JPH0641722A - Sliding member and its production - Google Patents
Sliding member and its productionInfo
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- JPH0641722A JPH0641722A JP19550392A JP19550392A JPH0641722A JP H0641722 A JPH0641722 A JP H0641722A JP 19550392 A JP19550392 A JP 19550392A JP 19550392 A JP19550392 A JP 19550392A JP H0641722 A JPH0641722 A JP H0641722A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、摺動部材およびその製
造方法に係わり、例えば、往復動する摺動態様や、高い
面圧が発生するため潤滑油が摺動面に供給しにくいよう
な摺動態様の場合に利用するのに適した摺動部材に係わ
り、さらに具体例を示せば、自動車用エンジンの動弁機
構においてカムシャフトの回転運動を吸排気弁に伝達す
るロッカーアームに利用することが可能であり、また、
車両搭載用空調機のコンプレッサとして用いられる可変
容量型片斜板式圧縮機において斜板自転防止のために使
用されるスライダー等の往復摺動が発生する摺動部材と
して利用することが可能である摺動部材、およびこの摺
動部材を製造するのに好適な摺動部材の製造方法に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sliding member and a method for manufacturing the same, and for example, a sliding mode of reciprocating movement and a situation where a high surface pressure is generated makes it difficult to supply lubricating oil to the sliding surface. The present invention relates to a sliding member suitable for use in a sliding mode, and more specifically, it is used for a rocker arm that transmits the rotational movement of a camshaft to an intake / exhaust valve in a valve operating mechanism of an automobile engine. Is possible, and also
In a variable capacity type swash plate type compressor used as a compressor for an air conditioner mounted on a vehicle, it can be used as a sliding member such as a slider used for preventing rotation of a swash plate that causes reciprocal sliding. The present invention relates to a moving member and a sliding member manufacturing method suitable for manufacturing the sliding member.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば、自動車用エンジンの動弁機構に
おいて使用されるロッカーアームや、可変容量型片斜板
式圧縮機において使用されるスライダーのように、往復
動の摺動が発生したり、高い面圧が発生したりするよう
な摺動部材においては、用途上から言って当然のことで
あるが耐焼付性および耐摩耗性に優れていることが要求
される。2. Description of the Related Art For example, reciprocal sliding occurs or is high like a rocker arm used in a valve operating mechanism of an automobile engine or a slider used in a variable displacement type swash plate compressor. In a sliding member that generates surface pressure, it is natural from the viewpoint of application that it is required to have excellent seizure resistance and wear resistance.
【0003】一般に、この種の摺動部材においては、同
種金属の組み合わせではすぐに焼付が発生してしまうこ
とが多いことから、異種金属を組み合わせて使用するこ
とが多く、従来より、鋼,鋳鉄,アルミニウム合金,あ
るいは焼結合金等を組み合わせて使用することが多い。
さらに、これら摺動部材の摺動面に表面処理を施し、摺
動特性のより一層の向上を図ろうとする研究も幅広く行
われている。In general, in this type of sliding member, seizure often occurs immediately when a combination of metals of the same kind is used, and therefore, different metals are often used in combination, and steel and cast iron have been conventionally used. , Aluminum alloys, or sintered alloys are often used in combination.
Further, a wide range of research has been conducted to further improve sliding characteristics by subjecting the sliding surfaces of these sliding members to surface treatment.
【0004】ところで、最近の自動車では、車両寸法に
対してトランクルームスペースを犠牲にしないで居住空
間を大きくとる傾向にあり、必然的にエンジンルームの
小型化が進められている傾向にある。By the way, in recent automobiles, the living space tends to be large without sacrificing the trunk space for the vehicle size, and the engine room is inevitably being miniaturized.
【0005】それに伴い、エンジン自体やその他補機類
の小型化が必要となり、エンジンおよび各補機類の高回
転化をもって性能を維持しようとする要求が強い。ま
た、同時に、燃費向上の要求が強く、各部品間の摺動に
よって費やされる動力損を最小限に抑えるために、可動
部品の小型化が要求されている。Along with this, it is necessary to reduce the size of the engine itself and other accessories, and there is a strong demand for maintaining the performance by increasing the rotation speed of the engine and each accessory. At the same time, there is a strong demand for improvement in fuel consumption, and miniaturization of moving parts is required in order to minimize the power loss consumed by sliding between the respective parts.
【0006】このような小型化の要求の例を挙げれば、
エンジンの動弁機構を構成する部品の一つであるロッカ
ーアームや、補機類の一つである空調用の圧縮機があ
る。このように、可動部品の小型化が進められた結果、
摺動部についても必然的に小型化が要求され、より小さ
な摺動面積で従来と同様ないしはそれ以上の荷重を受け
なければならない状況にある。さらに、高回転化によっ
て摺動部への潤滑油の供給がより困難となっており、摺
動部材の摩耗や焼付が発生しやすくなって、より苛酷な
摺動条件に曝される傾向にある。[0006] To give an example of such a demand for miniaturization,
There is a rocker arm, which is one of the components that make up the valve mechanism of an engine, and a compressor for air conditioning, which is one of the accessories. In this way, as a result of the miniaturization of moving parts,
The sliding portion is inevitably required to be downsized, and a smaller sliding area is required to receive a load similar to or larger than that in the conventional case. Further, due to the higher rotation speed, it becomes more difficult to supply lubricating oil to the sliding portion, wear and seizure of the sliding member are likely to occur, and there is a tendency to be exposed to more severe sliding conditions. .
【0007】図6に示すように、エンジンの動弁機構を
構成するロッカーアーム11は、一般に、エンジンヘッ
ドに配置されたロッカーシャフト12によって位置決め
され、図示しない動力伝達機構によりカムシャフト13
が回転することによって、カム13aの形状に沿ってロ
ッカーアーム11はロッカーシャフト12を支点として
揺動し、ロッカーシャフト12に対してカム13aとは
反対側に位置する吸排気弁14の上面軸端部を押し下げ
る。As shown in FIG. 6, a rocker arm 11 which constitutes a valve operating mechanism of an engine is generally positioned by a rocker shaft 12 arranged on an engine head, and a camshaft 13 by a power transmission mechanism (not shown).
The rocker arm 11 swings along the shape of the cam 13a with the rocker shaft 12 as a fulcrum as a result of the rotation of the cam 13a, and the upper surface axial end of the intake / exhaust valve 14 located on the opposite side of the rocker shaft 12 from the cam 13a. Push down.
【0008】ここで、吸排気弁14にはリテーナ15と
コッタ16を介してスプリング17による反発力が働く
ため、ロッカーアーム11はカム13aのプロフィール
に沿って常時摺動し、摺動方向としては往復動するよう
になる。Since the repulsive force of the spring 17 acts on the intake / exhaust valve 14 via the retainer 15 and the cotter 16, the rocker arm 11 always slides along the profile of the cam 13a, and the sliding direction is as follows. It comes to reciprocate.
【0009】それにより、エンジン回転数と同調したカ
ムシャフト13の回転運動が吸排気弁14に伝えられ、
図示しない燃焼室の密閉、および吸排気のための燃焼室
の開放が行われる。そして、エンジンの高回転化が進む
と、ロッカーアーム11、吸排気弁14、リテーナ1
5、コッタ16といった動弁機構部品全体の慣性力が大
きくなっていくため、スプリング17による反発力が不
十分となり、ロッカーアーム11はカム13aのプロフ
ィールに常時倣うことができなくなり、プロフィールに
無関係な動きをするようになる。As a result, the rotational movement of the camshaft 13 synchronized with the engine speed is transmitted to the intake / exhaust valve 14.
The combustion chamber (not shown) is closed and the combustion chamber for intake and exhaust is opened. As the engine speed increases, the rocker arm 11, intake / exhaust valve 14, retainer 1
5, the inertial force of the entire valve mechanism components such as the cotter 16 becomes large, so that the repulsive force by the spring 17 becomes insufficient, and the rocker arm 11 cannot always follow the profile of the cam 13a. To move.
【0010】そこで、このような事態を未然に防ぐた
め、スプリング17が強化されることとなるので、カム
13aとロッカーアーム11との摺動面にはより大きな
面圧が加わり、摺動条件がより厳しくなる傾向となる。Therefore, in order to prevent such a situation, the spring 17 is strengthened, so that a larger surface pressure is applied to the sliding surface between the cam 13a and the rocker arm 11, and the sliding condition is It tends to be more severe.
【0011】さらに、上述のように、現状でも常時厳し
い摺動条件に曝されているロッカーアーム11について
も、エンジンヘッド自体の小型化に伴い、各部品も小型
化されるようになり、より一層の高性能化に伴うエンジ
ンの高回転化によって、より小さな摺動面積においてさ
らに高い面圧でしかも高速の摺動に耐え得ることが要求
されるようになってきている。Further, as described above, even with respect to the rocker arm 11 which is always exposed to severe sliding conditions at present, as the engine head itself is miniaturized, each component is also miniaturized, and further Due to the higher engine speed associated with the higher performance, it is required to withstand even higher surface pressure and high speed sliding in a smaller sliding area.
【0012】さらにまた、エンジンルーム内の補機類に
ついても小型軽量化が強力に進められ、車両搭載用空調
機に用いられる圧縮機においても小型化が進められてい
る。そして、小型化による圧縮機容量の低下分は、高回
転化により吐出量を補う方向で検討されているため、空
調用圧縮機の摺動部についても、ロッカーアーム11と
同様により苛酷な摺動条件に曝されることとなる。Furthermore, the auxiliary machinery in the engine room is strongly reduced in size and weight, and the compressor used in the vehicle air conditioner is also reduced in size. The decrease in the compressor capacity due to the miniaturization has been studied in the direction of compensating the discharge amount by increasing the rotation speed. Therefore, the sliding portion of the air conditioning compressor is also subjected to severer sliding like the rocker arm 11. Will be exposed to the conditions.
【0013】そのなかでも、可変容量型の片斜板式圧縮
機に用いられ、斜板の自転止めに用いられる図7に示す
スライダー21は、代表的な例である。このスライダー
21は、斜板の自転をスライダーガイド22の摺動面で
受けとめ、さらに矢印方向に往復の摺動運動をする。こ
のような部品についても、上記に示す通り小型化および
高速化が進められ、より苛酷な摺動条件に曝されるよう
になりつつある。Among them, the slider 21 shown in FIG. 7 which is used in a variable capacity type swash plate type compressor and which is used to prevent rotation of the swash plate is a typical example. The slider 21 receives the rotation of the swash plate on the sliding surface of the slider guide 22, and further performs a reciprocating sliding movement in the arrow direction. As described above, such parts are also becoming smaller and faster, and are being exposed to more severe sliding conditions.
【0014】摺動部の特性を向上させるため、従来よ
り、摺動面にクロムめっきや窒化処理を施すことで対処
する例が多く、さらに摺動条件の過酷なものについて
は、気相蒸着法による硬質皮膜の採用が検討されてい
た。Conventionally, in order to improve the characteristics of the sliding portion, there are many cases in which the sliding surface is subjected to chrome plating or nitriding treatment, and for those with severe sliding conditions, the vapor phase vapor deposition method is used. The adoption of a hard coating was considered.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
表面処理では、今後採用が予想される苛酷な摺動条件下
では十分とは言えず、例えば、クロムめっきや窒化処理
では耐焼付性および耐摩耗性が不十分であり、また、気
相蒸着法で得られる硬質皮膜では、相手材へのアタック
を考慮するあまり、超平滑な仕上げを実施しているた
め、オイルの保持力に劣り、耐焼付性が十分でないとい
う問題点があって、このような問題点をなくすことが課
題となっていた。However, the above surface treatment cannot be said to be sufficient under the severe sliding conditions which are expected to be adopted in the future. Insufficient resistance, and hard coatings obtained by vapor deposition have a very smooth finish due to consideration of attack on the mating material, resulting in poor oil retention and seizure resistance. There is a problem that it is not sufficient, and it has been a problem to eliminate such a problem.
【0016】[0016]
【発明の目的】本発明は、上記した従来の課題にかんが
みてなされたものであって、より苛酷な摺動条件下にお
いても十分な耐焼付性および耐摩耗性を有する摺動部材
を提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and provides a sliding member having sufficient seizure resistance and abrasion resistance even under more severe sliding conditions. Is intended.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明は、耐摩耗性にお
いては十分な特性を有する気相蒸着法による硬質皮膜に
着目し、摺動面に気相蒸着によって硬質皮膜を形成さ
せ、さらに硬質皮膜の表面に微細な凹凸を形成すること
によって、オイル溜りが生じやすくなる状態を意図的に
つくり出すことで、摺動面におけるオイルの保持および
供給を容昜にし、耐焼付性の向上を図ったものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention focuses on a hard film by a vapor deposition method which has sufficient characteristics in wear resistance, and forms a hard film on the sliding surface by vapor deposition to obtain a hard coating. By forming minute irregularities on the surface of the coating, we intentionally created a state in which oil accumulation is likely to occur, making it possible to hold and supply oil on the sliding surface and improve seizure resistance. It is a thing.
【0018】すなわち、本発明に係わる摺動部材は、摺
動部材本体の表面に気相蒸着による硬質皮膜を有し、前
記硬質皮膜の表面が表面粗さRz表示で0.5〜1.0
μmの微細な凹凸をなしている構成としたことを特徴と
している。That is, the sliding member according to the present invention has a hard coating film formed by vapor deposition on the surface of the sliding member body, and the surface of the hard coating film has a surface roughness Rz of 0.5 to 1.0.
It is characterized in that it has a structure having fine irregularities of μm.
【0019】また、本発明に係わる摺動部材の製造方法
は、摺動部材本体の表面に気相蒸着法によって表面粗さ
の大きい硬質皮膜を形成したのち、前記硬質皮膜の表面
に表面粗さRz表示で0.5〜1.0μmの微細な凹凸
が形成される研磨加工やショットブラスト等の仕上加工
を行う構成としたことを特徴としている。Further, in the method for producing a sliding member according to the present invention, a hard coating having a large surface roughness is formed on the surface of the sliding member main body by a vapor deposition method, and then the surface of the hard coating is roughened. It is characterized in that a finishing process such as a polishing process or shot blasting for forming fine irregularities of 0.5 to 1.0 μm in Rz display is performed.
【0020】図1は、本発明に係わる摺動部材およびそ
の製造方法の実施態様を示すものであって、図1の
(a)に示すように、摺動部材本体1aの表面に部分的
に粗面1bが残る程度の仕上研磨加工を行う。FIG. 1 shows an embodiment of a sliding member and a method for manufacturing the same according to the present invention. As shown in FIG. 1 (a), the sliding member body 1a is partially covered with a surface. Finish polishing is performed to such an extent that the rough surface 1b remains.
【0021】このとき、摺動部材本体1aの表面を鏡面
にまで仕上げないようにし、若干の粗面1bが残る程度
に仕上研磨加工を行うことによって、この後に形成する
硬質皮膜の密着性が良好なものとなるようにする。At this time, the surface of the sliding member main body 1a is not finished to be a mirror surface, and finish polishing processing is performed to the extent that some rough surface 1b remains, so that the adhesion of the hard film formed thereafter is good. Try to be
【0022】次に、図1の(b)に示すように、粗面1
bをもって表面仕上研摩した摺動部材本体1aの表面
に、気相蒸着法によって硬質皮膜2を形成する。ここ
で、気相蒸着法によって硬質皮膜2を形成することとし
たのは、表面粗さが比較的大きい凹凸2aを有する硬質
皮膜2が形成されるためである。Next, as shown in FIG. 1B, the rough surface 1
The hard coating 2 is formed on the surface of the sliding member body 1a whose surface has been polished by b, by the vapor deposition method. Here, the reason why the hard film 2 is formed by the vapor deposition method is that the hard film 2 having the unevenness 2a having a relatively large surface roughness is formed.
【0023】このように、気相蒸着法によって、金属窒
化物,金属炭化物,金属炭窒化物等の硬質皮膜2を形成
するが、摺動部材本体1aの表面に形成する硬質皮膜2
は、初期なじみにおける摩耗によって表面層が消失して
耐摩耗性が損われることを考慮して1μm以上の膜厚と
することが望ましく、また、表面に亀裂や欠けなどの不
具合が生じない良好な密着力を維持できるようにするた
めに10μm以下の膜厚とすることが望ましい。As described above, the hard coating 2 of metal nitride, metal carbide, metal carbonitride or the like is formed by the vapor deposition method. The hard coating 2 is formed on the surface of the sliding member body 1a.
Is desirable to have a film thickness of 1 μm or more in consideration of the fact that the surface layer disappears due to abrasion in the initial familiarization and the abrasion resistance is impaired. Further, it is preferable that the surface is free from defects such as cracks and chips. It is desirable that the film thickness is 10 μm or less in order to maintain the adhesion.
【0024】また、硬質皮膜2を形成する前に、摺動部
材本体1aの表面にスパッタクリーニングを行うことに
よって処理面を十分に活性化させ、その後気相蒸着法に
よる成膜を行うことによって、密着力が大きくそしてま
た比較的表面粗さが大きい凹凸2aを有する硬質皮膜2
を形成するようになすことも場合によっては望ましい。Before the hard coating 2 is formed, the surface of the sliding member body 1a is sputter-cleaned to sufficiently activate the treated surface, and thereafter the film is formed by the vapor deposition method. Hard coating 2 having irregularities 2a having high adhesion and relatively large surface roughness
It is also desirable in some cases to form a.
【0025】次に、図1の(c)に示すように、硬質皮
膜2の表面を研磨加工し、比較的粗い凹凸2aの凸部分
が除去されて凹部が残る程度のポリッシング等の研磨加
工を行うことによって、表面粗さRz表示で0.5〜
1.0μmの微細な凹凸3が形成されるようにする。そ
して、このような微細な凹凸3が油溜りとして作用する
摺動部材1を得る。Next, as shown in FIG. 1 (c), the surface of the hard coating 2 is subjected to polishing, and polishing such as polishing to such an extent that the relatively rough projections of the unevenness 2a are removed to leave recesses. As a result, the surface roughness Rz is displayed in the range of 0.5 to
The fine unevenness 3 of 1.0 μm is formed. Then, the sliding member 1 in which such fine irregularities 3 act as an oil sump is obtained.
【0026】[0026]
【発明の作用】本発明に係わる摺動部材は、摺動部材本
体の表面に気相蒸着による硬質皮膜を有し、前記硬質皮
膜の表面が表面粗さRz表示で0.5〜1.0μmの微
細な凹凸をなしている構成としたから、このような微細
な凹凸の存在によってオイルが溜りやすくなる状態が形
成されて摺動面におけるオイルの保持および供給が良好
になされることとなって、耐焼付性および耐摩耗性が向
上したものとなる。The sliding member according to the present invention has a hard coating formed by vapor deposition on the surface of the sliding member body, and the surface of the hard coating has a surface roughness Rz of 0.5 to 1.0 .mu.m. Since it is configured to have fine irregularities, the presence of such fine irregularities forms a state in which oil easily accumulates, and the oil is retained and supplied well on the sliding surface. The seizure resistance and wear resistance are improved.
【0027】[0027]
【実施例】図1に示したと同様の工程において、摺動部
材本体1aの素材としてSKD11を用い、摺動面を平
面研削盤およびポリッシュ機で研削および研磨すること
によって表面粗さRz表示で0.5μm以下まで仕上げ
を行うことによって小さな粗面1bを有する実質的に平
坦な表面を形成した。EXAMPLE In the same process as shown in FIG. 1, SKD11 was used as the material of the sliding member main body 1a, and the sliding surface was ground and polished by a surface grinder and a polishing machine to show 0 in terms of surface roughness Rz. By finishing up to 0.5 μm or less, a substantially flat surface having a small rough surface 1b was formed.
【0028】次いで、前記摺動部材本体1aの表面に、
アーク式イオンプレーティング法によって皮膜硬度が1
700Hmvであるクロム窒化物よりなる硬質皮膜2を
形成させた。この硬質皮膜2は表面が荒れるため表面粗
さが比較的大きく、表面粗さRz表示で約1.8μm程
度の比較的大きな凹凸2aを有するものとなっていた。Then, on the surface of the sliding member body 1a,
Coating hardness is 1 by arc type ion plating method
Hard film 2 made of chromium nitride of 700 Hmv was formed. Since the surface of the hard coating 2 is rough, the surface roughness is comparatively large, and the surface roughness Rz represents relatively large irregularities 2a of about 1.8 μm.
【0029】続いて、上記凹凸2aの部分をポリッシン
グ機で仕上げることによって凸の部分を除去し、表面粗
さRz表示で0.4μm,0.5μm,0.7μm,
1.0μm,1.4μmの5種類の凹凸3を有する摺動
部材1を得たのち、焼付試験および摩耗試験に供した。Subsequently, the uneven portion 2a is finished by a polishing machine to remove the convex portion, and the surface roughness Rz is 0.4 μm, 0.5 μm, 0.7 μm.
After obtaining a sliding member 1 having five types of unevenness 3 of 1.0 μm and 1.4 μm, it was subjected to a seizure test and an abrasion test.
【0030】これらのうち、焼付試験は、図2に示す焼
付試験装置を用いて行った。この焼付試験装置におい
て、ステータホルダー41には、直径80mmの円盤状
ステータ(相手材)42が取り外し可能に取り付けられ
ており、その中央には裏側から注油孔43を通して潤滑
油が注入されるようになっている。ここで、ステータホ
ルダー41には、図示しない油圧装置によって図中右方
向へ向けて所定圧力で面圧(P)がかかるようにしてあ
る。Of these, the seizure test was carried out using the seizure test apparatus shown in FIG. In this seizure test apparatus, a disk-shaped stator (counterpart material) 42 having a diameter of 80 mm is detachably attached to the stator holder 41, and lubricating oil is injected into the center of the stator holder 41 from the back side through the lubrication hole 43. Has become. Here, a surface pressure (P) is applied to the stator holder 41 at a predetermined pressure by a hydraulic device (not shown) toward the right in the drawing.
【0031】また、円盤状ステータ42に対向するロー
タ44に取り付けられた試験片保持具45には、回転軸
と同心上の円周上に等間隔で3個の取付孔が刻設されて
おり、それぞれにテストピース(上記5種類の摺動部材
1から選んだもの)46が取り付けられる。Further, the test piece holder 45 mounted on the rotor 44 facing the disk-shaped stator 42 is provided with three mounting holes at equal intervals on a circle concentric with the rotating shaft. A test piece (selected from the above five types of sliding members 1) 46 is attached to each.
【0032】そして、テストピース46の5mm×5m
mの先端面が円盤状ステータ42の摺動面に接触し、図
示しない駆動装置によって所定の速度で回転すると共
に、試験時にはステータ42側の注油孔43から一定温
度の潤滑油を摺動面に供給しながら行う。Then, the test piece 46 is 5 mm × 5 m
The tip end surface of m contacts the sliding surface of the disk-shaped stator 42, rotates at a predetermined speed by a drive device (not shown), and at the time of the test, lubrication oil of a constant temperature is applied to the sliding surface from the lubricating hole 43 on the stator 42 side. Do it while supplying.
【0033】ロータ44を回転させるとテストピース4
6とステータ42との間に摩擦によって、ステータホル
ダー41にトルクが発生する。そのトルクを図示しない
スピンドルを介して同じく図示しないロードセルにより
検知し、面圧変化によるトルク変動を同じく図示しない
動歪計で読みとり、トルクが急激に立ち上がった時点で
焼付と判断し、その時の面圧を焼付発生面圧とした。When the rotor 44 is rotated, the test piece 4
Torque is generated in the stator holder 41 by friction between the stator 6 and the stator 42. The torque is also detected by a load cell (not shown) via a spindle (not shown), torque fluctuations due to changes in surface pressure are read by a dynamic strain gauge (not shown), and it is determined that seizure has occurred when the torque suddenly rises. Was the surface pressure at which seizure occurred.
【0034】なお、ステータ42には、SCM420H
を用い、ロータ44にはSKD 11を使用した。The stator 42 has an SCM420H.
And SKD 11 was used for the rotor 44.
【0035】他方、摩耗試験は、図3に示す摩耗試験装
置を用いて行った。この摩耗試験装置において、ピンホ
ルダ51に、5mm×5mmの断面を持つ長さ15mm
のピン形テストピース(上記5種類の摺動部材1から選
んだもの)52をネジによって固定した。また、この際
に供されるピン形テストピース52の先端はR6とし
た。ここで、ピンホルダ51には、図示しない油圧装置
によって図中左方向へ向けて一定圧力で面圧がかかるよ
うにしてある。On the other hand, the abrasion test was carried out using the abrasion tester shown in FIG. In this abrasion tester, the pin holder 51 has a length of 15 mm with a cross section of 5 mm × 5 mm.
The pin-shaped test piece 52 (selected from the above 5 kinds of sliding members 1) 52 was fixed by screws. The tip of the pin-shaped test piece 52 provided at this time was R6. Here, a surface pressure is applied to the pin holder 51 at a constant pressure in the left direction in the drawing by a hydraulic device (not shown).
【0036】また、ピン形テストピース52に対向する
ドラム(相手材)53は、シャフト54に嵌合締結され
ており、図示しない回転機構によって一定速度で回転す
る。A drum (opposite material) 53 facing the pin-shaped test piece 52 is fitted and fastened to a shaft 54 and rotated at a constant speed by a rotation mechanism (not shown).
【0037】そして、摩耗試験は、注油ノズル55から
一定温度に保持された潤滑油を摺動面に供給しながら実
施した。ここで、試験に供した材料は、ドラム53側を
焼付試験のステータ42と同じ材料とし、ピンホルダ5
1側を焼付試験のロータ44と同じものとした。Then, the abrasion test was carried out while supplying the lubricating oil maintained at a constant temperature from the oiling nozzle 55 to the sliding surface. Here, the material used for the test is the same material as the stator 42 of the seizure test on the drum 53 side, and the pin holder 5
One side was the same as the rotor 44 of the seizure test.
【0038】焼付面圧試験 SCM420Hよりなるステータ42とロータ44に取
り付けたテストピース46との各組み合わせについて、
図2に示した焼付試験装置により焼付面圧試験を行っ
た。この焼付面圧試験において、ロータ44に取り付け
たテストピース46とステータ42の間の摩擦力が急激
に立ち上がった時の面圧をもって、焼付発生面圧とし
た。 Baking Surface Pressure Test For each combination of the stator 42 made of SCM420H and the test piece 46 attached to the rotor 44,
A seizure surface pressure test was performed using the seizure test apparatus shown in FIG. In this seizure surface pressure test, the surface pressure when the frictional force between the test piece 46 attached to the rotor 44 and the stator 42 suddenly rises was defined as the seizure occurrence surface pressure.
【0039】試験条件は次の表1に示す通りである。The test conditions are as shown in Table 1 below.
【0040】[0040]
【表1】 [Table 1]
【0041】摩耗試験 SCM420Hよりなるドラム53とピン形テストピー
ス52との各組み合わせについて、図3に示した摩耗試
験装置を用いて摩耗試験を行った。この摩耗試験におい
て、耐摩耗性については、一定距離摺動後のピン形テス
トピース52の摩擦痕の幅およびドラム53の摩耗深さ
によって評価した。 Abrasion test For each combination of the drum 53 made of SCM420H and the pin-shaped test piece 52, an abrasion test was conducted using the abrasion test apparatus shown in FIG. In this wear test, the wear resistance was evaluated by the width of the friction mark of the pin-shaped test piece 52 and the wear depth of the drum 53 after sliding for a certain distance.
【0042】試験条件は次の表2に示す通りである。The test conditions are shown in Table 2 below.
【0043】[0043]
【表2】 [Table 2]
【0044】焼付面圧試験の結果を図4に示し、摩耗試
験の結果を図5に示す。The result of the seizure surface pressure test is shown in FIG. 4, and the result of the abrasion test is shown in FIG.
【0045】図4に示すように、焼付面圧試験では、比
較例Eに示す現状の仕上げ粗さであるロータ側テストピ
ース表面粗さRz0.4μmでは約28〜35MPaの
面圧で焼付が発生し、比較例Aに示すロータ側テストピ
ース表面粗さRz1.4μmにおいても約30〜36M
Paの面圧で焼付が発生していた。これに対し、本発明
例B,C,Dに示すロータ側テストピース表面粗さRz
0.5μm,0.7μm,1.0μmでは焼付荷重が約
32MPa以上となっていて、焼付発生面圧は約17%
向上し、最大41MPaに達していて、硬質皮膜2の表
面に微細な凹凸3を形成したことによるオイル溜りの効
果が認められた。As shown in FIG. 4, in the seizure surface pressure test, seizure occurred at a surface pressure of about 28 to 35 MPa at the rotor side test piece surface roughness Rz 0.4 μm, which is the current finish roughness shown in Comparative Example E. However, even in the rotor side test piece surface roughness Rz 1.4 μm shown in Comparative Example A, about 30 to 36 M was obtained.
Seizure occurred at a surface pressure of Pa. On the other hand, the rotor-side test piece surface roughness Rz shown in Examples B, C, and D of the present invention
With 0.5 μm, 0.7 μm, and 1.0 μm, the seizure load is about 32 MPa or more, and the seizure occurrence surface pressure is about 17%.
It was improved, reaching a maximum of 41 MPa, and the effect of oil accumulation due to the formation of the fine irregularities 3 on the surface of the hard coating 2 was recognized.
【0046】また、図5に示すように、摩耗試験では、
現状の鏡面加工品と本発明品の摩耗量に差は認められ
ず、良好な耐摩耗性を有することが実証された。但し、
比較例Aに示すように、表面の仕上げ粗さがRz1.0
μmを超え1.4μmとなると、相手材であるドラム5
3を多く摩耗させ、これによって自身の摩耗も多くなる
傾向が認められた。Further, as shown in FIG. 5, in the abrasion test,
No difference was found in the amount of wear between the current mirror-finished product and the product of the present invention, demonstrating that the product has good wear resistance. However,
As shown in Comparative Example A, the surface finish roughness is Rz 1.0.
When it exceeds 1.4 μm and reaches 1.4 μm, it is the mating drum 5
It was observed that 3 was worn out a lot, and the wear of itself was also increased.
【0047】焼付面圧試験と摩耗試験の結果を併せてみ
ると、硬質皮膜2の表面粗さをRz0.5〜1.0μm
の間に仕上げて微細な凹凸3が残るようにすることで、
従来より実施されてきた鏡面処理のものよりも優れた摺
動特性を得ることができた。When the results of the seizure surface pressure test and the abrasion test are taken together, the surface roughness of the hard coating 2 is Rz 0.5 to 1.0 μm.
By finishing so that fine irregularities 3 remain between
It was possible to obtain sliding characteristics superior to those of the conventional mirror-finished products.
【0048】また、表面にショットブラスト等で故意に
凹凸をつくり、最終的に仕上げを実施しても同様な効果
が得られることは明らかである。Further, it is clear that the same effect can be obtained by intentionally forming irregularities on the surface by shot blasting or the like and finally finishing.
【0049】[0049]
【発明の効果】本発明に係わる摺動部材は、摺動部材本
体の表面に気相蒸着による硬質皮膜を有し、前記硬質皮
膜の表面が表面粗さRz表示で0.5〜1.0μmの微
細な凹凸をなしている構成としたものであるから、従来
の摺動部材と比較して顕著な摺動特性の向上が認めら
れ、耐摩耗性および耐焼付性を向上させうることが確認
された。そして、このように優れた摺動特性を有するた
め、今後予想されるより厳しい潤滑条件下で使用される
ような摺動部材に最適なものであり、たとえば、より高
面圧高速摺動が要求されるロッカーアームや、より小型
化した片斜板式コンプレッサー用スライダー等が製作可
能になった。The sliding member according to the present invention has a hard coating formed by vapor deposition on the surface of the sliding member main body, and the surface of the hard coating has a surface roughness Rz of 0.5 to 1.0 μm. It is confirmed that it is possible to improve abrasion resistance and seizure resistance because it has a structure that has minute irregularities. Was done. And because it has such excellent sliding characteristics, it is optimal for sliding members that will be used under more severe lubrication conditions expected in the future. For example, higher surface pressure and high speed sliding are required. It is now possible to manufacture a rocker arm that can be used, and a more compact slider for a swash plate compressor.
【0050】また、本発明に係わる摺動部材の製造方法
では、上記耐摩耗性および耐焼付性に優れた摺動部材の
製造が可能であるという著しく優れた効果がもたらされ
る。In addition, the method of manufacturing a sliding member according to the present invention has a remarkably excellent effect that the sliding member having excellent wear resistance and seizure resistance can be manufactured.
【図1】本発明に係わる摺動部材の製造方法の工程を例
示する概略説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory view illustrating the steps of a method for manufacturing a sliding member according to the present invention.
【図2】焼付試験装置の概略を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an outline of a printing test apparatus.
【図3】摩耗試験装置の概略を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an outline of a wear test device.
【図4】焼付面圧試験結果を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the results of a seizure surface pressure test.
【図5】摩耗試験結果を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the results of a wear test.
【図6】内燃機関においてロッカーアームを用いた動弁
機構の概略説明図である。FIG. 6 is a schematic explanatory diagram of a valve operating mechanism using a rocker arm in an internal combustion engine.
【図7】車載用空調機に用いられる片斜板式圧縮機にお
いて斜板自転防止用機構の一般的な概略説明図である。FIG. 7 is a general schematic explanatory diagram of a swash plate rotation preventing mechanism in a one-sided swash plate compressor used for an on-vehicle air conditioner.
1 摺動部材 1a 摺動部材本体 2 硬質皮膜 3 微細な凹凸 1 Sliding member 1a Sliding member main body 2 Hard coating 3 Fine unevenness
Claims (2)
質皮膜を有し、前記硬質皮膜の表面が表面粗さRz表示
で0.5〜1.0μmの微細な凹凸をなしていることを
特徴とする摺動部材。1. A surface of the sliding member body has a hard coating formed by vapor deposition, and the surface of the hard coating has fine irregularities of 0.5 to 1.0 μm in terms of surface roughness Rz. A sliding member characterized by.
て表面粗さの大きい硬質皮膜を形成したのち、前記硬質
皮膜の表面に表面粗さRz表示で0.5〜1.0μmの
微細な凹凸が形成される仕上加工を行うことを特徴とす
る摺動部材の製造方法。2. A hard coating having a large surface roughness is formed on the surface of the sliding member body by a vapor deposition method, and the surface of the hard coating has a surface roughness Rz of 0.5 to 1.0 μm. A method for manufacturing a sliding member, characterized in that finishing is performed to form irregularities.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19550392A JPH0641722A (en) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | Sliding member and its production |
Applications Claiming Priority (1)
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JP19550392A JPH0641722A (en) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | Sliding member and its production |
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JPH0641722A true JPH0641722A (en) | 1994-02-15 |
Family
ID=16342172
Family Applications (1)
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JP19550392A Pending JPH0641722A (en) | 1992-07-22 | 1992-07-22 | Sliding member and its production |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH0641722A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001002712A1 (en) * | 1999-07-05 | 2001-01-11 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Sliding member and piston for internal combustion engine |
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JP2016500761A (en) * | 2012-10-23 | 2016-01-14 | マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテルハフツングMAHLE International GmbH | Component having coating and method for manufacturing the same |
JP2016502591A (en) * | 2012-10-23 | 2016-01-28 | マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテルハフツングMAHLE International GmbH | Component having coating and method for manufacturing the same |
US9308694B2 (en) | 2008-04-24 | 2016-04-12 | Totani Corporation | Plastic film stretching apparatus |
-
1992
- 1992-07-22 JP JP19550392A patent/JPH0641722A/en active Pending
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