[发明专利]滑动构件和活塞环

说明书

本发明提供具有即使将厚度设为3μm以上也兼顾了高的耐剥离性和高的耐磨损性的硬质碳覆膜的滑动构件。本发明的滑动构件(100)的特征在于，具有基材(10)和形成在基材(10)上的氢含量为3原子％以下且厚度为3μm以上的硬质碳覆膜(12)，将硬质碳覆膜(12)的马氏硬度设为HM、将压痕硬度设为HIT，HM/HIT为0.40以上。

技术领域

本发明涉及具有兼顾了高的耐剥离性和高的耐磨损性的硬质碳覆膜的滑动构件、以及由该滑动构件构成的活塞环。

背景技术

活塞环等滑动构件中，通常通过在基材上被覆类金刚石碳(DLC：Diamond LikeCarbon)覆膜之类的硬质碳覆膜来提高硬度和耐磨损性。

在专利文献1中，其目的之一在于提供具有高硬度且耐磨损性优良的DLC覆膜的滑动构件，记载了具有基材、形成在该基材上的中间层和形成在该中间层上的厚度为0.5～5μm、氢含量为5原子％以下、优选2原子％以下的DLC覆膜的滑动构件。在专利文献1中，优选将覆膜的压痕硬度设定为20～70GPa，为了抑制覆膜的缺损、剥离，优选将覆膜的杨氏模量设定为60GPa以上。

在专利文献2中，其目的之一在于提供具有耐磨损性高的DLC覆膜的滑动构件，记载了具有基材、形成在该基材上的中间层和形成在该中间层上的厚度为0.15～6.0μm的DLC覆膜的滑动构件。在专利文献2中，记载了覆膜的杨氏模量超过180GPa时，容易发生覆膜的破裂、剥离，覆膜的杨氏模量低于50GPa时，滑动时的耐载荷性降低，并且记载了优选将覆膜的表面硬度设定为20～140GPa。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-250348号公报

专利文献2：日本特开2008-81522号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在专利文献1、2中，为了得到高硬度且耐磨损性优良的DLC覆膜，将考虑了施加应力时的应变的杨氏模量、考虑了塑性变形的压痕硬度调整至规定的范围。但是，近年来，从耐久性的观点出发，覆膜倾向于厚膜化，如果仅分别着眼于杨氏模量、压痕硬度，在将覆膜设为3μm以上时，在兼顾高的耐剥离性和高的耐磨损性的方面存在改善的余地。

鉴于上述课题，本发明的目的在于提供具有即使将厚度设为3μm以上也兼顾了高的耐剥离性和高的耐磨损性的硬质碳覆膜的滑动构件。另外，本发明的目的在于提供由该滑动构件构成的活塞环。

用于解决问题的方法

本发明人为了解决上述问题，进行了如下实验：使用对于将覆膜的氢含量抑制为3原子％以下而言有效的离子镀法，在基材上形成厚度为3μm以上的硬质碳覆膜。结果发现，越是致密性高的覆膜，耐剥离性和耐磨损性越高。基于该实验结果，得到了如下构思：为了提高覆膜的耐磨损性，着眼于考虑了与致密性具有相关性的弹性变形的马氏硬度或许是重要的。进而，进一步进行了研究，结果发现，通过将马氏硬度(HM)与压痕硬度(HIT)之比(HM/HIT)设定为0.40以上，可以得到耐剥离性和耐磨损性优良的覆膜。

本发明是基于上述见解而完成的，其主旨构成如下所述。

(1)一种滑动构件，其是具有基材和形成在该基材上的氢含量为3原子％以下且厚度为3μm以上的硬质碳覆膜的滑动构件，其特征在于，

将上述硬质碳覆膜的马氏硬度设为HM、将压痕硬度设为HIT，HM/HIT为0.40以上。

(2)如上述(1)所述的滑动构件，其中，上述HIT为15GPa以上且50GPa以下。

(3)如上述(1)或(2)所述的滑动构件，其中，上述硬质碳覆膜的膜厚为5μm以上。