JP2805543B2 - すべり軸受 - Google Patents
すべり軸受Info
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- JP2805543B2 JP2805543B2 JP29271690A JP29271690A JP2805543B2 JP 2805543 B2 JP2805543 B2 JP 2805543B2 JP 29271690 A JP29271690 A JP 29271690A JP 29271690 A JP29271690 A JP 29271690A JP 2805543 B2 JP2805543 B2 JP 2805543B2
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Description
【発明の詳細な説明】 A.発明の目的 （１） 産業上の利用分野 本発明はすべり軸受、特に、ライニング層上に、境界
層を介してPb−Sn−In合金よりなる表面層を有するすべ
り軸受の改良に関する。
層を介してPb−Sn−In合金よりなる表面層を有するすべ
り軸受の改良に関する。
この種すべり軸受は、主として内燃機関におけるクラ
ンクシャフトのジャーナル部、コンロッドの大端部等に
適用される。
ンクシャフトのジャーナル部、コンロッドの大端部等に
適用される。
（２） 従来の技術 従来、前記すべり軸受の製造に当っては、例えばライ
ニング層上に、Pb−Sn合金層とIn単体層（またはIn−Sn
合金層）とを電気メッキにより順次形成して軸受素材を
製作し、次いで、その素材に熱拡散処理を施す、といっ
た方法が採用されている。
ニング層上に、Pb−Sn合金層とIn単体層（またはIn−Sn
合金層）とを電気メッキにより順次形成して軸受素材を
製作し、次いで、その素材に熱拡散処理を施す、といっ
た方法が採用されている。
前記熱拡散処理によって、Pb−Sn−In合金よりなる表
面層が形成され、その際、InおよびSnの偏析によって境
界層が形成される。
面層が形成され、その際、InおよびSnの偏析によって境
界層が形成される。
（３） 発明が解決しようとする課題 本発明者等は前記境界層について種々検討を加えた結
果、その境界層は表面層の耐剥離性、強度等に直接影響
を与える重要なファクタであり、その境界層の構成要素
であるSn−In偏析物の金属組織的形態の如何によって、
すべり軸受の耐焼付き性が大いに左右されることを究明
した。
果、その境界層は表面層の耐剥離性、強度等に直接影響
を与える重要なファクタであり、その境界層の構成要素
であるSn−In偏析物の金属組織的形態の如何によって、
すべり軸受の耐焼付き性が大いに左右されることを究明
した。
本発明はこのような観点よりなされたもので、前記境
界層の構成要素であるSn−In偏析物の金属組織的形態を
特定することによって、耐焼付き性を大幅に向上させ得
るようにした前記すべり軸受を提供することを目的とす
る。
界層の構成要素であるSn−In偏析物の金属組織的形態を
特定することによって、耐焼付き性を大幅に向上させ得
るようにした前記すべり軸受を提供することを目的とす
る。
B.発明の構成 （１） 課題を解決するための手段 本発明は、ライニング層上に、境界層を介してPb−Sn
−In合金よりなる表面層を有するすべり軸受において、
前記境界層の少なくとも前記表面層との界面側を、52重
量％以上のSnを含有するSn−In固溶体より構成したこと
を特徴とする。
−In合金よりなる表面層を有するすべり軸受において、
前記境界層の少なくとも前記表面層との界面側を、52重
量％以上のSnを含有するSn−In固溶体より構成したこと
を特徴とする。
（２） 作用 前記のように、境界層の少なくとも表面層との界面側
を特定量のSnを含有するSn−In固溶体より構成すると、
そのSn−In固溶体が表面層との密着性が良いことに起因
して表面層の耐剥離性が高められる。またSn−In固溶体
は表面層を構成するPb−Sn−In合金の組成バランスを崩
すことがないので、表面層の強度、耐食性等の低下が回
避される。
を特定量のSnを含有するSn−In固溶体より構成すると、
そのSn−In固溶体が表面層との密着性が良いことに起因
して表面層の耐剥離性が高められる。またSn−In固溶体
は表面層を構成するPb−Sn−In合金の組成バランスを崩
すことがないので、表面層の強度、耐食性等の低下が回
避される。
これにより、すべり軸受の耐焼付き性を大幅に向上さ
せることが可能である。
せることが可能である。
たゞし、Sn−In固溶体におけるSn含有量が52重量％未
満になると、そのSn含有量が共晶点である49％に近似す
るため、Sn−In固溶体の耐熱性が低下して、結果的にす
べり軸受の耐焼付き性が悪化する。
満になると、そのSn含有量が共晶点である49％に近似す
るため、Sn−In固溶体の耐熱性が低下して、結果的にす
べり軸受の耐焼付き性が悪化する。
（３） 実施例 第1,第２図において、すべり軸受１は、エンジンにお
けるクランクシャフトのジャーナル部、コンロッドの大
端部等に適用されるもので、第１および第２半体11,12
よりなる。両半体11,12は同一構造を有し、裏金２の相
手部材との摺動面側に順次、ライニング層３、Niメッキ
バリヤ層４、境界層５および表面層６を形成したもので
ある。必要に応じて、裏金２およびライニング層３間に
はCuメッキ層が形成され、またライニング層３および境
界層５間のNiメッキバリヤ層４を省くこともある。
けるクランクシャフトのジャーナル部、コンロッドの大
端部等に適用されるもので、第１および第２半体11,12
よりなる。両半体11,12は同一構造を有し、裏金２の相
手部材との摺動面側に順次、ライニング層３、Niメッキ
バリヤ層４、境界層５および表面層６を形成したもので
ある。必要に応じて、裏金２およびライニング層３間に
はCuメッキ層が形成され、またライニング層３および境
界層５間のNiメッキバリヤ層４を省くこともある。
裏金２は圧延鋼板より構成され、その厚さはすべり軸
受１の設定厚さにより決められる。ライニング層３はC
u、Cu合金、Al、Al合金等より構成され、その厚さは50
〜500μｍ、通常は300μｍ程度である。境界層５はSn−
In偏析物より構成され、その厚さは２μｍ以下である。
また表面層６はPb−Sn−In合金より構成され、その厚さ
は５〜50μｍ、通常は20μｍ程度である。
受１の設定厚さにより決められる。ライニング層３はC
u、Cu合金、Al、Al合金等より構成され、その厚さは50
〜500μｍ、通常は300μｍ程度である。境界層５はSn−
In偏析物より構成され、その厚さは２μｍ以下である。
また表面層６はPb−Sn−In合金より構成され、その厚さ
は５〜50μｍ、通常は20μｍ程度である。
表面層６を構成するPb−Sn−In合金は、２〜12重量％
のSn、１〜10重量％のInおよび残部Pbといった組成を有
する。
のSn、１〜10重量％のInおよび残部Pbといった組成を有
する。
この種すべり軸受１、したがって半体11,12の製造に
当っては、第３図に示すようにライニング層３上に、Ni
メッキバリヤ層４を介してPb−Sn合金層７と、In単体層
８とを電気メッキにより順次形成して軸受素材10を製作
し、次いでその素材10に熱拡散処理を施すものである。
当っては、第３図に示すようにライニング層３上に、Ni
メッキバリヤ層４を介してPb−Sn合金層７と、In単体層
８とを電気メッキにより順次形成して軸受素材10を製作
し、次いでその素材10に熱拡散処理を施すものである。
Pb/Sn合金層７を形成するためのメッキ液としては、 ホウフッ化鉛Pb（BF4）２ ……150g/ ホウフッ化スズSn（BF4）２ ……25g/ ホウフッ酸HBF4 ……50g/ ハイドロキノン ……2g/ ゼラチン ……1g/ ペプトン ……1g/ β−ナフトール ……1g/ よりなる溶液が用いられ、電気メッキにおける電流密度
は１〜10A/dm2に設定される。
は１〜10A/dm2に設定される。
In単体層８を形成するためのメッキ液としては、 ホウフッ化インジウムIn（BF4）３ ……200g/ ホウフッ化アンモニウムNH4BF4 ……35g/ ホウ酸H3BO3 ……20g/ ホウフッ酸（HBF4） ……20g/ よりなる溶液が用いられ、電気メッキにおける電流密度
は５〜10A/dm2に設定される。
は５〜10A/dm2に設定される。
またIn単体層８を形成するための他のメッキ液として
は、アルカリシアンメッキ液である、 塩化インジウムInCl3 ……50g/ シアン化カリウムKCN ……150g/ 水酸化カリウムKOH ……40g/ デキストリン ……30g/ よりなる溶液が用いられ、電気メッキにおける電流密度
は１〜10A/dm2に設定される。
は、アルカリシアンメッキ液である、 塩化インジウムInCl3 ……50g/ シアン化カリウムKCN ……150g/ 水酸化カリウムKOH ……40g/ デキストリン ……30g/ よりなる溶液が用いられ、電気メッキにおける電流密度
は１〜10A/dm2に設定される。
熱拡散処理は、処理温度120〜200℃、処理時間10〜70
分間の条件下に、軸受素材10を保持してPb−Sn合金層７
およびIn単体層８間に金属相互拡散を生じさせるもの
で、この処理によりPb−Sn−In合金よりなる表面層６が
形成され、その際InおよびSnの偏析によって境界層５が
形成される。この場合、Pb、Sn、Inのライニング層３側
への拡散はNiメッキバリヤ層４によって阻止される。
分間の条件下に、軸受素材10を保持してPb−Sn合金層７
およびIn単体層８間に金属相互拡散を生じさせるもの
で、この処理によりPb−Sn−In合金よりなる表面層６が
形成され、その際InおよびSnの偏析によって境界層５が
形成される。この場合、Pb、Sn、Inのライニング層３側
への拡散はNiメッキバリヤ層４によって阻止される。
前記と同一構成の複数の軸受素材10を製作し、熱拡散
処理における処理温度を150℃に設定すると共に処理時
間を種々変えてすべり軸受Ｉ〜VIIを得た。
処理における処理温度を150℃に設定すると共に処理時
間を種々変えてすべり軸受Ｉ〜VIIを得た。
表Ｉは、各すべり軸受Ｉ〜VIIにおける前記処理時間
と境界層５を構成するSn−In偏析物との関係を示す。こ
の場合の境界層５の厚さは0.5μｍである。
と境界層５を構成するSn−In偏析物との関係を示す。こ
の場合の境界層５の厚さは0.5μｍである。
表中、In3Ni2およびInSn4は金属間化合物である。
表IIはすべり軸受III、IV、VIIのＸ線回折結果を示
す。この結果は、JCPDS（ジョイント・コミッティ・パ
ウダ・ディフラクト・スタンダーズ）による。
す。この結果は、JCPDS（ジョイント・コミッティ・パ
ウダ・ディフラクト・スタンダーズ）による。
すべり軸受IIIの境界層５は、表IIよりSn−In固溶体
より構成され、またすべり軸受IVの境界層５は、表IIよ
りSn−In固溶体と金属間化合物In3Ni2とより構成され、
さらにすべり軸受VIIの境界層５は、表IIより二種の金
属間化合物InSn4およびIn3Ni2より構成されることが判
る。第４図はすべり軸受VIIにおける境界層５のＸ線回
折図である。
より構成され、またすべり軸受IVの境界層５は、表IIよ
りSn−In固溶体と金属間化合物In3Ni2とより構成され、
さらにすべり軸受VIIの境界層５は、表IIより二種の金
属間化合物InSn4およびIn3Ni2より構成されることが判
る。第４図はすべり軸受VIIにおける境界層５のＸ線回
折図である。
表IIIは、各すべり軸受Ｉ〜VIIのテスト結果を示す。
実機テストは、各すべり軸受を、４サイクル内燃機関
におけるコンロッドの大端部に適用し、機関回転数をゼ
ロから8000rpmまで上昇させ、これを10回繰返すことに
より行われた。
におけるコンロッドの大端部に適用し、機関回転数をゼ
ロから8000rpmまで上昇させ、これを10回繰返すことに
より行われた。
単体テストは、回転軸に各すべり軸受を摺擦させ、そ
のすべり軸受に対する負荷荷重を漸次増加させることに
より行われた。
のすべり軸受に対する負荷荷重を漸次増加させることに
より行われた。
単体テスト条件は次の通りである。回転軸の材質 JI
S S48C材に窒化処理を施したもの、回転軸の回転数 60
00rpm、給油温度 120℃、給油圧力 3kg/cm2、負荷荷
重 1kg/sec。
S S48C材に窒化処理を施したもの、回転軸の回転数 60
00rpm、給油温度 120℃、給油圧力 3kg/cm2、負荷荷
重 1kg/sec。
表IIIの単体テストにおける数値は、すべり軸受IIIの
焼付き発生面圧を100として表わしてある。
焼付き発生面圧を100として表わしてある。
第５図は、単体テストを行った場合の各すべり軸受Ｉ
〜VIIにおける境界層５のSn含有量と焼付き発生面圧と
の関係を示す。
〜VIIにおける境界層５のSn含有量と焼付き発生面圧と
の関係を示す。
表IIIおよび第５図より、すべり軸受II〜IVは優れた
耐焼付き性を示すことが明らかであり、このような好結
果を得るためには境界層５の少なくとも表面層６側を、
52重量％以上のSnを含有するSn−In固溶体より構成する
ことが必要である。
耐焼付き性を示すことが明らかであり、このような好結
果を得るためには境界層５の少なくとも表面層６側を、
52重量％以上のSnを含有するSn−In固溶体より構成する
ことが必要である。
その理由は、特定量のSnを含有するSn−In固溶体は表
面層６との密着性が良いため表面層６の耐剥離性が高め
られ、またSn−In固溶体は表面層６を構成するPb−Sn−
In合金の組成バランスを崩すことがないので、表面層６
の強度、耐食性等の低下が回避されるからである。
面層６との密着性が良いため表面層６の耐剥離性が高め
られ、またSn−In固溶体は表面層６を構成するPb−Sn−
In合金の組成バランスを崩すことがないので、表面層６
の強度、耐食性等の低下が回避されるからである。
耐焼付き性向上の観点より、Sn−In固溶体におけるSn
含有量の上限値は68重量％に設定され、好ましいSn含有
量は54重量％以上、66重量％以下である。
含有量の上限値は68重量％に設定され、好ましいSn含有
量は54重量％以上、66重量％以下である。
すべり軸受IVの境界層５は金属間化合物In3Ni2を含ん
でいるが、表面層６との界面側はSn−In固溶体より構成
され、一方、In3Ni2はNiメッキバリヤ層４の界面側に形
成されている。この金属間化合物In3Ni2はすべり軸受の
耐焼付き性には何等影響を与えない。
でいるが、表面層６との界面側はSn−In固溶体より構成
され、一方、In3Ni2はNiメッキバリヤ層４の界面側に形
成されている。この金属間化合物In3Ni2はすべり軸受の
耐焼付き性には何等影響を与えない。
すべり軸受Ｉの境界層５はSn−In固溶体より構成され
ているが、その固溶体におけるSn含有量は50重量％であ
って共晶点49重量％に近似しており、その結果、すべり
軸受Ｉは境界層５におけるSn含有量の不足に起因して耐
熱性が低く、結果的にすべり軸受II〜IVに比べて耐焼付
き性が劣る。
ているが、その固溶体におけるSn含有量は50重量％であ
って共晶点49重量％に近似しており、その結果、すべり
軸受Ｉは境界層５におけるSn含有量の不足に起因して耐
熱性が低く、結果的にすべり軸受II〜IVに比べて耐焼付
き性が劣る。
すべり軸受Ｖ〜VIIの境界層５においては、Sn含有量
が68重量％を上回っており、それに起因して金属間化合
物InSn4が生成され、そのInSn4が表面層６の密着性を弱
め、また表面層６を構成するPb−Sn−In合金の組成バラ
ンスを崩して表面層６の強度、耐食性等を低下させてい
る。その結果、すべり軸受Ｖ〜VIIの耐焼付き性が悪化
するのである。
が68重量％を上回っており、それに起因して金属間化合
物InSn4が生成され、そのInSn4が表面層６の密着性を弱
め、また表面層６を構成するPb−Sn−In合金の組成バラ
ンスを崩して表面層６の強度、耐食性等を低下させてい
る。その結果、すべり軸受Ｖ〜VIIの耐焼付き性が悪化
するのである。
C.発明の効果 本発明によれば、ライニング層および表面層間に存す
る境界層の構成を前記のように特定することによって、
耐焼付き性を大幅に向上させたすべり軸受を提供するこ
とができる。
る境界層の構成を前記のように特定することによって、
耐焼付き性を大幅に向上させたすべり軸受を提供するこ
とができる。
第1,第２図はすべり軸受を示し、第１図は分解平面図、
第２図は第１図II−II線断面図、第３図は第２図に対応
する軸受素材の断面図、第４図はＸ線回折図、第５図は
境界層のSn含有量と焼付き発生面圧との関係を示すグラ
フである。 １……すべり軸受、３……ライニング層、５……境界
層、６……表面層
第２図は第１図II−II線断面図、第３図は第２図に対応
する軸受素材の断面図、第４図はＸ線回折図、第５図は
境界層のSn含有量と焼付き発生面圧との関係を示すグラ
フである。 １……すべり軸受、３……ライニング層、５……境界
層、６……表面層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−20915（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−96088（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−51589（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C25D 5/00 - 7/12 F16C 33/12
Claims (2)
- 【請求項１】ライニング層上に、境界層を介してPb−Sn
−In合金よりなる表面層を有するすべり軸受において、
前記境界層の少なくとも前記表面相との界面側を、52重
量％以上のSnを含有するSn−In固溶体より構成したこと
を特徴とするすべり軸受。 - 【請求項２】前記Sn−In固溶体におけるSn含有量の上限
値を68重量％に設定した、第（１）項記載のすべり軸
受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29271690A JP2805543B2 (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | すべり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29271690A JP2805543B2 (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | すべり軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04168295A JPH04168295A (ja) | 1992-06-16 |
| JP2805543B2 true JP2805543B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=17785390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29271690A Expired - Fee Related JP2805543B2 (ja) | 1990-10-30 | 1990-10-30 | すべり軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2805543B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6000853A (en) | 1998-05-01 | 1999-12-14 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Multi-layer engine bearings and method of manufacture |
| JP4994266B2 (ja) * | 2008-02-27 | 2012-08-08 | 大同メタル工業株式会社 | 摺動部材 |
| CN101846135B (zh) * | 2010-06-23 | 2011-12-07 | 广州安达汽车零部件股份有限公司 | 高强锡铟合金镀层轴瓦 |
-
1990
- 1990-10-30 JP JP29271690A patent/JP2805543B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04168295A (ja) | 1992-06-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |