(57)【要約】【課題】本発明は、潤滑油存在下での摩擦特性が改善された摺動部材を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、モリブデン系摩擦調整剤及び／又はモリブデン系酸化防止剤を含有する潤滑油存在下で摺動する低摩擦摺動部材であって、少なくとも相手材と接触して摺動する摺動面がクロム（Ｃｒ）を含有する材料で構成され、前記Ｃｒ含有材料中のＣｒ含有量が、前記Ｃｒ含有材料全体を１００％としたときに、０．４質量％以上である、低摩擦摺動部材に関する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モリブデン系摩擦調整剤及び／又はモリブデン系酸化防止剤を含有する潤滑油存在下で摺動する低摩擦摺動部材であって、少なくとも相手材と接触して摺動する摺動面がクロム（Ｃｒ）を含有する材料で構成され、前記Ｃｒ含有材料中のＣｒ含有量が、前記Ｃｒ含有材料全体を１００％としたときに、０．４質量％以上である、低摩擦摺動部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑油存在下で摺動する低摩擦摺動部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車では、エンジン、トランスミッション等の様々な機器に摺動部材が用いられており、そのような摺動部材の摺動特性を向上させるために様々な開発がなされている。摺動部材の摩擦係数を低減することは自動車の燃費の向上にも繋がるので、特に重要視されている。
【０００３】
摺動面間に作用する摩擦係数は、摺動面の表面状態と摺動面間の潤滑状態により異なる。このため摩擦係数の低減を図る場合、摺動面の材料及び摺動面間へ供給する潤滑油の改良が検討される。
【０００４】
例えば特許文献１には、非晶質の炭素膜中に鉄を含有し、少なくとも摺動時に炭素膜中の鉄の一部が摩擦面に露出していることを特徴とする低フリクション炭素薄膜が記載されており、該炭素薄膜は、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ及びＶのうちの１種又は２種以上を含有していること、潤滑油としてモリブデン系極圧添加剤を用いることが記載されている。
【０００５】
また、Ｃｒ含有鋼や、Ｃｒを含む非晶質炭素膜（Ｃｒ−ＤＬＣ膜）、窒化クロム膜、結晶質の炭化クロム膜を摺動面に有する摺動部材と、モリブデンジチオカーバメート（ＭｏＤＴＣ）やモリブデン（Ｍｏ）の三核体を含む潤滑油とを組み合わせることにより、摩擦係数が低減することが知られている（特許文献２〜４及び非特許文献１）。
【０００６】
ここで、近年、ますます強化される燃費規制に対応するために、自動車のエンジン等の摺動部材で使用される潤滑油として、流体潤滑領域での粘性抵抗を低減するために、より低粘度の潤滑油が求められている。このような低粘度の潤滑油は、流体潤滑領域での摩擦低減に関しては大きく貢献するが、一方で高い荷重条件下では摩擦面から容易に排除され、境界潤滑領域の割合の増加といった背反も増加する。例えば、エンジンピストンの上死点や低回転数の運転時等、境界潤滑領域となる摩擦条件下では、表面間の接触により摩擦が増大し、焼付等の深刻な問題に発展する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３２０６７３号公報
【特許文献２】特開２０１６−１７１７４号公報
【特許文献３】特開２０１６−８４８５２号公報
【特許文献４】特開２０１７−１４９８８１号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】トライボロジスト第３６巻、第３号（１９９１）２４２〜２４８頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記の通り、従来の摺動部材では、境界潤滑領域での摩擦低減が十分ではない場合があった。それ故、本発明は、潤滑油存在下での摩擦特性が改善された摺動部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、前記課題を解決するための手段を種々検討した結果、モリブデン系摩擦調整剤及び／又はモリブデン系酸化防止剤を含有する潤滑油と、所定量のＣｒを含有する材料を摺動面に用いた摺動部材とを組み合わせることにより摩擦が大幅に低減することを見出し、本発明を完成した。
【００１１】
すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
（１）モリブデン系摩擦調整剤及び／又はモリブデン系酸化防止剤を含有する潤滑油存在下で摺動する低摩擦摺動部材であって、少なくとも相手材と接触して摺動する摺動面がクロム（Ｃｒ）を含有する材料で構成され、前記Ｃｒ含有材料中のＣｒ含有量が、前記Ｃｒ含有材料全体を１００％としたときに、０．４質量％以上である、低摩擦摺動部材。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、潤滑油存在下での摩擦特性が改善された摺動部材を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例における摩擦試験方法の概略を示す斜視図である。
【図２】実施例における、実施例１〜２１及び比較例１〜１１の摩擦試験の結果を示す図である。
【図３】実施例における、炭化物形成Ｃｒ含有材、Ｃｒ固溶材及びＣｒ非含有材の摩擦試験結果を示す図である。
【図４】実施例における、ＭｏトリマーについてのＭｏ添加量と摩擦係数の関係を示す図である。
【図５】実施例における、ＭｏＤＴＣについてのＭｏ添加量と摩擦係数の関係を示す図である。
【図６】実施例における、ＭｏＤＴＰについてのＭｏ添加量と摩擦係数の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
本発明は、モリブデン（Ｍｏ）系摩擦調整剤及び／又はモリブデン（Ｍｏ）系酸化防止剤（以下、モリブデン（Ｍｏ）系添加剤とも記載する）を含有する潤滑油存在下で摺動し、少なくとも相手材と接触して摺動する摺動面がクロム（Ｃｒ）を含有する材料で構成されている低摩擦摺動部材に関する。
【００１６】
摺動部材とは、相対移動する摺動面を有する機械部品を意味し、具体的には、動弁系を構成するカム、バルブリフタ（例えば、摺動面がカムとの接触面）、フォロワ、シム、バルブ、バルブガイド等、その他、シリンダライナー、ピストン（例えば、摺動面がピストンスカート）、ピストンリング、ピストンピン、クランクシャフト、歯車、ロータ、ロータハウジング、バルブ、バルブガイド、ポンプ等が挙げられる。本発明の摺動部材は、自動車等のエンジンユニットや駆動系ユニット（変速機等）に好適に利用される。
【００１７】
本発明の摺動部材は、少なくとも相手材と接触して摺動する摺動面がＣｒを含有する材料で構成されている。すなわち、本発明の摺動部材は、相対移動する摺動面の一方又は両方の摺動面がＣｒ含有材料で構成されている。本発明の摺動部材は、少なくとも摺動面がＣｒ含有材料で構成されていればよい。したがって、摺動部材は、Ｃｒ含有材料を基材上に有するものであってもよく、また、摺動部材全体がＣｒ含有材料で構成されるものであってもよい。
【００１８】
摺動部材の基材は、各種装置の摺動部品であれば形状及び材質等に特に限定はなく、金属系基材（例えば鋼材）、セラミックス系基材、プラスチック系基材、ゴム系基材等のいずれであってもよい。
【００１９】
Ｃｒ含有材料中のＣｒ含有量は、Ｃｒ含有材料全体を１００％としたときに、０．４質量％以上であり、好ましくは１質量％以上である。Ｃｒ含有材料中のＣｒ含有量が０．４質量％以上であると、Ｍｏ系添加剤を含む潤滑油との組み合わせにおいて、摩擦係数が有意に低減する。なお、Ｃｒ含有量の上限は１００質量％である。
【００２０】
Ｃｒ含有材料としては、Ｃｒを含有するものであれば特に限定されずに、Ｃｒを含有する無機材料又は有機材料を用いることができる。Ｃｒ含有材料としては、好ましくはＣｒ含有鋼材（ステンレス鋼材を含む）、Ｃｒ含有鋳鉄、Ｃｒを含有する非晶質炭素（いわゆるダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ））、結晶質の炭化クロム（ＣｒＣ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、Ｃｒ含有めっき及びＣｒ含有材料を用いた表面改質処理材料を用いることができる。
【００２１】
本発明において、Ｃｒ含有鋼材は、Ｃｒ含有ステンレス鋼材を含む。Ｃｒ含有鋼材は、Ｃｒ含有量が、好ましくは０．４質量％〜２０質量％である。Ｃｒ含有鋼材のＣｒ含有量は、選択した鋼材の種類に応じて変わる。Ｃｒ含有鋼材は、金属めっきが施されているものであってもよい。Ｃｒ含有鋼材として、例えば低クロム鋼ＳＰＧ２１、クロム鋼ＳＣｒ及びステンレス鋼ＳＵＳ４４０Ｃが用いられる。Ｃｒ含有鋼材を用いる場合、摺動部材全体をＣｒ含有鋼材で構成することが好ましい。
【００２２】
Ｃｒ含有鋳鉄は、Ｃｒ含有量が、好ましくは０．４質量％〜５質量％である。Ｃｒ含有鋳鉄として、例えば、ねずみ鋳鉄（片状黒鉛鋳鉄）、球状黒鉛鋳鉄等が用いられる。Ｃｒ含有鋳鉄を用いる場合、摺動部材全体をＣｒ含有鋳鉄で構成することが好ましい。
【００２３】
Ｃｒを含有するＤＬＣは、鋼材や鋳鉄材等の基材上に、Ｃｒ含有ＤＬＣを膜の形状で有することが好ましい。基材へのＣｒ含有ＤＬＣの成膜は、公知の方法により行うことができる。Ｃｒ含有ＤＬＣは、Ｃｒ含有量が、好ましくは０．４質量％〜３０質量％である。Ｃｒ含有ＤＬＣとしては公知のＤＬＣを用いることができるが、その組成は、例えば０．４質量〜４９質量％のＣｒと、０質量％〜３０質量％の水素（Ｈ）と、残部が炭素（Ｃ）及び不純物とからなる。
【００２４】
結晶質のＣｒＣは、鋼材や鋳鉄材等の基材上に、結晶質ＣｒＣを膜の形状で有することが好ましい。基材への結晶質ＣｒＣの成膜は、公知の方法により行うことができる。結晶質ＣｒＣは、Ｃｒ含有量が、好ましくは４０質量％〜７５質量％である。ＣｒＣは、主にＣｒとＣとからなるが、それ以外の元素として、低摩擦特性を阻害しないか、又は低摩擦特性を改善するドープ元素（例えばＯ、Ｎ等）を含有していてもよい。ＣｒＣ中のＣｒとＣは、ＣｒＣの他、Ｃｒ７Ｃ３又はＣｒ３Ｃ２として存在してもよい。
【００２５】
ＣｒＮは、鋼材や鋳鉄材等の基材上に、ＣｒＮを膜の形状で有することが好ましい。基材へのＣｒＮの成膜は、公知の方法により行うことができる。ＣｒＮは、Ｃｒ含有量が、好ましくは４０質量％〜６５質量％である。ＣｒＮは、主にＣｒとＮとからなるが、それ以外の元素として、低摩擦特性を阻害しないか、又は低摩擦特性を改善するドープ元素（例えばＯ等）を含有していてもよい。ＣｒＮ中のＣｒとＮは、主にＣｒＮとして存在しているが、一部がＣｒ２Ｎ等であってもよい。
【００２６】
Ｃｒ含有めっきは、鋼材や鋳鉄材等の基材上にＣｒ含有めっきを有することが好ましい。Ｃｒ含有めっきは、Ｃｒ含有量が、好ましくは８０質量％〜１００質量％であり、より好ましくはＣｒ含有めっきはＣｒからなり、すなわちＣｒ含有量が１００質量％である。
【００２７】
Ｃｒ含有材料を用いた表面改質処理材料は、例えば鋼材や鋳鉄材等の基材に表面改質処理を施した材料であり、特に限定されずに、例えばＣｒ含有材料のメディアを用いたショットブラスト材等が挙げられる。Ｃｒ含有材料を用いた表面改質処理材料は、Ｃｒ含有量が、好ましくは０．４質量％〜２０質量％である。
【００２８】
一般に、材料がＣｒと炭素（Ｃ）を含む場合、Ｃｒは炭化物（ＣｒＣ）に変化しやすいが、本発明において、Ｃｒ含有材料中のＣｒは、ＣｒＣの形態で存在していてもよい。また、Ｃｒ含有材料中のＣｒは、好ましくは固溶状態で存在する。本発明では、Ｃｒの存在形態に関わらず、摺動面にＣｒが存在することで、潤滑油中のＭｏ系添加剤との組み合わせにおいて摩擦係数が低減するが、Ｃｒが固溶状態で存在すると、例えばＣｒＣとして存在する場合と比較して摩擦係数をより低減することができる。本発明において、Ｃｒが固溶状態で存在することは、材料表面の組織観察により確認できる。好ましい実施形態において、Ｃｒ含有材料は、Ｃｒが固溶状態で存在するＣｒ含有鋳鉄である。
【００２９】
潤滑油は、モリブデン系摩擦調整剤及び／又はモリブデン系酸化防止剤を含有する。本発明において、モリブデン系摩擦調整剤及び／又はモリブデン系酸化防止剤を含有する潤滑油と、Ｃｒ含有材料を摺動面に備える摺動部材とを組み合わせると、Ｃｒの作用により、摺動部材表面に低摩擦な皮膜が形成されるため、摩擦係数が大幅に低減し、例えばＭｏ系添加剤を含まない場合と比較して摩擦係数が約５０％以上低減する。
【００３０】
本発明の摺動部材における低摩擦化のメカニズムは以下のように推定される。具体的には、Ｍｏ系添加剤が硫黄（Ｓ）を含有する場合、酸化力の強いＣｒによりＭｏ系添加剤が還元されて、摺動面上に二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）皮膜を形成することができる。ＭｏＳ２は、層状構造に基づく低剪断特性を摺動面間で発揮することで、摺動面同士の直接接触が回避され、摩擦係数（特に境界潤滑領域における摩擦係数）を低減できる。したがって、好ましい実施形態において、モリブデン系摩擦調整剤及び／又はモリブデン系酸化防止剤は、硫黄（Ｓ）を含有するものである。
【００３１】
モリブデン系摩擦調整剤及びモリブデン系酸化防止剤としては、従来用いられる公知のものを用いることができ、例えばアデカサクラルーブ２００、アデカサクラルーブ１６５、アデカサクラルーブ５２５、アデカサクラルーブ６００、アデカサクラルーブ３００、アデカサクラルーブ３１０Ｇ、アデカサクラルーブ７００、アデカサクラルーブ７１０及びモリブデン（Ｍｏ）のトリマー（モリブデンの三核体）等が挙げられる。なお、これらのモリブデン系摩擦調整剤及びモリブデン系酸化防止剤の中には、摩擦調整特性及び酸化防止特性の両方を有するものもある。モリブデン系摩擦調整剤及びモリブデン系酸化防止剤としては、Ｃｒ含有材料との相互作用・添加剤の還元性等の観点から、モリブデンジチオカーバメート（ＭｏＤＴＣ）及びモリブデンジチオホスフェート（ＭｏＤＴＰ）が好ましく、また、モリブデン酸ジアルキルアミン塩（Ｍｏ−Ａｍｎ）及びＭｏトリマーも好ましい。Ｍｏトリマーは、例えばＭｏ３Ｓ７又はＭｏ３Ｓ８からなり、Ｍｏ３Ｓ７からなると好ましい。Ｍｏトリマーは、そのような三核体からなる骨格（分子構造）を備える限り、末端に結合している官能基や分子量等は問わない。参考までに、実施例で用いたＭｏ３Ｓ７からなる硫化モリブデン化合物の一例を以下に示す。式中のＲはヒドロカルビル基である。
【００３２】
【化１】
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【００３３】
潤滑油中のモリブデン系摩擦調整剤及び／又はモリブデン系酸化防止剤の含有量は、潤滑油全体に対してＭｏ量に換算して好ましくは２５ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ、より好ましくは５０ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍである。モリブデン系摩擦調整剤及び／又はモリブデン系酸化防止剤の含有量が２５ｐｐｍ以上であると十分な摩擦低減効果が得られる。モリブデン系摩擦調整剤では、潤滑油中のモリブデン系摩擦調整剤の含有量は、潤滑油全体に対してＭｏ量に換算して好ましくは２００ｐｐｍ以上であり、より好ましくは４００ｐｐｍ以上である。モリブデン系酸化防止剤では、潤滑油中のモリブデン系酸化防止剤の含有量は、潤滑油全体に対してＭｏ量に換算して好ましくは５０ｐｐｍ以上であり、より好ましくは２００ｐｐｍ以上である。
【００３４】
潤滑油に用いられる基油（ベースオイル）としては、特に限定されずに、従来用いられる動物・植物油、鉱油、合成油等を用いることができる。基油は１種のみを単独で用いてもよいし、２種以上の混合物で用いてもよい。なお、基油の動粘度や粘度指数等は特に限定されず、摺動部材に通常用いられ得る範囲内に制御されていればよい。
【００３５】
潤滑油は、Ｍｏ系添加剤以外の添加物を含んでいてもよい。Ｍｏ系添加剤以外の添加物としては、例えば摩耗防止剤（例えばジアルキルジチオリン酸亜鉛（ＺｎＤＴＰ）、好ましくはセカンダリーアルキルタイプのＺｎＤＴＰ等）、防錆剤、金属不活性剤、加水分解防止剤、帯電防止剤、消泡剤、酸化防止剤（例えばＺｎＤＴＰ、好ましくはセカンダリーアルキルタイプのＺｎＤＴＰ等）、分散剤、清浄剤、極圧剤、摩擦調整剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、増粘剤、金属清浄剤（例えば過塩基性カルシウムスルホネート等）、無灰分散剤（例えばポリブテニルコハク酸イミド等）、腐食防止剤等が挙げられる。添加物は、例えば、摩耗防止剤及び酸化防止剤として用いられるＺｎＤＴＰのように、２つ以上の用途で用いることもできる。Ｍｏ系添加剤以外の添加物の含有量は、潤滑油全体に対して通常２０質量％以下であり、好ましくは１５質量％以下であり、より好ましくは１０質量％以下である。
【００３６】
本発明の摺動部材は、前記のモリブデン系摩擦調整剤及び／又はモリブデン系酸化防止剤を含有する潤滑油存在下で摺動する。本発明の摺動部材では大幅な摩擦低減が達成されるため、本発明の摺動部材は、摺動面同士の接触が主となる境界潤滑条件下で用いると特に大きな効果が得られる。例えば、４０℃における動粘度が２０〜４０ｍｍ２／ｓであるような低粘度の潤滑油の存在下で、所定の摺動面の粗さや摺動速度にて、例えば面圧３００ＭＰａ以上のような高荷重条件下で摺動部材を摺動すると、潤滑油は摩擦面から容易に排除されてしまい、境界潤滑領域の割合が増加して摺動面同士の接触により摩擦が増大することがあるが、本発明の摺動部材は、大幅な摩擦低減が達成されるため、このような摺動条件においても好適に利用することができる。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３８】
Ｃｒ含有量の異なるサンプルと、Ｍｏ系添加剤（Ｍｏ系摩擦調整剤又はＭｏ系酸化防止剤）を含む潤滑油との組み合わせについて摩擦試験を行った。
【００３９】
Ｃｒ含有量の異なるサンプルとして、Ｃｒ含有鋼材ＳＰＧ２１、Ｃｒ含有鋼材ＳＣｒ、Ｃｒ含有鋳鉄、ＳＵＳ材メディアによるショットブラスト材（ＳＵＳショット）、ステンレス鋼材ＳＵＳ４４０Ｃ、窒化クロム（ＣｒＮ）、Ｃｒめっきを用いた。これらのＣｒ含有サンプルのＣｒ含有量を表１に示す。ＳＵＳショット、ＣｒＮ、Ｃｒめっきでは、鋼材（Ｓ４５Ｃ）の基材にこれらを成膜又はショットブラストした。また、Ｃｒ非含有サンプルとして炭素鋼材Ｓ４５Ｃを用いた。
【００４０】
Ｍｏ系摩擦調整剤としてモリブデンジチオカーバメート（ＭｏＤＴＣ）及びモリブデンジチオホスフェート（ＭｏＤＴＰ）を用い、Ｍｏ系酸化防止剤として、下記のＭｏトリマー（Ｍｏ三核体）を用いた。
【００４１】
【化２】
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【００４２】
試験潤滑油（供試油）として、エンジン油を想定したモデル油を作製した。具体的には、試験潤滑油は、炭化水素系基油（ＳＫ  ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ社製  ＹＵＢＡＳＥ８）に、セカンダリーアルキルタイプのジアルキルジチオリン酸亜鉛（ＺｎＤＴＰ）（ＡＤＥＫＡ社製  １３７１）０．８質量％、塩基価が３００ｍｇＫＯＨ／ｇの過塩基性カルシウムスルホネート（ＡＤＥＫＡ社製  ６４７７Ｃ）２．０質量％及びポリブテニルコハク酸イミド（ＡＤＥＫＡ社製  ６４１２）６．０質量％を添加し、実施例１〜２１及び比較例９〜１１では、ＭｏＤＴＣ、ＭｏＤＴＰ又はＭｏトリマーを試験潤滑油全体に対してＭｏ量に換算して８００ｐｐｍとなるように添加し、比較例１〜８ではＭｏ系添加剤を添加せずに、６０℃にて３０分間撹拌して作製した。
【００４３】
摩擦試験は、図１に示すような、摺動部がディスク形状のサンプルとボール形状のＳＵＪ２鋼球（φ１０ｍｍ）で構成されているボールオンディスク型の摩擦試験機を用いて行った。ディスク形状のサンプルとして各種Ｃｒ含有材料を用い、ボール側の材質はＳＵＪ２で固定した。摩擦試験は、まず、ディスク形状のサンプルとＳＵＪ２鋼球を、アセトンを用いて１０分間超音波洗浄し、乾燥した後、摩擦試験機に取り付け、試験潤滑油をサンプルとＳＵＪ２鋼球の間に配置した。その後、ＳＵＪ２鋼球をディスク形状のサンプルに押し付けて規定荷重を印加し、ＳＵＪ２鋼球を左右に往復摺動させ、摺動中の摩擦係数（μ）を計測した。試験条件は、荷重５０Ｎ、周波数５０Ｈｚ、ストローク１ｍｍ、温度１００℃、試験時間３０分とした。
【００４４】
表１に、摩擦試験を行った実施例１〜２１及び比較例１〜１１のＣｒ含有材料及び試験潤滑油中のＭｏ系添加剤の構成を示す。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
実施例１〜２１及び比較例１〜１１の摩擦試験の結果を、Ｃｒ含有量と摩擦係数の関係として図２に示す。図２より、Ｃｒ非含有サンプルでは、Ｍｏ系添加剤を潤滑油に添加することにより摩擦係数がわずかに低減したが、Ｃｒ含有サンプルでは、いずれのＣｒ含有サンプルにおいても、Ｍｏ系添加剤を潤滑油に添加することにより、摩擦係数が約５０％以上低減した。したがって、摺動面がＣｒを含有する材料で構成されていると、Ｍｏ系添加剤の摩擦低減効果が有意に大きくなり、また、潤滑油にＭｏ系添加剤を用いることにより、Ｃｒ含有材料の摩擦係数が有意に低減することが示された。また、Ｃｒ含有材料中のＣｒ含有量の増加に伴い摩擦係数が低減していく傾向があった。
【００４７】
Ｃｒ含有材料の組織の摩擦特性への影響について
Ｃｒ含有材料の組織が摩擦特性に与える影響を調べるために、前記のＣｒ含有鋳鉄材を用いて、材料表面において、Ｃｒが固溶せずに炭化物を形成している場合（炭化物形成Ｃｒ含有材）と、Ｃｒが固溶している場合（Ｃｒ固溶材）について、前記の摩擦試験を行い、摩擦係数を比較した。
【００４８】
炭化物形成Ｃｒ含有材は、鋳造により炭素成分とケイ素成分を調整することによって作製した。炭化物形成Ｃｒ含有材において、炭化物を形成していることは材料表面の組織観察によって確認した。また、Ｃｒ固溶材は、上記同様、鋳造により炭素成分とケイ素成分を調整することによって作製した。Ｃｒ固溶材において、Ｃｒが固溶していることは材料表面の組織観察によって確認した。
【００４９】
摩擦試験は、炭化物形成Ｃｒ含有材とＣｒ固溶材について、Ｍｏ添加量が８００ｐｐｍとなるようにＭｏＤＴＣを配合した試験潤滑油を用いて、実施例１０と同様にして行った。図３に、炭化物形成Ｃｒ含有材及びＣｒ固溶材の摩擦試験結果を、Ｃｒ非含有材（Ｓ４５Ｃ）（比較例１０）の結果とともに示す。図３より、Ｃｒ非含有材と比較すると、Ｃｒを含有する炭化物形成Ｃｒ含有材とＣｒ固溶材は、いずれも摩擦係数の低減が認められたが、Ｃｒ固溶材では摩擦係数がより低減していた。
【００５０】
Ｍｏ添加量の摩擦特性への影響について
Ｍｏ添加量が摩擦特性に与える影響を調べた。Ｃｒ含有材料としてＳＵＳ４４０Ｃを用い、Ｍｏトリマー、ＭｏＤＴＣ又はＭｏＤＴＰのそれぞれを種々のＭｏ添加量で配合した試験潤滑油を用いて、摩擦試験を行った。Ｍｏ添加量は、試験潤滑油全体に対してＭｏ量に換算して０、２５、５０、１００、２００、４００、８００、１０００、２０００ｐｐｍとなるようにした。また、ＭｏＤＴＰではＭｏ添加量５０００ｐｐｍの試験潤滑油についても摩擦試験を行った。
【００５１】
図４に、ＭｏトリマーについてのＭｏ添加量と摩擦係数の関係を示し、図５に、ＭｏＤＴＣについてのＭｏ添加量と摩擦係数の関係を示し、図６に、ＭｏＤＴＰについてのＭｏ添加量と摩擦係数の関係を示す。図４、図５及び図６より、いずれのＭｏ系添加剤を用いた場合においても、Ｍｏ添加量の増加に伴い、摩擦係数の低減が認められた。Ｍｏトリマーの場合、２５ｐｐｍ以上、好ましくは５０ｐｐｍ以上のＭｏ添加量にて十分な摩擦低減効果が得られた。またＭｏＤＴＣ及びＭｏＤＴＰの場合、２００ｐｐｍ以上、好ましくは４００ｐｐｍ以上のＭｏ添加量にて十分な摩擦低減効果が得られた。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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