JPS60251264A - 摺動部材 - Google Patents
摺動部材Info
- Publication number
- JPS60251264A JPS60251264A JP59108231A JP10823184A JPS60251264A JP S60251264 A JPS60251264 A JP S60251264A JP 59108231 A JP59108231 A JP 59108231A JP 10823184 A JP10823184 A JP 10823184A JP S60251264 A JPS60251264 A JP S60251264A
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- JP
- Japan
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- powder
- sprayed
- alloy powder
- sliding
- alloy
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- Pending
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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
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/06—Metallic material
- C23C4/067—Metallic material containing free particles of non-metal elements, e.g. carbon, silicon, boron, phosphorus or arsenic
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
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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）
本発明は摺動部材、更に詳しくは摺動面に溶射材料をプ
ラズマ溶射することにより摺動特性を向、トせしめた摺
動部材に関するものである。
ラズマ溶射することにより摺動特性を向、トせしめた摺
動部材に関するものである。
（従来技術）
各柚枦械部品十内燃機関等に使用される部品例えばピス
トン、ピストンリング、シリンダボア、ピストンロッド
、ニアコンプレッサ一部品シフトフォーク、シンクロナ
イザＩｌング等の摺動面は激１． ＜摩擦さｉ”＋、
２まため耐摩耗性、耐焼付性等の優れた摺動特性が要求
される。このため従来は鉄系又は非鉄系合金等の全厚材
料を使用する場合に、該金朗材料で成形した部材の表面
に前動特性の優れた材料をプラズマ溶射等により溶射し
て摺卜特性を向上させる方法が広く用いられてい不０従
来用いられている溶射材料としては例えばモリブデン（
Ｍｏ）、鉄−クロム（Ｆｅ−ＯｒＬ鉄−炭素（Ｆｅ−（
１，８０；炭素含有量０８重量％）、アルミナーチ々ニ
ア（Ａｌ ２０３− ＴＭ０１ ）等が挙げられる。
トン、ピストンリング、シリンダボア、ピストンロッド
、ニアコンプレッサ一部品シフトフォーク、シンクロナ
イザＩｌング等の摺動面は激１． ＜摩擦さｉ”＋、
２まため耐摩耗性、耐焼付性等の優れた摺動特性が要求
される。このため従来は鉄系又は非鉄系合金等の全厚材
料を使用する場合に、該金朗材料で成形した部材の表面
に前動特性の優れた材料をプラズマ溶射等により溶射し
て摺卜特性を向上させる方法が広く用いられてい不０従
来用いられている溶射材料としては例えばモリブデン（
Ｍｏ）、鉄−クロム（Ｆｅ−ＯｒＬ鉄−炭素（Ｆｅ−（
１，８０；炭素含有量０８重量％）、アルミナーチ々ニ
ア（Ａｌ ２０３− ＴＭ０１ ）等が挙げられる。
■、かじ人から上記従来の溶射材料を用いる場合には胃
下のような回顧点があった。すなわち、Ｍｏ溶射におい
てはＭｏが溶射の際の高温雰囲気下でｈａ化し易い。Ｆ
’ｅ−Ｏｒ溶射は溶射材料自体の耐磨耗性は優れている
が、相手材に対する攻撃性が犬きく相手材を摩耗させ易
いＯ又、Ｆｅ−＋１．８Ｃ溶射Ｉ／′ｉ溶射材料自体の
耐摩耗性に問題がある〇−に、ＡＩ ２０３ Ｔ ｉ０
２溶射に代表されるセラミック粉末を用いた溶射は耐摩
耗性は優れているが相手材に対する攻撃性が大きいため
相手材を摩耗させ易く、父、金属母材との十分な密着力
が得られ難く、衝撃荷重や振動等の作用する部品では金
属母材と刺離し易い。
下のような回顧点があった。すなわち、Ｍｏ溶射におい
てはＭｏが溶射の際の高温雰囲気下でｈａ化し易い。Ｆ
’ｅ−Ｏｒ溶射は溶射材料自体の耐磨耗性は優れている
が、相手材に対する攻撃性が犬きく相手材を摩耗させ易
いＯ又、Ｆｅ−＋１．８Ｃ溶射Ｉ／′ｉ溶射材料自体の
耐摩耗性に問題がある〇−に、ＡＩ ２０３ Ｔ ｉ０
２溶射に代表されるセラミック粉末を用いた溶射は耐摩
耗性は優れているが相手材に対する攻撃性が大きいため
相手材を摩耗させ易く、父、金属母材との十分な密着力
が得られ難く、衝撃荷重や振動等の作用する部品では金
属母材と刺離し易い。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明け−に記従来技術における問題点を解決するため
のものであり、その目的とするところけ溶射材料自体の
耐摩耗性が優れ、相手材に対する攻撃性が／Ｊ’ｓさく
且つ耐食性、耐熱性、耐焼付性、密着性等の柿々の特性
が向上した安価な溶射材をプラズマ溶射した摺動部材を
提供することにある。
のものであり、その目的とするところけ溶射材料自体の
耐摩耗性が優れ、相手材に対する攻撃性が／Ｊ’ｓさく
且つ耐食性、耐熱性、耐焼付性、密着性等の柿々の特性
が向上した安価な溶射材をプラズマ溶射した摺動部材を
提供することにある。
（間Ｎ点を解決するための手段）
すなわち本発明の摺動部材は、金属部材の摺動面の少な
くとも一部に全粉末量に対し４ないし４０重量％のモリ
ブデン粉末と、燐０．５ ＆いし１５重量％を含む鉄−
燐合金粉末、燐０．５ないし１５重置火、炭素０２ない
し５重量％を含む鉄−燐一炭素合金粉末のうちの一種と
よりなる組成の混合粉末をプラズマ溶射したことを特徴
とするＯ 父、上記混合粉末は更に鉄−ｈｂ−ｓ−クロム合金粉末
、鉄−ニッケル合金粉末のうちの一種を含んでいてもよ
い。
くとも一部に全粉末量に対し４ないし４０重量％のモリ
ブデン粉末と、燐０．５ ＆いし１５重量％を含む鉄−
燐合金粉末、燐０．５ないし１５重置火、炭素０２ない
し５重量％を含む鉄−燐一炭素合金粉末のうちの一種と
よりなる組成の混合粉末をプラズマ溶射したことを特徴
とするＯ 父、上記混合粉末は更に鉄−ｈｂ−ｓ−クロム合金粉末
、鉄−ニッケル合金粉末のうちの一種を含んでいてもよ
い。
本発明の奢動剖、材においてモリブデン（ＭＯ）、燐（
Ｐ）及び炭＊ （０）の含有量は耐摩耗性、相手材に対
する攻撃性等の諸物性の釣合を考慮してカφ適とｈるよ
うに各粉末の配合晴を決定する。
Ｐ）及び炭＊ （０）の含有量は耐摩耗性、相手材に対
する攻撃性等の諸物性の釣合を考慮してカφ適とｈるよ
うに各粉末の配合晴を決定する。
又、溶射層の厚さも溶射する合金組成や摺動部材の釉類
や要求特性に合わせて選択するが研摩加工後の状態で加
ないし２００μ程度が好ましい０各粉末の平幼粒径や粒
径分布はプラズマ溶射の条件や混合粉末の組成を考慮し
て最適に選択する。
や要求特性に合わせて選択するが研摩加工後の状態で加
ないし２００μ程度が好ましい０各粉末の平幼粒径や粒
径分布はプラズマ溶射の条件や混合粉末の組成を考慮し
て最適に選択する。
（実ｆ布例）
以下の実施例において本発明を更に詳細に説明する。な
お、本発明は下記実ｔ＠例に限定されるものではない。
お、本発明は下記実ｔ＠例に限定されるものではない。
寿雀例１：
全粉末量に対し２０Ｍｆｔ％のモリブデン粉末と、８１
″１１量％のＦｅ−ＩＰ−１０粉末とよりなる組成の混
合粉末を回転試験片（８，４５）の接触面上に研摩仕ヒ
げ加工後の状態で釣菌μの厚さにプラズマ溶射して性能
評価用の試験片を製造した。
″１１量％のＦｅ−ＩＰ−１０粉末とよりなる組成の混
合粉末を回転試験片（８，４５）の接触面上に研摩仕ヒ
げ加工後の状態で釣菌μの厚さにプラズマ溶射して性能
評価用の試験片を製造した。
実１頼例２〜４
′μ紬例１と同様の方法でモリブデン粉末の割合を５．
ｔｏ、 ４０ ｙ 量％と変化させて同一の厚さの溶
射層を仔する試験片を製造し７）Ｏ 比較例１： 回転が締片の接触面上に実１物例１の溶射層と同一の厚
さにクロム（Ｏｒ ）を電気めつ★して比較例の試−片
を１叫造した０ 比較例２： 市曖比でクロム６２５％、炭素７％、残部鉄よりなＺ・
高炭素Ｆｅ−Ｃｒ合金粉末を使用して実施例１と同様の
方法で同一の厚さの溶射層を有するＭ゛験片製造した。
ｔｏ、 ４０ ｙ 量％と変化させて同一の厚さの溶
射層を仔する試験片を製造し７）Ｏ 比較例１： 回転が締片の接触面上に実１物例１の溶射層と同一の厚
さにクロム（Ｏｒ ）を電気めつ★して比較例の試−片
を１叫造した０ 比較例２： 市曖比でクロム６２５％、炭素７％、残部鉄よりなＺ・
高炭素Ｆｅ−Ｃｒ合金粉末を使用して実施例１と同様の
方法で同一の厚さの溶射層を有するＭ゛験片製造した。
比較例３：
モリブデン（Ｍｏ）を使用してガス溶射することにより
実施例１と同一の厚さの溶射層を有する試験片をＡメリ
造した〇 性能比較試駆： ′１！癩例１ないし４及び比較例１ないし３の各種表面
処理をした同転Ｆｒ≠）片を相手部材であるＰＣ７３（
片伏黒鉛＃鉄）の固定試＃刈と接するように設置し接触
面に潤滑油としてモータオイル５ＡＥ１０ Ｗ−３０を
供給し、回転数１１１（１０ｒｐｍで最大性１５ｎｌ１
ｋｇまでの焼付試験を行った。本発明の習動部材につい
ての結果を第１図に示す。
実施例１と同一の厚さの溶射層を有する試験片をＡメリ
造した〇 性能比較試駆： ′１！癩例１ないし４及び比較例１ないし３の各種表面
処理をした同転Ｆｒ≠）片を相手部材であるＰＣ７３（
片伏黒鉛＃鉄）の固定試＃刈と接するように設置し接触
面に潤滑油としてモータオイル５ＡＥ１０ Ｗ−３０を
供給し、回転数１１１（１０ｒｐｍで最大性１５ｎｌ１
ｋｇまでの焼付試験を行った。本発明の習動部材につい
ての結果を第１図に示す。
四より明らかなようにＭＯを加重量％添加することによ
り焼付荷重５１１０ ｋｇは上と、ＭＯ溶射材と同等の
イチれた耐焼付性が得られ、Ｃ「めつき材の４１’Ｉｎ
ｋｇ、高炭素Ｆｅ−０ｒ溶射材の４２５ｋｇよりも向
Ｈしている。
り焼付荷重５１１０ ｋｇは上と、ＭＯ溶射材と同等の
イチれた耐焼付性が得られ、Ｃ「めつき材の４１’Ｉｎ
ｋｇ、高炭素Ｆｅ−０ｒ溶射材の４２５ｋｇよりも向
Ｈしている。
イ・２図は上記と同様にして、ただし回転数をｌ６１’
ｌ ｒｐｍ ％荷重を６ｒ１ｋｇと一定にして１時間摩
耗試藺を行った場合の本発明の習動部材それ自体の摩耗
重量を示す。同一条件での比較材の摩耗重量はＯｒめっ
き材５ｍｇ、Ｍｏ溶射材７ ｍｇｓ高炭素Ｆｅ−０ｒ溶
射材２ ｍｇである。本発明材においてもＭｏを１０な
いし３ＯＮＬｔ％添加することにより高＃青ｒｅ−Ｏｒ
溶射材と同等の優れた耐摩耗性が得られる。
ｌ ｒｐｍ ％荷重を６ｒ１ｋｇと一定にして１時間摩
耗試藺を行った場合の本発明の習動部材それ自体の摩耗
重量を示す。同一条件での比較材の摩耗重量はＯｒめっ
き材５ｍｇ、Ｍｏ溶射材７ ｍｇｓ高炭素Ｆｅ−０ｒ溶
射材２ ｍｇである。本発明材においてもＭｏを１０な
いし３ＯＮＬｔ％添加することにより高＃青ｒｅ−Ｏｒ
溶射材と同等の優れた耐摩耗性が得られる。
本発明の習動部材において、溶射材中のＭｏ含有量が４
市１１１下では耐焼付性、耐摩耗性向上効果がわずかで
あり、目的とする効果が十分得られない。又、Ｍｏ含有
量があまり高いと密着性、溶射作業性、コスト面が問題
となるため好ましい範囲け４ないし４０重量％である。
市１１１下では耐焼付性、耐摩耗性向上効果がわずかで
あり、目的とする効果が十分得られない。又、Ｍｏ含有
量があまり高いと密着性、溶射作業性、コスト面が問題
となるため好ましい範囲け４ないし４０重量％である。
耐焼付性についてはＭｏ含有量が高いほど（２１）重量
％向上でほぼ一定）優れるが、耐摩耗性についてはＩＯ
ないし３０屯量％が最適である。又、Ｐの含有量は０５
重量％１３１下でけ耐摩耗性が不足し問題があるととも
にス々ンビング（ｓｔａｍｐｉｎｇ）能力も劣るので粉
末コストが高くなる。逆に、Ｐ含有量をあまり高くする
と密着性、溶射作業性が劣るなめ好ましい範囲は０．５
ないし１５暇楚％である。耐食性はＰ含有量が高いぼで
優れ、特に６重量％坩−Ｆが良好である。Ｃ含有量け０
２眞量９６以下でけ硬度増大効果が不十分で耐摩耗性を
向上させる効果がほとんど期待できないため０２１貫量
％以上にすることが好ましく、又逆にＣの含有量をあま
り高くすると硬くなりすぎて耐摩耗性は優れるが相手材
に対する攻撃性が大きくなるｋともに、密着性、溶射作
業性が劣るため好ましい範囲は０２ないし５重量％であ
る。
％向上でほぼ一定）優れるが、耐摩耗性についてはＩＯ
ないし３０屯量％が最適である。又、Ｐの含有量は０５
重量％１３１下でけ耐摩耗性が不足し問題があるととも
にス々ンビング（ｓｔａｍｐｉｎｇ）能力も劣るので粉
末コストが高くなる。逆に、Ｐ含有量をあまり高くする
と密着性、溶射作業性が劣るなめ好ましい範囲は０．５
ないし１５暇楚％である。耐食性はＰ含有量が高いぼで
優れ、特に６重量％坩−Ｆが良好である。Ｃ含有量け０
２眞量９６以下でけ硬度増大効果が不十分で耐摩耗性を
向上させる効果がほとんど期待できないため０２１貫量
％以上にすることが好ましく、又逆にＣの含有量をあま
り高くすると硬くなりすぎて耐摩耗性は優れるが相手材
に対する攻撃性が大きくなるｋともに、密着性、溶射作
業性が劣るため好ましい範囲は０２ないし５重量％であ
る。
−に鉄−炭素−クロム合金粉末や鉄−ニッケル合金粉末
を併用する場合においてもモリブデンや燐の添加効果を
保持し唄にクロムやニツ’ｒルの添ｎｌ効果を付与した
溶射層を有する優れた１電動部材を得ることができる。
を併用する場合においてもモリブデンや燐の添加効果を
保持し唄にクロムやニツ’ｒルの添ｎｌ効果を付与した
溶射層を有する優れた１電動部材を得ることができる。
（発明の効果）
−Ｆ述のように、本発明の摺動部材は金属部材の奢動面
のルなくても一部にモリブデンと燐又はモリブデンと燐
と炭素をＲ適割合で含む鉄系溶射啼をプラズマ溶射によ
り形成したものであるため、焼付性及び摩耗性が少なく
又、相手材に対する攻撃性も小さいため総合特性におい
そ優れており、従来の各種の溶射層を形成した摺動部材
例えばＭｏ溶射材に比べて安価であり、又、耐摩耗性、
密着性、耐熱性が向上し、Ｆｅ−０ｒ溶射材層びセラミ
ック溶射材に比べて耐摩耗性゛は同等に保ったまま相手
材攻撃性を小さくすることができるので、上記従来の摺
動部材の欠点を解消し巨つ長所を生かすことにより各種
摺動部品例えばピストンリング、シリンダボア、ピスト
ン、ニアコンプレッサ゛−ｓ品、ピストンロッド、シフ
トフォーク、シンクロナイザリングなどに使用した場合
に耐摩耗性、耐焼付性、耐食性、耐熱性等の諸物性を向
上させる効果を秦する。
のルなくても一部にモリブデンと燐又はモリブデンと燐
と炭素をＲ適割合で含む鉄系溶射啼をプラズマ溶射によ
り形成したものであるため、焼付性及び摩耗性が少なく
又、相手材に対する攻撃性も小さいため総合特性におい
そ優れており、従来の各種の溶射層を形成した摺動部材
例えばＭｏ溶射材に比べて安価であり、又、耐摩耗性、
密着性、耐熱性が向上し、Ｆｅ−０ｒ溶射材層びセラミ
ック溶射材に比べて耐摩耗性゛は同等に保ったまま相手
材攻撃性を小さくすることができるので、上記従来の摺
動部材の欠点を解消し巨つ長所を生かすことにより各種
摺動部品例えばピストンリング、シリンダボア、ピスト
ン、ニアコンプレッサ゛−ｓ品、ピストンロッド、シフ
トフォーク、シンクロナイザリングなどに使用した場合
に耐摩耗性、耐焼付性、耐食性、耐熱性等の諸物性を向
上させる効果を秦する。
第１図は本発明の摺動部材において溶射材のモリブデン
含有量を変化させた場合の焼付荷重の変化を示すグラフ
、 第２図は同じく本発明の摺動部材において溶射材のモリ
ブデン含有量を変化させた場合の摺動部材の摩耗重量の
変化を示すグラフである。 特許出願人 トヨタ自動車株式会社
含有量を変化させた場合の焼付荷重の変化を示すグラフ
、 第２図は同じく本発明の摺動部材において溶射材のモリ
ブデン含有量を変化させた場合の摺動部材の摩耗重量の
変化を示すグラフである。 特許出願人 トヨタ自動車株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１金属部材の（習動面の少なくとも一部に全粉末量
に対し４ないし４０束量％のモリブデン粉末と、燐０５
ないし１５束量％を含む鉄−燐合金粉末、燐０．５ない
し１５＠量％、炭素０．２ないし５用量％を含む鉄−憤
一炭素合金扮末のうちの一部とよりなる組成の混合粉末
をプラズマ溶射したことを特徴とする摺動部材。 （２）上記において、混合粉末が更に鉄−炭素−クロム
合金粉末、鉄−ニッケル合金粉末のうちの一種を含むこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の摺動部材◇
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59108231A JPS60251264A (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | 摺動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59108231A JPS60251264A (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | 摺動部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60251264A true JPS60251264A (ja) | 1985-12-11 |
Family
ID=14479380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59108231A Pending JPS60251264A (ja) | 1984-05-28 | 1984-05-28 | 摺動部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60251264A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5358753A (en) * | 1993-07-06 | 1994-10-25 | Ford Motor Company | Method of making an anti-friction coating on metal by plasma spraying powder having a solid lubricant core and fusable metal shell |
| EP0637695A1 (en) * | 1993-08-06 | 1995-02-08 | SKF Industrial Trading & Development Company, B.V. | Bearing arrangement, roller bearings for use therein, and a method for the manufacture of a part of the bearing arrangement |
| WO2006038328A1 (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Eagle Engineering Aerospace Co., Ltd. | シール部品 |
| EP1757710A1 (de) * | 2005-08-23 | 2007-02-28 | Sulzer Metco Coatings GmbH | Werkstück mit einer thermisch gespritzten Oberflächenschicht |
-
1984
- 1984-05-28 JP JP59108231A patent/JPS60251264A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5358753A (en) * | 1993-07-06 | 1994-10-25 | Ford Motor Company | Method of making an anti-friction coating on metal by plasma spraying powder having a solid lubricant core and fusable metal shell |
| EP0637695A1 (en) * | 1993-08-06 | 1995-02-08 | SKF Industrial Trading & Development Company, B.V. | Bearing arrangement, roller bearings for use therein, and a method for the manufacture of a part of the bearing arrangement |
| NL9301366A (nl) * | 1993-08-06 | 1995-03-01 | Skf Ind Trading & Dev | Lagerinrichting, wentellager voor toepassing daarin, en werkwijze voor het vervaardigen van een deel van de lagerinrichting. |
| WO2006038328A1 (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Eagle Engineering Aerospace Co., Ltd. | シール部品 |
| JPWO2006038328A1 (ja) * | 2004-09-30 | 2008-05-15 | イーグル・エンジニアリング・エアロスペース株式会社 | シール部品 |
| US7823889B2 (en) | 2004-09-30 | 2010-11-02 | Eagle Industry Aerospace Co., Ltd. | Seal part |
| JP4751832B2 (ja) * | 2004-09-30 | 2011-08-17 | イーグル・エンジニアリング・エアロスペース株式会社 | シール部品 |
| EP1757710A1 (de) * | 2005-08-23 | 2007-02-28 | Sulzer Metco Coatings GmbH | Werkstück mit einer thermisch gespritzten Oberflächenschicht |
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