JPH08269775A - 摺動面構成体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 酸を含む腐食性摺動環境下において、優れた
耐酸性と耐焼付き性を発揮する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
される。集合体におけるＣｒ含有量は２重量％≦Ｃｒ≦
４８重量％である。摺動面４ａにおける六角錐状Ｆｅ結
晶６の面積率Ａは４０％≦Ａ≦１００％である。Ｃｒの
含有により摺動面構成体４は優れた耐酸性を発揮する。
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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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、耐酸性を有する摺動面構
成体に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、自動車用ディーゼルエンジンお
よびメタノールエンジンにおいて、そのシリンダスリー
ブを鋳鉄より構成したものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ディーゼルエンジンに
おいては、燃料の燃焼に伴い硫酸が生成され、またメタ
ノールエンジンにおいては燃料の燃焼に伴いギ酸が生成
される。

【０００４】そのため、シリンダスリーブには高度の耐
酸性を具備することが要求されるが、現状ではこのよう
な要求を満足する手段は開発されていない。

【０００５】本発明は前記に鑑み、鋳鉄製シリンダスリ
ーブ内周面等に設けられて、その耐酸性向上に寄与し、
また優秀な摺動特性を発揮することのできる前記摺動面
構成体を提供することを目的とする。

【０００６】

【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、その集合体にお
けるＣｒ含有量が２重量％≦Ｃｒ≦４８重量％であり、
また摺動面における角錐状Ｆｅ結晶の面積率Ａが４０％
≦Ａ≦１００％であることを特徴とする。

【０００７】

【作用】Ｆｅ結晶の集合体においてＣｒ含有量を前記の
ように設定すると、ＣｒはＦｅと共に置換型固溶体を構
成し、酸を含む腐食性摺動環境においては摺動面が、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酸性を
発揮する。

【０００８】また角錐状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。

【０００９】このような摺動面構成体においては、それ
が酸を含む腐食性摺動環境に置かれても各角錐状Ｆｅ結
晶の腐食（酸化）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。

【００１０】なお、Ｃｒ含有量がＣｒ＜２重量％では摺
動面構成体の耐酸性向上度合が低くなる。一方、Ｃｒ＞
４８重量％ではＣｒ−Ｆｅ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。さらに、角錐状Ｆｅ結晶の面積率ＡがＡ
＜４０％では摺動面が単純化傾向となるので望ましくな
い。

【００１１】

【実施例】図１において、ディーゼルエンジン用シリン
ダブロック１はＡｌ合金製シリンダブロック本体１ａと
鋳鉄製シリンダスリーブ２とを備え、そのシリンダスリ
ーブ２の内周面３にメッキ処理により層状摺動面構成体
４が形成される。シリンダスリーブ２内にはＡｌ合金製
ピストンＰが摺動自在に設けられる。

【００１２】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Ｃｒを含有し、
その集合体におけるＣｒ含有量は２重量％≦Ｃｒ≦４８
重量％に設定される。集合体は、図３に示すように、シ
リンダスリーブ２の内周面３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（ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶５、またはシリンダスリー
ブ２の内周面３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（２ｈｈ
ｈ）配向性Ｆｅ結晶の少なくとも一方を有する。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】Ｆｅ結晶の集合体においてＣｒ含有量を前
記のように設定すると、ＣｒはＦｅと共に置換型固溶体
を構成し、酸を含む腐食性摺動環境においては摺動面４
ａが、例えば、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は優れた耐酸性を発揮する。

【００１７】また前記のように面積率Ａを設定すると、
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４
ａ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。

【００１８】このような摺動面構成体４においては、そ
れが硫酸を含む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（酸化）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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】

【表１】

【００２３】Ｃｒ含有添加剤としては、Ｃｒを含み、且
つ水溶性であるものが用いられ、例えば無水クロム酸、
硫酸クロム、クロムミョウバン（硫酸クロムカリウム、
硫酸クロムアンモニウム等）、塩化クロム（III ）、ホ
ウフッ化クロム等が該当する。

【００２４】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。

【００２５】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Ｔ_ON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Ｔ_C としたとき、通電時間Ｔ_ONとサイクル
時間Ｔ_C との比、即ち、時間比Ｔ_ON／Ｔ_C はＴ_ON／Ｔ_C
≦０．４５に設定される。最大陰極電流密度ＣＤｍａｘ
はＣＤｍａｘ≧２Ａ／dm² に、また平均陰極電流密度Ｃ
ＤｍはＣＤｍ≧１Ａ／dm² にそれぞれ設定される。

【００２６】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。

【００２７】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
おいて、Ｃｒ含有量を正確に制御すると共にＣｒ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Ｃｒ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Ｃｒ含有量の制御
が困難となる。

【００２８】また摺動面構成体４におけるＣｒ含有量
は、通常、メッキ浴におけるＣｒ含有添加剤濃度により
制御されるが、その濃度を含むその他のメッキ浴条件が
一定の場合には最大陰極電流密度ＣＤｍａｘおよび平均
陰極電流密度ＣＤｍにより制御される。

【００２９】前記のように、Ｆｅ結晶の集合体にＣｒを
含有させると摺動面構成体４の耐酸性を向上させること
ができるが、さらに前記集合体にＮｉをＮｉ≧２％含有
させると、耐酸性を一層向上させることが可能である。
これは摺動面４ａの不働態化がＮｉの添加により増進さ
れるからである。

【００３０】Ｎｉ含有量の上限値はＣｒ含有量により決
められる。即ち、Ｃｒ＜１０重量％のときＮｉ＝４０重
量％であり、また１０重量％≦Ｃｒ＜２０重量％のとき
Ｎｉ＝３０重量％であり、さらに２０重量％≦Ｃｒ＜３
０重量％のときＮｉ＝２０重量％であり、さらにまた３
０重量％≦Ｃｒ≦４８重量％のときＮｉ＝１０重量％で
ある。各場合において、Ｎｉ含有量がその上限値を超え
ると、Ｎｉ系金属間化合物の生成量が多くなるため、摺
動面４ａ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４の強度が低下
する。

【００３１】メッキ浴に添加される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。その添加量は３００ｇ／リットル以下であ
る。

【００３２】Ｃｒの場合と同様の理由、即ち、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。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。

【００３３】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。 （１） Ｃｒを含有する摺動面構成体について 鋳鉄（ＪＩＳ ＦＣ２５０）よりなるシリンダスリーブ
２の内周面３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１５μｍの摺動面
構成体４を形成した。

【００３４】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。

【００３５】

【表２】

【００３６】

【表３】

【００３７】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、Ｃｒ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。

【００３８】

【表４】

【００３９】

【表５】

【００４０】

【表６】

【００４１】

【表７】

【００４２】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。

【００４３】各配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓは、例１〜１
６のＸ線回折図（Ｘ線照射方向は摺動面に対して直角方
向）に基づいて次式から求められた。一例として、例４
のＸ線回折図を図８に示す。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。

【００４４】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＝９１．５％である。

【００４５】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。

【００４６】Ｃｒ含有量の測定は、Ｃｒを含有しない例
１，５，９，１３を除いて、シリンダスリーブ２より例
２〜４，６〜８，１０〜１２，１４〜１６を剥離し、次
いで例２等について、過塩素酸酸化過マンガン酸カリウ
ム滴定法（ＪＩＳ Ｇ１２１７）に則って分析を行う、
という方法で行われた。

【００４７】次に、例１〜１６について次のような腐食
（酸化）テストを行った。即ち、例１〜１６を、沸騰し
ている５％硫酸中に２時間浸漬し、次いで例１〜１６を
３０％硝酸中に浸漬して例１等から腐食生成物を除去
し、その後、直ちに例１〜１６を流水にて洗浄し、乾燥
した。

【００４８】図９（ｂ）は、腐食テスト後の例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）の腐食テスト前の状態と
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Ｃｒ含有量がＣｒ＝１０重量％であ
ることに起因する。

【００４９】図１０（ｂ）は、腐食テスト後の例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Ｃｒ含有
量がゼロであることに起因する。

【００５０】次に、腐食テスト後の例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％
Ｓｉ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 ．

【００５１】

【表８】

【００５２】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Ｃｒ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。

【００５３】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、Ｃｒ含有量がＣｒ
≧２重量％に設定されていることから例３等が優れた耐
酸性を発揮し、その結果、腐食テスト後においても前記
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。

【００５４】次に、シリンダスリーブを想定して、鋳鉄
（ＪＩＳ ＦＣ２５０）よりなるディスクの一面外周部
に前記同様の方法で例１〜１６を形成し、それらについ
て、濃度３５重量％の硫酸中にてチップオンディスク方
式による摩耗テストを行い、腐食摩耗率を測定したとこ
ろ、表９の結果を得た。テスト条件は次の通りである。
チップの材質：Ａｌ−１０重量％Ｓｉ合金；ディスクの
周速度：０．１５ｍ／sec ；チップに対する押圧力：２
ＭＰａ（一定）；チップの摺動面の面積：１cm² ；摺動
距離：２００〜５００ｍ；腐食摩耗率：ディスクの重量
減少量（mg）／摺動距離（ｍ）．

【００５５】

【表９】

【００５６】図１２は例１〜１６に関する三、六角錐状
Ｆｅ結晶の面積率Ａと腐食摩耗率との関係をＣｒ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。

【００５７】図１２から、例３，４，７，８，１１，１
２は他の例１，２等に比べて腐食摩耗が大いに抑制され
ていることが判る。これは次の理由による。即ち、例
３，４，７，８，１１，１２においては、Ｃｒ含有量が
Ｃｒ≧２重量％に設定されていることから例３等が優れ
た耐酸性を発揮する。その結果、摩耗テスト中において
も前記面積率Ａ≧４０％が維持されるので、局部的な高
面圧化が回避されると共に摺動荷重の微細分化が達成さ
れるからである。因に、例１〜１６を持たない鋳鉄（Ｊ
ＩＳ ＦＣ２５０）製ディスクの腐食摩耗率は０．４５
mg／ｍであった。 （２） ＣｒおよびＮｉを含有する摺動面構成体につい
て 鋳鉄（ＪＩＳ ＦＣ２５０）よりなるシリンダスリーブ
２の内周面３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１５μｍの摺動面
構成体４を形成した。

【００５８】表１０は摺動面構成体の例１〜３に関する
メッキ浴組成を、また表１１は例１〜３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１〜３にお
ける厚さを前記のように１５μｍに設定すべく、５〜６
０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。

【００５９】

【表１０】

【００６０】

【表１１】

【００６１】表１２は例１〜３に関する各配向性Ｆｅ結
晶の存在率Ｓを示し、表１３は例１〜３に関する摺動面
の結晶形態、摺動面における六角錐状Ｆｅ結晶の面積率
Ａおよび粒径、Ｃｒおよび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。

【００６２】

【表１２】

【００６３】

【表１３】

【００６４】各配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓ、六角錐状Ｆ
ｅ結晶の面積率Ａ、粒径およびＣｒ含有量の求め方は前
記と同じである。Ｎｉ含有量の測定は、Ｎｉを含有しな
い例１を除き、シリンダスリーブ２から剥離された例
２，３について、くえん酸添加吸光光度法（ＪＩＳ Ｇ
１２１６）に則って分析を行う、という方法で行われ
た。

【００６５】次に、前記同様に例１〜３について次のよ
うな腐食（酸化）テストを行った。即ち、例１〜３を、
沸騰している５％硫酸中に２時間浸漬し、次いで例１〜
３を３０％硝酸中に浸漬して例１等から腐食生成物を除
去し、その後、直ちに例１〜３を流水にて洗浄し、乾燥
した。

【００６６】次に、腐食テスト後の例１〜３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１４の結果を得た。テスト条件
は前記と同じである。

【００６７】

【表１４】

【００６８】図１３は例１〜３に関する焼付き発生荷重
をグラフ化したものである。図１３、表１３，１４か
ら、例２，３の如く、Ｃｒ含有量＝２重量％において、
Ｎｉを含有させると焼付き発生荷重が向上することが判
る。この場合、例３の如く、Ｎｉ含有量をＮｉ≧１重量
％に設定すると、耐焼付き性が格段に高くなる。

【００６９】なお、本発明はシリンダスリーブに限ら
ず、ピストン、ピストンリング等の耐酸性を要求される
各種摺動部材に適用される。

【００７０】

【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り、鋳鉄製シリンダスリーブ
内周面等に設けられて、その耐酸性向上に寄与し、また
優秀な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。

【図面の簡単な説明】

【図１】ピストンを備えたシリンダブロックの要部を示
す一部拡大縦断面図である。

【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。

【図３】図１、３矢示部の拡大図である。

【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。

【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）は腐食テスト前に、（ｂ）は腐食テスト後に
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）は腐食テスト前に、（ｂ）は腐食テスト後
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。

【図１２】三，六角錐状Ｆｅ結晶の面積率Ａと腐食摩耗
量との関係を示すグラフである。

【図１３】各例の焼付き発生荷重を示すグラフである。

【符号の説明】

４ 摺動面構成体 ４ａ 摺動面 ５ （ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶 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）

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【手続補正書】

【提出日】平成８年５月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】

【作用】Ｆｅ結晶の集合体においてＣｒ含有量を前記の
ように設定すると、ＣｒはＦｅと共に置換型固溶体を構
成し、酸を含む腐食性摺動環境においては摺動面が、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
より不動態化するので、摺動面構成体は優れた耐酸性を
発揮する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】Ｆｅ結晶の集合体においてＣｒ含有量を前
記のように設定すると、ＣｒはＦｅと共に置換型固溶体
を構成し、酸を含む腐食性摺動環境においては摺動面４
ａが、例えば、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動態化するので、摺動面構成体
４は優れた耐酸性を発揮する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２９】前記のように、Ｆｅ結晶の集合体にＣｒを
含有させると摺動面構成体４の耐酸性を向上させること
ができるが、さらに前記集合体にＮｉをＮｉ≧１重量％
含有させると、耐酸性を一層向上させることが可能であ
る。これは摺動面４ａの不動態化がＮｉの添加により増
進されるからである。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１２】三，六角錐状Ｆｅ結晶の面積率Ａと腐食摩耗
率との関係を示すグラフである。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｆｅ結晶の集合体より構成され、その集
   合体におけるＣｒ含有量が２重量％≦Ｃｒ≦４８重量％
   であり、また摺動面における角錐状Ｆｅ結晶の面積率Ａ
   が４０％≦Ａ≦１００％であることを特徴とする摺動面
   構成体。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【請求項４】 前記集合体はＮｉを含有している、請求
   項１，２または３記載の摺動面構成体。