JP7384690B2

JP7384690B2 - sliding parts

Info

Publication number: JP7384690B2
Application number: JP2020021455A
Authority: JP
Inventors: 裕宜白水; 晋至森本; 剛央大野
Original assignee: Tocalo Co Ltd
Current assignee: Tocalo Co Ltd
Priority date: 2020-02-12
Filing date: 2020-02-12
Publication date: 2023-11-21
Anticipated expiration: 2040-02-12
Also published as: JP2021127476A

Description

本発明は摺動部品に関する。特に、摺動面を構成する溶射皮膜を有する摺動部品に関する。 The present invention relates to sliding parts. In particular, the present invention relates to a sliding component having a thermally sprayed coating that forms a sliding surface.

摺動部品は、耐摩耗性や耐焼付き性が求められる部品である。このような要求を満足するため、相手部品との摺動面を溶射皮膜で構成した摺動部品が提案されている（例えば、特許文献１～３）。
特許文献１は、Ｃｕ－Ｐｂ－Ｓｎ系合金の溶射皮膜をプラズマ溶射等で形成したエンジンのクランク軸受を提案している。
特許文献２は、Ｃｕ－Ｐｂ－Ｓｎ系合金の溶射皮膜をプラズマ溶射等で形成したレシプロエンジンのコネクティングロッドを提案している。 Sliding parts are required to have wear resistance and seizure resistance. In order to satisfy such requirements, sliding parts have been proposed in which the sliding surface with a mating part is made of a thermally sprayed coating (for example, Patent Documents 1 to 3).
Patent Document 1 proposes an engine crank bearing in which a thermal spray coating of a Cu--Pb--Sn alloy is formed by plasma spraying or the like.
Patent Document 2 proposes a connecting rod for a reciprocating engine in which a thermally sprayed coating of a Cu-Pb-Sn alloy is formed by plasma spraying or the like.

特許文献３は、高速回転、高負荷、無潤滑条件において、耐摩耗性、耐焼付き性及び耐圧強度を有する皮膜を形成するための高速フレーム溶射法を提案している。この文献は、被溶射基材表面に溶射皮膜を形成するための溶射原料粉末として、Ｃｕ基鉛青銅合金粉末とＣｕ基アルミニウム青銅合金粉末とを含んだ混合粉末を使用することを提案している。 Patent Document 3 proposes a high-speed flame spraying method for forming a coating having wear resistance, seizure resistance, and compressive strength under high-speed rotation, high load, and no-lubrication conditions. This document proposes the use of a mixed powder containing a Cu-based lead bronze alloy powder and a Cu-based aluminum bronze alloy powder as a thermal spray raw material powder for forming a thermal spray coating on the surface of a thermally sprayed substrate. .

特開昭５６－１１６９１３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 116913/1983 特開昭６１－６４１９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-6419 特開平１０－８２３１号公報Japanese Patent Application Publication No. 10-8231

特許文献１～３で提案された溶射皮膜は、いずれも鉛（Ｐｂ）を含有する溶射皮膜であり、鉛（Ｐｂ）を含有させることによって良好な摺動特性を確保していた。
しかしながら、近年では、鉛（Ｐｂ）が人体に及ぼす悪影響が懸念され、種々の分野で鉛フリー化が求められている。
そのため、鉛を含有しない溶射皮膜を備えた、耐摩耗性や耐焼付き性に優れる摺動部品が求められている。 The thermal spray coatings proposed in Patent Documents 1 to 3 are all thermal spray coatings containing lead (Pb), and the inclusion of lead (Pb) ensures good sliding properties.
However, in recent years, there has been concern about the negative effects of lead (Pb) on the human body, and there has been a demand for lead-free materials in various fields.
Therefore, there is a need for sliding parts that have a thermal spray coating that does not contain lead and have excellent wear resistance and seizure resistance.

本発明者らは、上記の要求を満足する摺動部品を提供すべく鋭意検討を行い、鉛を含有せず、従来とは全く異なる構成の溶射皮膜が、優れた耐摩耗性及び耐焼付き性を有することを見出し、本発明を完成した。 The inventors of the present invention have conducted extensive research to provide a sliding component that satisfies the above requirements, and have found that a thermal sprayed coating that does not contain lead and has a completely different structure from conventional ones has excellent wear resistance and anti-seizure properties. The present invention was completed based on the discovery that the present invention has the following properties.

（１）本発明の摺動部品は、鉛を含有せず、銅－錫合金を主成分とする溶射皮膜の表面を摺動面とする摺動部品であって、
上記溶射皮膜は、
酸素を０～２質量％含む第一のＡ層と、
第一のＡ層よりも酸素の含有量が多く、かつ酸素を１～５質量％含む第一のＢ層と、
第一のＢ層よりも酸素の含有量が少なく、かつ酸素を０～２質量％含む第二のＡ層と、
第二のＡ層よりも酸素の含有量が多く、かつ酸素を１～５質量％含む第二のＢ層と、
がこの順で積層された多層構造を有する。 (1) The sliding component of the present invention is a sliding component whose sliding surface is a thermal sprayed coating that does not contain lead and whose main component is a copper-tin alloy,
The above thermal spray coating is
A first layer A containing 0 to 2% by mass of oxygen;
A first B layer that has a higher oxygen content than the first A layer and contains 1 to 5% by mass of oxygen;
a second A layer that has a lower oxygen content than the first B layer and contains 0 to 2% by mass of oxygen;
a second B layer that has a higher oxygen content than the second A layer and contains 1 to 5% by mass of oxygen;
has a multilayer structure laminated in this order.

上記摺動部品は、鉛を含有せず、銅－錫合金を主成分とする溶射皮膜を備えている。
上記溶射皮膜は、酸素を０～２質量％含むＡ層と、酸素を１～５質量％含むＢ層とを有する。
さらに、上記溶射皮膜は、第一のＡ層と、第一のＡ層よりも酸素の含有量が多い第一のＢ層と、第一のＢ層よりも酸素の含有量が少ない第二のＡ層と、第二のＡ層よりも酸素の含有量が多い第二のＢ層とがこの順で積層された多層構造を有している。そのため、上記Ｂ層は上記Ａ層に比べて硬い層であり、上記Ａ層は上記Ｂ層に比べて靭性の高い層である。
このような多層構造を有する溶射皮膜を備えた摺動部品では、相対的に高硬度のＢ層同士の間に相対的に靭性の高いＡ層が介在している。そのため、上記摺動部品は、優れた耐摩耗性と耐焼付き性とを有する。 The above-mentioned sliding part does not contain lead and is provided with a thermal spray coating mainly composed of a copper-tin alloy.
The thermal spray coating has an A layer containing 0 to 2% by mass of oxygen and a B layer containing 1 to 5% by mass of oxygen.
Further, the thermal spray coating has a first A layer, a first B layer having a higher oxygen content than the first A layer, and a second B layer having a lower oxygen content than the first B layer. It has a multilayer structure in which the A layer and the second B layer, which has a higher oxygen content than the second A layer, are laminated in this order. Therefore, the B layer is a harder layer than the A layer, and the A layer has higher toughness than the B layer.
In a sliding component equipped with a thermal spray coating having such a multilayer structure, a layer A having relatively high toughness is interposed between layers B having relatively high hardness. Therefore, the sliding component has excellent wear resistance and seizure resistance.

（２）上記摺動部品における上記溶射皮膜の表面の硬さＨＶは、２５℃において１５０～２５０であることが好ましい。
上記硬さＨＶが小さすぎると、上記摺動部品は、押し込み荷重に対する耐久性に劣ることがある。一方、上記硬さＨＶが大きすぎると、上記溶射皮膜は脆く、上記摺動部品の使用時に強い衝撃が加わった際に崩れやすい。そのため、上記溶射皮膜の表面の２５℃における硬さＨＶは、上記範囲が好適である。 (2) The surface hardness HV of the thermal spray coating in the sliding component is preferably 150 to 250 at 25°C.
If the hardness HV is too small, the sliding component may have poor durability against indentation loads. On the other hand, if the hardness HV is too large, the thermal sprayed coating will be brittle and will easily collapse when a strong impact is applied to the sliding component during use. Therefore, the hardness HV of the surface of the thermal sprayed coating at 25° C. is preferably within the above range.

（３）上記摺動部品における上記溶射皮膜の表面の硬さＨＶは、２００℃において１５０～２５０であることが好ましい。
通常、合金は高温になると表面硬さが低下するが、上記溶射皮膜によれば２００℃の高温時でも硬さＨＶを高い値に維持することができる。摺動部品の摺動面は使用時に高温になることがあるが、上記溶射皮膜によれば、２００℃まで表面温度が上がったとしても耐久性及び靭性のバランスを維持することができる。 (3) The surface hardness HV of the thermal spray coating in the sliding component is preferably 150 to 250 at 200°C.
Normally, the surface hardness of alloys decreases when the temperature rises, but with the above-mentioned thermal spray coating, the hardness HV can be maintained at a high value even at a high temperature of 200°C. The sliding surfaces of sliding parts may reach high temperatures during use, but with the above-mentioned thermal spray coating, the balance between durability and toughness can be maintained even if the surface temperature rises to 200°C.

本発明によれば、鉛を含有しない溶射皮膜を備えた、耐摩耗性及び耐焼付き性に優れた摺動部品を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a sliding component that has a thermal sprayed coating that does not contain lead and has excellent wear resistance and seizure resistance.

本発明の実施形態に係る摺動部品の一例を模式的に示す断面図である。1 is a cross-sectional view schematically showing an example of a sliding component according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る摺動部品が備える溶射皮膜を形成する溶射ガンの一例を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of a thermal spray gun for forming a thermal spray coating on a sliding component according to an embodiment of the present invention. 実施例１で形成した溶射皮膜の断面のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）画像である。1 is an SEM (scanning electron microscope) image of a cross section of the thermal spray coating formed in Example 1. 比較例１で形成した溶射皮膜の断面のＳＥＭ画像である。1 is an SEM image of a cross section of a thermal sprayed coating formed in Comparative Example 1. 実施例１で形成した溶射皮膜が有する多層構造の解析方法を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a method for analyzing a multilayer structure of a thermal spray coating formed in Example 1. 実施例及び比較例で行ったリングオンディスク試験を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a ring-on-disc test conducted in Examples and Comparative Examples.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
＜摺動部品＞
図１は、本発明の実施形態に係る摺動部品の一例を模式的に示す断面図である。
本発明の実施形態に係る摺動部品１０は、図１に示すように、基材１１と溶射皮膜１２とからなり、溶射皮膜１２の表面を摺動面１３とする。
溶射皮膜１２は、銅－錫合金を主成分とし、鉛を含有しない皮膜である。
溶射皮膜１２は、酸素を０～２質量％含み、銅－錫合金を主成分とするＡ層１２ａと、酸素を１～５質量％含み、銅－錫合金を主成分とするＢ層１２ｂとがそれぞれ２層以上交互に積層された多層構造を有する。溶射皮膜１２の最外側の表面が摺動面１３を構成する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<Sliding parts>
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of a sliding component according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, a sliding component 10 according to an embodiment of the present invention includes a base material 11 and a thermally sprayed coating 12, with the surface of the thermally sprayed coating 12 serving as a sliding surface 13.
The thermal spray coating 12 is a coating mainly composed of a copper-tin alloy and containing no lead.
The sprayed coating 12 includes an A layer 12a containing 0 to 2% by mass of oxygen and mainly composed of a copper-tin alloy, and a B layer 12b containing 1 to 5% by mass of oxygen and mainly composed of a copper-tin alloy. Each has a multilayer structure in which two or more layers are alternately laminated. The outermost surface of the thermal spray coating 12 constitutes a sliding surface 13.

基材１１は、金属又は非金属からなる部材である。具体的には、例えば、鉄、アルミニウム、ニッケル、及びこれらの合金等からなる部材や、セラミックス等からなる部材である。基材１１の材質はこれらに限定されるわけではない。
基材１１の形状は特に限定されず、板状、棒状など摺動部品１０の用途に応じて選択すれば良い。
基材１１と溶射皮膜１２との間には、目的に応じて、所望の特性を付加する下地層が設けられていても良い。例えば、鋼材などの基材寸法を復元するための肉盛溶射による下地層が設けられていても良い。 The base material 11 is a member made of metal or nonmetal. Specifically, for example, it is a member made of iron, aluminum, nickel, or an alloy thereof, or a member made of ceramics. The material of the base material 11 is not limited to these materials.
The shape of the base material 11 is not particularly limited, and may be selected depending on the purpose of the sliding component 10, such as a plate shape or a rod shape.
Depending on the purpose, a base layer may be provided between the base material 11 and the thermal spray coating 12 to add desired characteristics. For example, a base layer may be provided by overlay thermal spraying to restore the dimensions of a base material such as a steel material.

溶射皮膜１２は、最内側（最も基材１１側）がＡ層１２ａで構成され、最外側（最も表面側）がＢ層１２ｂで構成されている。一方、本発明の実施形態に係る摺動部材を構成する溶射皮膜は、最内側（最も基材１１側）が上記Ｂ層で構成されていても良く、最外側（最も表面側）が上記Ａ層で構成されていても良い。
より密着性を高める点では最内側（最も基材１１側）が上記Ａ層で構成されていることが好ましい。より表面硬さを高くする点では最外側（最も表面側）が上記Ｂ層で構成されていることが好ましい。 The thermal spray coating 12 includes an A layer 12a on the innermost side (closest to the base material 11) and a B layer 12b on the outermost side (closest to the surface). On the other hand, in the thermal spray coating constituting the sliding member according to the embodiment of the present invention, the innermost layer (closest to the base material 11) may be composed of the above-mentioned layer B, and the outermost layer (closest to the surface) may be composed of the above-mentioned layer A. It may be composed of layers.
In order to further improve the adhesion, it is preferable that the innermost layer (closest to the base material 11) is comprised of the above-mentioned layer A. In order to further increase the surface hardness, it is preferable that the outermost layer (the outermost surface side) is composed of the above-mentioned layer B.

各Ａ層１２ａは、酸素を０～２質量％含み、銅－錫合金を主成分とする層である。Ａ層１２ａは、酸素を含んでいても良いし、含んでいなくても良い。また、各Ａ層１２ａの酸素含有量は、その直下にＢ層１２ｂがある場合、直下のＢ層１２ｂの酸素の含有量よりも少なければ良い。Ａ層１２ａが酸素を含む場合、酸素は酸化錫として含まれていても良いし、酸化銅として含まれていても良いが、少なくとも酸化錫を必須として含むことが摺動特性を維持する点で好ましい。
なお、各Ａ層１２ａにおいて、Ａ層同士の酸素含有量の多少は特に限定されない。 Each A layer 12a contains 0 to 2% by mass of oxygen and is mainly composed of a copper-tin alloy. The A layer 12a may or may not contain oxygen. Moreover, when the B layer 12b is located directly below the A layer 12a, the oxygen content of each A layer 12a should be lower than the oxygen content of the B layer 12b immediately below it. When the A layer 12a contains oxygen, the oxygen may be contained as tin oxide or copper oxide, but it is important to include at least tin oxide in order to maintain sliding properties. preferable.
In addition, in each A layer 12a, the amount of oxygen content between the A layers is not particularly limited.

各Ｂ層１２ｂは、酸素を１～５質量％含み、銅－錫合金を主成分とする層である。各Ｂ層１２ｂにおける酸素の含有量は、その直下のＡ層１２ａの酸素の含有量よりも多ければ良い。Ｂ層１２ｂ中、酸素は酸化錫として含まれていても良いし、酸化銅として含まれていても良いが、少なくとも酸化錫を必須として含むことが摺動特性を維持する点で好ましい。
なお、各Ｂ層１２ｂにおいて、Ｂ層同士の酸素含有量の多少は特に限定されない。 Each B layer 12b contains 1 to 5% by mass of oxygen and is mainly composed of a copper-tin alloy. It is sufficient that the oxygen content in each B layer 12b is greater than the oxygen content in the A layer 12a directly below it. Oxygen may be contained in the B layer 12b as tin oxide or copper oxide, but it is preferable to contain at least tin oxide as an essential component in order to maintain sliding properties.
Note that in each B layer 12b, the amount of oxygen content between the B layers is not particularly limited.

溶射皮膜１２は、各Ｂ層１２ｂと各Ａ層１２ａとが上述した多層構造を備えているため、酸化物が多く存在する領域と、酸化物がそれほど多くない又は全く存在しない領域とが程よく形成され、硬さと靭性のバランスに優れた皮膜である。 Since the thermal spray coating 12 has the above-mentioned multilayer structure in which each B layer 12b and each A layer 12a are provided, regions where a large amount of oxide exists and regions where there is not so much oxide or no oxide are formed in a moderate amount. The film has an excellent balance of hardness and toughness.

溶射皮膜１２は銅－錫合金を主成分とする層であり、Ａ層１２ａ及びＢ層１２ｂの両者も銅－錫合金を主成分とする層である。ここで、銅－錫合金が主成分であるとは、Ｘ線回折スペクトル上に現れる複数のピークのうち強度が最大のものが銅－錫合金のピークである場合を意味する。
Ａ層１２ａ及びＢ層１２ｂのそれぞれの構成元素は、各層の断面をＥＤＸ（ＥｎｅｒｇｙｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅＸ－ｒａｙｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ:エネルギー分散型Ｘ線分析）で分析して同定する。また、ＥＤＸによる分析によれば、各構成元素の含有量も測定することができる。 The thermal spray coating 12 is a layer containing a copper-tin alloy as a main component, and both the A layer 12a and the B layer 12b are also layers containing a copper-tin alloy as a main component. Here, the phrase "copper-tin alloy is the main component" means that the peak with the highest intensity among the plurality of peaks appearing on the X-ray diffraction spectrum is the peak of the copper-tin alloy.
The constituent elements of the A layer 12a and the B layer 12b are identified by analyzing a cross section of each layer using EDX (Energy dispersive X-ray spectrometry). Moreover, according to the analysis by EDX, the content of each constituent element can also be measured.

摺動部品１０が備える溶射皮膜１２は、Ａ層１２ａ及びＢ層１２ｂのそれぞれの酸素含有量が所定の範囲にあり、Ｂ層１２ｂ中の酸素の含有量がその直下のＡ層１２ａ中の酸素の含有量よりも多く、Ａ層１２ａの直下にＢ層１２ｂが存在する場合、Ａ層１２ａ中の酸素の含有量がその直下のＢ層１２ｂ中の酸素の含有量よりも少ない、という関係を溶射皮膜１２全体で充足している。
一方、本発明の実施形態に係る摺動部材を構成する溶射皮膜は、必ずしも溶射皮膜全体が上述した関係を充足している必要はなく、酸素を０～２質量％含む第一のＡ層１２ａと、上記第一のＡ層１２ａよりも酸素の含有量が多く、かつ酸素を１～５質量％含む第一のＢ層１２ｂと、上記第一のＢ層１２ｂよりも酸素の含有量が少なく、かつ酸素を０～２質量％含む第二のＡ層１２ａと、上記第二のＡ層１２ａよりも酸素の含有量が多く、かつ酸素を１～５質量％含む第二のＢ層１２ｂと、がこの順で積層された多層構造を少なくとも１つ有していれば良い。
なお、図１に示した溶射皮膜１２は、上記多層構造を２組重ねて有している。 In the thermal spray coating 12 of the sliding component 10, the oxygen content of each of the A layer 12a and the B layer 12b is within a predetermined range, and the oxygen content in the B layer 12b is higher than that in the A layer 12a immediately below. If the B layer 12b exists directly below the A layer 12a, the oxygen content in the A layer 12a is lower than the oxygen content in the B layer 12b directly below it. The entire thermal spray coating 12 is sufficient.
On the other hand, in the thermal sprayed coating constituting the sliding member according to the embodiment of the present invention, the entire thermal sprayed coating does not necessarily have to satisfy the above-mentioned relationship, and the first A layer 12a containing 0 to 2% by mass of oxygen and a first B layer 12b which has a higher oxygen content than the first A layer 12a and contains 1 to 5% by mass of oxygen, and a lower oxygen content than the first B layer 12b. and a second A layer 12a containing 0 to 2% by mass of oxygen, and a second B layer 12b having a higher oxygen content than the second A layer 12a and containing 1 to 5% by mass of oxygen. , has at least one multilayer structure laminated in this order.
The thermal spray coating 12 shown in FIG. 1 has two sets of the above-mentioned multilayer structures stacked one on top of the other.

上記溶射皮膜中の銅及び錫の存在比率としては、質量比でＣｕ：Ｓｎ＝１～９９：９９～１であれば良く、その中でもＣｕ：Ｓｎ＝６０～９０：１０～４０であることが好ましい。また、上記溶射皮膜としては、銅、錫、酸素及び不可避不純物からなるものであることが好ましい。 The abundance ratio of copper and tin in the above-mentioned thermal sprayed coating may be as long as Cu:Sn=1 to 99:99 to 1 in terms of mass ratio, among which it is preferable that Cu:Sn=60 to 90:10 to 40. preferable. Further, the thermal spray coating preferably contains copper, tin, oxygen, and unavoidable impurities.

溶射皮膜１２は、皮膜全体の平均気孔率が０.５～３％であることが好ましい。溶射皮膜１２の平均気孔率が０．５％未満では、摺動部品１０が油潤滑下で摺動する部品である場合に、潤滑油の保持性能に劣り、焼付きが発生しやすくなる。一方、溶射皮膜１２の平均気孔率が３％を超えると、摺動部品１０の押し込み荷重に対する耐久性に劣り、使用時に破損しやすくなる。 The thermal spray coating 12 preferably has an average porosity of 0.5 to 3% over the entire coating. When the average porosity of the thermal spray coating 12 is less than 0.5%, when the sliding component 10 is a component that slides under oil lubrication, the lubricating oil retention performance is poor and seizure is likely to occur. On the other hand, if the average porosity of the thermal spray coating 12 exceeds 3%, the sliding component 10 will have poor durability against indentation loads and will be easily damaged during use.

溶射皮膜１２全体の平均気孔率の測定は、皮膜断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、気孔が皮膜全体に占める面積を算出することで行うことができる。 The average porosity of the entire thermal spray coating 12 can be measured by observing the cross section of the coating with a scanning electron microscope (SEM) and calculating the area occupied by pores in the entire coating.

溶射皮膜１２の表面の硬さ（摺動面１３の硬さ）ＨＶは、２５℃において１５０～２５０であることが好ましい。
２５℃における摺動面１３の硬さＨＶが１５０未満では、摺動部品１０が押し込み荷重に対する耐久性に劣ることがある。一方、上記硬さＨＶが２５０を超えると、溶射皮膜１２が脆く、摺動部品１０の使用時に強い衝撃が加わると、当該摺動部品１０は崩れやすい。
２５℃における摺動面１３の硬さＨＶの測定は、ビッカース硬さ試験機により行うことができる。 The surface hardness (hardness of the sliding surface 13) HV of the thermal spray coating 12 is preferably 150 to 250 at 25°C.
If the hardness HV of the sliding surface 13 at 25° C. is less than 150, the sliding component 10 may have poor durability against indentation loads. On the other hand, if the hardness HV exceeds 250, the thermal spray coating 12 is brittle, and if a strong impact is applied to the sliding component 10 during use, the sliding component 10 is likely to collapse.
The hardness HV of the sliding surface 13 at 25° C. can be measured using a Vickers hardness tester.

溶射皮膜１２の表面の硬さ（摺動面１３の硬さ）ＨＶは、２００℃において１５０～２５０であることが好ましい。
２００℃における摺動面１３の硬さＨＶが１５０未満では、摺動部品１０が押し込み荷重に対する耐久性に劣ることがある。一方、上記硬さＨＶが２５０を超えると、溶射皮膜１２が脆く、摺動部品１０の使用時に強い衝撃が加わると、当該摺動部品１０は崩れやすい。
２００℃における摺動面１３の硬さＨＶの測定は、ビッカース硬さ試験機（高温硬さ測定機）により行うことができる。 The surface hardness (hardness of the sliding surface 13) of the thermal spray coating 12 is preferably 150 to 250 at 200°C.
If the hardness HV of the sliding surface 13 at 200° C. is less than 150, the sliding component 10 may have poor durability against indentation loads. On the other hand, if the hardness HV exceeds 250, the thermal spray coating 12 is brittle, and if a strong impact is applied to the sliding component 10 during use, the sliding component 10 is likely to collapse.
The hardness HV of the sliding surface 13 at 200° C. can be measured using a Vickers hardness tester (high temperature hardness measuring device).

溶射皮膜１２の表面（摺動面１３）の表面粗さＲａは、０．１～１．０μｍが好ましい。
上記表面粗さＲａが０．１μｍ未満では、摺動部品１０が油潤滑下で摺動する部品である場合に、潤滑油の保持性能に劣り、焼付きが発生しやすくなる。一方、上記表面粗さＲａが１．０μｍを超えると、摺動部品１０の使用時に摺動面１３の面圧が局所的に高くなり易く、耐焼付き性に劣ることがある。
上記表面粗さＲａは、ＪＩＳＢ０６０１－１９９４に準拠した算術平均粗さＲａである。
上記表面粗さＲａは、触針式表面粗さ測定機を用いて測定することができる。 The surface roughness Ra of the surface (sliding surface 13) of the thermal spray coating 12 is preferably 0.1 to 1.0 μm.
When the surface roughness Ra is less than 0.1 μm, when the sliding component 10 is a component that slides under oil lubrication, the lubricating oil retention performance is poor and seizure is likely to occur. On the other hand, if the surface roughness Ra exceeds 1.0 μm, the surface pressure of the sliding surface 13 tends to locally increase when the sliding component 10 is used, and the seizure resistance may be poor.
The above surface roughness Ra is an arithmetic mean roughness Ra based on JIS B 0601-1994.
The surface roughness Ra can be measured using a stylus type surface roughness measuring device.

溶射皮膜１２全体の厚さは、３０～１０００μｍが好ましい。
Ａ層１２ａの１層当たりの層厚は２０～５０μｍが好ましい。
Ｂ層１２ｂの１層当たりの層厚は５～３０μｍが好ましい。
Ａ層１２ａの１層当たりの層厚は、Ｂ層１２ｂの１層当たりの層厚よりも大きいことが好ましい。
溶射皮膜１２全体の厚さ、Ａ層１２ａの１層当たりの層厚、及びＢ層１２ｂの１層当たりの層厚をこれらの数値範囲に設定することで、硬さと靭性の双方に優れた皮膜となりやすい。また、Ａ層１２ａの１層当たりの層厚をＢ層１２ｂの１層当たりの層厚よりも大きくすることで、硬さと靭性の双方に優れた皮膜となりやすい。
溶射皮膜１２全体の厚さや、Ａ層１２ａ及びＢ層１２ｂのそれぞれの１層当たりの層厚は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による皮膜断面画像で計測することができる。 The overall thickness of the thermal spray coating 12 is preferably 30 to 1000 μm.
The thickness of each layer of the A layer 12a is preferably 20 to 50 μm.
The thickness of each layer of the B layer 12b is preferably 5 to 30 μm.
The layer thickness per layer of the A layer 12a is preferably larger than the layer thickness per layer of the B layer 12b.
By setting the overall thickness of the thermal spray coating 12, the thickness per layer of the A layer 12a, and the layer thickness per layer of the B layer 12b within these numerical ranges, a coating with excellent both hardness and toughness can be obtained. It's easy to become. Furthermore, by making the thickness of each layer of the A layer 12a larger than the thickness of each layer of the B layer 12b, it is easy to obtain a film that is excellent in both hardness and toughness.
The overall thickness of the sprayed coating 12 and the thickness of each layer of the A layer 12a and the B layer 12b can be measured using a cross-sectional image of the coating using a scanning electron microscope (SEM).

図１に示した溶射皮膜１２では、Ａ層１２ａ及びＢ層１２ｂの層数がそれぞれ５層ずつであるが、本発明の実施形態に係る摺動部品において、Ａ層１２ａ及びＢ層１２ｂの層数はいずれも２～５０層程度であれば良い。好ましくは、５～３０層である。 In the thermal spray coating 12 shown in FIG. 1, the number of layers of the A layer 12a and the B layer 12b is five each, but in the sliding component according to the embodiment of the present invention, the number of layers of the A layer 12a and the B layer 12b is five. The number may be approximately 2 to 50 layers. Preferably, there are 5 to 30 layers.

＜摺動部品の製造方法＞
摺動部品１０は、例えば、基材１１を用意し、この基材１１の表面に、高速フレーム溶射法（ＨＶＯＦ:ＨｉｇｈＶｅｌｏｃｉｔｙＯｘｙ－Ｆｕｅｌｓｐｒａｙｉｎｇ）を用いて溶射皮膜１２を形成すれば良い。高速フレーム溶射法によれば、銅、錫又は銅－錫合金材料から、酸素含有量が溶射皮膜１２に適した量となる酸化物を形成することができる。
図２は、上記摺動部品が備える溶射皮膜を形成する溶射ガンの一例を模式的に示す断面図である。 <Manufacturing method of sliding parts>
For the sliding component 10, for example, a base material 11 may be prepared, and a thermal spray coating 12 may be formed on the surface of the base material 11 using a high velocity flame spraying method (HVOF: High Velocity Oxy-Fuel spraying). The high-speed flame spraying method allows the formation of oxides from copper, tin, or copper-tin alloy materials that have an oxygen content suitable for the sprayed coating 12.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of a thermal spray gun for forming a thermal spray coating on the sliding component.

ＨＶＯＦ用の溶射ガン２０は、図２に示すように、灯油、プロパン、プロピレン等の燃料と、酸素を含む支燃性ガスとを混合し、プラグ等によって着火燃焼させて高圧の燃焼ガスを生成する燃焼室（チャンバー）２１と、発生した燃焼ガスを絞るノズル２２と、ノズル２２で絞られた燃焼ガスを通し、高速のジェット噴流とするバレル２３とを備える。 As shown in FIG. 2, the thermal spray gun 20 for HVOF mixes a fuel such as kerosene, propane, or propylene with a combustion-supporting gas containing oxygen, and ignites and burns the mixture using a plug or the like to generate high-pressure combustion gas. A combustion chamber 21 is provided, a nozzle 22 that throttles the generated combustion gas, and a barrel 23 that passes the combustion gas throttled by the nozzle 22 to form a high-speed jet stream.

燃焼室２１は、燃料を燃焼室２１内に供給する第１供給部２４と、支燃性ガスを燃焼室２１内に供給する第２供給部２６とを有する。第１供給部２４及び第２供給部２６は、燃焼室２１の上流側（図２中の左側）に設けられている。更に、燃焼室２１には、燃焼室２１内に供給された燃料と支燃性ガスを燃焼させるためのスパークプラグ２５が設けられている。 The combustion chamber 21 has a first supply section 24 that supplies fuel into the combustion chamber 21 and a second supply section 26 that supplies combustion-supporting gas into the combustion chamber 21 . The first supply section 24 and the second supply section 26 are provided on the upstream side of the combustion chamber 21 (on the left side in FIG. 2). Further, the combustion chamber 21 is provided with a spark plug 25 for combusting the fuel and combustion-supporting gas supplied into the combustion chamber 21.

バレル２３は、ノズル２２を介して燃焼室２１の下流側（図２中の右側）に接続されている。バレル２３は、下流側に高速フレームを射出する噴出口２３ａを有している。
更に、溶射ガン２０は、バレル２３から射出する高速フレームに溶射材料粉末を供給するための材料供給部（図示せず）を備えている。
材料供給部は、バレル２３の上流側（バレル２３とノズル２２との接続部近傍）に備える内部供給方式としても良いし、バレル２３の外側であって、バレル２３が有する噴出口２３ａの近傍に備える外部供給方式としても良い。
溶射ガン２０は、材料供給部を介して溶射材料粉末を供給して溶射皮膜を形成することができる。 The barrel 23 is connected to the downstream side (the right side in FIG. 2) of the combustion chamber 21 via the nozzle 22. The barrel 23 has a spout 23a that injects the high-speed flame on the downstream side.
Further, the thermal spray gun 20 includes a material supply section (not shown) for supplying thermal spray material powder to the high-speed flame ejected from the barrel 23.
The material supply section may be an internal supply system provided upstream of the barrel 23 (near the connection between the barrel 23 and the nozzle 22), or may be provided outside the barrel 23 and near the spout 23a of the barrel 23. An external supply method may also be used.
The thermal spray gun 20 can form a thermal spray coating by supplying thermal spray material powder through a material supply section.

Ａ層１２ａとＢ層１２ｂとが交互に積層された多層構造の溶射皮膜１２を形成する方法としては、例えば、（ｉ）１パスごとに溶射の出力を調整して酸化物の生成量を調整する方法、（ｉｉ）１パスごとに酸化物の含有量が異なる複数の溶射材料を用いて溶射する方法、（ｉｉｉ）溶射皮膜を形成後、その表面を大気中で熱酸化処理して、表面からの一定深さ分だけ酸化物にする工程を繰り返す方法、などが挙げられる。 A method for forming a thermal sprayed coating 12 having a multilayer structure in which layers A 12a and layers B 12b are alternately laminated includes, for example, (i) adjusting the output of thermal spraying for each pass to adjust the amount of oxide produced; (ii) A method of thermal spraying using multiple thermal spray materials with different oxide contents for each pass; (iii) After forming a thermal spray coating, the surface is thermally oxidized in the atmosphere to For example, a method of repeating the process of forming an oxide by a certain depth from the surface.

上記溶射材料粉末は、溶射皮膜１２の組成を考慮して適宜選択すれば良く、その具体例としては、例えば、銅－錫合金の粉末、銅粉末と錫粉末の混合粉末、これらの粉末に酸化銅粉末及び／又は酸化錫粉末が加えられた混合粉末等が挙げられる。
なお、溶射皮膜１２は鉛を含まない溶射皮膜であるため、上記溶射材料粉末も鉛を含まないものを使用する。 The above-mentioned thermal spray material powder may be appropriately selected in consideration of the composition of the thermal spray coating 12, and specific examples thereof include copper-tin alloy powder, mixed powder of copper powder and tin powder, and oxidized powder of these powders. Examples include mixed powder to which copper powder and/or tin oxide powder is added.
Incidentally, since the thermal spray coating 12 is a thermal spray coating that does not contain lead, the thermal spray material powder used also does not contain lead.

上記溶射材料粉末中における銅と錫の割合としては、質量比でＣｕ：Ｓｎ＝１～９９：９９～１～９９であれば良く、その中でもＣｕ：Ｓｎ＝６０～９０：１０～４０であることが好ましい。また、上記溶射材料粉末としては、銅、錫、及び不可避不純物からなるもの、又は銅、錫、酸素及び不可避不純物からなるものであることが好ましい。 The ratio of copper and tin in the thermal spray material powder may be as long as Cu:Sn=1 to 99:99 to 1 to 99 in terms of mass ratio, among which Cu:Sn=60 to 90:10 to 40. It is preferable. The thermal spray material powder is preferably one made of copper, tin, and unavoidable impurities, or one made of copper, tin, oxygen, and unavoidable impurities.

上記溶射材料粉末の寸法は特に限定されず、例えば、粒度範囲が１～３００μｍ程度の粉末を用いることができる。上記粒度範囲は、レーザ回析・散乱法（マイクロトラック法）によって測定する。 The size of the thermal spray material powder is not particularly limited, and for example, powder having a particle size range of about 1 to 300 μm can be used. The above particle size range is measured by a laser diffraction/scattering method (microtrack method).

このような構成からなる摺動部品１０は、種々の摺動部品として使用することができる。
具体的には、例えば、クランクシャフト等の回転軸を軸支する滑り軸受、発電用蒸気タービン車軸受け、水力発電用スラスト軸受け、圧縮機滑り軸受、大型モーター滑り軸受、ギヤポンプのサイドプレート、ピストンポンプのバルブプレート等が挙げられる。 The sliding component 10 having such a configuration can be used as various sliding components.
Specifically, for example, sliding bearings that support rotating shafts such as crankshafts, steam turbine vehicle bearings for power generation, thrust bearings for hydroelectric power generation, compressor sliding bearings, large motor sliding bearings, gear pump side plates, piston pumps. Valve plates, etc.

また、摺動部品１０は、摺動面が潤滑油を含んだ状態で使用される摺動部品であることが好ましい。特に、上述した好ましい範囲の気孔率及び／又は表面粗さを有する摺動部品は、摺動面が潤滑油を含んだ状態で使用されることが好ましい。
上記潤滑油は特に限定されず、従来公知の潤滑油を適宜選択して使用することができる。 Moreover, it is preferable that the sliding component 10 is a sliding component that is used with its sliding surface containing lubricating oil. In particular, it is preferable that a sliding component having a porosity and/or surface roughness within the above-mentioned preferred range be used with the sliding surface containing lubricating oil.
The above-mentioned lubricating oil is not particularly limited, and any conventionally known lubricating oil can be appropriately selected and used.

以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の実施形態は、以下の実施例に限定されるものではない。
以下の実施例１及び比較例１では、板状の基材（ＳＳ４００製、縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚さ５ｍｍ）の表面に、高速フレーム（ＨＶＯＦ）溶射法によって溶射皮膜を形成し、摺動部品を製造した。
ここで、溶射材料粉末としては、Ｃｕ２０％Ｓｎ合金粉末（福田金属箔粉工業社製）を使用した。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the embodiments of the present invention are not limited to the following Examples.
In Example 1 and Comparative Example 1 below, a thermal spray coating was formed on the surface of a plate-shaped base material (made of SS400, length 50 mm x width 50 mm x thickness 5 mm) by high-speed flame (HVOF) spraying method, and the sliding Manufactured parts.
Here, as the thermal spraying material powder, Cu20%Sn alloy powder (manufactured by Fukuda Metal Foil and Powder Industries Co., Ltd.) was used.

（実施例１）
本実施例では、高速フレーム溶射法により基材の表面に溶射皮膜を形成した。
高速フレーム溶射装置としては、ＪＰ５０００（プラックスエアー社製）を使用した。
また、溶射後、皮膜の表面は平面研削盤を用いて研磨した。 (Example 1)
In this example, a thermal spray coating was formed on the surface of the base material by high-speed flame spraying.
As a high-speed flame spraying device, JP5000 (manufactured by Praxair) was used.
After thermal spraying, the surface of the coating was polished using a surface grinder.

本実施例における溶射装置及び溶射条件の詳細は、以下の通りとした。
酸素：１２００ｓｃｆｈ
灯油：４．０ｇｐｈ／５．０ｇｐｈ（１パスごとに切り替え）
キャリアガス：４０．５ｓｃｆｈ
溶射距離：２００ｍｍ
材料供給量：１４０ｇ／ｍｉｎ The details of the thermal spraying apparatus and thermal spraying conditions in this example were as follows.
Oxygen: 1200scfh
Kerosene: 4.0gph/5.0gph (switched every pass)
Carrier gas: 40.5scfh
Spraying distance: 200mm
Material supply amount: 140g/min

（比較例１）
本比較例では、高速フレーム溶射法により基材の表面に溶射皮膜を形成した。
高速フレーム溶射装置としては、ＪＰ５０００（プラックスエアー社製）を使用した。
また、溶射後、皮膜の表面は平面研削盤を用いて研磨した。 (Comparative example 1)
In this comparative example, a thermal spray coating was formed on the surface of the base material by high-speed flame spraying.
As a high-speed flame spraying device, JP5000 (manufactured by Praxair) was used.
After thermal spraying, the surface of the coating was polished using a surface grinder.

本比較例における溶射装置及び溶射条件の詳細は、以下の通りとした。
酸素：１２００ｓｃｆｈ
灯油：２．０ｇｐｈ
キャリアガス：２０．５ｓｃｆｈ
溶射距離：１５０ｍｍ
材料供給量：１７０ｇ／ｍｉｎ The details of the thermal spraying apparatus and thermal spraying conditions in this comparative example were as follows.
Oxygen: 1200scfh
Kerosene: 2.0 gph
Carrier gas: 20.5scfh
Spraying distance: 150mm
Material supply amount: 170g/min

（比較例２）
Ｃｕ－１０Ｓｎ－１０Ｐｂ（ＣＡＣ６０３）製の平板（縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚さ５ｍｍ）を摺動部品とし、下記の評価に供した。 (Comparative example 2)
A flat plate (50 mm long x 50 mm wide x 5 mm thick) made of Cu-10Sn-10Pb (CAC603) was used as a sliding component and subjected to the following evaluation.

＜溶射皮膜の分析＞
実施例１及び比較例１で形成した溶射皮膜の構成を分析するために、実施例１及び比較例１で作製した試験片を厚さ方向に沿ってそれぞれ切断し、走査型電子顕微鏡（日本電子社製、ＪＳＭ－ＩＴ３００）を用いて断面観察した。 <Analysis of thermal spray coating>
In order to analyze the composition of the sprayed coatings formed in Example 1 and Comparative Example 1, the test pieces prepared in Example 1 and Comparative Example 1 were cut along the thickness direction, and the test pieces were cut using a scanning electron microscope (JEOL). The cross-section was observed using JSM-IT300 (manufactured by JSM-IT300).

図３は、実施例１で形成した溶射皮膜の断面ＳＥＭ画像（倍率：×２００）の１つであり、図４は、比較例１で形成した溶射皮膜の断面ＳＥＭ画像（倍率：×２００）の１つである。
実施例１の溶射皮膜の断面観察では、図３に示したように、多層構造が観察された。
比較例１の溶射皮膜の断面観察では、図４に示したように、図３に見られるような多層構造は観察されなかった。 FIG. 3 is one of the cross-sectional SEM images (magnification: ×200) of the thermal sprayed coating formed in Example 1, and FIG. 4 is one of the cross-sectional SEM images (magnification: ×200) of the thermal sprayed coating formed in Comparative Example 1. It is one of the
In cross-sectional observation of the thermal sprayed coating of Example 1, a multilayer structure was observed as shown in FIG.
In the cross-sectional observation of the thermal sprayed coating of Comparative Example 1, as shown in FIG. 4, a multilayer structure as seen in FIG. 3 was not observed.

実施例１の溶射皮膜の多層構造の詳細を調べるために、ＥＤＸを用いて各層の成分分析を行った。
図５は、実施例１で形成した溶射皮膜の厚さ方向に沿った断面のＳＥＭ画像（倍率：×１０００）の１つである。成分分析を行うに当たっては、図５におけるＡ層及びＢ層に相当する各層のうちの任意の６つの層を選択し、基材側からＢ１層、Ａ１層、Ｂ２層、Ａ２層、Ｂ３層、Ａ３層と定義して、それぞれの酸素、銅及び錫の含有率（質量％）を測定した。また、各層内で任意に選択した５点の平均値を測定値とした。 In order to investigate the details of the multilayer structure of the thermal spray coating of Example 1, component analysis of each layer was performed using EDX.
FIG. 5 is one of the SEM images (magnification: x1000) of a cross section along the thickness direction of the thermal sprayed coating formed in Example 1. When performing component analysis, select any six layers from among the layers corresponding to layer A and layer B in FIG. 5, and from the base material side, layer B1, layer A1, layer B2, layer A2, layer B3, Defining it as the A3 layer, the contents (% by mass) of oxygen, copper, and tin were measured for each layer. Moreover, the average value of five arbitrarily selected points within each layer was taken as the measured value.

結果は、下記の通りである。
The results are as follows.

続いて、実施例１の溶射皮膜からサンプルを取り出し、Ｘ線回折装置（Ｒｉｇａｋｕ社製、ＳｍａｒｔＬａｂ）を用いて、結晶構造の解析を行った。その結果、Ｘ線回折スペクトル上に現れる複数のピークのうち強度が最大のものが銅－錫合金のピークであり、実施例１の溶射皮膜の主成分が銅－錫合金であることを確認した。 Subsequently, a sample was taken out from the sprayed coating of Example 1, and its crystal structure was analyzed using an X-ray diffraction device (SmartLab, manufactured by Rigaku). As a result, the peak with the highest intensity among the multiple peaks appearing on the X-ray diffraction spectrum was the peak of the copper-tin alloy, confirming that the main component of the thermal sprayed coating of Example 1 was the copper-tin alloy. .

上述した溶射皮膜の解析結果により、実施例１で形成した溶射皮膜は、酸素を０～２質量％含み、銅－錫合金を主成分とするＡ層と、酸素を１～５質量％含み、銅－錫合金を主成分とするＢ層とがそれぞれ２層以上交互に積層された皮膜であることが明らかとなった。また、Ａ１層はその直下のＢ１層よりも酸素の含有量が少なく、Ｂ２層はその直下のＡ１層よりも酸素の含有量が多く、Ａ２層はその直下のＢ２層よりも酸素の含有量が少なく、Ｂ３層はその直下のＡ２層よりも酸素の含有量が多く、Ａ３層はその直下のＢ３層よりも酸素の含有量が少ないことが明らかになった。 According to the analysis results of the thermal sprayed coating described above, the thermal sprayed coating formed in Example 1 contains 0 to 2% by mass of oxygen, an A layer mainly composed of a copper-tin alloy, and 1 to 5% by mass of oxygen. It has become clear that the film is composed of two or more alternately laminated B layers each containing a copper-tin alloy as a main component. In addition, the A1 layer has a lower oxygen content than the B1 layer directly below it, the B2 layer has a higher oxygen content than the A1 layer directly below it, and the A2 layer has a lower oxygen content than the B2 layer directly below it. It was revealed that the B3 layer had a higher oxygen content than the A2 layer immediately below it, and the A3 layer had a lower oxygen content than the B3 layer immediately below it.

＜溶射皮膜の物性評価＞
（１）表面硬さＨＶ
実施例１及び比較例１で形成した溶射皮膜の表面、並びに、比較例２の基材表面の硬さＨＶ（２５℃及び２００℃）を下記の方法で測定した。結果を表２に示した。
表面硬さＨＶは、高温硬さ測定機（ニコン社製ＱＭ）を用い、測定荷重３００ｇの条件で測定を行った。測定箇所は５点とし、それらの平均値を測定値とした。 <Evaluation of physical properties of thermal spray coating>
(1) Surface hardness HV
The hardness HV (at 25° C. and 200° C.) of the surfaces of the thermal spray coatings formed in Example 1 and Comparative Example 1 and the surface of the base material of Comparative Example 2 was measured by the following method. The results are shown in Table 2.
The surface hardness HV was measured using a high temperature hardness measuring machine (QM manufactured by Nikon Corporation) under the condition of a measurement load of 300 g. Five measurement points were used, and the average value was taken as the measurement value.

（２）気孔率
実施例１及び比較例１で形成した溶射皮膜全体の平均気孔率、並びに、比較例２の基材の気孔率を下記の方法で測定した。結果を表２に示した。
気孔率の測定は、走査型電子顕微鏡を用いて倍率５００倍で観察した断面皮膜画像（ＳＥＭ－ＢＥＩ画像）の皮膜中の黒色箇所を気孔とみなし、その黒色箇所を二値化処理して気孔の総面積を算出し、当該気孔の総面積を観察範囲内の皮膜の総面積で除することにより行った。 (2) Porosity The average porosity of the entire thermal sprayed coatings formed in Example 1 and Comparative Example 1 and the porosity of the base material of Comparative Example 2 were measured by the following method. The results are shown in Table 2.
To measure the porosity, black spots in the film in a cross-sectional film image (SEM-BEI image) observed at 500x magnification using a scanning electron microscope are regarded as pores, and the black spots are binarized to determine the pores. This was done by calculating the total area of the pores and dividing the total area of the pores by the total area of the film within the observation range.

（３）表面粗さＲａ
実施例１及び比較例１で形成した溶射皮膜の表面粗さＲａを測定した。結果を表２に示した。
本評価では、試験機としてミツトヨ社製、触針式表面粗さ測定機（ＳＪ３０１）を使用し、ＪＩＳＢ０６０１－１９９４に準拠した算術平均粗さＲａを測定した。 (3) Surface roughness Ra
The surface roughness Ra of the thermal spray coatings formed in Example 1 and Comparative Example 1 was measured. The results are shown in Table 2.
In this evaluation, a stylus type surface roughness measuring machine (SJ301) manufactured by Mitutoyo Corporation was used as a testing machine to measure the arithmetic mean roughness Ra in accordance with JIS B 0601-1994.

（４）摩耗深さ及び摩擦係数
図６は、実施例及び比較例で行ったリングオンディスク試験（ＲＯＤ試験）を説明するための図である。
ここでは、新東科学社製のリングオンディスク試験機（トライボギアＴＹＰＥ３５）を用いて、実施例１及び比較例１、２の摺動部品のＲＯＤ試験を行い、摺動部品の摩耗深さ及び摩擦係数を評価した。結果は表２に示した。
具体的には、図６に示すように、摺動部品１０１上に潤滑油（ＪＸＴＧエネルギー社製、ディーゼルエンジンオイル１０Ｗ－３０）１０３を塗布し、その上に５０ｋｇの荷重（面圧：２．５ＭＰａ）を掛けてリング形状の相手材（ＳＣＭ４１５の浸炭焼入れ品：ＨＶ６００以上、ＨＳ７４以上）１０２を接触させた。この状態で相手材１０２を回転数３０００ｒｐｍで、５分間回転させた。その後、摺動部品１０１の表面に生じた摩耗痕の深さ（摩耗深さ）を触針式表面粗さ測定機（ＳＪ３０１）により測定した。また、リングオンディスク試験機（トライボギアＴＹＰＥ３５）に表示されるトルク値をもとに、回転半径と荷重値から、摩擦係数を算出した。 (4) Wear depth and friction coefficient FIG. 6 is a diagram for explaining a ring-on-disc test (ROD test) conducted in Examples and Comparative Examples.
Here, ROD tests were conducted on the sliding parts of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 using a ring-on-disk testing machine (Tribogear TYPE 35) manufactured by Shinto Kagakusha, and the wear depth and friction of the sliding parts were measured. The coefficients were evaluated. The results are shown in Table 2.
Specifically, as shown in FIG. 6, lubricating oil (diesel engine oil 10W-30, manufactured by JXTG Energy Corporation) 103 is applied onto the sliding part 101, and a load of 50 kg (surface pressure: 2. 5 MPa) and brought into contact with a ring-shaped mating material (carburized and quenched product of SCM415: HV600 or higher, HS74 or higher) 102. In this state, the mating member 102 was rotated for 5 minutes at a rotational speed of 3000 rpm. Thereafter, the depth of wear marks (wear depth) produced on the surface of the sliding component 101 was measured using a stylus type surface roughness measuring machine (SJ301). Further, the friction coefficient was calculated from the rotation radius and the load value based on the torque value displayed on a ring-on-disc tester (Tribogear TYPE 35).

１０摺動部品
１１基材
１２溶射皮膜
１２ａＡ層
１２ｂＢ層
１３摺動面
２０溶射ガン
２１燃焼室
２２ノズル
２３バレル
２４第１供給部
２５スパークプラグ
２６第２供給部 10 Sliding parts 11 Base material 12 Thermal spray coating 12a A layer 12b B layer 13 Sliding surface 20 Thermal spray gun 21 Combustion chamber 22 Nozzle 23 Barrel 24 First supply section 25 Spark plug 26 Second supply section

Claims

鉛を含有せず、銅－錫合金を主成分とする溶射皮膜の表面を摺動面とする摺動部品であって、
前記溶射皮膜は、
酸素を０～２質量％含む第一のＡ層と、
第一のＡ層よりも酸素の含有量が多く、かつ酸素を１～５質量％含む第一のＢ層と、
第一のＢ層よりも酸素の含有量が少なく、かつ酸素を０～２質量％含む第二のＡ層と、
第二のＡ層よりも酸素の含有量が多く、かつ酸素を１～５質量％含む第二のＢ層と、
がこの順で積層された多層構造を有し、
Ａ層の１層当たりの層厚は、Ｂ層の１層当たりの層厚よりも大きい、摺動部品。 A sliding part that does not contain lead and whose sliding surface is a thermally sprayed coating whose main component is a copper-tin alloy,
The thermal spray coating is
A first layer A containing 0 to 2% by mass of oxygen;
A first B layer that has a higher oxygen content than the first A layer and contains 1 to 5% by mass of oxygen;
a second A layer that has a lower oxygen content than the first B layer and contains 0 to 2% by mass of oxygen;
a second B layer that has a higher oxygen content than the second A layer and contains 1 to 5% by mass of oxygen;
has a multilayer structure in which the layers are stacked in this order,
A sliding component in which the thickness of each layer of the A layer is greater than the thickness of each layer of the B layer .

前記溶射皮膜の表面の硬さＨＶは、２５℃において１５０～２５０である請求項１に記載の摺動部品。 The sliding component according to claim 1, wherein the thermal spray coating has a surface hardness HV of 150 to 250 at 25°C.

前記溶射皮膜の表面の硬さＨＶは、２００℃において１５０～２５０である請求項１又は２に記載の摺動部品。 The sliding component according to claim 1 or 2, wherein the thermal spray coating has a surface hardness HV of 150 to 250 at 200°C.

Ａ層の１層当たりの層厚は２０～５０μｍであり、Ｂ層の１層当たりの層厚は５～３０μｍである、請求項１～３のいずれかに記載の摺動部品。The sliding component according to any one of claims 1 to 3, wherein the layer thickness of each layer of A layer is 20 to 50 μm, and the layer thickness of each layer of B layer is 5 to 30 μm.