JPS62161966A - 摺動部材の製造方法 - Google Patents
摺動部材の製造方法Info
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- JPS62161966A JPS62161966A JP282886A JP282886A JPS62161966A JP S62161966 A JPS62161966 A JP S62161966A JP 282886 A JP282886 A JP 282886A JP 282886 A JP282886 A JP 282886A JP S62161966 A JPS62161966 A JP S62161966A
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/10—Pistons having surface coverings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
- F02B77/02—Surface coverings of combustion-gas-swept parts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (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、低Ｉ！！擦係数、耐摩耗性、耐焼付性が要求
される摺動部材の製造方法に関し、詳しくは、軟窒化処
理を施した摺動部材を改良する方法に関する。
される摺動部材の製造方法に関し、詳しくは、軟窒化処
理を施した摺動部材を改良する方法に関する。
本発明は、例えばエンジンの吸排気弁を作動させるため
のカム、ロッカーアーム、バルブリフタ、あるいはディ
ストリビュータ、オイルポンプ等の駆動ギヤ、あるいは
トランスミッション、ディファレンシャル等のギＶ等に
用いることができる。
のカム、ロッカーアーム、バルブリフタ、あるいはディ
ストリビュータ、オイルポンプ等の駆動ギヤ、あるいは
トランスミッション、ディファレンシャル等のギＶ等に
用いることができる。
［従来の技術］
耐摩耗性、耐焼付性が要求される鋼￥Ｊ摺動部材、例え
ば、内燃機関のバルブリフタ、カム、ロッカーアーム等
の表面には通常、いわゆる軟窒化処理が施される。第４
図は、ガス軟窒化処理を施した摺動部材の表面部付近の
金属組織の縦断面図を示す写真（ｘ４００）である。第
４図に示すように母材ａの表面には多孔質の化合物層（
ポーラス層）ｂが形成されている。該ポーラス層は、高
血圧等の厳しい使用条件下で、第５図、第６図（第５図
は、摺動部材の裏面部付近の金属組織の縦断面を示す写
真（ｘ４００）であり、第６図は、表面の金属組織を示
す写真（Ｘ４００）である）に示１ようにポーラス層す
の、部分的な剥離あるいはクラックを生じ易い。このた
め、相手材との１４！ 擦により、ぎくしゃくした摺動
の原因となる。
ば、内燃機関のバルブリフタ、カム、ロッカーアーム等
の表面には通常、いわゆる軟窒化処理が施される。第４
図は、ガス軟窒化処理を施した摺動部材の表面部付近の
金属組織の縦断面図を示す写真（ｘ４００）である。第
４図に示すように母材ａの表面には多孔質の化合物層（
ポーラス層）ｂが形成されている。該ポーラス層は、高
血圧等の厳しい使用条件下で、第５図、第６図（第５図
は、摺動部材の裏面部付近の金属組織の縦断面を示す写
真（ｘ４００）であり、第６図は、表面の金属組織を示
す写真（Ｘ４００）である）に示１ようにポーラス層す
の、部分的な剥離あるいはクラックを生じ易い。このた
め、相手材との１４！ 擦により、ぎくしゃくした摺動
の原因となる。
［発明が解決しようとする問題点］
本発明は、上記事情に鑑みて案出されたものであり、軟
窒化処理を施した摺動ＰＩＳ材表面に形成されたポーラ
ス層を密な状態で、かつ低摩擦係数とすることによりク
ラック、剥離を防止し、相手材と摺動する際にも、ぎく
しヤくせず、又、摺動部材及び相手Ｉ４の耐摩耗性、耐
久性の向上を図ろうとするものである。
窒化処理を施した摺動ＰＩＳ材表面に形成されたポーラ
ス層を密な状態で、かつ低摩擦係数とすることによりク
ラック、剥離を防止し、相手材と摺動する際にも、ぎく
しヤくせず、又、摺動部材及び相手Ｉ４の耐摩耗性、耐
久性の向上を図ろうとするものである。
［問題点を解決するための手段］
本発明に係る摺動部材の製造方法は、軟窒化処理により
、摺動部材の表面に形成された多孔質化合物層の空孔に
、モリブデン硫化物、鉛（Ｐｂ）、錫（Ｓｎ）、ｌ−１
（Ｐｂ−Ｓｎ）、鉛−錫−インジウム（Ｐｂ−Ｓｎ−Ｉ
ｎ）のいずれかを含浸して充填することを特徴とする
。
、摺動部材の表面に形成された多孔質化合物層の空孔に
、モリブデン硫化物、鉛（Ｐｂ）、錫（Ｓｎ）、ｌ−１
（Ｐｂ−Ｓｎ）、鉛−錫−インジウム（Ｐｂ−Ｓｎ−Ｉ
ｎ）のいずれかを含浸して充填することを特徴とする
。
以下、構成要件を説明づる。
軟窒化処理の方法としては、従来公知の方法を用いる事
ができ、本発明の適用にあたっては、最表面層がポーラ
スとなるガス窒化法、タフライド処理等を想定している
。
ができ、本発明の適用にあたっては、最表面層がポーラ
スとなるガス窒化法、タフライド処理等を想定している
。
摺動部材の材質は、特許請求の範囲第２項のように、Ｎ
着払（モリブデン硫化物を含む電解液中に前記軟窒化処
理を施した摺動部材を陽極として浸漬し、空孔内にモリ
ブデン硫化物を析出させる方法）によって充填を行なう
場合は電気的良導体である必要がある。
着払（モリブデン硫化物を含む電解液中に前記軟窒化処
理を施した摺動部材を陽極として浸漬し、空孔内にモリ
ブデン硫化物を析出させる方法）によって充填を行なう
場合は電気的良導体である必要がある。
又、軟窒化処理を施した摺動部材表面付近に形成された
空孔内に、鉛、錫、鉛−錫、鉛−錫−インジウムを含浸
させる他の方法としては、例えば、溶浸法によることも
できる。ここに、鉛、錫、鉛−Ｗ（重量部で鉛１に対し
錫５〜２０）、鉛−錫−インジウム（重量部で鉛１に対
し錫５〜２０、インジウム５〜２０）を、３００℃〜６
００℃の溶融状態とし、３０分〜１２０分で溶浸させる
。
空孔内に、鉛、錫、鉛−錫、鉛−錫−インジウムを含浸
させる他の方法としては、例えば、溶浸法によることも
できる。ここに、鉛、錫、鉛−Ｗ（重量部で鉛１に対し
錫５〜２０）、鉛−錫−インジウム（重量部で鉛１に対
し錫５〜２０、インジウム５〜２０）を、３００℃〜６
００℃の溶融状態とし、３０分〜１２０分で溶浸させる
。
［作用及び処理］
軟窒化処理を施した摺動部品は、表面硬度が高く、耐摩
耗性、耐焼付性に優れる。一方、充填剤であるモリブデ
ン硫化物、鉛、鉛−錫、鉛−錫−インジウムは、摩耗係
数が小さく、１１１滑作用を奏づ゛る。また充填剤によ
って、ポーラスな化合物層は緻密化される。
耗性、耐焼付性に優れる。一方、充填剤であるモリブデ
ン硫化物、鉛、鉛−錫、鉛−錫−インジウムは、摩耗係
数が小さく、１１１滑作用を奏づ゛る。また充填剤によ
って、ポーラスな化合物層は緻密化される。
本発明においては、軟窒化処理を施した摺動部品の表面
付近のポーラス層の気孔に前記充填剤を含浸させ、充填
することによって、摺動部材表面を緻密化するとともに
ＩＩ擦係数を小さくしている。
付近のポーラス層の気孔に前記充填剤を含浸させ、充填
することによって、摺動部材表面を緻密化するとともに
ＩＩ擦係数を小さくしている。
従って、クラックの発生、剥離は防止され、剥離による
凹凸によって相手材との摺切により従来生じることがあ
ったぎくしゃくした摺動や、相手材へのダメージは有効
に防止することができ、さらに耐摩耗性を向上させる。
凹凸によって相手材との摺切により従来生じることがあ
ったぎくしゃくした摺動や、相手材へのダメージは有効
に防止することができ、さらに耐摩耗性を向上させる。
又、これらの効果は、特に、高血圧、混合境界潤滑など
の厳しい使用条件で有効である。
の厳しい使用条件で有効である。
又、外観上の見栄えも良い。
［実施例］
本実施例は、ＤＯＨＣエンジンの動弁系に用いられるバ
ルブリフタに本発明を適用した例である。
ルブリフタに本発明を適用した例である。
（第１実施例）
第１実施例は、ガス軟窒化処理を施したバルブリフタの
表面に形成された気孔にモリブデン硫化物をｉ！着着払
よって充填する場合である。
表面に形成された気孔にモリブデン硫化物をｉ！着着払
よって充填する場合である。
テトラチオモリブデン酸アンモニウム［（ＮＨ４）ｚＭ
Ｏ８ｉ ］の結晶体の水溶液にガス軟窒化を施したバル
ブリフタを陽極として浸漬した。このとき、水溶液中に
はＭＯ８ａ”−というアニオンが生成している。バルブ
リフタを陽極にして５０ｖで１０分、ｇＩ極電解するこ
とにより、最も電気抵抗の低いバルブリフタ表面の空孔
にモリブデン化合物を電気的に析出させた。尚、この析
出したモリブデン化合物は、前記空孔中において、水の
電気分解で生ずるＨ＋イオンによって、Ｍｏ５４２−が
放電、還元されて移行したものである。
Ｏ８ｉ ］の結晶体の水溶液にガス軟窒化を施したバル
ブリフタを陽極として浸漬した。このとき、水溶液中に
はＭＯ８ａ”−というアニオンが生成している。バルブ
リフタを陽極にして５０ｖで１０分、ｇＩ極電解するこ
とにより、最も電気抵抗の低いバルブリフタ表面の空孔
にモリブデン化合物を電気的に析出させた。尚、この析
出したモリブデン化合物は、前記空孔中において、水の
電気分解で生ずるＨ＋イオンによって、Ｍｏ５４２−が
放電、還元されて移行したものである。
（第２実滴例）
第２実施例は、軟窒化処理を施したバルブリフタの表面
に形成された空孔に鉛を溶浸させ、充填する場合である
。
に形成された空孔に鉛を溶浸させ、充填する場合である
。
第１実施例で用いたと同様のガス軟窒化処理を施したバ
ルブリフタを鉛の溶湯（５００℃）に６０分浸漬して、
バルブリフタ表面の空孔に鉛を充填した。
ルブリフタを鉛の溶湯（５００℃）に６０分浸漬して、
バルブリフタ表面の空孔に鉛を充填した。
（耐久性試験及び評ｔＩ）
第１図は、実施例に係るバルブリフタを用いたＤ ＯＨ
Ｃエンジンの動弁系の概略を示す縦断面図である。第１
図に示すように該エンジンの動弁系は、回転自在に軸支
されたカムシャフト１と、該カムシャフト１に取付けら
れ、該シャフト１と一体に回転する、略三角形状のカム
ノーズ３を有づるカム４と、カムノーズ３によってシム
部７を介して押し下げられるバルブリフタ５と、該バル
ブリフタ５を付勢して押し上げるバルブスプリング９と
、バルブリフタ５の肋きに対応して、開閉するバルブ６
とからなっている。
Ｃエンジンの動弁系の概略を示す縦断面図である。第１
図に示すように該エンジンの動弁系は、回転自在に軸支
されたカムシャフト１と、該カムシャフト１に取付けら
れ、該シャフト１と一体に回転する、略三角形状のカム
ノーズ３を有づるカム４と、カムノーズ３によってシム
部７を介して押し下げられるバルブリフタ５と、該バル
ブリフタ５を付勢して押し上げるバルブスプリング９と
、バルブリフタ５の肋きに対応して、開閉するバルブ６
とからなっている。
該動弁系は、次のような作動をする。即ら、カムシャフ
ト１が回転すると、カムノーズ３によって、バルブリフ
タ５がシム部７を介してスプリング９の付勢力に抗して
押し下げられ、バルブ６は聞く。次にカムノーズ３をす
ぎるとバルブリフタ５は、スプリング９により付勢され
て押し上げられ、バルブ６は閉じる。
ト１が回転すると、カムノーズ３によって、バルブリフ
タ５がシム部７を介してスプリング９の付勢力に抗して
押し下げられ、バルブ６は聞く。次にカムノーズ３をす
ぎるとバルブリフタ５は、スプリング９により付勢され
て押し上げられ、バルブ６は閉じる。
この動弁系に第１実施例、第２実施例に係るシムを取り
つけたバルブリフタを用い、又、比較例として、ガス軟
窒化処理のみを行ったシムを取りつけたバルブリフタを
用いて、各々、エンジン回転数２０００ｒｐｍで５００
時間、バルブスプリング荷重を通常の１．３倍として耐
久を行った。
つけたバルブリフタを用い、又、比較例として、ガス軟
窒化処理のみを行ったシムを取りつけたバルブリフタを
用いて、各々、エンジン回転数２０００ｒｐｍで５００
時間、バルブスプリング荷重を通常の１．３倍として耐
久を行った。
尚、この時カムノーズとバルブリフタのシム部との面圧
は（６５〜１１７に９ｆ／ｍ１）であツタ。
は（６５〜１１７に９ｆ／ｍ１）であツタ。
次に耐久後のバルブリフタの摺紡部（シム）におけるポ
ーラス層の剥離面積率を測定した。
ーラス層の剥離面積率を測定した。
測定結果を第２図に示す。第２図より明らかなように実
施例に係るシムの剥離面積率は少ない。
施例に係るシムの剥離面積率は少ない。
又、第１実施例と比較例において、カムノーズのピッチ
ングが発生するまでの時間を測定した。
ングが発生するまでの時間を測定した。
測定結果を第３図に示づ。第３図から明らかなように第
１実施例のバルブリフタは、比較例のバルブリフタに比
し少なくとも５倍以上もピッチング発生までの時間が長
い。
１実施例のバルブリフタは、比較例のバルブリフタに比
し少なくとも５倍以上もピッチング発生までの時間が長
い。
以上、耐久試験の結果、実施例に係るバルブリフタの剥
離面積の減少、耐摩耗性、耐久性等の向上がわかる。こ
れはバルブリフタ表面の空孔に充填されたモリブデン硫
化物あるいは鉛等によって表面が密の状態となり、ｆｆ
Ｊｒ！Ａ係数が小さくなったことによると考えられる。
離面積の減少、耐摩耗性、耐久性等の向上がわかる。こ
れはバルブリフタ表面の空孔に充填されたモリブデン硫
化物あるいは鉛等によって表面が密の状態となり、ｆｆ
Ｊｒ！Ａ係数が小さくなったことによると考えられる。
第１図は、実施例に係るシムを用いたＤＯＨＣエンジン
の動弁系の概略を示す縦断面図である。 第２図は、耐久後のバルブリフタのポーラス層の剥離面
積を示す図である。 第３図は耐久においてカムノーズのピッチングが発生す
るまでの時間を示す図である。 ７ｔＩ４図は、ガス軟窒化処理を施した摺動部材の表面
部付近の金属組織の縦断面を示す（Ｘ４００）写真であ
る。 第５図は、ガス軟窒化処理を施したＩＳ初部材のポーラ
ス層の剥離状態を示す表面部付近の金属組織の縦断面の
写真（Ｘ４００）である。 第６図は、ガス軟窒化処理を施した摺動部材のポーラス
層の剥離状態を示す表面の金属組織の写真である。 特許出願人 トヨタ自動車株式会社代理人
弁理士 大川 宏 同 弁理士 丸山明夫 第１図 吋闇
の動弁系の概略を示す縦断面図である。 第２図は、耐久後のバルブリフタのポーラス層の剥離面
積を示す図である。 第３図は耐久においてカムノーズのピッチングが発生す
るまでの時間を示す図である。 ７ｔＩ４図は、ガス軟窒化処理を施した摺動部材の表面
部付近の金属組織の縦断面を示す（Ｘ４００）写真であ
る。 第５図は、ガス軟窒化処理を施したＩＳ初部材のポーラ
ス層の剥離状態を示す表面部付近の金属組織の縦断面の
写真（Ｘ４００）である。 第６図は、ガス軟窒化処理を施した摺動部材のポーラス
層の剥離状態を示す表面の金属組織の写真である。 特許出願人 トヨタ自動車株式会社代理人
弁理士 大川 宏 同 弁理士 丸山明夫 第１図 吋闇
Claims (3)
- （１）軟窒化処理により、摺動部材の表面に形成された
多孔質化合物層の空孔に、モリブデン硫化物、鉛（Ｐｂ
）、錫（Ｓｎ）、鉛−錫（Ｐｂ−Ｓｎ）、鉛−錫−イン
ジウム（Ｐｂ−Ｓｎ−Ｉｎ）のいずれかを含浸して充填
することを特徴とする摺動部材の製造方法。 - （２）モリブデン硫化物を含む電解液中に、前記軟窒化
処理を施した摺動部材を陽極として配置し前記空孔内に
モリブデン硫化物を電着させる特許請求の範囲第１項記
載の摺動部材の製造方法。 - （３）鉛（Ｐｂ）、錫（Ｓｎ）、鉛−錫（Ｐｂ−Ｓｎ）
、鉛−錫−インジウム（Ｐｂ−Ｓｎ−Ｉｎ）のいずれか
を前記空孔内に溶浸させることにより充填する特許請求
の範囲第１項記載の摺動部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP282886A JPS62161966A (ja) | 1986-01-09 | 1986-01-09 | 摺動部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP282886A JPS62161966A (ja) | 1986-01-09 | 1986-01-09 | 摺動部材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62161966A true JPS62161966A (ja) | 1987-07-17 |
Family
ID=11540275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP282886A Pending JPS62161966A (ja) | 1986-01-09 | 1986-01-09 | 摺動部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62161966A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1129892A (ja) * | 1997-07-09 | 1999-02-02 | Nippon Pureetec Kk | 耐摩耗性の鉄メッキアルミニウム材料 |
| WO2015049683A1 (en) * | 2013-10-01 | 2015-04-09 | Technion Research & Development Foundation Limited | Low friction film and a method of producing the low friction film |
-
1986
- 1986-01-09 JP JP282886A patent/JPS62161966A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1129892A (ja) * | 1997-07-09 | 1999-02-02 | Nippon Pureetec Kk | 耐摩耗性の鉄メッキアルミニウム材料 |
| WO2015049683A1 (en) * | 2013-10-01 | 2015-04-09 | Technion Research & Development Foundation Limited | Low friction film and a method of producing the low friction film |
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