JP2013210060A - Sliding bearing and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a half bearing showing excellent heat resistance property, without degrading conformability of a resin overlay layer containing solid lubricant, and a method of manufacturing the same.SOLUTION: A half bearing having a different cleavage direction, at a bearing center part and at both end parts, of a solid lubricant 110 in a resin overlay 103, is obtained by drying with an application surface of the bearing center part facing downward after applying of the resin overlay layer 103. The half bearing is provided with a different role, such as wear resistance at a center part and conformability at both end parts, thereby providing a sliding bearing which can be applied to a high performance engine such as a start/stop engine.

Description

本発明は、自動車やその他の産業機械用のエンジン用すべり軸受に関し、特に、裏金鋼と、前記裏金鋼の上に配置された軸受合金層とを有する半割軸受基材上に、固体潤滑剤とバインダー樹脂とを含む樹脂オーバレイ層を設けた、半円筒型の半割軸受に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a slide bearing for an engine for automobiles and other industrial machines, and in particular, a solid lubricant on a half bearing base material having a back metal and a bearing alloy layer disposed on the back metal. And a semi-cylindrical half bearing provided with a resin overlay layer containing a binder resin.

自動車用エンジンのすべり軸受(単に「軸受」と呼ぶこともある。)材料としては、一般にアルミニウム合金やPb系オーバレイ付き銅鉛合金が用いられている。近年は高出力及び高回転による自動車エンジンの高性能化が著しく、これら軸受材料に対して、初期なじみ性、耐焼付性、耐久性、耐熱性などの優れたしゅう動性能が望まれている。   As a slide bearing material (sometimes simply referred to as “bearing”) for an automobile engine, an aluminum alloy or a copper lead alloy with a Pb-based overlay is generally used. In recent years, the performance of automobile engines with high output and high revolution has been remarkably improved, and excellent sliding performance such as initial conformability, seizure resistance, durability, and heat resistance is desired for these bearing materials.

裏金鋼にアルミニウムや銅の軸受合金層を接着した軸受では、耐疲労性や耐焼付性を確保できる一方で、初期なじみ性と耐異物特性が不十分である。また、なじみ性確保のために、Sn、Pbなどの軟質金属系オーバレイをさらに施した銅鉛合金軸受では、耐摩耗性が充分でなく、複雑な製造工程を要するためにコストが高いという不具合もあった。   A bearing in which a bearing alloy layer of aluminum or copper is bonded to a back metal can ensure fatigue resistance and seizure resistance, but has insufficient initial conformability and foreign matter resistance. In addition, in order to ensure compatibility, copper lead alloy bearings further provided with a soft metal-based overlay such as Sn and Pb are not sufficient in wear resistance and require a complicated manufacturing process, resulting in a high cost. there were.

そこで、高い耐疲労性、耐摩耗性を維持したまま、なじみ性を確保するために、軟質金属系オーバレイに代えて、固体潤滑剤とバインダー樹脂とを含む樹脂オーバレイ層が提案されている(特許文献1及び2)。この樹脂オーバレイ層は、固体潤滑剤、希釈剤及びポリイミド系樹脂をアルミニウム系軸受合金にスプレー法にて塗布し、乾燥、焼成することによりコーティング層が形成される。この固体潤滑剤を含んだ樹脂オーバレイ層が、下地のアルミニウム合金に被着されることから、軟質金属系オーバレイに比べてなじみ性が良好となる。   Therefore, a resin overlay layer including a solid lubricant and a binder resin has been proposed in place of a soft metal overlay in order to ensure conformability while maintaining high fatigue resistance and wear resistance (patent) References 1 and 2). The resin overlay layer is formed by applying a solid lubricant, a diluent and a polyimide resin to an aluminum bearing alloy by spraying, drying and firing. Since the resin overlay layer containing this solid lubricant is deposited on the underlying aluminum alloy, the conformability is better than that of the soft metal overlay.

このなじみ性は、固体潤滑剤が特定の結晶面で非常にすべり易いという性質を利用している。すなわち、樹脂オーバレイ層中に分散している固体潤滑剤粒子が、相手軸からの荷重を受けると、その特定結晶面で滑りを起し、変形、破壊され、これに伴い樹脂オーバレイ層が相手軸にならう結果、低摩擦性や良好ななじみ性が実現される。固体潤滑剤の上記特定結晶面が樹脂オーバレイ層内でどのような方向を向いていたとしても、特定結晶面でのすべりが起こる。
一方、高周速・高面圧下のしゅう動においては、予期したしゅう動性能が得られないことがある。これは、高周速・高面圧下でのしゅう動性能には、固体潤滑剤の結晶方位依存性があるためであるということが見出されている(特許文献3)。
This conformability utilizes the property that a solid lubricant is very slippery on a specific crystal plane. That is, when the solid lubricant particles dispersed in the resin overlay layer are subjected to a load from the counterpart shaft, they slide on the specific crystal plane, and are deformed and destroyed. As a result, low friction and good conformability are realized. Regardless of the direction of the specific crystal plane of the solid lubricant in the resin overlay layer, the specific crystal plane slips.
On the other hand, the expected sliding performance may not be obtained when sliding at high peripheral speed and high surface pressure. It has been found that the sliding performance under high peripheral speed and high surface pressure is due to the crystal orientation dependence of the solid lubricant (Patent Document 3).

特開平4−83914号公報JP-A-4-83914 特許3133209号公報Japanese Patent No. 3133209 特開2008−95725号公報JP 2008-95725 A

しかしながら、すべり軸受しゅう動部材に関して、高いなじみ性を得ると、相反する性質である耐摩耗性が低下する。特に、近年使用されている起動停止エンジンなどにおいては、樹脂被膜の摩耗を低減させる必要がある。このように、すべり軸受には、耐摩耗性となじみ性が共に求められる一方で、両特性を高いまま両立することが困難であり、改善の余地があった。
従って、本発明は、半割軸受において、樹脂オーバレイ層の耐摩耗性となじみ性とを両立させることを目的とするものである。
However, when high conformability is obtained with respect to the sliding bearing sliding member, wear resistance, which is a contradictory property, decreases. In particular, in a start / stop engine used in recent years, it is necessary to reduce the wear of the resin coating. As described above, the sliding bearing is required to have both wear resistance and conformability, but it is difficult to achieve both characteristics at a high level, and there is room for improvement.
Accordingly, an object of the present invention is to achieve both wear resistance and conformability of a resin overlay layer in a half bearing.

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研鑽を積んだ結果、樹脂オーバレイ層中の固体潤滑剤に、軸受の中央部と両端部とで異なる配向性を持たせることで、本発明を完成するに至った。   As a result of earnest study to achieve the above object, the present inventor has made the present invention by giving the solid lubricant in the resin overlay layer different orientations at the center and both ends of the bearing. It came to be completed.

すなわち、本発明は、以下の<1>から<10>に関するものである。
<1>裏金鋼と前記裏金鋼の上に配置された軸受合金層とを有する半割軸受基材上に、バインダー樹脂と固体潤滑剤(A)とを含む樹脂オーバレイ層を設けた半割軸受であって、前記固体潤滑剤(A)がへき開を有する固体潤滑剤(a)を含み、前記固体潤滑剤(a)のへき開面の方向が、半割軸受の円周方向両端部と、円周方向中央部とで異なる半割軸受。
<2>半割軸受の円周方向両端部において前記固体潤滑剤(a)のへき開面としゅう動面とのなす角度が、半割軸受の円周方向中央部において前記固体潤滑剤(a)のへき開面としゅう動面とのなす角度よりも小さい、前記<1>に記載の半割軸受。
<3>前記固体潤滑剤(a)のへき開面が、半割軸受の円周方向両端部ではしゅう動面に対して平行であり、半割軸受の円周方向中央部ではしゅう動面に対して非平行である、前記<1>又は<2>に記載の半割軸受。
<4>前記固体潤滑剤(a)が、MoSである前記<1>〜<3>のいずれか1に記載の半割軸受。
<5>前記樹脂オーバレイ層の厚みが3〜10μmである、前記<1>〜<4>のいずれか1に記載の半割軸受。
<6>前記バインダー樹脂がポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、及びポリベンゾイミダゾール樹脂からなる群より選ばれる1以上の樹脂である、前記<1>〜<5>のいずれか1に記載の半割軸受。
<7>前記固体潤滑剤(A)が、前記樹脂オーバレイ層中30〜50体積%である、前記<1>〜<6>のいずれか1に記載の半割軸受。
<8>前記固体潤滑剤(a)が、さらに黒鉛を含み、固体潤滑剤(a)全体に対し、MoSが40体積%以上100体積%未満である、前記<1>〜<7>のいずれか1に記載の半割軸受。
<9>前記固体潤滑剤(A)が、ポリテトラフルオロエチレンを含み、前記固体潤滑剤(A)中の前記固体潤滑剤(a)の割合が、40体積%以上100体積%未満である、前記<1>〜<8>のいずれか1に記載の半割軸受。
<10>裏金鋼と前記裏金鋼の上に配置された軸受合金層とを有する半割軸受基材上に、バインダー樹脂とへき開を有する固体潤滑剤(a)を含む固体潤滑剤(A)とを含む樹脂オーバレイ層を塗布する工程、樹脂オーバレイ層の軸受中央部の塗布面を下向きにして乾燥させる工程、焼成する工程、を含む、半割軸受を製造する方法。
That is, the present invention relates to the following <1> to <10>.
<1> A half bearing in which a resin overlay layer containing a binder resin and a solid lubricant (A) is provided on a half bearing substrate having a backing metal and a bearing alloy layer disposed on the backing steel. The solid lubricant (A) includes a solid lubricant (a) having a cleavage, and the direction of the cleavage surface of the solid lubricant (a) includes both circumferential ends of the half bearing, Half bearings that differ from the center in the circumferential direction.
<2> The angle between the cleaved surface and the sliding surface of the solid lubricant (a) at both circumferential ends of the half bearing is such that the solid lubricant (a) at the circumferential center of the half bearing. The half bearing according to the above <1>, which is smaller than an angle formed between the cleavage surface and the sliding surface.
<3> The cleaved surface of the solid lubricant (a) is parallel to the sliding surface at both circumferential ends of the half bearing, and to the sliding surface at the circumferential central portion of the half bearing. The half bearing according to <1> or <2>, which is non-parallel.
<4> The solid lubricant (a) is, half bearing according to any one of the which is MoS 2 <1> ~ <3>.
<5> The half bearing according to any one of <1> to <4>, wherein the resin overlay layer has a thickness of 3 to 10 μm.
<6> The half bearing according to any one of <1> to <5>, wherein the binder resin is one or more resins selected from the group consisting of a polyamideimide resin, a polyimide resin, and a polybenzimidazole resin. .
<7> The half bearing according to any one of <1> to <6>, wherein the solid lubricant (A) is 30 to 50% by volume in the resin overlay layer.
<8> The above <1> to <7>, wherein the solid lubricant (a) further contains graphite, and MoS 2 is 40% by volume or more and less than 100% by volume with respect to the entire solid lubricant (a). The half bearing according to any one of the above.
<9> The solid lubricant (A) contains polytetrafluoroethylene, and the ratio of the solid lubricant (a) in the solid lubricant (A) is 40% by volume or more and less than 100% by volume. The half bearing according to any one of <1> to <8>.
<10> A solid lubricant (A) containing a binder resin and a solid lubricant (a) having a cleavage on a half bearing base material having a back metal and a bearing alloy layer disposed on the back metal. The method of manufacturing a half bearing including the process of apply | coating the resin overlay layer containing, the process of drying with the application surface of the bearing center part of the resin overlay layer facing down, and the baking process.

本発明のすべり軸受は、へき開を有する固体潤滑剤のへき開面の方向を、半割軸受の円周方向両端部と中央部とにおいて異ならせることにより、摩耗しやすい軸受中央部における耐摩耗性を向上させることができる。   The sliding bearing according to the present invention provides wear resistance at the central portion of the bearing that is subject to wear by making the direction of the cleaved surface of the solid lubricant having cleavage differ between the circumferential end of the half bearing and the central portion. Can be improved.

図1は半割軸受の軸方向の断面図において、円周方向中央部と円周方向両端部の範囲を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a range of a central portion in the circumferential direction and both end portions in the circumferential direction in an axial sectional view of the half bearing. 図2はMoSの結晶構造を表す。Figure 2 represents the crystal structure of MoS 2. 図3は樹脂オーバレイ層中の固体潤滑剤のへき開面が、しゅう動面に対して非平行である場合の模式図である。FIG. 3 is a schematic view when the cleavage plane of the solid lubricant in the resin overlay layer is non-parallel to the sliding surface. 図4は樹脂オーバレイ層中の固体潤滑剤のへき開面が、しゅう動面に対して平行である場合の模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram when the cleavage plane of the solid lubricant in the resin overlay layer is parallel to the sliding surface. 図5は固体潤滑剤としてのMoSにおける相対c軸強度比が88%である場合のXRDパターンを示す。FIG. 5 shows an XRD pattern when the relative c-axis intensity ratio in MoS 2 as a solid lubricant is 88%. 図6(a)は裏金鋼と前記裏金鋼の上に配置された軸受合金層とを有する半割軸受基材上に塗布した樹脂オーバレイ層を乾燥する際の軸受の状態を示した模式図である。図6(b)は半割軸受中央部Aにおける固体潤滑剤のへき開面の様子(非平行)を示した模式図である。図6(c)は半割軸受両端部Bにおける固体潤滑剤のへき開面の様子(平行)を示した模式図である。FIG. 6A is a schematic diagram showing a state of the bearing when the resin overlay layer applied on the half bearing base material having the back metal and the bearing alloy layer disposed on the back metal is dried. is there. FIG. 6B is a schematic diagram showing a state (non-parallel) of the cleaved surface of the solid lubricant in the center portion A of the half bearing. FIG. 6C is a schematic diagram showing the state (parallel) of the cleavage surface of the solid lubricant at both ends B of the half bearing.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明にかかる半割軸受は、裏金鋼と前記裏金鋼の上に配置された軸受合金層とを有する半割軸受基材上に、バインダー樹脂と固体潤滑剤(A)とを含む樹脂オーバレイ層が設けられ、該固体潤滑剤(A)はへき開を有する固体潤滑剤(a)を含んでいる。半割軸受の円周方向両端部と円周方向中央部とでは、前記固体潤滑剤(a)のへき開面の方向が異なる。
半割軸受の円周方向両端部におけるへき開面としゅう動面とのなす角が、半割軸受の円周方向中央部におけるへき開面としゅう動面とのなす角よりも小さいことが、なじみ性と耐摩耗性の両立の点から好ましい。
さらに、半割軸受の円周方向両端部では、前記固体潤滑剤(a)のへき開面が、しゅう動面に対して平行であり、半割軸受の円周方向中央部では、前記固体潤滑剤(a)のへき開面が、しゅう動面に対して非平行であることがより好ましい。
ここで半割軸受の円周方向両端部とは、図1のBで示した半割軸受の円周方向両端から円周方向中央部に向かって20°までの範囲を表し、円周方向中央部とは、図1のAで示した半割軸受における円周方向中央から円周方向両端部に向かって20°ずつの計40°の範囲を表す。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
A half bearing according to the present invention includes a resin overlay layer containing a binder resin and a solid lubricant (A) on a half bearing base material having a backing metal and a bearing alloy layer disposed on the backing steel. And the solid lubricant (A) contains a solid lubricant (a) having a cleavage. The direction of the cleaved surface of the solid lubricant (a) differs between both circumferential ends of the half bearing and the circumferential central portion.
The angle between the cleaved surface and the sliding surface at both circumferential ends of the half bearing is smaller than the angle between the cleaved surface and the sliding surface at the circumferential center of the half bearing. It is preferable from the viewpoint of compatibility of wear resistance.
Furthermore, the cleaved surface of the solid lubricant (a) is parallel to the sliding surface at both circumferential ends of the half bearing, and the solid lubricant is disposed at the circumferential center of the half bearing. More preferably, the cleavage plane of (a) is non-parallel to the sliding surface.
Here, both circumferential ends of the half bearing represent a range from the circumferential ends of the half bearing shown in FIG. 1B to 20 ° toward the circumferential central portion. The portion represents a total range of 40 °, 20 ° from the center in the circumferential direction to both ends in the circumferential direction in the half bearing shown by A in FIG.

本発明におけるへき開を有する固体潤滑剤(a)のへき開面の方向は、軸受中央部と両端部とで異なる。軸受中央部は、しゅう動時に軸と強く接触しやすいことから、変形や油膜切れが起きやすく、摩耗もしやすい。一方、軸受両端部は、しゅう動時の摩耗が少なく、なじみ性の観点から、低摩擦性であることが望ましい。
したがって、軸受中央部では固体潤滑剤(a)を、へき開面の方向がしゅう動面に対して非平行にし、軸受両端部では、固体潤滑剤(a)を、へき開面の方向がしゅう動面に対して平行にする。このように、軸受中央部と両端部とで固体潤滑剤(a)のへき開面の方向を異ならせることにより、軸受内で役割を分担させ、両端部のなじみ性を損ねることなく、負荷のかかる中央部の耐摩耗性を向上させることができる。
The direction of the cleavage plane of the solid lubricant (a) having cleavage in the present invention is different between the bearing central portion and both end portions. Since the bearing central portion is likely to come into strong contact with the shaft during sliding, deformation and oil film breakage are likely to occur, and wear is also likely to occur. On the other hand, it is desirable that both end portions of the bearing have a low friction property from the viewpoint of conformability with little wear during sliding.
Accordingly, the solid lubricant (a) is made non-parallel to the sliding surface at the center of the bearing, and the direction of the cleavage surface is made parallel to the sliding surface at both ends of the bearing. Parallel to In this way, by changing the direction of the cleaved surface of the solid lubricant (a) between the bearing center and both ends, the role is shared within the bearing, and a load is applied without impairing the conformability of both ends. The wear resistance of the central part can be improved.

ここで、固体潤滑剤(a)のへき開面の方向がしゅう動面に対して平行とは、固体潤滑剤(a)のc軸の配向率が85%以上である状態を表し、非平行とは85%未満である状態を表す。c軸配向率については後述する。   Here, the direction of the cleavage plane of the solid lubricant (a) being parallel to the sliding surface represents a state in which the orientation ratio of the c-axis of the solid lubricant (a) is 85% or more, Represents a state of less than 85%. The c-axis orientation rate will be described later.

へき開を有する固体潤滑剤(a)は、外力により容易にへき開して低摩擦性を示すので、そのへき開面が樹脂オーバレイ層内でどのような方位を向いていてもへき開は起こる。一方、高周速及び高面圧のしゅう動条件では、へき開面の方位がしゅう動性能に影響を及ぼす。そこで、へき開面の方位を定めることにより、高周速及び高面圧のしゅう動条件下でも、低摩擦性を示す樹脂オーバレイ層を形成することができるようになる。しゅう動部材の樹脂オーバレイ層は下地が露出するまで摩滅することがあるので、厚さ全体における固体潤滑剤のへき開面の方向がしゅう動特性に影響を及ぼす。   Since the solid lubricant (a) having a cleavage is easily cleaved by an external force and exhibits low friction, cleavage occurs regardless of the orientation of the cleavage surface in the resin overlay layer. On the other hand, under the sliding conditions of high peripheral speed and high surface pressure, the orientation of the cleavage plane affects the sliding performance. Therefore, by determining the orientation of the cleavage plane, a resin overlay layer exhibiting low friction can be formed even under sliding conditions of high peripheral speed and high surface pressure. Since the resin overlay layer of the sliding member may be worn away until the base is exposed, the direction of the cleaved surface of the solid lubricant in the entire thickness affects the sliding characteristics.

樹脂オーバレイ層内の固体潤滑剤の配向は、X線回折測定(XRD)における回折パターンより求めることができる。固体潤滑剤がMoSである場合、MoSの結晶構造は図2に示したように、モリブデン(Mo)と硫黄(S)の強固な結合で出来た層が積層している層状構造をとっており、この層同士を繋ぐS−S結合は非常に弱いため、層と平行に働く力に対しては弱く、層間での滑りにおいては非常に低い摩擦係数を示す。 The orientation of the solid lubricant in the resin overlay layer can be obtained from a diffraction pattern in X-ray diffraction measurement (XRD). When the solid lubricant is MoS 2 , the crystal structure of MoS 2 has a layered structure in which layers made of strong bonds of molybdenum (Mo) and sulfur (S) are laminated as shown in FIG. Since the S—S bond connecting the layers is very weak, the S—S bond is weak against a force acting in parallel with the layers, and exhibits a very low coefficient of friction in slipping between layers.

さらにMoSは、六角形の網目状Mo(B)の層が、両面から六角形の網目状S(A)の層に挟まれており、(A−B−A)という構成を1単位とした積層構造をとっている。この六角網面の方向をa軸、層の積み重なりの方向をc軸と規定すると、c軸の面方位は(001)であり、X線回折測定ではこれを2の整数倍した(002)、(004)、(008)面のピークが検出される。この(002)、(004)及び(008)面がMoS粒子のへき開方向に相当するので、(002)、(004)及び(008)面が多いほどc軸配向率が高いと言うことができ、へき開面の方向がしゅう動面に対して平行であることを意味する。一方、相対c軸強度比が低いことは、固体潤滑剤であるMoS粒子のへき開面の方向がしゅう動面に対して非平行であることを意味する。 Furthermore, in MoS 2 , a hexagonal mesh Mo (B) layer is sandwiched between hexagonal mesh S (A) layers from both sides, and the structure (A-B-A) is defined as 1 unit. The laminated structure is taken. If the direction of the hexagonal mesh plane is defined as the a-axis and the stacking direction of the layers is defined as the c-axis, the plane orientation of the c-axis is (001). In the X-ray diffraction measurement, this is an integer multiple of 2 (002). Peaks on the (004) and (008) planes are detected. Since the (002), (004) and (008) planes correspond to the cleavage direction of the MoS 2 particles, it can be said that the more the (002), (004) and (008) planes, the higher the c-axis orientation ratio. It means that the direction of the cleavage plane is parallel to the sliding surface. On the other hand, a low relative c-axis strength ratio means that the direction of the cleavage plane of the MoS 2 particles, which are solid lubricants, is non-parallel to the sliding surface.

すなわち、c軸配向率はX線回折測定における回折パターンから、下記式(1)で表した相対c軸強度比で表すことができる。   That is, the c-axis orientation ratio can be represented by the relative c-axis intensity ratio represented by the following formula (1) from the diffraction pattern in the X-ray diffraction measurement.

相対c軸強度比=[{(002)、(004)、(008)面の積分強度の総和}/{(002)、(004)、(100)、(101)、(102)、(103)、(105)、(110)、(008)面の積分強度の総和}×100]% (1)   Relative c-axis intensity ratio = [{total of integrated intensity of (002), (004), (008) plane} / {(002), (004), (100), (101), (102), (103 ), (105), (110), (008) plane total intensity} × 100]% (1)

参考値として、JCPDSSカードによる標準試料β−MoS、No.37−1492のXRDパターンから上記式(1)により算出される相対c軸強度比、すなわちc軸配向率は45.8%となる。 As reference values, standard samples β-MoS 2 and J.P. The relative c-axis intensity ratio calculated by the above formula (1) from the XRD pattern of 37-1492, that is, the c-axis orientation ratio is 45.8%.

X線回折測定(XRD)において、線源にCuKα線を使用する場合、好ましいX線回折装置の出力は40kV−100mA程度であり、この程度の出力であれば、基材のアルミニウム合金やCu合金までX線が到達するので、しゅう動特性に影響する固体潤滑剤の厚さ全体におけるへき開面の方向を測定することができる。   In the X-ray diffraction measurement (XRD), when CuKα rays are used as the radiation source, the preferable output of the X-ray diffractometer is about 40 kV-100 mA. Since the X-rays reach up to, it is possible to measure the direction of the cleavage plane in the entire thickness of the solid lubricant that affects the sliding characteristics.

続いて、図3及び図4に樹脂オーバレイ層中における固体潤滑剤のへき開面の方向を模式的に示す。
固体潤滑剤粒子(ここではMoS)を六角形薄片状固体潤滑剤10に見立てると、一個の六角形薄片状固体潤滑剤10は上述した通り、(A−B−A)構造の積層構造を有している。図3では、(002)軸は膜面直交方向(しゅう動面に対して平行方向)に対して数°〜30°程度傾いており、非平行であると言える。一方、図4ではすべての固体潤滑剤粒子の(002)軸がコーティング層12の表面と直交しており(しゅう動面に対して平行に配置している)、平行であると言える。ただし、実際には、図4のようにすべての固体潤滑剤粒子を直交配列させることはできないため、固体潤滑剤であるMoS粒子のc軸配向率が100%となることはなく、図4は固体潤滑剤の配向の様子を説明するための模式図としてのみ取り扱う。
Next, FIGS. 3 and 4 schematically show the direction of the cleavage plane of the solid lubricant in the resin overlay layer.
When solid lubricant particles (here MoS 2 ) are regarded as hexagonal flaky solid lubricant 10, one hexagonal flaky solid lubricant 10 has a laminated structure of (A-B-A) structure as described above. Have. In FIG. 3, the (002) axis is inclined about several degrees to 30 degrees with respect to the direction perpendicular to the film surface (the direction parallel to the sliding surface), and can be said to be non-parallel. On the other hand, in FIG. 4, the (002) axis of all the solid lubricant particles is orthogonal to the surface of the coating layer 12 (arranged parallel to the sliding surface) and can be said to be parallel. However, in practice, since all solid lubricant particles cannot be orthogonally arranged as in FIG. 4, the c-axis orientation ratio of MoS 2 particles, which are solid lubricants, does not reach 100%. Is handled only as a schematic diagram for explaining the orientation of the solid lubricant.

次に、MoSの結晶面とXRDパターンにおけるピーク位置について説明する。MoSの(002)面間隔は12.3Åであり、X線回折測定にCuKα線を用いた場合の線源波長(λ)は1.54Åであることから、Braggの回折式(nλ=2dsinθ)を用いて、回折角2θ=14.4°にMoSの(002)面のピークが検出されることが分かる(図5:ピーク1)。この(002)面からの回折ピークは、図4に示したような平行の場合には、2θ=14.4°にシャープで強いピークが得られる。一方、図3に示したような非平行の場合には2θ=14.4°におけるピークはブロードになり、ピーク強度も低下する。 Next, the crystal plane of MoS 2 and the peak position in the XRD pattern will be described. The (002) plane spacing of MoS 2 is 12.3 mm, and the source wavelength (λ) when CuKα rays are used for X-ray diffraction measurement is 1.54 mm. Therefore, Bragg's diffraction formula (nλ = 2dsinθ ), The peak of the (002) plane of MoS 2 is detected at a diffraction angle 2θ = 14.4 ° (FIG. 5: peak 1). When the diffraction peak from the (002) plane is parallel as shown in FIG. 4, a sharp and strong peak at 2θ = 14.4 ° is obtained. On the other hand, in the case of non-parallel as shown in FIG. 3, the peak at 2θ = 14.4 ° becomes broad and the peak intensity also decreases.

その他、MoSの(004)、(100)、(101)、(102)、(103)、(105)、(110)、(008)面についても、同様にしてBraggの回折式から回折角2θを求めることができる。図5はMoSを固体潤滑剤とした樹脂オーバレイ層のX線回折パターン(相対c軸強度比=88%)であり、各々のピークと結晶面の関係も併記する。XRDでは、上記9個の面以外の面を示す回折ピークが得られることもあるが、それらのピーク強度は極めて低いため、相対c軸強度比の計算においては無視してよい。 In addition, the diffraction angles of the (004), (100), (101), (102), (103), (105), (110), and (008) planes of MoS 2 are similarly determined from the Bragg diffraction formula. 2θ can be obtained. FIG. 5 is an X-ray diffraction pattern (relative c-axis intensity ratio = 88%) of a resin overlay layer using MoS 2 as a solid lubricant, and the relationship between each peak and crystal plane is also shown. In XRD, diffraction peaks showing planes other than the above nine planes may be obtained. However, since the peak intensities are extremely low, they may be ignored in the calculation of the relative c-axis intensity ratio.

MoSの(002)、(004)、(008)面はへき開面に相当するので、これらの面を示すピークの相対強度が高い場合には、固体潤滑剤粒子であるMoSのへき開面の方向は図4に示した平行に近づいているということができる。
へき開面以外の面からの回折は必ず存在するために、相対c軸強度比が100%に達することはないが、成膜方法の条件調整等の条件を調整することにより、90%強程度まで上げることは可能であると考えられる。
Since the (002), (004), and (008) planes of MoS 2 correspond to cleavage planes, when the relative intensity of peaks indicating these planes is high, the cleavage plane of MoS 2 that is a solid lubricant particle It can be said that the direction is approaching the parallel shown in FIG.
Diffraction from a surface other than the cleavage plane always exists, so the relative c-axis intensity ratio does not reach 100%. However, by adjusting conditions such as film formation method condition adjustment, it can be up to about 90%. It is possible to raise it.

固体潤滑剤としては、へき開を有する固体潤滑剤(a)が含まれていれば、1種であっても2種以上を組み合わせて用いてもよい。へき開を有する固体潤滑剤としては、MoS、黒鉛、六方晶系窒化ホウ素(h−BN)、WSが挙げられる。また、へき開を有さないポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を組み合わせて用いてもよい。
固体潤滑剤(a)の中でもMoSが潤滑油との親油性の点から好ましい。MoSと他の固体潤滑剤を組み合わせて用いる場合には、PTFE及び黒鉛のうち少なくとも一方を使用することができ、これらは特に、潤滑油が不足した場合に、MoSより優れた潤滑性能を示す。MoSにさらに黒鉛を添加する場合、MoSは固体潤滑剤(a)全体に対して40体積%以上、100体積%未満であることが、MoSの配向を確保する点から好ましく、固体潤滑剤(A)がPTFEを含む場合には、固体潤滑剤(A)中のへき開を有する固体潤滑剤(a)の割合が40体積%以上、100体積%未満であることが好ましい。
As the solid lubricant, if the solid lubricant (a) having cleavage is contained, one kind may be used, or two or more kinds may be used in combination. The solid lubricant having a cleavage, MoS 2, graphite, hexagonal boron nitride (h-BN), WS 2 and the like. Further, polytetrafluoroethylene (PTFE) having no cleavage may be used in combination.
Among the solid lubricants (a), MoS 2 is preferable from the viewpoint of lipophilicity with the lubricating oil. When MoS 2 and other solid lubricants are used in combination, at least one of PTFE and graphite can be used, and these provide lubricating performance superior to that of MoS 2 particularly when the lubricating oil is insufficient. Show. If further addition of graphite to the MoS 2, MoS 2 solid lubricant (a) the overall relative 40% by volume or more, to be less than 100% by volume, preferably from the viewpoint of ensuring the orientation of MoS 2, solid lubricant When the agent (A) contains PTFE, the ratio of the solid lubricant (a) having cleavage in the solid lubricant (A) is preferably 40% by volume or more and less than 100% by volume.

固体潤滑剤(A)は、へき開を有する固体潤滑剤(a)としてMoSと別のへき開を有する固体潤滑剤とを組み合わせて用いる場合、MoSと同様に、XRDにより相対c軸強度比を用いて、固体潤滑剤の配向率の算出、及び平行/非平行の判断をすることができる。 When the solid lubricant (A) is used in combination with MoS 2 and a solid lubricant having another cleavage as the solid lubricant (a) having cleavage, the relative c-axis strength ratio is determined by XRD as in the case of MoS 2. It can be used to calculate the orientation rate of the solid lubricant and to determine parallel / non-parallel.

組み合わせて用いる固体潤滑剤が黒鉛である場合、黒鉛の結晶構造は六方晶系、炭素原子間距離a=1.42Å、層間距離c=3.35Åであり、先述したMoSの(A−B−A)構造に対して、Bが欠落した(A−A)構造である。XRD測定では、黒鉛はMoSと同様に(002)、(004)、(008)面が検出され、上記(1)式をそのまま用いて相対c軸強度比を求めることができる。
MoSと同様に、標準試料、黒鉛No.37−1492では、上記相対c軸強度比は45.8%となる。
When the solid lubricant used in combination is graphite, crystal structure of the graphite hexagonal, between carbon atoms distances a = 1.42 Å, and an interlayer distance c = 3.35 Å, of MoS 2 previously described (A-B -A) A structure in which B is missing from the structure. In the XRD measurement, the (002), (004), and (008) planes of graphite are detected in the same manner as MoS 2 and the relative c-axis intensity ratio can be obtained using the above equation (1) as it is.
Similar to MoS 2 , the standard sample, graphite No. In 37-1492, the relative c-axis intensity ratio is 45.8%.

組み合わせて用いる固体潤滑剤がh−BNである場合、h−BNは3つのホウ素原子と3つの窒素原子とが交互に配列されて六角形配列を作り、一辺の長さa=1.47Åを共通とする六角形配列が、2次元的に網目状に繰り返されている。さらに、c軸方向の面間隔c=3.33Åを隔てて網目状構造が繰り返されており、黒鉛類似の層状構造をとっている。従って、XRD測定では、h−BNはMoS、黒鉛と同様に(002)、(004)、(008)面が検出され、上記(1)式をそのまま用いて相対c軸強度比を求めることができる。
標準試料、h−BNのNo.34−0421は、上記相対c軸強度比は74.3%である。
また、組み合わせて用いる固体潤滑剤がWSである場合も、前記黒鉛やh−BNと同様に層状構造をとっているので、同様の方法で相対c軸強度比を求めることができる。
When the solid lubricant used in combination is h-BN, h-BN has a hexagonal arrangement in which three boron atoms and three nitrogen atoms are alternately arranged, and the length of one side a = 1.47Å. A common hexagonal arrangement is repeated two-dimensionally in a mesh pattern. Further, the network structure is repeated with a surface interval c = 3.33 mm in the c-axis direction, and has a layered structure similar to graphite. Therefore, in the XRD measurement, the (002), (004), (008) planes are detected for h-BN in the same way as MoS 2 and graphite, and the relative c-axis intensity ratio is obtained using the above equation (1) as it is. Can do.
Standard sample, h-BN No. 34-0421 has a relative c-axis intensity ratio of 74.3%.
Also, when the solid lubricant used in combination is WS 2 , since it has a layered structure like the graphite and h-BN, the relative c-axis strength ratio can be obtained by the same method.

固体潤滑剤は、軸受に対する接着性の観点から、バインダー樹脂と混合した状態で用いられる。バインダー樹脂はポリイミド樹脂(PI)、ポリアミドイミド樹脂(PAI)、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂や、ポリベンゾイミダゾール樹脂(PBI)、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK)等の熱可塑性樹脂を用いることができる。中でも、PI、PAI、PBIが、耐熱性及び強度の点から好ましい。   The solid lubricant is used in a state of being mixed with a binder resin from the viewpoint of adhesion to the bearing. The binder resin is a thermosetting resin such as polyimide resin (PI), polyamideimide resin (PAI), epoxy resin or phenol resin, or thermoplastic resin such as polybenzimidazole resin (PBI) or polyether ether ketone resin (PEEK). Can be used. Among these, PI, PAI, and PBI are preferable from the viewpoint of heat resistance and strength.

固体潤滑剤(A)とバインダー樹脂とを含む層を樹脂オーバレイ層と称するが、樹脂オーバレイ層中固体潤滑剤(A)が30〜50体積%であることが固体潤滑剤の配向を確保する点から好ましい。
また、樹脂オーバレイ層の厚さは1〜20μmであることが好ましく、3〜10μmであることがより好ましい。層の厚さは、固体潤滑剤粒子の配向以外に、母材との接着強度、層内強度、熱伝導性などにも影響を及ぼすと考えられる。
The layer containing the solid lubricant (A) and the binder resin is referred to as a resin overlay layer, and the solid lubricant (A) in the resin overlay layer is 30 to 50% by volume to ensure the orientation of the solid lubricant. To preferred.
Further, the thickness of the resin overlay layer is preferably 1 to 20 μm, and more preferably 3 to 10 μm. The thickness of the layer is considered to affect not only the orientation of the solid lubricant particles but also the adhesive strength with the base material, the strength within the layer, the thermal conductivity, and the like.

樹脂オーバレイ層は裏金鋼と前記裏金鋼の上に配置された軸受合金層とを有する半割軸受基材上に被覆するが、裏金鋼と軸受合金層には、当該分野において従来用いられる種々のものを、種々の条件で用いることができる。   The resin overlay layer is coated on a half bearing base material having a back metal and a bearing alloy layer disposed on the back metal, and the back metal and the bearing alloy layer include various types conventionally used in the field. Can be used under various conditions.

軸受合金層は、AlやCuを主成分としたアルミニウム系軸受合金又は銅系軸受合金が好ましい。   The bearing alloy layer is preferably an aluminum bearing alloy or a copper bearing alloy mainly composed of Al or Cu.

アルミニウム系軸受合金の組成は、特に限定されないが、10質量%以下のCr、Si、Mn、Sb、Sr、Fe、Ni、Mo、Ti、W、Zr、V、Cu、Mg、Znなどの1種以上の元素と、20質量%以下のSn、Pb、In、Tl、Biなどの1種以上の元素とを含有する合金を好ましく使用することができる。
前者の群の元素は主として強度及び耐摩耗性を付与し、後者の群の元素は主としてなじみ性を付与し、それぞれの添加元素の種類と量により、軸受特性を発揮する。
また、アルミ合金鋳物であるAC8A、AC9Bなどの高Si−Al合金からなるピストンのスカート部を下地として、その耐摩耗性を向上するために、本発明の樹脂オーバレイ層を使用することもできる。
The composition of the aluminum-based bearing alloy is not particularly limited, but is 1 mass% or less of Cr, Si, Mn, Sb, Sr, Fe, Ni, Mo, Ti, W, Zr, V, Cu, Mg, Zn, and the like. An alloy containing one or more elements and one or more elements such as Sn, Pb, In, Tl, Bi and the like of 20% by mass or less can be preferably used.
The former group of elements mainly imparts strength and wear resistance, and the latter group of elements mainly imparts conformability, and exhibits bearing characteristics depending on the type and amount of each additive element.
Further, the resin overlay layer of the present invention can be used in order to improve the wear resistance of a skirt portion of a piston made of a high Si-Al alloy such as AC8A or AC9B, which is an aluminum alloy casting.

銅合金の組成は、特に限定されないが、25質量%以下のPb、Biの1種又は2種以上と、10質量%以下のSnと、2質量%以下のP、Ag、In、Ni、Al等を含有する合金を、好ましく使用することができる。
これらの元素において、軟質金属であるPb、Biは、なじみ性を発揮し、青銅の基本成分であるSnは、強度と耐摩耗性を発揮し、その他の成分は補助的に特性を向上する。特に、Pは脱酸素、焼結促進、強化などに有効であり、Agはしゅう動特性向上に有効な化合物を、潤滑油又は銅中の不純物成分Sとの反応で形成し、Inは耐食性と潤滑油の濡れ性を向上し、NiやAlは銅を強化するなどの作用がある。
The composition of the copper alloy is not particularly limited, but one or more of 25 mass% or less of Pb and Bi, 10 mass% or less of Sn, and 2 mass% or less of P, Ag, In, Ni, Al Etc. can be preferably used.
Among these elements, soft metals such as Pb and Bi exhibit conformability, Sn, which is a basic component of bronze, exhibits strength and wear resistance, and other components supplementarily improve characteristics. In particular, P is effective for deoxygenation, sintering promotion, strengthening, etc., Ag is a compound effective for improving sliding characteristics, formed by reaction with an impurity component S in lubricating oil or copper, and In is corrosion resistant. The wettability of the lubricating oil is improved, and Ni and Al have effects such as strengthening copper.

軸受合金層は一般に厚さが0.1mm〜0.5mmである。これを補強する裏金鋼は一般に厚さが1.0mm〜3.0mmである。   The bearing alloy layer generally has a thickness of 0.1 mm to 0.5 mm. The backing steel for reinforcing this is generally 1.0 mm to 3.0 mm in thickness.

続いて、本発明に係る半割軸受を製造する方法について説明する。
半割軸受は、以下に示す工程を経て製造することができる。
(a)裏金鋼と、前記裏金鋼の上に配置された軸受合金層とを有する半割軸受基材上に、へき開を有する固体潤滑剤(a)を含む固体潤滑剤(A)とバインダー樹脂とを含む樹脂オーバレイ層を塗布する工程、
(b)樹脂オーバレイ層の軸受中央部の塗布面を下向きにして乾燥させる工程、
(c)焼成する工程。
Then, the method to manufacture the half bearing which concerns on this invention is demonstrated.
The half bearing can be manufactured through the following steps.
(A) Solid lubricant (A) and binder resin containing solid lubricant (a) having cleavage on a half bearing base material having a back metal and a bearing alloy layer disposed on the back metal Applying a resin overlay layer comprising:
(B) a step of drying with the coating surface of the bearing central portion of the resin overlay layer facing downward;
(C) A step of firing.

樹脂オーバレイ層はへき開を有する固体潤滑剤(a)を含む固体潤滑剤(A)とバインダー樹脂とを含むが、へき開を有する固体潤滑剤(a)にはMoSが例示でき、MoSを1種で用いても、他の固体潤滑剤と組み合わせて用いてもよい。一般に、固体潤滑剤原料はアスペクト比(薄片面積の平方根を厚さで割った値)が10以上のものを用いることが、低摩擦性の点から好ましい。
へき開を有する固体潤滑剤(a)を含む固体潤滑剤(A)30〜50体積%を残部バインダー樹脂と混合し、希釈剤を加えて塗料を調製する。この塗料において、固形分の配合は10〜50%程度であることが好ましい。固形分は少ない方が固体潤滑剤粒子の相互接触が低減され、図3に示すような平行に配置する傾向が強くなる。
ここで固形分とはバインダー樹脂と固体潤滑剤(A)の混合物のことを表し、塗料とは当該固形分と希釈剤の混合物のことを表す。
Although the resin overlay layer includes a solid lubricant (A) and a binder resin containing a solid lubricant (a) having a cleavage can exemplified MoS 2 in a solid lubricant (a) having a cleavage, the MoS 2 1 It may be used in seeds or in combination with other solid lubricants. In general, it is preferable that the solid lubricant material has an aspect ratio (a value obtained by dividing the square root of the flake area by the thickness) of 10 or more from the viewpoint of low friction.
30-50% by volume of the solid lubricant (A) containing the solid lubricant (a) having cleavage is mixed with the remaining binder resin, and a diluent is added to prepare a paint. In this coating material, the solid content is preferably about 10 to 50%. When the solid content is smaller, the mutual contact of the solid lubricant particles is reduced, and the tendency to arrange them in parallel as shown in FIG. 3 becomes stronger.
Here, the solid content represents a mixture of the binder resin and the solid lubricant (A), and the paint represents a mixture of the solid content and the diluent.

へき開を有する固体潤滑剤(a)としてMoSを使用する場合、MoSと組み合わせ可能な固体潤滑剤には、へき開を有する固体潤滑剤としては、六方晶系窒化ホウ素(h−BN)、黒鉛、WSが挙げられる。また、へき開を有さないポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を組み合わせて用いてもよい。
固体潤滑剤(A)としては、へき開を有する固体潤滑剤(a)が含まれていれば、1種で用いても、他の固体潤滑剤と組み合わせて用いてもよい。
固体潤滑剤(a)の中でもMoSが潤滑油との親油性の点から好ましい。MoSと他の固体潤滑剤とを組み合わせて用いる場合、PTFE及び黒鉛のうち少なくとも一方を使用することができ、これらは、特に潤滑油が不足した場合には、MoSよりも優れた潤滑性能を示す。固体潤滑剤としてMoSにさらに黒鉛を添加する場合、MoSは固体潤滑剤(a)全体に対して40体積%以上、100体積%未満であることが、MoSの配向の確保する点から好ましく、固体潤滑剤(A)がさらにPTFEを含む場合には、固体潤滑剤(A)中のへき開を有する固体潤滑剤(a)の割合が40体積%以上、100体積%未満であることが好ましい。
When MoS 2 is used as the solid lubricant (a) having cleavage, the solid lubricant that can be combined with MoS 2 includes hexagonal boron nitride (h-BN), graphite as the solid lubricant having cleavage. , WS 2 . Further, polytetrafluoroethylene (PTFE) having no cleavage may be used in combination.
The solid lubricant (A) may be used alone or in combination with other solid lubricants as long as the solid lubricant (a) having cleavage is included.
Among the solid lubricants (a), MoS 2 is preferable from the viewpoint of lipophilicity with the lubricating oil. When using a combination of MoS 2 and other solid lubricants, at least one of PTFE and graphite can be used, which is superior in lubrication performance to MoS 2 especially when the lubricating oil is insufficient. Indicates. If further addition of graphite to the MoS 2 as a solid lubricant, MoS 2 solid lubricant (a) the overall relative 40 vol% or more, less than 100 vol%, from the viewpoint of ensuring the orientation of the MoS 2 Preferably, when the solid lubricant (A) further contains PTFE, the ratio of the solid lubricant (a) having cleavage in the solid lubricant (A) is 40% by volume or more and less than 100% by volume. preferable.

バインダー樹脂は、ポリイミド樹脂(PI)、ポリアミドイミド樹脂(PAI)、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂や、ポリベンゾイミダゾール樹脂(PBI)、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK)等の熱可塑性樹脂を用いることができる。中でも、PI、PAI、PBIが、耐熱性及び強度の点から好ましい。   The binder resin is a thermosetting resin such as polyimide resin (PI), polyamideimide resin (PAI), epoxy resin or phenol resin, or thermoplastic such as polybenzimidazole resin (PBI) or polyether ether ketone resin (PEEK). Resin can be used. Among these, PI, PAI, and PBI are preferable from the viewpoint of heat resistance and strength.

へき開を有する固体潤滑剤(a)を含む固体潤滑剤(A)とバインダー樹脂とを含む層を樹脂オーバレイ層と称するが、樹脂オーバレイ層中固体潤滑剤(A)が30〜50体積%であることが固体潤滑剤の配向を確保する点から好ましい。   The layer containing the solid lubricant (A) including the solid lubricant (a) having cleavage and the binder resin is referred to as a resin overlay layer, and the solid lubricant (A) in the resin overlay layer is 30 to 50% by volume. It is preferable from the viewpoint of ensuring the orientation of the solid lubricant.

また、樹脂オーバレイ層の厚さは1〜20μmであることが好ましく、3〜10μmであることがより好ましい。層の厚さは、固体潤滑剤粒子の配向以外に、母材との接着強度、層内強度、熱伝導性などにも影響を及ぼすと考えられる。   Further, the thickness of the resin overlay layer is preferably 1 to 20 μm, and more preferably 3 to 10 μm. The thickness of the layer is considered to affect not only the orientation of the solid lubricant particles but also the adhesive strength with the base material, the strength within the layer, the thermal conductivity, and the like.

樹脂オーバレイ層を軸受基材上に被覆する場合、固体潤滑剤とバインダー樹脂の均一な分散のため、希釈剤を用いる。希釈剤に固体潤滑剤とバインダー樹脂を分散させたもの(塗料)を軸受に塗布し、後に希釈剤を除去し、焼成することで、樹脂オーバレイ層が形成される。
希釈剤としては特に制限されないが、N−メチルピロリドン(NMP)が好ましく用いられる。
また、希釈剤の配合比率は塗料の50〜90体積%であればよい。
When the resin overlay layer is coated on the bearing substrate, a diluent is used for uniform dispersion of the solid lubricant and the binder resin. A resin overlay layer is formed by applying a solid lubricant and binder resin (paint) dispersed in a diluent to the bearing, and then removing the diluent and baking.
Although it does not restrict | limit especially as a diluent, N-methylpyrrolidone (NMP) is used preferably.
Moreover, the compounding ratio of a diluent should just be 50-90 volume% of a coating material.

樹脂オーバレイ層を軸受合金層上に成膜する際には、塗料をパッド印刷、スクリーン印刷、エアスプレー、エアレススプレー、静電塗装、タンブリング、スクイズ法、ロール法などにより塗布する方法が挙げられる。
また、全ての成膜方法に共通するものとして、膜厚が不足する場合には、希釈剤中の固体潤滑剤とバインダー樹脂の濃度を高くするのではなく、複数回に渡って重ね塗りをする方法が好ましく用いられる。
When the resin overlay layer is formed on the bearing alloy layer, a coating method may be applied by pad printing, screen printing, air spray, airless spray, electrostatic coating, tumbling, squeeze method, roll method, or the like.
In addition, as common to all film forming methods, when the film thickness is insufficient, the concentration of the solid lubricant and the binder resin in the diluent is not increased, but is repeatedly applied multiple times. The method is preferably used.

樹脂オーバレイ層を塗布した後の乾燥工程においては、重力によって固体潤滑剤粒子が僅かに傾きながら移動する。
本発明では、半割軸受中央部と両端部とでへき開を有する固体潤滑剤(a)のへき開面の方向を異ならせるために、樹脂オーバレイ層となる塗料を塗布後、該軸受中央部の塗布面を下向きにして20〜40℃で乾燥させる。図6(a)で示したように、樹脂オーバレイ層となる軸受中央部の塗布面を下向きにして乾燥させることにより、半割軸受の中央部はしゅう動面に対して固体潤滑剤(a)のへき開面は非平行となり(図6(b))、両端部はしゅう動面に対して固体潤滑剤(a)のへき開面が平行になる(図6(c))。
当該軸受中央部の塗布面を下向きにして乾燥させる際には、乾燥台上に静置して乾燥させたり、空中に吊り下げるような形で乾燥させるなど、その形態には特に限定されない。
In the drying process after applying the resin overlay layer, the solid lubricant particles move while being slightly inclined by gravity.
In the present invention, in order to change the direction of the cleaved surface of the solid lubricant (a) having cleavage at the center portion and the both end portions of the half bearing, the coating of the center portion of the bearing is applied after coating the resin overlay layer. Dry at 20-40 ° C. with the face down. As shown in FIG. 6 (a), by drying the application surface of the bearing central portion that becomes the resin overlay layer downward, the central portion of the half bearing is solid lubricant (a) with respect to the sliding surface. The cleaved surface is non-parallel (FIG. 6B), and the cleaved surface of the solid lubricant (a) is parallel to the sliding surface at both ends (FIG. 6C).
When drying with the application surface at the center of the bearing facing downward, the form is not particularly limited, such as drying by standing on a drying stand or drying in a form suspended in the air.

軸受両端部の固体潤滑剤(a)のへき開面の方向が平行となるのは、乾燥させる際に、固体潤滑剤(a)のへき開面の方向が、重力に従って整列するためであると考えられる。
ここでいう平行/非平行とは、当該固体潤滑剤(a)がMoSの場合、X線回折パターンにおいて、上記式(1)で表されるように、(002)、(004)、(008)面の占める割合(相対c軸強度比、及び、c軸配向率)が85%以上/未満で区別できる。
It is considered that the direction of the cleaved surface of the solid lubricant (a) at both ends of the bearing is parallel because the direction of the cleaved surface of the solid lubricant (a) is aligned according to gravity when drying. .
Parallel / non-parallel here means that when the solid lubricant (a) is MoS 2 , as represented by the above formula (1) in the X-ray diffraction pattern, (002), (004), ( 008) planes (relative c-axis intensity ratio and c-axis orientation ratio) can be distinguished by 85% or more / less than.

焼成工程においては、樹脂オーバレイ層を塗布、乾燥させた半割軸受基材を、徐々に樹脂の焼成温度まで昇温し、大気中で100〜300℃で1時間焼成すればよい。   In the firing step, the half bearing base material on which the resin overlay layer has been applied and dried may be gradually heated to the firing temperature of the resin and fired at 100 to 300 ° C. for 1 hour in the air.

裏金鋼は軸受け強度向上のために設けられるが、裏金鋼は、当該分野において従来用いられる種々のものを、種々の条件で用いることができる。裏金鋼の好ましい厚さは1.0mm〜3.0mmである。   Although the back metal is provided to improve the bearing strength, various types of conventional back metal can be used under various conditions. The preferable thickness of the back metal is 1.0 mm to 3.0 mm.

軸受合金層は、AlやCuを主成分としたアルミニウム系軸受合金又は銅系軸受合金が好ましい。また、軸受合金層の好ましい厚みは0.1mm〜0.5mmである。   The bearing alloy layer is preferably an aluminum bearing alloy or a copper bearing alloy mainly composed of Al or Cu. Moreover, the preferable thickness of a bearing alloy layer is 0.1 mm-0.5 mm.

以下に実施例を挙げ、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。
(半割軸受の作製)
裏金鋼にはSPCC(JIS)を用い、アルミニウム系半割軸受合金(Al−11.5%Sn−1.8%Pb−1.0%Cu−3.0%Si−0.3%Cr)を圧接した。アルミニウム系半割軸受合金の上に、樹脂オーバレイ層の前駆体溶液をロール法又はエアスプレー法により塗布し、軸受中央部の塗布面が下方向になるように台上の静置して乾燥した。乾燥は室温にて1時間行った。その後、大気中、250℃で1時間焼成することで、樹脂オーバレイ層で被覆された半割軸受を作製した。
塗布した樹脂オーバレイ前駆体溶液は、固体潤滑剤、希釈剤、及びバインダー樹脂からなり、固体潤滑剤の組成とバインダー樹脂は表1に示した通りである。希釈剤はN−メチルピロリドン(NMP)とし、各々の割合は、固体潤滑剤:希釈剤:バインダー樹脂=35:50:15(体積%)である。
また、樹脂オーバレイ層の厚みを表1に表したが、これらは試験片の断面をSEMで観察・画像解析することにより測定した。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
(Production of half bearing)
SPCC (JIS) is used for the back metal, and an aluminum half bearing alloy (Al-11.5% Sn-1.8% Pb-1.0% Cu-3.0% Si-0.3% Cr) Was pressed. The resin overlay layer precursor solution was applied onto the aluminum half bearing alloy by the roll method or air spray method, and was allowed to stand on the table and dried so that the coating surface at the center of the bearing would be downward. . Drying was performed at room temperature for 1 hour. Then, the half bearing covered with the resin overlay layer was produced by baking at 250 degreeC for 1 hour in air | atmosphere.
The applied resin overlay precursor solution comprises a solid lubricant, a diluent, and a binder resin. The composition of the solid lubricant and the binder resin are as shown in Table 1. The diluent is N-methylpyrrolidone (NMP), and the ratio of each is solid lubricant: diluent: binder resin = 35: 50: 15 (volume%).
The thickness of the resin overlay layer is shown in Table 1. These were measured by observing and analyzing the image of the cross section of the test piece with SEM.

上記と同様に樹脂オーバレイ前駆体溶液を塗布した後、軸受中央部の塗布面を上向きに静止させて乾燥し、以降上記と同様に焼成した半割軸受を比較例として用いた。   After the resin overlay precursor solution was applied in the same manner as described above, a half bearing that was fired in the same manner as described above was used as a comparative example.

(X線回折測定−XRD−)
XRD測定は(株)リガク製のMiniFlexIIを用いて行った。線源はCuKαとし、40kV−100mA、測定範囲10°≦2θ≦64°とした。
試料は樹脂オーバレイを塗布した半割軸受を裁断して1cm×1cmの試験片とし、軸受の中央部と端部でそれぞれ測定を行った。
得られた回折パターンから、式(1)により相対c軸強度比(c軸配向率)を算出した。軸受中央部と端部における配向率を表2に示す。
(X-ray diffraction measurement -XRD-)
XRD measurement was performed using MiniFlex II manufactured by Rigaku Corporation. The radiation source was CuKα, 40 kV-100 mA, and the measurement range was 10 ° ≦ 2θ ≦ 64 °.
The sample was cut into a 1 cm × 1 cm test piece by cutting a half bearing coated with a resin overlay, and the measurement was performed at the center and the end of the bearing.
From the obtained diffraction pattern, the relative c-axis intensity ratio (c-axis orientation ratio) was calculated by the formula (1). Table 2 shows the orientation ratios at the center and end of the bearing.

(軸受中央部及び軸受端部の摩耗量の測定)
軸受中央部及び端部それぞれにおいて、摩耗量の測定のために、摩耗試験を軸受摩耗試験機を用いて以下の条件で行った。
回転数:0rpm(1分保持)→1200rpm(1分保持)→0rpm(1分保持)のサイクル試験
潤滑油:0W−20
給油温度:100℃
荷重:4.41kN
試験時間:100時間
摩耗試験後、走査型電子顕微鏡(SEM)の画像解析から、樹脂オーバレイ層を塗布した試験片の摩耗試験前後での樹脂オーバレイ層の膜厚を測定し、それらの膜厚差をそれぞれ摩耗量とした。結果を表2に示す。
(Measurement of wear at the bearing center and bearing ends)
In order to measure the amount of wear at each of the bearing central portion and the end portion, a wear test was performed using a bearing wear tester under the following conditions.
Rotational speed: 0 rpm (1 minute hold) → 1200 rpm (1 minute hold) → 0 rpm (1 minute hold) cycle test Lubricating oil: 0W-20
Lubrication temperature: 100 ° C
Load: 4.41kN
Test time: 100 hours After the abrasion test, the film thickness of the resin overlay layer before and after the abrasion test of the test piece coated with the resin overlay layer is measured by image analysis using a scanning electron microscope (SEM) Was defined as the amount of wear. The results are shown in Table 2.

Figure 2013210060
Figure 2013210060

Figure 2013210060
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表1及び表2より、樹脂オーバレイ層の軸受中央部の塗布面を下向きにして乾燥させることにより、固体潤滑剤の軸受中央部の配向率は85%未満の非平行、端部は85%以上の平行と、配向に差ができることが分かる。端部の配向率を維持したまま中央部の配向率を下げることで、中央部の摩耗量を小さくし、耐摩耗性が向上することが分かった。
また、軸受端部における固体潤滑剤の配向率が維持されていることから、低摩擦性が実現され、なじみ性も確保できているものと考えられる。
From Table 1 and Table 2, the bearing surface of the resin overlay layer in the center portion of the bearing is dried and dried, so that the orientation ratio of the solid lubricant bearing center portion is less than 85% non-parallel, and the end portion is 85% or more. It can be seen that there is a difference in the alignment and orientation. It was found that by reducing the orientation ratio of the central portion while maintaining the orientation ratio of the end portion, the wear amount of the central portion was reduced and the wear resistance was improved.
Moreover, since the orientation rate of the solid lubricant at the bearing end is maintained, it is considered that low friction is realized and conformability is ensured.

本発明は、半割軸受の両端部と中央部において固体潤滑剤の配向に違いを持たせることにより、なじみ性と耐摩耗性といった、相反する特性の両方を具備した半割軸受を提供するものである。中央部と両端部とで特性を異ならせることにより、軸受としての役割を分担して持たせることができるため、起動停止エンジンなどの高性能な自動車やその他の産業機械用のエンジン用すべり軸受に採用される可能性は大きい。   The present invention provides a half bearing having both contradictory characteristics such as conformability and wear resistance by making the orientation of the solid lubricant different at both ends and the center of the half bearing. It is. Since the central part and the two end parts have different characteristics, the role as a bearing can be shared, so it can be used as a slide bearing for engines for high-performance automobiles such as start / stop engines and other industrial machines. The possibility of being adopted is great.

10 六角形薄片状固体潤滑剤
12 樹脂オーバレイ層
101 裏金鋼
102 軸受合金層
103 樹脂オーバレイ層
110 固体潤滑剤(MoS
A 円周方向中央部
B 円周方向端部
10 Hexagonal flaky solid lubricant 12 Resin overlay layer 101 Back metal 102 Bearing alloy layer 103 Resin overlay layer 110 Solid lubricant (MoS 2 )
A Center part in the circumferential direction B End part in the circumferential direction

Claims (10)

裏金鋼と前記裏金鋼の上に配置された軸受合金層とを有する半割軸受基材上に、バインダー樹脂と固体潤滑剤(A)とを含む樹脂オーバレイ層を設けた半割軸受であって、前記固体潤滑剤(A)がへき開を有する固体潤滑剤(a)を含み、前記固体潤滑剤(a)のへき開面の方向が、半割軸受の円周方向両端部と、円周方向中央部とで異なる半割軸受。   A half bearing in which a resin overlay layer containing a binder resin and a solid lubricant (A) is provided on a half bearing base material having a backing metal and a bearing alloy layer disposed on the backing steel. The solid lubricant (A) contains a solid lubricant (a) having a cleavage, and the direction of the cleavage surface of the solid lubricant (a) is the circumferential ends of the half bearing and the circumferential center. Different half bearings. 半割軸受の円周方向両端部において前記固体潤滑剤(a)のへき開面としゅう動面とのなす角度が、半割軸受の円周方向中央部において前記固体潤滑剤(a)のへき開面としゅう動面とのなす角度よりも小さい、請求項1に記載の半割軸受。   The angle between the cleaved surface and the sliding surface of the solid lubricant (a) at both circumferential ends of the half bearing is such that the cleaved surface of the solid lubricant (a) at the circumferential center of the half bearing. The half bearing according to claim 1, wherein the half bearing is smaller than an angle formed with the sliding surface. 前記固体潤滑剤(a)のへき開面が、半割軸受の円周方向両端部ではしゅう動面に対して平行であり、半割軸受の円周方向中央部ではしゅう動面に対して非平行である、請求項1又は2に記載の半割軸受。   The cleavage surface of the solid lubricant (a) is parallel to the sliding surface at both circumferential ends of the half bearing, and is not parallel to the sliding surface at the circumferential center of the half bearing. The half bearing according to claim 1 or 2. 前記固体潤滑剤(a)が、MoSである請求項1〜3のいずれか1項に記載の半割軸受。 The solid lubricant (a) is, half bearing according to claim 1 which is MoS 2. 前記樹脂オーバレイ層の厚みが3〜10μmである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の半割軸受。   The half bearing according to any one of claims 1 to 4, wherein a thickness of the resin overlay layer is 3 to 10 µm. 前記バインダー樹脂がポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、及びポリベンゾイミダゾール樹脂からなる群より選ばれる1以上の樹脂である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の半割軸受。   The half bearing according to any one of claims 1 to 5, wherein the binder resin is one or more resins selected from the group consisting of a polyamideimide resin, a polyimide resin, and a polybenzimidazole resin. 前記固体潤滑剤(A)が、前記樹脂オーバレイ層中30〜50体積%である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の半割軸受。   The half bearing according to any one of claims 1 to 6, wherein the solid lubricant (A) is 30 to 50% by volume in the resin overlay layer. 前記固体潤滑剤(a)が、さらに黒鉛を含み、固体潤滑剤(a)全体に対し、MoSが40体積%以上100体積%未満である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の半割軸受。 Wherein the solid lubricant is (a), further comprising a graphite, entire solid lubricant (a) to, MoS 2 is less than 40 vol% to 100 vol%, according to any one of claims 1-7 Half bearings. 前記固体潤滑剤(A)が、ポリテトラフルオロエチレンを含み、前記固体潤滑剤(A)中の前記固体潤滑剤(a)の割合が、40体積%以上100体積%未満である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の半割軸受。   The solid lubricant (A) contains polytetrafluoroethylene, and the proportion of the solid lubricant (a) in the solid lubricant (A) is 40% by volume or more and less than 100% by volume. The half bearing of any one of -8. 裏金鋼と前記裏金鋼の上に配置された軸受合金層とを有する半割軸受基材上に、バインダー樹脂とへき開を有する固体潤滑剤(a)を含む固体潤滑剤(A)とを含む樹脂オーバレイ層を塗布する工程、樹脂オーバレイ層の軸受中央部の塗布面を下向きにして乾燥させる工程、焼成する工程、を含む、半割軸受を製造する方法。   Resin comprising a binder resin and a solid lubricant (A) containing a cleaved solid lubricant (A) on a half bearing base material having a back metal and a bearing alloy layer disposed on the back metal. A method for manufacturing a half bearing, comprising: a step of applying an overlay layer; a step of drying the coating surface of the bearing central portion of the resin overlay layer facing downward; and a step of firing.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017115920A (en) * 2015-12-22 2017-06-29 大同メタル工業株式会社 Sliding member
JP7389631B2 (en) 2019-12-03 2023-11-30 大同メタル工業株式会社 sliding member
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07103238A (en) * 1993-10-07 1995-04-18 Taiho Kogyo Co Ltd Bearing device of internal combustion engine
JPH07247493A (en) * 1994-03-10 1995-09-26 Toyota Motor Corp Composition for forming lubricating film and sliding bearing using the same
JP2002061652A (en) * 2000-08-15 2002-02-28 Taiho Kogyo Co Ltd Sliding bearing
JP2008095725A (en) * 2006-10-06 2008-04-24 Taiho Kogyo Co Ltd Sliding member

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07103238A (en) * 1993-10-07 1995-04-18 Taiho Kogyo Co Ltd Bearing device of internal combustion engine
JPH07247493A (en) * 1994-03-10 1995-09-26 Toyota Motor Corp Composition for forming lubricating film and sliding bearing using the same
JP2002061652A (en) * 2000-08-15 2002-02-28 Taiho Kogyo Co Ltd Sliding bearing
JP2008095725A (en) * 2006-10-06 2008-04-24 Taiho Kogyo Co Ltd Sliding member

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017115920A (en) * 2015-12-22 2017-06-29 大同メタル工業株式会社 Sliding member
JP7389631B2 (en) 2019-12-03 2023-11-30 大同メタル工業株式会社 sliding member
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