滑动结构制造技术

本发明专利技术提供一种滑动结构，其能够切实地抑制由非晶质碳被膜和有机钼化合物的化学反应所导致的非晶质碳被膜的磨损。本发明专利技术的滑动结构（１）至少具备在相互滑动的一对滑动部件（２０、３０）之中的一个滑动部件（２０）的滑动面（２３）上形成有非晶质碳被膜（２２）的一对滑动部件（２０、３０）和存在于该一对滑动部件（２０、３０）之间且至少含有作为有机钼化合物的二烷基二硫代氨基甲酸钼（４１）的润滑剂（４０），在上述一对滑动部件之中的另一个滑动部件（３０）的滑动面（３３）上形成有不含氧元素的硬质被膜（３２）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及含有在相互滑动的一对滑动部件之中的一个滑动部件的滑动面上形 成有非晶质碳被膜的一对滑动部件的滑动结构，特别是涉及在该一对滑动部件之间含有包 含有机钼化合物的润滑剂的滑动结构。
技术介绍
近年来，资源保护、降低环境污染和防止地球变暖受到各国关注，特别是在汽车业 界提高排气控制成为课题。作为用于解决该课题的一个手段，专注于与低油耗化对应的技 术的开发。其中，提高构成发动机的滑动部件或动阀系的滑动部件的滑动特性可减少能量 损失，直接关系到汽车的低油耗化。例如，有为了提高这样的滑动部件的耐磨性并且得到低摩擦特性而对滑动部件的 滑动面进行涂覆的技术，作为该涂覆的材料，正使用金刚石状碳(DLC)等的非晶质碳材料。 由该非晶质碳材料形成的被膜(非晶质碳被膜)是以碳为主成分的硬质被膜，是确保低的 滑动阻力和高的耐磨性的被膜。作为现有技术的滑动结构的一例子，曾提出了如下滑动结构其至少具备在相互 滑动的一对滑动部件之中的一个滑动部件的基材的表面形成有DLC被膜(非晶质碳被膜) 的一对滑动部件、和存在于该一对滑动部件之间的含有作为有机钼化合物的二烷基二硫代 氨基甲酸钼(Mo-DTC)的润滑剂，上述另一个滑动部件的滑动面形成有由铝或铝合金构成 的被膜(例如参照专利文献1)。专利文献1 日本特开2005-65881号公报
技术实现思路
根据本专利技术者们的研究结果判明形成于滑动部件的上述非晶质碳被膜的非晶质 碳材料和例如已制品化的含有有机钼化合物的机油(engine oil)等润滑剂的相性差。本 专利技术者们弄清楚了 这是如后述那样，在发动机部件等的严格的润滑环境下，因滑动时的摩 擦热而使滑动面达到高温，在该高温条件下由有机钼化合物生成三氧化钼所致。具体来说，如图5所示，生成的三氧化钼(MoO3)与非晶质碳材料(DLC)反应，成为 二氧化钼(MoO2),产生二氧化碳(CO2)或一氧化碳(CO)，并且促进非晶质碳材料分解。这样 一来，由三氧化钼促进分解了的非晶质碳被膜招致强度降低和磨损增加，因此，与使用了不 含有Mo-DTC的润滑剂的情况相比，非晶质碳被膜的磨损变大。例如，在如上述专利文献1那样的滑动结构中，在铝的表面含有氧化铝(Al2O3)。在 发动机部件等的严格的润滑条件下使用这样的滑动结构的情况下，Mo-DTC和氧化铝发生反 应，生成三氧化钼，由此，在高温条件下分解非晶质碳被膜。因此，被覆在发动机部件的滑动 面的非晶质碳被膜的耐磨性变得不充分。本专利技术是鉴于这样的课题而完成的，其目的在于提供一种如下滑动结构即使在 非晶质碳被膜上使用了含有有机钼化合物的润滑剂的情况下，也发挥由有机钼化合物带来的降低摩擦系数的效果，并且还可以切实地抑制因非晶质碳被膜和有机钼化合物的化学反 应所导致的非晶质碳被膜的磨损。 本专利技术者们为了解决上述课题而进行很多的实验和研究，由此弄清楚了 如上所 述，促进非晶质碳材料的磨损的三氧化钼是通过在形成有非晶质碳被膜的滑动部件上滑动 的对方侧的滑动部件的滑动面所含有的氧元素和有机钼化合物的钼元素的反应而生成。本专利技术者们通过进行进一步的实验和研究，得到了如下新的见解在形成有非晶 质碳被膜的滑动部件上滑动的对方侧的滑动部件仅由铁或铝等的合金材料构成的情况下， 由于在该滑动部件的滑动面形成有含有氧元素的被膜，因此不能避免由上述反应生成上述 三氧化钼，要避免三氧化钼的生成，重要的是形成完全不含氧元素的滑动面。其结果，得到 如下见解如图4所示，即使M0-DTC等有机钼系化合物因滑动时的热而变化为二硫化钼 (MoS2),也不会生成三氧化钼(MoO3),可以防止由三氧化钼所导致的非晶质碳被膜的磨损。本专利技术为基于本专利技术者们所得到的上述新的见解的专利技术，本专利技术为如下滑动结 构其至少具备在相互滑动的一对滑动部件之中的一个滑动部件的滑动面上形成有非晶 质碳被膜的一对滑动部件、和存在于该一对滑动部件之间且至少含有有机钼化合物的润滑 齐U，其特征在于，在上述一对滑动部件之中的另一个滑动部件的滑动面上形成有不含氧元 素的硬质被膜。根据本专利技术，在形成有非晶质碳被膜的一个滑动部件上滑动的另一个滑动部件的 滑动面上形成有不含氧元素的硬质被膜，因此，在这些滑动部件相互滑动时，难以由有机钼 化合物中所含有的钼元素生成三氧化钼。其结果，可以抑制由三氧化钼所导致的非晶质碳 材料的分解，可以降低非晶质碳被膜的磨损，可以谋求滑动结构的长寿命化。本专利技术中所说的“相互滑动的一对滑动部件”是指至少一个滑动部件相对于另一 个滑动部件相对地滑动的滑动部件，所谓相对滑动是指通过直线运动、旋转运动或这些运 动的组合来进行滑动。另外，本专利技术所涉及的硬质被膜是指具有与形成该硬质被膜的基材同等或其以上 的表面硬度的被膜，通过使其达到这样的表面硬度，可以降低另一个滑动部件的磨损。形成在一个滑动部件的滑动面上的非晶质碳被膜是由所谓的DLC(金刚石状碳) 构成的被膜(DLC被膜)，上述非晶质碳被膜可以通过利用了溅射、真空蒸镀、离子化蒸镀、 离子镀等的物理气相沉积法(PVD)来成膜，也可以通过利用了等离子体处理等的化学气相 沉积法(CVD)来成膜，还可以通过组合了这些方法的方法来成膜。另外，可以使上述非晶质 碳被膜含有Si、Cr、Mo、Fe、W等添加元素，通过添加这样的元素，还可调整被膜的表面硬度。另外，滑动部件的非晶质碳被膜的表面硬度优选在HvlOOO Hv4000的范围内，在 小于HvlOOO的情况下，非晶质碳被膜容易磨损，在大于Hv4000的情况下，非晶质碳被膜与 滑动部件的基材的粘附力降低。另外，滑动部件的被膜的膜厚优选是为0. Iym以上的厚 度，在比该膜厚小的情况下，在滑动时该被膜马上被磨减，不能得到所期望的效果。而且，为 了提高非晶质碳被膜的粘附性，在基材和非晶质碳被膜之间可以形成含有选自Ta、Ti、Cr、 Al、Mg、W、V、Nb、Mo中的一种以上的金属元素的中间层。另一方面，就在本专利技术的滑动结构的另一个滑动部件上形成的硬质被膜来说，可 以举出通过镀覆、喷镀、蒸镀等使不含有氧元素的材料在其滑动面成膜的方法，只要是可以 得到不含氧元素的硬质被膜，硬质被膜的成膜方法就没有特别的限定。另外，只要是不含氧元素且随着时间经过难以被大气等氧化的硬质被膜，金属、非金属等的材质没有限定，但更 优选上述硬质被膜为陶瓷被膜。 根据本专利技术，通过形成为不含氧元素的陶瓷被膜，可以进一步谋求另一个滑动部 件的耐磨性的提高。另外，陶瓷被膜由于耐热性也优异，化学上稳定，在一般的滑动条件下 随着时间经过难以与大气发生反应而氧化，因此，可以确保稳定的滑动状态。而且，即使是 在选定了铁系材料或铝系材料作为该硬质被膜的基材的情况下，陶瓷被膜也不会在滑动时 从基材剥离，容易确保粘附强度。这样的陶瓷被膜，通过喷镀等也能够成膜，但作为更优选的成膜方法，可以举出 利用了溅射、真空蒸镀、离子化蒸镀、离子镀等的物理气相沉积法(PVD)、利用了等离子体处 理等的化学气相沉积法(CVD)、或者组合了这些方法的方法等。作为这样的陶瓷被膜，可以举出例如TiN、TiAlN, CrN, TiCN, WC等，只要是由无机 的非金属物质构成的固体材料就没有特别的限定，但更优选上述硬质被膜由氮化系化合物 或碳化系化合物形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滑动结构，至少具备：　　在相互滑动的一对滑动部件之中的一个滑动部件的滑动面上形成有非晶质碳被膜的一对滑动部件；和　　存在于该一对滑动部件之间且至少含有有机钼化合物的润滑剂，　　其特征在于，　　在所述另一个滑动部件的滑动面上形成有不含氧元素的硬质被膜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-11-6 288565/2007一种滑动结构，至少具备在相互滑动的一对滑动部件之中的一个滑动部件的滑动面上形成有非晶质碳被膜的一对滑动部件；和存在于该一对滑动部件之间且至少含有有机钼化合物的润滑剂，其特征在于，在所述另一个滑动部件的滑动面上形成有不含氧元素的硬质被膜。2.根据权利要求1所述的滑动结构，...

【专利技术属性】
技术研发人员：鈴木秀幸，新吉隆利，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]