JPH01212729A - Bearing material - Google Patents

Bearing material

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JPH01212729A
JPH01212729A JP3613588A JP3613588A JPH01212729A JP H01212729 A JPH01212729 A JP H01212729A JP 3613588 A JP3613588 A JP 3613588A JP 3613588 A JP3613588 A JP 3613588A JP H01212729 A JPH01212729 A JP H01212729A
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Japan
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bearing
alloy
inorganic fibers
resistance
bearing material
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JP3613588A
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Japanese (ja)
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Tatsuhiko Fukuoka
福岡 辰彦
Yoshio Kumagai
熊谷 喜生
Shoji Kamiya
荘司 神谷
Toshihiko Yoshida
俊彦 吉田
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Taiho Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Taiho Kogyo Co Ltd
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  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Abstract

PURPOSE:To bring the capacity of a bearing material close to the level of Al or kelmt bimetal bearing alloy by dispersedly compounding specific inorganic fiber or whisker into a Pb-based alloy layer provided on the substrate of the bearing. CONSTITUTION:Fiber or whisker selected from Al2O3, Al2O3-SiO2, SiO2, SiC, BN, Si3N4, K2Ti6O13, etc., is dispersedly compounded into the Pb-based bearing alloy provided onto the substrate of the bearing material, by 5-50vol.%, for the total. Though the bearing material is slightly inferior to kelmet and Al bearing alloy in the aspect of fatigue resistance and load resistance, it is superior in the aspect of fitness, filling characteristics and seizure resistance.

Description

【発明の詳細な説明】 C発明の目的〕 産業上の利用分野 本発明は軸受材料に関するものであり、さらに詳しく述
べるならば繊維強化pb基すべり軸受合金を含む軸受材
料に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION C. OBJECTS OF THE INVENTION Industrial Application Field The present invention relates to a bearing material, and more specifically, to a bearing material containing a fiber-reinforced PB-based plain bearing alloy.

従来の技術 バビットメタルまたはホワイトメタルとして知られるp
b基軸軸受合金軟らかい基地中に硬い金属1f[I化合
物の粒子を分布させた合金で、融点が低く軸とのなじみ
性が優れているので、利用価値が高く軸受台金の主流と
して使用されてきたが、エンジンの高出力、高油温化に
よる軸受温度上昇に伴ない疲労強度が著しく低下する欠
点があることがわかってきた。
Conventional technology P known as Babbitt metal or white metal
b Base bearing alloy An alloy with hard metal 1f[I compound particles distributed in a soft base.It has a low melting point and excellent compatibility with the shaft, so it has high utility value and is used as the mainstream for bearing base metals. However, it has been found that there is a drawback in that fatigue strength significantly decreases as the bearing temperature increases due to high engine output and high oil temperature.

この結果、1980年以降の日本製乗用車用主軸受およ
びフンロッド軸受は、殆ど全部がケルメツトおよびアル
ミニウム軸受合金で占められるに至った。勿論バピット
メタル等の性能の改良も鋭意試みられていたが結果にお
いてケルメツトおよびアルミニウム軸受合金をしのぐ性
能のpb基軸軸受合金出現しなかった。
As a result, the main bearings and Hunrod bearings for passenger cars made in Japan after 1980 were almost entirely made of Kelmet and aluminum bearing alloys. Of course, efforts have been made to improve the performance of Bapit metal and the like, but as a result, no PB-based bearing alloy has emerged that outperforms Kelmet and aluminum bearing alloys.

従来のバビットメタル合金性能の改良は主として合金元
素の添加により試みられてきたが、かかる試行によりあ
る程度の性能改良は達されたのであるが、達成性能はエ
ンジンの高出力、高油温化には適応できなかったのであ
る。
Attempts have been made to improve the performance of conventional Babbitt metal alloys mainly through the addition of alloying elements, and although such attempts have achieved some degree of performance improvement, the performance achieved is insufficient for high engine output and high oil temperature. I couldn't adapt.

一方、FRM用強用材化材料て、一般に、Al。On the other hand, strong materials for FRM are generally made of Al.

0、系、SiC系、ALO,−8iO2系、鋼糸、ガラ
ス系の繊維およびA1□03.SiC,S i3N4お
よび黒鉛などのウィスカなどの無機質繊維をアルミニウ
ム、銅あるいは鉄の各マトリックスに対して複合化して
使用されている。また、かかる材料が内燃機関用コンロ
ッドなどの軽量化および高強度化に有用であることは広
く知られている。
0, SiC system, ALO, -8iO2 system, steel thread, glass fiber and A1□03. Inorganic fibers such as whiskers such as SiC, Si3N4, and graphite are used in combination with aluminum, copper, or iron matrices. Furthermore, it is widely known that such materials are useful for reducing the weight and increasing the strength of connecting rods for internal combustion engines.

発明が解決しようとする課題 従来試行されてきたバビットメタルへの合金元素の添加
は各種性能の劣化を招くことが多く、特に高出力内燃機
関用エンジン用軸受材料に要求される耐疲労性は甚々不
十分となる。このような耐疲労性不足問題の方策として
、いわゆるマイクロバビットと呼ばれるライニングの薄
肉化の方向に進んできた。しかし、その方策も万全とは
いかず、最近では高速高荷重用軸受としては用いられず
、低中荷重用軸受としてわずかにカムブシュに用いられ
ているにすぎない。
Problems to be Solved by the Invention The addition of alloying elements to Babbitt metal, which has been attempted in the past, often leads to deterioration of various performances, and in particular, the fatigue resistance required for bearing materials for high-output internal combustion engines is extremely low. It becomes insufficient. As a countermeasure to this problem of insufficient fatigue resistance, progress has been made in the direction of making the lining thinner, so-called microbabbitt. However, this method is not perfect, and recently it has not been used as a high-speed, high-load bearing, but has only been used in cam bushes as a low- to medium-load bearing.

上述の耐疲労性の他にバビットメタル等は耐摩耗性が低
いおよび耐食性が低い等の弱点があり、この事もバビッ
トメタル等が他の軸受台金により代替されたひとつの理
由になっている。
In addition to the above-mentioned fatigue resistance, Babbitt metals etc. have weaknesses such as low wear resistance and low corrosion resistance, and this is one of the reasons why Babbitt metals etc. have been replaced by other bearing base metals. .

FRMが軸受材料として有利な点は、繊維強化により強
度が向上し、またAl2O3,SiC等の無機材料は、
金属材料、特に軟質であるところに一つの特質がある鉛
合金よりも耐摩耗性が高いところにある。FRMのすぐ
れた基礎物性は軸受性能向上にも有利に作用することは
明らかであるが、このような性質がすぐれているという
ことだけではFRMを軸受には使用できない。
The advantage of FRM as a bearing material is that its strength is improved by fiber reinforcement, and inorganic materials such as Al2O3 and SiC are
It has higher wear resistance than metal materials, especially lead alloys, which have one characteristic of being soft. It is clear that the excellent basic physical properties of FRM have an advantageous effect on improving bearing performance, but just because these properties are excellent does not mean that FRM can be used in bearings.

Al2O,、SiCなどの無機材料はなじみ性および埋
収性をもたないので軸受に使用する一般的特性を有して
おらず、また複合FRM材料中に存在するAI、O,、
SiCなどは埋収性およびなじみ性を発揮することはで
きないので、FRMの埋収性およびなじみ性をどのよう
にして発現させるかが問題となる。
Inorganic materials such as Al2O, SiC do not have conformability and embeddability, so they do not have typical characteristics for use in bearings, and AI, O,...
Since SiC and the like cannot exhibit embeddability and conformability, the problem is how to achieve the embeddability and conformability of FRM.

ところで上記したなじみ等の個々の性質を実験室では試
験することができる。ところが実用されているすべり軸
受においてはこれらの性質を個々に再現することができ
ず、何れかの性質が不足すると、軸受の焼付等のトラブ
ルとなる。
By the way, individual properties such as the above-mentioned conformability can be tested in a laboratory. However, in the sliding bearings that are in practical use, these properties cannot be reproduced individually, and if any of the properties is insufficient, problems such as bearing seizure may occur.

そこで本発明者等は無機質繊維によるなじみ性と繊維強
化と相俟って、実用化できる軸受材料が提供されるであ
ろうとの着想の下に実験を行ない本発明を完成した。
Therefore, the present inventors conducted experiments and completed the present invention based on the idea that a practical bearing material could be provided by combining the compatibility and fiber reinforcement provided by inorganic fibers.

本発明は、pb基すべり軸受合金を含む軸受材料の性能
を、少しでもAl系もしくはケルメツト系バイメタル軸
受合金のレベルに近づけることを目的とする。
The object of the present invention is to bring the performance of a bearing material containing a PB-based plain bearing alloy as close as possible to the level of an Al-based or Kelmet-based bimetallic bearing alloy.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

課題を解決するための 手段ならびにその作用 本発明は、基材上にpbb軸受合金層を設けてなる軸受
材料において、前記pb基軸受合金中に全体に対して5
〜50容量%のA1201.A1□○、−8in2,5
in2.SiC,BN、Si3N、 、 K2Ti、0
1.等より選択された繊維もしくはウィスカを分散複合
させたことを特徴とする。
Means for Solving the Problems and Their Effects The present invention provides a bearing material in which a PBB bearing alloy layer is provided on a base material.
~50% by volume of A1201. A1□○, -8in2,5
in2. SiC, BN, Si3N, , K2Ti, 0
1. It is characterized by a dispersed composite of fibers or whiskers selected from the following.

また、前記基材が裏金鋼板であることを特徴とし、ある
いは、前記基材がアルミニウム合金または銅合金を裏金
鋼板上に備えたバイメタル材料であることを特徴とする
Further, the base material is a backing steel plate, or the base material is a bimetallic material having an aluminum alloy or a copper alloy on a backing steel plate.

さらに、本発明は上載の基材上にpbb軸受合金層を設
けてなる軸受材料において、前記pb基軸受合金中に0
.05〜1重量%のPを含有することを特徴とする。
Furthermore, the present invention provides a bearing material in which a PBB bearing alloy layer is provided on an overlying base material.
.. It is characterized by containing 05 to 1% by weight of P.

すなわち、電気メツキもしくは鋳造等で設けられたpb
基軸軸受合金層中5〜50容量%のA1□○1.A1□
O,−S i O2,S i O2,S i C,B 
N。
That is, PB provided by electroplating or casting, etc.
5 to 50% by volume of A1□○1 in the base bearing alloy layer. A1□
O, -S i O2, S i O2, S i C, B
N.

S i、N1. K2T 1G01.等の無機質繊維あ
るいはウィスカを分散複合せしめること、および好まし
くは前記pb基軸受台中にPを0.05〜1重量%添加
することにより、耐疲労性および強度が高温にて急速に
劣化する欠点および低い耐摩耗性および耐食性の欠点を
緩和するとともに、その他の軸受性能は従来のpb系軸
受合金と同等以上に保つ作用をなす。
S i, N1. K2T 1G01. By dispersing and compounding inorganic fibers or whiskers such as, and preferably by adding 0.05 to 1% by weight of P into the PB-based bearing base, the disadvantages of rapid deterioration of fatigue resistance and strength at high temperatures and It alleviates the disadvantages of low wear resistance and corrosion resistance, and maintains other bearing performances at or above the level of conventional PB bearing alloys.

以下1本発明に係る軸受材料の一方の構成部分であるp
bb軸受合金層の成分を説明する。
The following p is one component of the bearing material according to the present invention.
The components of the bb bearing alloy layer will be explained.

本発明に係るすヘリ軸受材料の成分であるA1□0、、
Al□0.−8 i 02. S i○zt S i 
C,BN。
A1□0, which is a component of the helical bearing material according to the present invention,
Al□0. -8 i 02. S i○zt S i
C,BN.

S LxN<r K2TiGO□3等の無機質繊維ある
いはウィスカ(以下、総称する場合は「無機質繊維等」
という)は、他の成分である鉛系合金の高温における強
度耐荷重性および耐疲労性ならびに常温における耐摩耗
性を改良するとともに、それ自身相手軸の微細凹凸を平
坦化することによるなじみ性を発jl! Lさらに相手
軸からの荷重を受けて耐荷41i性を向上させる成分で
ある。無機質繊維の使用割合は一般には5〜50体精%
が良い。この使用割合の中で20〜50%が高温強度お
よび耐荷重性、耐疲労性向上効果が大きい。軸受の総合
特性の上では、好ましくは10〜30体積%である。
S LxN<r Inorganic fibers or whiskers such as K2TiGO□3 (hereinafter collectively referred to as "inorganic fibers, etc.")
) improves the strength, load resistance and fatigue resistance at high temperatures and wear resistance at room temperature of the lead-based alloy, which is another component, and also improves conformability by flattening the fine irregularities of the mating shaft. Departure jl! L is a component that improves the load resistance 41i by receiving the load from the mating shaft. The proportion of inorganic fiber used is generally 5-50%.
is good. Of this usage ratio, 20 to 50% has a large effect of improving high temperature strength, load resistance, and fatigue resistance. In view of the overall characteristics of the bearing, the content is preferably 10 to 30% by volume.

すベリ軸受材料の成分である鉛系軸受合金は、従来の鉛
軸受合金が有する性質を有するのは当然であるが、無機
質繊維が有する上記作用、すなわち高温強度、耐疲労性
、耐荷重性、なじみ性等、が生じる前提条件を整えると
ともに、無機質繊維の欠点を補う成分である。
It goes without saying that the lead-based bearing alloy, which is a component of the sliding bearing material, has the properties of conventional lead bearing alloys, but it also has the above-mentioned properties of inorganic fibers, such as high-temperature strength, fatigue resistance, load resistance, It is a component that prepares the preconditions for the occurrence of compatibility, etc., and compensates for the drawbacks of inorganic fibers.

pbは]7RM製造中に無機質繊維の間の微少な隙間に
入り込んで、該繊維を保持する。このため摺動表面での
繊維の脱落が防止される。また、このようなpbの作用
は無機質繊維による耐摩耗性を向上することにも寄与す
る。
[pb] enters into the minute gaps between the inorganic fibers and holds the fibers during 7RM production. This prevents the fibers from falling off on the sliding surface. Further, such action of PB also contributes to improving the abrasion resistance of the inorganic fibers.

以下、本発明の作用のうち、軸受性能のいくつかについ
て詳しく説明する。
Hereinafter, some of the bearing performances among the effects of the present invention will be explained in detail.

班反九立 本発明に係る軸受材料の耐疲労性は、主として無機質繊
維が軸からの動荷重を支えていることにより生じる。
The fatigue resistance of the bearing material according to the present invention is mainly caused by the inorganic fibers supporting the dynamic load from the shaft.

一般に、無機質繊維は強度が高く難変形性であり、鉛合
金は強度が低く易変形性である。よって、本発明のすべ
り軸受材料の無機質繊維により耐疲労性が通常のpb系
軸受合金より高められる傾向にある。唯、無機質繊維が
軸からの荷重を受ける際には、鉛合金中に該繊維が沈み
込むように変形するので、繊維自体の高強度がそのまま
耐疲労性として利用されず、鉛合金の変形挙動が耐疲労
性に大いに影響する。この点は、また高温強度に関与し
、高温時の鉛合金の流動を可及的に防止することができ
、軸受性能の向上例えば高温時の耐荷重性等に寄与する
。この場合、鉛合金に対して重量%で13%以下のSn
、18%以下のsb、5%以下のCu、3%以下のAs
、2%以下のアルカリ金属の1種以上を添加すると、鉛
合金が無機質繊維を軸に対抗してさらに強力に保持する
。好ましくは、Snは0.8−1.8%、sbは10〜
16%、Cuは0.3〜2%、Asは0.5−1.5%
の範囲とすると良い。
In general, inorganic fibers have high strength and are difficult to deform, while lead alloys have low strength and are easily deformable. Therefore, the inorganic fibers of the sliding bearing material of the present invention tend to have higher fatigue resistance than ordinary PB bearing alloys. However, when the inorganic fiber receives a load from the shaft, it deforms as if sinking into the lead alloy, so the high strength of the fiber itself cannot be used as it is for fatigue resistance, and the deformation behavior of the lead alloy greatly affects fatigue resistance. This point is also related to high-temperature strength and can prevent the flow of the lead alloy at high temperatures as much as possible, contributing to improved bearing performance, such as load resistance at high temperatures. In this case, the Sn content is 13% or less by weight based on the lead alloy.
, 18% or less sb, 5% or less Cu, 3% or less As
, 2% or less of one or more alkali metals, the lead alloy holds the inorganic fibers even more strongly against the axis. Preferably, Sn is 0.8-1.8% and sb is 10-10%.
16%, Cu 0.3-2%, As 0.5-1.5%
It is good to have a range of .

耐疲労性上、より好ましい無機質繊維はA1□0、、S
 iC,に2Ti60.3であり、その好ましい量は3
0〜50容量%である。
In terms of fatigue resistance, more preferable inorganic fibers are A1□0,,S
iC, is 2Ti60.3, and its preferred amount is 3
It is 0 to 50% by volume.

なじみ性 本発明に係るすべり軸受合金では、無機質繊維が相手軸
を平坦化する作用と鉛合金が相手軸により平坦化される
作用によりなじみ性が達成される。
Compatibility In the sliding bearing alloy according to the present invention, conformability is achieved by the action of the inorganic fibers flattening the mating shaft and the action of the lead alloy being flattened by the mating shaft.

第1図に概念的に示された本発明のすべり軸受材料1に
あっては分散材である無機質繊維等3が鋳鉄もしくは鋼
からなる相手軸4の粗さ突起部を削り取り平坦化すると
ともにマトリックスである鉛合金2が相手軸4により削
り取られることによって両者の摺動面がなじんで良好な
油膜圧力5が形成される。
In the sliding bearing material 1 of the present invention conceptually shown in FIG. As the lead alloy 2 is scraped away by the mating shaft 4, the sliding surfaces of the two become familiar and a good oil film pressure 5 is formed.

埋収性 軸または軸受の摩耗により生じる破片もしくは脱落した
無機質繊維を軸受中に埋め込むことによって軸を粗さな
い性質(埋収性)は、本発明に係るすベリ軸受材料では
、鉛合金により達成される。
Embeddability The property of not roughening the shaft by embedding fragments or fallen inorganic fibers caused by wear of the shaft or bearing in the bearing (embeddability) is achieved by using a lead alloy in the suberi bearing material according to the present invention. be done.

かかる埋収性はFRMを軸受に用いる場合に極めて重要
である。すなわちFRMにおいては繊維の脱落は不可避
である。脱落した繊維はかなり長いこと、および無機質
繊維は極めて硬いこと、これらの二点は軸を著しく傷つ
ける原因となる。そこでF RMを軸受として用いるた
めには如何にして埋収性を与えるかが重要になる。本発
明者等はすべり試験後の軸受の表面を観察して、脱落し
た無機質繊維等が鉛合金表面に貼り着いていること、お
よび特に荷重が高い場合には無機質繊維が埋没し、その
表面に軟質金屑が覆いかぶさっていること等を見出した
。よって、鉛は脱落した無機質繊維を埋め込む作用と鉛
に保持されている無機質繊維を埋め込む作用とを有する
ことが分かった。
Such embeddability is extremely important when FRM is used in bearings. In other words, in FRM, it is inevitable that fibers will fall off. The fibers that have fallen off are quite long, and the inorganic fibers are extremely hard, both of which can cause significant damage to the shaft. Therefore, in order to use FRM as a bearing, it is important to find a way to make it embeddable. The inventors observed the surface of the bearing after the sliding test and found that the inorganic fibers, etc. that had fallen off were stuck to the lead alloy surface, and that when the load was particularly high, the inorganic fibers were buried and the surface It was discovered that soft metal chips were covering the surface. Therefore, it was found that lead has the function of embedding the inorganic fibers that have fallen off and the function of embedding the inorganic fibers held by the lead.

これらの作用は高荷重下での軸受性能(特に、耐l↑耗
性、耐焼付性、耐疲労性)を従来の鉛系軸受合金より格
段に向上させることに寄与していると考えられる。埋収
性上好ましい、鉛合金の量は95〜80%であり、好ま
しい無機質繊維等の種類は、ウィスカではS i C,
S i、N4.繊維テハ、K2Ti6O13等の繊維径
の細いものである。
These effects are thought to contribute to significantly improving bearing performance under high loads (particularly wear resistance, seizure resistance, and fatigue resistance) compared to conventional lead-based bearing alloys. The preferred amount of lead alloy in terms of embeddability is 95 to 80%, and the preferred types of inorganic fibers are S i C,
S i, N4. The fibers have a small diameter, such as Teha fiber or K2Ti6O13.

耐焼付性 ここでいう(酎)焼付性とは実験室で荷重を増加させた
ときに焼付が起こった面圧で求められる材料の性質を指
し、実機において複雑な要因で起こる焼付が生じ易い(
生じ難い)材料の性質を指していない。本発明に係るす
ベリ軸受合金では、摺動面が安定して形成され、また焼
付の原因となる金属接触が有効に防止されている。すな
わち、摺動面に存在する無機質繊維等の摩擦係数は変化
し難いために摺動面が安定し、またかがる無機質繊維は
軸と接触して鉛合金が軸と接触する面積を少なくするの
で金属接触が有効に防止されるのである。一方無機質繊
維は軸受がら脱落し易くなるために、その使用量は50
容量%に制限される。
Seizure Resistance Seizure resistance here refers to the property of the material determined by the surface pressure at which seizure occurs when the load is increased in the laboratory.
(hard to occur) does not refer to the properties of the material. In the slip bearing alloy according to the present invention, a sliding surface is stably formed, and metal contact that causes seizure is effectively prevented. In other words, the coefficient of friction of the inorganic fibers, etc. present on the sliding surface is difficult to change, so the sliding surface is stable, and the inorganic fibers that bend come into contact with the shaft, reducing the area where the lead alloy contacts the shaft. Therefore, metal contact is effectively prevented. On the other hand, inorganic fibers tend to fall off the bearings, so the amount used is 50%.
Limited to capacity%.

この量を超えると脱落した無機質繊維が相手軸を傷つけ
、相手軸が再び無機質繊維を脱落させるという悪循環が
生じる。耐焼付性上好ましい鉛合金の量は95〜70容
量%であり、より好ましくは95〜82容量%である。
If this amount is exceeded, the inorganic fibers that have fallen off will damage the other shaft, and the other shaft will cause the inorganic fibers to fall off again, creating a vicious cycle. In terms of seizure resistance, the amount of lead alloy is preferably 95 to 70% by volume, more preferably 95 to 82% by volume.

好ましい鉛合金の種類は、pbまたはPb−3n系合金
であって、たとえば、Pb−15Sb−1,2Sn−0
,5Cu−IAsである。組成としては18%以下Sb
A preferred type of lead alloy is a pb or Pb-3n alloy, for example, Pb-15Sb-1,2Sn-0
, 5Cu-IAs. Composition: 18% or less Sb
.

7%以下Sn、5%以下Cu、3%以下As等を必要に
応じでpbに添加すれば良い、好ましくは、sbは10
〜16%、Snは0.8〜1.8%、Cuは0.3〜2
%、Asは0.5〜1.5%の範囲とすると良い。また
好ましい無機質繊維等の種類はSiC,S 13N4.
KzTlio□1、およびA1□03である。
7% or less Sn, 5% or less Cu, 3% or less As, etc. may be added to pb as necessary. Preferably, sb is 10% or less.
~16%, Sn 0.8-1.8%, Cu 0.3-2
% and As are preferably in the range of 0.5 to 1.5%. Preferred types of inorganic fibers include SiC, S 13N4.
KzTlio□1, and A1□03.

藍!にユ すべり軸受の一特性としての耐摩耗性は一般的になじみ
が得られた後に軸受材料が摩耗し難い性質を指すが、本
発明におけるすべり軸受材料においては良好な潤滑皮膜
が形成されることと鉛合金が繊維強化されていることに
よってすぐれた耐摩耗性が得られる。従来のpb基すべ
り軸受合金においては、無機質繊維による強化もなじみ
性も発現されないために、著しく摩耗し易いとの欠点が
あったが、本発明によるとこのような欠点はない。
Indigo! Wear resistance, which is one of the characteristics of sliding bearings, generally refers to the property that the bearing material is difficult to wear after it has been broken in, but in the sliding bearing material of the present invention, a good lubricating film is formed. Excellent wear resistance is achieved by fiber-reinforced lead alloy. Conventional PB-based plain bearing alloys have the drawback of being extremely susceptible to wear because they do not exhibit reinforcement or conformability with inorganic fibers, but the present invention does not have such drawbacks.

なお、無機質繊維が脱落することによって、繊維片が軸
受を摩耗させる傾向はあるが、上記した埋収性により摩
耗は軽減される。耐摩耗性上好ましい鉛合金の量は80
〜50容量%、好ましい鉛合金の種類は、耐焼付性の項
で述べたようなpbまたはPb−3n系合金等が良い。
Note that when the inorganic fibers fall off, the fiber pieces tend to wear out the bearing, but the above-mentioned embeddability reduces the wear. The preferred amount of lead alloy for wear resistance is 80
~50% by volume, and the preferred type of lead alloy is PB or Pb-3n alloy as described in the section on seizure resistance.

好ましい無機質繊維等の種類は、A1□03.A1□○
、−5in2゜SiCである。
Preferred types of inorganic fibers are A1□03. A1□○
, -5in2°SiC.

耐411 ここでいう耐食性とは高温の潤滑油との接触によりすベ
リ軸受が変色するかあるいは化学的に変質して増量もし
くは減量することに耐える性質を指し、実際の軸受装置
で機械的負荷を受ける条件を考慮した耐潤滑油性でない
。本発明に係るすべり軸受材料では殆んど鉛合金のみが
腐食する。無機質繊維等が多いほど腐食量もしくは変色
が少なくなっているとの実験結果よりこのように想定さ
れる。機構は何れにせよ、無機質繊維等の使用により耐
食性が若干向上する。なお、同一組成の鉛合金であって
もFRM化の際に空孔等が多く形成されると耐食性は劣
化する。よって鉛合金と無機質繊維等を均密に接触させ
ることが重要である。
Resistance 411 Corrosion resistance here refers to the ability of a slip bearing to withstand changes in color or chemical deterioration due to contact with high-temperature lubricating oil, resulting in an increase or decrease in weight. It is not resistant to lubricating oil considering the conditions it will be exposed to. In the sliding bearing material according to the present invention, almost only the lead alloy corrodes. This is assumed based on experimental results showing that the more inorganic fibers etc. are included, the less the amount of corrosion or discoloration occurs. Regardless of the mechanism, corrosion resistance is slightly improved by using inorganic fibers. Note that even if lead alloys have the same composition, if many pores are formed during FRM, the corrosion resistance will deteriorate. Therefore, it is important to bring the lead alloy and inorganic fibers into even contact.

本発明において使用されるPは著しく耐食性を向上させ
る成分である。このPの作用は、鉛合金の湯流れを向上
させることによりFRMを均密化することと、鉛合金の
潤滑油との化学反応性を少なくすることの両方にあると
考えられる。Pの含有量が0.05重量%未満ではその
効果が少なく、Pの含有量が1重量%を超える場合は、
それ以上添加しても性能があまり増大せず経済的に不利
であるため、耐食性向上のためにPを添加する場合はP
の含有量を0.05〜1重量%とした。
P used in the present invention is a component that significantly improves corrosion resistance. The action of P is thought to be both to make the FRM homogeneous by improving the flow of the lead alloy and to reduce the chemical reactivity of the lead alloy with the lubricating oil. If the P content is less than 0.05% by weight, the effect will be small, and if the P content exceeds 1% by weight,
Adding more than this does not significantly increase performance and is economically disadvantageous, so when adding P to improve corrosion resistance, P
The content was set to 0.05 to 1% by weight.

一方、このPのpbに対する湯流れの作用を考慮すると
、高温強度の点では、pb基軸軸受合金無機質繊維等と
の組合せにおいては、同等もしくは有利に作用する。こ
れはPの添加により無機質繊維等の保持能力が実質的に
向上し、高温での軸受性能に有利に作用したと考えられ
る。この観点からも、Pの含有量を1重量%以下とする
のが好ましい。
On the other hand, when considering the effect of hot water flow on Pb, in terms of high temperature strength, it works equally or advantageously in combination with Pb base bearing alloy inorganic fibers, etc. This is thought to be because the addition of P substantially improved the ability to retain inorganic fibers, etc., which had an advantageous effect on bearing performance at high temperatures. Also from this point of view, it is preferable that the content of P is 1% by weight or less.

ここで、従来のpb基すべり軸受合金における合金元素
およびマトリックスの作用と、本発明における無機質繊
維等およびマトリックス(鉛合金)の作用とを対比して
説明する。
Here, the effects of the alloying element and matrix in a conventional PB-based plain bearing alloy will be compared with the effects of inorganic fibers and the like and the matrix (lead alloy) in the present invention.

I) b基合金の合金元素として従来使用されているC
u、Sb、Sn、Na、Li等は直接的に分散相となる
かあるいは分散析出相の形成に寄与するかの相違はある
にせよ、広い;意味では分散作用を有している点では無
機質繊維等と同じである。
I) C conventionally used as an alloying element in b-based alloys
U, Sb, Sn, Na, Li, etc. are widely used, although there are differences in whether they directly become a dispersed phase or contribute to the formation of a dispersed precipitated phase; in a sense, they are inorganic in that they have a dispersing effect. Same as fiber etc.

だがその作用が例えばエンジンの高出力および高温潤滑
油に耐えるのに十分な程度のものかという観点から評価
するならば、従来のP b基軸受台金がわが国ではほと
んど全部ケルメツトおよびA1基合金により代替されて
いるとの事実が如実に示すように合金元素による分散強
化は十分ではなかった。これは合金元素による分散強化
がpb71−リックスにも影響を与え、これを脆化する
、強度低下するなどとの欠点を伴って来るからである。
However, if we evaluate the effect from the viewpoint of whether it is sufficient to withstand high engine output and high-temperature lubricating oil, the conventional Pb-based bearing base metal in Japan is almost entirely made of Kelmet and A1-based alloys. As clearly shown by the fact that alloying elements were substituted, dispersion strengthening by alloying elements was not sufficient. This is because dispersion strengthening by alloying elements also affects the pb71-lix, resulting in drawbacks such as embrittlement and reduced strength.

無機質繊維等も当然マトリックスの強度に影響を与える
が、マトリックスより分離して生成するか、マトリック
スの形成と同じに形成される分散析出合金相のように、
マトリックスとインヘレント(inherent)な関
係を無機質繊維等はもたないため、その影響の程度は少
ない。
Inorganic fibers naturally affect the strength of the matrix, but like the dispersed precipitated alloy phase that is formed separately from the matrix or at the same time as the matrix is formed,
Since inorganic fibers do not have an inherent relationship with the matrix, the degree of influence is small.

このことは、利点ばかりではなく無機質繊維等が脱落し
易いという欠点にもなるが、この欠点は少なくとも、そ
もそも軟質であり、なじみ性がよいpbの本質を損ない
、またpbb合金を脆化させるようなものではない。よ
って、無機質繊維等は合金元素と比較してpb本来の良
い性質を活かしつつすベリ軸受合金の強化を達成してい
るのである。
This is not only an advantage, but also a disadvantage that inorganic fibers etc. easily fall off, but this disadvantage at least impairs the essence of PB, which is soft and has good conformability, and may cause the PBB alloy to become brittle. It's not something. Therefore, compared to alloying elements, inorganic fibers and the like can strengthen the Berry bearing alloy while taking advantage of the inherent good properties of PB.

実   施   例 第1表に示す供試材について以下の条件で試験を行った
EXAMPLE Tests were conducted on the test materials shown in Table 1 under the following conditions.

疲労試験 試験機 ・・・曽田式動荷重試験機 回転数 ・= 2800〜3500 r p m潤滑油
 −8AEIOW−30 給油温度・・・120℃ 軸材質 ・・・555G焼入 軸あらさ・・・0.4〜0.6μmRz摩耗試験 疲労試験と同一条件、但し軸あらさを0.8〜1.2μ
mR7に変え、面圧500kg/cm”の定圧力で10
7回荷重任かけた。
Fatigue test test machine... Soda type dynamic load tester Rotation speed = 2800-3500 rpm Lubricating oil -8AEIOW-30 Oil supply temperature...120℃ Shaft material...555G quenched shaft roughness...0 .4~0.6μm Rz wear test Same conditions as fatigue test, but with shaft roughness of 0.8~1.2μ
Change to mR7 and apply 10 at constant pressure of 500kg/cm" surface pressure.
I applied the load seven times.

耐食性試験 160℃の潤滑油(SAEIOW−30)中で200H
r油煮。
Corrosion resistance test 200H in lubricating oil (SAEIOW-30) at 160℃
r boiled in oil.

焼付試験 試験機 ・・・ジャーナル型焼付試験機相手材軸・・・
FCD70 潤滑油 ・・・5AEIOW−30 軸表面あらさ・・・0.4〜0.6μm Rz潤滑油温
・・・140±2.5℃ 軸回転数・・・11000rp 軸径・・・52mm 軸硬さ −Hv 200−300 荷 重 −50kg/cm2/30m1n間隔で同量増
加軸受あらさ・・・1〜1.8μm Rz軸受径 ・・
・52mm 試験結果を第1表に示す。
Seizure test machine...Journal type seize test machine mating material shaft...
FCD70 Lubricating oil...5AEIOW-30 Shaft surface roughness...0.4 to 0.6μm Rz lubricating oil temperature...140±2.5℃ Shaft rotation speed...11000rp Shaft diameter...52mm Shaft hardness -Hv 200-300 Load -50kg/cm2/Increased by the same amount at 30m1n intervals Bearing roughness...1 to 1.8μm Rz bearing diameter...
・52mm Test results are shown in Table 1.

以下、本発明に係る軸受材料の製造方法の一例を説明す
る。
An example of the method for manufacturing a bearing material according to the present invention will be described below.

先ず、通常の厚さを有する裏金鋼板を所定幅および長さ
に切断し、210〜250℃に予熱し、錫浴中を通過せ
しめそして表面に1〜2μmの錫を付着せしめる。次に
、裏金鋼板を型内に配置し、その上に無機質繊維等を裏
金鋼板とほぼ同じ幅および長さに予め成形したものを載
せる。この成形体の厚さは通常3〜10mmである。成
形体における各繊維の方向は一方向、ランダムなど任意
のものであってもよい。また各繊維の寸法は通常、径で
0.1〜20μmである。繊維成形体を型内に配置した
後に、鉛合金の溶湯を型内に430〜550℃の温度で
注湯し、そして200〜1000 k g/c m2の
圧力を溶湯に加えて加圧鋳造する。
First, a backing steel plate having a normal thickness is cut into a predetermined width and length, preheated to 210 to 250°C, passed through a tin bath, and 1 to 2 μm of tin is deposited on the surface. Next, a steel backing plate is placed in a mold, and a preformed inorganic fiber or the like having approximately the same width and length as the steel backing plate is placed thereon. The thickness of this molded body is usually 3 to 10 mm. The direction of each fiber in the molded body may be arbitrary, such as unidirectional or random. Further, the size of each fiber is usually 0.1 to 20 μm in diameter. After the fiber molded body is placed in the mold, a molten lead alloy is poured into the mold at a temperature of 430 to 550°C, and a pressure of 200 to 1000 kg/cm2 is applied to the molten metal to perform pressure casting. .

鋳造合金を裏金鋼板とともに型から取り出し、これを半
割メタル形状に曲げ加工しそして表面切削して仕上げる
The cast alloy is removed from the mold together with the backing steel plate, bent into a half-metal shape, and finished by cutting the surface.

この製造方法で、基材である裏金鋼板の表面に錫を付着
せしめることは、基材とpbb軸受合金層の密着性を向
上せしめ、かつ軸受材料としての長期に亘る性能維持、
特に耐疲労性に寄与する。
In this manufacturing method, attaching tin to the surface of the backing steel plate that is the base material improves the adhesion between the base material and the PBB bearing alloy layer, and maintains the long-term performance as a bearing material.
Particularly contributes to fatigue resistance.

なお、ケルメツトおよびアルミニウム系軸受合金をしの
ぐためには、本発明に係るすべり軸受材料のpb基軸受
合金J−をケルメツト等のオーバレイとして使用する。
In order to outperform Kelmet and aluminum-based bearing alloys, PB-based bearing alloy J-, which is a plain bearing material according to the present invention, is used as an overlay of Kelmet and the like.

すなわち、ケルメツトおよびアルミニウム系軸受合金を
基材として利用し、この基材上に本発明のpbb軸受合
金層を設ければよい。これは、基材としての裏金鋼板に
代え、基材をアルミニウム合金を裏金鋼板上に備えたバ
イメタル材料または銅合金を裏金鋼板上に備えたバイメ
タル材料とするものである。この時、pbb軸受合金層
の厚さは、すべり軸受としての加工完了時に、5〜50
0μm、好ましくは、10〜200μmとするのがよい
That is, Kelmet and aluminum-based bearing alloys may be used as a base material, and the PBB bearing alloy layer of the present invention may be provided on this base material. In this method, instead of using a backing steel plate as a base material, the base material is a bimetallic material having an aluminum alloy on the backing steel plate or a bimetallic material having a copper alloy on the backing steel plate. At this time, the thickness of the PBB bearing alloy layer is 5 to 50 mm when the processing as a plain bearing is completed.
The thickness is preferably 0 μm, preferably 10 to 200 μm.

ここでは、加圧鋳造法を利用した製法例を示したが、電
気メツキ、分散メツキ等を利用して製造してもよい。
Although an example of a manufacturing method using a pressure casting method is shown here, it may also be manufactured using electroplating, dispersion plating, or the like.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明による軸受材料の特性は、耐疲労性および耐荷重
性の面ではケルメツトおよびアルミニウム系軸受合金に
は若干及ばないが、その他の性質。
The properties of the bearing material according to the present invention are slightly inferior to those of Kelmet and aluminum-based bearing alloys in terms of fatigue resistance and load carrying capacity, but are superior to other properties.

特になじみ性、埋収性、耐焼付性の面ではケルメツトお
よびアルミニウム軸受合金より優れている。
In particular, it is superior to Kelmet and aluminum bearing alloys in terms of conformability, embeddability, and seizure resistance.

また、本発明に係る軸受材料の耐疲労性、耐荷重性、耐
食性、耐焼付性は従来のホワイトメタル系バイメタル合
金より格段に優れており、なじみ性。
In addition, the fatigue resistance, load resistance, corrosion resistance, and seizure resistance of the bearing material according to the present invention are significantly superior to those of conventional white metal bimetal alloys, and it has excellent conformability.

埋収性はほぼ同等である。The buryability is almost the same.

このように、従来のホワイトメタル系バイメタル合金よ
り優れたバイメタル合金であって、ケルメツトおよびア
ルミニウム系軸受合金と十分に競合が期待される軸受材
料を提供した意義は大である。
Thus, it is of great significance to provide a bimetallic alloy that is superior to conventional white metal bimetallic alloys and a bearing material that is expected to be fully competitive with Kelmet and aluminum bearing alloys.

またオーバレイとしての使用に際しては優れたなじみ性
、埋収性が好適に活用される。
Moreover, when used as an overlay, the excellent conformability and embeddability are suitably utilized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は軸と軸受の模式図である。 1・・・軸受材料、 2・・・pb基軸軸受合金 3・・・無機質繊維等、 4・・・軸、 5・・・油膜圧力、 6・・・基材。 FIG. 1 is a schematic diagram of the shaft and bearing. 1...bearing material, 2...pb base bearing alloy 3...Inorganic fibers, etc. 4...axis, 5...Oil film pressure, 6...Base material.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、基材上にPb基軸受合金層を設けてなる軸受材料に
おいて、前記Pb基軸受合金中に全体に対して5〜50
容量%のAl_2O_3、Al_2O_3−SiO_2
、SiO_2、SiC、BN、Si_3N_4、K_2
Ti_6O_1_3等より選択された繊維もしくはウイ
スカを分散複合させたことを特徴とする軸受材料。 2、特許請求の範囲第1項において、前記基材が裏金鋼
板であることを特徴とする軸受材料。 3、特許請求の範囲第1項において、前記基材がアルミ
ニウム合金または銅合金を裏金鋼板上に備えたバイメタ
ル材料であることを特徴とする軸受材料。 4、特許請求の範囲第1項ないし第3項のいづれか1に
おいて、前記Pb基軸受合金中に0.05〜1重量%の
Pを含有することを特徴とする軸受材料。
[Claims] 1. In a bearing material comprising a Pb-based bearing alloy layer provided on a base material, the Pb-based bearing alloy contains 5 to 50% of the total content of the Pb-based bearing alloy layer.
Capacity% Al_2O_3, Al_2O_3-SiO_2
, SiO_2, SiC, BN, Si_3N_4, K_2
A bearing material characterized in that fibers or whiskers selected from Ti_6O_1_3 etc. are dispersed and composited. 2. The bearing material according to claim 1, wherein the base material is a backing steel plate. 3. The bearing material according to claim 1, wherein the base material is a bimetallic material comprising an aluminum alloy or a copper alloy on a backing steel plate. 4. A bearing material according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the Pb-based bearing alloy contains 0.05 to 1% by weight of P.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5421087A (en) * 1989-10-30 1995-06-06 Lanxide Technology Company, Lp Method of armoring a vehicle with an anti-ballistic material

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49100431A (en) * 1973-01-31 1974-09-24

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS49100431A (en) * 1973-01-31 1974-09-24

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5421087A (en) * 1989-10-30 1995-06-06 Lanxide Technology Company, Lp Method of armoring a vehicle with an anti-ballistic material

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