JPS6144170A - 摺動部材の表面加工法 - Google Patents
摺動部材の表面加工法Info
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- JPS6144170A JPS6144170A JP16695084A JP16695084A JPS6144170A JP S6144170 A JPS6144170 A JP S6144170A JP 16695084 A JP16695084 A JP 16695084A JP 16695084 A JP16695084 A JP 16695084A JP S6144170 A JPS6144170 A JP S6144170A
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- Japan
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- ceramic layer
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- sliding
- metal
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- 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
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
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】
〔ｌ１Ａｒ！Ａの技術分野〕
本発明は、摺動部材に関し、特に、耐摩耗性の向上にす
ぐれた摺動部材の表面加工法に関する。
ぐれた摺動部材の表面加工法に関する。
近年、ピストンリング、ストリップ搬送用ロール、鋼線
材巻取リドラムなどの部材の摺動部に、溶射法によって
、アルミナ、チタニアなどのセラミックス層を形成する
ことによりこれら摺動部材の耐摩耗性を向上させろこと
が行なわれて−する。
材巻取リドラムなどの部材の摺動部に、溶射法によって
、アルミナ、チタニアなどのセラミックス層を形成する
ことによりこれら摺動部材の耐摩耗性を向上させろこと
が行なわれて−する。
しかし、上記従来の耐摩耗性改良法には次のような問題
がある。
がある。
（イ）摺動部に形成されるセラｉｙり溶射被膜の表面粗
度は可能なかぎり小さくし、平滑であることが望ましい
が、従来の方法では必ずしも満足のいくものは得られな
い。たとえば、ピスト／す／グのような高速摺動部材に
おいては、耐スカッフィング性が表面粗さに依存し１表
面が粗いとヌカッフィングが起きやすくなるとともに対
向部材の摩耗も大きくなる。また、ストリップ搬送用ロ
ール、鋼線材巻取りドラムなどでは。
度は可能なかぎり小さくし、平滑であることが望ましい
が、従来の方法では必ずしも満足のいくものは得られな
い。たとえば、ピスト／す／グのような高速摺動部材に
おいては、耐スカッフィング性が表面粗さに依存し１表
面が粗いとヌカッフィングが起きやすくなるとともに対
向部材の摩耗も大きくなる。また、ストリップ搬送用ロ
ール、鋼線材巻取りドラムなどでは。
表面粗さが大きいと製品が傷つき、製品価値が著しく低
下する。
下する。
（ロ）従来、セラミックスｍの形成は溶射法（セラミッ
クス粉末を熱で軟化、溶融させて基材表面に噴射し付着
させる方法）によシ行なわれているが、この方法で形成
されるセラミックス層は多孔質で被膜表面は極めて粗い
。したがって、これをそのままの状態で摺動部材として
使用することはできず、従来法においては、被膜表面を
研削しその後研摩仕上げを行な５ことにより摺動部表面
をできるだけ平滑に加工する方法がとられている。しか
し、形成されたセラミックス層は、ビッカース硬さでア
ルミナが７１０〜ｔｒｏｏ 、チタニアが６００〜７！
０と極めて硬いものでありしかも脆く欠けやすいことか
ら、研削、研摩加工は困難である。さらに、従来の加工
技術の範隣では、摺動部材に要求される加工精度の向上
にも限界があるばかりでなく、溶射被膜形成から製品化
まで長時間を要するとい５問題がある。
クス粉末を熱で軟化、溶融させて基材表面に噴射し付着
させる方法）によシ行なわれているが、この方法で形成
されるセラミックス層は多孔質で被膜表面は極めて粗い
。したがって、これをそのままの状態で摺動部材として
使用することはできず、従来法においては、被膜表面を
研削しその後研摩仕上げを行な５ことにより摺動部表面
をできるだけ平滑に加工する方法がとられている。しか
し、形成されたセラミックス層は、ビッカース硬さでア
ルミナが７１０〜ｔｒｏｏ 、チタニアが６００〜７！
０と極めて硬いものでありしかも脆く欠けやすいことか
ら、研削、研摩加工は困難である。さらに、従来の加工
技術の範隣では、摺動部材に要求される加工精度の向上
にも限界があるばかりでなく、溶射被膜形成から製品化
まで長時間を要するとい５問題がある。
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであシ、
耐摩耗性、耐スカツフインク性にすぐれ。
耐摩耗性、耐スカツフインク性にすぐれ。
しかも仕上げ加工の容易化が図られた摺動部材の表面加
工法を提供することを目的とする。
工法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の摺動部材の表面加工
法は、摺動部材の摺動部表面に多孔質セラミックス層を
形成し、さらにこの上に、形成されたセラミックス層表
面の凹凸部が金属で充填被覆されるよ５に金属層を形成
し、次いで、この金属層表面を研削ないし研摩すること
を特徴とする。
法は、摺動部材の摺動部表面に多孔質セラミックス層を
形成し、さらにこの上に、形成されたセラミックス層表
面の凹凸部が金属で充填被覆されるよ５に金属層を形成
し、次いで、この金属層表面を研削ないし研摩すること
を特徴とする。
以下、本発明を、添付図面に基いて詳細に説明する。第
１図は１本発明の方法を工程順に説明する模式断面図で
ある。
１図は１本発明の方法を工程順に説明する模式断面図で
ある。
まず、第１図（轟）ＩＣ示すように、セラミックス層の
形成に先立って、摺動部材ｌ上に下地コートλを所望厚
に形成することは、摺動部材とセラミックス層との密着
性、接着性の向上を図る上で好ましい。この下地コート
コの材料としては、摺動部材ｌならびにセラミックスの
１類に応じて適宜選択され５るが、たとえば、Ｎ１−Ａ
ｌ系合金などが好ましく用いられる。
形成に先立って、摺動部材ｌ上に下地コートλを所望厚
に形成することは、摺動部材とセラミックス層との密着
性、接着性の向上を図る上で好ましい。この下地コート
コの材料としては、摺動部材ｌならびにセラミックスの
１類に応じて適宜選択され５るが、たとえば、Ｎ１−Ａ
ｌ系合金などが好ましく用いられる。
次いで、下地コートλ上にセラミックス層３を形成する
（第１図（ｂ））。セラミックスの材質としては、従来
用いられていた、アルミナ、チタニア、クロミアなどが
用いられつる。石の形成法としては、従来の溶射法が用
いられ得る。プラズマ溶射法などの方法で溶射形成され
たセラミックス層は、通常多孔質状態となシ、層の表面
も比較的粗いものとなる。しかし、本発明の方法におい
ては、従来法のよ５にセラミックス層表面を研削・研摩
加工する必要はなく、逆に、形成されたままのセラミッ
クス層表面の粗面状態を積極的に利用するものである。
（第１図（ｂ））。セラミックスの材質としては、従来
用いられていた、アルミナ、チタニア、クロミアなどが
用いられつる。石の形成法としては、従来の溶射法が用
いられ得る。プラズマ溶射法などの方法で溶射形成され
たセラミックス層は、通常多孔質状態となシ、層の表面
も比較的粗いものとなる。しかし、本発明の方法におい
ては、従来法のよ５にセラミックス層表面を研削・研摩
加工する必要はなく、逆に、形成されたままのセラミッ
クス層表面の粗面状態を積極的に利用するものである。
すなわち１本発明の方法では、セラミックス泗の粗面状
態の表面に、その凹凸部が金属で充填されるよ５）（金
屈層弘で被覆する（第１図（Ｃ））。
態の表面に、その凹凸部が金属で充填されるよ５）（金
屈層弘で被覆する（第１図（Ｃ））。
セラミックス層と金属層との良好な付着性、適合性を図
るためには、セラミックス層表面が粗い方が好ましい。
るためには、セラミックス層表面が粗い方が好ましい。
溶射法でセラミックス層を形成する場合１層表面を粗く
する方法としては、たとえば、被溶射面と溶射ガンとの
距離をｌよＯ〜３１１）ｆ７ｘｇにして溶射被覆する方
法がある。この場合間隔が３００ ｔｍを超えると被覆
面は良好な粗面状態になるが溶射時にセラミックス粉末
が飛散して付着歩留シが悪くなるので好ましくない。
する方法としては、たとえば、被溶射面と溶射ガンとの
距離をｌよＯ〜３１１）ｆ７ｘｇにして溶射被覆する方
法がある。この場合間隔が３００ ｔｍを超えると被覆
面は良好な粗面状態になるが溶射時にセラミックス粉末
が飛散して付着歩留シが悪くなるので好ましくない。
被覆する金６材料としては、セラミックス層の材質や摺
動部材の用途に応じた好適なものが用いられうるが、た
とえばＮ１−Ｃｒ系合金などの耐摩耗性、耐スカツフイ
ンク性にすぐ几た金属材料が好ましく用いられる。
動部材の用途に応じた好適なものが用いられうるが、た
とえばＮ１−Ｃｒ系合金などの耐摩耗性、耐スカツフイ
ンク性にすぐ几た金属材料が好ましく用いられる。
次いで、このようにしてセンミックス層と金属層とが形
成された摺動部表面を研削ないし研摩することＫより、
該摺動部材ｌ上セラミックス層と金属層との両層を露出
させるよ５にする。ＭＥ ７図（ｄ）は、第１図（ｃ）
のＡ人′面に沿うて研削、研摩した状態を示す断面図で
ある。
成された摺動部表面を研削ないし研摩することＫより、
該摺動部材ｌ上セラミックス層と金属層との両層を露出
させるよ５にする。ＭＥ ７図（ｄ）は、第１図（ｃ）
のＡ人′面に沿うて研削、研摩した状態を示す断面図で
ある。
本発明の方法によれば、たとえばピストンリングのよう
な高速摺動部材においては、相手材との擦り合わせによ
る初期摩耗を旺て次第に摩耗によつて表面が平滑化し定
電摩耗に移行するといわゆる「なじみ」が生じて潤滑油
の油膜の作用が一層効果的に働くことが期待できろ。し
たがって、このような高速摺動部材の場合は、第１図に
示すように、セラミックス層３の凸部先端部が金届屑弘
の表面から完全に露出しない程度の表面加工でも充分有
効である。
な高速摺動部材においては、相手材との擦り合わせによ
る初期摩耗を旺て次第に摩耗によつて表面が平滑化し定
電摩耗に移行するといわゆる「なじみ」が生じて潤滑油
の油膜の作用が一層効果的に働くことが期待できろ。し
たがって、このような高速摺動部材の場合は、第１図に
示すように、セラミックス層３の凸部先端部が金届屑弘
の表面から完全に露出しない程度の表面加工でも充分有
効である。
マルテンサイト系球状黒鉛鋳鉄からなる摺動部材基材表
面上に、下地コートとしてＮ１−Ａｌ合金＜Ａｌ：ｊｌ
をブジズマ溶射し、さらにこの下地コート上に、プラズ
マ溶射法によシアルミナ層を厚さ０．Ｊａｎに形成した
。次いで、アルミナ層上に。
面上に、下地コートとしてＮ１−Ａｌ合金＜Ａｌ：ｊｌ
をブジズマ溶射し、さらにこの下地コート上に、プラズ
マ溶射法によシアルミナ層を厚さ０．Ｊａｎに形成した
。次いで、アルミナ層上に。
Ｎｌ −Ｃｒ合金（Ｃｒ：２０４）からなる金属層を溶
射法により０．．２ｆｌの厚さく形成した。
射法により０．．２ｆｌの厚さく形成した。
一方、比較例として、上記実施例と同様にして基材上に
下地コートおよびアルミナ屑を形成したものを用意した
。
下地コートおよびアルミナ屑を形成したものを用意した
。
上記実施例および比較例の試験片は、いずれもｌ
７□お、２゜７よ７，１１オよイヶヶヶ、え。
７□お、２゜７よ７，１１オよイヶヶヶ、え。
次いで、とのよ５Ｋｌで得られた実施例、比較例の各試
験片について耐摩耗性試験を行なった。
験片について耐摩耗性試験を行なった。
この耐摩耗性試験は、相手材としてＦＣを使用し。
潤滑剤を使用して、圧力１００Ｋｐ／ｌｖ” 、運動速
度３ｍ／ｓ ＊ ａおよびｊｍ／ｓｅａ の条件で行な
つた。
度３ｍ／ｓ ＊ ａおよびｊｍ／ｓｅａ の条件で行な
つた。
試験の結果を第３図に示す。第３図の結果から明らかな
よ５′Ｉ／ｃ、本発明の方法で表面加工された部材は、
従来の方法で加工されたものに比べ摩耗量が少なく、シ
かも相手材の摩耗が大巾に減少している。
よ５′Ｉ／ｃ、本発明の方法で表面加工された部材は、
従来の方法で加工されたものに比べ摩耗量が少なく、シ
かも相手材の摩耗が大巾に減少している。
本発明に係る摺動部材の表面加工法は、摺動部表面にセ
ラミックス層を形成し、さらにこの上に、形成されたセ
ラミックス層表面の凹凸部が金属で充填被覆されるよう
に金属層を形成したのも該金属層表面を研削ないし研摩
するよう圧したので以下のような効果を有する。
ラミックス層を形成し、さらにこの上に、形成されたセ
ラミックス層表面の凹凸部が金属で充填被覆されるよう
に金属層を形成したのも該金属層表面を研削ないし研摩
するよう圧したので以下のような効果を有する。
（イ）形成されたセラミックス層の表面を加工する従来
法に比べて、表面加工工程の容易化と加工精度の向上を
図ることができろ・ （ロ）潤滑剤や相手材との「なじみ」が一層良好になり
、耐摩耗性、耐スカツフイ／グ性が向上する。
法に比べて、表面加工工程の容易化と加工精度の向上を
図ることができろ・ （ロ）潤滑剤や相手材との「なじみ」が一層良好になり
、耐摩耗性、耐スカツフイ／グ性が向上する。
（ハ） 摺動部表面に耐熱性にすぐれたセラミックス層
と熱伝導性にすぐれた金属層とが緻密に混在しているの
で、熱放散性ならびに耐熱性が向上する・ に）摺動部表面層の耐剥離性が向上する。
と熱伝導性にすぐれた金属層とが緻密に混在しているの
で、熱放散性ならびに耐熱性が向上する・ に）摺動部表面層の耐剥離性が向上する。
第１図は本発明の方法を示す断面工程図、第２図は本発
明の方法で得られる摺動部表面の一態様を示す断面図、
第３図は耐摩耗性試験結果を示すグラフである。 ハ・・摺動部材、コ・・・下地コート、３・・・セラミ
ックス層、≠・・・金属層。 出願人代理人 猪 股 清 ’ｆｉｌ 図
明の方法で得られる摺動部表面の一態様を示す断面図、
第３図は耐摩耗性試験結果を示すグラフである。 ハ・・摺動部材、コ・・・下地コート、３・・・セラミ
ックス層、≠・・・金属層。 出願人代理人 猪 股 清 ’ｆｉｌ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、摺動部材の摺動部表面に多孔質セラミックス層を形
成し、さらにこの上に、形成されたセラミックス層表面
の凹凸部が金属で充填被覆されるように金属層を形成し
、次いでこの金属層表面を研削ないし研摩することを特
徴とする、摺動部材の表面加工法。 ２、前記金属層表面を研削ないし研摩することにより摺
動部表面にセラミックス層と金属層との両層を露出させ
るようにした、特許請求の範囲第１項に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16695084A JPS6144170A (ja) | 1984-08-09 | 1984-08-09 | 摺動部材の表面加工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16695084A JPS6144170A (ja) | 1984-08-09 | 1984-08-09 | 摺動部材の表面加工法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6144170A true JPS6144170A (ja) | 1986-03-03 |
Family
ID=15840633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16695084A Pending JPS6144170A (ja) | 1984-08-09 | 1984-08-09 | 摺動部材の表面加工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6144170A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6314850A (ja) * | 1986-07-03 | 1988-01-22 | Tech Res Assoc Highly Reliab Marine Propul Plant | 耐摩耗性セラミツク溶射被膜のなじみ性能改善方法 |
| FR2617196A1 (fr) * | 1987-04-22 | 1988-12-30 | Vozzo Michel Di | Chromage dur de fusees de cylindres devant fonctionner a haute temperature |
| WO1999051792A1 (de) * | 1998-04-03 | 1999-10-14 | Wella Aktiengesellschaft | Verfahren zum herstellen von gleitflächen und/oder scherkanten aus hartwerkstoff auf einem grundwerkstoff sowie eine nach diesem verfahren hergestellte gleitfläche und/oder scherkante |
| EP0985745A1 (en) * | 1998-09-08 | 2000-03-15 | General Electric Company | Bond coat for a thermal barrier coating system |
-
1984
- 1984-08-09 JP JP16695084A patent/JPS6144170A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6314850A (ja) * | 1986-07-03 | 1988-01-22 | Tech Res Assoc Highly Reliab Marine Propul Plant | 耐摩耗性セラミツク溶射被膜のなじみ性能改善方法 |
| FR2617196A1 (fr) * | 1987-04-22 | 1988-12-30 | Vozzo Michel Di | Chromage dur de fusees de cylindres devant fonctionner a haute temperature |
| WO1999051792A1 (de) * | 1998-04-03 | 1999-10-14 | Wella Aktiengesellschaft | Verfahren zum herstellen von gleitflächen und/oder scherkanten aus hartwerkstoff auf einem grundwerkstoff sowie eine nach diesem verfahren hergestellte gleitfläche und/oder scherkante |
| EP0985745A1 (en) * | 1998-09-08 | 2000-03-15 | General Electric Company | Bond coat for a thermal barrier coating system |
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