JPH08253889A - 摺動面構成体 - Google Patents
摺動面構成体Info
- Publication number
- JPH08253889A JPH08253889A JP7083335A JP8333595A JPH08253889A JP H08253889 A JPH08253889 A JP H08253889A JP 7083335 A JP7083335 A JP 7083335A JP 8333595 A JP8333595 A JP 8333595A JP H08253889 A JPH08253889 A JP H08253889A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sliding surface
- crystal
- crystals
- sliding
- pyramidal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 腐食性摺動環境下において、優れた耐焼付き
性を発揮する耐食性摺動面構成体を提供する。 【構成】 摺動面構成体４はＦｅ結晶の集合体より構成
され、摺動面４ａにおける六角錐状Ｆｅ結晶６の面積率
Ａが４０％≦Ａ≦１００％であり、また集合体における
Ｎｉ含有量が１重量％≦Ｎｉ≦４０重量％である。摺動
面４ａは、多数の六角錐状Ｆｅ結晶６の存在により入組
んだ様相を呈するので良好な保油性を有する。またＮｉ
の含有により摺動面構成体４は優れた耐食性を発揮す
る。これにより腐食性摺動環境下において各六角錐状Ｆ
ｅ結晶６の腐食が抑制されるので前記保油性が維持され
る。
性を発揮する耐食性摺動面構成体を提供する。 【構成】 摺動面構成体４はＦｅ結晶の集合体より構成
され、摺動面４ａにおける六角錐状Ｆｅ結晶６の面積率
Ａが４０％≦Ａ≦１００％であり、また集合体における
Ｎｉ含有量が１重量％≦Ｎｉ≦４０重量％である。摺動
面４ａは、多数の六角錐状Ｆｅ結晶６の存在により入組
んだ様相を呈するので良好な保油性を有する。またＮｉ
の含有により摺動面構成体４は優れた耐食性を発揮す
る。これにより腐食性摺動環境下において各六角錐状Ｆ
ｅ結晶６の腐食が抑制されるので前記保油性が維持され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は摺動面構成体、特に、Ｆ
ｅ結晶の集合体より構成され、耐食性を有する摺動面構
成体に関する。
ｅ結晶の集合体より構成され、耐食性を有する摺動面構
成体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種摺動面構成体としては、例
えば内燃機関用ピストンにおいて、Ａｌ合金製ピストン
本体のランド部およびスカート部外周面に、耐摩耗性の
向上を狙って設けられるＦｅメッキ層が知られている。
えば内燃機関用ピストンにおいて、Ａｌ合金製ピストン
本体のランド部およびスカート部外周面に、耐摩耗性の
向上を狙って設けられるＦｅメッキ層が知られている。
【０００３】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
体はその摺動面が比較的平滑であることに起因してオイ
ル保持性、つまり保油性が十分でなく、耐焼付き性が乏
しいという問題があった。
力化の傾向にある現在の状況下では、従来の摺動面構成
体はその摺動面が比較的平滑であることに起因してオイ
ル保持性、つまり保油性が十分でなく、耐焼付き性が乏
しいという問題があった。
【０００４】そこで、本出願人は先に、摺動面構成体と
してその摺動面に多数の角錐状Ｆｅ結晶を有するものを
開発した（例えば、特開平６−１７４０８９号公報参
照）。
してその摺動面に多数の角錐状Ｆｅ結晶を有するものを
開発した（例えば、特開平６−１７４０８９号公報参
照）。
【０００５】このように構成すると、相隣る両角錐状Ｆ
ｅ結晶は相互に食込んだ状態を呈し、したがって摺動面
は、多数の微細な山部と、それら山部の間に形成された
多数の微細な谷部と、山部相互の食込みに因る多数の微
細な沢部とからなる入組んだ様相を呈するので、摺動面
構成体の保油性が良好となる。これにより摺動面構成体
の耐焼付き性の向上が図られる。
ｅ結晶は相互に食込んだ状態を呈し、したがって摺動面
は、多数の微細な山部と、それら山部の間に形成された
多数の微細な谷部と、山部相互の食込みに因る多数の微
細な沢部とからなる入組んだ様相を呈するので、摺動面
構成体の保油性が良好となる。これにより摺動面構成体
の耐焼付き性の向上が図られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記摺動面
構成体について種々検討を加えたところ、その摺動面構
成体は耐食性が比較的低く、したがって、例えば、道路
凍結防止剤である塩類が空気と共に機関内に吸引される
ような摺動環境において、ピストンの摺動面構成体に良
好な保油性を維持させるためには、その摺動面構成体に
優れた耐食性を具備させることが必要である、というこ
とが判明した。
構成体について種々検討を加えたところ、その摺動面構
成体は耐食性が比較的低く、したがって、例えば、道路
凍結防止剤である塩類が空気と共に機関内に吸引される
ような摺動環境において、ピストンの摺動面構成体に良
好な保油性を維持させるためには、その摺動面構成体に
優れた耐食性を具備させることが必要である、というこ
とが判明した。
【０００７】本発明は前記要望を満足することが可能
な、優れた耐食性を有する前記摺動面構成体を提供する
ことを目的とする。
な、優れた耐食性を有する前記摺動面構成体を提供する
ことを目的とする。
【０００８】
【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、Ｆｅ結晶の集合体より構成され、摺動面における
角錐状Ｆｅ結晶の面積率Ａが４０％≦Ａ≦１００％であ
り、また前記集合体におけるＮｉ含有量が１重量％≦Ｎ
ｉ≦４０重量％であることを特徴とする。
体は、Ｆｅ結晶の集合体より構成され、摺動面における
角錐状Ｆｅ結晶の面積率Ａが４０％≦Ａ≦１００％であ
り、また前記集合体におけるＮｉ含有量が１重量％≦Ｎ
ｉ≦４０重量％であることを特徴とする。
【０００９】
【作用】角錐状Ｆｅ結晶の面積率Ａを前記のように設定
すると、相隣る両角錐状Ｆｅ結晶は相互に食込んだ状態
を呈し、したがって摺動面は、多数の微細な山部と、そ
れら山部の間に形成された多数の微細な谷部と、山部相
互の食込みに因る多数の微細な沢部とからなる入組んだ
様相を呈する。
すると、相隣る両角錐状Ｆｅ結晶は相互に食込んだ状態
を呈し、したがって摺動面は、多数の微細な山部と、そ
れら山部の間に形成された多数の微細な谷部と、山部相
互の食込みに因る多数の微細な沢部とからなる入組んだ
様相を呈する。
【００１０】また集合体におけるＮｉ含有量を前記のよ
うに設定すると、腐食性摺動環境において、摺動面が、
その各角錐状Ｆｅ結晶表面に固体皮膜が形成されること
により不働態化するので、摺動面構成体は優れた耐食性
を発揮する。
うに設定すると、腐食性摺動環境において、摺動面が、
その各角錐状Ｆｅ結晶表面に固体皮膜が形成されること
により不働態化するので、摺動面構成体は優れた耐食性
を発揮する。
【００１１】このような摺動面構成体においては、それ
が腐食性摺動環境に置かれても各角錐状Ｆｅ結晶の腐食
が抑制されるので、潤滑下では、摺動面構成体の保油性
が良好に維持され、一方、無潤滑下では、多数の微細な
角錐状Ｆｅ結晶により摺動荷重の分散が図られる。これ
により摺動面構成体は、潤滑下および無潤滑下におい
て、優れた耐焼付き性を発揮する。
が腐食性摺動環境に置かれても各角錐状Ｆｅ結晶の腐食
が抑制されるので、潤滑下では、摺動面構成体の保油性
が良好に維持され、一方、無潤滑下では、多数の微細な
角錐状Ｆｅ結晶により摺動荷重の分散が図られる。これ
により摺動面構成体は、潤滑下および無潤滑下におい
て、優れた耐焼付き性を発揮する。
【００１２】なお、角錐状Ｆｅ結晶の面積率ＡがＡ＜４
０％では摺動面が単純化傾向となるので望ましくない。
またＮｉ含有量がＮｉ＜１重量％では摺動面構成体の耐
食性向上度合が低くなる。一方、Ｎｉ＞４０重量％では
Ｎｉ系金属間化合物の生成量が多くなるため、摺動面に
おいてＦｅ結晶が粒状化し易く、また前記化合物の粒界
偏析に起因して摺動面構成体の強度が低下する。なお、
Ｎｉ系金属間化合物は、Ｎｉ含有量≒６重量％にて生成
が始まる。
０％では摺動面が単純化傾向となるので望ましくない。
またＮｉ含有量がＮｉ＜１重量％では摺動面構成体の耐
食性向上度合が低くなる。一方、Ｎｉ＞４０重量％では
Ｎｉ系金属間化合物の生成量が多くなるため、摺動面に
おいてＦｅ結晶が粒状化し易く、また前記化合物の粒界
偏析に起因して摺動面構成体の強度が低下する。なお、
Ｎｉ系金属間化合物は、Ｎｉ含有量≒６重量％にて生成
が始まる。
【００１３】
【実施例】図１において、内燃機関用ピストン１はＡｌ
合金よりなるピストン本体２を有し、そのピストン本体
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。
合金よりなるピストン本体２を有し、そのピストン本体
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。
【００１４】摺動面構成体４は、図２に示すように体心
立方構造（ｂｃｃ構造）を持つＦｅ結晶の集合体より構
成される。また集合体は添加元素であるＮｉを含有し、
その集合体におけるＮｉ含有量は１重量％≦Ｎｉ≦４０
重量％に設定される。その集合体は、図３に示すよう
に、ピストン本体２より柱状に成長し、且つミラー指数
で（ｈｈｈ）面を、摺動面４ａ側に向けた多数の（ｈｈ
ｈ）配向性Ｆｅ結晶５、または母材２より柱状に成長
し、且つミラー指数で（２ｈｈｈ）面を摺動面４ａ側に
向けた多数の（２ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶の少なくとも
一方を有する。
立方構造（ｂｃｃ構造）を持つＦｅ結晶の集合体より構
成される。また集合体は添加元素であるＮｉを含有し、
その集合体におけるＮｉ含有量は１重量％≦Ｎｉ≦４０
重量％に設定される。その集合体は、図３に示すよう
に、ピストン本体２より柱状に成長し、且つミラー指数
で（ｈｈｈ）面を、摺動面４ａ側に向けた多数の（ｈｈ
ｈ）配向性Ｆｅ結晶５、または母材２より柱状に成長
し、且つミラー指数で（２ｈｈｈ）面を摺動面４ａ側に
向けた多数の（２ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶の少なくとも
一方を有する。
【００１５】前記のようにＦｅ結晶の集合体がミラー指
数で（ｈｈｈ）面を摺動面４ａ側に向けた多数の（ｈｈ
ｈ）配向性Ｆｅ結晶５を有する場合、それら（ｈｈｈ）
配向性Ｆｅ結晶５の先端部を、図４に示すように摺動面
４ａにおいて六角錐状Ｆｅ結晶６、または図５に示すよ
うに三角錐状Ｆｅ結晶７にすることができる。六角錐状
Ｆｅ結晶６は、三角錐状Ｆｅ結晶７に比べて平均粒径が
小さく、且つ粒径も略均一である。六角錐状Ｆｅ結晶６
等において、粒径と高さとの間には相関関係があり、し
たがって粒径が略均一である、ということは高さも略等
しいということである。
数で（ｈｈｈ）面を摺動面４ａ側に向けた多数の（ｈｈ
ｈ）配向性Ｆｅ結晶５を有する場合、それら（ｈｈｈ）
配向性Ｆｅ結晶５の先端部を、図４に示すように摺動面
４ａにおいて六角錐状Ｆｅ結晶６、または図５に示すよ
うに三角錐状Ｆｅ結晶７にすることができる。六角錐状
Ｆｅ結晶６は、三角錐状Ｆｅ結晶７に比べて平均粒径が
小さく、且つ粒径も略均一である。六角錐状Ｆｅ結晶６
等において、粒径と高さとの間には相関関係があり、し
たがって粒径が略均一である、ということは高さも略等
しいということである。
【００１６】またＦｅ結晶の集合体がミラー指数で（２
ｈｈｈ）面を摺動面４ａ側に向けた多数の（２ｈｈｈ）
配向性Ｆｅ結晶を有する場合、それら（２ｈｈｈ）配向
性Ｆｅ結晶の先端部を小角錐状Ｆｅ結晶にすることがで
きる。
ｈｈｈ）面を摺動面４ａ側に向けた多数の（２ｈｈｈ）
配向性Ｆｅ結晶を有する場合、それら（２ｈｈｈ）配向
性Ｆｅ結晶の先端部を小角錐状Ｆｅ結晶にすることがで
きる。
【００１７】六、三角錐状Ｆｅ結晶６，７および小角錐
状Ｆｅ結晶といった角錐状Ｆｅ結晶の、摺動面４ａにお
ける面積率Ａは４０％≦Ａ≦１００％に設定される。
状Ｆｅ結晶といった角錐状Ｆｅ結晶の、摺動面４ａにお
ける面積率Ａは４０％≦Ａ≦１００％に設定される。
【００１８】このように面積率Ａを設定すると、例え
ば、図４に示すように六角錐状Ｆｅ結晶６において、相
隣るものは相互に食込んだ状態となる。これにより摺動
面４ａは、三角錐状Ｆｅ結晶７より形成される場合に比
べて表面積を拡大され、また多数の極微細な山部８と、
それら山部８の間に形成された多数の極微細な谷部９
と、山部８相互の食込みに因る多数の極微細な沢部１０
とからなる非常に入組んだ様相を呈する。
ば、図４に示すように六角錐状Ｆｅ結晶６において、相
隣るものは相互に食込んだ状態となる。これにより摺動
面４ａは、三角錐状Ｆｅ結晶７より形成される場合に比
べて表面積を拡大され、また多数の極微細な山部８と、
それら山部８の間に形成された多数の極微細な谷部９
と、山部８相互の食込みに因る多数の極微細な沢部１０
とからなる非常に入組んだ様相を呈する。
【００１９】また集合体におけるＮｉ含有量を前記のよ
うに設定すると、腐食性摺動環境において、摺動面４ａ
が、その各六角錐状Ｆｅ結晶６表面に固定皮膜が形成さ
れることにより不働態化するので、摺動面構成体４は優
れた耐食性を発揮する。
うに設定すると、腐食性摺動環境において、摺動面４ａ
が、その各六角錐状Ｆｅ結晶６表面に固定皮膜が形成さ
れることにより不働態化するので、摺動面構成体４は優
れた耐食性を発揮する。
【００２０】このような摺動面構成体４においては、そ
れが腐食性摺動環境に置かれても各六角錐状Ｆｅ結晶６
の腐食が抑制されるので、潤滑下では、摺動面構成体４
の保油性が良好に維持され、一方、無潤滑下では、多数
の極微細な六角錐状Ｆｅ結晶６により摺動荷重の分散が
図られる。これにより摺動面構成体４は、潤滑下および
無潤滑下において、優れた耐焼付き性を発揮する。
れが腐食性摺動環境に置かれても各六角錐状Ｆｅ結晶６
の腐食が抑制されるので、潤滑下では、摺動面構成体４
の保油性が良好に維持され、一方、無潤滑下では、多数
の極微細な六角錐状Ｆｅ結晶６により摺動荷重の分散が
図られる。これにより摺動面構成体４は、潤滑下および
無潤滑下において、優れた耐焼付き性を発揮する。
【００２１】さらに六角錐状Ｆｅ結晶６の均一微細化に
伴い、局部的な高面圧化を回避すると共に摺動荷重の微
細分化を達成することができ、これにより摺動面構成体
４は、潤滑下では勿論のこと、無潤滑下においても優れ
た耐摩耗性を発揮する。
伴い、局部的な高面圧化を回避すると共に摺動荷重の微
細分化を達成することができ、これにより摺動面構成体
４は、潤滑下では勿論のこと、無潤滑下においても優れ
た耐摩耗性を発揮する。
【００２２】図６に示すように、摺動面４ａに沿う仮想
面１１に対する（ｈｈｈ）面の傾きは六、三角錐状Ｆｅ
結晶６，７の傾きとなって現われるので、摺動面構成体
４の保油性および耐摩耗性に影響を与える。そこで、
（ｈｈｈ）面が仮想面１１に対してなす傾き角θは０°
≦θ≦１５°に設定される。この場合、（ｈｈｈ）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の保油性および耐摩耗性が
低下する。この傾き角θは（２ｈｈｈ）面についても同
じである。
面１１に対する（ｈｈｈ）面の傾きは六、三角錐状Ｆｅ
結晶６，７の傾きとなって現われるので、摺動面構成体
４の保油性および耐摩耗性に影響を与える。そこで、
（ｈｈｈ）面が仮想面１１に対してなす傾き角θは０°
≦θ≦１５°に設定される。この場合、（ｈｈｈ）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の保油性および耐摩耗性が
低下する。この傾き角θは（２ｈｈｈ）面についても同
じである。
【００２３】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メッキ浴
条件は、表１の通りである。
理において、電気Ｆｅメッキ処理を行う場合のメッキ浴
条件は、表１の通りである。
【００２４】
【表１】
【００２５】Ｎｉ含有添加剤としては、Ｎｉを含み、且
つ水溶性であるものが用いられ、例えば硫酸ニッケル、
塩化ニッケル、スルファミン酸ニッケル、スルホサリチ
ル酸ニッケル、酢酸ニッケル等が該当する。
つ水溶性であるものが用いられ、例えば硫酸ニッケル、
塩化ニッケル、スルファミン酸ニッケル、スルホサリチ
ル酸ニッケル、酢酸ニッケル等が該当する。
【００２６】通電法としては、主としてパルス電流法が
適用される。パルス電流法においては、図７に示すよう
に、メッキ用電源の電流Ｉは、その電流Ｉが最小電流Ｉ
minから立上って最大電流Ｉmax に至り、次いで最小電
流Ｉmin へ下降するごとく、時間Ｔの経過に伴いパルス
波形を描くように制御される。
適用される。パルス電流法においては、図７に示すよう
に、メッキ用電源の電流Ｉは、その電流Ｉが最小電流Ｉ
minから立上って最大電流Ｉmax に至り、次いで最小電
流Ｉmin へ下降するごとく、時間Ｔの経過に伴いパルス
波形を描くように制御される。
【００２７】そして、電流Ｉの立上り開始時から下降開
始時までの通電時間をＴONとし、また先の立上り開始時
から次の立上り開始時までを１サイクルとして、そのサ
イクル時間をＴC としたとき、通電時間ＴONとサイクル
時間ＴC との比、即ち、時間比ＴON／ＴC はＴON／ＴC
≦０．４５に設定される。また最大陰極電流密度ＣＤｍ
ａｘはＣＤｍａｘ≧２Ａ／dm2 に、また平均陰極電流密
度ＣＤｍはＣＤｍ≧１Ａ／dm2 にそれぞれ設定される。
始時までの通電時間をＴONとし、また先の立上り開始時
から次の立上り開始時までを１サイクルとして、そのサ
イクル時間をＴC としたとき、通電時間ＴONとサイクル
時間ＴC との比、即ち、時間比ＴON／ＴC はＴON／ＴC
≦０．４５に設定される。また最大陰極電流密度ＣＤｍ
ａｘはＣＤｍａｘ≧２Ａ／dm2 に、また平均陰極電流密
度ＣＤｍはＣＤｍ≧１Ａ／dm2 にそれぞれ設定される。
【００２８】このようなパルス電流法を適用すると、メ
ッキ浴内において電流が流れたり、流れなかったりする
ことに起因して陰極近傍のイオン濃度が均一化され、こ
れにより摺動面構成体４の組成を安定化させることがで
きる。
ッキ浴内において電流が流れたり、流れなかったりする
ことに起因して陰極近傍のイオン濃度が均一化され、こ
れにより摺動面構成体４の組成を安定化させることがで
きる。
【００２９】前記電気Ｆｅメッキ処理において、メッキ
浴条件および通電条件を変えることによって（ｈｈｈ）
配向性Ｆｅ結晶または（２ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶の析
出、その存在量等を制御する。この制御は、パルス電流
法の適用下では容易であり、したがって摺動面４ａを狙
い通りの形態に形成し易くなる。また摺動面構成体４に
おけるＮｉ含有量を正確に制御すると共にＮｉを均一に
分散させるため、電気Ｆｅメッキ処理中、メッキ浴と同
一組成および同一温度に調整された補充液を陽、陰極間
に所定の供給量にて供給する。これを行わない場合に
は、メッキ浴におけるＮｉ含有添加剤濃度にばらつきが
生じるため、摺動面構成体４におけるＮｉ含有量の制御
が困難となる。
浴条件および通電条件を変えることによって（ｈｈｈ）
配向性Ｆｅ結晶または（２ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶の析
出、その存在量等を制御する。この制御は、パルス電流
法の適用下では容易であり、したがって摺動面４ａを狙
い通りの形態に形成し易くなる。また摺動面構成体４に
おけるＮｉ含有量を正確に制御すると共にＮｉを均一に
分散させるため、電気Ｆｅメッキ処理中、メッキ浴と同
一組成および同一温度に調整された補充液を陽、陰極間
に所定の供給量にて供給する。これを行わない場合に
は、メッキ浴におけるＮｉ含有添加剤濃度にばらつきが
生じるため、摺動面構成体４におけるＮｉ含有量の制御
が困難となる。
【００３０】また摺動面構成体４におけるＮｉ含有量
は、通常、メッキ浴におけるＮｉ含有添加剤濃度により
制御される。
は、通常、メッキ浴におけるＮｉ含有添加剤濃度により
制御される。
【００３１】メッキ処理としては、電気Ｆｅメッキ処理
の外に、例えば気相メッキ法であるＰＶＤ法、ＣＶＤ
法、スパッタ法、イオンプレーティング等を挙げること
ができる。 以下、具体例について説明する。
の外に、例えば気相メッキ法であるＰＶＤ法、ＣＶＤ
法、スパッタ法、イオンプレーティング等を挙げること
ができる。 以下、具体例について説明する。
【００３２】Ａｌ合金製ピストン本体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厚さ１
５μｍの摺動面構成体４を形成して複数の内燃機関用ピ
ストン１を製造した。
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厚さ１
５μｍの摺動面構成体４を形成して複数の内燃機関用ピ
ストン１を製造した。
【００３３】摺動面構成体の各例において、表２は例１
〜１６に関するメッキ浴組成を、また表３は例１〜１６
に関するメッキ浴のｐＨおよび温度ならびにパルス電流
法の実施条件をそれぞれ示す。なお、メッキ処理時間
は、例１〜１６における厚さを前記のように１５μｍに
設定すべく、５〜６０分間の範囲内で種々変化させた。
また前記補充液の供給量は０．５リットル／min に設定
された。
〜１６に関するメッキ浴組成を、また表３は例１〜１６
に関するメッキ浴のｐＨおよび温度ならびにパルス電流
法の実施条件をそれぞれ示す。なお、メッキ処理時間
は、例１〜１６における厚さを前記のように１５μｍに
設定すべく、５〜６０分間の範囲内で種々変化させた。
また前記補充液の供給量は０．５リットル／min に設定
された。
【００３４】
【表２】
【００３５】
【表３】
【００３６】表４は例１〜４、表５は例５〜８、表６は
例９〜１２、表７は例１３〜１６に関する摺動面の結晶
形態、摺動面における三、六角錐状Ｆｅ結晶の面積率Ａ
および粒径、各配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓ、Ｎｉ含有量
ならびに摺動面構成体断面における硬さをそれぞれ示
す。
例９〜１２、表７は例１３〜１６に関する摺動面の結晶
形態、摺動面における三、六角錐状Ｆｅ結晶の面積率Ａ
および粒径、各配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓ、Ｎｉ含有量
ならびに摺動面構成体断面における硬さをそれぞれ示
す。
【００３７】
【表４】
【００３８】
【表５】
【００３９】
【表６】
【００４０】
【表７】
【００４１】三、六角錐状Ｆｅ結晶の面積率Ａは、摺動
面の面積をｂ、その摺動面において全部の三、六角錐状
Ｆｅ結晶が占める面積をｃとしたとき、Ａ＝（ｃ／ｂ）
×１００（％）として求められた。また六角錐状Ｆｅ結
晶の粒径は、頂点を挟んで相対向する両角部間の距離、
即ち、三本の対角線の長さの平均値である。三角錐状Ｆ
ｅ結晶の粒径は、各角部から頂点を通って各対向辺に至
る距離、即ち、三つの距離の平均値である。
面の面積をｂ、その摺動面において全部の三、六角錐状
Ｆｅ結晶が占める面積をｃとしたとき、Ａ＝（ｃ／ｂ）
×１００（％）として求められた。また六角錐状Ｆｅ結
晶の粒径は、頂点を挟んで相対向する両角部間の距離、
即ち、三本の対角線の長さの平均値である。三角錐状Ｆ
ｅ結晶の粒径は、各角部から頂点を通って各対向辺に至
る距離、即ち、三つの距離の平均値である。
【００４２】存在率Ｓは、例１〜１６のＸ線回折図（Ｘ
線照射方向は摺動面に対して直角方向）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４
について説明すると、図８は例４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、｛１１０｝
面を摺動面側に向けた配向性Ｆｅ結晶を意味する。 ｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ110 ＝｛（Ｉ110 ／ＩＡ110 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２００｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ200 ＝｛（Ｉ200 ／ＩＡ200 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２１１｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ211 ＝｛（Ｉ211 ／ＩＡ211 ）／Ｔ｝×１００、 ｛３１０｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ310 ＝｛（Ｉ310 ／ＩＡ310 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ222 ＝｛（Ｉ222 ／ＩＡ222 ）／Ｔ｝×１００ ここで、Ｉ110 、Ｉ200 、Ｉ211 、Ｉ310 、Ｉ222 は各
結晶面のＸ線反射強度の測定値（ｃｐｓ）であり、また
ＩＡ110 、ＩＡ200 、ＩＡ211 、ＩＡ310 、ＩＡ222 は
ＡＳＴＭカードにおける各結晶面のＸ線反射強度比で、
ＩＡ110 ＝１００、ＩＡ200 ＝２０、ＩＡ211 ＝３０、
ＩＡ310 ＝１２、ＩＡ222 ＝６である。さらにＴは、Ｔ
＝（Ｉ110 ／ＩＡ110 ）＋（Ｉ200 ／ＩＡ200 ）＋（Ｉ
211 ／ＩＡ211 ）＋（Ｉ310 ／ＩＡ310 ）＋（Ｉ222 ／
ＩＡ222 ）である。
線照射方向は摺動面に対して直角方向）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４
について説明すると、図８は例４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、｛１１０｝
面を摺動面側に向けた配向性Ｆｅ結晶を意味する。 ｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ110 ＝｛（Ｉ110 ／ＩＡ110 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２００｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ200 ＝｛（Ｉ200 ／ＩＡ200 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２１１｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ211 ＝｛（Ｉ211 ／ＩＡ211 ）／Ｔ｝×１００、 ｛３１０｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ310 ＝｛（Ｉ310 ／ＩＡ310 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ222 ＝｛（Ｉ222 ／ＩＡ222 ）／Ｔ｝×１００ ここで、Ｉ110 、Ｉ200 、Ｉ211 、Ｉ310 、Ｉ222 は各
結晶面のＸ線反射強度の測定値（ｃｐｓ）であり、また
ＩＡ110 、ＩＡ200 、ＩＡ211 、ＩＡ310 、ＩＡ222 は
ＡＳＴＭカードにおける各結晶面のＸ線反射強度比で、
ＩＡ110 ＝１００、ＩＡ200 ＝２０、ＩＡ211 ＝３０、
ＩＡ310 ＝１２、ＩＡ222 ＝６である。さらにＴは、Ｔ
＝（Ｉ110 ／ＩＡ110 ）＋（Ｉ200 ／ＩＡ200 ）＋（Ｉ
211 ／ＩＡ211 ）＋（Ｉ310 ／ＩＡ310 ）＋（Ｉ222 ／
ＩＡ222 ）である。
【００４３】図９（ａ）は例４における摺動面の結晶構
造を示す顕微鏡写真であり、多数の六角錐状Ｆｅ結晶が
観察される。この場合、表４に示すように、六角錐状Ｆ
ｅ結晶の面積率ＡはＡ＝９０％である。この六角錐状Ｆ
ｅ結晶は（ｈｈｈ）面、したがって｛２２２｝面を摺動
面側に向けた｛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４、図８に
示すように、Ｓ＝９１．６％である。
造を示す顕微鏡写真であり、多数の六角錐状Ｆｅ結晶が
観察される。この場合、表４に示すように、六角錐状Ｆ
ｅ結晶の面積率ＡはＡ＝９０％である。この六角錐状Ｆ
ｅ結晶は（ｈｈｈ）面、したがって｛２２２｝面を摺動
面側に向けた｛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４、図８に
示すように、Ｓ＝９１．６％である。
【００４４】図１０（ａ）は例１における摺動面の結晶
構造を示す顕微鏡写真であり、多数の六角錐状Ｆｅ結晶
が観察される。この場合、表４に示すように、六角錐状
Ｆｅ結晶の面積率ＡはＡ＝９０％である。この六角錐状
Ｆｅ結晶は前記同様に｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶であ
り、その存在率Ｓは、表４に示すように、Ｓ＝９３．４
％である。
構造を示す顕微鏡写真であり、多数の六角錐状Ｆｅ結晶
が観察される。この場合、表４に示すように、六角錐状
Ｆｅ結晶の面積率ＡはＡ＝９０％である。この六角錐状
Ｆｅ結晶は前記同様に｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶であ
り、その存在率Ｓは、表４に示すように、Ｓ＝９３．４
％である。
【００４５】Ｎｉ含有量の測定は、ピストン本体２より
例１〜１６を剥離し、次いで例１等について、くえん酸
添加吸光光度法（ＪＩＳ Ｇ１２１６）に則って分析を
行う、という方法で行われた。
例１〜１６を剥離し、次いで例１等について、くえん酸
添加吸光光度法（ＪＩＳ Ｇ１２１６）に則って分析を
行う、という方法で行われた。
【００４６】次に、例１〜１６について次のような腐食
試験を行った。その腐食試験は、ＪＩＳ Ｈ８５０２
「めっき耐食性試験方法、中性塩水噴霧試験方法」お
よびＪＩＳ Ｚ２３７１「塩水噴霧試験方法」に則って
行われ、試験条件は次の通りである。即ち、塩化ナトリ
ウム濃度 ４０ｇ／リットル、ｐＨ ６．５、噴霧量
１．５±０．５ml／８０cm2 ／ｈ、空気飽和器温度 ４
７±２℃、塩水タンク温度 ３５±２℃、試験槽温度
３５±２℃、圧縮空気圧力 ６９〜１６７ｋＰａ、試験
時間 １６時間である。腐食試験後、各例１〜１６の摺
動面を希塩酸により洗浄して腐食生成物を除去した。
試験を行った。その腐食試験は、ＪＩＳ Ｈ８５０２
「めっき耐食性試験方法、中性塩水噴霧試験方法」お
よびＪＩＳ Ｚ２３７１「塩水噴霧試験方法」に則って
行われ、試験条件は次の通りである。即ち、塩化ナトリ
ウム濃度 ４０ｇ／リットル、ｐＨ ６．５、噴霧量
１．５±０．５ml／８０cm2 ／ｈ、空気飽和器温度 ４
７±２℃、塩水タンク温度 ３５±２℃、試験槽温度
３５±２℃、圧縮空気圧力 ６９〜１６７ｋＰａ、試験
時間 １６時間である。腐食試験後、各例１〜１６の摺
動面を希塩酸により洗浄して腐食生成物を除去した。
【００４７】図９（ｂ）は、腐食試験後の例４における
摺動面の結晶構造を示す顕微鏡写真であり、多数の六角
錐状Ｆｅ結晶が、同図（ａ）の腐食試験前の状態と殆ど
変わらない状態で残存していることが観察される。これ
は例４におけるＮｉ含有量がＮｉ＝８重量％であること
に起因する。
摺動面の結晶構造を示す顕微鏡写真であり、多数の六角
錐状Ｆｅ結晶が、同図（ａ）の腐食試験前の状態と殆ど
変わらない状態で残存していることが観察される。これ
は例４におけるＮｉ含有量がＮｉ＝８重量％であること
に起因する。
【００４８】図１０（ｂ）は、腐食試験後の例１におけ
る摺動面の結晶構造を示す顕微鏡写真であり、同図
（ａ）の六角錐状Ｆｅ結晶が腐食されて粒状化している
ことが観察される。この粒状化は例１におけるＮｉ含有
量がゼロであることに起因する。
る摺動面の結晶構造を示す顕微鏡写真であり、同図
（ａ）の六角錐状Ｆｅ結晶が腐食されて粒状化している
ことが観察される。この粒状化は例１におけるＮｉ含有
量がゼロであることに起因する。
【００４９】次に、腐食試験後の例１〜１６を有するチ
ップを作製し、それらについて、潤滑下でチップオンデ
ィスク方式による焼付きテストを行って、焼付き発生荷
重を測定したところ、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％Ｓ
ｉ合金、ディスクの周速度 １５ｍ／sec 、給油量０．
３ml／min 、チップの摺動面の面積 １cm2 。
ップを作製し、それらについて、潤滑下でチップオンデ
ィスク方式による焼付きテストを行って、焼付き発生荷
重を測定したところ、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％Ｓ
ｉ合金、ディスクの周速度 １５ｍ／sec 、給油量０．
３ml／min 、チップの摺動面の面積 １cm2 。
【００５０】
【表８】
【００５１】図１１は例１〜１６に関する三、六角錐状
Ｆｅ結晶の面積率Ａと焼付き発生荷重との関係をＮｉ含
有量別に示したものである。図中、点（１）〜（１６）
は例１〜１６にそれぞれ対応する。
Ｆｅ結晶の面積率Ａと焼付き発生荷重との関係をＮｉ含
有量別に示したものである。図中、点（１）〜（１６）
は例１〜１６にそれぞれ対応する。
【００５２】図１１から、例３，４，７，８，１１，１
２は他の例１，２等に比べて焼付き発生荷重が格段に高
いことが判る。これは次の理由による。即ち、例３，
４，７，８，１１，１２においては、Ｎｉ含有量がＮｉ
≧１重量％に設定されていることから例３等が優れた耐
食性を発揮し、その結果、腐食試験後においても前記面
積率Ａ≧４０％が維持される、つまり良好な保油性が維
持されているからである。例１は前記粒状化に伴い、例
４に比べて耐焼付き性は極端に低くなる。
２は他の例１，２等に比べて焼付き発生荷重が格段に高
いことが判る。これは次の理由による。即ち、例３，
４，７，８，１１，１２においては、Ｎｉ含有量がＮｉ
≧１重量％に設定されていることから例３等が優れた耐
食性を発揮し、その結果、腐食試験後においても前記面
積率Ａ≧４０％が維持される、つまり良好な保油性が維
持されているからである。例１は前記粒状化に伴い、例
４に比べて耐焼付き性は極端に低くなる。
【００５３】なお、本発明はピストンに限らず、ピスト
ンピン、カムシャフト、ピストンリング等の各種摺動部
材に適用される。
ンピン、カムシャフト、ピストンリング等の各種摺動部
材に適用される。
【００５４】
【発明の効果】本発明によれば、前記のように特定され
た構造を具備することによって、腐食性摺動環境下にお
いて優れた摺動特性を発揮する摺動面構成体を提供する
ことができる。
た構造を具備することによって、腐食性摺動環境下にお
いて優れた摺動特性を発揮する摺動面構成体を提供する
ことができる。
【図１】ピストンの要部破断正面図である。
【図２】体心立方構造およびその（ｈｈｈ）面、（２ｈ
ｈｈ）面を示す斜視図である。
ｈｈ）面を示す斜視図である。
【図３】図１の３−３線拡大断面図である。
【図４】図３の４矢視図である。
【図５】三角錐状Ｆｅ結晶の平面図である。
【図６】体心立方構造における（ｈｈｈ）面の傾きを示
す説明図である。
す説明図である。
【図７】電気メッキ用電源の出力波形図である。
【図８】摺動面構成体のＸ線回折図である。
【図９】摺動面の一例の結晶構造を示す顕微鏡写真であ
り、（ａ）は腐食試験前に、（ｂ）は腐食試験後にそれ
ぞれ該当する。
り、（ａ）は腐食試験前に、（ｂ）は腐食試験後にそれ
ぞれ該当する。
【図１０】摺動面の他例の結晶構造を示す顕微鏡写真で
あり、（ａ）は腐食試験前に、（ｂ）は腐食試験後にそ
れぞれ該当する。
あり、（ａ）は腐食試験前に、（ｂ）は腐食試験後にそ
れぞれ該当する。
【図１１】三，六角錐状Ｆｅ結晶の面積率Ａと焼付き発
生荷重との関係を示すグラフである。
生荷重との関係を示すグラフである。
４ 摺動面構成体 ４ａ 摺動面 ６ 六角錐状Ｆｅ結晶（角錐状Ｆｅ結晶） ７ 三角錐状Ｆｅ結晶（角錐状Ｆｅ結晶）
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年５月２７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】摺動面構成体４は、図２に示すように体心
立方構造（ｂｃｃ構造）を持つＦｅ結晶の集合体より構
成される。また集合体は添加元素であるＮｉを含有し、
その集合体におけるＮｉ含有量は１重量％≦Ｎｉ≦４０
重量％に設定される。その集合体は、図３に示すよう
に、ピストン本体２より柱状に成長し、且つミラー指数
で（ｈｈｈ）面を、摺動面４ａ側に向けた多数の（ｈｈ
ｈ）配向性Ｆｅ結晶５、またはピストン本体２より柱状
に成長し、且つミラー指数で（２ｈｈｈ）面を摺動面４
ａ側に向けた多数の（２ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶の少な
くとも一方を有する。
立方構造（ｂｃｃ構造）を持つＦｅ結晶の集合体より構
成される。また集合体は添加元素であるＮｉを含有し、
その集合体におけるＮｉ含有量は１重量％≦Ｎｉ≦４０
重量％に設定される。その集合体は、図３に示すよう
に、ピストン本体２より柱状に成長し、且つミラー指数
で（ｈｈｈ）面を、摺動面４ａ側に向けた多数の（ｈｈ
ｈ）配向性Ｆｅ結晶５、またはピストン本体２より柱状
に成長し、且つミラー指数で（２ｈｈｈ）面を摺動面４
ａ側に向けた多数の（２ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶の少な
くとも一方を有する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｃ 33/12 7123−3Ｊ Ｆ１６Ｃ 33/12 Ｚ Ｆ１６Ｊ 1/02 Ｆ１６Ｊ 1/02
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｆｅ結晶の集合体より構成される摺動面
構成体において、摺動面における角錐状Ｆｅ結晶の面積
率Ａが４０％≦Ａ≦１００％であり、また前記集合体に
おけるＮｉ含有量が１重量％≦Ｎｉ≦４０重量％である
ことを特徴とする摺動面構成体。 - 【請求項２】 前記角錐状Ｆｅ結晶は、ミラー指数で
（ｈｈｈ）面を摺動面側に向けた（ｈｈｈ）配向性Ｆｅ
結晶、またはミラー指数で（２ｈｈｈ）面を摺動面側に
向けた（２ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶の少なくとも一方で
ある、請求項１記載の摺動面構成体。 - 【請求項３】 前記角錐状Ｆｅ結晶は、ミラー指数で
（ｈｈｈ）面を摺動面側に向け、且つ六角錐状をなす
（ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶である、請求項１または２記
載の摺動面構成体。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08333595A JP3432943B2 (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 摺動面構成体 |
| US08/614,378 US5871852A (en) | 1995-03-15 | 1996-03-12 | Slide surface construction |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08333595A JP3432943B2 (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 摺動面構成体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08253889A true JPH08253889A (ja) | 1996-10-01 |
| JP3432943B2 JP3432943B2 (ja) | 2003-08-04 |
Family
ID=13799573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08333595A Expired - Fee Related JP3432943B2 (ja) | 1995-03-15 | 1995-03-15 | 摺動面構成体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3432943B2 (ja) |
-
1995
- 1995-03-15 JP JP08333595A patent/JP3432943B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3432943B2 (ja) | 2003-08-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5320912A (en) | Slide member | |
| US5376194A (en) | Slide surface construction having oriented F.C.C. metal layer | |
| JP3432943B2 (ja) | 摺動面構成体 | |
| US5597657A (en) | Slide surface construction | |
| JP2724795B2 (ja) | 摺動面構成体 | |
| JP2724794B2 (ja) | 摺動面構成体 | |
| US5445684A (en) | Slide surface construction having orientation specific B.C.C. metal layer | |
| US5632879A (en) | Process for forming inorganic skin film | |
| JP3420378B2 (ja) | 摺動面構成体およびその製造方法 | |
| JPH08269775A (ja) | 摺動面構成体 | |
| JP3283998B2 (ja) | 摺動面構成体 | |
| US5871852A (en) | Slide surface construction | |
| JP2632287B2 (ja) | 金属皮膜の形成方法 | |
| JPH08269773A (ja) | 摺動面構成体 | |
| JP2645793B2 (ja) | 摺動面構成体 | |
| JP3420382B2 (ja) | 摺動面構成体 | |
| US5928800A (en) | Slide surface construction | |
| JP3120310B2 (ja) | 一方向摺動部材 | |
| JPH07208260A (ja) | 摺動部材 | |
| JP3008222B2 (ja) | 摺動部材 | |
| JP2645767B2 (ja) | 摺動部材 | |
| JPH07126889A (ja) | 摺動部構成体 | |
| JP2789163B2 (ja) | 高硬度金属皮膜 | |
| JP2720014B2 (ja) | 摺動面構成体 | |
| JP3120311B2 (ja) | 摺動面構成体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080523 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090523 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090523 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100523 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110523 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110523 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |