JP4589229B2 - 摺動部材 - Google Patents
摺動部材 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4589229B2 JP4589229B2 JP2005505486A JP2005505486A JP4589229B2 JP 4589229 B2 JP4589229 B2 JP 4589229B2 JP 2005505486 A JP2005505486 A JP 2005505486A JP 2005505486 A JP2005505486 A JP 2005505486A JP 4589229 B2 JP4589229 B2 JP 4589229B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amorphous carbon
- sliding member
- mass
- overlay
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
Description
この摺動層として、Snベース被膜を用いることは、特許文献1に示されているように、広く知られている。また、Snベース被膜の他、Pbベース被膜などの軟質金属の素地を使用してオーバレイ被膜を形成することは、良く知られている。
しかしながら、これら金属は軟らかいために耐疲労性が悪く、高面圧のエンジンでは、使用することができないことがしばしばあった。
上記摺動層は、乾式めっきであるスパッタリング法、イオンプレーティング法、CVD法等により形成することができる。
この場合、X線回折分析で測定した前記素地の結晶子径が100nm以下であることが好ましい。摺動層の素地の結晶がこの程度に微細化することにより、上記したように機械的強度が増加し、耐摩耗性および耐疲労性を一層向上させることができる。
ここで、アモルファスカーボンの添加による結晶子の微細化のメカニズムについて述べる。アモルファスカーボンが結晶子の成長を妨げ、結晶子が微細化されるのである。
また、摺動層の厚さを30μm以下とすることが好ましい。30μm以下であると、摺動層の内部応力低減に有効であり、耐疲労性の面で好ましい。
図1〜図7は本発明の一実施形態を示す。まず、図1には、摺動部材としてのすべり軸受の断面が模式的に示されている。このすべり軸受1は、鋼からなる裏金2と、この裏金2の図中上面に設けられた軸受合金層3と、この軸受合金層3の図中上面に設けられた摺動層としてのオーバレイ4との三層構造となっている。この場合、裏金2と軸受合金層3とにより基材5を構成し、オーバレイ4は基材5上に設けられている。軸受合金層3としては、一般にアルミ系合金または銅系合金が用いられる。オーバレイ4は、厚さが30μm以下となるように成膜されている。
ここで、本発明の実施例1〜10と比較例1は、マグネトロンスパッタリング装置を用いて形成するようにした。
そして、基材5表面をArクリーニングするために、バイアス電圧を1000V印加し、基材5とターゲットとの間でArプラズマを発生させて、15分間逆スパッタリングを行う。
すると、Snのターゲットから、Arイオンの衝突によってSn原子がスパッタリングされ、基材5の表面に成膜される。また、Grのターゲットから、Arイオンの衝突によってカーボン原子がスパッタリングされ、オーバレイ中にアモルファスカーボンとして添加される。これにより、Snの素地中に、アモルファスカーボンがそれぞれ均一に分散されたオーバレイ4が形成される。
すると、Snのターゲットから、ArイオンによってSn原子がスパッタリングされ、基材5の表面に成膜される。また、メタンガスはプラズマ中で分解され、C原子とH原子からなるDLCとして、Snの素地中に添加される。
ただし、B:結晶子サイズに起因する回折線の拡がり
K:形状因子
λ:測定に用いたX線の波長
t:結晶子サイズ
θ:回折線のBragg角
図6は、比較例1に対応するもので、Sn単体のオーバレイの例えば(312)面のピークから半価幅を求め、結晶子サイズを求める例である。(312)面のピークから求めたKα1ピークから測定計算した半価幅は0.070°であった。その結果、結晶子サイズは150nmであった。
実施例11〜22および比較例2、3のオーバレイ4の成膜は、先に説明した実施例2の成膜と同様の方法にて行った。この場合、スパッタリング時、ターゲットとしては、SnおよびAlの各単体金属、または予め鋳造により合金化されたAl−Sn合金を用いることができる。
図10は実施例12のオーバレイの断面を走査電子顕微鏡にて組織観察した模式図であり、図11は比較例3のオーバレイの断面を走査電子顕微鏡にて組織観察した模式図である。
すべり軸受1において、軸受合金層3の上面に直接オーバレイ4を設ける構成としたが、軸受合金層3の上面にNi−CrやTiなどの中間層を設け、この中間層の上面にーバレイ4を設けるようにしても良い。また、裏金2の上面に直接オーバレイ4を設けるようにしても良い。さらに、オーバレイ4の上面に、純Snなどの軟質金属やPAIなどの樹脂のなじみ層を設けるようにしても良い。
Claims (11)
- 基材上に摺動層を備え、前記摺動層は、Sn、Pb、Bi、In、Alのうちのいずれかの金属またはその金属をベースとした合金を素地とし、この素地の結晶子径を100nm以下とし、且つこの素地にアモルファスカーボンを添加したことを特徴とする摺動部材。
- 請求項1記載の摺動部材において、
前記素地に、Sn、Pb、Bi、In、Al、Cu、Sb、Ag、Cdのうちのいずれか1種以上の金属を添加したことを特徴とする摺動部材。 - 請求項2記載の摺動部材において、
前記添加金属がSn、Pb、Bi、In、Alのうちのいずれか1種以上の金属であるとき、各添加金属の含有量は20質量%以下で、かつそれら添加金属の合計の含有量は30質量%以下であることを特徴とする摺動部材。 - 請求項2または3記載の摺動部材において、
前記添加金属がCu、Sb、Ag、Cdのうちのいずれか1種以上の金属であるとき、各添加金属の含有量は5質量%以下で、かつそれら添加金属の合計の含有量は10質量%以下であることを特徴とする摺動部材。 - 基材上に摺動層を備え、前記摺動層は、Alが20〜80質量%、Snが20〜80質量%であるAlとSnとの合金を素地とし、この素地中のAlまたはSnの粒子径を1μm以下とし、且つこの素地にアモルファスカーボンを添加したことを特徴とする摺動部材。
- 請求項5記載の摺動部材において、
前記素地を構成するAlとSnとの合金に、Si、Cu、Sb、In、Agのうちのいずれか1種以上の金属を添加したことを特徴とする摺動部材。 - 請求項6記載の摺動部材において、
前記Si、Cu、Sb、In、Agの含有量は、単独で5質量%以下、合計で10質量%以下であることを特徴とする摺動部材。 - 請求項5ないし7のいずれかに記載の摺動部材において、
前記素地中のAlまたはSnの粒子径が0.05μm以下であることを特徴とする摺動部材。 - 請求項1ないし8のいずれかに記載の摺動部材において、
前記素地の結晶子径が30nm以下であることを特徴とする摺動部材。 - 請求項1ないし9のいずれかに記載の摺動部材において、
前記アモルファスカーボンの含有量は0.1〜8質量%であることを特徴とする摺動部材。 - 請求項1ないし10のいずれかに記載の摺動部材において、
前記摺動層の厚さは、30μm以下であることを特徴とする摺動部材。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003112803 | 2003-04-17 | ||
JP2003112803 | 2003-04-17 | ||
PCT/JP2004/005512 WO2004092602A1 (ja) | 2003-04-17 | 2004-04-16 | 摺動部材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2004092602A1 JPWO2004092602A1 (ja) | 2006-07-06 |
JP4589229B2 true JP4589229B2 (ja) | 2010-12-01 |
Family
ID=33296067
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005505486A Expired - Fee Related JP4589229B2 (ja) | 2003-04-17 | 2004-04-16 | 摺動部材 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4589229B2 (ja) |
DE (1) | DE112004000651B4 (ja) |
GB (1) | GB2415753B (ja) |
WO (1) | WO2004092602A1 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005023309B4 (de) * | 2005-05-13 | 2009-10-01 | Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh | Gleitlagerverbundwerkstoff, Verwendung und Herstellungsverfahren |
DE102005023307B4 (de) * | 2005-05-13 | 2009-05-07 | Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh | Gleitlagerverbundwerkstoff, Verwendung und Herstellungsverfahren |
DE102005045701A1 (de) * | 2005-09-20 | 2007-03-22 | Ks Gleitlager Gmbh | Gleitlagerverbundwerkstoff |
JP4504328B2 (ja) * | 2006-03-30 | 2010-07-14 | 大同メタル工業株式会社 | 摺動部材 |
JP4695160B2 (ja) * | 2008-04-23 | 2011-06-08 | 大同メタル工業株式会社 | 摺動部材 |
KR101436108B1 (ko) * | 2010-07-09 | 2014-09-01 | 다이도 메탈 고교 가부시키가이샤 | 슬라이딩 부재 |
JP5981097B2 (ja) * | 2011-05-25 | 2016-08-31 | 大同メタル工業株式会社 | Al合金軸受及びAl合金軸受の製造方法 |
JP2013119633A (ja) * | 2011-12-06 | 2013-06-17 | Toyota Motor Corp | 摺動部材 |
BR102012014337A2 (pt) * | 2012-06-13 | 2015-09-15 | Mahle Int Gmbh | bronzina para motores de combustão interna |
JP6321436B2 (ja) * | 2014-04-15 | 2018-05-09 | 大豊工業株式会社 | 摺動部材およびすべり軸受 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5314614A (en) * | 1976-06-23 | 1978-02-09 | Glacier Metal Co Ltd | Alloy for bearings |
JPH06108229A (ja) * | 1992-09-28 | 1994-04-19 | Daido Metal Co Ltd | 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 |
JPH07252693A (ja) * | 1994-03-17 | 1995-10-03 | Daido Metal Co Ltd | 複合めっき皮膜を有するすべり軸受 |
JP2000119791A (ja) * | 1998-10-09 | 2000-04-25 | Taiho Kogyo Co Ltd | すべり軸受用アルミニウム合金及びその製造方法 |
JP2000129280A (ja) * | 1998-10-26 | 2000-05-09 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 硬質非晶質炭素分散複合材料 |
JP2001247995A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-09-14 | Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh & Co Kg | 滑り軸受用複合層材料 |
JP2004018979A (ja) * | 2002-06-19 | 2004-01-22 | Toyota Motor Corp | 複合めっき皮膜 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5220336A (en) * | 1975-08-08 | 1977-02-16 | Daido Metal Co Ltd | Multilayer sliding material and its production method |
GB8808323D0 (en) * | 1988-04-08 | 1988-05-11 | T & N Technology Ltd | Improvements in/relating to coating of metal substrates |
-
2004
- 2004-04-16 WO PCT/JP2004/005512 patent/WO2004092602A1/ja active Application Filing
- 2004-04-16 GB GB0521504A patent/GB2415753B/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-04-16 JP JP2005505486A patent/JP4589229B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2004-04-16 DE DE112004000651T patent/DE112004000651B4/de not_active Revoked
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5314614A (en) * | 1976-06-23 | 1978-02-09 | Glacier Metal Co Ltd | Alloy for bearings |
JPH06108229A (ja) * | 1992-09-28 | 1994-04-19 | Daido Metal Co Ltd | 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 |
JPH07252693A (ja) * | 1994-03-17 | 1995-10-03 | Daido Metal Co Ltd | 複合めっき皮膜を有するすべり軸受 |
JP2000119791A (ja) * | 1998-10-09 | 2000-04-25 | Taiho Kogyo Co Ltd | すべり軸受用アルミニウム合金及びその製造方法 |
JP2000129280A (ja) * | 1998-10-26 | 2000-05-09 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 硬質非晶質炭素分散複合材料 |
JP2001247995A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-09-14 | Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh & Co Kg | 滑り軸受用複合層材料 |
JP2004018979A (ja) * | 2002-06-19 | 2004-01-22 | Toyota Motor Corp | 複合めっき皮膜 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB0521504D0 (en) | 2005-11-30 |
GB2415753B (en) | 2006-09-13 |
DE112004000651B4 (de) | 2012-05-31 |
JPWO2004092602A1 (ja) | 2006-07-06 |
GB2415753A (en) | 2006-01-04 |
DE112004000651T5 (de) | 2006-02-16 |
WO2004092602A1 (ja) | 2004-10-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4195455B2 (ja) | 摺動部材 | |
KR100814656B1 (ko) | Pb 를 함유하지 않은 구리 합금 접동 재료 | |
JP6687322B2 (ja) | 多層滑り軸受 | |
US6254701B1 (en) | Copper alloy and sliding bearing having improved seizure resistance | |
EP2290119B1 (en) | Slide part | |
WO1999043963A1 (fr) | Coussinet pour moteur thermique | |
JP4589229B2 (ja) | 摺動部材 | |
Chromik et al. | Tribological coatings prepared by cold spray | |
Tavakoli et al. | Improved mechanical and tribological properties of tin–bronze journal bearing materials with newly developed tribaloy alloy additive | |
JP2008069372A (ja) | 硬質炭素被膜を有する部材 | |
JP2004277883A (ja) | 熱間加工アルミニウム合金、その合金から作られた基層と軸受素子 | |
JP2003156045A (ja) | 摺動部材 | |
WO2022137810A1 (ja) | 摺動部材、軸受、摺動部材の製造方法、軸受の製造方法 | |
KR102174328B1 (ko) | 저마찰 코팅막이 형성된 타펫 및 그 제조방법 | |
WO2019225624A1 (ja) | 耐摩耗性皮膜、耐摩耗性部材及び耐摩耗性皮膜の製造方法並びに摺動機構 | |
Rigou et al. | Silver based composite coatings with improved sliding wear behaviour | |
KR102030456B1 (ko) | 물리증착용 타겟 및 이를 이용한 나노 복합 코팅막 및 그 제조방법 | |
KR102154823B1 (ko) | 저마찰 코팅막이 형성된 피스톤 링 및 그 제조방법 | |
JP4224338B2 (ja) | 摺動部材 | |
JP4725229B2 (ja) | 組合せ摺動部材、及びこれを用いた内燃機関及びすべり軸受機構 | |
Levashov et al. | Disperse-strengthening by nanoparticles advanced tribological coatings and electrode materials for their deposition | |
Walker et al. | TEM characterisation of near surface deformation resulting from lubricated sliding wear of aluminium alloy and composites | |
Poggie et al. | The role of oxidation in the friction and wear behavior of solid solution Cu-Al alloys in reciprocating sliding contact with sapphire and D2 tool steel | |
Sharma et al. | Microstructure–wear resistance correlation and wear mechanisms of spark plasma sintered Cu-Pb nanocomposites | |
Ye et al. | Nanometer-scale mechanical/structural properties of molybdenum dithiocarbamate and zinc dialkylsithiophosphate tribofilms and friction reduction mechanism |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A529 | Written submission of copy of amendment under section 34 (pct) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A5211 Effective date: 20050920 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070301 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070301 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070306 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070301 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100817 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100909 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4589229 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130917 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |