(57)【要約】【課題】摺動部における耐摩耗性、耐焼付き性、初期なじみ性等を向上させる。エンジンのシリンダボア内面に適用することができる皮膜を提供する。【解決手段】ＦｅとＭｏを主成分とする溶射皮膜において軟質相（グラファイト）を分散させた多相混合組織を有する溶射皮膜とする。あるいは、ＦｅとＭｏを主成分とする溶射皮膜において硬質相（酸化クロム、炭化クロム）を分散させた多相混合組織を有する溶射皮膜とする。皮膜の作製方法は、大気プラズマ溶射法を用いる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｆｅ及びＭｏを主成分とし、軟質相としてグラファイトを分散させた溶射皮膜であって、Ｆｅ系部分とＭｏ部分と軟質相部分とからなる多相混合組織を有することを特徴とする耐摩耗溶射皮膜。
【請求項２】
Ｆｅ系部分、Ｍｏ部分及び軟質相部分の混合組織状態とし、表面組織状態が体積比率でＦｅ系部分３０〜８０％、Ｍｏ１０〜６０％、軟質相５〜３０％の組成範囲である請求項１記載の耐摩耗溶射皮膜。
【請求項３】
Ｆｅ及びＭｏを主成分とし、硬質相として酸化クロム又は炭化クロムを分散させた溶射皮膜であって、Ｆｅ系部分とＭｏ部分と硬質相部分とからなる多相混合組織を有することを特徴とする耐摩耗溶射皮膜。
【請求項４】
Ｆｅ系部分、Ｍｏ部分及び硬質相部分の混合組織状態とし、表面組織状態が体積比率でＦｅ系部分３０〜８０％、Ｍｏ１０〜６０％、硬質相１０〜３０％の組成範囲である請求項３記載の耐摩耗溶射皮膜。
【請求項５】
表面組織として平面的に見た１つのＭｏの大きさが１０〜１００μｍであり、１つの軟質相の大きさが３０〜１００μｍである請求項１又は２記載の耐摩耗溶射皮膜。
【請求項６】
表面組織として平面的に見た１つのＭｏの大きさが１０〜１００μｍであり、１つの硬質相の大きさが１０〜５０μｍである請求項３又は４記載の耐摩耗溶射皮膜。
【請求項７】
混合組織皮膜の気孔率が体積率で１〜１０％である請求項１〜６のいずれかに記載の耐摩耗溶射皮膜。
【請求項８】
混合組織皮膜の平均硬さが２００〜５００ＨＶであり、各組織相では、Ｆｅ系部分の硬さが４００〜８００ＨＶ、Ｍｏ部分の硬さが３００〜５００ＨＶである請求項１又は２記載の耐摩耗溶射皮膜。
【請求項９】
混合組織皮膜の平均硬さが３００〜６００ＨＶであり、各組織相では、Ｆｅ系部分の硬さが４００〜８００ＨＶ、Ｍｏ部分の硬さが３００〜５００ＨＶ、硬質相部分の硬さが５００〜９００ＨＶである請求項３又は４記載の耐摩耗溶射皮膜。
【請求項１０】
溶射後、加工により仕上げたときの膜厚が５０〜２００μｍ、表面粗さが算術平均粗さＲａで０．１〜０．６μｍである請求項１〜９のいずれかに記載の耐摩耗溶射皮膜。
【請求項１１】
溶射に用いる粉末は、Ｆｅに対してＣが０．４０〜１．００ｗｔ％、Ｓｉが０．１５〜０．３５ｗｔ％、Ｍｎが０．３０〜０．９０ｗｔ％、Ｐが０．０３０ｗｔ％以下、Ｓが０．０３５ｗｔ％以下の組成を有する粉末、又は、Ｆｅに対してＣが０．４０〜１．００ｗｔ％、Ｓｉが１．２０〜１．６０ｗｔ％、Ｍｎが０．５０〜０．８０ｗｔ％、Ｐが０．０２５ｗｔ％以下、Ｓが０．０２５ｗｔ％以下、Ｃｒが０．５０〜０．８０ｗｔ％の組成を有する粉末、又は、Ｆｅに対してＣが１．１５〜１．２５ｗｔ％、Ｓｉが０．４５ｗｔ％以下、Ｍｎが０．４０ｗｔ％以下、Ｐが０．０３０ｗｔ％以下、Ｓが０．０３０ｗｔ％以下、Ｃｒが３．８０〜４．５０ｗｔ％、Ｍｏが４．７０〜５．２０ｗｔ％、Ｗが５．９０〜６．７０ｗｔ％、Ｖが２．７０〜３．２０ｗｔ％の組成を有する粉末を、水アトマイズ法又はガスアトマイズ法により処理して作製したＦｅ系粉末である請求項１〜４のいずれかに記載の耐摩耗溶射皮膜。
【請求項１２】
溶射に用いる粉末は、Ｍｏ及び不可避的不純物元素からなる１〜１０μｍの粉末を造粒焼結して作製したＭｏ粉末である請求項１〜４のいずれかに記載の耐摩耗溶射皮膜。
【請求項１３】
溶射に用いる粉末は、グラファイトをＭｏ又はＮｉにより膜厚１〜１０μｍで被覆したグラファイト粉末である請求項１又は２記載の耐摩耗溶射皮膜。
【請求項１４】
溶射に用いる粉末は、１〜１０μｍの酸化クロム粉末又は炭化クロム粉末と１〜１０μｍのＭｏ粉末を造粒焼結して作製した酸化クロム粉末又は炭化クロム粉末である請求項３又は４記載の耐摩耗溶射皮膜。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦｅとＭｏを主成分とする溶射皮膜において軟質相（グラファイト）あるいは硬質相（酸化クロム、炭化クロム）を分散させた多相混合組織を有する溶射皮膜に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術としては、基材の摺動面に、摩耗層（硬質層）、必要に応じて中間層、さらに擦り合わせ層（軟質層）を形成させた層状の組織構造を有する被膜が知られている。硬質層としては、炭化クロムや酸化クロム等の硬質粒子が埋め込まれたクロム、ニッケル、モリブデンが挙げられ、軟質層としては、モリブデン、アルミニウム、銀、ニッケル等で被覆されたグラファイトからなるものが挙げられている（例えば、特許文献１参照）。また、ＦｅとＭｏからなるコーティングを溶射する技術も公知である（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特表平９−５０８６８８号公報
【特許文献２】
特表平１１−５１５０５７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、金属で被覆されたグラファイト粉末を溶射する技術（例えば、特許文献１参照）は知られているが、硬質層の上に金属で被覆されたグラファイトを軟質層として溶射するもので、硬質層、軟質層が完全な層状になった組織構造の被膜であり、耐摩耗性、耐焼付き性、初期なじみ性等といった複合的な性質には改善の余地があるものと考えられる。また、この技術は、本発明の混合組織構造とは異なっている。さらに、材料系が本発明のＦｅ−Ｍｏ系とは異なっている。
【０００５】
また、上記のように、Ｆｅ−Ｍｏ系溶射皮膜（例えば、特許文献２参照）は公知であるが、Ｆｅ系部分とＭｏの２相混合組織構造であり、耐摩耗性、耐焼付き性、初期なじみ性等に問題があると考えられる。また、この溶射皮膜は、本発明のＦｅ系部分とＭｏ部分と軟質相部分、あるいはＦｅ系部分とＭｏ部分と硬質相部分といった３相の混合組織構造とは、組織構造が異なっている。
【０００６】
摺動部分、特に、エンジンのシリンダボアは、耐摩耗性、耐焼付き性、初期なじみ性等といった複合的な特性が要求される。本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、本発明の目的は、軟質相（グラファイト）を分散させたＦｅ−Ｍｏ系溶射皮膜、あるいは硬質相（酸化クロム、炭化クロム）を分散させたＦｅ−Ｍｏ系溶射皮膜とすることで、摺動部での耐摩耗性、耐焼付き性、初期なじみ性等といった複合的な特性を向上させるようにした溶射皮膜を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の耐摩耗溶射皮膜は、Ｆｅ及びＭｏを主成分とし、軟質相としてグラファイトを分散させた溶射皮膜であって、Ｆｅ系部分とＭｏ部分と軟質相部分とからなる多相混合組織を有するように構成されている。この場合、Ｆｅ系部分、Ｍｏ部分、軟質相部分の混合組織状態とし、表面組織状態（摺動面の組織状態）は体積比率でＦｅ系部分３０〜８０％、Ｍｏ１０〜６０％、軟質相５〜３０％の組成範囲とすることが好ましい。
【０００８】
また、本発明の耐摩耗溶射皮膜は、Ｆｅ及びＭｏを主成分とし、硬質相として酸化クロム又は炭化クロムを分散させた溶射皮膜であって、Ｆｅ系部分とＭｏ部分と硬質相部分とからなる多相混合組織を有することを特徴としている。この場合、Ｆｅ系部分、Ｍｏ部分、硬質相部分の混合組織状態とし、表面組織状態（摺動面の組織状態）は体積比率でＦｅ系部分３０〜８０％、Ｍｏ１０〜６０％、硬質相１０〜３０％の組成範囲とすることが好ましい。
【０００９】
軟質相を分散させた溶射皮膜において、表面組織として平面的に見た１つのＭｏの大きさ（長さ）は１０〜１００μｍ、１つの軟質相の大きさ（長さ）は３０〜１００μｍとすることが好ましい。また、硬質相を分散させた溶射皮膜において、表面組織として平面的に見た１つのＭｏの大きさ（長さ）は１０〜１００μｍ、１つの硬質相の大きさ（長さ）は１０〜５０μｍとすることが好ましい。混合組織皮膜の気孔率は体積率で１〜１０％とすることが好ましい。また、軟質相を分散させた溶射皮膜において、混合組織皮膜の平均硬さは２００〜５００ＨＶ（ビッカース硬さ）とし、各組織相では、Ｆｅ系部分の硬さ４００〜８００ＨＶ、Ｍｏ部分の硬さ３００〜５００ＨＶとすることが好ましい。また、硬質相を分散させた溶射皮膜において、混合組織皮膜の平均硬さは３００〜６００ＨＶとし、各組織相では、Ｆｅ系部分の硬さ４００〜８００ＨＶ、Ｍｏ部分の硬さ３００〜５００ＨＶ、硬質相部分の硬さ５００〜９００ＨＶとすることが好ましい。これらの本発明において、溶射したときの皮膜の膜厚は１００〜３００μｍとすることが好ましい。さらに、溶射後、加工により仕上げたときの膜厚は５０〜２００μｍ、表面粗さは算術平均粗さＲａで０．１〜０．６μｍとすることが好ましい。算術平均粗さＲａとは、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜取り部分の平均線の方向にＸ軸を、縦倍率の方向にＹ軸を取り、粗さ曲線をｙ＝ｆ（ｘ）で表したときに、下記の数１に示す式によって求められる値をマイクロメートル（μｍ）で表したものをいう。下記の数１に示す式において、ｌは基準長さで
ある。
【００１０】
【数１】
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【００１１】
本発明において、溶射に用いる粉末は、Ｆｅに対してＣが０．４０〜１．００ｗｔ％、Ｓｉが０．１５〜０．３５ｗｔ％、Ｍｎが０．３０〜０．９０ｗｔ％、Ｐが０．０３０ｗｔ％以下、Ｓが０．０３５ｗｔ％以下の組成を有する粉末、又は、Ｆｅに対してＣが０．４０〜１．００ｗｔ％、Ｓｉが１．２０〜１．６０ｗｔ％、Ｍｎが０．５０〜０．８０ｗｔ％、Ｐが０．０２５ｗｔ％以下、Ｓが０．０２５ｗｔ％以下、Ｃｒが０．５０〜０．８０ｗｔ％の組成を有する粉末、又は、Ｆｅに対してＣが１．１５〜１．２５ｗｔ％、Ｓｉが０．４５ｗｔ％以下、Ｍｎが０．４０ｗｔ％以下、Ｐが０．０３０ｗｔ％以下、Ｓが０．０３０ｗｔ％以下、Ｃｒが３．８０〜４．５０ｗｔ％、Ｍｏが４．７０〜５．２０ｗｔ％、Ｗが５．９０〜６．７０ｗｔ％、Ｖが２．７０〜３．２０ｗｔ％の組成を有する粉末を、水アトマイズ法又はガスアトマイズ法により処理して作製したＦｅ系粉末とし、粒子径は３０〜７０μｍとすることが好ましい。また、溶射に用いる粉末は、Ｍｏ及び不可避的不純物元素（Ｃ、Ｏ、Ｓｉ、Ｆｅ等）からなる１〜１０μｍの粉末を造粒焼結して作製したＭｏ粉末とし、粒子径は５０〜１００μｍとすることが好ましい。また、溶射に用いる粉末は、グラファイトをＭｏ又はＮｉにより膜厚１〜１０μｍで被覆したグラファイト粉末とし、粒子径は３０〜９０μｍとすることが好ましい。また、溶射に用いる粉末は、１〜１０μｍの酸化クロム粉末又は炭化クロム粉末と１〜１０μｍのＭｏ粉末を造粒焼結して作製した酸化クロム粉末又は炭化クロム粉末とし、粒子径は１０〜７０μｍとすることが好ましい。
【００１２】
また、本発明においては、皮膜を形成させる基材表面にブラスト処理を行い、粗面化後の表面粗さが算術平均粗さＲａで３．０μｍ以上となる前処理を行うことが好ましい。
また、本発明の耐摩耗溶射皮膜は、大気プラズマ溶射により基材表面に作製することが好ましい。この場合、溶射に用いる粉末を溶射ガンにて供給するに際し、それぞれ別々の供給口から供給するか、全部混合して１つの供給口から供給するか、又は２種類を混合したものと他の１種類とを別々の供給口から供給するようにして作製することが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定されるものではなく、適宜変更して実施することが可能なものである。
▲１▼  本発明は、Ｆｅ系部分とＭｏ部分と軟質相部分（グラファイト）といった多相混合組織を有する皮膜とし、耐摩耗性、耐焼付き性に優れた溶射皮膜としたものである。また、本発明は、Ｆｅ系部分とＭｏ部分と硬質相部分（酸化クロムあるいは炭化クロム）といった多相混合組織を有する皮膜とし、耐摩耗性、耐焼付き性に優れた溶射皮膜としたものである。なお、酸化クロムには、Ｃｒ２Ｏ３、Ｃｒ３Ｏ４等があり、炭化クロムには、Ｃｒ３Ｃ２、Ｃｒ７Ｃ３、Ｃｒ２３Ｃ６等がある。
【００１４】
▲２▼  溶射皮膜の作製方法
１）  使用する溶射粉末
Ｆｅ粉末としては、Ｆｅに対して、Ｃが０．４０〜１．００ｗｔ％、Ｓｉが０．１５〜０．３５ｗｔ％、Ｍｎが０．３０〜０．９０ｗｔ％、Ｐが０．０３０ｗｔ％以下、Ｓが０．０３５ｗｔ％以下の組成のもの、あるいは、Ｆｅ−Ｃ系に、焼戻し軟化抵抗を付与するために、ＳｉやＭｎを添加したもの、例えば、Ｆｅに対して、Ｃ：０．４０〜１．００ｗｔ％、Ｓｉ：１．２０〜１．６０ｗｔ％、Ｍｎ：０．５０〜０．８０ｗｔ％、Ｐ：０．０２５ｗｔ％以下、Ｓ：０．０２５ｗｔ％以下、Ｃｒ：０．５０〜０．８０ｗｔ％の組成のもの、あるいは、合金元素を添加し高温強度、耐摩耗性を向上させたもの、例えば、Ｆｅに対して、Ｃ：１．１５〜１．２５ｗｔ％、Ｓｉ：０．４５ｗｔ％以下、Ｍｎ：０．４０ｗｔ％以下、Ｐ：０．０３０ｗｔ％以下、Ｓ：０．０３０ｗｔ％以下、Ｃｒ：３．８０〜４．５０ｗｔ％、Ｍｏ：４．７０〜５．２０ｗｔ％、Ｗ：５．９０〜６．７０ｗｔ％、Ｖ：２．７０〜３．２０ｗｔ％の組成のものとする。このような組成のＦｅ粉末を水アトマイズ法又はガスアトマイズ法により処理して、溶射に用いる粉末を作製する。粒子径は３０〜７０μｍとする。Ｍｏ粉末は、Ｍｏ及び不可避的不純物元素（不可避的不純物元素とは、Ｃ、Ｏ、Ｓｉ、Ｆｅ等である）からなる１〜１０μｍの粉末を造粒焼結して作製する。粒子径は５０〜１００μｍとする。軟質相を形成する粉末であるグラファイト粉末は、グラファイトをＭｏあるいはＮｉで膜厚１〜１０μｍで被覆した粉末である。粒子径は３０〜９０μｍとする。硬質相を形成する粉末である酸化クロム粉末（あるいは炭化クロム粉末）は、１〜１０μｍの酸化クロム粉末（あるいは炭化クロム粉末）と１〜１０μｍのＭｏ粉末の造粒焼結粉末として作製する。粒子径は１０〜７０μｍとする。
【００１５】
２）  前処理
溶射の前処理として、Ａｌ２Ｏ３研削材を用いて、皮膜を形成させる基材表面にブラスト処理を行い、粗面化後の表面粗さが算術平均粗さＲａで３．０μｍ以上となる処理を行う。
【００１６】
３）  溶射粉末供給方法
多相混合組織構造のＦｅ−Ｍｏ系皮膜は大気プラズマ溶射法で作製する。Ｆｅ系粉末及びＭｏ粉末と、軟質相組成粉末（グラファイト粉末）又は硬質相組成粉末（酸化クロム粉末あるいは炭化クロム粉末）を目標とする組成になるよう調製し、以下のような粉末供給方法により、粉末供給口からプラズマガンに粉末を供給することで溶射皮膜の組成を管理する。
ａ）  軟質相を分散させたＦｅ−Ｍｏ系溶射皮膜
ア）  Ｆｅ系粉末とＭｏ粉末とグラファイト粉末をそれぞれ別々の供給口から供給する。
イ）  Ｆｅ系粉末とＭｏ粉末を混合したものと、グラファイト粉末を別々の供給口から供給する。
ウ）  Ｆｅ系粉末とグラファイト粉末を混合したものと、Ｍｏ粉末を別々の供給口から供給する。
エ）  Ｍｏ粉末とグラファイト粉末を混合したものと、Ｆｅ系粉末を別々の供給口から供給する。
オ）  Ｆｅ系粉末とＭｏ粉末とグラファイト粉末を混合したものを１つの供給口から供給する。
のいずれかの方法で粉末を供給し、皮膜を作製する。
【００１７】
ｂ）  硬質相を分散させたＦｅ−Ｍｏ系溶射皮膜
ア）  Ｆｅ系粉末とＭｏ粉末と酸化クロム粉末（あるいは炭化クロム粉末）をそれぞれ別々の供給口から供給する。
イ）  Ｆｅ系粉末とＭｏ粉末を混合したものと、酸化クロム粉末（あるいは炭化クロム粉末）を別々の供給口から供給する。
ウ）  Ｆｅ系粉末と酸化クロム粉末（あるいは炭化クロム粉末）を混合したものと、Ｍｏ粉末を別々の供給口から供給する。
エ）  Ｍｏ粉末と酸化クロム粉末（あるいは炭化クロム粉末）を混合したものと、Ｆｅ系粉末を別々の供給口から供給する。
オ）  Ｆｅ系粉末とＭｏ粉末と酸化クロム粉末（あるいは炭化クロム粉末）を混合したものを１つの供給口から供給する。
のいずれかの方法で粉末を供給し、皮膜を作製する。
【００１８】
▲３▼  皮膜の組織構造
ａ）  軟質相を分散させたＦｅ−Ｍｏ系溶射皮膜の組織構造
Ｆｅ系部分、Ｍｏ部分、軟質相部分の混合組織状態の皮膜とし、摺動面の組織状態（表面組織状態）は、Ｆｅ系部分：３０〜８０％、Ｍｏ：１０〜６０％、軟質相：５〜３０％の体積比率の組成範囲とする。表面組織として平面的に見た１つのＭｏの大きさ（長さ）は１０〜１００μｍ、１つの軟質相の大きさ（長さ）は３０〜１００μｍとする。残部がＦｅ系部分である。また、混合組織皮膜の気孔率は、体積率で１〜１０％とする。平均硬さは２００〜５００ＨＶとし、各組織相の硬さは、Ｆｅ系部分の硬さが４００〜８００ＨＶ、Ｍｏ部分の硬さが３００〜５００ＨＶとする。溶射皮膜の膜厚は１００〜３００μｍとする。
【００１９】
ｂ）  硬質相を分散させたＦｅ−Ｍｏ系溶射皮膜の組織構造
Ｆｅ系部分、Ｍｏ部分、硬質相部分の混合組織状態の皮膜とし、摺動面の組織状態（表面組織状態）は、Ｆｅ系部分：３０〜８０％、Ｍｏ：１０〜６０％、硬質相：１０〜３０％の体積比率の組成範囲とする。表面組織として平面的に見た１つのＭｏの大きさ（長さ）は１０〜１００μｍ、１つの硬質相の大きさ（長さ）は１０〜５０μｍとする。残部がＦｅ系部分である。また、混合組織皮膜の気孔率は、体積率で１〜１０％とする。平均硬さは３００〜６００ＨＶとし、各組織相の硬さは、Ｆｅ系部分の硬さが４００〜８００ＨＶ、Ｍｏ部分の硬さが３００〜５００ＨＶ、硬質相部分の硬さが５００〜９００ＨＶとする。溶射皮膜の膜厚は１００〜３００μｍとする。
【００２０】
▲４▼  皮膜の仕上げ方法
軟質相を分散させたＦｅ−Ｍｏ系溶射皮膜、硬質相を分散させたＦｅ−Ｍｏ系溶射皮膜どちらも、溶射後、加工（一例として、ホーニング加工）により、膜厚は５０〜２００μｍ、表面粗さは算術平均粗さＲａで０．１〜０．６μｍに仕上げる。
▲５▼  本発明の溶射皮膜は、様々な摺動部で用いることが可能である。特に、エンジンのシリンダボア内面に適用すること等が有効である。
【００２１】
【実施例】
▲１▼  軟質相を分散させたＦｅ−Ｍｏ系溶射皮膜の実施例（実施例１）
１）  溶射皮膜の作製方法と皮膜の組織構造
溶射粉末は下記の表１に示す組成、粒径、作製方法の溶射粉末を用いた。溶射の前処理として、Ａｌ２Ｏ３研削材を用いて、皮膜を形成させる基材表面にブラスト処理を行い、表面粗さがＲａで３．０μｍ以上となるようにした。大気プラズマ溶射法を用いて、表２に示す条件で溶射を行い、膜厚が２００μｍの皮膜を作製した。その後、溶射皮膜を研磨し、膜厚が１００μｍ、皮膜の表面粗さをＲａ０．０７〜０．２μｍとした。溶射皮膜の表面組織構造は、図１に示す組織構造（表面組織構造が良く分かるようにするために、本写真は、表面粗さがＲａ０．０５μｍ以下となるように仕上げてある）であり、皮膜の体積比率は、Ｆｅ系部分：６０％、Ｍｏ組織部分：３０％、グラファイト部分：１０％である。なお、溶射皮膜の表面組織は、図２に示す断面組織の模式図において、皮膜表面を図２に示すような位置から観察したものである。１０は基材、１２は溶射皮膜である。
【００２２】
【表１】
2004232035.tif 000004
【００２３】
【表２】
2004232035.tif 000005
【００２４】
２）  皮膜の評価方法
往復動摩耗試験機を用いて、表３に示す試験条件で耐焼付き性と耐摩耗性を評価した。耐焼付き性試験を実施する方法の概念図を図４に、耐摩耗性試験を実施する方法の概念図を図５に示す。耐焼付き性は、油膜切れ状態を模擬した潤滑条件での、荷重増加試験により評価した。一方、耐摩耗性は、潤滑油を滴下した潤滑条件での、一定荷重試験により評価した。相手材のピン試験片には、表面がＣｒめっきとＣｒＮ皮膜のもの２種類を用いている。Ｃｒめっきの膜厚は１００μｍで、硬さは１０００ＨＶである。ＣｒＮ皮膜は、アークイオンプレーティング法で作製しており、膜厚は４０μｍで、硬さは１５００ＨＶである。
本実施例の皮膜の比較材として、鋳鉄とＣｒめっき（相手材）の組合せを用いた。なお、鋳鉄とＣｒめっきの組合せは、現状材でのシリンダライナとピストンリングの摺動を模擬したものである。鋳鉄の組成は、Ｆｅ−３．２５Ｃ−２．２２Ｓｉ−０．７４Ｍｎ−０．１５Ｐ−０．０２２Ｓ−０．１４Ｃｒ−０．２４Ｃｕである。基地が微細なパーライト組織で、片状黒鉛、炭化物が均等に分散した組織構造である。
【００２５】
【表３】
2004232035.tif 000006
【００２６】
３）  皮膜の評価結果
表３に示す試験条件で焼付き試験を行った結果を図６に、摩耗試験を行った結果を図７に示す。本実施例の軟質相（グラファイト）を分散させたＦｅ−Ｍｏ系溶射皮膜とＣｒＮ皮膜（相手材）との組合せは、比較材の鋳鉄とＣｒめっき（相手材）の組合せの８倍以上の焼付き荷重を示した。また、本実施例の軟質相（グラファイト）を分散させたＦｅ−Ｍｏ系溶射皮膜とＣｒＮ皮膜（相手材）との組合せでの摩耗試験における摩耗量は、比較材の鋳鉄とＣｒめっき（相手材）の組合せでの試験における摩耗量の１／６以下であった。
【００２７】
▲２▼  硬質相を分散させたＦｅ−Ｍｏ系溶射皮膜の実施例（実施例２）
１）  溶射皮膜の作製方法と皮膜の組織構造
溶射粉末は下記の表４に示す組成、粒径、作製方法の溶射粉末を用いた。溶射の前処理として、Ａｌ２Ｏ３研削材を用いて、皮膜を形成させる基材表面にブラスト処理を行い、表面粗さがＲａで３．０μｍ以上となるようにした。大気プラズマ溶射法を用いて、表５に示す条件で溶射を行い、膜厚が２００μｍの皮膜を作製した。その後、溶射皮膜を研磨し、膜厚が１００μｍ、皮膜の表面粗さをＲａ０．０７〜０．２μｍとした。溶射皮膜の表面組織構造は、図３に示す組織構造（表面組織構造が良く分かるようにするために、本写真は、表面粗さがＲａ０．０５μｍ以下となるように仕上げてある）であり、皮膜の体積比率は、Ｆｅ系部分：６０％、Ｍｏ組織部分：１０％、酸化クロム部分：３０％である。
【００２８】
【表４】
2004232035.tif 000007
【００２９】
【表５】
2004232035.tif 000008
【００３０】
２）  皮膜の評価方法
上述した表３に示す試験条件で耐焼付き性、耐摩耗性を評価した。比較材も同じである。
３）  皮膜の評価結果
表３に示す試験条件で焼付き試験を行った結果を図６に、摩耗試験を行った結果を図７に示す。本実施例の硬質相（酸化クロム）を分散させたＦｅ−Ｍｏ系溶射皮膜とＣｒＮ皮膜（相手材）との組合せは、比較材の鋳鉄とＣｒめっき（相手材）の組合せの５倍以上の焼付き荷重を示した。また、本実施例の硬質相（酸化クロム）を分散させたＦｅ−Ｍｏ系溶射皮膜とＣｒＮ皮膜（相手材）との組合せでの摩耗試験における摩耗量は、摩耗量の測定が不可能なほど微量であった。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されているので、つぎのような効果を奏する。
（１）  ＦｅとＭｏを主成分とする溶射皮膜において軟質相（グラファイト）あるいは硬質相（酸化クロム、炭化クロム）を分散させた多相混合組織を有する溶射皮膜とすることで、摺動部での耐摩耗性、耐焼付き性、初期なじみ性等といった複合的な性質を向上させることができる。
（２）  本発明の溶射皮膜は、様々な摺動部で用いることが可能である。特に、エンジンのシリンダボア内面に適用すること等が有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における耐摩耗溶射皮膜（軟質相（グラファイト）を分散させたＦｅ−Ｍｏ系溶射皮膜）の表面組織を示す走査型電子顕微鏡で撮影した写真である（倍率１００倍）。
【図２】耐摩耗溶射皮膜の断面組織の一例を示す模式図であり、溶射皮膜の表面組織の観察位置を示している。
【図３】本発明の実施例２における耐摩耗溶射皮膜（硬質相（酸化クロム）を分散させたＦｅ−Ｍｏ系溶射皮膜）の表面組織を示す走査型電子顕微鏡で撮影した写真である（倍率１００倍）。
【図４】本発明の実施例で用いる耐焼付き性を評価するための試験方法を説明する概念図である。
【図５】本発明の実施例で用いる耐摩耗性を評価するための試験方法を説明する概念図である。
【図６】本発明の実施例における耐焼付き性の試験結果を示すグラフである。
【図７】本発明の実施例における耐摩耗性の試験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  基材
１２  溶射皮膜
【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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【図７】
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