JP2005068171A

JP2005068171A - Low friction sliding mechanism and lubricating oil composition used therefor

Info

Publication number: JP2005068171A
Application number: JP2003208193A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Takeshima; 茂樹竹島; Shozaburo Konishi; 正三郎小西; Kenji Tsushima; 健次津島; Makoto Kano; 眞加納; Yoshiteru Yasuda; 芳輝保田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; Nippon Oil Corp
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; Eneos Corp
Priority date: 2003-08-21
Filing date: 2003-08-21
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2023-08-21
Also published as: JP3594194B1

Abstract

【課題】極めて優れた低摩擦特性を示し、更には従来のマグネシウム合金と鋼材料の摺動部と有機Ｍｏ化合物との組合せよりも更に優れた省燃費効果を発揮し得る低摩擦摺動機構及びこれに用いる潤滑油組成物を提供する。
【解決手段】ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）部材とマグネシウム合金部材とがなす摺動面に脂肪酸エステル系無灰摩擦調整剤及び／又は脂肪族アミン系無灰摩擦調整剤を含有する潤滑油組成物を介在させる低摩擦摺動機構である。上記低摩擦摺動機構に用いられ、脂肪酸エステル系無灰摩擦調整剤及び／又は脂肪族アミン系無灰摩擦調整剤を含有する潤滑油組成物である。
【選択図】なしA low-friction sliding mechanism that exhibits extremely excellent low-friction characteristics and that can exhibit a fuel-saving effect that is even better than a combination of a sliding portion of a conventional magnesium alloy and steel material and an organic Mo compound, and A lubricating oil composition used for this is provided.
A lubricating oil composition containing a fatty acid ester-based ashless friction modifier and / or an aliphatic amine-based ashless friction modifier on a sliding surface formed by a DLC (diamond-like carbon) member and a magnesium alloy member. It is a low friction sliding mechanism to be interposed. It is a lubricating oil composition used for the low friction sliding mechanism and containing a fatty acid ester ashless friction modifier and / or an aliphatic amine ashless friction modifier.
[Selection figure] None

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低摩擦摺動機構及びこれに用いる潤滑油組成物に係り、更に詳細には、例えば、内燃機関や駆動系伝達機関などにおける種々の摺動部での使用に適し、極めて優れた低摩擦特性を示す低摩擦摺動機構及びこれに用いる潤滑油組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地球全体の温暖化、オゾン層の破壊など地球規模での環境問題が大きくクローズアップされ、とりわけ地球全体の温暖化に大きな影響があるといわれているＣＯ_２削減については各国でその規制値の決め方をめぐって大きな関心を呼んでいる。
ＣＯ_２削減については、自動車の燃費の削減を図ることが大きな課題の１つであり、摺動材料と潤滑油が果たす役割は大きい。
摺動材料の役割は、エンジンの摺動部位の中で摩擦摩耗環境が苛酷な部位に対して耐磨耗性に優れ且つ低い摩擦係数を発現することであり、最近では、種々の硬質薄膜材料の適用が進んできている。一般にＤＬＣ材料は、空気中、潤滑油非存在下における摩擦係数が、ＴｉＮやＣｒＮといった耐磨耗性の硬質被膜材料と比べて低いことから低摩擦摺動材料として期待されている。
【０００３】
また、潤滑油における省燃費対策としては、▲１▼低粘度化による、流体潤滑領域における粘性抵抗及びエンジン内の攪拌抵抗の低減、▲２▼最適な摩擦調整剤と各種添加剤の配合による、混合及び境界潤滑領域下での摩擦損失の低減、が提言されており、摩擦調整剤としては、ＭｏＤＴＣやＭｏＤＴＰといった有機Ｍｏ化合物を中心に多くの研究がなされており、従来の鋼材料から成る摺動面においては、使用開始初期に優れた低摩擦係数を示す有機Ｍｏ化合物を配合した潤滑油が適用され、効果を上げていた。
【０００４】
しかしながら、空気中において低摩擦性に優れる一般のＤＬＣ材料は、潤滑油存在下においては、その摩擦低減効果が小さいことが報告されている（例えば、非特許文献１参照）。
また、この摺動材料に有機モリブデン化合物を含有する潤滑油組成物を適用したとしても摩擦低減効果が十分発揮されていないことがわかってきている（例えば、非特許文献２参照）。
【０００５】
【非特許文献１】
加納他「日本トライボロジー学会予稿集・東京」、１９９９年５月、ｐ１１〜１２
【非特許文献２】
Ｋａｎｏｅｔａｌ．「ＷｏｒｌｄＴｒｉｂｏｌｏｇｙＣｏｎｇｒｅｓｓ」、２００１年９月、Ｖｉｅｎｎａ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ、ｐ３４２
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、耐摩耗性に優れ安定した低摩擦特性を発揮し、更には従来のマグネシウム合金と鋼材料の摺動部と有機Ｍｏ化合物との組合せよりも更に優れた省燃費効果を発揮し得る低摩擦摺動機構及びこれに用いる潤滑油組成物を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ＤＬＣ部材とマグネシウム合金部材とを、所定の無灰摩擦調整剤を含有する潤滑油組成物存在下で摺動させることにより、上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明の低摩擦摺動機構は、ＤＬＣ部材と、マグネシウム合金部材と、これらの摺動面に脂肪酸エステル系無灰摩擦調整剤及び／又は脂肪族アミン系無灰摩擦調整剤を含有する潤滑油組成物を用いることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の潤滑油組成物は、上記低摩擦摺動機構に用いられ、脂肪酸エステル系無灰摩擦調整剤及び／又は脂肪族アミン系無灰摩擦調整剤を含有することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の低摩擦摺動機構について、更に詳細に説明する。なお、本明細書において「％」は、特記しない限り質量百分率を示す。
かかる低摩擦摺動機構は、ＤＬＣ部材とマグネシウム合金部材とを摺動させる際に、ＤＬＣ部材とマグネシウム合金部材との摺動面に脂肪酸エステル系及び／又は脂肪族アミン系無灰摩擦調整剤を含有する潤滑油組成物を介在させる。これより、ＤＬＣ部材とマグネシウム合金部材とが従来よりも極めて低摩擦で摺動しうる。
【００１１】
ここで、上記ＤＬＣ部材を構成するＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）材は、炭素元素を主として構成された非晶質であり、炭素同士の結合形態がダイヤモンド構造（ＳＰ^３結合）とグラファイト結合（ＳＰ^２結合）の両方から成る。
具体的には、炭素元素だけから成るａ−Ｃ（アモルファスカーボン）、水素を含有するａ−Ｃ：Ｈ（水素アモルファスカーボン）、及びチタン（Ｔｉ）やモリブデン（Ｍｏ）等の金属元素を一部に含むＭｅＣが挙げられるが、本発明においては、上記ＤＬＣ部材は大幅な摩擦低減効果の発揮の面から、水素を含まないａ−Ｃ系材料から成ることが好適である。
上記マグネシウム合金部材の構成材料としては、マグネシウム−アルミニウム−亜鉛（Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ）系、マグネシウム−アルミニウム−希土類金属（Ｍｇ−Ａｌ−ＲＥＭ）系、マグネシウム−アルミニウム−カルシウム（Ｍｇ−Ａｌ−Ｃａ）系、マグネシウム−亜鉛−アルミニウム−カルシウム（Ｍｇ−Ｚｎ−Ａｌ−Ｃａ）系、マグネシウム−アルミニウム−カルシウム−希土類金属（Ｍｇ−Ａｌ−Ｃａ−ＲＥＭ）系、マグネシウム−アルミニウム−ストロンチウム（Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｒ）系、マグネシウム−アルミニウム−シリコン（Ｍｇ−Ａｌ−Ｓｉ）系、マグネシウム−希土類金属−亜鉛（Ｍｇ−ＲＥＭ−Ｚｎ）系、マグネシウム−銀−希土類金属（Ｍｇ−Ａｇ−ＲＥＭ）系又はマグネシウム−イットリウム−希土類金属（Ｍｇ−Ｙ−ＲＥＭ）系、及びこれらの任意の組み合わせに係るものを用いることが好ましい。具体的にはＡＺ９１、ＡＥ４２、ＡＸ５１、ＡＸＪ、ＺＡＸ８５、ＡＸＥ５２２、ＡＪ５２、ＡＳ２１、ＱＥ２２及びＷＥ４３（ＡＳＴＭ）などを挙げることができる。
【００１２】
また、上記ＤＬＣ部材及びマグネシウム合金部材のそれぞれの表面粗さは、算術平均粗さＲａで、０．１μｍ以下であることが摺動の安定性の面から好適である。０．１μｍを超えると局部的にスカッフィングを形成し、摩擦係数の大幅向上となることがある。
更に、上記ＤＬＣ部材は、表面硬さが、マイクロビッカーズ硬さ（１０ｇ荷重）でＨｖ１０００〜３５００、厚さが０．３〜２．０μｍであることが好ましく、上記マグネシウム合金部材は、表面硬さが、ブリネル硬さＨ_Ｂ４５〜９５であることが好ましい。ＤＬＣ部材の表面硬さ及び厚さが上記範囲から外れるとＨｖ１０００未満、厚さ０．３μｍ未満では摩滅し、逆にＨｖ３５００、厚さ２．０μｍを超えると剥離し易くなり、マグネシウム合金部材の表面硬さが上記から外れるとＨ_Ｂ８０未満ではマグネシウム合金が摩耗し易くなることがある。
【００１３】
本発明の低摩擦摺動機構は、潤滑油組成物を介在させて２つの金属表面が接触する摺動面であれば何ら限定なく使用できるが、代表的には、内燃機関の摺動部として使用できる。この場合は、従来に比べて極めて優れた低摩擦特性が得られるので有効である。
【００１４】
次に、本発明の潤滑油組成物について詳細に説明する。
かかる潤滑油組成物は、潤滑油基油に、脂肪酸エステル系無灰摩擦調整剤及び／又は脂肪族アミン系無灰摩擦調整剤を含有して成り、上述した低摩擦摺動機構に用いられる。
【００１５】
ここで、上記脂肪酸エステル系無灰摩擦調整剤及び／又は脂肪族アミン系無灰摩擦調整剤としては、炭素数６〜３０、好ましくは炭素数８〜２４、特に好ましくは炭素数１０〜２０の直鎖状又は分枝状炭化水素基を有する脂肪酸エステル、脂肪族アミン化合物及びこれらの任意混合物を挙げることができる。炭素数が６〜３０でないときは、本発明のような摩擦低減効果が十分得られない可能性がある。
ここで、上記潤滑油基油としては特に限定されるものではなく、通常、潤滑油組成物の基油として用いられるものであれば、鉱油系基油、合成系基油を問わず使用することができる。
鉱油系基油としては、具体的には、原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られた潤滑油留分を溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、水素化精製、ワックス異性化等の処理を１つ以上行って精製したもの等が挙げられ、特に水素化分解処理や水素化精製処理あるいはワックス異性化処理が施されたもの等の各種の基油を用いることができる。
【００１６】
合成系基油としては、具体的には、アルキルナフタレン、アルキルベンゼン、ポリブテン又はその水素化物；１−オクテンオリゴマー、１−デセンオリゴマー等のポリ−α−オレフィン又はその水素化物；ジトリデシルグルタレート、ジオクチルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、及びジオクチルセバケート等のジエステル；トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンぺラルゴネート、ペンタエリスリトール−２−エチルヘキサノエート、及びペンタエリスリトールぺラルゴネート等のポリオールエステル及びこれらの混合物等が例示できる。中でも、１−オクテンオリゴマー、１−デセンオリゴマー等のポリ−α−オレフィン又はその水素化物が好ましい例として挙げられる。
【００１７】
本発明の潤滑油組成物における基油は、鉱油系基油又は合成系基油を単独あるいは混合して用いる以外に、２種類以上の鉱油系基油、あるいは２種類以上の合成系基油の混合物であっても差し支えない。また、上記混合物における２種類以上の基油の混合比も特に限定されず任意に選ぶことができる。
【００１８】
潤滑油基油の全芳香族含有量には特に制限はないが、１５％以下であることが好ましく、より好ましくは１０％以下、さらに好ましくは８％である。潤滑油基油の全芳香族含有量が１５％を超える場合には、酸化安定性が劣るため好ましくない。また、高度水素化分解鉱油あるいは１−デセンオリゴマー水素化物等、潤滑油基油の全芳香族含有量が２％以下、あるいは０％であっても摩擦低減効果の高い組成物を得ることができるが、例えば、脂肪酸エステル系無灰摩擦調整剤及び／又は脂肪族アミン系無灰摩擦調整剤の含有量が１％を超える場合には、貯蔵安定性に劣る可能性があるため、必要に応じて溶剤精製鉱油やアルキルベンゼン等を配合することにより潤滑油基油の全芳香族含有量を調整する（例えば２％以上とする）ことが好ましい。ここで、全芳香族含有量とは、ＡＳＴＭＤ２５４９に準拠して測定した芳香族留分（ａｒｏｍａｔｉｃｆｒａｃｔｉｏｎ）含有量を意味し、通常この芳香族留分には、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、アントラセン、フェナントレン、及びこれらのアルキル化物、四環以上のベンゼン環が縮合した化合物、又はピリジン類、キノリン類、フェノール類、ナフトール類等のヘテロ芳香族を有する化合物等が含まれる。
【００１９】
潤滑油基油の動粘度は、特に制限はないが、内燃機関用潤滑油組成物として使用する場合には、１００℃における動粘度は、２ｍｍ^２／ｓ以上であることが好ましく、より好ましくは３ｍｍ^２／ｓ以上であり、一方、その動粘度は、２０ｍｍ^２／ｓ以下であることが好ましく、１０ｍｍ^２／ｓ以下、特に８ｍｍ^２／ｓ以下であることが好ましい。潤滑油基油の１００℃における動粘度を２ｍｍ^２／ｓ以上とすることによって油膜形成が十分であり、潤滑性に優れ、また、高条件下での基油の蒸発損失がより小さい組成物を得ることができる。一方、１００℃における動粘度を２０ｍｍ^２／ｓ以下とすることによって、流体抵抗が小さくなるため潤滑個所での摩擦抵抗のより小さい組成物を得ることができる。
【００２０】
また、潤滑油基油の粘度指数は、特に制限はないが、８０以上であることが好ましく、内燃機関用潤滑油組成物として使用する場合には、１００以上であることが好ましく、１２０以上であることが特に好ましい。潤滑油基油の粘度指数が高いものを選択することにより低温粘度特性に優れるだけでなく、摩擦低減効果に優れた組成物を得ることができる。
【００２１】
上記炭素数６〜３０の直鎖状又は分枝状炭化水素基としては、具体的には、へキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基、トリコシル基、テトラコシル基、ペンタコシル基、ヘキサコシル基、ヘプタコシル基、オクタコシル基、ノナコシル基及びトリアコンチル基等のアルキル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基、オクタデセニル基、ノナデセニル基、イコセニル基、ヘンイコセニル基、ドコセニル基、トリコセニル基、テトラコセニル基、ペンタコセニル基、ヘキサコセニル基、ヘプタコセニル基、オクタコセニル基、ノナコセニル基及びトリアコンテニル基等のアルケニル基などを挙げることができる。
なお、上記アルキル基及びアルケニル基には、考えられる全ての直鎖状構造及び分枝状構造が含まれ、また、アルケニル基における二重結合の位置は任意である。
【００２２】
また、上記脂肪酸エステルとしては、かかる炭化水素基を有する脂肪酸と脂肪族１価アルコール又は脂肪族多価アルコールとから成るエステルなどを例示できる。具体的な好適例としては、グリセリンモノオレート、グリセリンジオレート、ソルビタンモノオレート及びソルビタンジオレートなどが挙げられる。
更に、上記脂肪族アミン化合物としては、脂肪族モノアミン又はそのアルキレンオキシド付加物、脂肪族ポリアミン、イミダゾリン化合物等、及びこれらの誘導体等を例示できる。具体的には、ラウリルアミン、ラウリルジエチルアミン、ラウリルジエタノールアミン、ドデシルジプロパノールアミン、パルミチルアミン、ステアリルアミン、ステアリルテトラエチレンペンタミン、オレイルアミン、オレイルプロピレンジアミン、オレイルジエタノールアミン、及びＮ−ヒドロキシエチルオレイルイミダゾリン等の脂肪族アミン化合物や、これら脂肪族アミン化合物のＮ，Ｎ−ジポリオキシアルキレン−Ｎ−アルキル（又はアルケニル）（炭素数６〜２８）等のアミンアルキレンオキシド付加物、これら脂肪族アミン化合物に炭素数２〜３０のモノカルボン酸（脂肪酸等）や、シュウ酸、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の炭素数２〜３０のポリカルボン酸を作用させて、残存するアミノ基及び／又はイミノ基の一部又は全部を中和したりアミド化した、いわゆる酸変性化合物等が挙げられる。好適な例としては、Ｎ，Ｎ−ジポリオキシエチレン−Ｎ−オレイルアミン等が挙げられる。
【００２３】
また、本発明の潤滑油組成物に含まれる脂肪酸エステル系無灰摩擦調整剤及び／又は脂肪族アミン系無灰摩擦調整剤の含有量は、特に制限はないが、組成物全量基準で、０．０５〜３．０％であることが好ましく、更に好ましくは０．１〜２．０％、特に好ましくは０．５〜１．４％であることがよい。上記含有量が０．０５％未満であると摩擦低減効果が小さくなり易く、３．０％を超えると摩擦低減効果に優れるものの潤滑油基油への溶解性や貯蔵安定性が著しく悪化し、沈殿物が発生し易いので、好ましくない。
【００２４】
更に、本発明の潤滑油組成物は、ポリブテニルコハク酸イミド及び／又はその誘導体を含有することが好適である。
上記ポリブテニルコハク酸イミドとしては、次の一般式（１）及び（２）
【００２５】
【化１】

【００２６】
【化２】

【００２７】
で表される化合物が挙げられる。これら一般式におけるＰＩＢは、ポリブテニル基を示し、高純度イソブテン又は１−ブテンとイソブテンの混合物をフッ化ホウ素系触媒又は塩化アルミニウム系触媒で重合させて得られる数平均分子量が９００〜３５００、望ましくは１０００〜２０００のポリブテンから得られる。上記平均分子量が９００未満の場合は清浄性効果が劣り易く、３５００を超える場合は低温流動性に劣り易いため、望ましくない。
また、上記一般式におけるｎは、清浄性に優れる点から１〜５の整数、より望ましくは２〜４の整数であることがよい。更に、上記ポリブテンは、製造過程の触媒に起因して残留する微量のフッ素分や塩素分を吸着法や十分な水洗等の適切な方法により、５０ｐｐｍ以下、より望ましくは１０ｐｐｍ以下、特に望ましくは１ｐｐｍ以下まで除去してから用いることもよい。
【００２８】
更に、上記ポリブテニルコハク酸イミドの製造方法としては、特に限定はないが、例えば、上記ポリブテンの塩素化物又は塩素やフッ素が充分除去されたポリブテンと無水マレイン酸とを１００〜２００℃で反応させて得られるブテニルコハク酸を、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン及びペンタエチレンヘキサミン等のポリアミンと反応させることにより得ることができる。
【００２９】
一方、上記ポリブテニルコハク酸イミドの誘導体としては、上記一般式（１）及び（２）に示す化合物に、ホウ素化合物や含酸素有機化合物を作用させて、残存するアミノ基及び／又はイミノ基の一部又は全部を中和したりアミド化した、いわゆるホウ素変性化合物又は酸変性化合物を例示できる。代表的には、ホウ素含有ポリブテニルコハク酸イミド、特にホウ素含有ビスポリブテニルコハク酸イミドを用いることがより望ましい。
【００３０】
上記ホウ素化合物としては、ホウ酸、ホウ酸塩及びホウ酸エステル等が挙げられる。具体的には、上記ホウ酸としては、例えばオルトホウ酸、メタホウ酸及びパラホウ酸等が挙げられる。また、上記ホウ酸塩としては、アンモニウム塩等、例えばメタホウ酸アンモニウム、四ホウ酸アンモニウム、五ホウ酸アンモニウム及び八ホウ酸アンモニウム等のホウ酸アンモニウム等が好適例として挙げられる。更に、ホウ酸エステルとしては、ホウ酸とアルキルアルコール（望ましくは炭素数１〜６）とのエステル、例えばホウ酸モノメチル、ホウ酸ジメチル、ホウ酸トリメチル、ホウ酸モノエチル、ホウ酸ジエチル、ホウ酸トリエチル、ホウ酸モノプロピル、ホウ酸ジプロピル、ホウ酸トリプロピル、ホウ酸モノブチル、ホウ酸ジブチル及びホウ酸トリブチル等が好適例として挙げられる。なお、ホウ素含有ポリブテニルコハク酸イミドにおけるホウ素含有量Ｂと窒素含有量Ｎとの質量比「Ｂ／Ｎ」は、通常０．１〜３であり、望ましくは０．２〜１である。
また、上記含酸素有機化合物としては、具体的には、例えばギ酸、酢酸、グリコール酸、プロピオン酸、乳酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、ノナデカン酸及びエイコサン酸等の炭素数１〜３０のモノカルボン酸、シュウ酸、フタル酸、トリメリット酸及びピロメリット酸等の炭素数２〜３０のポリカルボン酸並びにこれらの無水物、又はエステル化合物、炭素数２〜６のアルキレンオキサイド及びヒドロキシ（ポリ）オキシアルキレンカーボネート等が挙げられる。
【００３１】
なお、本発明の潤滑油組成物において、ポリブテニルコハク酸イミド及び／又はその誘導体の含有量は特に制限されないが、０．１〜１５％が望ましく、より望ましくは１．０〜１２％であることがよい。０．１％未満では清浄性効果に乏しくなることがあり、１５％を超えると含有量に見合う清浄性効果が得られにくく、抗乳化性が悪化し易い。
【００３２】
更にまた、本発明の潤滑油組成物は、次の一般式（３）
【００３３】
【化３】

【００３４】
で表されるジチオリン酸亜鉛を含有することが好適である。
上記式（３）中のＲ^４、Ｒ^５、Ｒ^６及びＲ^７は、それぞれ別個に炭素数１〜２４の炭化水素基を示す。これら炭化水素基としては、炭素数１〜２４の直鎖状又は分枝状のアルキル基、炭素数３〜２４の直鎖状又は分枝状のアルケニル基、炭素数５〜１３のシクロアルキル基又は直鎖状若しくは分枝状のアルキルシクロアルキル基、炭素数６〜１８のアリール基又は直鎖状若しくは分枝状のアルキルアリール基、及び炭素数７〜１９のアリールアルキル基等のいずれかであることが望ましい。また、アルキル基やアルケニル基は、第１級、第２級及び第３級のいずれであってもよい。
【００３５】
上記Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６及びＲ^７としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基、ヘンイコシル基、ドコシル基、トリコシル基及びテトラコシル基等のアルキル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ブタジエニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基、トリデセニル基、テトラデセニル基、ペンタデセニル基、ヘキサデセニル基、ヘプタデセニル基及びオレイル基等のオクタデセニル基、ノナデセニル基、イコセニル基、ヘンイコセニル基、ドコセニル基、トリコセニル基及びテトラコセニル基等のアルケニル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基及びシクロヘプチル基等のシクロアルキル基、メチルシクロペンチル基、ジメチルシクロペンチル基、エチルシクロペンチル基、プロピルシクロペンチル基、エチルメチルシクロペンチル基、トリメチルシクロペンチル基、ジエチルシクロペンチル基、エチルジメチルシクロペンチル基、プロピルメチルシクロペンチル基、プロピルエチルシクロペンチル基、ジ−プロピルシクロペンチル基、プロピルエチルメチルシクロペンチル基、メチルシクロへキシル基、ジメチルシクロへキシル基、エチルシクロへキシル基、プロピルシクロへキシル基、エチルメチルシクロへキシル基、トリメチルシクロへキシル基、ジエチルシクロヘキシル基、エチルジメチルシクロヘキシル基、プロピルメチルシクロヘキシル基、プロピルエチルシクロヘキシル基、ジ−プロピルシクロへキシル基、プロピルエチルメチルシクロヘキシル基、メチルシクロヘプチル基、ジメチルシクロヘプチル基、エチルシクロヘプチル基、プロピルシクロヘプチル基、エチルメチルシクロヘプチル基、トリメチルシクロヘプチル基、ジエチルシクロヘプチル基、エチルジメチルシクロヘプチル基、プロピルメチルシクロヘプチル基、プロピルエチルシクロヘプチル基、ジ−プロピルシクロヘプチル基及びプロピルエチルメチルシクロヘプチル基等のアルキルシクロアルキル基、フェニル基及びナフチル基等のアリール基、トリル基、キシリル基、エチルフェニル基、プロピルフェニル基、エチルメチルフェニル基、トリメチルフェニル基、ブチルフェニル基、プロピルメチルフェニル基、ジエチルフェニル基、エチルジメチルフェニル基、テトラメチルフェニル基、ペンチルフェニル基、ヘキシルフェニル基、ヘプチルフェニル基、オクチルフェニル基、ノニルフェニル基、デシルフェニル基、ウンデシルフェニル基及びドデシルフェニル基等のアルキルアリール基、ベンジル基、メチルベンジル基、ジメチルベンジル基、フェネチル基、メチルフェネチル基及びジメチルフェネチル基等のアリールアルキル基等が例示できる。
などを挙げることができる。
なお、上記炭化水素基には、考えられる全ての直鎖状構造及び分枝状構造をが含まれ、また、アルケニル基の二重結合の位置、アルキル基のシクロアルキル基への結合位置、アルキル基のアリール基への結合位置、及びアリール基のアルキル基への結合位置は任意である。
【００３６】
上記ジチオリン酸亜鉛の好適な具体例としては、例えば、ジイソプロピルジチオリン酸亜鉛、ジイソブチルジチオリン酸亜鉛、ジ−ｓｅｃ−ブチルジチオリン酸亜鉛、ジ−ｓｅｃ−ペンチルジチオリン酸亜鉛、ジ−ｎ−ヘキシルジチオリン酸亜鉛、ジ−ｓｅｃ−ヘキシルジチオリン酸亜鉛、ジ−オクチルジチオリン酸亜鉛、ジ−２−エチルヘキシルジチオリン酸亜鉛、ジ−ｎ−デシルジチオリン酸亜鉛、ジ−ｎ−ドデシルジチオリン酸亜鉛、ジイソトリデシルジチオリン酸亜鉛、及びこれらの任意の組合せに係る混合物等が挙げられる。
【００３７】
また、上記ジチオリン酸亜鉛の含有量は、特に制限されないが、より高い摩擦低減効果を発揮させる観点から、組成物全量基準且つリン元素換算量で、０．１％以下であることが好ましく、また０．０６％以下であることがより好ましく、更にはジチオリン酸亜鉛が含有されないことが特に好ましい。ジチオリン酸亜鉛の含有量がリン元素換算量で０．１％を超えると、ＤＬＣ部材とマグネシウム合金部材との摺動面における上記脂肪酸エステル系無灰摩擦調整剤や上記脂肪族アミン系無灰摩擦調整剤の優れた摩擦低減効果が阻害されるおそれがある。
【００３８】
更に、上記ジチオリン酸亜鉛は、特に限定されることなく、任意の従来方法を採用して製造することができる。具体的には、例えば、上記式（３）中のＲ^４、Ｒ^５、Ｒ^６及びＲ^７に対応する炭化水素基を有するアルコール又はフェノールを五硫化ニリンと反応させてジチオリン酸とし、これを酸化亜鉛で中和させることにより合成できる。なお、上記ジチオリン酸亜鉛の構造が異なるのは、使用する原料アルコール等によることは言うまでもない。
【００３９】
上述のように、本発明の潤滑油組成物は、ＤＬＣ部材とマグネシウム合金部材との摺動面に用いる場合に、極めて優れた低摩擦特性を示すが、特に内燃機関の摺動部に用いるときは、金属系清浄剤、酸化防止剤、粘度指数向上剤、他の無灰摩擦調整剤、他の無灰分散剤、磨耗防止剤若しくは極圧剤、防錆剤、非イオン系界面活性剤、抗乳化剤、金属不活性化剤、及び消泡剤等を単独で又は複数種を組合せて配合し、必要な性能を高めることができる。
【００４０】
上記金属系清浄剤としては、潤滑油用の金属系清浄剤として通常用いられる任意の化合物が使用できる。例えば、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のスルホネート、フェネート、サリシレート及びナフテネート等を単独で又は複数種を組合せて使用できる。ここで、上記アルカリ金属としてはナトリウム（Ｎａ）やカリウム（Ｋ）等、上記アルカリ土類金属としてはカルシウム（Ｃａ）やマグネシウム（Ｍｇ）等が例示できる。また、具体的な好適例としては、Ｃａ又はＭｇのスルフォネート、フェネート及びサリシレートが挙げられる。
なお、これら金属系清浄剤の全塩基価及び添加量は、要求される潤滑油組成物の性能に応じて任意に選択できる。通常は、過塩素酸法で０〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇ、望ましくは１５０〜４００ｍｇＫＯＨ／ｇであり、その添加量は組成物全量基準で、通常０．１〜１０％である。
【００４１】
また、上記酸化防止剤としては、潤滑油用の酸化防止剤として通常用いられる任意の化合物を使用できる。例えば、４，４−メチレンビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）及びオクチル−３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート等のフェノール系酸化防止剤、フェニル−α−ナフチルアミン、アルキルフェニル−α−ナフチルアミン及びアルキルジフェニルアミン等のアミン系酸化防止剤、並びにこれらの任意の組合せに係る混合物等が挙げられる。また、かかる酸化防止剤の添加量は、組成物全量基準で、通常０．０１〜５％である。
【００４２】
更に、上記粘度指数向上剤としては、具体的には、各種メタクリル酸又はこれらの任意の組合せに係る共重合体やその水添物等のいわゆる非分散型粘度指数向上剤、及び更に窒素化合物を含む各種メタクリル酸エステルを共重合させたいわゆる分散型粘度指数向上剤等が例示できる。また、非分散型又は分散型エチレン−α−オレフィン共重合体（α−オレフィンとしては、例えばプロピレン、１−ブテン、１−ペンテン等）及びその水素化物、ポリイソブチレン及びその水添物、スチレン−ジエン水素化共重合体、スチレン−無水マレイン酸エステル共重合体、並びにポリアルキルスチレン等も例示できる。
これら粘度指数向上剤の分子量は、せん断安定性を考慮して選定することが必要である。具体的には、粘度指数向上剤の数平均分子量は、例えば分散型及び非分散型ポリメタクリレートでは５０００〜１００００００、好ましくは１０００００〜８０００００がよく、ポリイソブチレン又はその水素化物では８００〜５０００、エチレン−α−オレフィン共重合体及びその水素化物では８００〜３０００００、好ましくは１００００〜２０００００がよい。また、かかる粘度指数向上剤は、単独で又は複数種を任意に組合せて含有させることができるが、通常その含有量は、潤滑油組成物基準で０．１〜４０．０％であることが望ましい。
【００４３】
更にまた、他の無灰摩擦調整剤としては、ホウ酸エステル、高級アルコール及び脂肪族エーテル等の無灰摩擦調整剤、ジチオリン酸モリブデン、ジチオカルバミン酸モリブデン及び二硫化モリブデン等の金属系摩擦調整剤等が挙げられる。また、他の無灰分散剤としては、数平均分子量が９００〜３５００のポリブテニル基を有するポリブテニルベンジルアミン、ポリブテニルアミン、数平均分子量が９００未満のポリブテニル基を有するポリブテニルコハク酸イミド等及びそれらの誘導体等が挙げられる。
更に、上記磨耗防止剤又は極圧剤としては、ジスルフィド、硫化油脂、硫化オレフィン、炭素数２〜２０の炭化水素基を１〜３個含有するリン酸エステル、チオリン酸エステル、亜リン酸エステル、チオ亜リン酸エステル及びこれらのアミン塩等が挙げられる。
更にまた、上記防錆剤としては、アルキルベンゼンスルフォネート、ジノニルナフタレンスルフォネート、アルケニルコハク酸エステル、多価アルコールエステル等が挙げられる。
また、上記非イオン系界面活性剤及び抗乳化剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル及びポリオキシエチレンアルキルナフチルエーテル等のポリアルキレングリコール系非イオン系界面活性剤等が挙げられる。
更に、上記金属不活性化剤としては、イミダゾリン、ピリミジン誘導体、チアジアゾール、ベンゾトリアゾール及びチアジアゾール等が挙げられる。
更にまた、上記消泡剤としては、シリコーン、フルオロシリコーン及びフルオロアルキルエーテル等が挙げられる。
なお、これら添加剤を本発明の潤滑油組成物に含有する場合は、その含有量は、組成物全量基準で、他の摩擦調整剤、他の無灰分散剤、磨耗防止剤又は極圧剤、防錆剤、及び抗乳化剤は０．０１〜５％、並びに金属不活性剤は０．０００５〜１％の範囲から適宜選択できる。
【００４４】
【実施例】
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳述するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４５】
（摺動材料）
摺動材料の一例として、図１に示すようなピンオンディスク単体摩擦用の試験片を作製した。この単体試験片は、３つのピンと、円板からなり、以下の方法により得られた摺動材料を用いて作製したものである。
・ピン材料
以下のＳＵＪ２材料から所定のピン形状に研磨加工後、ラッピングテープを用いた研磨によってピンを様々な表面粗さ（Ｒａ０．２μｍ以下）に仕上げた。
・円板材料
種々のマグネシウム合金から成る円板形状素材に、所定の時効硬化処理後、ピンとの摺動表面を研磨によって、種々の表面粗さに仕上げた。
・表面処理
上記により仕上げられたピン材料の表面に、黒鉛をターゲットとしたＰＶＤ処理又はＣＶＤ処理によって以下の材料を様々な膜厚となるようにコーティングした。コーティングされた表面は更にラッピングテープを用いた研磨によって様々な表面粗さ（Ｒａ０．１１μｍ以下）に仕上げた。
▲１▼ａ−Ｃ …（ＰＶＤ処理）
▲２▼ＴｉＮ
▲３▼ＣｒＮ
▲４▼ＤＬＣ（ａ−Ｃ：Ｈ） …（ＣＶＤ処理）
これら摺動材料について表１に示す。
【００４６】
【表１】

【００４７】
（潤滑油組成物の調製）
・オイル１
潤滑油基油として水素化分解鉱油（１００℃動粘度：５．０ｍｍ^２／ｓ、粘度指数：１２０、全芳香族含有量：５．５％）を用い、それにエステル系摩擦調整剤（グリセリンモノオレート）を１％、無灰系分散剤（ポリブテニルコハク酸イミド（窒素含有量：１．２％））を５．０％、金属系清浄剤としてカルシウムスルホネート（全塩基価：３００ｍｇＫＯＨ／ｇ、カルシウム含有量：１２．０％）を０．５％及びカルシウムフェネート（全塩基価：２５５ｍｇＫＯＨ／ｇ、カルシウム含有量：９．２％）を０．９％、その他添加剤として粘度指数向上剤、酸化防止剤、防錆剤、抗乳化剤、非イオン系界面活性剤、金属不活性化剤、消泡剤等を合計量で７．０％配合し調製した。
・オイル２
ジアルキルジチオリン酸亜鉛（亜鉛含有量：９．３％、リン含有量：８．５％、アルキル基：第２級ブチル基又は第２級へキシル基）をリン元素換算量で０．０４７％添加した以外は、オイル１と同様の操作を繰り返して調製した。
・オイル３
潤滑油基油として１−デセンオリゴマー水素化物（１００℃動粘度：３．９ｍｍ^２／ｓ、粘度指数：１２４、全芳香族含有量：０．０％）を用いた以外は、オイル２と同様の操作を繰り返して調製した。
・オイル４
エステル系摩擦調整剤を添加せず、アミン系摩擦調整剤（Ｎ，Ｎ−ジポリオキシエチレン−Ｎ−オレイルアミン）を１．０％添加した以外は、オイル１と同様の操作を繰り返して調製した。
・オイル５
ジアルキルジチオリン酸亜鉛（亜鉛含有量：９．３％、リン含有量：８．５％、アルキル基：第２級ブチル基又は第２へキシル基）をリン元素換算量で０．０９４％とした以外は、オイル２と同様の操作を繰り返して調製した。
・オイル６
アミン系摩擦調整剤（Ｎ，Ｎ−ジポリオキシエチレン−Ｎ−オレイルアミン）を０．５％添加した以外は、オイル５と同様の操作を繰り返して調製した。
・オイル７
エステル系摩擦調整剤（グリセリンモノオレート）を０．２％とした以外は、オイル２と同様の操作を繰り返して調製した。
・オイル８
エステル系摩擦調整剤を添加しない以外は、オイル５と同様の操作を繰り返して調製した。
・オイル９
エステル系摩擦調整剤を添加せず、モリブデンジチオカーバメイト（モリブデン含有率：４．１％）を１．１％添加した以外は、オイル５と同様の操作を繰り返して調製した。
これら潤滑油組成物の組成とそのオイル性状を表２に示す。
【００４８】
【表２】

【００４９】
（実施例１〜９）
表１の実施例１〜９に示すピン及び円板を組合わせた単体試験片を作製し、表１の各実施例に併記した各潤滑油組成物（上記オイル１〜７）を用いて、以下の単体摩擦試験を実施した。この結果を合わせて表１に示す。
（単体摩擦試験条件）
最大ヘルツ圧力：８０ＭＰａ
円板回転速度：３０ｒｐｍ
オイル供給方法：油浴
供給オイル温度：８０℃
試験時間：６０ｍｉｎ
【００５０】
（比較例１〜５）
上記と同様に、表１の比較例１〜５に示すピン及び円板を組合わせた単体試験片を作製し、表１の各実施例に併記した各潤滑油組成物（上記オイル５、８又は９）を用いて、以下の単体摩擦試験を実施した。この結果を合わせて表１に示す。
表１より、実施例１〜９で得られた単体試験片は、いずれも優れた低摩擦係数を示すことがわかる。例えば、これらは、従来の鉄系材料とマグネシウム合金材料の組合せを用いた比較例１の単体試験片に比べて、約４０〜６０％の摩擦低減効果が得られた。
更に、実施例１、２及び６の結果から、ジチオリン酸亜鉛の含有量が少ないほど摩擦低減効果に優れることがわかる。
尚、実施例１〜９で得られた単体試験片の材料組合せは、試験後の表面形状に何ら問題はなく、耐磨耗性にも非常に優れ、安定した低摩擦特性を示す。
【００５１】
尚、本発明の好適範囲外である実施例５で得られた単体試験片は、表１から明らかなように摩擦低減効果認められるものの、水素を含まないａ−Ｃ材を用いた他の実施例ほどの効果は見られない。
【００５２】
一方、比較例１の単体試験片材料組合せは、ＳＵ２材のピンとＡＺ９１材の円板をラッピングテープで研磨仕上げしたものの組合せであり、当該ピンに表面コーティングをしていない組合せである。また、この単体試験では、本発明で用いる摩擦調整剤を含まない潤滑油組成物（オイル８）を用いている。従って、摩擦係数が０．１を超えてしまい摩擦特性に劣る。これは、摺動面にＺｎＤＴＰを主体とする反応皮膜が形成されたためと推定できる。
また、比較例２の単体試験片材料組合せは、比較例１と同様の構成である。この単体試験では、本発明で用いる摩擦調整剤を含む潤滑油組成物（オイル５）を用いており、多少の摩擦低減効果があるものの、摩擦係数が０．１２と高く摩擦特性に劣る。これは、摺動面にＺｎＤＴＰを主体とする反応皮膜が形成されたためと推定できる。
更に、比較例３の単体試験片材料組合せは、実施例４と同様の構成であるが、潤滑油組成物として従来の鋼材料間の摺動面に最も有効であった有機モリブデンを配合した省燃費エンジン油（オイル９）を用いても、摩擦係数が０．１に近い高い摩擦係数を示す。これは、摺動面に二硫化モリブデン被膜が形成されないためと推定できる。
更にまた、比較例４の単体試験片材料組合せでは、ＴｉＮコーティングしたピンと本発明で用いる摩擦調整剤を含む潤滑油組成物（オイル５）を用いており、摩擦係数は低減したものの、その絶対値は０．１程度のままであった。また、比較例５の単体試験片材料組合せでは、ピンをＣｒＮコーティングにしてみたが、ＴｉＮピンと摩擦低減効果に大差は認められなかった。
【００５３】
実施例１〜９より、本発明のようにＤＬＣ材、特に好適範囲で作製された水素を含まないａ−Ｃ系ＤＬＣ材を用いたピンを、好適なマグネシウム合金材料と特定の摩擦調整剤を所定量添加した潤滑油組成物潤滑下で摺動させるときは、世界トップレベルの低摩擦係数が得られ、且つ耐磨耗性に優れている。また、このような顕著な摩擦低減効果は、工業的に極めて有益であり、エンジン摺動部品等の摩擦損失の大幅な低減、即ちエンジンの燃費改善に有効である。
【００５４】
以上、本発明の実施例及び比較例により詳細に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨内であれば種々の変形が可能である。
例えば、産業機械に使われている歯車摺動部材等に用いることもできる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、ＤＬＣ部材とマグネシウム合金部材とを、所定の無灰摩擦調整剤を含有する潤滑油組成物存在下で摺動させることとしたため、極めて優れた低摩擦特性を示し、更には従来のマグネシウム合金と鋼材料の摺動部と有機Ｍｏ化合物との組合せよりも更に優れた省燃費効果を発揮し得る低摩擦摺動機構及びこれに用いる潤滑油組成物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ピンオン摩擦試験機の概略を示す図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a low-friction sliding mechanism and a lubricating oil composition used therefor, and more particularly, for example, suitable for use in various sliding portions in an internal combustion engine, a drive train transmission engine, etc. The present invention relates to a low friction sliding mechanism exhibiting low friction characteristics and a lubricating oil composition used therefor.
[0002]
[Prior art]
Warming global environmental problems on a global scale, such as destruction of the ozone layer are largely closeup, especially how to determine the regulation value in each country for the CO ₂ reduction that is said to have great influence on the global warming of the whole earth Has attracted a great deal of interest.
As for CO ₂ reduction, reducing the fuel consumption of automobiles is one of the major issues, and the role played by sliding materials and lubricants is significant.
The role of the sliding material is to exhibit excellent wear resistance and a low friction coefficient for parts where the frictional wear environment is severe among the sliding parts of the engine. Recently, various hard thin film materials have been developed. Application is progressing. In general, a DLC material is expected as a low-friction sliding material because its friction coefficient in air and in the absence of lubricating oil is lower than that of a hard-wearing material such as TiN or CrN.
[0003]
In addition, as a fuel-saving measure in lubricating oil, (1) by reducing viscosity, reducing viscosity resistance in the fluid lubrication region and stirring resistance in the engine, (2) by blending optimal friction modifiers and various additives, It has been proposed to reduce friction loss under the mixing and boundary lubrication region, and as a friction modifier, many studies have been conducted focusing on organic Mo compounds such as MoDTC and MoDTP. On the moving surface, a lubricating oil containing an organic Mo compound exhibiting an excellent low friction coefficient at the beginning of use was applied, and the effect was improved.
[0004]
However, it has been reported that a general DLC material excellent in low friction property in air has a small friction reducing effect in the presence of lubricating oil (for example, see Non-Patent Document 1).
Further, it has been found that even if a lubricating oil composition containing an organomolybdenum compound is applied to this sliding material, the effect of reducing friction is not sufficiently exhibited (see, for example, Non-Patent Document 2).
[0005]
[Non-Patent Document 1]
Kano et al. “Proceedings of the Japanese Society of Tribology / Tokyo”, May 1999, p. 11-12
[Non-Patent Document 2]
Kano et al. “World Tribology Congress”, September 2001, Vienna, Proceeding, p342.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and the object of the present invention is to exhibit stable and low friction characteristics with excellent wear resistance, and further to conventional magnesium alloys and steels. An object of the present invention is to provide a low friction sliding mechanism capable of exhibiting a fuel saving effect which is even better than a combination of a sliding portion of a material and an organic Mo compound, and a lubricating oil composition used therefor.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have slid the DLC member and the magnesium alloy member in the presence of a lubricating oil composition containing a predetermined ashless friction modifier. The present inventors have found that the above problems can be solved and have completed the present invention.
[0008]
That is, the low friction sliding mechanism of the present invention contains a DLC member, a magnesium alloy member, and a fatty acid ester ashless friction modifier and / or an aliphatic amine ashless friction modifier on these sliding surfaces. A lubricating oil composition is used.
[0009]
The lubricating oil composition of the present invention is used for the low friction sliding mechanism and contains a fatty acid ester ashless friction modifier and / or an aliphatic amine ashless friction modifier.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the low friction sliding mechanism of the present invention will be described in more detail. In the present specification, “%” indicates a mass percentage unless otherwise specified.
Such a low friction sliding mechanism has a fatty acid ester-based and / or aliphatic amine-based ashless friction modifier on the sliding surface between the DLC member and the magnesium alloy member when sliding the DLC member and the magnesium alloy member. The contained lubricating oil composition is interposed. As a result, the DLC member and the magnesium alloy member can slide with extremely low friction compared to the conventional case.
[0011]
Here, the DLC (diamond-like carbon) material constituting the DLC member is an amorphous material mainly composed of carbon elements, and the bonding form between carbons is a diamond structure (SP ³ bond) and a graphite bond (SP ^2). Combined).
Specifically, aC (amorphous carbon) consisting only of carbon elements, aC: H (hydrogen amorphous carbon) containing hydrogen, and some metal elements such as titanium (Ti) and molybdenum (Mo). In the present invention, the DLC member is preferably made of an aC-based material that does not contain hydrogen from the standpoint of a significant effect of reducing friction.
The constituent materials of the magnesium alloy member include magnesium-aluminum-zinc (Mg-Al-Zn), magnesium-aluminum-rare earth metal (Mg-Al-REM), magnesium-aluminum-calcium (Mg-Al-Ca). ), Magnesium-zinc-aluminum-calcium (Mg-Zn-Al-Ca), magnesium-aluminum-calcium-rare earth metal (Mg-Al-Ca-REM), magnesium-aluminum-strontium (Mg-Al- Sr) series, magnesium-aluminum-silicon (Mg-Al-Si) series, magnesium-rare earth metal-zinc (Mg-REM-Zn) series, magnesium-silver-rare earth metal (Mg-Ag-REM) series, or magnesium- Yttrium-rare earth metal (Mg- -REM) system, and it is preferable to use pertaining to any combination of these. Specific examples include AZ91, AE42, AX51, AXJ, ZAX85, AXE522, AJ52, AS21, QE22 and WE43 (ASTM).
[0012]
The surface roughness of the DLC member and the magnesium alloy member is preferably an arithmetic average roughness Ra of 0.1 μm or less from the viewpoint of sliding stability. When it exceeds 0.1 μm, scuffing is locally formed, and the friction coefficient may be greatly improved.
Further, the DLC member preferably has a surface hardness of Hv 1000 to 3500 in terms of micro Vickers hardness (10 g load) and a thickness of 0.3 to 2.0 μm, and the magnesium alloy member has a surface hardness of There is preferably a Brinell hardness _H B 45 to 95. If the surface hardness and thickness of the DLC member deviate from the above range, it will be worn out if it is less than Hv1000 and less than 0.3 μm, and conversely if it exceeds Hv3500 and thickness 2.0 μm, it will be easy to peel off, and the surface of the magnesium alloy member If the hardness deviates from the above, if it is less than H _B 80, the magnesium alloy may be easily worn.
[0013]
The low friction sliding mechanism of the present invention can be used without any limitation as long as it is a sliding surface in which two metal surfaces are in contact with each other with a lubricating oil composition interposed therebetween. Can be used. In this case, it is effective because a low friction characteristic that is extremely superior to the conventional one can be obtained.
[0014]
Next, the lubricating oil composition of the present invention will be described in detail.
Such a lubricating oil composition comprises a lubricating base oil containing a fatty acid ester-based ashless friction modifier and / or an aliphatic amine-based ashless friction modifier, and is used in the low friction sliding mechanism described above.
[0015]
Here, the fatty acid ester-based ashless friction modifier and / or the aliphatic amine-based ashless friction modifier has 6 to 30 carbon atoms, preferably 8 to 24 carbon atoms, and particularly preferably 10 to 20 carbon atoms. Mention may be made of fatty acid esters having a straight-chain or branched hydrocarbon group, aliphatic amine compounds and any mixtures thereof. When the number of carbon atoms is not 6 to 30, the friction reducing effect as in the present invention may not be sufficiently obtained.
Here, the lubricating base oil is not particularly limited, and any mineral base oil or synthetic base oil can be used as long as it is normally used as a base oil of a lubricating oil composition. Can do.
As mineral base oils, specifically, the lubricating oil fraction obtained by subjecting crude oil to atmospheric distillation and vacuum distillation can be desolvated, solvent extraction, hydrocracking, solvent dewaxing, hydrorefining, wax Examples include those refined by one or more treatments such as isomerization, and various base oils such as those subjected to hydrocracking treatment, hydrorefining treatment or wax isomerization treatment can be used. .
[0016]
Specific examples of synthetic base oils include alkylnaphthalene, alkylbenzene, polybutene or hydrides thereof; poly-α-olefins such as 1-octene oligomers and 1-decene oligomers or hydrides thereof; ditridecyl glutarate, dioctyl Diesters such as adipate, diisodecyl adipate, ditridecyl adipate, and dioctyl sebacate; polyol esters such as trimethylolpropane caprylate, trimethylolpropane pelargonate, pentaerythritol-2-ethylhexanoate, and pentaerythritol pelargonate And the like. Among these, poly-α-olefins such as 1-octene oligomers and 1-decene oligomers or hydrides thereof are preferable examples.
[0017]
The base oil in the lubricating oil composition of the present invention may be composed of two or more mineral base oils or two or more synthetic base oils, in addition to using a mineral base oil or a synthetic base oil alone or in combination. It can be a mixture. Further, the mixing ratio of two or more kinds of base oils in the above mixture is not particularly limited and can be arbitrarily selected.
[0018]
The total aromatic content of the lubricating base oil is not particularly limited, but is preferably 15% or less, more preferably 10% or less, and still more preferably 8%. When the total aromatic content of the lubricating base oil exceeds 15%, oxidation stability is inferior, which is not preferable. Further, a composition having a high friction reducing effect can be obtained even if the total aromatic content of the lubricating base oil such as highly hydrocracked mineral oil or 1-decene oligomer hydride is 2% or less or 0%. However, if the content of the fatty acid ester-based ashless friction modifier and / or the aliphatic amine-based ashless friction modifier exceeds 1%, storage stability may be inferior. It is preferable to adjust the total aromatic content of the lubricating base oil (for example, 2% or more) by blending solvent refined mineral oil or alkylbenzene. Here, the total aromatic content means an aromatic fraction content measured in accordance with ASTM D2549. Usually, this aromatic fraction includes alkylbenzene, alkylnaphthalene, anthracene, phenanthrene. And alkylated products thereof, compounds in which four or more benzene rings are condensed, or compounds having heteroaromatics such as pyridines, quinolines, phenols, naphthols, and the like.
[0019]
The kinematic viscosity of the lubricating base oil is not particularly limited, but when used as a lubricating oil composition for an internal combustion engine, the kinematic viscosity at 100 ° C. is preferably 2 mm ² / s or more, more preferably. and at 3 mm ² / s or more, while its kinematic viscosity is preferably not more than ^{^{20mm 2 / s, 10mm 2 /}} s or less, and preferably less, especially ^{8 mm} 2 / s. A composition in which the kinematic viscosity at 100 ° C. of the lubricating base oil is 2 mm ² / s or more is sufficient to form an oil film, has excellent lubricity, and has a smaller base oil evaporation loss under high conditions. Can be obtained. On the other hand, by setting the kinematic viscosity at 100 ° C. to 20 mm ² / s or less, the fluid resistance becomes small, so that a composition having a smaller frictional resistance at the lubrication point can be obtained.
[0020]
The viscosity index of the lubricating base oil is not particularly limited, but is preferably 80 or more. When used as a lubricating oil composition for an internal combustion engine, it is preferably 100 or more, and 120 or more. It is particularly preferred. By selecting a lubricating base oil having a high viscosity index, a composition having not only excellent low-temperature viscosity characteristics but also excellent friction reduction effects can be obtained.
[0021]
Specific examples of the straight chain or branched hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms include hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, Tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, icosyl group, heicosyl group, docosyl group, tricosyl group, tetracosyl group, pentacosyl group, hexacosyl group, heptacosyl group, octacosyl group, nonacosyl group and triacontyl group Alkyl group such as hexenyl group, heptenyl group, octenyl group, nonenyl group, decenyl group, undecenyl group, dodecenyl group, tridecenyl group, tetradecenyl group, pentadecenyl group, hexadecenyl group, heptadecenyl group, octadecenyl group, nonadecenyl group, icocenyl group Group, henicosenyl group include docosenyl, tricosenyl group, tetracosenyl group, Pentakoseniru group, Hekisakoseniru group, Heputakoseniru group, Okutakoseniru group, an alkenyl group such as Nonakoseniru group and thoria container group.
The alkyl group and alkenyl group include all possible linear structures and branched structures, and the position of the double bond in the alkenyl group is arbitrary.
[0022]
Examples of the fatty acid ester include esters composed of fatty acids having such hydrocarbon groups and aliphatic monohydric alcohols or aliphatic polyhydric alcohols. Specific preferred examples include glycerol monooleate, glycerol diolate, sorbitan monooleate and sorbitan diolate.
Furthermore, examples of the aliphatic amine compound include an aliphatic monoamine or an alkylene oxide adduct thereof, an aliphatic polyamine, an imidazoline compound, and derivatives thereof. Specifically, laurylamine, lauryldiethylamine, lauryldiethanolamine, dodecyldipropanolamine, palmitylamine, stearylamine, stearyltetraethylenepentamine, oleylamine, oleylpropylenediamine, oleyldiethanolamine, and N-hydroxyethyloleylimidazoline, etc. Aliphatic amine compounds, amine alkylene oxide adducts such as N, N-dipolyoxyalkylene-N-alkyl (or alkenyl) (6 to 28 carbon atoms) of these aliphatic amine compounds, carbon atoms in these aliphatic amine compounds The remaining amino group and / or a monocarboxylic acid having 2 to 30 carbon atoms (fatty acid, etc.) or a polycarboxylic acid having 2 to 30 carbon atoms such as oxalic acid, phthalic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, etc. Imi Amidated or neutralize part or all of the groups, the so-called acid-modified compounds, and the like. Preferable examples include N, N-dipolyoxyethylene-N-oleylamine.
[0023]
Further, the content of the fatty acid ester-based ashless friction modifier and / or the aliphatic amine-based ashless friction modifier contained in the lubricating oil composition of the present invention is not particularly limited, but is 0 based on the total amount of the composition. The content is preferably 0.05 to 3.0%, more preferably 0.1 to 2.0%, and particularly preferably 0.5 to 1.4%. If the content is less than 0.05%, the friction reduction effect tends to be small, and if it exceeds 3.0%, the solubility in the lubricating base oil and the storage stability are significantly deteriorated although the friction reduction effect is excellent. This is not preferable because a precipitate is easily generated.
[0024]
Furthermore, the lubricating oil composition of the present invention preferably contains polybutenyl succinimide and / or a derivative thereof.
Examples of the polybutenyl succinimide include the following general formulas (1) and (2)
[0025]
[Chemical 1]

[0026]
[Chemical 2]

[0027]
The compound represented by these is mentioned. PIB in these general formulas represents a polybutenyl group, and the number average molecular weight obtained by polymerizing a high purity isobutene or a mixture of 1-butene and isobutene with a boron fluoride catalyst or an aluminum chloride catalyst is 900 to 3500, preferably Obtained from 1000-2000 polybutene. When the average molecular weight is less than 900, the cleanability effect tends to be poor, and when it exceeds 3500, the low temperature fluidity tends to be poor.
Further, n in the above general formula is preferably an integer of 1 to 5, more preferably an integer of 2 to 4, from the viewpoint of excellent cleanability. Further, the polybutene is used to remove a trace amount of fluorine and chlorine remaining due to the catalyst in the production process by an appropriate method such as an adsorption method or sufficient water washing, and is preferably 50 ppm or less, more preferably 10 ppm or less, and particularly preferably 1 ppm. It is also possible to use after removing to the following.
[0028]
Furthermore, the method for producing the polybutenyl succinimide is not particularly limited. For example, the polybutene chlorinated product or polybutene from which chlorine or fluorine is sufficiently removed and maleic anhydride are reacted at 100 to 200 ° C. The butenyl succinic acid obtained by making it react can be obtained by reacting with polyamines such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine and pentaethylenehexamine.
[0029]
On the other hand, as a derivative of the polybutenyl succinimide, a boron compound or an oxygen-containing organic compound is allowed to act on the compounds represented by the general formulas (1) and (2), thereby remaining amino groups and / or imino groups. Examples thereof include so-called boron-modified compounds or acid-modified compounds obtained by neutralizing or amidating part or all of the above. Typically, it is more desirable to use boron-containing polybutenyl succinimide, particularly boron-containing bispolybutenyl succinimide.
[0030]
Examples of the boron compound include boric acid, borates, and borate esters. Specifically, examples of the boric acid include orthoboric acid, metaboric acid, and paraboric acid. Examples of the borate include ammonium salts such as ammonium borate such as ammonium metaborate, ammonium tetraborate, ammonium pentaborate and ammonium octaborate. Further, as boric acid ester, ester of boric acid and alkyl alcohol (preferably having 1 to 6 carbon atoms), for example, monomethyl borate, dimethyl borate, trimethyl borate, monoethyl borate, diethyl borate, triethyl borate Preferred examples include monopropyl borate, dipropyl borate, tripropyl borate, monobutyl borate, dibutyl borate and tributyl borate. In addition, the mass ratio “B / N” of the boron content B and the nitrogen content N in the boron-containing polybutenyl succinimide is usually 0.1 to 3, and preferably 0.2 to 1.
Specific examples of the oxygen-containing organic compound include formic acid, acetic acid, glycolic acid, propionic acid, lactic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, enanthic acid, caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, and undecyl acid. , Lauric acid, tridecanoic acid, myristic acid, pentadecanoic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, oleic acid, nonadecanoic acid and eicosanoic acid, etc., monocarboxylic acid having 1 to 30 carbon atoms, oxalic acid, phthalic acid, trimellit Examples thereof include polycarboxylic acids having 2 to 30 carbon atoms such as acid and pyromellitic acid and anhydrides or ester compounds thereof, alkylene oxides having 2 to 6 carbon atoms, and hydroxy (poly) oxyalkylene carbonate.
[0031]
In the lubricating oil composition of the present invention, the content of polybutenyl succinimide and / or its derivative is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 15%, more preferably 1.0 to 12%. There should be. If it is less than 0.1%, the cleaning effect may be poor, and if it exceeds 15%, it is difficult to obtain a cleaning effect corresponding to the content, and the demulsibility tends to deteriorate.
[0032]
Furthermore, the lubricating oil composition of the present invention has the following general formula (3):
[0033]
[Chemical 3]

[0034]
It is preferable to contain the zinc dithiophosphate represented by these.
R ⁴ , R ⁵ , R ⁶ and R ⁷ in the above formula (3) each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms. Examples of these hydrocarbon groups include linear or branched alkyl groups having 1 to 24 carbon atoms, linear or branched alkenyl groups having 3 to 24 carbon atoms, and cycloalkyl groups having 5 to 13 carbon atoms. Or a linear or branched alkylcycloalkyl group, an aryl group having 6 to 18 carbon atoms, or a linear or branched alkylaryl group, an arylalkyl group having 7 to 19 carbon atoms, or the like. It is desirable to be. The alkyl group or alkenyl group may be any of primary, secondary, and tertiary.
[0035]
Specific examples of R ⁴ , R ⁵ , R ⁶ and R ⁷ include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, and a decyl group. Alkyl groups such as undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, icosyl group, heicosyl group, docosyl group, tricosyl group and tetracosyl group, propenyl group, Isopropenyl, butenyl, butadienyl, pentenyl, hexenyl, heptenyl, octenyl, nonenyl, decenyl, undecenyl, dodecenyl, tridecenyl, tetradecenyl, pentadecenyl, hexadecenyl, heptadecenyl and oleyl Octade Nyl group, nonadecenyl group, icocenyl group, hencocenyl group, dococenyl group, alkenyl group such as tricocenyl group and tetracocenyl group, cycloalkyl group such as cyclopentyl group, cyclohexyl group and cycloheptyl group, methylcyclopentyl group, dimethylcyclopentyl group, Ethylcyclopentyl group, propylcyclopentyl group, ethylmethylcyclopentyl group, trimethylcyclopentyl group, diethylcyclopentyl group, ethyldimethylcyclopentyl group, propylmethylcyclopentyl group, propylethylcyclopentyl group, di-propylcyclopentyl group, propylethylmethylcyclopentyl group, methylcyclohexyl Xyl group, dimethylcyclohexyl group, ethylcyclohexyl group, propylcyclohexyl group, ethylmethylcyclohexane Xyl group, trimethylcyclohexyl group, diethylcyclohexyl group, ethyldimethylcyclohexyl group, propylmethylcyclohexyl group, propylethylcyclohexyl group, di-propylcyclohexyl group, propylethylmethylcyclohexyl group, methylcycloheptyl group, dimethylcycloheptyl group Group, ethylcycloheptyl group, propylcycloheptyl group, ethylmethylcycloheptyl group, trimethylcycloheptyl group, diethylcycloheptyl group, ethyldimethylcycloheptyl group, propylmethylcycloheptyl group, propylethylcycloheptyl group, di-propylcyclo Alkyl cycloalkyl groups such as heptyl and propylethylmethylcycloheptyl, aryl groups such as phenyl and naphthyl, tolyl, xylyl , Ethylphenyl group, propylphenyl group, ethylmethylphenyl group, trimethylphenyl group, butylphenyl group, propylmethylphenyl group, diethylphenyl group, ethyldimethylphenyl group, tetramethylphenyl group, pentylphenyl group, hexylphenyl group, heptyl Alkyl groups such as phenyl, octylphenyl, nonylphenyl, decylphenyl, undecylphenyl and dodecylphenyl, benzyl, methylbenzyl, dimethylbenzyl, phenethyl, methylphenethyl and dimethylphenethyl An arylalkyl group such as
And so on.
The hydrocarbon group includes all possible linear structures and branched structures, and also includes the position of the double bond of the alkenyl group, the position of bond of the alkyl group to the cycloalkyl group, alkyl The bonding position of the group to the aryl group and the bonding position of the aryl group to the alkyl group are arbitrary.
[0036]
Preferred examples of the zinc dithiophosphate include, for example, zinc diisopropyldithiophosphate, zinc diisobutyldithiophosphate, zinc di-sec-butyldithiophosphate, zinc di-sec-pentyldithiophosphate, zinc di-n-hexyldithiophosphate. , Zinc di-sec-hexyldithiophosphate, zinc di-octyldithiophosphate, zinc di-2-ethylhexyldithiophosphate, zinc di-n-decyldithiophosphate, zinc di-n-dodecyldithiophosphate, zinc diisotridecyldithiophosphate , And mixtures according to any combination thereof.
[0037]
The content of the zinc dithiophosphate is not particularly limited, but is preferably 0.1% or less in terms of the total amount of the composition and in terms of phosphorus element, from the viewpoint of exerting a higher friction reduction effect. It is more preferable that it is 0.06% or less, and it is particularly preferable that zinc dithiophosphate is not contained. When the zinc dithiophosphate content exceeds 0.1% in terms of phosphorus element, the fatty acid ester-based ashless friction modifier or the aliphatic amine-based ashless friction on the sliding surface between the DLC member and the magnesium alloy member There exists a possibility that the outstanding friction reduction effect of a regulator may be inhibited.
[0038]
Further, the zinc dithiophosphate is not particularly limited and can be produced by employing any conventional method. Specifically, for example, alcohol or phenol having a hydrocarbon group corresponding to R ⁴ , R ⁵ , R ⁶ and R ⁷ in the above formula (3) is reacted with niline pentasulfide to form dithiophosphoric acid, It can be synthesized by neutralizing with zinc oxide. In addition, it cannot be overemphasized that the structure of the said zinc dithiophosphate differs according to the raw material alcohol etc. to be used.
[0039]
As described above, the lubricating oil composition of the present invention exhibits extremely excellent low friction characteristics when used for the sliding surfaces of the DLC member and the magnesium alloy member, but particularly when used for the sliding portion of an internal combustion engine. Metal detergents, antioxidants, viscosity index improvers, other ashless friction modifiers, other ashless dispersants, antiwear or extreme pressure agents, rust inhibitors, nonionic surfactants, An emulsifier, a metal deactivator, an antifoaming agent, etc. can be mix | blended individually or in combination of multiple types, and required performance can be improved.
[0040]
As said metallic detergent, the arbitrary compounds normally used as a metallic detergent for lubricating oil can be used. For example, alkali metal or alkaline earth metal sulfonates, phenates, salicylates, naphthenates, and the like can be used alone or in combination. Here, examples of the alkali metal include sodium (Na) and potassium (K), and examples of the alkaline earth metal include calcium (Ca) and magnesium (Mg). Specific preferred examples include Ca or Mg sulfonates, phenates and salicylates.
In addition, the total base number and addition amount of these metal detergents can be arbitrarily selected according to the required performance of the lubricating oil composition. Usually, it is 0-500 mgKOH / g by the perchloric acid method, Preferably it is 150-400 mgKOH / g, The addition amount is 0.1 to 10% normally based on the composition whole quantity basis.
[0041]
Further, as the antioxidant, any compound usually used as an antioxidant for lubricating oil can be used. For example, phenolic antioxidants such as 4,4-methylenebis (2,6-di-tert-butylphenol) and octyl-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, phenyl- Examples thereof include amine-based antioxidants such as α-naphthylamine, alkylphenyl-α-naphthylamine, and alkyldiphenylamine, and mixtures according to any combination thereof. Moreover, the addition amount of this antioxidant is 0.01 to 5% normally on the composition whole quantity basis.
[0042]
Further, as the above viscosity index improver, specifically, so-called non-dispersion type viscosity index improvers such as copolymers and hydrogenated products of various methacrylic acids or any combination thereof, and further nitrogen compounds. Examples thereof include so-called dispersion type viscosity index improvers obtained by copolymerizing various methacrylic acid esters. Further, non-dispersed or dispersed ethylene-α-olefin copolymers (for example, propylene, 1-butene, 1-pentene, etc.) and hydrides thereof, polyisobutylene and hydrogenated products thereof, styrene- Examples thereof include diene hydrogenated copolymers, styrene-maleic anhydride copolymers, and polyalkylstyrenes.
The molecular weight of these viscosity index improvers needs to be selected in consideration of shear stability. Specifically, the number average molecular weight of the viscosity index improver is, for example, 5,000 to 1,000,000, preferably 100,000 to 800,000 for dispersed and non-dispersed polymethacrylates, 800 to 5,000 for polyisobutylene or a hydride thereof, ethylene- The α-olefin copolymer and its hydride have a value of 800 to 300,000, preferably 10,000 to 200,000. In addition, the viscosity index improver can be contained alone or in any combination of two or more, but the content is usually 0.1 to 40.0% based on the lubricating oil composition. desirable.
[0043]
Furthermore, other ashless friction modifiers include ashless friction modifiers such as boric acid esters, higher alcohols and aliphatic ethers, metal friction modifiers such as molybdenum dithiophosphate, molybdenum dithiocarbamate, and molybdenum disulfide. Is mentioned. Other ashless dispersants include polybutenylbenzylamine and polybutenylamine having a polybutenyl group having a number average molecular weight of 900 to 3500, and polybutenyl succinimide having a polybutenyl group having a number average molecular weight of less than 900. And derivatives thereof.
Furthermore, as the antiwear agent or extreme pressure agent, disulfide, sulfurized fat and oil, sulfurized olefin, phosphate ester containing 1 to 3 hydrocarbon groups having 2 to 20 carbon atoms, thiophosphate ester, phosphite ester, Examples thereof include thiophosphite esters and amine salts thereof.
Furthermore, examples of the rust preventive include alkylbenzene sulfonate, dinonyl naphthalene sulfonate, alkenyl succinate, polyhydric alcohol ester and the like.
Examples of the nonionic surfactant and demulsifier include polyalkylene glycol nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, and polyoxyethylene alkyl naphthyl ether. .
Furthermore, examples of the metal deactivator include imidazoline, pyrimidine derivatives, thiadiazole, benzotriazole, and thiadiazole.
Furthermore, examples of the antifoaming agent include silicone, fluorosilicone, and fluoroalkyl ether.
In addition, when these additives are contained in the lubricating oil composition of the present invention, the content is based on the total amount of the composition, other friction modifiers, other ashless dispersants, antiwear agents or extreme pressure agents, The rust preventive agent and demulsifier can be appropriately selected from the range of 0.01 to 5%, and the metal deactivator can be appropriately selected from the range of 0.0005 to 1%.
[0044]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in full detail, this invention is not limited to these Examples.
[0045]
(Sliding material)
As an example of the sliding material, a pin-on-disk friction test piece as shown in FIG. 1 was produced. This unit test piece consists of three pins and a disk, and is manufactured using a sliding material obtained by the following method.
After polishing the SUJ2 material below the pin material into a predetermined pin shape, the pins were finished to various surface roughnesses (Ra 0.2 μm or less) by polishing using a wrapping tape.
-Disc material A disc-shaped material composed of various magnesium alloys was subjected to a predetermined age hardening treatment, and then the sliding surface with the pin was polished to have various surface roughnesses.
-Surface treatment The surface of the pin material finished as described above was coated with the following materials to have various film thicknesses by PVD treatment or CVD treatment using graphite as a target. The coated surface was further finished to various surface roughnesses (Ra 0.11 μm or less) by polishing with a wrapping tape.
(1) a-C (PVD treatment)
(2) TiN
(3) CrN
(4) DLC (a-C: H) (CVD process)
These sliding materials are shown in Table 1.
[0046]
[Table 1]

[0047]
(Preparation of lubricating oil composition)
・ Oil 1
Hydrocracked mineral oil (100 ° C. kinematic viscosity: 5.0 mm ² / s, viscosity index: 120, total aromatic content: 5.5%) was used as the lubricating base oil, and ester friction modifier (glycerin mono) was used. Oleate) 1%, ashless dispersant (polybutenyl succinimide (nitrogen content: 1.2%)) 5.0%, calcium sulfonate as a metallic detergent (total base number: 300 mgKOH / g) , Calcium content: 12.0%) 0.5% and calcium phenate (total base number: 255 mgKOH / g, calcium content: 9.2%) 0.9%, other additives improve viscosity index A total of 7.0% of an agent, an antioxidant, a rust inhibitor, a demulsifier, a nonionic surfactant, a metal deactivator, an antifoaming agent, and the like was prepared.
・ Oil 2
Addition of 0.047% zinc dialkyldithiophosphate (zinc content: 9.3%, phosphorus content: 8.5%, alkyl group: secondary butyl group or secondary hexyl group) in terms of phosphorus element Except for the above, it was prepared by repeating the same operation as in Oil 1.
・ Oil 3
Similar to Oil 2 except that 1-decene oligomer hydride (100 ° C. kinematic viscosity: 3.9 mm ² / s, viscosity index: 124, total aromatic content: 0.0%) was used as the lubricating base oil. The above procedure was repeated to prepare.
・ Oil 4
It was prepared by repeating the same operation as in Oil 1 except that 1.0% of an amine friction modifier (N, N-dipolyoxyethylene-N-oleylamine) was added without adding an ester friction modifier. .
・ Oil 5
Zinc dialkyldithiophosphate (zinc content: 9.3%, phosphorus content: 8.5%, alkyl group: secondary butyl group or second hexyl group) was 0.094% in terms of phosphorus element Except for the above, it was prepared by repeating the same operation as oil 2.
・ Oil 6
It was prepared by repeating the same operation as oil 5 except that 0.5% of an amine friction modifier (N, N-dipolyoxyethylene-N-oleylamine) was added.
・ Oil 7
It was prepared by repeating the same operation as in Oil 2 except that the ester friction modifier (glycerin monooleate) was changed to 0.2%.
・ Oil 8
It was prepared by repeating the same operation as oil 5 except that no ester friction modifier was added.
・ Oil 9
It was prepared by repeating the same operation as that of Oil 5 except that 1.1% of molybdenum dithiocarbamate (molybdenum content: 4.1%) was added without adding an ester friction modifier.
Table 2 shows the compositions of these lubricating oil compositions and their oil properties.
[0048]
[Table 2]

[0049]
(Examples 1-9)
The unit test piece which combined the pin and disc shown in Examples 1-9 of Table 1 was produced, and using each lubricating oil composition (the above-mentioned oils 1-7) written together in each Example of Table 1, The following simple friction test was conducted. The results are shown in Table 1.
(Single friction test conditions)
Maximum hertz pressure: 80 MPa
Disk rotation speed: 30 rpm
Oil supply method: Oil bath supply oil temperature: 80 ° C
Test time: 60 min
[0050]
(Comparative Examples 1-5)
Similarly to the above, single unit test pieces were prepared by combining the pins and disks shown in Comparative Examples 1 to 5 in Table 1, and each lubricating oil composition (oils 5 and 8 described above) described in each Example in Table 1 was prepared. Alternatively, the following simple friction test was performed using 9). The results are shown in Table 1.
From Table 1, it can be seen that the unit test pieces obtained in Examples 1 to 9 all show an excellent low friction coefficient. For example, as compared with the single-piece test piece of Comparative Example 1 using a combination of a conventional iron-based material and a magnesium alloy material, the friction reduction effect of about 40 to 60% was obtained.
Furthermore, from the results of Examples 1, 2, and 6, it can be seen that the smaller the content of zinc dithiophosphate, the better the friction reducing effect.
In addition, the material combination of the single-piece test pieces obtained in Examples 1 to 9 has no problem in the surface shape after the test, is very excellent in wear resistance, and exhibits stable low friction characteristics.
[0051]
In addition, although the unit test piece obtained in Example 5, which is outside the preferred range of the present invention, shows a friction reducing effect as apparent from Table 1, other examples using aC material that does not contain hydrogen. Not as effective as the example.
[0052]
On the other hand, the single specimen material combination of Comparative Example 1 is a combination of a SU2 material pin and an AZ91 material disk polished with a wrapping tape, and the pin is not surface-coated. In this unit test, the lubricating oil composition (oil 8) not containing the friction modifier used in the present invention is used. Therefore, the friction coefficient exceeds 0.1 and the friction characteristics are inferior. This can be presumed to be because a reaction film mainly composed of ZnDTP was formed on the sliding surface.
Further, the unit test piece material combination of Comparative Example 2 has the same configuration as that of Comparative Example 1. In this unit test, the lubricating oil composition (oil 5) containing the friction modifier used in the present invention is used, and although there is a slight friction reducing effect, the friction coefficient is as high as 0.12 and the friction characteristics are inferior. This can be presumed to be because a reaction film mainly composed of ZnDTP was formed on the sliding surface.
Further, the unit specimen material combination of Comparative Example 3 has the same configuration as that of Example 4, but the organic molybdenum which was most effective for the sliding surface between conventional steel materials as a lubricating oil composition was blended. Even when fuel-efficient engine oil (oil 9) is used, the friction coefficient shows a high friction coefficient close to 0.1. This can be estimated because the molybdenum disulfide film is not formed on the sliding surface.
Furthermore, in the single specimen material combination of Comparative Example 4, the lubricating oil composition (oil 5) containing the TiN-coated pin and the friction modifier used in the present invention was used, and although the friction coefficient was reduced, its absolute value Remained around 0.1. Moreover, in the single-piece test piece material combination of Comparative Example 5, the pin was made with CrN coating, but a large difference was not recognized between the TiN pin and the friction reduction effect.
[0053]
From Examples 1 to 9, a pin using a DLC material, particularly a hydrogen-free aC based DLC material prepared in a suitable range as in the present invention, a suitable magnesium alloy material and a specific friction modifier. When sliding under lubrication with a predetermined amount of lubricating oil composition, the world's top-level low friction coefficient can be obtained and the wear resistance is excellent. Further, such a remarkable friction reducing effect is extremely useful industrially, and is effective for greatly reducing the friction loss of the engine sliding parts and the like, that is, improving the fuel consumption of the engine.
[0054]
As mentioned above, although it demonstrated in detail by the Example and comparative example of this invention, this invention is not limited to these, A various deformation | transformation is possible if it is in the summary of this invention.
For example, it can also be used for gear sliding members used in industrial machines.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the DLC member and the magnesium alloy member are slid in the presence of the lubricating oil composition containing the predetermined ashless friction modifier, an extremely low A low-friction sliding mechanism that exhibits friction characteristics, and that can further exhibit a fuel-saving effect even better than a combination of a conventional magnesium alloy, a sliding portion of a steel material, and an organic Mo compound, and a lubricating oil composition used therefor Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a pin-on friction tester.

Claims

A lubricating oil composition containing a fatty acid ester-based ashless friction modifier and / or an aliphatic amine-based ashless friction modifier is interposed on a sliding surface formed by the DLC member and the magnesium alloy member. Low friction sliding mechanism.

The low friction sliding mechanism according to claim 1, wherein the DLC member is made of an aC-based material not containing hydrogen.

The low friction sliding mechanism according to claim 1 or 2, wherein the surface roughness of the DLC member and / or the magnesium alloy member is 0.1 µm or less in terms of Ra.

The DLC member has a surface hardness of microvickers hardness (10 g load) of Hv 1000-3500, a DLC material thickness of 0.3-2.0 μm, and the magnesium alloy member has a surface hardness of Brinell hardness. low-friction sliding mechanism according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a H _B 45 to 95 are.

The low friction sliding mechanism according to any one of claims 1 to 4, wherein the low friction sliding mechanism is used in a sliding portion of an internal combustion engine.

The magnesium alloy member is made of magnesium-aluminum-zinc, magnesium-aluminum-rare earth metal, magnesium-aluminum-calcium, magnesium-zinc-aluminum-calcium, magnesium-aluminum-calcium-rare earth metal, magnesium-aluminum. -Comprising at least one material selected from the group consisting of strontium, magnesium-aluminum-silicon, magnesium-rare earth-zinc, magnesium-silver-rare earth and magnesium-yttrium-rare earth. The low friction sliding mechanism according to any one of claims 1 to 5, wherein the sliding mechanism is low.

A lubricating oil composition used for the low friction sliding mechanism according to any one of claims 1 to 6,
The fatty acid ester-based ashless friction modifier and / or the aliphatic amine-based ashless friction modifier has a hydrocarbon group having 6 to 30 carbon atoms, and is 0.05 to 3.0 based on the total amount of the composition. % Lubricating oil composition characterized by comprising.

The lubricating oil composition according to claim 7, comprising polybutenyl succinimide and / or a derivative thereof.

The lubricating oil composition according to claim 8, wherein the polybutenyl succinimide and / or its derivative is contained in an amount of 0.1 to 15% based on the total amount of the composition.

The lubricating oil composition according to any one of claims 7 to 9, comprising 0.1% or less of zinc dithiophosphate based on the total amount of the composition and in terms of phosphorus element.