JP2019100350A

JP2019100350A - Slide member

Info

Publication number: JP2019100350A
Application number: JP2017227845A
Authority: JP
Inventors: 茂幸須賀; Shigeyuki Suga
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2017-11-28
Publication date: 2019-06-24
Anticipated expiration: 2037-11-28
Also published as: JP6905926B2

Abstract

To provide a technique that can achieve both of wear resistance and low friction resistance.SOLUTION: A slide member has a base layer coated with a coating layer, the coating layer being a layer in which a hard particle harder than the base layer and a solid lubrication particle are contained in Bi.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、Ｂｉを含む被覆層を備えた摺動部材に関する。 The present invention relates to a sliding member provided with a coating layer containing Bi.

Ｂｉオーバーレイに硬質粒子を含有させた摺動部材が知られている（特許文献１、参照。）。特許文献１においては、硬質粒子を含有することにより、軟質のＢｉオーバーレイの耐摩耗性を向上させることができる。 There is known a sliding member in which hard particles are contained in Bi overlay (see Patent Document 1). In Patent Document 1, the wear resistance of a soft Bi overlay can be improved by containing hard particles.

特開２００３−１５６０４６号公報Japanese Patent Application Publication No. 2003-156046

しかしながら、特許文献１のように、Ｂｉオーバーレイに硬質粒子が含まれることにより、摺動部材と相手軸とが固体接触した際の摩擦抵抗が大きくなるという問題があった。
本発明は、前記課題にかんがみてなされたもので、耐摩耗性と低摩擦抵抗性とを両立できる技術を提供することを目的とする。 However, as described in Patent Document 1, there is a problem that the friction resistance when the sliding member and the opposite shaft make solid contact increase due to the hard particles contained in the Bi overlay.
The present invention was made in view of the above-mentioned subject, and an object of the present invention is to provide art which can make abrasion resistance and low friction resistance compatible.

前記の目的を達成するため、本発明の摺動部材は、基層上に被覆層が積層された摺動部材であって、被覆層は、基層よりも硬い硬質粒子と、固体潤滑粒子とが、Ｂｉ中に含有された層である。 In order to achieve the above object, the sliding member of the present invention is a sliding member in which a cover layer is laminated on a base layer, and the cover layer is composed of hard particles harder than the base layer and solid lubricating particles. It is a layer contained in Bi.

前記の構成において、被覆層に、硬質粒子だけでなく、固体潤滑粒子が含まれる。硬質粒子によって耐摩耗性を向上させることができる。さらに、硬質粒子による摩擦抵抗の増大を、固体潤滑粒子によって軽減することができ低摩擦抵抗性を実現できる。 In the above-mentioned configuration, the covering layer contains not only hard particles but also solid lubricating particles. The hard particles can improve the abrasion resistance. Furthermore, the increase in frictional resistance by hard particles can be reduced by solid lubricating particles, and low frictional resistance can be realized.

例えば、硬質粒子は、金属のホウ化物やケイ化物や酸化物や窒化物や炭化物であってもよいし、金属間化合物であってもよい。例えば、ホウ化物として、ＮｉＢ、Ｎｉ₃Ｂ、ＣｒＢ、ＺｒＢ₂、ＣｏＢ、ＴｉＢ₂、ＶＢ₂、ＴａＢ₂、ＷＢ、ＭｏＢ、Ｆｅ−Ｂ系等を適用してもよい。ケイ化物として、ＴｉＳｉ₂、ＷＳｉ₂、ＭｏＳｉ₂、ＴａＳｉ₂、ＣｒＳｉ₂、Ｆｅ−Ｓｉ系、Ｍｎ−Ｓｉ系等を適用してもよい。さらに、酸化物としては、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、ＷＯ、ＭｏＯ₂、Ｍｎ−Ｏ系、Ｆｅ−Ｏ系、Ｖ−Ｏ系等を適用してもよい。窒化物として、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＴａＮ、ＶＮ、ＡｌＮ、Ｃ−ＢＮ、Ｃｒ₂Ｎ等を適用してもよい。炭化物としては、ＷＣ、ＳｉＣ、Ｂ₄Ｃ、ＴｉＣ、ＴａＣ、ＶＣ、ＺｒＣ等を適用してもよい。金属間化合物として、Ｎｉ−Ｓｎ系、Ｆｅ−Ｗ系、Ｆｅ−Ｍｏ系、Ｆｅ−Ｍｎ系、Ｆｅ−Ｃｒ系、Ｆｅ−Ａｌ系、Ｃｒ−Ａｌ系、Ｖ−Ａｌ系、Ｔｉ−Ａｌ系、Ｗ−Ａｌ系等を適用してもよい。他の硬質粒子の材料として、Ｎｉ基自溶性合金（Ｎｉ−Ｂ−Ｓｉ系）、Ｃｏ基自溶性合金（Ｃｏ−Ｍｏ−Ｓｉ−Ｂ系）等を適用してもよい。 For example, the hard particles may be metal borides, silicides, oxides, nitrides, carbides, or intermetallic compounds. For example, as _{boride, NiB, Ni 3 B, CrB} , ZrB 2, CoB, TiB 2, VB 2, TaB 2, WB, MoB, may be applied to Fe-B system or the like. As the silicide, TiSi ₂ , WSi ₂ , MoSi ₂ , TaSi ₂ , CrSi ₂ , Fe-Si, Mn-Si, or the like may be applied. Further, as the _{_{_{oxide, SiO 2, Al 2 O 3}}} , TiO 2, ZrO 2, WO, MoO 2, Mn-O based, Fe-O-based, may be applied to V-O system, and the like. As the nitride, Si ₃ N ₄ , TiN, ZrN, TaN, VN, AlN, C-BN, Cr ₂ N or the like may be applied. As the carbide, WC, SiC, B ₄ C, TiC, TaC, VC, ZrC or the like may be applied. As the intermetallic compounds, Ni-Sn, Fe-W, Fe-Mo, Fe-Mn, Fe-Cr, Fe-Al, Cr-Al, V-Al, Ti-Al, A W-Al system or the like may be applied. As a material of other hard particles, a Ni-based self-soluble alloy (Ni-B-Si-based), a Co-based self-soluble alloy (Co-Mo-Si-B-based) or the like may be applied.

固体潤滑粒子は、ｈ−ＢＮ（六方晶窒化ホウ素）であってもよいし、ＭｏＳ₂であってもよいし、Ｇｒ（グラファイト）であってもよい。 The solid lubricant particles may be h-BN (hexagonal boron nitride), MoS ₂ or Gr (graphite).

本発明の実施形態にかかる摺動部材の斜視図である。It is a perspective view of a sliding member concerning an embodiment of the present invention. 摩耗量のグラフである。It is a graph of the amount of wear. 摩擦係数のグラフである。It is a graph of a coefficient of friction.

ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）第１実施形態：
（１−１）摺動部材の構成：
（１−２）計測方法：
（１−３）摺動部材の製造方法：
（２）実験結果：
（３）他の実施形態： Here, embodiments of the present invention will be described in the following order.
(1) First Embodiment:
(1-1) Configuration of sliding member:
(1-2) Measurement method:
(1-3) Manufacturing Method of Sliding Member:
(2) Experimental results:
(3) Other embodiments:

（１）第１実施形態：
（１−１）摺動部材の構成：
図１は、本発明の一実施形態にかかる摺動部材１の斜視図である。摺動部材１は、裏金１０とライニング１１とオーバーレイ１２とを含む。摺動部材１は、中空状の円筒を直径方向に２等分した半割形状の金属部材であり、断面が半円弧状となっている。２個の摺動部材１を円筒状になるように組み合わせることにより、すべり軸受Ａが形成される。すべり軸受Ａは内部に形成される中空部分にて円柱状の相手軸２（エンジンのクランクシャフト）を軸受けする。相手軸２の外径はすべり軸受Ａの内径よりもわずかに小さく形成されている。相手軸２の外周面と、すべり軸受Ａの内周面との間に形成される隙間に潤滑油（エンジンオイル）が供給される。その際に、すべり軸受Ａの内周面上を相手軸２の外周面が摺動する。 (1) First Embodiment:
(1-1) Configuration of sliding member:
FIG. 1 is a perspective view of a sliding member 1 according to an embodiment of the present invention. The sliding member 1 includes a back metal 10, a lining 11 and an overlay 12. The sliding member 1 is a metal member in the shape of a half in which a hollow cylinder is divided into two in the diameter direction, and the cross section thereof has a semicircular arc shape. The sliding bearing A is formed by combining the two sliding members 1 in a cylindrical shape. The slide bearing A bears a cylindrical counterpart shaft 2 (engine crankshaft) at a hollow portion formed inside. The outer diameter of the mating shaft 2 is formed slightly smaller than the inner diameter of the slide bearing A. Lubricating oil (engine oil) is supplied to the gap formed between the outer peripheral surface of the countershaft 2 and the inner peripheral surface of the slide bearing A. At this time, the outer peripheral surface of the mating shaft 2 slides on the inner peripheral surface of the slide bearing A.

摺動部材１は、曲率中心から遠い順に、裏金１０とライニング１１とオーバーレイ１２とが順に積層された構造を有する。従って、裏金１０が摺動部材１の最外層を構成し、オーバーレイ１２が摺動部材１の最内層を構成する。裏金１０とライニング１１とオーバーレイ１２とは、それぞれ円周方向において一定の厚みを有している。裏金１０の厚みは１．８ｍｍであり、ライニング１１の厚みは０．２ｍｍであり、オーバーレイ１２の厚みは１０μｍである。オーバーレイ１２の曲率中心側の表面の半径の２倍（摺動部材１の内径）は５５ｍｍである。すべり軸受Ａの幅は１９ｍｍである。以下、内側とは摺動部材１の曲率中心側を意味し、外側とは摺動部材１の曲率中心と反対側を意味することとする。オーバーレイ１２の内側の表面は、相手軸２の摺動面を構成する。 The sliding member 1 has a structure in which the back metal 10, the lining 11 and the overlay 12 are sequentially stacked in order of distance from the center of curvature. Therefore, the back metal 10 constitutes the outermost layer of the sliding member 1, and the overlay 12 constitutes the innermost layer of the sliding member 1. The back metal 10, the lining 11 and the overlay 12 each have a constant thickness in the circumferential direction. The thickness of the back metal 10 is 1.8 mm, the thickness of the lining 11 is 0.2 mm, and the thickness of the overlay 12 is 10 μm. The double of the radius of the surface of the overlay 12 on the side of the center of curvature (the inner diameter of the sliding member 1) is 55 mm. The width of the slide bearing A is 19 mm. Hereinafter, the inner side means the center of curvature of the sliding member 1, and the outer side means the side opposite to the center of curvature of the sliding member 1. The inner surface of the overlay 12 constitutes the sliding surface of the countershaft 2.

裏金１０は、Ｃを０．１５質量％含有し、Ｍｎを０．０６質量％含有し、残部がＦｅからなる鋼で形成されている。なお、裏金１０は、ライニング１１とオーバーレイ１２とを介して相手軸２からの荷重を支持できる材料で形成されればよく、必ずしも鋼で形成されなくてもよい。 The back metal 10 is formed of steel containing 0.15 mass% of C, 0.06 mass% of Mn, and the balance of Fe. In addition, the back metal 10 should just be formed with the material which can support the load from the other axis | shaft 2 via the lining 11 and the overlay 12, and does not necessarily need to be formed with steel.

ライニング１１は、裏金１０の内側に積層された層であり、本発明の基層を構成する。ライニング１１は、Ｓｎを１０質量％含有し、Ｂｉを８質量％含有し、残部がＣｕと不可避不純物とからなる。ライニング１１の不可避不純物はＭｇ，Ｔｉ，Ｂ，Ｐｂ，Ｃｒ等であり、精錬もしくはスクラップにおいて混入する不純物である。ライニング１１における不可避不純物の含有量は、全体で１．０質量％以下である。 The lining 11 is a layer laminated on the inner side of the back metal 10, and constitutes the base layer of the present invention. The lining 11 contains 10% by mass of Sn, 8% by mass of Bi, and the balance consists of Cu and unavoidable impurities. Unavoidable impurities of the lining 11 are Mg, Ti, B, Pb, Cr, etc., which are impurities mixed in refining or scrap. The content of unavoidable impurities in the lining 11 is 1.0 mass% or less in total.

オーバーレイ１２は、ライニング１１の内側の表面上に積層された層であり、本発明の被覆層を構成する。オーバーレイ１２は、被覆層は、基層としてのライニング１１よりも硬い硬質粒子と、固体潤滑粒子とが、Ｂｉ中に含有された層である。本実施形態において、硬質粒子として、平均粒径が０．３μｍのＳｉＣが３．０質量％だけオーバーレイ１２に含有されている。固体潤滑粒子として、平均粒径が２．０μｍのＧｒ（グラファイト）が３．０質量％だけオーバーレイ１２に含有されている。オーバーレイ１２における硬質粒子と固体潤滑粒子の残部は、Ｂｉと不可避不純物となっている。 The overlay 12 is a layer laminated on the inner surface of the lining 11 and constitutes the covering layer of the present invention. The overlay 12 is a layer in which the cover layer is a layer containing hard particles harder than the lining 11 as a base layer and solid lubricating particles in Bi. In the present embodiment, 3.0% by mass of SiC having an average particle diameter of 0.3 μm is contained in the overlay 12 as hard particles. As solid lubricating particles, 3.0% by mass of Gr (graphite) having an average particle diameter of 2.0 μm is contained in the overlay 12. The remainder of the hard particles and solid lubricant particles in the overlay 12 is Bi and an unavoidable impurity.

以上説明した摺動部材１と同様のオーバーレイ１２を有する摩耗試験片（コンロッドＲ）で摩耗試験を行い、その摩耗量を計測したところ、０．３ｍｍ³と良好であった。また、摩耗試験における摩擦係数を計測したところ、０．０２３と良好であった。以上説明した本実施形態において、硬質粒子によって耐摩耗性を向上させることができる。さらに、硬質粒子による摩擦抵抗の増大を、固体潤滑粒子によって軽減することができ低摩擦抵抗性を実現できる。 The wear test was performed with a wear test piece (connecting rod R) having the same overlay 12 as the sliding member 1 described above, and the amount of wear was measured, which was as good as 0.3 mm ³ . In addition, when the coefficient of friction in the wear test was measured, it was as good as 0.023. In the embodiment described above, the hard particles can improve the wear resistance. Furthermore, the increase in frictional resistance by hard particles can be reduced by solid lubricating particles, and low frictional resistance can be realized.

（１−２）計測方法：
なお、摩耗量と摩擦係数は、以下の手順で計測した。まず、前記実施形態と同様の構成を有する試験片を用意した。試験機として片荷重摩耗試験機を用し、相手軸として焼き入れ処理を行ったＳＣＭ４１５（クロムモリブデン鋼）を使用した。摩耗試験において１０秒間の回転期間と１０秒間の停止期間のサイクルを１０時間（１８００サイクル）行った。回転期間における試験片に対する相手軸の摺動速度を３ｍ／秒とし、回転期間における試験片に対する相手軸の摺動速度を０ｍ／秒とした。摩耗試験において試験片と相手軸との間に作用する荷重を３ｋＮとした。また、１００℃に加温したエンジンオイルの給油状態で摩耗試験を行った。 (1-2) Measurement method:
The amount of wear and the coefficient of friction were measured by the following procedure. First, a test piece having the same configuration as that of the above embodiment was prepared. A single-load wear tester was used as a testing machine, and SCM 415 (chromium molybdenum steel) subjected to hardening treatment was used as a countershaft. In the abrasion test, a cycle of 10 seconds of rotation and 10 seconds of rest was performed for 10 hours (1800 cycles). The sliding speed of the mating shaft with respect to the test piece in the rotation period was 3 m / sec, and the sliding speed of the mating shaft with respect to the test piece in the rotational period was 0 m / sec. The load acting between the test piece and the mating shaft in the wear test was 3 kN. In addition, a wear test was conducted in a state where the engine oil was heated at 100 ° C.

以上の摩耗試験を行う前の試験片の質量から摩耗試験を行った後の試験片の質量を減算することにより、摩耗試験における摩耗質量を算出した。さらに、摩耗質量をオーバーレイ１２の比重で除算することにより、摩耗量（摩耗体積）を計測した。 The abrasion mass in the abrasion test was calculated by subtracting the mass of the specimen after the abrasion test from the mass of the specimen before the above abrasion test. Furthermore, the amount of wear (wear volume) was measured by dividing the wear mass by the specific gravity of the overlay 12.

さらに、摩耗試験における１００〜２００サイクルまでの期間において相手軸に作用したトルクの平均値を計測した。そして、相手軸に作用したトルクと、試験片と相手軸との間に作用する荷重と、相手軸の半径とに基づいて、摩擦係数を算出した。 Furthermore, the average value of the torque which acted on the other axis in the period to 100-200 cycles in a wear test was measured. Then, the coefficient of friction was calculated based on the torque acting on the mating shaft, the load acting between the test piece and the mating shaft, and the radius of the mating shaft.

摺動部材１の各層を構成する元素の質量は、ＩＣＰ発光分光分析装置（島津社製ＩＣＰＳ−８１００）によって計測した。ただし、オーバーレイ１２における硬質粒子と固体潤滑粒子の質量については、オーバーレイ１２をめっきする際のめっき浴の組成から推定した。 The mass of the element constituting each layer of the sliding member 1 was measured by an ICP emission spectrometer (ICPS-8100 manufactured by Shimadzu Corporation). However, the mass of hard particles and solid lubricating particles in the overlay 12 was estimated from the composition of the plating bath when the overlay 12 was plated.

各層の厚みは、以下の手順で計測した。まず、摺動部材１の軸方向の垂直断面をクロスセクションポリッシャ（日本電子製ＩＢ−０９０１０ＣＰ）で研磨した。そして、摺動部材１の断面を電子顕微鏡（日本電子製ＪＳＭ−６６１０Ａ）によって７０００倍の倍率で撮影することにより、観察画像（反射電子像）の画像データを得た。そして、観察画像を画像解析装置（ニレコ社製ルーゼックスＡＰ）によって解析することにより膜厚を計測した。 The thickness of each layer was measured by the following procedure. First, the vertical cross section of the sliding member 1 in the axial direction was polished with a cross section polisher (IB-09010 CP manufactured by Nippon Denshi K.K.). And the image data of the observation image (reflection electron image) was obtained by image | photographing the cross section of the sliding member 1 by the magnification of 7000 times with the electron microscope (JSM-6610A made from JEOL). Then, the film thickness was measured by analyzing the observation image with an image analyzer (Lusex AP manufactured by Nireco).

（１−３）摺動部材の製造方法：
まず、裏金１０と同じ厚みを有する低炭素鋼の平面板を用意した。
次に、低炭素鋼で形成された平面板上に、ライニング１１を構成する材料の粉末を散布する。具体的に、上述したライニング１１における各成分の質量比となるように、Ｃｕの粉末とＢｉの粉末とＳｎの粉末とを低炭素鋼の平面板上に散布した。ライニング１１における各成分の質量比が満足できればよく、Ｃｕ−Ｂｉ，Ｃｕ−Ｓｎ等の合金粉末を低炭素鋼の平面板上に散布してもよい。粉末の粒径は、試験用ふるい（ＪＩＳＺ８８０１）によって１５０μｍ以下に調整した。 (1-3) Manufacturing Method of Sliding Member:
First, a flat plate of low carbon steel having the same thickness as the backing metal 10 was prepared.
Next, the powder of the material which comprises lining 11 is sprinkled on the plane board formed with low carbon steel. Specifically, Cu powder, Bi powder, and Sn powder were dispersed on a flat plate of low carbon steel so that the mass ratio of each component in the lining 11 described above was obtained. As long as the mass ratio of each component in the lining 11 can be satisfied, an alloy powder such as Cu-Bi or Cu-Sn may be dispersed on a flat plate of low carbon steel. The particle size of the powder was adjusted to 150 μm or less by a test sieve (JIS Z8801).

次に、低炭素鋼の平面板と、当該平面板上に散布した粉末とを焼結した。焼結温度を７００〜１０００℃に制御し、不活性雰囲気中で焼結した。焼結後、冷却した。なお、ライニング１１は必ずしも焼結によって形成されなくてもよく、鋳造等によって形成されてもよい。 Next, the flat plate of low carbon steel and the powder dispersed on the flat plate were sintered. The sintering temperature was controlled to 700-1000 ° C. and sintered in an inert atmosphere. After sintering, it cooled. The lining 11 may not necessarily be formed by sintering, and may be formed by casting or the like.

冷却が完了すると、低炭素鋼の平面板上にＣｕ合金層が形成される。このＣｕ合金層には、冷却中に析出した軟質のＢｉ粒子が含まれることとなる。
次に、中空状の円筒を直径方向に２等分した形状となるように、Ｃｕ合金層が形成された低炭素鋼をプレス加工した。このとき、低炭素鋼の外径が摺動部材１の外径と一致するようにプレス加工した。 When cooling is complete, a Cu alloy layer is formed on a flat plate of low carbon steel. The Cu alloy layer contains soft Bi particles precipitated during cooling.
Next, the low carbon steel on which the Cu alloy layer was formed was pressed so as to be a shape obtained by equally dividing the hollow cylinder into two in the diameter direction. At this time, pressing was performed so that the outer diameter of the low carbon steel matched the outer diameter of the sliding member 1.

次に、裏金１０上に形成されたＣｕ合金層の表面を切削加工した。このとき、裏金１０上に形成されたＣｕ合金層の厚みがライニング１１と同一となるように、切削量を制御した。これにより、切削加工後のＣｕ合金層によってライニング１１が形成できる。切削加工は、例えば焼結ダイヤモンドで形成された切削工具材をセットした旋盤によって行った。切削加工後のライニング１１の表面は、ライニング１１とオーバーレイ１２との界面を構成する。 Next, the surface of the Cu alloy layer formed on the back metal 10 was cut. At this time, the cutting amount was controlled so that the thickness of the Cu alloy layer formed on the back metal 10 was the same as that of the lining 11. Thereby, the lining 11 can be formed by the Cu alloy layer after cutting. The cutting process was performed by, for example, a lathe in which a cutting tool material formed of sintered diamond was set. The surface of the lining 11 after cutting forms an interface between the lining 11 and the overlay 12.

次に、ライニング１１の表面上にＢｉを電気めっきによって１０μｍの厚みだけ積層することにより、オーバーレイ１２を形成した。電気めっきの手順は以下のとおりとした。まず、ライニング１１の表面を水洗した。さらに、ライニング１１の表面を酸洗することにより、ライニング１１の表面から不要な酸化物を除去した。その後、ライニング１１の表面を、再度、水洗した。 Next, an overlay 12 was formed by laminating Bi to a thickness of 10 μm by electroplating on the surface of the lining 11. The procedure of electroplating was as follows. First, the surface of the lining 11 was washed with water. Furthermore, by pickling the surface of the lining 11, unnecessary oxide was removed from the surface of the lining 11. Thereafter, the surface of the lining 11 was washed again with water.

以上の前処理が完了すると、めっき浴に浸漬させたライニング１１に電流を供給することにより電気めっきを行った。有機スルホン酸Ｂｉ：２０ｇ／Ｌ（Ｂｉ濃度）と有機系界面活性剤：２０ｍＬ／Ｌと有機スルホン酸：１００ｇ／Ｌとを含むめっき浴の浴組成とした。以上のめっき浴に、硬質粒子（ＳｉＣ）と固体潤滑粒子（Ｇｒ）の粉末を混合した。 When the above pretreatment was completed, electroplating was performed by supplying a current to the lining 11 immersed in the plating bath. It was set as the bath composition of the plating bath which contains organic sulfonic acid Bi: 20 g / L (Bi concentration), organic surfactant: 20 mL / L, and organic sulfonic acid: 100 g / L. Powders of hard particles (SiC) and solid lubricating particles (Gr) were mixed in the above plating bath.

めっき浴における硬質粒子と固体潤滑粒子の混合量が増加すると、オーバーレイ１２における硬質粒子と固体潤滑粒子の含有量も増加する。予めめっき浴における硬質粒子と固体潤滑粒子の混合量と、オーバーレイ１２における硬質粒子と固体潤滑粒子の含有量との対応関係を調査しておくことにより、狙いの含有量となるように硬質粒子と固体潤滑粒子とをめっき浴に混合しておくことができる。有機系界面活性剤は、ポリエチレングリコール溶液を使用した。めっき浴の浴温度を、３０℃とした。さらに、ライニング１１に供給する電流を直流電流とし、その電流密度を３．０Ａ／ｄｍ²とした。電気めっきの完了後に、水洗と乾燥を行った。 As the mixing amount of hard particles and solid lubricating particles in the plating bath increases, the content of hard particles and solid lubricating particles in the overlay 12 also increases. By previously investigating the correspondence between the mixing amount of hard particles and solid lubricating particles in the plating bath and the content of the hard particles and solid lubricating particles in the overlay 12, the hard particles and the target content can be obtained. Solid lubricating particles can be mixed into the plating bath. The organic surfactant used a polyethylene glycol solution. The bath temperature of the plating bath was 30.degree. Furthermore, the current supplied to the lining 11 is a direct current, and the current density is 3.0 A / dm ² . After completion of the electroplating, water washing and drying were performed.

以上のようにして、摺動部材１を完成させると、２個の摺動部材１を円筒状に組み合わせることにより、すべり軸受Ａを形成し、エンジンに取り付けた。 As described above, when the sliding member 1 is completed, the sliding bearing A is formed by combining the two sliding members 1 in a cylindrical shape and attached to the engine.

（２）実験結果：
第１実施形態と同様の電気めっきにおいて、硬質粒子と固体潤滑粒子の材料と混合量を変化させることにより、実施例１〜７と比較例８〜１２を用意した。実施例１〜７においては、硬質粒子と固体潤滑粒子の双方がオーバーレイ１２に含まれる。比較例８，１０，１２においては、硬質粒子のみがオーバーレイ１２に含まれる。比較例９，１１においては、固体潤滑粒子のみがオーバーレイ１２に含まれる。以上のような実施例１〜７，比較例８〜１２について前記実施形態と同様に摩耗量と摩擦係数を計測した結果を表１に示す。 (2) Experimental results:
In the same electroplating as in the first embodiment, Examples 1 to 7 and Comparative Examples 8 to 12 were prepared by changing the materials and mixing amounts of the hard particles and the solid lubricating particles. In Examples 1-7, both hard particles and solid lubricant particles are included in the overlay 12. In Comparative Examples 8, 10 and 12, only hard particles are included in the overlay 12. In Comparative Examples 9 and 11, only solid lubricating particles are included in the overlay 12. Table 1 shows the results of measuring the amount of wear and the coefficient of friction in the same manner as in the above embodiment for Examples 1 to 7 and Comparative Examples 8 to 12 as described above.

図２は、摩耗量のグラフである。図２の横軸は硬質粒子の含有量を示し、縦軸は摩耗量を示す。図２の黒丸は実施例１〜７を示し、黒三角は比較例８〜１２を示す。同図に示すように、オーバーレイ１２における硬質粒子の含有量を１．０質量％以上かつ４．０質量％以下とすることにより、摩耗量を良好に抑制できることが確認できた。

FIG. 2 is a graph of the amount of wear. The horizontal axis of FIG. 2 shows the content of hard particles, and the vertical axis shows the amount of wear. The black circles in FIG. 2 indicate Examples 1 to 7, and the black triangles indicate Comparative Examples 8 to 12. As shown in the figure, it was confirmed that the wear amount can be favorably suppressed by setting the content of the hard particles in the overlay 12 to 1.0 mass% or more and 4.0 mass% or less.

図３Ａは、摩擦係数のグラフである。図３Ａの横軸は固体潤滑粒子の含有量を示し、縦軸は摩擦係数を示す。図３Ａの黒丸は実施例１〜７を示し、黒三角は比較例８〜１２を示す。同図に示すように、オーバーレイ１２における固体潤滑粒子の含有量を１．５質量％以上かつ３．０質量％以下とすることにより、摩擦係数を良好に抑制できることが確認できた。 FIG. 3A is a graph of the coefficient of friction. The horizontal axis of FIG. 3A indicates the content of solid lubricating particles, and the vertical axis indicates the coefficient of friction. The black circles in FIG. 3A indicate Examples 1 to 7, and the black triangles indicate Comparative Examples 8 to 12. As shown in the figure, it has been confirmed that the friction coefficient can be favorably suppressed by setting the content of the solid lubricating particles in the overlay 12 to 1.5 mass% or more and 3.0 mass% or less.

図３Ｂは、摩擦係数のグラフである。図３Ｂの横軸は硬質粒子の含有量を示し、縦軸は摩擦係数を示す。図３Ｂの黒丸は実施例１〜７を示し、黒四角はオーバーレイ１２に固体潤滑粒子が含まれない比較例８，１０，１２を黒四角で示し、黒三角は残りの比較例９，１１を示す。図３Ｂに示すように、硬質粒子が４．０質量％含まれる場合でも、固体潤滑粒子を含有させることにより、摩擦係数を良好に抑制できることが確認できた。また、硬質粒子の含有量に対して０．３７５〜３倍の含有量の固体潤滑粒子を含有させることにより、摩擦係数を良好に抑制できることが確認できた。ただし、本願発明者は、硬質粒子の含有量に対する固体潤滑粒子の含有量の比を適切に設定することにより、硬質粒子と固体潤滑粒子とをそれぞれ６．０質量％まで含有しても、良好な耐摩耗性と低摩擦抵抗性とを実現できることを確認した。 FIG. 3B is a graph of the coefficient of friction. The horizontal axis of FIG. 3B shows the content of hard particles, and the vertical axis shows the coefficient of friction. Black circles in FIG. 3B indicate Examples 1 to 7, black squares indicate Comparative Examples 8, 10 and 12 in which solid lubricant particles are not contained in the overlay 12 as black squares, and black triangles indicate the remaining Comparative Examples 9 and 11. Show. As shown to FIG. 3B, even when 4.0 mass% of hard particles were contained, it has confirmed that a friction coefficient can be favorably suppressed by containing solid lubricating particles. Moreover, it was confirmed that the friction coefficient can be favorably suppressed by containing solid lubricating particles having a content of 0.375 to 3 times the content of the hard particles. However, the inventor of the present invention is good even if the hard particles and the solid lubricating particles are each contained up to 6.0 mass% by appropriately setting the ratio of the content of the solid lubricating particles to the content of the hard particles. It was confirmed that it was possible to achieve good wear resistance and low friction resistance.

なお、実施例１〜７においては、複数種の硬質粒子と固体潤滑粒子の材料を適用したが、これらの材料間で摩耗量と摩擦係数に有意な差は見られなかった。従って、上述した硬質粒子と固体潤滑粒子の各種材料のいずれを適用しても本発明の効果が発揮されるものと推定される。同様に、実施例１〜７においては、複数種の平均粒径の硬質粒子と固体潤滑粒子を適用したが、これらの平均粒径間で摩耗量と摩擦係数に有意な差は見られなかった。 In Examples 1 to 7, materials of plural kinds of hard particles and solid lubricating particles were applied, but no significant difference was found in the amount of wear and the coefficient of friction among these materials. Therefore, it is presumed that the effects of the present invention are exhibited even if any of the above-described hard particles and various materials of solid lubricating particles is applied. Similarly, in Examples 1 to 7, hard particles and solid lubricating particles of plural average particle sizes were applied, but no significant difference was found in the amount of abrasion and the coefficient of friction among these average particle sizes. .

（３）他の実施形態：
前記実施形態においては、エンジンのクランクシャフトを軸受けするすべり軸受Ａを構成する摺動部材１を例示したが、本発明の摺動部材１によって他の用途のすべり軸受Ａを形成してもよい。例えば、本発明の摺動部材１によってトランスミッション用のギヤブシュやピストンピンブシュ・ボスブシュ等のラジアル軸受を形成してもよい。さらに、本発明の摺動部材は、スラスト軸受であってもよく、各種ワッシャであってもよいし、カーエアコンコンプレッサ用の斜板であってもよい。また、ライニング１１のマトリクスはＣｕ合金に限られず、相手軸２の硬さに応じてマトリクスの材料が選択されればよい。また、裏金１０は、必須ではなく省略されてもよい。 (3) Other embodiments:
In the said embodiment, although the sliding member 1 which comprises the sliding bearing A which bears the crankshaft of an engine was illustrated, you may form the sliding bearing A of another use by the sliding member 1 of this invention. For example, the sliding member 1 of the present invention may form a radial bearing such as a gear bushing for a transmission or a piston pin bushing or boss bushing. Furthermore, the sliding member of the present invention may be a thrust bearing, may be various washers, or may be a swash plate for a car air conditioner compressor. Further, the matrix of the lining 11 is not limited to the Cu alloy, and the material of the matrix may be selected according to the hardness of the mating shaft 2. Also, the back metal 10 is not essential but may be omitted.

１…摺動部材、２…相手軸、１０…裏金、１１…ライニング、１２…オーバーレイ、Ａ…すべり軸受 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sliding member, 2 ... Countering axis, 10 ... Back metal, 11 ... Lining, 12 ... Overlay, A ... Sliding bearing

Claims

A sliding member in which a cover layer is laminated on a base layer,
The covering layer is a layer in which hard particles harder than the base layer and solid lubricating particles are contained in Bi.
A sliding member characterized by;

The content of the hard particles in the covering layer is 1.0% by mass or more and 6.0% by mass or less.
The sliding member according to claim 1.

The content of the solid lubricating particles in the coating layer is 1.5% by mass or more and 6.0% by mass or less.
The sliding member according to any one of claims 1 or 2.