JPH09184079A - Wear resistant member - Google Patents

Wear resistant member

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JPH09184079A
JPH09184079A JP8298240A JP29824096A JPH09184079A JP H09184079 A JPH09184079 A JP H09184079A JP 8298240 A JP8298240 A JP 8298240A JP 29824096 A JP29824096 A JP 29824096A JP H09184079 A JPH09184079 A JP H09184079A
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JP
Japan
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wear
solid lubricant
resistant member
film
coating layer
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Application number
JP8298240A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Ichimura
和彦 市村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Riken Corp
Original Assignee
Riken Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Riken Corp filed Critical Riken Corp
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Publication of JPH09184079A publication Critical patent/JPH09184079A/en
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/82After-treatment
    • C23C22/83Chemical after-treatment

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piston ring with excellent wear resistance over a long period by forming a phosphate chemical conversion coating and a film containing solid lubricant grains on the surface of a piston ring for internal combustion engine. SOLUTION: After the surface, excluding outside peripheral surface, of a base material 1 of a piston ring of internal combustion engine, particularly a first compression ring 8, is previously subjected to surface conditioning treatment with Ti colloid, a first treating film 2 by phosphate such as manganese phosphate is formed. Subsequently, a second lubricant layer 3, composed of heat- and wear-resistant resin such as polyamideimide and dispersedly containing a solid lubricant such as MoS2 having 1-2μm average grain size, is formed on the above film 2 to 3-13μm thickness. By embedding the MoS2 grains, contained in the second film 3, among the crystalline grains in the surface of the first film 2, the falling of the Mo∫2 grains resulting from the wear of the surface film 3 with the lapse of time can be prevented. Moreover, the surface of a cylinder made of Al alloy, as a mating material of sliding, can keep excellent durability for a long period without requiring anodic oxidation treatment.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、耐摩耗部材に関
し、特にアルミニウム合金と衝撃的に接当する耐摩耗部
材、例えばアルミニウム合金製ピストンと組み合わせて
用いられる内燃機関用ピストンリングに関し、特に好適
な耐摩耗表面層を有するピストンリングに関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wear-resistant member, and more particularly, to a wear-resistant member which impactably contacts an aluminum alloy, for example, a piston ring for an internal combustion engine used in combination with an aluminum alloy piston. The present invention relates to a piston ring having a wear-resistant surface layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、自動車等の内燃機関は、出力の増
大化、高速回転化の傾向にあり、このため、ピストンリ
ング、とりわけ第一圧力リングにかかる圧力及び熱負荷
が増大している。又自動車等の内燃機関には、アルミニ
ウム合金製のピストンが広く採用されているために、後
述する凝着摩耗が起こり易くなっている。
2. Description of the Related Art In recent years, internal combustion engines of automobiles and the like have tended to increase output and rotate at high speed, and therefore, the pressure and heat load applied to a piston ring, especially a first pressure ring, have increased. In addition, since aluminum alloy pistons are widely used in internal combustion engines of automobiles and the like, adhesion wear described later tends to occur.

【0003】図11は、自動車用ガソリンエンジンのピ
ストン周辺を抽出して示す断面図である。このガソリン
エンジンは、ピストン11の2回の往復動の過程で、吸
気、圧縮、燃焼、排気の4行程を経過し、これを繰り返
す4サイクルエンジンであり、ピストン11の往復動に
よって連結桿17を介してクランク軸を回転させる。図
11ではクランク軸は均合い用の錘18のみが現れてい
る。
FIG. 11 is a sectional view showing the vicinity of a piston of a gasoline engine for an automobile. This gasoline engine is a four-cycle engine that repeats four strokes of intake, compression, combustion, and exhaust in the course of two reciprocations of the piston 11, and repeats the stroke. Rotate the crankshaft through. In FIG. 11, only the balancing weight 18 appears on the crankshaft.

【0004】図11は、圧縮行程の最後の状態を示して
おり、吸気バルブは閉状態にあり、既に吸気行程にて、
吸気マニホールド29、シリンダヘッド21の吸気孔2
2を経てシリンダボア中に導入され、霧状ガソリンと空
気とからなる混合ガスが、ピストン11の復動(上昇)
によって燃焼室25内に圧縮されている。この状態で点
火プラグ24を作動させると、混合ガスが爆発的に燃焼
し、ピストン11を往動(下降)させる。ピストン11
には、上から順に、シリンダライナ15との気密を保持
するための第一圧力リング12及び第二圧力リング13
並びに潤滑油(オイル)を適量供給するための油掻きリ
ング14が夫々リング溝に嵌装されており、これらピス
トンリングのうちで、特に第一圧力リング12は燃焼ガ
スによって高温に曝されることになる。
FIG. 11 shows the last state of the compression stroke, in which the intake valve is in the closed state and already in the intake stroke.
Intake manifold 29, intake hole 2 of cylinder head 21
2, a mixed gas consisting of atomized gasoline and air is introduced into the cylinder bore, and the piston 11 moves backward (up).
Is compressed in the combustion chamber 25 by the pressure. When the ignition plug 24 is operated in this state, the mixed gas explosively burns and moves the piston 11 forward (down). Piston 11
The first pressure ring 12 and the second pressure ring 13 for maintaining airtightness with the cylinder liner 15 are arranged in order from the top.
In addition, an oil scraping ring 14 for supplying an appropriate amount of lubricating oil (oil) is fitted in each of the ring grooves. become.

【0005】吸気バルブ23は吸気行程でのみ開状態に
あり、排気バルブ(吸気バルブ23の陰になって図には
現れない)は排気行程でのみ開状態にある。バルブの開
閉は、カム28の回転によって従動するロッカアーム2
7を介してなされ、バルブは弁ばね26によって常に閉
状態の方向に付勢されている。
The intake valve 23 is open only during the intake stroke, and the exhaust valve (not shown in the figure behind the intake valve 23) is open only during the exhaust stroke. The opening and closing of the valve is performed by the rocker arm 2 driven by the rotation of the cam 28.
7, the valve is constantly biased by the valve spring 26 in the direction of the closed state.

【0006】図9、図10に拡大して示すように、ピス
トンリング12、13、14はピストン11のリング溝
11a、11bの両側面に僅かなクリアランスを以て嵌
装されている。
As shown in FIGS. 9 and 10, the piston rings 12, 13 and 14 are fitted on both sides of the ring grooves 11a and 11b of the piston 11 with a slight clearance.

【0007】ところで、一般に、相手部材と接触する耐
摩耗部材は、相手部材との接触による部材自身の摩耗が
少ないことと、相手部材の摩耗も少ないこととの双方の
面からの耐摩耗性が望まれる。従って、本明細書で「耐
摩耗」とは、例えばピストンリングについて言うとその
上下面の摩耗と、リング溝におけるピストンの摩耗との
双方が少ないことを意味するものである。
In general, a wear-resistant member that comes into contact with a mating member has a low wear resistance from both sides, that is, the member itself has less wear due to the contact with the mating member and the wear of the mating member is small. desired. Therefore, in this specification, "wear resistance" means that, for example, in the case of a piston ring, both wear on the upper and lower surfaces thereof and wear on the piston in the ring groove are small.

【0008】圧力リング12、13は、ピストン11の
下降時には、図9に示すようにリング溝11a、11b
の上側側面に接当し、ピストン11の上昇時には、図1
0に示すようにリング溝11a、11bの下側側面に接
当する。これらの接当は高い頻度で繰り返され、接当の
都度ピストンリングは衝撃にさらされる。この衝撃的接
当は、エンジンが高速回転になる程激しくなる。その
上、ピストン11の往復動時には、圧力リング12、1
3はリング溝中で不規則に回動するので、ピストンリン
グの上下面は、リング溝側面に対する衝撃的接当の他に
更に摺動を受けることになる。
When the piston 11 descends, the pressure rings 12 and 13 move into the ring grooves 11a and 11b as shown in FIG.
1 when the piston 11 is lifted up.
As shown in FIG. 0, it contacts the lower side surface of the ring grooves 11a and 11b. These abutments are repeated with high frequency, the piston ring being subjected to an impact with each abutment. This impact contact becomes more intense as the engine rotates at a higher speed. In addition, when the piston 11 reciprocates, the pressure rings 12, 1
Since 3 rotates irregularly in the ring groove, the upper and lower surfaces of the piston ring are further slid in addition to the impact contact with the side surface of the ring groove.

【0009】上記に加えて、特に第一圧力リング12
は、燃焼ガスによって高温に曝されて極めて苛酷な環境
下に置かれ、ピストン11の材料であるアルミニウム合
金との間でアルミニウム合金の凝着摩耗(アルミニウム
合金が軟化してピストンリングに毟り取られ第一圧力リ
ングに付着する現象)を起こし、これによるピストン側
のリング溝側面における摩耗が進行する。この摩耗は、
燃焼ガスがリング溝を経由して吹き抜けるいわゆるブロ
ーバイを促進し、エンジンの出力低下を惹き起こす。
In addition to the above, in particular the first pressure ring 12
Is exposed to a high temperature by the combustion gas and is placed in an extremely harsh environment. The aluminum alloy which is the material of the piston 11 is subjected to adhesive wear of the aluminum alloy (the aluminum alloy softens and is peeled off by the piston ring). This causes the wear on the side surface of the ring groove on the piston side. This wear is
This promotes the so-called blow-by in which the combustion gas blows through the ring groove, causing a decrease in engine output.

【0010】従来から、上記の問題を解決するため、ピ
ストン側での対策としてピストンに陽極酸化による硬質
アルマイト処理を施すこと、及びピストンリング側の対
策として燐酸塩化成処理をピストンリング上下面に施す
ことが行われていた。前者の硬質アルマイト処理は、凝
着摩耗の防止に有効ではあるが処理コストが高い。後者
による燐酸マンガン皮膜の形成は、エンジン運転の初期
には凝着摩耗の防止に有効であるが、皮膜の耐久性が低
く、長期間の凝着摩耗防止効果を期待することができな
い。
Conventionally, in order to solve the above-mentioned problems, hard anodizing is performed on the piston by anodic oxidation as a measure on the piston side, and phosphate conversion treatment is performed on the upper and lower surfaces of the piston ring as a measure on the piston ring side. That was being done. The former hard alumite treatment is effective in preventing cohesive wear, but is expensive. Although the formation of the manganese phosphate film by the latter is effective in preventing adhesion wear in the early stage of engine operation, the durability of the film is low, and a long-term effect of preventing adhesion wear cannot be expected.

【0011】上記の対策のほかに、ピストンリングの少
なくとも上下面に燐酸塩皮膜を施し、その上に固体潤滑
剤を含有する耐熱・耐摩耗性樹脂皮膜を形成する対策
が、実開昭60−82552号公報に開示されている。
また、ピストンリングの少なくとも下面に窒化層を形成
し、この窒化層の下面上に固体潤滑剤を含有する耐熱・
耐摩耗性樹脂皮膜を形成する対策が、特開平1−307
568号公報に開示されている。これら公報にて開示さ
れた対策でも、当初、耐熱・耐摩耗性樹脂皮膜に保持さ
れていた固体潤滑剤が摩滅したり脱落したりして、該皮
膜の摺動機能が失われるようになると、凝着摩耗が発生
することがあった。
In addition to the above countermeasures, a countermeasure of forming a heat-resistant and abrasion-resistant resin film containing a solid lubricant on at least the upper and lower surfaces of the piston ring by forming a phosphate film thereon has been proposed. No. 82552.
Further, a nitride layer is formed on at least the lower surface of the piston ring, and a heat-resistant and / or heat-resistant solid lubricant is formed on the lower surface of the nitride layer.
A measure for forming a wear-resistant resin film is disclosed in JP-A-1-307.
No. 568. Even in the measures disclosed in these publications, initially, the solid lubricant held in the heat-resistant and abrasion-resistant resin film is worn out or falls off, and the sliding function of the film is lost, Adhesive wear sometimes occurred.

【0012】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、苛酷な接当条件下で使用しても、摩耗が少
なく、相手接当材の摩耗も少なく、長期間に亘って優れ
た耐摩耗性を示す耐摩耗部材、特にピストンリングを提
供することを目的としている。
[0012] The present invention has been made in view of the above circumstances, and even when used under severe contact conditions, the wear of the mating contact material is small and the wear of the mating contact material is small. It is an object of the present invention to provide a wear-resistant member exhibiting excellent wear resistance, particularly a piston ring.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであって、基体上に形成され、
燐酸塩化成処理による第一の皮膜層と、この第一の被覆
層上に形成され、固体潤滑剤の粒子を含有する第二の被
覆層との積層構造を有する耐摩耗部材において、燐酸塩
化成処理膜の最表面部の結晶粒子の間に隙間が形成さ
れ、この隙間が前記固体潤滑剤の粒子を埋収する幅及び
深さを有することを特徴とする。より好ましくは、多数
の固体潤滑剤粒子の大部分を前記隙間に埋収する。
Means for Solving the Problems The present invention has been made to solve the above problems, and is provided on a substrate.
In a wear-resistant member having a laminated structure of a first coating layer formed by a phosphate conversion treatment and a second coating layer formed on the first coating layer and containing particles of a solid lubricant, a phosphate conversion coating is provided. A gap is formed between the crystal particles on the outermost surface of the processing film, and the gap has a width and a depth for burying the solid lubricant particles. More preferably, most of the large number of solid lubricant particles are buried in the gap.

【0014】[0014]

【発明の実施形態】本発明において、第一の被覆層は深
さ/幅比が大きい微細凹部を形成できる燐酸マンガン化
成処理皮膜であることが望ましい。また、第二の被覆層
中の固体潤滑剤の粒子は平均粒径1〜2μmであり、又
第二の被覆層の厚さが3〜13μmであると、固体潤滑
剤粒子の埋収性の面で望ましい。なお、この厚さは表面
層断面を光学顕微鏡で観察して燐酸塩化成処理皮膜の微
細凹凸の最も深い部分から測定するものとする。上記実
施形態では、平均粒径1〜2μmの二硫化モリブデン粒
子などと、これを含有・分散する耐熱・耐摩耗性樹脂よ
り構成される第二の被覆層は耐摩耗部材に良好な潤滑機
能及び低摩擦機能を持続的に維持する。固体潤滑剤に
は、二硫化モリブデン以外に二硫化タングステン、ボロ
ンナイトライド(hBN)、黒鉛等のトライボロジにお
いて公知の固体潤滑剤が使用できる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, it is preferable that the first coating layer is a manganese phosphate chemical conversion treatment film capable of forming fine concave portions having a large depth / width ratio. When the solid lubricant particles in the second coating layer have an average particle size of 1 to 2 μm, and when the thickness of the second coating layer is 3 to 13 μm, the solid lubricant particles have a good embedding property. Desirable in terms of surface. The thickness is measured from the deepest part of the fine irregularities of the phosphate conversion coating by observing the surface layer cross section with an optical microscope. In the above embodiment, the second coating layer composed of molybdenum disulfide particles having an average particle diameter of 1 to 2 μm and a heat-resistant and abrasion-resistant resin containing and dispersing the molybdenum disulfide particles has a good lubrication function for the abrasion-resistant member and Maintain low friction function continuously. As the solid lubricant, besides molybdenum disulfide, a solid lubricant known in tribology such as tungsten disulfide, boron nitride (hBN), and graphite can be used.

【0015】本発明に基づく耐摩耗部材はアルミニウム
合金製部材に摺接する部材として好適である。この場
合、アルミニウム合金は陽極酸化を施さなくとも、十分
に耐久性がある摺動性能が得られる。但し、ピストンに
陽極酸化を施してもピストンリングの著しい摩耗は避け
られる。特に、本発明に基づく表面層は、ピストンリン
グの少なくとも上下面に形成される表面層として好適で
ある。また、潤滑剤層のバインダとしては、ポリアミド
イミドのほかに、他の適宜のバインダ樹脂、例えばエポ
キシ、ポリイミドや潤滑機能を有するポリテトラフルオ
ロエチレン(PTFE)が使用可能である。
The wear-resistant member according to the present invention is suitable as a member that comes into sliding contact with an aluminum alloy member. In this case, sufficiently durable sliding performance can be obtained for the aluminum alloy without anodizing. However, even if the piston is anodized, remarkable wear of the piston ring can be avoided. In particular, the surface layer according to the present invention is suitable as a surface layer formed on at least the upper and lower surfaces of the piston ring. As the binder of the lubricant layer, other appropriate binder resin, for example, epoxy, polyimide or polytetrafluoroethylene (PTFE) having a lubricating function can be used in addition to polyamideimide.

【0016】[0016]

【作用】従来、例えば実開昭60−82552号公報の
表面層では、第一層の燐酸塩化成処理皮膜が主として耐
熱性樹脂を固着することによる密着性改善目的で用いら
れてきたが、耐熱性樹脂皮膜中の固体潤滑剤が耐熱・耐
摩耗性樹脂皮膜表面から脱落することの防止には有効で
なかったので、耐熱・耐摩耗性樹脂皮膜の摩滅と共に、
この表面で凝着が発生していた。
Conventionally, for example, in the surface layer disclosed in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 60-82552, the first phosphate chemical conversion treatment film has been used mainly for the purpose of improving adhesion by fixing a heat-resistant resin. Was not effective in preventing the solid lubricant in the heat-resistant and abrasion-resistant resin film from falling off the surface of the heat- and abrasion-resistant resin film.
Adhesion occurred on this surface.

【0017】これに対し、本発明は、固体潤滑剤粒子の
大きさと下地層である燐酸塩化成処理皮膜結晶の隙間に
着目した。すなわち、ある種の化成処理による燐酸塩結
晶が基体から成長し、成長が終わった最表面には微細な
凹凸が多数形成されており、凹部径もしくは幅より固体
潤滑剤粒子の寸法を著しく小さくし、同様に凹部の深さ
より固体潤滑剤粒子の寸法を著しく小さくすると固体潤
滑粒子が下地層の結晶の隙間に埋収される。このような
構成としたことによって、本発明の表面層は時間の経過
とともに摩耗しても、固体潤滑剤が脱落して除かれるこ
とがほとんどなく、基体表面近くまで固体潤滑機能を維
持するので、従来より長く、凝着摩耗の発生が妨げら
れ、耐久性を向上させることが出来る。
On the other hand, the present invention focused on the size of the solid lubricant particles and the gaps between the phosphate conversion coating crystals as the underlayer. That is, phosphate crystals grown by a certain chemical conversion treatment grow from the substrate, and a large number of fine irregularities are formed on the outermost surface after the growth, and the size of the solid lubricant particles is made significantly smaller than the recess diameter or width. Similarly, if the size of the solid lubricant particles is made significantly smaller than the depth of the concave portion, the solid lubricant particles are embedded in the gaps between the crystals of the underlayer. With such a configuration, even if the surface layer of the present invention is worn over time, the solid lubricant hardly falls off and is removed, and the solid lubricant function is maintained close to the base surface, It is longer than before, preventing the occurrence of adhesive wear and improving the durability.

【0018】燐酸塩化成処理皮膜の結晶形態としては、
特公平3−25514号公報に、葉状や直方体状のもの
が示されているが、これらの結晶粒子間には固体潤滑剤
粒子の埋収は困難でありかつ、仮に埋収されたとしても
その割合は極少量にすぎないと考えられる。
The crystal form of the phosphate chemical conversion treatment film is as follows.
Japanese Patent Publication No. 3-25514 discloses a leaf-like or rectangular parallelepiped one. However, it is difficult to embed solid lubricant particles between these crystal particles. The proportion is considered to be only a very small amount.

【0019】具体的な第二被覆層の形成法は、固体潤滑
剤粒子、耐熱・耐摩耗性樹脂及びその溶剤を十分に混合
した後、これらの混合液を第一の被覆層上に塗布し、次
に乾燥を行って溶剤を蒸発させ、続いて耐熱性樹脂を焼
付けして、固体潤滑剤を化成皮膜に固着するという操作
よりなるものである。この際第二被覆層は下地の燐酸塩
結晶凹部を完全に覆う程度、好ましくは3〜13μmの
厚さであることが好ましい。
A specific method of forming the second coating layer is to mix the solid lubricant particles, the heat-resistant and abrasion-resistant resin and the solvent sufficiently, and then apply the mixed solution on the first coating layer. Then, drying is performed to evaporate the solvent, followed by baking of the heat-resistant resin to fix the solid lubricant to the chemical conversion film. At this time, it is preferable that the second coating layer has such a thickness as to completely cover the underlying phosphate crystal concave portions, and preferably has a thickness of 3 to 13 μm.

【0020】本願発明は、上記構成としたことから、固
体潤滑剤の粒径と下地第一層である化成処理結晶の隙間
との間には好ましい関係がある。すなわち、固体潤滑剤
の粒径は下地層の結晶間に埋収される必要から細かいほ
ど有利であるが、平均粒径が1μm未満では、成膜工程
中でバインダとなる耐熱・耐摩耗性樹脂中で凝集を起こ
し、偏在しやすくなると共に凝集粒子の径は大きくなる
ので下地結晶の隙間に入り込めなくなる。又、平均粒径
が2μmを越えると、下地結晶粒子間に入り込む固体潤
滑剤粒子の数が少なくなるので、脱落が多くなる。
In the present invention having the above-described structure, there is a preferable relationship between the particle size of the solid lubricant and the gap between the chemical conversion treated crystals as the first layer of the underlayer. In other words, the finer the particle size of the solid lubricant is, the smaller the particle size of the solid lubricant is required because it is necessary to be embedded between the crystals of the underlayer. Agglomeration occurs in the medium, which tends to cause uneven distribution and increase the diameter of the aggregated particles. On the other hand, if the average particle size exceeds 2 μm, the number of solid lubricant particles that enter between the base crystal particles decreases, and the amount of the solid lubricant particles increases.

【0021】また、固体潤滑剤の平均粒径が2μmを超
えると、第二の被覆層中での固体潤滑剤が不安定な状
態、例えばバインダー中で固体潤滑剤粒子が被覆されず
表面に突出している部分が多くなる状態になり易くなる
と共に、相手部材との激しい衝突や摺動を繰り返す過程
で、固体潤滑剤粒子の先端部に衝撃が集中し、その結
果、固体潤滑剤粒子が第二の被覆層から脱落し易く、甚
だしくは第二の被覆層の一部が部材から剥奪することが
ときとしてある。
If the average particle size of the solid lubricant exceeds 2 μm, the solid lubricant in the second coating layer is in an unstable state, for example, the solid lubricant particles are not coated in the binder and project to the surface. In the process of repeated heavy collision and sliding with the mating member, impact concentrates on the tip of the solid lubricant particles, and as a result, the solid lubricant particles From the member, and sometimes a part of the second coating layer is exfoliated from the member.

【0022】上記平均粒径1〜2μmの固体潤滑剤が入
り込める結晶の隙間を形成するためには、燐酸マンガン
皮膜が好適である。燐酸マンガン化成処理皮膜は母材の
鉄の表面に角錘上の結晶を形成するので、固体潤滑剤の
粒子が結晶表面の隙間間に入り易い上、耐熱・耐摩耗性
樹脂層が密着性よく形成される。固体潤滑剤の平均粒径
を1〜2μmとすることにより、第二の被覆層の部分的
剥奪を防止して摩耗が表面から全体的に進行し、この摩
耗を僅小に抑えて安定して長期間の使用に耐えられるよ
うになる。なお、第二の被覆層のバインダ樹脂として
は、例えばポリアミドイミドが好適である。二硫化モリ
ブデン等の固体潤滑剤はバインダーとの全体に対して4
0〜60重量%の範囲内にあることが、低摩擦性及び潤
滑性と密着性をバランスする上で、好ましい。本発明に
基づく耐摩耗表面層はアルミニウム合金製部材の接触す
る耐摩耗部材の表面層として好適である。
A manganese phosphate film is suitable for forming a gap between crystals into which a solid lubricant having an average particle size of 1 to 2 μm can enter. Since the manganese phosphate chemical conversion coating forms crystals on the pyramid on the surface of the base metal iron, the particles of the solid lubricant easily enter into the gaps between the crystal surfaces, and the heat-resistant and wear-resistant resin layer has good adhesion. It is formed. By setting the average particle diameter of the solid lubricant to 1 to 2 μm, partial delamination of the second coating layer is prevented, and the wear proceeds entirely from the surface. It can withstand long-term use. In addition, as the binder resin of the second coating layer, for example, polyamideimide is preferable. Solid lubricants such as molybdenum disulfide are used in a total amount of 4% with the binder.
It is preferable that it is in the range of 0 to 60% by weight in order to balance low friction, lubricity and adhesion. The wear-resistant surface layer according to the present invention is suitable as a surface layer of a wear-resistant member in contact with an aluminum alloy member.

【0023】図2及び3は化成処理による燐酸マンガン
層の結晶粒子31、32を示すSEM像である。図2、
図3から、燐酸マンガンの結晶粒子は第一被覆層の最表
面において、多面体をその稜辺を上にして多数配列した
ような形態を呈しており、これらの稜辺間には幅が10
μm弱の隙間が多数存在していることが分かる。
FIGS. 2 and 3 are SEM images showing crystal grains 31 and 32 of the manganese phosphate layer formed by the chemical conversion treatment. FIG.
From FIG. 3, the manganese phosphate crystal particles have a form in which a large number of polyhedrons are arranged on the outermost surface of the first coating layer with their ridges facing upward, and the width between these ridges is 10 μm.
It can be seen that there are many gaps of a little less than μm.

【0024】[0024]

【実施例】以下、ピストンリングに本発明を適用した実
施例を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a piston ring will be described below.

【0025】まず、各実施例に共通する事項について説
明する。
First, items common to the embodiments will be described.

【0026】図1は第一圧力リングの拡大断面図であ
る。第一圧力リング8の寸法は、呼び径78mm、幅
(B)1.5mm、厚さ(T)2.8mmである。基体
1は、弁ばね用シリコンクロム鋼オイルテンパー線(S
WOSC−V相当材)であり、基体1の外周面以外の表
面に燐酸マンガンの層(第一の被覆層2)が形成され、
上下面には第一の被覆層2の上に、バインダ樹脂(ポリ
アミドイミド)中に二硫化モリブデン粒子が分散してな
る潤滑剤層(第二の被覆層3)が形成されている。基体
1の外周面には、シリンダライナ(図9、図10の1
5)と摺接する硬質クロムめっき層4が形成されてい
る。なお、外周面の被覆層は、硬質クロムめっき層に替
えて、窒化層或いはモリブデン等の熔射層とすることが
できる。第二圧力リングも図1と同じ構造として良い。
FIG. 1 is an enlarged sectional view of the first pressure ring. The dimensions of the first pressure ring 8 are a nominal diameter of 78 mm, a width (B) of 1.5 mm, and a thickness (T) of 2.8 mm. The base 1 is made of a silicon chrome steel oil-tempered wire (S
WOSC-V equivalent material), and a manganese phosphate layer (first coating layer 2) is formed on a surface other than the outer peripheral surface of the base 1,
On the upper and lower surfaces, a lubricant layer (second coating layer 3) in which molybdenum disulfide particles are dispersed in a binder resin (polyamide imide) is formed on the first coating layer 2. A cylinder liner (see FIG. 9 and FIG.
The hard chromium plating layer 4 which is in sliding contact with 5) is formed. Note that the coating layer on the outer peripheral surface can be a nitride layer or a sprayed layer of molybdenum or the like instead of the hard chromium plating layer. The second pressure ring may have the same structure as that of FIG.

【0027】第一圧力リング8は次のようにして製造さ
れた。基体1は、前記オイルテンパーSWOSC−V材
の1.5mm×2.8mmの短形断面の線材を素材と
し、塑性加工によって呼び径78mmの圧力リングの自
由状態の形状に成形されたものである。先ず、外周面に
通例の方法によって硬質クロムめっき層4を形成し、次
いで、以下説明する燐酸塩化成処理によって基体1上に
燐酸マンガンの層2を形成した。この際、外周面の硬質
クロムめっき層4はマスクし、次の手順によって燐酸マ
ンガンからなる第一の被覆層2を形成した。
The first pressure ring 8 was manufactured as follows. The base 1 is made of a 1.5 mm × 2.8 mm short wire of the oil-tempered SWOSC-V material, and is formed by plastic working into a free state of a pressure ring having a nominal diameter of 78 mm. . First, a hard chromium plating layer 4 was formed on the outer peripheral surface by a conventional method, and then a manganese phosphate layer 2 was formed on the substrate 1 by a phosphate conversion treatment described below. At this time, the hard chromium plating layer 4 on the outer peripheral surface was masked, and the first coating layer 2 made of manganese phosphate was formed by the following procedure.

【0028】先ず、水酸化ナトリウムと炭酸ナトリウム
との混合液の16%水溶液(温度50〜90℃:この例
では90℃)に基体1を3〜7分間(以下の各例では3
分間)浸漬し、脱脂処理を施す。
First, the substrate 1 is placed in a 16% aqueous solution of a mixture of sodium hydroxide and sodium carbonate (temperature: 50 to 90 ° C .; 90 ° C. in this example) for 3 to 7 minutes (in each of the following examples, 3 minutes).
) And degrease it.

【0029】次に、硫酸と燐酸との混酸(混合比4:
6、温度15〜35℃:以下の各例では30℃、濃度5
%)に浸漬酸処理を施し、表面を清浄にした。
Next, a mixed acid of sulfuric acid and phosphoric acid (mixing ratio 4:
6, temperature 15-35 ° C: 30 ° C, concentration 5 in each of the following examples
%) Was subjected to an immersion acid treatment to clean the surface.

【0030】次に、基体の表面調整のため、チタンコロ
イドを含む表面調整剤−日本パーカライジング社製の燐
酸マンガン系皮膜用調製剤PP=VMA,B(商品名、
温度25〜50℃:以下の各例では45℃)−に30〜
70秒間(以下の各例では60秒間)浸漬の処理を施し
た。
Next, in order to adjust the surface of the substrate, a surface conditioner containing a titanium colloid-a manganese phosphate-based film-forming preparation PP = VMA, B (trade name, manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd.)
Temperature 25-50 ° C: 45 ° C in each of the following examples)
The immersion treatment was performed for 70 seconds (60 seconds in each of the following examples).

【0031】次に、燐酸マンガン化成処理液−日本パー
カライジング社製PF=M5(商品名、温度82〜85
℃)−に2〜5分間(以下の各例では5分間)浸漬の化
成処理を施し、燐酸マンガンの層を形成した。このとき
の処理液の濃度は全酸度(TA)が21〜25Pt(以
下の各例では23Pt)、遊離酸比は4〜7Pt(以下
の各例では6)、鉄分が0.4〜3g/l(以下の各例
では1g/l) である。ここで全酸度及び遊離酸比は指
示薬による滴定で求めた。
Next, a manganese phosphate chemical conversion treatment solution—PF = M5 (trade name, temperature 82-85, manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd.)
C) for 2-5 minutes (5 minutes in each of the following examples) to form a manganese phosphate layer. At this time, the concentration of the processing solution is such that the total acidity (TA) is 21 to 25 Pt (23 Pt in each of the following examples), the free acid ratio is 4 to 7 Pt (6 in each of the following examples), and the iron content is 0.4 to 3 g /. 1 (1 g / l in each of the following examples). Here, the total acidity and the free acid ratio were determined by titration with an indicator.

【0032】次に、上下面に、ポリアミドイミドをバイ
ンダとし、平均粒径0.8〜8μmの二硫化モリブデン
が分散してなる潤滑剤層(第二の被覆層3)を塗布によ
って形成した。二硫化モリブデンの分散量は50重量%
である。
Next, a lubricant layer (second coating layer 3) formed by dispersing molybdenum disulfide having an average particle size of 0.8 to 8 μm using polyamideimide as a binder was formed on the upper and lower surfaces by coating. Molybdenum disulfide dispersion is 50% by weight
It is.

【0033】最後に、外周面の硬質クロムめっき層4に
ラッピング仕上げを施し、図1に示した圧力リング8と
する。
Finally, the hard chromium plating layer 4 on the outer peripheral surface is subjected to lapping to obtain a pressure ring 8 shown in FIG.

【0034】実施例1〜7 下記表1に示すように、二硫化モリブデン(MoS2
の平均粒径を変化させ、前述した手順に従って圧力リン
グを製作した(実施例1〜6)。これらの他、固体潤滑
剤として二硫化モリブデンに替えて平均粒径1.5μm
のグラファイト(黒鉛)(分散量50重量%)を用い、
その他は前記と同様にして圧力リングを作製した(実施
例7)。
Examples 1 to 7 As shown in Table 1 below, molybdenum disulfide (MoS 2 )
Was changed, and a pressure ring was manufactured according to the above-described procedure (Examples 1 to 6). In addition to these, the average particle size is 1.5 μm instead of molybdenum disulfide as a solid lubricant.
Using graphite (graphite) (dispersion amount 50% by weight)
Other than that produced the pressure ring similarly to the above (Example 7).

【0035】比較例1 比較のために燐酸亜鉛化成処理用薬剤(日本パーカライ
ジング社製パルボンド880)を使用した他は実施例1
と同じ処理を行った。 (以下余白)
Comparative Example 1 For the purpose of comparison, a zinc phosphate chemical conversion treatment chemical (Palbond 880 manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd.) was used.
The same processing was performed. (Below)

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】図4は実施例3による潤滑剤層(第二の被
覆層3)のSEM像のスケッチ、図5は実施例6による
潤滑剤層(第二の被覆層3)のSEM像のスケッチであ
る。図4、5中、20はバインダ樹脂(ポリアミドイミ
ド)、10は二硫化モリブデン粒子であり、いずれも燐
酸マンガン結晶間に埋収されている。
FIG. 4 is a sketch of an SEM image of a lubricant layer (second coating layer 3) according to Example 3, and FIG. 5 is a sketch of an SEM image of a lubricant layer (second coating layer 3) according to Example 6. It is. 4 and 5, reference numeral 20 denotes a binder resin (polyamide imide), and reference numeral 10 denotes molybdenum disulfide particles, all of which are embedded between manganese phosphate crystals.

【0038】以上のようにして製造されたピストンリン
グについて、リング溝内でのピストンに対する摺動、衝
撃的接当とピストンリングとの材料相関性を評価するた
めの摩耗試験を行った。
With respect to the piston ring manufactured as described above, a wear test was performed to evaluate the material correlation between the piston ring and sliding and impact contact with the piston in the ring groove.

【0039】図6は試験装置の要部を示す概略断面図で
ある。
FIG. 6 is a schematic sectional view showing a main part of the test apparatus.

【0040】試験機は、叩きを行う上下動部5と、これ
に対向する回転部6とによって構成される。上下動部5
は、モータ駆動によるクランク機構(図示省略)によっ
て上下動する。回転部6は、モータ駆動によって垂直回
転軸6aの中心軸線を中心にして連続回転又は反転でき
るようになっている。上下動部5の下端部には、ピスト
ン材のアルミニウム合金からなるディスク7が水平に固
定され、ディスク7は上下動部5に内蔵されたヒータに
よって任意の温度が加熱されるようになっている。回転
部6の上面には、ピストンリング8が水平に嵌着により
固定され、ディスク7と対向する。
The tester is constituted by a vertically moving part 5 for hitting and a rotating part 6 opposed to the vertically moving part. Vertical moving part 5
Is moved up and down by a crank mechanism (not shown) driven by a motor. The rotating unit 6 can be continuously rotated or inverted around a central axis of the vertical rotating shaft 6a by driving a motor. A disk 7 made of an aluminum alloy of a piston material is horizontally fixed to the lower end of the vertically moving portion 5, and the disk 7 is heated to an arbitrary temperature by a heater built in the vertically moving portion 5. . A piston ring 8 is horizontally fixed to the upper surface of the rotating portion 6 by fitting, and faces the disk 7.

【0041】このような構造により、回転部6が回転す
ると共に、上下動部5がクランク機構によって上下動
し、ピストンリング8の上面がディスク7の下面によっ
て叩かれ、ピストンとこのピストンのリング溝に嵌装さ
れたピストンリングとの衝突及び摺接の状態が再現され
る。叩きの荷重は、回転部6の下から油圧機構(図示省
略)によって任意に設定でき、単位時間当たりの叩き回
数及び回転速度も任意に設定できるようにしてある。
With such a structure, the rotating part 6 rotates and the vertical moving part 5 moves up and down by the crank mechanism. The upper surface of the piston ring 8 is hit by the lower surface of the disk 7, and the piston and the ring groove of the piston are formed. The state of the collision and the sliding contact with the piston ring fitted to is reproduced. The hitting load can be set arbitrarily by a hydraulic mechanism (not shown) from below the rotating unit 6, and the number of hits per unit time and the rotation speed can be set arbitrarily.

【0042】前述した処理が施された圧力リング8を上
記試験機に組み付け、ピストン用アルミニウム合金(A
C8A−T6)製のディスク7との間で次の条件によっ
て摩耗試験を行った。 潤滑 :乾式 叩き荷重 :150Kgf 叩き回数 :8回/sec 回転速度 :連続1方向 2.0mm/sec ディスク温度:280℃
The pressure ring 8 having been subjected to the above-described treatment is assembled in the above-described test machine, and the aluminum alloy for piston (A
An abrasion test was performed with the disk 7 made of C8A-T6) under the following conditions. Lubrication: dry hitting load: 150 kgf Number of hits: 8 times / sec Rotation speed: continuous one direction 2.0 mm / sec Disk temperature: 280 ° C

【0043】図7に試験結果を示す。図7には、本実施
例との比較のために、上下面に通常の燐酸マンガンの被
覆層を設け、潤滑剤層を設けていない圧力リング(比較
例2)、比較例2の燐酸マンガンの層にクロム酸化成処
理を施してクロメート皮膜を形成した圧力リング(比較
例3)について上記と同様の試験を行った結果が併記し
てある。
FIG. 7 shows the test results. FIG. 7 shows a pressure ring (Comparative Example 2) in which a normal manganese phosphate coating layer is provided on the upper and lower surfaces and a lubricant layer is not provided, and a manganese phosphate of Comparative Example 2 is shown for comparison with the present embodiment. The results of the same test as described above for the pressure ring (Comparative Example 3) in which the layer was subjected to chromium oxidation treatment to form a chromate film are also shown.

【0044】図7から明らかなように、本実施例による
ピストンリングは、いずれの比較例によるピストンリン
グに較べても、ピストンリングの摩耗、ディスク(ピス
トン用アルミニウム合金製)の摩耗が共に少なく、優れ
た耐久性を示すことが判る。また、この耐久性は、固体
潤滑剤の平均粒径が1〜2μmの範囲内にあると、特に
顕著である。
As is clear from FIG. 7, the piston ring according to the present embodiment has less wear of the piston ring and the disk (made of aluminum alloy for the piston) in both cases than the piston rings according to any of the comparative examples. It turns out that it shows excellent durability. The durability is particularly remarkable when the average particle size of the solid lubricant is in the range of 1 to 2 μm.

【0045】なお、実施例3によるピストンリングの摩
耗試験後の上面のSEM像を図8に示す。図8では、燐
酸マンガン結晶粒子9(淡い灰色を呈する)間の隙間
(濃い灰色を呈する)に二硫化モリブデン粒子10(光
沢のある黒色を呈する)のほとんどが侵入して隙間を充
填しているのが観察される。これに対して、実施例6に
よるピストンリングでは、二硫化モリブデンの粒子径が
大きいため、これが燐酸マンガンの結晶粒子間の隙間に
埋収される粒子割合が少なく、単にバインダーにより接
着されている粒子の割合が圧倒的に多い。このため潤滑
剤の層が下地の燐酸マンガンの層から僅か乍ら一部剥離
する。然し、比較例によるピストンリングに較べれば、
耐摩耗性の改善は認められる。
FIG. 8 shows an SEM image of the upper surface after the wear test of the piston ring according to the third embodiment. In FIG. 8, most of the molybdenum disulfide particles 10 (presenting glossy black) enter the gaps (presenting dark gray) between the manganese phosphate crystal particles 9 (presenting light gray) and filling the gaps. Is observed. On the other hand, in the piston ring according to Example 6, since the particle diameter of molybdenum disulfide is large, the proportion of the particles embedded in the gaps between the crystal particles of manganese phosphate is small, and the particles simply bonded by the binder Is overwhelmingly large. As a result, the lubricant layer slightly peels off from the underlying manganese phosphate layer. However, compared to the piston ring according to the comparative example,
An improvement in wear resistance is observed.

【0046】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明の技術的思想に基づいて上記の実施例に種々の変形を
加えることができる。
Although the embodiment of the present invention has been described above, various modifications can be made to the above embodiment based on the technical idea of the present invention.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明に基づく耐摩耗表面層は、燐酸塩
からなる第一の被覆層と、この第一の被覆層上に形成さ
れた固体潤滑剤を含有する第二の被覆層との積層構造を
有するので、アルミニウム合金製の相手部材と組み合わ
せて使用した場合でも、アルミニウム合金の凝着摩耗が
起こらず、アルミニウム合金製部材の摩耗、耐摩耗表面
層の摩耗が共に少ない。
The wear-resistant surface layer according to the present invention comprises a first coating layer made of phosphate and a second coating layer containing a solid lubricant formed on the first coating layer. Since it has a laminated structure, even when it is used in combination with a mating member made of aluminum alloy, cohesive wear of the aluminum alloy does not occur, and wear of the aluminum alloy member and wear of the wear-resistant surface layer are both small.

【0048】その上、燐酸塩の結晶粒子間の隙間に侵入
した固体潤滑剤が耐摩耗部材の摩耗の進行を抑制するの
で、長期間に亘って優れた耐摩耗性が保持され、優れた
耐久性が保証される。
In addition, since the solid lubricant that has entered the gaps between the phosphate crystal grains suppresses the progress of wear of the wear-resistant member, excellent wear resistance is maintained over a long period of time, and excellent durability is maintained. Is guaranteed.

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

【図1】本発明の実施例による圧力リングの拡大断面図
である。
FIG. 1 is an enlarged sectional view of a pressure ring according to an embodiment of the present invention.

【図2】燐酸マンガン層のSEM像のスケッチである。FIG. 2 is a sketch of an SEM image of a manganese phosphate layer.

【図3】燐酸マンガン層のSEM像のスケッチである。FIG. 3 is a sketch of an SEM image of a manganese phosphate layer.

【図4】実施例3の潤滑剤層のSEM像のスケッチであ
る。
FIG. 4 is a sketch of an SEM image of a lubricant layer of Example 3.

【図5】実施例6の潤滑剤層のSEM像のスケッチであ
る。
FIG. 5 is a sketch of an SEM image of a lubricant layer of Example 6.

【図6】同摩耗試験機の要部を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a main part of the wear tester.

【図7】同摩耗試験の結果を比較例と比較して示すクラ
フである。
FIG. 7 is a cliff showing the results of the wear test in comparison with a comparative example.

【図8】実施例3での摩耗試験後の潤滑剤層のSEM像
のスケッチである。
FIG. 8 is a sketch of an SEM image of a lubricant layer after a wear test in Example 3.

【図9】ピストン上昇時のピストンとそのリング溝内で
のピストンリングとの位置関係を示す拡大部分断面図で
ある。
FIG. 9 is an enlarged partial sectional view showing the positional relationship between the piston and the piston ring in the ring groove when the piston is raised.

【図10】ピストン下降時のピストンとそのリング溝内
でのピストンリングとの位置関係を示す拡大部分断面図
である。
FIG. 10 is an enlarged partial sectional view showing a positional relationship between a piston and a piston ring in a ring groove when the piston is lowered.

【図11】ガソリンエンジンのピストン周辺の断面図で
ある。
FIG. 11 is a sectional view around a piston of a gasoline engine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1...圧力リングの基体 2...燐酸マンガンの層(第一の被覆層) 3...潤滑剤層(第二の被覆層) 4...硬質クロムめっき層 7...アルミニウム合金製ディスク 8...圧力リング 9...燐酸マンガン結晶粒子 10...二硫化モリブデン粒子 11...アルミニウム合金製ピストン 11a,11b,11c...リング溝 12...第一圧力リング 13...第二圧力リング 14...油掻きリング 15...シリンダライナ 20...バインダ樹脂(ポリアミドイミド) 31...燐酸マンガン結晶粒子 32...燐酸マンガン結晶粒子 1. . . 1. Base of pressure ring . . 2. Manganese phosphate layer (first coating layer) . . 3. Lubricant layer (second coating layer) . . Hard chrome plating layer 7. . . 7. Aluminum alloy disc . . Pressure ring 9. . . Manganese phosphate crystal particles 10. . . Molybdenum disulfide particles 11. . . Aluminum alloy piston 11a, 11b, 11c. . . Ring groove 12. . . First pressure ring 13. . . Second pressure ring 14. . . Oil scraping ring 15. . . Cylinder liner 20. . . Binder resin (polyamide imide) 31. . . Manganese phosphate crystal particles 32. . . Manganese phosphate crystal particles

───────────────────────────────────────────────────── 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 F02F 5/00 F02F 5/00 N F16J 9/26 F16J 9/26 C ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical display location F02F 5/00 F02F 5/00 N F16J 9/26 F16J 9/26 C

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基体上に形成され、燐酸塩化成処理皮膜
からなる第一の被覆層と、この第一の被覆層上に形成さ
れ、固体潤滑剤の粒子を含有する第二の被覆層との積層
構造を有する耐摩耗部材において、 前記燐酸塩化成処理膜の最表面部の結晶粒子の間に隙間
が形成され、この隙間が前記固体潤滑剤の粒子を埋収す
る幅及び深さを有することを特徴とする耐摩耗部材。
1. A first coating layer formed on a substrate and comprising a phosphate conversion coating, and a second coating layer formed on the first coating layer and containing particles of a solid lubricant. In the wear-resistant member having the laminated structure of the above, a gap is formed between the crystal particles on the outermost surface of the phosphate chemical conversion treatment film, and the gap has a width and a depth for burying the solid lubricant particles. A wear-resistant member characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 多数の前記固体潤滑剤粒子の大部分を前
記隙間に埋収したことを特徴とする請求項1記載の耐摩
耗部材。
2. The wear-resistant member according to claim 1, wherein most of the plurality of solid lubricant particles are buried in the gap.
【請求項3】 前記燐酸塩化成処理皮膜が燐酸マンガン
からなる請求項1又は2記載の耐摩耗部材。
3. The wear-resistant member according to claim 1, wherein the phosphate chemical conversion treatment film is made of manganese phosphate.
【請求項4】 前記固体潤滑剤の平均粒径が1〜2μm
である請求項1から3までの何れか1項記載の耐摩耗部
材。
4. The solid lubricant has an average particle size of 1 to 2 μm.
The wear-resistant member according to any one of claims 1 to 3, wherein
【請求項5】 前記固体潤滑剤が二硫化モリブデンであ
る請求項1から4までの何れか1項の耐摩耗部材。
5. The wear-resistant member according to claim 1, wherein the solid lubricant is molybdenum disulfide.
【請求項6】 摺接する相手材がアルミニウム合金であ
る請求項1から5までの何れか1項記載の耐摩耗部材。
6. The wear-resistant member according to claim 1, wherein the mating member that slides is an aluminum alloy.
【請求項7】 前記アルミニウム合金が陽極酸化されて
いない請求項6記載の耐摩耗部材。
7. The wear-resistant member according to claim 6, wherein the aluminum alloy is not anodized.
【請求項8】 前記第一の被覆層及び第二の被覆層が、
アルミニウム合金製ピストンに装着されるピストンリン
グの少なくとも上下面に形成されている請求項7記載の
耐摩耗部材。
8. The first coating layer and the second coating layer,
The wear-resistant member according to claim 7, wherein the wear ring is formed on at least upper and lower surfaces of a piston ring mounted on an aluminum alloy piston.
【請求項9】 前記燐酸塩化成処理の前に前記基体にチ
タンコロイドによる表面調整処理を施したことを特徴と
する請求項2から8までの何れか1項記載の耐摩耗部
材。
9. The wear-resistant member according to claim 2, wherein the substrate is subjected to a surface conditioning treatment with a titanium colloid before the phosphate conversion treatment.
【請求項10】 第二の被覆層の厚さが3〜13μmで
ある請求項4から9までの何れか1項記載の耐摩耗部
材。
10. The wear-resistant member according to claim 4, wherein the thickness of the second coating layer is 3 to 13 μm.
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