CN117940682A - 滑动构件和使用它的齿轮箱、风力发电机、以及滑动构件的制造方法 - Google Patents

Abstract

滑动构件具有：母材；滑动层，其层叠在上述母材，且具有基体和在上述基体中均匀且微细地分散的颗粒相。在上述滑动层中设定任意的观察剖面，从上述观察剖面提取的多个任意的观察区域中的上述颗粒相的面积率Sv在任一上述观察区域中均为0.2％≤Sv≤5％。上述颗粒相的最大粒径Da为0μm＜Da≤30μm。

Description

滑动构件和使用它的齿轮箱、风力发电机、以及滑动构件的制 造方法

相关申请的交叉引用

本申请基于2022年3月30日提出的日本申请2022-056211号，在此援引其所述内容。

技术领域

本发明涉及滑动构件和使用它的齿轮箱、风力发电机、以及滑动构件的制造方法。

背景技术

以往，已知通过电弧焊形成滑动构件(专利文献1)。在专利文献1中，通过电弧焊，将Cu-Sn-Pb的合金作为滑动层层叠在背衬的表面。此时，滑动层使用在合金基体中预先分散有Pb的粉末形成。由此，在专利文献1中，降低焊接时的高温引起的Pb的蒸发，实现形成Pb均匀地分散在滑动层中的组织。

近年来，从进一步减少给环境带来的负担等的要求出发，要求使用滑动构件的轴承提高在高的表面压力环境下的滑动特性。因此，在基体中添加例如低熔点的金属、硬质的材料等作为添加材料，实现滑动层的性质的提高。在此情况下，滑动层能够通过使用例如预先在基体中加入了添加材料的粉末、金属丝进行焊接而形成。

然而，在基体中添加的低熔点的金属在焊接时容易导致蒸发，存在导致滑动层的基体的缺陷、偏析的问题。此外，在基体中添加的硬质的材料在焊接时容易导致凝聚，存在难以在基体中均匀分散的问题。滑动层中的硬质颗粒的不均匀分布存在导致滑动层的强度下降和滑动特性恶化的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平04-300073号公报。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种添加物的颗粒均匀地分散在滑动层中、且不会损害强度、滑动特性高的滑动构件和使用它的齿轮箱、风力发电机。

此外，本发明的另一目的在于，提供一种滑动构件的制造方法，实现减少添加物的蒸发、添加物的均匀的分散，实现进一步提高滑动特性。

本发明的一种实施方式的滑动构件具有：母材；滑动层，其层叠在所述母材，且具有基体和在上述基体中均匀且微细地分散的颗粒相。

即，一种实施方式的滑动构件在从任意的观察剖面提取的多个任意的观察区域中，颗粒相的面积率Sv均为0.2％≤Sv≤5％。像这样，在一个实施方式的滑动构件中，颗粒相均匀地存在于滑动层的基体中。而且，颗粒相的最大粒径Da被微细化为0μm＜Da≤30μm。因此，添加物的颗粒均匀且微细地分散在滑动层中，能够不损害强度地提高滑动特性。特别地，一个实施方式的滑动构件能够提高抗咬合性和耐磨耗性。

在本发明的一个实施方式的滑动构件的制造方法中，通过将金属丝电弧焊于母材，形成滑动层。该滑动构件的制造方法包括：供给成为基体的上述金属丝的工序，上述基体构成上述滑动层；将供给的上述金属丝通过与上述母材的放电进行熔融，形成熔滴的工序；以及对形成的熔滴添加添加材料的工序，上述添加材料添加至上述基体。

由此，添加材料与熔融的金属丝的熔滴混合。即，在本实施方式中，添加材料通过母材与金属丝的电弧加入到由金属丝形成的熔滴，而不是加入到形成于母材的熔融池。因此，添加材料均匀且微细地分散在熔滴中，也均匀且微细地分散在熔滴凝固而形成的滑动层中。这是因为，通过熔滴滴落于母材，熔滴迅速冷却。即，在熔滴中加入的添加材料在与容积较小的熔滴均匀且微细地混合之后，滴落于母材而冷却，以维持了均匀且微细地混合的状态凝固。此外，通过将添加材料加入至熔滴，与将添加材料加入到熔融池的情况相比，减少了母材与添加材料的混合。进而，通过本实施方式那样将添加材料加入至热容量较小的熔滴，以添加材料分散在熔滴中的状态迅速冷却，还能减少添加材料的蒸发导致的缺陷。因此，能够实现进一步提高滑动性能。

在另一个实施方式的滑动构件的制造方法中，添加至上述基体的上述添加材料作为颗粒、作为包含上述颗粒的粉末、作为包含上述颗粒的金属丝、或者作为包含上述颗粒的棒材加入至上述熔滴。

附图说明

图1为示出用于制造一个实施方式的滑动构件的焊接装置的示意图；

图2为示出用于制造一个实施方式的滑动构件的焊接装置的示意图；

图3为示出一个实施方式的滑动构件的示意图；

图4为示出一个实施方式的滑动构件的组织的示意性剖面图；

图5为示出一个实施方式的滑动构件的制造方法的流程的示意图；

图6为示出一个实施方式的滑动构件的制造方法的流程的示意图；

图7为示出一个实施方式的滑动构件的制造方法的流程的示意图；

图8为示出应用了一个实施方式的滑动构件的旋转构件的示意性剖面图；

图9为示出放大了图3的IX部分的示意性剖面图；

图10为示出图9的观察剖面中包含的观察区域的示意图；

图11为示出一个实施方式的滑动构件的试验片的示意图；

图12为示出从图11的箭头XII方向观察的示意图；

图13为示出进行一个实施方式的滑动构件的咬合试验和磨耗试验的试验装置的示意图；

图14为从图13的XIV方向观察安装在试验装置中的试验片的示意图；

图15为示出咬合试验的试验条件的概要图；

图16为示出磨耗试验的试验条件的概要图；

图17为示出实施例的试验结果的概要图；

图18为示出比较例的试验结果的概要图。

具体实施方式

以下，基于附图对实施方式进行说明。

(焊接装置)

首先，对用于制造滑动构件的焊接装置进行说明。

如图1所示，焊接装置10为使用了母材11与金属丝12之间的放电的所谓的电弧焊装置。焊接装置10具有金属丝供给部13。金属丝供给部13一边使作为消耗电极的金属丝12以预先设定的周期和移动量周期性重复向母材11侧的移动和向其相反侧的移动，一边供给金属丝12。金属丝供给部13与母材11之间通过电源装置14电连接。电源装置14在金属丝供给部13与母材11之间施加预先设定的电压。金属丝12通过与金属丝供给部13接触，成为与金属丝供给部13相同的电位。由此，当母材11与金属丝12接近时成为电弧状态，当母材11与金属丝12接触时成为短路状态。通过金属丝供给部13使金属丝12进退，由此，母材11与金属丝12之间反复产生电弧状态和短路状态。

当通过金属丝供给部13使金属丝12的顶端接近母材11时，在金属丝12与母材11之间产生电弧。金属丝12通过产生的电弧被瞬间加热并熔融。熔融的金属丝12成为熔滴15并向母材11侧滴落。当熔融的金属丝12的熔滴15与母材11接触时，母材11与金属丝12短路，母材11与金属丝12之间的通电停止，熔滴15移动至母材11。即，金属丝12通过电弧焊引起的熔滴移动而层叠在母材11。金属丝供给部13使金属丝12的顶端远离母材11，由此母材11与金属丝12分离，再次在母材11与金属丝12之间产生电弧。通过反复进行该操作，通过构成金属丝12的材料在母材11形成焊接层。

金属丝供给部13具有气体喷出口16。金属丝供给部13从气体喷出口16喷射保护气体17。保护气体17例如以氩、氦等非活性气体为主成分，添加有氧等。气体喷出口16以包围母材11与金属丝12接触的焊接部的附近的方式喷射保护气体17。由此，母材11与金属丝12的焊接部通过保护气体17与外部空气隔绝。保护气体17能够使用包含O₂的Ar、100％的Ar、CO₂、Ar+CO₂、Ar+He等。

焊接装置10除了上述之外还具有添加材料供给部20。添加材料供给部20向通过母材11与金属丝12之间的电弧形成的熔滴15供给添加材料21。在本实施方式中，添加材料供给部20通过母材11与金属丝12之间的电弧向形成于金属丝12侧的熔滴15供给添加材料21，而不是向形成于母材11侧的熔融池供给添加材料21。如图1所示，添加材料供给部20向熔滴15供给粉末状的添加材料21。此外，如图2所示，添加材料供给部20也可以是向熔滴15供给包含添加材料21的金属丝22的结构。进而，添加材料供给部20不限于这些图1和图2所示的例子，也可以是向熔滴15供给包含添加材料21的棒材等的结构。

如上所述，在本实施方式的情况下，焊接装置10具有添加材料供给部20。因此，添加材料21被供给至通过母材11与金属丝12之间的电弧使金属丝12熔融而形成的熔滴15。

(滑动构件的制造方法、滑动构件)

接下来，对使用了上述的焊接装置的滑动构件的制造方法和由此得到的滑动构件进行说明。

如图3所示，滑动构件30具有母材11和滑动层32。滑动构件30相对于未图示的匹配材料滑动。匹配材料例如由钢、不锈钢等Fe系的材料形成。滑动层32在与母材11相反侧的面形成滑动面33。母材11例如由Fe、Cu等金属或它们的合金形成。滑动层32通过焊接形成于该母材11的表面。具体而言，如图1所示，滑动层32通过将金属丝12焊接在母材11，以金属丝12为主材料而形成。滑动层32为将Cu、Al、Sn中的元素作为第一成分的合金。即，构成滑动层32的合金的基体由金属丝12形成。第一成分是指，构成滑动层32的合金之中含有率最高的成分。例如在由Cu合金形成滑动层32的情况下，金属丝12可以由与该滑动层32相同的Cu合金形成。

如图4所示，滑动层32具有在基体34中均匀且微细地分散的颗粒相35。即，滑动层32具有基体34和在该基体34中均匀且微细地分散的颗粒相35。颗粒相35包含高硬度相。高硬度相为比基体34硬度高的颗粒的相。高硬度相例如为选自Ni、Sn、Mo、C、B、Si、Mn、Fe、P、Ti、Al、W、Cr、Sc、Zr、Co、Cu等中的至少一种以上的元素或化合物、或者为选自Ni、Sn、Mo、C、B、Si、Mn、Fe、P、Ti、Al、W、Cr、Sc、Zr、Co、Cu等中的至少一种以上的元素或化合物与O、N等的化合物。

当设构成颗粒相35的高硬度相的维氏硬度为HV1，设基体34的维氏硬度为HV2时，在它们之间呈5≤HV1/HV2≤50的关系。也就是说，构成颗粒相35的高硬度相与基体34相比，维氏硬度HV为5倍至50倍。像这样，通过设定高硬度相相对于基体34的硬度，能够提高抗咬合性和耐磨耗性，并且降低向匹配材料的冲击性。

此外，颗粒相35也可以包含低硬度相。低硬度相为比基体34硬度低的颗粒的相。低硬度相例如为选自Pb、Bi、Sn、Sb、In、Mg、Al、Zn等中的至少一种以上的元素或它们的化合物。这种情况下，在设定在任意的观察剖面的多个观察区域中，颗粒相35的面积率Sv为0.2％≤Sv≤5％。颗粒相35均匀地分散在滑动层32的基体34中。而且，颗粒相35的最大粒径Da被微细化为0μm＜Da≤30μm。因此，颗粒相35能够均匀且微细地分散在滑动层32中，不会损害滑动层32的强度，提高滑动特性。特别地，作为滑动层32的滑动特性，能够提高抗咬合性和耐磨耗性。

此外，颗粒相35中的低硬度相也可以与高硬度相一同存在。在此情况下，高硬度相和低硬度相也可以均匀且微细地存在于滑动层32的基体34中。进而，可以使高硬度相为均匀且微细地存在于滑动层32的基体34中的结构，并且低硬度相未必是均匀且微细地分散在基体34中的结构。像这样，在低硬度相不均匀且微细地分散在基体34中的情况下，滑动层32的低硬度相的添加量优选为20质量％以下。像这样，通过使低硬度相的添加量为20质量％以下，能够减少对滑动层32的强度的影响。进而，与硬度无关，滑动层32也可以包含固体润滑剂。固体润滑剂为例如选自石墨、MoS₂等中的至少一种以上。以下，颗粒相35是指包括高硬度相和低硬度相的总称。

金属丝12由图1和图2所示的焊接装置10的金属丝供给部13供给。由金属丝供给部13供给的金属丝12通过与母材11之间的电弧放电熔融，如图5的(A)和图6的(A)所示，形成熔滴15。对形成的熔滴15添加添加材料21。添加材料21从添加材料供给部20添加至熔滴15。如图5的(A)所示，添加材料21作为成为颗粒相35的预先选择的材料的颗粒、包含材料的颗粒的粉末，从添加材料供给部20添加至熔滴15。此外，如图6的(A)所示，添加材料21作为包含材料的颗粒的金属丝22、或包含材料的颗粒的棒材，从添加材料供给部20添加至熔滴15。

包含低硬度相和高硬度相中的至少一者的颗粒相35由从添加材料供给部20供给的添加材料21形成。即，通过将添加材料21添加至熔融的金属丝12的熔滴15，成为颗粒相35的各种材料与熔融的金属丝12的熔滴15混合。而且，如图5的(B)和图6的(B)所示，当熔滴15向母材11移动时，以金属丝12作为基体34的材料的熔滴15层叠于母材11。如图5的(C)和图6的(C)所示，通过熔滴15凝固，滑动层32形成于母材11。

滑动层32不限于上述例子，也可以如图7所示地形成。在图7所示的例子的情况下，由金属丝供给部13供给的金属丝12通过与母材11之间的电弧放电而熔融，如图7的(A)所示，形成熔滴15。如图7的(B)所示，形成的熔滴15移动至母材11。在图7所示的例子的情况下，如图7的(C)所示，添加材料供给部20将添加材料21添加在移动至母材11而呈熔融状态的熔滴15。通过向熔融的熔滴15添加添加材料21，成为颗粒相35的各种材料与熔融的金属丝12的熔滴15混合。然后，通过熔滴15凝固，在母材11形成滑动层32。另外，如图5或图7所示，添加材料供给部20添加添加材料21的时期，能够设定在熔滴15通过电弧而形成并在母材11凝固为止的期间。

如上所述，这些滑动层32在基体34中包含将添加材料21作为原料的颗粒相35。在本实施方式的情况下，添加材料21在滑动层32的形成时，通过母材11与金属丝12的电弧而加入到由金属丝12形成的熔滴15，而不是加入到形成于母材11的熔融池。由此，成为颗粒相35的添加材料21均匀且微细地分散在熔滴15中，也均匀且微细地分散在形成的滑动层32中。这是因为，通过熔滴15滴落在母材11，熔滴15迅速冷却。即，在熔滴15中加入的添加材料21在与容积较小的熔滴15均匀且微细地混合之后，滴落于母材11而冷却，以维持了均匀且微细地混合的状态凝固。

此外，通过向熔滴15加入添加材料21，与向熔融池加入添加材料21的情况相比，减少了在滑动层32的与母材11的混合。就熔融池而言，金属丝12与母材11混合而呈熔融的状态。因此，例如当向熔融池加入添加材料21时，添加材料21不仅与成为滑动层32的金属丝12混合，也与熔融的母材11混合。而且，在熔融池混合的母材11、金属丝12以及添加材料21的凝固速度变得缓慢，容易导致添加材料21的凝聚。进而，例如当预先在金属丝12中混合添加材料21时，在通过电弧加热时温度上升，容易导致添加材料21蒸发等引起的缺陷。

与此相对，在本实施方式中，添加材料21被加入至热容量较小的熔滴15。因此，添加材料21形成的颗粒相35能够保持在滑动层32的基体34中分散的状态迅速冷却。此外，在本实施方式中，能够减少添加材料21的蒸发导致的缺陷产生。

通过焊接形成于母材11的滑动层32通过例如切削、抛光等机械加工，厚度T设定为0mm＜T≤0.5mm。像这样，通过焊接形成滑动层32，由此滑动层32与例如使用衬套等的情况相比不要求拉伸强度。因此，能够使滑动层32的厚度T薄至0.5mm以下。

通过以上步骤，制造在母材11层叠滑动层32的滑动构件30。

如图3和图4所示，滑动构件30具有母材11和滑动层32。本实施方式的情况下，如图4所示，由添加材料21构成的颗粒相35均匀且微细地分散在基体34中。颗粒相35的低硬度相中包含的Pb、Bi等熔点低的金属形成比滑动层32的基体34更柔软的Pb相、Bi相。因此，颗粒相35的低硬度相提高滑动构件30与匹配材料的滑动时的滑动部分的异物嵌入性，有助于抗咬合性的提高。另一方面，颗粒相35的高硬度相除去在滑动构件30与匹配材料的滑动时产生的凝聚物。当滑动构件30与匹配材料的滑动部分通过滑动产生的凝聚物等异物附着在匹配材料时，凝聚物与滑动构件30的滑动面33接触，有在该部分导致咬合的风险。滑动层32中包含的例如Mo₂C等高硬度相刮落附着在该滑动部分的异物。由此，颗粒相35的高硬度相有助于滑动构件30与相手部材的咬合的减少。

(滑动构件的一个实施例)

验证了滑动构件30的一个实施例。在一个实施例中，使用图1所示的焊接装置10，使用Cu合金的金属丝12，通过电弧焊，在成为母材11的钢板形成滑动层32。当在母材11焊接金属丝12时，将粉末状的添加材料21供给至金属丝12的熔滴15。金属丝12为Cu-Si-Mn的以Cu为主成分的合金，形成Cu系合金的滑动层32。添加材料21的粉末使用了Cu-22Pb-1.5Sn(质量％)。保护气体17使用了包含2体积％的O₂的Ar。在母材11与金属丝12之间施加的电压设定为14V，焊接电流设定为85A。其结果，如图4所示，在滑动层32形成了作为颗粒相35的Pb均匀且微细地分散的组织。Pb相非常微细，任意的剖面的直径为0.5～3μm。

如以上说明那样，在本实施方式中，将添加材料21添加至由金属丝12的熔融形成的熔滴15。由此，由添加材料21构成的颗粒相35均匀且微细地分散于形成的滑动层32的基体34。因此，能够进一步提高滑动性能，并且通过选择添加材料21，能够根据用途适当地控制滑动性能。

如图8所示，在本实施方式中形成的滑动构件30能够优选用于例如风力发电的轴、轴承等大规模且表面压力高的旋转构件40。在图8所示的例的情况下，旋转构件40具有母材11和滑动层32。旋转构件40具有旋转轴部41和滑动层32。而且，在旋转构件40中，滑动层32通过焊接直接设置在由母材11构成的旋转轴部41。即，在旋转构件40中，在作为成为母材11的轴构件的旋转轴部41的外周侧层叠有滑动层32。这些旋转轴部41和滑动层32构成滑动构件30。

像这样，通过焊接将滑动层32直接设置在旋转轴部41，从而通过具有控制了滑动性能的滑动层32的滑动构件30，也能够应对高的表面压力。

接下来，对滑动层32进行详细的说明。

如上所述，滑动层32具有基体34和颗粒相35。颗粒相35的面积率Sv为0.2％≤Sv≤5％。具体而言，如图9所示，滑动层32设定有任意的观察剖面50。观察剖面50能够在滑动层32任意地设定，例如在如图9所示的厚度方向等。如图10所示，在滑动层32任意地设定的观察剖面50包含基体34和颗粒相35。观察区域51从该观察剖面50提取。观察区域51在观察剖面50中的任意的位置提取多个。在此情况下，观察区域51从观察剖面50提取为500μm×500μm以上的大小的区域。当观察区域51过小时，观察区域51有可能不包含颗粒相35。也就是说，观察区域51需要为包含颗粒相35的程度的足够大的范围。观察区域51只要是上述的500μm×500μm以上的范围，则能够设定为任意的尺寸。

该观察区域51中的颗粒相35的面积率Sv为0.2％≤Sv≤5％。面积率Sv是根据观察区域51的面积S和在该观察区域51中包含的颗粒相35的面积的总和Sm，通过Sv＝Sm/S×100而计算的。在本实施方式中，该面积率Sv在从观察剖面50提取的多个任意的观察区域51中均为0.2％≤Sv≤5％。也就是说，颗粒相35在任一观察区域51中面积率Sv均为0.2％≤Sv≤5％。这表示颗粒相35均匀地分散在滑动层32的基体34中。此外，颗粒相35的最大粒径Da为0μm＜Da≤30μm。最大粒径Da可以在观察剖面50中观察，也可以在观察区域51中观察。总之，滑动层32中包含的颗粒相35的最大粒径Da为0μm＜Da≤30μm。像这样，分散在滑动层32的基体34中的颗粒相35表示最大粒径Da为30μm以下的微细的颗粒相。

滑动层32中包含的颗粒相35的体积比例W优选为0.1体积％≤W≤5.0体积％。体积比例W为颗粒相35的体积相对于滑动层32的体积的总和。该体积比例W更优选为0.2体积％≤W≤2.0体积％。当体积比例W为0.1体积％以上时，进一步有助于颗粒相35中的特别是高硬度相的抗咬合性的提高。此外，体积比例W优选上限为5.0体积％。通过体积比例W为5.0体积％以下，能够有效地抑制向匹配材料的冲击性。

母材11与滑动层32之间的黏合强度F优选为250N/mm²≤F。像这样，通过确保黏合强度F，即使成为母材11的旋转轴部41产生弯曲，也会可靠地避免滑动层32从母材11剥离。此外，在滑动层32的形成时，母材11在厚度方向受到来自滑动层32的热的影响的深度Tt优选为Tt≤500μm。通过适当地确保焊接时的母材11的温度，减少母材11受到焊接导致的热的影响的范围。因此，对母材11的强度的影响减少。即，在本实施方式的情况下，母材11被加热的时间极短，热对母材11的影响变小。因此，能够减小热导致的母材11的组织的变化和由此导致的对母材11的强度的影响。

滑动层32的表面的粗糙度Ra优选为Ra≤0.6。特别地，滑动层32的表面的粗糙度Ra优选为0.3≤Ra≤0.6。像这样，通过设定滑动层32的表面的粗糙度Ra，能够实现滑动层32的摩擦系数的减少，并减少加工工时和加工精度，并且能够实现加工精度的减少相关的设备的简化。

以下，对滑动构件30的具体的实施例和比较例进行说明。

实施例和比较例通过黏合试验和滑动试验进行了评价。在试验片中，用金属丝12和添加材料21将滑动层32堆焊在Fe系的母材11。滑动层32使用向焊接时生成的熔融池反复以高速向正方向和反方向供给金属丝12的CMT式，通过MIG焊接形成。焊接之后，对试验片施加切削和抛光等机械加工而制成规定的形状。

在黏合试验中，作为滑动构件30的强度，评价了黏合强度。黏合强度为母材11与滑动层32的黏合力。在黏合试验中，如图11和图12所示，使用了母材11与滑动层32以规定的接合面积接合的试验片60。针对黏合强度，在试验片60的两端施加拉伸负荷，测定接合部61破坏的最大的拉伸力。使用的试验片60在母材11与滑动层32的接合部61的重叠为9mm×0.3mm，接合面积为2.7mm²。也就是说，试验片60的宽度为9mm，重叠部分的长度为0.3mm。在试验片60的两端，以5m/min的速度向外侧施加2kN的负荷，实施了黏合试验。

在滑动试验中，作为滑动构件30的强度和滑动特性，通过咬合试验评价抗咬合性，以及通过磨耗试验评价耐磨耗性。在咬合试验中，将滑动构件30的没有咬合的最大表面压力评价为抗咬合性。在磨耗试验中，将滑动构件30的磨耗量评价为耐磨耗性。如图13和图14所示，将形成为圆弧环状的试验片70安装在保持件71，将安装在保持件71的试验片70按压在筒状的试验轴72，实施滑动试验中的咬合试验和磨耗试验。在滑动试验中，以利用图15所示的条件的咬合试验和利用图16所示的条件的磨耗试验对滑动构件30的实施例和比较例进行了评价。

实施例和比较例的评价结果分别示于图17和图18。在颗粒相35的面积率Sv中，从任意的观察剖面50任意地提取10处的观察区域51，计算提取的各观察区域51中的面积率Sv的最大值和最小值。即，在图17和图18的情况下，面积率Sv为10处的观察区域51的最大值和最小值。颗粒相35的最大粒径Da为从观察剖面50提取的10处的观察区域51中的颗粒相35中的最大的颗粒相35的粒径。观察区域51设定为500μm×500μm。咬合试验中，将没有咬合的最大表面压力为18MPa以上设为“合格”。在磨耗试验中，将磨耗量为5μm以下设为“合格”。另外，在咬合试验中，由于试验设备的性能限制，25MPa为最大值。

如图17所示，作为实施例的试料1～试料9的任一个的黏合强度、最大表面压力以及磨耗量均为合格。与此相对，如图18所示，作为比较例的试料10、试料13以及试料16的颗粒相35的面积率Sv过大。因此可知，这些试料10、试料13以及试料16的磨耗量降低，但向匹配材料的冲击性高，导致抗咬合性下降。此外，作为比较例的试料11、试料14以及试料17的颗粒相35凝聚，最大粒径Da过大。由于颗粒相35凝聚，滑动层32根据位置，抗咬合性和耐磨耗性不同。因此可知，这些试料11、试料14以及试料17的基体34中的颗粒相35的分布不均匀，抗咬合性和耐磨耗性恶化。

作为比较例的试料12、试料15以及试料18的滑动层32中包含的颗粒相35的面积率Sv过小。因此可知，这些试料12、试料15以及试料18不能期望抗咬合性和耐磨耗性的提高。在作为比较例的试料19和试料20中，将添加材料21添加到产生在母材11的熔融池中。因此，试料19和试料20引起了颗粒相35在局部生成的偏析。可知，试料19和试料20由于该偏析，抗咬合性和耐磨耗性的偏差增大。作为比较例的试料21和试料22未添加有添加材料21，在滑动层32中不包含颗粒相35。因此可知，试料21和试料22的抗咬合性和耐磨耗性恶化。

以上说明的本发明不限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够应用于各种实施方式。

例如，除了母材11和滑动层32之外，滑动构件30也可以具有未图示的覆盖层。在此情况下，覆盖层重叠地形成在滑动层32的表面，也就是在与母材11相反侧的面、与滑动层32重叠地形成。覆盖层优选使用例如Sn、Bi等软质的金属或合金。此外，覆盖层也可以使用例如分散了固体润滑剂的树脂等。滑动构件30在具有覆盖层时，该覆盖层的最外表面成为与匹配材料滑动的滑动面33。进而，滑动构件30在母材11与滑动层32之间，也可以具有未图示的一层以上的中间层。在此情况下，中间相优选使用例如Ni、其合金等提高母材11与滑动层32的黏合力的材料。

Claims (17)

1.一种滑动构件，其具有：

母材；

滑动层，其层叠在所述母材，且具有基体和在所述基体中均匀且微细地分散的颗粒相，

在所述滑动层中设定任意的观察剖面，在从所述观察剖面提取多个500μm×500μm以上的大小的观察区域时，多个所述观察区域中的所述颗粒相的面积率Sv在任一所述观察区域中均为0.2％≤Sv≤5％，

所述颗粒相的最大粒径Da为0μm＜Da≤30μm。

2.根据权利要求1所述的滑动构件，其中，

在所述基体中，Cu、Al、Sn中的任一元素为第一成分。

3.根据权利要求1所述的滑动构件，其中，

所述颗粒相包含比所述基体硬度高的高硬度相。

4.根据权利要求3所述的滑动构件，其中，

当设所述颗粒相的维氏硬度为HV1，设所述基体的维氏硬度为HV2时，5≤HV1/HV2≤50。

5.根据权利要求3所述的滑动构件，其中，

所述高硬度相为选自Ni、Sn、Mo、C、B、Si、Mn、Fe、P、Ti、Al、W、Cr、Sc、Zr、Co、Cu中的至少一种元素或它们的化合物，或者为选自Ni、Sn、Mo、C、B、Si、Mn、Fe、P、Ti、Al、W、Cr、Sc、Zr、Co、Cu中的至少一种元素或它们的化合物与O、N的化合物。

6.根据权利要求3所述的滑动构件，其中，

所述滑动层中包含的所述高硬度相的体积比例W为0.1体积％≤W≤5.0体积％。

7.根据权利要求1所述的滑动构件，其中，

所述颗粒相包含比所述基体硬度低的低硬度相。

8.根据权利要求1所述的滑动构件，其中，

所述母材与所述滑动层的黏合强度F为250N/mm²≤F。

9.根据权利要求1所述的滑动构件，其中，所述滑动层的厚度T为0mm＜T≤0.5mm。

10.根据权利要求1所述的滑动构件，其中，

所述母材在厚度方向受到来自所述滑动层的热的影响的厚度Tt为Tt≤500μm。

11.根据权利要求1所述的滑动构件，其中，

所述滑动层的表面的粗糙度Ra为Ra≤0.6。

12.根据权利要求11所述的滑动构件，其中，

所述粗糙度Ra为0.3≤Ra≤0.6。

13.一种齿轮箱，其具有权利要求1至12中任一项所述的滑动构件，

所述母材为轴构件，所述滑动层层叠在所述轴构件的外周侧。

14.一种风力发电机，其具有权利要求13所述的齿轮箱。

15.一种滑动构件的制造方法，通过将金属丝电弧焊于母材而形成滑动层，

所述滑动构件的制造方法包括：

供给成为基体的所述金属丝的工序，所述基体构成所述滑动层；

将供给的所述金属丝通过与所述母材的放电进行熔融，形成熔滴的工序；以及

对形成的熔滴添加添加材料的工序，所述添加材料添加至所述基体。

16.根据权利要求15所述的滑动构件的制造方法，其中，

添加至所述基体的所述添加材料作为颗粒、作为包含所述颗粒的粉末、作为包含所述颗粒的金属丝、或者作为包含所述颗粒的棒材加入至所述熔滴。

17.根据权利要求15所述的滑动构件的制造方法，其中，

所述滑动构件的制造方法还包括在形成所述滑动层之后，通过机械加工使所述滑动层的厚度为0.5mm以下的工序。