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公開番号2024054217
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-16
出願番号2024016278,2023568048
出願日2024-02-06,2023-09-07
発明の名称複合硬質クロムめっき、摺動部材
出願人DIC株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類C25D 15/02 20060101AFI20240409BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】耐摩耗性に優れた複合硬質クロムめっき皮膜、および、前記皮膜を被覆した摺動部材を提供することを目的とする。
【解決手段】板状アルミナを含む複合硬質クロムめっき皮膜であって、前記複合硬質クロムめっき皮膜のクロム源が3価クロムであり、前記複合硬質クロムめっき皮膜の膜厚が10μm～30μmであり、前記複合硬質クロムめっき皮膜の断面における前記板状アルミナの方向角A_f(アルミナの方向角A_fは下記の式(1)または式(2)によって求められる)が0～45°である、複合硬質クロムめっき皮膜を提供する。
Af=θ・・・・・・・(1)
Af=180-θ・・・(2)
(式中、θは、めっき皮膜表面と平行な軸に対するアルミナの主軸の傾きを示したものであり、θ≦90°の場合は式(1)を、90°<θの場合は式(2)を用いる。)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
板状アルミナを含む複合硬質クロムめっき皮膜であって、
前記複合硬質クロムめっき皮膜のクロム源が３価クロムであり、
前記複合硬質クロムめっき皮膜の膜厚が１０μｍ～３０μｍであり、
前記複合硬質クロムめっき皮膜の断面における前記板状アルミナの方向角Ａ
ｆ
（アルミナの方向角Ａ
ｆ
は下記の式（１）または式（２）によって求められる）が０～４５°である、複合硬質クロムめっき皮膜。
Ａ
ｆ
＝θ・・・・・・・（１）
Ａ
ｆ
＝１８０－θ・・・（２）
（式中、θは、めっき皮膜表面と平行な軸に対するアルミナの主軸の傾きを示したものであり、θ≦９０°の場合は式（１）を、９０°＜θの場合は式（２）を用いる。）
続きを表示（約 290 文字）【請求項２】
前記板状アルミナの平均粒子径が１μｍ以上１５μｍ以下、アスペクト比が１０以上５０以下である請求項１に記載の複合硬質クロムめっき皮膜。
【請求項３】
前記板状アルミナが、珪素、リン、窒素および硫黄からなる群から選択される１種以上の原子を含む表面処理剤で処理されている、請求項１又は２に記載の複合硬質クロムめっき皮膜。
【請求項４】
前記板状アルミナが、モリブデン原子を更に含む、請求項１又は２に記載複合硬質クロムめっき皮膜。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の複合硬質クロムめっき皮膜を被覆した摺動部材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合硬質クロムめっき皮膜において、３価クロムを使用する複合硬質クロムめっき皮膜、および、前記皮膜を被覆したピストンリング等の摺動部材に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
一般的にクロムめっきは、その優れた耐食性、耐変色性から、金属光沢を長く維持することができるため、装飾めっきとして広く用いられている。また、クロムめっきは、硬度が８００～９５０Ｈｖ程度と高く、耐摩耗性に優れ、低い摩耗係数を有するので、硬質クロムめっきとして機械部品等に広く用いられている。しかし、これらめっきに用いられるめっき液には、有害な６価クロムが主成分として用いられている。６価クロムは、健康保全上、環境保全上の観点より、高懸念物質として指定されており、６価クロムを用いないクロムめっきの開発が求められている。
【０００３】
６価クロムの代替として有害性の低い３価クロムを使用したクロムめっきが提案されている。３価クロムめっきは、膜厚５μｍ以下の比較的薄めっきにおいて、色調や耐食性に優れるため、装飾めっきとして実用化されている。しかし、硬質クロムめっきとしては、耐摩耗性が十分に高いとは言えず、実用化には至らないものであった。
【０００４】
そこで、耐摩耗性を向上させる方法として、クロムめっき中に耐摩耗性に優れた複数のセラミックス粒子を１０～３０容量％含有させる方法が提案されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。また、めっき硬度と耐摩耗性に相関関係があることに着目し、板状および/または繊維状のアルミナ粒子を含有させ、熱処理時のクラックの拡大と進展を抑制し、硬度を向上させる方法が提案されている（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１３－２４１６５６号公報
特開２０１６－２１６８３３号公報
特開２０１８－１５９０９９号公報
特開２０１４－１９６５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、複合硬質クロムめっき皮膜における耐摩耗性の指標となる、摩擦係数と摩耗痕の大きさの値は依然として改善の余地があった。
したがって、本発明が解決しようとする課題は、耐摩耗性に優れた複合硬質クロムめっき皮膜、および、前記皮膜を被覆した摺動部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、複合硬質クロムめっき皮膜中におけるセラミックス粒子の状態について詳細に検討をした。複合硬質クロムめっき皮膜の耐摩耗性を、回転摺動試験から得られる摩擦係数、および相手材への攻撃性の指標となる相手材摩耗痕幅を測定することで評価し、鋭意研究した結果、複合硬質クロムめっき皮膜の表面粗さＲａが０．０５～１．０となるようにすることで、耐摩耗性に優れるめっき皮膜が得られることを見出した。
【０００８】
また、複合硬質クロムめっき皮膜の断面における前記板状アルミナの方向角Ａ
ｆ
（アルミナの方向角Ａ
ｆ
は下記の式（１）または式（２）によって求められる）が０～４５°となるようにすることで、耐摩耗性に優れるめっき皮膜が得られることを見出した。
Ａ
ｆ
＝θ・・・・・・・（１）
Ａ
ｆ
＝１８０－θ・・・（２）
（式中、θは、画像解析ソフトより求められ、塗膜面と平行な軸に対するアルミナの主軸の傾きを示したものであり、θ≦９０°の場合は式（１）を、９０°＜θの場合は式（２）を用いる。）
【０００９】
すなわち、本発明は、以下の態様を含む。
（１）板状アルミナを含む複合硬質クロムめっき皮膜であって、
前記複合硬質クロムめっき皮膜のクロム源が３価クロムであり、
前記複合硬質クロムめっき皮膜の表面粗さＲａが０．０５～１．０である、複合硬質クロムめっき皮膜。
（２）板状アルミナを含む複合硬質クロムめっき皮膜であって、
前記複合硬質クロムめっき皮膜のクロム源が３価クロムであり、
前記複合硬質クロムめっき皮膜の断面における前記板状アルミナの方向角Ａ
ｆ
（アルミナの方向角Ａ
ｆ
は下記の式（１）または式（２）によって求められる）が０～４５°である、複合硬質クロムめっき皮膜。
Ａ
ｆ
＝θ・・・・・・・（１）
Ａ
ｆ
＝１８０－θ・・・（２）
（式中、θは、画像解析ソフトより求められ、塗膜面と平行な軸に対するアルミナの主軸の傾きを示したものであり、θ≦９０°の場合は式（１）を、９０°＜θの場合は式（２）を用いる。）
（３）板状アルミナを含む複合硬質クロムめっき皮膜であって、
前記複合硬質クロムめっき皮膜のクロム源が３価クロムであり、
前記複合硬質クロムめっき皮膜の断面における前記板状アルミナの方向角Ａ
ｆ
（アルミナの方向角Ａ
ｆ
は下記の式（１）または式（２）によって求められる）が０～４５°である、上記（１）に記載の複合硬質クロムめっき皮膜。
Ａ
ｆ
＝θ・・・・・・・（１）
Ａ
ｆ
＝１８０－θ・・・（２）
（式中、θは、画像解析ソフトより求められ、塗膜面と平行な軸に対するアルミナの主軸の傾きを示したものであり、θ≦９０°の場合は式（１）を、９０°＜θの場合は式（２）を用いる。）
（４）前記板状アルミナの平均粒子径が１μｍ以上１５μｍ以下、アスペクト比が１０以上５０以下である上記（１）～（３）のいずれか１つに記載の複合硬質クロムめっき皮膜。
（５）前記板状アルミナが、珪素、リン、窒素および硫黄からなる群から選択される１種以上の原子を含む表面処理剤で処理されている、上記（１）～（４）のいずれか１つに記載の複合硬質クロムめっき皮膜。
（６）前記板状アルミナが、形状制御剤由来の原子あるいは化合物を更に含む、上記（１）～（５）のいずれか１つに記載の複合硬質クロムめっき皮膜。
（７）前記形状制御剤が、珪素、ゲルマニウム、ナトリウム、およびカリウムからなる群から選択される１種以上を含む化合物である上記（６）に記載の複合硬質クロムめっき皮膜。
（８）前記板状アルミナが、モリブデン原子を更に含む、上記（１）～（７）のいずれか１つに記載の複合硬質クロムめっき皮膜。
（９）上記（１）～（８）のいずれか１つに記載の複合硬質クロムめっき皮膜を被覆した摺動部材。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の複合硬質クロムめっき皮膜は、めっき皮膜の表面粗さＲａを制御することで、耐摩耗性に優れたものとなり、ピストンリング等の摺動部材に好適に使用することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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