JP3057457B2 - Sliding member - Google Patents

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JP3057457B2
JP3057457B2 JP17586091A JP17586091A JP3057457B2 JP 3057457 B2 JP3057457 B2 JP 3057457B2 JP 17586091 A JP17586091 A JP 17586091A JP 17586091 A JP17586091 A JP 17586091A JP 3057457 B2 JP3057457 B2 JP 3057457B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は摺動部材、特に、Pbを
含有する基板と、その基板上に形成されて相手部材との
摺動面を持つ表面層とを備えた摺動部材の改良に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a sliding member, particularly a sliding member having a substrate containing Pb and a surface layer formed on the substrate and having a sliding surface with a mating member. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種摺動部材として、前記表面
層を電気メッキ法により形成したすべり軸受が知られて
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this kind of sliding member, there has been known a sliding bearing in which the surface layer is formed by an electroplating method.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Pbは
他の金属との濡れ性が悪く、その上、従来例においては
基板の表面層との境界面に粗大なPb相が分散状態で存
在するため、基板に対する表面層の密着性が悪い、とい
う問題がある。
However, Pb has poor wettability with other metals, and in the prior art, a coarse Pb phase exists in a dispersed state at the interface with the surface layer of the substrate. In addition, there is a problem that adhesion of the surface layer to the substrate is poor.

【0004】本発明は前記に鑑み、基板に対する表面層
の密着性を良好にして、その表面層の剥離強度を向上さ
せた前記摺動部材を提供することを目的とする。
[0004] In view of the above, it is an object of the present invention to provide the sliding member in which the adhesion of the surface layer to the substrate is improved and the peel strength of the surface layer is improved.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、Pbを含有す
る基板と、その基板上に形成されて相手部材との摺動面
を持つ表面層とを備えた摺動部材において、前記基板の
前記表面層との境界面に分散するPb相の密度を2,500
個/mm2 以上、6,000 個/mm2 以下に設定したことを特
徴とする。
According to the present invention, there is provided a sliding member comprising a substrate containing Pb and a surface layer formed on the substrate and having a sliding surface with a mating member. The density of the Pb phase dispersed at the interface with the surface layer is 2,500
It is characterized in that the number is set to not less than pcs / mm 2 and not more than 6,000 pieces / mm 2 .

【0006】[0006]

【実施例】図1,図2において、摺動部材としてのすべ
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
2 の両端面相互を衝合することにより、外側に位置す
る環状基板2が形成され、またその基板2の内周面には
相手部材xとの摺動面3aを持つ表面層3が形成され
る。基板2は裏金21 と、その裏金21 内周面に形成さ
れて、表面層3を支持するライニング層22 を有する。
裏金21 およびライニング層22 間には銅メッキ層が、
またライニング層22 および表面層3間にはニッケルメ
ッキバリヤ層がそれぞれ必要に応じて設けられる。
1 and 2, a sliding bearing 1 as a sliding member is applied to a journal portion of a crankshaft, a large end portion of a connecting rod and the like in an engine.
The first and second halves 1 1, consisting of 1 2. Both halves 1 1 ,
By abutting the two end faces of each other, an annular substrate 2 located on the outside is formed, and a surface layer 3 having a sliding surface 3a with the mating member x is formed on the inner peripheral surface of the substrate 2. Is done. The substrate 2 has a backing metal 2 1, is formed on the back metal 2 1 inner circumferential surface, the lining layer 2 2 for supporting the surface layer 3.
Copper plating layer between the backing metal 2 1 and the lining layer 2 2,
Also between lining layers 2 2 and the surface layer 3 provided as necessary nickel plating barrier layer, respectively.

【0007】裏金21 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22 はPbを含有する合金より構成され、その厚
さは50〜500μm、通常は300μm程度である。
このようにライニング層22 を、Pbを含有する合金よ
り構成する理由は、長期使用により表面層3が摩滅して
相手部材xとライニング層22 とが固体接触したとき、
Pbが有する固体潤滑作用により急激な焼付き現象の発
生を回避する、ということにある。表面層3はPb合金
より構成され、その厚さは5〜50μm、通常は20μ
m程度である。
[0007] backing metal 2 1 is composed of rolled steel plate, the thickness thereof is determined by setting the thickness of the sliding bearing 1. Lining layer 2 2 is composed of an alloy containing Pb, its thickness is 50 to 500 [mu] m, usually about 300 [mu] m.
Thus the lining layer 2 2, the reason for constituting an alloy containing Pb, when the mating member x and the lining layer 2 2 worn surface layer 3 by long-term use has solid contact,
This is to avoid the occurrence of a rapid seizure phenomenon due to the solid lubrication effect of Pb. The surface layer 3 is made of a Pb alloy and has a thickness of 5 to 50 μm, usually 20 μm.
m.

【0008】ライニング層22 を構成する合金として
は、例えばCu−Pb−Sn系合金が用いられる。ライ
ニング層22 の形成に当っては、粒径45μm以上、1
50μm以下の合金粉末50重量%と粒径45μm未満
の合金粉末50重量%とよりなる混合粉末を、裏金21
となる帯鋼(圧延鋼板)上に散布する、700〜830
℃、20〜40分間の条件で1次焼結する、圧下率30
〜50%の条件で1次圧延を行う、700〜830℃、
20〜40分間の条件で2次焼結を行う、圧下率8〜1
8%の条件で2次圧延を行う、といった手段が採用され
る。
[0008] As an alloy constituting the lining layer 2 2, for example, Cu-Pb-Sn-based alloy is used. It is hitting the formation of the lining layer 2 2, particle size 45μm or more, 1
The following alloy powder 50 wt% and the alloy powder 50% by weight and more become mixed powder of particle size less than 45 [mu] m 50 [mu] m, the backing metal 2 1
700 to 830 on a steel strip (rolled steel sheet)
Primary sintering at 20 ° C for 20 to 40 minutes, reduction ratio 30
Primary rolling under the condition of ~ 50%, 700 ~ 830 ° C,
Perform secondary sintering under the conditions of 20 to 40 minutes, reduction ratio 8 to 1
Means such as performing secondary rolling under the condition of 8% is employed.

【0009】表面層3を構成するPb合金は、80〜9
0重量%のPbと3〜20重量%のSnとを含有し、必
要に応じてCu、In、Ag、Tl、Nb、Sb、N
i、Cd、Te、Bi、Mn、Ca、Baから選択され
る少なくとも一種を10重量%以下含有する。
The Pb alloy constituting the surface layer 3 is 80 to 9
It contains 0% by weight of Pb and 3 to 20% by weight of Sn, and optionally contains Cu, In, Ag, Tl, Nb, Sb, and N.
At least one selected from i, Cd, Te, Bi, Mn, Ca, and Ba is contained in an amount of 10% by weight or less.

【0010】Cu、Ni、Mnは表面層3の硬さを向上
させる機能を有するが、その含有量が10重量%を上回
ると、硬さが高くなり過ぎて初期なじみ性が低下する。
Cu等を添加する場合には、表面層3の硬さHmvが1
5〜25になるように、その含有量を調整するのが望ま
しい。
[0010] Although Cu, Ni and Mn have a function of improving the hardness of the surface layer 3, if the content exceeds 10% by weight, the hardness becomes too high and the initial conformability is lowered.
When Cu or the like is added, the hardness Hmv of the surface layer 3 is 1
It is desirable to adjust the content so as to be 5 to 25.

【0011】In、Ag、Tl、Nb、Sb、Cd、T
e、Bi、Ca、Baは、表面層3を軟化して初期なじ
み性を改善する機能を有するが、その含有量が10重量
%を上回ると、表面層3の強度が低下する。In等を添
加する場合には、表面層3の硬さHmvが8〜15にな
るように、その含有量を調整するのが望ましい。
In, Ag, Tl, Nb, Sb, Cd, T
e, Bi, Ca, and Ba have a function of softening the surface layer 3 and improving initial conformability, but if the content exceeds 10% by weight, the strength of the surface layer 3 is reduced. When adding In or the like, it is desirable to adjust the content thereof so that the hardness Hmv of the surface layer 3 becomes 8 to 15.

【0012】表面層3は、電気メッキ法により形成され
るもので、メッキ液としては、1リットル当り40〜1
80gのPb2+、1リットル当り1.5〜35gのSn
2+、必要に応じて1リットル当り15g以下のCu2+
含むホウフッ化系メッキ液が用いられる。またメッキ液
の温度は10〜35℃、陰極電流密度は3〜15A/d
2 にそれぞれ設定される。
The surface layer 3 is formed by an electroplating method, and a plating solution is 40 to 1 per liter.
80 g of Pb 2+ , 1.5 to 35 g of Sn per liter
2+, borofluoride based plating solution comprising the following Cu 2+ 15 g per liter, are used as occasion demands. The temperature of the plating solution is 10 to 35 ° C., and the cathode current density is 3 to 15 A / d.
Each is set to m 2.

【0013】図3は、摺動面3aにおけるPb合金の結
晶構造を示す電子顕微鏡写真(10,000倍)であり、また
図4は、表面層3を縦断した場合におけるPb合金の結
晶構造を示す電子顕微鏡写真(5,000 倍で撮影したもの
を拡大した写真)である。
FIG. 3 is an electron micrograph (× 10,000) showing the crystal structure of the Pb alloy on the sliding surface 3a. FIG. 4 is an electron microscope showing the crystal structure of the Pb alloy when the surface layer 3 is longitudinally cut. These are micrographs (enlarged images taken at 5,000 times).

【0014】図3〜図5から明らかなように、表面層3
は、摺動面3aを形成すべく、頂点aを摺動面3a側に
向けた複数の角錐体状突起、図示例では四角錐体状結晶
5を有し、各四角錐体状結晶5はライニング層22 より
延出する各柱状晶4の先端部を形成する。
As apparent from FIGS. 3 to 5, the surface layer 3
Has a plurality of pyramid-shaped projections with the apex a directed toward the sliding surface 3a, in the illustrated example, quadrangular pyramid-shaped crystals 5 in order to form the sliding surface 3a. forming the tip end portion of each columnar crystal 4 extending from the lining layer 2 2.

【0015】表面層3の組成は、8重量%Sn、2重量
%Cu、残部Pbである。またライニング層22 の組成
は、19重量%Pb、7重量%Sn、残部Cuである。
裏金21 は、圧延鋼板(JIS SPCC材)より構成
されている。
The composition of the surface layer 3 is 8% by weight Sn, 2% by weight Cu, and the balance Pb. The composition of the lining layer 2 2, 19 wt% Pb, 7 wt% Sn, the balance Cu.
Backing metal 2 1 is constituted of a rolled steel plate (JIS SPCC material).

【0016】図6は、表面層3におけるPb合金結晶の
X線回折図であり、ミラー指数で(200)面および
(400)面の回折ピークのみが認められる。
FIG. 6 is an X-ray diffraction diagram of the Pb alloy crystal in the surface layer 3, in which only the diffraction peaks of the (200) plane and the (400) plane are recognized by the Miller index.

【0017】ここで、結晶面の配向性を表わす指数とし
て配向指数Oeを、 (ただし、hklはミラー指数、Ihklは(hkl)
面の積分強度、ΣIhklはIhklの総和)と定義す
ると、或(hkl)面において、その配向指数Oeが1
00%に近ければ近い程、その(hkl)面と直交する
方向へ配向した結晶面が多いことになる。
Here, an orientation index Oe is shown as an index representing the orientation of the crystal plane, (However, hkl is Miller index, Ihkl is (hkl)
Defined as the integrated intensity of the plane, ΣIhkl is the sum of Ihkl), in the (hkl) plane, its orientation index Oe is 1
The closer to 00%, the more crystal planes oriented in the direction perpendicular to the (hkl) plane.

【0018】Pb合金結晶の(200)面および(40
0)面における積分強度Ihklおよび配向指数Oeは
表1の通りである。
The (200) plane and the (40) plane of the Pb alloy crystal
Table 1 shows the integrated intensity Ihkl and the orientation index Oe on the 0) plane.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】表1より、Pb合金結晶の(h00)面に
おける配向指数Oeは100%であり、したがってPb
合金結晶は結晶軸a,b,cにおいて各軸方向に配向し
た結晶面、即ち(h00)面を持つことになる。
From Table 1, the orientation index Oe of the (h00) plane of the Pb alloy crystal is 100%.
The alloy crystal has crystal planes oriented in each axial direction at crystal axes a, b, and c, that is, (h00) plane.

【0021】このように、結晶面を(h00)面と直交
する方向に配向させると、Pb合金の結晶構造が面心立
方構造であることから、配向方向における原子密度が高
くなるので、表面層3の硬度が増してその耐焼付き性が
向上する。
As described above, when the crystal plane is oriented in a direction orthogonal to the (h00) plane, the crystal structure of the Pb alloy is a face-centered cubic structure. 3 increases in its seizure resistance.

【0022】図2に明示するように、ライニング層22
は、それに分散する多数のPb相6を有し、Pb相6の
うち或ものは、表面層3との境界面7に、また或ものは
裏金21 との境界面8にそれぞれ分散状態で存在する。
両境界面7,8に分散するPb相6の密度は、それぞれ
2,500 個/mm2 以上、6,000 個/mm2 以下に設定される
(この場合、1mm2 当りのPb相6の密度が低ければ、
低い程Pb相6が粗大化していることを意味する)。こ
のようなPb相6の微細化は、使用合金粉末を微細化す
る、合金粉末の組成を特定することによって焼結温度を
下げる等の手段を採用することによって達成される。
As clearly shown in FIG. 2, the lining layer 2 2
Has a number of Pb phase 6 dispersed therein, some ones among the Pb phase 6, the boundary surface 7 between the surface layer 3, also some things respectively dispersed state boundary surface 8 of the backing metal 2 1 Exists.
The density of the Pb phase 6 dispersed on both boundary surfaces 7 and 8 is respectively
It is set to 2,500 pieces / mm 2 or more and 6,000 pieces / mm 2 or less (in this case, if the density of Pb phase 6 per 1 mm 2 is low,
Lower means that the Pb phase 6 is coarser). Such miniaturization of the Pb phase 6 can be achieved by employing means such as miniaturizing the alloy powder to be used or lowering the sintering temperature by specifying the composition of the alloy powder.

【0023】前記のようにPb相6の微細化を図ると、
ライニング層22 に対する表面層3および裏金21 の密
着性が良好となり、表面層3および裏金21 の剥離強度
を向上させることができる。ただし、Pb相6の密度が
2,500 個/mm2 未満になると、Pb相6の粗大化に伴い
Pb相6に剥離応力が集中するため、表面層3および裏
金21 の剥離強度が低下する。一方、6,000 個/mm2
超えると、表面層3内において巣の発生が顕著に認めら
れる。
As described above, when the Pb phase 6 is miniaturized,
Adhesion of the surface layer 3 and the backing metal 2 1 for lining layer 2 2 is improved, it is possible to improve the peel strength of the surface layer 3 and the backing metal 2 1. However, the density of the Pb phase 6 is
When less than 2,500 / mm 2, since the peel stress to the Pb phase 6 with the coarsening of the Pb phase 6 is concentrated, the peel strength of the surface layer 3 and the backing metal 2 1 decreases. On the other hand, when the number exceeds 6,000 / mm 2 , the occurrence of nests in the surface layer 3 is remarkably observed.

【0024】図7(a)は、本発明におけるライニング
層22 の金属組織を示す顕微鏡写真(400倍)であ
り、境界面7に分散する黒色のPb相6の密度は4,000
個/mm2 である。図7(b)は、従来例におけるライニ
ング層22 の金属組織を示す顕微鏡写真(400倍)で
あり、境界面7に分散する黒色のPb相6の密度は1,50
0 個/mm2 である。
FIG. 7 (a) is a photomicrograph showing the metallographic lining layer 2 2 of the present invention (400 ×), the density of the Pb phase 6 black dispersed in the boundary surface 7 4,000
Pieces / mm 2 . 7 (b) is a photomicrograph showing the metallographic lining layer 2 2 in the prior art (400-fold), the density of the Pb phase 6 black dispersed in the boundary surface 7 1,50
0 pieces / mm 2 .

【0025】図7(a),(b)を比較すると、本発明
においてはPb相6が微細化されていることが判る。
7 (a) and 7 (b), it can be seen that the Pb phase 6 is finer in the present invention.

【0026】図8は、ライニング層22 の表面層3側境
界面7におけるPb相6の密度と、表面層3の剥離幅と
の関係を示す。剥離幅の測定は、表面層3に碁盤目状に
切れ目bを入れる、180℃にて6時間加熱した後水中
で冷却し、これを1サイクルとして5サイクル繰返す、
超音波キャビティーションを行う、といった各操作後、
表面層3の切れ目bで囲まれた部分cがライニング層2
2 から剥離しているとき、切れ目bから密着部dまでの
距離を測定して、その最大距離を剥離幅eとした。
[0026] Figure 8 shows the density of the Pb phase 6 in the lining layer 2 2 of the surface layer 3 side boundary surface 7, the relationship between the peeling width of the surface layer 3. The measurement of the peel width is performed by making a cut b in a grid pattern on the surface layer 3, heating at 180 ° C. for 6 hours, cooling in water, and repeating this as one cycle for 5 cycles.
After each operation such as performing ultrasonic cavitation,
The portion c surrounded by the cut b in the surface layer 3 is the lining layer 2
When peeling from 2, the distance from the cut b to the contact portion d was measured, and the maximum distance was taken as the peel width e.

【0027】図8から、境界面7におけるPb相6の密
度は、2,500 個/mm2 以上、6,000個/mm2 以下が適当
であり、好ましくは3,000 個/mm2 以上、6,000 個/mm
2 以下である。Pb相6の密度が900個/mm2 以上、
2,500 個/mm2 未満の範囲は従来レベルである。図8の
傾向は、裏金21 側境界面8についても言える。
FIG. 8 shows that the density of the Pb phase 6 at the boundary surface 7 is suitably not less than 2,500 / mm 2 and not more than 6,000 / mm 2 , preferably not less than 3,000 / mm 2 and 6,000 / mm 2.
2 or less. The density of Pb phase 6 is 900 / mm 2 or more,
The range of less than 2,500 pieces / mm 2 is the conventional level. Tendency of Figure 8 is also true for the back metal 2 1 side boundary surface 8.

【0028】表面層3を電気メッキ法により形成する場
合、ライニング層22 には、酸を用いたエッチング処
理、電解エッチング処理等の前処理が施されるが、この
前処理中において、ライニング層22 の表面層3側境界
面7のPb相6の一部または全部が処理液中へ溶け出す
ことがある。
[0028] When forming the surface layer 3 by electroplating, the lining layer 2 2, etching treatment using an acid, although pretreatment of electrolytic etching or the like is performed, during the pretreatment, the lining layer some or all of the Pb phase 6 2 2 of the surface layer 3 side boundary surface 7 may leach into the processing solution.

【0029】このような現象が発生し、またPb相6の
密度が前記従来レベルであると、図9に示すように境界
面7には、大きな開口を持つ深い凹部9が形成されるた
め、その凹部9底面から成長した各柱状晶4が大きな傾
きを生じ、その結果、表面層3は、略真直ぐに成長した
柱状晶群と、傾きを持つ柱状晶群とが混在したものとな
る。
When such a phenomenon occurs and the density of the Pb phase 6 is at the conventional level, a deep recess 9 having a large opening is formed at the boundary surface 7 as shown in FIG. Each columnar crystal 4 grown from the bottom surface of the recess 9 has a large inclination. As a result, the surface layer 3 is a mixture of a columnar crystal group that has grown substantially straight and a columnar crystal group that has an inclination.

【0030】前記のように摺動面3aを四角錐体状結晶
5より形成する理由は、摺動面3aの表面積を拡大して
表面層3に十分なオイル保持性、つまり保油性を持た
せ、また四角錐体状結晶5の頂点a側を優先的に摩耗さ
せて表面層3の初期なじみ性を向上させることにある。
The reason for forming the sliding surface 3a from the quadrangular pyramidal crystals 5 as described above is that the surface area of the sliding surface 3a is enlarged so that the surface layer 3 has sufficient oil retaining properties, that is, oil retaining properties. Another object is to preferentially wear the vertex a side of the quadrangular pyramidal crystal 5 to improve the initial conformability of the surface layer 3.

【0031】したがって、前記のように大きな傾きを持
った柱状晶群が混在することは、表面層3の摺動特性を
向上させる上で障害となる。
Therefore, the presence of the columnar crystals having a large inclination as described above is an obstacle to improving the sliding characteristics of the surface layer 3.

【0032】本発明においては、前記のようにPb相6
の微細化が図られているので、図10に示すように、凹
部10は極めて小さな開口を持つ浅いものとなり、その
結果、凹部10底面から成長した各柱状晶4は傾かない
か、或は傾いてもその傾きは極めて小さく、また傾いた
柱状晶4の数も僅少となる。
In the present invention, as described above, the Pb phase 6
As shown in FIG. 10, the concave portion 10 becomes shallow with an extremely small opening. As a result, each columnar crystal 4 grown from the bottom surface of the concave portion 10 does not tilt or tilts. However, the inclination is extremely small, and the number of inclined columnar crystals 4 is also small.

【0033】これにより、四角錐体状結晶5の特長を生
かした優れた摺動特性を有する表面層3を形成すること
ができる。
Thus, it is possible to form the surface layer 3 having excellent sliding characteristics utilizing the characteristics of the quadrangular pyramidal crystal 5.

【0034】表2は、本発明および比較例すべり軸受に
おいて、それらの表面層3の物性、ライニング層22
境界面7における凹部9,10の密度および表面層3の
焼付き発生面圧を比較したものである。凹部の密度はP
b相の密度に対応する。
[0034] Table 2, in the present invention and comparative examples sliding bearing, the physical properties of their surface layer 3, the seizure generating surface pressure density and the surface layer 3 of the recess 9, 10 in the lining layer 2 second boundary surface 7 It is a comparison. The density of the recess is P
It corresponds to the density of the b-phase.

【0035】焼付きテストは、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。表2の値は、各表面層が焼
付きを発生したときの面圧を求めたものである。
The seizure test was performed by rubbing each sliding bearing against the rotating shaft and gradually increasing the load applied to the sliding bearing. The values in Table 2 are obtained by determining the surface pressure when each surface layer causes seizure.

【0036】テスト条件は次の通りである。回転軸の材
質 JIS S48C材に窒化処理を施したもの、回転
軸の回転数 6000rpm 、給油温度 120℃、給油圧力
3kg/cm2 、負荷荷重 1kg/sec 。
The test conditions are as follows. Material of rotating shaft JIS S48C material subjected to nitriding treatment, rotation speed of rotating shaft 6000 rpm, lubrication temperature 120 ° C, lubrication pressure 3 kg / cm 2 , load 1 kg / sec.

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】表2から明らかなように、本発明は比較例
に比べて優れた耐焼付き性を有する。これは本発明にお
いては、境界面7の凹部10が極めて小さな開口を持つ
と共に浅いので、各柱状晶4が傾かないか、または傾い
てもその傾きは極めて小さく、また傾いた柱状晶4の数
も僅少であるからである。
As is clear from Table 2, the present invention has better seizure resistance than the comparative example. This is because, in the present invention, each columnar crystal 4 does not tilt, or the tilt is extremely small even if the concave portion 10 of the boundary surface 7 has a very small opening and is shallow. Is also very small.

【0039】図11,図12(10,000倍の電子顕微鏡写
真)は、表面層3が、摺動面3aを形成すべく、上底面
fを摺動面3a側に向けた複数の角錐台状突起、図示例
ではPb合金の四角錐台状結晶11のみを有する場合を
示し、このような結晶11またはこれと四角錐体状結晶
5との混成構造によっても前記と同様の摺動特性が得ら
れる。この場合、摺動面3aの少なくとも一部が四角錐
台状結晶11の上底面fより形成されることから、摺動
開始初期より相手部材と上底面fとの間に油膜を形成さ
せて初期なじみ性を良好にすると共に安定化させること
ができる。
FIGS. 11 and 12 (10,000 times electron micrograph) show that the surface layer 3 has a plurality of truncated pyramid-shaped protrusions with the upper bottom surface f facing the sliding surface 3a in order to form the sliding surface 3a. In the illustrated example, only the truncated pyramidal crystal 11 of the Pb alloy is shown, and the same sliding characteristics as described above can be obtained by such a crystal 11 or a hybrid structure of the crystal 11 and the pyramidal crystal 5. . In this case, since at least a part of the sliding surface 3a is formed from the upper bottom surface f of the truncated quadrangular pyramid crystal 11, an oil film is formed between the mating member and the upper bottom surface f from the initial stage of the sliding to start the initial operation. The conformability can be improved and stabilized.

【0040】四角錐体状結晶5および/または四角錐台
状結晶11は、摺動面3aの一部を形成するように分散
状態で存在していてもよい。この場合、摺動面3aにお
ける四角錐体状結晶5等の面積率は50%以上に設定さ
れる。
The quadrangular pyramidal crystal 5 and / or the truncated quadrangular pyramid crystal 11 may be present in a dispersed state so as to form a part of the sliding surface 3a. In this case, the area ratio of the pyramidal crystals 5 and the like on the sliding surface 3a is set to 50% or more.

【0041】摺動面3aにおける四角錐体状結晶5およ
び四角錐台状結晶11の傾きについては次のことが言え
る。
The following can be said about the inclination of the pyramidal crystal 5 and the truncated pyramid crystal 11 on the sliding surface 3a.

【0042】即ち、図5,図13に示すように四角錐体
状結晶5の底面側に、その結晶5を突出させて摺動面3
aに沿う仮想面Gを規定し、また四角錐体状結晶5の頂
点aと底面中央部hを通る直線kが、底面中央部hを通
り仮想面Gに垂直な基準線mに対してなす傾き角をθと
規定すると、四角錐体状結晶5の傾き角θは0°≦θ≦
30°に設定される。傾き角θが、θ>30°になる
と、表面層3の保油性および頂点a側の優先的摩耗性が
低下するからである。
That is, as shown in FIGS. 5 and 13, the sliding surface 3 is formed by projecting the crystal 5
A imaginary plane G along a is defined, and a straight line k passing through the apex a of the quadrangular pyramid-shaped crystal 5 and the bottom center part h forms a reference line m passing through the bottom center part h and perpendicular to the imaginary plane G. When the tilt angle is defined as θ, the tilt angle θ of the quadrangular pyramidal crystal 5 is 0 ° ≦ θ ≦
It is set to 30 °. This is because, when the inclination angle θ becomes θ> 30 °, the oil retaining property of the surface layer 3 and the preferential wear property on the vertex a side decrease.

【0043】四角錐台状結晶11の場合の傾き角θは、
図11,図14に示すように上底面中央部nおよび下底
面中央部pを通る直線rと下底面中央部pを通り仮想面
Gに垂直な基準線mとがなす角度として規定される。こ
の場合にも傾き角θは、0°≦θ≦30°に設定され
る。
The inclination angle θ in the case of the truncated pyramid crystal 11 is
As shown in FIGS. 11 and 14, the angle is defined as an angle between a straight line r passing through the upper bottom center n and the lower bottom center p and a reference line m passing through the lower bottom center p and perpendicular to the virtual plane G. Also in this case, the inclination angle θ is set to 0 ° ≦ θ ≦ 30 °.

【0044】前記実施例では、表面層を電気メッキ法に
より形成したが、その他の表面層形成方法としては、P
VD、イオンプレーティング、CVD、スパッタリング
等の気相を介する形成方法を挙げることができる。また
摺動面における角錐体状突起等の形成に当っては、化学
エッチング、電気エッチング、気相エッチング(ボンバ
ード処理)等のエッチング法、転写、切削等の機械加工
等を適用することが可能である。
In the above embodiment, the surface layer was formed by the electroplating method.
A formation method via a gas phase such as VD, ion plating, CVD, and sputtering can be given. In forming the pyramidal projections on the sliding surface, it is possible to apply etching methods such as chemical etching, electric etching, vapor phase etching (bombarding), and mechanical processing such as transfer and cutting. is there.

【0045】さらに、ライニング層22 の形成に当って
は、例えば10〜40重量%のPbおよび0.5〜10
重量%のSnを必須化学成分とする鋳造用Cu−Pb−
Sn系合金を用い、裏金21 となる帯鋼(圧延鋼板)を
200〜500℃に加熱して一側方から他側方へ2m/
min の速度で送り、次いでその帯鋼上に、1050〜1
150℃のCu−Pb−Sn系合金の溶湯を、その厚さ
が約0.8mmとなるように連続的に流下させ、その後溶
湯を冷却水により急冷する、といった手段を採用するこ
とも可能である。
[0045] Further, the hitting to the formation of the lining layer 2 2, for example of 10 to 40 wt% Pb and 0.5 to 10
Cu-Pb- for casting containing Sn by weight as an essential chemical component
Sn system using an alloy, from backing metal 2 1 become strip (rolled steel) one side is heated to 200 to 500 ° C. to the other side towards 2m /
min and then on the strip, 1050 to 1
It is also possible to adopt a method in which a molten metal of a Cu-Pb-Sn-based alloy at 150 ° C is continuously flowed down so that its thickness becomes about 0.8 mm, and then the molten metal is rapidly cooled by cooling water. is there.

【0046】本発明はすべり軸受に限らず、他の摺動部
材にも適用される。また基板2にはライニング層22
持たないものも含まれる。
The present invention is not limited to the plain bearing, but is applicable to other sliding members. Also the substrate 2 also includes those without lining layer 2 2.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明によれば、基板およびライニング
層の境界面におけるPb相の密度を前記のように特定す
ることによって、表面層および裏金の剥離強度を向上さ
せた摺動部材を提供することができる。また表面層を電
気メッキ法により形成する場合、Pb相の溶け出しに起
因した表面層の摺動特性の低下、といった不具合を回避
し得る摺動部材を提供することができる。
According to the present invention, a sliding member having an improved peel strength between the surface layer and the backing metal is provided by specifying the density of the Pb phase at the interface between the substrate and the lining layer as described above. be able to. Further, when the surface layer is formed by the electroplating method, it is possible to provide a sliding member capable of avoiding inconveniences such as a decrease in the sliding characteristics of the surface layer caused by the dissolution of the Pb phase.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】すべり軸受の分解平面図である。FIG. 1 is an exploded plan view of a sliding bearing.

【図2】図1の2−2線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG.

【図3】摺動面におけるPb合金の結晶構造を示す顕微
鏡写真である。
FIG. 3 is a micrograph showing a crystal structure of a Pb alloy on a sliding surface.

【図4】表面層の第1例を縦断した場合におけるPb合
金の結晶構造を示す顕微鏡写真である。
FIG. 4 is a photomicrograph showing a crystal structure of a Pb alloy when a first example of a surface layer is longitudinally cut.

【図5】表面層の第1例を示す要部概略斜視図である。FIG. 5 is a schematic perspective view of a main part showing a first example of a surface layer.

【図6】表面層の第1例におけるPb合金結晶のX線回
折図である。
FIG. 6 is an X-ray diffraction diagram of a Pb alloy crystal in the first example of the surface layer.

【図7】(a)は本発明におけるライニング層の金属組
織を示す顕微鏡写真であり、(b)は従来例におけるラ
イニング層の金属組織を示す顕微鏡写真である。
FIG. 7 (a) is a micrograph showing a metal structure of a lining layer in the present invention, and FIG. 7 (b) is a micrograph showing a metal structure of a lining layer in a conventional example.

【図8】境界面におけるPb相の密度と表面層の剥離幅
との関係を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the density of a Pb phase at a boundary surface and the separation width of a surface layer.

【図9】比較例表面層の要部概略縦断面図である。FIG. 9 is a schematic vertical sectional view of a main part of a comparative example surface layer.

【図10】本発明を適用した表面層の要部概略縦断面図
である。
FIG. 10 is a schematic longitudinal sectional view of a main part of a surface layer to which the present invention is applied.

【図11】表面層の第2例を示す要部概略斜視図であ
る。
FIG. 11 is a schematic perspective view of a main part showing a second example of the surface layer.

【図12】図10に対応するPb合金の結晶構造を示す
顕微鏡写真である。
FIG. 12 is a micrograph showing a crystal structure of a Pb alloy corresponding to FIG.

【図13】四角錐体状結晶の傾き角測定法を示す説明図
である。
FIG. 13 is an explanatory view showing a method of measuring the inclination angle of a pyramidal crystal.

【図14】四角錐台状結晶の傾き角測定法を示す説明図
である。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a method of measuring the inclination angle of a truncated quadrangular pyramid crystal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 すべり軸受(摺動部材) 2 基板 21 裏金 22 ライニング層 3 表面層 3a 摺動面 4 柱状晶 6 Pb相 7,8 境界面 x 相手部材DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Slide bearing (sliding member) 2 Substrate 2 1 Backing metal 2 2 Lining layer 3 Surface layer 3a Sliding surface 4 Columnar crystal 6 Pb phase 7, 8 Boundary surface x Partner member

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI // C10N 10:08 40:02 50:08 70:00 (56)参考文献 特開 平3−232905(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16C 33/12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI // C10N 10:08 40:02 50:08 70:00 (56) References JP-A-3-232905 (JP, A) ( 58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F16C 33/12

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 Pbを含有する基板(2)と、その基板
(2)上に形成されて相手部材(x)との摺動面(3
a)を持つ表面層(3)とを備えた摺動部材において、
前記基板(2)の前記表面層(3)との境界面(7)に
分散するPb相(6)の密度を2,500 個/mm2 以上、6,
000 個/mm2 以下に設定したことを特徴とする摺動部
材。
A sliding surface (3) between a substrate (2) containing Pb and a mating member (x) formed on the substrate (2).
a) having a surface layer (3) having a)
The density of the Pb phase (6) dispersed on the interface (7) of the substrate (2) with the surface layer (3) is 2,500 particles / mm 2 or more.
A sliding member characterized in that the number is set to 000 pieces / mm 2 or less.
【請求項2】 裏金(21 )と、その裏金(21 )上に
形成されたPbを含有するライニング層(22 )と、そ
のライニング層(22 )上に形成されて相手部材(x)
との摺動面(3a)を持つ表面層(3)とを備えた摺動
部材において、前記ライニング層(22 )の前記表面層
(3)および裏金(21 )との両境界面(7,8)にお
けるPb相(6)の密度を、それぞれ2,500 個/mm2
上、6,000 個/mm2 以下に設定したことを特徴とする摺動部
材。
2. A back metal (2 1 ), a lining layer (2 2 ) containing Pb formed on the back metal (2 1 ), and a mating member ( 2 ) formed on the lining layer (2 2 ). x)
And a surface layer (3) having a sliding surface (3a) with the surface layer (3) of the lining layer (2 2 ) and the back metal (2 1 ). A sliding member characterized in that the density of the Pb phase (6) in (7, 8) is set to 2,500 pieces / mm 2 or more and 6,000 pieces / mm 2 or less, respectively.
【請求項3】 前記表面層(3)は、電気メッキ法によ
り形成されたものであって、前記基板(2)またはライ
ニング層(22 )より延出する複数の合金製柱状晶
(4)を有する、請求項1または2記載の摺動部材。
The surface layer (3) is formed by an electroplating method, and comprises a plurality of alloy columnar crystals (4) extending from the substrate (2) or the lining layer (2 2 ). The sliding member according to claim 1, comprising:
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