JP6762915B2 - 摺動部材およびすべり軸受 - Google Patents
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Description
本発明は、前記課題にかんがみてなされたもので、耐疲労性を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。
(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:
(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。
なお、疲労損傷面積率は、以下の手順で計測した。まず、図2に示すように、長さ方向の両端に円柱状の貫通穴が形成されたコンロッドRを用意し、一端の貫通穴にて試験軸H(ハッチング)を軸受けさせた。なお、試験軸Hを軸受けするコンロッドRの貫通穴の内周面に摺動部材1と同様のオーバーレイ12(黒色)を形成した。試験軸Hの軸方向におけるコンロッドRの両外側において試験軸Hを軸受けし、摺動速度が6.6m/秒となるように試験軸Hを回転させた。摺動速度とは、オーバーレイ12の表面と試験軸Hとの間の相対速度である。試験軸Hとは反対側のコンロッドRの端部を、コンロッドRの長さ方向に往復移動する移動体Fに連結し、当該移動体Fの往復荷重を57MPaとした。また、コンロッドRと試験軸Hとの間には、120℃のエンジンオイルを給油した。
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(JIS Z8801)によって150μm以下に調整した。
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。
第1実施形態と同様の電気めっきにおいて、有機カルボン酸の濃度を20g/lに変更した実施例1と、有機カルボン酸の濃度を40g/lに変更した実施例2と、有機カルボン酸の濃度を80g/lにとした実施例3(第1実施形態)と、有機カルボン酸の濃度を100g/lに変更した実施例4と、有機カルボン酸の濃度を200g/lに変更した比較例1とを用意した。さらに、ホウフッ化浴(ホウフッ化錫,ホウフッ化銅)のめっき浴にて電気めっきを行った比較例2を用意した。
第1実施形態においては、第2金属元素としてCuを採用したが、Snよりも硬質(例えばモース硬度が大きい)な他の元素(Ag,Sb,Ni,Au等)を第2金属元素として採用してもよい。また、金属間化合物が形成されるのは必ずしも摺動部材1の使用時に限られない。例えば、摺動部材1の使用前において、予め熱処理を行うことにより、金属間化合物の析出を完了させておいてもよい。この場合も、適切な量のCによって金属間化合物の粗大化を抑制することができる。
Claims (2)
- 基層上に被覆層が直接積層された摺動部材であって、
前記被覆層は、
第1金属元素としてのSnと、
前記第1金属元素よりも硬質であり、かつ、当該第1金属元素と金属間化合物を形成する第2金属元素としてのCuと、
0.015wt%以上、かつ、0.100wt%以下のCと、
不可避不純物と、
からなることを特徴とし、
前記基層は、
Snと、
Biと、
Cuと、
からなることを特徴とする摺動部材。 - 基層上に被覆層が直接積層されたすべり軸受であって、
前記被覆層は、
第1金属元素としてのSnと、
前記第1金属元素よりも硬質であり、かつ、当該第1金属元素と金属間化合物を形成する第2金属元素としてのCuと、
0.015wt%以上、かつ、0.100wt%以下のCと、
不可避不純物と、
からなることを特徴とし、
前記基層は、
Snと、
Biと、
Cuと、
からなることを特徴とするすべり軸受。
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