JPH04214847A - すべり軸受 - Google Patents

すべり軸受

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JPH04214847A
JPH04214847A JP3781791A JP3781791A JPH04214847A JP H04214847 A JPH04214847 A JP H04214847A JP 3781791 A JP3781791 A JP 3781791A JP 3781791 A JP3781791 A JP 3781791A JP H04214847 A JPH04214847 A JP H04214847A
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lining
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JP3781791A
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Shoji Kamiya
荘司 神谷
Yuji Yokota
雄司 横田
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Taiho Kogyo Co Ltd
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Taiho Kogyo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、すべり軸受に関するも
のであり、さらに詳しく述べるならば、ライニングと称
されるアルミニウム合金軸受上に形成される層の耐焼付
性、耐食性および耐疲労性を改良したすべり軸受に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】特開昭56−3316号公報には、従来
技術としてアルミニウム合金軸受表面にSnめっき層を
施し、その上にオーバレイを形成したすべり軸受の記載
がある。
【0003】また、特開昭59ー147118公報には
、アルミニウム合金軸受表面に中間層としてZnめっき
及びCu−Snめっき層を形成し、この中間層上にPb
−Snオーバレイを形成したすべり軸受が記載されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前掲特開昭56−33
16号公報では、ライニングのAlと純Snの間の密着
力が低いために、表層のオーバレイが剥離摩耗し易く、
オーバレイの効果が充分発揮され難い。
【0005】また、前掲特開昭59−147118号公
報のすべり軸受では、オーバレイの摩耗が進行し、中間
層が露出する時耐焼付性が悪いCu−Sn合金が露出す
るために、早期に焼付が起こる。また、オーバレイがP
b系のため耐食性が悪いために、腐食摩耗が起こり易く
、オーバレイの面が相手軸の粗さとは無関係な粗い面に
なり、これに起因する焼付が起こる。またすべり軸受に
加えられる荷重が高く、面圧が高くなったりあるいは高
周速になる条件では、硬くて脆いCu−Sn合金からな
る中間層は剥離しやすくまた疲労し易い。
【0006】したがって、本発明はアルミニウム合金系
ライニングの表層にPb系オーバレイを施した場合の中
間層を改良することによって、腐食や疲労に起因する焼
付を防止することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第一は、アルミニウム合金軸受表面にZ
nめっき層を0.01〜2μm形成し、さらにその上に
中間層としてSnめっき層又はSn合金めっき層を0.
1〜5μm形成し、最表面にPb系オーバレイを形成し
たすべり軸受を提供する。
【0008】また、本発明の第二に係るすべり軸受は、
アルミニウム合金軸受表面にAl−Zn拡散層が形成さ
れ、その上に中間層としてSnめっき層又はSn合金め
っき層が形成され、その上にPb系オーバレイが形成さ
れたことを特徴とする。
【0009】さらに本発明の第三に係るすべり軸受は、
前記Al−Zn拡散層と前記中間層の間にSn−Zn拡
散層が形成されたことを特徴とする。
【0010】以下、本発明の構成を説明する。本発明の
第一において、ライニングとして使用されるAlライニ
ング材としては、Al−Sn系,Al−Pb系,Al−
Zn系などが使用可能であり、これらのアルミニウム合
金に必要に応じ10%以下のCu,Mg,Znの1種以
上、10%以下のSi,Cr,Mn,Zr,V,Mo,
Co,Fe等の1種以上あるいは40%以下のSn,P
b,Bi,Inの1種以上を添加することができる。さ
らに、Siの微細化・球状化のためSb,Sr等、Al
結晶粒の微細化のためTi,TiBをそれぞれ0.00
1〜1%添加してもよい。また、ライニングは、所定組
成の合金を鋳造、圧延、焼結、押出、溶射等で作成され
る。なお、このAlライニング材の摺動面側を深さ2〜
6μm、ピッチ100〜600μm程度のボーリング加
工等により、条痕を施すこともできる。
【0011】本発明の第一においては、以下に説明する
SnまたはSn合金層の接着強度を高めるために、アル
ミニウム合金からなるライニングの表面にZnめっき層
を形成する。このめっき層によって接着強度を高め、そ
の結果Snめっき層を中間層露出時に耐焼付性を高める
ことができる。また、Snめっき層は本来はエンジンオ
イル中に含有される腐食性物質などに対する化学的耐食
性は良好であるが、接着強度不足による剥離摩耗が起こ
っていたが、ZnめっきなどをSnの下地として設ける
ことによってその進行を防ぐ効果もある。
【0012】Znめっき層の厚さが0.01μm未満で
あると、上述の効果が発揮されず、一方2μmを超えて
もそれによる利点が特になく、またSn層とライニング
の接合強度が低下する。Znめっき層の好ましい厚さは
0.05〜0.1μmである。その製法は、浸漬めっき
、電気めっき等の湿式めっきあるいはスパッタリング、
イオンプレーティング等の乾式めっき、さらには湿式め
っきと乾式めっきの組合わせも可能である。
【0013】以上のようなZnめっき層を下地としてそ
の上に中間層であるSn系層を設けることによって以下
説明するようなSnの特性を十分に発揮できるようにな
った。 ■耐焼付性:表層のPb系オーバレイが腐食により消失
すると中間層のSnが露出して、焼付を起こり難くする
。 ■耐食性:表層のPb系オーバレイが摩耗により消失す
ると、中間層のSnで腐食の進行が抑制される。 ■耐疲労性:表層が摩耗しても中間層のSnがオーバレ
イの役割をもちつづける。したがってライニングの疲労
が防止される。
【0014】Snめっき層に、総量で5%以下のPb,
In,Sb,Ag,Ni及びZnの1種以下を含有する
Sn合金めっきを用いてもよい。これらの元素のうちP
bは腐食特性、親油性等の軸受表面特性を改良し、5%
以下ではその他の性質をほとんど劣化させず、Inは耐
食性等の表面特性を改良し、5%以下ではその他の性質
をほとんど劣化させず、Zn,Sb,Ag,Niは軸受
表面特性を改良し、5%以下ではその他の性質をほとん
ど劣化させない。したがって、これらの成分をすべり軸
受の用途によってはSnめっきに含有させることができ
る。
【0015】純Sn層およびSn−Zn,Pb,In系
合金層は厚さは0.1〜5μmである。この層の厚さが
0.1μm以下であると、耐食性が悪化し、5μm以上
であるとPb系オーバレイ層が薄い場合、該Sn(Sn
合金)層中に拡散して低融点合金Sn−Pb(ハンダ)
を形成してしまう。この純Sn層およびSn−Zn,P
b,In系合金層の好ましい厚さは0.1〜2μmであ
る。その製法は、浸漬めっき、電気めっき等の湿式めっ
きあるいはスパッタリング、イオンプレーティング等の
乾式めっき、さらには湿式めっきと乾式めっきの組合わ
せも可能である。
【0016】オーバレイ層としてはなじみ性が優れた純
Pbを使用し、必要により、優れたなじみ性を損なわな
い範囲で、耐食性改良のため20%以下のSn、強度改
良のため総量で15%以下のCu,Sb,Mn,Bi,
Ni,Ag,Alの1種以上、20%以下のIn(耐食
性改良)の1種以上を添加することができる。このオー
バレイ層の厚さは1〜20μmの範囲内にあることが好
ましい。その製法は、浸漬めっき、電気めっき等の湿式
めっきあるいはスパッタリング、イオンプレーティング
等の乾式めっき、さらには湿式めっきと乾式めっきの組
合わせも可能である。
【0017】本発明の第二において形成されるAl−Z
n拡散層は第一のライニングのAlとZnめっきもしく
はZn置換めっきとの間の拡散によって形成される。こ
の拡散によってSn(合金)めっきの接着強度がさらに
高められ、またSn(合金)めっきの特性■〜■もさら
に高められる。Al−Zn拡散層の厚さは0.01μm
以下ではその効果がなく、100μmを超えると、相対
的にZn濃度が低下し効果が低下する。
【0018】本発明の第三は、Al−Zn拡散層と中間
層(SnまたはSn合金めっき層)の間にSn−Zn拡
散層が形成されたことを特徴とする。このSn−Zn拡
散層のZnはZnめっきまたはZn置換めっきのZnに
由来し、またSnはSn(Sn合金)のSnに由来する
【0019】かかるSn−Zn拡散層はAl−Zn拡散
層とSn(Sn合金めっき)層の中間に形成される。し
たがって、ZnはZn層を経てZn濃度のピークが認め
られるSn(合金)層まで拡散して上記のSn−Zn拡
散層を作る。この場合ZnはSn(合金)層の最表面ま
でも拡散することがある。
【0020】かかるSn−Zn拡散層はライニングとP
b系オーバレイおよびSn(合金)層との接着強度をさ
らに高め、Pb系オーバレイおよびSn(合金)層の特
性を一層良好に発揮させる。
【0021】本発明の第一及び第二に係る層構造は、第
一に係るすべり軸受を製造した後に、これに熱処理を加
えAl−Zn拡散層及びZn−Sn拡散層を形成させて
製造する。好ましい熱処理温度は50〜180℃であり
、好ましい熱処理時間は10〜180分である。
【0022】
【作用】以上のように、Zn−Sn−Pb系オーバレイ
層構造、Al・Zn拡散層−Zn−Sn−Pb系オーバ
レイ層構造、Al・Zn拡散層−Zn−Sn・Zn拡散
層−Pb系オーバレイ層構造とすることによりアルミニ
ウム合金ライニングの被覆層として優れた摺動特性をも
つ組み合わせを提供することができる。
【0023】なお、Al系ライニングに条痕加工をした
後、エンジンのクランクシャフト用すべり軸受等に上記
オーバレイ層構造を適用すると、ある程度の摩耗が進行
した状態では、Al系ライニング−Zn層−Sn・Sn
合金層−Pb合金層、Al系ライニング−Al・Zn拡
散層−Sn・Sn合金層−Pb合金層、あるいは、Al
系ライニング−Al・Zn拡散層−Sn・Zn拡散層−
Pb合金層の各々の層が摺動面に混在露出し、摺動特性
が尚一層向上する。以下実施例により本発明を詳しく説
明する。
【0024】
【実施例】実施例1 この実施例ではすべり軸受を下記のものより構成した。 オーバレイ:表1に示す組成および厚さ中間層:表1に
示す組成および厚さ Zn層:表1に示す厚さ Alライニング:Al−12%Sn−1.5%Pb2.
5%Si−1%Cu−0.2%Cr裏金:SPCC
【0025】作製工程は以下のとおりであった。上記ラ
イニングを裏金に圧接し軸受として成形後、アルカリ脱
脂−スマット除去処理−Zn置換処理−Snめっき−オ
ーバレイ形成を行った。なお、アルカリ脱脂条件は、N
aOH−50℃、60secであり、スマット処理は硫
酸クロム酸溶液中、室温で3分であり、ジンケート処理
条件は処理浴(27℃)に60sec浸漬であり、Sn
めっきは有機カルボン酸Sn浴(30℃)で2分間めっ
きし、オーバレイ形成条件は、ハンダめっき浴(ほう弗
化Pb−Sn)中に27℃で10分間電気めっきであっ
た。
【0026】以上の処理後試料No.4,6,9につい
ては155℃で10分間熱処理を行った。得られたすべ
り軸受を試験片として下記条件で焼付試験を行った。表
中11〜13は比較例である。   保持、その後オイルをカットして焼付時間を測定試
験結果を表1および表2に示す。また、得られたすべり
軸受を試験片として下記条件で疲労試験を行った。 試験結果を表1および表2に示す。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】 備考:No.11〜13は比較例である。
【0029】試験片11は前掲特開昭56−3316号
に相当するものであり、耐焼付性は良好であるが、耐疲
労性が劣り、試験片13は前掲特開昭59−14711
8号に相当するものであり、耐疲労性は良好であるが、
耐疲労性が劣る。比較例13は通常のNiめっきを施し
たものであり、耐焼付性が劣る。これに対して本発明の
試験片は耐疲労性及び耐焼付性がともに良好である。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明はなじみ性
が優れたPb系オーバレイを施したアルミニウム合金系
ライニングを有するすべり軸受の中間層として、耐食性
、耐疲労性及び耐焼付性に優れた材料の組あわせをを使
用するので、これらの性質に対して過酷な条件が課せら
れるすべり軸受として極めて優れた性質を発揮する。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルミニウム合金軸受表面にZnめっき層
    を厚さ0.01〜2μmに形成し、さらにその上に中間
    層としてSnめっき層又はSn合金めっき層を厚さ0.
    1〜5μmに形成し、その上にPb系オーバレイを形成
    したすべり軸受。
  2. 【請求項2】アルミニウム合金軸受表面にAl−Zn拡
    散層が形成され、その上に中間層としてSnめっき層又
    はSn合金めっき層が形成され、その上にPb系オーバ
    レイが形成されたすべり軸受。
  3. 【請求項3】前記Al−Zn拡散層と前記中間層の間に
    Sn−Zn拡散層が形成された請求項2記載のすべり軸
    受。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05240256A (ja) * 1991-12-20 1993-09-17 Ina Waelzlager Schaeffler Kg 鋼製のラジアル又はスラスト転がり軸受
JPH0694036A (ja) * 1992-09-11 1994-04-05 Daido Metal Co Ltd 耐フレッチング特性に優れた多層すべり軸受

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05240256A (ja) * 1991-12-20 1993-09-17 Ina Waelzlager Schaeffler Kg 鋼製のラジアル又はスラスト転がり軸受
JPH0694036A (ja) * 1992-09-11 1994-04-05 Daido Metal Co Ltd 耐フレッチング特性に優れた多層すべり軸受

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