JPH10246150A - Coating material for slide part and piston ring - Google Patents

Coating material for slide part and piston ring

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JPH10246150A
JPH10246150A JP4938897A JP4938897A JPH10246150A JP H10246150 A JPH10246150 A JP H10246150A JP 4938897 A JP4938897 A JP 4938897A JP 4938897 A JP4938897 A JP 4938897A JP H10246150 A JPH10246150 A JP H10246150A
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piston ring
resistant resin
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Naoto Mizuno
野 直 人 水
Masahiko Shioda
田 正 彦 塩
Katsuhiro Kishi
克 宏 岸
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coating material for a slide part wherein an attack property to a mate material is small, even under a severe condition as in a high temperature high load, self wearing resistance can be ensured, adhesion generation due to direct contact between the base material and the mate material, according thereto, remarkable wearing of the base material and/or the mate material can be impeded for a long period. SOLUTION: In a coating material 1b for a slide part with a heat resistant resin serving as the base material, 50wt.% or more thereof is composed of heat resistant resin as the base material, and as at least a reinforcing particle, 5wt.% or more antimony oxide of 1 to 5μm grain size is contained.

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、摺動部用被覆材に
係り、特に、内燃機関用ピストンリング等に被覆して、
下地金属と相手材との直接接触による凝着,摩耗の発生
を防止するのに好適な摺動部用被覆材およびその被覆材
を表面に形成した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 coating material for a sliding portion, and more particularly to a coating material for a piston ring for an internal combustion engine.
The present invention relates to a coating material for a sliding portion which is suitable for preventing adhesion and abrasion due to direct contact between a base metal and a mating material, and a piston ring having the coating material formed on a surface thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、内燃機関の高性能化に伴って、そ
の運転環境は年々苛酷になってきている。
2. Description of the Related Art In recent years, the operating environment of an internal combustion engine has become severer year by year as the performance of the engine increases.

【0003】一般に、これら内燃機関のピストンには、
燃焼室の気密性の確保およびシリンダー内の適切な潤滑
油コントロールのため、ピストンリングが装着されてい
るが、特に、高温,高負荷の状態においては、ピストン
材として用いられているアルミニウム合金がピストンリ
ングの表面に凝着し、ピストン材が摩耗するという現象
が起こる場合があり、これが原因となって燃焼室の気密
性の低下、オイル消費量の増大といった問題を生じるこ
とがある。
[0003] Generally, the pistons of these internal combustion engines include:
A piston ring is installed to ensure the airtightness of the combustion chamber and to control the lubricating oil inside the cylinder. Especially in high-temperature and high-load conditions, the aluminum alloy used as the piston material is The phenomenon that the piston material is worn on the ring surface may occur, which may cause problems such as a decrease in airtightness of the combustion chamber and an increase in oil consumption.

【0004】これを防止するため、一部のエンジンにお
いては、ピストンリング基材とピストンとの直接接触の
防止と共に潤滑状態の改善を狙って、ピストンリングの
上下面に耐熱性樹脂をバインダーとした固体潤滑被膜を
形成させている。
In order to prevent this, in some engines, a heat-resistant resin is used as a binder on the upper and lower surfaces of the piston ring with the aim of preventing the direct contact between the piston ring base material and the piston and improving the lubrication state. A solid lubricating film is formed.

【0005】従来のこうした固体潤滑被膜としては、例
えば、エポキシ樹脂やポリアミドイミド樹脂等をバイン
ダーとし、二硫化モリブデンやグラファイト,PTFE
(ポリテトラフルオルエチレン)等の固体潤滑剤を適宜
含有させたものが知られている。
[0005] Conventionally, such a solid lubricating coating is made of, for example, molybdenum disulfide, graphite, PTFE using epoxy resin or polyamide imide resin as a binder.
It is known that a solid lubricant such as (polytetrafluoroethylene) is appropriately contained.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の固体潤滑被膜は、摺動面の摩擦低減には効果
がある半面、特に、高出力エンジンのピストンリングな
ど、高温,高負荷となるような厳しい条件下で使用した
場合には、被膜自身の摩耗の進行が激しくなり、十分な
耐久性を得ることができず、その結果、早期にピストン
リング基材とピストンとの間の凝着,摩耗が発生してし
まうことがあるという問題があった。
However, such a conventional solid lubricating film is effective in reducing the friction of the sliding surface, but is subject to high temperature and high load, particularly, a piston ring of a high power engine. When used under such severe conditions, the wear of the coating itself progresses rapidly, and sufficient durability cannot be obtained. As a result, the adhesion between the piston ring base material and the piston is early. There is a problem that abrasion may occur.

【0007】一方では、被膜の耐摩耗性改善のため、一
般的な樹脂複合材と同様に炭素繊維やガラス繊維等を配
合すると、相手材への攻撃性が大きくなり、これをピス
トンリングの被覆材として使用した場合には、相手材で
あるピストンを摩耗させてしまうことがあるという問題
があった。
On the other hand, if carbon fibers or glass fibers are blended in the same manner as a general resin composite material in order to improve the wear resistance of the coating, the aggressiveness of the mating material becomes large, and this increases the piston ring coating. When used as a material, there is a problem that a piston as a mating material may be worn.

【0008】このため、アルミニウム合金製ピストンの
場合、こうした厳しい条件下では、ピストンのピストン
リングとの摺動面に陽極酸化処理を施す等、より高コス
トの対策を採用せざるを得ないというのが実情であっ
た。
Therefore, in the case of an aluminum alloy piston, under such severe conditions, higher cost measures such as anodizing the sliding surface of the piston with the piston ring must be adopted. Was the actual situation.

【0009】[0009]

【発明の目的】本発明はこのような従来の課題にかんが
みてなされたもので、相手材への攻撃性が小さく、さら
に、高温,高負荷となるような厳しい摺動条件下におい
ても、自身の耐摩耗性を確保し、基材と相手材との間の
直接接触による凝着発生およびそれに伴う基材および/
または相手材の著しい摩耗を長期間阻止できる摺動部用
被覆材を提供することにより、これまでにない耐凝着,
摩耗性能を複雑な機構を用いず低コストで実現すること
を目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such conventional problems, and has low aggressiveness to a mating material, and can be used under severe sliding conditions such as high temperature and high load. Of the base material and / or cohesion caused by direct contact between the base material and the mating material.
Or by providing a coating material for sliding parts that can prevent significant wear of the mating material for a long period of time,
The purpose is to realize the wear performance at low cost without using a complicated mechanism.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的の達成のため、
本発明の摺動部用被覆材は、請求項1に記載しているよ
うに、耐熱性樹脂をベース材とする摺動部用被覆材であ
って、その50重量%以上がベース材としての耐熱性樹
脂からなり、かつ、少なくとも強化粒子として粒径1〜
5μmの酸化アンチモンを5重量%以上含有するものと
したことを特徴としている。
In order to achieve the above object,
The sliding portion coating material of the present invention is, as described in claim 1, a sliding portion coating material having a heat-resistant resin as a base material, and 50% by weight or more of the sliding portion coating material as a base material. It is made of a heat-resistant resin, and has a particle size of at least 1 as reinforcing particles.
It is characterized by containing 5% by weight or more of 5 μm antimony oxide.

【0011】そして、本発明に係る摺動部用被覆材は、
請求項2に記載しているように、ベース材としての耐熱
性樹脂が、ポリアミドイミドおよびポリイミドのうちか
ら選ばれる少なくとも1種であるものとすることができ
る。
The coating material for a sliding portion according to the present invention is:
As described in claim 2, the heat-resistant resin as the base material can be at least one selected from polyamideimide and polyimide.

【0012】さらに、本発明に係る摺動部用被覆材は、
請求項3に記載しているように、潤滑性向上成分として
固体潤滑剤を含有するものとすることができ、その場合
に、請求項4に記載しているように、固体潤滑剤が、グ
ラファイト,PTFE(ポリテトラフルオルエチレ
ン),MoS,WSのうちから選ばれる少なくとも
1種を含むものとすることができる。
Further, the coating material for a sliding portion according to the present invention comprises:
As described in claim 3, a solid lubricant can be contained as a lubricity improving component. In this case, as described in claim 4, the solid lubricant is graphite. , PTFE (polytetrafluoroethylene), MoS 2 , and WS 2 .

【0013】さらにまた、本発明に係る摺動部用被覆材
は、請求項5に記載しているように、下地処理として基
材に表面粗さRmax1〜10μmのリン酸塩処理が施
されているものとすることができ、その場合に、請求項
6に記載しているように、リン酸塩処理が、リン酸マン
ガン処理であるものとすることができる。
Further, in the coating material for a sliding portion according to the present invention, the base material is subjected to a phosphate treatment with a surface roughness Rmax of 1 to 10 μm as a base treatment. In that case, the phosphating treatment may be a manganese phosphate treatment, as described in claim 6.

【0014】そしてまた、本発明に係るピストンリング
は、請求項7に記載しているように、請求項1ないし6
のいずれかに記載の摺動部用被覆材がピストンの往復動
方向と直交する表裏面のうち少なくとも一方の面に形成
されているものとしたことを特徴としている。
Further, the piston ring according to the present invention is, as described in claim 7, claimed in claims 1 to 6.
Wherein the coating material for a sliding portion is formed on at least one of the front and back surfaces perpendicular to the reciprocating direction of the piston.

【0015】[0015]

【発明の作用】本発明の摺動部用被覆材は、請求項1に
記載しているように、耐熱性樹脂をベース材とする摺動
部用被覆材であって、その50重量%以上がベース材と
しての耐熱性樹脂からなり、かつ、少なくとも強化粒子
として粒径1〜5μmの酸化アンチモンを5重量%以上
含有する構成を有するものであるが、本発明による摺動
部用被覆材では耐熱性樹脂をベース材として用いること
で、高温の摺動部にも使用できるものとなり、これに酸
化アンチモンを添加することにより、被膜を強化し、優
れた耐摩耗性を付与するものとなる。
The coating material for a sliding portion of the present invention is, as described in claim 1, a coating material for a sliding portion having a heat-resistant resin as a base material, of which 50% by weight or more. Is composed of a heat-resistant resin as a base material, and contains at least 5% by weight or more of antimony oxide having a particle size of 1 to 5 μm as reinforcing particles. By using a heat-resistant resin as a base material, it can be used for sliding parts at high temperatures. By adding antimony oxide to the base material, the coating is strengthened and excellent wear resistance is imparted.

【0016】さらに、酸化アンチモンは一般的な樹脂複
合材に使用されている炭素繊維やガラス繊維などと比較
して硬度が高すぎず、粒子形状も球形に近く、エッジを
持たないため相手材への攻撃性が小さく、相手摺動部材
としてアルミニウム等の比較的軟質な金属を組み合わせ
た場合でも、その摩耗を促進してしまうようなことがな
い。
Further, antimony oxide is not too high in hardness as compared with carbon fiber or glass fiber used in general resin composite materials, has a nearly spherical particle shape, and has no edge, so that it can be used as a counterpart material. Is less aggressive, and even when a relatively soft metal such as aluminum is combined as the mating sliding member, the wear is not promoted.

【0017】しかし、酸化アンチモンの添加量が5重量
%未満では、十分な耐摩耗性向上の作用を得ることがで
きず、また、ベース材として被膜を形成させている耐熱
性樹脂の量が50重量%未満では、被膜の結合性が不足
し、かえって自身の摩耗量が増大してしまうおそれがで
てくる。
However, if the amount of antimony oxide is less than 5% by weight, a sufficient effect of improving the abrasion resistance cannot be obtained, and the amount of the heat-resistant resin forming the film as the base material is less than 50%. When the amount is less than the weight percentage, the bonding property of the coating is insufficient, and the amount of wear of the coating itself may be increased.

【0018】さらに、添加する酸化アンチモン粒子の粒
径が1μm未満では、耐摩耗性向上の作用が少なく、逆
に5μmを超えると、被膜中に均一に分散させることが
難しくなり、安定した被覆材の形成が困難となる場合が
ある。
If the particle size of the added antimony oxide particles is less than 1 μm, the effect of improving the abrasion resistance is small. May be difficult to form.

【0019】本発明の摺動部用被覆材は、請求項2に記
載しているように、ベース材となる耐熱性樹脂が、ポリ
アミドイミドおよびポリイミドのうちから選ばれる少な
くとも1種であるものとすることができるが、これらの
樹脂は耐熱性に特に優れ、かつまた、摺動特性にも優れ
たものであるので、これらをベース材として用いること
で、より高温の摺動部にも好適に使用できるものとな
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the coating material for a sliding portion, wherein the heat-resistant resin serving as the base material is at least one kind selected from polyamideimide and polyimide. However, since these resins are particularly excellent in heat resistance and also have excellent sliding properties, by using them as a base material, they can be suitably used for higher temperature sliding parts. It can be used.

【0020】また、本発明の摺動部用被覆材は、請求項
3に記載しているように、潤滑性向上成分として固体潤
滑剤を含有するものとすることができ、この場合に、請
求項4に記載しているように、固体潤滑剤が、グラファ
イト,PTFE,MoS,WSのうちから選ばれる
少なくとも1種を含むものとすることができる。
Further, the sliding portion coating material of the present invention may contain a solid lubricant as a lubricity improving component as described in claim 3. As described in Item 4, the solid lubricant may include at least one selected from graphite, PTFE, MoS 2 , and WS 2 .

【0021】特に、潤滑状態の厳しい環境で使用するよ
うな場合には、被覆材に固体潤滑剤を適宜含有させるこ
とで潤滑性を付与し、摺動時の摩擦損失を低減させるこ
とができる。また、これに伴う摩擦発熱の低減によっ
て、被覆材自身の耐久性をより一層向上させることが可
能となる。そして、固体潤滑剤としては、摺動条件に応
じて、耐熱性に特に優れるグラファイト,比較的低荷重
での摩擦係数低減に効果の高いPTFE等のフッ素系樹
脂,広い温度域でバランスの良い潤滑性を示すMo
,WSのうちから選ばれる少なくとも1種を含む
ものとすることで、こうした潤滑性の付与作用はより一
段と優れたものとなる。
In particular, when used in an environment where lubrication is severe, lubricating properties can be imparted by appropriately adding a solid lubricant to the coating material, and friction loss during sliding can be reduced. Further, the durability of the coating material itself can be further improved by reducing the frictional heat generated thereby. As the solid lubricant, graphite which is particularly excellent in heat resistance, fluorine resin such as PTFE which is highly effective in reducing the friction coefficient under a relatively low load, depending on the sliding conditions, lubrication with good balance in a wide temperature range Mo showing sex
By including at least one selected from S 2 and WS 2, the effect of imparting such lubricity is further enhanced.

【0022】さらに、本発明の摺動部用被覆材は、請求
項5に記載しているように、下地処理として基材に表面
粗さRmax1〜10μmのリン酸塩処理が施されてい
るものとすることができ、この場合に、請求項6に記載
しているように、リン酸塩処理が、リン酸マンガン処理
であるものとすることができる。
Further, as described in claim 5, the coating material for a sliding portion of the present invention has a base material subjected to a phosphate treatment with a surface roughness Rmax of 1 to 10 μm as a base treatment. In this case, as described in claim 6, the phosphate treatment can be a manganese phosphate treatment.

【0023】下地処理としてリン酸塩処理を施すことに
より、基材との密着強度がより一層向上し、一段と安定
性に優れた被覆材となる。また、このリン酸塩処理とし
て、緻密で強度が高く、耐熱性にも優れた処理層が得ら
れるリン酸マンガン処理を用いることで、より有効な下
地処理層が得られ、被覆材の安定性がさらに高まる。
By performing a phosphate treatment as a base treatment, the adhesion strength to the base material is further improved, and a coating material having further excellent stability can be obtained. In addition, by using a manganese phosphate treatment that provides a dense, high-strength, and heat-resistant treatment layer as the phosphate treatment, a more effective base treatment layer can be obtained, and the stability of the coating material can be improved. Is even higher.

【0024】しかし、リン酸塩処理層の粗さがRmax
1μm未満では密着強度向上の作用が十分でなく、10
μmを超えると被覆材の形成時に均一な被膜形成が難し
くなり、摺動時の早期剥離,脱落の原因となる。
However, the roughness of the phosphating layer is Rmax
When the thickness is less than 1 μm, the effect of improving the adhesion strength is not sufficient,
If it exceeds μm, it becomes difficult to form a uniform coating when forming the coating material, which causes early peeling and falling off during sliding.

【0025】そして、上述のような優れた特性を有する
本発明の摺動部用被覆材を適用するに際し、請求項7に
記載しているように、内燃機関用ピストンリングの上下
面(ピストンの往復動方向と直交する方向の表裏面)の
少なくとも一方の面に形成して用いることによって、高
温,高負荷となるような厳しい条件下においてもピスト
ンリング基材とピストンとの間の凝着,摩耗の発生が長
期間にわたって防止されることとなる。
When applying the coating material for a sliding portion of the present invention having the above-described excellent characteristics, the upper and lower surfaces of the piston ring for the internal combustion engine (the piston By forming and using at least one of the front and back surfaces in a direction perpendicular to the reciprocating direction, the adhesion between the piston ring base material and the piston can be prevented even under severe conditions such as high temperature and high load. Wear will be prevented for a long period of time.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明に係る摺動部用被覆材は、請求項
1に記載しているように、耐熱性樹脂をベース材とする
摺動部用被覆材であって、その50重量%以上がベース
材としての耐熱性樹脂からなり、かつ、少なくとも強化
粒子として粒径1〜5μmの酸化アンチモンを5重量%
以上含有する構成を有するものであるから、高温の摺動
部に用いることができるだけでなく、相手材への攻撃性
を大きくすることなく優れた耐摩耗性が付与され、長期
にわたって基材金属と相手材との凝着,摩耗を防止する
ことが可能になるという著しく優れた効果がもたらされ
る。
According to the present invention, the coating material for a sliding portion according to the present invention is a coating material for a sliding portion having a heat-resistant resin as a base material. The above consists of a heat-resistant resin as a base material, and at least 5 wt% of antimony oxide having a particle size of 1 to 5 μm as reinforcing particles.
Since it has a configuration containing the above, it can be used not only for high-temperature sliding parts, but also has excellent abrasion resistance without increasing aggressiveness to a mating material, and can be used for a long time with the base metal. A remarkably excellent effect that adhesion and abrasion with a counterpart material can be prevented is brought about.

【0027】そして、本発明に係る摺動部用被覆材は、
請求項2に記載しているように、ベース材としての耐熱
性樹脂が、ポリアミドイミドおよびポリイミドのうちか
ら選ばれる少なくとも1種であるものとすることによっ
て、その耐熱性をより一層高めることができ、より高温
の摺動部にも好適に使用することが可能であるという顕
著な効果がもたらされる。
Further, the coating material for a sliding portion according to the present invention comprises:
As described in claim 2, by setting the heat-resistant resin as the base material to be at least one selected from polyamideimide and polyimide, the heat resistance can be further improved. This has a remarkable effect that it can be suitably used for higher temperature sliding parts.

【0028】また、本発明に係る摺動部用被覆材は、請
求項3に記載しているように、潤滑性向上成分として固
体潤滑剤を含有するものとなすことによって、摺動時の
摩擦損失の低減と共に被覆材自身の耐久性をより一層向
上させることが可能となり、さらに、請求項4に記載し
ているように、固体潤滑剤が、グラファイト,PTF
E,MoS,WSのうちから選ばれる少なくとも1
種を含むものとすることによって、上記の効果を一段と
優れたものとすることができるという顕著な効果がもた
らされる。
Further, the sliding portion coating material according to the present invention contains a solid lubricant as a lubricity improving component as described in claim 3 to thereby provide friction during sliding. The durability of the coating material itself can be further improved together with the reduction of the loss, and the solid lubricant is made of graphite or PTF.
At least one selected from E, MoS 2 , and WS 2
By including seeds, a remarkable effect that the above effects can be further improved is brought about.

【0029】さらに、本発明に係る摺動部用被覆材は、
請求項5に記載しているように、下地処理として基材に
表面粗さRmax1〜10μmのリン酸塩処理が施され
ているものとすることによって、基材金属との密着性を
より一層高めることができ、一段と安定性に優れた被覆
材とすることが可能となり、請求項6に記載しているよ
うに、リン酸塩処理が、リン酸マンガン処理であるもの
とすることによって、より緻密で強度が高く、耐熱性に
も優れた下地処理層を得ることができ、被覆材の安定性
をさらに高めることが可能であるという著しく優れた効
果がもたらされる。
Further, the coating material for a sliding portion according to the present invention is:
As described in claim 5, the base material has been subjected to a phosphate treatment with a surface roughness Rmax of 1 to 10 μm as a base treatment, thereby further improving the adhesion to the base metal. It is possible to obtain a coating material having higher stability, and as described in claim 6, the phosphate treatment is a manganese phosphate treatment, so that a denser coating can be obtained. Thus, a ground treatment layer having high strength and excellent heat resistance can be obtained, and a remarkably excellent effect that the stability of the coating material can be further enhanced can be obtained.

【0030】そして、このような優れた特性を有する本
発明の摺動部用被覆材を適用するに際し、請求項7に記
載しているように、内燃機関用ピストンリングのピスト
ンの往復動方向と直交する方向の表裏面の少なくとも一
方の面に形成して用いることによって、高出力エンジン
等の高温,高負荷となるような厳しい条件下において
も、ピストンリング基材とピストンとの間の凝着,摩耗
の発生、およびその進行を従来にない水準で長期にわた
って防止することが可能になるという著しく優れた効果
がもたらされる。
When the coating material for a sliding portion of the present invention having such excellent characteristics is applied, the reciprocating direction of the piston of the piston ring for an internal combustion engine is determined as described in claim 7. By forming and using at least one of the front and back surfaces in the direction perpendicular to each other, adhesion between the piston ring base material and the piston can be achieved even under severe conditions such as high temperature and high load such as a high power engine. It is possible to prevent the occurrence and progress of abrasion at an unprecedented level for a long period of time.

【0031】[0031]

【実施例】次に、実施例について比較例と共に説明す
る。
Next, examples will be described together with comparative examples.

【0032】実施例1〜5 ベース材となる耐熱性樹脂としてPAI(ポリアミドイ
ミド)樹脂を選択し、これをn−メチル−2−ピロリド
ン,キシレンを溶剤として溶解したものに、強化粒子と
しての平均粒径3μmの酸化アンチモン(Sb
と、グラファイト,PTFE,MoS,WSのうち
から選ばれる固体潤滑剤を表1の実施例1〜5に示す組
成となるように配合した溶液を作成した。
Examples 1 to 5 PAI (polyamide imide) resin was selected as a heat-resistant resin as a base material, and was dissolved in n-methyl-2-pyrrolidone and xylene as a solvent. Antimony oxide (Sb 2 O 3 ) with a particle size of 3 μm
And a solid lubricant selected from graphite, PTFE, MoS 2 , and WS 2 so as to have a composition shown in Examples 1 to 5 in Table 1 to prepare a solution.

【0033】次に、ばね用鋼で作製したピストンリング
基材の上面に脱脂等の表面調整を施した後、表面粗さR
max約5μmのリン酸マンガン処理を施し、この上
に、先に調整した溶液をスプレー塗布して乾燥した後、
約180〜220℃で加熱焼成し、図1に示すように、
ピストンリング基材1aの上面に膜厚約10μmの被覆
材1bを形成させたピストンリング1のテストピースを
得た。
Next, after surface adjustment such as degreasing is performed on the upper surface of the piston ring base material made of spring steel, the surface roughness R
A manganese phosphate treatment with a max of about 5 μm is performed, and the solution prepared above is spray-coated and dried,
Heating and baking at about 180-220 ° C, as shown in FIG.
A test piece of the piston ring 1 having a coating material 1b with a film thickness of about 10 μm formed on the upper surface of the piston ring substrate 1a was obtained.

【0034】比較例1,2 前記実施例で用いたと同じPAI樹脂をn−メチル−2
−ピロリドン,キシレンを溶剤として溶解したものに、
グラファイト等の固体潤滑剤を表1の比較例1,2に示
す組成となるように配合した溶液を作成した。
Comparative Examples 1 and 2 The same PAI resin as used in the above Examples was used for n-methyl-2.
-In a solution of pyrrolidone and xylene as a solvent,
A solution was prepared by mixing a solid lubricant such as graphite so as to have the composition shown in Comparative Examples 1 and 2 in Table 1.

【0035】次に、ばね用鋼で作製したピストンリング
基材の上面に脱脂等の表面調整を施した後、表面粗さR
max約5μmのリン酸マンガン処理を施し、この上
に、先に調整した溶液をスプレー塗布して乾燥した後、
約180〜220℃で加熱焼成し、実施例と同様に、図
1に示すごとくピストンリング基材1aの上面に膜厚約
10μmの被覆材1bを形成させたピストンリング1の
テストピースを得た。
Next, after surface adjustment such as degreasing is performed on the upper surface of the piston ring base material made of spring steel, the surface roughness R
A manganese phosphate treatment with a max of about 5 μm is performed, and the solution prepared above is spray-coated and dried,
As shown in FIG. 1, a test piece of the piston ring 1 in which the coating material 1b having a thickness of about 10 μm was formed on the upper surface of the piston ring substrate 1a as shown in FIG. .

【0036】比較例3〜5 前記実施例で用いたと同じPAI樹脂をn−メチル−2
−ピロリドン,キシレンを溶剤として溶解したものに、
強化粒子としての平均粒径3μmの酸化アンチモン(S
)と、グラファイト等の固体潤滑剤を表1の比
較例3〜5に示す組成となるように配合した溶液を作成
した。
COMPARATIVE EXAMPLES 3-5 The same PAI resin used in the above Examples was replaced with n-methyl-2
-In a solution of pyrrolidone and xylene as a solvent,
Antimony oxide having an average particle size of 3 μm (S
b 2 O 3 ) and a solid lubricant such as graphite were prepared so as to have a composition shown in Comparative Examples 3 to 5 in Table 1.

【0037】次に、ばね用鋼で作製したピストンリング
基材の上面に脱脂等の表面調整を施した後、表面粗さR
max約5μmのリン酸マンガン処理を施し、この上
に、先に調整した溶液をスプレー塗布して乾燥した後、
約180〜220℃で加熱焼成し、実施例と同様に、図
1に示すごとくピストンリング基材1aの上面に膜厚約
10μmの被覆材1bを形成させたピストンリング1の
テストピースを得た。
Next, after surface adjustment such as degreasing is performed on the upper surface of the piston ring base material made of spring steel, the surface roughness R
A manganese phosphate treatment with a max of about 5 μm is performed, and the solution prepared above is spray-coated and dried,
As shown in FIG. 1, a test piece of the piston ring 1 in which the coating material 1b having a thickness of about 10 μm was formed on the upper surface of the piston ring substrate 1a as shown in FIG. .

【0038】比較例6 前記実施例で用いたと同じPAI樹脂をn−メチル−2
−ピロリドン,キシレンを溶剤として溶解したものに、
強化成分としての炭素繊維と、グラファイト等の固体潤
滑剤を表1の比較例6に示す組成となるように配合した
溶液を作成した。
COMPARATIVE EXAMPLE 6 The same PAI resin used in the above example was replaced with n-methyl-2
-In a solution of pyrrolidone and xylene as a solvent,
A solution was prepared in which carbon fiber as a reinforcing component and a solid lubricant such as graphite were mixed so as to have a composition shown in Comparative Example 6 in Table 1.

【0039】次に、ばね用鋼で作製したピストンリング
基材の上面に脱脂等の表面調整を施した後、表面粗さR
max約5μmのリン酸マンガン処理を施し、この上
に、先に調整した溶液をスプレー塗布して乾燥した後、
約180〜220℃で加熱焼成し、実施例と同様に、図
1に示すごとくピストンリング基材1aの上面に膜厚約
10μmの被覆材1bを形成させたピストンリング1の
テストピースを得た。
Next, after surface adjustment such as degreasing is performed on the upper surface of the piston ring base material made of spring steel, the surface roughness R
A manganese phosphate treatment with a max of about 5 μm is performed, and the solution prepared above is spray-coated and dried,
As shown in FIG. 1, a test piece of the piston ring 1 in which the coating material 1b having a thickness of about 10 μm was formed on the upper surface of the piston ring substrate 1a as shown in FIG. .

【0040】比較例7 前記実施例で用いたと同じPAI樹脂をn−メチル−2
−ピロリドン,キシレンを溶剤として溶解したものに、
強化成分としてのガラス繊維と、グラファイト等の固体
潤滑剤を表1の比較例7に示す組成となるように配合し
た溶液を作成した。
COMPARATIVE EXAMPLE 7 The same PAI resin used in the above example was replaced with n-methyl-2
-In a solution of pyrrolidone and xylene as a solvent,
A solution was prepared by mixing glass fiber as a reinforcing component and a solid lubricant such as graphite so as to have a composition shown in Comparative Example 7 in Table 1.

【0041】次に、ばね用鋼で作製したピストンリング
基材の上面に脱脂等の表面調整を施した後、表面粗さR
max約5μmのリン酸マンガン処理を施し、この上
に、先に調整した溶液をスプレー塗布して乾燥した後、
約180〜220℃で加熱焼成し、実施例と同様に、図
1に示すごとくピストンリング基材1aの上面に膜厚約
10μmの被覆材1bを形成させたピストンリング1の
テストピースを得た。
Next, after surface adjustment such as degreasing is performed on the upper surface of the piston ring base material made of spring steel, the surface roughness R
A manganese phosphate treatment with a max of about 5 μm is performed, and the solution prepared above is spray-coated and dried,
As shown in FIG. 1, a test piece of the piston ring 1 in which the coating material 1b having a thickness of about 10 μm was formed on the upper surface of the piston ring substrate 1a as shown in FIG. .

【0042】[0042]

【表1】 [Table 1]

【0043】(凝着摩耗試験)実施例1〜5,比較例1
〜7で得た各ピストンリング1のテストピースを、図2
に示すように、実際のアルミニウム合金製ピストンから
の切り出し材2を相手材として、表2に示す条件(試験
温度は加熱ヒーター3により設定)で単体凝着摩耗試験
を行い、摺動面1sでの凝着発生までの時間と、試験開
始から5時間経過時点での相手材摩耗量を比較した。そ
の結果を表3に示す。
(Adhesive Wear Test) Examples 1 to 5 and Comparative Example 1
The test piece of each piston ring 1 obtained in FIGS.
As shown in Table 2, a single piece adhesion wear test was performed under the conditions shown in Table 2 (the test temperature was set by the heater 3) with the cut material 2 actually cut from the aluminum alloy piston as the mating material. Was compared with the amount of wear of the mating member 5 hours after the start of the test. Table 3 shows the results.

【0044】[0044]

【表2】 [Table 2]

【0045】[0045]

【表3】 [Table 3]

【0046】表3より明らかなように、本発明実施例1
〜5に係るものは、強化粒子であるSbを添加し
ていない比較例1および比較例2、Sbの添加量
が本発明の範囲から外れる比較例3、さらに、Sb
を含めた添加成分全体の添加量が多く、ベースとなる
耐熱性樹脂の割合が本発明の範囲から外れる比較例4、
および比較例5に比べ、凝着発生までの耐久時間が大き
く向上していることがわかる。
As is clear from Table 3, Example 1 of the present invention
Those of the 5, Comparative Example without the addition of Sb 2 O 3 is a reinforcing particles 1 and Comparative Example 2, Sb 2 O 3 addition amount Comparative Example 3 outside the scope of the present invention, furthermore, Sb 2 O
Comparative Example 4, in which the total amount of the additional components including No. 3 was large and the proportion of the base heat-resistant resin was out of the range of the present invention,
Also, it can be seen that the durability time until the occurrence of adhesion is greatly improved as compared with Comparative Example 5.

【0047】また、比較例6および比較例7は、凝着発
生までの耐久時間は本発明実施例と同等であるが、相手
材の摩耗量が本発明実施例と比較して著しく増加してお
り、これらのことから、本発明の摺動部用被覆材は、従
来の被覆材では得られない優れた性能を有していること
がわかった。
In Comparative Examples 6 and 7, the durable time until the occurrence of adhesion is equal to that of the inventive example, but the wear amount of the mating material is significantly increased as compared with the inventive example. From these facts, it was found that the coating material for a sliding portion of the present invention has an excellent performance that cannot be obtained by a conventional coating material.

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

【図1】 本発明の実施例を示すピストンリングの一部
拡大断面説明図である。
FIG. 1 is a partially enlarged sectional explanatory view of a piston ring showing an embodiment of the present invention.

【図2】 単体凝着摩耗試験の概要を示す断面説明図で
ある。
FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view showing an outline of a single adhesion wear test.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ピストンリング 1a ピストンリング基材 1b 被覆材 1s 摺動面 2 ピストンからの切り出し材 3 加熱ヒーター DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piston ring 1a Piston ring base material 1b Coating material 1s Sliding surface 2 Cutting material from piston 3 Heater

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩 田 正 彦 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 岸 克 宏 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Masahiko Shioda 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture Nissan Motor Co., Ltd. (72) Inventor Katsuhiro Kishi 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Nissan Automobile Stock In company

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 耐熱性樹脂をベース材とする摺動部用被
覆材であって、その50重量%以上がベース材としての
耐熱性樹脂からなり、かつ、少なくとも強化粒子として
粒径1〜5μmの酸化アンチモンを5重量%以上含有す
ることを特徴とする摺動部用被覆材。
1. A coating material for a sliding portion comprising a heat-resistant resin as a base material, wherein 50% by weight or more of the coating material is made of a heat-resistant resin as a base material, and at least reinforcing particles have a particle size of 1 to 5 μm. A coating material for a sliding portion, comprising 5% by weight or more of antimony oxide of the present invention.
【請求項2】 ベース材としての耐熱性樹脂が、ポリア
ミドイミドおよびポリイミドのうちから選ばれる少なく
とも1種であることを特徴とする請求項1に記載の摺動
部用被覆材。
2. The coating material for a sliding portion according to claim 1, wherein the heat-resistant resin as the base material is at least one selected from polyamideimide and polyimide.
【請求項3】 潤滑性向上成分として固体潤滑剤を含有
することを特徴とする請求項1または2に記載の摺動部
用被覆材。
3. The coating material for a sliding portion according to claim 1, further comprising a solid lubricant as a lubricity improving component.
【請求項4】 固体潤滑剤が、グラファイト,PTF
E,MoS,WSのうちから選ばれる少なくとも1
種を含むことを特徴とする請求項3に記載の摺動部用被
覆材。
4. A solid lubricant comprising graphite, PTF
At least one selected from E, MoS 2 , and WS 2
The coating material for a sliding part according to claim 3, comprising a seed.
【請求項5】 下地処理として基材に表面粗さRmax
1〜10μmのリン酸塩処理が施されていることを特徴
とする請求項1ないし4のいずれかに記載の摺動部用被
覆材。
5. A base material having a surface roughness Rmax as a base treatment.
The coating material for a sliding portion according to any one of claims 1 to 4, wherein a phosphate treatment of 1 to 10 µm has been performed.
【請求項6】 リン酸塩処理が、リン酸マンガン処理で
あることを特徴とする請求項5に記載の摺動部用被覆
材。
6. The coating material for a sliding part according to claim 5, wherein the phosphate treatment is a manganese phosphate treatment.
【請求項7】 請求項1ないし6のいずれかに記載の摺
動部用被覆材がピストンの往復動方向と直交する表裏面
のうち少なくとも一方の面に形成されていることを特徴
とするピストンリング。
7. A piston, wherein the coating material for a sliding portion according to claim 1 is formed on at least one of front and back surfaces orthogonal to a reciprocating direction of the piston. ring.
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