(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃからなる母粒子の周囲に、Ｆｅ3Ｏ4からなる子粒子をカプセル化したＣ粒子を分散させた複合メッキ層を母材表面に形成した第１摺動部材と、Ｃｒ被膜を母材表面に形成した第２摺動部材とを組み合わせたことを特徴とする摺動部材。
【請求項２】
Ｃからなる母粒子の周囲に、Ｆｅ3Ｏ4からなる子粒子をカプセル化したＣ粒子を分散させた複合メッキ層を母材表面に形成した第１摺動部材と、ＣｒＮ被膜を母材表面に形成したもの或いは表面に窒化処理を施したステンレス鋼からなる第２摺動部材とを組み合わせたことを特徴とする摺動部材。
【請求項３】
Ｃからなる母粒子の周囲に、Ｆｅ3Ｏ4からなる子粒子をカプセル化したＣ粒子を分散させた複合メッキ層を母材表面に形成したシリンダライナ又はライナーレスシリンダブロックのボア面と、Ｃｒ被膜又はＣｒＮ被膜を母材表面に形成したもの或いは表面に窒化処理を施したステンレス鋼からなるピストンリングとを組み合わせたことを特徴とする摺動部材。
【請求項４】
Ｃからなる母粒子の周囲に、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｆｅから選択される子粒子をカプセル化したＣ粒子を分散させた複合メッキ層を母材表面に形成した第１摺動部材と、Ｃｒ被膜を母材表面に形成した第２摺動部材とを組み合わせたことを特徴とする摺動部材。
【請求項５】
Ｃからなる母粒子の周囲に、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｆｅから選択される子粒子をカプセル化したＣ粒子を分散させた複合メッキ層を母材表面に形成した第１摺動部材と、ＣｒＮ被膜を母材表面に形成したもの或いは表面に窒化処理を施したステンレス鋼からなる第２摺動部材とを組み合わせたことを特徴とする摺動部材。
【請求項６】
Ｃからなる母粒子の周囲に、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｆｅから選択される子粒子をカプセル化したＣ粒子を分散させた複合メッキ層を母材表面に形成したシリンダライナ又はライナーレスシリンダブロックのボア面と、Ｃｒ被膜又はＣｒＮ被膜を母材表面に形成したもの或いは表面に窒化処理を施したステンレス鋼からなるピストンリングとを組み合わせたことを特徴とする摺動部材。
【請求項７】
上記母粒子と上記子粒子の重量比（母粒子／子粒子）が、９０／１０〜９７／３である請求項１乃至請求項３いずれかに記載の摺動部材。
【請求項８】
上記カプセルＣ粒子の粒子径が、０．１〜３０μｍである請求項１乃至請求項７いずれかに記載の摺動部材。
【請求項９】
上記複合メッキ層の露出表面積に占める上記カプセルＣ粒子の割合が、１〜２０％である請求項１乃至請求項８いずれかに記載の摺動部材。
【請求項１０】
上記複合メッキ層の硬度が、６００Ｈｖ以上である請求項１乃至請求項９いずれかに記載の摺動部材。
【請求項１１】
上記ＣｒＮ被膜が、ＰＶＤ処理ＣｒＮからなる請求項２，３，５乃至請求項１０いずれかに記載の摺動部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、摺動部材に係り、特に、シリンダライナ又はライナーレスシリンダブロックのボア面にピストンリングを摺動させたものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関で用いられるシリンダブロックとしては、鋳鉄製のものが広く採用されているが、近年の内燃機関の軽量化などに伴って、Ａｌ合金製シリンダブロックへの移行が行われている。また、ディーゼルエンジンにおいて、ＥＧＲ（排気再循環）が行われていることも周知である。
【０００３】
Ａｌ合金製シリンダブロックは、鋳鉄製シリンダブロックに比べて摩耗し易い。また、Ａｌが腐食摩耗における腐食成分である硫酸に弱いため、ＥＧＲを行うことによって摺動面であるシリンダボアに腐食摩耗が生じ、延いては燃費低下が生じる。このため、従来は、Ａｌ合金製シリンダブロックのシリンダボアに、鋳鉄製のシリンダライナを鋳込んで又は圧入して用いていた。
【０００４】
最近では、耐食性および耐摩耗性を更に向上すべく、シリンダライナ又はシリンダボアの内面に、ＳｉＣ粒子、ＳｉＮ粒子、ＢＮ粒子を分散させたＮｉ−Ｐ基複合メッキ層を形成したものが報告されている（特公昭６３−１６４７８号公報、特開平９−１１８９９９号公報など）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの複合メッキ層をシリンダライナ又はシリンダボアの内面に形成することで、シリンダライナ又はシリンダボアの耐摩耗性は良好となるものの、摺動部材同士の摩擦係数は比較的大きいため、シリンダライナ又はシリンダボアの相手材であるピストンリングへの攻撃性が高かった。
【０００６】
そこで本発明は、上記課題を解決し、耐食性および耐摩耗性が高く、かつ、相手材への攻撃性が低い摺動部材を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１の発明は、Ｃからなる母粒子の周囲に、Ｆｅ3Ｏ4からなる子粒子をカプセル化したＣ粒子を分散させた複合メッキ層を母材表面に形成した第１摺動部材と、Ｃｒ被膜を母材表面に形成した第２摺動部材とを組み合わせたものである。
【０００８】
請求項２の発明は、Ｃからなる母粒子の周囲に、Ｆｅ3Ｏ4からなる子粒子をカプセル化したＣ粒子を分散させた複合メッキ層を母材表面に形成した第１摺動部材と、ＣｒＮ被膜を母材表面に形成したもの又は表面に窒化処理を施したステンレス鋼からなる第２摺動部材とを組み合わせたものである。
【０００９】
請求項３の発明は、Ｃからなる母粒子の周囲に、Ｆｅ3Ｏ4からなる子粒子をカプセル化したＣ粒子を分散させた複合メッキ層を母材表面に形成したシリンダライナ又はライナーレスシリンダブロックのボア面と、Ｃｒ被膜又はＣｒＮ被膜を母材表面に形成したもの或いは表面に窒化処理を施したステンレス鋼からなるピストンリングとを組み合わせたものである。
【００１０】
請求項４の発明は、Ｃからなる母粒子の周囲に、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｆｅから選択される子粒子をカプセル化したＣ粒子を分散させた複合メッキ層を母材表面に形成した第１摺動部材と、Ｃｒ被膜を母材表面に形成した第２摺動部材とを組み合わせたものである。
【００１１】
請求項５の発明は、Ｃからなる母粒子の周囲に、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｆｅから選択される子粒子をカプセル化したＣ粒子を分散させた複合メッキ層を母材表面に形成した第１摺動部材と、ＣｒＮ被膜を母材表面に形成したもの又は表面に窒化処理を施したステンレス鋼からなる第２摺動部材とを組み合わせたものである。
【００１２】
請求項６の発明は、Ｃからなる母粒子の周囲に、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｆｅから選択される子粒子をカプセル化したＣ粒子を分散させた複合メッキ層を母材表面に形成したシリンダライナ又はライナーレスシリンダブロックのボア面と、Ｃｒ被膜又はＣｒＮ被膜を母材表面に形成したもの或いは表面に窒化処理を施したステンレス鋼からなるピストンリングとを組み合わせたものである。
【００１３】
以上の構成によれば、前述した各カプセルＣ粒子を分散させた複合メッキ層を母材表面に形成した第１摺動部材（或いはシリンダライナ又はライナーレスシリンダブロックのボア面）と、Ｃｒ被膜又はＣｒＮ被膜を母材表面に形成したもの或いは表面に窒化処理を施したステンレス鋼からなる第２摺動部材（或いはピストンリング）とを組み合わせたため、耐食性および耐摩耗性が高く、かつ、相手材への攻撃性が低い摺動部材となる。
【００１４】
請求項７の発明は、上記母粒子と上記子粒子の重量比（母粒子／子粒子）が、９０／１０〜９７／３である請求項１乃至請求項３いずれかに記載の摺動部材である。
【００１５】
請求項８の発明は、上記カプセルＣ粒子の粒子径が、０．１〜３０μｍである請求項１乃至請求項７いずれかに記載の摺動部材である。
【００１６】
請求項９の発明は、上記複合メッキ層の露出表面積に占める上記カプセルＣ粒子の割合が、１〜２０％である請求項１乃至請求項８いずれかに記載の摺動部材である。
【００１７】
請求項１０の発明は、上記複合メッキ層の硬度が、６００Ｈｖ以上である請求項１乃至請求項９いずれかに記載の摺動部材である。
【００１８】
請求項１１の発明は、上記ＣｒＮ被膜が、ＰＶＤ処理ＣｒＮからなる請求項２，３，５乃至請求項１０いずれかに記載の摺動部材である。
【００１９】
上記数値範囲の限定理由を以下に説明する。
【００２０】
母粒子と子粒子の重量比（母粒子／子粒子）を９０／１０〜９７／３としたのは、重量比が９０／１０よりも小さいと、複合メッキ層におけるカプセルＣ粒子の分散性が悪化し、また、重量比が９７／３よりも大きいと、複合メッキ層の摩擦係数は小さくなるものの耐摩耗性が劣化するためである。
【００２１】
カプセルＣ粒子の粒子径を０．１〜３０μｍとしたのは、カプセルＣ粒子の粒子径が複合メッキ層の層厚の１／３以下となるようにするためである。
【００２２】
複合メッキ層の露出表面積に占めるカプセルＣ粒子の割合を１〜２０％としたのは、１％よりも少ないと摩擦係数の低減効果が少なすぎる（得られない）ためであり、２０％よりも多いと複合メッキ層の強度低下が生じるためである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
本発明の摺動部材を示す断面模式図を図１に示す。
【００２５】
図１に示すように、本発明の摺動部材は、カプセルＣ粒子を分散させた複合メッキ層１ａが母材表面に形成された第１摺動部材１と、Ｃｒ被膜２ａが母材表面に形成された第２摺動部材２とを組み合わせるものである。
【００２６】
第１摺動部材１としては、例えば、シリンダライナ又はシリンダボアなどが挙げられ、第２摺動部材２としては、例えば、ピストンリングなどが挙げられる。
【００２７】
複合メッキ層１ａのメッキ基材としては、例えば、Ｎｉ−Ｐ基、Ｃｒ基、Ｓｎ基、Ｆｅ基が挙げられるが、Ｎｉ−Ｐ基が特に好ましい。
【００２８】
メッキ硬度とメッキ摩耗量の関係を図２に示す。ここで、横軸はメッキ硬度
（Ｈｖ）を示し、縦軸はメッキ摩耗量（メッキ膜の減少厚さ；μｍ）を示している。
【００２９】
図２に示すように、メッキ硬度が６００Ｈｖ以上で、メッキ摩耗量は急激に減少する。このため、複合メッキ層１ａのメッキ硬度は６００Ｈｖ以上とする。メッキ硬度の上限は特に限定するものではないが、実用的には約１，０００Ｈｖ以下で十分である。
【００３０】
次に、複合メッキ層１ａの形成方法を具体的に説明する。
【００３１】
Ｃ粒子分散Ｎｉ−Ｐ基複合メッキ層のメッキ方法の模式図を図３に示す。
【００３２】
図３に示すように、メッキ浴槽４内にＮｉ−Ｐ基メッキ液５を充填し、そのＮｉ−Ｐ基メッキ液５中に、界面活性剤を未添加の状態でＣ粒子３を分散させ、Ｃ粒子３をＮｉ−Ｐ基メッキ液５中に沈殿共析させる。この時、Ｃ粒子３の粒子径は、０．１〜３０μｍとする。また、Ｎｉ−Ｐ基メッキ液５中に分散させるＣ粒子３の量は、Ｃ粒子分散Ｎｉ−Ｐ基複合メッキ層の露出表面積に占めるＣ粒子３の割合が１〜２０％となるようにする。
【００３３】
Ｃ粒子３としては、Ｃからなる母粒子の周囲にＮｉ（又はＣｒ、或いはＳｎ、若しくはＦｅ）からなる子粒子をカプセル化したカプセルＣ粒子を用いる。
【００３４】
次に、このＮｉ−Ｐ基メッキ液５中に、被メッキ材６とＮｉ電解材７を浸漬すると共に、被メッキ材６を陰極にＮｉ電解材７を陽極に接続し、電解メッキを施す。この時、Ｎｉ−Ｐ基メッキ液５をメッキ浴槽４外に設けたポンプ８によって循環させ、かつ、Ｎｉ−Ｐ基メッキ液５中に空気Ａを吹き込んでＮｉ−Ｐ基メッキ液５を撹拌すると共に、被メッキ材６を上下に揺動させる。
【００３５】
この電解メッキにより、被メッキ材６の表面にカプセルＣ粒子分散Ｎｉ−Ｐ基複合メッキ層を形成する。
【００３６】
このカプセルＣ粒子分散Ｎｉ−Ｐ基複合メッキ層が表面に形成された被メッキ材６を第１摺動部材とし、Ｃｒ被膜が表面に形成された第２摺動部材と組み合わせた摺動部材とすることによって、複合メッキ層のＮｉ−Ｐ基メッキ材の優れた耐食性および耐摩耗性を損なうことなく、摺動部材同士の摩擦係数を低減することができ、第２摺動部材への攻撃性が低くなる。
【００３７】
また、摺動部材同士の摩擦係数を低減することができるため、例えば、各摺動部材がシリンダライナ（又はライナーレスシリンダブロック）とピストンリングであった場合、シリンダライナとピストンリング間の摩擦が低減し、燃費の向上を図ることができる。
【００３８】
次に、本発明の他の実施の形態を説明する。
【００３９】
本発明の摺動部材は、第２摺動部材が、母材表面にＣｒ被膜を形成したものであった。
【００４０】
これに対して、第１の実施の形態の摺動部材は、第２摺動部材が、母材表面に今後使用の増加が見込まれるＰＶＤ処理によるＣｒＮ被膜を形成したもの又は表面に窒化処理を施したステンレス鋼からなるものである。
【００４１】
本実施の形態においても、本発明と同様の作用効果を発揮することは言うまでもなく、摺動部材同士の摩擦係数を更に低減することが可能となる。
【００４２】
また、本発明の摺動部材は、第１摺動部材の母材表面に形成した複合メッキ層中に、Ｃからなる母粒子の周囲に、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｓｎ、Ｆｅから選択される子粒子をカプセル化したＣ粒子を分散させたものであった。
【００４３】
これに対して、第２の実施の形態の摺動部材は、第１摺動部材の母材表面に形成する複合メッキ層がＮｉ−Ｐ基複合メッキ層であり、Ｎｉ−Ｐ基メッキ液中における分散粒子の分散性を改善すべく、メッキ基材のＰと化学的に反応しないＦｅ3 Ｏ4 を子粒子に用いて、Ｃ粒子（母粒子）のカプセル化を行い、Ｃ粒子の表面改質を行ったものである。
【００４４】
すなわち、Ｆｅ3 Ｏ4 子粒子によるカプセルＣ粒子を分散させたＮｉ−Ｐ基複合メッキ層が母材表面に形成された第１摺動部材と、Ｃｒ被膜又はＣｒＮ被膜が母材表面に形成されたもの或いは表面に窒化処理を施したステンレス鋼からなる第２摺動部材とを組み合わせた摺動部材である。
【００４５】
カプセルＣ粒子におけるＣ母粒子とＦｅ3 Ｏ4 子粒子の最適混合比は、重量比（Ｃ／Ｆｅ3 Ｏ4 ）で９０／１０〜９７／３である。
【００４６】
【実施例】
（実施例１）
メッキ浴槽内にＮｉ−Ｐ基メッキ液を充填し、そのＮｉ−Ｐ基メッキ液中に、界面活性剤を未添加の状態で、粒径が２〜１６μｍ（平均粒径：６．３μｍ）のＣ粒子を分散させ、Ｃ粒子をＮｉ−Ｐ基メッキ液中に沈殿共析させる。
【００４７】
次に、このＮｉ−Ｐ基メッキ液中に、被メッキ材である炭素鋼材とＮｉ電解材を浸漬すると共に、炭素鋼材を陰極にＮｉ電解材を陽極に接続し、電解メッキを施す。この時、Ｎｉ−Ｐ基メッキ液をメッキ浴槽外に設けたポンプによって循環させ、かつ、Ｎｉ−Ｐ基メッキ液中に空気を吹き込んでＮｉ−Ｐ基メッキ液を撹拌すると共に、被メッキ材を上下に揺動させる。
【００４８】
この電解メッキにより、炭素鋼材の表面に、化学組成がＣ：３．１ｗｔ％、Ｐ：１．２ｗｔ％、Ｎｉ：残部であると共に、層厚が１５〜２５μｍ、表面粗さ（Ｒｚ）が０．６５μｍ、Ｃ粒子分散Ｎｉ−Ｐ基複合メッキ層の露出表面積に占めるＣ粒子の割合が６％、メッキ硬度が６７８ＨｖであるＣ粒子分散Ｎｉ−Ｐ基複合メッキ層を形成する。
【００４９】
Ｃ粒子分散Ｎｉ−Ｐ基複合メッキ層と炭素鋼材との界面近傍の断面組織写真を図４に示す。図４（ａ）は倍率が４００倍の断面組織写真を示し、図４（ｂ）は倍率が３，０００倍の断面組織写真を示している。これらの図において、図下側の黒っぽい部分は炭素鋼材であり、図中央部の白っぽい部分はＣ粒子分散Ｎｉ−Ｐ基複合メッキ層であり、図上側の黒色部分は空間である。
【００５０】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、Ｃ粒子分散Ｎｉ−Ｐ基複合メッキ層中に、片状のＣ粒子が分散している様子が伺える。
【００５１】
各組み合わせの摺動部材について、耐摩耗性の評価を行う。
【００５２】
（実施例２）
炭素鋼材の表面に、実施例１のＣ粒子分散Ｎｉ−Ｐ基複合メッキを形成した可動試験片（シリンダライナ相当材）に、ピン状で、かつ、摺動面の曲率がＲ１８のダイス鋼（ＪＩＳ規格  ＳＫＤ１１）の表面に、硬度９２３ＨｖのＣｒ被膜を膜厚６３μｍで被覆した固定試験片（ピストンリング相当材）を摺動させ、耐摩耗性試験を行う。
【００５３】
（比較例１）
鋳鉄ライナー材からなる可動試験片を用いる以外は、実施例２と同様にし、耐摩耗性試験を行う。
【００５４】
（比較例２）
炭素鋼材の表面に、ＢＮ粒子分散Ｎｉ−Ｐ基複合メッキを形成した可動試験片を用いる以外は、実施例２と同様にし、耐摩耗性試験を行う。
【００５５】
摩耗試験装置の模式図を図５に示す。
【００５６】
耐摩耗性試験の評価は、図５に示すような摩耗試験装置を用い、温度：１５０℃、固定試験片１２に対する荷重Ｆ：１０ｋｇ、モーター回転数Ｎ：１００ｒｐｍ、可動試験片１１の摺動長さ（ストローク長）Ｌ：５０ｍｍ（総ストローク長：６００ｍ）、試験時間：６０ｍｉｎで行った。ここで、潤滑油Ｂとしてはエンジンオイル（ＣＤ級  １０Ｗ−３０）を用いた。
【００５７】
実施例２および比較例１、２の組み合わせにおける摩耗量（μｍ）を図６に示す。
【００５８】
図６に示すように、比較例１、２の組み合わせにおいては、可動試験片の摩耗量（約１．０μｍ、約１．５μｍ）と比べて、固定試験片の摩耗量（約２．６μｍ、約１１．７μｍ）が非常に大きくなっており、固定試験片に対する可動試験片の攻撃性が高いことが伺える。
【００５９】
これに対して、実施例２の組み合わせにおいては、可動試験片の摩耗量（約１．０μｍ）と固定試験片の摩耗量（約１．０μｍ）とは略同程度であり、固定試験片に対する可動試験片におけるＣ粒子分散Ｎｉ−Ｐ基複合メッキの攻撃性が低いことが伺える。
【００６０】
次に、各組み合わせの摺動部材について、摩擦係数の評価を行う。
【００６１】
（実施例３）
炭素鋼材の表面に、実施例１のＣ粒子分散Ｎｉ−Ｐ基複合メッキを形成した可動試験片に、ピン状で、かつ、摺動面の曲率がＲ１８のダイス鋼（ＪＩＳ規格  ＳＫＤ１１）の表面に、硬度１，８６０ＨｖのＣｒＮ被膜を膜厚２０μｍで被覆した固定試験片を摺動させ、摩擦係数を測定する。
【００６２】
摩擦係数の評価も、図５に示した摩耗試験装置を用い、室温、固定試験片１２に対する荷重Ｆ：２〜２０ｋｇ、モーター回転数Ｎ：１００〜５００ｒｐｍで行った。ここで、潤滑油Ｂとしてはエンジンオイル（ＣＤ級  １０Ｗ−３０）を用いた。
【００６３】
実施例２、３および比較例１、２の組み合わせにおける摩擦係数をストライベック線図に表したものを図７に示す。ここで、横軸のＳは、（潤滑油の粘度）×（すべり速度）／（荷重）で表されるものであり、縦軸は摩擦係数を示している。また、図中の×印は比較例１を示し、△印は比較例２を示し、○印は実施例２を示し、□印は実施例３を示している。
【００６４】
図７に示すように、実施例２、３の組み合わせにおける摩擦係数は、比較例１、２の組み合わせにおける摩擦係数と比べて全体的に低くなっており、特にＳが大きい時、その傾向が顕著である。また、比較例１、２の組み合わせにおける摩擦係数と比較して、ＣｒＮ被膜を固定試験片に被覆した実施例３の組み合わせにおける摩擦係数の低減が著しい。
【００６５】
また、境界潤滑域（１．８３×１０-9）および混合潤滑域（３．６７×１０-9〜３．９２×１０-8）での実施例２、３および比較例１、２の組み合わせにおける摩擦係数を表１に示す。
【００６６】
【表１】
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【００６７】
表１に示すように、実施例２、３の組み合わせにおける摩擦係数は、比較例１、２の組み合わせにおける摩擦係数と比べて全体的に低くなっており、特に混合潤滑域での摩擦係数の低減が顕著である。また、比較例１、２の組み合わせにおける摩擦係数と比較して、ＣｒＮ被膜を固定試験片に被覆した実施例３の組み合わせにおける摩擦係数の低減が著しい。
【００６８】
次に、カプセルＣ粒子における母粒子と子粒子の重量比および子粒子の材質を変えて懸濁性の評価を行う。
【００６９】
（実施例４）
試験管に純水８ｍｌを採取した後、その純水中に、Ｃからなる母粒子とＦｅ3 Ｏ4 からなる子粒子の重量比が９０／１０になるように調整したカプセルＣ粒子を０．５ｇ添加し、カプセルＣ粒子が分散した水溶液を作製する。
【００７０】
（実施例５）
母粒子と子粒子の重量比が９５／５である以外は、実施例４と同様にして水溶液を作製する。
【００７１】
（実施例６）
母粒子と子粒子の重量比が９７／３である以外は、実施例４と同様にして水溶液を作製する。
【００７２】
（実施例７）
実施例１のＣ粒子（母粒子と子粒子の重量比が１００／０）を用いる以外は、実施例４と同様にして水溶液を作製する。
【００７３】
（比較例３）
母粒子と子粒子の重量比が８０／２０である以外は、実施例４と同様にして水溶液を作製する。
【００７４】
（比較例４）
試験管に純水８ｍｌを採取した後、その純水中に、Ｃからなる母粒子とＳｉＣからなる子粒子の重量比が９０／１０になるように調整したカプセルＣ粒子を０．５ｇ添加し、カプセルＣ粒子が分散した水溶液を作製する。
【００７５】
実施例４〜実施例７および比較例３、比較例４のカプセルＣ粒子（又はＣ粒子）の諸元および各水溶液の撹拌後の評価を表２に示す。ここで、撹拌後の評価は、水溶液中における余剰粒子（主に、カプセル化時に母粒子に付着しなかった子粒子）の多寡および水溶液の懸濁性の良否について行った。尚、懸濁性については○印が良好、△印がやや良、×印が不良を示しており、また、余剰粒子については○印が少ない（又は無し）、△印がやや多い、×印が多いを示している。
【００７６】
また、撹拌した後の実施例４〜実施例７および比較例３、比較例４の水溶液を、３０ｓｅｃ、１ｍｉｎ、３ｍｉｎ、５ｍｉｎ静置した時の観察写真を図８〜図１３に示す。尚、各図の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ３０ｓｅｃ静置後、１ｍｉｎ静置後、３ｍｉｎ静置後、５ｍｉｎ静置後を示している。
【００７７】
【表２】
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【００７８】
表２および図８〜図１１に示すように、実施例４の水溶液の液面上に残留する余剰粒子（Ｆｅ3 Ｏ4 ）がやや多かった以外は、実施例５〜実施例７のいずれの水溶液においても、液面上に残留する余剰粒子が少なかった（又は無かった）。ここで、実施例７の水溶液には、カプセルＣ粒子ではなく、純Ｃ粒子を分散させているため、水溶液中に余剰粒子は存在しないが、液面上に残留する純Ｃ粒子がやや多くなっている。
【００７９】
また、懸濁性については、実施例７の水溶液の懸濁性がやや良であった以外は、実施例４〜実施例６のいずれの水溶液においても、カプセルＣ粒子の沈降が速く、懸濁性は良好であった。
【００８０】
これに対して、比較例３の水溶液は、カプセルＣ粒子における子粒子の割合が多いため、図１２（ａ）〜（ｄ）に示すように、水溶液の液面上に残留する余剰粒子（Ｆｅ3 Ｏ4 ）が多く、また、カプセルＣ粒子の沈降も遅く、懸濁性が悪かった。
【００８１】
また、比較例４の水溶液は、図１３（ａ）〜（ｄ）に示すように、水溶液の液面上に残留する余剰粒子（ＳｉＣ）は少ないものの、水溶液中に、カプセルＣ粒子および余剰粒子が浮遊してなかなか沈降せず、懸濁性が悪かった。
【００８２】
次に、実施例４〜実施例７および比較例３、比較例４のカプセルＣ粒子（又は純Ｃ粒子）を用いて実際に複合メッキ層を形成し、耐摩耗性および摩擦係数について評価を行う。
【００８３】
（実施例８）
炭素鋼材の表面に、実施例４のカプセルＣ粒子を分散させたＮｉ−Ｐ基複合メッキを形成した可動試験片（シリンダライナ相当材）に、ピン状で、かつ、摺動面の曲率がＲ１８のダイス鋼（ＪＩＳ規格  ＳＫＤ１１）の表面に、硬度９２３ＨｖのＣｒ被膜を膜厚６３μｍで被覆した固定試験片（ピストンリング相当材）を摺動させ、図５に示した摩耗試験装置を用い、実施例２、３および比較例１、２と同様にして耐摩耗性および摩擦係数の評価を行った。
【００８４】
（実施例９）
炭素鋼材の表面に、実施例５のカプセルＣ粒子を分散させたＮｉ−Ｐ基複合メッキを形成する以外は実施例８と同様にして耐摩耗性および摩擦係数の評価を行った。
【００８５】
（実施例１０）
炭素鋼材の表面に、実施例６のカプセルＣ粒子を分散させたＮｉ−Ｐ基複合メッキを形成する以外は実施例８と同様にして耐摩耗性および摩擦係数の評価を行った。
【００８６】
（実施例１１）
炭素鋼材の表面に、実施例７のＣ粒子を分散させたＮｉ−Ｐ基複合メッキを形成する以外は実施例８と同様にして耐摩耗性および摩擦係数の評価を行った。
【００８７】
（実施例１２）
炭素鋼材の表面に、実施例４のカプセルＣ粒子を分散させたＮｉ−Ｐ基複合メッキを形成した可動試験片に、ピン状で、かつ、摺動面の曲率がＲ１８のステンレス鋼（ＪＩＳ規格  ＳＵＳ４４０Ｃ）の表面に窒化処理（ガス軟窒化処理）を施し、表面硬度を１，２００Ｈｖとした固定試験片を摺動させ、実施例８と同様にして耐摩耗性および摩擦係数の評価を行った。
【００８８】
（実施例１３）
炭素鋼材の表面に、実施例５のカプセルＣ粒子を分散させたＮｉ−Ｐ基複合メッキを形成する以外は実施例１２と同様にして耐摩耗性および摩擦係数の評価を行った。
【００８９】
（実施例１４）
炭素鋼材の表面に、実施例６のカプセルＣ粒子を分散させたＮｉ−Ｐ基複合メッキを形成する以外は実施例１２と同様にして耐摩耗性および摩擦係数の評価を行った。
【００９０】
（実施例１５）
炭素鋼材の表面に、実施例７のＣ粒子を分散させたＮｉ−Ｐ基複合メッキを形成する以外は実施例１２と同様にして耐摩耗性および摩擦係数の評価を行った。
【００９１】
（比較例５）
炭素鋼材の表面に、比較例３のカプセルＣ粒子を分散させたＮｉ−Ｐ基複合メッキを形成する以外は実施例８と同様にして耐摩耗性および摩擦係数の評価を行った。
【００９２】
（比較例６）
炭素鋼材の表面に、比較例５のカプセルＣ粒子を分散させたＮｉ−Ｐ基複合メッキを形成する以外は実施例８と同様にして耐摩耗性および摩擦係数の評価を行った。
【００９３】
（比較例７）
ターカロイ鋳鉄からなる可動試験片を用いる以外は実施例８と同様にして耐摩耗性および摩擦係数の評価を行った。
【００９４】
（比較例８）
炭素鋼材の表面に、比較例３のカプセルＣ粒子を分散させたＮｉ−Ｐ基複合メッキを形成する以外は実施例１２と同様にして耐摩耗性および摩擦係数の評価を行った。
【００９５】
（比較例９）
炭素鋼材の表面に、比較例５のカプセルＣ粒子を分散させたＮｉ−Ｐ基複合メッキを形成する以外は実施例１２と同様にして耐摩耗性および摩擦係数の評価を行った。
【００９６】
（比較例１０）
ターカロイ鋳鉄からなる可動試験片を用いる以外は実施例１２と同様にして耐摩耗性および摩擦係数の評価を行った。
【００９７】
実施例８〜実施例１５および比較例５〜比較例１０の耐摩耗性および摩擦係数の評価を表３に示す。また、実施例８、実施例１１および比較例６、比較例７及び実施例１３、実施例１５および比較例８〜比較例１０の実際の摩耗試験結果（データ）を図１４、図１５に示す。尚、表３中の二重丸印は優良、○印は良好、△印はやや良、×印は不良を示しており、また、図１４、図１５における縦軸は摩耗量（μｍ）を示している。
【００９８】
【表３】
0003864587.tif 000004
【００９９】
表３および図１４に示すように、実施例８〜実施例１１においては、実施例１１の耐摩耗性がやや良（可動試験片の摩耗量が約６．５μｍ、固定試験片の摩耗量が約５μｍ）である以外は、可動試験片の摩耗量が３．５μｍ程度、固定試験片の摩耗量が２μｍ強という具合に耐摩耗性がいずれも良好であった。また、摩擦係数は実施例８〜実施例１１のいずれにおいても０．０５程度という具合に優良であった。
【０１００】
比較例５においては、耐摩耗性は良好、摩擦係数はやや良であった。
【０１０１】
比較例６においては、可動試験片の摩耗量は実施例８〜実施例１０と同等の約２．３μｍであるものの、固定試験片の摩耗量が約１１μｍ、摩擦係数が０．０７という具合に、実施例８〜実施例１０と比較して、相手材（固定試験片）への攻撃性が高くなると共に、摩擦係数が大きくなる。
【０１０２】
比較例７においては、可動試験片の摩耗量は約１．７μｍという具合に実施例８〜実施例１０と比較して少ないものの、固定試験片の摩耗量が約１２．７μｍ、摩擦係数が０．０８という具合に、実施例８〜実施例１０と比較して、相手材への攻撃性が高くなると共に、摩擦係数が大きくなる。
【０１０３】
また、表３および図１５に示すように、実施例１２〜実施例１５においては、実施例１５の耐摩耗性がやや劣る（可動試験片の摩耗量が約３μｍ）ものの、他はいずれも可動試験片および固定試験片の摩耗量が共に１．８μｍ程度という具合に優良であった。また、摩擦係数は実施例１２〜実施例１５のいずれにおいても０．１０〜０．１３程度という具合に良好であった。
【０１０４】
比較例８においては、可動試験片の摩耗量が約１．８μｍという具合に、実施例１２〜実施例１４と同等であるものの、固定試験片の摩耗量が約２．６μｍ、摩擦係数が０．１５という具合に、実施例１２〜実施例１４と比較して、相手材への攻撃性が高くなると共に、摩擦係数が大きくなる。
【０１０５】
比較例９においては、可動試験片の摩耗量は約１．１μｍという具合に実施例１２〜実施例１４と比較して少ないものの、固定試験片の摩耗量が約２μｍ、摩擦係数が０．１７という具合に、実施例１２〜実施例１４と比較して、相手材への攻撃性が高くなると共に、摩擦係数が大きくなる。
【０１０６】
比較例１０においては、可動試験片の摩耗量が約１μｍ、固定試験片の摩耗量が約１μｍという具合に、実施例１２〜実施例１４と比較して少ないものの、摩擦係数が０．１８という具合に、実施例１２〜実施例１４と比較して、摩擦係数が大きくなる。
【０１０７】
すなわち、Ｃ粒子からなる母粒子をＦｅ3 Ｏ4 からなる子粒子でカプセル化したものを、Ｎｉ−Ｐ基複合メッキ層のメッキ浴中に分散させることで、Ｃ粒子を分散させる場合と比較して、メッキ浴の懸濁性が良好となり、延いては、Ｎｉ−Ｐ基複合メッキ層中への分散粒子（カプセルＣ粒子）の分散性が良好となる。
【０１０８】
また、カプセルＣ粒子分散Ｎｉ−Ｐ基複合メッキ層とすることで、Ｃ粒子分散Ｎｉ−Ｐ基複合メッキ層と略同程度の摩擦係数を維持したまま、耐摩耗性が更に向上する。
【０１０９】
本発明の摺動部材は、シリンダライナ（又はライナーレスシリンダブロック）とピストンリングの内燃機関以外にも、ロッカーアームシャフト、バルブ軸、スパイダー（駆動系）などにも適用することができる。
【０１１０】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。
【０１１１】
（１）  カプセルＣ粒子を分散させた複合メッキ層を母材表面に形成した第１摺動部材と、母材表面にＣｒ被膜又はＣｒＮ被膜を形成したもの或いは表面に窒化処理を施したステンレス鋼からなる第２摺動部材とを組合わせたことで、複合メッキ層のメッキ基材の優れた耐食性および耐摩耗性を損なうことなく、摺動部材同士の摩擦係数を低減することができ、第２摺動部材への攻撃性が低くなる。
【０１１２】
（２）  複合メッキ層に分散させる分散粒子として、Ｆｅ3 Ｏ4 子粒子によるカプセルＣ粒子を用いることで、複合メッキ層中への分散粒子の分散性が良好となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の摺動部材の部分断面模式図である。
【図２】メッキ硬度とメッキ摩耗量の関係を示す図である。
【図３】Ｃ粒子分散Ｎｉ−Ｐ基複合メッキ層のメッキ方法を示す模式図である。
【図４】Ｃ粒子分散Ｎｉ−Ｐ基複合メッキ層と炭素鋼材との界面近傍の断面組織写真である。
【図５】摩耗試験装置の模式図である。
【図６】実施例２および比較例１、２の組み合わせにおける摩耗量を示す図である。
【図７】実施例２、３および比較例１、２の組み合わせにおける摩擦係数をストライベック線図に表した図である。
【図８】実施例４の水溶液の撹拌後の観察写真である。図８（ａ）は３０ｓｅｃ静置後を示し、図８（ｂ）は１ｍｉｎ静置後を示し、図８（ｃ）は３ｍｉｎ静置後を示し、図８（ｄ）は５ｍｉｎ静置後を示している。
【図９】実施例５の水溶液の撹拌後の観察写真である。図９（ａ）は３０ｓｅｃ静置後を示し、図９（ｂ）は１ｍｉｎ静置後を示し、図９（ｃ）は３ｍｉｎ静置後を示し、図９（ｄ）は５ｍｉｎ静置後を示している。
【図１０】実施例６の水溶液の撹拌後の観察写真である。図１０（ａ）は３０ｓｅｃ静置後を示し、図１０（ｂ）は１ｍｉｎ静置後を示し、図１０（ｃ）は３ｍｉｎ静置後を示し、図１０（ｄ）は５ｍｉｎ静置後を示している。
【図１１】実施例７の水溶液の撹拌後の観察写真である。図１１（ａ）は３０ｓｅｃ静置後を示し、図１１（ｂ）は１ｍｉｎ静置後を示し、図１１（ｃ）は３ｍｉｎ静置後を示し、図１１（ｄ）は５ｍｉｎ静置後を示している。
【図１２】比較例３の水溶液の撹拌後の観察写真である。図１２（ａ）は３０ｓｅｃ静置後を示し、図１２（ｂ）は１ｍｉｎ静置後を示し、図１２（ｃ）は３ｍｉｎ静置後を示し、図１２（ｄ）は５ｍｉｎ静置後を示している。
【図１３】比較例４の水溶液の撹拌後の観察写真である。図１３（ａ）は３０ｓｅｃ静置後を示し、図１３（ｂ）は１ｍｉｎ静置後を示し、図１３（ｃ）は３ｍｉｎ静置後を示し、図１３（ｄ）は５ｍｉｎ静置後を示している。
【図１４】実施例８、実施例１１および比較例６、比較例７の摩耗試験における摩耗量を示す図である。
【図１５】実施例１３、実施例１５および比較例８〜比較例１０の摩耗試験における摩耗量を示す図である。
【符号の説明】
１  第１摺動部材
１ａ  複合メッキ層
２  第２摺動部材
２ａ  Ｃｒ被膜
【図１】
0003864587.tif 000005
【図２】
0003864587.tif 000006
【図３】
0003864587.tif 000007
【図４】
0003864587.tif 000008
【図５】
0003864587.tif 000009
【図６】
0003864587.tif 000010
【図７】
0003864587.tif 000011
【図８】
0003864587.tif 000012
【図９】
0003864587.tif 000013
【図１０】
0003864587.tif 000014
【図１１】
0003864587.tif 000015
【図１２】
0003864587.tif 000016
【図１３】
0003864587.tif 000017
【図１４】
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【図１５】
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