WO2023234362A1 - 摺動部材 - Google Patents

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WO2023234362A1
WO2023234362A1 PCT/JP2023/020316 JP2023020316W WO2023234362A1 WO 2023234362 A1 WO2023234362 A1 WO 2023234362A1 JP 2023020316 W JP2023020316 W JP 2023020316W WO 2023234362 A1 WO2023234362 A1 WO 2023234362A1
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WO
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sliding
manganese phosphate
manganese
copper
less
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PCT/JP2023/020316
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English (en)
French (fr)
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幸祐 入倉
和亮 ▲高▼田
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パーカー加工株式会社
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    • 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
    • C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
    • C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
    • C23C22/07—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing phosphates
    • 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
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    • C23C22/07—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing phosphates
    • C23C22/08—Orthophosphates
    • C23C22/18—Orthophosphates containing manganese cations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing

Definitions

  • the present invention relates to a sliding member, and particularly to a combined sliding member including a plurality of sliding members that slide against each other.
  • a combination sliding member including a plurality of members has been used.
  • Examples of such combination sliding members include compressor members treated with a chemical conversion coating to improve wear resistance (Patent Document 1), sliding members having a resin coating layer containing a solid lubricant, etc.
  • Patent Document 2 is known.
  • the present invention has been made in view of these points, and according to the present invention, the environmental load is low, it can be manufactured by a simple method, and it has excellent properties such as seizure resistance, abrasion resistance, and fatigue resistance. It is possible to provide a combination sliding member with excellent durability, heat dissipation, etc.
  • a combination sliding member comprising a first sliding part and a second sliding part made of steel and sliding against each other, At least one of the mutually sliding surfaces of the first sliding component and the second sliding component, It has a manganese phosphate coating containing copper, the manganese content in the manganese phosphate coating is 0.89 g/m 2 or more, and the copper/manganese content ratio is 0.03 to 2.50.
  • a combined sliding member wherein the surface of the base material provided with the sliding surface having the manganese phosphate coating has an arithmetic mean roughness Ra of 0.16 ⁇ m or more.
  • the present invention it is possible to provide a combination sliding member with low environmental impact and excellent durability such as seizure resistance, wear resistance, fatigue resistance, heat dissipation, etc., by a simple method.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of an enlarged SEM image of a manganese phosphate film containing copper in Example 3.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a method of a Falex test (friction and abrasion test).
  • the combined sliding member of the present invention includes at least a plurality of first and second sliding parts, and the first sliding part and the second sliding part are arranged so that their sliding surfaces contact each other and slide. It is composed of The sliding parts will be explained below.
  • the first and second sliding components described above each contain at least a steel material.
  • the first and second sliding parts are made substantially only of steel.
  • steel materials included in sliding parts include high carbon chromium bearing steel materials such as alloy steels (hereinafter referred to as steel base material symbols defined in JIS G4805:2008) SUJ2, SUJ3, SUJ4, and SUJ5; SCM series (chromium molybdenum steel); SCr series (chromium steel) such as SCr420; SNCM series (nickel chromium molybdenum steel), etc.), carbon steel (SXXC series such as S45C, etc.), cast iron (FCD series (ductile cast iron), etc.) can be mentioned.
  • high carbon chromium bearing steel materials such as alloy steels (hereinafter referred to as steel base material symbols defined in JIS G4805:2008) SUJ2, SUJ3, SUJ4, and SUJ5; SCM series (chromium molybdenum steel); SCr series
  • SCM type chromium molybdenum steel
  • SCM415 high carbon chromium bearing steel material
  • SCr415 SCr435, which are specified in Japanese industrial standards such as JIS G4805:2008, (SCr material: chrome steel steel material), SCM418, SCM425 (SCM material: chromium molybdenum steel material), SNCM220, SNCM420, SNCM815 (SNCM material: nickel chromium molybdenum steel material), SUS440, SUS403, SUS410, SUS410J1, SUS410F2, SUS 416, SUS420J1, SUS420J2, SUS420F, SUS420F2, SUS431, SUS440A, SUS440B
  • steel materials included in the first and second sliding parts include cold rolled steel plates (SPCC), carbon steel pipes for machine structures (STKM materials), carbon tool steels (SK materials), and alloy tool steels (SKS materials). Examples include sintered materials for mechanical structural parts, and other special steels for structures.
  • Preferred steel materials for the sliding parts include SCM415, SCr420, SUJ2, and SNCM220. Further, the steel material of the sliding component may be subjected to a predetermined heat treatment, such as quenching and tempering treatment, carburizing, vacuum carburizing, or carbonitriding treatment and quenching and tempering treatment.
  • Both the first sliding component and the second sliding component may be formed of only a single type of steel material, or may include multiple or more types of steel material. Further, the first and second sliding parts may be made of the same material or may be made of different materials.
  • Copper-containing manganese phosphate coating In at least one of the first sliding component and the second sliding component, that is, in at least one sliding component, a manganese phosphate film containing copper is formed on the sliding surface that contacts the other sliding component. has been done.
  • the manganese phosphate coating in the present invention may be formed on the sliding surfaces of both the first sliding component and the second sliding component, it is usually applied to either the first sliding component or the second sliding component. It is sufficient if it is formed only on one side.
  • the manganese phosphate coating of the sliding component is arranged on the surface of the sliding surface so as to be in contact with the sliding surface of the other sliding component.
  • the manganese phosphate coating contains copper.
  • a manganese phosphate film containing copper there is a form in which a copper compound added during the production of the manganese phosphate film is eutectoid with the manganese phosphate film containing copper, as shown in Figure 1. .
  • the copper-containing manganese phosphate film indicated by the reference numeral 12 has eutectoided copper 14 shown in white, and the area of the manganese phosphate film shown in gray (manganese phosphate film part). 16.
  • the manganese content content based on the unit area of the film
  • the manganese content in the manganese phosphate coating is 1.0 g/m 2 or more, 1.07 g/m 2 or 1.1 g/m 2 or more, 1.2 g/m 2 or more, 1.6 g/m 2 or more, It is preferably 1.8 g/m 2 or more or 2.1 g/m 2 or more. Further, the manganese content in the manganese phosphate coating is preferably 2.3 g/m 2 or more, more preferably 2.5 g/m 2 or more, and 3.0 g/m 2 or more. is even more preferable.
  • the lower limit is important, and there is no particular restriction on the upper limit, for example, 15 g/m 2 or less, 10 g/m 2 or less, 8 g/m 2 or less, or It may be 6 g/m 2 or less.
  • the value of the content ratio (weight ratio) of copper/manganese that is, the value of the ratio of the content of copper and manganese per unit area contained in the manganese phosphate film, is, for example, 0. It is within the range of 0.03 to 2.50.
  • the above-mentioned ratio value (content ratio value) of copper and manganese content per unit area in the manganese phosphate coating is preferably 0.03 or more, more preferably 0.04 or more, 0.06 0.10 or more, or 0.12 or more, more preferably 0.16 or more, particularly preferably 0.20 or more, 0.24 or more, or 0.25 or more. Further, the content ratio value is preferably 2.50 or less, more preferably 2.00 or less, 1.50 or less, 1.30 or less, 1.28 or less, 1.20 or less, 1.16 or less. , 1.10 or less, 1.06 or less, or 1.04 or less, more preferably 1.00 or less, 0.76 or less, or 0.61 or less.
  • the content ratio values are, for example, 0.03 to 2.50, 0.03 to 2.00, 0.04 to 2.50, 0.04 to 1.50, 0.04 to 1.30, etc. is within the range of Further, it is more preferable that the above-mentioned content ratio value is within the range of 0.04 to 1.28, 0.04 to 0.76, 0.04 to 0.61, 0.06 to 1. 28, 0.06-1.20, 0.10-1.20, 0.10-1.16, 0.12-1.10, 0.12-1.06, 0.16-1.04, It is particularly preferable that it be within a range such as 0.16 to 1.00.
  • Phosphate coatings other than manganese phosphate coatings may be used, and specific examples include phosphate coatings containing manganese, such as zinc phosphate coatings, zinc calcium phosphate coatings, and manganese phosphate coatings. Examples include zinc manganese coating.
  • phosphate and copper are eutectoid, similar to the manganese phosphate film.
  • the content of the phosphate-derived metal in the phosphate coating and the range of the weight ratio of the phosphate-derived metal to copper are the same as in the case of the manganese phosphate coating described above.
  • the total content of metals derived from phosphates is 0.89 g/m 2 or more, 1.0 g/m 2 or more, or 1.07 g/m 2 Or preferably 1.1 g/m 2 or more, 1.2 g/m 2 or more, 1.6 g/m 2 or more, 1.8 g/m 2 or more, or 2.1 g/m 2 or more, and 2.3 g / m2 or more is more preferred, 2.5g/m2 or more is even more preferred, and 3.0g/m2 or more is particularly preferred.
  • the lower limit is important, and there is no particular restriction on the upper limit, but for example, 15 g/m 2 or less , 10 g/m 2 or less, 8 g/m 2 or less, or 6 g/m 2 or less.
  • the weight ratio of the total amount of copper/phosphate-derived metals is preferably within the above-mentioned content ratio range. That is, the value of the ratio of the copper content per unit area to the total amount of metals derived from phosphate (content ratio value) is 0.03 or more, more preferably 0.04 or more, 0.
  • the content ratio value is preferably 2.50 or less, more preferably 2.00 or less, 1.50 or less, 1.30 or less, 1.28 or less, 1.20 or less, 1.16 or less. , 1.10 or less, 1.06 or less, or 1.04 or less, more preferably 1.00 or less, 0.76 or less, or 0.61 or less.
  • the value of the content ratio is, for example, 0.03 to 2.50, preferably 0.03 to 2.00, 0.04 to 2.50, 0.04 to 1.50, 0.04 to It is within the range of 1.30 mag.
  • the range of the content ratio is more preferably within the range of 0.04 to 1.28, 0.04 to 0.76, 0.04 to 0.61, 0.06 to 1.28. , 0.06-1.20, 0.10-1.20, 0.10-1.16, 0.12-1.10, 0.12-1.06, 0.16-1.04, 0 It is particularly preferable that it be within a range such as .16 to 1.00.
  • the manganese phosphate film contains copper that is eutectoided with the formation of the manganese phosphate film, but it also contains various phosphates as other components.
  • the phosphate coating is preferably a manganese phosphate coating, but may also be a zinc phosphate coating or a zinc calcium phosphate coating.
  • Copper-containing phosphate coatings are formed by various phosphate solutions.
  • manganese phosphate treatment agents, zinc phosphate treatment agents, zinc calcium phosphate treatment agents, zinc manganese phosphate treatment agents are preferably used (for example, A copper-containing phosphate coating is created using a mixed treatment solution in which a compound containing copper ions is added to a treatment solution that has been appropriately adjusted using acid manganese-based treatment chemicals such as PF-M1A and PF-M5). is formed.
  • the phosphate solution preferably contains the following compound as a copper ion supply source for co-depositing copper with phosphate.
  • copper ion sources include copper(II) nitrate, copper(I) chloride, copper(II) chloride, copper(II) sulfate, copper(II) carbonate, copper(II) phosphate, and pyrochloride.
  • Examples include aqueous solutions such as copper (II) phosphate, metallic copper, etc., and any of these can be added to the above-mentioned phosphate treatment solution, and the added treatment solution can be used to form a copper-containing phosphate coating. You may.
  • the copper-containing phosphate coating is formed by, for example, immersing a sliding component that has been pretreated, such as cleaning, degreasing, and surface conditioning, in the above-mentioned mixed treatment solution in a conventional manner.
  • the value of the content ratio of copper/manganese is within the range of 0.03 to 2.50, and the content of the total amount of metals derived from copper/phosphate is within the range of 0.03 to 2.50.
  • the value of the amount ratio is also preferably adjusted within the range of 0.03 to 2.50. Therefore, the content of the copper ion source contained in the phosphate solution is adjusted as appropriate so as to achieve the content ratio range.
  • additives such as sources of metals nobler than iron, such as tin, lead, silver, gold, etc., may be added to the phosphate solution.
  • Sn has a thermal conductivity value of 66.6 [W/(m ⁇ K)], and 35.2 [W/(m ⁇ K)].
  • Cu which has a value of 398[W/(m ⁇ K)]
  • Ag which has a value of 427[W/(m ⁇ K)]
  • 315[W/(m ⁇ K)] are significantly higher than Pb, etc. )] is also suitably used.
  • a resin-based additive may be used together with a supply source of a metal (metal ion) such as copper, or in place of a supply source of a metal (metal ion). That is, fluorine-based resins (such as polytetrafluoroethylene) and polyolefin-based resins (such as polyethylene) that are dispersible in a solution that is mainly an aqueous solution may also be used.
  • the content ratio of the total of additive-derived components derived from the above-mentioned copper ion supply sources used as additives and phosphate-derived metals such as manganese is also preferably, It is preferable to adjust it within the range of 0.03 to 2.50. Therefore, the total content of additives contained in the phosphate solution is also adjusted as appropriate so that the range of the content ratio in the phosphate coating can be achieved.
  • the thickness of the phosphate coating such as the manganese phosphate coating is adjusted as appropriate depending on the use of the sliding member, and is, for example, 1.4 ⁇ m or more, 1.8 ⁇ m or more, 2.0 ⁇ m or more, and 2. It is preferably 5 ⁇ m or more, or 3.0 ⁇ m or more. Further, the thickness of the phosphate coating such as the manganese phosphate coating is, for example, 25 ⁇ m or less, 20 ⁇ m or less, 18 ⁇ m or less, or 16 ⁇ m or less. The thickness of the phosphate coating is preferably 1.4 ⁇ m or more and 16 ⁇ m or less, more preferably 2.0 ⁇ m or more and 14 ⁇ m or less, particularly preferably 3.0 ⁇ m or more and 11 ⁇ m or less.
  • phosphate coatings such as manganese phosphate coatings have excellent load resistance.
  • the seizure resistance load measured by a Pin & Vee-Block friction and wear tester was 10 kN. It is preferably at least 15 kN, more preferably at least 15 kN, particularly preferably at least 20 kN.
  • the surface of the base material provided with the sliding surface having a manganese phosphate coating has a surface roughness. It has been adjusted.
  • the roughness of the surface of the base material of sliding parts may be adjusted due to the base material reaction during the formation of the manganese phosphate film, and may also be adjusted due to mechanical processing performed before chemical conversion treatment. It may be adjusted in a complex manner.
  • the value of the average roughness Ra is preferably 0.16 ⁇ m or more, and may be 0.18 ⁇ m or more, 0.20 ⁇ m or more, or 0.30 ⁇ m or more.
  • the value of the arithmetic mean roughness Ra according to JIS B0601:2001 on the surface of the base material provided with the sliding surface with the manganese phosphate coating removed is, for example, 2.00 ⁇ m or less, and is preferably is 1.80 m or less, more preferably 1.65 m or less, even more preferably 1.55 ⁇ m or less. Further, as described above, although it is important to adjust the surface roughness on the base material surface, the value of the arithmetic mean roughness Ra of the sliding surface, which is the outermost surface of the manganese phosphate coating, can also be adjusted as appropriate.
  • the roughness may be adjusted during a process such as a base material reaction during the production of a manganese phosphate film, and the roughness may be adjusted before the subsequent chemical conversion treatment.
  • the adjustment may be performed by mechanical processing, or may be adjusted by a combination of these methods.
  • the arithmetic mean roughness Ra of the sliding surface may be adjusted to 2.00 ⁇ m or less in accordance with JIS B 0601:2001.
  • the value of the arithmetic mean roughness Ra of the sliding surface may be adjusted by polishing after film formation, for example, by removing the protrusions of the formed manganese phosphate film or reducing the height of the protrusions.
  • a polishing process such as buffing or honing may be performed to smooth the sliding surface.
  • the surface roughness of the sliding surface is preferably small, the lower limit of the arithmetic mean roughness Ra of the sliding surface is not particularly important, but the arithmetic mean roughness Ra is, for example, 0.10 ⁇ m or more. Note that a method for measuring the value of the arithmetic mean roughness Ra will be described later.
  • Skewness Rsk value Skewness based on JIS B0601:2001 on the surface of the base material on which the sliding surface with the manganese phosphate coating is formed, that is, on the outermost surface of the sliding part with the manganese phosphate coating removed.
  • the value of (Rsk) is, for example, 0.0 or less, -0.50 or less, -1.00 or less, -1.01 or less, -1.10 or less, -1.30 or less, or -1.50. or less, preferably -1.78 or less, more preferably -2.00 or less, still more preferably -2.50 or less, particularly preferably -3.00 or less.
  • the skewness (Rsk) value based on JIS B0601:2001 on the surface of the base material from which the manganese phosphate coating has been removed is, for example, -4.2 or more, -4.1 or more, or -4. It is 0 or more.
  • the Rsk value is the root mean cube of Z(x) at the standard length, which is made dimensionless by the cube of the root mean square height (Rq), and is the peak part when centered on the average line of the unevenness on the surface. represents the symmetry of the valley. If the Rsk value is a negative value, it means that the valley is deep on the surface. As mentioned above, on a sliding surface formed on a base material whose surface Rsk is adjusted to a sufficiently low negative value, oil as a lubricant tends to remain in the valleys. , it is possible to improve durability such as seizure resistance, wear resistance, and fatigue resistance of sliding parts having such sliding surfaces.
  • the Rsk value of the coating surface is, for example, -1.5 to 1.5 (-1.5 or more and 1.5 or less), -1.0 to 1. .0. Note that a method for measuring the value of Rsk will be described later.
  • the manganese phosphate coating included in the combined sliding member has excellent heat dissipation properties.
  • the thermal diffusivity value may vary depending on the type, thickness, etc. of the base material, the preferable range of the thermal diffusivity value measured for the manganese phosphate coating is as follows.
  • the value of the thermal diffusivity of the manganese phosphate coating measured by the method described below is preferably 21.0 (mm 2 /s) or more, more preferably 21.2 at room temperature of 25°C.
  • the value of the thermal diffusivity of the manganese phosphate coating at 100° C. is preferably 18.5 (mm 2 /s) or more, more preferably 18.6 (mm 2 /s) or more or 18.8 (mm 2 /s).
  • the thermal diffusivity value of the manganese phosphate coating at 100°C is preferably 17.0 (mm 2 /s) or more, more preferably 17.2 (mm 2 /s) or more or 17.3 (mm 2 /s) or more, more preferably 17.4 (mm 2 /s) or more, or 17.6 (mm 2 /s) or more, particularly preferably 17.7 (mm 2 /s) or more. , 17.8 (mm 2 /s) or more, or 17.9 (mm 2 /s) or more.
  • a fired film may be further formed on the phosphate film such as the manganese phosphate film.
  • the phosphate film such as the manganese phosphate film.
  • it is a fired film containing an organic binder, a hardening agent, a solid lubricant, and the like.
  • a firing process is required to heat the material of the fired film, and depending on the firing process, greenhouse gases such as carbon dioxide are also emitted. Therefore, if only a phosphate film containing a predetermined component such as copper is provided by a simple method as described above without forming a fired film, the efficiency of the manufacturing process can be improved.
  • a secondary film that can be formed on a phosphate film such as a manganese phosphate film
  • an organic resin film containing a solid lubricant etc. that does not involve a baking process or a film obtained by a dipping process such as electrodeposition coating.
  • the base material was immersed in a solution containing water-dispersed organic resin films containing solid lubricants, fluorine resins (polytetrafluoroethylene, etc.), polyolefin resins (polyethylene, etc.), molybdenum compounds, etc., and laminated. Examples include coatings.
  • these secondary coatings also require various steps to manufacture, whereas providing only the phosphate coating makes the manufacturing process more efficient.
  • Both the first and second sliding parts can be manufactured based on known methods.
  • the surface roughness particularly the surface roughness on which the manganese phosphate coating is formed, is adjusted.
  • the surface roughness of the sliding component can be adjusted by known techniques such as turning and lathe processing.
  • a phosphate film is formed on the surface of at least one of the sliding parts, for example, by the method using the above-mentioned phosphate solution.
  • the surface roughness increases due to the phosphate film formation process, and after the film is formed, the values of Ra, Rsk, etc. are adjusted to the above-mentioned preferred ranges. is preferred.
  • the contact surface the roughness of the surface in contact with the manganese phosphate film (hereinafter referred to as the contact surface) of a sliding part on which the manganese phosphate film is not formed is suppressed, for example, the arithmetic average of the above contact surface
  • the value of roughness Ra is 2.9 ⁇ m or less or 1.9 ⁇ m or less, preferably 1.8 ⁇ m or less, more preferably 1.6 ⁇ m or less, still more preferably 1.5 ⁇ m or less, and particularly preferably is 1.4 ⁇ m or less, 1.3 ⁇ m or less, 1.2 ⁇ m or less, 1.1 ⁇ m or less, or 1.0 ⁇ m or less.
  • the lower limit of the Ra value is not particularly important, but the Ra value of the contact surface is, for example, 0.1 ⁇ m or more, 0.2 ⁇ m or more, 0. It is 3 ⁇ m or more, or 0.4 ⁇ m or more.
  • the above-mentioned combination sliding member is used for various purposes, and can be widely used in a combination sliding member including a plurality of sliding parts whose main material is steel.
  • the parts used in the above-mentioned combined sliding member include gears, bearings (e.g., rolling bearings, sliding bearings, etc.), cams, shims, cylinders, pistons, rocker arms, Two or more steel parts such as valve lifters, bolts, nuts, washers, springs, shafts, plates, connecting rods, piston pins, spline shafts, yokes, constant velocity joints (inner ring, outer ring, cage), camshafts, etc. are in contact with each other. , sliding and/or rolling parts.
  • a treatment solution for a copper-containing manganese phosphate film was prepared by the method described below. That is, the manganese phosphate treatment agent (PF-M5: manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd.) and copper (II) nitrate were mixed so that each coating component of Examples 1 to 5 and Comparative Example 4 in Table 1 below was obtained. The proportions were adjusted appropriately to obtain a mixed aqueous solution. That is, a copper-added manganese phosphate treatment solution was prepared for forming a manganese phosphate film on the surface of the steel material in the combined sliding member.
  • PF-M5 manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd.
  • copper (II) nitrate were mixed so that each coating component of Examples 1 to 5 and Comparative Example 4 in Table 1 below was obtained. The proportions were adjusted appropriately to obtain a mixed aqueous solution. That is, a copper-added manganese phosphate treatment solution was prepared for forming a manganese phosphate film on the
  • Example 1 The outer circumferential surface of the pin-shaped SCM415 steel material (sliding member) was subjected to pretreatment such as cleaning, degreasing, and surface conditioning, and the copper-added manganese phosphate treatment solution prepared as described above was applied at a treatment temperature of 90°C. The steel material was immersed for 10 minutes to obtain a pin-shaped steel material having a copper-containing manganese phosphate coating.
  • Example 2 to 5 and Comparative Example 4 In order to obtain the coating components listed in the Examples 2 to 5 and Comparative Example 4 columns of Table 1 below, a copper-added manganese phosphate treatment solution having a composition different from that of Example 1 was used. A pin-shaped steel material having a copper-containing manganese phosphate coating was obtained in the same manner as in Example 1.
  • Comparative Examples 1 to 3 and Comparative Example 5 In Comparative Example 1, only a pin-shaped steel material made of the same SCM415 material as that used in Example 1 was used in the evaluation test without forming a manganese phosphate film.
  • Comparative Example 2 in addition to immersion in a manganese phosphate treatment solution (PF-M5: manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd.) without adding copper (II) nitrate at a treatment temperature of 85 to 90 ° C. and a treatment time of 10 minutes, A pin-shaped steel material having a copper-free manganese phosphate film was obtained in the same manner as in Example 1.
  • PF-M5 manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd.
  • Comparative Example 3 As in Comparative Example 2, a manganese phosphate film (PF-M1A: manufactured by Nippon Parkerizing Co., Ltd.) was used as a manganese phosphate treatment solution without adding copper (II) nitrate, and a thick film containing no copper was used. A pin-shaped steel material having a manganese phosphate coating was obtained.
  • Comparative Example 5 a coating liquid containing molybdenum disulfide and graphite as solid lubricants, polyamideimide as an organic binder, and epoxy resin as a curing agent was further applied on the surface of the manganese phosphate coating shown in Comparative Example 2. The coated steel material was then fired at 120° C. to form a fired film, thereby obtaining a pin-shaped steel material having a solid lubricant film. The thickness of the solid lubricant film obtained by this manufacturing method was 10 to 15 ⁇ m.
  • the film thicknesses of various coatings in each Example and Comparative Example were measured as follows. A steel sample with a film formed on its surface was cut perpendicular to the film, the cut sample was embedded in resin and cured, and the cross section of the film was exposed by scraping with abrasive paper. The sample whose cross section was mirror-finished in this way was observed under magnification using a scanning electron microscope, and the film thickness was measured. The observation conditions of the scanning electron microscope are shown below. SEM enlarged observation measurement conditions Testing machine: Electron microscope JSM-6510LA manufactured by JEOL Ltd. Acceleration voltage: 15kV Detected electron: Backscattered electron Observation magnification: 2000x
  • the film thickness was measured by magnified observation using a scanning electron microscope as follows. Measure the distance between two points facing each other on the coating in the enlarged observation image, that is, two points on an imaginary line perpendicular to the coating surface, at five locations included in one field of view, and calculate the average value of these distance values. was calculated and used as the value of the film thickness of the film (see FIG. 1). That is, as shown in FIG. 1, a sample in which a copper-containing manganese phosphate coating 12 was formed on the surface of a steel material 10 was embedded in the embedding resin 22, and then a cross section of the exposed sample was observed, The thickness of the coating 12 was measured. Note that the film thickness of the film can also be measured by a simple film thickness measurement method using an electromagnetic film thickness meter.
  • Stylus conical shape 60°C and tip diameter 2 ⁇ m Standard: JIS B 0601:2001 Measurement type: Roughness measurement Measurement speed: 0.3mm/s Evaluation length: 4.000mm Standard length: 0.8mm ⁇ s filter: Yes ⁇ s cutoff wavelength: 2.5 ⁇ m Cutoff type: Gaussian Cutoff wavelength ( ⁇ c): 0.8mm Shape removal: least squares straight line
  • the content of Cu and Mn in the coating was measured using fluorescent X-rays under the above conditions as follows.
  • a calibration curve was created in advance from the X-ray intensity of each component in the film and the film analysis results by ICP-AES by wet peeling, and based on the created calibration curve, each example and comparative example, which is an unknown sample, was prepared. Quantitative analysis of each component in the coating was conducted. The amount of Mn (g/m 2 ), the amount of Cu (g/m 2 ), and the content ratio of Cu/Mn in the film thus confirmed are shown in Table 1 above.
  • the method for measuring the content of Cu and Mn in the film is not limited to the above-mentioned method using fluorescent X-rays, and other methods may be used to measure the content of each component of Cu and Mn.
  • the content of each component in the film may be measured using a technique such as atomic absorption spectrometry (AAS) using wet peeling or ICP emission spectrometry (ICP-AES).
  • AAS atomic absorption spectrometry
  • ICP-AES ICP emission spectrometry
  • FALEX test sliding performance test (friction and wear resistance: FALEX test)
  • FALEX test machine 30 illustrated in the schematic diagram of FIG. 2 was used for the test.
  • the journal pin (pin-shaped steel sample) 32 of each example or comparative example was rotated while being sandwiched between two V-shaped blocks 34 as shown by the arrows in the figure. Then, the sliding friction and wear characteristics of the pin-shaped steel material in line contact were evaluated while increasing the load linearly, and when a sudden increase in torque value was observed, it was determined that seizure was occurring and the test was stopped.
  • the conditions for the FALEX test are as follows. Testing machine: Pin & Vee Block type friction and wear testing machine (manufactured by Sanyo Trading Co., Ltd.: F1500SP) Rotation speed: 290rpm Sliding speed: 0.1m/s Load increase speed: 0.05kN/s Maximum load: 20kN Lubricating environment: ATF (DW-1): Immersed in oil Oil temperature: The temperature at the start of the test was 10°C to 25°C, and temperature measurement with sliding heat generation was performed during the test evaluation Pin material: Examples and comparative examples Steel samples (SCM415 carburizing, quenching and tempering + surface treatment (excluding Comparative Example 1) V block material: SCM415 carburized quenched and tempered
  • the manganese content is more than 0.89 g/m 2 and 2.1 g/m 2 or more, and the copper/manganese content ratio is 0.03 to 2.50.
  • Examples 1 to 5 in which a manganese phosphate coating containing copper was provided so that the copper content falls within the range of was confirmed.
  • a coating that has been shown to have excellent anti-seizure properties can also achieve durability such as high friction and wear resistance and fatigue resistance.
  • the above-mentioned excellent characteristics include that the surface roughness Ra of the base material is 0.16 ⁇ m or more, the Rsk is -1.01 or less, and the film thickness of the coating is 1.4 ⁇ m or more. It is believed that this contributed to the realization of the project.
  • Thermal diffusivity (mm 2 /s) was measured in order to evaluate the properties of the coatings of Example 1, Example 3, and Comparative Example 3 in radiating heat generated by sliding.
  • the conditions for thermal diffusivity measurement are as follows. Measurement method: Laser flash method Measuring instrument: LFA467 Hyper Flash manufactured by NETZSH Japan Co., Ltd. Laser voltage: 150V Pulse width: 0.2ms Sample size: 10mm x 10mm Sample thickness: A film was formed on the surface of a 0.8 mm test piece (SPCC) and measured using a micrometer for each measurement target test. Measurement temperature range: room temperature (25°C), 100°C and 150°C Number of measurements: n3 (3 times for each measurement temperature)
  • thermal diffusivity values were as follows. That is, the thermal diffusivity values (n3 average value) in Examples 1 and 3 and Comparative Example 3 were measured, and the ratio of the thermal diffusivity of Comparative Example 3 to Examples 1 and 3 was calculated.
  • the values and ratios were as shown in Table 2 below. In this way, Examples 1 and 3 in which a copper-containing manganese phosphate coating was provided had a larger thermal diffusivity than Comparative Example 3 in which a copper-free manganese phosphate coating was provided. was confirmed.
  • the value of thermal diffusivity of the copper-containing manganese phosphate film of the example is lower than that of the copper-free manganese phosphate film. It was confirmed that it was 1.03 times or more. Thus, it can be said that the copper-containing manganese phosphate coating in the example has high heat dissipation properties.

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Abstract

環境負荷が低く、簡便な方法によって製造できるとともに、耐焼付性、耐摩耗性、耐疲労性などの耐久性、放熱性等に優れた組み合わせ摺動部材を提供する。　上述の課題は、鋼材からなるとともに互いに摺動する第１摺動部品及び第２摺動部品を備えた以下の組み合わせ摺動部材によって解決された。　すなわち、第１摺動部品及び第２摺動部品の互いに摺動する面のうち、少なくともいずれか一方の摺動面が、　銅を含有するりん酸マンガン被膜を有し、りん酸マンガン被膜において、マンガンの含有量が０．８９ｇ／ｍ２以上であり、銅／マンガン含有量比率が０．０３～２．５０であり、　前記りん酸マンガン被膜を有する前記摺動面の設けられた母材の表面における算術平均粗さＲａが０．１６μｍ以上である、組み合わせ摺動部材である。

Description

摺動部材
　本発明は、摺動部材に関するものであり、特に、互いに摺動する複数の摺動部材を含む組み合わせ摺動部材に関する。
　従来、複数の部材を含む組み合わせ摺動部材が利用されている。このような組み合わせ摺動部材として、たとえば、耐摩耗性を向上させるための化成被膜処理が施されたコンプレッサの部材（特許文献１）、固体潤滑材等を含む樹脂被覆層を有する摺動部材（特許文献２）などが知られている。
特開２００５－３５１０９９号公報 特開平４－１７５４４２号公報
　上述の従来技術の化成処理により製造された被膜においては、厳しい摺動環境下で必ずしも十分に高い耐摩耗性等の性能が実現されてはいなかった。また、厳しい摺動環境下に適応させる摺動部材において固体潤滑剤等を含む樹脂の層を形成するためには、焼成工程が必要である。このため、必ずしも簡易な方法によって摺動部材の改質がなされていたとはいえない。
　また、焼成工程を設ける摺動部材の製造方法においては、昨今、対策が必要とされている地球温暖化の観点から、ライフサイクルアセスメントにおける温室効果ガスの発生量の削減という課題も認められる。
　本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、本発明によれば、環境負荷が低く、簡便な方法によって製造可能であるとともに、耐焼付性、耐摩耗性、耐疲労性などの耐久性、放熱性等に優れた組み合わせ摺動部材を提供できる。
　本発明により上述の課題は解決された。本発明は、以下に記載のものを含む。
［１］鋼材からなるとともに互いに摺動する第１摺動部品及び第２摺動部品を備えた組み合わせ摺動部材であって、
　前記第１摺動部品及び前記第２摺動部品の互いに摺動する面のうち、少なくともいずれか一方の摺動面が、
　銅を含有するりん酸マンガン被膜を有し、前記りん酸マンガン被膜において、マンガンの含有量が０．８９ｇ／ｍ２以上であり、銅／マンガン含有量比率が０．０３～２．５０であり、
　前記りん酸マンガン被膜を有する前記摺動面の設けられた母材の表面の表面における算術平均粗さＲａが０．１６μｍ以上である、組み合わせ摺動部材。
［２］前記りん酸マンガン被膜の厚さが１．４μｍ以上である、上記［１］に記載の組み合わせ摺動部材。
［３］前記母材の表面におけるスキューネスＲｓｋが－１．０１以下である、上記［１］に記載の組み合わせ摺動部材。
［４］前記マンガンの含有量が２．１ｇ／ｍ２以上である、上記［１］に記載の組み合わせ摺動部材。
［５］前記母材の表面におけるスキューネスＲｓｋが－１．７８以下である、上記［３］に記載の組み合わせ摺動部材。
　本発明によれば、環境負荷が低く、簡便な方法によって、耐焼付性、耐摩耗性、耐疲労性等の耐久性、放熱性等に優れた組み合わせ摺動部材を提供できる。
実施例３における、銅を含むりん酸マンガン被膜のＳＥＭ拡大観察画像の一例を示す図である。 Ｆａｌｅｘ試験（摩擦摩耗性試験）の方法について概略的に示す図である。
　以下、本発明について、詳細に説明する。
［１．摺動部材］
　本発明の組み合わせ摺動部材は、少なくとも第１及び第２の複数の摺動部品を含み、第１摺動部品と第２摺動部品とは、互いの摺動面が接して摺動するように構成されている。以下、摺動部品について説明する。
（１－１．摺動部品）
　１－１ａ．摺動部品の材質
　上述の第１及び第２摺動部品は、それぞれ、少なくとも鋼材を含む。第１及び第２摺動部品は、実質的に鋼材のみからなることが好ましい。
　摺動部品に含まれる鋼材の具体例として、合金鋼（（以下、ＪＩＳ Ｇ４８０５：２００８にて定められている鉄鋼基材料記号で示す）ＳＵＪ２，ＳＵＪ３，ＳＵＪ４，ＳＵＪ５等の高炭素クロム軸受鋼材；ＳＣＭ系（クロムモリブデン鋼）；ＳＣｒ４２０等のＳＣｒ系（クロム鋼）；ＳＮＣＭ系（ニッケルクロムモリブデン鋼）など），炭素鋼（Ｓ４５Ｃ等のＳＸＸＣ系など），鋳鉄（ＦＣＤ系（ダクタイル鋳鉄）など）が挙げられる。
　ＳＣＭ系（クロムモリブデン鋼）の具体例としては、ＳＣＭ４１５，ＳＣＭ４２０，ＳＣＭ４２１，ＳＣＭ４３０，ＳＣＭ４３２，ＳＣＭ４３５，ＳＣＭ４４０，ＳＣＭ４４５，ＳＣＭ８２２等で表されるものが挙げられる。
　また、摺動部材に含まれる鋼材のさらなる具体例として、ＪＩＳ　Ｇ４８０５：２００８などの日本産業規格にて定められている鉄鋼基材料記号ＳＵＪ１（ＳＵＪ材：高炭素クロム軸受鋼鋼材），ＳＣｒ４１５，ＳＣｒ４３５（ＳＣｒ材：クロム鋼鋼材），ＳＣＭ４１８，ＳＣＭ４２５（ＳＣＭ材：クロムモリブデン鋼鋼材），ＳＮＣＭ２２０，ＳＮＣＭ４２０，ＳＮＣＭ８１５（ＳＮＣＭ材：ニッケルクロムモリブデン鋼鋼材），ＳＵＳ４４０，ＳＵＳ４０３，ＳＵＳ４１０，ＳＵＳ４１０Ｊ１，ＳＵＳ４１０Ｆ２，ＳＵＳ４１６，ＳＵＳ４２０Ｊ１，ＳＵＳ４２０Ｊ２，ＳＵＳ４２０Ｆ，ＳＵＳ４２０Ｆ２，ＳＵＳ４３１，ＳＵＳ４４０Ａ，ＳＵＳ４４０Ｂ，ＳＵＳ４４０Ｃ，ＳＵＳ４４０Ｆ，ＳＵＳ４０５，ＳＵＳ４１０Ｌ，ＳＵＳ４３０，ＳＵＳ４３０Ｆ，ＳＵＳ４３４，ＳＵＳ４４７Ｊ１，ＳＵＳＸＭ２７，ＳＵＳ３２９Ｊ１，ＳＵＳ３２９Ｊ３Ｌ，ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌ，ＳＵＳ２０１，ＳＵＳ２０２，ＳＵＳ３０１，ＳＵＳ３０２，ＳＵＳ３０３，ＳＵＳ３０３Ｓｅ，ＳＵＳ３０３Ｃｕ，ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３０４Ｌ，ＳＵＳ３０４Ｎ１，ＳＵＳ３０４Ｎ２，ＳＵＳ３０４ＬＮ，ＳＵＳ３０４Ｊ３，ＳＵＳ３０５，ＳＵＳ３０９Ｓ，ＳＵＳ３１０Ｓ，ＳＵＳ３１６，ＳＵＳ３１６Ｌ，ＳＵＳ３１６Ｎ，ＳＵＳ３１６ＬＮ，ＳＵＳ３１６Ｔｉ，ＳＵＳ３１６Ｊ１，ＳＵＳ３１６Ｊ１Ｌ，ＳＵＳ３１６Ｆ，ＳＵＳ３１７，ＳＵＳ３１７Ｌ，ＳＵＳ３１７ＬＮ，ＳＵＳ３１７Ｊ１，ＳＵＳ８３６Ｌ，ＳＵＳ８９０Ｌ，ＳＵＳ３２１，ＳＵＳ３４７，ＳＵＳＸＭ７，ＳＵＳＸＭ１５Ｊ１，ＳＵＳ６３１等で表されるもの、上記ＪＩＳ規格に概ね対応するＡＩＳＩ等の他の規格で規定されるものなどが挙げられる。
　　第１及び第２摺動部品に含まれる鋼材のさらなる具体例として、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ），機械構造用炭素鋼鋼管（ＳＴＫＭ材），炭素工具鋼（ＳＫ材），合金工具鋼（ＳＫＳ材）、機械構造部品用焼結材料、その他の構造用特殊鋼なども挙げられる。
　摺動部品の材料の鋼材として、ＳＣＭ４１５，ＳＣｒ４２０，ＳＵＪ２，ＳＮＣＭ２２０等が好ましい。
　また、摺動部品の鋼材においては、所定の熱処理、例えば、焼入れ及び焼戻し処理、浸炭、真空浸炭、又は浸炭窒化処理と焼入れ及び焼戻し処理等が施されていてもよい。
　第１摺動部品及び第２摺動部品のいずれについても、単一の種類のみの鋼材で形成されていてもよく、複数以上の種類の鋼材が含まれていてもよい。また、第１及び第２摺動部品は、同一の材質であっても、異なる材質であってもよい。
　１－１ｂ．銅含有のりん酸マンガン被膜（りん酸塩被膜）
　第１摺動部品及び第２摺動部品の少なくともいずれか一方、すなわち、少なくとも１つの摺動部品においては、他の摺動部品と接する摺動面にて、銅を含むりん酸マンガン被膜が形成されている。本発明におけるりん酸マンガン被膜は、第１摺動部品及び第２摺動部品の両方の摺動面に形成してもよいものの、通常、第１摺動部品及び第２摺動部品のいずれか一方のみにおいて形成されていればよい。摺動部品のりん酸マンガン被膜は、相手方の摺動部品の摺動面と接するように、摺動面の表面に配置されている。
　りん酸マンガン被膜は、銅を含む。銅を含むりん酸マンガン被膜として、具体的には、りん酸マンガン被膜生成時に添加した銅化合物が、図１に示すように、銅を含むりん酸マンガン被膜に共析している形態が挙げられる。図１のＳＥＭ画像においては、符号１２で示される銅を含むりん酸マンガン被膜が、白色で示される共析した銅１４、及び灰色で示されるりん酸マンガン被膜の領域（りん酸マンガン被膜部位）１６を含むことが示されている。
　そしてりん酸マンガン被膜においては、マンガンの含有量（被膜の単位面積を基準とした含有量）が０．８９ｇ／ｍ２以上である。りん酸マンガン被膜におけるマンガンの含有量は、１．０ｇ／ｍ２以上、１．０７ｇ／ｍ２もしくは１．１ｇ／ｍ２以上、１．２ｇ／ｍ２以上、１．６ｇ／ｍ２以上、１．８ｇ／ｍ２以上あるいは２．１ｇ／ｍ２以上であることが好ましい。また、りん酸マンガン被膜におけるマンガンの含有量は、２．３ｇ／ｍ２以上であることが好ましく、２．５ｇ／ｍ２以上であることがより好ましく、３．０ｇ／ｍ２以上であることがさらに好ましい。
　また、りん酸マンガン被膜におけるマンガンの含有量については、下限値が重要であり、上限値について特に制限はないが、例えば、１５ｇ／ｍ２以下、１０ｇ／ｍ２以下、８ｇ／ｍ２以下あるいは６ｇ／ｍ２以下であってもよい。
　りん酸マンガン被膜においては、銅／マンガンの含有量比率（重量比）の値、すなわち、りん酸マンガン被膜に含まれる単位面積あたりの銅とマンガンの含有量の比の値が、例えば、０．０３～２．５０の範囲内にある。りん酸マンガン被膜における、単位面積あたりの銅とマンガンの含有量の上述の比の値（含有量比率の値）は、好ましくは、０．０３以上、より好ましくは０．０４以上、０．０６以上、０．１０以上、又は０．１２以上であり、さらに好ましくは０．１６以上、特に好ましくは０．２０以上、０．２４以上あるいは０．２５以上である。また、含有量比率の値は好ましくは２．５０以下であり、より好ましくは、２．００以下、１．５０以下、１．３０以下、１．２８以下、１．２０以下、１．１６以下、１．１０以下、１．０６以下、又は１．０４以下であり、さらに好ましくは１．００以下、０．７６以下あるいは０．６１以下などである。
　そして含有量比率の値は、例えば、０．０３～２．５０、０．０３～２．００、０．０４～２．５０、０．０４～１．５０、０．０４～１．３０等の範囲内にある。また、上述の含有量比率の値は、０．０４～１．２８の範囲内にあることがさらに好ましく、０．０４～０．７６、０．０４～０．６１、０．０６～１．２８、０．０６～１．２０、０．１０～１．２０、０．１０～１．１６、０．１２～１．１０、０．１２～１．０６、０．１６～１．０４、０．１６～１．００などの範囲内にあることが特に好ましい。
　りん酸マンガン被膜以外のりん酸塩被膜を用いてもよく、その具体例として、りん酸亜鉛被膜、りん酸亜鉛カルシウム被膜、りん酸マンガン被膜と同様にマンガンを含むりん酸塩被膜であるりん酸亜鉛マンガン被膜などが挙げられる。
　上述のようにマンガン以外の金属を含むりん酸塩被膜においても、りん酸マンガン被膜と同様に、りん酸塩と銅とが共析している。りん酸塩被膜におけるりん酸塩由来の金属の含有量、及び、銅に対するりん酸塩由来の金属の重量比の範囲は、上述のりん酸マンガン被膜の場合と同様である。
　すなわち、マンガン以外の金属を含むりん酸塩被膜においては、りん酸塩由来の金属の合計の含有量が、０．８９ｇ／ｍ２以上、１．０ｇ／ｍ２以上、１．０７ｇ／ｍ２もしくは１．１ｇ／ｍ２以上、１．２ｇ／ｍ２以上、１．６ｇ／ｍ２以上、１．８ｇ／ｍ２以上、あるいは２．１ｇ／ｍ２以上であることが好ましく、２．３ｇ／ｍ２以上であることがより好ましく、２．５ｇ／ｍ２以上であることがさらに好ましく、３．０ｇ／ｍ２以上であることが特に好ましい。
　また、マンガン以外の金属を含むりん酸塩被膜におけるりん酸塩由来の金属の合計の含有量については、下限値が重要であり、上限値について特に制限はないが、例えば、１５ｇ／ｍ２以下、１０ｇ／ｍ２以下、８ｇ／ｍ２以下あるいは６ｇ／ｍ２以下であってもよい。
　マンガン以外の金属を含むりん酸塩被膜においても、銅／りん酸塩由来の金属の合計量の重量比の値は、上述の含有量比率の値の範囲内にあることが好ましい。すなわち、単位面積あたりの銅の含有量とりん酸塩由来の金属の合計量との上述の比の値（含有量比率の値）は、０．０３以上、より好ましくは０．０４以上、０．０６以上、０．１０以上、又は０．１２以上であり、さらに好ましくは０．１６以上、特に好ましくは０．２０以上、０．２４以上あるいは０．２５以上である。また、含有量比率の値は好ましくは２．５０以下であり、より好ましくは、２．００以下、１．５０以下、１．３０以下、１．２８以下、１．２０以下、１．１６以下、１．１０以下、１．０６以下、又は１．０４以下であり、さらに好ましくは１．００以下、０．７６以下あるいは０．６１以下などである。
　そして含有量比率の値は、例えば、０．０３～２．５０であり、好ましくは０．０３～２．００、０．０４～２．５０、０．０４～１．５０、０．０４～１．３０等の範囲内にある。また、当該含有量比率の範囲は、０．０４～１．２８の範囲内にあることがさらに好ましく、０．０４～０．７６、０．０４～０．６１、０．０６～１．２８、０．０６～１．２０、０．１０～１．２０、０．１０～１．１６、０．１２～１．１０、０．１２～１．０６、０．１６～１．０４、０．１６～１．００などの範囲内にあることが特に好ましい。
　以上のことからも明らかであるように、りん酸マンガン被膜においては、りん酸マンガンの被膜の生成とともに共析された銅が含まれているが、その他の成分として、様々なりん酸塩が含まれていてもよい。例えば、りん酸塩被膜として、りん酸マンガン被膜であることが好ましいものの、りん酸亜鉛被膜であってもよく、りん酸亜鉛カルシウム被膜であってもよい。ただし、りん酸塩被膜の密着性及び摺動性の向上の観点からは、りん酸マンガン被膜又はりん酸亜鉛マンガン被膜を用いることが好ましい。
　銅含有のりん酸塩被膜は、各種のりん酸塩溶液によって、形成される。例えば、りん酸マンガン系処理薬剤、りん酸亜鉛系処理薬剤、りん酸亜鉛カルシウム系処理薬剤、りん酸亜鉛マンガン系処理薬剤（何れも 日本パーカライジング株式会社製のものが好適に用いられる（例えば、りん酸マンガン系処理薬剤であるＰＦ－Ｍ１Ａ及びＰＦ－Ｍ５など））を用いて適宜調整を行った処理液に、銅イオンを含む化合物を添加させた混合処理液によって、銅含有のりん酸塩被膜が形成される。
　１－１ｃ．りん酸マンガン被膜（りん酸塩被膜）における銅
　りん酸塩溶液は、りん酸塩とともに銅を共析させるための銅イオン供給源として、以下の化合物を含むことが好ましい。
　すなわち、銅イオンの供給源としては、硝酸銅（ＩＩ）の他、塩化銅（Ｉ）、塩化銅（ＩＩ）、硫酸銅（ＩＩ）、炭酸銅（ＩＩ）、りん酸銅（ＩＩ）、ピロりん酸銅（ＩＩ）などの水溶液、金属銅等が挙げられ、これらのいずれかを上述のりん酸塩処理液に添加し、添加させた処理液を用いて銅含有のりん酸塩被膜を形成してもよい。
　銅含有のりん酸塩被膜は、例えば洗浄、脱脂、表面調整等の前処理を施した摺動部品を、上述の混合処理液に一般的な方法で浸漬させて、形成される。
　りん酸マンガン被膜においては、上述のように、銅／マンガンの含有量比率の値は０．０３～２．５０の範囲内にあり、また、銅／りん酸塩由来の金属の合計量の含有量比率の値も０．０３～２．５０の範囲内に調整されることが好ましい。従って、りん酸塩溶液に含まれる銅イオンの供給源の含有量は、当該含有量比率の範囲を実現できるように、適宜、調整される。
　上述の銅イオンの供給源とともに、あるいは銅イオンの供給源に代えて、鉄よりも貴な金属、例えば、スズ、鉛、銀、金の供給源等の添加剤をりん酸塩溶液に加えてもよい。例えば、りん酸マンガン被膜における放熱性の観点から、熱伝導率の値が、６６．６［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］であるＳｎ、３５．２［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］であるＰｂ等に比べて大幅に高いものとして、３９８［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］であるＣｕの他に、４２７［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］であるＡｇ、３１５［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］であるＡｕなども好適に用いられる。ただし、入手容易性、コスト等も考慮すれば、Ｃｕ（銅）イオンをりん酸マンガン被膜に添加することが好ましい。
　また、銅などの金属（金属イオン）の供給源とともに、あるいは金属（金属イオン）の供給源に代えて、樹脂系の添加剤を用いてもよい。すなわち、主として水溶液である溶液中に分散可能なディスパージョン仕様のふっ素系樹脂（ポリテトラフルオロエチレン等）、ポリオレフィン系樹脂（ポリエチレン等）も用いられ得る。
　りん酸塩被膜においては、添加剤として用いられる上述の銅イオンの供給源等に由来する添加剤由来成分の合計と、マンガン等のりん酸塩由来の金属との含有量比率も、好ましくは、０．０３～２．５０の範囲内に調整されることが好ましい。従って、りん酸塩溶液に含まれる添加剤の合計の含有量もまた、りん酸塩被膜における当該含有量比率の範囲を実現できるように、適宜、調整される。
（１－２．銅含有のりん酸マンガン被膜（りん酸塩被膜）の性状・構成）
　りん酸マンガン被膜等のりん酸塩被膜の厚さは、摺動部材の用途等によって適宜、調整されるが、例えば、１．４μｍ以上、１．８μｍ以上、２．０μｍ以上であり、２．５μｍ以上、あるいは３．０μｍ以上であることが好ましい。また、りん酸マンガン被膜等のりん酸塩被膜の厚さは、例えば、２５μｍ以下、２０μｍ以下、１８μｍ以下、１６μｍ以下である。りん酸塩被膜の厚さは、好ましくは、１．４μｍ以上１６μｍ以下であり、より好ましくは、２．０μｍ以上１４μｍ以下であり、特に好ましくは３．０μｍ以上１１μｍ以下である。
　また、りん酸マンガン被膜等のりん酸塩被膜においては、耐荷重性に優れていることが好ましい。具体的には、焼付き発生までの最大荷重値を測定して耐荷重性を評価する、詳細を後述するＦＡＬＥＸ試験において、Ｐｉｎ ＆ Ｖｅｅ－Ｂｌｏｃｋ式の摩擦摩耗試験機による耐焼付発生荷重が１０ｋＮ以上であることが好ましく、１５ｋＮ以上であることがより好ましく、２０ｋＮ以上であることが特に好ましい。
（１－３．摺動面の性状）
　１－３ａ．算術平均粗さ：Ｒａ値
　第１摺動部品及び第２の摺動部品の少なくともいずれか一方において、りん酸マンガン被膜を有する摺動面の設けられた母材の表面においては、表面粗さが調整されている。例えば、摺動部品の母材表面においては、りん酸マンガン被膜生成時の母材反応などに伴ってその粗さが調整されていてもよく、その他に化成処理前に実施した機械的加工との複合的に調整されていてもよい。
　すなわち、母材としての摺動部品におけるりん酸マンガン被膜との境界面であって、りん酸マンガン被膜が除去された状態における母材としての摺動部品の表面におけるＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１に準拠した算術平均粗さＲａの値は、好ましくは０．１６μｍ以上であり、０．１８μｍ以上、０．２０μｍ以上、あるいは０．３０μｍ以上であってもよい。
　また、りん酸マンガン被膜が除去された状態の摺動面が設けられた母材の表面におけるＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１に準拠した算術平均粗さＲａの値は、例えば、２．００μｍ以下であり、好ましくは１．８０ｍ以下であり、より好ましくは１．６５ｍ以下であり、さらに好ましくは１．５５μｍ以下である。
　また、上述のように、母材表面における表面粗さの調整が重要であるものの、りん酸マンガン被膜の最表面である摺動面の算術平均粗さＲａの値も、適宜、調整され得る。摺動面における表面粗さの調整の手法については特に限定されないものの、りん酸マンガン被膜生成時の母材反応などの工程にてその粗さが調整されていてもよく、その後の化成処理前に実施した機械的加工によって調整されてもよく、それらの手法で複合的に調整されてもよい。例えば、摺動面の算術平均粗さＲａ、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１に準拠して、２．００μｍ以下などに調整され得る。摺動面の算術平均粗さＲａの値を、成膜後の研磨加工などで調整してもよく、例えば、形成したりん酸マンガン被膜の凸部を除去あるいは凸部の高さを減少させる方法として、バフ研磨、ホーニング加工等の研磨工程を施し、摺動面の平滑化を図ってもよい。
　また、摺動面の表面粗さは小さい方が好ましいため、摺動面の算術平均粗さＲａの下限値は特に重要でないものの、算術平均粗さＲａは、例えば０．１０μｍ以上である。
　なお、算術平均粗さＲａの値の測定方法については後述する。
　１－３ｂ．スキューネス：Ｒｓｋ値
　りん酸マンガン被膜を有する摺動面の形成されている母材の表面、すなわち、りん酸マンガン被膜が除去された状態における摺動部品の最表面におけるＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１に準拠したスキューネス（Ｒｓｋ）の値は、例えば、０．０以下であり、－０．５０以下、－１．００以下、－１．０１以下、－１．１０以下、－１．３０以下又は－１．５０以下であり、好ましくは－１．７８以下であり、より好ましくは－２．００以下であり、さらに好ましくは－２．５０以下であり、特に好ましくは－３．００以下である。
　また、りん酸マンガン被膜が除去された状態の母材の表面におけるＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１に準拠したスキューネス（Ｒｓｋ）の値は、例えば、－４．２以上、－４．１以上、あるいは－４．０以上である。
　Ｒｓｋ値は、二乗平均平方根高さ（Ｒｑ）の三乗によって無次元化した基準長さにおけるＺ（ｘ）の三乗平均であり、表面上の凹凸の平均線を中心としたときの山部と谷部の対称性を表す。Ｒｓｋ値が負の値であれば、当該表面において谷部が深いことを意味する。そして上述のように、表面のＲｓｋが十分に低い負の値となるように調整された母材の上に形成された摺動面においては、潤滑剤としての油分などが谷部に留まり易くなり、そのような摺動面を有する摺動部品の耐焼付性、耐摩耗性、耐疲労性等の耐久性の向上が可能である。
　りん酸マンガン被膜の形成された状態における被膜表面すなわち摺動面のＲｓｋ値は、例えば、－１．５～１．５（－１．５以上かつ１．５以下）、－１．０～１．０である。
　なお、Ｒｓｋの値の測定方法については後述する。
　通常、摺動部材が使用されると被膜の摺動に伴って熱が生じる。このため、組み合わせ摺動部材に含まれるりん酸マンガン被膜は、放熱性に優れていることが好ましい。熱拡散率の値は、母材の種類、厚み等によっても変動し得るものの、りん酸マンガン被膜について測定される熱拡散率の値の好ましい範囲は以下の通りである。
　例えば、後述する方法で測定されるりん酸マンガン被膜の熱拡散率の値は、室温である２５℃において、２１．０（ｍｍ２/ｓ）以上であることが好ましく、より好ましくは２１．２（ｍｍ２/ｓ）以上もしくは２１．４（ｍｍ２/ｓ）以上であり、さらに好ましくは２１．５（ｍｍ２/ｓ）以上もしくは２１．６（ｍｍ２/ｓ）以上であり、特に好ましくは２１．８（ｍｍ２/ｓ）以上、２２．０（ｍｍ２/ｓ）以上もしくは２２．１（ｍｍ２/ｓ）以上である。
　１００℃におけるりん酸マンガン被膜の熱拡散率の値は、１８．５（ｍｍ２/ｓ）以上であることが好ましく、より好ましくは１８.６（ｍｍ２/ｓ）以上もしくは１８.８（ｍｍ２/ｓ）以上であり、さらに好ましくは１９．０（ｍｍ２/ｓ）以上もしくは１９．２（ｍｍ２/ｓ）以上であり、特に好ましくは１９．３（ｍｍ２/ｓ）以上、１９．４（ｍｍ２/ｓ）以上もしくは１９．５（ｍｍ２/ｓ）以上である。
　また、１００℃におけるりん酸マンガン被膜の熱拡散率の値は、１７．０（ｍｍ２/ｓ）以上であることが好ましく、より好ましくは１７．２（ｍｍ２/ｓ）以上もしくは１７．３（ｍｍ２/ｓ）以上であり、さらに好ましくは１７．４（ｍｍ２/ｓ）以上もしくは１７．６（ｍｍ２/ｓ）以上であり、特に好ましくは１７．７（ｍｍ２/ｓ）以上、１７．８（ｍｍ２/ｓ）以上もしくは１７．９（ｍｍ２/ｓ）以上である。
（１－４．二次的な被膜）
　りん酸マンガン被膜等のりん酸塩被膜の上に、さらに焼成膜を形成してもよい。例えば、有機バインダー、硬化剤及び固体潤滑剤などを含む焼成膜である。ただし、焼成膜を形成するためには、焼成膜の材料を加熱させる焼成工程が必要であり、焼成工程によっては温室効果ガスである二酸化炭素なども排出されてしまう。よって、焼成膜を形成せずに、上述のように簡便な手法で銅などの所定の成分を有するりん酸塩被膜のみを設ければ、製造工程の効率化が図られる。
　また、りん酸マンガン被膜等のりん酸塩被膜の上に形成され得る二次的な被膜として、焼成工程を伴わない固体潤滑剤などを含む有機樹脂膜、電着塗装等の浸漬工程によって得られた固体潤滑剤などを含む有機樹脂膜、ふっ素系樹脂（ポリテトラフルオロエチレン等）、ポリオレフィン系樹脂（ポリエチレン等）、およびモリブデン化合物等を水分散させた溶液に母材を浸漬させて積層させた被膜などが挙げられる。ただし、これらの二次的な被膜もまた、製造のためには様々な工程を要するものであるのに対し、りん酸塩被膜のみを設ければ、製造工程の効率化が図られる。
［２．摺動部材の製造方法］
　第１及び第２摺動部品は、いずれも、公知の手法に基づいて製造可能である。
　摺動部品においては、表面粗さ、特に、りん酸マンガン被膜が形成されることとなる表面の粗さが調整される。例えば、摺動部品の表面粗さは、旋削加工、旋盤加工等の公知の手法によって調整され得る。
　また、少なくともいずれか一つの摺動部品の表面において、例えば、上述のりん酸塩溶液を用いた手法により、りん酸塩被膜が形成される。りん酸塩被膜の形成される摺動部品の表面においては、りん酸塩被膜の形成工程により表面粗さが大きくなり、被膜形成後にＲａ，Ｒｓｋ等の値が上述の好ましい範囲に調整されることが好ましい。
　なお、りん酸マンガン被膜が形成されていない摺動部品におけるりん酸マンガン被膜と接する表面（以下、接触面という）においては粗さが抑えられていることが好ましく、例えば、上記接触面における算術平均粗さＲａの値は、２．９μｍ以下あるいは１．９μｍ以下であり、好ましくは１．８μｍ以下であり、より好ましくは１．６μｍ以下であり、さらに好ましくは１．５μｍ以下であり、特に好ましくは１．４μｍ以下、１．３μｍ以下、１．２μｍ以下、１．１μｍ以下、あるいは１．０μｍ以下である。
　また、上記接触面における表面粗さは小さいことが好ましいため、Ｒａ値の下限値は特に重要ではないものの、接触面におけるＲａの値は、例えば、０．１μｍ以上、０．２μｍ以上、０．３μｍ以上、あるいは０．４μｍ以上である。
［３．摺動部材の用途］
　上述の組み合わせ摺動部材は様々な用途で用いられ、特に、主な材質がいずれも鋼材である複数の摺動部品を含む組み合わせ摺動部材において、幅広く活用することができる。
　例えば、上述の組み合わせ摺動部材、すなわち、第１又は第２摺動部品の用いられる部品として、ギア、ベアリング(例えば、転がり軸受、すべり軸受等)、カム、シム、シリンダー、ピストン、ロッカーアーム、バルブリフター、ボルト、ナット、ワッシャー、バネ、シャフト、プレート、コンロッド、ピストンピン、スプラインシャフト、ヨーク、等速ジョイント(内輪、外輪、ケージ)、カムシャフトなど、二つ以上の鉄材部材が互いに接触し、摺動および／または転動する部品が挙げられる。
　以下、実施例について説明するが、本発明は、各実施例に限定されるものではない。
（りん酸塩被膜形成用の溶液の調製）
　以下に説明する方法により、銅含有のりん酸マンガン被膜用の処理液を調製した。すなわち、下記表１の実施例１～５、比較例４の各被膜成分が得られるように、りん酸マンガン系処理薬剤（ＰＦ－Ｍ５：日本パーカライジング株式会社製）並びに硝酸銅（ＩＩ）の配合割合を適宜調整し、混合させた水溶液を得た。すなわち、組み合わせ摺動部材における鋼材の表面上に形成するりん酸マンガン被膜を形成するための銅添加のりん酸マンガン処理液を調製した。
（実施例１）
　ピン状のＳＣＭ４１５の鋼材（摺動部材）の外周面上に、洗浄、脱脂、表面調整等の前処理を施し、上述のように調製した銅添加のりん酸マンガン処理液を、処理温度９０℃かつ処理時間１０分間の条件で浸漬させ、銅含有のりん酸マンガン被膜を有するピン状の鋼材を得た。
（実施例２～５及び比較例４）
　下記表１の実施例２～５及び比較例４の欄に記載の被膜成分がそれぞれ得られるように、実施例１とは異なる組成の銅添加のりん酸マンガン処理液を用いた他、実施例１と同様の方法で、銅含有りん酸マンガン被膜を有するピン状の鋼材を得た。
（比較例１～３及び比較例５）
　比較例１では、りん酸マンガン被膜を形成させず、実施例１で用いたものと同じＳＣＭ４１５材のピン形状鋼材のみを評価試験に用いた。
　比較例２では、硝酸銅（ＩＩ）を添加しないりん酸マンガン処理液（ＰＦ－Ｍ５：日本パーカライジング株式会社 製）を、処理温度８５～９０℃かつ処理時間１０分間の条件で浸漬させた他、実施例１と同様の方法で銅を含有しないりん酸マンガン皮膜を有するピン状鋼材を得た。
　比較例３では、比較例２と同様に硝酸銅（ＩＩ）を添加しないりん酸マンガン処理液として、りん酸マンガン皮膜（ＰＦ－Ｍ１Ａ：日本パーカライジング株式会社製）を用い、銅を含有しない厚膜のりん酸マンガン被膜を有するピン状鋼材を得た。
　比較例５では、比較例２で示すりん酸マンガン被膜の表面上にさらに、固体潤滑剤として二硫化モリブデン及びグラファイト、有機バインダーとしてのポリアミドイミドと、硬化剤としてのエポキシ樹脂を含む塗工液を塗布し、続いて、塗布した鋼材を１２０℃で焼成させて焼成膜を形成し、固体潤滑膜を有するピン状鋼材を得た。こうした製法で得られた固体潤滑膜の膜厚は１０～１５μｍであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
（膜厚の測定）
　各実施例及び比較例の各種被膜の膜厚を以下のように測定した。表面に被膜が形成された鋼材のサンプルを被膜に対して垂直に切断し、切断サンプルを樹脂に埋め込み硬化させ、研磨ペーパーにより削っていくことで被膜断面を露出させた。このように断面を鏡面仕上げしたサンプルを、走査型電子顕微鏡により拡大観察し、被膜膜厚を測定した。走査型電子顕微鏡の観察条件を以下に示す。
　ＳＥＭ拡大観察測定条件
　試験機　：日本電子株式会社 製　電子顕微鏡ＪＳＭ－６５１０ＬＡ
　加速電圧　：１５ｋＶ
　検出電子　：反射電子
　観察倍率　：２０００倍
　走査型電子顕微鏡の拡大観察による膜厚測定は以下のように行った。拡大観察画像における被膜にて互いに対向する２点、すなわち、被膜表面に垂直な仮想線上にある２点の間の距離測定を、１視野に含まれる５箇所で行い、それら距離の値の平均値を算出し、当該被膜の膜厚の値とした（図１参照）。すなわち、図１にて示されるように、鋼材１０の表面上に銅含有りん酸マンガン被膜１２を形成したサンプルを埋込樹脂２２に埋め込ませ、その後、露出させたサンプルの被膜断面を観察し、被膜１２の膜厚を測定した。なお、被膜の膜厚は、電磁式膜厚計を用いる簡易膜厚測定の手法によっても測定可能である。
（表面粗さ（Ｒａ値・Ｒｓｋ値）の測定）
　各実施例及び比較例の鋼材におけるりん酸マンガン被膜の最表面、及びりん酸マンガン被膜を湿式剥離した後の母材の表面粗さの値（Ｒａ値・Ｒｓｋ値）を、以下の条件で測定した。
　測定器：株式会社 東京精密製　サーフコム１４００Ｇ－１２
　スタイラス：円すい形６０℃かつ先端径２μｍ
　規格　　：ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１
　測定種別：粗さ測定
　測定速度：０．３ｍｍ／ｓ
　評価長さ：４．０００ｍｍ
　基準長さ：０．８ｍｍ
　λｓフィルタ：あり
　λｓカットオフ波長：２．５μｍ
　カットオフ種別：ガウシアン
　カットオフ波長（λｃ）：０．８ｍｍ
　形状除去：最小二乗直線
（被膜（摺動面）におけるＣｕ及びＭｎ含有量の測定）
　各実施例及び比較例の各種被膜に対する蛍光Ｘ線測定により、各被膜中のＭｎ及びＣｕ量を実施した。蛍光Ｘ線測定の条件は、以下の通りである。
　試験機　：株式会社 リガク 製
　　　　　　蛍光Ｘ線分析装置　ＲＩＸ２１００
　測定条件：電圧値　５０ｋＶ
　　　　　　電流値　５０ｍＡ
　　　　　　測定径　φ１０ｍｍ
　上述の条件下の蛍光Ｘ線によるＣｕ及びＭｎの被膜における含有量の測定は、以下のように行った。予め、各成分の被膜中の各成分のＸ線強度と、湿式剥離によるＩＣＰ－ＡＥＳによる被膜分析結果から検量線を作成し、作成した検量線に基づき、未知試料である各実施例及び比較例の被膜における各成分の定量分析を行った。こうして確認された被膜中のＭｎ量（ｇ／ｍ２）、Ｃｕ量（ｇ／ｍ２）、及びＣｕ／Ｍｎの含有量比率を上記表１に示した。
　また、Ｃｕ及びＭｎの被膜における含有量の測定方法については、上述の蛍光Ｘ線を用いる測定方法には限定されず、その他の方法でＣｕおよびＭｎの各成分の含有量を測定してもよい。例えば、湿式剥離による原子吸光分析（AAS）やICP発光分光分析（ICP-AES）等の手法を用いて、各成分の被膜における含有量を測定してもよい。
（摺動性能試験（摩擦摩耗性：ＦＡＬＥＸ試験））
　各実施例、比較例等の摩擦摩耗性を評価すべく、ＦＡＬＥＸ試験を行った。ＦＡＬＥＸ試験は、Ｐｉｎ ＆ Ｖｅｅ－Ｂｌｏｃｋ式の摩擦摩耗試験であり、当該試験には図２の概略図にて例示されるＦＡＬＥＸ試験機３０を用いた。ＦＡＬＥＸ試験においては、各実施例又は比較例のジャーナルピン（ピン状の鋼材試料）３２を、図中の矢印にて示されるように２個のＶ形状のブロック３４で挟み込みながら、回転させた。そしてリニアに荷重を増加させながら線接触でのピン状鋼材のすべり摩擦摩耗特性を評価し、急激なトルク値の上昇時が認められたときには、焼付きと判断して試験を停止した。
　ＦＡＬＥＸ試験の条件は、以下の通りである。
　試験機　：Ｐｉｎ ＆ Ｖｅｅ Ｂｌｏｃｋ 式　摩擦摩耗試験機（三洋貿易株式会社製：Ｆ１５００ＳＰ）
　回転数　：２９０ｒｐｍ
　すべり速度：０．１ｍ／ｓ
　荷重増加速度：０．０５ｋＮ／ｓ
　最大負荷荷重：２０ｋＮ
　潤滑環境　：ＡＴＦ（ＤＷ－１）：油中浸漬
　油温：試験開始時温度を１０℃～２５℃とし、試験評価中においては摺動発熱を伴う温度測定を実施
　ピン材質　：実施例及び比較例の鋼材試料
　　　　　　　（ＳＣＭ４１５浸炭焼入焼戻し＋表面処理（比較例１を除く）
　Ｖブロック材質　：ＳＣＭ４１５浸炭焼入焼戻し
　各実施例、比較例等のＦＡＬＥＸ試験の結果として、上述のトルク値の急上昇による焼付きが生じるまでの最大荷重の値（焼き付き荷重値）を測定した。なお、焼き付き荷重値の測定には上述の摩擦摩耗試験機を用いた。上記表１では、以下の基準に沿った評価結果を示した。
（耐すべり摩擦摩耗性の評価結果）
　　　良好　　：焼き付き荷重値が１５ｋＮ以上
　　　やや不良：焼き付き荷重値が１０超～１５ｋＮ未満
　　　不良　　：焼き付き荷重値が１０ｋＮ未満
　上記表１の結果から明らかであるように、マンガンの含有量が０．８９ｇ／ｍ２よりも多く２．１ｇ／ｍ２以上であり、銅／マンガン含有量比率が０．０３～２．５０の範囲内にあるように銅を含有するりん酸マンガン被膜を設けた実施例１～５においては、それらの要件のいずれかを満たさない比較例１～４に比べて、耐焼付性に優れることが確認された。そしてこのように優れた耐焼付性が認められた被膜によれば、高い耐摩擦摩耗性、耐疲労性等の耐久性もまた実現される。
　さらに、母材の表面粗さＲａが０．１６μｍ以上であること、Ｒｓｋが－１．０１以下であること、被膜の膜厚が１．４μｍ以上であることなども、上述の優れた特徴の実現に貢献したものと考えられる。
　また、焼成工程による固体潤滑膜が形成されていた比較例５においても良好な耐焼付性が示されているものの、実施例１～５によれば、固体潤滑膜を形成するための焼成工程なしに、簡潔な製法によって耐焼付性などに優れた摺動面が実現できることが確認された。
（熱拡散率の評価）
　実施例１、実施例３及び比較例３の被膜の摺動に伴って生じる熱を放熱する特性を評価すべく、熱拡散率（ｍｍ2/ｓ）の測定を実施した。熱拡散率測定の条件は、以下の通りである。
　測定方法：レーザーフラッシュ法　　　　
　測定器　：ＮＥＴＺＳＨ　Ｊａｐａｎ株式会社製　ＬＦＡ４６７　Ｈｙｐｅｒ　Ｆｌａｓｈ
　　レザー電圧　　：１５０Ｖ　　　　　　　　　　　　
　　パルス幅　　　：０．２ｍｓ
　　サンプルサイズ：１０ｍｍ×１０ｍｍ　　　　
　　サンプル厚み　：０．８ｍｍの試験片（ＳＰＣＣ）の表面に被膜を形成し、測定対象試験毎にマイクロメータ―にて実測。
　測定温度域　　：室温（２５℃）、１００℃及び１５０℃　　
　測定回数　　　：ｎ３（各測定温度について３回ずつ）
　熱拡散率の測定結果は以下の通りであった。すなわち、実施例１、３及び比較例３における熱拡散率の値（ｎ３平均値）を測定し、実施例１及び３に対する比較例３の熱拡散率の比率を算出したところ、熱拡散率の値及び比率（実施例の値／比較例の値の相対比率）は以下の表２の通りであった。このように、銅含有のりん酸マンガン被膜を設けた実施例１及び３においては、銅を含まないりん酸マンガン被膜を設けた比較例３に比べて、より大きい値の熱拡散率を有することが確認された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　上記表２の結果から、室温の２５℃、１００℃及び１５０℃の各温度域において、実施例の銅含有のりん酸マンガン被膜の熱拡散率の値が、銅を含まないりん酸マンガン被膜の１．０３倍以上であることが確認された。このように、実施例における銅含有のりん酸マンガン被膜は、高い放熱特性を有するものといえる。
　１０　鋼材
　１２　被膜（銅を含むりん酸マンガン被膜）
　　１４　被膜１２における共析した銅
　　１６　被膜１２におけるりん酸マンガン被膜部位
　２２　埋込み樹脂
　３０　ＦＡＬＥＸ試験機
　３２　ジャーナルピン（ピン状の鋼材試料）
　３４　ブロック（Ｖブロック状の鋼材試料）

Claims (5)

  1. 　鋼材からなるとともに互いに摺動する第１摺動部品及び第２摺動部品を備えた組み合わせ摺動部材であって、
    　前記第１摺動部品及び前記第２摺動部品の互いに摺動する面のうち、少なくともいずれか一方の摺動面が、
    　銅を含有するりん酸マンガン被膜を有し、前記りん酸マンガン被膜において、マンガンの含有量が０．８９ｇ／ｍ２以上であり、銅／マンガン含有量比率が０．０３～２．５０であり、
    　前記りん酸マンガン被膜を有する前記摺動面の設けられた母材の表面における算術平均粗さＲａが０．１６μｍ以上である、組み合わせ摺動部材。
  2. 　前記りん酸マンガン被膜の厚さが１．４μｍ以上である、請求項１に記載の組み合わせ摺動部材。
  3. 　前記母材の表面におけるスキューネスＲｓｋが－１．０１以下である、請求項１に記載の組み合わせ摺動部材。
  4. 　前記マンガンの含有量が２．１ｇ／ｍ２以上である、請求項１に記載の組み合わせ摺動部材。
  5. 　前記母材の表面におけるスキューネスＲｓｋが－１．７８以下である、請求項３に記載の組み合わせ摺動部材。
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