JP2016027281A - 平軸受の多層被覆構造及びその製造方法 - Google Patents

平軸受の多層被覆構造及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】優れた耐疲労性及び耐摩耗性、良好な耐焼き付き性、並びに現代の様々な内燃機関用途に必要な他の特性、のうちの1つ又は複数を有する、例えば内燃機関の平軸受などの滑り部材の多層被覆構造の提供。【解決手段】本発明に係る平軸受は、裏金層11、軸受メタル層12、任意の中間層13、及び被覆14を含み、被覆が、積層配置された複数の層を含み、複数の層が、2層以上の相対的に軟質の軟質層14aと、1層又は複数層の相対的に硬質の硬質層14bとを含み、軟質層及び硬質層が交互に配置され、各軟質層が金属又は合金を含み、各硬質層が1種類又は複数種類の金属間化合物を含む。本発明は、この滑り被覆の製造工程にも関する。【選択図】図1

Description

本発明は、特に内燃機関用の平軸受の被覆構造に関するものであり、硬質の金属間化合物層によって分離された軟質の金属層群から成る積層多層構造に関するものである。また、本発明は、この滑り被覆を製造する方法にも関するものである。本発明の具体例は、裏金層、軸受ライニング層、中間層又は拡散防止層、および硬質金属間化合物層によって分離された錫基軟質金属層の群から成る積層された機能的な多層被覆を含む内燃機関の平軸受などの滑り部材に係るものである。
内燃機関の平軸受などの滑り部材は、鋼鉄製の裏金に接合された銅又はアルミニウムのライニング合金を含むことが多い。銅合金又はアルミニウム合金により、使用時に滑り部材が受ける荷重に耐えることができる強靱な表面が得られる。このような滑り部材は、良好な埋収性及びなじみ性のみならず適切な耐焼き付き性を有さなければならない。この目的のために、通常は、ライニング層の表面上に鉛及び鉛合金などの軟質被覆層が設けられる。鉛は、上記の特性を兼ね備えるとともに、外部荷重に対して適度な耐疲労性を提供する非常に信頼性のある被覆材料として従来から知られている
地球環境の観点から、さらにCO排出量規制の要請から、新規のエンジン、特に小型化エンジン用として高性能な被覆を有する滑り軸受が必要とされている。この要求は、乗用車から船舶及び発電用途用の大型ディーゼル並びに中速ディーゼルに至るまでの内燃機関産業全体に亘っている。従来様々な試みがなされてきたが、実行可能な解決法として、被覆を積層多層構造に分割することがある。多層構造の分割により、個々の層の厚さを減少させて多層構造の耐疲労性が向上させるだけでなく、各層間界面の群を形成することにより被覆の機械的特性をさらに向上させることができる。
米国特許第6492039号(特許文献1)は、錫−銅被覆とニッケル拡散障壁層との間にニッケル及び錫を含む追加的な層を設けることを記載している。この追加的な層は、電気めっきによって付着させており、錫−銅被覆が摩滅した場合に、摩耗及び焼き付きからの保護を提供する。しかし、この多層構造には、2つの層しか含まれていない。追加的なニッケル−錫層は被覆と拡散障壁層との間に設けられるので、現代の小型化エンジンにとっては、疲労強度の改善効果はわずかしかない。さらに、ニッケル−錫層は電気化学的方法によって作製されるので、工程管理を複雑にするだけでなく、被覆構造に望ましくない内部応力が発生して被覆構造に疲労が生じやすくなる。
米国特許出願公開第2006/0263625号(特許文献2)では、特許文献1で説明されたような被覆のめっき工程管理を単純化する努力がなされた。特許文献2には、電気化学的方法によりニッケル−錫層を作製する代わりに高温時効工程によりこの層を形成できることが開示されており、錫−銅被覆が摩滅した後に焼き付き及び摩耗にたして良好な保護が得られると記載されている。電気化学的方法と比較して、複雑なめっき工程が回避され、さらに、時効工程中に内部応力も除去される。しかし、この被覆でも、現代の高性能エンジンに対処するための耐疲労性の向上は得られない。これは、被覆が2つの層しか含まず、それにより疲労特性のさらなる向上が制限されることが原因であると考えられる。
米国特許第6357917号(特許文献3)には、下部被覆層上に付着された鉄、クロム、ニッケル、コバルト、金、銀、及び銅のうちの1つを含む上部露出層を有する多層構造が記載されている。下部被覆層は、鉛、錫、インジウム、銅、ニッケル、亜鉛、及びアンチモンのうちの1つを含む。次いで、上部露出層は、所定の温度(160℃)で所定時間加熱されて、下部被覆層と反応して、硬質且つ耐摩耗性の金属間化合物層又は固溶体層が所望の比率で形成される。この構造も、被覆が2つの層しか含まないことから、被覆の疲労性能を著しく高めることはできない。また、硬質の金属間化合物層又は固溶体層が被覆の表面に形成されるので、特にエンジンのなじみ運転中の軸受の埋収性及びなじみ性が損なわれる虞がある。
米国特許第6312579号(特許文献4)は、被覆の性能を向上させるために硬質層と軟質層を交互に配置した多層材料について記載している。無鉛の多層めっきが、ライニング基部上に作製される。めっき層は、少なくとも2つの別個の無鉛層を含み、それらは同一の浴槽を使って電流密度を変えて電気めっきされ、析出特性の異なる多層無鉛めっき層を形成する。しかし、多層材料は同一の浴槽から電気めっき法によって形成されるので、各層間の差異、すなわち多層被覆構造の性能は限定されたものとなる。さらに、めっき工程に伴う内部応力が問題になる虞がある。また、特許文献4には、個々の層の数、位置、厚さ及び配置に関する詳細は記載されていない。
米国特許第6492039号明細書 米国特許出願公開第2006/0263625号明細書 米国特許第6357917号明細書 米国特許第6312579号明細書
本発明の目的は、優れた耐疲労性及び耐摩耗性、良好な耐焼き付き性、並びに現代の様々な内燃機関用途に必要な他の特性、のうちの1つ又は複数を有する、例えば内燃機関の平軸受などの滑り部材の多層被覆構造を提供することである。滑り部材がこれらの特性の全てを有することが好ましい。
また、本発明の他の目的としては、製造工程を複雑にすることなしに動的構造を有する多層被覆の製造を可能にする製造方法を提供して、それにより製造費用を削減することである。被覆形成中に発生する内部応力を減少させるか又は取り除くことも望ましい。
本発明の目的は、裏金層、銅合金又はアルミニウム合金の軸受金属層、中間層および被覆を有し、被覆は、従来のコーティング法および後続の熱処理によって製造された硬質金属間化合物層により分離された軟質金属層の群を含む、特に平軸受用の滑り部材によって達成される。
本発明の目的はさらに、最内層及び最外層がいずれも軟質金属層であり、残りの層が、最内層と最外層との間の異なる位置に、異なる性能を要求される現代の内燃機関に適合するために多様な厚さで動的に配置されている被覆によって達成される。
本発明によれば、硬質金属間化合物層が、被覆を3層以上の薄い層に分割し、それにより、積層多層被覆構造が作られる。積層被覆構造は、個々の層の数及び位置に応じて元の厚さの被覆の疲労性能をある程度向上させる。したがって、多層被覆構造は、各エンジン用途の必要条件に適合するように作ることができる。層の薄膜化により塑性変形の量が少なくなったことに関連して外部荷重下での塑性変形の蓄積がはるかに低減されることにより、疲労性能の向上が達成され、その結果として、多層構造は疲労が起こりにくくなる。
優れた耐疲労性が必要とされるが埋収性及びなじみ性がそれほど重要でないエンジンの場合、多層被覆は、硬質金属間化合物層によって分離された軟質金属層の群から構成できる。軟質金属層の数は、通常は3層以上であり、硬質金属間化合物層の数は、通常は2層以上である。したがって、全体の層数は、通常は5層以上である。個々の層の厚さは同じにされ、0.5μm〜8μm、好ましくは1μm〜3μmの範囲にできる。この多層被覆は、層の厚さが大きく減少したこと、および硬質層と軟質層との界面の数が増えたことにより、非常に優れた疲労強度を有する。硬質金属間化合物層及び硬質層と軟質層との界面の数が増えた結果、耐摩耗性にも著しい向上が見られる。
疲労強度及び耐摩耗性が大きい上に異物による摩耗損傷に対する良好な保護を兼ね備えることが平軸受に必要とされるエンジンの場合、多層被覆の設計は、必要とされる特性に適応するために折衷的になる。被覆は、硬質金属間化合物層によって分離された軟質金属層の群として構成される。軟質金属層の数は、通常は3層以上であり、硬質金属間化合物層の数は、通常は2層以上である。したがって、全体の層数は、通常は5層以上である。軟質金属層の厚さと硬質金属間化合物層の厚さとは異なり、軟質金属層の方が硬質金属間化合物層よりもわずかに厚くされる。各軟質金属層の厚さは、1μm〜10μm、好ましくは2μm〜4μmの範囲であり、他方、各硬質金属間化合物層の厚さは、0.1μm〜5μm、好ましくは0.5μm〜2μmである。この構造は、層の厚さが大きく減少するとともに硬質層と軟質層との界面の数が増えることにより高い疲労強度及び耐摩耗性を必要とするエンジンに非常に優れた特性を提供しながらも、軟質金属層が厚くなったために、鋼鉄製シャフトの相手材に対したときに軟質金属層よって良好な埋収性及びなじみ性が維持される。
軸受が埋収性及びなじみ性を損ない易いが疲労特性が適度に必要なエンジンの場合、被覆は、層の総数が5層以下であり、軟質金属層が硬質金属間化合物層よりも大幅に厚くなるように構成できる。各軟質金属層の厚さは、1μm〜30μm、好ましくは5μm〜10μmであり、他方、各硬質金属間化合物層の厚さは、0.1μm〜8μm、好ましくは2μm〜5μmである。この構造により、非常に優れた埋収性、なじみ性、及びエンジンに必要とされる他の軟性保護がもたらされる。それと同時に、硬質金属間化合物層及び薄い軟質金属層、並びに硬質層と軟質層との界面を採用することにより、適度な疲労強度及び耐摩耗性が尚も得られる。さらに、多層被覆構造の利点を最大限に利用するために、軟質特性をさらに向上させる必要のあるエンジンに対しては、最も外の硬質金属間化合物層を被覆の下半分の位置に配置する。他方、初期の摩耗からの保護のため、硬質金属間化合物層を、被覆の中心線又は上半分の位置に設けることができる。
1つの被覆構造における軟質金属層は、同一の組成とすることも異なる組成とすることもでき、錫、ビスマス、鉛、銀、インジウム、金、アンチモン、アルミニウム、及びそれらの合金のうちの少なくとも1つを含むことができる。また、軟質金属層は、任意の従来のコーティング法によって付着させることができる。
軟質金属層は、PTFE、フッ素化ポリマー、金属硫化物、金属フッ化物、金属硫酸塩、黒鉛及び他の軟質炭素質粒子、六方晶窒化ホウ素、層状ケイ酸塩、酸化チタン、酸化亜鉛及び酸化鉛、並びに他の六方晶構造を示す粒子から成る群から選択された1種類又は複数種類の軟質粒子も含むことができる。
軟質金属層は、金属酸化物、ホウ化物、炭化物、窒化物、硫酸塩及びケイ化物、ダイヤモンド、カーボン・ナノチューブ、グラフェン及び他の硬質炭素質粒子、並びに他の立方晶構造を示す粒子から成る群から選択された1種類又は複数種類の硬質粒子を含むことができる。
1つの被覆構造における硬質金属間化合物層は、同一の組成とすることも異なる組成とすることもでき、任意の従来のコーティング法を使用して金属層を付着させて次に熱処理を行って形成することができ、少なくとも2種類の元素を必要とする。そのうちの1種類は、錫、ビスマス、鉛、銀、インジウム、金、アンチモン、アルミニウムの群から選択され、他の1種類又は複数種類の元素は、ニッケル、コバルト、亜鉛、銀、鉄、銅、クロム、カドミウム、アルミニウムを含む群から選択される。
硬質金属間化合物層は、PTFE、フッ素化ポリマー、金属硫化物、金属フッ化物、金属硫酸塩、黒鉛及び他の軟質炭素質粒子、六方晶窒化ホウ素、層状ケイ酸塩、酸化チタン、酸化亜鉛及び酸化鉛、並びに他の六方晶構造を示す粒子から成る群から選択された1種類又は複数種類の軟質粒子をも含むことができる。
硬質金属間化合物層は、金属酸化物、ホウ化物、炭化物、窒化物、硫酸塩及びケイ化物、ダイヤモンド、カーボン・ナノチューブ、グラフェン及び他の硬質炭素質粒子、並びに他の立方晶構造を示す粒子から成る群から選択された1種類又は複数種類の硬質粒子をも含むことができる。
熱処理は、100℃〜250℃、好ましくは150℃〜180℃の温度で実行することが有利である。それよりも高温では、軟質金属層の結晶構造が変化してそのトライボロジー性能に影響を及ぼす虞があり、また、それよりも低い熱拡散温度では、処理時間が長くなり生産費用が増大する。
熱拡散工程の時間は、被覆の構成に応じて、2時間〜60時間、好ましくは12時間〜36時間とすることが有利である。時間をより長くしても、さらなる効果はえられず、反対に時間をより短くすると、必要とされる硬質金属間化合物層の形成および被覆の内部応力の緩和を行うには十分ではない。
本発明によれば、熱拡散工程を行うことにより、複雑な化学的工程の管理が回避され、さらに、有害な内部応力が軽減される。したがって、品質管理及び製品性能の向上を図ることができる。
本発明によれば、被覆の最内層及び最外層は、いずれも軟質金属層である。最外層は、必要とされるなじみ運転特性を提供し、最内層は、被覆と拡散障壁層との間の接着性を高める。
本発明による被覆の全体厚さは、5μm〜50μmであることが有利である。
本発明による、高い耐疲労性が必要とされるエンジン用の滑り軸受の好ましい一実施例の断面図。 本発明による、高い疲労強度及び耐摩耗性、並びに異物による摩耗損傷に対する良好な保護を兼ね備えることが平軸受に必要とされるエンジン用の滑り軸受の好ましい一実施例の断面図。 本発明による、軸受が埋収性及びなじみ性を損ない易いが疲労に関する必要条件が控えめなエンジン用の滑り軸受の好ましい一実施例の断面図。 本発明による、軸受が埋収性及びなじみ性を損ない易いが疲労に関する必要条件が控えめなエンジン用の滑り軸受の代替的な好ましい一実施例の断面図。
図1を参照すると、本発明の好ましい具体例による高い耐疲労性が求められるエンジン用の滑り軸受の断面が示されている。軸受は、強靱な裏金11、裏金に接着されたライニング金属層12、中間層又は拡散障壁層13、及び被覆層14を含む。裏金層11は、鋼鉄か、又は青銅若しくはアルミニウム合金などの任意の他の適切な材料とすることができる。ライニング金属層12は、任意の適切な材料とすることができるが、実際には銅基合金又はアルミニウム基合金のいずれかが使用される。中間層13は、ニッケル、コバルト、鉄、銅、クロム、亜鉛、アルミニウム、及びそれらの合金から成る群のうちの少なくとも1つを含み、任意の従来のコーティング法によって付着される。中間層の厚さは一般に、1μm〜5μmである。多層被覆14は、厚さの等しい5つの層を含み、3つの軟質金属層14aが、高い耐疲労性が求められるエンジンに必要とされる保護を提供する2つの硬質金属間化合物層14bによって分離されている。この多層構造は、従来のコーディングに続いて熱処理を行うことによって製造される。被覆の全体的な厚さは5μm〜50μmである。
図2は、高い疲労強度及び耐摩耗性、並びに異物による摩耗損傷に対する良好な保護を兼ね備えることが平軸受に必要とされるエンジン用の滑り軸受の本発明による好ましい一実施例の断面図を示す。軸受は、強靱な裏金21、裏金に接着されたライニング金属層22、中間層又は拡散障壁層23、及び被覆層24を含む。裏金層21は、鋼鉄か、又は青銅若しくはアルミニウム合金などの任意の他の適切な材料とすることができる。ライニング金属層22は、任意の適切な材料とすることができるが、実際には銅基合金又はアルミニウム基合金のいずれかが使用される。中間層23は、ニッケル、コバルト、鉄、銅、クロム、亜鉛、アルミニウム、及びそれらの合金からなる群のうちの少なくとも1つを含み、任意の従来のコーティング法によって付着される。中間層の厚さは一般に、1μm〜5μmの範囲である。多層被覆24は、厚さが等しくない5つの層を含み、3つの厚い軟質金属層24aが、2つの薄い硬質金属間化合物層24bによって分離されている。このように配置された多層構造により、エンジンは良好な埋収性を有し、同時に、図1と比較して高い耐疲労性を著しく損なうことはない。この多層構造は、従来のコーティング法に続いて熱処理することによって製造される。被覆の全体厚さは5μm〜50μmである。
図3は、軸受が埋収性及びなじみ性を損ない易いが疲労に関する必要性は適度であるエンジン用の滑り軸受の本発明による好ましい一実施例の断面図を示す。軸受は、強靱な裏金31、裏金に接着されたライニング金属層32、中間層又は拡散障壁層33、及び被覆層34を含む。裏金層31は、鋼鉄か、又は青銅若しくはアルミニウム合金などの任意の他の適切な材料とすることができる。ライニング金属層32は、任意の適切な材料とできるが、実際には銅基合金又はアルミニウム基合金のいずれかが使用される。中間層33は、ニッケル、コバルト、鉄、銅、クロム、亜鉛、アルミニウム、及びそれらの合金からなる群のうちの少なくとも1つを含み、従来のコーティング法によって付着される。中間層の厚さは一般に1μm〜5μmの範囲である。図3の実施例では、多層被覆34は3つの層で構成され、2つの軟質金属層34aが、硬質金属間化合物層34bによって分離されている。硬質金属間化合物層は、被覆の下半分に位置し、最外軟質金属層が被覆構造において最も厚い層となり、それにより、エンジンに非常に優れた軟性保護を提供する。この多層構造は、従来のコーティング法に続いて熱処理することによって製造される。被覆の全体厚さは5μm〜50μmの範囲である。
図4は、軸受が埋収性及びなじみ性を損ない易いが疲労に関する必要性は適度なエンジン用の滑り軸受の本発明による好ましい一代替実施例の断面図を示す。軸受は、強靱な裏金41、裏金に接着されたライニング金属層42、中間層又は拡散障壁層43、及び被覆層44を含む。裏金層41は、鋼鉄か、又は青銅若しくはアルミニウム合金などの任意の他の適切な材料とすることができる。ライニング金属層42は、任意の適切な材料とすることができるが 実際には銅基合金又はアルミニウム基合金のいずれかが使用される。中間層43は、ニッケル、コバルト、鉄、銅、クロム、亜鉛、アルミニウム、及びそれらの合金からなる群のうちの少なくとも1つを含み、任意の従来のコーティング法によって付着される。中間層の厚さは一般に1μm〜5μmの範囲である。図4の実施例では、多層被覆44は3つの層で構成され、2つの軟質金属層44aが、硬質金属間化合物層44bによって分離されている。図3とは異なり、硬質金属間化合物層は、被覆の中心線又は上半分の位置に配置され、それにより、エンジンの作動の初期段階において、硬質特性が向上する。この多層構造は、従来のコーティング法に続いて熱処理することによって製造される。被覆の全体厚さは5μm〜50μmの範囲である。
「実施例1」
この実施例は、図1に示された構造を有する滑り軸受である。2つの硬質金属間化合物層(14b)によって分離した3つの軟質金属層(14a)により厚さ25μmの被膜14を構成した。これらの層は中間層13上に被覆したが、中間層13自体は、鋼鉄製裏金層11上に接着させたAl合金製軸受メタル・ライニング金属層12上に付着させた。
PVD法により純錫を付着させて、軟質金属層を作製した。硬質金属間化合物層は、対応する金属ニッケル層をPVD法により最初に付着させることにより作製した。当然ながら、各層を交互に付着させた。付着させた各層の厚さは表に記載している。
次に、被膜層を熱処理するために、滑り軸受を150℃の炉に24時間入れた。熱処理中、錫原子がニッケル層に入り込んで、硬質金属間化合物を形成した。その結果得られた被膜層の組成を、以下の表1に示す。表から分かるように、金属間化合物層(2及び4)の硬さは、錫層(1、3、5)の硬さよりもかなり大きい。
「実施例2」
実例1と同じく、この実施例も滑り軸受である。この実施例では、被覆層は中間層23上に付着させたが、中間層23自体は、鋼鉄製裏金層21に接着させたAl合金製軸受メタル・ライニング層22(図2)上に付着させた。
2つの硬質金属間化合物層によって分離した3つの軟質金属層により厚さ30μmの被膜を構成した。質量比で2%(%w/w)の二酸化チタン粒子(粒径500nm)を含む純錫を電気めっき法により付着させて、軟質金属層を作製した。
体積比で1.5%(%v/v)のPTFE粒子(粒径0.5μm)を含有する金属ニッケル層を付着させることにより、硬質金属間化合物層を作製した。付着させた厚さは以下の表2に示す。次に、滑り軸受を炉に入れて被膜を150℃で24時間熱処理した。その結果得られた被膜の組成を、熱処理後の層の厚さとともに表2に示す。
「実施例3」
この実施例では、以下の層構成を有する平軸受を作製した。1つの硬質金属間化合物層34bによって分離した2つの軟質金属層34aにより、厚さ25μmの被膜34を構成した。錫銀合金を電気めっき法によって付着させて、軟質金属層を作製した。付着厚さは以下の表3に示す。
硬質金属間化合物層は、体積比で1%(%v/v)のWS粒子(粒径1μm)を含有する金属ニッケル層を付着させ、次に滑り軸受を160℃の炉に36時間入れて層被膜を熱処理することによって作製した。その結果得られた被膜の組成を処理後の最終的な層の厚さとともに表3に示す。
「実施例4」
この実施例では、以下の層構成を有する平軸受を作製した。1つの硬質金属間化合物層44bによって分離した2つの軟質金属層44aにより、中間層43上に厚さ20μmの被膜44を構成した。錫銅合金を電気めっき法によって付着させて軟質金属層を作製した。
電気めっき法により金属ニッケル層を付着させることにより、硬質金属間化合物層を作製した。次に、被膜を170℃で36時間熱処理するために、滑り軸受を炉に入れた。その結果得られた層の組成及び厚さを以下の表4に示す。硬質金属間化合物層は、SnNi金属間化合物及びSnNiCu金属間化合物の混合物である。
本発明は、付着時の複雑な合金化プロセス又は化学的プロセスによってではなく、熱処理による拡散によって硬質金属間化合物層が形成された滑り軸受用被膜を提供する。最外/最上層は、エンジンのなじみ運転中の保護を提供する。最内層(中間層と接触している)は、軸受ライニング層との良好な結合を提供する。硬質層は、機械的強度及びポアソン拘束を提供し、被膜の完全性の確保に寄与する。

Claims (35)

  1. 裏金層、軸受メタル層、任意選択の中間層、及び被覆を含む平軸受であって、前記被覆が、積層配置された複数の層を含み、前記複数の層が、2層以上の相対的に軟質の軟質層と、1層又は複数層の相対的に硬質の硬質層とを含み、前記軟質層及び前記硬質層が交互に配置され、各軟質層が金属又は合金を含み、各硬質層が1種類又は複数種類の金属間化合物を含む、平軸受。
  2. 1つの軟質層が、前記軸受メタル層に、又は前記中間層が存在する場合は前記中間層に隣接して配置された最内層である、請求項1に記載された平軸受。
  3. 別の軟質層が、前記軸受の外表面を形成する最外層である、請求項1又は請求項2に記載された平軸受。
  4. 前記硬質層の前記金属間化合物が、前記軟質層に含まれる金属と同じ元素である金属原子を含む、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載された平軸受。
  5. 前記軟質層の数が3層以上であり、前記硬質層の数が2層以上であり、それにより、前記被覆の層の総数が5層以上である、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載された平軸受。
  6. 個々の層が実質的に同じ厚さを有する、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載された平軸受。
  7. 前記層のそれぞれが0.5μm〜3.0μmの範囲から選択された同じ厚さを有する、請求項6に記載された平軸受。
  8. 前記層のそれぞれが1.0μm〜2.0μmの厚さを有する、請求項7に記載された平軸受。
  9. 各軟質層の厚さが、各硬質層の厚さとは異なり、各軟質層の厚さが、各硬質層の厚さよりも大きい、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載された平軸受。
  10. 各軟質層の厚さが1.0μm〜10μmであり、各硬質層の厚さが0.1μm〜5μmである、請求項9に記載された平軸受。
  11. 各軟質層の厚さが2.0μm〜4.0μmであり、各硬質層の厚さが0.5μm〜2.0μmである、請求項10に記載された平軸受。
  12. 前記層の総数が5層以下になり、各軟質層が各硬質金属間化合物層よりも厚くなるように、前記被覆が構成される、請求項1から請求項11までのいずれか1項に記載された平軸受。
  13. 各軟質層の厚さが1.0μm〜30μmであり、前記硬質層の厚さが0.1μm〜8.0μmである、請求項12に記載された平軸受。
  14. 各軟質層の厚さが5.0μm〜10μmであり、各硬質層の厚さが2.0μm〜5.0μmである、請求項13に記載された平軸受。
  15. 各軟質層が、各硬質層の厚さの少なくとも2倍の厚さを有する、請求項12から請求項14までのいずれか1項に記載された平軸受。
  16. 最外硬質層が、前記被覆の下半分の位置に配置される、請求項1から請求項15までのいずれか1項に記載された平軸受。
  17. 最外硬質層が、前記被覆の中心線上又は上半分の位置に配置される、請求項1から請求項15までのいずれか1項に記載された平軸受。
  18. 各軟質層の組成が同一であるか又は異なっており、各軟質層が、錫、ビスマス、鉛、銀、インジウム、金、アンチモン、アルミニウム、及びそれらの合金のうちの少なくとも1つを含む、請求項1から請求項17までのいずれか1項に記載された平軸受。
  19. 前記層のうちの1層又は複数層が、PTFE、フッ素化ポリマー、金属硫化物、金属フッ化物、金属硫酸塩、黒鉛及び他の軟質炭素質粒子、六方晶窒化ホウ素、層状ケイ酸塩、酸化チタン、酸化亜鉛、並びに酸化鉛から成る群から選択された軟質粒子の1種又は複数種の分散物をさらに含む、請求項1から請求項18までのいずれか1項に記載された平軸受。
  20. 前記層のうちの1層又は複数層が、5以下のモース硬度を有する比較的軟質の粒子の1つ種又は複数種の分散物をさらに含む、請求項1から請求項19までのいずれか1項に記載された平軸受。
  21. 前記層のうちの1層又は複数層が、金属酸化物、ホウ化物、炭化物、窒化物、硫酸塩及びケイ化物、ダイヤモンド、カーボン・ナノチューブ、グラフェン、並びに他の硬質の炭素質粒子から成る群から選択された硬質粒子の1種又は複数種の分散物をさらに含む、請求項1から請求項20までのいずれか1項に記載された平軸受。
  22. 前記層のうちの前記1層又は複数層が、5以上の、好ましくは5.5以上のモース硬度を有する粒子の1種又は複数種の分散物をさらに含む、請求項1から請求項21までのいずれか1項に記載された平軸受。
  23. 前記硬質層のみに、粒子、好ましくは硬質の粒子が含まれる、請求項18から請求項22までのいずれか1項に記載された平軸受。
  24. 前記軟質層のみに、粒子、好ましくは硬質の粒子が含まれる、請求項18から請求項22までのいずれか1項に記載された平軸受。
  25. 各硬質層が、同じ合金組成を有する、請求項1から請求項24までのいずれか1項に記載された平軸受。
  26. 少なくとも1つの硬質層が、他の硬質層とは異なる合金組成を有する、請求項1から請求項24までのいずれか1項に記載された平軸受。
  27. 前記硬質層が、少なくとも2種類の金属元素を含む金属間化合物を有し、前記金属元素のうちの少なくとも1種類は、錫、ビスマス、鉛、銀、インジウム、金、アンチモン、アルミニウムの群から選択され、少なくとも1種類の他の元素は、ニッケル、コバルト、亜鉛、銀、鉄、銅、クロム、カドミウム、アルミニウムを含む群から選択される、請求項1から請求項26までのいずれか1項に記載された平軸受。
  28. 前記軸受メタル層が、銅基合金又はアルミニウム基合金からなる、請求項1から請求項27までのいずれか1項に記載された平軸受。
  29. 前記中間層が存在し、前記中間層がニッケル、コバルト、鉄、銅、クロム、亜鉛、アルミニウム、及びそれらの合金からなる群のうちの少なくとも1つを含む、請求項1から請求項28までのいずれか1項に記載された平軸受。
  30. 前記中間層が存在し、前記中間層が1μm〜5μmの厚さを有する、請求項1から請求項29までのいずれか1項に記載された平軸受。
  31. 前記被覆の全体厚さが5μm〜50μmである、請求項1から請求項30までのいずれか1項に記載された平軸受。
  32. 被覆された平軸受の製造方法であって、
    軸受ライニング層を接着した裏金層を準備するステップと、
    任意選択で、前記軸受ライニング層上に中間層を付着させるステップと、
    前記ライニング層又は中間層上に、第1の金属又は合金の層を付着させるステップと、
    前記第1の層上に、第2の金属又は合金の層を付着させるステップと、
    前記第2の層上に、前記第1の金属又は合金の他の層を付着させるステップと、
    任意選択で、その上に第1及び第2の金属又は合金の層をさらに交互に付着させるステップと、
    前記第1の金属又は合金の層の金属原子の拡散を可能にする温度まで前記付着された層を熱処理し、前記金属原子が前記第2の金属又は合金の層に拡散して反応し、前記第2の金属又は合金内に1種類又は複数種類の金属間化合物を形成し、それにより、1種類又は複数種類の金属間化合物を含む比較的硬質の層と交互に積層された前記第1の金属又は合金を含む比較的軟質の層により構成された被覆を形成するステップとを含む、平軸受の製造方法。
  33. 前記熱処理を、2時間〜60時間、好ましくは12時間〜36時間にわたって行う、請求項32に記載された平軸受の製造方法。
  34. 前記熱処理の温度が、100℃〜250℃、好ましくは140℃〜180℃である、請求項32又は請求項33に記載された平軸受の製造方法。
  35. 請求項1から請求項31までのいずれか1項に記載された平軸受を形成する、請求項32から請求項34までのいずれか1項に記載された平軸受の製造方法。
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