滑动构件和滑动机械的制作方法_2

文档序号:9214608阅读:来源:国知局
在本说明书中所说的层厚比,基于磨损前(滑动机械运行开始前)的最表层 的层厚(T1/初始厚度)来特定。但是,如果即使在滑动机械运行后,也有与对象件几乎不 滑动接触的区域(未进行磨损的区域),则能够将该最表层的层厚(T1)用于层厚比的计算。 层厚(不限于最表层,基底层也同样)的测定,通过扫描型电子显微镜(SEM)观察滑动面的 截面,判别了各层的边界后,基于SEM图像进行。再者,在基底层与最表层为同质、两者的边 界不容易判别不容易时,例如对滑动面的截面进行元素分析等,来判定其边界。另外,基底 层的表面粗趟度影响到最表层的层厚时,其边界(层厚的测定基准位置)设为由算术平均 粗趟度(Ra)求出的中屯、线,将从该中屯、线到最表面的厚度决定为层厚。在随机抽取的10 个点测定该样确定的层厚,将对各测定值进行相加平均而得的值作为最表层的层厚。
[00巧]《滑动机械》
[0026] 本发明不仅作为滑动构件掌握,也作为使用该滑动构件的滑动机械来掌握。目P,本 发明可W是一种滑动机械,该滑动机械具备;具有能够相对移动的、彼此相对的滑动面的一 对滑动构件、和能够介在于该彼此相对的滑动面间的润滑油,其特征在于,所述滑动构件的 至少一方由上述的本发明的滑动构件构成。
[0027] 《其他》
[002引 (1)本发明设及的特定B-DLC,除了C、H和BW外,还可W适当包含对特性改善有 效的元素(改性元素)。另外,当然因成本方面或技术方面的原因可化含有难W除去的「不 可避免的杂质」。
[0029] 在本发明中所说的「层」,可W适当地换言为「膜」,但不一定需要是连续的膜状。 例如,本发明设及的最表层,在滑动前可W是将基底层完全地被覆的连续的膜状,在滑动后 可W成为断续的状态。也就是说,可W成为基底层部分地在最表面(滑动面)中出现(露 出)了的状态。该样本发明设及的滑动面可W仅由最表层构成,也可W最表层和基底层混 合存在而构成。
[0030] (2)本发明设及的滑动面,不限定其具体的平滑度(表面粗趟度等)、摩擦系数、耐 磨损性等。该是因为它们根据滑动条件(作用于滑动面间的载荷、对象件的材质和形状、使 用的润滑油的种类等)而变化。如果硬要举出本发明设及的滑动面的摩擦系数(湿式条件 下)的一例,则例如为0. 01~0. 05。
[0031] (3)本发明的滑动机械运行时所使用的润滑油,不限定其种类、组成,但通常除了 基础油化aseoil)W外还含有各种添加剂。例如,润滑油在将整体作为100质量%时,可 W含有合计为500ppmW上的钢(Mo)、硫做、磯(P)、锋狂n)、巧(Ca)、儀(Mg)、钢(Na)、领 炬a)和铜(Cu)等之中的一种W上。
[0032] 但是,从降低环境负荷的观点出发,Mo的含量优选为l(K)ppmW下。更具体而言, 优选使用实质上不含有一直W来作为摩擦调整剂等而使用的二烷基二硫代氨基甲酸钢 (MoDTC)的润滑油(适当称为「不含MoDTC的油」)。
[0033] 在使用了不含MoDTC的油的情况,一般地滑动面间的摩擦系数上升。但是在本发 明的情况下,不论润滑油是含有MoDTC的油还是不含MoDTC的油,滑动面间的摩擦系数都大 幅度地降低。得到该样的摩擦降低效果的原因并不一定明确,但认为除了上述的平滑化W 夕F,特定B-DLC也有助于在滑动面间形成高滑动性的特殊的边界膜。
[0034] (4)只要不特别说明,在本说明书中所说的「X~y」包括下限值X和上限值y。可 W将本说明书中记载的各种数值或数值范围所包含的任意的数值作为新的下限值或上限 值而新设置「a~b」那样的数值范围。
【附图说明】
[00巧]图1A是表示滑动面(叠层膜)的附近的说明图。
[0036] 图1B是表示最表层的层厚相对于基底层的表面粗趟度充分的情况的说明图。
[0037] 图1C是表示最表层的层厚相对于基底层的表面粗趟度不足的情况的说明图。
[0038] 图2是表示成膜装置的示意图。
[0039] 图3是表示环-块摩擦试验的情形的说明图。
[0040] 图4是将各试样的摩擦系数与磨损深度一同表示的柱形图。
[0041]图5A是表示滑动面的初始表面粗趟度与摩擦系数的关系的分布图。
[0042] 图5B是表示滑动面的初始表面粗趟度与磨损深度的关系的分布图。
[0043] 图6是观察了各试样的滑动面的显微镜照片。
[0044] 图7是表示试样1的摩擦试验后的滑动面的图。
[0045] 图8是表示试样2的摩擦试验后的滑动面的图。
[0046] 图9是表示试样3的摩擦试验后的滑动面的图。
[0047] 图10是表示试样4的摩擦试验后的滑动面的图。
[004引图11是表示试样C4的摩擦试验后的滑动面的图。
[0049] 图12是表示滑动面的层厚比与摩擦系数的关系的分布图。
[0050] 图13是表示试样5的摩擦试验后的滑动面的图。
[0051] 图14是表示试样6的摩擦试验后的滑动面的图。
【具体实施方式】
[0052] 列举发明的实施方式对本发明更详细地说明。在上述的本发明的构成中可W附加 从本说明书中任意选择的一个或两个W上的构成。在本说明书中说明的内容,不仅能够适 用于本发明的滑动构件和滑动机械,也能够适用于其制造方法。制造方法设及的构成,如果 作为W方法限定物品来理解,则也可W成为物品设及的构成。再者,任一实施方式是否最好 会根据对象、要求性能等而不同。
[005引《最表层》
[0054] (1)本发明设及的最表层由特定B-DLC(膜)构成。特定B-DLC优选含有4~50%、 23~50%、24~40%、25~35%、进而27~33%的B。另夕F,优选含有5~50%、26~ 50%、27~40%、进而28~35%的H。B、H影响到特定B-DLC的硬度进而影响到其磨损性, 它们如果过少则B-DLC的硬度变得过大,如果过多则B-DLC的硬度变得过小,不论哪种情况 都妨碍最表层的平滑化。
[00巧]顺便说一下,如果0的含量变得过多,则特定B-DLC过度地软化,良好的成膜变得 困难。因此0优选为低于6%、进而低于3%。再者,特定B-DLC可W适当包含Al、Mn、Mo、 Si、Ti、&、W、V、Ni等。该些元素的含量不限定,但优选合计为低于8原子%、进而低于4 原子%。再者,特定B-DLC的组成,就最表层的厚度方向而言,可W为均质的,也可W稍有变 化,进而也可W有梯度。
[0056] (2)本发明设及的滑动面,由于特定B-DLC膜通过与对象件的滑动来逐渐磨损并 被平滑化,因此不特别限定滑动开始前的表面粗趟度(初始表面粗趟度)。因此,滑动面的 初始表面粗趟度可W为0.lymW上、0. 15ymW上、进而0. 上。但是,其初始表面粗 趟度也是越小越好,例如WRa计优选为0.4ymW下、进而〇.3ymW下。
[0057] 呈现自平滑性的特定B-DLC,其表面硬度优选为例如25GPaW下、20GPaW下。顺 便说一下,被热处理了的钢铁基材的表面硬度为8GI^a左右。
[0058]另外,从在确保自平滑性的同时确保初性的观点出发,特定B-DLC的弹性模数优 选为例如200GPaW下、170GPaW下、进而150GPaW下。但是,如果弹性模数变得过小则硬 度也降低,因此弹性模数优选为lOOGPaW上、进而120GPaW上。
[005引《基底层》
[0060] 在本发明中,不限定基底层的种类,但由于基底层有可能在滑动面露出,因此优选 在耐磨损性优异的同时滑动性(低摩擦性)也优异。为了能通过最表层的平滑化来谋求滑 动面的低摩擦化,在本发明中虽不限定基底层的表面粗趟度,但其表面粗趟度WRa计优选 为0. 6ymW下、0. 2ymW下、进而0. 1ymW下。再者,虽不限定基底层的层厚,但如果为例 如1~5ym左右,则能够吸收被形成基底层的基材的表面粗趟度的影响,可确保稳定的低 摩擦滑动。
[006。《基材》
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