JPH06174086A - 摺動面構成体 - Google Patents
摺動面構成体Info
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- JPH06174086A JPH06174086A JP35029992A JP35029992A JPH06174086A JP H06174086 A JPH06174086 A JP H06174086A JP 35029992 A JP35029992 A JP 35029992A JP 35029992 A JP35029992 A JP 35029992A JP H06174086 A JPH06174086 A JP H06174086A
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- Japan
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- oriented
- sliding surface
- crystal
- crystals
- hhh
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐焼付き性および耐摩耗性を向上させた摺動
面構成体を提供する。 【構成】 摺動面構成体４は、体心立方構造を持つＦｅ
結晶の集合体より構成される。その集合体は、ミラー指
数で｛２２２｝面を摺動面４ａ側に向けた｛２２２｝配
向性Ｆｅ結晶６1 と、ミラー指数で｛１１０｝面を摺動
面４ａ側に向けた｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶６2 とを含
む。｛２２２｝，｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶６1 ，６2
の存在率ＳはそれぞれＳ≧２０％である。｛２２２｝配
向性Ｆｅ結晶６1 は、摺動面４ａにおいて比較的大きな
三角錐状をなし、硬さは比較的低く、初期なじみ性向上
に寄与する。｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶６2 は、摺動面
４ａにおいて板状をなし、相互の食込み等により油溜り
を形成すると共に耐摩耗性向上に寄与する。
面構成体を提供する。 【構成】 摺動面構成体４は、体心立方構造を持つＦｅ
結晶の集合体より構成される。その集合体は、ミラー指
数で｛２２２｝面を摺動面４ａ側に向けた｛２２２｝配
向性Ｆｅ結晶６1 と、ミラー指数で｛１１０｝面を摺動
面４ａ側に向けた｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶６2 とを含
む。｛２２２｝，｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶６1 ，６2
の存在率ＳはそれぞれＳ≧２０％である。｛２２２｝配
向性Ｆｅ結晶６1 は、摺動面４ａにおいて比較的大きな
三角錐状をなし、硬さは比較的低く、初期なじみ性向上
に寄与する。｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶６2 は、摺動面
４ａにおいて板状をなし、相互の食込み等により油溜り
を形成すると共に耐摩耗性向上に寄与する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、相手部材との摺動面を
構成する摺動面構成体に関する。
構成する摺動面構成体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種摺動面構成体としては、例
えば内燃機関用ピストンにおいて、Ａｌ合金製母材のラ
ンド部およびスカート部外周面に、耐摩耗性の向上を狙
って設けられるＦｅメッキ層が知られている。
えば内燃機関用ピストンにおいて、Ａｌ合金製母材のラ
ンド部およびスカート部外周面に、耐摩耗性の向上を狙
って設けられるＦｅメッキ層が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、内燃機
関が高速、且つ高出力化の傾向にある現在の状況下で
は、従来の摺動面構成体は耐摩耗性において難点がある
上、オイル保持性、つまり保油性が十分でなく、また初
期なじみ性も悪いため耐焼付き性が乏しいという問題が
ある。その上、機関始動時の無潤滑状態に近い状況下で
ランド部およびスカート部がシリンダボア内壁を摺動す
ると、硬さの高い鉄メッキ層によってシリンダボア内壁
の摩耗が進行することがある、といった問題もある。
関が高速、且つ高出力化の傾向にある現在の状況下で
は、従来の摺動面構成体は耐摩耗性において難点がある
上、オイル保持性、つまり保油性が十分でなく、また初
期なじみ性も悪いため耐焼付き性が乏しいという問題が
ある。その上、機関始動時の無潤滑状態に近い状況下で
ランド部およびスカート部がシリンダボア内壁を摺動す
ると、硬さの高い鉄メッキ層によってシリンダボア内壁
の摩耗が進行することがある、といった問題もある。
【０００４】本発明は前記に鑑み、結晶構造を特定する
ことによって、比較的高い硬さ、十分な保油性および良
好な初期なじみ性を持ち、これにより耐摩耗性および耐
焼付き性を向上させることができ、また相手部材の摩耗
を抑制することができるようにした前記摺動面構成体を
提供することを目的とする。
ことによって、比較的高い硬さ、十分な保油性および良
好な初期なじみ性を持ち、これにより耐摩耗性および耐
焼付き性を向上させることができ、また相手部材の摩耗
を抑制することができるようにした前記摺動面構成体を
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る摺動面構成
体は、体心立方構造を持つ金属結晶の集合体より構成さ
れ、その集合体は、ミラー指数で（ｈｈｈ）面を摺動面
側に向けた（ｈｈｈ）配向性金属結晶と、ミラー指数で
（ｈｈ０）面を摺動面側に向けた（ｈｈ０）配向性金属
結晶とを含み、前記（ｈｈｈ）配向性金属結晶および
（ｈｈ０）配向性金属結晶の存在率ＳはそれぞれＳ≧２
０％であることを特徴とする。
体は、体心立方構造を持つ金属結晶の集合体より構成さ
れ、その集合体は、ミラー指数で（ｈｈｈ）面を摺動面
側に向けた（ｈｈｈ）配向性金属結晶と、ミラー指数で
（ｈｈ０）面を摺動面側に向けた（ｈｈ０）配向性金属
結晶とを含み、前記（ｈｈｈ）配向性金属結晶および
（ｈｈ０）配向性金属結晶の存在率ＳはそれぞれＳ≧２
０％であることを特徴とする。
【０００６】
【作用】（ｈｈｈ）配向性金属結晶は柱状に成長し、摺
動面においては比較的大きな角錐状または角錐台状をな
し、その硬さは比較的低い。一方、（ｈｈ０）配向性金
属結晶は、摺動面において比較的大きな板状をなし、そ
の（ｈｈ０）面は原子の最密面であることから、その結
晶は比較的高い硬さを有し、強度も高い。
動面においては比較的大きな角錐状または角錐台状をな
し、その硬さは比較的低い。一方、（ｈｈ０）配向性金
属結晶は、摺動面において比較的大きな板状をなし、そ
の（ｈｈ０）面は原子の最密面であることから、その結
晶は比較的高い硬さを有し、強度も高い。
【０００７】そこで、（ｈｈｈ），（ｈｈ０）配向性金
属結晶の存在率Ｓを前記のように設定すると、（ｈｈ
ｈ）配向性金属結晶間に、（ｈｈ０）配向性金属結晶相
互の食込みおよび重なり合いによる複雑な溝を持つ油溜
りが形成されることから、摺動時における摺動面構成体
の保油性が良好となる。また（ｈｈｈ）配向性金属結晶
における先端部側の優先的摩耗によって摺動面構成体の
初期なじみ性も良好である。これにより摺動面構成体の
耐焼付き性が向上する。
属結晶の存在率Ｓを前記のように設定すると、（ｈｈ
ｈ）配向性金属結晶間に、（ｈｈ０）配向性金属結晶相
互の食込みおよび重なり合いによる複雑な溝を持つ油溜
りが形成されることから、摺動時における摺動面構成体
の保油性が良好となる。また（ｈｈｈ）配向性金属結晶
における先端部側の優先的摩耗によって摺動面構成体の
初期なじみ性も良好である。これにより摺動面構成体の
耐焼付き性が向上する。
【０００８】（ｈｈｈ）配向性金属結晶の先端部側の摩
耗が進行した後は、（ｈｈｈ），（ｈｈ０）配向性金属
結晶が摺動荷重を担持することになるが、前記油溜り効
果と，（ｈｈ０）配向性金属結晶の硬さおよび強度とに
よって摩耗の進行が抑制されるので、摺動面構成体の耐
摩耗性が向上する。また無潤滑状態においても、摺動面
構成体は耐摩耗性を発揮すると共に相手部材の摩耗を抑
制する、といった摺動特性を発揮する。
耗が進行した後は、（ｈｈｈ），（ｈｈ０）配向性金属
結晶が摺動荷重を担持することになるが、前記油溜り効
果と，（ｈｈ０）配向性金属結晶の硬さおよび強度とに
よって摩耗の進行が抑制されるので、摺動面構成体の耐
摩耗性が向上する。また無潤滑状態においても、摺動面
構成体は耐摩耗性を発揮すると共に相手部材の摩耗を抑
制する、といった摺動特性を発揮する。
【０００９】ただし、（ｈｈｈ），（ｈｈ０）配向性金
属結晶の少なくとも一方の存在率ＳがＳ＜２０％では摺
動面構成体の耐摩耗性、耐焼付き性および相手部材に対
する摩耗抑制効果が低下する。
属結晶の少なくとも一方の存在率ＳがＳ＜２０％では摺
動面構成体の耐摩耗性、耐焼付き性および相手部材に対
する摩耗抑制効果が低下する。
【００１０】
【実施例】図１，図２において、内燃機関用ピストン１
はＡｌ合金製母材２を有し、その母材２のランド部３1
およびスカート部３2 外周面に、メッキ処理により層状
摺動面構成体４が形成される。
はＡｌ合金製母材２を有し、その母材２のランド部３1
およびスカート部３2 外周面に、メッキ処理により層状
摺動面構成体４が形成される。
【００１１】図３に示すように、摺動面構成体４は体心
立方構造（ｂｃｃ構造）を持つ金属結晶の集合体より構
成される。その集合体は、ミラー指数で（ｈｈｈ）面
を、シリンダボア内壁５との摺動面４ａ側に向けた（ｈ
ｈｈ）配向性金属結晶と、ミラー指数で（ｈｈ０）面を
摺動面４ａ側に向けた（ｈｈ０）配向性金属結晶とを含
み、（ｈｈｈ）配向性金属結晶および（ｈｈ０）配向性
金属結晶の存在率ＳはそれぞれＳ≧２０％に設定されて
いる。
立方構造（ｂｃｃ構造）を持つ金属結晶の集合体より構
成される。その集合体は、ミラー指数で（ｈｈｈ）面
を、シリンダボア内壁５との摺動面４ａ側に向けた（ｈ
ｈｈ）配向性金属結晶と、ミラー指数で（ｈｈ０）面を
摺動面４ａ側に向けた（ｈｈ０）配向性金属結晶とを含
み、（ｈｈｈ）配向性金属結晶および（ｈｈ０）配向性
金属結晶の存在率ＳはそれぞれＳ≧２０％に設定されて
いる。
【００１２】（ｈｈｈ）配向性金属結晶６1 は柱状に成
長し、図４に示すように摺動面４ａにおいては比較的大
きな角錐状または角錐台状、図示例では三角錐状をな
し、その硬さは比較的低い。一方、（ｈｈ０）配向性金
属結晶６2 は、摺動面４ａにおいて比較的大きな板状を
なし、その（ｈｈ０）面は原子の最密面であることか
ら、その結晶６2 は比較的高い硬さを有し、強度も高
い。
長し、図４に示すように摺動面４ａにおいては比較的大
きな角錐状または角錐台状、図示例では三角錐状をな
し、その硬さは比較的低い。一方、（ｈｈ０）配向性金
属結晶６2 は、摺動面４ａにおいて比較的大きな板状を
なし、その（ｈｈ０）面は原子の最密面であることか
ら、その結晶６2 は比較的高い硬さを有し、強度も高
い。
【００１３】そこで、（ｈｈｈ），（ｈｈ０）配向性金
属結晶６1 ，６2 の存在率Ｓを前記のように設定する
と、（ｈｈｈ）配向性金属結晶６1 間に、（ｈｈ０）配
向性金属結晶６2 相互の食込みおよび重なり合いによる
複雑な溝７を持つ油溜りが形成されることから、摺動時
における摺動面構成体４の保油性が良好となる。また
（ｈｈｈ）配向性金属結晶６1 における先端部側の優先
的摩耗によって摺動面構成体４の初期なじみ性も良好で
ある。これにより摺動面構成体４の耐焼付き性が向上す
る。
属結晶６1 ，６2 の存在率Ｓを前記のように設定する
と、（ｈｈｈ）配向性金属結晶６1 間に、（ｈｈ０）配
向性金属結晶６2 相互の食込みおよび重なり合いによる
複雑な溝７を持つ油溜りが形成されることから、摺動時
における摺動面構成体４の保油性が良好となる。また
（ｈｈｈ）配向性金属結晶６1 における先端部側の優先
的摩耗によって摺動面構成体４の初期なじみ性も良好で
ある。これにより摺動面構成体４の耐焼付き性が向上す
る。
【００１４】（ｈｈｈ）配向性金属結晶６1 の先端部側
の摩耗が進行した後は、（ｈｈｈ），（ｈｈ０）配向性
金属結晶６1 ，６2 が摺動荷重を担持することになる
が、前記油溜り効果と、（ｈｈ０）配向性金属結晶６2
の硬さおよび強度とによって摩耗の進行が抑制されるの
で、摺動面構成体４の耐摩耗性が向上する。また無潤滑
状態においても、摺動面構成体４は耐摩耗性を発揮する
と共に相手部材であるシリンダボア内壁５の摩耗を抑制
する、といった摺動特性を発揮する。
の摩耗が進行した後は、（ｈｈｈ），（ｈｈ０）配向性
金属結晶６1 ，６2 が摺動荷重を担持することになる
が、前記油溜り効果と、（ｈｈ０）配向性金属結晶６2
の硬さおよび強度とによって摩耗の進行が抑制されるの
で、摺動面構成体４の耐摩耗性が向上する。また無潤滑
状態においても、摺動面構成体４は耐摩耗性を発揮する
と共に相手部材であるシリンダボア内壁５の摩耗を抑制
する、といった摺動特性を発揮する。
【００１５】図５に示すように、摺動面４ａに沿う仮想
面８に対する（ｈｈｈ）面の傾きは三角錐の傾きとなっ
て現われるので、摺動面構成体４の初期なじみ性に影響
を与える。そこで、（ｈｈｈ）面が仮想面８に対してな
す傾き角θは０°≦θ≦１５°に設定される。この傾き
角θは（ｈｈ０）面についても、その保油性に影響を与
えるので、前記同様に０°≦θ≦１５°である。この場
合、（ｈｈｈ）面、（ｈｈ０）面の傾き方向については
限定されない。（ｈｈｈ）面および（ｈｈ０）面につい
て傾き角θがθ＞１５°になると、摺動面構成体４の保
油性および初期なじみ性が低下する。
面８に対する（ｈｈｈ）面の傾きは三角錐の傾きとなっ
て現われるので、摺動面構成体４の初期なじみ性に影響
を与える。そこで、（ｈｈｈ）面が仮想面８に対してな
す傾き角θは０°≦θ≦１５°に設定される。この傾き
角θは（ｈｈ０）面についても、その保油性に影響を与
えるので、前記同様に０°≦θ≦１５°である。この場
合、（ｈｈｈ）面、（ｈｈ０）面の傾き方向については
限定されない。（ｈｈｈ）面および（ｈｈ０）面につい
て傾き角θがθ＞１５°になると、摺動面構成体４の保
油性および初期なじみ性が低下する。
【００１６】ｂｃｃ構造を持つ金属結晶としては、Ｆ
ｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｖ等の単体ま
たは合金の結晶を挙げることができる。
ｅ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｖ等の単体ま
たは合金の結晶を挙げることができる。
【００１７】本発明に係る摺動面構成体４を形成するた
めのメッキ処理において、電気Ｆｅメッキ処理を行う場
合の基本的条件は、表１、表２の通りである。
めのメッキ処理において、電気Ｆｅメッキ処理を行う場
合の基本的条件は、表１、表２の通りである。
【００１８】
【表１】 有機系添加剤としては、尿素、サッカリン等が用いられ
る。
る。
【００１９】
【表２】 前記条件下で行われる電気Ｆｅメッキ処理において、陰
極電流密度、メッキ浴ｐＨ、有機系添加剤の配合量等に
よって（ｈｈｈ），（ｈｈ０）配向性Ｆｅ結晶の晶出、
その存在量等を制御する。
極電流密度、メッキ浴ｐＨ、有機系添加剤の配合量等に
よって（ｈｈｈ），（ｈｈ０）配向性Ｆｅ結晶の晶出、
その存在量等を制御する。
【００２０】メッキ処理としては、電気メッキ処理の外
に、真空メッキ処理、例えば気相メッキ法（ＰＶＤ法、
ＣＶＤ法）、スパッタ法、イオンプレーティング等を挙
げることができる。スパッタ法によりＷ、Ｍｏメッキを
行う場合の条件は、例えばＡｒ圧力 ０．８Ｐａ、Ａｒ
加速電力 直流１ｋＷ、母材温度 １００℃である。Ｃ
ＶＤ法によりＷメッキを行う場合の条件は、例えば原材
料 ＷＦ6 、ガス流量１０cc／min 、チャンバ内圧力
１００Ｐａ、母材温度 ５００℃である。
に、真空メッキ処理、例えば気相メッキ法（ＰＶＤ法、
ＣＶＤ法）、スパッタ法、イオンプレーティング等を挙
げることができる。スパッタ法によりＷ、Ｍｏメッキを
行う場合の条件は、例えばＡｒ圧力 ０．８Ｐａ、Ａｒ
加速電力 直流１ｋＷ、母材温度 １００℃である。Ｃ
ＶＤ法によりＷメッキを行う場合の条件は、例えば原材
料 ＷＦ6 、ガス流量１０cc／min 、チャンバ内圧力
１００Ｐａ、母材温度 ５００℃である。
【００２１】以下、具体例について説明する。
【００２２】Ａｌ合金製母材２のランド部３1 およびス
カート部３2 外周面に、電気Ｆｅメッキ処理を施すこと
によりＦｅ結晶の集合体より構成された摺動面構成体４
を形成して複数の内燃機関用ピストン１を製造した。
カート部３2 外周面に、電気Ｆｅメッキ処理を施すこと
によりＦｅ結晶の集合体より構成された摺動面構成体４
を形成して複数の内燃機関用ピストン１を製造した。
【００２３】表３、表４は、摺動面構成体４の例１〜１
４における電気Ｆｅメッキ処理条件を示す。
４における電気Ｆｅメッキ処理条件を示す。
【００２４】
【表３】
【００２５】
【表４】 表５，表６は、例１〜１４における摺動面４ａの結晶形
態、Ｆｅ結晶の粒径、各配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓおよ
び硬さをそれぞれ示す。
態、Ｆｅ結晶の粒径、各配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓおよ
び硬さをそれぞれ示す。
【００２６】
【表５】
【００２７】
【表６】 存在率Ｓは、例１〜１４のＸ線回折図（Ｘ線照射方向は
摺動面４ａに対して直角方向）に基づいて次のような方
法で求められたものである。一例として、例２について
説明すると、図６は例３のＸ線回折図であり、各配向性
Ｆｅ結晶の存在率Ｓは次式から求められた。なお、例え
ば｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶とは、｛１１０｝面を摺動
面４ａ側に向けた配向性Ｆｅ結晶を意味する。 ｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ110 ＝｛（Ｉ110 ／ＩＡ
110 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２００｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ200 ＝｛（Ｉ200 ／ＩＡ
200 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２１１｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ211 ＝｛（Ｉ211 ／ＩＡ
211 ）／Ｔ｝×１００、 ｛３１０｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ310 ＝｛（Ｉ310 ／ＩＡ
310 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ222 ＝｛（Ｉ222 ／ＩＡ
222 ）／Ｔ｝×１００ ここで、Ｉ110 、Ｉ200 、Ｉ211 、Ｉ310 、Ｉ222 は各
結晶面のＸ線反射強度の測定値（ｃｐｓ）であり、また
ＩＡ110 、ＩＡ200 、ＩＡ211 、ＩＡ310 、ＩＡ222 は
ＡＳＴＭカードにおける各結晶面のＸ線反射強度比で、
ＩＡ110 ＝１００、ＩＡ200 ＝２０、ＩＡ211 ＝３０、
ＩＡ310 ＝１２、ＩＡ222 ＝６である。さらにＴは、Ｔ
＝（Ｉ110 ／ＩＡ110 ）＋（Ｉ200 ／ＩＡ200 ）＋（Ｉ
211 ／ＩＡ211 ）＋（Ｉ310 ／ＩＡ310 ）＋（Ｉ222 ／
ＩＡ222 ）である。
摺動面４ａに対して直角方向）に基づいて次のような方
法で求められたものである。一例として、例２について
説明すると、図６は例３のＸ線回折図であり、各配向性
Ｆｅ結晶の存在率Ｓは次式から求められた。なお、例え
ば｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶とは、｛１１０｝面を摺動
面４ａ側に向けた配向性Ｆｅ結晶を意味する。 ｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ110 ＝｛（Ｉ110 ／ＩＡ
110 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２００｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ200 ＝｛（Ｉ200 ／ＩＡ
200 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２１１｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ211 ＝｛（Ｉ211 ／ＩＡ
211 ）／Ｔ｝×１００、 ｛３１０｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ310 ＝｛（Ｉ310 ／ＩＡ
310 ）／Ｔ｝×１００、 ｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶：Ｓ222 ＝｛（Ｉ222 ／ＩＡ
222 ）／Ｔ｝×１００ ここで、Ｉ110 、Ｉ200 、Ｉ211 、Ｉ310 、Ｉ222 は各
結晶面のＸ線反射強度の測定値（ｃｐｓ）であり、また
ＩＡ110 、ＩＡ200 、ＩＡ211 、ＩＡ310 、ＩＡ222 は
ＡＳＴＭカードにおける各結晶面のＸ線反射強度比で、
ＩＡ110 ＝１００、ＩＡ200 ＝２０、ＩＡ211 ＝３０、
ＩＡ310 ＝１２、ＩＡ222 ＝６である。さらにＴは、Ｔ
＝（Ｉ110 ／ＩＡ110 ）＋（Ｉ200 ／ＩＡ200 ）＋（Ｉ
211 ／ＩＡ211 ）＋（Ｉ310 ／ＩＡ310 ）＋（Ｉ222 ／
ＩＡ222 ）である。
【００２８】図７は、例３における摺動面４ａの結晶構
造を示す顕微鏡写真（５０００倍）である。図７におい
て、比較的大きな三角錐状をなす（ｈｈｈ）配向性Ｆｅ
結晶と、多数の板状をなす（ｈｈ０）配向性Ｆｅ結晶と
が観察される。（ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶は（ｈｈｈ）
面、したがって｛２２２｝面を摺動面４ａ側に向けた
｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶であり、その｛２２２｝配向
性Ｆｅ結晶の存在率Ｓは、表５，図６に示すように、Ｓ
＝４０．６％である。（ｈｈ０）配向性Ｆｅ結晶は（ｈ
ｈ０）面、したがって｛１１０｝面を摺動面４ａ側に向
けた｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶であり、その｛１１０｝
配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓは、表５，図６に示すよう
に、Ｓ＝２０．７％である。｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶
間に｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶相互の食込み等によって
油溜りが形成される。
造を示す顕微鏡写真（５０００倍）である。図７におい
て、比較的大きな三角錐状をなす（ｈｈｈ）配向性Ｆｅ
結晶と、多数の板状をなす（ｈｈ０）配向性Ｆｅ結晶と
が観察される。（ｈｈｈ）配向性Ｆｅ結晶は（ｈｈｈ）
面、したがって｛２２２｝面を摺動面４ａ側に向けた
｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶であり、その｛２２２｝配向
性Ｆｅ結晶の存在率Ｓは、表５，図６に示すように、Ｓ
＝４０．６％である。（ｈｈ０）配向性Ｆｅ結晶は（ｈ
ｈ０）面、したがって｛１１０｝面を摺動面４ａ側に向
けた｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶であり、その｛１１０｝
配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓは、表５，図６に示すよう
に、Ｓ＝２０．７％である。｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶
間に｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶相互の食込み等によって
油溜りが形成される。
【００２９】次に、例１〜１４について、チップオンデ
ィスク方式による焼付きテストを行って、焼付き発生荷
重を求めたところ、表７の結果を得た。テスト条件は次
の通りである。ディスクの材質 Ａｌ−１０重量％Ｓｉ
合金、ディスクの回転速度１５ｍ／sec 、給油量 ０．
３ml／min 、摺動面構成体より製作されたチップの摺動
面の面積 １cm2 。
ィスク方式による焼付きテストを行って、焼付き発生荷
重を求めたところ、表７の結果を得た。テスト条件は次
の通りである。ディスクの材質 Ａｌ−１０重量％Ｓｉ
合金、ディスクの回転速度１５ｍ／sec 、給油量 ０．
３ml／min 、摺動面構成体より製作されたチップの摺動
面の面積 １cm2 。
【００３０】図８は、摺動後の例３における摺動面の結
晶構造を示す顕微鏡写真（５０００倍）であり、｛２２
２｝配向性Ｆｅ結晶の先端部側が摩耗していることが判
る。
晶構造を示す顕微鏡写真（５０００倍）であり、｛２２
２｝配向性Ｆｅ結晶の先端部側が摩耗していることが判
る。
【００３１】
【表７】 図９は、表７の例３，７，１２，１４と焼付き発生荷重
との関係をグラフ化したものである。表７、図９より、
例３，７は焼付き発生荷重が高いことが判る。これは、
｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶および｛１１０｝配向性Ｆｅ
結晶の存在率ＳがそれぞれＳ≧２０％であることに起因
する。
との関係をグラフ化したものである。表７、図９より、
例３，７は焼付き発生荷重が高いことが判る。これは、
｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶および｛１１０｝配向性Ｆｅ
結晶の存在率ＳがそれぞれＳ≧２０％であることに起因
する。
【００３２】図１０は、例１〜１４における｛１１０｝
配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓと焼付き発生荷重との関係を
示す。図中、点（１）〜（１４）は例１〜１４にそれぞ
れ対応する。また線ｘ1 は｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶の
存在率ＳがＳ≧４０％の場合に、線ｘ2 は｛２２２｝配
向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓが２０％≦Ｓ≦２５％の場合
に、線ｘ3 は｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶の存在率ＳがＳ
＝１０％の場合にそれぞれ該当する。
配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓと焼付き発生荷重との関係を
示す。図中、点（１）〜（１４）は例１〜１４にそれぞ
れ対応する。また線ｘ1 は｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶の
存在率ＳがＳ≧４０％の場合に、線ｘ2 は｛２２２｝配
向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓが２０％≦Ｓ≦２５％の場合
に、線ｘ3 は｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶の存在率ＳがＳ
＝１０％の場合にそれぞれ該当する。
【００３３】図１０より、｛２２２｝，｛１１０｝配向
性Ｆｅ結晶の存在率ＳをそれぞれＳ≧２０％に設定する
ことによって、摺動面構成体の耐焼付き性が向上するこ
とが判る。
性Ｆｅ結晶の存在率ＳをそれぞれＳ≧２０％に設定する
ことによって、摺動面構成体の耐焼付き性が向上するこ
とが判る。
【００３４】次に、｛２２２｝配向性Ｆｅ結晶の存在率
ＳがＳ≧２０％である例５〜１０について、無潤滑状態
でチップオンディスク方式による摩耗テストを行って、
｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓと、チップおよび
ディスクの摩耗量との関係を求めたところ、表８、図１
１の結果を得た。テスト条件は次の通りである。ディス
クの材質 Ａｌ−１０重量％Ｓｉ合金、ディスクの回転
速度 ０．５ｍ／sec、荷重 １００Ｎ、摺動距離 １k
m、摺動面構成体より製作されたチップの摺動面の面積
１cm2 。摩耗量はディスクおよびチップの面積１cm2
当りの減量（mg）である。
ＳがＳ≧２０％である例５〜１０について、無潤滑状態
でチップオンディスク方式による摩耗テストを行って、
｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓと、チップおよび
ディスクの摩耗量との関係を求めたところ、表８、図１
１の結果を得た。テスト条件は次の通りである。ディス
クの材質 Ａｌ−１０重量％Ｓｉ合金、ディスクの回転
速度 ０．５ｍ／sec、荷重 １００Ｎ、摺動距離 １k
m、摺動面構成体より製作されたチップの摺動面の面積
１cm2 。摩耗量はディスクおよびチップの面積１cm2
当りの減量（mg）である。
【００３５】
【表８】 図１１は、表８をグラフ化したもので、図中、点（５）
〜（１０）は例５〜１０のチップにそれぞれ対応する。
〜（１０）は例５〜１０のチップにそれぞれ対応する。
【００３６】表８、図１１から明らかなように、｛２２
２｝，｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓがそれぞれ
Ｓ≧４０％である例５〜７のチップは、例８〜１０に比
べて摩耗量が少なく、また相手部材であるディスクの摩
耗を大幅に抑制することができるものである。
２｝，｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓがそれぞれ
Ｓ≧４０％である例５〜７のチップは、例８〜１０に比
べて摩耗量が少なく、また相手部材であるディスクの摩
耗を大幅に抑制することができるものである。
【００３７】前記摩耗テストは無潤滑状態で行われた
が、潤滑状態での摩耗テストにおいても、無潤滑状態の
ときと略同様の傾向がみられた。なお、潤滑状態での摩
耗テスト条件は次の通りである。ディスクの材質 Ａｌ
−１０重量％Ｓｉ合金、ディスクの回転速度 ５ｍ／se
c 、給油量 ０．３ml／min 、荷重 １００Ｎ、摺動距
離 １０km、摺動面構成体より製作されたチップの摺動
面の面積 １cm2 。摩耗量については前記と同じであ
る。
が、潤滑状態での摩耗テストにおいても、無潤滑状態の
ときと略同様の傾向がみられた。なお、潤滑状態での摩
耗テスト条件は次の通りである。ディスクの材質 Ａｌ
−１０重量％Ｓｉ合金、ディスクの回転速度 ５ｍ／se
c 、給油量 ０．３ml／min 、荷重 １００Ｎ、摺動距
離 １０km、摺動面構成体より製作されたチップの摺動
面の面積 １cm2 。摩耗量については前記と同じであ
る。
【００３８】摺動面構成体は、例えば次のような内燃機
関用部品等の摺動部に適用される。ピストン（リング
溝）、ピストンリング、ピストンピン、コンロッド、ク
ランクシャフト、軸受メタル、オイルポンプロータ、オ
イルポンプロータハウジング、カムシャフト、スプリン
グ（端面）、スプリングシート、スプリングリテーナ、
コッタ、ロッカアーム、ローラベアリングアウタケー
ス、ローラベアリングインナケース、バルブステム、バ
ルブフェイス、油圧タペット、ウオータポンプロータシ
ャフト、プーリ、ギア、トランスミッションシャフト
部、クラッチプレート、ワッシャ、ボルト（座面、ねじ
部）。
関用部品等の摺動部に適用される。ピストン（リング
溝）、ピストンリング、ピストンピン、コンロッド、ク
ランクシャフト、軸受メタル、オイルポンプロータ、オ
イルポンプロータハウジング、カムシャフト、スプリン
グ（端面）、スプリングシート、スプリングリテーナ、
コッタ、ロッカアーム、ローラベアリングアウタケー
ス、ローラベアリングインナケース、バルブステム、バ
ルブフェイス、油圧タペット、ウオータポンプロータシ
ャフト、プーリ、ギア、トランスミッションシャフト
部、クラッチプレート、ワッシャ、ボルト（座面、ねじ
部）。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、結晶構造を前記のよう
に特定することによって、耐焼付き性および耐摩耗性に
優れ、また相手部材の摩耗を抑制し得る摺動面構成体を
提供することができる。
に特定することによって、耐焼付き性および耐摩耗性に
優れ、また相手部材の摩耗を抑制し得る摺動面構成体を
提供することができる。
【図１】ピストンの側面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】体心立方構造およびその（ｈｈｈ）面および
（ｈｈ０）面を示す斜視図である。
（ｈｈ０）面を示す斜視図である。
【図４】摺動面構成体の一例を示す要部平面図である。
【図５】体心立方構造における（ｈｈｈ）面の傾きを示
す説明図である。
す説明図である。
【図６】摺動面構成体の一例におけるＸ線回折図であ
る。
る。
【図７】摺動面構成体における摺動面の結晶構造を示す
顕微鏡写真である。
顕微鏡写真である。
【図８】摺動後の摺動面構成体における摺動面の結晶構
造を示す顕微鏡写真である。
造を示す顕微鏡写真である。
【図９】例３，７，１２，１４の焼付き発生荷重を示す
グラフである。
グラフである。
【図１０】｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶の存在率と焼付き
発生荷重との関係を示すグラフである。
発生荷重との関係を示すグラフである。
【図１１】例５〜１０における｛１１０｝配向性Ｆｅ結
晶の存在率と、チップおよびディスクの摩耗量との関係
を示すグラフである。
晶の存在率と、チップおよびディスクの摩耗量との関係
を示すグラフである。
４ 摺動面構成体 ４ａ 摺動面 ６1 ，６2 （ｈｈｈ），（ｈｈ０）配向性Ｆｅ結晶
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年１１月２９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】メッキ処理としては、電気メッキ処理の外
に、例えば気相メッキ法であるＰＶＤ法、ＣＶＤ法、ス
パッタ法、イオンプレーティング等を挙げることができ
る。スパッタ法によりＷ、Ｍｏメッキを行う場合の条件
は、例えばＡｒ圧力 ０．２〜１Ｐａ、Ａｒ加速電力
直流１〜１．５ｋＷ、母材温度 １５０〜３００℃であ
る。ＣＶＤ法によりＷメッキを行う場合の条件は、例え
ば原材料 ＷＦ6 、ガス流量 ２〜１５cc／min 、チャ
ンバ内圧力 ５０〜３００Ｐａ、母材温度 ４００〜６
００℃である。
に、例えば気相メッキ法であるＰＶＤ法、ＣＶＤ法、ス
パッタ法、イオンプレーティング等を挙げることができ
る。スパッタ法によりＷ、Ｍｏメッキを行う場合の条件
は、例えばＡｒ圧力 ０．２〜１Ｐａ、Ａｒ加速電力
直流１〜１．５ｋＷ、母材温度 １５０〜３００℃であ
る。ＣＶＤ法によりＷメッキを行う場合の条件は、例え
ば原材料 ＷＦ6 、ガス流量 ２〜１５cc／min 、チャ
ンバ内圧力 ５０〜３００Ｐａ、母材温度 ４００〜６
００℃である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】
【表５】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２７】
【表６】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３６】表８、図１１から明らかなように、｛２２
２｝，｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓがそれぞれ
Ｓ≧２０％である例５〜７のチップは、例８〜１０に比
べて摩耗量が少なく、また相手部材であるディスクの摩
耗を大幅に抑制することができるものである。
２｝，｛１１０｝配向性Ｆｅ結晶の存在率Ｓがそれぞれ
Ｓ≧２０％である例５〜７のチップは、例８〜１０に比
べて摩耗量が少なく、また相手部材であるディスクの摩
耗を大幅に抑制することができるものである。
フロントページの続き (72)発明者 岡本 和久 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 体心立方構造を持つ金属結晶の集合体よ
り構成され、その集合体は、ミラー指数で（ｈｈｈ）面
を摺動面側に向けた（ｈｈｈ）配向性金属結晶と、ミラ
ー指数で（ｈｈ０）面を摺動面側に向けた（ｈｈ０）配
向性金属結晶とを含み、前記（ｈｈｈ）配向性金属結晶
および（ｈｈ０）配向性金属結晶の存在率Ｓはそれぞれ
Ｓ≧２０％であることを特徴とする摺動面構成体。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4350299A JP2724791B2 (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 摺動面構成体 |
| CA002110531A CA2110531C (en) | 1992-12-03 | 1993-12-02 | Slide surface construction formed of aggregate of fe crystals having face-centered cubic structure |
| FR9314457A FR2698924B1 (fr) | 1992-12-03 | 1993-12-02 | Structure de surface de glissement. |
| DE4341293A DE4341293C2 (de) | 1992-12-03 | 1993-12-03 | Gleitflächenaufbau |
| GB9324891A GB2273748B (en) | 1992-12-03 | 1993-12-03 | Slide surface construction |
| US08/162,520 US5445684A (en) | 1992-12-03 | 1993-12-03 | Slide surface construction having orientation specific B.C.C. metal layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4350299A JP2724791B2 (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 摺動面構成体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06174086A true JPH06174086A (ja) | 1994-06-21 |
| JP2724791B2 JP2724791B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=18409557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4350299A Expired - Fee Related JP2724791B2 (ja) | 1992-12-03 | 1992-12-03 | 摺動面構成体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2724791B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011127511A1 (de) * | 2010-04-15 | 2011-10-20 | Miba Gleitlager Gmbh | Antifrettingschicht |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03215694A (ja) * | 1990-01-19 | 1991-09-20 | Honda Motor Co Ltd | 摺動部材 |
-
1992
- 1992-12-03 JP JP4350299A patent/JP2724791B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03215694A (ja) * | 1990-01-19 | 1991-09-20 | Honda Motor Co Ltd | 摺動部材 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011127511A1 (de) * | 2010-04-15 | 2011-10-20 | Miba Gleitlager Gmbh | Antifrettingschicht |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2724791B2 (ja) | 1998-03-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |