JPS60251263A - 摺動部材 - Google Patents
摺動部材Info
- Publication number
- JPS60251263A JPS60251263A JP59108230A JP10823084A JPS60251263A JP S60251263 A JPS60251263 A JP S60251263A JP 59108230 A JP59108230 A JP 59108230A JP 10823084 A JP10823084 A JP 10823084A JP S60251263 A JPS60251263 A JP S60251263A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy powder
- sliding
- iron
- sprayed
- carbon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/06—Metallic material
- C23C4/067—Metallic material containing free particles of non-metal elements, e.g. carbon, silicon, boron, phosphorus or arsenic
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は摺動部材、更に詳しくは摺動面に溶射材料をプ
ラズマ溶射することにより摺動特性を向−卜せしめな摺
動部材に関するものである。
ラズマ溶射することにより摺動特性を向−卜せしめな摺
動部材に関するものである。
（従来技術）
各種枠械部品や内燃機関等に使用される部品例えばピス
トン、ピストンリング、シリンダボア、ピストンロッド
、ニアコンプレッサ一部品等、の摺動面は激しく摩擦さ
れるため耐摩耗性、耐焼付性等の優れた摺動特性が要求
される。このため従来は鉄系又は非鉄系合金等の金属材
料を使用する場合１１該金属材料で成形した部材の表面
に摺動特性の優れた材料をプラズマ溶射等により溶射し
て摺動特性を向上させる方法が広く用いられている。従
来用いられている溶射材料としては例えばモリブデン（
ＭＯ）、鉄−クロム（Ｆｅ−Ｏｒ）、鉄−炭素（Ｆｅ−
０，８０；炭素含有量０．８重量π）、アルミナ−チタ
ニア（Ａ１２０３−ＴｌＯ２）等が挙げられる。
トン、ピストンリング、シリンダボア、ピストンロッド
、ニアコンプレッサ一部品等、の摺動面は激しく摩擦さ
れるため耐摩耗性、耐焼付性等の優れた摺動特性が要求
される。このため従来は鉄系又は非鉄系合金等の金属材
料を使用する場合１１該金属材料で成形した部材の表面
に摺動特性の優れた材料をプラズマ溶射等により溶射し
て摺動特性を向上させる方法が広く用いられている。従
来用いられている溶射材料としては例えばモリブデン（
ＭＯ）、鉄−クロム（Ｆｅ−Ｏｒ）、鉄−炭素（Ｆｅ−
０，８０；炭素含有量０．８重量π）、アルミナ−チタ
ニア（Ａ１２０３−ＴｌＯ２）等が挙げられる。
しかしη・がら上記従来の溶射材料を用いる場合にけり
下のような問題点があった０すなわち、Ｍｏ Ｉ溶射に
おいてはト、（０が高温雰囲気下では酸化し易い。Ｆｅ
−０ｒ溶射は溶射材料自体の耐摩耗性は優れているが、
相手材に対する攻撃性が大きく相手材を摩耗させ易い。
下のような問題点があった０すなわち、Ｍｏ Ｉ溶射に
おいてはト、（０が高温雰囲気下では酸化し易い。Ｆｅ
−０ｒ溶射は溶射材料自体の耐摩耗性は優れているが、
相手材に対する攻撃性が大きく相手材を摩耗させ易い。
父、Ｆｅ−０，８０溶射は溶射材料自体の耐摩耗性に問
題がある。更に、Ａｌ２０５−Ｔｉ０２溶射に代表され
るセラミック粉末を用いた溶射は耐摩耗性は優れている
が相手材に対する攻撃性が大きいため相手材を摩耗させ
易く、父、金属母材との十分な密着力が得られ鞘く、衝
撃荷重や振動等の作用する部品では金属母材と剥離し易
い。
題がある。更に、Ａｌ２０５−Ｔｉ０２溶射に代表され
るセラミック粉末を用いた溶射は耐摩耗性は優れている
が相手材に対する攻撃性が大きいため相手材を摩耗させ
易く、父、金属母材との十分な密着力が得られ鞘く、衝
撃荷重や振動等の作用する部品では金属母材と剥離し易
い。
（発明が解決しようとする間頭点）
本発明は−Ｈ記従来技術における間顧点を解決するため
のものであり、その目的とするところけ溶射材料自体の
耐摩耗性が優れ、相手材に対する攻撃性が小さく且つ耐
食性、耐熱性、耐焼付性、密着性等の種々の特性が向上
した安価な一溶射材をプラズマ溶射した摺動部材を提供
することにある。
のものであり、その目的とするところけ溶射材料自体の
耐摩耗性が優れ、相手材に対する攻撃性が小さく且つ耐
食性、耐熱性、耐焼付性、密着性等の種々の特性が向上
した安価な一溶射材をプラズマ溶射した摺動部材を提供
することにある。
（間顕点を解決するための手段）
す々わち本発明の慴動部材は、金属部材の摺動画の少な
く七も一部に重量比で燐０．５ないし１５％を含み残部
か鉄合金及び不純物よりなる組成の溶射層をプラズマ溶
射により形成したことを特徴とする。
く七も一部に重量比で燐０．５ないし１５％を含み残部
か鉄合金及び不純物よりなる組成の溶射層をプラズマ溶
射により形成したことを特徴とする。
父本発明の慴動部材に溶射層を形成する際に使用する合
金粉末は憐の外に更に重量比で炭素０．２ないし５％を
含んでいてもよい。
金粉末は憐の外に更に重量比で炭素０．２ないし５％を
含んでいてもよい。
上記の燐及び炭素の含有量は耐摩耗性、相手材に対する
攻撃性等の諸物性の釣合を裏声して最適に選択する。父
、溶射層の厚さも溶射する合金組成や摺動部材の種類や
要求特性に合わせて選択するが関ないし３００μ程度が
好ましい。
攻撃性等の諸物性の釣合を裏声して最適に選択する。父
、溶射層の厚さも溶射する合金組成や摺動部材の種類や
要求特性に合わせて選択するが関ないし３００μ程度が
好ましい。
残部の鉄合金としてはＦｅ−０合金以外に例えばＦｅ−
０−Ｏｒ金合金高炭素あるいは低炭票）、Ｆｅ−Ｎｉ合
金が挙げられるがこわらに限定されるものではない。
０−Ｏｒ金合金高炭素あるいは低炭票）、Ｆｅ−Ｎｉ合
金が挙げられるがこわらに限定されるものではない。
合金粉末は慣又は憐と炭素を一定量含有する粉末を単独
で使用しても、各々の成分を一定量含有する粉末の混合
物を使用してもよい。合金粉末の平均粒径や粒径分布は
プラズマ溶射の条件や合金組成を裏声して最適に選択す
る０（実施例） 以下の実晴例において本発明を更に詳細に説明する。な
お、本発明けＦ記実施例に限定されるものではない〇 実簾例Ｉ： 重量比で燐（Ｐ）２％、炭素（０１０，５％、残部貌Ｆ
’ｅ）よりなるＦｅ−２Ｐ−０，５０合金粉末を回転試
験片（８，４５）の接触面上に研削加工後の状態で釣菌
μの厚さにダ裕埠プラズマ溶射して性能評価用の試験片
を％Ｉ造した。
で使用しても、各々の成分を一定量含有する粉末の混合
物を使用してもよい。合金粉末の平均粒径や粒径分布は
プラズマ溶射の条件や合金組成を裏声して最適に選択す
る０（実施例） 以下の実晴例において本発明を更に詳細に説明する。な
お、本発明けＦ記実施例に限定されるものではない〇 実簾例Ｉ： 重量比で燐（Ｐ）２％、炭素（０１０，５％、残部貌Ｆ
’ｅ）よりなるＦｅ−２Ｐ−０，５０合金粉末を回転試
験片（８，４５）の接触面上に研削加工後の状態で釣菌
μの厚さにダ裕埠プラズマ溶射して性能評価用の試験片
を％Ｉ造した。
実施例２：
重量比で憐２％、炭素５％、残部鉄よりなるＥ’ｅ −
２、Ｐ −’５０合金粉末を使用して実施例１と同様の
方法で同一の厚さの溶射層を有する試−片を製造した。
２、Ｐ −’５０合金粉末を使用して実施例１と同様の
方法で同一の厚さの溶射層を有する試−片を製造した。
実施例３：
貢析比で燐２誦、残部鉄より寿るＦｅ−２Ｐ合金粉末を
使用して実施例１と同様の方法で同一の厚さの溶＠啜を
有する試験片を製造した。
使用して実施例１と同様の方法で同一の厚さの溶＠啜を
有する試験片を製造した。
比較例１：
回転試験片の接触面上に実施例１の溶射層と同一の厚さ
にクロム（Ｏｒ）を戊気めっきして比較例の試験片を製
造した。
にクロム（Ｏｒ）を戊気めっきして比較例の試験片を製
造した。
比較例２：
１重量比でクロム６０〜６５に、炭素６〜８％機部 。
鉄よりなる高炭素Ｆｅ−Ｏｒ合金粉末を使用して実施例
１と同様の方法で同一の厚さの溶射層を有する試験片を
製造した０ 比較例３： モリブデン（ＭＯ）を使用してガス溶射することにより
実施例１と同一の厚さの溶射層を有する試睦片を製造し
た０ 性能比較試験： 実喰例１ないし３及び比較例１ないし３の各種＃面処理
をした回転試験片を相手部材であるＦＯ′２３（片状黒
鉛鋳鉄）の固定試験片と接するように設）Ｈし接触面に
潤滑油としてモータオイルＳＡ、Ｂ ＋ｎ Ｗ −３１
’ｌを供給し、回転数１６ｆｌｒｐｍ 、荷重印ｋｇで
１時間一種試験を行った。結果を図に示す０図より明ら
力上なように、比較例１のＯｒめっきをした試験片は相
手材の摩耗量は少ないがそれ自体の摩耗ｆｄが多く、父
、焼付へメ１味であった。
１と同様の方法で同一の厚さの溶射層を有する試験片を
製造した０ 比較例３： モリブデン（ＭＯ）を使用してガス溶射することにより
実施例１と同一の厚さの溶射層を有する試睦片を製造し
た０ 性能比較試験： 実喰例１ないし３及び比較例１ないし３の各種＃面処理
をした回転試験片を相手部材であるＦＯ′２３（片状黒
鉛鋳鉄）の固定試験片と接するように設）Ｈし接触面に
潤滑油としてモータオイルＳＡ、Ｂ ＋ｎ Ｗ −３１
’ｌを供給し、回転数１６ｆｌｒｐｍ 、荷重印ｋｇで
１時間一種試験を行った。結果を図に示す０図より明ら
力上なように、比較例１のＯｒめっきをした試験片は相
手材の摩耗量は少ないがそれ自体の摩耗ｆｄが多く、父
、焼付へメ１味であった。
比較例２の高履素Ｔｉ”ｅ−Ｏｒ合金粉末を−プラズマ
溶射１．た試験片はそれ自体の摩耗量は非常に少なぐ良
好で夛る反面、相手材を非常に摩耗させた０又、比較例
３のＭｏをガス溶射した試験片は焼付きけ発生せず相手
材の摩耗量に少なかったがそれ自体の摩耗量は多かった
。
溶射１．た試験片はそれ自体の摩耗量は非常に少なぐ良
好で夛る反面、相手材を非常に摩耗させた０又、比較例
３のＭｏをガス溶射した試験片は焼付きけ発生せず相手
材の摩耗量に少なかったがそれ自体の摩耗量は多かった
。
上記の従来材に対し本発明材の実施例１ないし３はいず
れも焼付きけ発生せず、それ自体の摩耗量も比較例１の
Ｏｒめっき材や比較例３のＭ。
れも焼付きけ発生せず、それ自体の摩耗量も比較例１の
Ｏｒめっき材や比較例３のＭ。
溶射材より少なく、父、相手材の摩耗量も比較例２の高
炭素Ｆｅ−Ｏｒ合金溶射材より少なく、総合特性の優れ
たものであるこ２が解る。
炭素Ｆｅ−Ｏｒ合金溶射材より少なく、総合特性の優れ
たものであるこ２が解る。
本発明のＡ１部材に溶射するＦｅ−Ｐ又けＦｅ−Ｐ−０
合金粉末において、Ｐの含有量け０５爪量％１？Ｊ丁で
け耐摩耗性ｌく不足し１Ｊｆ１頭があると同時にス々ン
ピング（ｓｔａｍｐｉｎｇ）＃力も劣るので粉末コスト
が高くなる。又、Ｐの含有量をあまり高くすＺと母材に
対する密着性、溶射作業性が劣るため好ましい範囲は０
．５ないし１５眞量％である〇耐摩耗性りＰの含有量が
０，７ないし３％の低い範囲が特に優れている。父、耐
食性についてけＰの含有量が高いほど優れ、特に６％口
、上になると非常に優れたものとなる。Ｃの含有量は０
．２＠量イＩ】Ｊ下で１仕硬彦増大効果か不十分で耐摩
耗性を向ヒさせる効果がほとんど期待できないため０２
眞噴％い向上にすることが好ましく、又逆にＣの含有量
をあまり高くすると硬くなりすぎて耐摩耗性は優れるが
相手材に対する攻撃性が大きくなるとＪもに、密着性、
溶射作業性が劣るため好ましい幀囲は０．２ないし５重
量％である０又、本発明のＡ１部材の摺動面に形成する
合金層のビッカース硬さくＨｖ ）ｔｒｉ Ｆ ｅ−０
，５−Ｑ、１５％Ｐ糸 でけ ｒ（ｖ ３１１１１ 〜
８１１１１、 Ｆ’ｅ−０，５〜０．１ ５％ Ｐ−０
，２〜５ ％Ｃ系ではＨｖ４１１ｎ 〜１１１（’１（
Ｉ Ｔある。
合金粉末において、Ｐの含有量け０５爪量％１？Ｊ丁で
け耐摩耗性ｌく不足し１Ｊｆ１頭があると同時にス々ン
ピング（ｓｔａｍｐｉｎｇ）＃力も劣るので粉末コスト
が高くなる。又、Ｐの含有量をあまり高くすＺと母材に
対する密着性、溶射作業性が劣るため好ましい範囲は０
．５ないし１５眞量％である〇耐摩耗性りＰの含有量が
０，７ないし３％の低い範囲が特に優れている。父、耐
食性についてけＰの含有量が高いほど優れ、特に６％口
、上になると非常に優れたものとなる。Ｃの含有量は０
．２＠量イＩ】Ｊ下で１仕硬彦増大効果か不十分で耐摩
耗性を向ヒさせる効果がほとんど期待できないため０２
眞噴％い向上にすることが好ましく、又逆にＣの含有量
をあまり高くすると硬くなりすぎて耐摩耗性は優れるが
相手材に対する攻撃性が大きくなるとＪもに、密着性、
溶射作業性が劣るため好ましい幀囲は０．２ないし５重
量％である０又、本発明のＡ１部材の摺動面に形成する
合金層のビッカース硬さくＨｖ ）ｔｒｉ Ｆ ｅ−０
，５−Ｑ、１５％Ｐ糸 でけ ｒ（ｖ ３１１１１ 〜
８１１１１、 Ｆ’ｅ−０，５〜０．１ ５％ Ｐ−０
，２〜５ ％Ｃ系ではＨｖ４１１ｎ 〜１１１（’１（
Ｉ Ｔある。
（発明の１！Ｔ果）
Ｌ述のように、本発明の摺動部材は金属部材の１Δ動面
の少なくとも一部に燐又は燐と炭素を含む溶射層をプラ
ズマ溶射により形成したものであるため焼付内性が少な
く又、摺動部材自体の摩耗性と相手材に対する攻撃性の
釣合が取れてむり総合特性において優れているため１従
来の各稍の溶射層を形成した摺動部材例えばＭ。
の少なくとも一部に燐又は燐と炭素を含む溶射層をプラ
ズマ溶射により形成したものであるため焼付内性が少な
く又、摺動部材自体の摩耗性と相手材に対する攻撃性の
釣合が取れてむり総合特性において優れているため１従
来の各稍の溶射層を形成した摺動部材例えばＭ。
ｓ射材ｃ比べてコストダウンと寿り又耐摩耗性、密着性
、耐熱性が向上し、Ｆｅ −Ｏｒ溶射材及びセラミック
溶射材に比べて耐摩耗性は同等に保ったまま相手材攻撃
性を小さくすることができるので、−ｈ記従来の摺動部
材の欠点を解消しドつ喝所を生かすことにより各種１習
動部品例えばピストンリング、シリンダボア、ピストン
、ニアコンプレッサ一部品、ピストンロッドなどに使用
した場合に耐摩耗性、耐焼付性、耐食性、耐熱性等の諸
物性を向上させる効果を奏する。
、耐熱性が向上し、Ｆｅ −Ｏｒ溶射材及びセラミック
溶射材に比べて耐摩耗性は同等に保ったまま相手材攻撃
性を小さくすることができるので、−ｈ記従来の摺動部
材の欠点を解消しドつ喝所を生かすことにより各種１習
動部品例えばピストンリング、シリンダボア、ピストン
、ニアコンプレッサ一部品、ピストンロッドなどに使用
した場合に耐摩耗性、耐焼付性、耐食性、耐熱性等の諸
物性を向上させる効果を奏する。
図は本発明のｔｅａ ＊Ｊ部材及び比較例の従来の摺動
６１Ｓ材の摩耗試験を行った晧果を示すグラフである。
６１Ｓ材の摩耗試験を行った晧果を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） 金属部材の摺動面の少なくとも一部に重量比で
燐０５ないし１５％を含み残部が鉄合金及び不紳物より
なる組成の溶射層をプラズマ溶射により形成したことを
特徴とする摺動部材０１２）上記溶射層が燐の外に更に
重量比で炭素０，２ないし５％を含むことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の摺動部材。 （３）上記プラズマ溶射に使用する合金粉末が全扮末に
対する重量比で燐０．５ないし１５％となる鉄−燐合金
粉末と、炭素０．２ないし５％となる鉄−炭素合金粉末
、鉄−炭素−クロム合金粉末、鉄−ニッケル合金粉末の
うちの少なくと屯一種とＣ）混合粉末よりなることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の摺動部材０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59108230A JPS60251263A (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | 摺動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59108230A JPS60251263A (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | 摺動部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60251263A true JPS60251263A (ja) | 1985-12-11 |
Family
ID=14479351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59108230A Pending JPS60251263A (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | 摺動部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60251263A (ja) |
-
1984
- 1984-05-28 JP JP59108230A patent/JPS60251263A/ja active Pending
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