JPH0222498A - 摺動部材 - Google Patents
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- JPH0222498A JPH0222498A JP17067588A JP17067588A JPH0222498A JP H0222498 A JPH0222498 A JP H0222498A JP 17067588 A JP17067588 A JP 17067588A JP 17067588 A JP17067588 A JP 17067588A JP H0222498 A JPH0222498 A JP H0222498A
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Classifications
-
- 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
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
- F16J9/26—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction characterised by the use of particular materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は内燃機関用のピストンリング等の摺動部材に関
する。
する。
従来、往復動内燃機関に使用されるピストンリング等の
摺動部材には、耐摩耗、耐焼付性を付与する目的で、硬
質Ｃｒめっきが広く行われている。
摺動部材には、耐摩耗、耐焼付性を付与する目的で、硬
質Ｃｒめっきが広く行われている。
しかしながら、硬質Ｃｒめっきはエンジンの高性能化、
燃料の多様化等に伴う摺動条件の苛酷化に伴い、対応が
困難になりつつある。
燃料の多様化等に伴う摺動条件の苛酷化に伴い、対応が
困難になりつつある。
上記問題点を解決するため、Ｎｉ−Ｐ合金めっき中に窒
化物、炭化物等の硬質粒子を分散させる複合めっきが提
案されている。
化物、炭化物等の硬質粒子を分散させる複合めっきが提
案されている。
しかしながら、このめっきも高速エンジンに使用した場
合、熱負荷の影響等により、被膜がもろくなりやすい欠
点を有している。
合、熱負荷の影響等により、被膜がもろくなりやすい欠
点を有している。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、上記の問題
点を解消し、優れた耐摩耗、耐焼付性を有する摺動部材
を提供することを目的とする。
点を解消し、優れた耐摩耗、耐焼付性を有する摺動部材
を提供することを目的とする。
本発明の摺動部材は摺動面に、Ｎｉ−Ｗ合金めっき中に
５ｊ３Ｎ４の硬質粒子を分散共析させた複合めっき層を
形成したことを特徴とする。
５ｊ３Ｎ４の硬質粒子を分散共析させた複合めっき層を
形成したことを特徴とする。
そして、Ｎｉ−Ｗ合金めっき中のＷの含有量は３０〜５
０重量％とし、時効硬化処理を施すのが好ましい。
０重量％とし、時効硬化処理を施すのが好ましい。
また、Ｓｉ、Ｎ、の硬質粒子の含有量は５〜３５容量％
が好ましい。
が好ましい。
また、５ｉ３Ｎａの硬質粒子の粒径は３μｍ以下である
のが好ましい。
のが好ましい。
本発明において、Ｎｉ−Ｗ合金めっき中にＳｔ、Ｎ４の
硬質粒子を分散共析させる理由は次の通りである。
硬質粒子を分散共析させる理由は次の通りである。
即ち、第１図に概略を示す往復動摩擦試験機により、Ｎ
ｉ−Ｗ合金めっき中に、複合材としてＳｉ Ｃ，Ｓ ｉ
ｘＮａ 、Ａ ｌ ｚｏｓの硬質粒子を分散共析させ
たものの摩耗試験を実施した。
ｉ−Ｗ合金めっき中に、複合材としてＳｉ Ｃ，Ｓ ｉ
ｘＮａ 、Ａ ｌ ｚｏｓの硬質粒子を分散共析させ
たものの摩耗試験を実施した。
その結果、第３図に見られるように、シリンダ相当のね
ずみ鋳鉄（Ｆｅ１２）相手の場合、自身の耐摩耗性に優
れるものは相手摩耗が多く、相手摩耗の少ないものは自
身の耐摩耗性に劣るという傾向があり、その中で５ｉｆ
ｆＮ４の硬質粒子が双方をほぼ満足できることが出来る
ため、本発明の分散共析させる硬質粒子とした。
ずみ鋳鉄（Ｆｅ１２）相手の場合、自身の耐摩耗性に優
れるものは相手摩耗が多く、相手摩耗の少ないものは自
身の耐摩耗性に劣るという傾向があり、その中で５ｉｆ
ｆＮ４の硬質粒子が双方をほぼ満足できることが出来る
ため、本発明の分散共析させる硬質粒子とした。
以下、上記で行った摩擦摩耗試験（試験１という）につ
いて説明する。
いて説明する。
その概要は、油圧装置の油圧シリンダ１によってピン（
上試験片）２に所定の荷重がかかるようにして、駆動装
置３で平板（下試験片）４を往復運動させるもので、潤
滑油は図示しない噴霧装置で摺動面へ供給するようにし
である。なお、５はロードセル、矢印αは摺動方向を示
す。
上試験片）２に所定の荷重がかかるようにして、駆動装
置３で平板（下試験片）４を往復運動させるもので、潤
滑油は図示しない噴霧装置で摺動面へ供給するようにし
である。なお、５はロードセル、矢印αは摺動方向を示
す。
摩耗試験は所定の荷重で、平板４が所定の摺動距離だけ
摺動した時のピン２及び平板４の摩耗量によって評価す
る。摩耗量の評価は第２図（Ａ）に示すピン２について
は、その摩耗痕を矢印β方向に走らせたアラサ計による
段差ａで表示し、第２図（Ｂ）に示す平板４については
、矢印γ方向に走らせたアラサ計による段差を３ケ所測
定し、その平均値で表示した。
摺動した時のピン２及び平板４の摩耗量によって評価す
る。摩耗量の評価は第２図（Ａ）に示すピン２について
は、その摩耗痕を矢印β方向に走らせたアラサ計による
段差ａで表示し、第２図（Ｂ）に示す平板４については
、矢印γ方向に走らせたアラサ計による段差を３ケ所測
定し、その平均値で表示した。
また、上記摩耗試験の条件は次の通りである。
１：供試試料
■下試験片（相手材）
Ｆｅ１２ 硬さＨ，Ｂ９６
７０’Ｘ１７′×７も （ｍ ｍ ）の平板試験面をパ
フ研摩、表面粗さ０．４μｍ ■上試験片 母材・ＳＫ５ 硬さＨＲＢ９８ 形状＝８φＸ ２３Ｌ （ｍｍ）の端面を１８”（ｍｍ
）の球面加工 めっき・端面に硬質粒子を分散共析させたＮｉＷ合金め
っきをＯ，１５ｍｍ厚さつけ て、１８” （ｍｍ）の球面仕上した。
フ研摩、表面粗さ０．４μｍ ■上試験片 母材・ＳＫ５ 硬さＨＲＢ９８ 形状＝８φＸ ２３Ｌ （ｍｍ）の端面を１８”（ｍｍ
）の球面加工 めっき・端面に硬質粒子を分散共析させたＮｉＷ合金め
っきをＯ，１５ｍｍ厚さつけ て、１８” （ｍｍ）の球面仕上した。
その時のめっき条件は次の通りである。
浴組成：硫酸ニッケル ４２ｇ／ｌタング
ステン酸ナトリウム ７０ ｇ／ｌクエン酸
８０ｇ／ｊ！ピット防止剤
２ｍβ／ｌ浴温： ７０℃ 電流密度：１０Ａ／ｄｍ” 時間３．５ Ｈｒ複合材
： Ｓ Ｉ Ｃ，Ｓ ｉ ３Ｎ４ 、Ａ １ ｚ０３７
０ ｇ／Ｉ１ 表１ 供試材のめっき内容 ２：往復動摩耗試験条件 ならし：２ＫｇｆｘｌＯＯｃｍ／ｍ１ｎｘｌ。
ステン酸ナトリウム ７０ ｇ／ｌクエン酸
８０ｇ／ｊ！ピット防止剤
２ｍβ／ｌ浴温： ７０℃ 電流密度：１０Ａ／ｄｍ” 時間３．５ Ｈｒ複合材
： Ｓ Ｉ Ｃ，Ｓ ｉ ３Ｎ４ 、Ａ １ ｚ０３７
０ ｇ／Ｉ１ 表１ 供試材のめっき内容 ２：往復動摩耗試験条件 ならし：２ＫｇｆｘｌＯＯｃｍ／ｍ１ｎｘｌ。
分
テスト： １０ＫｇｆＸ６００ｃｍ／ｍ１ｎＸ６０分
潤滑油ｒＳＡＥ ＩＯＷ相当
０．２ｃｃ／分ミスト状吹き付け
また、Ｎｉ −Ｗ合金めっきは時効硬化性を有している
ので、時効硬化処理を施すのが好ましく、３００〜６０
０℃で、１〜２Ｈｒ時効硬化処理を行えば、ＨＶ９００
〜１４００の硬さが得られる。
ので、時効硬化処理を施すのが好ましく、３００〜６０
０℃で、１〜２Ｈｒ時効硬化処理を行えば、ＨＶ９００
〜１４００の硬さが得られる。
また、Ｎｉ−Ｗ合金めっき中のＷ含有量を３０〜５０重
量％とじた理由は、Ｗ含有量を変化させた供試材の摩耗
試験結果（第４図参照）に見られるように、Ｗ含有量が
３０重量％未満では自分自身の摩耗が増加し、５０重量
％を越えると緻密なめっきが得られなくなり、自分自身
の摩耗が増加してくるためである。なお、テストに供試
した試料は相手材がＦｅ１２、ビン母材はＳＫ５で、形
状、仕上げは試験ｌと同じである。めっきの内容は表２
に示す通りである。摩耗試験条件も試験１と同じである
。
量％とじた理由は、Ｗ含有量を変化させた供試材の摩耗
試験結果（第４図参照）に見られるように、Ｗ含有量が
３０重量％未満では自分自身の摩耗が増加し、５０重量
％を越えると緻密なめっきが得られなくなり、自分自身
の摩耗が増加してくるためである。なお、テストに供試
した試料は相手材がＦｅ１２、ビン母材はＳＫ５で、形
状、仕上げは試験ｌと同じである。めっきの内容は表２
に示す通りである。摩耗試験条件も試験１と同じである
。
（以下余白）
表２ 供試材のめっき内容
更に、Ｓｉ、Ｎ、の硬質粒子の複合率を５〜３５容量％
にした理由は、Ｓｉ、Ｎａの硬質粒子の複合率を変化さ
せた供試材の摩耗試験結果（第５図参照）に見られるよ
うに、５ｉｚＮｎの複合率が５容量％未満では、自身の
耐摩耗性が充分でな（，３５容量％を越えるとめっき被
膜が硬く、もろくなり、硬質粒子の脱落が起こり、相手
摩耗を促進させるだけでなく、自身の摩耗も多くなって
くるためである。なお、テストに供試した試料は相手材
がＦｅ２５であり、形状、仕上げは試験１と同じである
。ビンは母材、形状、仕上げは試験１と同じである。め
っき内容は表３に示す通りである。摩耗試験条件も試験
１と同じである。
にした理由は、Ｓｉ、Ｎａの硬質粒子の複合率を変化さ
せた供試材の摩耗試験結果（第５図参照）に見られるよ
うに、５ｉｚＮｎの複合率が５容量％未満では、自身の
耐摩耗性が充分でな（，３５容量％を越えるとめっき被
膜が硬く、もろくなり、硬質粒子の脱落が起こり、相手
摩耗を促進させるだけでなく、自身の摩耗も多くなって
くるためである。なお、テストに供試した試料は相手材
がＦｅ２５であり、形状、仕上げは試験１と同じである
。ビンは母材、形状、仕上げは試験１と同じである。め
っき内容は表３に示す通りである。摩耗試験条件も試験
１と同じである。
（以下余白）
表３ 供試材のめっき内容
そして、Ｓｉ、Ｎ、の硬質粒子の粒径を３μｍ以下にし
た理由は、５ｉ３Ｎａの硬質粒子の粒径を変化させた供
試材の摩耗試験結果（第６図参照）に見られるように、
５ｒｚＮｓの粒径が３μｍを越えると、相手材の摩耗が
増すためである。なお、テストに供試した試料は相手材
がＦｅ２５であり、ピン母材はＳＫ５、形状、仕上げは
試験１と同じである。めっき内容を表４に示す、摩耗試
験条件も試験１と同じである。
た理由は、５ｉ３Ｎａの硬質粒子の粒径を変化させた供
試材の摩耗試験結果（第６図参照）に見られるように、
５ｒｚＮｓの粒径が３μｍを越えると、相手材の摩耗が
増すためである。なお、テストに供試した試料は相手材
がＦｅ２５であり、ピン母材はＳＫ５、形状、仕上げは
試験１と同じである。めっき内容を表４に示す、摩耗試
験条件も試験１と同じである。
表４ 供試材のめっき内容
〔実施例〕
第１図に示した往復動摩擦試験機の上試験片２（８φＸ
２３’ ｍｍ、ＳＫ５、ピン）の球面加工面へ、本発明
による５ｌ３Ｎａ複合Ｎｉ −Ｗ合金めっき（Ｗ含存量
：４１重量％）を０．１５〜０．２ｍｍの厚さで施した
後、５５０℃ＸＩＨｒの時効硬化処理を行い、研摩加工
した。複合材として用いた５ｉｚＮ、の硬質粒子の粒径
は１．０μｍで、複合率は２０容量％であり、硬さはＨ
ｖ１３１５であった。その時のめっき内容は次の通りで
ある。
２３’ ｍｍ、ＳＫ５、ピン）の球面加工面へ、本発明
による５ｌ３Ｎａ複合Ｎｉ −Ｗ合金めっき（Ｗ含存量
：４１重量％）を０．１５〜０．２ｍｍの厚さで施した
後、５５０℃ＸＩＨｒの時効硬化処理を行い、研摩加工
した。複合材として用いた５ｉｚＮ、の硬質粒子の粒径
は１．０μｍで、複合率は２０容量％であり、硬さはＨ
ｖ１３１５であった。その時のめっき内容は次の通りで
ある。
浴組成：硫酸ニッケル ４２ｇ／ｊ！（Ｎ
ｉ Ｓ Ｏａ・６ＨｚＯ） タングステン酸ナトリウム ７０ｇ／β（ＮａｔＷＯａ
’ ２ ＨｚＯ） クエン酸 ８０ｇ／ｊ！ピント防止剤
２ｍ＋２／β（ラウリル硫酸ナトリウム
） 浴温： ７０℃ 電流密度：１０Ａ／ｄｍ” 時間３．５ Ｈｒ複合材
：Ｓｉ３Ｎ４７０ｇ／ｎ 比較材として、硬質Ｃｒめっき及びＳｉ３Ｎ４複合Ｎｉ
−Ｐ合金めっきを８φＸ２３Ｌｍｍのピンの端面につけ
、１８” ｍｍの球面加工してテストに供した。なお、
硬質Ｃｒめっきの硬さはＨｗ９５４であり、Ｓｔ、Ｎ、
複合Ｎｉ−Ｐ合金めっきはＰ含を量が７．４重量％、粒
径１μｍのＳｔ。
ｉ Ｓ Ｏａ・６ＨｚＯ） タングステン酸ナトリウム ７０ｇ／β（ＮａｔＷＯａ
’ ２ ＨｚＯ） クエン酸 ８０ｇ／ｊ！ピント防止剤
２ｍ＋２／β（ラウリル硫酸ナトリウム
） 浴温： ７０℃ 電流密度：１０Ａ／ｄｍ” 時間３．５ Ｈｒ複合材
：Ｓｉ３Ｎ４７０ｇ／ｎ 比較材として、硬質Ｃｒめっき及びＳｉ３Ｎ４複合Ｎｉ
−Ｐ合金めっきを８φＸ２３Ｌｍｍのピンの端面につけ
、１８” ｍｍの球面加工してテストに供した。なお、
硬質Ｃｒめっきの硬さはＨｗ９５４であり、Ｓｔ、Ｎ、
複合Ｎｉ−Ｐ合金めっきはＰ含を量が７．４重量％、粒
径１μｍのＳｔ。
Ｎ４の硬質粒子を複合率で２０容量％含み、硬さはＨｖ
１０３５であった。
１０３５であった。
以上３種類のピンに対して、相手材としてＦｅ１２の鋳
鉄材を第１図に示した試験機の７０Ｌ×１７’Ｘ７ｔｍ
ｍの平板（下試験片）４に加工し、試験面をパフ研摩し
て、往復動摩耗試験を実施した。結果を第７図に示す。
鉄材を第１図に示した試験機の７０Ｌ×１７’Ｘ７ｔｍ
ｍの平板（下試験片）４に加工し、試験面をパフ研摩し
て、往復動摩耗試験を実施した。結果を第７図に示す。
試験条件は前述の試験１の場合と同じである。第７図か
ら明らかなように、本発明によるＳｉ３Ｎ、複合Ｎ ｉ
−Ｗ合金めっきは、比較材の硬質Ｃｒめっき及び５ｌ
３Ｎａ複合Ｎｉ−Ｐ合金めっきに較べた場合、自身の摩
耗及び相手摩耗も少なく、摩擦面は自身及び相手材も非
常に滑らかな面を呈している。
ら明らかなように、本発明によるＳｉ３Ｎ、複合Ｎ ｉ
−Ｗ合金めっきは、比較材の硬質Ｃｒめっき及び５ｌ
３Ｎａ複合Ｎｉ−Ｐ合金めっきに較べた場合、自身の摩
耗及び相手摩耗も少なく、摩擦面は自身及び相手材も非
常に滑らかな面を呈している。
以上のように、本発明の摺動部材は、従来のめっき被膜
の持つ欠点を解消した優れた耐摩耗、耐焼付性を有し、
内燃機関の摺動部材に適用すれば、極めて耐久性に冨み
、各部材の信頬性を高める点で工業的価値は大である。
の持つ欠点を解消した優れた耐摩耗、耐焼付性を有し、
内燃機関の摺動部材に適用すれば、極めて耐久性に冨み
、各部材の信頬性を高める点で工業的価値は大である。
第１図は本発明の摩耗試験に使用した往復動摩擦試験機
の概要図、第２図は摩耗量の評価方法を示す図、第３図
はＮｉ−Ｗ合金めっき中へ各種複合材を分散共析させた
場合の摩耗試験結果を示すグラフ、第４図はＳｉ３Ｎ４
複合Ｎｉ−Ｗ合金めっき中のＷ含存量を変化させた場合
の摩耗試験結果を示すグラフ、第５図はＳ ｉ ５Ｎ４
１！！合ＮｉＷ合金めっき中の５ｌ３Ｎａの複合率を変
化させた場合の摩耗試験結果を示すグラフ、第６図はＳ
ｉ 、Ｎ、複合Ｎｉ−Ｗ合金めっき中の５ｉｆｆＮ４の
粒径を変化させた場合の摩耗試験結果を示すグラフ、第
７図は本発明によるＳｉ、Ｎ、複合Ｎｉ−Ｗ合金めっき
と、従来の硬質Ｃｒめっき及びＳｉ ３Ｎ、複合Ｎｉ−
Ｐ合金めっきとの比較摩耗試験結果を示すグラフである
。 １は油圧シリンダ、２はピン（上試験片）、３は駆動装
置、４は平板（下試験片）、５はロードセル。
の概要図、第２図は摩耗量の評価方法を示す図、第３図
はＮｉ−Ｗ合金めっき中へ各種複合材を分散共析させた
場合の摩耗試験結果を示すグラフ、第４図はＳｉ３Ｎ４
複合Ｎｉ−Ｗ合金めっき中のＷ含存量を変化させた場合
の摩耗試験結果を示すグラフ、第５図はＳ ｉ ５Ｎ４
１！！合ＮｉＷ合金めっき中の５ｌ３Ｎａの複合率を変
化させた場合の摩耗試験結果を示すグラフ、第６図はＳ
ｉ 、Ｎ、複合Ｎｉ−Ｗ合金めっき中の５ｉｆｆＮ４の
粒径を変化させた場合の摩耗試験結果を示すグラフ、第
７図は本発明によるＳｉ、Ｎ、複合Ｎｉ−Ｗ合金めっき
と、従来の硬質Ｃｒめっき及びＳｉ ３Ｎ、複合Ｎｉ−
Ｐ合金めっきとの比較摩耗試験結果を示すグラフである
。 １は油圧シリンダ、２はピン（上試験片）、３は駆動装
置、４は平板（下試験片）、５はロードセル。
Claims (4)
- （１）摺動面に、Ｎｉ−Ｗ合金めっき中にＳｉ＿３Ｎ＿
４の硬質粒子を分散共析させた複合めっき層を形成した
ことを特徴とする摺動部材。 - （２）Ｎｉ−Ｗ合金めっき中のＷの含有量を３０〜５０
重量％とし、時効硬化処理を施してなることを特徴とす
る請求項１記載の摺動部材。 - （３）Ｓｉ＿３Ｎ＿４の硬質粒子の含有量を５〜３５容
量％としたことを特徴とする請求項１又は２記載の摺動
部材。 - （４）Ｓｉ＿３Ｎ＿４の硬質粒子の粒径が３μｍ以下で
あることを特徴とする請求項１、２又は３記載の摺動部
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17067588A JPH0222498A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 摺動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17067588A JPH0222498A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 摺動部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0222498A true JPH0222498A (ja) | 1990-01-25 |
Family
ID=15909301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17067588A Pending JPH0222498A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 摺動部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0222498A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009011348A1 (ja) | 2007-07-13 | 2009-01-22 | Kao Corporation | アニオン界面活性剤粉粒体の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5996295A (ja) * | 1982-11-26 | 1984-06-02 | Riken Corp | 内燃機関用ピストンリング |
| JPS62161995A (ja) * | 1986-01-08 | 1987-07-17 | Hiroyuki Kanai | 紡機用トラベラ |
-
1988
- 1988-07-08 JP JP17067588A patent/JPH0222498A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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