10)は例6,8〜10にそ
れぞれ対応する。表5,表6,表9,図11から、例
6,8,9のように{211}配向性Fe結晶の存在率
SをS≧20%に、また{222}配向性Fe結晶の存
在率Sを20%≦S≦60%にそれぞれ設定することに
よって、無潤滑下においても摺動面構成体4の耐摩耗性
が向上することが判る。
FIG. 11 is a graph of Table 9, in which points (6), (8) to (10) correspond to Examples 6, 8 to 10, respectively. From Table 5, Table 6, Table 9 and FIG. 11, the existence rate S of {211} oriented Fe crystals was S ≧ 20% and the presence of {222} oriented Fe crystals as in Examples 6, 8 and 9. It can be seen that the wear resistance of the sliding surface structure 4 is improved even under non-lubrication by setting the ratio S to 20% ≦ S ≦ 60%.

【0046】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)。
The sliding surface structure is applied to a sliding portion such as the following internal combustion engine parts. Piston (ring groove), piston ring, piston pin, connecting rod, crankshaft, bearing metal, oil pump rotor, oil pump rotor housing, camshaft, spring (end surface), 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 part, clutch plate, washer, bolt (seat surface, screw part).

【0047】[0047]

【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の
優れた摺動面構成体を提供することができる。
According to the present invention, by specifying the crystal structure as described above, it is possible to provide a sliding surface structure excellent in seizure resistance and wear resistance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of 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)面および
(2hhh)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 and (2hhh) plane.

【図4】摺動面構成体の一例を示す要部平面図である。FIG. 4 is a plan view of an essential part showing an example of a sliding surface structure.

【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。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an inclination of a (hhh) plane in a body-centered cubic structure.

【図6】摺動面構成体の一例におけるX線回折図であ
る。
FIG. 6 is an X-ray diffraction diagram of an example of a sliding surface structure.

【図7】摺動面構成体における摺動面の結晶構造を示す
顕微鏡写真であり、(a)は1000倍、(b)は50
00倍である。
FIG. 7 is a micrograph showing a crystal structure of a sliding surface in a sliding surface structure, wherein (a) is 1000 times and (b) is 50 times.
It is 00 times.

【図8】例1,15,16の焼付き発生荷重を示すグラ
フである。
FIG. 8 is a graph showing seizure-generating loads of Examples 1, 15, and 16.

【図9】例1,15,16の摩耗量を示すグラフであ
る。
FIG. 9 is a graph showing wear amounts of Examples 1, 15, and 16.

【図10】例1〜14における{211}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。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the abundance of {211} oriented Fe crystals and the seizure load in Examples 1 to 14.

【図11】例6,8,9,10における{211}配向
性Fe結晶の存在率と摩耗量との関係を示すグラフであ
る。
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the abundance of {211} oriented Fe crystals and the amount of wear in Examples 6, 8, 9 and 10.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 摺動面構成体 4a 摺動面 61 (hhh)配向性Fe結晶 62 (2hhh)配向性Fe結晶4 Sliding Surface Structure 4a Sliding Surface 6 1 (hhh) Oriented Fe Crystal 6 2 (2hhh) Oriented Fe Crystal

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年11月29日[Submission date] November 29, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0025[Name of item to be corrected] 0025

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0025】メッキ処理としては、電気メッキ処理の外
、例えば気相メッキ法であるPVD法、CVD法、
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 0.2〜1Pa、Ar加速電力
直流1〜1.5kW、母材温度 150〜300℃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/min 、チャ
ンバ内圧力 50〜300Pa、母材温度 400〜6
00℃である。
[0025] As the plating process, the outside of the electroplating process, may be mentioned PVD method is an example Ebakisho plating method, CVD method, sputtering method, ion plating or the like. Conditions for performing W and Mo plating by the sputtering method are, for example, Ar pressure of 0.2 to 1 Pa and Ar acceleration power.
The direct current is 1 to 1.5 kW and the base material temperature is 150 to 300 ° C. Conditions for performing W plating by the CVD method are, for example, raw material WF 6 , gas flow rate 2 to 15 cc / min, chamber internal pressure 50 to 300 Pa, base material temperature 400 to 6
It is 00 ° C.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0032[Name of item to be corrected] 0032

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0032】[0032]

【表5】 [Table 5]

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0033[Correction target item name] 0033

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0033】[0033]

【表6】 [Table 6]

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0037[Name of item to be corrected] 0037

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0037】[0037]

【表7】 [Table 7]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田畑 勝宗 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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Katsumune Tabata 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Stock Research Institute Honda Technical Research Institute

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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(2hhh)面を摺動面側に向けた(2hh
h)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はS≧20%であり、また前記(2h
hh)配向性金属結晶の存在率Sは20%≦S≦60%
であることを特徴とする摺動面構成体。
1. An aggregate of metal crystals having a body-centered cubic structure, which aggregate has a mirror index (hhh) plane toward the sliding surface (hhh) oriented metal crystal and a mirror. Index (2hhh) face toward sliding surface (2hhh)
h) oriented metal crystals, the abundance ratio S of the (hhh) oriented metal crystals is S ≧ 20%, and
hh) The abundance S of oriented metal crystals is 20% ≦ S ≦ 60%
The sliding surface structure characterized by being.
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