JPH10306386A - 硬質被覆材およびそれを被覆した摺動部材ならびにその製造方法 - Google Patents
硬質被覆材およびそれを被覆した摺動部材ならびにその製造方法Info
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- JPH10306386A JPH10306386A JP12808197A JP12808197A JPH10306386A JP H10306386 A JPH10306386 A JP H10306386A JP 12808197 A JP12808197 A JP 12808197A JP 12808197 A JP12808197 A JP 12808197A JP H10306386 A JPH10306386 A JP H10306386A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＣｒＮ皮膜の摺動特性、特に耐摩耗性を向上
させる。 【解決手段】 ピストンリング１の外周面にアークイオ
ンプレーティングによって硬質皮膜２を被覆する。硬質
皮膜２はＣｒＮの結晶構造中に〔Ｏ〕が３〜２０重量％
および〔Ｃ〕が０．５〜８重量％の割合で固溶してお
り、結晶粒径が１μｍ未満である。硬質皮膜２の硬さは
ビッカース硬さで１５００〜２２００の範囲にあり、膜
厚は１〜６０μｍが好適である。
させる。 【解決手段】 ピストンリング１の外周面にアークイオ
ンプレーティングによって硬質皮膜２を被覆する。硬質
皮膜２はＣｒＮの結晶構造中に〔Ｏ〕が３〜２０重量％
および〔Ｃ〕が０．５〜８重量％の割合で固溶してお
り、結晶粒径が１μｍ未満である。硬質皮膜２の硬さは
ビッカース硬さで１５００〜２２００の範囲にあり、膜
厚は１〜６０μｍが好適である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、摺動特性特に耐摩
耗性を改良した硬質被覆材に関し、例えば内燃機関用ピ
ストンリング等の摺動部材の摺動面に施して有効なもの
である。
耗性を改良した硬質被覆材に関し、例えば内燃機関用ピ
ストンリング等の摺動部材の摺動面に施して有効なもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年、エンジンの高出力化や排ガス規制
対応に伴って、ピストンリングの使用環境がますます苛
酷になっているため、摺動面の表面処理として従来使用
されているＣｒめっきや窒化処理等では耐久性能を満足
できないエンジンが多くなってきた。この状況に対処す
るため、ＰＶＤ法を利用したＣｒＮ皮膜や、ＣｒＮの結
晶構造中に〔Ｏ〕を固溶した硬質皮膜（特開平６−２６
５０２３号）あるいはＣｒＮの結晶構造中に〔Ｃ〕を固
溶した硬質皮膜（特開平６−３００１３０号）が提案さ
れている。
対応に伴って、ピストンリングの使用環境がますます苛
酷になっているため、摺動面の表面処理として従来使用
されているＣｒめっきや窒化処理等では耐久性能を満足
できないエンジンが多くなってきた。この状況に対処す
るため、ＰＶＤ法を利用したＣｒＮ皮膜や、ＣｒＮの結
晶構造中に〔Ｏ〕を固溶した硬質皮膜（特開平６−２６
５０２３号）あるいはＣｒＮの結晶構造中に〔Ｃ〕を固
溶した硬質皮膜（特開平６−３００１３０号）が提案さ
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ＣｒＮの結晶構造中に
〔Ｏ〕あるいは〔Ｃ〕を固溶した硬質皮膜は、ＣｒＮ皮
膜に比べて摺動特性が改良されている。しかしながら、
苛酷なエンジン条件下にあっては、未だに耐摩耗性が劣
る問題がある。
〔Ｏ〕あるいは〔Ｃ〕を固溶した硬質皮膜は、ＣｒＮ皮
膜に比べて摺動特性が改良されている。しかしながら、
苛酷なエンジン条件下にあっては、未だに耐摩耗性が劣
る問題がある。
【０００４】本発明の目的は、硬質被覆材としてのＣｒ
Ｎ皮膜の摺動特性、特に耐摩耗性を向上させることにあ
る。
Ｎ皮膜の摺動特性、特に耐摩耗性を向上させることにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の硬質被覆材は、
ＣｒＮの結晶構造中に〔Ｏ〕が３〜２０重量％および
〔Ｃ〕が０．５〜８重量％の割合で固溶されており、ビ
ッカース硬さが１５００〜２２００の範囲にあり、結晶
粒径が１μｍ未満であることを特徴とする。
ＣｒＮの結晶構造中に〔Ｏ〕が３〜２０重量％および
〔Ｃ〕が０．５〜８重量％の割合で固溶されており、ビ
ッカース硬さが１５００〜２２００の範囲にあり、結晶
粒径が１μｍ未満であることを特徴とする。
【０００６】本発明の摺動部材は、上記硬質被覆材から
なる硬質皮膜が少なくとも摺動面に被覆されているもの
であり、例えば上記硬質被覆材からなる硬質皮膜が被覆
されたピストンリングは苛酷な条件下においても充分な
耐焼付性および耐摩耗性を有する。硬質被覆材の被覆は
イオンプレーティングにより行うことができる。
なる硬質皮膜が少なくとも摺動面に被覆されているもの
であり、例えば上記硬質被覆材からなる硬質皮膜が被覆
されたピストンリングは苛酷な条件下においても充分な
耐焼付性および耐摩耗性を有する。硬質被覆材の被覆は
イオンプレーティングにより行うことができる。
【０００７】ＣｒＮの結晶構造中に固溶される〔Ｏ〕の
含有量が３重量％未満あるいは２０重量％を越えると、
耐焼付性が低くなる。ＣｒＮの結晶構造中に固溶される
〔Ｃ〕の含有量が０．５重量％未満あるいは８重量％を
越えると、耐焼付性が低くなる。ＣｒＮの結晶構造中に
〔Ｏ〕と〔Ｃ〕の両方を上記所定の割合で固溶すると、
〔Ｏ〕あるいは〔Ｃ〕を単独で固溶している場合より
も、耐摩耗性が優れる。
含有量が３重量％未満あるいは２０重量％を越えると、
耐焼付性が低くなる。ＣｒＮの結晶構造中に固溶される
〔Ｃ〕の含有量が０．５重量％未満あるいは８重量％を
越えると、耐焼付性が低くなる。ＣｒＮの結晶構造中に
〔Ｏ〕と〔Ｃ〕の両方を上記所定の割合で固溶すると、
〔Ｏ〕あるいは〔Ｃ〕を単独で固溶している場合より
も、耐摩耗性が優れる。
【０００８】なお、〔Ｏ〕の含有量は下限が３．５重量
％、上限は１５重量％がより好ましい。〔Ｃ〕の含有量
の上限は５重量％がより好ましい。
％、上限は１５重量％がより好ましい。〔Ｃ〕の含有量
の上限は５重量％がより好ましい。
【０００９】硬さはＨＶ１５００未満では耐摩耗性が低
くなり、ＨＶ２２００を越えると、耐焼付性が低くな
る。なお、硬さの下限はＨＶ１８００がより好ましい。
くなり、ＨＶ２２００を越えると、耐焼付性が低くな
る。なお、硬さの下限はＨＶ１８００がより好ましい。
【００１０】結晶粒径が１μｍ以上であると、摺動部の
耐脱落性および皮膜の密着性が劣る。結晶粒径は０．１
μｍ未満がより好ましい。
耐脱落性および皮膜の密着性が劣る。結晶粒径は０．１
μｍ未満がより好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態である
ピストンリングの一部分を示す縦断面図である。本実施
形態におけるピストンリング１は鋼、鋳鉄、チタンある
いはチタン合金等で形成されている矩形断面リングであ
る。
ピストンリングの一部分を示す縦断面図である。本実施
形態におけるピストンリング１は鋼、鋳鉄、チタンある
いはチタン合金等で形成されている矩形断面リングであ
る。
【００１２】ピストンリング１の外周面にはアークイオ
ンプレーティングによって硬質皮膜２が被覆されてい
る。硬質皮膜２はＣｒＮの結晶構造中に〔Ｏ〕を３〜２
０重量％および〔Ｃ〕を０．５〜８重量％の割合で固溶
しており、結晶粒径が１μｍ未満である。ＣｒＮの結晶
は（２００）面に配向している。硬質皮膜２の硬さはビ
ッカース硬さで１５００〜２２００の範囲にあり、膜厚
は１〜６０μｍが好適である。
ンプレーティングによって硬質皮膜２が被覆されてい
る。硬質皮膜２はＣｒＮの結晶構造中に〔Ｏ〕を３〜２
０重量％および〔Ｃ〕を０．５〜８重量％の割合で固溶
しており、結晶粒径が１μｍ未満である。ＣｒＮの結晶
は（２００）面に配向している。硬質皮膜２の硬さはビ
ッカース硬さで１５００〜２２００の範囲にあり、膜厚
は１〜６０μｍが好適である。
【００１３】アークイオンプレーティング法はイオンプ
レーティングの一つで、真空アーク放電を利用して、陰
極の皮膜材料を蒸気化、イオン化して、被コーティング
物の表面に皮膜を形成するものである。このアークイオ
ンプレーティング法は蒸気のイオン化率が高く、緻密で
密着性に優れた皮膜が得られる特長がある。
レーティングの一つで、真空アーク放電を利用して、陰
極の皮膜材料を蒸気化、イオン化して、被コーティング
物の表面に皮膜を形成するものである。このアークイオ
ンプレーティング法は蒸気のイオン化率が高く、緻密で
密着性に優れた皮膜が得られる特長がある。
【００１４】図２に基づいて、アークイオンプレーティ
ング装置の基本的構成を説明する。真空チャンバ１０内
に、皮膜を形成する材料からなる陰極１１と、皮膜が形
成される被コーティング物１２が設置されている。陰極
１１は真空チャンバ１０の外側に設置されているアーク
供給源１３に接続されており、アーク供給源１３には図
示外の陽極が接続されている。被コーティング物１２に
はバイアス電圧供給源１４によって負のバイアス電圧が
印加されるように構成されている。真空チャンバ１０に
はプロセスガスの供給源に接続されているガス入口１５
と、ポンプに接続されている排気口１６とが設けられて
いる。
ング装置の基本的構成を説明する。真空チャンバ１０内
に、皮膜を形成する材料からなる陰極１１と、皮膜が形
成される被コーティング物１２が設置されている。陰極
１１は真空チャンバ１０の外側に設置されているアーク
供給源１３に接続されており、アーク供給源１３には図
示外の陽極が接続されている。被コーティング物１２に
はバイアス電圧供給源１４によって負のバイアス電圧が
印加されるように構成されている。真空チャンバ１０に
はプロセスガスの供給源に接続されているガス入口１５
と、ポンプに接続されている排気口１６とが設けられて
いる。
【００１５】したがって、真空チャンバ１０内におい
て、陰極１１と陽極との間でアーク放電が起こされる
と、アークは陰極１１の表面上にアークスポットを形成
し、陰極１１の表面上をランダムにかつ高速に移動す
る。アークスポットに集中するアーク電流（数十〜数百
Ａ）のエネルギーにより、陰極１１の材料は瞬時に蒸発
すると同時に金属イオン１７となり、真空中に飛び出
す。一方、バイアス電圧が被コーティング物１２に印加
されることにより、金属イオン１７は加速され、反応ガ
ス分子１８とともに被コーティング物１２の表面に密着
し、緻密な皮膜が生成される。
て、陰極１１と陽極との間でアーク放電が起こされる
と、アークは陰極１１の表面上にアークスポットを形成
し、陰極１１の表面上をランダムにかつ高速に移動す
る。アークスポットに集中するアーク電流（数十〜数百
Ａ）のエネルギーにより、陰極１１の材料は瞬時に蒸発
すると同時に金属イオン１７となり、真空中に飛び出
す。一方、バイアス電圧が被コーティング物１２に印加
されることにより、金属イオン１７は加速され、反応ガ
ス分子１８とともに被コーティング物１２の表面に密着
し、緻密な皮膜が生成される。
【００１６】本実施形態においては、上記アークイオン
プレーティング装置において、陰極１１材料としてＣｒ
金属が使用され、プロセスガスとして窒素源にＮ2 ガ
ス、酸素源にＯ2 ガス、炭素源にＣＨ4 ガス、Ｃ2 Ｈ4
ガスあるいはＣ2 Ｈ2 ガスが使用されることにより、被
コーティング物１２としてのピストンリングに、ＣｒＮ
の結晶構造中に〔Ｏ〕と〔Ｃ〕が固溶された硬質皮膜を
被覆することができる。
プレーティング装置において、陰極１１材料としてＣｒ
金属が使用され、プロセスガスとして窒素源にＮ2 ガ
ス、酸素源にＯ2 ガス、炭素源にＣＨ4 ガス、Ｃ2 Ｈ4
ガスあるいはＣ2 Ｈ2 ガスが使用されることにより、被
コーティング物１２としてのピストンリングに、ＣｒＮ
の結晶構造中に〔Ｏ〕と〔Ｃ〕が固溶された硬質皮膜を
被覆することができる。
【００１７】〔Ｏ〕の濃度および〔Ｃ〕の濃度のコント
ロールは、イオンプレーティングの際の酸素源と炭素源
の分圧をコントロールすることによって行うことができ
る。それぞれ分圧を高くすると濃度は上昇する。
ロールは、イオンプレーティングの際の酸素源と炭素源
の分圧をコントロールすることによって行うことができ
る。それぞれ分圧を高くすると濃度は上昇する。
【００１８】皮膜硬度のコントロールはバイアス電圧を
コントロールすることによって行うことができる。バイ
アス電圧を高くすると、硬度は上昇する。
コントロールすることによって行うことができる。バイ
アス電圧を高くすると、硬度は上昇する。
【００１９】上記硬質皮膜２の耐摩耗性を評価するため
に、往復動摩擦試験機を使用して耐摩耗性試験を行っ
た。
に、往復動摩擦試験機を使用して耐摩耗性試験を行っ
た。
【００２０】（１）往復動摩擦試験機 図３に往復動摩擦試験機の構成を示す。ピン状の上試験
片２０は固定ブロック２１により保持され、上方から油
圧シリンダ２２により下向きの荷重が加えられて、下試
験片２３に押接される。矩形の平盤形状の下試験片２３
は可動ブロック２４により保持され、クランク機構２５
により往復動させられる。２６はロードセルである。
片２０は固定ブロック２１により保持され、上方から油
圧シリンダ２２により下向きの荷重が加えられて、下試
験片２３に押接される。矩形の平盤形状の下試験片２３
は可動ブロック２４により保持され、クランク機構２５
により往復動させられる。２６はロードセルである。
【００２１】（２）試験片 上試験片２０：１７Ｃｒマルテンサイト系ステンレス鋼
からなる直径φ８ｍｍ×長さ２５ｍｍの丸棒の一端にＲ
１８ｍｍの球面加工を施し、その球面上に表１に示す硬
質皮膜を施したもの。 下試験片２３：長さ７０ｍｍ×幅１７ｍｍ×高さ１４ｍ
ｍの平板で材質は鋳鉄材（ＦＣ２５０）
からなる直径φ８ｍｍ×長さ２５ｍｍの丸棒の一端にＲ
１８ｍｍの球面加工を施し、その球面上に表１に示す硬
質皮膜を施したもの。 下試験片２３：長さ７０ｍｍ×幅１７ｍｍ×高さ１４ｍ
ｍの平板で材質は鋳鉄材（ＦＣ２５０）
【００２２】（３）試験条件 ならし：５０Ｎ×１００ｃｐｍ×５ｍｉｎ 本試験：３００Ｎ×６００ｃｐｍ×６０ｍｉｎ 潤滑油：軽油相当粘度油
【００２３】（４）試験結果 試験結果を表１に示す。表１に示されているように、比
較例４（〔Ｃ〕のみ固溶、〔Ｃ〕：５．３％），比較例
５（〔Ｏ〕：２０．３％、硬さ：２３１０），比較例６
（〔Ｃ〕：０．４％），比較例７（〔Ｃ〕：８．２
％），および比較例９（硬さ：ＨＶ１４８０）は、比較
例１（〔Ｏ〕のみ固溶、〔Ｏ〕：５．８％）より、上試
験片および下試験片の少なくともどちらか一方の摩耗量
が多い。これに対して、実施例１〜６は、上試験片（ピ
ストンリングに相当）の摩耗量が比較例１より少なく、
下試験片（シリンダに相当）の摩耗量が比較例１と同等
であるか、比較例１より少ない。
較例４（〔Ｃ〕のみ固溶、〔Ｃ〕：５．３％），比較例
５（〔Ｏ〕：２０．３％、硬さ：２３１０），比較例６
（〔Ｃ〕：０．４％），比較例７（〔Ｃ〕：８．２
％），および比較例９（硬さ：ＨＶ１４８０）は、比較
例１（〔Ｏ〕のみ固溶、〔Ｏ〕：５．８％）より、上試
験片および下試験片の少なくともどちらか一方の摩耗量
が多い。これに対して、実施例１〜６は、上試験片（ピ
ストンリングに相当）の摩耗量が比較例１より少なく、
下試験片（シリンダに相当）の摩耗量が比較例１と同等
であるか、比較例１より少ない。
【００２４】なお、比較例２（〔Ｏ〕：２．８％）は摩
耗量が少ないが、後述するように、耐焼付性が低い。比
較例３（〔Ｏ〕と〔Ｃ〕：０％）も、摩耗量は比較例１
と同等であるが、後述するように、耐焼付性が低い。比
較例８（硬さ：ＨＶ２２８０）も摩耗量は少ないが、後
述するように、耐焼付性が低い。
耗量が少ないが、後述するように、耐焼付性が低い。比
較例３（〔Ｏ〕と〔Ｃ〕：０％）も、摩耗量は比較例１
と同等であるが、後述するように、耐焼付性が低い。比
較例８（硬さ：ＨＶ２２８０）も摩耗量は少ないが、後
述するように、耐焼付性が低い。
【００２５】 比較例および実施例とも、硬質皮膜の結晶粒径は０．１
μｍ未満である。摩耗試験結果における摩耗比は、比較
例１の摩耗量を１としたときの比である。
μｍ未満である。摩耗試験結果における摩耗比は、比較
例１の摩耗量を１としたときの比である。
【００２６】次に、硬質皮膜２の耐焼付性を評価するた
めに、高面圧焼付試験機を使用して皮膜の耐焼付性試験
を行った。
めに、高面圧焼付試験機を使用して皮膜の耐焼付性試験
を行った。
【００２７】（１）高面圧焼付試験機 図４に高面圧焼付試験機の構成を示す。ステータ３０は
ロータ３１側の面に円形状の凹部を備えており、この凹
部にディスク３２（鋳鉄材：ＦＣ２５０）が固定されて
いる。ディスク３２はロータ３１側に突出しており、ロ
ータ３１側の表面は垂直な平坦面をなしている。ディス
ク３２の中心部には油孔３３がステータ３０の軸方向に
形成されており、この油孔３３に連通する細長い油孔３
４がステータ３０に斜めに形成されている。これらの油
孔３３，３４を通じて、ステータ３０のディスク３２と
後述するピン３５との接触部に潤滑油が供給される。
ロータ３１側の面に円形状の凹部を備えており、この凹
部にディスク３２（鋳鉄材：ＦＣ２５０）が固定されて
いる。ディスク３２はロータ３１側に突出しており、ロ
ータ３１側の表面は垂直な平坦面をなしている。ディス
ク３２の中心部には油孔３３がステータ３０の軸方向に
形成されており、この油孔３３に連通する細長い油孔３
４がステータ３０に斜めに形成されている。これらの油
孔３３，３４を通じて、ステータ３０のディスク３２と
後述するピン３５との接触部に潤滑油が供給される。
【００２８】ロータ３１は水平軸を中心に回転し、ステ
ータ３０側の面に円形状の凹部が形成されており、この
凹部に円盤形状のピンホルダ３６がロータ３１に同心状
に固定されている。ピンホルダ３６のステータ３０側の
面には、同一円上に等間隔をおいて４つの凹部が形成さ
れており、これらの凹部にそれぞれ試験片としてのピン
３５（φ８ｍｍ）が挿入されて固定されている。各ピン
３５はピンホルダ３６の表面からステータ３０側に水平
に突出されている。
ータ３０側の面に円形状の凹部が形成されており、この
凹部に円盤形状のピンホルダ３６がロータ３１に同心状
に固定されている。ピンホルダ３６のステータ３０側の
面には、同一円上に等間隔をおいて４つの凹部が形成さ
れており、これらの凹部にそれぞれ試験片としてのピン
３５（φ８ｍｍ）が挿入されて固定されている。各ピン
３５はピンホルダ３６の表面からステータ３０側に水平
に突出されている。
【００２９】各ピン３５の突出端面には表２に示す硬質
皮膜が形成されており、この端面がステータ３０のディ
スク３２面に接触している。なお、比較例および実施例
とも、表１と表２に示す番号は対応しており、同じ番号
のものは同じ皮膜である。
皮膜が形成されており、この端面がステータ３０のディ
スク３２面に接触している。なお、比較例および実施例
とも、表１と表２に示す番号は対応しており、同じ番号
のものは同じ皮膜である。
【００３０】したがって、ステータ３０に荷重Ｐをかけ
てディスク３２をピン３５に押接し、ピン３５とディス
ク３２の接触部分に油孔３３，３４を通じて潤滑油を供
給しながらロータ３１を回転させる。
てディスク３２をピン３５に押接し、ピン３５とディス
ク３２の接触部分に油孔３３，３４を通じて潤滑油を供
給しながらロータ３１を回転させる。
【００３１】このロータ３１の摺動速度を一定にして、
荷重Ｐを変動していったとき、ピン３５が焼き付いたと
きの焼付発生荷重を測定した。
荷重Ｐを変動していったとき、ピン３５が焼き付いたと
きの焼付発生荷重を測定した。
【００３２】（２）試験条件 潤滑油 ：日石ハイディーゼルＳ３ １０Ｗ エンジ
ンオイル 油温 ８０℃ 荷重（Ｐ）：初期１９６Ｎから３分間隔で９８Ｎずつス
テップアップ 摺動速度 ：８ｍ／ｓ 一定 温度 ：室温
ンオイル 油温 ８０℃ 荷重（Ｐ）：初期１９６Ｎから３分間隔で９８Ｎずつス
テップアップ 摺動速度 ：８ｍ／ｓ 一定 温度 ：室温
【００３３】（３）試験結果 試験結果を表２に示す。表２に示されているように、比
較例２，３，７，８は比較例１より耐焼付性が劣る。実
施例１〜６は比較例１と同等の耐焼付性を有している。
較例２，３，７，８は比較例１より耐焼付性が劣る。実
施例１〜６は比較例１と同等の耐焼付性を有している。
【００３４】 焼付試験結果における焼付面圧比は、比較例１の焼付面
圧を１としたときの比である。
圧を１としたときの比である。
【００３５】次に、実機試験結果について説明する。表
３に示す硬質皮膜を外周面に被覆したトップリングを、
φ９３ｍｍの直列４気筒４サイクルディーゼルエンジン
に組み込み、全負荷の条件で３００時間の耐久試験を行
った。なお、比較例および実施例とも、表１と表３に示
す番号は対応しており、同じ番号のものは同じ皮膜であ
る。
３に示す硬質皮膜を外周面に被覆したトップリングを、
φ９３ｍｍの直列４気筒４サイクルディーゼルエンジン
に組み込み、全負荷の条件で３００時間の耐久試験を行
った。なお、比較例および実施例とも、表１と表３に示
す番号は対応しており、同じ番号のものは同じ皮膜であ
る。
【００３６】試験結果を表３に示す。表３に示されてい
るように、実施例１〜６は比較例１よりもトップリング
の摩耗が少ない。
るように、実施例１〜６は比較例１よりもトップリング
の摩耗が少ない。
【００３７】 実機試験結果における摩耗比は、比較例１の摩耗量を１
としたときの比である。
としたときの比である。
【００３８】以上のように、実施例の硬質皮膜は、従来
の硬質皮膜の中で耐焼付性および耐摩耗性が優れている
皮膜（ＣｒＮの結晶構造中に〔Ｏ〕を固溶）と耐焼付性
が同等であり、耐摩耗性はより優れている。
の硬質皮膜の中で耐焼付性および耐摩耗性が優れている
皮膜（ＣｒＮの結晶構造中に〔Ｏ〕を固溶）と耐焼付性
が同等であり、耐摩耗性はより優れている。
【００３９】なお、上記実施形態では、ピストンリング
１の外周面に硬質皮膜２を被覆した例を示したが、ピス
トンリングの外周面と上下面とに硬質皮膜を被覆しても
よいし、さらには、ピストンリングの外周面と上下面と
内周面とに硬質皮膜を被覆するようにしてもよい。
１の外周面に硬質皮膜２を被覆した例を示したが、ピス
トンリングの外周面と上下面とに硬質皮膜を被覆しても
よいし、さらには、ピストンリングの外周面と上下面と
内周面とに硬質皮膜を被覆するようにしてもよい。
【００４０】また、上記実施形態ではピストンリングに
硬質皮膜を被覆した例を示したが、硬質皮膜はピストン
リングに被覆するに限らず、他の摺動部材、例えば内燃
機関の動弁系部品であるタペットやカム等の少なくとも
摺動面に被覆すれば有効である。
硬質皮膜を被覆した例を示したが、硬質皮膜はピストン
リングに被覆するに限らず、他の摺動部材、例えば内燃
機関の動弁系部品であるタペットやカム等の少なくとも
摺動面に被覆すれば有効である。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の硬質被覆
材は耐焼付性に優れるとともに、耐摩耗性が特に優れて
いる。したがって、この硬質被覆材を摺動部材例えばピ
ストンリングに被覆することによって、苛酷な条件下に
おいても充分な耐久性を具備させることができる。
材は耐焼付性に優れるとともに、耐摩耗性が特に優れて
いる。したがって、この硬質被覆材を摺動部材例えばピ
ストンリングに被覆することによって、苛酷な条件下に
おいても充分な耐久性を具備させることができる。
【図１】本発明の一実施形態であるピストンリングの一
部分を示す縦断面図である。
部分を示す縦断面図である。
【図２】アークイオンプレーティング装置の構成を説明
するための図である。
するための図である。
【図３】往復動摩擦試験機の構成を示す図である。
【図４】高面圧焼付試験機の構成を示す縦断面図であ
る。
る。
１ ピストンリング ２ 硬質皮膜 １０ 真空チャンバ １１ 陰極 １２ 被コーティング物 １３ アーク供給源 １４ バイアス電圧供給源 １５ ガス入口 １６ 排気口 １７ 金属イオン １８ 反応ガス分子 ２０ 上試験片 ２１ 固定ブロック ２２ 油圧シリンダ ２３ 下試験片 ２４ 可動ブロック ２５ クランク機構 ２６ ロードセル ３０ ステータ ３１ ロータ ３２ ディスク ３３，３４ 油孔 ３５ ピン ３６ ピンホルダ
Claims (6)
- 【請求項１】 ＣｒＮの結晶構造中に〔Ｏ〕が３〜２０
重量％および〔Ｃ〕が０．５〜８重量％の割合で固溶さ
れており、ビッカース硬さが１５００〜２２００の範囲
にあり、結晶粒径が１μｍ未満であることを特徴とする
硬質被覆材。 - 【請求項２】 前記ＣｒＮの結晶が（２００）面に配向
していることを特徴とする請求項１記載の硬質被覆材。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の硬質被覆材から
なる硬質皮膜が少なくとも摺動面に被覆されていること
を特徴とする摺動部材。 - 【請求項４】 前記硬質皮膜が被覆されている部材がピ
ストンリングであることを特徴とする請求項３記載の摺
動部材。 - 【請求項５】 前記硬質皮膜の厚さが１〜６０μｍの範
囲にあることを特徴とする請求項３または４記載の摺動
部材。 - 【請求項６】 請求項１または２記載の硬質被覆材をイ
オンプレーティングにより少なくとも摺動面に被覆する
ことを特徴とする摺動部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12808197A JP3642917B2 (ja) | 1997-05-01 | 1997-05-01 | 硬質被覆材およびそれを被覆した摺動部材ならびにその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12808197A JP3642917B2 (ja) | 1997-05-01 | 1997-05-01 | 硬質被覆材およびそれを被覆した摺動部材ならびにその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10306386A true JPH10306386A (ja) | 1998-11-17 |
| JP3642917B2 JP3642917B2 (ja) | 2005-04-27 |
Family
ID=14975952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12808197A Expired - Fee Related JP3642917B2 (ja) | 1997-05-01 | 1997-05-01 | 硬質被覆材およびそれを被覆した摺動部材ならびにその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3642917B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001033065A1 (fr) * | 1999-10-29 | 2001-05-10 | Nippon Piston Ring Co., Ltd. | Combinaison chemise de cylindre et bague de piston pour moteur a combustion interne |
| JP2008014228A (ja) * | 2006-07-06 | 2008-01-24 | Teikoku Piston Ring Co Ltd | 内燃機関用ピストンリング |
| JP2008274435A (ja) * | 2007-05-04 | 2008-11-13 | General Electric Co <Ge> | 保護皮膜を有する物品及びその方法 |
| CN103917686A (zh) * | 2011-05-27 | 2014-07-09 | 马勒发动机零部件巴西有限公司 | 用于内燃机的具有至少一个滑动面的元件 |
-
1997
- 1997-05-01 JP JP12808197A patent/JP3642917B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001033065A1 (fr) * | 1999-10-29 | 2001-05-10 | Nippon Piston Ring Co., Ltd. | Combinaison chemise de cylindre et bague de piston pour moteur a combustion interne |
| JP2008014228A (ja) * | 2006-07-06 | 2008-01-24 | Teikoku Piston Ring Co Ltd | 内燃機関用ピストンリング |
| JP2008274435A (ja) * | 2007-05-04 | 2008-11-13 | General Electric Co <Ge> | 保護皮膜を有する物品及びその方法 |
| CN103917686A (zh) * | 2011-05-27 | 2014-07-09 | 马勒发动机零部件巴西有限公司 | 用于内燃机的具有至少一个滑动面的元件 |
| JP2014519552A (ja) * | 2011-05-27 | 2014-08-14 | マーレ メタル レーベ ソシエダーデ アノニマ | 内燃機関用の少なくとも１つの摺動面を備えたエレメント |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3642917B2 (ja) | 2005-04-27 |
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