CN112555284B - 滑动构件 - Google Patents

滑动构件 Download PDF

Info

Publication number
CN112555284B
CN112555284B CN202011023533.3A CN202011023533A CN112555284B CN 112555284 B CN112555284 B CN 112555284B CN 202011023533 A CN202011023533 A CN 202011023533A CN 112555284 B CN112555284 B CN 112555284B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mass
metal layer
sliding
back metal
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011023533.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112555284A (zh
Inventor
花井亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daido Metal Co Ltd
Original Assignee
Daido Metal Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daido Metal Co Ltd filed Critical Daido Metal Co Ltd
Publication of CN112555284A publication Critical patent/CN112555284A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112555284B publication Critical patent/CN112555284B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
    • F16C33/121—Use of special materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/08—Attachment of brasses, bushes or linings to the bearing housing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/1003—Use of special medium during sintering, e.g. sintering aid
    • B22F3/1007—Atmosphere
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/1017—Multiple heating or additional steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/002—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of porous nature
    • B22F7/004—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of porous nature comprising at least one non-porous part
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/013—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium
    • B32B15/015—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of a metal other than iron or aluminium the said other metal being copper or nickel or an alloy thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/02—Alloys based on copper with tin as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/06—Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/043—Sliding surface consisting mainly of ceramics, cermets or hard carbon, e.g. diamond like carbon [DLC]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
    • F16C33/122—Multilayer structures of sleeves, washers or liners
    • F16C33/125—Details of bearing layers, i.e. the lining
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C9/00—Bearings for crankshafts or connecting-rods; Attachment of connecting-rods
    • F16C9/02—Crankshaft bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C9/00—Bearings for crankshafts or connecting-rods; Attachment of connecting-rods
    • F16C9/04—Connecting-rod bearings; Attachments thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
    • F16C2204/10—Alloys based on copper
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
    • F16C2204/10—Alloys based on copper
    • F16C2204/12—Alloys based on copper with tin as the next major constituent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
    • F16C2204/10—Alloys based on copper
    • F16C2204/14—Alloys based on copper with zinc as the next major constituent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
    • F16C2204/10—Alloys based on copper
    • F16C2204/16—Alloys based on copper with lead as the next major constituent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
    • F16C2204/10—Alloys based on copper
    • F16C2204/18—Alloys based on copper with bismuth as the next major constituent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
    • F16C2204/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • F16C2204/62—Low carbon steel, i.e. carbon content below 0.4 wt%
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
    • F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
    • F16C2240/60—Thickness, e.g. thickness of coatings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/22—Internal combustion engines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

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]滑动构件具备里衬金属层和设置在里衬金属层的接合表面上的由铜合金所构成的滑动层。铜合金的组成包含0.5～12质量％的Sn、0.5～15质量％的Ni、0.06～0.2质量％的P，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，在滑动层的与滑动面垂直的截面视图中，含空孔区域中存在多个不在接合表面开口的闭空孔，闭空孔的平均径为5～15μm，含空孔区域的厚度为10～60μm。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＝0.05～0.1。

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、0.5～15质量％的Ni、0.06～0.2质量％的P，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不在接合表面开口的闭空孔，该闭空孔的平均径为5～15μm，含空孔区域的厚度为10～60μm。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＝0.05～0.1。
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，闭空孔与接合表面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，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，里衬金属层的厚度方向中央部的组织中的珠光体的体积比例Pc与含空孔区域中的珠光体的体积比例Ps优选满足
Ps/Pc≤0.5
的关系。
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0.01～10质量％的Fe、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是说明闭空孔与接合表面的分隔距离L1以及闭空孔之间的分隔距离L2的图。
图4是说明闭空孔的长宽比A1的图。
图5是本发明的滑动构件的另一个实例中里衬金属层的含空孔区域附近的截面组织的示意图。
图6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6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。另外，在图2和图2A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。
滑动层3的铜合金4的组成包含0.5～12质量％的Sn、0.5～15质量％的Ni、0.06～0.2质量％的P，余分为Cu和不可避免的杂质。Sn、Ni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。另外，在下述烧结时，滑动层3的铜合金4的Ni成分和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所含成分可能扩散到滑动层3的铜合金4的与里衬金属层2的接合表面附近，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、0.5～15质量％的Ni、0.06～0.2质量％的P，作为可选成分还可包含选自0.01～10质量％的Fe、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。Fe、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。
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Ni成分和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，Ni成分和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。
图2所示的截面组织中，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，与接合表面21不相接，即不开口。此外，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51中从接合表面21分隔几乎相同距离分布者较多，此外在与接合表面21平行的方向上也是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10～60μm。厚度T1更优选为15～45μm。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10～60μm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Ni成分和P成分扩散并固溶于里衬金属层2的含空孔区域5的铁素体相6中。含空孔区域5(除闭空孔51以外)中Ni成分的比例为0.5～5质量％左右，P成分的比例为0.02～0.25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Ni成分和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Ni成分和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5～10％(V2/V1＝0.05～0.1)。V2/V1值不到5％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10％，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5～15μm。如果闭空孔51的平均径不到5μm，则V2/V1值容易不到5％，如果闭空孔51的平均径超过15μm，则V2/V1值容易超过10％，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。
闭空孔51与接合表面21的平均分隔距离L1优选2.5～25μm，还更优选5～15μm。此处的与接合表面21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垂直的方向上的距离(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，测定从各闭空孔51的与接合表面21最接近的位置(闭空孔的轮廓)到接合表面21之间的长度取平均。
如果该平均分隔距离L1不到2.5μm，则里衬金属层2的接合表面21与闭空孔51之间的钢材料(即含空孔区域5的基体部分)的厚度过薄，受到外力时，在接合表面21与闭空孔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，则接合表面21与闭空孔51之间的钢材料(即含空孔区域5的基体部分)的厚度过厚，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。
相邻闭空孔51之间的平均分隔距离L2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L2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L2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L2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L2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L3和短轴长度S1之比(长轴长度L3/短轴长轴S1)取平均(参照图4)。另外，闭空孔的长轴长度L3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L3的方向正交的方向上长度最长的位置上的长度。
图5所示为本发明的滑动构件的另一具体例的截面示意图。该实例中，在里衬金属层2的含空孔区域5的组织中的珠光体7的比例较低这一点上与图2的实例有所不同。其它构成与图2相同，因此省略说明。
图5为示出里衬金属层2的接合表面21附近的含空孔区域5的组织的放大图。在图5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。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”)组织与图2A中所示的组织相同。
含空孔区域5的组织中的珠光体7的体积比例相对于里衬金属层2的中央部的组织中的珠光体7的体积比例少50％以上。即、里衬金属层2的中央部的组织中的珠光体的体积比例Pc与含空孔区域5中的珠光体的体积比例Ps满足Ps/Pc≤0.5。
组织中的珠光体7的面积率如下测定：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)的截面组织中，对里衬金属层2的中央部以及里衬金属层2的含空孔区域51分别以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)，测定组织中的珠光体7的面积率。然后，可以确认相对于里衬金属层2的中央部的组织中的珠光体7，含空孔区域51的组织中(除闭空孔5以外)的珠光体7的面积比例少50％以上。
另外，里衬金属层2的中央部也可以不是严格意义上的里衬金属层2的厚度方向上的中央部位置。这是因为，从里衬金属层2的背面22到含空孔区域51附近之间的组织为实质上大致相同的组织(铁素体相6/珠光体7的面积比例大致相同)。因此，本说明书中，“里衬金属层2的中央部”包含里衬金属层2的厚度方向的中央部位置及其附近。另外，上述观察中，组织中的珠光体7的体积比例是作为截面视图中的面积比例而测定的，但该面积比例的值相当于组织中的珠光体7的体积比例。
在从接合表面21沿里衬金属层的厚度方向超过含空孔区域51的内侧部也形成有组织中的珠光体7的体积比例相对于里衬金属层2的中央部的组织中的珠光体7的体积比例少50％以上的组织部分(低珠光体区域)23(参照图5)。
在与滑动面31垂直的截面视图中，低珠光体区域23的厚度T2(从接合表面21开始计算的厚度)相对于含空孔区域5的厚度T1优选为1.1～1.5倍(T2/T1＝1.1～1.5)。
里衬金属层2是碳含量为0.07～0.35质量％的亚共析钢。亚共析钢的组织由铁素体相6和珠光体7所构成，珠光体7的比例根据碳含量确定，但是通常在30体积％以下。里衬金属层2的中央部是此类亚共析钢的通常的组织。
但是，作为与滑动面3的界面的里衬金属层2的接合表面21的含空孔区域5的组织中的珠光体7的体积比例相对于里衬金属层2的中央部的组织中的珠光体7的体积比例少50％以上。与珠光体7相比，铁素体相6与铜合金的弹性变形差小，因此在向滑动构件施加外力的情况下，滑动层3的铜合金4和里衬金属层2的含空孔区域5的界面处的弹性变形量的差小，不易发生该界面处的剪切，能进一步强化滑动层3的铜合金4与里衬金属层2的接合。
另一方面，关于里衬金属层2所需要的强度，由于里衬金属层2中除低珠光体区域23以外为具有通常量的珠光体的亚共析钢的组织，因此强度高。因此，滑动构件1不易发生由安装至轴承壳体时伴随产生的周向应力或轴承装置运转时施加于滑动构件的周向力引起的塑性变形。
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，铜合金中所含的Ni成分和P成分同时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，阻碍了比铜合金的Ni成分和P成分扩散的区域更靠内侧部的钢板的晶体畸变(原子空孔)向接合表面扩散(移动)。因此可以认为，比Ni成分和P成分扩散的区域更靠内侧部的晶体畸变(原子空孔部分)大多数局部地聚集在Ni成分和P成分扩散的区域与Ni成分和P成分未扩散的区域的分界附近，形成闭空孔。
但是，铜合金中所含P成分不到0.06质量％的情况下，铜合金中所含Ni成分向表面附近的扩散难以发生，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系液相的量变多，促进了Ni成分和P成分向钢板表面附近的扩散。
此外，在上述一次轧制中，轧制构件的经致密化的铜合金层表面的维氏硬度比钢板背面的维氏硬度大20Hv左右以上的情况下，在作为与铜合金层的界面的里衬金属层表面形成低珠光体区域23。
此外，认为低珠光体区域23的形成机理如下。
在到达二次烧结工序的升温中的A1相变点(727℃)之前，轧制构件的里衬金属层(钢板)与内部相比，处于活性状态的成为与铜合金层的界面的接合表面附近首先发生重结晶现象。因此，在即将到达A1相变点之前，在里衬金属层的接合表面附近和内部，组织中的铁素体相与珠光体的比例不变，但是铁素体相的晶粒在表面附近比在内部更大。
当到达A1相变点时，珠光体转化为奥氏体相，里衬金属层成为由铁素体相和奥氏体相所构成的组织。(在刚刚到达A1相变点之后，里衬金属层在接合表面附近和内部的组织中的奥氏体相的比例和固溶于奥氏体相的碳浓度没有差异。)里衬金属层在随后升温超过A1相变点并到达A3相变点(组织变为奥氏体单相的组织的温度)的同时，组织中的铁素体相逐渐转变为奥氏体相，组织中的铁素体相的比例减少。
里衬金属层的接合表面附近的组织中的铁素体相与内部的铁素体相相比，晶粒大且稳定，所以不易发生向奥氏体相的转变。在该升温中，里衬金属层的表面部附近的组织中的奥氏体相的比例与内部的组织中的奥氏体相的比例相比，总是较小。
由于组织中的铁素体相几乎不固溶(最大约0.02质量％)碳原子，因此里衬金属的表面附近的奥氏体相固溶珠光体中所含的碳原子，但是其量与内部相比较小(体积)。因此，里衬金属层的表面附近和内部的奥氏体相中产生碳浓度差。以消除该浓度差的方式使表面附近的奥氏体相包含的碳原子向内部的奥氏体相扩散，表面附近的组织中所含的碳量比内部的组织中所含的碳量少。
在之后的冷却过程中，当里衬金属层达到A1相变点时，成为由铁素体和珠光体所构成的组织，但是认为在如上所述的升温过程中，由于：
(i)成为与铜合金层的界面的接合表面附近的组织中所含的碳量比内部的组织中所含的碳量少；以及
(ii)在升温中的表面附近和内部的组织中残留的铁素体相的体积比例不同，
从而在冷却后，表面附近的组织中的珠光体的体积比例比内部的组织中的珠光体的体积比例少。
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，此外成为表面附近与内部的珠光体的体积比例相同的组织。
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，此外成为里衬金属层的表面附近与内部的珠光体的比例相同的组织。
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 (7)

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、0.5～15质量％的Ni、0.06～0.2质量％的P，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不在所述接合表面开口的闭空孔，该闭空孔的平均径为5～15μm，所述含空孔区域的厚度为10～60μm，
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＝0.05～0.1。
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，所述闭空孔与所述接合表面的平均分隔距离为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，相邻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。
4.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。
5.如权利要求1或2所述的滑动构件，其中，所述里衬金属层的厚度方向中央部的组织中的珠光体的体积比例Pc与所述含空孔区域中的珠光体的体积比例Ps满足
Ps/Pc≤0.5的关系。
6.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。
7.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0.01～10质量％的Fe、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。
CN202011023533.3A 2019-09-26 2020-09-25 滑动构件 Active CN112555284B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019175167A JP7389600B2 (ja) 2019-09-26 2019-09-26 摺動部材
JP2019-175167 2019-09-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112555284A CN112555284A (zh) 2021-03-26
CN112555284B true CN112555284B (zh) 2022-11-15

Family

ID=73197345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011023533.3A Active CN112555284B (zh) 2019-09-26 2020-09-25 滑动构件

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11333198B2 (zh)
JP (1) JP7389600B2 (zh)
KR (1) KR102389751B1 (zh)
CN (1) CN112555284B (zh)
DE (1) DE102020212054A1 (zh)
GB (1) GB2589723B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114134364B (zh) * 2021-12-21 2022-12-02 有研工程技术研究院有限公司 一种铜合金材料及其制备方法
CN114875270B (zh) * 2022-05-11 2023-04-11 宁波金田铜业(集团)股份有限公司 锡磷青铜合金及其制备方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2615332B2 (ja) * 1993-01-19 1997-05-28 大同メタル工業株式会社 低剛性ハウジング用銅合金すべり軸受及びその製造方法
JP2769421B2 (ja) * 1993-05-13 1998-06-25 大同メタル工業株式会社 耐腐蝕性に優れた銅鉛軸受合金材料及びその製造方法
JP4988093B2 (ja) 2001-01-24 2012-08-01 大豊工業株式会社 リン青銅複合焼結材
JP2003194061A (ja) * 2001-12-27 2003-07-09 Daido Metal Co Ltd 銅系焼結摺動材料およびその製造方法
JP2006022896A (ja) 2004-07-08 2006-01-26 Daido Metal Co Ltd 複層軸受材料およびその製造方法
JP5340355B2 (ja) * 2011-08-30 2013-11-13 大同メタル工業株式会社 銅系摺動材料
JP5436510B2 (ja) * 2011-10-06 2014-03-05 大同メタル工業株式会社 銅系摺動材料
US9360048B2 (en) * 2014-03-24 2016-06-07 Daido Metal Company Ltd. Sliding member
JP6381430B2 (ja) * 2014-12-08 2018-08-29 大同メタル工業株式会社 摺動部材
JP6300843B2 (ja) * 2016-02-15 2018-03-28 大同メタル工業株式会社 摺動部材
JP6854140B2 (ja) * 2017-02-03 2021-04-07 日産自動車株式会社 積層体、摺動部材、及び積層体の製造方法
AT520560B1 (de) * 2018-01-29 2019-05-15 Miba Gleitlager Austria Gmbh Mehrschichtgleitlagerelement
JP7111484B2 (ja) * 2018-03-27 2022-08-02 大同メタル工業株式会社 摺動部材
JP6794412B2 (ja) * 2018-09-19 2020-12-02 大同メタル工業株式会社 摺動部材

Also Published As

Publication number Publication date
GB202015223D0 (en) 2020-11-11
JP2021050398A (ja) 2021-04-01
KR102389751B1 (ko) 2022-04-22
US20210095719A1 (en) 2021-04-01
JP7389600B2 (ja) 2023-11-30
GB2589723A (en) 2021-06-09
DE102020212054A1 (de) 2021-04-01
GB2589723B (en) 2021-12-15
US11333198B2 (en) 2022-05-17
CN112555284A (zh) 2021-03-26
KR20210036831A (ko) 2021-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110307253B (zh) 滑动构件
KR100814656B1 (ko) Ｐｂ 를 함유하지 않은 구리 합금 접동 재료
CN112555284B (zh) 滑动构件
JP2003194061A (ja) 銅系焼結摺動材料およびその製造方法
CN112555283B (zh) 滑动构件
US20030173000A1 (en) Sliding material
JP4416313B2 (ja) 摺動材料並びに複合焼結摺動部材およびその製造方法
JP2005068453A (ja) 耐高面圧部品及びその製造方法
JP4389026B2 (ja) 摺動材料およびその製造方法
KR20100049605A (ko) 무납의 소결 슬라이딩 베어링 재료와 이를 제조하기 위한 소결 파우더
JP7029384B2 (ja) 摺動部材
CN111902643A (zh) 滑动构件
JP4349719B2 (ja) アルミニウム青銅焼結軸受材料およびその製造方法
JP2006307284A (ja) 鉛フリー銅系摺動材料
TW202400816A (zh) 銅系滑動構件
CN117128242A (zh) 铜类滑动构件
JP2023174518A (ja) 銅系摺動部材
JPS6023623A (ja) 鉄系摺動材料

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant