X6. 5mm)按压于在装有润滑油L的浴槽20内旋转 的环试件22的滑动面22f上并且使其滑动接触，测定了此时的摩擦系数和试验后的磨损深 度。环试件22使用了渗碳材料（SAE4620, <l)35mmX8. 8mm，表面粗趟度Ra为0. 2+0. 1 ym)。 润滑油使用了丰田自动车株式会社的纯正机油（h 3《丰卡ッ乂瓜SN 0W-2(VILSAC规格； GF-5,不含MoDTC)。另外，对环试件22按压块试件21的载荷F设为133N，两试件的滑动速 度设为0.3m/s，润滑油的油温设为80°C(恒定），试验时间设为30分钟。再者，摩擦系数为 即将试验结束前的1分钟的平均值。另外，磨损深度，由采用白色干设法非接触形状测定机 得到的形状，作为从非滑动面到滑动面的最深部的深度而算出。将该样得到的结果一并示 于表1。
[00川《评价》
[009引 （1)摩擦系数
[0093] 将表1A的各试样的摩擦系数在图4中对比地示出。由图4和表1A明确可知，特 定B-DLC存在于滑动面（最表层）的试样1~4和试样C7,与其他试样相比出类拔萃地呈 现出小的摩擦系数。例如，试样1的摩擦系数为0. 01W下，明确可知呈现出超低摩擦特性。
[0094] 另外，在试样1中，相对于摩擦试验前的最表层的初始厚度0. 7ym，其磨损深度也 为0. 7ym，因此可知成为在滑动面的一部分中，最表层的B-DLC膜几乎磨损了的状态。但 是也可知，试样1的磨损没有进行到最表层的初始厚度W上，由基底层确保了耐磨损性。因 此，可W认为，在试样1中，构成最表层的B-DLC膜在滑动后磨损而形成平滑的滑动面，并 且构成基底层的Si-DLC膜确保耐磨损性，两层协同地作用，稳定地发挥出显著的低摩擦特 性。
[0095] 另外，比较表1A所示的试样2~4的层厚和磨损深度可知，构成最表层的B-DLC 膜的层厚充分时，磨损深度比层厚小。可W认为该是由于，当通过B-DLC膜的磨损，滑动面 被充分地平滑化，摩擦系数显著降低时，其后实质上变得不会磨损。
[0096] (2)初始表面粗趟度的影响
[0097] 将摩擦试验前的滑动面（最表层）的表面粗趟度（初始表面粗趟度）与摩擦系数 的关系示于图5A，将该初始表面粗趟度与磨损深度的关系示于图5B。由该些图可知有下述 倾向；初始表面粗趟度越小，则摩擦系数和磨损深度越小。但是，比较试样C4或试样C5与 试样1~4可知，即使初始表面粗趟度相同，摩擦系数也根据构成滑动面的B-DLC膜的组成 炬量、H量）而大大不同。
[0098] 另外，关于试样2、试样C4和试样C5,将摩擦试验后的滑动面的情形示于图6。可 知在如试样C4和试样巧那样为B量、H量少、且硬质的B-DLC膜的情况下，大大地受到初 始表面粗趟度的影响，滑动性差，容易发生膜剥离。另一方面，在如试样2那样为B量、H量 较多的特定B-DLC膜的情况下，可知即使初始表面粗趟度大，也能够稳定地维持平滑的滑 动面，不发生膜剥离等。
[009引 做滑动面的变化
[0100] 关于试样1~4和试样C4,将摩擦试验前后的滑动面的情形分别示于图7~图11。 再者，各图的左侧所示的立体图和右侧所示的立体图截面中的表面粗趟度曲线，是采用白 色干设法非接触形状测定机测定并描绘出的。
[0101] 由图7~图10明确可知，试样1~4的滑动面炬-DLC膜），即使摩擦试验前的初 始表面粗趟度大，也变化为与滑动对象件相应的外形（也就是说，磨合），发挥显著的低摩 擦性。另一方面，由图11明确可知，试样C4的滑动面炬-DLC膜），尽管由磨损带来的滑动 面的平滑化小，且初始表面粗趟度比试样2~4小，但摩擦系数未怎么降低。
[0102] (4)层厚与摩擦系数的关系
[0103] 关于试样1~4和试样C4、C8~C11，将层厚比与摩擦系数的关系示于图12。由 图12可知，当如试样1~4那样层厚比的范围适当时，能够充分地谋求低摩擦化。但是也 可知，即使如试样C4那样层厚比的范围适当，当为硬质的B-DLC单层膜时，也不能充分地谋 求低摩擦化。
[0104] 由W上所述确认出，通过将包含最表层和耐磨损性或滑动性优异的基底层的叠层 膜设置于滑动面，所述最表层由较多地含有B和H的特定B-DLC构成，能够得到W高水平兼 备低摩擦性和耐磨损性的滑动构件。
[0105] 该些结果，不限于如试样1~4那样基底层为Si-DLC膜的情况，从表1B可知，即 使在如试样5W及试样6那样基底层为TiN膜的情况下也是同样的。具体而言，关于试样5 W及试样6,也与试样4(图10)等同样地在图13W及图14中分别示出了摩擦试验前后的 滑动面的情形。从该些结果明确可知，即使在基底层为TiN膜的情况下，滑动面炬-DLC膜） 也相应于滑动对象件而磨合，显著地发挥低摩擦性。再者，关于试样5W及试样6,在图12 中也示出了层厚比与摩擦系数的关系。可知该些试样通过在层厚比的范围适当的同时，具 有由特定B-DLC构成的最表层，能够谋求充分的低摩擦化。
[0106]
[0107]
[010引 表2
【主权项】
1. 一种滑动构件，包含基材、和被覆该基材的表面而构成滑动面的滑动膜，在存在润滑 油的湿式条件下使用，该滑动构件的特征在于， 所述滑动膜由叠层膜构成，所述叠层膜包含在所述基材的表面上形成的基底层、和在 该基底层上的至少一部分上形成的最表层， 该最表层由特定含硼非晶质碳、即特定B-DLC构成，所述特定B-DLC在将该最表层整体 设为100原子％时含有4~50原子％的硼⑶和5~50原子％的氢⑶， 该最表层的层厚Tl相对于该基底层的基于算术平均粗糙度Ra的表面粗糙度R2之比、 即层厚比T1/R2为3~200。2. 根据权利要求1所述的滑动构件，所述层厚比为5. 8~37. 5。3. 根据权利要求2所述的滑动构件，所述层厚比为12. 6~23. 3。4. 根据权利要求1所述的滑动构件，所述最表层由特定B-DLC构成，所述特定B-DLC在 将该最表层整体设为100原子％时含有23~50原子％的硼和26~50原子％的氢，5. 根据权利要求1~4的任一项所述的滑动构件，所述基底层由比所述最表层硬质的 氮化物、碳化物或硬质非晶质碳构成。6. 根据权利要求5所述的滑动构件，所述基底层的硬质非晶质碳是含有硅（Si)的含硅 非晶质碳、即Si-DLC。7. 根据权利要求1~4和6中的任一项所述的滑动构件，所述基底层的表面粗糙度Ra 为0?Iym以上。8. 根据权利要求5所述的滑动构件，所述基底层的表面粗糙度为Ra:0.Iym以上。9. 一种滑动机械，具备： 一对滑动构件，所述一对滑动构件具有能够相对移动的彼此相对的滑动面；和 能够介在于该彼此相对的滑动面间的润滑油， 该滑动机械的特征在于， 所述滑动构件的至少一方是权利要求1~8的任一项所述的滑动构件。
【专利摘要】提供具有大幅度降低摩擦系数和发挥优异的耐磨损性的滑动面的滑动构件。本发明的滑动构件，包含基材、和被覆基材表面而构成滑动面的滑动膜，在存在润滑油的湿式条件下使用。本发明涉及的滑动膜是叠层膜，所述叠层膜包含在基材的表面上形成的基底层、和在基底层上的至少一部分上形成的最表层。该最表层的特征是由特定含硼非晶质碳、即特定B-DLC构成，所述特定B-DLC在将最表层整体设为100原子％时含有4～50原子％的B和5～50原子％的H。该特定B-DLC在滑动时自磨损而使滑动面平滑化，发挥优异的低摩擦性。特定B-DLC的基底层有助于滑动膜的耐磨损性提高。
【IPC分类】F16N15/00, C10M103/00
【公开号】CN104930334
【申请号】CN201510125093
【发明人】奥山胜, 远山护, 森广行, 松井宗久, 池田直也, 不破良雄, 新吉隆利
【申请人】丰田自动车株式会社
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年3月20日
【公告号】DE102015104103A1, US20150267746