JPH03180491A - 摺動部材 - Google Patents
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Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (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]
本発明は表面に複合ニッケル合金めっき層が形成された
摺動部材の改良に関する。
摺動部材の改良に関する。
[従来の技術]
高熱高負荷を受ける内燃機関用ピストンリング等の摺動
部材は耐摩耗性を高めるために硬質クロムめっきが施さ
れることが多いが、クロムめっきは処理に長時間を要す
る上に、めっき廃液の公害防止に多額の費用がかかるた
めにめっきコストが高く、さらに高鉛ガソリンを燃料と
するエンジンに使用すると、耐摩耗性、耐焼付性、耐蝕
性等に問題がある。この問題を解決する方法として、ニ
ッケルーリン合金マトリックス中に、窒化物炭化物、酸
化物等の硬質粒子を分散させる複合めっきが、特公昭5
6−18080号に提案されている。この公知のめっき
は分散粒子の種類、大きさ、分散量を適当に選ぶことに
よって、ある程度の耐摩耗性、耐焼付性、耐蝕性に優れ
た皮膜を形成することが可能であり、すでにシリンダラ
イチ、ピストンリング等の摺動部材に使用されている。
部材は耐摩耗性を高めるために硬質クロムめっきが施さ
れることが多いが、クロムめっきは処理に長時間を要す
る上に、めっき廃液の公害防止に多額の費用がかかるた
めにめっきコストが高く、さらに高鉛ガソリンを燃料と
するエンジンに使用すると、耐摩耗性、耐焼付性、耐蝕
性等に問題がある。この問題を解決する方法として、ニ
ッケルーリン合金マトリックス中に、窒化物炭化物、酸
化物等の硬質粒子を分散させる複合めっきが、特公昭5
6−18080号に提案されている。この公知のめっき
は分散粒子の種類、大きさ、分散量を適当に選ぶことに
よって、ある程度の耐摩耗性、耐焼付性、耐蝕性に優れ
た皮膜を形成することが可能であり、すでにシリンダラ
イチ、ピストンリング等の摺動部材に使用されている。
[発明が解決しようとする課題]
しかし、上記のニー、ケル−リン合金マトリックス中に
硬質粒子を分散させた複合めっき皮膜は高熱高負荷の影
響を受けると皮膜がもろくなりゃすいため、苛酷な条件
で高速運転するエンジンの摺動部材として使用した場合
、耐摩耗性、耐焼付性等は必ずしも満足できるものでは
なかった。
硬質粒子を分散させた複合めっき皮膜は高熱高負荷の影
響を受けると皮膜がもろくなりゃすいため、苛酷な条件
で高速運転するエンジンの摺動部材として使用した場合
、耐摩耗性、耐焼付性等は必ずしも満足できるものでは
なかった。
本発明の目的はこの複合めっきの問題点を解決し、摺動
面に耐摩耗性、#焼付性、耐蝕性に優れた皮膜を形成し
た摺動部材を提供することにある。
面に耐摩耗性、#焼付性、耐蝕性に優れた皮膜を形成し
た摺動部材を提供することにある。
[課題を解決するための手段]
前記目的を達成するため、本発明が採用する手段は、金
属製の摺動部材の摺動面に、ポロン0゜1〜lO%を含
有するニッケル合金基地中に、粒径10 pm以下の硬
質粒子及び粒径104m以下の固体y4滑粒子の双方も
しくはいづれか一方を容積比で5〜30%分散共析させ
た複合めっき皮膜を設けたことにある。
属製の摺動部材の摺動面に、ポロン0゜1〜lO%を含
有するニッケル合金基地中に、粒径10 pm以下の硬
質粒子及び粒径104m以下の固体y4滑粒子の双方も
しくはいづれか一方を容積比で5〜30%分散共析させ
た複合めっき皮膜を設けたことにある。
[作用]
ニッケル合金基地中に含まれるポロンは、皮膜硬度を増
し、#摩耗性、耐焼付性、耐蝕性を向上させる効果があ
る。ポロンの量は、0.1〜10毛量%が良い、その理
由は、ポロンの量が0.1%以下ではその効果が少なく
、10%を越すとかえって皮膜が脆くなり、衝撃強度、
密着性も悪くなるからである。
し、#摩耗性、耐焼付性、耐蝕性を向上させる効果があ
る。ポロンの量は、0.1〜10毛量%が良い、その理
由は、ポロンの量が0.1%以下ではその効果が少なく
、10%を越すとかえって皮膜が脆くなり、衝撃強度、
密着性も悪くなるからである。
ニッケル合金基地中に分散させる硬質粒子(例えばS
i3 N4 、S iC,WC,A見203、ZrO2
、Cr203等の1種もしくは2種以上)の粒径及び固
体潤滑粒子(例えば硫化物、ホウ化物、自己潤滑性合成
樹脂の1種もしくは2種以上)の粒径は0.3〜10μ
mがよい、また、分散させる硬質粒子及び固体潤滑粒子
の双方もしくはいずれか一方の量は5〜30容量%が良
い、硬質粒子の粒径が0.3μm以下、あるいは5容量
%以下では耐摩耗性向上の効果は少ない、また、104
m、あるいは30容量%を越えると、皮膜の強度はかえ
って低下し、更に相手材の摩耗を大きくする。
i3 N4 、S iC,WC,A見203、ZrO2
、Cr203等の1種もしくは2種以上)の粒径及び固
体潤滑粒子(例えば硫化物、ホウ化物、自己潤滑性合成
樹脂の1種もしくは2種以上)の粒径は0.3〜10μ
mがよい、また、分散させる硬質粒子及び固体潤滑粒子
の双方もしくはいずれか一方の量は5〜30容量%が良
い、硬質粒子の粒径が0.3μm以下、あるいは5容量
%以下では耐摩耗性向上の効果は少ない、また、104
m、あるいは30容量%を越えると、皮膜の強度はかえ
って低下し、更に相手材の摩耗を大きくする。
[実施例]
本発明の摺動部材を実施例について説明する。
(複合めっき条件及び液組成)
(1)めっき条件
温度 55℃
PH3、5
電流密度 5A/drn’
(2)めっき液組成
比較例−1硫酸ニッケル 240g/交塩化ニッケル
45g/見 ホウ酸 30g/文 窒化珪素(Si3N4.平均粒 径0・7川m) 100 g/文 比較例−2比較例−1のめっき液組成に次亜リン酸3.
0g/見を添加 実施例(本発明品l)比較例−lのめっき液組成にトリ
メチルアミンポラン (以下TMABと記す)を6゜ 0g/l添加 (本発明品2) 硫酸ニッケル 240g/文 塩化ニッケル 45g/文 ホウ酸 30g1交 窒化硼素 100 g/見 (BN、平均粒径2o用m) TMAB 6 、Og/l(本発明品3) 比較例−1のめっき液組成にT MABを6・Og/文、二硫化 モリブデン(MoS2、平均粒 径0.1μm)を100 g/fL 添加 上記めっき条件のもとで、比較例−1、比較例−2、実
施M(本発明品1.未発明品2、本発明品3)のそれぞ
れの液組成について複合めっき皮膜を形成した。比較例
−1にTMARを添加するとき、液組成としてホウ酸を
のぞいても硬度は硬くなるが、液の寿命、安定性を考慮
すると、ホウ酸を入れたほうが良い。
45g/見 ホウ酸 30g/文 窒化珪素(Si3N4.平均粒 径0・7川m) 100 g/文 比較例−2比較例−1のめっき液組成に次亜リン酸3.
0g/見を添加 実施例(本発明品l)比較例−lのめっき液組成にトリ
メチルアミンポラン (以下TMABと記す)を6゜ 0g/l添加 (本発明品2) 硫酸ニッケル 240g/文 塩化ニッケル 45g/文 ホウ酸 30g1交 窒化硼素 100 g/見 (BN、平均粒径2o用m) TMAB 6 、Og/l(本発明品3) 比較例−1のめっき液組成にT MABを6・Og/文、二硫化 モリブデン(MoS2、平均粒 径0.1μm)を100 g/fL 添加 上記めっき条件のもとで、比較例−1、比較例−2、実
施M(本発明品1.未発明品2、本発明品3)のそれぞ
れの液組成について複合めっき皮膜を形成した。比較例
−1にTMARを添加するとき、液組成としてホウ酸を
のぞいても硬度は硬くなるが、液の寿命、安定性を考慮
すると、ホウ酸を入れたほうが良い。
[硬度試験]
前記3種のめっき液で得た複合めっき皮膜について、め
っきしたままのもの及び所定温度で1時間加熱処理後の
もののそれぞれについて、硬度をマイクロビッカース硬
度計で測定した結果を第1図に示す。
っきしたままのもの及び所定温度で1時間加熱処理後の
もののそれぞれについて、硬度をマイクロビッカース硬
度計で測定した結果を第1図に示す。
上記結果より、ポロン無添加の場合(比較例−1、−2
)ではめっきしたままの硬度が低く、さらに熱処理温度
300℃で大きな硬度低下を生ずる。それに比べてポロ
ン添加の本発明品(実施例)のものは、めっきしたまま
で、すでに高硬度を示しており、かつ熱処理温度300
〜350℃付近まで高い硬度を雑持するから、ポロンの
添加は、耐熱性の向上にも寄与することがわかる。
)ではめっきしたままの硬度が低く、さらに熱処理温度
300℃で大きな硬度低下を生ずる。それに比べてポロ
ン添加の本発明品(実施例)のものは、めっきしたまま
で、すでに高硬度を示しており、かつ熱処理温度300
〜350℃付近まで高い硬度を雑持するから、ポロンの
添加は、耐熱性の向上にも寄与することがわかる。
また、比較例−2のようにリン添加皮膜は無添加(比較
例−1)に比べては、硬度向上に効果はある。シ′b)
シ、リン添加皮膜と本発明の実施例(本発明品)のポロ
ン添加皮膜を比べると、ボロン添加皮膜の方が、めっき
したままでも硬度が高く、摺動部材としてより適してい
る。また、リン添加皮膜を苛酷な摺動部材に適用しよう
としたときには、あらかじめ350〜380℃で熱処理
をしてからでないと使用できないが、本発明のポロン添
加皮膜では最初から高硬度であり、熱処理は不要である
か、するとしても300℃以下でよいから、その分コス
トも安くなる。
例−1)に比べては、硬度向上に効果はある。シ′b)
シ、リン添加皮膜と本発明の実施例(本発明品)のポロ
ン添加皮膜を比べると、ボロン添加皮膜の方が、めっき
したままでも硬度が高く、摺動部材としてより適してい
る。また、リン添加皮膜を苛酷な摺動部材に適用しよう
としたときには、あらかじめ350〜380℃で熱処理
をしてからでないと使用できないが、本発明のポロン添
加皮膜では最初から高硬度であり、熱処理は不要である
か、するとしても300℃以下でよいから、その分コス
トも安くなる。
[摩耗試験]
比較例−1、比較例−2及び本発明品(実施例)の耐摩
耗性を第1表の摩耗試験条件にて評価した。耐摩耗性試
験は、アムスラー型摩耗試験機を使用し、試験片(18
mmX l 2mmX6mm)を固定片とし、相手材(
回転片)には、ドーナツ状(外径40mm、内径16m
m、厚さ10mm)のものを用いた。形成されためっき
皮膜が、ドーナツ状試験片に接触するようにセットした
。試験結果は第2図に示す。
耗性を第1表の摩耗試験条件にて評価した。耐摩耗性試
験は、アムスラー型摩耗試験機を使用し、試験片(18
mmX l 2mmX6mm)を固定片とし、相手材(
回転片)には、ドーナツ状(外径40mm、内径16m
m、厚さ10mm)のものを用いた。形成されためっき
皮膜が、ドーナツ状試験片に接触するようにセットした
。試験結果は第2図に示す。
(スカッフィング性試Vk)
比較例−1,比較例−2及び本発明品(実施例)の耐ス
カッフィング性を第2表のスカッフィング試験条件にて
評価した。この試験結果は、第3図に示す通りである。
カッフィング性を第2表のスカッフィング試験条件にて
評価した。この試験結果は、第3図に示す通りである。
第3図から明らかなとお一す、本発明品のN1−B−S
i3N4は、従来の比較例−1(Ni−Si3N4)、
比較例−2(Ni−P−Si3 N4)に比べ耐スカッ
フィング性が向上する。
i3N4は、従来の比較例−1(Ni−Si3N4)、
比較例−2(Ni−P−Si3 N4)に比べ耐スカッ
フィング性が向上する。
第1表
摩耗試験条件
第2表
スカッフィング試験条件
〔発明の効果〕
上記のとおり、本発明の摺動部材は摺動面に設けられた
複合めっき皮膜が、ニッケルーポロン合金基地に硬質粒
子と固体潤滑粒子の双方もしくはいずれか一方を分散さ
せたものであるから、従来のニッケルーリン合金基地の
ものに比べると、高熱高負荷によってもろくならないと
いう優れた効果を有する。鋳鉄製又はスチール製のピス
トンリング、もしくはシリンダライチ等の表面にニッケ
ルーポロン複合めっきを施して本発明の摺動部材とした
場合、耐摩耗性及び耐スカッフィングが高いので、高温
高負荷のエンジンにも十分に使用することができる。
複合めっき皮膜が、ニッケルーポロン合金基地に硬質粒
子と固体潤滑粒子の双方もしくはいずれか一方を分散さ
せたものであるから、従来のニッケルーリン合金基地の
ものに比べると、高熱高負荷によってもろくならないと
いう優れた効果を有する。鋳鉄製又はスチール製のピス
トンリング、もしくはシリンダライチ等の表面にニッケ
ルーポロン複合めっきを施して本発明の摺動部材とした
場合、耐摩耗性及び耐スカッフィングが高いので、高温
高負荷のエンジンにも十分に使用することができる。
第1図は熱処理にょ゛る硬度変化を示すグラフ、
第2図は摩耗試験の結果を示すグラフ、第3図はスカッ
フィング試験の結果を示すグラフである。
フィング試験の結果を示すグラフである。
Claims (1)
- 1)ボロン0.1〜10%を含有するニッケル合金基地
中に粒径10μm以下の硬質粒子及び粒径10μm以下
の固体潤滑粒子の双方もしくはいずれか一方を容積比で
5〜30%分散共析する複合めっき皮膜が摺動面に形成
されたことを特徴とする摺動部材。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18804690A JPH03180491A (ja) | 1989-08-11 | 1990-07-18 | 摺動部材 |
GB919106557A GB9106557D0 (en) | 1990-07-18 | 1991-03-27 | Slidable member |
GB9109588A GB2246145A (en) | 1990-07-18 | 1991-05-02 | Nickel-born alloy composite slidable surface |
DE19914119727 DE4119727A1 (de) | 1990-07-18 | 1991-06-14 | Gleitelement |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20666689 | 1989-08-11 | ||
JP1-206666 | 1989-08-11 | ||
JP18804690A JPH03180491A (ja) | 1989-08-11 | 1990-07-18 | 摺動部材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03180491A true JPH03180491A (ja) | 1991-08-06 |
Family
ID=26504711
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18804690A Pending JPH03180491A (ja) | 1989-08-11 | 1990-07-18 | 摺動部材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03180491A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100477443B1 (ko) * | 2000-12-23 | 2005-03-23 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 특정부위의 내마모성을 선택적으로 강화시키는니켈/니켈-보론 전기도금방법 |
KR100675213B1 (ko) * | 1999-10-20 | 2007-01-26 | 도와 마이닝 가부시끼가이샤 | 내 용착성이 우수한 슬라이딩부재 및 그 제조방법 |
EP2365108B1 (en) * | 2005-12-21 | 2018-05-23 | Bekaert Advanced Cords Aalter NV | A steel wire rope for use in a drive system |
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1990
- 1990-07-18 JP JP18804690A patent/JPH03180491A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100675213B1 (ko) * | 1999-10-20 | 2007-01-26 | 도와 마이닝 가부시끼가이샤 | 내 용착성이 우수한 슬라이딩부재 및 그 제조방법 |
KR100477443B1 (ko) * | 2000-12-23 | 2005-03-23 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 특정부위의 내마모성을 선택적으로 강화시키는니켈/니켈-보론 전기도금방법 |
EP2365108B1 (en) * | 2005-12-21 | 2018-05-23 | Bekaert Advanced Cords Aalter NV | A steel wire rope for use in a drive system |
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