WO2012137562A1 - 摺動部材及び摺動部材の製造方法 - Google Patents

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WO2012137562A1
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silver
resin
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resin material
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亮太郎 高田
芳孝 辻井
尊久 田代
真由美 猿山
雄貴 古川
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本田技研工業株式会社
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    • F02F3/00—Pistons 
    • F02F3/0084—Pistons  the pistons being constructed from specific materials
    • 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
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00—Pistons 
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    • Y10T428/12014—All metal or with adjacent metals having metal particles
    • Y10T428/12028—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, etc.]
    • Y10T428/12049—Nonmetal component

Definitions

  • the present invention relates to a sliding member in which a metal film is applied to the surface of a base material to form a sliding surface and a manufacturing method of the sliding member, and more particularly to a technique for improving the adhesion between the base material and the metal film.
  • an aluminum (including aluminum alloy) base material is immersed in a chemical conversion treatment solution containing an etching solution and a water-soluble metal salt (for example, silver), and the surface of the aluminum base material is etched by this etching solution.
  • a chemical conversion treatment solution containing an etching solution and a water-soluble metal salt (for example, silver)
  • a water-soluble metal salt for example, silver
  • the aluminum base material provided with this metal film is actually used in a harsh environment such as a piston of an internal combustion engine. In such a case, there is a problem that peeling of the metal film occurs due to insufficient adhesion between the aluminum substrate and the metal film.
  • a silver (metal) film is applied to the surface of the aluminum base. The electroplating method to form is performed.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has a simple configuration, a sliding member that improves the adhesion between the surface of the base material and the metal film, and a method for manufacturing the sliding member The purpose is to provide.
  • Another object of the present invention is to form a highly pure silver film that is optimal for sliding by a simple method, to ensure high adhesion, and to eliminate the use of harmful substances from the manufacturing process.
  • the present invention provides a sliding member having a sliding surface that slides in a member to be slid, including a base layer containing a resin material on the surface of the base material, on the base layer.
  • a solid lubrication part formed from at least one of silver, a silver alloy, copper, or a copper alloy to form the sliding surface, and between the foundation layer and the solid lubrication part, the foundation layer and the solid lubricant part It is characterized in that an intermixing layer in which both the solid lubricating part is mixed is interposed.
  • an intermixing layer in which both the base layer and the solid lubrication part are mixed is interposed between the base layer and the solid lubrication part.
  • the lower end portion of the solid lubrication portion enters the upper end portion of the formation.
  • the so-called anchor effect is developed between the undercoat layer and the solid lubrication part, so that the bonding force between the solid lubrication part and the undercoat layer is improved, and the fixed lubrication part is less likely to peel or drop from the undercoat layer.
  • the solid lubrication part may have a porosity of 2% or less, and the intermixing layer may have a thickness of 10 nm or more.
  • the solid lubricating portion can be firmly bonded to the underlayer.
  • the underlayer may further contain a solid lubricant, and the blending ratio of the resin material and the solid lubricant may be 1: 9 to 9: 1 by weight.
  • the underlayer further includes a solid lubricant, so that even if the solid lubrication part falls off and the underlayer is exposed, the lubrication performance is maintained by the solid lubricant contained in the underlayer. can do.
  • the blending ratio of the resin material and the solid lubricant is 1: 9 to 9: 1 by weight, an intermixing layer can be easily formed between the base layer and the solid lubricating portion. In addition, sufficient lubrication performance can be easily imparted to the underlayer.
  • the solid lubricant may be at least one selected from the group consisting of molybdenum disulfide, boron nitride, and graphite. Further, at least the solid lubricating portion may be formed in a linear shape or a dot shape. Further, the solid lubricating portion may be formed as a coating layer that covers the base layer via the mutual mixed layer.
  • the sliding member may be a piston for an internal combustion engine, the surface of the piston skirt of the piston may be smooth, and the base layer may be formed on the smooth surface.
  • the present invention is a method for producing a sliding member in which a sliding surface is formed by forming a film of silver, a silver alloy, copper or a copper alloy on the surface of a substrate, and the surface of the substrate is thermosetting.
  • the resin material is coated, and the resin material is coated with a suspension solution in which fine particles of silver, silver alloy, copper, or copper alloy are dispersed in a polar solvent before the resin material is cured.
  • the suspension solution, the resin material and the base material are heated to cure the resin material and remove the polar solvent, and the fine particles are fused to the surface of the resin material to form the sliding surface. Is formed.
  • the coated suspension solution and the resin material are vibrated, and both the silver particles and the resin material are interposed between the suspension solution and the resin material. You may form the mutual mixed layer which is mixed. Furthermore, ultrasonic vibration may be applied to the suspension and the resin material.
  • the present invention is a method for manufacturing a sliding member in which a sliding surface is formed by forming a film of silver, a silver alloy, copper or a copper alloy on the surface of a substrate, and a resin layer is provided on the surface of the substrate.
  • the resin layer is coated with a suspension solution in which fine particles of silver, silver alloy, copper, or copper alloy are dispersed in a solvent that forms and swells the surface of the resin layer, and the coated suspension solution While forming the intermixed layer in which both the fine particles and the resin material are mixed between the resin layer and the resin layer, the suspension solution, the resin layer, and the base material are heated to remove the solvent.
  • the sliding surfaces are formed by fusing the fine particles in the suspension solution together.
  • the average particle diameter of fine particles of silver, silver alloy, copper, or copper alloy dispersed in the solvent may be in the range of 1 nm to 80 nm.
  • the heating temperature at the time of performing the heating may be set to 160 ° C. to 240 ° C.
  • particles of the same metal species as the fine particles dispersed in the solvent may be dispersed in the resin material.
  • the average particle size of the particles dispersed in the resin material may be in the range of 4 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • an intermixing layer in which both the base layer and the solid lubrication part are mixed is interposed between the base layer and the solid lubrication part.
  • the lower end portion of the solid lubrication portion has entered.
  • the so-called anchor effect is developed between the undercoat layer and the solid lubrication part, so that the bonding force between the solid lubrication part and the undercoat layer is improved, and the fixed lubrication part is less likely to peel or drop from the undercoat layer. .
  • FIG. 1 is a schematic overall perspective view of a piston according to a first embodiment of the present invention. It is a side view of the piston shown in FIG. It is a cross-sectional schematic diagram which expands and shows the surface layer part vicinity of the piston skirt which comprises a piston. It is the SEM photograph which image
  • SEM photograph SEM photograph which image
  • FIG. 5 is an image obtained by performing image processing on the solid lubrication part of FIG. 4.
  • FIG. FIG. 7 is an image obtained by performing image processing on the solid lubrication part of FIG. 6.
  • FIG. It is a graph which shows the relationship between the porosity of a solid lubrication part, and the contact
  • It is a side view of the piston concerning a modification. It is a cross-sectional schematic diagram which expands and shows the surface layer part vicinity of the piston skirt which comprises the piston which concerns on another modification. It is a side view of the piston which concerns on 2nd Embodiment. It is a sectional side view which shows the membrane
  • the ultrasonic vibration apparatus which provides an ultrasonic vibration to a polyamidoimide resin and a slurry, and forms an intermixing layer in an interface. It is the graph which compared the result of the shear peeling strength in the piston formed without providing ultrasonic vibration, and the piston formed by providing ultrasonic vibration. It is an example of the vibration apparatus which gives a vibration to a polyamidoimide resin and a slurry, and forms an intermixing layer in an interface. It is the graph which compared the result of the shear peeling strength in the piston formed without providing vibration, and the piston formed by providing vibration. It is a sectional side view which shows the membrane
  • 3 is a graph showing the relationship between the particle size of silver particles in a resin layer and the bonding strength between a silver film layer and a resin layer. It is a cross-sectional schematic diagram which shows the state which the silver particle and silver film layer in a resin layer have melt
  • FIG. 1 is a schematic overall perspective view of a piston 10 according to the present embodiment
  • FIG. 2 is a side view thereof.
  • the piston (base material) 10 has a pair of piston skirts (skirt portions) 12 and 12 at a lower portion thereof, and a wall portion extending in a substantially vertical direction between the piston skirts 12 and 12. 14 and 14 are interposed.
  • Each of the wall portions 14 and 14 is provided with pin boss portions 16 and 16 so as to protrude in the horizontal direction, and a piston pin for inserting a piston pin (not shown) into each of the pin boss portions 16 and 16. Holes 17 are formed through.
  • the piston pin is passed through a through-hole formed in a small end portion of a connecting rod (connecting rod) (not shown), thereby pivotally supporting the connecting rod.
  • An oil ring groove 18, a first piston ring groove 20, and a second piston ring groove 22 are formed in this order in the upper part of the piston skirts 12 and 12 from the bottom to the top.
  • the oil ring groove 18, the first piston ring groove 20, and the second piston ring groove 22 are formed so as to go around the head of the piston 10 along the circumferential direction.
  • the piston 10 configured as described above is made of an aluminum alloy such as AC2A, AC2B, AC4B, AC4C, AC4D, AC8H, A1100 (all of which are defined in JIS), or an Al—Cu alloy.
  • the sliding contact surface (surface) of the piston skirt 12 is formed as a smooth surface, and the base layer 24 is fixed to the smooth sliding contact surface.
  • the underlayer 24 covers the entire sliding contact surface of the piston skirt 12 and has a substantially uniform thickness.
  • the underlayer 24 contains a resin material that improves the bonding force between the solid lubricating portion 26 and the piston skirt 12 described later and exhibits heat resistance.
  • resin material include polyimide resin, polyamideimide resin, epoxy resin, nylon-6 resin, nylon-6,6 resin and the like.
  • the underlayer 24 may be made of only a resin material, but may further contain a solid lubricant in addition to the resin material.
  • Known solid lubricants may be blended, and suitable examples thereof include molybdenum disulfide (MoS 2 ), boron nitride (BN), graphite (C), and the like.
  • the weight ratio of the resin material is less than 1, it is not easy to generate an erosion layer 28 (intermixed layer, see FIG. 4) described later.
  • the weight ratio of the solid lubricant is less than 1, the effect of improving the lubricity by blending the solid lubricant is not sufficient.
  • each solid lubrication part 26 bulges along the horizontal direction from above the foundation layer 24, and for this reason, a streak shape is formed by a plurality of solid lubrication parts 26 having a linear shape.
  • the solid lubrication part 26 consists of either silver, a silver alloy, copper, or a copper alloy. Both of these show excellent lubrication performance when the piston skirt 12 is in sliding contact with the inner wall of the bore of the cylinder block or the inner wall of the cylinder sleeve. In this configuration, the surface of the solid lubrication part 26 functions as a sliding surface.
  • preferable examples of the silver alloy include an Ag—Sn alloy and an Ag—Cu alloy
  • preferable examples of the copper alloy include a Cu—Sn alloy, a Cu—Zn alloy, and a Cu—P alloy.
  • the purity of silver is 60 weight% or more. If it is less than 60% by weight, the thermal conductivity of the solid lubrication part 26 is slightly low, so that it is not easy to form a smooth wear surface, so that the effect of reducing the friction loss (Psf) of the internal combustion engine is obtained. There is a tendency to become scarce.
  • the purity of silver is more preferably 80% by weight or more.
  • the purity of copper is 70 weight% or more from the reason similar to the above, and it is especially preferable that it is 80 weight% or more.
  • the purity of silver is defined as “weight% of silver contained in the solid lubricating portion 26”.
  • the purity of silver is obtained as the weight percentage of silver contained in the solid lubrication part 26.
  • the purity of copper it is not particularly necessary to provide all of the solid lubrication part 26 from the same metal.
  • one solid lubrication part 26 may be made of silver, and another solid lubrication part 26 adjacent to the solid lubrication part 26 may be made of a copper alloy.
  • the thickness of the solid lubrication part 26 is not particularly limited, but if it is too small, the solid lubrication part 26 is worn in a relatively short period of time.
  • the thickness of the solid lubricating portion 26 it is preferable to set the thickness of the solid lubricating portion 26 to 0.5 to 100 ⁇ m.
  • FIG. 4 the SEM photograph which image
  • SEM scanning electron microscope
  • this intermixing layer apparently corresponds to a state in which the lower end portion of the solid lubricating portion 26 has eroded and entered the upper end portion of the base layer 24, in the following description, this intermixing layer is referred to as an “erosion layer”. Notation and its reference number is 28.
  • the height position of the closest portion to the flat portion of the solid lubricating portion 26 is also substantially the same, and the straight line L2 is a tangent drawn between the top portions of such upper end portions. It is.
  • the straight lines L1 and L2 are substantially parallel to each other.
  • the distance T between the straight lines L1 and L2 is defined as the thickness of the erosion layer 28.
  • the adhesion rate represents the result of performing a tumbling test on a plurality of test pieces. That is, after making an iron ball collide with the solid lubrication part 26 on predetermined conditions, a tape is adhere
  • the adhesion rate is 60%. And the adhesion rate improves as the thickness of the erosion layer 28 increases, and reaches 100% when exceeding 10 nm. For this reason, in this Embodiment, the thickness of the erosion layer 28 is set to 10 nm or more.
  • the adhesion rate also varies depending on the porosity of the solid lubrication part 26.
  • the porosity is obtained by performing image processing on the SEM observation result of the solid lubricating portion 26. Specifically, when binarization is performed based on the contrast for each of the portions surrounded by the square frames F1 and F2 in the solid lubricating portion 26 shown in FIGS. 4 and 6, FIG. 7 and FIG. The results shown are obtained. In FIG. 7, the relative value of the area of the white portion of the background is 101850, and the relative value of the sum of the areas of the scattered black portions (corresponding to pores) is 1134. In this case, the porosity is calculated by the following formula (1), and the value is 1.11%.
  • the porosity of the solid lubrication part 26 is set to 2% or less. As described above, by appropriately setting the thickness of the erosion layer 28 and the porosity of the solid lubrication part 26, it is possible to effectively avoid the solid lubrication part 26 falling off the base layer 24.
  • the thickness of the erosion layer 28 can be changed by selecting an appropriate dispersion medium to be used when the solid lubricating portion 26 is provided.
  • the porosity of the solid lubrication part 26 changes with the addition amount of a dispersing agent.
  • the solid lubrication part 26 when the solid lubrication part 26 is in sliding contact with the inner wall of an FC (gray cast iron) sleeve or Al sleeve, the sum of the thermal conductivity of the solid lubrication part 26 and the thermal conductivity of the FC sleeve or Al sleeve is obtained. 350 W / m ⁇ K or more, and the absolute value of the difference in Young's modulus of the solid lubrication part 26 with respect to the FC sleeve or the Al sleeve is 10 GPa or more.
  • the lubricating oil is satisfactorily held in the minute clearance between the sleeve and the piston skirt 12, and adhesion occurs between the sleeve and the piston skirt 12. Is avoided. For this reason, the occurrence of seizure can be effectively avoided, and the friction loss of the internal combustion engine can be greatly reduced.
  • the solid lubricating portion 26 is firmly bonded to the base layer 24. This is because the porosity of the solid lubrication part 26 is as small as 2% or less, and an erosion layer 28 having a thickness of 10 nm or more exists between the solid lubrication part 26 and the base layer 24. For this reason, the solid lubrication part 26 is hard to peel off from the foundation layer 24. In other words, the solid lubricating portion 26 is held on the sliding contact surface of the piston skirt 12 for a long period. For this reason, in the piston 10, the above-described effect obtained by the presence of the solid lubricating portion 26 is continued for a long period of time.
  • the solid lubrication part 26 is difficult to peel off from the base layer 24, for example, even when the piston 10 reciprocates vigorously in the cylinder, the above-described effect can be obtained under the action of the solid lubrication part 26. In other words, even a vehicle driven in a harsh environment such as a racing car can be used as an internal combustion engine having excellent durability.
  • both the solid lubricant and the resin material as described above are inexpensive and lightweight. For this reason, even if the entire sliding contact surface of the piston skirt 12 is covered with the base layer 24 and the solid lubricating portion 26 is provided on the base layer 24, the cost increases remarkably, and the weight of the piston 10 is excessively increased. It is avoided that it becomes large.
  • the erosion layer 28 having a thickness of 10 nm or more is interposed between the base layer 24 and the solid lubricating part 26 having a porosity of 2% or less, and only a predetermined portion of the base layer 24 is lined.
  • the solid-shaped lubrication part 26 in a shape, a sufficient lubricating action can be exhibited while reducing the cost and suppressing an increase in the weight of the piston 10.
  • the solid lubricant portion 26 falls off the base layer 24 and the base layer 24 comes into sliding contact with the inner wall of the cylinder, if the base layer 24 contains a solid lubricant, The lubricating performance can be maintained by this solid lubricant.
  • the underlayer 24 and the solid lubrication part 26 can be provided on the sliding contact surface of the piston skirt 12 as follows. First, the resin material as described above that becomes the base layer 24 is prepared and melted. You may make it mix
  • blend the above-mentioned solid lubricant with this melt. In this case, resin material: solid lubricant 1: 9 to 9: 1 (weight ratio).
  • the melt is supplied onto the sliding surface of the piston skirt 12.
  • injection may be performed.
  • a melt may be applied. It is preferable to apply the melt so as to cover the entire sliding contact surface of the piston skirt 12. In this case, the operation becomes easier and simpler than when the melt is selectively applied to a part of the sliding surface of the piston skirt 12. In other words, the underlayer 24 can be easily formed.
  • the molten material supplied in this manner is cooled and solidified, whereby the base layer 24 is formed on the sliding surface of the piston skirt 12.
  • a paste is prepared by dispersing fine particles of silver, silver alloy, copper or copper alloy, preferably so-called nanoparticles having an average particle diameter of 1 to 80 nm, more preferably 30 to 80 nm, in a dispersion medium. .
  • a dispersant is added to this paste.
  • terpineol which is frequently used as an ink dispersion medium for ink jet printing, is used, as shown in FIG. 6, a clear boundary line L3 appears between the base layer 24 and the solid lubricating portion 26, and the erosion layer 28 is not formed.
  • an appropriate dispersion medium is required to form the erosion layer 28.
  • a dispersion medium that can sufficiently swell the underlayer 24 is selected.
  • the underlayer 24 (resin material) swells under the action of the dispersion medium. Along with this swelling, a concave portion and a convex portion are formed at the upper end portion of the base layer 24, and the paste enters so as to fill the concave portion. As a result, an erosion layer 28 in which the respective materials are mixed is formed between the base layer 24 and the paste.
  • the dispersion medium capable of performing such an action include aromatic alcohols such as benzyl alcohol.
  • propylene glycol monomethyl ether acetate called pegmia may be used.
  • the paste containing such a dispersion medium is apply
  • the porosity of the solid lubricating portion 26 varies depending on the amount of dispersant added in the paste. Accordingly, the dispersant is added in such an amount that the porosity of the solid lubricating portion 26 is 2% or less.
  • the dispersant is added in such an amount that the porosity of the solid lubricating portion 26 is 2% or less.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
  • the solid lubricating portion 26 is provided in a linear shape, but may be provided in a dotted shape as shown in FIG.
  • the concave portion formed between the solid lubricant portions 26 and 26 having a dot shape plays a role of holding the lubricating oil.
  • the amount of paste used to form the solid lubrication portion 26, and hence the amount of metal (silver, silver alloy, copper, or copper alloy) used is further reduced, and therefore the cost can be further reduced.
  • the increase width of the weight of piston 10 can also be suppressed.
  • the base layer 24 may be selectively provided only on the piston skirt 12 where the solid lubricating portion 26 is formed.
  • the entire sliding contact surface of the piston skirt 12 may be covered with the base layer 24 and the whole base layer 24 may be covered with the solid lubricating portion 26.
  • a plurality of striations are provided on the sliding contact surface of the piston skirt 12 and the base layer 24 is selectively provided on the striations, and the solid lubricating portion 26 is selectively provided only on the base layer 24. It may be.
  • the base layer 24 is formed with a plurality of protrusions 30 so as to form a plurality of lines around the sliding contact surface, and on the protrusions 30, a linear shape is formed. Or you may make it provide the solid lubrication part 26 of a dot shape.
  • FIG. 12 is a side view showing a piston according to the second embodiment
  • FIG. 13 is a side sectional view showing a coating layer of the piston.
  • a part of the coating layer is depicted as being broken.
  • FIG. 13 it draws including a part of cylinder bore in which a piston reciprocates.
  • the piston (sliding member) 101 includes an aluminum alloy main body (base material) 110 as shown in FIG.
  • the main body 110 includes a land portion 110A and a skirt portion (piston skirt) 110B, and is formed in a substantially cylindrical shape.
  • a coating layer 102 is formed on the outer peripheral surface (surface) 111 of the main body 110 in the skirt portion 110B.
  • the coating layer 102 includes a resin layer (underlayer) 120 that is in close contact with the outer peripheral surface 111 of the main body 110, and a silver coating layer that is in close contact with the outer peripheral surface (surface) 120A of the resin layer 120.
  • the intermixing layer 126 existing in FIG. In this intermixing layer 126, silver and the resin material are not chemically bonded, and the outer circumferential surface 120A of the resin layer 120 is swollen, for example, to form irregularities on the outer circumferential surface 120A. By causing silver to enter, a so-called anchor effect is produced.
  • the silver coating layer 121 forms a sliding surface 122 with the inner wall 103A of the cast iron cylinder bore 103 as a sliding member, and the piston 101 (skirt portion 110B) moves in the direction of arrow X in this sliding surface 122.
  • the sliding contact (sliding) is made with the inner wall 103A of the cylinder bore 103 via lubricating oil (not shown).
  • Silver is generally a metal with a soft hardness and excellent thermal conductivity. For this reason, by forming the silver coating layer 121 as the sliding surface 122 of the piston 101, the silver coating layer 121 is easily worn (initially worn) and deformed when it comes into sliding contact with the inner wall 103A of the cylinder bore 103 during initial movement.
  • FIG. 13 represents the membrane
  • a fine recess 111A is formed on the outer peripheral surface 111 of the main body 110 (skirt portion 110B).
  • the concave portion 111A is formed by a shot blasting method in which a projection material adjusted to a predetermined particle size (for example, 10 ⁇ m) is projected toward the outer peripheral surface 111 with compressed air or the like.
  • the concave portion 111 ⁇ / b> A is for increasing the contact area between the outer peripheral surface 111 of the main body 110 and the resin layer 120.
  • the resin layer 120 when the resin layer 120 is formed on the outer peripheral surface 111 of the main body 110, the resin layer 120 enters the recess 111 ⁇ / b> A and exhibits a so-called anchor effect, whereby the adhesion between the main body 110 and the resin layer 120. Can be improved.
  • the main body 110 is subjected to ultrasonic cleaning for a predetermined time (10 minutes) in a state of being immersed in an acetone solution to remove oil and fat adhering to the outer peripheral surface 111, and then the resin layer 120 is formed on the outer peripheral surface 111. It is formed. In this configuration, it is desirable to remove at least part of the oxide film formed on the outer peripheral surface 111 before forming the resin layer 120. According to this, since the new surface of the aluminum alloy is formed on the outer peripheral surface 111 of the main body 110, the adhesion between the new surface and the resin layer 120 is improved.
  • the resin layer 120 is formed of a polyamideimide (PAI) resin 124 which is a thermosetting resin material having excellent heat resistance, and this polyamideimide resin 124 is applied to the outer peripheral surface 111 of the main body 110. Then, the resin layer 120 is formed by curing.
  • the resin layer 120 functions as an intermediate bonding layer that closely contacts the main body 110 of the piston 101 serving as a base material and the silver film layer 121 serving as the sliding surface 122.
  • the thickness t1 of the resin layer 120 is 1 ⁇ m to Set to 6 ⁇ m. The reason why it is set in this range is that when the thickness t1 of the resin layer 120 is larger than 6 ⁇ m, the resin layer 120 is liable to be cracked due to shrinkage due to temperature change.
  • a polyamide-imide resin is used as a resin material.
  • the present invention is not limited to this.
  • Polyimide that is an imide resin, epoxy that is an epoxy resin, nylon 6 that is a nylon resin, nylon 6,6 can also be used.
  • the silver coating layer 121 is formed by fusing silver particles adjusted to a predetermined nano-sized average particle diameter (1 nm to 80 nm). Specifically, a slurry (suspension solution, paste) prepared by dispersing silver particles having the above average particle diameter in N-methylpyrrolidone as a solvent to have a predetermined viscosity (for example, 10 cp) is prepared. Coating (application) is performed on the outer peripheral surface 120A of the resin layer 120 by a screen printing method. In the present embodiment, the slurry is applied onto the outer peripheral surface 120A of the resin layer 120 through a 400 mesh screen.
  • N-methylpyrrolidone has a property that when it comes into contact with an imide resin, epoxy resin, or nylon resin including the polyamide-imide resin 124, it is absorbed by these resins to swell the surface. Therefore, when the slurry in which silver particles are dispersed in pyrrolidone is coated on the outer peripheral surface 120A of the resin layer 120, N-methylpyrrolidone comes into contact with the outer peripheral surface 120A of the resin layer 120, and the outer peripheral surface 120A swells.
  • the slurry, the resin layer 120, and the main body 110 are heated to evaporate N-methylpyrodoline in the slurry and fuse the silver particles in the slurry.
  • the silver particles 123 in the slurry are in contact with the other silver particles 123 at the contact points 123A.
  • the silver particles 123 are fused and integrated at the contact 123 ⁇ / b> A to form a silver coating layer 121.
  • the intermixing layer 126 the silver particles 123 existing in a mixed state with the polyamideimide resin 124 are fused together with the silver particles 123 in the slurry to form a silver film layer 121.
  • the silver that has entered causes a so-called anchor effect and enhances the adhesion between the silver film layer 121 and the resin layer 120.
  • the thickness t3 (FIG. 13) of the intermixing layer 126 formed between the silver coating layer 121 and the resin layer 120 is adjusted to 0.5 ⁇ m to 1 ⁇ m.
  • the silver film 123 is formed using the silver particles 123.
  • the metal fine particles adjusted to the above-described average size of nanosize, silver alloy, copper, or copper alloy is used. It is good also as a structure using.
  • FIG. 16 is a graph showing the relationship between the specific strength of the aluminum alloy and the heating temperature.
  • the change in the range of 200 ° C. or higher is shown with the specific strength (strength per unit weight) of the aluminum alloy from 0 to 200 ° C. being 1.0.
  • the strength of the aluminum alloy is calculated by the Rockwell hardness test. It has been found that the aluminum alloy forming the main body 110 tends to decrease in specific strength (strength per unit weight) as the heating temperature increases. Specifically, as shown in FIG. 16, in the range from 0 to 200 ° C., the specific strength remains unchanged at 1.0, but tends to gradually decrease at 200 ° C. or higher.
  • the applicant has determined the lower limit value of the specific strength of the aluminum alloy in accordance with in-house standards, and this lower limit value is set to a specific strength of 1.0 at 0 to 200 ° C. On the other hand, it is set to 0.85.
  • the heating temperature of the aluminum alloy is set to 240 ° C. or less corresponding to the specific strength 0.9 which is larger than the lower limit value 0.85 of the specific strength.
  • FIG. 17 is a graph showing changes in slurry weight and generated heat with respect to changes in the heating temperature of the slurry containing silver particles.
  • the amount of heat generated by the slurry increases between 160 ° C. and 200 ° C. with a peak at 185 ° C. This indicates that heat of reaction is generated when the silver particles in the slurry are fused (polymerized) in this temperature range.
  • the slurry is heated to a temperature of 160 ° C. to 200 ° C.
  • the silver film layer 121 can be formed by fusing the silver particles therein. For this reason, in this configuration, by adjusting the heating temperature within the range of 160 ° C.
  • the nano-size is adjusted without reducing the specific strength of the substrate.
  • the fused silver particles can be heat-sealed.
  • a polyamide-imide resin is used as a resin material, and this polyamide-imide resin is heated to a temperature of 160 ° C. to 200 ° C. to complete thermosetting within a time for fusing silver particles. Therefore, in this configuration, a slurry in which silver particles are dispersed on a liquid resin material is coated and heated to cure the resin material to form the resin layer 120, and the resin layer 120. Since the process of forming (firing) the silver coating layer 121 on the outer peripheral surface 120A of the first process can be realized in one process, the processing process and the manufacturing time can be shortened.
  • the weight of the slurry decreases from about 80 ° C. and decreases at around 140 ° C., but decreases again at around 180 ° C. and is almost flat at around 200 ° C.
  • This decrease is the solvent weight W of N-methylpyrrolidone as a solvent, and it is desirable that almost all of the solvent is evaporated when the heating temperature is 200 ° C.
  • N-methylpyrrolidone is used as a solvent. As shown in FIG.
  • this N-methylpyrrolidone has little change in weight at room temperature, so that the solvent in the slurry evaporates during the coating process. And since the viscosity and density
  • N-methylpyrrolidone which is a pyrrolidone solvent
  • a solvent is used as a solvent.
  • chlorine solvents such as trichloroethylene and carbon tetrachloride, and acetone solvents can be used.
  • FIG. 18 is a graph showing the relationship between silver particle size and silver purity.
  • the silver purity refers to the ratio of the volume of silver metal present in the silver coating layer 121 per unit volume.
  • the silver coating layer 121 is formed by heating and fusing the silver particles 123. For this reason, when the average particle diameter of the silver particles 123 increases, the voids between the silver particles 123 increase as shown in FIG.
  • a predetermined threshold (Silver purity 90%) or higher.
  • the silver purity in the silver coating layer 121 is a predetermined value suitable for sliding.
  • the piston 101 that can be kept above the reference value and has high thermal conductivity can be formed.
  • the thickness t2 of the silver coating layer 121 is set in the range of 1 ⁇ m to 20 ⁇ m. It is difficult to make the thickness t2 of the silver coating layer 121 smaller than 1 ⁇ m by the screen printing method, and when it is thinner than 1 ⁇ m, the main body 110 or the resin layer 120 is exposed and the sliding surface 122 is not formed smoothly.
  • the thickness t2 of the silver coating layer 121 is greater than 20 ⁇ m, only the construction cost increases, and no significant change is seen in the sliding characteristics. Furthermore, it has been found that sufficiently small friction can be realized when the thickness t2 of the silver coating layer 121 is in the above-described range. Therefore, in this embodiment, since the thickness t2 of the silver coating layer 121 is in the range of 1 ⁇ m to 20 ⁇ m, the piston 101 having the sliding surface 122 with small friction caused by the silver coating layer 121 is formed with an inexpensive configuration. be able to.
  • FIG. 19 is an electron micrograph showing an enlarged cross section of the piston 101 manufactured by the manufacturing method described above.
  • a main body 110 is positioned below, and a resin layer 120 and a silver coating layer 121 are laminated on an outer peripheral surface (upper surface in FIG. 19) 111 of the main body 110.
  • the interface 130 between the resin layer 120 and the silver film layer 121 is formed with unevenness and the resin material and silver are mixed with each other. It is formed.
  • the resin material and silver are intricately engaged with each other, so that a so-called anchor effect is exhibited, and the adhesion between the silver film layer 121 and the resin layer 120 is improved.
  • the piston 101 is manufactured by forming a sliding surface 122 by forming silver on the outer peripheral surface 111 of the main body 110 made of an aluminum alloy.
  • the resin layer 120 is formed on the outer peripheral surface 111 using a polyamideimide resin, and a slurry in which silver particles 123 are dispersed in N-methylpyrrolidone that swells the surface of the resin layer 120 is coated on the resin layer 120.
  • the slurry, the resin layer 120 and the main body 110 are heated while forming the intermixed layer 126 in which the silver particles 123 and the polyamideimide resin are mixed with each other at the interface 130 between the slurry and the resin layer 120, and N-methylpyrrolidone Since the silver particles 123 in the slurry were fused together to form the sliding surface 122 while removing the silver, the silver coating layer 121 was removed. And the body 110 are bonded via the resin layer 120. Therefore, the adhesion stress between the main body 110 and the silver coating layer 121 can be improved without using harmful substances in the manufacturing process, and the piston 101 provided with the silver coating layer 121 having excellent mechanical strength is provided. It can be easily formed.
  • N-methylpyrodrin in the slurry swells the outer peripheral surface 120A of the resin layer 120, so that silver and polyamideimide resin are mixed with each other at the interface between the slurry and the resin layer 120. Since the mutual mixed layer 126 is formed and the silver coating layer 121 and the resin layer 120 are brought into close contact with each other, the bonding force between the silver coating layer 121 and the resin layer 120 can be improved.
  • the silver coating layer 121 since the average particle diameter of the silver particles 123 dispersed in N-methylpyrrolidone is in the range of 1 nm to 80 nm, even if the maximum average particle diameter is set to 80 nm, the silver coating layer 121 The silver purity therein can be maintained at a predetermined reference value or more suitable for sliding, and the piston 101 having high thermal conductivity can be formed.
  • the heating temperature at the time of heating is in the range of 160 ° C. to 240 ° C.
  • the silver particles 123 are thermally fused without lowering the specific strength of the main body 110, thereby reducing the silver film.
  • Layer 121 can be formed.
  • the resin layer 120 before forming the resin layer 120, unevenness is formed on at least a part of the outer peripheral surface 111 of the main body 110, so that the contact area between the outer peripheral surface 111 of the main body 110 and the resin layer 120 is increased. As the resin layer 120 increases, the resin layer 120 enters the recess 111A and exhibits a so-called anchor effect, whereby the adhesion between the main body 110 and the resin layer 120 can be improved. Moreover, according to this embodiment, since coating is performed by a screen printing method, the slurry in which the silver particles 123 are dispersed can be easily coated on the resin layer 120.
  • the piston 101 having the sliding surface 122 with a small friction caused by the silver coating layer 121 is provided with an inexpensive configuration. Can be formed.
  • the third embodiment is the same as the piston 101 of the second embodiment described above in that an intermixing layer 126 is interposed between the resin layer (underlayer) 120 and the silver film layer (solid lubricating layer) 121. It has a configuration. However, since the formation procedure of the mutual mixed layer 126 is different, the formation procedure of the mutual mixed layer 126 will be described.
  • the third embodiment is different from the second embodiment described above in that terpineol, which is an alcohol solvent, is used as the polar solvent for dispersing the silver particles 123, but the other configurations are the same, but the same. The description of the configuration is omitted. In the present embodiment, terpineol is used, but the present invention is not limited to this.
  • Nonanol and ethylene glycol which are alcohol solvents, PGMEA (propylene glycol monomethyl ether acetate), which is an aqueous solvent, or ketone solvents, are also used. Alternatively, methyl ethyl ketone may be used.
  • a resin layer is provided between the main body and the silver film layer, and by bonding the main body and the silver film layer with this resin layer, the adhesion between the main body and the silver film layer is improved, and the mechanical strength is increased.
  • a piston with an excellent silver coating can be easily formed.
  • the piston since the piston is used in a harsh environment such as in the cylinder bore of an engine, it is desirable that the adhesion of the silver coating layer is higher, and the applicant improves the adhesion between the main body and the silver coating layer. We looked for a manufacturing process to do.
  • FIG. 20 is a graph comparing the peeled area rates of the silver film layer 121 when the slurry is coated before and after the resin material is cured.
  • the peeling area ratio is a tape peeling test in which an adhesive tape is applied to the silver-coated main body 110 and then the tape is peeled off from the main body 110. At that time, the tape is peeled off from the main body 110 and attached to the adhesive surface of the tape. The ratio between the area of the silver film and the area of the adhesive surface of the tape.
  • the peel area ratio of the silver film layer 121 is obtained from the area of the silver film that is peeled from the main body and adhered to the adhesive surface of the tape at the time of performing the tape peel test after the tumbling test.
  • the polyamide-imide resin does not dissolve or chemically react with terpineol in the slurry even before it is cured.
  • a slurry in which silver particles 123 are dispersed on an uncured (liquid) polyamideimide resin at the interface 130 between the polyamideimide resin 124 and the slurry, for example, Brownian motion of the silver particles 123 Based on the specific gravity difference between terpineol and polyamideimide resin 124, it is considered that an intermixing layer 126 (FIG. 13) in which the slurry and polyamideimide resin 124 are mixed with each other is formed.
  • the slurry in which the silver particles 123 are dispersed is coated on an uncured (liquid) resin material, and the slurry and the resin material are heated, so that the resin material and silver are complicated in the intermixing layer 126.
  • a so-called anchor effect is exhibited, and the adhesion between the silver film layer 121 and the resin layer 120 can be improved.
  • the piston 101 is manufactured by forming silver on the outer peripheral surface 111 of the main body 110 made of an aluminum alloy to form the sliding surface 122, and the thermosetting property is applied to the outer peripheral surface 111 of the main body 110. And a slurry in which silver particles 123 are dispersed in terpineol before the polyamide imide resin 124 is cured is coated on the polyamide imide resin 124, and the coated slurry, the polyamide imide resin 124 and Since the main body 110 is heated to cure the polyamideimide resin 124 and remove terpineol, the silver particles 123 are fused to each other on the surface of the polyamideimide resin 124 to form the sliding surface 122.
  • the silver coating layer 121 and the main body 110 constituting Is bonded via the resin layer 120 is cured Doimido resin 124. Therefore, the adhesion stress between the main body 110 and the silver coating layer 121 can be improved without using harmful substances in the manufacturing process, and the piston 101 provided with the silver coating layer 121 having excellent mechanical strength is provided. It can be easily formed.
  • the slurry by coating the slurry on the polyamideimide resin 124 in a liquid state before curing, silver and the polyamideimide resin are mutually bonded at the interface between the polyamideimide resin 124 and the slurry.
  • a mixed intermixing layer 126 is formed, and the silver coating layer 121 and the resin layer 120 are brought into close contact with each other, and thus the bonding force between the silver coating layer 121 and the resin layer 120 can be improved.
  • the slurry is coated on the liquid polyamideimide resin 124 and heated to form the resin layer 120 by curing the polyamideimide resin 124, and a silver film is formed on the outer peripheral surface 120A of the resin layer 120. Since the step of forming the layer 121 can be realized in one step, the processing steps and the manufacturing time can be shortened.
  • the intermixing layer 126 is formed more firmly. Similar to the third embodiment, the fourth embodiment is different in that terpineol, which is an alcohol solvent, is used as a polar solvent for dispersing the silver particles 123, and other configurations are the same as those of the second embodiment described above. It is the same.
  • the slurry is coated on the uncured (liquid) polyamideimide resin to form the intermixing layer 126 at the interface 130 between the polyamideimide resin 124 and the slurry. It has been found that when 124 and silver are intricately engaged with each other, a so-called anchor effect is exhibited and the adhesion between the silver coating layer 121 and the resin layer 120 is improved. By applying external force to the polyamideimide resin 124 and the slurry, the applicant can stabilize the intermixing layer 126 with higher adhesion at an early stage if the polyamideimide resin 124 and the slurry are further mixed at the interface 130. Thus, after coating the slurry on the uncured (liquid) polyamideimide resin, the inventors came up with a process of applying ultrasonic vibration to the polyamideimide resin and the slurry.
  • FIG. 21 is an example of an ultrasonic vibration device that forms an intermixed layer 126 at the interface by applying ultrasonic vibration to the polyamide-imide resin and slurry.
  • the ultrasonic vibration device 145 includes a water tank 140 made of plastic or glass and an ultrasonic generator 142 disposed in the water tank 140.
  • the water tank 140 includes a top plate 140A, and the internal space 141 of the water tank 140 is filled with water (liquid) 143 from the bottom plate 140B to the top plate 140A.
  • On the top plate 140A a main body 110 in which a slurry 128 is coated on an uncured (liquid) polyamideimide resin 124 is disposed.
  • the lower surface of the main body 110 is a contact surface with the top plate 140A, the polyamideimide resin 124 and the slurry 128 are not applied to the lower surface.
  • An ultrasonic generator 142 is placed on the bottom plate 140B of the water tank 140 with a predetermined distance L from the top plate 140A.
  • the ultrasonic generator 142 is configured to be able to output by changing the frequency within a predetermined range, and the output ultrasonic wave is transmitted to the main body 110 via the water 143 in the water tank 140 and the top plate 140A.
  • the water temperature in the water tank 140 is set to 20 ° C. to 65 ° C.
  • the transmission output of the ultrasonic generator 142 is 900 W
  • the frequency is 35 kHz
  • ultrasonic waves are applied to the main body 110 for 3 minutes. .
  • the ultrasonic vibration applied to the main body 110 is transmitted from the main body 110 to the polyamideimide resin 124 and the slurry 128, so that the transmitted ultrasonic vibration is generated at the interface 130 between the polyamideimide resin 124 and the slurry 128.
  • the polyamideimide resin 124 and the slurry 128 move to form an intermixing layer 126 (FIG. 13) in which they are mixed with each other.
  • FIG. 22 is a graph comparing the results of the shear peel strength between a piston formed without applying ultrasonic vibration and a piston formed with applying ultrasonic vibration.
  • the shear peel strength is obtained by quantifying the adhesion strength between the film and the substrate using a SAICAS (Surface And Interfacial Cutting Analysis System) tester.
  • SAICAS Surface And Interfacial Cutting Analysis System
  • the polyamide-imide resin 124 and the slurry 128 are positively mixed at the interface 130 between the polyamide-imide resin 124 and the slurry 128 by applying ultrasonic vibration to the polyamide-imide resin 124 and the slurry 128. It is assumed that the intermixing layer 126 (FIG. 13) having a larger thickness than that not applied with sonic vibration was formed. Further, in the present embodiment, since the ultrasonic vibration is transmitted to the polyamideimide resin 124 and the slurry 128 via the main body 110, substantially uniform vibration is applied to the interface 130 between the polyamideimide resin 124 and the slurry 128. Can be given. For this reason, it is possible to adjust the intermixing layer 126 formed at the interface 130 to a substantially uniform thickness, and therefore, the piston 101 having a substantially uniform bonding strength between the silver coating layer 121 and the resin layer 120 can be formed. Can do.
  • a slurry is coated on the polyamideimide resin 124 in a liquid state before being cured, and ultrasonic vibration is applied to the coated slurry 128 and the polyamideimide resin 124, whereby these polyamideimide resins 124 are coated.
  • An intermixed layer 126 in which the polyamideimide resin 124 and the slurry 128 are positively mixed with each other is formed at the interface 130 between the silver coating layer 121 and the resin layer 120. Since it adheres closely, the joining force of the said silver membrane
  • the procedure is described in which the slurry 128, the polyamideimide resin 124, and the main body 110 are heated after ultrasonic vibration is applied to the polyamideimide resin 124 and the slurry 128.
  • the heating is performed inside a heating furnace or the like.
  • the slurry 128, the polyamideimide resin 124, and the main body 110 may be heated while applying ultrasonic vibration to the polyamideimide resin 124 and the slurry 128. In this case, processing steps and manufacturing time can be further reduced.
  • the unmixed (liquid) polyamide-imide resin and the slurry are directly subjected to vibration to form the intermixed layer 126 at the interface 130.
  • terpineol which is an alcohol solvent, is used as the polar solvent for dispersing the silver particles 123, and the other configurations are the same as those in the second embodiment. This is the same as the embodiment.
  • FIG. 23 is an example of a vibration device that applies vibration to the polyamideimide resin and the slurry to form the intermixed layer 126 at the interface.
  • This vibrating device 155 includes a vibrator 150, a plurality of needle-like wire rods (vibrating bodies) 151, 151,... Connected to the vibrator 150, and the vibrator 150 approaching the main body 110 (X1 in the drawing).
  • a moving mechanism (not shown) for moving in the separating direction (X2 in the figure) is provided.
  • the main body 110 is placed on a stage (not shown) in a state in which the outer peripheral surface 111 of the main body 110 is coated with an uncured (liquid) polyamideimide resin 124 and a slurry 128, and the front end 151A of the wire 151 is placed on the main body 110.
  • Vibrator 150 is arranged so that Vibrator 150 is provided with a weight eccentric to the rotation shaft of the electric motor in the case, and vibration is generated when the weight rotates eccentrically.
  • the wire 151 is a needle-like member set to a predetermined wire diameter (for example, 0.5 mm), and is attached to the case body at a predetermined pitch (for example, 12 mm) in this embodiment.
  • the wire 151 is inserted into the slurry 128 and the polyamideimide resin 124.
  • the end 151 ⁇ / b> A of the wire 151 is located in the polyamideimide resin 124 and does not contact the outer peripheral surface 111 of the main body 110. This is because when the tip 151A comes into contact with the outer peripheral surface 111, when the vibration is transmitted to the wire 151, the tip 151A becomes a fixed end, and the amplitude of the tip 151A becomes small.
  • the vibrator 150 is operated in a state where the wire 151 is inserted into the slurry 128 and the polyamideimide resin 124. Then, the vibration of the vibrator 150 is transmitted to the polyamideimide resin 124 and the slurry 128 via the wire 151.
  • the vibrator 150 is controlled to operate for 3 minutes with a transmission output of the electric motor of 50 W and a frequency of 30 Hz. As a result, at the interface 130 between the polyamideimide resin 124 and the slurry 128, the uncured polyamideimide resin 124 and the slurry 128 are disturbed by the operation of the wire 151, and the polyamideimide resin 124 and the slurry 128 are caused by the transmitted vibration.
  • the intermixing layer 126 (FIG. 13) is formed in which they move and mix with each other.
  • two vibration devices 155 are provided at positions facing each other with the main body 110 interposed therebetween, and a stage (not shown) on which the main body 110 is placed is rotated by a predetermined angle to thereby The intermixing layer 126 is formed over the entire circumference.
  • the vibration device 155 may be configured as one unit, and it is needless to say that a plurality of vibration devices 155 may be disposed around the main body 110.
  • FIG. 24 is a graph comparing the results of the shear peel strength between a piston formed without applying vibration and a piston formed with applying vibration.
  • the shear peel strength is obtained by quantifying the adhesion strength between the film and the substrate using a SAICAS (Surface And Interfacial Cutting Analysis System) tester.
  • SAICAS Surface And Interfacial Cutting Analysis System
  • the slurry is coated on the polyamideimide resin 124 in a liquid state before being cured, and the wire 151 is inserted into the coated slurry 128 and the polyamideimide resin 124 so that the slurry 128 and the polyamideimide resin 124 are inserted.
  • an intermixing layer 126 in which the polyamideimide resin 124 and the slurry 128 are positively mixed with each other is formed at the interface 130 between the polyamideimide resin 124 and the slurry 128, and this intermixing layer is formed. Since the silver coating layer 121 and the resin layer 120 are brought into close contact with each other by 126, the bonding force between the silver coating layer and the resin layer 120 can be improved.
  • the vibration device 155 has been described as an example of a configuration that applies vibration to the polyamideimide resin 124 and the slurry 128.
  • other configurations may be used as long as vibration is applied to the polyamideimide resin 124 and the slurry 128. It doesn't matter.
  • the formation procedure of the mutual mixed layer 126 described in the third to fifth embodiments may be used for the piston 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 25 is a side sectional view showing the coating layer 202 of the piston 201 according to the sixth embodiment.
  • the resin layer 220 is configured as a mixture of silver particles 225 adjusted to a predetermined average particle size (1 ⁇ m to 30 ⁇ m) in the polyamideimide resin 124, and other configurations are described above. Since it is the same as that described in the second to fifth embodiments, the same reference numeral is given to the same component, and the description is omitted.
  • the maximum value of the average particle diameter of the silver particles 225 is set to be larger than the thickness t1 of the resin layer 220, and the silver particles 225 are separated from the outer peripheral surface 220A of the resin layer 220 as shown in FIG.
  • the silver particles 225 have a function of further fusing with the silver coating layer 121 and further improving the adhesion between the silver coating layer 121 and the resin layer 220.
  • the silver film layer 121 is provided outside the resin layer 220, the silver particles 225, which are the same metal, are mixed in the polyamideimide resin 124, but the copper film is formed outside the resin layer. If it is the structure by which a layer is provided, it will be set as the structure which mixes a copper particle in a polyamide-imide resin.
  • FIG. 26 is a graph showing the relationship between the particle size of the silver particles 225 in the resin layer 220 and the bonding force between the silver film layer 121 and the resin layer 220.
  • FIG. 27 is a schematic cross-sectional view showing a state where the silver particles 225 in the resin layer 220 and the silver coating layer 121 are fused in the mutual mixed layer 126.
  • the bonding force between the silver film layer 121 and the resin layer 220 is determined by using a method called a scratch test, pressing the touch core against the film with a constant load, and in a state where the touch core penetrates the film, the tip from the tip of the touch core is vertical.
  • the bonding strength is measured by measuring the force at which peeling occurs from the displacement of the core when the core is moved.
  • the silver coating layer 121 and the resin layer 220 are firmly adhered to each other by the intermixing layer 126 between the silver coating layer 121 and the resin layer 220, and the silver particles 225 in the resin layer 220 are bonded.
  • the silver film layer 121 is formed, the silver film layer 121 is in close contact with the silver particles 123 in the slurry.
  • the silver particles 225 exposed on the outer peripheral surface 220A of the resin layer 220 are fused with the silver coating layer 121 (the silver particles 123 forming the silver coating layer 121) on the exposed surface 225A. By doing so, the silver film layer 121 and the resin layer 220 are in close contact.
  • the average particle diameter of the silver particles 225 contained in the resin layer 220 is set within a range of 4 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • the average particle diameter of the silver particles 225 in the resin layer 220 is smaller than 4 ⁇ m, the contact area between the silver particles 225 and the silver particles 123 forming the silver coating layer 121 is small, and as shown in FIG. Further, the bonding force between the resin layer 220 and the silver film layer 121 is reduced.
  • the average particle diameter of the silver particles 225 in the resin layer 220 is larger than 30 ⁇ m, the silver particles 225 are difficult to disperse in the resin layer 220.
  • the average particle diameter of the silver particles 225 in the resin layer 220 is set in the range of 4 ⁇ m to 30 ⁇ m, so that the bonding force between the silver particles 225 in the resin layer 220 and the silver coating layer 121 is obtained. Can be improved.
  • the average particle diameter of the silver particles 225 is 30 ⁇ m, the silver particles 225 protrude from the sliding surface 122 of the silver coating layer 121 formed on the outer peripheral surface 220 ⁇ / b> A of the resin layer 220.
  • the sliding surface 122 is formed as a surface with reduced friction with the inner wall 103A.
  • the resin layer 220 since the silver particles 225 are dispersed in the resin layer 220, in addition to the silver coating layer 121 and the resin layer 220 being firmly adhered via the intermixing layer 126, the resin layer The silver particles 225 in 220 are fused with the silver particles 123 in the slurry to form the silver film layer 121, whereby the bonding force between the silver film layer 121 and the resin layer 220 can be further improved.
  • the average particle diameter of the silver particles 225 in the resin layer 220 is in the range of 4 ⁇ m to 30 ⁇ m, so that the silver particles 225 in the resin layer 220 and the silver coating layer 121 are joined. The power can be improved.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
  • the configuration in which the main body 110 of the piston 101 is formed of an aluminum alloy has been described, but it goes without saying that the main body 110 may be formed of aluminum metal.
  • the configuration in which the solid lubricating portions (silver film layers) 26 and 121 are formed on the piston skirts (skirt portions) 12 and 110B of the pistons 10 and 101 as the sliding members has been described.
  • the solid lubricating portions (silver film layers) 26 and 121 may be formed on sliding surfaces such as a crankshaft, a bearing metal, and a camshaft.

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Abstract

　簡易な構成で、基材の表面と金属皮膜との密着性の向上を図った摺動部材及びこの摺動部材の製造方法を提供すること。　表面に樹脂材を含む下地層２４を備え、この下地層２４上に形成され、銀、銀合金、銅又は銅合金の少なくともいずれか１種から摺動面を構成する固体潤滑部２６を備え、下地層２４と固体潤滑部２６との間に、下地層２４と固体潤滑部２６との双方が混在する相互混合層２８が介在している。

Description

摺動部材及び摺動部材の製造方法
　本発明は、基材の表面に金属皮膜を施して摺動面を形成した摺動部材及び摺動部材の製造方法に関し、特に、基材と金属皮膜との密着性を改善する技術に関する。
　近年、温暖化ガスである二酸化炭素（ＣＯ2ガス）の排出削減が世界的な課題となりつつあり、二酸化炭素の排出源である自動車においても二酸化炭素の排出削減が強く要請されている。このため、自動車における摺動部材とその相手材である被摺動部材との間のフリクションの低減が図られており、例えば、内燃機関のピストン（摺動部材）の摺動面に表面処理を施すことによって、燃費の向上、焼き付けの防止、及び、異音の発生の防止が可能となることが判明している。
　この種の表面処理の手法として、アルミニウム（アルミニウム合金を含む）基材をエッチング液及び水溶性金属塩（例えば、銀）を含む化成処理液に浸漬して、このエッチング液によりアルミニウム基材の表面に粗面化処理を施すとほぼ同時に、水溶性金属塩を組成する金属がアルミニウム基材の表面に金属皮膜を形成するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５－３０５３９５号公報
　しかしながら、上記した従来技術は、アルミニウム基材と金属皮膜との接合力が弱いため、この金属皮膜を施したアルミニウム基材を、例えば、内燃機関のピストンなどの過酷な環境下で実際に使用した場合には、アルミニウム基材と金属皮膜との密着性が十分でないことにより、この金属皮膜の剥離が生じてしまうといった問題がある。
　一方、アルミニウム基材の表面に銀（金属）皮膜を施す手法として、アルミニウム基材を銀シアン化カリウムめっき液に浸漬するとともに、このアルミニウム基材を陰極として通電し、当該基材の表面に銀皮膜を形成する電気めっき法が行われている。しかし、一般的に電気めっきを用いて皮膜を形成する場合、専用の電源装置が必要となり、設備が大掛かりとなることに加え、シアン塩を用いることから廃水処理に多大なコストが発生する。さらに、アルミニウム基材に化成皮膜を形成する場合には、不純物が多く含有されることになり、皮膜の純度が低下し、皮膜の熱伝導性が低下するため、摺動特性の低い膜になってしまうという問題があった。
　そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、基材の表面と金属皮膜との密着性の向上を図った摺動部材及びこの摺動部材の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、摺動に最適な純度の高い銀皮膜を簡易な手法で形成するとともに高い密着性を確保し、かつ、製造プロセスから有害物質の使用を排除することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明は、被摺動部材内を摺動する摺動面を備える摺動部材において、基材の表面に樹脂材を含む下地層を備え、この下地層上に形成され、銀、銀合金、銅又は銅合金の少なくともいずれか１種から前記摺動面を構成する固体潤滑部を備え、前記下地層と前記固体潤滑部との間に、前記下地層と前記固体潤滑部との双方が混在する相互混合層が介在していることを特徴とする。
　この構成によれば、前記下地層と前記固体潤滑部との間に、前記下地層と前記固体潤滑部との双方が混在する相互混合層が介在しているため、この相互混合層では、下地層の上端部に対して固体潤滑部の下端部が進入した状態となっている。このため、下地層と固体潤滑部との間にいわゆるアンカー効果が発現することにより、固体潤滑部と下地層との接合力が向上し、当該固定潤滑部が下地層から剥離ないし脱落し難くなる。
　この構成において、前記固体潤滑部の気孔率が２％以下であり、且つ、前記相互混合層の厚みが１０ｎｍ以上としても良い。この構成によれば、下地層に対して固体潤滑部が強固に接合することが可能となる。
　また、前記下地層が固体潤滑剤をさらに含有し、且つ、前記樹脂材と前記固体潤滑剤との配合比が重量割合で１：９～９：１であっても良い。下地層には、樹脂材の他、固体潤滑剤をさらに含めることで、固体潤滑部が万一脱落して下地層が露呈したとしても、該下地層に含まれる固体潤滑剤によって潤滑性能を維持することができる。また、前記樹脂材と前記固体潤滑剤との配合比が重量割合で１：９～９：１とすることにより、下地層と固体潤滑部との間に相互混合層を容易に形成することができるとともに、下地層に十分な潤滑性能を容易に付与することができる。
　更に、前記固体潤滑剤は、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、グラファイトの群から選択される少なくとも１種であっても良い。また、少なくとも前記固体潤滑部が線状形状又は点状形状で形成されても良い。また、前記固体潤滑部は、前記相互混合層を介して前記下地層を覆う皮膜層として形成されても良い。また、前記摺動部材は、内燃機関用のピストンであり、このピストンのピストンスカートの表面が平滑であり、前記下地層は、該平滑な表面に形成されていても良い。
　また、本発明は、基材の表面に銀、銀合金、銅又は銅合金を成膜して摺動面を形成する摺動部材の製造方法であって、前記基材の表面に熱硬化性を有する樹脂材を塗布し、この樹脂材が硬化する前に極性溶媒に銀、銀合金、銅又は銅合金のいずれかの微粒子を分散させた懸濁溶液を前記樹脂材上にコーティングし、コーティングした前記懸濁溶液、前記樹脂材及び前記基材を加熱して、前記樹脂材を硬化させるとともに前記極性溶媒を除去し、当該樹脂材の表面に前記微粒子同士を融着させて前記摺動面を形成したことを特徴とする。
　この構成において、前記樹脂材が硬化する前に、コーティングした前記懸濁溶液と前記樹脂材とに振動を与え、これら懸濁溶液及び樹脂材の間に、前記銀粒子と前記樹脂材との双方が混在する相互混合層を形成しても良い。更に、前記前記懸濁溶液と前記樹脂材とに超音波振動を与えても良い。
　また、本発明は、基材の表面に銀、銀合金、銅又は銅合金を成膜して摺動面を形成する摺動部材の製造方法であって、前記基材の表面に樹脂層を形成し、この樹脂層の表面を膨潤させる溶媒に銀、銀合金、銅又は銅合金のいずれかの微粒子を分散させた懸濁溶液を前記樹脂層上にコーティングし、このコーティングした前記懸濁溶液と前記樹脂層との間に前記微粒子と樹脂材との双方が混在する相互混合層を形成させつつ、前記懸濁溶液、前記樹脂層及び前記基材を加熱して、前記溶媒を除去しながら前記懸濁溶液中の前記微粒子同士を融着させて前記摺動面を形成したことを特徴とする。
　また、前記溶媒中に分散させる銀、銀合金、銅又は銅合金のいずれかの微粒子の平均粒径を１ｎｍ～８０ｎｍの範囲内としても良い。また、前記加熱を行う際の加熱温度を１６０℃～２４０℃としても良い。また、前記溶媒中に分散させた前記微粒子と同一金属種の粒子を前記樹脂材中に分散させても良い。また、前記樹脂材中に分散される前記粒子の平均粒径を４μｍ～３０μｍの範囲内としても良い。
　本発明によれば、下地層と固体潤滑部との間に、下地層と固体潤滑部との双方が混在する相互混合層が介在しているため、この相互混合層では、下地層の上端部に対して固体潤滑部の下端部が進入した状態となっている。このため、下地層と固体潤滑部との間にいわゆるアンカー効果が発現することにより、固体潤滑部と下地層との接合力が向上し、当該固定潤滑部が下地層から剥離ないし脱落し難くなる。
本発明の第１実施形態に係るピストンの概略全体斜視図である。 図１に示すピストンの側面図である。 ピストンを構成するピストンスカートの表層部近傍を拡大して示す断面模式図である。 ピストンスカートの摺接面上に積層された下地層と固体潤滑部との境界近傍を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて撮影したＳＥＭ写真である。 図４に示される侵食層の厚みと、固体潤滑部の密着率との関係を示すグラフである。 侵食層が存在しない場合の下地層と固体潤滑部との境界近傍のＳＥＭ写真である。 図４の固体潤滑部に対して画像処理を施すことで得られた画像である。 図６の固体潤滑部に対して画像処理を施すことで得られた画像である。 固体潤滑部の気孔率と、該固体潤滑部の密着率との関係を示すグラフである。 変形例に係るピストンの側面図である。 また別の変形例に係るピストンを構成するピストンスカートの表層部近傍を拡大して示す断面模式図である。 第２実施形態に係るピストンの側面図である。 ピストンの皮膜層を示す側断面図である。 スラリー中に分散された銀粒子を示す模式図である。 銀粒子同士が融着して形成された銀皮膜層を示す模式図である。 アルミニウム合金の比強度と加熱温度との関係を示すグラフである。 銀粒子を含むスラリーの加熱温度の変化に対するスラリー重量および発生熱量の変化を示すグラフである。 銀粒径と銀純度との関係を示すグラフである。 ピストンの皮膜層を示す電子顕微鏡写真である。 樹脂材料の硬化前と硬化後にスラリーをコーティングした場合における銀皮膜層の剥離面積率を比較したグラフである。 ポリアミドイミド樹脂及びスラリーに超音波振動を付与して界面に相互混合層を形成する超音波振動装置の一例である。 超音波振動を付与せずに形成したピストンと、超音波振動を付与して形成したピストンにおけるせん断剥離強度の結果を比較したグラフである。 ポリアミドイミド樹脂及びスラリーに振動を付与して界面に相互混合層を形成する振動装置の一例である。 振動を付与せずに形成したピストンと、振動を付与して形成したピストンにおけるせん断剥離強度の結果を比較したグラフである。 第６実施形態にかかるピストンの皮膜層を示す側断面図である。 樹脂層内の銀粒子の粒径と銀皮膜層－樹脂層間の接合力との関係を示すグラフである。 樹脂層内の銀粒子と銀皮膜層とが融着している状態を示す断面模式図である。
　以下、本発明に係る摺動部材としての内燃機関用ピストン（以降、単に「ピストン」と表記することもある）につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
［第１実施形態］
　図１は、本実施の形態に係るピストン１０の概略全体斜視図であり、図２は、その側面図である。このピストン（基材）１０は、その下部に一対のピストンスカート（スカート部）１２、１２を有し、該ピストンスカート１２、１２同士の間には、略鉛直方向に沿って延在する壁部１４、１４が介在する。壁部１４、１４の各々には、ピンボス部１６、１６が水平方向に指向して突出するように設けられ、ピンボス部１６、１６の各々には、図示しないピストンピンを挿入するためのピストンピン孔１７、１７が貫通形成される。前記ピストンピンは、図示しないコネクティングロッド（コンロッド）の小端部に形成される貫通孔に通され、これにより、コンロッドを軸支する。
　ピストンスカート１２、１２の上部には、下方から上方に向かうに従って、オイルリング溝１８、第１ピストンリング溝２０、第２ピストンリング溝２２がこの順序で形成される。勿論、これらオイルリング溝１８、第１ピストンリング溝２０及び第２ピストンリング溝２２は、ピストン１０の頭部を円周方向に沿って周回するように形成されている。
　以上のように構成されるピストン１０は、ＡＣ２Ａ、ＡＣ２Ｂ、ＡＣ４Ｂ、ＡＣ４Ｃ、ＡＣ４Ｄ、ＡＣ８Ｈ、Ａ１１００（いずれもＪＩＳに定義されるアルミニウム合金）、又はＡｌ－Ｃｕ合金等のアルミニウム合金からなる。
　図３に拡大して示すように、この場合、ピストンスカート１２の摺接面（表面）は平滑面として形成されており、該平滑な摺接面に下地層２４が固着されている。下地層２４は、ピストンスカート１２の摺接面を全体にわたって被覆しており、その厚みは略均等である。
　下地層２４は、後述する固体潤滑部２６とピストンスカート１２との接合力を向上させ、且つ耐熱性を示す樹脂材を含有する。この種の樹脂材の好適な例としては、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂、ナイロン－６樹脂、ナイロン－６，６樹脂等を挙げることができる。
　下地層２４は、樹脂材のみから構成するようにしてもよいが、樹脂材に加えて固体潤滑剤をさらに含有するものであってもよい。固体潤滑剤としては公知のものを配合すればよいが、その好適な例としては、二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）、窒化ホウ素（ＢＮ）、グラファイト（Ｃ）等が挙げられる。
　下地層２４が固体潤滑剤を含有するものである場合、樹脂材と固体潤滑剤の配合比は、重量割合で樹脂材：固体潤滑剤＝１：９～９：１とすればよい。樹脂材の重量比が１未満であると、後述する侵食層２８（相互混合層・図４参照）が生成することが容易でなくなる。また、固体潤滑剤の重量比を１未満とすると、固体潤滑剤を配合することによる潤滑性の向上効果が十分でなくなる。
　この下地層２４上には、ピストンスカート１２の周回方向に沿って線状に延在する固体潤滑部２６が複数本設けられる（図１及び図２参照）。各固体潤滑部２６は下地層２４上から水平方向に沿って隆起しており、このため、線状形状をなす複数本の固体潤滑部２６によって、条痕形状が形成される。
　固体潤滑部２６は、銀、銀合金、銅、又は銅合金のいずれかからなる。これらはいずれも、ピストンスカート１２がシリンダブロックのボアの内壁、又はシリンダスリーブの内壁に対して摺接する際、優れた潤滑性能を示す。本構成では、固体潤滑部２６の表面が摺動面として機能する。なお、銀合金の好適な例としてはＡｇ－Ｓｎ合金、Ａｇ－Ｃｕ合金が挙げられ、銅合金の好適な例としてはＣｕ－Ｓｎ合金、Ｃｕ－Ｚｎ合金、Ｃｕ－Ｐ合金等が挙げられる。
　固体潤滑部２６を銀又は銀合金で構成する場合、銀の純度は、６０重量％以上であることが好ましい。６０重量％未満であると、固体潤滑部２６の熱伝導率が若干低く、このために平滑な摩耗面が形成することが容易ではなくなるので、内燃機関の摩擦損失（Ｐｓｆ）を低減する効果が乏しくなる傾向がある。銀の純度は、８０重量％以上であることが一層好ましい。
　一方、固体潤滑部２６を銅又は銅合金で構成する場合、銅の純度は、上記と同様の理由から７０重量％以上であることが好ましく、８０重量％以上であることが特に好ましい。
　ここで、銀の純度は、「固体潤滑部２６に含まれる銀の重量％」として定義される。例えば、銀合金からなる固体潤滑部２６を形成した場合には、銀の純度は、固体潤滑部２６中に含まれる銀の重量％として求められる。銅の純度についても同様である。
　なお、固体潤滑部２６の全てを同一金属から設ける必要は特にない。例えば、１本の固体潤滑部２６を銀で形成するとともに、該固体潤滑部２６に隣接する別の固体潤滑部２６を銅合金で形成する等、別種の金属から設けるようにしてもよい。
　また、固体潤滑部２６の厚みは、特に限定されるものではないが、過度に小さいと固体潤滑部２６が比較的短期間で摩耗する。一方、過度に大きいと、固体潤滑部２６の重量が大きくなるのでピストン１０を往復動作させるための駆動力が大きくなってしまう。以上の不都合が発生することを回避するべく、固体潤滑部２６の厚みを０．５～１００μｍに設定することが好ましい。
　ここで、以上のように構成される下地層２４と固体潤滑部２６との境界近傍を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて撮影したＳＥＭ写真を図４に示す。この図４から諒解されるように、直線Ｌ１、Ｌ２間の領域において、下地層２４の上端部では、凹部及び凸部が互いに連なって存在しており、且つ固体潤滑部２６の下端部が前記凹部を充填するとともに、前記凸部を埋没している。
　すなわち、直線Ｌ１、Ｌ２間の領域は、下地層２４をなす材料と、固体潤滑部２６をなす材料との双方が混在する相互混合層である。相互混合層は、見掛け上、固体潤滑部２６の下端部が下地層２４の上端部を侵食して進入した状態に相当することから、以降の説明では、この相互混合層を「侵食層」と表記し、その参照符号を２８とする。
　侵食層２８では、下地層２４と固体潤滑部２６との間にいわゆるアンカー効果が発現する。上記したように、固体潤滑部２６の下端部が下地層２４の上端部に進入しているからである。このため、下地層２４に対して固体潤滑部２６が強固に接合する。換言すれば、固体潤滑部２６が下地層２４から剥離ないし脱落し難くなる。
　固体潤滑部２６の下端部の中、下地層２４の平坦部に最も近接するものの高さ位置は概ね同一であり、直線Ｌ１は、このような下端部の頂部同士に引いた接線である。その一方で、下地層２４の上端部の中、固体潤滑部２６の平坦部に最も近接するものの高さ位置も概ね同一であり、直線Ｌ２は、このような上端部の頂部同士に引いた接線である。直線Ｌ１、Ｌ２は、互いに略平行である。
　直線Ｌ１、Ｌ２間の距離Ｔは、侵食層２８の厚みとして定義される。ここで、侵食層２８の厚みと、固体潤滑部２６の密着率との関係を図５にグラフとして示す。なお、密着率は、複数個の試験片についてタンブリング試験を実施した結果を表す。すなわち、固体潤滑部２６に対して所定の条件下で鉄球を衝突させた後、該固体潤滑部２６の全体にテープを接着し、さらに、テープを引き剥がす。次に、固体潤滑部２６のテープ付着分を、例えば、アドビ社製のフォトショップ（ソフト名）によって２値化し、その面積率を求める。この面積率が０％のときが、密着率１００％である。また、面積率が、例えば、２０％、５０％、８０％である場合、密着率は８０％、５０％、２０％となる。
　図６に示すように、下地層２４と固体潤滑部２６に明確な境界線Ｌ３が現れ、侵食層２８が存在しない（すなわち、侵食層２８の厚みが０である）場合には、図５から判断されるように密着率は６０％である。そして、侵食層２８の厚みが大きくなるにつれて密着率が向上し、１０ｎｍを超えると１００％に達する。このため、本実施の形態では、侵食層２８の厚みは１０ｎｍ以上に設定される。
　密着率は、固体潤滑部２６の気孔率によっても変化する。ここで、本実施の形態において、気孔率は、固体潤滑部２６のＳＥＭ観察結果に対して画像処理を施すことによって求められる。
　具体的には、図４及び図６に示される固体潤滑部２６の中の四角枠Ｆ１、Ｆ２で囲繞した部分の各々につき、コントラストに基づいて２値化を行うと、図７及び図８に示す結果が得られる。図７において、バックグランドの白色部分の面積の相対値を求めると１０１８５０であり、点在する黒色部分（気孔に相当する）の面積の総和の相対値を求めると１１３４である。この場合、気孔率は、下記の式（１）によって算出され、その値は１．１１％である。
　　　　　（１１３４／１０１８５０）×１００＝１．１１　…（１）
　一方、図８において、バックグランドの白色部分の面積の相対値を求めると１０３８７２であり、点在する黒色部分の面積の総和の相対値を求めると２１９６である。この場合の気孔率を下記の式（２）に従って算出すると、２．１１％である。
　　　　　（２１９６／１０３８７２）×１００＝２．１１　…（２）
　なお、画像処理及び２値化に際しては、例えば、アドビ社製のフォトショップ（ソフト名）を用いればよい。
　そして、図９に示すように、気孔率が２％以下であるときには密着率は１００％であるが、２％を超えると密着率が低下する。従って、本実施の形態では、固体潤滑部２６の気孔率は２％以下に設定される。
　以上のように、侵食層２８の厚み及び固体潤滑部２６の気孔率を適切に設定することにより、固体潤滑部２６が下地層２４から脱落することを有効に回避することができる。
　なお、侵食層２８の厚みは、固体潤滑部２６を設ける際に用いる分散媒として適切なものを選定することで変更することができる。一方、固体潤滑部２６の気孔率は、分散剤の添加量で変化する。
　内燃機関を組み上げて運転する際、シリンダの内壁（シリンダボアの内壁又はシリンダスリーブの内壁）に対して、実質的には固体潤滑部２６が潤滑油を介して摺接（摺動）する。例えば、固体潤滑部２６がＦＣ（ねずみ鋳鉄）スリーブ又はＡｌスリーブの内壁に摺接するような場合では、固体潤滑部２６の熱伝導度と、ＦＣスリーブ又はＡｌスリーブの熱伝導度との和を求めると３５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上となり、且つ、固体潤滑部２６のＦＣスリーブ又はＡｌスリーブに対するヤング率の差の絶対値が１０ＧＰａ以上となる。本発明者らの鋭意検討によれば、この場合、スリーブとピストンスカート１２との間の微小なクリアランスに潤滑油が良好に保持されるとともに、スリーブとピストンスカート１２との間に凝着が発生することが回避される。このため、焼付きが生じることを有効に回避し得るとともに、内燃機関の摩擦損失を大幅に低減することができる。
　しかも、本実施の形態では、固体潤滑部２６が下地層２４に強固に接合している。固体潤滑部２６の気孔率が２％以下と小さく、且つ固体潤滑部２６と下地層２４との間に厚みが１０ｎｍ以上の侵食層２８が存在するからである。
　このため、固体潤滑部２６が下地層２４から剥離し難い。換言すれば、固体潤滑部２６が長期間にわたってピストンスカート１２の摺接面に保持される。このため、ピストン１０においては、固体潤滑部２６が存在することによって得られる上記の効果が長期間にわたって継続される。
　また、固体潤滑部２６が下地層２４から剥離し難いので、例えば、ピストン１０がシリンダ内を激しく往復運動する場合であっても、固体潤滑部２６の作用下に上記の効果が得られる。すなわち、レーシングカー等、過酷な環境下で運転される車であっても、耐久性に優れた内燃機関として供することが可能である。
　その上、本実施の形態では、線状形状の固体潤滑部２６を複数本設けるのみである。また、上記したような固体潤滑剤及び樹脂材のいずれも安価且つ軽量である。このため、ピストンスカート１２の摺接面全体を下地層２４で被覆し、該下地層２４上に固体潤滑部２６を設けたとしても、コストが著しく上昇することや、ピストン１０の重量が過度に大きくなることが回避される。
　以上のように、下地層２４と、気孔率が２％以下である固体潤滑部２６との間に厚みが１０ｎｍ以上である侵食層２８を介在するとともに、下地層２４の所定の部位にのみ線状形状の固体潤滑部２６を設けることにより、コストを低廉化しつつ、且つピストン１０の重量増加を抑制しながら、十分な潤滑作用を発現させることができる。
　さらに、仮に固体潤滑部２６が下地層２４から脱落し、下地層２４がシリンダの内壁に摺接するような事態に至ったとしても、該下地層２４に固体潤滑剤が含有されている場合には、この固体潤滑剤によって潤滑性能を維持することができる。
　下地層２４及び固体潤滑部２６は、以下のようにしてピストンスカート１２の摺接面に設けることができる。
　先ず、下地層２４となる上記したような樹脂材を用意し、溶融する。この溶融物に対し、上記したような固体潤滑剤を配合するようにしてもよい。この場合、樹脂材：固体潤滑剤＝１：９～９：１（重量比）となるようにする。
　次に、ピストンスカート１２の摺接面上に溶融物を供給する。このためには、例えば、射出を行えばよい。又は、溶融物を塗布するようにしてもよい。溶融物は、ピストンスカート１２の摺接面の全体を被覆するように塗布することが好ましい。この場合、ピストンスカート１２の摺接面の一部に溶融物を選択的に塗布する場合に比して、作業が容易且つ簡便となる。換言すれば、下地層２４を容易に形成することができる。
　このようにして供給された溶融物が冷却固化することにより、ピストンスカート１２の摺接面上に下地層２４が形成される。
　その一方で、銀、銀合金、銅又は銅合金の微粒子、好ましくは平均粒径が１～８０ｎｍ、より好ましくは３０～８０ｎｍである、いわゆるナノ粒子を分散媒に分散させることでペーストを調製する。このペーストには、分散剤が添加される。
　ここで、インクジェット印刷用のインクの分散媒として多用されるテルピネオールを用いた場合、図６に示すように、下地層２４と固体潤滑部２６との間に明確な境界線Ｌ３が現れ、侵食層２８が形成されなくなる。このことから諒解されるように、侵食層２８を形成するためには適切な分散媒が必要である。
　具体的には、下地層２４を十分に膨潤し得る分散媒を選定する。この場合、固体潤滑部２６を形成するためのペーストを下地層２４上に塗布した際、分散媒の作用下に下地層２４（樹脂材）が膨潤する。この膨潤に伴って下地層２４の上端部に凹部及び凸部が形成されるとともに、前記凹部を充填するようにペーストが進入する。その結果、下地層２４とペーストとの間に、互いの材料が混在する侵食層２８が形成される。
　このような作用を営むことが可能な分散媒の好適な例としては、ベンジルアルコール等の芳香族アルコールが挙げられる。又は、ペグミアと呼称されるプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであってもよい。
　固体潤滑部２６を形成するためには、このような分散媒を含むペーストを、例えば、スクリーン印刷又はパッド印刷等の公知の塗布手法によって下地層２４上に塗布する。その後、該ペーストをピストン１０ごと、好ましくは１６０～２４０℃で加熱する。これによりペースト中の分散媒が揮発するとともに、ナノ粒子同士が融着する。すなわち、焼結が起こり、ナノ粒子の焼結体からなる固体潤滑部２６が得られるに至る。
　固体潤滑部２６の気孔率は、ペースト中の分散剤の添加量によって変化する。従って、分散剤は、固体潤滑部２６の気孔率が２％以下となる量で添加される。
　ナノ粒子を用いた場合、上記したように１６０～２４０℃という比較的低温域で焼結させて皮膜を形成することが可能である。従って、アルミニウム合金からなるピストンスカート１２が高温となることが回避され、このため、該ピストンスカート１２の機械的強度等に影響が及ぶことを回避することができる。
　本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは勿論である。
　例えば、この実施の形態では、固体潤滑部２６を線状形状として設けるようにしているが、図１０に示すように、点状形状として設けるようにしてもよい。この場合、点状形状の固体潤滑部２６、２６同士の間に形成される凹部が、潤滑油を保持する役割を果たす。
　この形態では、固体潤滑部２６を形成するためのペーストの使用量、ひいては金属（銀、銀合金、銅又は銅合金）の使用量が一層低減するので、コストを一層低廉化することができる。また、ピストン１０の重量の増加幅を抑制することもできる。
　また、下地層２４を、ピストンスカート１２上の、固体潤滑部２６を形成する箇所にのみ選択的に設けるようにしてもよい。又は、ピストンスカート１２の摺接面の全体を下地層２４で被覆するとともに、下地層２４の全体を固体潤滑部２６で被覆するようにしてもよい。
　さらに、ピストンスカート１２の摺接面に条痕を複数本設け、該条痕に対して選択的に下地層２４を設けるとともに、この下地層２４上にのみ選択的に固体潤滑部２６を設けるようにしてもよい。又は、図１１に示すように、下地層２４に、摺接面を周回する複数本の線状形状をなすようにして凸部３０を突出形成するとともに、この凸部３０上に、線状形状又は点状形状の固体潤滑部２６を設けるようにしてもよい。
［第２実施形態］
　図１２は、第２実施形態に係るピストンを示す側面図であり、図１３は、ピストンの皮膜層を示す側断面図である。図１２では皮膜層の一部が破断して描かれている。また、図１３では、ピストンが往復運動するシリンダボアの一部を含めて描かれている。
　ピストン（摺動部材）１０１は、図１２に示すように、アルミニウム合金製の本体（基材）１１０を備える。この本体１１０はランド部１１０Ａとスカート部（ピストンスカート）１１０Ｂとを備えて略円筒形状に形成され、スカート部１１０Ｂにおける本体１１０の外周面（表面）１１１に皮膜層１０２が形成されている。この皮膜層１０２は、図１３に示すように、本体１１０の外周面１１１に密着される樹脂層（下地層）１２０と、この樹脂層１２０の外周面（表面）１２０Ａに密着される銀皮膜層（固定潤滑部）１２１とを備え、この銀皮膜層１２１と樹脂層１２０との間には、銀皮膜層１２１の銀と樹脂層１２０の樹脂材とが、相互に物理的に混合された状態で存在する相互混合層１２６が形成されている。この相互混合層１２６では、銀と樹脂材とが化学的に結合するものではなく、樹脂層１２０の外周面１２０Ａを、例えば膨潤させる等して当該外周面１２０Ａ上に凹凸を形成し、この凹凸に銀を進入させることにより、いわゆるアンカー効果を生じさせるものである。
　銀皮膜層１２１は、被摺動部材としての鋳鉄製のシリンダボア１０３の内壁１０３Ａとの摺動面１２２を形成し、この摺動面１２２は、ピストン１０１（スカート部１１０Ｂ）が矢印Ｘ方向に移動した際に、潤滑油（不図示）を介して、シリンダボア１０３の内壁１０３Ａにすべり接触（摺動）する。
　銀は、一般に、硬度が軟らかく、熱伝導性に優れた金属である。このため、銀皮膜層１２１をピストン１０１の摺動面１２２として形成することにより、この銀皮膜層１２１が初動時にシリンダボア１０３の内壁１０３Ａにすべり接触する際に容易に磨滅（初期磨滅）して変形するため、内壁１０３Ａとのフリクションを低減した摺動特性に優れた摺動面１２２を簡易に実現できる。さらに、銀皮膜層１２１に伝達された熱を、潤滑油を介して、早期に外部に放出することができ、本体１１０の冷却効率を高めることができる。なお、この図１３は、皮膜層１０２を模式的に表したものであるため、樹脂層１２０、銀皮膜層１２１もしくは相互混合層１２６の厚み、および、凹部１１１Ａの大きさ（深さ）がそれぞれ相対的な関係を示すものではない。
　本体１１０（スカート部１１０Ｂ）の外周面１１１には、微細な凹部１１１Ａが形成されている。具体的には、凹部１１１Ａは、外周面１１１に向けて所定の粒径（例えば、１０μｍ）に調整された投射材を圧縮空気等で投射するショットブラスト法により形成される。この凹部１１１Ａは、本体１１０の外周面１１１と樹脂層１２０との接触面積を増大させるためのものである。これにより、本体１１０の外周面１１１に樹脂層１２０を形成した際に、この樹脂層１２０が凹部１１１Ａに進入して、いわゆるアンカー効果を発揮することにより、本体１１０と樹脂層１２０との密着性を向上することができる。
　本体１１０は、アセトン溶液内に浸漬された状態で所定時間（１０分間）超音波洗浄が施されて、外周面１１１に付着した油脂分が除去されたのち、この外周面１１１に樹脂層１２０が形成される。また、本構成では、樹脂層１２０を形成する前に、外周面１１１に形成された酸化膜の少なくとも一部を除去することが望ましい。これによれば、本体１１０の外周面１１１にアルミニウム合金の新生面が形成されるため、この新生面と樹脂層１２０との密着性が向上する。
　樹脂層１２０は、耐熱性に優れた熱硬化性の樹脂材料であるポリアミドイミド（PAI：Polyamide Imide）樹脂１２４で形成されたものであり、このポリアミドイミド樹脂１２４を本体１１０の外周面１１１に塗布して硬化させることにより樹脂層１２０が形成される。この樹脂層１２０は、基材であるピストン１０１の本体１１０と摺動面１２２となる銀皮膜層１２１とを密着させる中間接合層として機能するものであり、当該樹脂層１２０の厚みｔ１は１μｍ～６μｍに設定される。この範囲に設定される理由は、樹脂層１２０の厚みｔ１が６μｍよりも大きくなると、温度変化に伴う収縮により樹脂層１２０にひび割れ等が生じやすくなるためである。
　本実施形態では、樹脂材料としてポリアミドイミド樹脂を用いているがこれに限るものではなく、同じくイミド系樹脂であるポリイミドや、エポキシ系樹脂であるエポキシ、または、ナイロン系樹脂であるナイロン６、ナイロン６,６を用いることもできる。
　銀皮膜層１２１は、所定のナノサイズの平均粒径（１ｎｍ～８０ｎｍ）に調整された銀粒子をそれぞれ融着させて形成される。具体的には、上記した平均粒径の銀粒子を溶媒であるＮ－メチルピロリドンに分散させて所定の粘度（例えば１０ｃｐ）に調整したスラリー（懸濁溶液、ペースト）を作成し、このスラリーをスクリーン印刷法によって樹脂層１２０の外周面１２０Ａ上にコーティング（塗布）する。本実施形態では、４００メッシュのスクリーンを介してスラリーを樹脂層１２０の外周面１２０Ａ上に塗布している。
　ここで、Ｎ－メチルピロリドンは、上記したポリアミドイミド樹脂１２４を含むイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、または、ナイロン系樹脂と接触すると、これら樹脂に吸収されて表面を膨潤させる性質を有する。このため、このピロリドン中に銀粒子を分散させたスラリーを樹脂層１２０の外周面１２０Ａ上にコーティングすると、この樹脂層１２０の外周面１２０ＡにＮ－メチルピロリドンが接触し、この外周面１２０Ａを膨潤させる。これにより、樹脂層１２０の外周面１２０Ａ上に膨潤によって凹凸が形成され、この凹凸にスラリー（銀粒子）が進入することで、樹脂層１２０とスラリーとの界面１３０に相互混合層１２６が形成される。
　そして、この状態で、スラリー、樹脂層１２０および本体１１０を加熱し、スラリー中のＮ－メチルピロドリンを蒸発させるとともに、当該スラリー中の銀粒子を融着させる。具体的には、図１４に示すように、スラリー中の銀粒子１２３は、それぞれ他の銀粒子１２３と接点１２３Ａで接した状態で存在する。このスラリーを加熱すると、図１５に示すように、銀粒子１２３同士が接点１２３Ａにて融着して一体化し、銀皮膜層１２１が形成される。
　相互混合層１２６では、ポリアミドイミド樹脂１２４と混合された状態で存在した銀粒子１２３がスラリー中の銀粒子１２３とともに融着されて銀皮膜層１２１が形成されることにより、この相互混合層１２６に進入した銀が、いわゆるアンカー効果を生じ、銀皮膜層１２１と樹脂層１２０との密着性を高めている。なお、この銀皮膜層１２１と樹脂層１２０との間に形成される相互混合層１２６の厚みｔ３（図１３）は、０．５μｍ～１μｍに調整されている。
　なお、本実施形態では、銀粒子１２３を用いて、銀皮膜層１２１を形成する構成としているが、上記したナノサイズの平均粒径に調整された金属微粒子として、銀合金、銅、又は銅合金を用いる構成としても良い。
　次に、銀皮膜層１２１を形成する際の加熱温度条件について説明する。
　図１６は、アルミニウム合金の比強度と加熱温度との関係を示すグラフである。この図１６では、０～２００℃までのアルミニウム合金の比強度（単位重量あたりの強度）を１．０として２００℃以上の範囲の変化を示している。アルミニウム合金の強度は、ロックウェル硬さ試験により算出している。
　本体１１０を形成するアルミニウム合金は、加熱温度が上昇すると比強度（単位重量あたりの強度）が低下する傾向にあることが判明している。具体的には、図１６に示すように、０～２００℃までの範囲では、比強度が１．０のまま低下することなく推移するが、２００℃以上になると次第に低下する傾向にある。一般に、内燃機関のピストンなどの過酷な環境下では、基材となるアルミニウム合金に最低限の強度が要求される。このため、出願人は、アルミニウム合金をピストン等に用いる場合に、当該アルミニウム合金の比強度の下限値を社内基準で定めており、この下限値は、０～２００℃の比強度１．０に対して、０．８５に設定されている。これにより、本実施形態では、アルミニウム合金の加熱温度は、比強度の下限値０．８５よりも大きな比強度０．９に対応する２４０℃以下に設定されている。
　図１７は、銀粒子を含むスラリーの加熱温度の変化に対するスラリー重量および発生熱量の変化を示すグラフである。この図１７に示すように、スラリーの発生熱量は、１８５℃をピークとして１６０℃～２００℃の間で大きくなっている。これは、この温度帯において、スラリー中の銀粒子が融着（重合）する際の反応熱が生じていることを示し、言い換えれば、この１６０℃～２００℃の温度に加熱することにより、スラリー中の銀粒子を融着して銀皮膜層１２１を形成することができる。
　このため、本構成では、加熱温度を１６０℃～２４０℃の範囲内、より望ましくは１６０℃～２００℃の範囲内とすることにより、基材の比強度を低下させることなく、ナノサイズに調整された銀粒子を熱融着させることができる。
　また、本実施形態では、樹脂材料としてポリアミドイミド樹脂を用いており、このポリアミドイミド樹脂は、１６０℃～２００℃の温度に加熱して銀粒子を融着させる時間内に熱硬化が完了する。従って、本構成では、液状の樹脂材料の上に銀粒子が分散されたスラリーをコーティングし、これらを加熱することにより、樹脂材料を硬化させて樹脂層１２０を形成する工程と、この樹脂層１２０の外周面１２０Ａに銀皮膜層１２１を形成（焼成）する工程とを、一の工程にて実現することができるため、処理工程及び製造時間の短縮を図ることができる。
　一方、スラリーの重量は、加熱温度が８０℃程度から減少し、１４０℃付近で減少度が小さくなるものの、１８０℃付近で再び減少して２００℃付近で略横ばいとなっている。この減少分は、溶媒であるＮ－メチルピロリドンの溶媒重量Ｗであり、加熱温度を２００℃とした際にほとんどすべての溶媒が蒸発しているのが望ましい。また、本構成では、スラリーを常温下で樹脂層１２０上にコーティングするため、この常温下では蒸発しにくいものが望ましい。本実施形態では、溶媒としてＮ－メチルピロリドンを用いており、このＮ－メチルピロリドンは、図１７に示すように、常温での重量変化は少ないため、コーティング作業工程中にスラリー中の溶媒が蒸発して、スラリーの粘度や濃度が変化することが少ないため、コーティング工程でのむらが小さくなり、安定した品質のコーティングを行うことができる。また、Ｎ－メチルピロリドンは、２００℃に加熱した状態では、ほぼすべて蒸発しているため、銀皮膜層１２１中の銀の比率を高めることができる。
　本実施形態では、溶媒としてピロリドン系の溶媒であるＮ－メチルピロリドンを用いているがこれに限るものではなく、同じくピロリドン系溶媒であるポリビニルピロリドンや、イミド系樹脂、ポキシ系樹脂、または、ナイロン系樹脂を膨潤させる他の溶媒としてトリクロロエチレン、四塩化炭素等の塩素系の溶媒やアセトン溶媒を用いることもできる。
　次に、スラリー中の銀粒子の粒径について説明する。
　図１８は、銀粒径と銀純度との関係を示すグラフである。ここで、銀純度とは、単位体積当たりの銀皮膜層１２１に存在する銀金属の体積の比率をいう。上述したように、銀皮膜層１２１は、銀粒子１２３を加熱して融着させることにより形成している。このため、銀粒子１２３の平均粒径が大きくなると、図１８に示すように、銀粒子１２３間の空隙が大きくなることにより銀純度が低下する傾向にある。
　銀純度が低下すると、これに伴い銀皮膜層１２１の熱伝導度が低下して摺動性が悪化するため、摺動に適した所定の熱伝導度を確保するためには、所定の閾値（銀純度９０％）以上とする必要がある。このため、銀粒子１２３の平均粒径を１ｎｍ～８０ｎｍの範囲内としたことにより、最大の平均粒径８０ｎｍに設定したとしても、銀皮膜層１２１中の銀純度を摺動に適した所定の基準値以上に保つことができ、熱伝導度の高いピストン１０１を形成することができる。
　また、銀皮膜層１２１は、図１３に示すように、この銀皮膜層１２１の厚みｔ２が１μｍ～２０μｍの範囲に設定されている。この銀皮膜層１２１の厚みｔ２を１μｍよりも薄くすることはスクリーン印刷法では困難であるとともに、１μｍよりも薄いと、本体１１０もしくは樹脂層１２０が露出して摺動面１２２が平滑に形成されないためである。一方、銀皮膜層１２１の厚みｔ２を２０μｍよりも厚くしても、施工コストが増大するだけで、摺動特性に大きな変化が見られないためである。さらに、銀皮膜層１２１の厚みｔ２を上記した範囲では十分に小さなフリクションを実現できることが分かっている。従って、本実施形態では、銀皮膜層１２１の厚みｔ２を、１μｍ～２０μｍの範囲内としたため、安価な構成で、銀皮膜層１２１によるフリクションの小さい摺動面１２２を備えたピストン１０１を形成することができる。
　図１９は、上述した製造方法にて製造されたピストン１０１の断面を拡大して示す電子顕微鏡写真である。この図１９において、下方に位置するのが本体１１０であり、この本体１１０の外周面（この図１９では上面）１１１に樹脂層１２０と銀皮膜層１２１とが積層されている。これら樹脂層１２０と銀皮膜層１２１との界面１３０は、図１９に示すように、凹凸が複雑に形成されて樹脂材と銀とが相互に混在しており、この部分に相互混合層１２６が形成される。この相互混合層１２６において、樹脂材と銀とが複雑に噛み合うことにより、いわゆるアンカー効果が発揮され、銀皮膜層１２１と樹脂層１２０との密着性が向上する。
　以上、説明したように、本実施形態によれば、アルミニウム合金からなる本体１１０の外周面１１１に銀を成膜して摺動面１２２を形成するピストン１０１の製造方法であって、本体１１０の外周面１１１にポリアミドイミド樹脂を用いて樹脂層１２０を形成し、この樹脂層１２０の表面を膨潤させるＮ－メチルピロリドンに銀粒子１２３を分散させたスラリーを樹脂層１２０上にコーティングし、このコーティングしたスラリーと樹脂層１２０との界面１３０に銀粒子１２３とポリアミドイミド樹脂とが相互に混合した相互混合層１２６を形成させつつ、スラリー、樹脂層１２０及び本体１１０を加熱して、Ｎ－メチルピロリドンを除去しながらスラリー中の銀粒子１２３同士を融着させて摺動面１２２を形成したため、銀皮膜層１２１と本体１１０とが樹脂層１２０を介して接合される。このため、製造プロセスにおいて有害物質を使用することなく、これら本体１１０と銀皮膜層１２１との密着応力を向上させることができ、機械的強度に優れた銀皮膜層１２１が施されたピストン１０１を簡単に形成することができる。
　さらに、本実施形態によれば、スラリー中のＮ－メチルピロドリンが樹脂層１２０の外周面１２０Ａを膨潤させることにより、スラリーと樹脂層１２０との界面に銀とポリアミドイミド樹脂とが相互に混合した相互混合層１２６が形成され、この相互混合層１２６により銀皮膜層１２１と樹脂層１２０とが密着されるため、当該銀皮膜層１２１と樹脂層１２０との接合力を向上させることができる。
　また、本実施形態によれば、Ｎ－メチルピロリドン中に分散させる銀粒子１２３の平均粒径を１ｎｍ～８０ｎｍの範囲内としたため、最大の平均粒径８０ｎｍに設定したとしても、銀皮膜層１２１中の銀純度を摺動に適した所定の基準値以上に保つことができ、熱伝導度の高いピストン１０１を形成することができる。
　また、本実施形態によれば、加熱を行う際の加熱温度を１６０℃～２４０℃の範囲内としたため、本体１１０の比強度を低下させることなく、銀粒子１２３を熱融着させて銀皮膜層１２１を形成することができる。
　また、本実施形態によれば、樹脂層１２０を形成する前に、本体１１０の外周面１１１の少なくとも一部に凹凸を形成するため、本体１１０の外周面１１１と樹脂層１２０との接触面積が増大するとともに、この樹脂層１２０が凹部１１１Ａに進入して、いわゆるアンカー効果を発揮することにより、本体１１０と樹脂層１２０との密着性を向上することができる。
　また、本実施形態によれば、コーティングは、スクリーン印刷法により行うため、銀粒子１２３を分散させたスラリーを樹脂層１２０上に簡単にコーティングすることができる。
　また、本実施形態によれば、銀皮膜層１２１の厚みｔ２を、１μｍ～２０μｍの範囲内としたため、安価な構成で、銀皮膜層１２１によるフリクションの小さい摺動面１２２を備えたピストン１０１を形成することができる。
［第３実施形態］
　第３実施形態では、樹脂層（下地層）１２０と銀皮膜層（固体潤滑層）１２１との間に、相互混合層１２６が介在する点で、上記した第２実施形態のピストン１０１と同一の構成を有する。しかし、この相互混合層１２６の形成手順が異なるため、この相互混合層１２６の形成手順について説明する。
　第３実施形態では、銀粒子１２３を分散させる極性溶媒として、アルコール系溶媒であるテルピネオールを用いている点で、上記した第２実施形態と異なるが、それ以外は同一の構成であるため、同一の構成については説明を省略する。
　また、本実施形態では、テルピネオールを用いているが、これに限るものではなく、同じくアルコール系溶媒であるノナノールやエチレングリコール、水系溶媒であるＰＧＭＥＡ（propylene glycol monomethyl ether acetate）、または、ケトン系溶媒であるメチルエチルケトンを用いても良い。
　通常、本体と銀皮膜層との間に樹脂層を設け、この樹脂層により本体と銀皮膜層とを接合することにより、これら本体と銀皮膜層との密着性を向上させ、機械的強度に優れた銀皮膜が施されたピストンを簡単に形成することができる。
　ここで、ピストンはエンジンのシリンダボア内のような過酷な環境下で使用されるため、銀皮膜層の密着性がより高いものが望ましく、出願人は本体と銀皮膜層との密着性がより向上する製造工程を模索した。
　出願人が実験を重ねた結果、他の条件を同一とした場合、（１）硬化させた樹脂層の外周面にスラリーをコーティングし、このスラリーを加熱して樹脂層の外周面に銀皮膜層を形成したものに比べて、（２）未硬化（液状）の樹脂材料の上に銀粒子が分散されたスラリーをコーティングし、これらスラリー及び樹脂材料を加熱したものの方が、銀皮膜層１２１と樹脂層１２０との密着強度が高いことが判明した。
　図２０は、樹脂材料の硬化前と硬化後にスラリーをコーティングした場合における銀皮膜層１２１の剥離面積率を比較したグラフである。剥離面積率とは、銀皮膜された本体１１０に接着テープを貼り付けた後に、当該テープを本体１１０から剥がすテープ剥離試験を行い、その際に本体１１０から剥離されてテープの接着面に付着した銀皮膜の面積と当該テープの接着面の面積との比率をいう。
　本実施形態では、銀皮膜層１２１の剥離面積率は、タンブリング試験後にテープ剥離試験を行い、その際に本体から剥離されてテープの接着面に付着した銀皮膜の面積から求めている。また、タンブリング試験とは、円筒容器内に直径２～５ｍｍの鋼球を数ｋｇ分と、評価用のワーク（ここでは銀皮膜が施された本体１１０）とを入れた後、円筒容器を５０～１００ｒｐｍで２０～３０ｍｉｎ回転させ、鋼球をワークの表面に叩きつけて銀皮膜に意図的にダメージを与える試験である。
　この図２０によれば、（１）樹脂材料（ＰＡＩ）が硬化後にスラリーをコーティングした工程で製造された銀皮膜層の剥離面積率を１００％とした場合に、（２）樹脂材料が硬化前にスラリーをコーティングした工程で製造された銀皮膜層１２１の剥離面積率は５％と、剥離量が９５％低下する結果となった。
　ポリアミドイミド樹脂は、硬化する前であってもスラリー中のテルピネオールに対して溶解や化学反応することはない。しかし、未硬化（液状）のポリアミドイミド樹脂の上に銀粒子１２３が分散されたスラリーをコーティングすることにより、これらポリアミドイミド樹脂１２４とスラリーとの界面１３０では、例えば、銀粒子１２３のブラウン運動や、テルピネオールとポリアミドイミド樹脂１２４との比重差に基づいて、スラリーとポリアミドイミド樹脂１２４とが相互に混合する相互混合層１２６（図１３）が形成されるものと考えられる。
　このため、未硬化（液状）の樹脂材料の上に銀粒子１２３が分散されたスラリーをコーティングし、これらスラリー及び樹脂材料を加熱することにより、相互混合層１２６において、樹脂材と銀とが複雑に噛み合うことにより、いわゆるアンカー効果が発揮され、銀皮膜層１２１と樹脂層１２０との密着性が向上することが可能となる。
　本実施形態によれば、アルミニウム合金からなる本体１１０の外周面１１１に銀を成膜して摺動面１２２を形成するピストン１０１の製造方法であって、本体１１０の外周面１１１に熱硬化性を有するポリアミドイミド樹脂１２４を塗布し、このポリアミドイミド樹脂１２４が硬化する前にテルピネオールに銀粒子１２３を分散させたスラリーをポリアミドイミド樹脂１２４上にコーティングし、このコーティングしたスラリー、ポリアミドイミド樹脂１２４及び本体１１０を加熱して、ポリアミドイミド樹脂１２４を硬化させるとともにテルピネオールを除去し、当該ポリアミドイミド樹脂１２４の表面に銀粒子１２３同士を融着させて摺動面１２２を形成したため、この摺動面１２２を構成する銀皮膜層１２１と本体１１０とがポリアミドイミド樹脂１２４を硬化させた樹脂層１２０を介して接合される。このため、製造プロセスにおいて有害物質を使用することなく、これら本体１１０と銀皮膜層１２１との密着応力を向上させることができ、機械的強度に優れた銀皮膜層１２１が施されたピストン１０１を簡単に形成することができる。
　さらに、本実施形態によれば、硬化する前の液状態にあるポリアミドイミド樹脂１２４上にスラリーをコーティングすることにより、これらポリアミドイミド樹脂１２４とスラリーとの界面に銀とポリアミドイミド樹脂とが相互に混合した相互混合層１２６が形成され、この相互混合層１２６により銀皮膜層１２１と樹脂層１２０とが密着されるため、当該銀皮膜層１２１と樹脂層１２０との接合力を向上させることができる。さらに、液状のポリアミドイミド樹脂１２４上にスラリーをコーティングし、これらを加熱することにより、ポリアミドイミド樹脂１２４を硬化させて樹脂層１２０を形成する工程と、この樹脂層１２０の外周面１２０Ａに銀皮膜層１２１を形成する工程とを、一の工程にて実現することができるため、処理工程及び製造時間の短縮を図ることができる。
［第４実施形態］
　第４実施形態では、相互混合層１２６をより強固に形成するものである。第４実施形態は、上記第３実施形態と同様に、銀粒子１２３を分散させる極性溶媒として、アルコール系溶媒であるテルピネオールを用いている点が異なり、その他の構成は、上記した第２実施形態と同様である。
　上述のように、未硬化（液状）のポリアミドイミド樹脂上にスラリーをコーティングすることでポリアミドイミド樹脂１２４とスラリーとの界面１３０に相互混合層１２６が形成され、この相互混合層１２６においてポリアミドイミド樹脂１２４と銀とが複雑に噛み合うことにより、いわゆるアンカー効果が発揮され、銀皮膜層１２１と樹脂層１２０との密着性が向上することが判明した。
　出願人は、ポリアミドイミド樹脂１２４及びスラリーに外力を付与することで、上記界面１３０にてポリアミドイミド樹脂１２４とスラリーとをより一層混合すれば、より密着性の高い相互混合層１２６を早期に安定して形成することができると考え、未硬化（液状）のポリアミドイミド樹脂上にスラリーをコーティングした後に、これらポリアミドイミド樹脂及びスラリーに超音波振動を与える工程に想い到った。
　図２１は、ポリアミドイミド樹脂及びスラリーに超音波振動を付与して界面に相互混合層１２６を形成する超音波振動装置の一例である。
　この超音波振動装置１４５は、プラスチックまたはガラス等で形成された水槽１４０と、この水槽１４０内に配置された超音波発生器１４２とを備える。水槽１４０は天板１４０Ａを備え、この水槽１４０の内部空間１４１には底板１４０Ｂから天板１４０Ａまで水（液体）１４３で満たされている。天板１４０Ａの上には、未硬化（液状）のポリアミドイミド樹脂１２４上にスラリー１２８がコーティングされた本体１１０が配置される。この場合、本体１１０の下面は、天板１４０Ａとの接触面となるため、この下面にはポリアミドイミド樹脂１２４及びスラリー１２８が塗布されていない。
　また、水槽１４０の底板１４０Ｂの上には天板１４０Ａと所定間隔Ｌを開けて超音波発生器１４２が載置されている。この超音波発生器１４２は、所定範囲で周波数を変更して出力可能に構成されており、出力された超音波は、水槽１４０内の水１４３、天板１４０Ａを介して、本体１１０に伝達される。
　本実施形態では、水槽１４０内の水温を２０℃～６５℃に設定するとともに、超音波発生器１４２の発信出力を９００Ｗ、周波数を３５ｋＨｚとして、本体１１０に対して３分間、超音波を与えた。
　この本体１１０に与えられた超音波振動は、本体１１０からポリアミドイミド樹脂１２４、スラリー１２８へと伝達されることにより、これらポリアミドイミド樹脂１２４とスラリー１２８との界面１３０では、伝達された超音波振動により、ポリアミドイミド樹脂１２４、スラリー１２８が移動して相互に混合される相互混合層１２６（図１３）が形成される。
　図２２は、超音波振動を付与せずに形成したピストンと、超音波振動を付与して形成したピストンにおけるせん断剥離強度の結果を比較したグラフである。
　せん断剥離強度は、ＳＡＩＣＡＳ（Surface And Interfacial Cutting Analysis System）試験機により、皮膜と基材との密着強度を数値化したものである。
　この図２２によると、超音波振動を与えていないものでは、０．０３Ｎ／ｍであったせん断剥離強度の値が、超音波振動を与えることにより、０．２２Ｎ／ｍとなり、超音波振動を付えないものの約７倍の値となっている。
　これは、ポリアミドイミド樹脂１２４及びスラリー１２８に超音波振動を与えることにより、このポリアミドイミド樹脂１２４とスラリー１２８との界面１３０において、これらポリアミドイミド樹脂１２４及びスラリー１２８が積極的に混ざり合うため、超音波振動を与えていないものよりも厚みの厚い相互混合層１２６（図１３）が形成されたからと想定される。
　さらに、本実施形態では、超音波振動は、本体１１０を介して、ポリアミドイミド樹脂１２４、スラリー１２８へ伝達されるため、これらポリアミドイミド樹脂１２４とスラリー１２８との界面１３０には略均等な振動を与えることができる。このため、界面１３０で形成される相互混合層１２６を略均等な厚みに調整することが可能となり、従って、銀皮膜層１２１と樹脂層１２０との接合強度が略均一なピストン１０１を形成することができる。
　本実施形態によれば、硬化する前の液状態にあるポリアミドイミド樹脂１２４上にスラリーをコーティングし、このコーティングしたスラリー１２８とポリアミドイミド樹脂１２４に超音波振動を与えることにより、これらポリアミドイミド樹脂１２４とスラリー１２８との界面１３０で、ポリアミドイミド樹脂１２４とスラリー１２８とが積極的に相互に混合される相互混合層１２６が形成され、この相互混合層１２６により銀皮膜層１２１と樹脂層１２０とが密着されるため、当該銀皮膜層１２１と樹脂層１２０との接合力を向上させることができる。
　本実施形態では、ポリアミドイミド樹脂１２４及びスラリー１２８に超音波振動を与えた後に、スラリー１２８、ポリアミドイミド樹脂１２４及び本体１１０を加熱する手順として説明しているが、加熱炉等の内部で加熱しながら超音波振動を与えることができるのであれば、ポリアミドイミド樹脂１２４及びスラリー１２８に超音波振動を与えつつ、スラリー１２８、ポリアミドイミド樹脂１２４及び本体１１０を加熱する手順としても良い。この場合、処理工程及び製造時間をより一層短縮することができる。
［第５実施形態］
　第５実施形態では、超音波振動に変えて、未硬化（液状）のポリアミドイミド樹脂及びスラリーに直接振動を付与して界面１３０に相互混合層１２６を形成している。この第５実施形態においても、上記第３実施形態と同様に、銀粒子１２３を分散させる極性溶媒として、アルコール系溶媒であるテルピネオールを用いている点が異なり、その他の構成は、上記した第２実施形態と同様である。
　図２３は、ポリアミドイミド樹脂及びスラリーに振動を付与して界面に相互混合層１２６を形成する振動装置の一例である。
　この振動装置１５５は、バイブレータ１５０と、このバイブレータ１５０に連結される複数の針状の線材（振動体）１５１，１５１・・と、当該バイブレータ１５０を本体１１０に対して接近方向（図中Ｘ１）または離間方向（図中Ｘ２）に移動させる移動機構（不図示）とを備える。本体１１０は、この本体１１０の外周面１１１に未硬化（液状）のポリアミドイミド樹脂１２４及びスラリー１２８がコーティングされた状態で不図示のステージ上に載置され、この本体１１０に線材１５１の先端１５１Ａが向くようにバイブレータ１５０が配置される。
　バイブレータ１５０は、ケース内に電動モータの回転軸に偏心した錘を備え、この錘が偏心して回転することにより振動が発生する。線材１５１は、所定の線径（例えば、０．５ｍｍ）に設定された針状部材であり、本実施形態では、ケース体に所定ピッチ（例えば、１２ｍｍ）で取り付けられている。
　ポリアミドイミド樹脂１２４及びスラリー１２８がコーティングされた本体１１０に対して、バイブレータ１５０を接近方向（図中Ｘ１）に移動させると、線材１５１がスラリー１２８及びポリアミドイミド樹脂１２４に挿し込まれる。この場合、線材１５１の先端１５１Ａが、ポリアミドイミド樹脂１２４内にあり、かつ、本体１１０の外周面１１１に当接しない位置とするのが望ましい。先端１５１Ａが外周面１１１に当接すると、線材１５１に振動を伝達した際に、この先端１５１Ａが固定端となり、当該先端１５１Ａの振幅が小さくなるためである。
　続いて、線材１５１がスラリー１２８及びポリアミドイミド樹脂１２４に挿し込まれた状態でバイブレータ１５０を作動させる。すると、このバイブレータ１５０の振動が線材１５１を介して、ポリアミドイミド樹脂１２４及びスラリー１２８に伝達される。本実施形態では、バイブレータ１５０は、電動モータの発信出力を５０Ｗ、周波数を３０Ｈｚとして３分間動作させるように制御されている。
　これにより、ポリアミドイミド樹脂１２４とスラリー１２８との界面１３０では、線材１５１の動作により、未硬化のポリアミドイミド樹脂１２４及びスラリー１２８がかき乱されるとともに、伝達された振動により、ポリアミドイミド樹脂１２４、スラリー１２８が移動して相互に混合される相互混合層１２６（図１３）が形成される。
　本実施形態では、振動装置１５５は、本体１１０を挟んで対向する位置に２台が設けられ、この本体１１０が載置されるステージ（不図示）を所定角度ずつ回転させることにより、本体１１０の全周に亘って相互混合層１２６を形成するようになっている。なお、振動装置１５５を１台とする構成としても良いし、複数台の振動装置１５５を本体１１０の周囲に配置しても良いことは勿論である。
　図２４は、振動を付与せずに形成したピストンと、振動を付与して形成したピストンにおけるせん断剥離強度の結果を比較したグラフである。
　せん断剥離強度は、ＳＡＩＣＡＳ（Surface And Interfacial Cutting Analysis System）試験機により、皮膜と基材との密着強度を数値化したものである。
　この図２４によると、振動を与えていないものでは、０．０３Ｎ／ｍであったせん断剥離強度の値が、振動を与えることにより、０．３６Ｎ／ｍとなり、超音波振動を付えないものの約１２倍の値となっている。
　これは、ポリアミドイミド樹脂１２４及びスラリー１２８に振動を与えることにより、このポリアミドイミド樹脂１２４とスラリー１２８との界面１３０において、これらポリアミドイミド樹脂１２４及びスラリー１２８が積極的に混ざり合うため、振動を与えていないものよりも厚みの厚い相互混合層１２６（図１３）が形成されたからと想定される。
　さらに、本実施形態では、線材１５１をスラリー１２８及びポリアミドイミド樹脂１２４に直接挿し込んだ状態で振動させるため、線材１５１に近い部分ほど、スラリー１２８とポリアミドイミド樹脂１２４とがより混合されることにより、接合強度がより強い相互混合層１２６を部分的に形成することができる。このため、線材１５１の位置を調整することにより、銀皮膜層１２１と樹脂層１２０との接合強度をピンポイントで向上させることが可能となる。
　本実施形態によれば、硬化する前の液状態にあるポリアミドイミド樹脂１２４上にスラリーをコーティングし、このコーティングしたスラリー１２８とポリアミドイミド樹脂１２４に線材１５１を挿して当該スラリー１２８及びポリアミドイミド樹脂１２４に振動を与えることにより、これらポリアミドイミド樹脂１２４とスラリー１２８との界面１３０で、ポリアミドイミド樹脂１２４とスラリー１２８とが積極的に相互に混合される相互混合層１２６が形成され、この相互混合層１２６により銀皮膜層１２１と樹脂層１２０とが密着されるため、当該銀皮膜層と樹脂層１２０との接合力を向上させることができる。
　本実施形態では、ポリアミドイミド樹脂１２４及びスラリー１２８に振動を与える構成として振動装置１５５を一例として説明したが、これらポリアミドイミド樹脂１２４及びスラリー１２８に振動を与えられるのであれば、他の構成を用いても構わない。
　なお、これら第３～第５実施形態で説明した相互混合層１２６の形成手順を第１実施形態に係るピストン１０に用いても良いことは勿論である。
［第６実施形態］
　図２５は、第６実施形態にかかるピストン２０１の皮膜層２０２を示す側断面図である。この実施形態では、樹脂層２２０は、ポリアミドイミド樹脂１２４内に所定の平均粒径（１μｍ～３０μｍ）に調整された銀粒子２２５を混合したものとして構成され、その他の構成については、上述した第２～第５実施形態で説明したものと同じであるため、同一の構成のものには同一の符号を付して説明を省略する。本構成では、銀粒子２２５の平均粒径の最大値は、樹脂層２２０の厚みｔ１よりも大きく設定されており、図２５に示すように、銀粒子２２５は、樹脂層２２０の外周面２２０Ａから突出する。このため、銀皮膜層１２１の形成過程で、銀粒子２２５は、銀皮膜層１２１と融着して当該銀皮膜層１２１と樹脂層２２０との密着性をより一層高める機能を有する。
　本実施形態では、樹脂層２２０の外側に銀皮膜層１２１が設けられていることから、同一金属である銀粒子２２５をポリアミドイミド樹脂１２４内に混合しているが、樹脂層の外側に銅皮膜層が設けられる構成であれば、銅粒子をポリアミドイミド樹脂内に混合する構成とする。
　図２６は、樹脂層２２０内の銀粒子２２５の粒径と銀皮膜層１２１－樹脂層２２０間の接合力との関係を示すグラフである。図２７は、相互混合層１２６において樹脂層２２０内の銀粒子２２５と銀皮膜層１２１とが融着している状態を示す断面模式図である。
　この銀皮膜層１２１と樹脂層２２０との接合力は、スクラッチ試験という方法を用い、触芯を一定荷重で皮膜へ押し付け、この皮膜を触芯が貫通した状態で、触芯先端からを垂直方向へ触芯を動かした際の触芯変位量から、剥離が発生した力を測定して接合強度を測定している。
　上述したように、銀皮膜層１２１と樹脂層２２０とは、これら銀皮膜層１２１と樹脂層２２０との間の相互混合層１２６により、強固に密着するとともに、樹脂層２２０中の銀粒子２２５が銀皮膜層１２１を形成する際にスラリー中の銀粒子１２３と融着することにより密着している。具体的には、図２７に示すように、樹脂層２２０の外周面２２０Ａに露出した銀粒子２２５が露出面２２５Ａにて銀皮膜層１２１（銀皮膜層１２１を形成する銀粒子１２３）と融着することにより、銀皮膜層１２１と樹脂層２２０とが密着している。ここで、本実施形態では、樹脂層２２０が含有する銀粒子２２５の平均粒径は、４μｍ～３０μｍの範囲内に設定されている。樹脂層２２０中の銀粒子２２５の平均粒径が４μｍよりも小さい場合には、この銀粒子２２５と銀皮膜層１２１を形成する銀粒子１２３との接触面積が小さくなるため、図２６に示すように、樹脂層２２０と銀皮膜層１２１との接合力が低下する。一方、樹脂層２２０中の銀粒子２２５の平均粒径が３０μｍよりも大きい場合には、この銀粒子２２５が樹脂層２２０中に分散しにくくなる。このため、本実施形態では、樹脂層２２０中の銀粒子２２５の平均粒径を４μｍ～３０μｍの範囲内としたことにより、この樹脂層２２０中の銀粒子２２５と銀皮膜層１２１との接合力を向上させることができる。
　ここで、銀粒子２２５の平均粒径を３０μｍとした場合には、この銀粒子２２５が樹脂層２２０の外周面２２０Ａに形成される銀皮膜層１２１の摺動面１２２から突出することとなる。この場合、この突出した部分は、初動時にシリンダボア１０３の内壁１０３Ａにすべり接触して磨滅（初期磨滅）するため、摺動面１２２は、内壁１０３Ａとのフリクションを低減した面として形成されることとなる。
　本実施形態によれば、樹脂層２２０に銀粒子２２５を分散させているため、銀皮膜層１２１と樹脂層２２０とが相互混合層１２６を介して強固に密着されることに加えて、樹脂層２２０中の銀粒子２２５がスラリー中の銀粒子１２３と融着して銀皮膜層１２１が形成されることにより、この銀皮膜層１２１と樹脂層２２０との接合力をより一層向上させることができる。また、本実施形態によれば、樹脂層２２０中の銀粒子２２５の平均粒径を４μｍ～３０μｍの範囲内としたことにより、この樹脂層２２０中の銀粒子２２５と銀皮膜層１２１との接合力を向上させることができる。
　なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。例えば、本実施形態では、ピストン１０１の本体１１０をアルミニウム合金にて形成した構成について説明したが、この本体１１０をアルミニウム金属で形成したものであってもよいことは勿論である。
　また、本実施形態では、摺動部材としてピストン１０，１０１のピストンスカート（スカート部）１２、１１０Ｂに、固体潤滑部（銀皮膜層）２６、１２１を形成する構成について説明したが、これに限るものではなく、固体潤滑部（銀皮膜層）２６、１２１をクランクシャフト、軸受メタル、カムシャフト等の摺動面に形成してもよい。
　１０、１０１，２０１　ピストン（摺動部材）
　２４　下地層
　２６　固体潤滑部
　２８　侵食層（相互混合層）
　１０２、２０２　皮膜層
　１０３　シリンダボア（被摺動部材）
　１１０　本体（基体）
　１１１　外周面（表面）
　１２０、２２０　樹脂層（下地層）
　１２１　銀皮膜層（固定潤滑部）
　１２２　摺動面
　１２３　銀粒子
　１２６　相互混合層

Claims (15)

  1. 　被摺動部材内を摺動する摺動面を備える摺動部材において、
    　基材の表面に樹脂材を含む下地層を備え、この下地層上に形成され、銀、銀合金、銅又は銅合金の少なくともいずれか１種から前記摺動面を構成する固体潤滑部を備え、
    　前記下地層と前記固体潤滑部との間に、前記下地層と前記固体潤滑部との双方が混在する相互混合層が介在していることを特徴とする摺動部材。
  2. 　前記固体潤滑部の気孔率が２％以下であり、且つ、前記相互混合層の厚みが１０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の摺動部材。
  3. 　前記下地層が固体潤滑剤をさらに含有し、且つ、前記樹脂材と前記固体潤滑剤との配合比が重量割合で１：９～９：１であることを特徴とする請求項１または２に記載の摺動部材。
  4. 　前記固体潤滑剤は、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、グラファイトの群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項３に記載の摺動部材。
  5. 　少なくとも前記固体潤滑部が線状形状又は点状形状で形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の摺動部材。
  6. 　前記固体潤滑部は、前記相互混合層を介して前記下地層を覆う皮膜層として形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の摺動部材。
  7. 　前記摺動部材は、内燃機関用のピストンであり、このピストンのスカート部の表面が平滑であり、前記下地層は、該平滑な表面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の摺動部材。
  8. 　基材の表面に銀、銀合金、銅又は銅合金を成膜して摺動面を形成する摺動部材の製造方法であって、
    　前記基材の表面に熱硬化性を有する樹脂材を塗布し、この樹脂材が硬化する前に極性溶媒に銀、銀合金、銅又は銅合金のいずれかの微粒子を分散させた懸濁溶液を前記樹脂材上にコーティングし、
    　コーティングした前記懸濁溶液、前記樹脂材及び前記基材を加熱して、前記樹脂材を硬化させるとともに前記極性溶媒を除去し、当該樹脂材の表面に前記微粒子同士を融着させて前記摺動面を形成したことを特徴とする摺動部材の製造方法。
  9. 　前記樹脂材が硬化する前に、コーティングした前記懸濁溶液と前記樹脂材とに振動を与え、これら懸濁溶液及び樹脂材の間に、前記微粒子と前記樹脂材との双方が混在する相互混合層を形成することを特徴とする請求項８に記載の摺動部材の製造方法。
  10. 　前記前記懸濁溶液と前記樹脂材とに超音波振動を与えることを特徴とする請求項８に記載の摺動部材の製造方法。
  11. 　基材の表面に銀、銀合金、銅又は銅合金を成膜して摺動面を形成する摺動部材の製造方法であって、
    　前記基材の表面に樹脂層を形成し、この樹脂層の表面を膨潤させる溶媒に銀、銀合金、銅又は銅合金のいずれかの微粒子を分散させた懸濁溶液を前記樹脂層上にコーティングし、
    　このコーティングした前記懸濁溶液と前記樹脂層との間に前記微粒子と樹脂材との双方が混在する相互混合層を形成させつつ、前記懸濁溶液、前記樹脂層及び前記基材を加熱して、前記溶媒を除去しながら前記懸濁溶液中の前記微粒子同士を融着させて前記摺動面を形成したことを特徴とする摺動部材の製造方法。
  12. 　前記溶媒中に分散させる銀、銀合金、銅又は銅合金のいずれかの微粒子の平均粒径を１ｎｍ～８０ｎｍの範囲内としたことを特徴とする請求項８又は１１に記載の摺動部材の製造方法。
  13. 　前記加熱を行う際の加熱温度を１６０℃～２４０℃としたことを特徴とする請求項８又は１１に記載の摺動部材の製造方法。
  14. 　前記溶媒中に分散させた前記微粒子と同一金属種の粒子を前記樹脂材中に分散させたことを特徴とする請求項８又は１１に記載の摺動部材の製造方法。
  15. 　前記樹脂材中に分散される前記粒子の平均粒径を４μｍ～３０μｍの範囲内としたことを特徴とする請求項１４に記載の摺動部材の製造方法。
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