KR20170118904A

KR20170118904A - 슬라이딩 부품 및 슬라이딩 구조체

Info

Publication number: KR20170118904A
Application number: KR1020177026781A
Authority: KR
Inventors: 세이신 우에다; 쿠니치카 구보타
Original assignee: 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2016-03-24
Publication date: 2017-10-25
Also published as: EP3276031A4; CN107429356B; JPWO2016152967A1; CN107429356A; EP3276031A1; JP6424951B2; WO2016152967A1

Abstract

내마모성이 우수한 슬라이딩 부품을 제공한다. 그리고, 이 슬라이딩 부품을 구비한 슬라이딩 구조체를 제공한다. 질량％로, C: 0.7∼1.6％, Si: 0.5∼3.0％, Mn: 0.1∼3.0％, P: 0.05％ 이하, S: 0.01∼0.12％, Ni: 0.3∼1.5％, Cr: 7.0∼13.0％, Mo 및 W 중 1종 또는 2종: (Mo＋1/2W)의 관계식에서 0.5∼1.7％, V: 0∼0.70％, Cu: 0.1∼1.0％, Al: 0.10∼0.70％, Nb: 0∼0.30％, 잔부 Fe 및 불순물의 성분 조성을 갖고, 경도가 52HRC 이상 58HRC 미만의 슬라이딩 부품이다. 그리고, 상기의 슬라이딩 부품이, 이 슬라이딩 부품의 슬라이딩면에 윤활유가 개재하는 환경하에서, 상대 부품의 슬라이딩면과 슬라이딩하도록 구성된 슬라이딩 구조체이다.

Description

슬라이딩 부품 및 슬라이딩 구조체{SLIDING COMPONENT AND SLIDING STRUCTURE}

본 발명은, 예를 들면, 내연 기관에 조입되는 오일링(oil ring)이나 캠 로브(cam lobe) 등의, 각종 슬라이딩 환경에 이용되는 슬라이딩 부품에 관한 것이다. 그리고, 이들 슬라이딩 부품이 조입되어 구성되는, 내연 기관 등의 슬라이딩 구조체에 관한 것이다.

종래, 내연 기관의 구성 부품인 오일링, 캠 로브, 태핏, 피스톤 핀, 실린더 라이너, 미션 기어, 스러스트 플레이트나 베인 등의, 슬라이딩 구조체를 구성하는 슬라이딩 부품에는, 그 소재로서 JIS 강종인 SUJ2나 SKD11이 이용되어 왔다. SKD11은, 퀀칭 템퍼링에 의해 60HRC 이상의 높은 경도를 달성할 수 있고, 또한, 조직 중의 탄화물도 풍부한 점에서, 내마모성이 우수한 강종이다. 그리고, 소재의 성분 조성을 개량함으로써, 소재가 우수한 슬라이딩 특성(자기 윤활 특성)을 부여하여, 내마모성을 향상시킨 프레스 금형이 제안되어 있다(특허문헌 1).

일본공개특허공보 2007-002333호

특허문헌 1의 프레스 금형은, 그 자기 윤활 특성의 발현에 의해, 우수한 내마모성을 갖는다. 그러나, 특허문헌 1의 프레스 금형의 재료를, 내연 기관의 구성 부품에 적용하는 것은, 고려되고 있지 않았다.

본 발명의 목적은, 내마모성이 우수한 슬라이딩 부품을 제공하는 것이다. 그리고, 이 슬라이딩 부품을 구비한 슬라이딩 구조체를 제공하는 것이다.

본 발명은, 질량％로, C: 0.7∼1.6％, Si: 0.5∼3.0％, Mn: 0.1∼3.0％, P: 0.05％ 이하, S: 0.01∼0.12％, Ni: 0.3∼1.5％, Cr: 7.0∼13.0％, Mo 및 W 중 1종 또는 2종: (Mo＋1/2W)의 관계식에서 0.5∼1.7％, V: 0∼0.70％, Cu: 0.1∼1.0％, Al: 0.10∼0.70％, Nb: 0∼0.30％, 잔부 Fe 및 불순물의 성분 조성을 갖고, 경도가 52HRC 이상 58HRC 미만인 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품이다.

또한, 본 발명은, 상기한 본 발명의 슬라이딩 부품이, 이 슬라이딩 부품의 슬라이딩면에 윤활유가 개재하는 환경하에서, 상대 부품의 슬라이딩면과 슬라이딩하도록 구성된 것을 특징으로 하는 슬라이딩 구조체이다.

본 발명에 의하면, 슬라이딩 부품의 내마모성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명예 및 비교예의 슬라이딩 부품의, 경도와 피로 강도의 관계의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명예 및 비교예의 슬라이딩 부품의, 볼 온 디스크(Ball on disc) 시험으로 측정한 마찰 계수의 결과의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명예 및 비교예의 슬라이딩 부품의, 피로 강도와 볼 온 디스크 시험으로 측정한 마찰 계수가 0.20에 도달했을 때의 슬라이딩 거리의 관계의 일 예를 나타내는 도면이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

각종의 슬라이딩 구조체를 구성하는 대부분의 슬라이딩 부품은, 오일링이나 캠 로브라는 내연 기관의 구성 부품으로 대표되는 바와 같이, 그 슬라이딩면에 윤활유가 개재하는 환경하에서, 상대 부품의 슬라이딩면과 슬라이딩하여, 사용되고 있다. 그리고, 이 환경하에서, 본 발명의 슬라이딩 부품은, 자기 윤활 특성이 효과적으로 발휘되어, 슬라이딩 부품의 내마모성이 향상하는 것을 밝혀냈다. 이하, 본 발명의 구성 요건에 대해서, 설명한다.

(1) 본 발명의 슬라이딩 부품은, 질량％로, C: 0.7∼1.6％, Si: 0.5∼3.0％, Mn: 0.1∼3.0％, P: 0.05％ 이하, S: 0.01∼0.12％, Ni: 0.3∼1.5％, Cr: 7.0∼13.0％, Mo 및 W 중 1종 또는 2종: (Mo＋1/2W)의 관계식에서 0.5∼1.7％, V: 0∼0.70％, Cu: 0.1∼1.0％, Al: 0.10∼0.70％, Nb: 0∼0.30％, 잔부 Fe 및 불순물의 성분 조성을 갖는다.

상기의 성분 조성에 있어서, 특히, 본 발명의 슬라이딩 부품을 특징짓는 것이, 그 자기 윤활 특성의 발현에 크게 기여하는 「S와 Cu의 공동 첨가」이다. 종래, S 및 Cu는, 철강 재료의 열간 가공성을 저해하는 원소라고 하여, 대부분의 철강 재료에서 적극적으로 첨가되는 일이 없는 없는 원소였다. 이하, 본 발명의 슬라이딩 부품의 성분 조성에 대해서, 그 작용 효과를 설명한다.

·C: 0.7∼1.6질량％(이하, 간단히 「％」라고 기재함)

C는, 기지 중에 고용되어, 슬라이딩 부품에 강도를 부여하는 원소이다. 또한, 탄화물을 형성하여, 슬라이딩 부품의 내마모성이나 내소착성을 높이는 원소이다. 그러나, C가 지나치게 많아지면, 기지에 고용되는 C량이 증가하여, 슬라이딩 부품의 형상으로 마무리할 때의 피삭성이 열화한다. 또한, 조대한 탄화물이 생성되어, 퀀칭시의 열처리 변화 치수가 커진다. 따라서, C는, 0.7∼1.6％로 한다. 바람직하게는 0.9％ 이상이다. 또한, 바람직하게는 1.3％ 이하로 한다. 보다 바람직하게는 1.1％ 이하로 한다.

·Si: 0.5∼3.0％

Si는, 슬라이딩 부품의 고온 연화 특성을 향상시키는 원소이다. 그러나, Si가 지나치게 많으면, 조직 중의 델타 페라이트의 형성이 현저하게 되어, 슬라이딩 부품의 경도의 유지를 저해한다. 따라서, Si는, 0.5∼3.0％로 한다. 바람직하게는 0.9％ 이상이다. 또한, 바람직하게는 2.0％ 이하이다. 보다 바람직하게는 1.5％ 이하이다. 더욱 바람직하게는 1.1％ 이하이다.

·Mn: 0.1∼3.0％

Mn은, 퀀칭성을 높이는 원소이다. 그러나, 지나치게 많으면, 피삭성이 열화한다. 따라서, Mn은, 0.1∼3.0％로 한다. 바람직하게는 0.3％ 이상이다. 보다 바람직하게는 0.4％ 이상이다. 또한, 바람직하게는 1.0％ 이하이다. 보다 바람직하게는 0.6％ 이하이다.

·P: 0.05％ 이하

P는, 통상, 첨가하지 않아도, 불가피적으로 함유하는 원소이다. 그리고, 슬라이딩 부품의 인성을 저해하는 원소이다. 따라서, 0.05％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.03％ 이하로 한다. 보다 바람직하게는 0.02％ 이하로 한다.

·S: 0.01∼0.12％

S는, 후술하는 Cu와 함께, 본 발명의 슬라이딩 부품의 자기 윤활 특성의 향상에 기여하는 원소이다. 본 발명자는, 특허문헌 1의 성분 조성을 갖는 슬라이딩 부품을, 그 슬라이딩면에 윤활유가 개재한 환경에서 사용했을 때에, 슬라이딩면에 발생하고 있는 현상을 조사했다. 그 결과, 이 사용 중에 있어서, 슬라이딩 부품과 상대 부품의 슬라이딩면끼리가 소착을 발생시킬 정도의 높은 면압으로 접촉하면, 슬라이딩 부품의 슬라이딩면에 흡착한 윤활유 중의 유기물 성분이 탈수소화되어, 이것이 다이아몬드나 그래파이트 등의 물질로 변화하는 것을 지견했다. 그리고, 이들 다이아몬드나 그래파이트 등의 중에서도, 주기적으로 황산 이온 또는 황산 분자의 사이에 끼워진 구성을 갖는 「그래파이트 층간 화합물」은, 슬라이딩 부품의 자기 윤활 특성을 향상시켜, 서로의 슬라이딩면 간의 마찰 계수를 낮게 유지할 수 있는 것을 발견했다.

그리고, 슬라이딩 부품 중의 S는, 그 사용 중의 슬라이딩면에 있어서 산화되어, 황산 이온을 생성한다. 그리고, 이 생성된 황산 이온이, 그래파이트 층간에 사이에 끼워져, 상기의 그래파이트 층간 화합물의 형성을 촉진한다. 또는, 이 생성된 황산 이온이, 상기한 윤활유의 탈수소화로 생성된 수소 이온과 결합하여, 황산 분자가 되고, 이것이 그래파이트 층간에 사이에 끼워지고, 상기의 그래파이트 층간 화합물의 형성을 촉진한다. 이에 따라, 그래파이트의 C축 방향의 면 간격이 넓어져, 나노 레벨의 상태로 그래파이트가 다이아몬드로 동소 변태하는 것을 억제하고, 슬라이딩의 자유도를 높여 윤활성이 향상된다. 그러나, 슬라이딩 부품 중의 S가 과잉으로 되면, 그래파이트 층간에 사이에 끼워지지 않는 정도의, 과잉의 황산 이온이 슬라이딩면에 생성된다. 그리고, 이 과잉의 황산 이온이 슬라이딩면의 손상을 조장하여, 자기 윤활 특성의 발현을 저해한다. 따라서, S는, 0.01∼0.12％로 한다. 바람직하게는 0.03％ 이상이다. 보다 바람직하게는 0.04％ 이상이다. 더욱 바람직하게는 0.05％ 이상이다. 또한, 바람직하게는 0.09％ 이하이다. 보다 바람직하게는 0.08％ 이하이다.

·Ni: 0.3∼1.5％

Ni는, 퀀칭 템퍼링 공정으로, 후술하는 Al과 결합하여 Ni-Al계 금속간 화합물이 석출되어, 슬라이딩 부품의 경도의 유지에 기여하는 원소이다. 그러나, Ni가 지나치게 많으면, 퀀칭 템퍼링 전의 어닐링 상태에 있어서, 슬라이딩 부품의 형상으로 가공할 때의 피삭성이 열화한다. 따라서, Ni는, 0.3∼1.5％로 한다. 바람직하게는 0.4％ 이상이다. 또한, 바람직하게는 1.0％ 이하이다. 보다 바람직하게는 0.8％ 이하이다. 더욱 바람직하게는 0.6％ 이하이다.

·Cr: 7.0∼13.0％

Cr은, 기지의 퀀칭성을 높이는 원소이다. 또한, 전술의 C와 탄화물을 형성하여, 슬라이딩 부품의 내마모성이나 내소착성을 높이는 원소이다. 그러나, 탄화물의 증가는, 피삭성을 열화시킨다. 따라서, Cr은, 7.0∼13.0％로 한다. 바람직하게는 7.5％ 이상이다. 보다 바람직하게는 8.0％ 이상이다. 또한, 바람직하게는 11.0％ 이하이다. 보다 바람직하게는 10.0％ 이하이다. 더욱 바람직하게는 9.0％ 이하이다.

·Mo 및 W 중 1종 또는 2종: (Mo＋1/2W)의 관계식에서 0.5∼1.7％

Mo 및 W는, 퀀칭 템퍼링 후의 조직 중에 미세한 탄화물을 형성하여, 슬라이딩 부품에 피로 강도를 부여하는 원소이다. 그러나, 지나치게 많으면, 피삭성이나 인성의 저하를 초래한다. Mo 및 W는, 단독 또는 복합으로 첨가할 수 있다. 그리고, 이때의 첨가량은, W가 Mo의 약 2배의 원자량인 점에서, (Mo＋1/2W)의 관계식으로 함께 규정할 수 있다. 그리고, 본 발명에서는, (Mo＋1/2W)의 값으로 0.5∼1.7％로 한다. 바람직하게는 0.7％ 이상이다. 보다 바람직하게는 0.9％ 이상이다. 더욱 바람직하게는 1.0％ 이상이다. 또한, 바람직하게는 1.5％ 이하이다. 보다 바람직하게는 1.3％ 이하이다. 더욱 바람직하게는 1.2％ 이하이다.

·V: 0∼0.70％

V는, 퀀칭성의 향상을 위해 함유할 수 있다. 단, V는, 경질의 VC 탄화물을 형성하기 때문에, 과잉의 V의 함유는 피삭성을 저해한다. 따라서, 본 발명에서는, V를 함유하는 경우라도, 0.70％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.50％ 이하이다. 보다 바람직하게는 0.30％ 이하이다. 더욱 바람직하게는 0.20％ 이하이다.

·Cu: 0.1∼1.0％

Cu는, 전술한 S와 함께, 본 발명의 슬라이딩 부품의 자기 윤활 특성의 향상에 기여하는 원소이다. 즉, Cu는, 상기의 「그래파이트 층간 화합물」을 생성하기 위한 촉매 작용을 나타내는 원소이다. Cu는, 퀀칭 템퍼링 후의 슬라이딩 부품에 있어서, 그 슬라이딩면에 극히 미량을 석출시킬 수 있다. 그리고, 슬라이딩면에 석출된 Cu는, 전술의 「그래파이트 층간 화합물」의 형성을 촉진하는 촉매의 기능을 갖는다. 그러나, Cu를 과잉으로 함유하면, 소재의 적열 취화를 초래하여, 열간 가공성이 열화한다. 따라서, Cu는, 0.1∼1.0％로 한다. 바람직하게는 0.2％ 이상이다. 보다 바람직하게는 0.3％ 이상이다. 또한, 바람직하게는 0.8％ 이하이다. 보다 바람직하게는 0.6％ 이하이다. 더욱 바람직하게는 0.5％ 이하이다.

·Al: 0.10∼0.70％

Al은, 상기의 Ni와 결합하여 Ni―Al계 금속간 화합물을 형성하여, 슬라이딩 부품의 경도의 유지에 기여하는 원소이다. 그러나, Al이 지나치게 많으면, 조직 중의 델타 페라이트의 형성이 현저하게 되어, 슬라이딩 부품의 경도의 유지를 저해한다. 따라서, Al은, 0.10∼0.70％로 한다. 바람직하게는 0.15％ 이상으로 한다. 보다 바람직하게는 0.25％ 이상으로 한다. 또한, 바람직하게는 0.50％ 이하로 한다. 보다 바람직하게는 0.45％ 이하이다.

·Nb: 0∼0.30％

Nb는, V와 동일하게, 퀀칭성의 향상을 위해 함유할 수 있다. 단, 과잉의 Nb의 함유는 피삭성을 저해한다. 따라서, 본 발명에서는, Nb를 함유하는 경우에서도, 0.30％ 이하로 한다. 바람직하게는 0.20％ 이하로 한다. 보다 바람직하게는 0.15％ 이하로 한다. 또한, 상기의 효과를 얻는 데에 바람직한 함유량은, 0.03％ 이상이다. 보다 바람직하게는 0.05％ 이상이다. 더욱 바람직하게는 0.07％ 이상이다.

이상의 성분 조성에 의해, 본 발명의 슬라이딩 부품이 갖는 자기 윤활 특성은, 그 슬라이딩면에 개재하는 윤활유의 「마찰에 의한 변질 거동」을 이용하여 발휘된다. 따라서, 본 발명에 따른 자기 윤활 특성의 발현에는, 그 사용 중의 상대 부품과의 사이에서, 예를 들면, 탄화수소계라고 하는, 윤활유가 개재하고 있기만 하면 좋고, 상대 부품에 대해서, 폭넓은 소재(재질)의 선택이 가능하다.

(2) 본 발명의 슬라이딩 부품은, 경도가 52HRC 이상 58HRC 미만이다.

일반적으로, 슬라이딩 부품의 경도를 내리는 것은, 슬라이딩 부품의 내마모성의 저하로 연결된다고 고려되고 있었다. 따라서, 종래의 슬라이딩 부품은 60HRC 이상의 경도로 조정되어 있었다. 그러나, 본 발명의 슬라이딩 부품은, 전술한 성분 조성에 의해, 종래의 SKD11보다도 높은 피로 강도를 갖고 있다. 그리고, 그 피로 강도의 값은, 슬라이딩 부품의 경도를 적당히 내림으로써, 보다 현저하게 향상된다. 즉, 도 1에 나타내는 바와 같이, 종래의 SKD11(도 1 중의 ×표)은, 일반적인 슬라이딩 부품의 경도인 60HRC로 조정했을 때의 피로 강도가 약 560㎫였다. 그리고, 그 피로 강도의 값은, 경도를 내려가도, 약 600㎫ 정도까지 밖에 상승하지 않는다. 한편, 본 발명에 따른 성분 조성의 재료(도 1 중의 ○표)의 경우, 그 피로 강도의 값은, 경도를 58HRC로 내렸을 때에 약 630㎫의 높은 피로 강도를 나타낸다. 그리고, 그 이후, 낮은 경도역에 있어서 상기의 높은 피로 강도를 유지한다.

그리고, 전술한 성분 조성으로 이루어지는 본 발명의 슬라이딩 부품에 있어서, 그것이 나타내는 사용 중의 마찰 계수는, 그 슬라이딩 부품이 갖는 피로 강도의 값의 상승과 함께 효과적으로 감소하여, 본 발명의 자기 윤활 특성이 상승적으로 향상된다(도 3 참조). 그리고, 이 상승적으로 향상된 자기 윤활 특성을 안정적으로 얻어지는 피로 강도로서, 본 발명에서는, 종래의 SKD11에서는 도달이 곤란한 600㎫을 초과하는 피로 강도를 갖는 슬라이딩 부품을 목적으로 한다. 바람직하게는 630㎫을 초과하는 피로 강도이다. 그리고, 본 발명의 슬라이딩 부품의 경도는, 이 600㎫을 초과하는 피로 강도를 용이하게 달성할 수 있는 범위로서, 58HRC 미만으로 한다. 바람직하게는 57HRC 이하이다.

단, 본 발명의 슬라이딩 부품을 사용할 때에, 그 상대 부품의 경도가 높은 것을 상정하면, 본 발명의 슬라이딩 부품의 경도를 낮게 하는 것은 득책이 아니다. 예를 들면, 상대 부품에 JIS 강종의 베어링강인 SUJ2를 이용한 경우, 그 경도는, 통상, 60∼62HRC로 조정되어 있고, 본 발명의 슬라이딩 부품보다도 경도가 높다. SUJ2는, JIS-G-4805로 규격화되어 있는 「고탄소 크롬 베어링강 강재」로서, 그 성분 조성은, 질량％로, 이하와 같다.

C: 0.95∼1.10％, Si: 0.15∼0.35％, Mn: 0.50％ 이하, P: 0.025％ 이하, S: 0.025％ 이하, Cr: 1.30∼1.60％, 잔부 Fe 및 불순물

그리고, 본 발명의 슬라이딩 부품이 오일링이나 캠 로브라면, 그 슬라이딩면은, 회전 또는 왕복 운동이라고 하는 “간헐적인” 접촉 형태로, 상대 부품의 슬라이딩면과 슬라이딩한다. 이러한 접촉 형태에 있어서, 본 발명의 슬라이딩 부품의 경도가 상대 부품의 그 보다도 대폭으로 낮으면, 부하되는 헤르츠 응력이 상승한다. 그리고, 이 헤르츠 응력이, 슬라이딩 부품의 피로 강도를 초과하면, 슬라이딩면에 미세한 소성 변형이 발생한다. 그리고, 슬라이딩 부품의 박리 마모를 유발하여, 슬라이딩면 간의 마찰 계수가 상승하여, 본 발명의 자기 윤활 특성을 저해한다. 따라서, 본 발명의 슬라이딩 부품의 경도는, 하한을 52HRC로 한다. 이 하한에 있어서, 바람직하게는 53HRC이다. 보다 바람직하게는 54HRC이다. 더욱 바람직하게는 55HRC이다.

이들 조건에 의해, 예를 들면, 상대 부품의 소재에 SUJ2 등의 금속 재료를 이용할 수 있고, 소착(응착) 손상의 억제와, 피로 수명의 향상의 양립을 도모한 수명이 긴 슬라이딩 구조체의 기구를 얻을 수 있다.

실시예

표 1의 시료 No.1, 2의 성분 조성을 갖는, 각각의 슬라이딩 부품 1, 2를 준비했다. 또한, 시료 No.2는 SKD11이다.

다음으로, 슬라이딩 부품 1, 2의 각각에 대해서, 목표 경도가 A: 50HRC, B: 55HRC, C: 60HRC의 3종류로 조정한 것을 준비했다. 이때, 각각의 슬라이딩 부품의 실제의 경도는, 슬라이딩 부품 1-A가 50.4HRC, 1-B가 56.2HRC, 1-C가 62.0HRC, 2-A가 50.0HRC, 2-B가 55.8HRC, 2-C가 61.0HRC였다. 그리고, 목표 경도가 60HRC의 SKD11로 이루어지는 슬라이딩 부품 2-C가, 종래의 슬라이딩 부품에 상당한다. 그리고, 이들 슬라이딩 부품의 피로 강도를 측정했다. 피로 강도의 측정 방법은, 각각의 슬라이딩 부품을 회전 굽힘 피로 시험편으로 가공하여, 이에 오고시(Ogoshi)식 회전 굽힘 피로 시험을 행하는 것으로 했다. 시험편의 형상으로부터 정해지는 단면 2차 모멘트와, 시험편의 평행부의 중앙에 매다는 추의 중량의 조정에 의해, 시험편의 표면 응력을 조정했다. 응력 진폭은, 시험편의 1회전에 있어서, 인장 및 압축의 응력이 동일해지는 조건(진폭비 －1이라고 함)으로 했다. 시험편의 회전 속도는, 50㎐(3,000rpm)로 했다. 그리고, 회전 굽힘 피로 시험편이 파단에 이를 때의 응력을, 피로 강도로 했다. 결과를 도 1에 나타낸다.

그리고, 각각의 슬라이딩 부품에 볼 온 디스크 시험을 행하여, 각 슬라이딩 부품이 갖는 자기 윤활 특성을 평가했다. 시험 조건은, 이하와 같다. 그리고, 슬라이딩 거리가 100m에 도달할 때까지의 사이에서, 마찰 계수의 변화를 연속적으로 측정했다. 결과를 도 2에 나타낸다.

장치: CSM 제조 마찰 마모 시험기

시험편:

　　　·디스크(슬라이딩 부품): 직경 20㎜×두께 5㎜

　　　·볼(상대 부품): SUJ2(직경 6㎜, 경도 62HRC)

볼 하중: 10N

디스크 회전수: 500rpm

슬라이딩 반경: 3.3㎜

슬라이딩 거리: 100m

도유량(塗油量): 0.1㎕

유종(윤활유):

　　　·기유: 시판 파라핀유

　　　·포름산: 첨가량 2.9×10^－4ppm

도 2로부터, 자기 윤활 특성을 발현하지 않는 성분 조성인 슬라이딩 부품 2-A, 2-B, 2-C는, 그 마찰 계수가 상승하여, 0.30을 초과하는 마찰 계수의 값을 계측했다. 그리고, 슬라이딩 부품 2-B, 2-C는, 슬라이딩 거리가 100m에 도달하기 전에, 소착이 발생하여, 마찰 계수가 급격하게 상승했다.

이에 대하여, 자기 윤활 특성을 발현하는 성분 조성인 슬라이딩 부품 1-A, 1-B, 1-C는, 100m의 슬라이딩 거리의 사이에서, 소착이 발생하지 않았다. 그리고, 슬라이딩 부품 1-A, 1-B는, 그 사이의 마찰 계수의 값이, 0.30 이하를 유지했다. 그리고, 상기의 자기 윤활 특성을 발현하는 성분 조성에 더하여, 경도를 「52HRC 이상 58HRC 미만」으로 조정한 본 발명의 슬라이딩 부품 1-B는, 자기 윤활 특성이 상승적으로 향상하여, 마찰 계수가 추가로 저하하고, 그 값은 0.20 이하였다.

도 3에, 각 슬라이딩 부품의 피로 강도와, 상기에서 계측한 마찰 계수가 0.20에 도달했을 때의 슬라이딩 거리의 관계를 나타낸다. 여기에서 「0.20」의 마찰 계수의 값은, 전술한 대로, 본 실시예의 시험 조건에 있어서, 슬라이딩 부품이 상승적인 자기 윤활 특성을 발휘하고 있을 때의 마찰 계수의 지표이다. 도 3으로부터, 본 발명의 슬라이딩 부품 1-B는, 피로 강도가 600㎫을 초과하고 있다. 그리고, 슬라이딩 거리가 100m에 도달했을 때에도, 0.20 이하의 낮은 마찰 계수를 유지하고 있었다(도 3에 있어서는, 편의상, 그 「100m」의 위치에 나타내고 있음). 본 발명의 슬라이딩 부품 1-B는, 슬라이딩 부품 1-A, 1-C에 비해, 자기 윤활 특성이 향상하고 있고(마찰 계수가 작고), 또한, 그 향상된 자기 윤활 특성이, 긴 슬라이딩 거리에서 안정적으로 유지되었다.

Claims

질량％로, C: 0.7∼1.6％, Si: 0.5∼3.0％, Mn: 0.1∼3.0％, P: 0.05％ 이하, S: 0.01∼0.12％, Ni: 0.3∼1.5％, Cr: 7.0∼13.0％, Mo 및 W 중 1종 또는 2종: (Mo＋1/2W)의 관계식에서 0.5∼1.7％, V: 0∼0.70％, Cu: 0.1∼1.0％, Al: 0.10∼0.70％, Nb: 0∼0.30％, 잔부 Fe 및 불순물의 성분 조성을 갖고, 경도가 52HRC 이상 58HRC 미만인 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
제1항에 기재된 슬라이딩 부품이, 당해 슬라이딩 부품의 슬라이딩면에 윤활유가 개재하는 환경하에서, 상대 부품의 슬라이딩면과 슬라이딩하도록 구성된 것을 특징으로 하는 슬라이딩 구조체.