(57)【要約】【課題】厚さを３μｍ以上としても、高い耐剥離性と高い耐摩耗性とを両立させた硬質炭素皮膜を有する摺動部材を提供する。【解決手段】本発明の摺動部材１００は、基材１０と、基材１０の上に形成された、水素含有量が３原子％以下および厚さが３μｍ以上の硬質炭素皮膜１２と、を有し、硬質炭素皮膜１２のマルテンス硬さをＨＭとし、インデンテーション硬さをＨＩＴとして、ＨＭ/ＨＩＴが０．４０以上であることを特徴とする。【選択図】図１
2019077904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、該基材の上に形成された、水素含有量が３原子％以下および厚さが３μｍ以上の硬質炭素皮膜と、を有する摺動部材であって、
前記硬質炭素皮膜のマルテンス硬さをＨＭとし、インデンテーション硬さをＨＩＴとして、ＨＭ/ＨＩＴが０．４０以上であることを特徴とする摺動部材。
【請求項２】
前記ＨＩＴは、１５ＧＰａ以上５０ＧＰａ以下である、請求項１に記載の摺動部材。
【請求項３】
前記硬質炭素皮膜の厚さは、５μｍ以上である、請求項１又は２に記載の摺動部材。
【請求項４】
前記硬質炭素皮膜の表面粗さＲａが０．１２μｍ以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の摺動部材。
【請求項５】
前記基材と前記硬質炭素皮膜との間に、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｖ、Ｍｏ、及びＷ、並びにそれらの炭化物、窒化物、及び炭窒化物から選択された一つ以上の材料からなる中間層を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の摺動部材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の摺動部材からなるピストンリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い耐剥離性と高い耐摩耗性を両立させた硬質炭素皮膜を有する摺動部材、および当該摺動部材からなるピストンリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
ピストンリングなどの摺動部材では、基材にダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ：Diamond Like Carbon）皮膜といった硬質炭素皮膜を被覆することによって、硬度と耐摩耗性を高めることが一般的に行われている。
【０００３】
特許文献１には、高硬度で耐摩耗性に優れたＤＬＣ皮膜を有する摺動部材を提供することを目的の一つとして、基材と、該基材の上に形成された中間層と、該中間層の上に形成された厚さが０．５〜５μｍで、水素含有量が５原子％以下、好ましくは２原子％以下のＤＬＣ皮膜と、を有する摺動部材が記載されている。特許文献１では、皮膜のインデンテーション硬さを２０〜７０ＧＰａにすることが好ましく、皮膜の欠けや剥離を抑制するために、皮膜のヤング率を６０ＧＰａ以上にすることが好ましいとしている。
【０００４】
特許文献２には、耐摩耗性に富んだＤＬＣ皮膜を有する摺動部材を提供することを目的の一つとして、基材と、該基材の上に形成された中間層と、該中間層の上に形成された厚さが０．１５〜６．０μｍのＤＬＣ皮膜と、を有する摺動部材が記載されている。特許文献２には、皮膜のヤング率が１８０ＧＰａを超えると皮膜の割れや剥離が発生しやすくなり、皮膜のヤング率が５０ＧＰａ未満であると摺動時の耐荷重性が低下することが記載されており、また皮膜の表面硬度を２０〜１４０ＧＰａにすることが好ましいと記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６-２５０３４８号公報
【特許文献２】特開２００８-８１５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１，２では、高硬度で耐摩耗性に優れるＤＬＣ皮膜を得るべく、応力が加わった時の歪みを考慮したヤング率や、塑性変形を考慮したインデンテーション硬さを所定の範囲に調整している。ところが、耐久性の観点から皮膜が厚膜化する傾向にある近年、ヤング率やインデンテーション硬さのそれぞれに着目したのみでは、皮膜を３μｍ以上としたときに、高い耐剥離性と高い耐摩耗性とを両立させるという点において改善の余地がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、厚さを３μｍ以上としても、高い耐剥離性と高い耐摩耗性とを両立させた硬質炭素皮膜を有する摺動部材を提供することを目的とする。また、本発明は、当該摺動部材からなるピストンリング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】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決すべく、皮膜の水素含有量を３原子％以下に抑制するのに有効なイオンプレーティング法を用いて、厚さが３μｍ以上の硬質炭素皮膜を基材上に形成する実験を行った。その結果、緻密性が高い皮膜ほど耐剥離性と耐摩耗性が高くなっていることが判明した。この実験結果に基づき、皮膜の耐摩耗性を高めるには、緻密性と相関がある弾性変形を考慮したマルテンス硬さに着目することが重要であるのではないかという着想を得た。そして、さらなる検討を進めたところ、マルテンス硬さ（ＨＭ）とインデンテーション硬さ（ＨＩＴ）の比（ＨＭ/ＨＩＴ）を０．４０以上とすることで、耐剥離性と耐摩耗性に優れる皮膜が得られることを知見した。
【０００９】
本発明は、上記知見に基づいて完成されたものであり、その要旨構成は以下のとおりである。
（１）基材と、該基材の上に形成された、水素含有量が３原子％以下および厚さが３μｍ以上の硬質炭素皮膜と、を有する摺動部材であって、
前記硬質炭素皮膜のマルテンス硬さをＨＭとし、インデンテーション硬さをＨＩＴとして、ＨＭ/ＨＩＴが０．４０以上であることを特徴とする摺動部材。
【００１０】
（２）前記ＨＩＴは、１５ＧＰａ以上５０ＧＰａ以下である、上記（１）に記載の摺動部材。
【００１１】
（３）前記硬質炭素皮膜の膜厚は、５μｍ以上である、上記（１）又は（２）に記載の摺動部材。
【００１２】
（４）前記硬質炭素皮膜の表面粗さＲａが０.１２μｍ以下である、上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の摺動部材。
【００１３】
（５）前記基材と前記硬質炭素皮膜との間に、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｖ、Ｍｏ、及びＷ、並びにそれらの炭化物、窒化物、及び炭窒化物から選択された一つ以上の材料からなる中間層を有する、上記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の摺動部材。
【００１４】
（６）上記（１）〜（５）のいずれか一つに記載の摺動部材からなるピストンリング。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、厚さを３μｍ以上としても、高い耐剥離性と高い耐摩耗性とを両立させた硬質炭素皮膜を有する摺動部材を得ることができる。また、本発明によれば、当該摺動部材からなるピストンリングを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態による摺動部材１００の模式断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるピストンリング２００の断面斜視図である。
【図３】すべり疲労試験に用いた試験機の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図１，２を参照して、本発明の摺動部材およびピストンリングの一実施形態を説明する。
【００１８】
（摺動部材）
図１を参照して、本実施形態による摺動部材１００は、基材１０と、基材１０の上に形成された硬質炭素皮膜１２と、を有する。
【００１９】
［基材］
本実施形態における基材１０は、摺動部材として必要な強度を有するものであれば特に限定されないが、例えば鉄、鋳鉄、超硬合金、ステンレス鋼、アルミニウム合金など導電性を有する材料が挙げられる。さらに、基材１０に対して、窒化クロムや窒化チタンなど金属窒化物、金属炭窒化物、金属炭化物などの硬質皮膜やめっき処理、鉄系材料の場合は焼入焼戻しなどの硬化処理、窒化処理を施してもよい。例えば、ピストンリングには、従来から適用されているマルテンサイト系ステンレス鋼、バネ鋼、炭素鋼などを用いることが好ましい。
【００２０】
［硬質炭素皮膜］
本実施形態における硬質炭素皮膜１２は、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ：Diamond Like Carbon）皮膜１２である。
【００２１】
ＤＬＣ皮膜１２の水素含有量は３原子％以下である。水素含有量が３原子％を超えると、十分な硬度と耐摩耗性が得られないからである。水素含有量は、ＨＦＳ（Hydrogen Forward Scattering）法などを用いて測定することができる。
【００２２】
ＤＬＣ皮膜の厚さは３μｍ以上である。厚さが３μｍ未満であると、十分な耐久性が得られないからある。ＤＬＣ皮膜の厚さは５μｍ以上であることがより好ましい。なお、ＤＬＣ皮膜の厚さは、厚くなるほど長時間の成膜時間を要するので、生産性の観点から３０μｍ以下とすることが好ましい。皮膜の厚さは、皮膜の断面をＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）にて観察することによって求めることができる。
【００２３】
ＤＬＣ皮膜１２のマルテンス硬さをＨＭとし、インデンテーション硬さをＨＩＴとしたとき、これらの比であるＨＭ/ＨＩＴは０．４０以上である。本実施形態では、水素含有量が３原子％以下および厚さが３μｍ以上のＤＬＣ皮膜において、ＨＭ/ＨＩＴが０．４０以上であることが重要である。以下では、その技術的意義を述べる。
【００２４】
本発明者らは、水素含有量が３原子％以下および厚さが３μｍ以上のＤＬＣ皮膜において、緻密性が高い皮膜ほど耐剥離性と耐摩耗性が高くなっているという既述の実験結果に基づいて、高い耐剥離性と高い耐摩耗性とを両立させるためには、緻密性と強い相関があると考えられる弾性変形を考慮したマルテンス硬さに着目することが重要であるとの着想を得た。すなわち、インデンテーション硬さ（ＨＩＴ）は、ビッカース硬さなどと同様な塑性変形に基づく硬さ（塑性硬さ）の指標であり、皮膜自体の引張り強度（皮膜強度）と相関があると考えられる。一方で、マルテンス硬さ（ＨＭ）は、弾性変形も考慮した弾塑性変形に基づく硬さ（弾塑性硬さ）であり、皮膜の剛性や皮膜内部の圧縮残留応力の影響を大きく受ける。ここで、緻密性が高いほど、剛性や圧縮残留応力は高くなる傾向にある。そして、皮膜の耐摩耗性は、基本的には塑性硬さを高くすることが重要であるが、塑性硬さが過剰に高いと脆性的な特性を示すようになりやすく、極微小なクラックを基点として摩耗量が多くなりやすい。また、皮膜の剥離は、皮膜自体の弾塑性変形によって発生したクラックを基点として発生する。摺動環境が応力一定の作用系か歪み一定の作用系かによって、皮膜の最適な剛性領域は変わり、一般的な摺動環境では、応力一定の作用系が多いので、皮膜の剛性が高いほうがクラックの発生を抑制することができ、耐剥離性に優れることが多い。以上のように、摺動部材として良好な特性を発揮するためには、皮膜の剛性や残留応力と強い相関があると考えられる緻密性の指標としてのマルテンス硬さ（ＨＭ）と、皮膜の強度と相関がある塑性硬さの指標としてのインデンテーション硬さ（ＨＩＴ）とのバランスが重要であることを知見した。なお、インデンテーション硬さ（ＨＩＴ）も、皮膜の剛性や残留応力と強い相関がある緻密性の影響を多少は受けるが、その影響はマルテンス硬さ（ＨＭ）に対する影響ほど大きくない。そこで、これらを実験的に検討した結果、ＨＭ/ＨＩＴを０．４０以上とすることにより、高い耐剥離性と高い耐摩耗性を両立させた皮膜が得られることが分かった。ＨＭ/ＨＩＴを０．４０以上０．５５以下とするとより好ましい。
【００２５】
なお、ＨＩＴは、１５ＧＰａ以上５０ＧＰａ以下とすることが好ましい。１５ＧＰａ以上であれば、十分な強度を得ることができる。また、５０ＧＰａ以下であれば、皮膜が脆性的な特性を示すおそれもなく、耐摩耗性に優れた皮膜が得られる。また、ＨＭは、６ＧＰａ以上２０ＧＰａ以下とすることが好ましい。６ＧＰａ以上であれば、緻密性を高くすることができるので、耐剥離性に優れた皮膜が得られる。２０ＧＰａ以下であれば、膜厚を厚くしても皮膜が剥離するおそれもない。
【００２６】
本明細書における「インデンテーション硬さ（ＨＩＴ）」および「マルテンス硬さ（ＨＭ）」は、国際規格ＩＳＯ１４５７７に規定されているナノインデンテーション硬さ試験法に基づくものである。具体的には、先端形状が正三角錐（バーコビッチ型）のダイヤモンド圧子を皮膜の表面に押し込み、その際に圧子にかかる荷重と圧子の変位を連続的に取得し、「荷重−変位曲線」を得る。その後、ＩＳＯ１４５７７に記載の算出法に基づき、インデンテーション硬さ（ＨＩＴ）とマルテンス硬さ（ＨＭ）を求める。なお、皮膜下地の基材の影響を避けるためダイヤモンド圧子の最大押し込み深さを膜厚の１/１０以下となるように押し込み荷重を設定する。また、試験の前処理として、試験箇所に対して鏡面研磨を施すことにより試験値のばらつきを押さえる。
【００２７】
このような特性を有するＤＬＣ皮膜１２は、例えばカーボンターゲットを用いた真空アーク放電によるイオンプレーティング法によって、基材１０の上に形成することができる。以下では、ＤＬＣ皮膜１２の形成方法を説明する。
【００２８】
一般的に、イオンプレーティング法では、１×１０−1Ｐａ以下の真空雰囲気において、真空アーク放電を利用してカーボンカソードを蒸発させて、イオン化させることにより、負のバイアス電圧を印加した基材１０の表面にイオン化したカーボンを堆積させる。これにより、基材１０の上にＤＬＣ皮膜１２が形成される。イオンプレーティング法によれば、メタンなどの水素を含む炭化物を原料として用いる化学蒸着（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）法とは異なり、原料に水素が含まれないので、皮膜の水素含有量を３原子％以下に抑制することができる。なお、イオンプレーティング法は、蒸発時にイオン化しないカーボンを磁気フィルターによってトラップ除去するいわゆるＦＣＶＡ法（Filtered Cathodic Vacuum Arc）も含む。ここで、ＨＭ/ＨＩＴの値は磁気フィルターの有無には依存しない。
【００２９】
本実施形態では、ＨＭ/ＨＩＴを０．４０以上とすることが重要であり、これはバイアス電圧とアーク放電電流を以下の範囲から調整することによって実現することができる。バイアス電圧は−５０Ｖ以上０Ｖ以下とする。バイアス電圧が−５０Ｖ未満であると、ＨＩＴの増加量に対してＨＭの増加量が小さくなる傾向を示し、ＨＭ/ＨＩＴが０．４０未満になってしまう。また、アーク放電電流は５０Ａ以上２００Ａ以下とする。５０Ａ未満の場合、緻密なＤＬＣ皮膜を形成することができないので、ＨＩＴの増加量に対してＨＭの増加量が小さくなり、ＨＭ/ＨＩＴが０．４０未満になってしまう。アーク放電電流を２００Ａ以下とし、かつ適切な放電休止を実施することにより基材温度の上昇を防ぐことで、ＤＬＣ皮膜の硬度が低下するおそれもなく、ＨＩＴを１５ＧＰａ以上、ＨＭを６ＧＰａ以上にすることができる。ここで、バイアス電圧が−５０Ｖ以上０Ｖ以下を満たし、かつアーク放電電流が５０Ａ以上２００Ａ以下を満たす範囲では、バイアス電圧の絶対値を増加させるとＨＭ/ＨＩＴが減少し、アーク放電電流を増加させるとＨＭ/ＨＩＴが増加する。なお、基材の温度は１００℃以上２３０℃以下とすることが好ましい。
【００３０】
ＤＬＣ皮膜１２の厚さは、アーク放電時間によって制御することができる。
【００３１】
以上、本実施形態を例にして、本発明の摺動部材を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲において適宜変更を加えることができる。
【００３２】
例えば、基材に対する硬質炭素皮膜の密着性を高めるために、基材と硬質炭素皮膜との間に、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｖ、Ｍｏ、及びＷ、並びにそれらの炭化物、窒化物、及び炭窒化物から選択された一つ以上の材料からなる中間層を設けてもよい。中間層の厚さは、０．０１μｍ以上０．６μｍ以下であることが好ましく、０．０２μｍ以上０．５μｍ以下であることがより好ましい。０．０１μｍ以上であれば、硬質炭素皮膜の密着性を高めることができ、０．６μｍ以下であれば、摺動時に中間層が塑性流動を起こしにくく、硬質炭素皮膜が剥離しにくくなるからである。中間層は、例えば、任意または公知のＰＶＤ（physical vapor deposition）法を好適に用いることによって基材上に形成することができる。
【００３３】
また、摺動時に相手材の摩耗量をより抑制する観点から、ＤＬＣ皮膜１２の表面粗さＲａを０．１２μｍ以下とすることが好ましい。このような表面粗さは、ＤＬＣ皮膜の表面に対して、任意または公知のラッピング加工を施すことで実現することができる。なお、本明細書における「表面粗さＲａ」とは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１（２００１）に規定の算術平均粗さＲａを意味する。
【００３４】
（ピストンリング）
図２を参照して、本発明の一実施形態によるピストンリング２００は、上記の摺動部材１００からなるものであり、その外周面２０が図１に示すＤＬＣ皮膜の表面１２Ａとなる。ピストンリング２００は、摺動面となる外周面２０が高い耐剥離性と高い耐摩耗性とを両立させたＤＬＣ皮膜の表面１２Ａとなっているので、高負荷の摺動環境下でも耐剥離性と耐摩耗性に優れる。なお、ピストンリングの内周面２２および上下面２４Ａ，２４Ｂは、図１に示す構造とする必要はない。
【００３５】
本発明の一実施形態による摺動部材１００は、ピストンリング以外にも、例えば自動車などの内燃機関の動弁部品であるバルブリフター及びシム、内燃機関の部品であるピストンピン、コンプレッサー並びに油圧ポンプ用のベーンなどにも適用することができる。
【実施例】
【００３６】
各発明例および比較例について、図２に示すピストンリングの外周面が表１に示すＤＬＣ皮膜の表面となるように、以下の条件でピストンリングを作製した。
【００３７】
各発明例および比較例において、公知のＰＶＤ法を用いて、呼称径９０ｍｍ、厚さ２．９ｍｍ、幅１．２ｍｍの寸法からなるシリコンクロム鋼の基材上にクロムからなる厚さ０．４μｍの中間層を形成した。次に、１×１０−１Ｐａ以下の真空雰囲気にて、カーボンターゲットを用いた真空アーク放電によるイオンプレーティング法を用いて、バイアス電圧、アーク放電電流、及びアーク放電時間を既述の範囲から適宜調整することによって、表１に示すＤＬＣ皮膜を中間層の上に形成した。ただし、比較例４についてのみ、炭化水素ガスを導入しながらカーボンスパッタ法によるＤＬＣ成膜を実施した。
【００３８】
（評価方法および評価結果の説明）
各発明例および比較例において、ＤＬＣ皮膜の厚さ、表面粗さ、ＨＭ、及びＨＩＴを既述の方法により得た。ナノインデンテーション硬さ試験機はエリオニクス社製ＥＮＴ−１１００ａを用いた。また、ＨＭとＨＩＴの試験値を用いてＨＭ/ＨＩＴを算出した。なお、ＨＭとＨＩＴの試験では、発明例１〜６，８及び比較例１〜４は押し込み荷重を５０ｍＮとし、発明例７及び比較例５は押し込み荷重を６ｍＮとすることによって、ダイヤモンド圧子の最大押し込み深さを膜厚の１/１０以下になるようにした。
【００３９】
また、各発明例および比較例において、以下の方法によりＤＬＣ皮膜の水素含有量を評価した。ＤＬＣ皮膜の水素含有量の評価は、平坦または曲率半径が十分に大きく測定上平面とみなせる領域に形成されたＤＬＣ皮膜に対しては、ＲＢＳ（Rutherford Backscattering Spectrometry）／ＨＦＳ（Hydrogen Forward Spectrometry）によって評価することができる。これに対して、ピストンリングの外周面など平坦でない領域に形成されたＤＬＣ皮膜に対しては、ＲＢＳ／ＨＦとＳＩＭＳ（Secondary Ion Mass Spectrometry）を組み合わせることによって評価する。ＲＢＳ／ＨＦＳは公知の皮膜組成の分析方法であるが、平坦でない面の分析には適用できないので、以下のようにしてＲＢＳ／ＨＦＳとＳＩＭＳを組み合わせる。
【００４０】
まず、平坦な面を有する基準試料として、鏡面研磨した平坦な試験片（焼入処理を施したＳＫＨ５１ディスク、φ２５×厚さ５ｍｍ、硬さＨＲＣ６０〜６３）に、基準値の測定対象となるＤＬＣ皮膜を既述の方法で形成する。次に、これらの水素含有量をＲＢＳ／ＨＦＳで評価する。一方、各発明例および比較例のＤＬＣ皮膜をＳＩＭＳで分析し、水素の二次イオン強度を測定する。なお、ＳＩＭＳ分析は、ピストンリングの外周面のように平坦でない面に形成された皮膜でも行うことができる。次に、基準試料と同一の皮膜について、ＲＢＳ／ＨＦＳによって得られた水素含有量（単位：原子％）と、ＳＩＭＳによって得られた水素の二次イオン強度の比率との関係を示す実験式（計量線）を求める。このようにすることで、実際のピストンリングの外周面について測定したＳＩＭＳの水素の二次イオン強度から、水素含有量を算出することができる。なお、ＳＩＭＳによる二次イオン強度の値は、少なくとも皮膜表面から２０ｎｍ以上の深さ、且つ５０ｎｍ四方の範囲において観測された水素の二次イオン強度の平均値を採用する。このようにして算出したＤＬＣ皮膜の水素含有量を表１に示す。なお、表１に示す「３原子％以下」とは、実際の分析値はすべて１原子％以下であったが、測定誤差を考慮して「３原子％以下」と表記したものである。
【００４１】
また、各発明例および比較例において、以下の方法により耐摩耗性と耐剥離性を評価した。すなわち、実機試験の剥離や摩耗を迅速に再現することができる評価としてすべり疲労試験を行った。図３に試験機の概略を示す。すべり疲労試験では、回転するドラム３０と摺動する試験片３２に繰り返し荷重を加えることで、比較的短時間で皮膜の耐剥離性と耐摩耗性を確認することができる。ここで、試験片３２は、各発明例および比較例におけるピストンリングの外周面の一部が当該すべり疲労試験における摺動面となるように、各ピストンリングを切断して得たものである。試験前後の試験片３２の摺動面の摩耗深さを測定することにより、耐摩耗性を評価した。また、光学顕微鏡で試験片３２の摺動面における剥離の有無を観察することにより、耐剥離性を評価した。評価結果を表１に示す。なお、試験条件は次のとおりとした。
荷重：２０〜１９６Ｎ、サインカーブ５０Ｈｚ
相手材（ドラム）：直径８０ｍｍのＳＵＪ２材
摺動速度：正転逆転パターン運転（±７ｍ/ｓ）、速度±７ｍ/ｓで２０ｓ保持
加速度：０．２３ｍ/ｓ２
潤滑剤：無添加モーターオイル、０．１ｃｃ/ｍｉｎ
温度：ドラム表面温度８０℃
試験時間：１時間
【００４２】
【表１】
2019077904.tif 000003
【００４３】
ＤＬＣ皮膜の水素含有量が本発明の範囲を満足しない比較例４、及び皮膜厚さが本発明の範囲を満足しない比較例５は、摩耗深さが深く耐摩耗性に劣っていた。特に、これらはＤＬＣ皮膜と中間層が摩滅し、基材の一部が摩耗した。また、比較例１〜３は、ＤＬＣ皮膜の水素含有量および厚さのいずれもが本発明の範囲を満足していても、ＨＭ/ＨＩＴが０．４０未満であったため、発明例１〜８に比べて摩耗深さが深く耐摩耗性に劣っていた。また、比較例１〜３と比較例５は摺動部に微小剥離が確認された。さらに、ＤＣＬ皮膜の水素含有量、厚さがほぼ同じである発明例２と比較例１を比較すると、ＨＭ/ＨＩＴが０．４０以上の発明例２のほうが０．４０未満の比較例１に比べて、摩耗深さを顕著に抑制することができ、かつ剥離は発生していなかった。同様に、ＤＣＬ皮膜の水素含有量、厚さがほぼ同じである発明例３と比較例３とを比較すると、ＨＭ/ＨＩＴが０．４０以上の発明例３では、摩耗深さを顕著に抑制することができ、かつ剥離も発生していなかったのに対して、０．４０未満の比較例３では、ＤＬＣ皮膜が摩滅し、基材の一部が露出しており、かつ皮膜の残存部には微小剥離が存在していた。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明によれば、厚さを３μｍ以上としても、高い耐剥離性と高い耐摩耗性とを両立させた硬質炭素皮膜を有する摺動部材を得ることができる。また、本発明によれば、当該摺動部材を備えるピストンリングを得ることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１００  摺動部材
１０  基材
１２  硬質炭素皮膜（ＤＬＣ皮膜）
１２Ａ  摺動面
２００  ピストンリング
２０  外周面
２２  内周面
２４Ａ，２４Ｂ  上下面
３０  ドラム
３２  試験片
【図１】
2019077904.tif 000004
【図２】
2019077904.tif 000005
【図３】
2019077904.tif 000006