JP2838032B2 - 高負荷用すべり軸受材料およびその製造方法 - Google Patents
高負荷用すべり軸受材料およびその製造方法Info
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- JP2838032B2 JP2838032B2 JP5543094A JP5543094A JP2838032B2 JP 2838032 B2 JP2838032 B2 JP 2838032B2 JP 5543094 A JP5543094 A JP 5543094A JP 5543094 A JP5543094 A JP 5543094A JP 2838032 B2 JP2838032 B2 JP 2838032B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はすべり軸受のオーバーレ
イ層の改良に関し、特に自動車、船舶、産業機器の内燃
機関の高出力化に対応した耐摩耗性および非焼付性に優
れたオーバーレイを有するすべり軸受材料に好適なもの
である。
イ層の改良に関し、特に自動車、船舶、産業機器の内燃
機関の高出力化に対応した耐摩耗性および非焼付性に優
れたオーバーレイを有するすべり軸受材料に好適なもの
である。
【０００２】
【従来の技術】最近の内燃機関の高出力化および高回転
化に伴って、軸受合金の表面に、電気メッキによりオー
バーレイ層を施して、なじみ性、埋収性、非焼付性等の
表面特性を改善してきた。また近年スパッタリングによ
りオーバーレイ層を施して耐摩耗性および耐食性を改善
し軸受性能の改良がなされてきた。
化に伴って、軸受合金の表面に、電気メッキによりオー
バーレイ層を施して、なじみ性、埋収性、非焼付性等の
表面特性を改善してきた。また近年スパッタリングによ
りオーバーレイ層を施して耐摩耗性および耐食性を改善
し軸受性能の改良がなされてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】電気メッキによるオー
バーレイとして、Ｐｂ−Ｓｎ，Ｐｂ−Ｉｎ−Ｓｎ，Ｐｂ
−Ｓｎ−Ｃｕ等があるが、Ｐｂ合金であるため軟らか
く、なじみ性、埋収性、非焼付性等は優れているが、耐
摩耗性、耐疲労性および耐食性に劣る。近年内燃機関
は、高性能化および省エネルギー化のため出力が増大さ
れ、さらにコンパクトな設計がなされ軸受の幅が狭めら
れ、軸受にかかる面圧がますます大きくなってきてい
る。その結果、最近の内燃機関の高出力化に対応出来な
くなってきた。またメッキ工程に要する処理液の廃液処
理にも莫大な費用がかかる。一方、前述の問題を解決す
るために、スパッタリングによりＡｌ−２０Ｓｎ合金の
オーバーレイを適用し、耐摩耗性および耐食性の向上が
なされてきたが、更により優れた耐摩耗性および非焼付
性が要求されるようになった。
バーレイとして、Ｐｂ−Ｓｎ，Ｐｂ−Ｉｎ−Ｓｎ，Ｐｂ
−Ｓｎ−Ｃｕ等があるが、Ｐｂ合金であるため軟らか
く、なじみ性、埋収性、非焼付性等は優れているが、耐
摩耗性、耐疲労性および耐食性に劣る。近年内燃機関
は、高性能化および省エネルギー化のため出力が増大さ
れ、さらにコンパクトな設計がなされ軸受の幅が狭めら
れ、軸受にかかる面圧がますます大きくなってきてい
る。その結果、最近の内燃機関の高出力化に対応出来な
くなってきた。またメッキ工程に要する処理液の廃液処
理にも莫大な費用がかかる。一方、前述の問題を解決す
るために、スパッタリングによりＡｌ−２０Ｓｎ合金の
オーバーレイを適用し、耐摩耗性および耐食性の向上が
なされてきたが、更により優れた耐摩耗性および非焼付
性が要求されるようになった。
【０００４】
【問題を解決するための手段】オーバーレイの耐摩耗
性、非焼付性等の強度を向上させるためスパッタリング
技術に注目した。スパッタリングは目的とする成分のタ
ーゲットを作成することにより真空中で容易に基板上に
蒸着させることができる。従って、電気メッキでは困難
なアルミ合金もオーバーレイとして適用することが可能
である。真空中でアルゴンイオンがターゲットに衝突
し、その衝突エネルギーで弾き飛ばされたターゲットの
成分が基板上に衝突し蒸着されるものである。従ってオ
ーバーレイの成分は、ターゲットの成分と同等のものが
得られるが、オーバーレイの組織および硬度は、ターゲ
ットのそれと比べ非常に微細均一であり硬い。この微細
均一な組織および高い硬度が、オーバーレイの耐摩耗
性、耐疲労性等の強度を向上させる。しかし、さらに耐
摩耗性および非焼付性を向上させるために、本発明はＡ
ｌ−Ｓｉ系合金粉末とＰｂ−Ｓｎ合金粉末の混合粉末か
ら製造されたターゲットを使用し改良をはかったもので
ある。Ａｌ−Ｐｂ合金は、Ａｌ軸受合金中でも最も優れ
た非焼付性をもつ合金であることが知られているが、Ａ
ｌとＰｂの密度の差が大きく鋳造法では均一な組成の合
金を作ることは困難である。そこでＡｌ合金とＰｂ合金
の粉末を均一に混合し焼結および圧縮加工した合金板を
ターゲットとして使用した。また、こうして作成した合
金板はＳｉを含むため、オーバーレイの硬度を高め、耐
摩耗性を向上させる。また、Ｐｂを含むため非焼付性を
向上させ、そのＰｂ中にＳｎを含むため耐食性を向上さ
せる。また、オーバーレイの組成において、更に５％以
下のＣｕ、３％以下のＭｎ、およびＶ、Ｓｂ、Ｍｇ、Ｚ
ｎの群から選ばれた少なくとも１種を３％以下を含むこ
とにより、オーバーレイの耐摩耗性、耐疲労性および非
焼付性を向上させるものである。
性、非焼付性等の強度を向上させるためスパッタリング
技術に注目した。スパッタリングは目的とする成分のタ
ーゲットを作成することにより真空中で容易に基板上に
蒸着させることができる。従って、電気メッキでは困難
なアルミ合金もオーバーレイとして適用することが可能
である。真空中でアルゴンイオンがターゲットに衝突
し、その衝突エネルギーで弾き飛ばされたターゲットの
成分が基板上に衝突し蒸着されるものである。従ってオ
ーバーレイの成分は、ターゲットの成分と同等のものが
得られるが、オーバーレイの組織および硬度は、ターゲ
ットのそれと比べ非常に微細均一であり硬い。この微細
均一な組織および高い硬度が、オーバーレイの耐摩耗
性、耐疲労性等の強度を向上させる。しかし、さらに耐
摩耗性および非焼付性を向上させるために、本発明はＡ
ｌ−Ｓｉ系合金粉末とＰｂ−Ｓｎ合金粉末の混合粉末か
ら製造されたターゲットを使用し改良をはかったもので
ある。Ａｌ−Ｐｂ合金は、Ａｌ軸受合金中でも最も優れ
た非焼付性をもつ合金であることが知られているが、Ａ
ｌとＰｂの密度の差が大きく鋳造法では均一な組成の合
金を作ることは困難である。そこでＡｌ合金とＰｂ合金
の粉末を均一に混合し焼結および圧縮加工した合金板を
ターゲットとして使用した。また、こうして作成した合
金板はＳｉを含むため、オーバーレイの硬度を高め、耐
摩耗性を向上させる。また、Ｐｂを含むため非焼付性を
向上させ、そのＰｂ中にＳｎを含むため耐食性を向上さ
せる。また、オーバーレイの組成において、更に５％以
下のＣｕ、３％以下のＭｎ、およびＶ、Ｓｂ、Ｍｇ、Ｚ
ｎの群から選ばれた少なくとも１種を３％以下を含むこ
とにより、オーバーレイの耐摩耗性、耐疲労性および非
焼付性を向上させるものである。
【０００５】
【作用】次に、本発明のオーバーレイの組成を、前記特
許請求の範囲に記載のごとく限定する理由と、その作用
効果について、まとめて列記する。 （１）Ｐｂ：５〜４０重量％ 非焼付性、および親油性を改善する。この場合、５％未
満ではその効果が薄く、４０％を越えるとＡｌマトリッ
クスの機械的強度が低下し、耐疲労性が低下する。 （２）Ｓｎ：０．５〜１０重量％ この合金からなるオーバーレイの耐食性を改善し、なじ
み性、非焼付性等の表面性能を改善させる。０．５％未
満では、その効果は薄く、１０％を越えるとオーバーレ
イの機械的性質を低下させる。 （３）Ｓｉ：０．５〜６重量％ Ａｌマトリックスの硬さを高め、耐摩耗性を改善する。
０．５％未満では、その効果は薄く、６％を越えると脆
くなるため軸受性能を低下させる。 （４）Ｃｕ：０〜５重量％ Ａｌマトリックスの機械的強度を改善するのに役立っ
て、かかるオーバーレイの耐疲労性、耐摩耗性、耐荷重
性等の機械的性質を改善する。５％を越えると著しく脆
くなり、オーバーレイの疲労強度を低下させる。 （５）Ｍｎ：０〜３重量％、およびＶ、Ｓｂ、Ｍｇおよ
びＺｎの群から選ばれた少なくとも１種：０〜３重量％ （１）〜（４）の必須成分との相乗作用効果によりオー
バーレイの耐疲労性および非焼付性を改善する。３％を
越えると著しく脆くなり、オーバーレイの疲労強度を低
下させる。次に、Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末Ｐｂ−Ｓｎ合金
粉末の混合粉末から製造されるターゲットを使用する理
由と、その作用効果について、まとめて列記する。 （１）Ａｌ−Ｐｂ合金は、Ａｌ軸受合金中で、最も優れ
た非焼付性をもつ合金であることが知られているが、Ａ
ｌとＰｂの密度の差が大きく鋳造法では均一な組成の合
金を作ることは困難である。そこでＡｌ合金とＰｂ合金
の粉末を均一に混合し、焼結および圧縮加工を施して、
ち密化した合金板を作成しターゲットとして使用する。 （２）こうして作成したターゲットは、Ｐｂ粒子が微細
でありマトリックス中に均一に分布しているため、スパ
ッタ皮膜中にも微細均一に分布し、非焼付性に優れたオ
ーバーレイを作る。 （３）Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末を使用することにより、Ａ
ｌマトリックス中にＳｉを含むため、硬度を高め、耐摩
耗性を向上させる。 （４）Ｐｂ−Ｓｎ合金粉末を使用することにより、Ｐｂ
粒子中にＳｎが固溶しているため、Ｐｂの耐食性を改善
する。 （５）合金粉末を焼結および圧縮加工した合金板を使用
するため、ち密で空孔がないため、スパッタ時にターゲ
ットからの異常放電もなく、容易にスパッタ皮膜が作成
される。またオーバーレイ層の厚さは、２〜５０ミクロ
ンが有利であり、より好ましくは５〜２０ミクロンであ
る。
許請求の範囲に記載のごとく限定する理由と、その作用
効果について、まとめて列記する。 （１）Ｐｂ：５〜４０重量％ 非焼付性、および親油性を改善する。この場合、５％未
満ではその効果が薄く、４０％を越えるとＡｌマトリッ
クスの機械的強度が低下し、耐疲労性が低下する。 （２）Ｓｎ：０．５〜１０重量％ この合金からなるオーバーレイの耐食性を改善し、なじ
み性、非焼付性等の表面性能を改善させる。０．５％未
満では、その効果は薄く、１０％を越えるとオーバーレ
イの機械的性質を低下させる。 （３）Ｓｉ：０．５〜６重量％ Ａｌマトリックスの硬さを高め、耐摩耗性を改善する。
０．５％未満では、その効果は薄く、６％を越えると脆
くなるため軸受性能を低下させる。 （４）Ｃｕ：０〜５重量％ Ａｌマトリックスの機械的強度を改善するのに役立っ
て、かかるオーバーレイの耐疲労性、耐摩耗性、耐荷重
性等の機械的性質を改善する。５％を越えると著しく脆
くなり、オーバーレイの疲労強度を低下させる。 （５）Ｍｎ：０〜３重量％、およびＶ、Ｓｂ、Ｍｇおよ
びＺｎの群から選ばれた少なくとも１種：０〜３重量％ （１）〜（４）の必須成分との相乗作用効果によりオー
バーレイの耐疲労性および非焼付性を改善する。３％を
越えると著しく脆くなり、オーバーレイの疲労強度を低
下させる。次に、Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末Ｐｂ−Ｓｎ合金
粉末の混合粉末から製造されるターゲットを使用する理
由と、その作用効果について、まとめて列記する。 （１）Ａｌ−Ｐｂ合金は、Ａｌ軸受合金中で、最も優れ
た非焼付性をもつ合金であることが知られているが、Ａ
ｌとＰｂの密度の差が大きく鋳造法では均一な組成の合
金を作ることは困難である。そこでＡｌ合金とＰｂ合金
の粉末を均一に混合し、焼結および圧縮加工を施して、
ち密化した合金板を作成しターゲットとして使用する。 （２）こうして作成したターゲットは、Ｐｂ粒子が微細
でありマトリックス中に均一に分布しているため、スパ
ッタ皮膜中にも微細均一に分布し、非焼付性に優れたオ
ーバーレイを作る。 （３）Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末を使用することにより、Ａ
ｌマトリックス中にＳｉを含むため、硬度を高め、耐摩
耗性を向上させる。 （４）Ｐｂ−Ｓｎ合金粉末を使用することにより、Ｐｂ
粒子中にＳｎが固溶しているため、Ｐｂの耐食性を改善
する。 （５）合金粉末を焼結および圧縮加工した合金板を使用
するため、ち密で空孔がないため、スパッタ時にターゲ
ットからの異常放電もなく、容易にスパッタ皮膜が作成
される。またオーバーレイ層の厚さは、２〜５０ミクロ
ンが有利であり、より好ましくは５〜２０ミクロンであ
る。
【０００６】
【実施例】以下に実施例をあげて本発明を更に具体的に
説明する。表１は本発明の軸受メタルに使用したオーバ
ーレイ層、中間層および軸受合金層の成分とオーバーレ
イ層の硬度、疲労試験および焼付試験の結果を示したも
のである。
説明する。表１は本発明の軸受メタルに使用したオーバ
ーレイ層、中間層および軸受合金層の成分とオーバーレ
イ層の硬度、疲労試験および焼付試験の結果を示したも
のである。
【０００７】
【表１】
【０００８】表１に示される本発明のオーバーレイ層の
成分からなるアルミ合金のターゲットとして、Ａｌ─Ｓ
ｉ系合金とＰｂ─Ｓｎ合金の粉末を均一に混合し、焼結
および圧縮加工を施して、ち密化して作成した合金板を
使用した。次に表１に示される銅合金からなる合金層成
分を、低炭素鋼裏金に焼結、圧延工程によりバイメタル
を作成し、その後機械加工により半割メタルに成形し
た。このバイメタル製造方法を以下に示す。 １）厚さ１．３ｍｍからなる低炭素鋼裏金に、鉛青銅粉
末（成分Ｃｕ−１７Ｐｂ−３Ｓｎ、粒度１５０ミクロン
以下）を０．６ｍｍの厚さに散布した。 ２）８５０℃の焼結炉内（雰囲気ガス：３０％水素−窒
素）で１０分間の１次焼結を行った。 ３）焼結合金のポーラスをなくすために圧延率０．５％
の１次圧延を行った。 ４）更に焼結性を高めるため、１次焼結と同様な条件で
２次焼結を行った。 ５）合金および裏金の機械的性質向上と寸法仕上げのた
め、圧延率４．５％の２次圧延を行った。 ６）最終バイメタル寸法は、総厚１．６ｍｍ、合金厚
０．３５ｍｍに仕上げられた。また機械加工により成形
後、合金表面を切削して総厚１．５ｍｍの半割メタルに
仕上げられた。
成分からなるアルミ合金のターゲットとして、Ａｌ─Ｓ
ｉ系合金とＰｂ─Ｓｎ合金の粉末を均一に混合し、焼結
および圧縮加工を施して、ち密化して作成した合金板を
使用した。次に表１に示される銅合金からなる合金層成
分を、低炭素鋼裏金に焼結、圧延工程によりバイメタル
を作成し、その後機械加工により半割メタルに成形し
た。このバイメタル製造方法を以下に示す。 １）厚さ１．３ｍｍからなる低炭素鋼裏金に、鉛青銅粉
末（成分Ｃｕ−１７Ｐｂ−３Ｓｎ、粒度１５０ミクロン
以下）を０．６ｍｍの厚さに散布した。 ２）８５０℃の焼結炉内（雰囲気ガス：３０％水素−窒
素）で１０分間の１次焼結を行った。 ３）焼結合金のポーラスをなくすために圧延率０．５％
の１次圧延を行った。 ４）更に焼結性を高めるため、１次焼結と同様な条件で
２次焼結を行った。 ５）合金および裏金の機械的性質向上と寸法仕上げのた
め、圧延率４．５％の２次圧延を行った。 ６）最終バイメタル寸法は、総厚１．６ｍｍ、合金厚
０．３５ｍｍに仕上げられた。また機械加工により成形
後、合金表面を切削して総厚１．５ｍｍの半割メタルに
仕上げられた。
【０００９】次にこうして成形した半割メタルを、脱脂
清浄化した後、スパッタリング治具に組み付けチャンバ
ー内に挿入し、次の条件でスパッタリングを行った。 １）真空引きし１０-5Ｔｏｒｒに達した後アルゴンガス
を導入し１０-2〜１０ -3Ｔｏｒｒに保持した。またチャ
ンバー内の温度はヒーターにより２００℃に保ち、次に
示すイオンボンバード終了まで加熱を続けた。 ２）半割メタルを陰極とし、陽極との間に３００Ｖの電
位をかけ、グロー放電させ、正に電荷したアルゴンイオ
ンを陰極の半割メタルに衝突させ、イオンボンバードを
３０分間行い、軸受合金層の表面酸化膜および表面変質
層を除去した。 ３）Ｎｉ合金板（Ｎｉ−３０％Ｃｕ）のターゲットを陰
極とし、陽極との間に５００Ｖの電位をかけ、グロー放
電させ、正に電荷したアルゴンイオンを陰極のターゲッ
トに衝突させ衝突エネルギーにより飛び出した粒子を、
ターゲットと平行に配置した半割メタルの内面に蒸着し
た。時間は５分間で２ミクロンの中間層を作成した。ま
たターゲットは、マグネットにより磁場をかけターゲッ
ト成分を効率よく蒸着させた。 ４）前述の方法で作成された粉末ターゲットを陰極と
し、前記中間層と同様な条件で蒸着した。時間は６０分
間で１５ミクロンのオーバーレイ層を作成した。なおこ
の工程では、緻密なオーバーレイ層を作成するため半割
メタルの背面を冷却しながらスパッタリングを行った。
また、前述の中間層は、オーバーレイ中のＳｎ成分が、
経時変化で下地合金である銅合金中に拡散し、接着界面
に脆いＣｕ−Ｓｎ化合物を作成し接着を害すること、お
よびＳｎ成分の低下によりオーバーレイの性能を低下さ
せるため付着させるものである。また、この層は電気メ
ッキによりＮｉを付着させて使用することも可能であ
る。
清浄化した後、スパッタリング治具に組み付けチャンバ
ー内に挿入し、次の条件でスパッタリングを行った。 １）真空引きし１０-5Ｔｏｒｒに達した後アルゴンガス
を導入し１０-2〜１０ -3Ｔｏｒｒに保持した。またチャ
ンバー内の温度はヒーターにより２００℃に保ち、次に
示すイオンボンバード終了まで加熱を続けた。 ２）半割メタルを陰極とし、陽極との間に３００Ｖの電
位をかけ、グロー放電させ、正に電荷したアルゴンイオ
ンを陰極の半割メタルに衝突させ、イオンボンバードを
３０分間行い、軸受合金層の表面酸化膜および表面変質
層を除去した。 ３）Ｎｉ合金板（Ｎｉ−３０％Ｃｕ）のターゲットを陰
極とし、陽極との間に５００Ｖの電位をかけ、グロー放
電させ、正に電荷したアルゴンイオンを陰極のターゲッ
トに衝突させ衝突エネルギーにより飛び出した粒子を、
ターゲットと平行に配置した半割メタルの内面に蒸着し
た。時間は５分間で２ミクロンの中間層を作成した。ま
たターゲットは、マグネットにより磁場をかけターゲッ
ト成分を効率よく蒸着させた。 ４）前述の方法で作成された粉末ターゲットを陰極と
し、前記中間層と同様な条件で蒸着した。時間は６０分
間で１５ミクロンのオーバーレイ層を作成した。なおこ
の工程では、緻密なオーバーレイ層を作成するため半割
メタルの背面を冷却しながらスパッタリングを行った。
また、前述の中間層は、オーバーレイ中のＳｎ成分が、
経時変化で下地合金である銅合金中に拡散し、接着界面
に脆いＣｕ−Ｓｎ化合物を作成し接着を害すること、お
よびＳｎ成分の低下によりオーバーレイの性能を低下さ
せるため付着させるものである。また、この層は電気メ
ッキによりＮｉを付着させて使用することも可能であ
る。
【００１０】次に表１に示されるアルミ合金からなる合
金層成分を、低炭素鋼裏金に鋳造および圧接工程により
バイメタルを作成し、その後機械加工により半割メタル
に成形した。このバイメタル製造方法を以下に示す。 １）アルミ合金（Ａｌ−５％Ｓｉ−４％Ｚｎ−１％Ｃｕ
−１％Ｐｂ）を配合し溶解して連続鋳造によりビレット
を作成した。 ２）ビレットを圧延し１．０ｍｍの合金板に仕上げた。 ３）２．２５ｍｍ厚さの低炭素鋼裏金と前記合金板を圧
延機（圧下率４５％）により接合した。 ４）最終バイメタル寸法は、総厚１．６５ｍｍ、合金厚
０．４５ｍｍに仕上げられた。また機械加工により成形
後、合金表面を切削して総厚１．５ｍｍの半割メタルに
仕上げられた。次にこうして成形した半割メタルを、脱
脂清浄化した後、前述の銅合金の上のスパッタリングと
同様な方法で、表１に示された成分のオーバーレイをそ
れぞれ１０ミクロン付着させた。この場合前述の中間層
は不要である。こうして作成した軸受メタルを、マイク
ロビッカース硬度計にてオーバーレイ表面の硬度を１０
グラムの荷重にて測定した。次に、疲労試験および焼付
試験を実施した。疲労試験の試験条件はつぎの通りであ
る。 （１）試験機・・・動荷重疲労試験機 （２）軸受寸法・・・内径５３ｍｍ・巾１７ｍｍ・肉厚
１．５ｍｍ （３）回転数・・・４０００ｒｐｍ （４）試験時間・・・２０Ｈｒ （５）周速度・・・１１．１ｍ／ｓｅｃ （６）給油温度・・・１２０℃ （７）給油圧力・・・３ｋｇ／ｃｍ2 （８）潤滑油・・・ＳＡＥ２０ （９）給油角度・・・前進角３６° （１０）軸・・・材質Ｓ５５Ｃ・粗さＲｍａｘ１．０μ
ｍ・硬度ＨＲＣ５５以上 （１１）評価方法・・・疲労部面積が軸受面積の５％以
内であったものを合格とし、その荷重を疲労強さとす
る。 また、焼付試験の試験条件はつぎの通りである （１）試験機・・・静荷重焼付試験機 （２）軸受寸法・・・内径５３ｍｍ・巾１３ｍｍ・肉厚
１．５ｍｍ （３）回転数・・・２０００ｒｐｍ （４）周速度・・・５．６ｍ／ｓｅｃ （５）給油温度・・・１００℃ （６）給油量・・・２０ｃｃ／ｍｉｎ （７）潤滑油・・・ＳＡＥ２０ （８）軸・・・材質Ｓ５５Ｃ・粗さＲｍａｘ１．０μｍ （９）試験方法・・・荷重を１０分毎に５０ｋｇ／ｃｍ
2 ずつ上げるステップアップ方式 （１０）評価方法・・・軸受背面温度が２００℃を超え
るか、又は電流値が２０Ａを超えた場合焼付とする。 表１に示されるように、比較品１、２と比べて、本発明
品３〜１４は、各成分の効果でオーバーレイ硬度が高
く、耐摩耗性が改善され、疲労強さも向上した。またＰ
ｂの効果で非焼付性が改善されていることがわかる。
金層成分を、低炭素鋼裏金に鋳造および圧接工程により
バイメタルを作成し、その後機械加工により半割メタル
に成形した。このバイメタル製造方法を以下に示す。 １）アルミ合金（Ａｌ−５％Ｓｉ−４％Ｚｎ−１％Ｃｕ
−１％Ｐｂ）を配合し溶解して連続鋳造によりビレット
を作成した。 ２）ビレットを圧延し１．０ｍｍの合金板に仕上げた。 ３）２．２５ｍｍ厚さの低炭素鋼裏金と前記合金板を圧
延機（圧下率４５％）により接合した。 ４）最終バイメタル寸法は、総厚１．６５ｍｍ、合金厚
０．４５ｍｍに仕上げられた。また機械加工により成形
後、合金表面を切削して総厚１．５ｍｍの半割メタルに
仕上げられた。次にこうして成形した半割メタルを、脱
脂清浄化した後、前述の銅合金の上のスパッタリングと
同様な方法で、表１に示された成分のオーバーレイをそ
れぞれ１０ミクロン付着させた。この場合前述の中間層
は不要である。こうして作成した軸受メタルを、マイク
ロビッカース硬度計にてオーバーレイ表面の硬度を１０
グラムの荷重にて測定した。次に、疲労試験および焼付
試験を実施した。疲労試験の試験条件はつぎの通りであ
る。 （１）試験機・・・動荷重疲労試験機 （２）軸受寸法・・・内径５３ｍｍ・巾１７ｍｍ・肉厚
１．５ｍｍ （３）回転数・・・４０００ｒｐｍ （４）試験時間・・・２０Ｈｒ （５）周速度・・・１１．１ｍ／ｓｅｃ （６）給油温度・・・１２０℃ （７）給油圧力・・・３ｋｇ／ｃｍ2 （８）潤滑油・・・ＳＡＥ２０ （９）給油角度・・・前進角３６° （１０）軸・・・材質Ｓ５５Ｃ・粗さＲｍａｘ１．０μ
ｍ・硬度ＨＲＣ５５以上 （１１）評価方法・・・疲労部面積が軸受面積の５％以
内であったものを合格とし、その荷重を疲労強さとす
る。 また、焼付試験の試験条件はつぎの通りである （１）試験機・・・静荷重焼付試験機 （２）軸受寸法・・・内径５３ｍｍ・巾１３ｍｍ・肉厚
１．５ｍｍ （３）回転数・・・２０００ｒｐｍ （４）周速度・・・５．６ｍ／ｓｅｃ （５）給油温度・・・１００℃ （６）給油量・・・２０ｃｃ／ｍｉｎ （７）潤滑油・・・ＳＡＥ２０ （８）軸・・・材質Ｓ５５Ｃ・粗さＲｍａｘ１．０μｍ （９）試験方法・・・荷重を１０分毎に５０ｋｇ／ｃｍ
2 ずつ上げるステップアップ方式 （１０）評価方法・・・軸受背面温度が２００℃を超え
るか、又は電流値が２０Ａを超えた場合焼付とする。 表１に示されるように、比較品１、２と比べて、本発明
品３〜１４は、各成分の効果でオーバーレイ硬度が高
く、耐摩耗性が改善され、疲労強さも向上した。またＰ
ｂの効果で非焼付性が改善されていることがわかる。
【００１１】
【発明の効果】（１）オーバーレイ層であるＡｌ合金中
にＰｂが多く含まれ、さらにＳｎ、Ｓｉが含まれるた
め、硬度が高く、耐摩耗性が改善され優れた疲労強度、
非焼付性および耐食性を有する。 （２）オーバーレイ層であるＡｌ合金中にＰｂ、Ｓｎ、
Ｓｉが含まれ、さらに、ＣｕおよびＭｎおよび、Ｖ、Ｓ
ｂ、Ｍｇ、Ｚｎの中から１種以上が含まれるため、硬度
が高く、耐摩耗性が改善され優れた疲労強度、非焼付性
および耐食性を有する。 （３）均一な組成からなる粉末ターゲットを使用して製
造されるため、耐摩耗性および非焼付性をいっそう改善
し、内燃機関の高出力化に適したすべり軸受材料を提供
するものである。
にＰｂが多く含まれ、さらにＳｎ、Ｓｉが含まれるた
め、硬度が高く、耐摩耗性が改善され優れた疲労強度、
非焼付性および耐食性を有する。 （２）オーバーレイ層であるＡｌ合金中にＰｂ、Ｓｎ、
Ｓｉが含まれ、さらに、ＣｕおよびＭｎおよび、Ｖ、Ｓ
ｂ、Ｍｇ、Ｚｎの中から１種以上が含まれるため、硬度
が高く、耐摩耗性が改善され優れた疲労強度、非焼付性
および耐食性を有する。 （３）均一な組成からなる粉末ターゲットを使用して製
造されるため、耐摩耗性および非焼付性をいっそう改善
し、内燃機関の高出力化に適したすべり軸受材料を提供
するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｃ 33/12 Ｆ１６Ｃ 33/12 Ａ (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58 F16C 33/00 - 33/28
Claims (7)
- 【請求項１】 鋼裏金層、軸受合金層およびスパッタリ
ングによるオーバーレイ層から構成される３層すべり軸
受材料において、該スパッタオーバーレイ層が２〜５０
ミクロンの厚さであり、Ｓｉ０．５〜６％、Ｐｂ５〜４
０％、Ｓｎ０．５〜１０％、残部Ａｌ合金からなり、さ
らに該オーバーレイ層が、Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末とＰｂ
−Ｓｎ合金粉末の混合粉末から作成されたターゲットを
使用したもので、かつ該オーバーレイ層の硬さが、Ｈｖ
１００以上を有することにより、耐摩耗性および非焼付
性を同時に有することを特徴とする高負荷用すべり軸受
材料。 - 【請求項２】 請求項１に記載のオーバーレイの組成に
おいて、５％以下のＣｕ、３％以下のＭｎ、およびＶ、
Ｓｂ、Ｍｇ、Ｚｎの群から選ばれた少なくとも１種を３
％以下を含み耐摩耗性および非焼付性を同時に有するこ
とを特徴とする高負荷用すべり軸受材料。 - 【請求項３】 請求項１および請求項２に記載のオーバ
ーレイの組成をＳｉ１．５〜７％を含むＡｌ−Ｓｉ系合
金粉末とＳｎ５〜３５％を含むＰｂ−Ｓｎ系合金粉末を
混合し、焼結および圧縮加工を施す事により作成したタ
ーゲットを使用してスパッタリングを行う事を特徴とす
る高負荷用すべり軸受材料の製造方法。 - 【請求項４】 軸受合金が銅合金であり、その上にＮｉ
またはＮｉ合金の中間層をもうけ、さらにその上に請求
項１から請求項３までのいずれか一項に記載のオーバー
レイをもうけた、耐摩耗性および非焼付性を同時に有す
ることを特徴とする高負荷用すべり軸受材料。 - 【請求項５】 請求項４記載の銅合金が、Ｐｂ１５〜２
５％、Ｓｎ０．５〜１０％、Ｃｕ残部の組成からなる、
耐摩耗性および非焼付性を同時に有することを特徴とす
る高負荷用すべり軸受材料。 - 【請求項６】 軸受合金がアルミ合金であり、その上に
請求項１、請求項２および請求項３に記載のオーバーレ
イをもうけた、耐摩耗性および非焼付性を同時に有する
ことを特徴とする高負荷用すべり軸受材料。 - 【請求項７】 請求項６記載のアルミ合金が、Ｚｎ１〜
１０％、Ｓｉ１〜１５％、Ｃｕ０．１〜５％、Ｐｂ０．
１〜５％、残部Ａｌの組成からなる、耐摩耗性および非
焼付性を同時に有することを特徴とする高負荷用すべり
軸受材料。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5543094A JP2838032B2 (ja) | 1993-07-20 | 1994-03-25 | 高負荷用すべり軸受材料およびその製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-178429 | 1993-07-20 | ||
| JP17842993 | 1993-07-20 | ||
| JP5543094A JP2838032B2 (ja) | 1993-07-20 | 1994-03-25 | 高負荷用すべり軸受材料およびその製造方法 |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH0790551A JPH0790551A (ja) | 1995-04-04 |
| JP2838032B2 true JP2838032B2 (ja) | 1998-12-16 |
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|---|---|---|---|
| JP5543094A Expired - Fee Related JP2838032B2 (ja) | 1993-07-20 | 1994-03-25 | 高負荷用すべり軸受材料およびその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2838032B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112008001676T5 (de) | 2007-06-25 | 2010-08-05 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Filmbildungsapparat |
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-
1994
- 1994-03-25 JP JP5543094A patent/JP2838032B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH0790551A (ja) | 1995-04-04 |
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