JPH04236297A - Anti-seizing member - Google Patents

Anti-seizing member

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JPH04236297A
JPH04236297A JP1943391A JP1943391A JPH04236297A JP H04236297 A JPH04236297 A JP H04236297A JP 1943391 A JP1943391 A JP 1943391A JP 1943391 A JP1943391 A JP 1943391A JP H04236297 A JPH04236297 A JP H04236297A
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film layer
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典孝 宮本
Satoshi Aoyama
智 青山
Haratsugu Koyama
原嗣 小山
Hirobumi Michioka
博文 道岡
Yoshihiko Ito
由彦 伊藤
Tatsumi Hioki
辰視 日置
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Abstract

PURPOSE:To provide an anti-seizing sliding member having an improved anti- seizing property and exhibiting a stable bearing performance for the high load operation of the recent automotive engines. CONSTITUTION:Since a hard thin film layer having a low friction coefficient and a high hardness is formed on a Pb-Sn alloy overlay layer formed on the sliding surface of a matrix, the hard thin film layer divided by a sliding action with the other shaft is sunk in the overlay layer to prevent the abrasion of the overlay plated layer and increase the seizing resistance, consequently permitting to provide the anti-seizing sliding member exhibiting an excellently durable and stable bearing performance even on a high load operation.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は耐焼付き性摺動部材に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a seizure-resistant sliding member.

【0002】0002

【従来の技術】オーバレイは軸受合金の表面に形成する
10数ミクロン程度の厚さの軟らかい金属皮膜であって
、通常PbおよびSnを主成分とした合金を電気めっき
することにより形成される。また、オーバレイと軸受合
金の間に数ミクロン程度の厚さのニッケルめっき(ニッ
ケルバリア層という。)を施して耐食性を向上させるこ
とが多い。
2. Description of the Related Art An overlay is a soft metal film with a thickness of about 10 microns formed on the surface of a bearing alloy, and is usually formed by electroplating an alloy mainly composed of Pb and Sn. Additionally, nickel plating (referred to as a nickel barrier layer) with a thickness of several microns is often applied between the overlay and the bearing alloy to improve corrosion resistance.

【0003】表面にオーバレイめっき層を必要とする軸
受は、低Sn−Al合金からなるもの、例えばJIS 
 H5402  AJ−1(10%Sn−0.75Cu
−0.5Ni−AlBal)や、JIS  H5402
  AJ−2(6%Sn−2.5Cu−1.0Ni−A
lBal)等、あるいはケルメット(23%Pb−3%
Sn−CuBal)等の銅鉛合金がある。
Bearings that require an overlay plating layer on the surface are those made of a low Sn-Al alloy, such as JIS
H5402 AJ-1 (10%Sn-0.75Cu
-0.5Ni-AlBal), JIS H5402
AJ-2 (6% Sn-2.5Cu-1.0Ni-A
lBal) etc., or Kelmet (23%Pb-3%
There are copper-lead alloys such as Sn-CuBal).

【0004】これに対して、オーバレイめっきを必要と
しない軸受は、SAE738(20%Sn−0.5Si
−1.0Cu−0.1Ti−AlBal)に示す如く、
高Sn−Al合金からなるものである。また、以前から
Sn含有量の多少に係わらず、Al−Sn系合金中にP
bを添加して潤滑性を増進させ、耐焼付き性をもたせる
ことが行われている。
On the other hand, bearings that do not require overlay plating are SAE738 (20% Sn-0.5Si).
-1.0Cu-0.1Ti-AlBal),
It is made of a high Sn-Al alloy. In addition, it has been known for some time that P in Al-Sn alloys is present regardless of the Sn content.
B is added to improve lubricity and provide anti-seizure properties.

【0005】さらに、高負荷運転に対応するため、Al
−Si系合金中に粗大なSiを分散析出させるものが提
案されており、この軸受は硬いSi析出物により切削力
を持たせたものであって、相手軸の表面凹凸部が削られ
て平坦化し、軸受性能が向上する。
Furthermore, in order to cope with high-load operation, Al
- A bearing in which coarse Si is dispersed and precipitated in a Si-based alloy has been proposed, and this bearing has cutting force due to hard Si precipitates, and the uneven surface of the mating shaft is shaved off to make it flat. and improve bearing performance.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする問題点】最近の自動車用エン
ジンは、小型化、省燃費、高出力のものとなり、これに
伴って軸受にかかる荷重が増加すると共に、潤滑油の温
度が上昇し、軸受の使用条件は苛酷化の一途をたどって
いる。
[Problems to be Solved by the Invention] Recent automobile engines have become smaller, more fuel efficient, and have higher output, and as a result, the load on the bearings has increased, and the temperature of the lubricating oil has increased. The conditions under which bearings are used are becoming increasingly severe.

【0007】このため、従来の多元系、Al系軸受合金
の表面にオーバレイめっきを施したものでは、潤滑面の
高温化により疲労や焼付き現象にみまわれ、使用に耐え
なくなっている。そこで、最近はオーバレイめっき等の
表面層を有しない軸受合金が求められているが、この種
の軸受合金であっても、前記の如き苛酷な条件では、必
ずしも安定した性能を発揮できないのが現状である。
[0007] For this reason, conventional multi-component or Al-based bearing alloys in which overlay plating is applied to the surface suffer from fatigue and seizure phenomena due to the high temperature of the lubricated surface, making them unusable. Therefore, recently there has been a demand for bearing alloys that do not have surface layers such as overlay plating, but even this type of bearing alloys cannot necessarily demonstrate stable performance under the harsh conditions described above. It is.

【0008】例えば、オーバレイめっきを必要としない
高Sn−Al合金では、Snが20%程度多く含まれる
ので、硬度が低くAlマトリックスが弱くなることから
、高負荷に耐えられない。
For example, a high Sn--Al alloy that does not require overlay plating contains approximately 20% more Sn, which results in low hardness and weakens the Al matrix, making it unable to withstand high loads.

【0009】また、Al−Sn系合金中にPbを添加し
て潤滑性を増進させるものでは、通常運転時の潤滑性を
目的として開発されたものであるため、高負荷運転条件
では充分な耐疲労性を示さないという欠点がある。
[0009]Al-Sn alloys that add Pb to improve lubricity were developed for the purpose of providing lubricity during normal operation, so they do not have sufficient durability under high-load operating conditions. It has the disadvantage of not exhibiting fatigue properties.

【0010】さらに、Al−Si系合金中に粗大なSi
を分散析出させたものでは、相手軸が黒鉛鋳鉄以外の場
合は、高負荷運転のときに、かえって粗大な析出物によ
って軸表面が不規則に削られ、焼付きが発生し大きな障
害がある。
Furthermore, coarse Si is present in the Al-Si alloy.
If the mating shaft is made of a material other than graphite cast iron, the shaft surface will be irregularly scraped by the coarse precipitates during high-load operation, causing seizure and serious problems.

【0011】本発明は、従来の軸受合金が、最近の自動
車用エンジンの高負荷運転に対して、充分な耐疲労性ま
たは耐焼付き性を示さないという問題点を解決するため
になされたものであって、従来のPb−Sn系オーバレ
イめっき層の摩滅を抑制し、耐摩耗性および耐焼付き性
を改善し、安定した軸受性能を発揮する耐焼付き性摺動
部材を提供することを目的とする。
The present invention was made to solve the problem that conventional bearing alloys do not exhibit sufficient fatigue resistance or seizure resistance for the high-load operation of modern automobile engines. Therefore, it is an object of the present invention to provide a seizure-resistant sliding member that suppresses wear of the conventional Pb-Sn based overlay plating layer, improves wear resistance and seizure resistance, and exhibits stable bearing performance. .

【0012】0012

【課題を解決するための手段】本発明の耐焼付き性摺動
部材は、母材の摺動部表面に形成されたニッケルバリア
層と、該ニッケルバリア層の上に形成されたPb−Sn
系合金からなるオーバレイ層と、該オーバレイ層上に形
成され厚さが0.1〜3μm未満の硬質薄膜層とからな
ることを要旨とする。
[Means for Solving the Problems] The seizure-resistant sliding member of the present invention includes a nickel barrier layer formed on the surface of the sliding portion of a base material, and a Pb-Sn layer formed on the nickel barrier layer.
The gist of the present invention is to consist of an overlay layer made of a base alloy, and a hard thin film layer formed on the overlay layer and having a thickness of 0.1 to less than 3 μm.

【0013】本発明の母材となる軸受合金は、Al−S
n系、Pb−Cu系、Sn−Sb−Cu系等の非鉄系の
軸受合金のほか、鉄系の軸受合金であっても良い。
The bearing alloy that is the base material of the present invention is Al-S.
In addition to non-ferrous bearing alloys such as n-based, Pb-Cu-based, and Sn-Sb-Cu-based bearing alloys, iron-based bearing alloys may also be used.

【0014】ニッケルバリア層およびオーバレイ層の厚
さは、従来から用いられているものと変わりはなく、一
般的な厚さであって、電気めっきあるいは無電解めっき
等の従来から公知のめっき手段により形成される。
The thickness of the nickel barrier layer and overlay layer is the same as that conventionally used, and is a general thickness, and can be formed by conventionally known plating means such as electroplating or electroless plating. It is formed.

【0015】オーバレイ層の上に形成される硬質薄膜層
は、CVD法(化学的蒸着法)あるいはPVD法(物理
的蒸着法)で形成される無機硬質膜であって、例えばT
iN、TiC、BN等の窒化物あるいは炭化物、さらに
は比較的硬い炭素質の膜として知られているダイヤモン
ド状炭素膜などが利用できる。これら硬質薄膜層は、軸
受に充分な潤滑性と耐摩耗性を付与するために、摩擦係
数は0.2以下のもの、硬度はHv2000以上のもの
を用いる必要がある。
The hard thin film layer formed on the overlay layer is an inorganic hard film formed by a CVD method (chemical vapor deposition method) or a PVD method (physical vapor deposition method).
Nitride or carbide such as iN, TiC, or BN, or a diamond-like carbon film, which is known as a relatively hard carbonaceous film, can be used. These hard thin film layers need to have a friction coefficient of 0.2 or less and a hardness of Hv2000 or more in order to impart sufficient lubricity and wear resistance to the bearing.

【0016】硬質薄膜形成方法は、オーバレイ層にPb
−Sn合金という低融点材料の上に形成する関係から、
処理温度が200℃以下であることが要求され、それに
適する方法として、例えばイオンプレーティング、イオ
ンミキシング等がある。
[0016] The hard thin film forming method uses Pb in the overlay layer.
-Because it is formed on a low melting point material called Sn alloy,
The processing temperature is required to be 200° C. or lower, and suitable methods include, for example, ion plating and ion mixing.

【0017】形成される硬質薄膜層の厚さは、0.1〜
3μm未満とする必要がある。硬質薄膜層の厚さが0.
1μm未満であると硬質粒子の量が不充分で軸受に充分
な耐焼付き性を付与することができないからであり、硬
質薄膜層の厚さが3μm以上になると、オーバレイ層に
陥没する前に硬質薄膜層が剥離してしまって軸受の性能
改善に役立たないからである。
[0017] The thickness of the hard thin film layer to be formed is from 0.1 to
It needs to be less than 3 μm. The thickness of the hard thin film layer is 0.
If the thickness of the hard thin film layer is less than 1 μm, the amount of hard particles will be insufficient and it will not be possible to impart sufficient seizure resistance to the bearing. This is because the thin film layer peels off and is not useful for improving the performance of the bearing.

【0018】[0018]

【作用】本発明の耐焼付き性摺動部材は、母材の摺動面
に形成れれたPb−Sn合金からなるオーバレイ層の上
に、硬質薄膜層が形成されているので、相手軸との摺動
により、硬質薄膜層が分断されてオーバレイ層に陥没す
る。この状態を図11の摺動面の粒子構造を表す顕微鏡
写真および図10の摺動部の模式拡大断面図により説明
する。
[Function] The seizure-resistant sliding member of the present invention has a hard thin film layer formed on the overlay layer made of Pb-Sn alloy formed on the sliding surface of the base material, so that The sliding causes the hard thin film layer to break and collapse into the overlay layer. This state will be explained with reference to a micrograph showing the grain structure of the sliding surface in FIG. 11 and a schematic enlarged sectional view of the sliding portion in FIG. 10.

【0019】図11の顕微鏡写真の黒く見える所が硬質
薄膜層で、白く見える所がオーバレイめっき層である。 硬質薄膜層は写真より明らかなように、相手物の高面圧
摺動により、硬質薄膜層が切断されて、一部が残存して
いる。この切断され残存している硬質薄膜層は、図10
に示すように、軟らかいオーバレイめっき層表面に陥没
している。
In the micrograph of FIG. 11, the black part is the hard thin film layer, and the white part is the overlay plating layer. As is clear from the photograph, the hard thin film layer was cut due to the high surface pressure of the other object, and a portion remained. This cut and remaining hard thin film layer is shown in Figure 10.
As shown in , the surface of the soft overlay plating layer is depressed.

【0020】このようにオーバレイ層に分散して陥没し
ている硬質薄膜層は、低摩擦係数であり、高硬度を有す
るので、オーバレイめっき層の摩滅を抑制し、焼付き荷
重を増大させる。その結果、高負荷運転においても、安
定した軸受性能を発揮する耐焼付き性摺動部材を得るこ
とができる。
[0020] The hard thin film layer dispersed and recessed in the overlay layer has a low coefficient of friction and high hardness, so it suppresses wear of the overlay plating layer and increases the seizure load. As a result, it is possible to obtain a seizure-resistant sliding member that exhibits stable bearing performance even during high-load operation.

【0021】[0021]

【実施例】本発明の実施例を比較例と共に説明し、本発
明の効果を明らかにする。 (実施例1)発明例1として、JIS  H4502 
 AJ−1相当のAl−Sn合金(10.2%Sn−0
.72%Cu−0.55Ni−AlBal)を用意し、
図2の斜視図に示すようにリング状の摺動部10を表面
に設けた焼付試験板12に加工した。この焼付試験板1
2の摺動部10には、図1の摺動部10の断面図に示す
ように、無電解めっきにて3μmのニッケルバリア層1
4を形成し、その上にPb−Sn−Cu合金(9%Sn
−2%Cu−PbBal)からなり、20μmの厚さの
オーバレイめっき層16を形成し、さらにその上にイオ
ンプレーティング法によりダイヤモンド状炭素膜からな
る硬質薄膜層18を、0.2μm、0.8μm、1μm
、1.5μm、2μm、3μmの厚さで形成した。
[Example] Examples of the present invention will be explained together with comparative examples to clarify the effects of the present invention. (Example 1) As invention example 1, JIS H4502
Al-Sn alloy equivalent to AJ-1 (10.2%Sn-0
.. 72% Cu-0.55Ni-AlBal) was prepared,
As shown in the perspective view of FIG. 2, a seizure test plate 12 was fabricated with a ring-shaped sliding portion 10 provided on its surface. This baking test plate 1
As shown in the cross-sectional view of the sliding part 10 in FIG.
4, and a Pb-Sn-Cu alloy (9%Sn
An overlay plating layer 16 of 20 .mu.m thick is formed, and a hard thin film layer 18 of 0.2 .mu.m thick and 0.2 .mu.m thick is formed of a diamond-like carbon film by ion plating. 8μm, 1μm
, 1.5 μm, 2 μm, and 3 μm thick.

【0022】なお、イオンプレーティングに用いた装置
は、ナノテック社製のダイヤモンドライクカーボンコー
ティング装置で、図4にその装置の概略を示す。図4に
おいて原料ガス20はフィラメント22によって加熱さ
れてイオン化し、アノード24によって加速されて、負
に印加した基板26に強く衝突することにより、硬質薄
膜層が形成される。
The apparatus used for ion plating was a diamond-like carbon coating apparatus manufactured by Nanotech, and an outline of the apparatus is shown in FIG. In FIG. 4, the source gas 20 is heated and ionized by the filament 22, accelerated by the anode 24, and strongly collides with the substrate 26 to which a negative voltage is applied, thereby forming a hard thin film layer.

【0023】次に、発明例2として、銅鉛合金(23%
Pb−3%Sn−CuBal)を用意し、発明例1と同
じ形状の焼付試験板12に加工した。この焼付試験板1
2の摺動部10には、図1の摺動部10の断面図に示す
ように、無電解めっきにて3μmのニッケルバリア層1
4を形成し、その上にPb−Sn合金(10%Sn−P
bBal)からなり、20μmの厚さのオーバレイめっ
き層16を形成し、さらにその上にイオンミキシング法
によりダイヤモンド状炭素膜からなる硬質薄膜層18を
、0.2μm、0.5μm、1μm、2μm、3μmの
厚さで形成した。
Next, as invention example 2, copper lead alloy (23%
Pb-3%Sn-CuBal) was prepared and processed into a baking test plate 12 having the same shape as Invention Example 1. This baking test plate 1
As shown in the cross-sectional view of the sliding part 10 in FIG.
4 and a Pb-Sn alloy (10%Sn-P
An overlay plating layer 16 is formed with a thickness of 20 μm, and a hard thin film layer 18 of a diamond-like carbon film is formed on the overlay plating layer 16 with a thickness of 0.2 μm, 0.5 μm, 1 μm, 2 μm, It was formed with a thickness of 3 μm.

【0024】なお、イオンミキシングに用いた装置の概
略構成図を図5に示す。図5において、真空チャンバ2
8に取り付けられたオイル溜30の中のシリコンオイル
は、ヒータ32に加熱され、ゲートバルブ34を開くこ
とにより、シリコンオイル蒸気36となって、基板38
に蒸着する。一方、図示しないイオンビーム発生装置に
よりイオン化されたArイオンがイオンビーム40とな
って、基板38に照射されると、基板38にダイヤモン
ド状炭素膜が形成される。発明例2では、シリコンオイ
ル加熱温度150℃、1MevのAr+ イオンを1×
1017個/cm2 照射した。
Note that FIG. 5 shows a schematic configuration diagram of the apparatus used for ion mixing. In FIG. 5, the vacuum chamber 2
The silicone oil in the oil reservoir 30 attached to the substrate 8 is heated by the heater 32, and when the gate valve 34 is opened, it becomes silicone oil vapor 36 and is released onto the substrate 38.
Deposit on. On the other hand, when the substrate 38 is irradiated with Ar ions ionized by an ion beam generator (not shown) as an ion beam 40, a diamond-like carbon film is formed on the substrate 38. In invention example 2, silicone oil was heated at 150°C, and Ar+ ions of 1Mev were heated 1×
1017 pieces/cm2 were irradiated.

【0025】発明例1および発明例2で得られた硬質薄
膜層の摩擦係数を測定したところ、図6に示すような結
果を得た。
When the friction coefficients of the hard thin film layers obtained in Inventive Examples 1 and 2 were measured, the results shown in FIG. 6 were obtained.

【0026】次に、比較例3〜10として、次に示す合
金を用いて、発明例と同じ形状の焼付試験板12を作製
した。比較例3は、母材、ニッケルバリア層およびオー
バレイ層は発明例1と全く同じで、硬質薄膜層を形成し
なかったもの。比較例4は、母材、ニッケルバリア層お
よびオーバレイ層は発明例2と全く同じで、硬質薄膜層
を形成しなかったもの。比較例5は、母材は発明例1と
同じで、ニッケルバリア層、オーバレイ層が無く、発明
例2の硬質薄膜層を形成したもの。比較例6は、母材が
発明例1と同じで、ニッケルバリア層、オーバレイ層お
よび硬質薄膜層を形成しなかったもの。比較例7は、母
材はSAE780(6%Sn−2%Si−1%Cu−0
.5Ni−0.1%Ti−AlBal)で、ニッケルバ
リア層、オーバレイ層が無く、発明例2の硬質薄膜層を
形成したもの。比較例8は、母材のSAE780(6%
Sn−2%Si−1%Cu−0.5Ni−0.1%Ti
−AlBal)のみのもの。比較例9は、母材はSAE
783(20%Sn−0.5%Si−1%Cu−0.1
%Ti−AlBal)で、ニッケルバリア層、オーバレ
イ層が無く、発明例2の硬質薄膜層を形成したもの。 比較例10は、母材のSAE783(20%Sn−0.
5%Si−1%Cu−0.1%Ti−AlBal)のみ
のもの。
Next, as Comparative Examples 3 to 10, seizure test plates 12 having the same shape as the invention example were prepared using the following alloys. In Comparative Example 3, the base material, nickel barrier layer, and overlay layer were exactly the same as those in Invention Example 1, but no hard thin film layer was formed. In Comparative Example 4, the base material, nickel barrier layer, and overlay layer were exactly the same as those in Invention Example 2, but no hard thin film layer was formed. In Comparative Example 5, the base material was the same as Invention Example 1, but the hard thin film layer of Invention Example 2 was formed without the nickel barrier layer and overlay layer. In Comparative Example 6, the base material was the same as Invention Example 1, but a nickel barrier layer, an overlay layer, and a hard thin film layer were not formed. In Comparative Example 7, the base material was SAE780 (6%Sn-2%Si-1%Cu-0
.. 5Ni-0.1%Ti-AlBal) with no nickel barrier layer or overlay layer, and the hard thin film layer of Invention Example 2 was formed. In Comparative Example 8, the base material was SAE780 (6%
Sn-2%Si-1%Cu-0.5Ni-0.1%Ti
-AlBal) only. In Comparative Example 9, the base material is SAE
783 (20%Sn-0.5%Si-1%Cu-0.1
%Ti-AlBal), with no nickel barrier layer or overlay layer, and the hard thin film layer of Invention Example 2 was formed. In Comparative Example 10, the base material was SAE783 (20% Sn-0.
5%Si-1%Cu-0.1%Ti-AlBal) only.

【0027】次に、焼付試験板12の相手回転材として
、材質S45Cからなり、図3に示すような円筒状回転
体42を用意し、この回転体42を摺動部10に一定荷
重をかけて接触させて回転し、前記で得られた発明例1
〜2、比較例3〜10の焼付試験板について、摺動部1
0の焼付き試験を行った。
Next, a cylindrical rotating body 42 made of material S45C and shown in FIG. Invention Example 1 obtained above by contacting and rotating
~2, Regarding the seizure test plates of Comparative Examples 3 to 10, sliding part 1
0 burn-in test was conducted.

【0028】なお、この焼付き試験の回転条件および荷
重条件は下記に示す通りであって、オイル中で高速回転
し、荷重を徐々に増加させて、焼き付いた荷重で耐焼付
き性を評価した。         回転体回点数           
 2000r.p.m.        オイル   
               JIS  5W−30
(温度100℃)        荷重速度     
           25kgf/2min
The rotational and load conditions for this seizure test were as shown below; the product was rotated at high speed in oil, the load was gradually increased, and the seizure resistance was evaluated based on the seizure load. Rotating body number of times
2000r. p. m. oil
JIS 5W-30
(Temperature 100℃) Loading speed
25kgf/2min

【002
9】得られた焼付き試験の結果は、発明例1および2に
ついては図7に、比較例3〜10については図8にそれ
ぞれ示した。図8より明らかなように、比較例3〜10
の焼付面圧は150〜380kgf/cm2 であった
。これに対して、図7に示したように発明例1〜2は、
硬質薄膜層が3μmであったものを除き、550〜72
0kgf/cm2 であって、オーバレイめっき層の上
に0.2〜0.3μ未満の硬質薄膜層を形成することに
より、耐焼付き性が著しく改善されていることが確認さ
れた。
002
9] The results of the seizure tests obtained are shown in FIG. 7 for Invention Examples 1 and 2, and in FIG. 8 for Comparative Examples 3 to 10, respectively. As is clear from FIG. 8, Comparative Examples 3 to 10
The seizure surface pressure was 150 to 380 kgf/cm2. On the other hand, as shown in FIG. 7, inventive examples 1 and 2,
550 to 72, except for those in which the hard thin film layer was 3 μm.
It was confirmed that the seizure resistance was significantly improved by forming a hard thin film layer with a thickness of 0 kgf/cm2 and a thickness of less than 0.2 to 0.3 μ on the overlay plating layer.

【0030】なお、硬質薄膜層が3μm以上になったも
のについては、硬質薄膜層がオーバレイ層に陥没する前
に剥離してしまい、耐焼付き性を改善する程度の硬質薄
膜が残存しないためと考えられる。また、比較例5、7
、9で、同様の硬質薄膜層をを形成したものが、焼付面
圧が低かったのは、ニッケルバリア層およびオーバレイ
層を欠く上に母材の硬度が高く、硬質薄膜層が陥没せず
に殆ど剥離したためである。
[0030] For those with a hard thin film layer of 3 μm or more, it is thought that this is because the hard thin film layer peels off before it sinks into the overlay layer, and there is no hard enough thin film left to improve the seizure resistance. It will be done. Also, Comparative Examples 5 and 7
, 9, which formed a similar hard thin film layer, had a low baking surface pressure because it lacked a nickel barrier layer and overlay layer and the base material had high hardness, and the hard thin film layer did not cave in. This is because most of it has peeled off.

【0031】(実施例2)発明例1の硬質薄膜層が0.
2μmと2μmのもの、発明例2の硬質薄膜層が0.2
μmと2μmのもの、比較例3〜8と同じ構成のものを
、実際の軸受ベアリングとして形成し、最終的なベアリ
ング性能をチェックするアンダーウッド疲労試験を行っ
た。
(Example 2) The hard thin film layer of Invention Example 1 was 0.
2 μm and 2 μm, the hard thin film layer of invention example 2 is 0.2
Bearings of μm and 2 μm, and those having the same configuration as Comparative Examples 3 to 8, were formed as actual bearings, and an Underwood fatigue test was conducted to check the final bearing performance.

【0032】この試験は、実際のエンジンの条件とほぼ
同じように、ベアリングをコンロッドのハウジングに固
定し、軸に偏心荷重をかけて、下記の条件で耐久テスト
を行い、焼付かずにその性能を維持した時間の長さで評
価するものである。なお、テスト時間の上限は500時
間とした。得られた結果は図9に示した。
In this test, the bearing was fixed to the connecting rod housing, an eccentric load was applied to the shaft, and a durability test was conducted under the following conditions, almost the same as the conditions of an actual engine. It is evaluated based on the length of time it is maintained. Note that the upper limit of the test time was 500 hours. The results obtained are shown in FIG.

【0033】図9より明らかなように、比較例3〜8は
耐久時間が200〜300時間であった。これに対して
、本発明例は耐久時間が450〜480時間であって、
本発明は耐久性においても優れた結果の得られることが
判明した。
As is clear from FIG. 9, the durability of Comparative Examples 3 to 8 was 200 to 300 hours. In contrast, the examples of the present invention have a durability time of 450 to 480 hours,
It has been found that the present invention also provides excellent results in terms of durability.

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明の耐焼付き性摺動部材は、母材の
摺動面に形成れれたPb−Sn合金からなるオーバレイ
層の上に、硬質薄膜層が形成されているので、相手軸と
の摺動により、硬質薄膜層が分断されてオーバレイ層に
陥没し、このようにオーバレイ層に分散して陥没した硬
質薄膜層は、低摩擦係数であり、高硬度を有するので、
オーバレイめっき層の摩滅を抑制し、焼付き荷重を増大
させる。その結果、高負荷運転においても、耐久性に優
れ安定した軸受性能を発揮する耐焼付き性摺動部材を得
ることができる。
Effects of the Invention The seizure-resistant sliding member of the present invention has a hard thin film layer formed on the overlay layer made of Pb-Sn alloy formed on the sliding surface of the base material. Due to the sliding, the hard thin film layer is divided and depressed into the overlay layer, and the hard thin film layer that is dispersed and depressed in the overlay layer in this way has a low coefficient of friction and high hardness.
Suppresses abrasion of the overlay plating layer and increases seizure load. As a result, it is possible to obtain a seizure-resistant sliding member that exhibits excellent durability and stable bearing performance even during high-load operation.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】摺動部の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a sliding part.

【図2】実施例で用いた焼付試験板の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a seizure test plate used in Examples.

【図3】焼付き試験に用いた回転体の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a rotating body used in a seizure test.

【図4】イオンプレーティング装置の概略構成図である
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an ion plating apparatus.

【図5】イオンミキシング装置の概略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an ion mixing device.

【図6】本発明例の摩擦係数の測定結果を示す図である
FIG. 6 is a diagram showing measurement results of the friction coefficient of an example of the present invention.

【図7】本発明例の焼付き試験の焼付面圧を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing the seizure surface pressure of the seizure test of the example of the present invention.

【図8】比較例の焼付き試験の焼付面圧を示す図である
FIG. 8 is a diagram showing the seizure surface pressure in the seizure test of a comparative example.

【図9】アンダーウッド疲労試験による耐久時間を示す
図である。
FIG. 9 is a diagram showing durability time according to the Underwood fatigue test.

【図10】摺動部の模式拡大断面図である。FIG. 10 is a schematic enlarged sectional view of a sliding part.

【図11】摺動面の粒子構造を表す顕微鏡写真である。FIG. 11 is a micrograph showing the grain structure of the sliding surface.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10  摺動部 12  焼付試験板 14  ニッケルバリア層 16  オーバレイ層 18  硬質薄膜層 20  原料ガス 22  フィラメント 24  アノード 26  基板 28  真空チャンバ 36  シリコンオイル蒸気 38  基板 40  イオンビーム 42  回転体 10 Sliding part 12 Seizure test plate 14 Nickel barrier layer 16 Overlay layer 18 Hard thin film layer 20 Raw material gas 22 Filament 24 Anode 26 Board 28 Vacuum chamber 36 Silicone oil vapor 38 Board 40 Ion beam 42 Rotating body

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  母材の摺動部表面に形成されたニッケ
ルバリア層と、該ニッケルバリア層の上に形成されたP
b−Sn系合金からなるオーバレイ層と、該オーバレイ
層上に形成され厚さが0.1〜3μm未満の硬質薄膜層
とからなることを特徴とする耐焼付き性摺動部材。
Claim 1: A nickel barrier layer formed on the surface of the sliding part of the base material, and a nickel barrier layer formed on the nickel barrier layer.
A seizing-resistant sliding member comprising an overlay layer made of a b-Sn alloy and a hard thin film layer formed on the overlay layer and having a thickness of 0.1 to less than 3 μm.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006199836A (en) * 2005-01-21 2006-08-03 Nissan Motor Co Ltd Low friction sliding mechanism
JP2006213745A (en) * 2005-02-01 2006-08-17 Nissan Motor Co Ltd Low frictional, oil-impregnated sliding mechanism

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