CN112555283B - 滑动构件 - Google Patents

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Abstract

[技术问题]提供与以往相比更具有滑动层与里衬金属层牢固接合的滑动构件。[解决方案]滑动构件在里衬金属层的接合表面上具备铜合金滑动层。铜合金包含0.5～12质量％的Sn、0.06～0.4质量％的P、0.1～1质量％的Fe，余分由Cu和不可避免的杂质构成。里衬金属层由含有0.07～0.35质量％的碳的亚共析钢构成，具有由铁素体相和珠光体所构成的组织。里衬金属层具有从接合表面向内部延伸的含空孔区域，在与滑动面垂直的截面视图中，含空孔区域中存在多个闭空孔，闭空孔的平均径为1～10μm。在与滑动面垂直的截面视图中，多个闭空孔中至少一部分闭空孔的轮廓的一部分由接合表面构成。含空孔区域的厚度为2～20μm，闭空孔的总体积V2相对于含空孔区域的体积V1的比例V2/V1＝0.02～0.08。

Description

滑动构件
技术领域
本发明涉及例如内燃机或自动变速箱中使用的轴承、或者各种机器中使用的轴承等滑动构件。详细而言，本发明涉及具备形成在里衬金属层上的滑动层的滑动构件。
背景技术
以往，在内燃机和自动变速箱等的轴承部使用将由铜合金构成的滑动层设置在钢里衬金属层上而成的滑动材料成形为圆柱形状或半圆柱形状的滑动轴承等滑动构件。例如，专利文献1和专利文献2中记载了将铜铅轴承合金或磷青铜用于滑动层的滑动构件。在这样的滑动构件中，利用由铜合金构成的滑动层可获得滑动特性以及耐烧结和耐磨损性，另一方面，里衬金属层起到铜合金的支承体的作用，并且赋予滑动构件强度。
在内燃机或自动变速箱运转时，滑动构件在滑动层的滑动面支承来自对应轴构件的动负载。例如，滑动轴承以安装在内燃机或自动变速箱等的轴承壳体的圆柱形状的轴承保持孔中的方式使用，承受来自旋转的对应轴构件的动负载。近年来，内燃机和自动变速箱为了降低燃耗而轻量化，与以往相比轴承壳体的刚性降低。因此，在内燃机运转时，在内燃机和与内燃机连接的自动变速箱的轴承部，由于来自对应轴构件的动负载负荷，造成轴承壳体容易发生弹性变形。安装于轴承壳体的轴承保持孔中的滑动构件(滑动轴承)随着轴承壳体的变形而在周向上发生弹性变形。若如此对滑动轴承施加变动的周向力，现有的滑动构件由于由铜合金构成的滑动层和钢里衬金属层的弹性变形量的不同，有时会在它们的界面发生剪切，存在滑动构件破损的问题。
专利文献3的课题是使轴承合金层与钢里衬金属层的接合强度提高。在专利文献3中，使用Cu-Sn-Fe系合金作为铜合金，通过热处理使Sn-Fe化合物析出，使铜合金的晶粒细小化，由此提高轴承合金层与钢里衬金属层的接合强度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平6-322462号公报
专利文献2：日本专利特开2002-220631号公报
专利文献3：日本专利特开2006-22896号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
根据专利文献3的方法虽然能提高轴承合金层与钢里衬金属层的接合强度，但不足以抑制施加动负载负荷时的轴承合金层与钢里衬金属层的剪切。因此，本发明的目的是提供与以往相比具有滑动层和里衬金属层牢固接合的滑动构件。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明之一是提供具备里衬金属层和滑动层的滑动构件，该里衬金属层具有背面和接合表面，该滑动层设置在里衬金属层接合表面上并由铜合金构成。滑动层具有滑动面。该铜合金的组成包含0.5～12质量％的Sn、0.06～0.4质量％的P、0.1～1质量％的Fe，余分由Cu和不可避免的杂质构成，里衬金属层由含有0.07～0.35质量％的碳的亚共析钢构成，具有由铁素体相和珠光体所构成的组织。里衬金属层具有从接合表面向内部延伸的含空孔区域。在与滑动面垂直的截面视图中，含空孔区域中存在多个闭空孔，该闭空孔的平均径为1～10μm。在与滑动面垂直的截面视图中，多个闭空孔中至少一部分闭空孔的轮廓的一部分由接合表面构成。含空孔区域的厚度为2～20μm，闭空孔的总体积V2相对于含空孔区域的体积V1的比例V2/V1＝0.02～0.08。
本发明的滑动构件在作为与滑动层的界面的里衬金属层的接合表面处具有上述的含空孔区域。该含空孔区域由于具有多个闭空孔，因而容易发生弹性变形，与滑动层的铜合金之间的弹性变形量的差变小。因此，对滑动构件施加外力的情况下，滑动层的铜合金与里衬金属层的含空孔区域之间的弹性变形量的差小，滑动层的铜合金与里衬金属层之间不容易发生剪切。
根据本发明的一个具体例，在与滑动面垂直的截面视图中，相邻闭空孔之间在与接合表面平行的方向上的平均分隔距离优选为5～15μm。
根据本发明的一个具体例，在与滑动面垂直的截面视图中，闭空孔的平均长宽比优选在2.5以下。
根据本发明的一个具体例，里衬金属层中含空孔区域以外的区域的组成优选为，包含0.07～0.35质量％的C、0.4质量％以下的Si、1质量％以下的Mn、0.04质量％以下的P、0.05质量％以下的S，余分为Fe和不可避免的杂质。
根据本发明的一个具体例，铜合金优选进一步包含选自0.01～5质量％的Al、0.01～5质量％的Si、0.1～5质量％的Mn、0.1～30质量％的Zn、0.1～5质量％的Sb、0.1～5质量％的In、0.1～5质量％的Ag、0.5～25质量％的Pb、0.5～20质量％的Bi的1种以上。
参照附图，由下文的本发明的非限制性具体例的说明，本发明的其他目的、特征以及优点将变得显而易见。
附图说明
图1是本发明的滑动构件的一个实例中与滑动面垂直的方向上的截面示意图。
图2是图1所示的里衬金属层的含空孔区域附近的截面组织的示意图。
图2A是图1所示的里衬金属层的厚度方向中央部的截面组织的示意图。
图3是说明闭空孔之间的分隔距离L1的图。
图4是说明闭空孔的长宽比A1的图。
图5是以往的滑动构件的与滑动面垂直的方向上的截面的示意图。
具体实施方式
图5所示为以往的滑动构件11的截面的示意图。滑动构件11在里衬金属层12的一个表面上形成有由铜合金14构成的滑动层13。里衬金属层12是碳含量为0.07～0.35质量％的亚共析钢，其组织呈通常的亚共析钢的组织。即，以铁素体相6为主，粒状的珠光体7分散在铁素体相的基体中(参照图2A)。该组织在整个厚度方向上均质地形成。因此，里衬金属层12对外力的变形抗力在里衬金属层12的整个厚度方向上大致均匀。
如上，在轴承装置运转时，由于来自对应轴构件的动负载负荷，轴承壳体容易发生弹性变形，因此在以往的滑动构件11中，安装在轴承壳体的轴承保持孔中的滑动构件(滑动轴承)随着轴承壳体的变形而被施加变动的周向力，随之发生弹性变形。以往的滑动构件11中，里衬金属层12是通常的亚共析钢的组织，与滑动层13的铜合金14相比，强度高、变形抗力较大，所以在里衬金属层12和滑动层13的界面处，里衬金属层12与滑动层13的铜合金14的弹性变形量的差大，因此在里衬金属层12和滑动层13之间容易发生剪切。
参照图1、图2和图2A对本发明的滑动构件1的一个具体例进行说明。图1是显示在里衬金属层2上形成有由铜合金4构成的滑动层3的滑动构件1的截面的示意图。滑动层3在与里衬金属层2的相反侧具有滑动面31。里衬金属层2在一个表面(接合表面21)上形成有滑动层3，在接合表面21的相反侧具有背面22。在成为与铜合金层4的界面的里衬金属层2的接合表面21处形成有下述说明的含空孔区域5。
另外，本发明的滑动构件也可在滑动层和/或里衬金属层的表面处任意地具有由Sn、Bi、Pb或以这些金属为基体的合金所构成的被覆层、合成树脂或以合成树脂为基体的被覆层。即使在该情况下，本说明书仍然将滑动层3的表面称为“滑动面31”。
图2为示出里衬金属层2的接合表面21附近组织的放大图，里衬金属层2中存在从其接合表面21向内部延伸一定距离且具有多个闭空孔的含空孔区域。另一方面，图2A为示出里衬金属层2的厚度方向中央部(以下简称为“里衬金属层2的中央部”)组织的放大图。在图2中，为了容易理解，将组织中的铁素体相6和珠光体7夸大地描绘。另外，图2中省略了里衬金属层2的铁素体相6和珠光体7的组织。
滑动层3的铜合金4的组成包含0.5～12质量％的Sn、0.06～0.4质量％的P、0.1～1质量％的Fe，余分为Cu和不可避免的杂质。Sn和P成分是提高铜合金强度的成分，但是在含量低于上述下限值的情况下，其效果不充分，此外，在超过上述上限值的情况下，铜合金变脆。
铜合金4的Fe成分由下述烧结时里衬金属层2的接合表面21附近的Fe成分扩散而来，与下述里衬金属层2的闭空孔部分5的形成也有关系。Fe主要与铜合金的P反应，作为金属间化合物41在铜合金4中析出。金属间化合物的组成以Fe3P和Fe2P为主体，金属间化合物分散于铜合金晶粒的晶界处。
铜合金4中的Fe成分在0.1～1质量％左右，铜合金4中的金属间化合物的体积比例在0.5～5％左右。可以通过在多处(例如5处)利用EPMA(电子探针显微分析仪)对滑动构件的与滑动层表面垂直的方向上的截面组织进行成分测定，来确认里衬金属层2的Fe成分向铜合金4的扩散以及与铜合金4的P成分的金属间化合物的形成。另外，在下述烧结时，滑动层3的铜合金4的P成分扩散到作为与铜合金4的界面的里衬金属层2的接合表面附近，与下述的里衬金属层2的含空孔区域5的形成也有关系。该烧结时，里衬金属层2所含的Fe成分以外的成分也可能扩散到与里衬金属层2的接合表面相接的附近的铜合金4，但是该情况也在本发明的范围内。
此外，铜合金4的组成包含0.5～12质量％的Sn、0.06～0.4质量％的P、0.1～1质量％的Fe，作为可选成分还可包含选自0.01～5质量％的Al、0.01～5质量％的Si、0.1～5质量％的Mn、0.1～30质量％的Zn、0.1～5质量％的Sb、0.1～5质量％的In、0.1～5质量％的Ag、0.5～25质量％的Pb、0.5～20质量％的Bi的1种以上。Al、Si、Mn、Zn、Sb、In、Ag是提高铜合金4的强度的成分，但是在含量低于上述下限值的情况下，其效果不充分，此外，在超过上述上限值的情况下，铜合金4变脆。Pb、Bi是提高铜合金4的润滑性的成分，但是在含量低于上述下限值的情况下，其效果不充分，此外，在超过上述上限值的情况下，铜合金4变脆。另外，铜合金4中含有2种以上的这些可选成分的情况下，优选总计在40质量％以下。
任意地，滑动层3还可包含0.1～10体积％的选自Al2O3、SiO2、AlN、Mo2C、WC、Fe2P、Fe3P的1种以上的硬质粒子。这些硬质粒子分散在滑动层3的铜合金4的基体中，提高滑动层3的耐磨损性，但在含量低于上述下限值的情况下，其效果不充分，此外在超过上述上限值的情况下，滑动层3变脆。可以将这些硬质粒子与为滑动层3的烧结用原料的铜合金粉末进行混合。另外，就Fe2P和Fe3P而言，除了如上文所述由从里衬金属层2扩散的Fe所形成以外，也可以将硬质粒子与滑动层3的铜合金粉末混合。
任意地，滑动层3还可包含0.1～10体积％的选自MoS2、WS2、石墨、h-BN的1种以上的固体润滑剂。这些固体润滑剂分散在滑动层3的铜合金4的基体中，提高滑动层3的润滑性，但在含量低于上述下限值的情况下，其效果不充分，此外在超过上述上限值的情况下，滑动层3变脆。
里衬金属层2是碳含量为0.07～0.35质量％的亚共析钢。该里衬金属层2的组织如图2A所示，由铁素体相6和珠光体7的组织所构成。在使用碳含量低于0.07质量％的亚共析钢的情况下，里衬金属层2的强度低，滑动构件1的强度不足够。另一方面，如果使用碳含量超过0.35质量％的亚共析钢，则里衬金属层2变脆。
另外，如上文所述，烧结时滑动层3的铜合金4的P成分扩散到作为与铜合金4的界面的里衬金属层2的接合表面附近(含空孔区域5)。因此，含空孔区域5与里衬金属层2中除含空孔区域以外的区域(下文称为“主区域”)相比，P成分更多。里衬金属层2的主区域的组成可以是包含0.07～0.35质量％的C，进一步包含0.4质量％以下的Si、1质量％以下的Mn、0.04质量％以下的P、0.05质量％以下的S中的任意一种以上，余分为Fe和不可避免的杂质所构成的组成。另外，里衬金属层2的组织由铁素体相6和珠光体7构成，但这并不排除其包含细小的析出物(使用电子扫描显微镜以1000倍进行组织观察也无法检测出的析出物相)的情况。
里衬金属层2中的铁素体相6中，碳含量少，至多为0.02质量％，是接近纯铁组成的相。另一方面，里衬金属层2中的珠光体7具有铁素体相和作为铁碳化物的渗碳体(Fe3C)相以薄板状交替排列而形成的片状组织，比铁素体相6的强度高。里衬金属层2的含空孔区域5(除闭空孔51以外)和主区域中铁素体相6和珠光体7的体积比例几乎相同。
含空孔区域5具有多个闭空孔51。闭空孔51在接合表面21附近的铁素体相6的晶粒内或晶粒间形成，邻接于接合表面21形成。即，在与滑动面31垂直(即与里衬金属层2的接合表面21垂直)的截面视图中，多个闭空孔中至少一部分(个数比例在80％以上)闭空孔的轮廓的一部分由接合表面21(未形成闭空孔5的情况下的假想的接合表面21)形成。换而言之，闭空孔51由里衬金属层2(的材料)和接合表面21所划定。优选地，实质上所有的闭空孔的轮廓的一部分均由接合表面21形成。此外，在截面视图中，多个闭空孔51中在与接合表面21平行的方向上分隔几乎相同距离分布者较多。(参照图2。)
在与滑动面31垂直的截面视图中，含空孔区域5为规定包含闭空孔51且从接合表面21向内部具有一定厚度T1的区域。含空孔区域5的厚度T1为2～20μm。厚度T1更优选为3～15μm。详细而言，含空孔区域5为：在与滑动面31垂直的截面视图中，当画一条与截面组织中离接合表面21最远的闭空孔51的轮廓(内衬金属层2的内部侧)相切且与接合表面21平行的假想线(图2的虚线L)时，从接合表面21到假想线L之间的区域。在除含空孔区域5以外的里衬金属层组织中观察不到闭空孔51。其中，可能会存在口径不到0.5μm的微小缺陷等空隙或小孔，但是其不被看作是闭空孔51。
另外，里衬金属层2的厚度在通常的滑动构件中最小也为0.7mm，因此如果含空孔区域5的厚度T1在2～20μm的范围内，则对里衬金属层2强度的影响少。此外，含空孔区域5的厚度T1相对于里衬金属层的厚度T的比例X1优选在0.07以下。
在烧结时，滑动层3的铜合金4的P成分扩散并成为固溶于里衬金属层2的含空孔区域5的铁素体相6中的形态。含空孔区域5(除闭空孔51以外)中P成分的比例为0.1～0.35质量％左右。
可以通过在多处(例如5处)利用EPMA(电子探针显微分析仪)对滑动构件的与滑动面31垂直的方向上的截面组织进行成分测定，来确认铜合金4的P成分向里衬金属层2的接合表面21附近的扩散。
下述烧结时除铜合金的P成分以外，Cu成分、Sn成分或上述可选成分可能会扩散至里衬金属层2的作为与滑动层3的界面的接合表面21附近(含空孔区域5附近)，但是该情况也在本发明范围内。
闭空孔51的总体积V2相对于含空孔区域5的体积V1的比例为2～8％(V2/V1＝0.02～0.08)。V2/V1值不到2％的情况下，含空孔区域5的变形抗力过高，使滑动层3的与铜合金4之间的变形抗力的差(受到外力时的弹性变形量的差)减小的效果不充分。如果V2/V1值超过8％，则里衬金属层2的含空孔区域5的变形抗力变得过低，受到外力时闭空孔51周围的里衬金属层2(铁素体相6)可能发生压曲(塑性变形)。
闭空孔51的平均径为1～10μm。如果闭空孔51的平均径不到1μm，则V2/V1值容易不到2％，如果闭空孔51的平均径超过10μm，则V2/V1值容易超过8％，是不优选的。
另外，显而易见的是，闭空孔51的最大径小于含空孔区域5的厚度T1。
闭空孔51的总体积V2相对于含空孔区域5的体积V1的比例V2/V1如下测定：使用电子显微镜，在沿着与滑动构件1的厚度方向平行的方向(与滑动面31垂直的方向)切断的多处(例如5处)的截面组织(研磨切割面并用为乙醇与3％硝酸混合液的硝酸酒精溶液(nital)进行蚀刻)中，对里衬金属层2的接合表面21附近以500倍的倍率拍摄电子图像，对该图像使用通常的图像分析方法(分析软件：Image-Pro Plus(4.5版本)；普拉奈特龙株式会社((株)プラネトロン)制)，如上所述划分含空孔区域5，在确认含空孔区域5与接合表面21的距离(厚度)后，测定含空孔区域5的组织中闭空孔51的面积率。该面积比例的值相当于闭空孔51的总体积V2相对于含空孔区域5的总体积V1的比例。其中，电子照片的拍摄倍率不受限于500倍，可以变更为其它倍率。
闭空孔51的平均径如下求得，即对通过上述方法获得的截面的电子照片应用上述图像分析法测定闭空孔51的面积，并换算成将其假设为圆形的情况下的平均直径(圆当量径)。其中，如上所述，不到0.5μm的细小物不被看作是闭空孔51。
相邻闭空孔51之间的平均分隔距离L1优选2.5～25μm，还更优选5～15μm。此处的相邻闭空孔51之间的平均分隔距离L1为：在与滑动面31垂直的截面视图中，与接合表面21平行的方向上的距离(参照图3)。该平均分隔距离L1如下求得，即对通过上述方法获得的电子照片，应用上述图像分析法，测定闭空孔51与位于该空孔51的最近位置的其他闭空孔51之间(闭空孔51的轮廓(线)之间)的与接合表面21平行的方向上的长度(闭空孔的轮廓之间的长度)取平均。
如果该平均分隔距离L1不到2.5μm，则闭空孔51之间的钢材料(即含空孔区域5的基体部分)的厚度(长度)过薄，受到外力时，里衬金属层2在闭空孔51之间可能发生压曲(塑性变形)。如果该平均分隔距离L1超过25μm，则使滑动层的与铜合金4之间的变形抗力的差(受到外力时的弹性变形量的差)减小的效果不充分。
闭空孔51的平均长宽比A1优选在3以下，更优选在2.5以下。此处的闭空孔51的平均长宽比A1以在与滑动面31垂直的截面视图中长轴与短轴的比的平均来表示。如果闭空孔51呈大致球状，则受到外力时难以发生闭空孔51的变形(闭空孔51周围的含空孔区域5的基体部分的变形)。另外，优选地，闭空孔51中其长轴在与接合表面21大致平行的朝向上取向者较多。
闭空孔51的长宽比A1如下求得，即对通过上述方法获得的电子照片，应用上述图像分析法，对各闭空孔51的长轴长度L2和短轴长度S1之比(长轴长度L2/短轴长轴S1)取平均(参照图4)。另外，闭空孔的长轴长度L2表示在上述电子图像中的闭空孔的长度最长的位置上的长度，闭空孔的短轴长度S1表示与该长轴长度L2的方向正交的方向上长度最长的位置上的长度。
以下对本实施方式的滑动构件的制作方法进行说明。
首先，准备滑动层的上述组成的铜合金的粉末。此外，在使滑动层含有上述硬质粒子或上述固体润滑剂的情况中，制备铜合金粉末与硬质粒子或固体润滑剂粒子的混合粉。
将准备好的铜合金粉末或混合粉散布在上述组成的钢(亚共析钢)板上后，不对粉末散布层进行加压，使用烧结炉在800～950℃的还原气氛中进行一次烧结，在钢板上形成多孔质铜合金层，冷却至室温。
接着，将多孔质铜合金层致密化，并且为了将钢板的与多孔质铜合金层接触的表面附近活化，进行一次轧制。在以往的滑动构件的制造中，该一次轧制是为了减少多孔质铜合金层的空孔实现致密化的目的而实施的，钢板基本上没有被轧制。但是，在本发明的滑动构件的制造中，使该一次轧制中的轧制率比以往高，在将多孔质铜合金层致密化后还进一步进行轧制。一次轧制前的多孔质铜合金层的硬度比钢板的硬度低，但是在该一次轧制中在到多孔质铜合金层的空隙减少而致密化为止的期间，只有多孔质铜合金层发生塑性变形，因而可将其充分加工硬化。此外，若将该致密化且加工固化过的多孔质铜合金层进一步轧制，则硬度关系逆转，多孔质铜合金层变得比铜板硬度更大(例如，一次轧制后的轧制构件的经致密化的铜合金层的表面的维氏硬度比钢板的背面的维氏硬度大15Hv左右)，钢板也被轧制。因此，通过一次轧制，与硬度变高的铜合金层接触的钢板的表面附近与内部相比，导入更多的晶体畸变并处于活性的状态。
接着，在650℃以上且不到钢里衬金属的重结晶温度(例如不到700℃)的温度下，在还原气氛中将轧制过的构件在烧结炉内进行保持时间为2～10分钟的恢复处理，然后在800～950℃的还原气氛下进行二次烧结，将铜合金层烧结，冷却至室温。此时，在里衬金属层的成为与铜合金层的界面的表面上形成含空孔区域。
认为含空孔区域的形成机理如下。
上述恢复处理中，钢板发生恢复现象。恢复现象是指以下现象：通过将钢板加热至不到重结晶温度的温度，由一次轧制(冷加工)向Fe原子排列导入的晶体畸变(原子空孔)的一部分移动(扩散)至钢板的表面(接合表面)并消失。
导入到与一次轧制中被致密化的铜合金层相接的钢板的表面附近的晶体畸变(原子空孔)中，通过上述恢复处理，晶体畸变(原子空孔)的一部分向与铜合金层相接的钢板的表面侧移动，但是在上述恢复处理时，虽然同时被致密化但是未发生烧结现象的铜合金表面处产生Cu-P-S液相(液相开始产生时(约650℃)，液相中的P成分浓度高于原材料的铜合金粉末的P成分)，在接合表面附近，该液相中的P成分以与原子空孔置换的方式发生向钢板接合表面附近的扩散。认为在里衬金属层的接合表面处，里衬金属层的Fe成分向Cu-P-Sn液相中的扩散速度比Cu-P-Sn液相的P成分向里衬金属层的扩散速度快，因此在里衬金属层的接合表面形成闭空孔。
此外，认为该恢复处理时，已扩散至里衬金属层的接合表面附近的Cu-P-Sn液相中的Fe成分进一步向在接合表面附近以外的铜合金表面处产生的Cu-P-S液相中扩散，因此烧结后的铜合金层整体成为FeP系金属间化合物析出后的组织。
但是，铜合金中所含P成分不到0.06质量％的情况下，难以发生铜合金中所含P成分向钢板表面附近的扩散，此外难以发生里衬金属层中所含Fe成分向铜合金的扩散，难以形成含空孔区域。详细原因无从得知，但是可认为因为铜合金含有较多的P成分(0.06质量％以上)，因而在上述恢复处理中，铜合金中所产生的Cu-P-Sn系液相的量变多，促进了P成分向钢板表面附近的扩散以及里衬金属层的Fe成分向铜合金的扩散。
在以往的滑动构件的制造中，因为在一次轧制中仅轧制到多孔质铜合金层致密化的程度，因此里衬金属层没有被轧制。因此，不会在里衬金属层(铜板)的与致密化的铜合金层的界面附近导入比内部更多的晶体畸变而变为活性的状态。因此，即使进行与上述同样条件的恢复处理，其后的二次烧结工序后的里衬金属层组织也不会形成含空孔区域。
此外，(如现有技术文献3那样)，为了致密化而轧制后，对于进行了二次烧结的由铜合金层和里衬金属层所构成的构件，即使再进行二次轧制并将铜合金层和里衬金属层同时轧制，因为通过二次烧结中的热处理，铜合金的硬度已变得比里衬金属层的硬度低，且铜合金层已经致密化，所以在二次轧制中，也不会仅仅只有铜合金层优先发生塑性变形(加工硬化)。由此，在二次轧制中，铜合金层与里衬金属相比不会加工硬化而变得足够硬，所以不会有仅与铜合金层的界面附近与内部相比导入更多的晶体畸变而达到活性状态的情况。因此，即使对该轧制构件实施与上述同样条件的恢复处理以及与二次烧结工序中的烧结条件同样条件的三次烧结，也不会形成含空孔区域。
本发明的滑动构件并不限定于内燃机或自动变速箱中所使用的轴承，也可适用于各种机械中所使用的轴承。此外，轴承的形状并不限定于圆柱形状或半圆柱形状，例如支承轴构件的轴线方向负荷的圆环形状或半圆环形状的推力轴承、或者自动变速箱的离合器部(单向离合器)中所用的具有大致コ字状截面的圆环形状的端板等。

Claims (8)

1.滑动构件，其为具备里衬金属层和滑动层的滑动构件，
该里衬金属层具有背面和接合表面，
该滑动层设置在所述里衬金属层的所述接合表面上，由铜合金构成，具有滑动面，
其特征在于，
铜合金的组成包含0.5～12质量％的Sn、0.06～0.4质量％的P、0.1～1质量％的Fe，余分由Cu和不可避免的杂质构成，
所述里衬金属层由含有0.07～0.35质量％的碳的亚共析钢构成，具有由铁素体相和珠光体所构成的组织，
所述里衬金属层具有从所述接合表面向内部延伸的含空孔区域，
在与所述滑动面垂直的截面视图中，所述含空孔区域中存在多个闭空孔，该闭空孔的平均径为1～10μm，
在与所述滑动面垂直的截面视图中，所述多个闭空孔中至少一部分闭空孔的轮廓的一部分由所述接合表面构成，
所述含空孔区域的厚度为2～20μm，所述闭空孔的总体积V2相对于所述含空孔区域的体积V1的比例V2/V1＝0.02～0.08。
2.如权利要求1所述的滑动构件，其中，在与所述滑动面垂直的截面视图中，相邻的所述闭空孔之间在与所述接合表面平行的方向上的平均分隔距离为5～15μm。
3.如权利要求1或2所述的滑动构件，其中，在与所述滑动面垂直的截面视图中，所述闭空孔的平均长宽比在2.5以下。
4.如权利要求1或2所述的滑动构件，其中，所述里衬金属层中所述含空孔区域以外的区域的组成为，包含0.07～0.35质量％的C、0.4质量％以下的Si、1质量％以下的Mn、0.04质量％以下的P、0.05质量％以下的S，余分为Fe和不可避免的杂质。
5.如权利要求1或2所述的滑动构件，其中，所述铜合金进一步包含选自0.01～5质量％的Al、0.01～5质量％的Si、0.1～5质量％的Mn、0.1～30质量％的Zn、0.1～5质量％的Sb、0.1～5质量％的In、0.1～5质量％的Ag、0.5～25质量％的Pb、0.5～20质量％的Bi的1种以上。
6.如权利要求3所述的滑动构件，其中，所述里衬金属层中所述含空孔区域以外的区域的组成为，包含0.07～0.35质量％的C、0.4质量％以下的Si、1质量％以下的Mn、0.04质量％以下的P、0.05质量％以下的S，余分为Fe和不可避免的杂质。
7.如权利要求3所述的滑动构件，其中，所述铜合金进一步包含选自0.01～5质量％的Al、0.01～5质量％的Si、0.1～5质量％的Mn、0.1～30质量％的Zn、0.1～5质量％的Sb、0.1～5质量％的In、0.1～5质量％的Ag、0.5～25质量％的Pb、0.5～20质量％的Bi的1种以上。
8.如权利要求4所述的滑动构件，其中，所述铜合金进一步包含选自0.01～5质量％的Al、0.01～5质量％的Si、0.1～5质量％的Mn、0.1～30质量％的Zn、0.1～5质量％的Sb、0.1～5质量％的In、0.1～5质量％的Ag、0.5～25质量％的Pb、0.5～20质量％的Bi的1种以上。
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