JP2011163381A - 摺動部材 - Google Patents

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Abstract

【課題】BiまたはBi合金にSnまたはSn合金を添加して形成されるオーバレイ層を有し、非焼付性に優れる摺動部材を提供する。
【解決手段】基部上にオーバレイ層13が設けられる摺動部材において、オーバレイ層13をBiまたはBi合金にSnまたはSn合金を添加して形成する。オーバレイ層13中に分布するSn系粒子15の平均粒径を、オーバレイ層13中に分布するBi系粒子14の平均粒径の5%以下にする。
【選択図】図1

Description

本発明は、BiまたはBi合金にSnまたはSn合金を添加して形成されるオーバレイ層を有する摺動部材に関する。
摺動部材のうち自動車などの内燃機関に使用されるすべり軸受は、例えば鋼で形成される裏金層上にCu合金またはAl合金で形成される軸受合金層が設けられて構成されている。このすべり軸受の摺動面には、通常、なじみ性および非焼付性を向上させるために、オーバレイ層が設けられている。
オーバレイ層は、従来、軟質のPb合金で形成されている。また、近年では、環境負荷の大きいPbの代替として、Biを用いることが提案されている。Biは脆いため、Biで形成されるオーバレイ層を有するすべり軸受のなじみ性および非焼付性は、Pb合金で形成されるオーバレイ層を有するすべり軸受のなじみ性および非焼付性よりも一般に劣る。そのため、例えば特許文献1では、BiにSn、InおよびAgから選択した一種以上の添加元素を添加してオーバレイ層を形成し、オーバレイ層のなじみ性および非焼付性の改善を図っている。
特開平11−50296号公報
BiまたはBi合金にSnまたはSn合金を添加してオーバレイ層を形成した場合、図5に示すように、オーバレイ層1中にBi系粒子2およびSn系粒子3が分布している。Bi系粒子2は、BiまたはBi合金で形成された結晶粒子であり、Sn系粒子3は、SnまたはSn合金で形成された結晶粒子である。Sn系粒子3は、Bi系粒子2の粒内および粒界に分布している。ここで、SnはBiよりも融点が低いため、Sn系粒子3は、Bi系粒子2よりも、クランクシャフトなどの摺動相手となる相手部材がすべり軸受の摺動面を摺動するときに生じる摩擦熱によって融解しやすい。そのため、すべり軸受の高温化はSn系粒子3の融解によって抑制され、即ち、摩擦熱を吸収する潜熱効果により、すべり軸受の非焼付性の向上が期待される。
ところで、Sn系粒子3が融解して流動すると、Sn系粒子3が存在していた所に凹部が形成される。Sn系粒子3が大きいほど、摺動面での凹部も大きくなる。そうすると、一般に摺動時には潤滑油等の潤滑剤は相手部材と摺動面との間に膜状に介在しているが、摺動面に大きな凹部が形成されていると膜破断し易くなって、相手部材が潤滑剤を介さずにすべり軸受の摺動面に当たり、焼付を招くということが考えられる。
なお、オーバレイ層中のSn系粒子の大きさについては、これまで着目されてきておらず、それについて明記された文献は見あたらないが、実際の摺動部材でのSn系粒子の平均粒径は0.15μm程度であった。
特許文献1では、オーバレイ層1中のSn系粒子3の大きさについて検討されていないため、昨今の厳しい使用条件の下では、通常のSn系粒子3が融解により流動して焼付が生じてしまうことが考えられる。
本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、BiまたはBi合金にSnまたはSn合金を添加して形成されるオーバレイ層を有し、非焼付性に優れる摺動部材を提供することである。
本発明者は、Sn系粒子が融解した後に形成される凹部を小さくすることで非焼付性を改良できると考え、オーバレイ層中のSn系粒子の大きさに着目して鋭意実験を重ねた。その結果、本発明者は、BiまたはBi合金にSnまたはSn合金を含むオーバレイ層であってSnの含有量が同じであっても、Sn系粒子の大きさが所定範囲内であると、格段に良好な非焼付性を有する摺動部材が得られることを解明した。
本発明者は、上記の解明を基にして、下記の発明をした。
本発明の請求項1の摺動部材は、基部と、この基部上に設けられ、BiまたはBi合金にSnまたはSn合金を添加して形成されるオーバレイ層とを有したものであって、このオーバレイ層中に、BiまたはBi合金で形成されるBi系粒子と、SnまたはSn合金で形成されるSn系粒子とが分布し、オーバレイ層中に分布するSn系粒子の平均粒径が、オーバレイ層中に分布するBi系粒子の平均粒径の5%以下であることを特徴としている。
本発明のすべり軸受などの摺動部材の基本形態の断面を、図2に示す。図2に示す摺動部材11は、基部12上にオーバレイ層13が設けられて構成されている。
本発明で言う「基部」とは、オーバレイ層13が設けられる側の構成物のことである。例えば、図2に示すように、裏金層12a上に軸受合金層12bが設けられ、軸受合金層12bとオーバレイ層13間に接着層としての中間層12cが設けられている場合は、裏金層12aと軸受合金層12bと中間層12cとが基部12である。その他、裏金層12a上に軸受合金層12bが設けられ、軸受合金層12b上にオーバレイ層13が設けられている場合は、裏金層12aおよび軸受合金層12bが基部12である。また、裏金層12a上にオーバレイ層13が設けられている場合は、裏金層12aが基部12である。
軸受合金層12bは、Al基軸受合金、Cu基軸受合金、その他の金属を主成分とする軸受合金層である。
中間層12cは、軸受合金層12bの成分およびオーバレイ層13の成分の両方に結合しやすい材料、例えば、Ag、Ag合金、Co、Co合金、Cu、Cu合金で形成されている。
オーバレイ層13は、BiまたはBi合金にSnまたはSn合金を添加して形成されている。このオーバレイ層13中には、図1に示すように、Bi系粒子14と、Sn系粒子15とが分布している。図1において、上側が摺動面側である。Bi系粒子14は、BiまたはBi合金で形成された結晶粒子であり、Sn系粒子15は、SnまたはSn合金で形成された結晶粒子である。
基部12及びオーバレイ層13の成分には、上記以外の成分が含まれていてもよく、また、不可避的な不純物が含まれていてもよい。
上記構成によれば、Sn系粒子15は、Biよりも融点が低いSnを主成分にして形成されているため、Bi系粒子14よりも融解しやすい。したがって、Sn系粒子15は、Bi系粒子14よりも、クランクシャフトなどの摺動相手となる相手部材が摺動部材11の摺動面を摺動するときに生じる摩擦熱によって融解しやすい。これにより、摺動部材11の高温化はSn系粒子15の融解によって抑制される。
本発明では、オーバレイ層13中に分布するSn系粒子15を微細、具体的には、Sn系粒子15の平均粒径をBi系粒子14の平均粒径の5%以下にしている。
本発明で言う「粒径」とは、図3に示すように、結晶粒子の外縁に接する最小の外接円の直径Rである。また本発明で言う「平均粒径」とは、オーバレイ層13の断面における所定面積、例えば25μm2中に分布する粒子の粒径の平均値のことである。「粒径」および「平均粒子径」は、Bi系粒子14およびSn系粒子15のそれぞれに対して求められる。
例えば、本発明では、オーバレイ層13中に、平均粒径が1μmのBi系粒子14と、平均粒径が0.01μmのSn系粒子15が分布している。この場合、Sn系粒子15の平均粒径は、Bi系粒子14の平均粒径の1%となる。
上記構成によれば、オーバレイ層13の摺動面に分布するSn系粒子15が融解し、当該Sn系粒子15が流動した場合、図4に示すように、Sn系粒子15が存在していた所に、融解前のSn系粒子15と同形状の凹部16が形成される。
本発明では、Sn系粒子15の粒径がBi系粒子14の平均粒径の5%以下であるため、凹部16の形状も、融解前のSn系粒子15の外形と同じであり、微細である。したがって、オーバレイ層13の摺動面に供給される潤滑油等の潤滑剤は、凹部16内を容易に満たしやすく、オーバレイ層13上に形成された潤滑剤の膜(以下、潤滑膜と称する)が維持されやすくなる。その結果、相手部材が潤滑剤を介さずに摺動部材11に当たってしまうことは低減され、摺動部材11は優れた非焼付性を発揮する。
Sn系粒子15の平均粒径は、Bi系粒子14の平均粒径の0.2%以上4.3%以下が好ましい。
本発明の請求項2の摺動部材は、オーバレイ層に含まれるSnの割合X質量%が、0<X≦10であることを特徴としている。
本発明では、オーバレイ層13中にSnが含まれていることが必須である。また、オーバレイ層13中に含まれるSnが10質量%以下である場合、オーバレイ層13中のSn系粒子15が分散して分布しやすくなる。すなわち、本発明では、オーバレイ層13中で粒径の大きなSn系粒子となることを低減でき、オーバレイ層13中に平均粒径が5%以下のSn系粒子15を確実に得ることができる。
0.1≦X≦7であることがより好ましい。
本発明の請求項3の摺動部材は、オーバレイ層には、Cuが含まれ、オーバレイ層に含まれるCuの割合Y質量%が、0<Y≦5であることを特徴としている。
CuはSnと化合して比較的硬質なSn−Cu化合物を形成する。Sn−Cu化合物は、相手部材に付着している凝着物を掻き落とす効果を有するため、摺動部材11の非焼付性はより一層向上する。
オーバレイ層13中にCuが含まれることにより、上記効果が得られる。また、オーバレイ層13中に含まれるCuが5質量%以下であると、オーバレイ層13は硬くなり過ぎず、良好な非焼付性が得られる。
0.1≦Y≦2であることがより好ましい。
本発明の請求項4の摺動部材は、オーバレイ層中に分布するSn系粒子の数が、オーバレイ層中に分布するBi系粒子の数の5倍以上であることを特徴としている。
オーバレイ層中に分布するSn系粒子の含有量が同じである場合、オーバレイ層中に分布するSn系粒子の数を多くするほど、Sn系粒子の1粒子あたりの体積を小さくすることができる。本発明は、オーバレイ層13中に分布するSn系粒子15の数をオーバレイ層13中に分布するBi系粒子14の数の5倍以上にしている。これにより、オーバレイ層13中に分布するSn系粒子15の平均粒径は、より一層確実にBi系粒子14の平均粒径の5%以下となり、且つ、Sn系粒子15は、オーバレイ層13中に均一に分散して分布する。
上記構成によれば、Sn系粒子15がオーバレイ層13の摺動面に均一に分散して分布することにより、Sn系粒子15は一層微細に分布し易く、Sn系粒子15の融解後に形成される凹部16も小さくなる。したがって、オーバレイ層13上に潤滑膜をより維持し易くすることができる。その結果、摺動部材11は優れた非焼付性を発揮する。更に、オーバレイ層13が摩滅していっても同様なSn系粒子15の融解状態を発揮させることが可能となり、摺動部材11の高温化を安定して抑制させ、摺動部材11は優れた非焼付性を示す。
Sn系粒子15の数は、Bi系粒子の数の7倍以上がより好ましい。
ここで、本発明者は、Snを含有したBi電気めっきによってBiまたはBi合金にSnまたはSn合金を含むオーバレイ層13を基部12上に設ける場合において、基部12の表面に電流密度の微小粗密を生じさせながらBi電気めっきを行うことにより、オーバレイ層13に含まれるSn系粒子15が微細になることも、解明した。すなわち、本発明者は、基部12上にオーバレイ層13を設けるためのBi電気めっきを施すときに、微小な気泡であるマイクロ・ナノバブルを基部12の表面に供給し、基部12の表面に電流密度の微小粗密を生じさせることにより、上述のように微細なSn系粒子15をオーバレイ層13中に分散して分布させることができることを見出した。マイクロ・ナノバブルの直径は、100nm〜500nmであることが好ましい。
マイクロ・ナノバブルの発生方法としては、エジェクタタイプ、キャビテーションタイプ、旋回タイプ、加圧溶解タイプ、超音波使用タイプ、微細孔タイプなどが挙げられる。
なお、Sn系粒子15を微細にする方法は上記に限定されない。
本発明の摺動部材のオーバレイ層の断面を模式的に示す図 すべり軸受の断面図 オーバレイ層中の粒子を示す図 オーバレイ層の摺動面のSn系粒子が融解し流動した後の図2相当図 従来例を示す図1相当図
次に本発明の摺動部材の実施形態について説明する。
一般に、摺動部材であるすべり軸受は、鋼で形成される裏金層にCu合金又はAl合金で形成される軸受合金層を設け、この軸受合金層上に必要に応じて中間層を設けて構成される基部上に、オーバレイ層を設けることにより得られる。
本発明の摺動部材であるすべり軸受は、次のようにして得られる。また、本発明のすべり軸受の効果を確認するために、表1中に示す試料(表1中の実施例品1〜12、比較例品1〜3)を得た。
Figure 2011163381
まず、鋼で形成される裏金層12a上にCu合金の軸受合金層12bをライニングしてバイメタルを製造し、次に、このバイメタルを半円筒状または円筒状にして成形品を得た。次に、この成形品の軸受合金層12bの表面にボーリング加工して表面を仕上げ、その表面を電界脱脂および酸によって洗浄した。次に、その成形品の表面に、必要に応じてAg、Co、Ag−Sn合金のいずれかで形成される中間層12cを設け、成形品上あるいは中間層12c上にBi電気めっきによってオーバレイ層13を設けた。Bi電気めっきの条件を表2に示す。Cuの添加においては、0.5〜5g/lの塩基性炭酸銅を用いるのが好ましい。
ここで、本発明である実施例品1〜12は、Bi電気めっきにおいて、マイクロ・ナノバブル装置(図示省略)によってめっき液中にマイクロ・ナノバブルを発生させ、このマイクロ・ナノバブルを成形品(中間層)の表面に供給した。
Figure 2011163381
マイクロ・ナノバブルの供給を行うことにより、成形品(中間層)の表面に電流密度の微小粗密が生じ、Bi系粒子の周りにSn系粒子が微細に析出した。マイクロ・ナノバブルを発生する装置は、めっき液と空気とを螺旋状の流路に高圧をかけて剪断させて微細に混ぜる方式のものを用いた。このマイクロ・ナノバブルを発生する装置は、めっき槽、ポンプ、フィルター、めっき槽の順でめっき液が循環される経路において、フィルターとめっき槽の間の経路に設けた。
めっき液中のマイクロ・ナノバブルの直径は、島津ナノ粒子径分布装置「SALD−7100」を用いて測定した。その測定の結果、実施例品1〜12の製造で用いられたオーバレイ層の形成用のめっき液中に存在する気泡は、80%以上が直径100nm〜500nmであった。
上記製造方法によって、実施例品1〜12を得た。実施例品1〜12において、Sn系粒子の大きさの違いは、電流密度の粗密の大きさ、すなわちマイクロ・ナノバブルの供給量および大きさに起因している。
比較例品1〜3は、成形品の表面に電流密度の微小粗密を生じさせない以外、実施例品と同様の製造方法によって得た。
Sn系粒子の大きさはオーバレイ層の断面を電子顕微鏡又はイオン顕微鏡で観察して測定し、25μm2内に分布するBi系粒子とSn系粒子のそれぞれの数と粒径とを求めて各平均粒径を計算し、Sn系粒子の平均粒径をBi系粒子の平均粒径で割って百分率で表したものを表1に記載した。
上記の各試料について次の表3に示す条件で焼付試験を行った。
Figure 2011163381
次に、焼付試験の結果について解析する。
実施例品1〜12と、比較例品1〜3との対比から、実施例品1〜12は、Sn系粒子の平均粒径の大きさがBi系粒子の平均粒径の5%以下であるため、比較例品1〜3よりも、非焼付性に優れていることが理解できる。
実施例品1〜11と、実施例品12との対比から、オーバレイ層中に含まれるSnが10質量%以下であると、非焼付性がより一層向上することが理解できる。
実施例品5,6,9,11と、実施例品3,7,8,10との対比から、オーバレイ層中に5質量%以下のCuが含まれると、非焼付性がより一層向上することが理解できる。
尚、表1には記載していないが、各試料のオーバレイ層の断面を電子顕微鏡又はイオン顕微鏡で観察し、25μm2内に分布するBi系粒子とSn系粒子のそれぞれの数を数えた結果、実施例品1〜3,5〜12は、オーバレイ層中に分布するSn系粒子の数が、オーバレイ層中に分布するBi系粒子の数の5倍以上であった。なお、実施例品6,9,11は、オーバレイ層中に分布するSn系粒子の数が、オーバレイ層中に分布するBi系粒子の数の10倍以上であった。
図面中、11は摺動部材、12は基部、12aは裏金層(基部)、12bは軸受合金層(基部)、12cは中間層(基部)、13はオーバレイ層、14はBi系粒子、15はSn系粒子を示す。

Claims (4)

  1. 基部と、
    前記基部上に設けられ、BiまたはBi合金にSnまたはSn合金を添加して形成されるオーバレイ層とを有する摺動部材において、
    前記オーバレイ層中には、BiまたはBi合金で形成されるBi系粒子と、SnまたはSn合金で形成されるSn系粒子とが分布し、
    前記オーバレイ層中に分布する前記Sn系粒子の平均粒径は、前記オーバレイ層中に分布する前記Bi系粒子の平均粒径の5%以下であることを特徴とする摺動部材。
  2. 前記オーバレイ層に含まれるSnの割合X質量%は、0<X≦10であることを特徴とする請求項1記載の摺動部材。
  3. 前記オーバレイ層には、Cuが含まれ、
    前記オーバレイ層に含まれるCuの割合Y質量%は、0<Y≦5であることを特徴とする請求項1又は2記載の摺動部材。
  4. 前記オーバレイ層中に分布する前記Sn系粒子の数は、前記オーバレイ層中に分布する前記Bi系粒子の数の5倍以上であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の摺動部材。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2534120A (en) * 2014-11-28 2016-07-20 Daido Ind Bearings Europe Ltd Bismuth-based composite coating for overlay applications in plain bearings
US11149791B2 (en) 2018-04-11 2021-10-19 Taiho Kogyo Co., Ltd. Sliding member
JP2022091643A (ja) * 2020-12-09 2022-06-21 大同メタル工業株式会社 摺動部材及びその製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1150296A (ja) * 1997-06-05 1999-02-23 Toyota Motor Corp 摺動部材
JP2004353042A (ja) * 2003-05-29 2004-12-16 Daido Metal Co Ltd 摺動部材
JP2009263687A (ja) * 2008-04-22 2009-11-12 Toyota Industries Corp 金属膜成膜方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01150296A (ja) * 1987-12-07 1989-06-13 Hitachi Ltd 信号検出回路
GB8915254D0 (en) * 1989-07-03 1989-08-23 T & N Technology Ltd Bearings
CN1100893C (zh) * 1994-12-09 2003-02-05 格里卡金属工厂格里卡两合公司 滑动元件用层状材料及其制备方法和所用试剂
DE19754221A1 (de) * 1997-12-06 1999-06-17 Federal Mogul Wiesbaden Gmbh Schichtverbundwerkstoff für Gleitlager mit bleifreier Gleitschicht
AT408352B (de) * 1999-03-26 2001-11-26 Miba Gleitlager Ag Galvanisch abgeschiedene legierungsschicht, insbesondere eine laufschicht eines gleitlagers
GB2379449B (en) * 2001-09-10 2003-10-08 Daido Metal Co Sliding member
DE10337029B4 (de) * 2003-08-12 2009-06-04 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh Schichtverbundwerkstoff, Herstellung und Verwendung
JP4341438B2 (ja) * 2004-03-23 2009-10-07 日本軽金属株式会社 耐摩耗性に優れたアルミニウム合金及び同合金を用いた摺動部材
JP4195455B2 (ja) * 2005-03-25 2008-12-10 大同メタル工業株式会社 摺動部材
US20100047605A1 (en) * 2006-12-19 2010-02-25 Christiane Knoblauch Sliding bearing
JPWO2009041653A1 (ja) * 2007-09-27 2011-01-27 大豊工業株式会社 摺動部材用組成物及び該組成物を被着した摺動部材
JP4750822B2 (ja) * 2008-04-23 2011-08-17 大同メタル工業株式会社 半割軸受
JP5243468B2 (ja) * 2010-02-05 2013-07-24 大同メタル工業株式会社 摺動部材
JP2012062941A (ja) * 2010-09-15 2012-03-29 Daido Metal Co Ltd 摺動部材

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1150296A (ja) * 1997-06-05 1999-02-23 Toyota Motor Corp 摺動部材
JP2004353042A (ja) * 2003-05-29 2004-12-16 Daido Metal Co Ltd 摺動部材
JP2009263687A (ja) * 2008-04-22 2009-11-12 Toyota Industries Corp 金属膜成膜方法

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