JPH068474B2 - Sliding member - Google Patents

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JPH068474B2
JPH068474B2 JP10280286A JP10280286A JPH068474B2 JP H068474 B2 JPH068474 B2 JP H068474B2 JP 10280286 A JP10280286 A JP 10280286A JP 10280286 A JP10280286 A JP 10280286A JP H068474 B2 JPH068474 B2 JP H068474B2
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JP
Japan
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alumina
silicon carbide
sliding
fiber
composite material
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JP10280286A
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Japanese (ja)
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JPS62260028A (en
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博文 道岡
良雄 不破
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPH068474B2 publication Critical patent/JPH068474B2/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、互いに当接して相対的に摺動する第一の部材
と第二の部材とよりなる摺動用部材に係り、更に詳細に
は第一の部材がアルミナ−シリカ系繊維にて複合強化さ
れたアルミニウム合金若しくはマグネシウム合金よりな
る複合材料にて構成され、第二の部材が炭化ケイ素粒子
分散鉄にてめっきされた金属にて構成された摺動用部材
に係る。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sliding member composed of a first member and a second member that abut against each other and slide relative to each other, and more specifically, to the sliding member. The member of No. 1 is composed of a composite material composed of an aluminum alloy or a magnesium alloy which is composite-reinforced with alumina-silica fibers, and the second member is composed of a metal plated with silicon carbide particle dispersed iron. It relates to a moving member.

従来の技術 繊維強化金属複合材料の耐摩耗性や耐焼付き性の改善す
べく、本願出願人は本願出願人と同一の出願人の出願に
かかる特願昭61−61798号明細書に於て、無機質
繊維を強化繊維としアルミニウム合金若しくはマグネシ
ウム合金をマトリックスとする繊維強化金属複合材料の
特定の表面が電解エッチングされることにより形成さ
れ、前記強化繊維の一部が前記特定の表面に露出してお
り、前記特定の表面に露出する前記強化繊維の間の前記
マトリックスの表面に凹部を有し、前記凹部の平均深さ
が1.5μ以上であり、前記凹部の開口径に対する深さ
の比の平均値が0.01以上である繊維強化金属複合材
料を提案した。
2. Description of the Related Art In order to improve the wear resistance and seizure resistance of a fiber-reinforced metal composite material, the applicant of the present application discloses in Japanese Patent Application No. 61-61798 filed by the same applicant as the applicant of the present application. A specific surface of a fiber-reinforced metal composite material having an inorganic fiber as a reinforcing fiber and an aluminum alloy or a magnesium alloy as a matrix is formed by electrolytic etching, and a part of the reinforcing fiber is exposed at the specific surface. , Having concave portions on the surface of the matrix between the reinforcing fibers exposed on the specific surface, the average depth of the concave portions is 1.5 μm or more, and the average ratio of the depth to the opening diameter of the concave portions. A fiber-reinforced metal composite material having a value of 0.01 or more was proposed.

発明が解決しようとする問題点 上述の複合材料は耐摩耗性や耐焼付き性に優れている
が、互いに当接して相対的に摺動する二つの部材よりな
る摺動用部材の一方の部材に上述の複合材料が適用され
る場合には、他方の部材の材質によっては一方の部材若
しくは他方の部材の摩耗量が増大する虞れがある。
Problems to be Solved by the Invention Although the above-mentioned composite material is excellent in wear resistance and seizure resistance, the above-mentioned one member of the sliding member consisting of two members that abut against each other and slide relative to each other. When the above composite material is applied, the amount of wear of one member or the other member may increase depending on the material of the other member.

本願発明者等は、互いに当接して相対的に摺動する第一
の部材と第二の部材とよりなる摺動用部材であって、第
一の部材がアルミナ−シリカ系繊維を強化繊維とする上
述の如き複合材料にて構成され、第二の部材が金属にて
構成される場合に於て、それら二つの部材の摩耗量を低
減し焼付きを防止するためには第一の部材を構成する複
合材料及び第二の部材を構成する金属が如何なる特徴を
有するものであることが適切であるかについて種々の実
験的研究を行った結果、複合材料の凹部の面積率が或る
特定の範囲内に設定されると共に第二の部材を構成する
金属が或る特定のめっきを施されていることが好ましい
ことを見出した。
The inventors of the present application are a sliding member including a first member and a second member that are in contact with each other and relatively slide, and the first member uses alumina-silica fiber as a reinforcing fiber. When the second member is made of a composite material as described above and the second member is made of metal, the first member is made to reduce the amount of wear of these two members and prevent seizure. As a result of various experimental studies on what characteristics are appropriate for the composite material and the metal forming the second member, the area ratio of the recesses of the composite material falls within a certain range. It has been found that it is preferable that the metal that is set inside and that constitutes the second member is plated with a certain specific material.

本発明は、本願発明者等が行った種々の実験的研究の結
果得られた知見に基づき、互いに当接して相対的に摺動
する第一の部材と第二の部材とよりなる摺動用部材であ
って、第一の部材がアルミナ−シリカ系繊維を強化繊維
としアルミニウム合金若しくはマグネシウム合金をマト
リックス金属とし摺動面にアルミナ−シリカ系繊維が露
出し且摺動面のマトリックスの表面に凹部を有する繊維
強化金属複合材料にて構成され、第二の部材がめっきさ
れた金属にて構成され、それら両部材の耐摩耗性及び耐
焼付き性等に優れた摺動用部材を提供することを目的と
している。
The present invention is based on the knowledge obtained as a result of various experimental studies conducted by the inventors of the present application, and is a sliding member including a first member and a second member that abut against each other and relatively slide. The first member uses alumina-silica based fibers as reinforcing fibers and aluminum alloy or magnesium alloy as a matrix metal, and the alumina-silica based fibers are exposed on the sliding surface and concave portions are formed on the sliding surface of the matrix. For the purpose of providing a sliding member composed of a fiber-reinforced metal composite material having a second member composed of a plated metal, and having excellent wear resistance and seizure resistance of both members. There is.

問題点を解決するための手段 上記の如き目的は、本発明によれば、互いに当接して相
対的に摺動する第一の部材と第二の部材とよりなる摺動
用部材にして、前記第一の部材の少なくとも前記第二の
部材に対する摺動面部は40wt%以上Al、残部
実質的にSiOなる組成を有する体積率3〜30%の
アルミナ−シリカ系繊維を強化繊維としアルミニウム合
金若しくはマグネシウム合金をマトリックスとする繊維
強化金属複合材料にて構成され、摺動面が電解エッチン
グされることにより前記アルミナ−シリカ系繊維の一部
が前記摺動面に露出しており且前記摺動面に露出する前
記アルミナ−シリカ系繊維の間の前記マトリックスの表
面に凹部が形成されており、前記凹部の平均深さが1.
5μ以上であり、前記凹部の開口径に対する深さの比の
平均値が0.01以上であり、前記凹部の面積率が5〜
40%であり、前記第二の部材の少なくとも前記第一の
部材に対する摺動面部は炭化ケイ素粒子の体積率が5〜
35%である炭化ケイ素粒子分散鉄にてめっきされた金
属にて構成されていることを特徴とする摺動用部材によ
って達成される。
According to the present invention, a sliding member including a first member and a second member, which are in contact with each other and relatively slide, is provided. At least the sliding surface portion of one member with respect to the second member is 40 wt% or more Al 2 O 3 , and the balance is substantially SiO 2 with a volume ratio of 3 to 30% alumina-silica fiber as a reinforcing fiber and aluminum. Made of a fiber-reinforced metal composite material having an alloy or magnesium alloy as a matrix, and the sliding surface is electrolytically etched so that a part of the alumina-silica fiber is exposed on the sliding surface and Recesses are formed on the surface of the matrix between the alumina-silica based fibers exposed on the moving surface, and the average depth of the recesses is 1.
5 μ or more, the average value of the ratio of the depth to the opening diameter of the recess is 0.01 or more, and the area ratio of the recess is 5 to 5 μm.
40%, and at least the sliding surface portion of the second member with respect to the first member has a volume ratio of silicon carbide particles of 5 to 5%.
This is achieved by a sliding member characterized by being composed of a metal plated with 35% of silicon carbide particle dispersed iron.

発明の作用及び効果 本発明によれば、体積率3〜30%のアルミナ−シリカ
系繊維を強化繊維としアルミニウム合金若しくはマグネ
シウム合金をマトリックスとする繊維強化金属複合材料
であって、その摺動面が電解エッチングされることによ
りアルミナ−シリカ系繊維の一部が摺動面に露出してお
り且摺動面に露出するアルミナ−シリカ系繊維の間のマ
トリックスの表面に凹部が形成されており、凹部の平均
深さが1.5μ以上であり、凹部の開口径に対する深さ
の比の平均値が0.01以上であり、更には凹部の面積
率が5〜40%である複合材料にて第一の部材の摺動面
部が構成され、これにより摺動面に露出するアルミナ−
シリカ系繊維によりマトリックスが直接第二の部材に接
触する度合が低減されるだけでなく、上述の好ましい深
さ、形態、及び面積率の凹部が油溜りとして良好に作用
することにより複合材料の良好な保油性が確保されると
共に、強化繊維がマトリックスによって強固に保持され
る状態が確保され、また第二の部材の摺動面部が炭化ケ
イ素粒子の体積率が5〜35%に設定されることにより
前記複合材料に対する摺動特性に優れた炭化ケイ素粒子
分散鉄にてめっきされた金属にて構成されるので、後に
説明する本願発明者等が行った実験的研究の結果より明
らかである如く、耐摩耗性及び耐焼付き性等に優れた二
つの部材の組合せよりなる摺動用部材を得ることができ
る。
EFFECTS AND EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, there is provided a fiber-reinforced metal composite material comprising alumina-silica fibers having a volume ratio of 3 to 30% as reinforcing fibers and an aluminum alloy or magnesium alloy as a matrix, and the sliding surface thereof. A part of the alumina-silica fiber is exposed to the sliding surface by the electrolytic etching, and a concave portion is formed on the surface of the matrix between the alumina-silica fiber exposed on the sliding surface. Is 1.5 μm or more, the average value of the ratio of the depth to the opening diameter of the recess is 0.01 or more, and the area ratio of the recess is 5 to 40%. The sliding surface of one member is configured, and the alumina exposed on the sliding surface is
The silica-based fiber not only reduces the degree of direct contact of the matrix with the second member, but also makes the composite material good by virtue of the above-mentioned recesses having the preferable depth, morphology, and area ratio serving as an oil reservoir. That the reinforced fiber is firmly held by the matrix, and the sliding surface of the second member has a volume ratio of silicon carbide particles set to 5 to 35%. Since it is composed of a metal plated with silicon carbide particle-dispersed iron having excellent sliding properties with respect to the composite material, as is clear from the results of the experimental research conducted by the inventors of the present invention, which will be described later, It is possible to obtain a sliding member that is a combination of two members having excellent wear resistance and seizure resistance.

またマトリックスの表面に油溜りとして作用する凹部が
形成されない場合に於て複合材料の耐摩耗性等を十分に
向上させるためには、強化繊維の露出高さを例えば10
〜30μの如く比較的大きく設定しなければならず、そ
のため複合材料の相手材に対する攻撃性が増大すると共
に強化繊維の脱落に起因する異常摩耗の発生の虞れが増
大し、その結果相手材及び複合材料両方の摩耗両が増大
してしまうのに対し、本発明によれば、マトリックスの
表面に油溜りとして良好に作用する凹部が形成されるの
で、強化繊維の露出高さを例えば1μ以下に低減するこ
とができ、これにより相手材に対する攻撃性及び異常摩
耗の発生の虞れを低減することができ、このことによっ
ても二つの部材の摩耗量を低減することができる。
Further, in order to sufficiently improve the abrasion resistance of the composite material when the concave portion acting as an oil reservoir is not formed on the surface of the matrix, the exposed height of the reinforcing fiber is set to, for example, 10
It must be set to a relatively large value, such as -30 μm, and therefore the aggression of the composite material to the mating material increases and the risk of abnormal wear due to the falling of the reinforcing fibers increases, resulting in According to the present invention, the abrasion height of both composite materials increases, whereas the present invention forms the concave portion that works well as the oil reservoir, so that the exposed height of the reinforcing fiber is, for example, 1 μm or less. Therefore, it is possible to reduce the aggression of the mating material and the risk of abnormal wear, which also reduces the wear amount of the two members.

本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、凹部
の面積率、即ち複合材料の摺動面の任意の領域の全面積
に対する凹部の開口面積の合計の比が5%未満の場合に
は複合材料の表面に十分な量の潤滑油を保持させること
ができず、凹部の面積率が40%を越えると凹部に保有
される潤滑油の量が却って少なくなり、また複合材料の
表面に露出するアルミナ−シリカ系繊維を保持するマト
リックスの強度が低下し、そのためアルミナ−シリカ系
繊維が脱落し易くなって複合材料の摩耗量が増大する。
従って本発明の摺動用部材に於ては、凹部の面積率は5
〜40%に設定される。
According to the results of the experimental research conducted by the inventors of the present application, when the area ratio of the recesses, that is, the ratio of the total opening area of the recesses to the total area of any region of the sliding surface of the composite material is less than 5%. Cannot retain a sufficient amount of lubricating oil on the surface of the composite material, and when the area ratio of the recesses exceeds 40%, the amount of lubricating oil retained in the recesses becomes rather small, and the surface of the composite material The strength of the matrix that holds the alumina-silica-based fibers exposed to the surface decreases, so that the alumina-silica-based fibers are likely to fall off and the amount of abrasion of the composite material increases.
Therefore, in the sliding member of the present invention, the area ratio of the recess is 5
It is set to -40%.

また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、
炭化ケイ素粒子分散鉄に含まれる炭化ケイ素粒子の体積
率が10%未満、特に5%未満の場合には第二の部材の
摩耗量を十分に低減することができず、逆に炭化ケイ素
粒子の体積率が30%、特に35%を越えると第一の部
材の摩耗量が大きくなる。従って本発明の摺動用部材に
於ては、炭化ケイ素粒子分散鉄に含まれる炭化ケイ素粒
子の体積率は5〜35%、好ましくは10〜30%に設
定される。
According to the results of the experimental research conducted by the inventors of the present application,
When the volume ratio of the silicon carbide particles contained in the silicon carbide particle-dispersed iron is less than 10%, especially less than 5%, the wear amount of the second member cannot be sufficiently reduced, and conversely If the volume ratio exceeds 30%, especially 35%, the amount of wear of the first member increases. Therefore, in the sliding member of the present invention, the volume percentage of the silicon carbide particles contained in the silicon carbide particle-dispersed iron is set to 5 to 35%, preferably 10 to 30%.

また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、
複合材料の特定の表面に於けるアルミナ−シリカ系繊維
の露出高さの平均値が1μを越えると、複合材料の表面
より露出するアルミナ−シリカ系繊維により相手材が過
剰に擦過されることにより却って摩耗量が増大し、また
アルミナ−シリカ系繊維の脱落に起因する異常摩耗が発
生し易くなる。従って本発明の一つの詳細な特徴によれ
ば、第一の部材を構成する複合材料の摺動面に於けるア
ルミナ−シリカ系繊維の露出高さの平均値は1μ以下に
設定される。
According to the results of the experimental research conducted by the inventors of the present application,
If the average value of the exposed height of the alumina-silica fiber on the specific surface of the composite material exceeds 1 μ, the counterpart material is excessively abraded by the alumina-silica fiber exposed from the surface of the composite material. On the contrary, the amount of wear increases, and abnormal wear due to the fall-off of the alumina-silica fiber is likely to occur. Therefore, according to one detailed feature of the present invention, the average value of the exposed height of the alumina-silica based fibers on the sliding surface of the composite material constituting the first member is set to 1 μm or less.

また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、
炭化ケイ素粒子分散鉄に含まれる炭化ケイ素粒子の平均
粒径が0.5μ未満、特に0.3μ未満、更には0.1
μ未満の場合に於ては、複合材料の耐摩耗性や耐焼付き
性を十分に向上させることができず、逆に炭化ケイ素粒
子の平均粒径が2.5μ、特に5μ、更には10μを越
えると、複合材料の相手攻撃性が大きくなる。従って本
発明の一つの詳細な特徴によれば、炭化ケイ素粒子分散
鉄に含まれる炭化ケイ素粒子の平均粒径は0.1〜10
μ、好ましくは0.3〜5μ、更に好ましくは0.5〜
2.5μに設定される。
According to the results of the experimental research conducted by the inventors of the present application,
The average particle diameter of the silicon carbide particles contained in the silicon carbide particle-dispersed iron is less than 0.5 μ, particularly less than 0.3 μ, and further 0.1.
When it is less than μ, the wear resistance and seizure resistance of the composite material cannot be sufficiently improved, and conversely, the average particle diameter of the silicon carbide particles is 2.5 μ, particularly 5 μ, and further 10 μ. When it exceeds, the opponent's aggressiveness of the composite material increases. Therefore, according to one detailed characteristic of the present invention, the average particle diameter of the silicon carbide particles contained in the silicon carbide particle-dispersed iron is 0.1-10.
μ, preferably 0.3 to 5 μ, more preferably 0.5 to
It is set to 2.5μ.

また炭化ケイ素粒子分散鉄のめっき層の厚さが小さすぎ
る場合には、摩耗により該めっき層がなくなって第二の
部材の金属が露出してしまい、逆にめっき層の厚さが大
きすぎる場合には、炭化ケイ素粒子分散鉄が必要以上に
使用されることになり、摺動用部材が高コストになる。
従って炭化ケイ素粒子分散鉄のめっき層の厚さは40〜
150μ程度であることが好ましい。
Further, when the thickness of the plating layer of the silicon carbide particle-dispersed iron is too small, the metal of the second member is exposed because the plating layer disappears due to abrasion, and conversely when the thickness of the plating layer is too large. For this reason, silicon carbide particle-dispersed iron is used more than necessary, and the cost of the sliding member becomes high.
Therefore, the thickness of the plating layer of iron with silicon carbide particles dispersed is 40-
It is preferably about 150 μm.

本発明の一つの実施例に於ては、本発明の摺動用部材は
内燃機関であり、第一の部材はシリンダライナであり、
第二の部材はピストンリングである。
In one embodiment of the present invention, the sliding member of the present invention is an internal combustion engine, the first member is a cylinder liner,
The second member is the piston ring.

尚第一の部材の複合材料の強化繊維としてのアルミナ−
シリカ系繊維、即ちAl及びSiOを主成分と
する繊維のAl含有量が40wt%未満の場合に
は、複合材料の耐摩耗性を十分に向上させることができ
ない。従って本発明に於てはAl含有量が40wt
%以上のアルミナ−シリカ系繊維が使用される。このア
ルミナ−シリカ系繊維は長繊維又は短繊維の何れであっ
てもよく、平均繊維径は100μ以下、特に1〜40μ
程度であることが好ましい。またアルミナ−シリカ系繊
維の体積率が5%未満、特に3%未満の場合には、複合
材料の耐摩耗性等を十分に向上させることができず、逆
にアルミナ−シリカ系繊維の体積率が15%、特に30
%を越えると、複合材料の摩耗量が増大する。従ってア
ルミナ−シリカ系繊維の体積率は3〜30%、好ましく
は5〜15%に設定される。更にアルミナ−シリカ系繊
維の配向は一方向配向、二次元ランダム配向、三次元ラ
ンダム配向等任意の配向であってよいが、特に一方向配
向及び二次元ランダム配向の場合には、摺動面が一方向
配向の方向又は二次元ランダム配向平面に対しできるだ
け垂直又はこれに近い角度をなすよう設定されることが
好ましい。
Alumina as the reinforcing fiber of the composite material of the first member
If the Al 2 O 3 content of the silica-based fiber, that is, the fiber containing Al 2 O 3 and SiO 2 as the main components is less than 40 wt%, the abrasion resistance of the composite material cannot be sufficiently improved. Therefore, in the present invention, the Al 2 O 3 content is 40 wt.
% Or more of alumina-silica fiber is used. This alumina-silica-based fiber may be either a long fiber or a short fiber, and the average fiber diameter is 100 µ or less, particularly 1 to 40 µ.
It is preferably about the same. If the volume ratio of the alumina-silica fiber is less than 5%, especially less than 3%, the abrasion resistance of the composite material cannot be sufficiently improved, and conversely the volume ratio of the alumina-silica fiber is small. Is 15%, especially 30
When it exceeds%, the wear amount of the composite material increases. Therefore, the volume ratio of the alumina-silica fiber is set to 3 to 30%, preferably 5 to 15%. Further, the orientation of the alumina-silica-based fiber may be any orientation such as unidirectional orientation, two-dimensional random orientation, and three-dimensional random orientation, but especially in the case of unidirectional orientation and two-dimensional random orientation, the sliding surface is It is preferable that the unidirectional orientation or the two-dimensional random orientation plane is set to be as perpendicular or as close to the angle as possible.

またアルミニウム合金及びマグネシウム合金は電解エッ
チング可能なものであれば任意の組成のものであってよ
いが、特にケイ素を含有するアルミニウム合金の如く、
それ自身耐摩耗性に優れたアルミニウム合金やマグネシ
ウム合金であることが好ましい。また第二の部材を構成
する金属は炭化ケイ素粒子分散鉄にてめっきし得る金属
である限り任意の金属であってもよい。
Further, the aluminum alloy and the magnesium alloy may be of any composition as long as they can be electrolytically etched, but in particular, like an aluminum alloy containing silicon,
It is preferably an aluminum alloy or a magnesium alloy which itself has excellent wear resistance. Further, the metal constituting the second member may be any metal as long as it can be plated with iron having silicon carbide particles dispersed therein.

更に本発明に於ける電解エッチングの電解液は硝酸水溶
液又は塩化ナトリウム水溶液であってよく、硝酸水溶液
が使用される場合にはその濃度、電位差、通電量がそれ
ぞれ80〜160ml/l、4.5〜6.0V、200〜
450クーロン/dm2に設定されることが好ましく、塩
化ナトリウム水溶液が使用される場合にはその濃度、電
位差、通電量が80〜160g/l、3.0〜4.0
V、100〜400クーロン/dm2に設定されることが
好ましい。
Further, the electrolytic solution for electrolytic etching in the present invention may be an aqueous nitric acid solution or an aqueous sodium chloride solution, and when an aqueous nitric acid solution is used, its concentration, potential difference and energization amount are 80 to 160 ml / l and 4.5, respectively. ~ 6.0V, 200 ~
It is preferably set to 450 coulomb / dm 2, and when an aqueous solution of sodium chloride is used, its concentration, potential difference and energization amount are 80 to 160 g / l, 3.0 to 4.0.
V, preferably set to 100 to 400 coulomb / dm 2 .

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

実施例1 互いに当接して相対的に摺動する二つの部材よりなる摺
動用部材であって、その一方の部材がアルミナ−シリカ
繊維を強化繊維としアルミニウム合金をマトリックスと
する電解エッチングされた繊維強化金属複合材料にて構
成されており、その他方の部材が炭化ケイ素粒子分散鉄
にてめっきされた鋼にて構成された摺動用部材について
行われた焼付き試験及び摩耗試験を、他の材質の組合せ
よりなる摺動用部材について行われた焼付き試験及び摩
耗試験と対比して説明する。
Example 1 A sliding member composed of two members that abut each other and slide relatively to each other, one member of which is electrolytically-etched fiber reinforced with alumina-silica fibers as reinforcing fibers and aluminum alloy as a matrix. The seizure test and wear test performed on the sliding member composed of the metal composite material and the other member composed of the steel plated with the silicon carbide particle-dispersed iron were compared with those of other materials. Description will be made in comparison with the seizure test and wear test performed on the sliding members made of the combination.

まず平均繊維系2.8μ、平均繊維長6mmのアルミナ−
シリカ繊維(55wt%Al、残部実質的にSiO
)が実質的に三次元ランダムて配向された繊維成形体
を形成し、該繊維成形体を用いて行われる高圧鋳造(溶
湯の温度730℃、溶湯に対する加圧力1000kg/cm
2)により、体積率8%のアルミナ−シリカ繊維を強化
繊維としアルミニウム合金(JIS規格ADC12)を
マトリックスとする複合材料を製造した。次いでこの複
合材料より外径25.6mm、内径20.0mm、長さ16
mmの寸法を有し一方の端面を被試験面とする円筒試験片
を多数作成し、各試験片の被試験面の面粗さを研削によ
り0.6μRzに仕上げた。
First of all, alumina having an average fiber system of 2.8 μ and an average fiber length of 6 mm
Silica fiber (55 wt% Al 2 O 3 , balance SiO)
2 ) forms a fiber molded body that is substantially three-dimensionally randomly oriented, and performs high-pressure casting using the fiber molded body (the temperature of the molten metal is 730 ° C., the pressure applied to the molten metal is 1000 kg / cm.
According to 2 ), a composite material was produced in which alumina-silica fibers having a volume ratio of 8% were used as reinforcing fibers and an aluminum alloy (JIS standard ADC12) was used as a matrix. Next, from this composite material, the outer diameter is 25.6 mm, the inner diameter is 20.0 mm, and the length is 16
A large number of cylindrical test pieces having a size of mm and having one end surface as the test surface were prepared, and the surface roughness of the test surface of each test piece was finished to 0.6 μRz by grinding.

次いで硝酸水溶液を用いて行われる電解エッチングによ
り被試験面のマトリックスの表面に凹部を形成した。第
1図はかくして形成された試験片の被試験面近傍の断面
を示す模式図であり、図に於て1は強化繊維としてのア
ルミナ−シリカ繊維を示しており、2はマトリックスと
してのアルミニウム合金を示しており、3は凹部を示し
ている。
Then, a concave portion was formed on the surface of the matrix to be tested by electrolytic etching using an aqueous nitric acid solution. FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of a test piece thus formed in the vicinity of a surface to be tested. In the figure, 1 indicates alumina-silica fiber as a reinforcing fiber, and 2 indicates an aluminum alloy as a matrix. And 3 indicates a recess.

尚この場合電解エッチングの条件を適宜に設定すること
により、被試験面の任意の断面に現われる凹部3の深さ
Diの平均値▲▼が2.0μであり、凹部3の開口
径に対する深さの比の平均値、即ち被試験面の任意の断
面に現われる凹部3の開口部長さWiに対する深さDi
の比の平均値 が0.02であり、複合材料の表面4よりのアルミナ−
シリカ繊維の露出高さHiの平均値▲▼が0.5μ
であり、凹部の面積率、即ち複合材料の任意の断面の或
る基準長さLに対する凹部3の開口部長さWiの合計の
比の百分率が20%である4個の円筒試験片A、C〜E
を形成した。
In this case, by appropriately setting the electrolytic etching conditions, the average value ▲ ▼ of the depth Di of the recessed portion 3 appearing in an arbitrary cross section of the surface to be tested is 2.0 μ, and the depth of the recessed portion 3 with respect to the opening diameter is The average value of the ratios, that is, the depth Di with respect to the opening length Wi of the concave portion 3 appearing in an arbitrary cross section of the surface to be tested.
Average value of the ratio of Is 0.02, and alumina from the surface 4 of the composite material
The average value of exposed height Hi of silica fiber is 0.5μ
And the area ratio of the recesses, that is, the ratio of the total of the opening lengths Wi of the recesses 3 to a certain reference length L of an arbitrary cross section of the composite material is 20%. ~ E
Was formed.

次いでこれらの円筒試験片及び電解エッチングが行われ
ず、従って凹部の深さ、アルミナ−シリカ繊維の露出高
さ及び凹部の面積率が0である複合材料よりなる円筒試
験片Bを順次摩耗試験機にセットし、種々の鋼よりな
り、大きさが30×30×5mmであり、その一つの面
(30×30mm)を被試験面とする平板試験片の被試験
面と接触させ、それらの試験片の接触部に常温の潤滑油
(キャッスルモータオイルSAE30)を供給し、円筒
試験片を回転数1000rpmにて回転させつつ、平板試
験片に対する円筒試験片の押圧荷重を10kgより700
kgまで増加させ、これにより焼付き限度荷重を測定する
焼付き試験を行った。尚この焼付き試験に於ける円筒試
験片と平板試験片との組合せは下記の表1に示す通りで
あった。
Then, these cylindrical test pieces and electrolytic test were not performed, so that the cylindrical test piece B made of the composite material in which the depth of the recesses, the exposed height of the alumina-silica fiber and the area ratio of the recesses were 0 was sequentially applied to the wear tester. Set, made of various steels and having a size of 30 × 30 × 5 mm, and one of its faces (30 × 30 mm) is brought into contact with the test surface of a flat plate test piece, and those test pieces The normal temperature lubricating oil (Castle motor oil SAE30) is supplied to the contact part of, and the pressing load of the cylindrical test piece against the flat plate test piece is 700 from 10 kg while rotating the cylindrical test piece at 1000 rpm.
A seizure test was carried out in which the seizure limit load was measured by increasing the load up to kg. The combinations of the cylindrical test piece and the flat plate test piece in this seizure test are as shown in Table 1 below.

上述の焼付き試験の結果を第2図に示す。この第2図よ
り、相手材が表面処理されていない鋼(組合せA)、ガ
ス窒化された鋼(組合せD)、及びクロムめっきされた
鋼(組合せE)の何れの場合にも焼付き限度荷重が低い
値であり、また相手材が炭化ケイ素粒子分散鉄にてめっ
きされた鋼である場合にも、複合材料が電解エッチング
されない場合(組合せB)には焼付き限度荷重が比較的
低い値であるのに対し、複合材料が電解エッチングされ
相手材が炭化ケイ素粒子分散鉄にてめっきされた鋼であ
る場合(組合せC)には、焼付き限度荷重が高い値であ
ることが解る。
The results of the seizure test described above are shown in FIG. From FIG. 2, the seizure limit load can be obtained in any case where the mating material is not surface-treated steel (combination A), gas-nitrided steel (combination D), or chrome-plated steel (combination E). Is a low value, and also when the counterpart material is steel plated with silicon carbide particle-dispersed iron, when the composite material is not electrolytically etched (combination B), the seizure limit load is relatively low. On the other hand, when the composite material is electrolytically etched and the counterpart material is steel plated with silicon carbide particle-dispersed iron (combination C), it can be seen that the seizure limit load has a high value.

この焼付き試験の結果より、アルミナ−シリカ繊維にて
強化されたアルミニウム合金よりなり電解エッチングさ
れた複合材料と炭化ケイ素粒子分散鉄にてめっきされた
金属との組合せは耐焼付き性に優れていることが解る。
From the result of this seizure test, the combination of the electrolytically-etched composite material made of an aluminum alloy reinforced with alumina-silica fiber and the metal plated with silicon carbide particle dispersed iron has excellent seizure resistance. I understand.

また上掲の表1に示された試験片の組合せA〜Eについ
て、荷重を200kg(一定)に設定して上述の焼付き試
験と同様の要領の摩耗試験を1時間に亙り行った。この
摩耗試験の結果を第3図に示す。尚第3図に於て、上半
分及び下半分はそれぞれ円筒試験片及び平板試験片の摩
耗量(摩耗減量mg)を表わしている。
Further, for the combinations A to E of the test pieces shown in Table 1 above, a load was set to 200 kg (constant), and an abrasion test similar to the above-mentioned seizure test was conducted for 1 hour. The results of this wear test are shown in FIG. In FIG. 3, the upper half and the lower half represent the wear amount (wear loss mg) of the cylindrical test piece and the flat plate test piece, respectively.

この第3図より、組合せCの摩耗量は、円筒試験片及び
平板試験片の何れについても他の組合せの場合よりも小
さく、従ってアルミナ−シリカ繊維にて強化されたアル
ミニウム合金よりなり電解エッチングされな複合材料と
炭化ケイ素粒子分散鉄にてめっきされた金属との組合せ
は耐摩耗性にも優れていることが解る。
From FIG. 3, the wear amount of the combination C is smaller than that of the other combinations in both the cylindrical test piece and the flat plate test piece, and therefore, the combination C is made of the aluminum alloy reinforced with the alumina-silica fiber and is electrolytically etched. It can be seen that the combination of such a composite material and a metal plated with silicon carbide particle-dispersed iron also has excellent wear resistance.

実施例2 上述の実施例1の場合と同一の要領にて、体積率8%に
て実質的に三次元ランダムにて配向されたアルミナ−シ
リカ繊維(実施例1に於て使用されたアルミナ−シリカ
繊維と同一)を強化繊維とし、マグネシウム合金(JI
S規格MC2)をマトリックスとする複合材料(溶湯の
温度690℃、溶湯に対する加圧力800kg/cm2)、
体積率5%にて実質的に三次元ランダムに配向されたア
ルミナ繊維(95wt%Al、残部実質的にSiO
、平均繊維径3.2μ、平均繊維長8mm)を強化繊維
とし、アルミニウム合金(JIS規格ADC12)をマ
トリックスとする複合材料、体積率5%にて実質的に三
次元ランダムに配向されたアルミナ繊維(95wt%Al
、残部実質的にSiO、平均繊維径3.2μ、
平均繊維長8mm)を強化繊維とし、マグネシウム合金
(JIS規格MC2)をマトリックスとする複合材料よ
り、それぞれ実施例1の場合と同一の寸法の円筒試験片
及びF、G及びG、H及びHを形成し、
各円筒試験片の被試験面を電解エッチングすることによ
り、凹部の深さDiの平均値▲▼が2.0μであ
り、凹部の開口長さWiに対する深さDiの平均値 が0.02であり、強化繊維の露出高さHiの平均値▲
▼が0.5μであり、凹部の面積率が20%となる
よう処理した。
Example 2 In the same manner as in Example 1 above, alumina-silica fibers (alumina used in Example 1) oriented substantially three-dimensionally at a volume ratio of 8% were used. Magnesium alloy (JI
Composite material using S standard MC2) as a matrix (melt temperature 690 ° C, pressure force on the melt 800 kg / cm 2 ),
Alumina fibers (95 wt% Al 2 O 3) which are substantially three-dimensionally randomly oriented at a volume ratio of 5%, and the balance is substantially SiO 2.
2 , a composite material having an average fiber diameter of 3.2μ, an average fiber length of 8 mm) as a reinforcing fiber and an aluminum alloy (JIS standard ADC12) as a matrix, and an alumina which is substantially three-dimensionally randomly oriented at a volume ratio of 5%. Fiber (95wt% Al
2 O 3 , the balance substantially SiO 2 , average fiber diameter 3.2 μ,
Cylindrical test pieces F 1 and F 2 , G 1 and G 2 having the same dimensions as those in Example 1, respectively, from a composite material having a reinforcing fiber of an average fiber length of 8 mm) and a matrix of a magnesium alloy (JIS standard MC2). , H 1 and H 2 are formed,
By electrolytically etching the surface to be tested of each cylindrical test piece, the average value ▲ ▼ of the depth Di of the recess is 2.0 μ, and the average value of the depth Di with respect to the opening length Wi of the recess. Is 0.02, and the average value of the exposed height Hi of the reinforcing fibers is ▲
▼ was 0.5μ, and the area ratio of the recesses was 20%.

次いでシリコンクロム鋼(JIS規格SWOSC−V)
よりなる平板試験片及び試験面が炭化ケイ素粒子分散鉄
(炭化ケイ素粒子の平均粒径1.5μ、炭化ケイ素粒子
の体積率10%)にてめっきされたシリコンクロム鋼
(JIS規格SWOSC−V)よりなる平板試験片を用
意し、下記の表2に示された試験片の組合せにて上述の
実施例1の場合と同一の要領及び条件にて焼付き試験及
び摩耗試験を行った。
Next, silicon chrome steel (JIS standard SWOSC-V)
A flat plate test piece and a test surface made of silicon chrome steel (JIS standard SWOSC-V) plated with silicon carbide particle-dispersed iron (average particle diameter of silicon carbide particles: 1.5 μ, volume ratio of silicon carbide particles: 10%) A flat plate test piece was prepared, and a seizure test and an abrasion test were carried out with the combinations of test pieces shown in Table 2 below under the same conditions and conditions as in Example 1 described above.

これらの焼付き試験及び摩耗試験の結果をそれぞれ第4
図及び第5図に示す。尚第5図に於て、上半分及び下半
分はそれぞれ円筒試験片及び平板試験片の摩耗量(摩耗
減量mg)を表わしている。
The results of these seizure test and wear test are respectively
It is shown in FIGS. In FIG. 5, the upper half and the lower half represent the wear amount (wear loss mg) of the cylindrical test piece and the flat plate test piece, respectively.

第4図及び第5図より、強化繊維がアルミナ−シリカ繊
維でありマトリックスがマグネシウム合金である場合、
強化繊維がアルミナ繊維でありマトリックスがアルミニ
ウム合金である場合、強化繊維がアルミナ繊維でありマ
トリックスがマグネシウム合金である場合の何れの場合
にも、複合材料の表面が電解エッチングされ、相手材が
炭化ケイ素粒子分散鉄にてめっきされる場合には、焼付
き限度荷重が高く、また複合材料及び相手材の摩耗量が
少なく、従ってこれらの組合せは耐焼付き性及び耐摩耗
性に優れていることが解る。
From FIGS. 4 and 5, when the reinforcing fibers are alumina-silica fibers and the matrix is a magnesium alloy,
In either case where the reinforcing fiber is an alumina fiber and the matrix is an aluminum alloy, or in the case where the reinforcing fiber is an alumina fiber and the matrix is a magnesium alloy, the surface of the composite material is electrolytically etched and the counterpart material is silicon carbide. When plated with particle-dispersed iron, the seizure limit load is high, and the amount of wear of the composite material and the mating material is small, so it can be seen that these combinations have excellent seizure resistance and wear resistance. .

実施例3 電解エッチングにより形成される凹部の面積率が如何な
る範囲であることが適切であるかの検討を行った。
Example 3 The range of the area ratio of the recesses formed by electrolytic etching was examined appropriately.

上述の実施例1に於て作成された6個の円筒試験片の被
試験面を種々の条件にて電解エッチングすることによ
り、下記の表3に示されている如き円筒試験片I〜I
を形成し、各試験片について実施例1及び2の場合と
同一の要領及び条件にて、炭化ケイ素粒子の平均粒径が
1.5μであり、炭化ケイ素粒子の体積率が10%であ
る炭化ケイ素粒子分散鉄にてめっきされたシリコンクロ
ム鋼(JIS規格SWOSC−V)を相手材として焼付
き試験及び摩耗試験を行った。
Cylindrical test pieces I 1 to I as shown in Table 3 below were obtained by electrolytically etching the surfaces to be tested of the 6 cylindrical test pieces prepared in Example 1 under various conditions.
8 was formed, and for each test piece, under the same conditions and conditions as in Examples 1 and 2, the average particle size of the silicon carbide particles was 1.5 μ, and the volume ratio of the silicon carbide particles was 10%. A seizure test and a wear test were performed using silicon chrome steel (JIS standard SWOSC-V) plated with silicon carbide particle dispersed iron as a counterpart material.

これらの試験の結果をそれぞれ第6図及び第7図に示
す。尚第7図に於て、上半分及び下半分はそれぞれ円筒
試験片及び平板試験片の摩耗量(摩耗減量mg)を示して
いる。
The results of these tests are shown in FIGS. 6 and 7, respectively. In FIG. 7, the upper half and the lower half show the wear amount (wear loss mg) of the cylindrical test piece and the flat plate test piece, respectively.

第6図より、凹部の面積率が5〜40%程度の場合に焼
付き限度荷重が高くなり、焼き付きが生じ難くなること
が解る。また第7図により、凹部の面積率が5〜40%
程度の場合に円筒試験片及び平板試験片の摩耗量が低い
値になることが解る。
From FIG. 6, it can be seen that the seizure limit load becomes high and the seizure hardly occurs when the area ratio of the recesses is about 5 to 40%. Moreover, according to FIG. 7, the area ratio of the recesses is 5 to 40%.
It can be seen that the wear amount of the cylindrical test piece and the flat plate test piece becomes a low value in the case of about the degree.

これらの焼付き試験及び摩耗試験の結果より、凹部の面
積率は5〜40%であることが好ましいことが解る。
From the results of these seizure test and abrasion test, it is understood that the area ratio of the recesses is preferably 5 to 40%.

実施例4 第二の部材を構成する金属の表面にめっきされる炭化ケ
イ素粒子分散鉄の炭化ケイ素粒子の体積率が如何なる範
囲であることが適切であるかの検討を行った。
Example 4 What range was appropriate for the volume ratio of the silicon carbide particles of the silicon carbide particle-dispersed iron plated on the surface of the metal constituting the second member was examined.

まず上述の実施例1の場合と同一の要領及び条件の高圧
鋳造及び電解エッチングにより、表1に示された円筒試
験片A、C〜Eと同一の仕様の7個の円筒試験片を形成
した。また炭化ケイ素粒子の体積率が種々の値である炭
化ケイ素粒子分散鉄(炭化ケイ素粒子の平均粒径1.5
μ)にてめっきされたシリコンクロム鋼(JIS規格S
WOSC−V)よりなる7個の平板試験片を形成した。
First, seven cylindrical test pieces having the same specifications as the cylindrical test pieces A and C to E shown in Table 1 were formed by high-pressure casting and electrolytic etching under the same conditions and conditions as in the above-mentioned Example 1. . Further, silicon carbide particle-dispersed iron (average particle diameter of silicon carbide particles of 1.5) having various volume ratios of silicon carbide particles.
μ) plated silicon chrome steel (JIS standard S
Seven flat plate test pieces of WOSC-V) were formed.

次いでこれらの円筒試験片及び平板試験片を組合せて上
述の実施例1の場合と同一の要領及び条件にて摩耗試験
を行った。この摩耗試験の結果を第8図に示す。尚第8
図に於て横軸は炭化ケイ素粒子分散鉄中に含まれる炭化
ケイ素粒子の体積率(%)を示している。
Then, the cylindrical test piece and the flat plate test piece were combined and a wear test was conducted under the same conditions and conditions as in the case of Example 1 described above. The results of this wear test are shown in FIG. The eighth
In the figure, the horizontal axis represents the volume ratio (%) of silicon carbide particles contained in the silicon carbide particle-dispersed iron.

第8図により、炭化ケイ素粒子の体積率が30%、特に
35%を越える領域に於ては円筒試験片の摩耗量が高い
値であり、また炭化ケイ素粒子の体積率が10%未満、
特に5%未満の領域に於ては平板試験片の摩耗量が高い
値であり、従って円筒試験片及び平板試験片の両方の摩
耗量を低減するためには、炭化ケイ素粒子の体積率は5
〜35%、特に10〜30%であることが好ましいこと
が解る。
According to FIG. 8, the wear amount of the cylindrical test piece is a high value in the region where the volume ratio of the silicon carbide particles exceeds 30%, particularly 35%, and the volume ratio of the silicon carbide particles is less than 10%.
Especially in the region of less than 5%, the wear amount of the flat plate test piece is high. Therefore, in order to reduce the wear amount of both the cylindrical test piece and the flat plate test piece, the volume ratio of the silicon carbide particles is 5%.
It can be seen that it is preferably 35%, especially 10-30%.

実施例5 上述の実施例1に於て使用されたアルミナ−シリカ繊維
及びアルミニウム合金を用いて、実質的に三次元ランダ
ムにて配向された体積率7%のアルミナ−シリカ繊維に
て強化されたアルミニウム合金よりなるシリンダライナ
を高圧鋳造(溶湯の温度730℃、溶湯に対する加圧力
1000kg/cm2)により製造し、該ライナをグラビテ
ィ鋳造により鋳ぐるむことにより、シリンダボア径80
mmの4気筒4サイクル内燃機関用シリンダブロックを5
個形成した。次いで一つのシリンダブロックのシリンダ
ボアをホーニング加工によって表面粗さ0.6μRzに
仕上げることによりシリンダブロック(強化繊維の露出
高さ0μ、凹部の面積率0%)を形成した。また他の残
りのシリンダブロックのシリンダボアをホーニング加工
によって表面粗さ0.6μRzに仕上げた後、硝酸水溶
液による電解エッチングにより、凹部の平均深さ1.9
μ、凹部の開口径に対する深さの比の平均値0.01
8、強化繊維の露出高さの平均値0.3μ、凹部の面積
率6%のシリンダブロックを形成した。
Example 5 Using the alumina-silica fibers and aluminum alloys used in Example 1 above, reinforced with substantially 3-dimensional randomly oriented alumina-silica fibers with a volume percentage of 7%. A cylinder liner made of an aluminum alloy is manufactured by high pressure casting (the temperature of the molten metal is 730 ° C., the pressure applied to the molten metal is 1000 kg / cm 2 ), and the liner is cast by gravity casting to obtain a cylinder bore diameter of 80
5 mm cylinder block for 4-cylinder 4-cycle internal combustion engine
Individually formed. Then, the cylinder bore of one cylinder block was finished to have a surface roughness of 0.6 μRz by honing to form a cylinder block (exposed height of reinforcing fiber: 0 μ, area ratio of recess: 0%). Further, after the cylinder bores of the other remaining cylinder blocks are finished to have a surface roughness of 0.6 μRz by honing, the average depth of the recesses is 1.9 by electrolytic etching with a nitric acid aqueous solution.
μ, average value of the ratio of the depth to the opening diameter of the recess is 0.01
8. A cylinder block having an average exposed height of reinforcing fibers of 0.3 μ and an area ratio of recesses of 6% was formed.

次いで実施例1の組合せA〜Eに対応してこれらのシリ
ンダブロック及び種々の鋼製のピストンリングが組込ま
れた内燃機関を6000rpmにて200時間に亙る高速
耐久試験に供したところ、組合せA、B、D、Eのシリ
ンダブロックのシリンダボアにはスカッフィングが発生
していることが認められたのに対し、組合せCのシリン
ダブロックのシリンダボアにはスカッフィングの発生は
全く認められなかった。また組合せCのシリンダブロッ
クのシリンダボア及びピストンリングの外周面の平均摩
耗量はそれぞれ20μ以下、10μ以下であるのに対
し、他の組合せのシリンダブロックのシリンダボア及び
ピストンリングの外周面の平均摩耗量はそれぞれ40〜
80μ、40〜70μであり、従って組合せCのシリン
ダブロック及びピストンは他の組合せのシリンダブロッ
ク及びピストンよりも遥かに耐摩耗性に優れていること
が認められた。
Then, the internal combustion engine incorporating these cylinder blocks and various steel piston rings corresponding to the combinations A to E of Example 1 was subjected to a high-speed durability test at 6000 rpm for 200 hours. Scuffing was found to occur in the cylinder bores of the cylinder blocks B, D, and E, whereas no scuffing was found in the cylinder bores of the cylinder blocks of combination C. The average wear amounts of the cylinder bore and the outer peripheral surface of the piston ring of the combination C cylinder block are 20 μ or less and 10 μ or less, respectively, whereas the average wear amounts of the cylinder bore and the outer peripheral surface of the piston ring of the other combination cylinder block are 40 ~
80 [mu], 40-70 [mu], so it was found that the cylinder block and piston of combination C were much more wear resistant than the cylinder blocks and pistons of the other combinations.

以上に於ては本発明を本願発明者が行った実験的研究の
結果との関連に於て詳細に説明したが、本発明はこれら
の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内に
て他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって
明らかであろう。
Although the present invention has been described in detail above in relation to the results of the experimental research conducted by the inventor of the present invention, the present invention is not limited to these examples, and the scope of the present invention It will be apparent to those skilled in the art that various other embodiments are possible within.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明による摺動用部材の第一の部材を構成す
る繊維強化金属複合材料の表面部の断面を示す模式図、
第2図及び第3図はそれぞれアルミナ−シリカ繊維を強
化繊維としアルミニウム合金をマトリックスとする複合
材料と種々の鋼との組合せについて行われた焼付き試験
及び摩耗試験の結果を示すグラフ、第4図及び第5図は
それぞれ種々の部材の組合せについて行われた焼付き試
験及び摩耗試験の結果を示すグラフ、第6図及び第7図
はそれぞれ複合材料のマトリックス表面の凹部の面積率
をパラメータとして行われた焼付き試験及び摩耗試験の
結果を示すグラフ、第8図は炭化ケイ素粒子分散鉄に含
まれる炭化ケイ素粒子の体積率をパラメータとして行わ
れた摩耗試験の結果を示すグラフである。 1…アルミナ−シリカ繊維,2…アルミニウム合金,3
…凹部,4…表面
FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of a surface portion of a fiber-reinforced metal composite material constituting a first member of a sliding member according to the present invention,
2 and 3 are graphs showing the results of a seizure test and an abrasion test conducted on combinations of various steels with a composite material having alumina-silica fibers as reinforcing fibers and an aluminum alloy as a matrix, respectively. FIG. 5 and FIG. 5 are graphs showing the results of a seizure test and an abrasion test conducted on various combinations of members, and FIGS. 6 and 7 are each a parameter of the area ratio of recesses on the matrix surface of the composite material. FIG. 8 is a graph showing the results of the seizure test and the abrasion test, and FIG. 8 is a graph showing the results of the abrasion test conducted with the volume ratio of the silicon carbide particles contained in the silicon carbide particle dispersed iron as a parameter. 1 ... Alumina-silica fiber, 2 ... Aluminum alloy, 3
… Recesses, 4… Surface

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F02F 1/00 D 8503−3G ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display area F02F 1/00 D 8503-3G

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】互いに当接して相対的に摺動する第一の部
材と第二の部材とよりなる摺動用部材にして、前記第一
の部材の少なくとも前記第二の部材に対する摺動面部は
40wt%以上Al、残部実質的にSiOなる組
成を有する体積率3〜30%のアルミナ−シリカ系繊維
を強化繊維としアルミニウム合金若しくはマグネシウム
合金をマトリックスとする繊維強化金属複合材料にて構
成され、摺動面が電解エッチングされることにより前記
アルミナ−シリカ系繊維の一部が前記摺動面に露出して
おり且前記摺動面に露出する前記アルミナ−シリカ系繊
維の間の前記マトリックスの表面に凹部が形成されてお
り、前記凹部の平均深さが1.5μ以上であり、前記凹
部の開口径に対する深さの比の平均値が0.01以上で
あり、前記凹部の面積率が5〜40%であり、前記第二
の部材の少なくとも前記第一の部材に対する摺動面部は
炭化ケイ素粒子の体積率が5〜35%である炭化ケイ素
粒子分散鉄にてめっきされた金属にて構成されているこ
とを特徴とする摺動用部材。
1. A sliding member comprising a first member and a second member which are in contact with each other and slide relatively to each other, wherein at least a sliding surface portion of the first member with respect to the second member is provided. 40% by weight or more of Al 2 O 3 , the balance being a SiO 2 -silica-based fiber having a composition of substantially SiO 2 and a volume ratio of 3 to 30%, and a fiber-reinforced metal composite material using aluminum alloy or magnesium alloy as a matrix A part of the alumina-silica based fiber is exposed to the sliding surface by electrolytically etching the sliding surface, and the alumina between the alumina-silica based fibers is exposed to the sliding surface. Concave portions are formed on the surface of the matrix, the average depth of the concave portions is 1.5 μm or more, and the average ratio of the depth to the opening diameter of the concave portions is 0.01 or more, The area ratio is 5 to 40%, and at least the sliding surface portion of the second member with respect to the first member is plated with silicon carbide particle-dispersed iron having a volume ratio of silicon carbide particles of 5 to 35%. A sliding member characterized by being made of metal.
【請求項2】特許請求の範囲第1項の摺動用部材に於
て、前記摺動面に於ける前記アルミナ−シリカ系繊維の
露出高さの平均値は1μ以下であることを特徴とする摺
動用部材。
2. The sliding member according to claim 1, wherein the average exposed height of the alumina-silica fibers on the sliding surface is 1 μm or less. Sliding member.
【請求項3】特許請求の範囲第1項又は第2項の摺動用
部材に於て、前記炭化ケイ素粒子分散鉄に含まれる炭化
ケイ素粒子の平均粒径は0.1〜10μであることを特
徴とする摺動用部材。
3. The sliding member according to claim 1 or 2, wherein the silicon carbide particles contained in the silicon carbide particle-dispersed iron have an average particle diameter of 0.1 to 10 μm. Characteristic sliding member.
【請求項4】特許請求の範囲第1項乃至第3項の何れか
の摺動用部材に於て、前記第一の部材は内燃機関用シリ
ンダライナであり、前記第二の部材はピストンリングで
あることを特徴とする摺動用部材。
4. The sliding member according to any one of claims 1 to 3, wherein the first member is a cylinder liner for an internal combustion engine, and the second member is a piston ring. A sliding member characterized by being present.
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