JPH09209189A - Sliding member and its production - Google Patents

Sliding member and its production

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JPH09209189A
JPH09209189A JP31637396A JP31637396A JPH09209189A JP H09209189 A JPH09209189 A JP H09209189A JP 31637396 A JP31637396 A JP 31637396A JP 31637396 A JP31637396 A JP 31637396A JP H09209189 A JPH09209189 A JP H09209189A
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Japan
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aluminum alloy
sliding
sliding member
sliding surface
compound
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Kazuhiko Mori
和彦 森
Jun Kawaguchi
純 川口
Takashi Koyama
隆 小山
Yoshio Fuwa
良雄 不破
Hirobumi Michioka
博文 道岡
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Nihon Parkerizing Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Nihon Parkerizing Co Ltd
Toyota Motor Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00Metals
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2203/00Non-metallic inorganic materials
    • F05C2203/04Phosphor

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the seizing resistance and wear resistance of the sliding face of an Al allay layer or a reinforcing material-contg. Al alloy layer of a sliding member. SOLUTION: On the sliding face 2 of an Al alloy or a reinforcing material- contg. Al alloy of a sliding member, an inorganic compound film layer 3 with 0.1 to 20μm film thickness composed of one or more kinds among the compounds of Mo, W and Cr by 20 to 70wt.% (expressed in terms of metal), and the balance oxygen or composed of one or more kinds among the compounds of Mo, W and Cr by 2 to 48wt.%. (expressed in terms of metal), Al compounds by 1 to 25wt.% (expressed in terms of Al), phosphorus compounds by 1 to 25wt.% (expressed in terms of P), and the balance oxygen is formed by a chemical conversion treating method or an electrolytic treating method (with the sliding member as the cathode).

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、自動車、船舶等の
輸送機械、一般産業機械等に使用される摺動部材、およ
びその製造方法に関するものであり、より具体的にはエ
ンジン部品として好適な摺動部材およびその製造方法に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sliding member used in transportation machines such as automobiles and ships, general industrial machinery, etc., and a method for manufacturing the sliding member. More specifically, it is suitable as an engine part. The present invention relates to a sliding member and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】エンジン等で使用されるアルミニウム合
金などの非鉄金属製摺動部材は、一般に、非鉄金属製基
体、又は裏金材に摺動部材用非鉄金属合金を接合させて
形成された基材を所望の形状、例えばすべり軸受の場合
には、円筒状ブッシュまたは半割状に加工して製造され
ている。
2. Description of the Related Art A non-ferrous metal sliding member such as an aluminum alloy used in an engine or the like is generally a non-ferrous metal base or a base material formed by joining a non-ferrous metal alloy for a sliding member to a backing material. Is manufactured into a desired shape, for example, in the case of a slide bearing, processed into a cylindrical bush or a half-split shape.

【0003】摺動部材用合金としては、銅−鉛系合金又
はアルミニウム系合金が主として使用されているが、近
年ではエンジンの高回転、高出力化への対応や生産コス
ト低減のためアルミニウム合金又は強化材含有アルミニ
ウム合金の使用が増加する傾向にある。
Copper-lead alloys or aluminum alloys are mainly used as alloys for sliding members. In recent years, however, aluminum alloys or aluminum alloys have been used in order to cope with high engine rotation and output and reduce production costs. The use of aluminum alloys containing reinforcement tends to increase.

【0004】摺動部材用アルミニウム合金としては、ア
ルミニウム−錫系合金又はアルミニウム−シリコン合金
が使用される場合、Snの含有率が高い場合はオーバレ
イ層なしでも使用できるが、高性能摺動部材では一般に
Sn含有率を5〜7%程度に低くし、その耐疲労性、お
よび耐食性を向上させている。
As the aluminum alloy for the sliding member, when an aluminum-tin alloy or an aluminum-silicon alloy is used, and when the Sn content is high, it can be used without an overlay layer. Generally, the Sn content is lowered to about 5 to 7% to improve its fatigue resistance and corrosion resistance.

【0005】この場合、初期なじみ性(rapid b
reak−in)を改善するために、アルミニウム合金
層上に軟質のSn系やPb系オーバレイめっきを施して
おく必要があった。
In this case, the initial familiarity (rapid b)
In order to improve the reak-in, it was necessary to apply soft Sn-based or Pb-based overlay plating on the aluminum alloy layer.

【0006】このようなオーバレイめっき層を必要とす
る摺動部材用合金としては、例えばJIS H5402
AJ−1(10%Sn−0.75Cu−0.5Ni−
AlBal)、JIS H5402 AJ−2(6%S
n−2.5Cu−1.0Ni−Al Bal)、および
JIS AC8A(12%Si−1.0Cu−1.5N
i−Al Bal)などが知られている。
As an alloy for a sliding member which requires such an overlay plating layer, for example, JIS H5402
AJ-1 (10% Sn-0.75Cu-0.5Ni-
AlBal), JIS H5402 AJ-2 (6% S
n-2.5Cu-1.0Ni-Al Bal), and JIS AC8A (12% Si-1.0Cu-1.5N).
i-Al Bal) and the like are known.

【0007】しかし、これらの摺動部材用合金上に軟質
金属のオーバレイめっきを施した摺動部材においても、
オーバレイめっきの溶融温度が低いことにより、高負荷
条件下では潤滑油の温度上昇による潤滑面の高温化のた
めに疲労、焼付きおよび摩耗などの現象が生じ、使用に
耐えない場合が発生する。
However, even in a sliding member obtained by overlaying a soft metal overlay on these sliding member alloys,
Since the melting temperature of overlay plating is low, phenomena such as fatigue, seizure, and wear occur under high load conditions due to the temperature rise of the lubricating oil and the temperature of the lubricating surface rises, and there are cases in which it cannot be used.

【0008】また、摺動部材用金属材料を機械加工し、
その後にオーバレイ形成用電気めっきを施す方法も知ら
れているが、この方法は、多数の処理工程を必要とし、
このため生産性が低く、コストが高いという問題点を有
している。
Further, a metal material for a sliding member is machined,
There is also known a method of performing electroplating for overlay formation after that, but this method requires a large number of processing steps,
Therefore, there are problems that productivity is low and cost is high.

【0009】これに対し、アルミニウム合金層表面に、
耐熱性に優れた化成処理皮膜を施した摺動部材の例とし
て、欧州特許EP−PS 0059273や特開昭64
−49713記載の化成すべり軸受がある。
On the other hand, on the surface of the aluminum alloy layer,
As an example of a sliding member provided with a chemical conversion treatment film having excellent heat resistance, European Patent EP-PS 0059273 and Japanese Patent Laid-Open No. Sho 64-64 are cited.
There is a chemical slide bearing described in 49713.

【0010】前者は、アルミニウム軸受合金層上に、り
ん酸亜鉛皮膜を形成したもので、局部的集中荷重を除
き、軸受面に一様な分荷重を与え、なじみ性を向上させ
たものであり、後者はこれを改良し、軸受層の外周面に
りん酸亜鉛皮膜が形成することを防止したものである。
The former is one in which a zinc phosphate coating is formed on an aluminum bearing alloy layer, and a uniform load is applied to the bearing surface to remove the localized concentrated load and improve the conformability. The latter is an improvement of this to prevent the formation of a zinc phosphate film on the outer peripheral surface of the bearing layer.

【0011】しかし、前掲のりん酸亜鉛皮膜を形成した
アルミニウム合金軸受においても、りん酸亜鉛は結晶質
であるため十分な平滑性が得られず、かつ摩耗しやすい
という欠点を有し、このため得られる摺動部材は高荷重
下における耐焼付き性や耐摩耗性において不十分なもの
であった。
However, even in the above-mentioned aluminum alloy bearing having a zinc phosphate coating, zinc phosphate has a drawback that it is not crystalline because it is not sufficiently smooth and is easily worn. The obtained sliding member was insufficient in seizure resistance and wear resistance under high load.

【0012】また、特開昭64−49713に示される
ように、軸受裏面に付着した粗大なりん酸亜鉛結晶が、
軸受を軸受ハウジングに固定したとき、この固定に緩み
を生じる原因となる。この固定緩み防止のために、予め
軸受裏面に対し、りん酸塩皮膜の形成を防止する処理を
施しておく必要があるなどの問題点がある。
Further, as disclosed in JP-A-64-49713, coarse zinc phosphate crystals attached to the back surface of the bearing are
When the bearing is fixed to the bearing housing, it causes looseness in this fixing. In order to prevent the loosening of the fixing, there is a problem that it is necessary to previously perform a treatment for preventing the formation of a phosphate film on the back surface of the bearing.

【0013】即ち、現在に至るまでアルミニウム合金又
は強化材含有アルミニウム合金により形成された摺動面
に優れた耐焼付き性や耐摩耗性を付与する表面処理皮膜
や表面処理方法は見出されていないのである。
That is, up to now, no surface treatment film or surface treatment method has been found which imparts excellent seizure resistance and wear resistance to a sliding surface formed of an aluminum alloy or a reinforcing material-containing aluminum alloy. Of.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
上記問題を解決するため、摺動部材の、アルミニウム合
金又は強化材含有アルミニウム合金により形成された摺
動面上にオーバレイめっきを施すことなく、その代りに
平滑で、潤滑性および耐摩耗性に優れた特殊無機化成皮
膜層を設けることにより、従来よりも優れた耐焼付き
性、耐摩耗性を有する摺動部材、およびその製造方法を
提供しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems of the prior art, the present invention provides overlay plating on the sliding surface of a sliding member formed of an aluminum alloy or an aluminum alloy containing a reinforcing material. Instead, by providing a special inorganic chemical conversion coating layer that is smooth, and has excellent lubricity and wear resistance, a sliding member having better seizure resistance and wear resistance than before, and a method for manufacturing the same are provided. It is the one we are trying to provide.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来オー
バレイめっきなどが必要であるとされていたアルミニウ
ム合金製摺動部材について、上記めっきを施すことなく
耐焼付き性、耐摩耗性を向上させるため、アルミニウム
合金層又は強化材含有アルミニウム合金層の表面に、種
々の化成処理皮膜を形成して、それらの摺動性能につい
て鋭意検討した。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present inventors have improved seizure resistance and wear resistance of an aluminum alloy sliding member which has conventionally been required to be overplated without the above plating. In order to do so, various chemical conversion treatment films were formed on the surface of the aluminum alloy layer or the reinforcing material-containing aluminum alloy layer, and the sliding performances thereof were studied thoroughly.

【0016】その結果、基体の、アルミニウム合金又は
強化材含有アルミニウム合金により形成された摺動面
に、りん酸亜鉛、フッ化アルミニウムナトリウム、りん
酸マンガンなど、従来知られている結晶性化合物から化
成皮膜を形成した場合、この摺動面が結晶径3〜4μm
以上の粗大な化成結晶で覆われ、それにより摺動面の平
滑性が低下し、当該摺動面の摩擦係数(μ)が高くなる
ため高荷重下で焼付きを起し易くなることを見出した。
As a result, the sliding surface of the base body made of the aluminum alloy or the aluminum alloy containing the reinforcing material is formed from a conventionally known crystalline compound such as zinc phosphate, sodium aluminum fluoride or manganese phosphate. When a film is formed, this sliding surface has a crystal diameter of 3-4 μm
It was found that it is covered with the above coarse chemical crystals, which reduces the smoothness of the sliding surface and raises the friction coefficient (μ) of the sliding surface, so that seizure easily occurs under high load. It was

【0017】本発明者らはこれらの知見から、摺動面に
非晶質または結晶性が低く、平滑、かつ硬質であって、
しかも耐摩耗性、および耐熱性に優れた化成皮膜を形成
するため、さらに研究を重ねた。
Based on these findings, the present inventors have found that the sliding surface is amorphous or low in crystallinity, smooth and hard,
Moreover, further research was conducted to form a chemical conversion film having excellent wear resistance and heat resistance.

【0018】その結果、モリブデン、タングステン、ま
たはクロムの少なくとも1種の金属の化合物を主成分と
して含み、残部が実質的に酸素からなる無機化合物皮膜
層を、摺動部材基体の、アルミニウム合金又は強化材含
有アルミニウム合金から形成された摺動面上に形成する
ことにより、従来のりん酸亜鉛化成皮膜よりも良好な耐
焼付き性および耐摩耗性を有し、またはなじみ性が高い
摺動部材が得られることを見出した。またこのような性
能を示す、無機化合物皮膜層は、モリブデン、タングス
テン、およびクロムから選ばれた少なくとも1種の金属
の化合物を、金属に換算して合計2〜70重量%含み、
残部が実質的に酸素からなるものであることを見出し
た。
As a result, an inorganic compound film layer containing a compound of at least one metal of molybdenum, tungsten, or chromium as a main component, and the balance substantially consisting of oxygen is used as an aluminum alloy or a strengthening material for the sliding member substrate. By forming it on the sliding surface made of aluminum alloy containing aluminum, it is possible to obtain a sliding member that has better seizure resistance and wear resistance than the conventional zinc phosphate conversion coating, or is highly compatible. I found that Further, the inorganic compound film layer exhibiting such performance contains a compound of at least one metal selected from molybdenum, tungsten, and chromium in a total amount of 2 to 70% by weight in terms of metal,
It has been found that the balance consists essentially of oxygen.

【0019】また、発明者らはさらに研究を続け、摺動
部材基体のアルミニウム合金又は強化材含有アルミニウ
ム合金から形成された摺動面上に、モリブデン、タング
ステン、またはクロムの少なくとも1種の金属の化合物
と、アルミニウム化合物と、りん化合物とを含み、残部
が実質的に酸素からなる無機化合物皮膜を形成すること
により、さらに優れた耐焼付き性および耐摩耗性を有
し、またはなじみ性にすぐれた摺動部材が得られるこ
と、およびこの無機化合物皮膜は、モリブデン、タング
ステン、およびクロムから選ばれた少なくとも1種の金
属の化合物を、金属に換算して合計2〜48重量%と、
アルミニウム化合物をアルミニウム金属に換算して1〜
25重量%と、りん化合物をりんに換算して1〜25重
量%とを含み、残部が実質的に酸素からなるものである
ことを見出した。
Further, the inventors have continued to research, and at least one metal selected from molybdenum, tungsten, and chromium was formed on the sliding surface of the sliding member substrate formed of the aluminum alloy or the reinforcing alloy containing aluminum. By forming an inorganic compound film containing a compound, an aluminum compound, and a phosphorus compound, and the balance substantially consisting of oxygen, it has further excellent seizure resistance and abrasion resistance, or is excellent in familiarity. A sliding member is obtained, and the inorganic compound film has a total of 2 to 48% by weight of a compound of at least one metal selected from molybdenum, tungsten, and chromium in terms of metal.
Converting aluminum compound to aluminum metal
It has been found that it contains 25% by weight and 1 to 25% by weight of phosphorus compound in terms of phosphorus, and the balance substantially consists of oxygen.

【0020】また発明者らは、本発明の摺動部材を製造
する方法についても鋭意検討し、モリブデン酸イオン、
タングステン酸イオン、および/またはクロム酸イオン
を含み、および弗素イオンと、必要によりりん酸などの
無機りん化合物イオン、を含む水溶液に、摺動部材基体
上にアルミニウム合金又は強化材含有アルミニウム合金
により形成された摺動面を接触させる化成処理方法によ
り、本発明の摺動部材を製造することが可能であり、或
は弗素イオンを含まない処理液を用いる場合でも、この
処理液中で、摺動部材の摺動面を陰極としてアルミニウ
ム合金層に電解処理を施す方法により本発明の摺動部材
を製造し得ることを見出して本発明を完成した。
The present inventors have also diligently studied the method for producing the sliding member of the present invention, and have investigated molybdate ion,
Formed by an aluminum alloy or an aluminum alloy containing a reinforcing material on a sliding member base in an aqueous solution containing tungstate ion and / or chromate ion and containing fluorine ion and optionally inorganic phosphorus compound ion such as phosphoric acid It is possible to produce the sliding member of the present invention by the chemical conversion treatment method of bringing the sliding surfaces into contact with each other, or even when a treatment liquid containing no fluorine ion is used, sliding is performed in this treatment liquid. The present invention has been completed by finding that the sliding member of the present invention can be manufactured by a method in which an aluminum alloy layer is subjected to electrolytic treatment using the sliding surface of the member as a cathode.

【0021】本発明の摺動部材は、アルミニウム合金又
は強化材含有アルミニウム合金により形成されている摺
動面を有する基体と、前記基体摺動面上に形成され、モ
リブデン化合物、タングステン化合物およびクロム化合
物から選ばれた少なくとも1種の金属化合物を、金属に
換算して合計20〜70重量%、および実質的に酸素か
らなる残部を含み、かつ0.1〜20μmの膜厚を有す
る無機化合物皮膜層とを有することを特徴とするもので
ある。この摺動部材を、以下本第一発明の摺動部材と記
す。
The sliding member of the present invention comprises a substrate having a sliding surface formed of an aluminum alloy or a reinforcing material-containing aluminum alloy, and a molybdenum compound, a tungsten compound and a chromium compound formed on the substrate sliding surface. An inorganic compound film layer containing at least one metal compound selected from the above, a total of 20 to 70% by weight in terms of metal, and the balance substantially consisting of oxygen, and having a film thickness of 0.1 to 20 μm. It is characterized by having. This sliding member is hereinafter referred to as the sliding member of the first invention.

【0022】本発明の他の摺動部材は、アルミニウム合
金又は強化材含有アルミニウム合金により形成されてい
る摺動面を有する基体と、前記基体摺動面上に形成さ
れ、モリブデン化合物、タングステン化合物およびクロ
ム化合物から選ばれた少なくとも1種の金属化合物を、
金属に換算して合計2〜48重量%、アルミニウム化合
物を、アルミニウム金属に換算して1〜25重量%、り
ん化合物を、りんに換算して1〜25重量%、および、
実質的に酸素からなる残部を含み、かつ0.1〜20μ
mの膜厚を有する無機化成皮膜層とを有することを特徴
とするものである。以下、この摺動部材を本第二発明の
摺動部材と記す。
Another sliding member of the present invention is a substrate having a sliding surface formed of an aluminum alloy or a reinforcing material-containing aluminum alloy, and a molybdenum compound, a tungsten compound and a molybdenum compound formed on the sliding surface of the substrate. At least one metal compound selected from chromium compounds,
2 to 48% by weight in terms of metal, 1 to 25% by weight of aluminum compound in terms of aluminum metal, 1 to 25% by weight of phosphorus compound in terms of phosphorus, and
0.1 to 20 μm, including the balance consisting essentially of oxygen
and an inorganic chemical conversion coating layer having a thickness of m. Hereinafter, this sliding member will be referred to as the sliding member of the second invention.

【0023】前記第一発明摺動部材を製造する方法は、
アルミニウム合金又は強化材含有アルミニウム合金によ
り形成されている摺動面を有する基体の前記摺動面を、
モリブデン酸イオン、タングステン酸イオン、およびク
ロム酸イオンから選ばれた少なくとも1種と、弗素イオ
ンとを含む水溶液に接触させることを特徴とするもので
ある。
The method for producing the sliding member according to the first aspect of the present invention comprises:
The sliding surface of the base having a sliding surface formed of an aluminum alloy or a reinforcing material-containing aluminum alloy,
It is characterized in that it is brought into contact with an aqueous solution containing at least one selected from molybdate ion, tungstate ion and chromate ion, and fluorine ion.

【0024】前記第一発明摺動部材を製造する他の方法
は、アルミニウム合金又は強化材含有アルミニウム合金
により形成されている摺動面を有する基体の、前記摺動
面に、モリブデン酸イオン、タングステン酸イオン、お
よびクロム酸イオンから選ばれた少なくとも1種を含む
水溶液中において、前記基体摺動面を陰極として電解処
理を施すことを特徴とするものである。
Another method for producing the sliding member of the first invention is a substrate having a sliding surface formed of an aluminum alloy or a reinforcing material-containing aluminum alloy, wherein the sliding surface has molybdate ions or tungsten. The method is characterized in that electrolytic treatment is performed in an aqueous solution containing at least one selected from acid ions and chromate ions, with the sliding surface of the substrate as a cathode.

【0025】前記第二発明摺動部材を製造する方法は、
アルミニウム合金又は強化材含有アルミニウム合金によ
り形成されている摺動面を有する基体の、前記摺動面
を、モリブデン酸イオン、タングステン酸イオン、およ
びクロム酸イオンから選ばれた少なくとも1種と、りん
酸、亜りん酸、および縮合りん酸から選択された少なく
とも1種のりん化合物のイオンと、弗素イオンとを含む
水溶液に接触させることを特徴とするものである。
The method for producing the sliding member according to the second aspect of the invention is
At least one selected from molybdate ion, tungstate ion, and chromate ion is used as the base material having a sliding surface formed of an aluminum alloy or a reinforcing material-containing aluminum alloy, and phosphoric acid. It is characterized in that it is brought into contact with an aqueous solution containing ions of at least one phosphorus compound selected from, phosphorous acid, and condensed phosphoric acid, and fluorine ions.

【0026】前記第二発明摺動部材を製造する他の方法
は、アルミニウム合金又は強化材含有アルミニウム合金
により形成されている摺動面を有する基体の、前記摺動
面に、モリブデン酸イオン、タングステン酸イオン、お
よびクロム酸イオンから選ばれた少なくとも1種と、り
ん酸、亜りん酸、および縮合りん酸から選ばれた少なく
とも1種のりん含有イオンとを含む水溶液中で、前記基
体摺動面を陰極として電解処理を施すことを特徴とする
ものである。
Another method for producing the sliding member according to the second aspect of the present invention is that a molybdate ion, tungsten is formed on the sliding surface of a substrate having a sliding surface formed of an aluminum alloy or a reinforcing material-containing aluminum alloy. The substrate sliding surface in an aqueous solution containing at least one selected from acid ions and chromate ions and at least one phosphorus-containing ion selected from phosphoric acid, phosphorous acid, and condensed phosphoric acid. Is used as a cathode for electrolytic treatment.

【0027】また、本発明の摺動部材は、上記化成処理
方法および電解処理方法の他に、CVD法(化学的蒸着
法)、PVD法(物理的蒸着法)、常圧CVD法(パイ
ロゾル法)、または溶射法によって製造することも可能
である。
In addition to the chemical conversion treatment method and the electrolytic treatment method described above, the sliding member of the present invention has a CVD method (chemical vapor deposition method), a PVD method (physical vapor deposition method), an atmospheric pressure CVD method (pyrosol method). ), Or a thermal spraying method.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】本発明の摺動部材の一実施態様と
してすべり軸受材をあげることができる。このすべり軸
受材は、図1に示されているように金属製裏面例えば鋼
製裏金1上にアルミニウム合金又は強化材含有アルミニ
ウム金層の層2が形成されており、さらにその上に無機
化合物皮膜層3が形成されているものである。このよう
な本発明の摺動部材において、アルミニウム合金層又は
強化材含有アルミニウム合金により形成された摺動面上
に、モリブデン、タングステン、およびクロムのうち少
なくとも1種の金属の化合物を、第1発明においては合
計量2〜70重量%(金属換算)含み、残部が実質的に
酸素からなる無機化合物皮膜層を有することを特徴とす
るものである。この無機化合物皮膜層には、第2発明の
場合、アルミニウム化合物およびりん化合物がさらに含
まれていてもよく、この場合、無機化合物皮膜層はモリ
ブデン、タングステン、および/又はクロム化合物の含
有率合計は2〜48重量%(金属換算)、アルミニウム
化合物の含有率が1〜25重量%(アルミニウム金属換
算)、りん化合物の含有率が1〜25重量%(りん換
算)、残部が実質的に酸素からなるものである。すべり
軸受を除く他の摺動部材においては、その摺動面を強化
材含有アルミニウム合金により形成することができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A slide bearing material can be cited as an embodiment of the sliding member of the present invention. As shown in FIG. 1, this plain bearing material has a metal back surface 1, for example, a steel back metal 1, on which a layer 2 of an aluminum alloy or a reinforcing material-containing aluminum gold layer is formed, and further, an inorganic compound film thereon. The layer 3 is formed. In such a sliding member of the present invention, a compound of at least one metal selected from molybdenum, tungsten, and chromium is provided on the sliding surface formed of the aluminum alloy layer or the reinforcing material-containing aluminum alloy. In the above, it is characterized by having an inorganic compound film layer containing a total amount of 2 to 70% by weight (metal conversion) and the balance substantially consisting of oxygen. In the case of the second invention, the inorganic compound coating layer may further contain an aluminum compound and a phosphorus compound. In this case, the inorganic compound coating layer has a total content of molybdenum, tungsten, and / or chromium compounds. 2 to 48% by weight (metal conversion), aluminum compound content is 1 to 25% by weight (aluminum metal conversion), phosphorus compound content is 1 to 25% by weight (phosphorus conversion), and the balance is substantially oxygen. It will be. In other sliding members except the plain bearing, the sliding surface can be formed of a reinforcing material-containing aluminum alloy.

【0029】本発明が適用可能な摺動部材の基体は、ア
ルミニウム合金又は強化材含有アルミニウム合金による
摺動面を有するものであって、上記摺動合金層は金属製
裏金、例えば鋼製裏金上に形成されていてもよい。アル
ミニウム合金の種類としては、JIS H5402 A
J−1(10%Sn−0.75Cu−0.5Ni−Al
Bal)、およびJIS H5402 AJ−2(6
%Sn−2.5Cu−1.0Ni−Al Bal)など
のAl−Sn−Cu系合金、並びにAl−Si合金、A
l−Sn−Si−Pb−Cu合金、Al−Pb合金、お
よびAl−Zn−Si−Cu−Pb合金等が包含され
る。また、強化材含有アルミニウム合金は、アルミナ繊
維、シリカ繊維、アルミナ粒子及び/又はシリカ粒子な
どの無機材料により補強された上記アルミニウム合金を
包含する。この場合、強化材は、太さ0.1〜200μ
m、長さ1〜100mmのアルミナ、又はシリカ繊維或
は、粒径0.1〜500μmのアルミナ粒子又はシリカ
粒子などから選ばれ、その含有量は1〜40体積%であ
る。
The base of the sliding member to which the present invention is applicable has a sliding surface made of an aluminum alloy or an aluminum alloy containing a reinforcing material, and the sliding alloy layer is a metal backing, for example, a steel backing. It may be formed in. The type of aluminum alloy is JIS H5402 A
J-1 (10% Sn-0.75Cu-0.5Ni-Al
Bal), and JIS H5402 AJ-2 (6
% Sn-2.5Cu-1.0Ni-AlBal) and other Al-Sn-Cu based alloys, as well as Al-Si alloys, A
1-Sn-Si-Pb-Cu alloy, Al-Pb alloy, Al-Zn-Si-Cu-Pb alloy, etc. are included. Further, the reinforcing material-containing aluminum alloy includes the above aluminum alloy reinforced by an inorganic material such as alumina fiber, silica fiber, alumina particles and / or silica particles. In this case, the reinforcing material has a thickness of 0.1 to 200 μm.
m, a length of 1 to 100 mm, or an alumina or silica fiber, or an alumina particle or a silica particle having a particle diameter of 0.1 to 500 μm, and the content thereof is 1 to 40% by volume.

【0030】このような摺動部材は、そのアルミニウム
合金層又は強化材含有アルミニウム合金層が内面(摺動
面)を形成するように配置され、機械加工され、かつ表
面仕上げされ、その後に、その上に本発明に係る無機化
合物皮膜層が形成される。
Such a sliding member is arranged such that its aluminum alloy layer or aluminum alloy layer containing a reinforcing material forms an inner surface (sliding surface), is machined and surface-finished, and thereafter, The inorganic compound film layer according to the present invention is formed on the top surface.

【0031】摺動面上に形成される無機化合物皮膜層の
厚さは、0.1〜20μmであり、好ましくは0.2〜
4μmである。この厚さが0.1μm未満では得られる
摺動部材の摺動面の耐摩耗性が不十分となり、またそれ
が20μmを超えると当該無機化合物皮膜層のアルミニ
ウム合金層又は強化材含有アルミニウム合金層に対する
密着性が不十分になる。
The thickness of the inorganic compound film layer formed on the sliding surface is 0.1 to 20 μm, preferably 0.2 to
It is 4 μm. If this thickness is less than 0.1 μm, the abrasion resistance of the sliding surface of the resulting sliding member will be insufficient, and if it exceeds 20 μm, the aluminum alloy layer of the inorganic compound film layer or the reinforcing material-containing aluminum alloy layer will be described. Adhesion to is insufficient.

【0032】摺動面上形成された無機化合物皮膜は、モ
リブデン、タングステン、およびクロムの酸化物、水和
酸化物、又は複酸化物等などから選ばれた1種以上の金
属化合物を含み、必要によりこの他にりん酸アルミニウ
ムや亜りん酸アルミニウム等のアルミニウム化合物およ
びりん化合物を含む無機複合皮膜であり、この皮膜層
は、上記成分に加えてモリブドりん酸塩などのヘテロポ
リ酸塩等の化合物を含んでいてもよい。この無機化合物
皮膜層の外観は、灰色、黄金色〜茶色、又は黒色、など
の色調を呈し、干渉色を呈することもある。
The inorganic compound film formed on the sliding surface contains at least one metal compound selected from oxides, hydrated oxides, complex oxides, etc. of molybdenum, tungsten, and chromium, and is required. In addition to this, it is an inorganic composite film containing an aluminum compound such as aluminum phosphate and aluminum phosphite and a phosphorus compound. This film layer contains a compound such as a heteropolyacid salt such as molybdophosphate in addition to the above components. May be included. The appearance of this inorganic compound film layer exhibits a color tone such as gray, golden to brown, or black, and may exhibit an interference color.

【0033】無機化合物皮膜層中には、これらの他に摺
動合金中に含まれる少量のSn,Ni,Pb,Si、ま
たは処理浴中に含まれるNa,Fなどが不純物として共
析する場合があるが、これらは少量であれば摺動性能に
悪影響を与えることはない。
In addition to these, small amounts of Sn, Ni, Pb, Si contained in the sliding alloy, or Na, F contained in the treatment bath as eutectoids in the inorganic compound film layer. However, a small amount of these does not adversely affect the sliding performance.

【0034】本発明の摺動部材において、基体のアルミ
ニウム合金層又は強化材含有アルミニウム合金層の上に
形成される無機化合物皮膜層は、モリブデン化合物、タ
ングステン化合物、およびクロム化合物から選ばれた少
なくとも1種の金属化合物を合計で2〜70重量%好ま
しくは3〜60重量%(金属換算)、残部が実質的に酸
素からなるものであり、必要によりこれにさらにアルミ
ニウム化合物およびりん化合物が含まれていてもよく、
この場合、無機化合物皮膜層はモリブデン化合物、タン
グステン化合物、およびクロム化合物の少なくとも1種
の金属化合物を合計で2〜48重量%好ましくは10〜
42重量%(金属換算)と、アルミニウム化合物を1〜
25重量%、好ましくは5〜20重量%(アルミニウム
金属換算)と、りん化合物を1〜25重量%、好ましく
は5〜23重量%(りん換算)含み、残部が実質的に酸
素からなるものである。最も好ましい無機化合物皮膜の
組成は、モリブデン化合物、タングステン化合物、およ
びクロム化合物のうち少なくとも1種の合計含有率が2
5〜42重量%(金属換算)であり、アルミニウム化合
物の含有率が5〜15重量%(アルミニウム金属換算)
であり、りん化合物の含有率が7〜17重量%(りん換
算)含み、残部が実質的に酸素からなるものである。
In the sliding member of the present invention, the inorganic compound film layer formed on the aluminum alloy layer or the reinforcing material-containing aluminum alloy layer of the substrate is at least one selected from molybdenum compounds, tungsten compounds and chromium compounds. 2 to 70% by weight, preferably 3 to 60% by weight (in terms of metal), of the total amount of the seed metal compound, and the balance substantially consisting of oxygen, and if necessary, further contains an aluminum compound and a phosphorus compound. Maybe,
In this case, the inorganic compound film layer contains at least one metal compound selected from the group consisting of molybdenum compounds, tungsten compounds and chromium compounds in a total amount of 2 to 48% by weight, preferably 10 to 40% by weight.
42% by weight (metal conversion) and 1 to aluminum compound
25% by weight, preferably 5 to 20% by weight (converted to aluminum metal), 1 to 25% by weight, preferably 5 to 23% by weight (converted to phosphorus) of a phosphorus compound, and the balance substantially consisting of oxygen. is there. The most preferable composition of the inorganic compound film is such that the total content of at least one of a molybdenum compound, a tungsten compound, and a chromium compound is 2 or less.
5 to 42% by weight (metal conversion), and the content rate of the aluminum compound is 5 to 15% by weight (aluminum metal conversion)
The content of the phosphorus compound is 7 to 17% by weight (converted to phosphorus), and the balance is substantially oxygen.

【0035】無機化合物皮膜層形成処理直後は、得られ
た皮膜には、水和酸化物等の水和水や吸着水を構成する
多量の水素原子を含むが、処理後の乾燥、加熱乾燥時に
脱水してその多くが失われ、これに伴い皮膜が硬化、安
定化するため、皮膜成分を構成する原子のうち、上記水
分に由来する水素原子の含有率は実質的には無視できる
ほど少ないものとなる。
Immediately after the inorganic compound coating layer forming treatment, the obtained coating contains a large amount of hydrogen atoms constituting hydrated water such as hydrated oxide and adsorbed water. Much of the water is lost by dehydration, and the film hardens and stabilizes accordingly, so the content of hydrogen atoms derived from the above-mentioned water among the constituent atoms of the film is practically negligible. Becomes

【0036】無機化合物皮膜成分中の、モリブデン化合
物、タングステン化合物、およびクロム化合物のうち、
モリブデンおよびタングステンの化合物が皮膜の密着性
および耐熱性を向上させるという点からより好ましいも
のである。
Of the molybdenum compound, tungsten compound and chromium compound in the inorganic compound film component,
Compounds of molybdenum and tungsten are more preferable from the viewpoint of improving the adhesion and heat resistance of the film.

【0037】本第一発明摺動部材において、無機化合物
皮膜成分中のモリブデン化合物、タングステン化合物、
およびクロム化合物の含有率の合計が2%(金属換算)
未満では皮膜の耐摩耗性が不十分である。またそれが、
70重量%(金属換算)を超えると皮膜の化学的安定性
が不十分になるという不都合を生ずる。本第二発明すべ
り軸受材において、モリブデン化合物、タングステン化
合物、およびクロム化合物の含有率の合計が2重量%
(金属換算)未満の場合や、アルミニウム化合物の含有
率が25重量%(金属換算)を超える場合、およびりん
化合物の含有率が25重量%(りん換算)を超える場合
には、得られる皮膜層の表面粗さが過大になり、それに
より耐焼付性能が不十分になる。
In the sliding member according to the first aspect of the present invention, molybdenum compound, tungsten compound in the inorganic compound film component,
And the total content of chromium compounds is 2% (metal conversion)
If it is less than 1, the abrasion resistance of the coating is insufficient. In addition,
If it exceeds 70% by weight (metal conversion), the chemical stability of the film becomes insufficient, which is a disadvantage. In the sliding bearing material of the second aspect of the present invention, the total content of molybdenum compound, tungsten compound and chromium compound is 2% by weight.
When the content is less than (metal equivalent), the content of the aluminum compound exceeds 25% by weight (metal conversion), or the content of the phosphorus compound exceeds 25% by weight (phosphorus conversion), the obtained coating layer is obtained. Has an excessively large surface roughness, resulting in insufficient seizure resistance.

【0038】また、第二発明摺動部材においては、前記
金属化合物含有率の合計が2重量%(金属換算)未満の
場合や、アルミニウム化合物含有率が25重量%(金属
換算)を超える場合、およびりん化合物含有率が25重
量%(りん換算)を超える場合には、得られる皮膜層の
表面粗さが過大になり、耐焼付性能が不十分になる。さ
らに第二発明摺動部材において、無機化合物皮膜層中の
モリブデン、タングステン、およびクロムの化合物の含
有率の合計が48重量%(金属換算)を超えた場合や、
アルミニウム化合物の含有率が1重量%(金属換算)未
満の場合、およびりん化合物の含有率が1%(りん換
算)未満の場合には、得られる皮膜層の表面粗さが過大
になる。
In the sliding member of the second invention, when the total content of the metal compounds is less than 2% by weight (metal conversion) or when the content of the aluminum compounds exceeds 25% by weight (metal conversion), When the phosphorus compound content exceeds 25% by weight (converted to phosphorus), the surface roughness of the obtained coating layer becomes excessive and the seizure resistance becomes insufficient. Furthermore, in the second invention sliding member, when the total content of compounds of molybdenum, tungsten, and chromium in the inorganic compound coating layer exceeds 48% by weight (metal conversion),
When the content of the aluminum compound is less than 1% by weight (metal conversion) and when the content of the phosphorus compound is less than 1% (phosphorus conversion), the surface roughness of the obtained coating layer becomes excessive.

【0039】また、本発明の方法により摺動部材の摺動
面上に無機化合物皮膜層を形成するとき、金属製、特に
鋼製裏金の反対側面(裏面)の上にも、同時に干渉色〜
黒色のモリブデン、タングステン、またはクロムの酸化
物やりん酸鉄を成分として含む薄膜が形成されるが、こ
の薄膜には鋼製裏金に耐食性を付与し発錆を防止する効
果があるため、本発明方法は、裏面を含む摺動部材全体
に一括して施されることがより好ましい。
Further, when the inorganic compound film layer is formed on the sliding surface of the sliding member by the method of the present invention, the interference color to the opposite side (rear surface) of the metal backing, especially the steel backing, can be simultaneously improved.
Although a thin film containing black oxide of molybdenum, tungsten, or chromium or iron phosphate as a component is formed, this thin film has an effect of imparting corrosion resistance to a steel backing and preventing rusting. More preferably, the method is collectively applied to the entire sliding member including the back surface.

【0040】次に本発明の摺動部材の製造方法について
詳細に説明する。
Next, the method for manufacturing the sliding member of the present invention will be described in detail.

【0041】表面加工仕上げされた摺動部材の基体表面
には、切削油等の油分等が付着しているため、前処理と
してあらかじめ有機溶剤または界面活性剤を含む水系洗
浄液等による脱脂洗浄を施しておく必要がある。
Since the oil content such as cutting oil adheres to the surface of the base member of the surface-finished sliding member, it is preliminarily subjected to degreasing cleaning with an aqueous cleaning solution containing an organic solvent or a surfactant. Need to be kept.

【0042】第一発明摺動部材を製造するには、基体の
アルミニウム合金層又は強化材含有アルミニウム合金層
の表面を、モリブデン酸イオン、タングステン酸イオ
ン、およびクロム酸イオンから選ばれた少なくとも1種
と、弗素イオンとを含む水溶液に、浸漬法やスプレー法
などの方法によって接触させる化成処理方法、およびモ
リブデン酸イオン、タングステン酸イオン、およびクロ
ム酸イオンから選ばれた少なくとも1種を含む水溶液中
で、当該基体摺動面を陰極として、この基体のアルミニ
ウム合金層又は強化材含有アルミニウム合金層の上に電
解処理を施す方法を用いることができる。
In order to manufacture the sliding member of the first invention, the surface of the aluminum alloy layer or the reinforcing material-containing aluminum alloy layer of the substrate is provided with at least one kind selected from molybdate ion, tungstate ion and chromate ion. In an aqueous solution containing at least one selected from a molybdate ion, a tungstate ion, and a chromate ion, by contacting an aqueous solution containing an ion and a fluorine ion with a method such as a dipping method or a spray method. It is possible to use a method of subjecting the sliding surface of the base body to a cathode and subjecting the aluminum alloy layer or the reinforcing material-containing aluminum alloy layer of the base body to electrolytic treatment.

【0043】また、第二発明摺動部材を製造するには、
基体のアルミニウム合金層又は強化材含有アルミニウム
合金層の表面上に、モリブデン酸イオン、タングステン
酸イオン、およびクロム酸イオンから選ばれた少なくと
も1種と、りん酸、亜りん酸、および縮合りん酸から選
択された少なくとも1種のりん化合物イオンと、弗素イ
オンとを含む水溶液に、上記と同様にして接触させる化
成処理方法、および、モリブデン酸イオン、タングステ
ン酸イオン、クロム酸イオンから選ばれた少なくとも1
種と、りん酸、亜りん酸、および縮合りん酸から選択さ
れた少なくとも1種のりん化合物イオンとを含む水溶液
中において前記基体摺動面を陰極として、前記基体の摺
動面に電解処理を施す方法などを用いることができる。
In order to manufacture the sliding member of the second invention,
On the surface of the aluminum alloy layer or the reinforcing material-containing aluminum alloy layer of the substrate, at least one selected from molybdate ion, tungstate ion, and chromate ion, and phosphoric acid, phosphorous acid, and condensed phosphoric acid are used. A chemical conversion treatment method in which an aqueous solution containing at least one selected phosphorus compound ion and a fluorine ion is contacted in the same manner as described above, and at least one selected from molybdate ion, tungstate ion, and chromate ion.
And an electrolytic treatment on the sliding surface of the base in an aqueous solution containing a seed and at least one phosphorus compound ion selected from phosphoric acid, phosphorous acid, and condensed phosphoric acid. A method of applying can be used.

【0044】本発明方法に用いられるモリブデン酸イオ
ン、タングステン酸イオン、およびクロム酸イオンと
は、これらのオルト酸、又はポリ酸などを水中に溶解す
ることにより生成する。従って処理浴中におけるこれら
の金属含有イオンの存在形態は、Mo7 24- ,W8
26 4-などのポリモリブデン酸、ポリタングステン酸や
Cr2 7 2- などの重クロム酸イオンなどを包含する。
The molybdate ion, tungstate ion, and chromate ion used in the method of the present invention are produced by dissolving these ortho acids or polyacids in water. Therefore, the existence form of these metal-containing ions in the treatment bath is Mo 7 O 24 B , W 8
It includes polymolybdic acid such as O 26 4− , polytungstic acid and dichromate ions such as Cr 2 O 7 2− .

【0045】モリブデン酸イオン、タングステン酸イオ
ン、およびクロム酸イオンは、モリブデン酸アンモニウ
ム、モリブデン酸ナトリウム、タングステン酸カリウ
ム、重クロム酸ナトリウムなどのアルカリ金属塩または
アンモニウム塩を水中に溶解することにより形成される
ことが好ましい。
The molybdate ion, tungstate ion, and chromate ion are formed by dissolving an alkali metal salt or ammonium salt of ammonium molybdate, sodium molybdate, potassium tungstate, sodium dichromate, etc. in water. Preferably.

【0046】本発明方法に用いられる処理浴中のモリブ
デン酸イオン、タングステン酸イオン、およびクロム酸
イオンは、何れの場合もそれらの濃度の合計が0.1〜
400g/リットルの範囲であることが好ましい。この
金属含有イオン濃度が0.1g/リットル未満では十分
な厚さの皮膜層が得られず、またそれが400g/リッ
トルを超えると最大溶解度を超えて沈澱を生じるため実
用が困難となる。より好ましい濃度範囲は1〜100g
/リットルである。
The molybdate ion, tungstate ion and chromate ion in the treatment bath used in the method of the present invention have a total concentration of 0.1 to 0.1 in each case.
It is preferably in the range of 400 g / liter. If the metal-containing ion concentration is less than 0.1 g / liter, a coating layer having a sufficient thickness cannot be obtained, and if it exceeds 400 g / liter, the maximum solubility is exceeded and precipitation occurs, which makes practical use difficult. More preferable concentration range is 1 to 100 g
/ Liter.

【0047】第二発明摺動部材を製造するための化成処
理方法において、処理浴中のりん酸、亜りん酸、または
縮合りん酸から選択される無機りん化合物のイオンは、
これらの酸から生成したものであってもよいが、りん酸
ナトリウム、りん酸アンモニウム、亜りん酸カリウム、
ピロりん酸ナトリウムなどの可溶性塩から生成したもの
であることが好ましく、りん酸モノナトリウム、りん酸
モノアンモニウムなどの酸性りん酸塩を用いることが最
も好ましい。
In the chemical conversion treatment method for producing the sliding member of the second invention, the ion of the inorganic phosphorus compound selected from phosphoric acid, phosphorous acid or condensed phosphoric acid in the treatment bath is
Although it may be produced from these acids, sodium phosphate, ammonium phosphate, potassium phosphite,
It is preferably produced from a soluble salt such as sodium pyrophosphate, and most preferably an acidic phosphate such as monosodium phosphate or monoammonium phosphate is used.

【0048】この場合、りん酸、亜りん酸、または縮合
りん酸のイオンの好ましい濃度範囲は、0.1〜300
g/リットルであり、より好ましい範囲は0.5〜10
0g/リットルである。
In this case, the preferable concentration range of the ions of phosphoric acid, phosphorous acid, or condensed phosphoric acid is 0.1 to 300.
g / liter, more preferably 0.5 to 10
It is 0 g / liter.

【0049】また、本発明方法において、処理液中に弗
素イオンが含まれる場合、この弗素イオンは、フッ化ナ
トリウム、酸性フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フ
ッ化アンモニウム、硼フッ化ナトリウム、珪フッ化ナト
リウム、フッ化水素酸、硼フッ化水素酸、珪フッ化水素
酸、ジルコンフッ化水素酸、チタンフッ化水素酸などの
化合物によって供給されるものであってよく、これらの
化合物は、適宜に選択使用することができる。
Further, in the method of the present invention, when the treatment liquid contains fluorine ions, the fluorine ions are sodium fluoride, sodium acid fluoride, potassium fluoride, ammonium fluoride, sodium borofluoride, silica fluoride. It may be supplied by a compound such as sodium fluoride, hydrofluoric acid, borohydrofluoric acid, hydrosilicofluoric acid, zircon hydrofluoric acid, titanium hydrofluoric acid, and these compounds are appropriately selected. Can be used.

【0050】この場合、弗素イオンメータ等によって測
定される弗素イオンの濃度は、0.02〜100g/リ
ットルであることが好ましく、最も好ましい範囲は0.
1〜5g/リットルである。
In this case, the concentration of fluorine ions measured by a fluorine ion meter or the like is preferably 0.02 to 100 g / liter, and the most preferable range is 0.
It is 1 to 5 g / liter.

【0051】弗素イオン濃度が0.02g/リットル未
満ではアルミニウム合金層又は強化材含有アルミニウム
合金層に対するエッチング効果が不十分であるために無
機化合物皮膜層が形成されず、また、それが100g/
リットルを超えると、得られる摺動部材の摺動面の表面
粗度が過大となって摺動性能が低下するため好ましくな
い。
When the fluorine ion concentration is less than 0.02 g / liter, the inorganic compound film layer is not formed because the etching effect on the aluminum alloy layer or the reinforcing material-containing aluminum alloy layer is insufficient, and it is 100 g / l.
If it exceeds liter, the surface roughness of the sliding surface of the obtained sliding member becomes excessive and the sliding performance deteriorates, which is not preferable.

【0052】また、上記水溶液接触法用処理浴中には硝
酸イオン、過酸化水素などの酸化剤を添加することによ
り皮膜形成速度や浴の安定性を向上させることも可能で
ある。
It is also possible to improve the rate of film formation and the stability of the bath by adding an oxidizing agent such as nitrate ions and hydrogen peroxide to the treatment bath for the aqueous solution contact method.

【0053】平滑で十分な皮膜付着量を得るためには、
上記処理浴のpH値が、2〜7の範囲内にあることが好ま
しく、3〜6が最も好ましい。一般にりん化合物の供給
源としてりん酸モノナトリウム、りん酸モノアンモニウ
ムなどの酸性りん酸塩を使用すれば、特にpH値を調整す
ることなく適正なpH値を得ることができる。
In order to obtain a smooth and sufficient coating amount,
The pH value of the treatment bath is preferably in the range of 2 to 7, and most preferably 3 to 6. Generally, when an acidic phosphate such as monosodium phosphate or monoammonium phosphate is used as the source of phosphorus compounds, an appropriate pH value can be obtained without adjusting the pH value.

【0054】また、上記水溶液接触法用処理液の処理温
度は20〜80℃であることが好ましく、処理時間は弗
素イオン濃度、処理温度によっても異なるが通常5秒〜
600秒で十分である。
The treatment temperature of the treatment solution for the aqueous solution contacting method is preferably 20 to 80 ° C., and the treatment time is usually 5 seconds or more, though it depends on the fluorine ion concentration and the treatment temperature.
600 seconds is sufficient.

【0055】本発明方法において、陰極電解法により無
機化合物皮膜を形成する場合、この電解処理における陰
極電流密度は0.2〜20A/dm2 であることが好まし
く、このとき、白金被覆チタン、DSE、カーボン、ス
テンレス等の不溶性電極を陽極として使用することが好
ましい。
In the method of the present invention, when the inorganic compound film is formed by the cathodic electrolysis method, the cathodic current density in this electrolytic treatment is preferably 0.2 to 20 A / dm 2 , and at this time, platinum-coated titanium and DSE are used. It is preferable to use an insoluble electrode such as carbon, stainless steel or the like as the anode.

【0056】また、通電開始前に電解液中で数秒〜数十
秒間浸漬処理することにより皮膜の密着性をさらに改善
することができる。
Further, the adhesion of the coating can be further improved by immersing it in the electrolytic solution for several seconds to several tens of seconds before the start of energization.

【0057】電解浴中には、上記成分の他に、硝酸イオ
ン、過酸化水素などの酸化剤を添加することにより皮膜
形成速度や浴の安定性を向上することが可能である。ま
た電解浴中に弗素イオンが含まれることは、陽極寿命に
悪影響を与えるために、一般には好ましくないが、それ
が低濃度であれば実用上許容される。
In addition to the above components, an oxidizing agent such as nitrate ion or hydrogen peroxide may be added to the electrolytic bath to improve the film forming rate and the stability of the bath. Further, the inclusion of fluorine ions in the electrolytic bath is not generally preferable because it adversely affects the life of the anode, but it is practically acceptable if the concentration is low.

【0058】電解処理温度は20〜70℃が適してお
り、処理時間は電流密度によって異なるが、通常は10
〜180秒の範囲が好ましい。
The electrolytic treatment temperature is preferably 20 to 70 ° C., and the treatment time varies depending on the current density, but usually 10
The range of 180 seconds is preferable.

【0059】上記本発明方法により、無機化合物皮膜層
形成が終了したならば、それを速やかに水洗し、乾燥し
て処理を完了する。この乾燥において、水和酸化物の脱
水を促進して摺動性能を安定させるためには80〜15
0℃程度の温度で数秒〜数分間加熱乾燥することがより
好ましい。
When the formation of the inorganic compound film layer is completed by the above method of the present invention, it is immediately washed with water and dried to complete the treatment. In this drying, in order to accelerate the dehydration of the hydrated oxide and stabilize the sliding performance, 80 to 15
It is more preferable to heat-dry at a temperature of about 0 ° C for several seconds to several minutes.

【0060】本発明の摺動部材は、アルミニウム合金層
又は強化材含有アルミニウム合金層の表面にモリブデ
ン、タングステンやクロム、酸素を多く含む無機化合物
皮膜を有するが、これらの化合物は極めて微細な結晶
質、または非晶質であるため、摺動面の表面粗さを増加
させることがなく、それとともに、摩擦抵抗が小さく密
着性に優れた硬質皮膜であるという特徴を有している。
The sliding member of the present invention has an inorganic compound film containing a large amount of molybdenum, tungsten, chromium, and oxygen on the surface of the aluminum alloy layer or the reinforcing material-containing aluminum alloy layer. These compounds are extremely fine crystalline materials. Since it is amorphous, the surface roughness of the sliding surface is not increased, and at the same time, it is a hard coating having a small friction resistance and excellent adhesion.

【0061】このため、比較的軟質なアルミニウム合金
層又は強化材含有アルミニウム合金層上に上記無機化合
物皮膜を形成した場合、単に摺動面の耐摩耗性が向上す
るだけでなく、摺動部材に部分的に大きな荷重がかかっ
た場合でも、アルミニウム合金層又は強化材含有アルミ
ニウム合金層の弾性変形、塑性変形に対して無機化合物
皮膜層が容易に追随することができるため、剥離するこ
とがなく、荷重が分散されることにより耐焼付き性が向
上し、馴染み性を損なうこともない。
Therefore, when the inorganic compound film is formed on the relatively soft aluminum alloy layer or the reinforcing material-containing aluminum alloy layer, not only the wear resistance of the sliding surface is improved but also the sliding member is improved. Even when a large load is partially applied, elastic deformation of the aluminum alloy layer or the reinforcing material-containing aluminum alloy layer, the inorganic compound film layer can easily follow the plastic deformation, without peeling, Dispersion of the load improves seizure resistance and does not impair familiarity.

【0062】生成した無機化合物皮膜は、乾燥または加
熱乾燥により無機化合物の水和水の多くが失われる。こ
のときある程度の体積収縮を伴うため、皮膜に微細な亀
裂を生ずることがあるが、摺動面に荷重がかかった場合
でも密着性は失われず、耐摩耗性が良好であるため優れ
た摺動性能を示す。
Most of the water of hydration of the inorganic compound is lost in the formed inorganic compound film by drying or heat drying. At this time, a slight amount of volume shrinkage accompanies some fine cracks in the coating, but even if a load is applied to the sliding surface, the adhesiveness is not lost and the abrasion resistance is good, so excellent sliding is achieved. Show performance.

【0063】本発明の上記摺動部材は、アルミニウム合
金、強化材含有アルミニウム合金、HV400以上のス
チール、鋳鉄、並びに窒化処理、又は金属めっき処理を
施されたスチールから選ばれた1種よりなり、前記摺動
部材の前記摺動面に当接して互いに相対的に摺動する当
接部材と組み合わされて摺動部材−当接部材複合体を構
成する。
The above sliding member of the present invention is made of one kind selected from aluminum alloy, aluminum alloy containing reinforcing material, steel of HV400 or more, cast iron, and steel subjected to nitriding treatment or metal plating treatment, A sliding member-abutting member composite is constructed by combining with the abutting member that abuts on the sliding surface of the sliding member and slides relative to each other.

【0064】前記複合体において、例えば前記摺動部材
をエンジン用ピストンの溝部およびスカート部、シリン
ダーボア、バルブリフター、A/T油圧制御用バルブス
プール、ブレーキマスターシリンダー用ピストン、およ
びすべり軸受などから選び、前記当接部材を、前記摺動
部材に対応するピストンリング、シリンダーボアー、シ
リンダーヘッド、バルブボデー、およびシャフトなどか
ら選ぶことができる。
In the composite, for example, the sliding member is selected from the groove and skirt of the engine piston, the cylinder bore, the valve lifter, the A / T hydraulic control valve spool, the brake master cylinder piston, and the slide bearing. The contact member can be selected from a piston ring, a cylinder bore, a cylinder head, a valve body, a shaft and the like corresponding to the sliding member.

【0065】[0065]

【実施例】本発明を下記実施例により具体的に説明す
る。
EXAMPLES The present invention will be specifically described with reference to the following examples.

【0066】実施例1〜15および比較例1〜3 供試軸受基材として、鋼製裏金に軸受用アルミニウム合
金(Al−6Sn−1Cu−Ni)薄板をロール圧延法
により圧延接合し、これに温度350℃で4時間の焼鈍
を施してバイメタルを製造した。
Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 3 As a test bearing base material, an aluminum alloy for bearing (Al-6Sn-1Cu-Ni) thin plate was roll-bonded by a roll rolling method to a steel backing, and this was joined to this. A bimetal was manufactured by annealing at a temperature of 350 ° C. for 4 hours.

【0067】次に、得られたバイメタルを切断し、機械
加工して軸受試験片を作製し、これをアルミニウム用脱
脂剤(ファインクリーナー315:日本パーカライジン
グ製)を使用して濃度20g/リットル、70℃で2分
間脱脂し、水洗したのち各実施例、比較例に記載の無機
化合物皮膜層形成処理を施し、さらに水洗した後、12
0℃で5分間熱風乾燥した。
Next, the obtained bimetal was cut and machined to prepare a bearing test piece, which was degreased for aluminum (Fine Cleaner 315: manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd.) in a concentration of 20 g / liter and 70 After degreasing at 0 ° C. for 2 minutes and washing with water, the inorganic compound film layer forming treatment described in each of the Examples and Comparative Examples was applied, and further washed with water, and then 12
It was dried with hot air at 0 ° C. for 5 minutes.

【0068】表1および表2に、実施例1〜15および
比較例1〜3の各々の表面処理条件と皮膜付着量および
皮膜組成を示す。
Tables 1 and 2 show the surface treatment conditions of Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 3, the coating amount and the coating composition.

【0069】実施例12,13,14および15におい
ては軸受試験片を陰極とし、白金めっきチタンを陽極と
して軸受試験片に電解処理を施して無機化合物皮膜層を
形成した。このときの陰極電流密度は、実施例12にお
いて0.5A/dm2 であり、実施例13において10A
/dm2 であり、実施例14および15においては2A/
dm2 であった。
In Examples 12, 13, 14 and 15, the bearing test piece was used as a cathode and platinum-plated titanium was used as an anode to subject the bearing test piece to electrolytic treatment to form an inorganic compound film layer. The cathode current density at this time was 0.5 A / dm 2 in Example 12, and 10 A in Example 13.
/ Dm 2 , and in Examples 14 and 15 2A /
It was dm 2 .

【0070】その他の実施例および比較例は、スプレー
法または浸漬法により軸受試験片を処理液と接触させる
ことにより軸受試験片上に無機化合物皮膜層を形成し
た。
In the other examples and comparative examples, the bearing test piece was brought into contact with the treatment liquid by the spray method or the dipping method to form the inorganic compound film layer on the bearing test piece.

【0071】処理液中のモリブデン酸イオンはモリブデ
ン酸アンモニウムを添加して形成し、タングステン酸イ
オンは、タングステン酸ナトリウムを添加して形成し、
クロム酸イオンは、重クロム酸アンモニウムを添加して
形成し、弗素イオンは、フッ化ナトリウムまたはフッ化
アンモニウムを添加して形成し、各イオン濃度は、表1
および2に示された数値となるように調整した。
Molybdate ions in the treatment liquid are formed by adding ammonium molybdate, and tungstate ions are formed by adding sodium tungstate.
Chromate ions are formed by adding ammonium dichromate, and fluorine ions are formed by adding sodium fluoride or ammonium fluoride.
It adjusted so that it might become the numerical value shown in 2 and 2.

【0072】また、りん酸イオンは、りん酸一ナトリウ
ムを添加して生成させ、亜りん酸イオンは亜りん酸一ナ
トリウムを添加して生成させ、ピロりん酸イオンおよび
トリポリりん酸イオンは、これらのカリウム塩を添加す
ることにより生成させた。
Phosphate ions are produced by adding monosodium phosphate, phosphite ions are produced by adding monosodium phosphite, and pyrophosphate ions and tripolyphosphate ions are It was produced by adding the potassium salt of.

【0073】比較例3におけるりん酸亜鉛皮膜の形成に
おいて、酸化亜鉛3.8gをりん酸30gに溶解し、こ
れに水を加えて全量を1リットルとし、これに水酸化ナ
トリウムを加えてpHを3〜3.5として処理液を調製
し、この処理液により軸受試験片を処理した。
In the formation of the zinc phosphate film in Comparative Example 3, 3.8 g of zinc oxide was dissolved in 30 g of phosphoric acid, and water was added to make the total amount 1 liter. Sodium hydroxide was added to this to adjust the pH. The treatment liquid was prepared as 3 to 3.5, and the bearing test piece was treated with this treatment liquid.

【0074】無機化合物皮膜中のモリブデン、タングス
テン、クロム、りん、の含有率(%)は、X線光電子分
光分析装置(XPS:島津製作所製 ESCA−850
M)を使用して定量分析し、実施例および比較例の各々
の皮膜成分のうち、モリブデン、タングステン、クロ
ム、りんを除く残部は酸素が主であることを確認した。
The contents (%) of molybdenum, tungsten, chromium, and phosphorus in the inorganic compound film were measured by an X-ray photoelectron spectroscopy analyzer (XPS: Shimadzu ESCA-850).
Quantitative analysis was performed using M), and it was confirmed that oxygen was mainly contained in the rest of the film components of the examples and comparative examples except molybdenum, tungsten, chromium and phosphorus.

【0075】また、皮膜全体の付着量は、裏金部をマス
キングした後、皮膜のみを36%硝酸で溶解し、溶解前
後の重量差から算出した。
The adhered amount of the entire coating was calculated from the difference in weight before and after dissolution after masking the back metal portion and dissolving only the coating with 36% nitric acid.

【0076】[0076]

【表1】 [Table 1]

【0077】[0077]

【表2】 [Table 2]

【0078】各実施例および比較例で得られた軸受試験
片は、回転荷重試験機を用いて焼付き試験、および摩耗
試験に供された。焼付き試験および摩耗試験条件を下記
に示し、試験結果を図2および図3に示す。
The bearing test pieces obtained in the respective examples and comparative examples were subjected to a seizure test and a wear test using a rotary load tester. The seizure test and wear test conditions are shown below, and the test results are shown in FIGS. 2 and 3.

【0079】 〔焼付き試験条件〕 試験装置:静荷重軸受試験機 回転数:5000rpm 、 給油量:0.1 リットル/分 周速度:12.5m/sec 、潤滑油:SAE 10W−30 給油温度:100±2℃、 軸材質:S50C(焼入れ、表面粗さRz:0. 8μm) 判定方法:軸受背面温度が急激に上昇した時、またはモーター過負荷時点の負 荷値による。[Seizure test condition] Test device: Static load bearing tester Rotation speed: 5000 rpm, Lubrication amount: 0.1 liter / division speed: 12.5 m / sec, Lubricating oil: SAE 10W-30 Lubrication temperature: 100 ± 2 ° C, Shaft material: S50C (quenched, surface roughness Rz: 0.8 μm) Judgment method: When the bearing back surface temperature rises sharply or when the motor overloads.

【0080】 〔摩耗試験条件〕 試験装置:静荷重軸受試験機 回転数:5000rpm 、 給油量:0.1 リットル/分 周速度:12.5m/sec 、潤滑油:SAE 10W−30 面圧:50MPa 、 軸材質:S50C(焼入れ、表面粗さRz:0. 8μm) 試験時間:10Hr[Abrasion test condition] Test apparatus: Static load bearing tester Rotation speed: 5000 rpm, Lubrication amount: 0.1 liter / division speed: 12.5 m / sec, Lubricating oil: SAE 10W-30 Surface pressure: 50 MPa , Shaft material: S50C (quenched, surface roughness Rz: 0.8 μm) Test time: 10 hr

【0081】表1、表2、図2、および図3に示された
実施例および比較例の結果から明らかなように、軸受材
のアルミニウム合金層上に、本発明に係る無機化合物皮
膜層を設けることにより、優れた耐焼付き性、耐摩耗性
が発揮される。また本発明の無機化合物皮膜層は、比較
例3に示されるような従来のりん酸亜鉛皮膜を形成した
場合よりも優れた摺動性能を発揮することが明らかであ
る。
As is clear from the results of the examples and comparative examples shown in Table 1, Table 2, FIG. 2 and FIG. 3, the inorganic compound film layer according to the present invention was formed on the aluminum alloy layer of the bearing material. By providing it, excellent seizure resistance and wear resistance are exhibited. Further, it is apparent that the inorganic compound film layer of the present invention exhibits a sliding performance superior to that in the case of forming the conventional zinc phosphate film as shown in Comparative Example 3.

【0082】実施例16〜23および比較例4〜6 実施例16〜23および比較例4〜6の各々において、
実施例1と同時にして摺動部材を作製した。但し、使用
された表面処理液の組成、処理時間、および処理液温度
は表3に示す通りであった。
[0082] In each of Examples 16-23 and Comparative Examples 4-6 Examples 16 to 23 and Comparative Examples 4 to 6,
Simultaneously with Example 1, a sliding member was manufactured. However, the composition of the surface treatment liquid used, the treatment time, and the treatment liquid temperature were as shown in Table 3.

【0083】[0083]

【表3】 [Table 3]

【0084】供試摺動部材基体として、(A)アルミニ
ウム合金(JIS AC8A)の平板(30mm×30mm
×2mm)、又は(B)アルミナ−シリカ繊維により強化
されたアルミニウム合金(MMC)の平板(30mm×3
0mm×2mm)を用いた。これをアルミニウム用脱脂剤
(ファインクリーナー315:日本パーカライジング
製)を使用して濃度20g/リットル、70℃で2分間
脱脂し、水洗したのち、この供試基体に無機化合物皮膜
層形成処理を施し、さらに水洗した後、120℃で5分
間熱風乾燥した。
As a base member for the sliding member under test, a flat plate (30 mm × 30 mm) of (A) aluminum alloy (JIS AC8A) was used.
(2 mm) or (B) Alumina-silica fiber reinforced aluminum alloy (MMC) flat plate (30 mm x 3)
0 mm × 2 mm) was used. This was degreased with a degreasing agent for aluminum (Fine Cleaner 315: manufactured by Nihon Parkerizing Co., Ltd.) at a concentration of 20 g / liter for 2 minutes at 70 ° C., washed with water, and then subjected to an inorganic compound film layer forming treatment on the test substrate, After further washing with water, it was dried with hot air at 120 ° C. for 5 minutes.

【0085】表4に、実施例16〜23および比較例4
〜6の各々に用いられた供試材、表面処理条件、および
それに組み合わされた当接部材の材質および表面処理方
法を示す。当接部材としては、円筒試験片(直径:25
mm)を用いた。この円筒試験片は、スチール(SUS4
40C)の摺動面(2mm2 )に、ガス軟窒化処理を施し
たもの、クロムメッキを施したもの、SiC分散Ni−
P合金めっきを施したもの、又は未処理のものであっ
た。
Table 4 shows Examples 16 to 23 and Comparative Example 4
6 to 6 show the test materials used, the surface treatment conditions, and the materials and surface treatment methods of the abutting members combined therewith. As the contact member, a cylindrical test piece (diameter: 25
mm) was used. This cylindrical test piece is made of steel (SUS4
40C) sliding surface (2 mm 2 ) with gas soft nitriding treatment, chromium plating, SiC dispersed Ni-
It was P alloy plated or untreated.

【0086】[0086]

【表4】 [Table 4]

【0087】実施例24〜27および比較例7および8 実施例24〜27および比較例7〜8の各々において、
供試材A(アルミニウム合金板)に、実施例16と同様
の前処理を施した後、表5に記載の表面処理液を用いて
無機化合物皮膜層形成処理を施した。但し、比較例7に
おいては、電気錫めっき皮膜が形成され、比較例8にお
いては無電解鉄めっき皮膜が形成された。当接部材の円
筒試験片(φ:25mm)としては、表5に示されている
ように、鋳鉄(FC23)、アルミナ−シリカ強化材含
有アルミニウム合金、又は、その上に無機化合物皮膜形
成処理を施したものを用いた。
Examples 24-27 and Comparative Examples 7 and 8 In each of Examples 24-27 and Comparative Examples 7-8,
The test material A (aluminum alloy plate) was subjected to the same pretreatment as in Example 16 and then subjected to the inorganic compound film layer forming treatment using the surface treatment liquid shown in Table 5. However, in Comparative Example 7, an electrotin plating film was formed, and in Comparative Example 8, an electroless iron plating film was formed. As the cylindrical test piece (φ: 25 mm) of the contact member, as shown in Table 5, cast iron (FC23), alumina-silica reinforcing material-containing aluminum alloy, or an inorganic compound film forming treatment thereon. The applied one was used.

【0088】[0088]

【表5】 [Table 5]

【0089】実施例28〜32および比較例9および1
実施例28〜32および比較例9〜10の各々におい
て、供試材A(アルミニウム合金板)を用い、実施例1
6と同様の無機化合物皮膜形成処理を行った。但し、処
理液は表6に示したものを用いた。比較例9〜10にお
いては、皮膜形成処理を行わなかった。また、当接部材
として用いられた円筒試験片(φ:25mm)は、未処理
のアルミニウム合金(AC2C又はADC10)、又は
これらのアルミニウム合金材に、アルマイト処理を施し
たもの、Fe−C系溶射処理を施したもの、無電解Ni
−P合金めっきを施したものを用いた。
Examples 28-32 and Comparative Examples 9 and 1
0 In each of Examples 28 to 32 and Comparative Examples 9 to 10, the test material A (aluminum alloy plate) was used and Example 1 was used.
The same inorganic compound film formation treatment as in No. 6 was performed. However, the treatment liquid used was that shown in Table 6. In Comparative Examples 9 to 10, the film forming treatment was not performed. Further, the cylindrical test piece (φ: 25 mm) used as the contact member is an untreated aluminum alloy (AC2C or ADC10), or an aluminum alloy material of which alumite treatment is applied, Fe—C-based spraying Treated, electroless Ni
-P alloy plating was used.

【0090】[0090]

【表6】 [Table 6]

【0091】前記実施例15〜32および比較例4〜1
0により得られた摺動材料−当接部材組合せを下記試験
に供した。 〔焼付き試験条件〕 試験装置:鈴木式スラスト試験機(リングオンプレート
試験機) 回転数:1500rpm (2.0m/s) 荷重 :ステップアップ漸増法(10kgf /ステップ) 潤滑油:5W−30ベースオイル(温度なりゆき) 潤滑油量:200ccオイルバス
Examples 15 to 32 and Comparative Examples 4-1
The sliding material-contact member combination obtained according to No. 0 was subjected to the following test. [Seizure test conditions] Test apparatus: Suzuki type thrust tester (ring-on-plate tester) Rotation speed: 1500 rpm (2.0 m / s) Load: Step-up gradual increase method (10 kgf / step) Lubricating oil: 5W-30 base oil (Temperature change) Lubricant amount: 200cc oil bath

【0092】〔摩耗試験条件〕 試験装置:鈴木式スラスト試験機(リングオンプレート
試験機) 回転数:1500rpm (2.0m/s) 荷重 :150kgf 試験時間:2Hr 潤滑油:5W−30ベースオイル(温度なりゆき) 潤滑油量:200ccオイルバス
[Abrasion test conditions] Test apparatus: Suzuki type thrust tester (ring-on-plate tester) Rotation speed: 1500 rpm (2.0 m / s) Load: 150 kgf Test time: 2 Hr Lubricating oil: 5W-30 Base oil (temperature Nariyuki) Lubricant amount: 200cc oil bath

【0093】焼付試験は、表4〜6に示された試験片
(摺動部材および当接部材)の各種組合せについて、平
均試験片(摺動部材)と円筒試験片(当接部材)との接
触部に潤滑油を供試し、円筒試験片を回転数1500rp
m にて回転させつつ平板試験片に対する円筒試験片の押
し付け荷重を10kgf から徐々にステップアップさせ、
これにより焼付限界荷重を決定した。また、摩耗試験
は、焼付試験と同様に平板試験片と円筒試験片を潤滑油
中で摺動させながら、150kgf ×2Hrの試験を終了し
た後の平板試験片の摩耗深さを測定した。試験結果を図
4および図5に示す。
In the seizure test, for various combinations of the test pieces (sliding member and contact member) shown in Tables 4 to 6, an average test piece (sliding member) and a cylindrical test piece (contact member) were used. Lubricant was applied to the contact part, and the cylindrical test piece was rotated at 1500 rp.
While rotating at m, gradually increase the pressing load of the cylindrical test piece against the flat plate test piece from 10 kgf,
Thereby, the seizure limit load was determined. Further, in the wear test, the flat plate test piece and the cylindrical test piece were slid in a lubricating oil similarly to the seizure test, and the wear depth of the flat plate test piece after the test of 150 kgf × 2 Hr was completed was measured. The test results are shown in FIGS. 4 and 5.

【0094】図4は、実施例16〜23において、無機
化合物皮膜層を設けることにより、比較例4〜6に比べ
て耐焼付性が大幅に向上していることを示している。そ
の中でも、平板試験片の母材がアルミニウム合金の場合
よりセラミック繊維で強化されたMMCの方が耐焼付性
が高い。また、相手材の違いによっても焼付荷重には差
がみられ、スチール+窒化処理品と組み合わせた場合が
最も特性が良かった。実施例24〜27において、平板
試験片の母材は実施例16と同じであるが、相手材が異
なり、鋳鉄やMMCを相手材とした時(ピストンスカー
ト*シリンダーボアーの組合せ)の結果である。実施例
16の場合と同様、本発明の無機化合物皮膜層を設けた
場合、比較例のSnめっきやFeめっきよりも優れた耐
焼付性が得られた。実施例28〜32の場合も、当接部
材の円筒試験片の材質、表面処理が実施例16〜23お
よび24〜27とは異なるケースであるが、比較例9,
10のようにアルマイト処理(陽極酸化処理)を当接部
材面に処理したものよりも、平板試験片の表面に本発明
の無機化合物皮膜層を形成した場合の方が、優れた焼付
特性を示した。
FIG. 4 shows that in Examples 16 to 23, the seizure resistance was significantly improved by providing the inorganic compound film layer, as compared with Comparative Examples 4 to 6. Among them, seizure resistance is higher in MMC reinforced with ceramic fibers than in the case where the base material of the flat plate test piece is an aluminum alloy. In addition, the seizure load varies depending on the difference in the mating material, and the characteristics were best when combined with the steel + nitriding product. In Examples 24 to 27, the base material of the flat plate test piece is the same as that of Example 16, but the mating material is different, and the result is the case of using cast iron or MMC as the mating material (piston skirt * cylinder bore combination). . Similar to the case of Example 16, when the inorganic compound coating layer of the present invention was provided, seizure resistance superior to that of Sn plating or Fe plating of Comparative Example was obtained. Also in the case of Examples 28 to 32, the material and surface treatment of the cylindrical test piece of the contact member are different from those of Examples 16 to 23 and 24 to 27, but Comparative Example 9,
As shown in 10, the case where the inorganic compound film layer of the present invention was formed on the surface of the flat plate test piece showed better seizure characteristics than the case where the contact member surface was subjected to alumite treatment (anodizing treatment). It was

【0095】次に、図5は、平板試験片の表面に本発明
の無機化合物皮膜層を設けた実施例16〜23の場合
は、比較例5〜6に比べて耐摩耗性が向上していること
を示している。(なお、比較例4と比較例9は、摩耗試
験中に焼付が発生したため、摩耗強度データは得られな
かった。) 実施例24〜27および実施例28〜32においても、
比較例に比べ摩耗量が大幅に少なくなっており、平板試
験片の表面に本発明の無機化合物皮膜層を形成すること
により、自身の耐摩耗性が向上することが確認された。
Next, FIG. 5 shows that in Examples 16 to 23 in which the inorganic compound film layer of the present invention was provided on the surface of the flat plate test piece, the abrasion resistance was improved as compared with Comparative Examples 5 to 6. It indicates that (Note that in Comparative Example 4 and Comparative Example 9, seizure occurred during the abrasion test, so no abrasion strength data was obtained.) In Examples 24 to 27 and Examples 28 to 32 as well,
It was confirmed that the amount of wear was significantly smaller than that of Comparative Example, and that the wear resistance of the plate test piece was improved by forming the inorganic compound film layer of the present invention on the surface of the test piece.

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

【図1】本発明の摺動部材の−実施態様として示された
すべり軸受の断面説明図。
FIG. 1 is an explanatory sectional view of a sliding bearing shown as an embodiment of a sliding member of the present invention.

【図2】実施例1〜15および比較例1〜3の摺動部材
の焼付き試験結果を示すグラフ。
FIG. 2 is a graph showing the seizure test results of sliding members of Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 3.

【図3】実施例1〜15および比較例1〜3の摺動部材
の摩耗試験結果を示すグラフ。
FIG. 3 is a graph showing wear test results of sliding members of Examples 1 to 15 and Comparative Examples 1 to 3.

【図4】実施例16〜32および比較例4〜10の摺動
部材−当接部材複合体の焼付き試験結果を示すグラフ。
4 is a graph showing seizure test results of sliding member-contact member composites of Examples 16 to 32 and Comparative Examples 4 to 10. FIG.

【図5】実施例16〜32および比較例4〜10の摺動
部材−当接部材複合体の摩耗試験結果を示すグラフ。
FIG. 5 is a graph showing wear test results of sliding member-contact member composites of Examples 16 to 32 and Comparative Examples 4 to 10.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…鋼製裏金 2…アルミニウム合金層 3…無機化合物皮膜層 1 ... Steel back metal 2 ... Aluminum alloy layer 3 ... Inorganic compound film layer

───────────────────────────────────────────────────── 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 33/14 7123−3J F16C 33/14 Z (72)発明者 小山 隆 東京都中央区日本橋1丁目15番1号 日本 パーカライジング株式会社内 (72)発明者 不破 良雄 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 道岡 博文 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location F16C 33/14 7123-3J F16C 33/14 Z (72) Inventor Takashi Koyama 1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo Chome 15-1 Japan Parkerizing Co., Ltd. (72) Inventor Yoshio Fuwa 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Automobile Co., Ltd. (72) Inventor Hirofumi Michioka 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Automobile Within the corporation

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルミニウム合金又は強化材含有アルミ
ニウム合金により形成されている摺動面を有する基体
と、前記基体摺動面上に形成され、モリブデン化合物、
タングステン化合物およびクロム化合物から選ばれた少
なくとも1種の金属化合物を、金属に換算して合計2〜
70重量%、および実質的に酸素からなる残部を含み、
かつ0.1〜20μmの膜厚を有する無機化合物皮膜層
とを有することを特徴とする摺動部材。
1. A base having a sliding surface formed of an aluminum alloy or an aluminum alloy containing a reinforcing material, and a molybdenum compound formed on the sliding surface of the base.
At least one metal compound selected from a tungsten compound and a chromium compound is converted into a metal and a total of 2 to
70% by weight, and the balance consisting essentially of oxygen,
And a slide member having an inorganic compound film layer having a film thickness of 0.1 to 20 μm.
【請求項2】 アルミニウム合金又は強化材含有アルミ
ニウム合金により形成されている摺動面を有する基体
と、前記基体摺動面上に形成され、モリブデン化合物、
タングステン化合物およびクロム化合物から選ばれた少
なくとも1種の金属化合物を、金属に換算して合計2〜
48重量%、アルミニウム化合物を、アルミニウム金属
に換算して1〜25重量%、りん化合物を、りんに換算
して1〜25重量%、および、実質的に酸素からなる残
部を含み、かつ0.1〜20μmの膜厚を有する無機化
成皮膜層とを有することを特徴とする摺動部材。
2. A base having a sliding surface formed of an aluminum alloy or a reinforcing material-containing aluminum alloy, and a molybdenum compound formed on the sliding surface of the base.
At least one metal compound selected from a tungsten compound and a chromium compound is converted into a metal and a total of 2 to
48% by weight, 1 to 25% by weight of aluminum compound in terms of aluminum metal, 1 to 25% by weight of phosphorus compound in terms of phosphorus, and the balance consisting essentially of oxygen, and 0. A sliding member having an inorganic chemical conversion coating layer having a film thickness of 1 to 20 μm.
【請求項3】 アルミニウム合金又は強化材含有アルミ
ニウム合金により形成されている摺動面を有する基体の
前記摺動面を、モリブデン酸イオン、タングステン酸イ
オン、およびクロム酸イオンから選ばれた少なくとも1
種と、弗素イオンとを含む水溶液に接触させることを特
徴とする、請求項1に記載の摺動部材を製造する方法。
3. A substrate having a sliding surface formed of an aluminum alloy or a reinforcing material-containing aluminum alloy, wherein the sliding surface is at least one selected from molybdate ions, tungstate ions and chromate ions.
The method for producing the sliding member according to claim 1, wherein the sliding member is brought into contact with an aqueous solution containing fluorine ions.
【請求項4】 アルミニウム合金又は強化材含有アルミ
ニウム合金により形成されている摺動面を有する基体の
前記摺動面に、モリブデン酸イオン、タングステン酸イ
オン、およびクロム酸イオンから選ばれた少なくとも1
種を含む水溶液中において、前記摺動面を陰極として電
解処理を施すことを特徴とする、請求項1に記載の摺動
部材を製造する方法。
4. At least one selected from molybdate ions, tungstate ions, and chromate ions is formed on the sliding surface of a substrate having a sliding surface formed of an aluminum alloy or a reinforcing material-containing aluminum alloy.
The method for producing a sliding member according to claim 1, wherein the sliding member is subjected to electrolytic treatment in an aqueous solution containing a seed, using the sliding surface as a cathode.
【請求項5】 アルミニウム合金又は強化材含有アルミ
ニウム合金により形成されている摺動面を有する基体の
前記摺動面を、モリブデン酸イオン、タングステン酸イ
オン、およびクロム酸イオンから選ばれた少なくとも1
種と、りん酸、亜りん酸、および縮合りん酸から選択さ
れた少なくとも1種のりん化合物のイオンと、弗素イオ
ンとを含む水溶液に接触させることを特徴とする請求項
2に記載の摺動部材を製造する方法。
5. The at least one sliding surface of a substrate having a sliding surface formed of an aluminum alloy or a reinforcing material-containing aluminum alloy is selected from molybdate ion, tungstate ion and chromate ion.
The slide according to claim 2, which is brought into contact with an aqueous solution containing a fluorine ion and a seed and an ion of at least one phosphorus compound selected from phosphoric acid, phosphorous acid, and condensed phosphoric acid. A method of manufacturing a member.
【請求項6】 アルミニウム合金又は強化材含有アルミ
ニウム合金により形成されている摺動面を有する基体の
前記摺動面に、モリブデン酸イオン、タングステン酸イ
オン、およびクロム酸イオンから選ばれた少なくとも1
種と、りん酸、亜りん酸、および縮合りん酸から選ばれ
た少なくとも1種のりん化合物イオンとを含む水溶液中
で、前記摺動面を陰極として電解処理を施すことを特徴
とする請求項2に記載の摺動部材を製造する方法。
6. At least one selected from molybdate ions, tungstate ions, and chromate ions is formed on the sliding surface of a substrate having a sliding surface formed of an aluminum alloy or a reinforcing material-containing aluminum alloy.
The electrolytic treatment is performed in an aqueous solution containing seeds and at least one phosphorus compound ion selected from phosphoric acid, phosphorous acid, and condensed phosphoric acid, with the sliding surface as a cathode. 2. A method for producing the sliding member according to 2.
【請求項7】 前記請求項1又は2に記載の摺動部材
と、アルミニウム合金、強化材含有アルミニウム合金、
HV400以上のスチール、鋳鉄、並びに窒化処理、又
は金属めっき処理を施されたスチールから選ばれた1種
よりなり、前記摺動部材の前記摺動面に当接して互いに
相対的に摺動する当接部材とからなる摺動部材−当接部
材複合体。
7. A sliding member according to claim 1 or 2, an aluminum alloy, a reinforcing material-containing aluminum alloy,
It is made of one selected from HV400 or more steel, cast iron, and steel subjected to nitriding treatment or metal plating treatment, and is in contact with the sliding surface of the sliding member and slides relative to each other. A sliding member-contact member composite comprising a contact member.
【請求項8】 前記複合体の前記摺動部材がエンジン用
ピストンの溝部およびスカート部、シリンダーボア、バ
ルブリフター、A/T油圧制御用バルブスプール、ブレ
ーキマスターシリンダー用ピストン、およびすべり軸受
から選ばれ、前記当接部材が、前記摺動部材に対応する
ピストンリング、シリンダーボアー、シリンダーヘッ
ド、バルブボデー、およびシャフトから選ばれる、請求
項7に記載の摺動部材−当接部材複合体。
8. The sliding member of the composite is selected from a groove portion and a skirt portion of an engine piston, a cylinder bore, a valve lifter, an A / T hydraulic control valve spool, a brake master cylinder piston, and a slide bearing. The sliding member-contact member composite according to claim 7, wherein the contact member is selected from a piston ring, a cylinder bore, a cylinder head, a valve body, and a shaft corresponding to the sliding member.
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