JPH05247667A - Sliding member excellent in initial fitness - Google Patents
Sliding member excellent in initial fitnessInfo
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- JPH05247667A JPH05247667A JP4526292A JP4526292A JPH05247667A JP H05247667 A JPH05247667 A JP H05247667A JP 4526292 A JP4526292 A JP 4526292A JP 4526292 A JP4526292 A JP 4526292A JP H05247667 A JPH05247667 A JP H05247667A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 摺接部材における相手部材との摺接面に形成
されるコート層の耐久性を高めると共に、摺接部材の初
期なじみ性を改善する。
【構成】 相手部材との摺接面に、硬質で潤滑性を有す
るカーボン球状粒子を1〜25重量%分散含有せしめた
変性シリコン系バインダよりなるコート層が形成されて
いる。これにより硬質粒子は潤滑性を有して相手部材及
び摺接面の摩耗は抑止される。また、相手部材との摺動
面にポーラスな表面を有する硬質表面部が形成され、該
硬質表面部の表面に、固体潤滑剤と上記硬質表面部の表
面粗さより小さい粒径の硬質粒子とを分散含有せしめた
変性シリコン系バインダよりなるコート層が形成されて
いる。これにより硬質粒子は該硬質粒子を分散含有する
コート層と共に上記硬質表面部の表面の凹部に嵌入し相
手部材及び摺接面の摩耗は抑止される。
(57) [Abstract] [Purpose] To improve the durability of the coating layer formed on the sliding contact surface of the sliding contact member with the mating member and to improve the initial conformability of the sliding contact member. [Structure] A coating layer made of a modified silicon binder containing 1 to 25% by weight of hard and lubricous carbon spherical particles dispersedly formed is formed on a sliding contact surface with a mating member. As a result, the hard particles have lubricity and wear of the mating member and the sliding contact surface is suppressed. Further, a hard surface portion having a porous surface is formed on the sliding surface with the mating member, and a solid lubricant and hard particles having a particle size smaller than the surface roughness of the hard surface portion are formed on the surface of the hard surface portion. A coat layer is formed of a modified silicon-based binder that is dispersed and contained. As a result, the hard particles are fitted into the concave portion of the surface of the hard surface portion together with the coating layer containing the hard particles dispersed therein, and the abrasion of the mating member and the sliding contact surface is suppressed.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、相手部材に対する初期
なじみ性の優れた摺接部材に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sliding contact member excellent in initial conformability with a mating member.
【0002】[0002]
【従来の技術】エンジンのシリンダウォールやロータハ
ウジングのトロコイド面を構成する部材のように、相手
部材と高負荷で摺接する部材は、使用開始初期に摺接面
において焼き付きや異常摩耗を生ぜしめないために良好
な初期なじみ性を具備している必要がある。2. Description of the Related Art A member, such as a member forming a cylinder wall of an engine or a trochoidal surface of a rotor housing, which is in sliding contact with a counterpart member at a high load does not cause seizure or abnormal wear on the sliding contact surface at the beginning of use. Therefore, it is necessary to have good initial familiarity.
【0003】摺接部材に初期なじみ性を具備させるため
には、相手部材との摺接面に凹凸部を形成し該凹凸部に
より油膜を保持させることが知られている。油膜を保持
させるための凹凸部は、上記摺接面に対するホーニング
加工、メッキの逆電加工又はエッチング加工等により形
成されたり、或いは上記摺接面に施された硬質クロムメ
ッキのポーラスな粗面が上記凹凸部として用いられるこ
ともある。In order to provide the sliding contact member with an initial conformability, it is known that an uneven portion is formed on a sliding contact surface with a mating member and the oil film is held by the uneven portion. The concavo-convex portion for holding the oil film is formed by honing processing on the sliding contact surface, reverse electroplating of the plating or etching processing, or a porous rough surface of hard chrome plating applied to the sliding contact surface. It may be used as the uneven portion.
【0004】また、摺接部材に、油膜により得られる初
期なじみ性に比べて耐熱性及び耐久性が改善された初期
なじみ性を具備させるために、耐久性を高めるための金
属酸化物よりなる硬質粒子を固体潤滑剤と共に分散含有
させてなるコート層を相手部材との摺接面に形成するこ
とも知られている。Further, in order to provide the sliding contact member with the initial conformability in which the heat resistance and the durability are improved as compared with the initial conformability obtained by the oil film, a hard material made of a metal oxide for enhancing the durability. It is also known to form a coating layer in which particles are dispersed and contained together with a solid lubricant on a sliding contact surface with a mating member.
【0005】また、特開昭60−50203号公報に
は、クロムメッキの施されたロータハウジングのトロコ
イド面に、ニッケル−フッ素複合メッキ層を形成するこ
とにより相手部材との摺接面における焼き付きの発生を
防止する技術が開示されている。Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 60-50203, a nickel-fluorine composite plating layer is formed on the trochoidal surface of a rotor housing plated with chrome to prevent seizure on the sliding contact surface with a mating member. Techniques for preventing the occurrence are disclosed.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、相手部
材との摺接面に形成した凹凸部に保持された油膜は、摺
接面の微細な突起を起点として油膜が破断し易いため、
仕上げ精度の向上及びなじみ運転が必要となるので、工
数が増し歩留りが悪化する等の問題点があった。However, the oil film held on the uneven portion formed on the sliding contact surface with the mating member easily breaks due to the fine projections on the sliding contact surface.
Since improvement of finishing accuracy and familiar operation are required, there are problems such as an increase in man-hours and a decrease in yield.
【0007】また、固体潤滑剤と金属酸化物よりなる硬
質粒子とが分散含有されるコート層が形成された摺接部
材では、硬質粒子の添加により上記コート層の皮膜硬度
が向上し耐久性が改善される反面、添加した硬質粒子が
多すぎると相手部材及び摺接面の摩耗を増大させるとい
う問題点があった。Further, in the sliding contact member in which the coating layer in which the solid lubricant and the hard particles made of the metal oxide are dispersedly contained is formed, the coating hardness of the above-mentioned coating layer is improved and the durability is improved by adding the hard particles. On the other hand, there is a problem that if the amount of added hard particles is too large, the wear of the mating member and the sliding contact surface is increased.
【0008】また、凹凸部を有する摺接面に固体潤滑剤
を含有するコート層を形成する場合には、凹部に充填さ
れる固体潤滑剤の量を凹部の面積率に対応させることが
困難であり、固体潤滑剤が不足するとコート層の耐久性
が十分に得られないという問題が生ずる。Further, when a coating layer containing a solid lubricant is formed on a sliding contact surface having an uneven portion, it is difficult to make the amount of the solid lubricant filled in the recess correspond to the area ratio of the recess. However, if the solid lubricant is insufficient, the durability of the coating layer cannot be sufficiently obtained.
【0009】さらに、特開昭60−50203号公報に
記載されている摺接面に複合メッキ層を設けた摺接部材
は、メッキ工程を重複することによって生産性が低くな
るので、コストが上昇するという問題が発生する。Further, the sliding contact member having the composite plating layer formed on the sliding contact surface described in Japanese Patent Laid-Open No. 60-50203 has low productivity due to overlapping plating steps, resulting in an increase in cost. The problem occurs.
【0010】上記に鑑みて、本発明は、摺接面に形成さ
れるコート層による相手部材の摩耗を増大させることな
く、上記コート層の耐久性を向上させることにより初期
なじみ性を改善することを目的とする。In view of the above, the present invention improves the initial conformability by improving the durability of the above-mentioned coating layer without increasing the abrasion of the counterpart member by the coating layer formed on the sliding contact surface. With the goal.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上述したような目的を達
成するため、請求項1の発明は、相手部材との摺接面に
形成されるコート層の耐久性を高めるために該コート層
中に添加される硬質粒子として、硬質で潤滑性のある材
質よりなる球状粒子を使用することにより硬質部材によ
る相手部材の摩耗を抑止しようとするものである。In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 is to improve the durability of a coat layer formed on a sliding contact surface with a mating member. The spherical particles made of a hard and lubricious material are used as the hard particles to be added to the above to prevent the wear of the mating member by the hard member.
【0012】具体的に、請求項1の発明の講じた解決手
段は、相手部材との摺接面に、1〜25重量%のカーボ
ン球状粒子と、該カーボン球状粒子を分散せしめた99
〜75重量%の変性シリコン系バインダとよりなるコー
ト層が形成されている構成とするものである。Specifically, the means for solving the problems of the first aspect of the invention is to disperse 1 to 25% by weight of carbon spherical particles and the carbon spherical particles on the sliding contact surface with the mating member.
The coating layer is composed of a modified silicon-based binder of about 75% by weight.
【0013】また、請求項2の発明は、相手部材との摺
接面に形成された硬質メッキ層の表面の凹部にカーボン
球状粒子を嵌入せしめることにより、相手部材の摩耗の
抑止機能を向上させようとするものであって、具体的に
は、請求項1の構成に、相手部材との摺接面にポーラス
な表面を有する硬質メッキ層が形成され、該硬質メッキ
層の表面に上記コート層が形成されている構成を付加す
るものである。Further, according to the invention of claim 2, spherical carbon particles are fitted into the concave portion of the surface of the hard plating layer formed on the sliding contact surface with the mating member, whereby the function of suppressing wear of the mating member is improved. Specifically, in the structure of claim 1, a hard plating layer having a porous surface is formed on a sliding contact surface with a mating member, and the coating layer is formed on the surface of the hard plating layer. Is added.
【0014】また、請求項3の発明は、摺接面にポーラ
スな表面を有する硬質表面部が形成され、さらにコート
層が形成されるに際して上記硬質表面部の表面の凹部に
嵌入できるように微細化された硬質粒子を使用すること
により、硬質粒子による相手部材の摩耗を抑止しようと
するものである。Further, according to the invention of claim 3, a hard surface portion having a porous surface is formed on the sliding contact surface, and when the coat layer is further formed, it is fine so that the hard surface portion can be fitted into the concave portion of the surface of the hard surface portion. By using the hardened particles, the wear of the mating member due to the hard particles is suppressed.
【0015】具体的に、請求項3の発明の講じた解決手
段は、相手部材との摺接面にポーラスな表面を有する硬
質表面部が形成され、該硬質表面部の表面に、変性シリ
コン系バインダに固体潤滑剤と上記硬質表面部の表面粗
さより小さい粒径の硬質粒子とを分散含有せしめてなる
コート層が形成されている構成とするものである。Specifically, in the means for solving the problems of the third aspect of the invention, a hard surface portion having a porous surface is formed on the sliding contact surface with the mating member, and the modified silicon-based material is formed on the surface of the hard surface portion. The coating layer is formed by dispersing and containing a solid lubricant and hard particles having a particle diameter smaller than the surface roughness of the hard surface portion in the binder.
【0016】また、請求項4の発明は、相手部材との摺
接面に形成される硬質表面部を硬質メッキ層により形成
する際の好ましい該硬質メッキ層の表面粗さに基いて上
記表面に形成された凹部に嵌入できるFeCr2 O4 粒
子の粒径とするものであって、具体的には、請求項3の
構成に、上記硬質表面部は、表面粗さが1.6〜4.0
μmの硬質メッキ層よりなり、上記硬質粒子は、粒径が
0.5〜1.0μmのFeCr2 O4 粒子よりなるとい
う構成を付加するものである。According to a fourth aspect of the invention, the surface roughness of the hard plated layer is preferably based on the preferable surface roughness of the hard plated layer when the hard surface portion formed on the sliding contact surface with the mating member is formed by the hard plated layer. The particle diameter of FeCr 2 O 4 particles that can be fitted into the formed recesses is used. Specifically, in the structure of claim 3, the hard surface portion has a surface roughness of 1.6 to 4. 0
The hard particles are made of a hard plating layer having a thickness of 0.5 μm, and the hard particles are made of FeCr 2 O 4 particles having a particle diameter of 0.5 to 1.0 μm.
【0017】[0017]
【作用】請求項1の発明の構成により、相手部材との摺
接面に形成されるコート層中に分散含有される硬質粒子
として硬質で潤滑性のあるカーボン球状粒子が使用され
るため、相手部材と摺接面との間の潤滑性は良好となる
ので、相手部材の摩耗は抑止される。According to the structure of the invention of claim 1, since hard and lubricous carbon spherical particles are used as the hard particles dispersedly contained in the coating layer formed on the sliding contact surface with the mating member, the mating member is used. Since the lubricity between the member and the sliding contact surface is good, the wear of the mating member is suppressed.
【0018】請求項2の発明の構成により、コート層中
に分散含有されるカーボン球状粒子はポーラスな表面を
有する硬質メッキ層表面の凹部に嵌入し、カーボン球状
粒子と相手部材との間の摩擦は軽減されるので、相手部
材の摩耗はさらに抑止される。According to the constitution of the invention of claim 2, the spherical carbon particles dispersedly contained in the coat layer are fitted into the concave portion of the surface of the hard plating layer having a porous surface, and the friction between the spherical carbon particles and the counterpart member. Is reduced, the wear of the mating member is further suppressed.
【0019】請求項3の発明の構成により、固体潤滑剤
と共に変性シリコン系バインダに分散含有されてコート
層を構成する硬質粒子は、摺接面に形成されたポーラス
な表面を有する硬質表面部の表面に形成されている凹部
中に上記固体潤滑剤及び変性シリコン系バインダと共に
入っており、上記硬質表面部の摩耗にしたがって徐々に
摺接面に出現するため、相手部材の摩耗は極めて緩やか
となる。According to the third aspect of the present invention, the hard particles which are dispersed and contained in the modified silicon-based binder together with the solid lubricant to form the coating layer are the hard surface portions having a porous surface formed on the sliding contact surface. The solid lubricant and the modified silicon-based binder are contained in the concave portion formed on the surface, and gradually appear on the sliding contact surface as the hard surface portion is worn, so that the wear of the mating member becomes extremely gentle. ..
【0020】請求項4の発明の構成により、硬質表面部
は表面粗さが1.6〜4.0μmの硬質メッキ層とさ
れ、硬質粒子は、粒径0.5〜1.0μmのFeCr2
O4 粒子とされるため、硬質粒子は、コート層に分散含
有されたまま硬質表面部の表面に形成される凹部中に嵌
入する。According to the structure of the invention of claim 4, the hard surface portion is a hard plating layer having a surface roughness of 1.6 to 4.0 μm, and the hard particles are FeCr 2 having a particle diameter of 0.5 to 1.0 μm.
Since the particles are O 4 particles, the hard particles, while being dispersedly contained in the coating layer, fit into the recesses formed on the surface of the hard surface portion.
【0021】[0021]
【実施例】次に、本発明の実施例に係る摺接部材とし
て、高面圧でアペックスシールが摺動する摺接面に初期
なじみ性を改善するためのコート層が設けられたロータ
リーエンジンのトロコイド面を構成する部材について説
明する。EXAMPLES Next, as a sliding contact member according to an example of the present invention, a rotary engine having a coating layer for improving initial conformability on a sliding contact surface on which an apex seal slides under high surface pressure is provided. The members forming the trochoidal surface will be described.
【0022】本実施例に係る摺接部材は、トロコイド面
を有するトロコイド素材の表面に、下記のようなコート
層が形成されるか、或いはトロコイド素材の表面にポー
ラスな表面を有する例えば硬質クロムメッキ層のような
硬質表面部が形成された後、該硬質表面部の表面に下記
のようなコート層が形成されることにより得られるもの
である。In the sliding contact member according to this embodiment, the following coat layer is formed on the surface of the trochoid material having the trochoid surface, or the surface of the trochoid material has a porous surface, for example, hard chrome plating. It is obtained by forming a hard surface portion such as a layer and then forming the following coat layer on the surface of the hard surface portion.
【0023】(実施例1)第1の実施例におけるコート
層は、グラファイトに比べ硬度が高く、固体潤滑剤の機
能と硬質粒子の機能とを併せ有するカーボン球状粒子が
変性シリコン系バインダにより結合されており、金属酸
化物よりなる硬質粒子は含有されていない。 上記コー
ト層を形成するためのコート層形成材における上記カー
ボン球状粒子と上記変性シリコン系バインダとの組成比
の一例を示すと、固形分としてのカーボン球状粒子(商
品名カーボンマイクロビーズICB−520、日本カー
ボン株式会社製)が18重量%であり、変性シリコン系
バインダとしてのポリフェニルシリコン(商品番号TS
R116、東芝シリコーン株式会社製)が82重量%と
なっている 上記の組成となされたコート層形成材に、外掛けで約3
0重量%のキシレン(試薬一級の市販品)を加えて粘度
を調整し、図1に示すような工程によりコート層を形成
しロータリーエンジンのトロコイド面を加工した。すな
わち、トロコイド素材の面に残留する油脂分をアセトン
により脱脂し清浄化した後、上記キシレンにより粘度が
調整された上記コート層形成材を、2kgf/cm2 の
空気圧により上記トロコイド素材面に吹付ける。次い
で、100℃に30分保持して乾燥し、さらに200℃
にて40分焼成して上記コート層が形成されたトロコイ
ド面を有する摺接部材を製造した。(Embodiment 1) The coating layer in the first embodiment has a hardness higher than that of graphite, and spherical carbon particles having both the function of a solid lubricant and the function of hard particles are bound by a modified silicon binder. However, hard particles made of metal oxide are not contained. An example of the composition ratio of the carbon spherical particles and the modified silicon-based binder in the coat layer forming material for forming the coat layer is shown below. The carbon spherical particles as solids (trade name: carbon microbead ICB-520, 18% by weight of Nippon Carbon Co., Ltd., and polyphenyl silicone (product number TS) as a modified silicone binder.
R116, manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.) is 82% by weight.
The viscosity was adjusted by adding 0% by weight of xylene (commercial item of reagent first grade), and a coat layer was formed by the process as shown in FIG. 1 to process the trochoidal surface of the rotary engine. That is, after the oil and fat remaining on the surface of the trochoid material is degreased with acetone and cleaned, the coating layer forming material whose viscosity is adjusted by xylene is sprayed onto the trochoid material surface with an air pressure of 2 kgf / cm 2. .. Then, hold at 100 ℃ for 30 minutes to dry, then 200 ℃
Was baked for 40 minutes to produce a sliding contact member having a trochoidal surface on which the above coat layer was formed.
【0024】乾燥及び焼成の各工程中に添加したキシレ
ンは飛散し、カーボン球状粒子が分散含有せしめられた
ポリフェニルシリコンよりなり30μmの膜厚を有する
コート層が形成されたトロコイド面を得た。The xylene added during each step of drying and baking was scattered, and a trochoidal surface having a coating layer having a thickness of 30 μm, which was made of polyphenylsilicon in which spherical carbon particles were dispersed and contained, was obtained.
【0025】本実施例に係るロータリーエンジンのトロ
コイド面に形成されたコート層の硬さを測定した。すな
わち、本実施例におけるカーボン球状粒子とポリフェニ
ルシリコンとの組成比を表1に示すような種々の組成と
したコート層と、グラファイトとFeCr2 O4 粒子
(金属酸化物よりなる硬質粒子)とポリフェニルシリコ
ンとの組成比を表2に示すような種々の組成とした従来
例のコート層と、該従来例からFeCr2 O4 粒子を除
きグラファイトとポリフェニルシリコンとの組成比を表
3に示すような種々の組成とした比較例のコート層とに
ついて硬さを測定し比較した。The hardness of the coat layer formed on the trochoidal surface of the rotary engine according to this example was measured. That is, coating layers having various composition ratios of spherical carbon particles and polyphenylsilicon in this example as shown in Table 1, graphite, FeCr 2 O 4 particles (hard particles made of metal oxide), and Table 3 shows the coating layers of the conventional examples having various composition ratios with polyphenyl silicon as shown in Table 2 and the composition ratios of graphite and polyphenyl silicon except the FeCr 2 O 4 particles from the conventional examples. The hardness was measured and compared with the coating layers of the comparative examples having various compositions as shown below.
【0026】[0026]
【表1】 [Table 1]
【表2】 [Table 2]
【表3】 本実施例、従来例及び比較例の各コート層の標準組成と
なるものの表面硬さをJISに規定される鉛筆硬さによ
り評価し、その結果を表4に示す。表4に示される結果
によれば、本実施例のコート層は金属酸化物の硬質粒子
が含有された従来例のコート層と変らぬ表面硬さが得ら
れることが確認された。このことは、グラファイトに比
べて硬度が高く且つ潤滑性を有するカーボン球状粒子を
変性シリコン系バインダに分散含有させることによっ
て、コート層の所要皮膜硬さが確保されることを示して
いる。[Table 3] The surface hardness of each coating layer having the standard composition of this example, the conventional example and the comparative example was evaluated by the pencil hardness defined in JIS, and the results are shown in Table 4. According to the results shown in Table 4, it was confirmed that the coat layer of the present example had the same surface hardness as the coat layer of the conventional example containing the hard particles of the metal oxide. This indicates that the required film hardness of the coat layer is ensured by dispersing and containing spherical carbon particles having higher hardness and lubricity than graphite in the modified silicon-based binder.
【0027】[0027]
【表4】 次に、本実施例におけるコート層が形成された摺接面と
摺動する相手部材の摩耗の状態をテストし、相手部材を
摩耗させる程度を評価した。[Table 4] Next, the state of wear of the mating member sliding on the sliding contact surface on which the coat layer was formed in this example was tested to evaluate the extent to which the mating member was worn.
【0028】摩耗テスト法は通常の摩耗度測定試験に用
いられるピンオンディスク摩耗試験機により行った。回
転ディスクの摺接面上に各々のコート層を形成し、該摺
接面にビッカース硬度690のチル鋳物よりなるシール
材を押圧摺動せしめ、上記シール材の摩耗量を測定し
た。The wear test method was carried out by a pin-on-disk wear tester used for a normal wear measurement test. Each coat layer was formed on the sliding contact surface of the rotating disk, and a sealing material made of a chill casting having a Vickers hardness of 690 was pressed and slid on the sliding contact surface, and the amount of wear of the sealing material was measured.
【0029】測定条件は、シール材の押し付け荷重は2
kgf/mmであり、シール材が押し付けられている部
位の回転ディスクの周速は15m/秒とした。The measurement condition is that the pressing load of the sealing material is 2
It was kgf / mm, and the peripheral speed of the rotating disk at the portion where the sealing material was pressed was 15 m / sec.
【0030】上記した表1に示す本実施例、表2に示す
従来例及び表3に示す比較例における各組成よりなるコ
ート層各々について、上記摩耗テスト法により相手部材
を摩耗させる程度をテストし、各コート層に含まれる固
体潤滑剤の種類(本実施例のコート層はカーボン球状粒
子、従来例及び比較例ではグラファイトを各々使用。)
とシール材の摩耗状態との関係を図2に示した。図2に
おいては縦軸にシール材の摩耗の程度(比摩耗量)が示
され、横軸に固体潤滑材の含有量が示されている。Each of the coating layers having the respective compositions in the present example shown in Table 1 above, the conventional example shown in Table 2 and the comparative example shown in Table 3 was tested for the degree to which the mating member was worn by the above-mentioned abrasion test method. , Type of solid lubricant contained in each coat layer (spherical carbon particles are used in the coat layer of the present embodiment, and graphite is used in each of the conventional example and the comparative example.)
2 shows the relationship between the wear state of the sealing material and. In FIG. 2, the vertical axis shows the degree of wear of the seal material (specific wear amount), and the horizontal axis shows the content of the solid lubricant.
【0031】図2のグラフに示される結果によれば、従
来例のコート層はグラファイトの含有量が15重量%程
度までの範囲ではコート層が固いため、金属酸化物より
なる硬質粒子はバインダに強く固定されていることによ
り相手部材を摩耗させることは少い。しかし、グラファ
イトの含有量が15重量%を超すとコート層が軟かくな
って硬質粒子が摺接界面に達しやすくなり相手部材を激
しく摩耗させている。また、比較例のコート層は硬質粒
子が含まれないためコート層は早期に消耗し、相手部材
及び摺接面が互に摩耗することを防止できない。According to the results shown in the graph of FIG. 2, in the coating layer of the conventional example, the coating layer is hard when the graphite content is up to about 15% by weight, so that the hard particles made of the metal oxide are used as the binder. It is less likely to wear the mating member because it is strongly fixed. However, if the content of graphite exceeds 15% by weight, the coating layer becomes soft and the hard particles easily reach the sliding contact interface, resulting in severe wear of the mating member. Further, since the coating layer of the comparative example does not contain hard particles, the coating layer is consumed early and it is not possible to prevent the mating member and the sliding contact surface from being mutually abraded.
【0032】これらに対し、本実施例のコート層は、カ
ーボン球状粒子の含有量が1〜25重量%の範囲におい
てグラファイトを使用した従来例よりも相手部材の摩耗
が著しく小さくなっている。同時に、金属酸化物よりな
る硬質粒子を使用せず、硬質で潤滑性を有するカーボン
球状粒子をポリフェニルシリコンよりなるバインダ中に
分散せしめるものであるから、従来例及び比較例に比べ
てコート層中に分散できる固体潤滑剤の量を増大させる
ことが可能であることを示している。On the other hand, in the coating layer of the present embodiment, the wear of the mating member is remarkably smaller than that of the conventional example using graphite when the content of the spherical carbon particles is in the range of 1 to 25% by weight. At the same time, hard particles made of metal oxide are not used, and hard spherical carbon particles having lubricity are dispersed in a binder made of polyphenylsilicon. Therefore, in the coating layer as compared with the conventional example and the comparative example. It is shown that it is possible to increase the amount of solid lubricant that can be dispersed in the.
【0033】固体潤滑剤としてのカーボン球状粒子のコ
ート層中に分散せしめられる含有量は、1重量%未満で
はコート層における潤滑性が得られず、25重量%を超
すとバインダであるフェニルシリコンの量が相対的に不
足してコート層が脆くなり、コート層が剥離しやすくな
ることにより相手部材及び摺接面は互に摩耗しやすくな
る。If the content of the carbon spherical particles as a solid lubricant dispersed in the coating layer is less than 1% by weight, the lubricity of the coating layer cannot be obtained. Since the amount is relatively insufficient, the coat layer becomes brittle, and the coat layer easily peels off, so that the mating member and the sliding contact surface are likely to wear each other.
【0034】さらに、本実施例のコート層における潤滑
効果の持続性を測定し、従来例及び比較例における潤滑
効果の持続性と共に図3に示した。潤滑効果の持続性の
測定は、いずれも上記した表面硬さの評価における標準
組成となった本実施例、従来例及び比較例について上記
摩耗テスト法により行い、縦軸にシール材の摩耗量、横
軸に摩擦した距離を各々示した。Further, the durability of the lubricating effect in the coating layer of this example was measured, and it is shown in FIG. 3 together with the durability of the lubricating effect in the conventional example and the comparative example. The measurement of the persistence of the lubrication effect was carried out by the above-mentioned wear test method for all of the standard compositions in the evaluation of the surface hardness described above, the conventional example and the comparative example, and the wear amount of the sealing material on the vertical axis, The abscissa indicates the distance of friction.
【0035】図3のグラフに示される結果によれば、本
実施例のコート層は長距離の摩擦でも相手部材を摩耗さ
せることが僅少であり、長時間にわたり相手部材の摩耗
を低減させる効果のあることが確認された。According to the results shown in the graph of FIG. 3, the coating layer of this embodiment scarcely wears the mating member even with long-distance friction, and has the effect of reducing the wear of the mating member for a long time. It was confirmed that there is.
【0036】次に、トロコイド素材の面にポーラスな表
面を有する硬質メッキ層としてポーラスな表面を有する
硬質クロムメッキ層を形成し、該硬質クロムメッキ層の
表面に本実施例によるコート層を形成した。このコート
層においても所要皮膜硬さが確保されると共に、相手部
材の摩耗を著しく小さくし長時間にわたる潤滑効果の持
続性が得られた。Next, a hard chrome plating layer having a porous surface was formed as a hard plating layer having a porous surface on the surface of the trochoid material, and a coating layer according to this example was formed on the surface of the hard chrome plating layer. .. Also in this coat layer, the required film hardness was secured, and the wear of the mating member was significantly reduced, and the long-term lubrication effect was obtained.
【0037】(実施例2)第2の実施例におけるコート
層は、固体潤滑剤と硬質粒子とが変性シリコン系バイン
ダにより結合されており、上記硬質粒子の粒径を該コー
ト層が形成される表面の表面粗さより小さくしたもので
ある。上記コート層を形成するためのコート層形成材に
おける上記固体潤滑剤と上記硬質粒子と上記変性シリコ
ン系バインダとの組成比の一例を示すと、固体潤滑剤と
してのグラファイトが5重量%であり、硬質粒子として
の粒径0.5〜1.0μmのFeCr2 O4 粒子(金属
酸化物粒子)が23重量%であり、変性シリコン系バイ
ンダとしてのポリフェニルシリコン(第1の実施例で使
用したものと同じ)が72重量%となっている。(Embodiment 2) In the coating layer in the second embodiment, a solid lubricant and hard particles are bound by a modified silicon binder, and the coating layer is formed to have the particle diameter of the hard particles. It is smaller than the surface roughness of the surface. An example of the composition ratio of the solid lubricant, the hard particles, and the modified silicon-based binder in the coat layer forming material for forming the coat layer is 5% by weight of graphite as the solid lubricant, FeCr 2 O 4 particles (metal oxide particles) having a particle diameter of 0.5 to 1.0 μm as hard particles were 23% by weight, and polyphenyl silicon as a modified silicon-based binder (used in the first example). The same) as 72% by weight.
【0038】先ず、トロコイド素材の面に、ポーラスな
表面を有する硬質表面部を形成するために、表面粗さを
1.6〜4.0μmの範囲とした硬質クロムメッキ層を
形成した。First, in order to form a hard surface portion having a porous surface on the surface of the trochoid material, a hard chromium plating layer having a surface roughness in the range of 1.6 to 4.0 μm was formed.
【0039】上記の組成となされたコート層形成材に外
掛けで約30重量%のキシレン(試薬一級の市販品)を
加えて粘度を調整し、再び図1に示すような工程を上記
した第1の実施例と同様に行って、上記1.6〜4.0
μmの表面粗さを有する硬質クロムメッキ層の表面にコ
ート層を形成した。To the coating layer-forming material having the above composition, about 30% by weight of xylene (commercial product of the first grade reagent) was externally added to adjust the viscosity, and the step shown in FIG. The same procedure as in Example 1 was repeated, and the above 1.6 to 4.0 was performed.
A coat layer was formed on the surface of the hard chrome plating layer having a surface roughness of μm.
【0040】乾燥及び焼成の各工程中に添加したキシレ
ンは飛散し、グラファイトと粒径0.5〜1.0μmの
FeCr2 O4 粒子とが分散含有せしめられたポリフェ
ニルシリコンよりなり30μmの膜厚を有するコート層
が、1.6〜4.0μmの表面粗さを有する硬質クロム
メッキ層の表面に形成されたトロコイド面を得た。The xylene added during each step of drying and firing scatters and is a 30 μm film made of polyphenyl silicon in which graphite and FeCr 2 O 4 particles having a particle size of 0.5 to 1.0 μm are dispersed and contained. A trochoidal surface was obtained in which the coat layer having a thickness was formed on the surface of the hard chromium plating layer having a surface roughness of 1.6 to 4.0 μm.
【0041】コート層中に分散含有されるFeCr2 O
4 粒子の粒径と、表面にコート層が形成される硬質クロ
ムメッキ層の表面粗さとの間における種々の組合せに対
するシール材の摩耗量を上記摩耗テスト法によって測定
し図4に示した。図4においては縦軸にシール材の摩耗
の程度(比摩耗量)が示され、横軸に硬質クロムメッキ
層の表面粗さが示されており、FeCr2 O4 粒子の粒
径を0.5μm、1μm、5μm、及び10μmに変化
させたときの各測定値となっている。FeCr 2 O dispersedly contained in the coating layer
The wear amount of the sealing material was measured by the above wear test method for various combinations between the particle size of the four particles and the surface roughness of the hard chrome plating layer on which the coat layer is formed, and the results are shown in FIG. In FIG. 4, the vertical axis represents the degree of wear of the seal material (specific wear amount), the horizontal axis represents the surface roughness of the hard chromium plating layer, and the FeCr 2 O 4 particles have a particle size of 0. It is each measured value when changing to 5 μm, 1 μm, 5 μm, and 10 μm.
【0042】図4のグラフに示される結果によれば、硬
質クロムメッキ層の表面粗さが1.6〜4.0μmの範
囲において、FeCr2 O4 粒子の粒径を0.5〜1.
0μmとする構成とした場合にシール材の摩耗を顕著に
低減させることが確認された。According to the results shown in the graph of FIG. 4, when the surface roughness of the hard chromium plating layer is in the range of 1.6 to 4.0 μm, the FeCr 2 O 4 particles have a particle diameter of 0.5 to 1.
It was confirmed that the wear of the sealing material was significantly reduced when the structure was set to 0 μm.
【0043】尚、第2の実施例においては、固体潤滑剤
としてグラファイトに代えて硬度の高い固体潤滑剤を使
用するときは、粒径0.5〜1μmの粒子となすことに
より使用可能となることはいうまでもない。In the second embodiment, when a solid lubricant having a high hardness is used instead of graphite as the solid lubricant, it can be used by forming particles having a particle size of 0.5 to 1 μm. Needless to say.
【0044】上記した構成となされた摺接部材としての
トロコイド面では、固体潤滑剤としてのグラファイト及
び硬質粒子としてのFeCr2 O4 粒子が変性シリコン
系バインダとしてのポリフェニルシリコンと共に、ポー
ラスな表面を有する硬質表面部としての硬質クロムメッ
キ層の表面に形成されている粗面の凹部中に嵌入してい
る。これにより、コート層中のグラファイトの潤滑作用
により摩耗を抑制し、FeCr2 O4 粒子がコート層の
耐久性を高めると共に相手部材であるシール材の微細な
突起を平滑化するという機能を果し、かかる総合的な機
能を上記硬質クロムメッキ層が摩耗し滅失するまで持続
し、長時間にわたる潤滑効果の持続性が得られるのであ
る。On the trochoidal surface as the sliding member having the above-mentioned structure, graphite as a solid lubricant and FeCr 2 O 4 particles as hard particles form a porous surface together with polyphenyl silicon as a modified silicon binder. It is fitted in the concave portion of the rough surface formed on the surface of the hard chromium plating layer as the hard surface portion. As a result, wear is suppressed by the lubricating action of graphite in the coating layer, and FeCr 2 O 4 particles have the function of enhancing the durability of the coating layer and smoothing the fine projections of the sealing material that is the counterpart member. The overall function is maintained until the hard chrome plating layer is worn and lost, and the long-lasting lubricating effect can be obtained.
【0045】[0045]
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
係る初期なじみ性の優れた摺接部材によると、硬質粒子
として硬質で潤滑性のあるカーボン球状粒子が使用され
るため、相手部材と摺接面との間の潤滑性は良好となっ
て相手部材の摩耗は抑止されるので、優れた初期なじみ
性が得られる。As described above, according to the sliding contact member having excellent initial conformability according to the invention of claim 1, since hard and lubricous carbon spherical particles are used as the hard particles, the mating member is used. Since the lubricity between the sliding contact surface and the sliding contact surface is good and wear of the mating member is suppressed, excellent initial conformability can be obtained.
【0046】また、請求項2の発明によると、カーボン
球状粒子は硬質メッキ層表面の凹部に嵌入し、カーボン
球状粒子と相手部材との間の摩擦は軽減されるので、硬
質メッキ層が摩耗しても潤滑効果は持続し、初期なじみ
性はさらに改善される。According to the second aspect of the invention, the spherical carbon particles are fitted into the recesses on the surface of the hard plating layer, and the friction between the spherical carbon particles and the mating member is reduced. However, the lubricating effect continues and the initial running-in property is further improved.
【0047】また、請求項3の発明に係る初期なじみ性
の優れた摺接部材によると、コート層に分散含有される
硬質粒子の粒径は、該コート層が形成される硬質表面部
の表面の表面粗さよりも小さくされ、該硬質表面部の表
面の凹部に嵌入しているため、上記硬質表面部の摩耗に
したがって徐々に摺接面に出現することになり相手部材
の摩耗は緩やかとなるので、優れた初期なじみ性が得ら
れる。According to the sliding contact member having excellent initial conformability according to the invention of claim 3, the particle diameter of the hard particles dispersedly contained in the coating layer is the surface of the hard surface portion on which the coating layer is formed. The surface roughness of the hard surface portion is smaller than that of the hard surface portion, so that the hard surface portion gradually appears on the sliding contact surface as the hard surface portion wears, and the wear of the mating member becomes gentle. Therefore, excellent initial familiarity can be obtained.
【0048】また、請求項4の発明によると、硬質表面
部は、表面粗さが1.6〜4μmの硬質メッキ層とさ
れ、硬質粒子は粒径0.5〜1.0μmのFeCr2 O
4 粒子とされるため、硬質粒子はコート層に分散含有さ
れたまま硬質メッキ層の表面に形成された凹部に嵌入さ
れるので、相手部材の摩耗を低減する硬化が確実に得ら
れる。According to the invention of claim 4, the hard surface portion is a hard plating layer having a surface roughness of 1.6 to 4 μm, and the hard particles are FeCr 2 O having a particle diameter of 0.5 to 1.0 μm.
Since the hard particles are four particles, the hard particles are fitted into the recesses formed on the surface of the hard plating layer while being dispersedly contained in the coat layer, so that hardening that reduces wear of the mating member can be reliably obtained.
【0049】すなわち、請求項1〜請求項4の発明によ
れば、従来例にみられたような、金属酸化物よりなる硬
質粒子を分散含有せしめたコート層を摺接面に形成する
ことにより生ずる相手部材が著しく摩耗するという問題
は解消される。That is, according to the inventions of claims 1 to 4, by forming on the sliding contact surface a coating layer containing hard particles of a metal oxide dispersed therein as in the prior art. The resulting problem of significant wear of the mating member is eliminated.
【0050】また、カーボン球状粒子は比重が軽いこ
と、及び硬質粒子は粒径を平均して微細化されているこ
とにより、本発明における硬質粒子はコート層形成材中
において沈降が抑制されており、これにより上記コート
層形成材の長期保存が可能となる。Further, since the spherical carbon particles have a low specific gravity and the hard particles are made finer by averaging the particle diameters, the hard particles in the present invention are prevented from settling in the coating layer forming material. Therefore, the coating layer forming material can be stored for a long period of time.
【図1】本発明の第1及び第2の実施例に係るトロコイ
ド面の加工工程を示す工程図である。FIG. 1 is a process drawing showing a trochoid surface processing process according to first and second embodiments of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施例における固体潤滑剤含有
量と比摩耗量との関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the solid lubricant content and the specific wear amount in the first example of the present invention.
【図3】上記第1の実施例における摩擦距離と摩耗量の
関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the friction distance and the amount of wear in the first embodiment.
【図4】本発明の第2の実施例における硬質クロムメッ
キ層の表面粗さと比摩耗量との関係を示すグラフであ
る。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the surface roughness of the hard chrome plating layer and the specific wear amount in the second embodiment of the present invention.
Claims (4)
のカーボン球状粒子と該カーボン球状粒子を分散せしめ
た99〜75重量%の変性シリコン系バインダとよりな
るコート層が形成されていることを特徴とする初期なじ
み性の優れた摺接部材。1. The sliding contact surface with a mating member has 1 to 25% by weight.
A sliding contact member having excellent initial conformability, characterized in that a coating layer composed of the spherical carbon particles described above and 99-75% by weight of a modified silicon binder in which the spherical carbon particles are dispersed is formed.
有する硬質メッキ層が形成され、該硬質メッキ層の表面
に1〜25重量%のカーボン球状粒子と該カーボン球状
粒子を分散せしめた99〜75重量%の変性シリコン系
バインダとよりなるコート層が形成されていることを特
徴とする初期なじみ性の優れた摺接部材。2. A hard plating layer having a porous surface is formed on a sliding contact surface with a mating member, and 1 to 25% by weight of carbon spherical particles and the carbon spherical particles are dispersed on the surface of the hard plating layer. A sliding contact member having excellent initial conformability, characterized in that a coat layer composed of 99 to 75% by weight of a modified silicone binder is formed.
有する硬質表面部が形成され、該硬質表面部の表面に、
変性シリコン系バインダに固体潤滑剤と上記硬質表面部
の表面粗さより小さい粒径の硬質粒子とを分散含有せし
めてなるコート層が形成されていることを特徴とする初
期なじみ性の優れた摺接部材。3. A hard surface portion having a porous surface is formed on a sliding contact surface with a mating member, and the hard surface portion has a surface.
A sliding contact excellent in initial familiarity, characterized in that a modified silicon-based binder is formed with a coating layer in which a solid lubricant and hard particles having a particle diameter smaller than the surface roughness of the hard surface portion are dispersed and contained. Element.
4.0μmの硬質メッキ層よりなり、上記硬質粒子は粒
径が0.5〜1.0μmのFeCr2 O4 粒子よりなる
ことを特徴とする請求項3に記載の初期なじみ性の優れ
た摺接部材。4. The hard surface portion has a surface roughness of 1.6 to
Made of a hard plated layer of 4.0 .mu.m, the hard particles sliding excellent initial conformability of claim 3, characterized in that the particle size is from FeCr 2 O 4 particles 0.5~1.0μm Contact member.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4526292A JPH05247667A (en) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | Sliding member excellent in initial fitness |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4526292A JPH05247667A (en) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | Sliding member excellent in initial fitness |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05247667A true JPH05247667A (en) | 1993-09-24 |
Family
ID=12714380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4526292A Withdrawn JPH05247667A (en) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | Sliding member excellent in initial fitness |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05247667A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7413769B2 (en) | 2005-07-01 | 2008-08-19 | Mcdevitt Erin T | Process for applying a metallic coating, an intermediate coated product, and a finish coated product |
-
1992
- 1992-03-03 JP JP4526292A patent/JPH05247667A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7413769B2 (en) | 2005-07-01 | 2008-08-19 | Mcdevitt Erin T | Process for applying a metallic coating, an intermediate coated product, and a finish coated product |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990518 |