[发明专利]滑动构件和活塞环

说明书

本发明提供一种滑动构件，其具有兼顾高耐磨损性和低摩擦系数并且耐脱落性优异的硬质碳膜。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)上的硬质碳膜(12)，在硬质碳膜(12)中，压痕硬度从基材侧朝向表面侧逐渐降低，进而，在硬质碳膜(12)中，在0≤T/Ttotal≤0.6中的压痕硬度分布以第一直线近似，在0.9≤T/Ttotal≤1中的压痕硬度分布以第二直线近似，第一直线与第二直线的交点(T2/Ttotal，H2)满足下述式(1)以及下述式(2)。式(1)：(H3‑H1)×T2/Ttotal+H1＜H2≤0.9×H1，式(2)：0.6≤T2/Ttotal≤0.9。

技术领域

本发明涉及具有兼顾高耐磨损性和低摩擦系数且耐脱落性优异的硬质碳膜的滑动构件及由该滑动构件构成的活塞环。

背景技术

在活塞环等滑动构件中，一般通过在基材上覆盖类金刚石碳(DLC：Diamond LikeCarbon)膜这样的硬质碳膜来提高硬度和耐磨损性。

专利文献1的目的之一在于提供具有高硬度且耐磨损性优异的DLC膜的滑动构件，记载了一种滑动构件，其具有基材、形成于该基材上的中间层、和通过离子镀法形成在该中间层上的DLC膜。另外，优选将膜的压痕硬度设为20～70GPa。

专利文献2的目的在于兼顾高耐久性和低摩擦系数，记载了一种滑动构件，其具有基材、在该基材上由通过离子镀法形成的DLC构成的下层膜、在该下层膜上由通过CVD法形成的DLC构成的上层膜，其中，下层膜的压痕硬度为20GPa以上45GPa以下，上层膜的压痕硬度为5GPa以上20GPa以下。

现有技术

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2009-167512号公报。

发明内容

发明要解决的课题

在以专利文献1中记载的方法形成的DLC膜中，由于表层的压痕硬度固定并且为20～70GPa这样的高硬度，所以耐磨损性良好，但加工性存在改善的余地。

在专利文献2中，通过采用具有比下层膜柔软的上层膜的滑动构件，使上层膜作为磨合层发挥作用而改善加工性。但是，在该方法中，由于压痕硬度在上层膜和下层膜的边界不连续地变化，所以上层膜会脱落。

本发明鉴于上述课题，其目的在于提供一种滑动构件，其具有兼顾高耐磨损性和低摩擦系数并且耐脱落性优异的硬质碳膜。另外，本发明的目的在于提供一种由该滑动构件构成的活塞环。并且，本发明的目的还在于提供一种通过提高加工性而容易在加工业中进行制造的滑动构件、以及由该滑动构件构成的活塞环。

用于解决课题的方案

本发明人在为了解决上述问题而进行研究时发现：通过使硬质碳膜的压痕硬度从基材侧向表面侧逐渐降低，并且将硬质碳膜在厚度方向上的压痕硬度分布设为规定形状，从而能够获得具有兼顾高耐磨损性和低摩擦系数并且耐脱落性优异的硬质碳膜的滑动构件。

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，其特征在于，具有：

基材；

硬质碳膜，其形成在该基材上，

在所述硬质碳膜中，压痕硬度从所述基材侧朝向所述硬质碳膜的表面侧逐渐降低，

在所述硬质碳膜中，将其膜厚设为Ttotal(μm)，将从所述基材侧起的厚度位置设为T(μm)，将0≤T/Ttotal≤0.6中的压痕硬度分布以将T/Ttotal作为变量的第一直线进行近似，将0.9≤T/Ttotal≤1中的压痕硬度分布以将T/Ttotal作为变量的第二直线进行近似，