JPH04358093A - 摺動部材 - Google Patents

摺動部材

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JPH04358093A
JPH04358093A JP19743391A JP19743391A JPH04358093A JP H04358093 A JPH04358093 A JP H04358093A JP 19743391 A JP19743391 A JP 19743391A JP 19743391 A JP19743391 A JP 19743391A JP H04358093 A JPH04358093 A JP H04358093A
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JP
Japan
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surface layer
sliding
crystal
alloy
crystals
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JP19743391A
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Inventor
Yoshikazu Fujisawa
義和 藤沢
Takeshi Narushige
成重 丈志
Yuzuru Miyazaki
譲 宮崎
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor 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】本発明は摺動部材、特に、相手部
材との摺動面を持つ表面層を備えた摺動部材に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種摺動部材として、前記表面
層をPb−Sn系合金より構成したすべり軸受が知られ
ている(特開昭56−96088号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この種すべり軸受は、
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ているが、エンジンが高
速、且つ高出力化の傾向にある現在の状況下では、従来
のすべり軸受は、耐摩耗性および耐焼付き性が乏しいと
いう問題がある。
【0004】本発明は前記に鑑み、表面層の構造を特定
することにより表面層の耐摩耗性および耐焼付き性を向
上させた前記摺動部材を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、相手部材との
摺動面を持つ表面層を備えた摺動部材において、前記表
面層は、前記摺動面を形成すべく、Pb合金よりなる複
数の角錐体状結晶を有し、相隣る両結晶の一方が他方に
食込んでいることを特徴とする。
【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1
1 ,12 は同一構造を有し、裏金2と、その裏金2
の内周面に形成されたライニング層3と、そのライニン
グ層3の表面に形成されて相手部材xとの摺動面4aを
持つ表面層4とを備えている。裏金2およびライニング
層3間にはCuメッキ層が、またライニング層3および
表面層4間にはNiメッキバリヤ層がそれぞれ必要に応
じて設けられる。
【0007】裏金2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3はCu、Cu系合金、Al、Al系合金等より構
成され、その厚さは50〜500μm、通常は300μ
m程度である。表面層4はPb合金より構成され、その
厚さは5〜50μm、通常は20μm程度である。
【0008】表面層4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から選択される少なくとも
一種を10重量%以下含有する。
【0009】Cuは表面層4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を添加す
る場合には、表面層4の硬さHmvが17〜20になる
ように、その含有量を調整するのが望ましい。
【0010】InおよびAgは、表面層4を軟化して初
期なじみ特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4の強度が低下する。I
n、Agを添加する場合には、表面層4の硬さHmvが
12〜15になるように、その含有量を調整するのが望
ましい。
【0011】表面層4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S
n2+、必要に応じて1リットル当り15g以下のCu
2+を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3〜15
A/dm2 にそれぞれ設定される。
【0012】図3は、表面層4の摺動面4aにおけるP
b合金の結晶構造を示す電子顕微鏡写真(10,000
倍)である。表面層4は8重量%のSnと、2重量%の
Cuとを含有するPb合金よりなる。その表面層4はC
u合金製ライニング層3上に形成され、表面層4を形成
する際の電気メッキ処理における陰極電流密度は6A/
dm2 に設定された。
【0013】図4(a),(b)にも示すように、表面
層3は、摺動面4aを形成すべく、Pb合金よりなり、
且つ頂点aを摺動面4a側に向けた複数の角錐体状結晶
としての四角錐体状結晶5を有し、相隣る両結晶5の一
方は他方に食込んでいる。
【0014】このように四角錐体状結晶5相互間に食込
みを発生させると、食込み状態にある両結晶5は、その
内部応力が増して高硬度となり、これにより表面層4の
耐摩耗性を向上させることができる。また四角錐体状結
晶5の存在により、摺動面4aの表面積を拡大して表面
層4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4の初期なじみ性を向上させることができる。
【0015】図4(b)に明示するように、四角錐体状
結晶5において、その底辺長さbは8μm以下、好まし
くは0.5〜6μmに設定される。また四角錐体状結晶
5の底辺長さbと高さcとの関係c/bは0.2〜1.
0、好ましくは0.33〜0.8に設定される。四角錐
体状結晶5の大きさは陰極電流密度に依存し、その陰極
電流密度が高くなると、四角錐体状結晶5が大きく成長
する。このように四角錐体状結晶5の形状および大きさ
を設定することによって、表面層4に十分な保油性と、
良好な初期なじみ性を持たせることができる。
【0016】図5は、前記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。
【0017】こゝで、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。
【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。
【0019】
【表1】 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。
【0020】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4の硬度が増してその耐摩耗性が向
上する。
【0021】図6は、従来例表面層の摺動面におけるP
b合金の結晶構造を示す電子顕微鏡写真(10,000
倍)である。この表面層は8重量%のSnと、2重量%
のCuとを含有するPb合金よりなり、表面層は電気メ
ッキ処理によりCu合金製ライニング層上に形成された
もので、エンジン用クランクシャフトのジャーナル部に
適用される。
【0022】図7は、従来例Pb合金結晶のX線回折図
である。本図からは特定の結晶面への配向は認められな
い。種々の(hkl)面における積分強度Ihklおよ
び配向指数Oeは表2の通りである。
【0023】
【表2】 図6,図7および表2から明らかなように、従来例Pb
合金の結晶形状は結晶面がランダムに配向した不定形状
である。これに起因してPb合金の硬度は前記(h00
)面配向のPb合金に比べて低くなる。
【0024】表3は、本発明および比較例すべり軸受の
表面層において、その組成、(h00)面における配向
指数Oe、結晶形状および各種特性を比較したものであ
る。
【0025】
【表3】 本発明における表面層は、図3に示したPb合金を有し
、比較例における表面層は、図6に示したPb合金を有
する。
【0026】摩耗テストは、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を、回転軸に同期
させた正弦全波波型の動的荷重とし、一定摺動距離につ
いて行われた。
【0027】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、
回転軸回転数  3000rpm 、最大負荷面圧60
0kg/cm2 (軸受投影面積:幅×直径)、摺動距
離  2.5×103 km、給油温度  120℃、
給油圧力  3kg/cm2 。
【0028】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、表3は各すべり軸受の表面層
が焼付きを発生したときの面圧を求めたものである。
【0029】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  1
20℃、給油圧力  3kg/cm2 、負荷荷重  
1kg/sec 。
【0030】表3から明らかなように、本発明は比較例
に比べて優れた耐摩耗性および耐焼付き性を有するもの
である。
【0031】なお、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。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、表面層の構造を前記の
ように特定することによって、表面層の耐摩耗性および
耐焼付き性を向上させた摺動部材を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】すべり軸受の分解平面図である。
【図2】図1の2−2線断面図である。
【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。
【図4】(a)は表面層の要部概略平面図であり、(b
)は四角錐体状結晶の斜視図である。
【図5】表面層におけるPb合金結晶のX線回折図であ
る。
【図6】比較例表面層の摺動面におけるPb合金の結晶
構造を示す顕微鏡写真である。
【図7】比較例表面層におけるPb合金結晶のX線回折
図である。
【符号の説明】
1      すべり軸受 4      表面層 4a    摺動面 5      四角錐体状結晶(角錐体状結晶)x  
    相手部材

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  相手部材(x)との摺動面(4a)を
    持つ表面層(4)を備えた摺動部材において、前記表面
    層(4)は、前記摺動面(4a)を形成すべく、Pb合
    金よりなる複数の角錐体状結晶(5)を有し、相隣る両
    結晶(5)の一方が他方に食込んでいることを特徴とす
    る摺動部材。
JP19743391A 1991-07-12 1991-07-12 摺動部材 Expired - Fee Related JPH0823080B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04362310A (ja) * 1991-06-07 1992-12-15 Honda Motor Co Ltd 摺動部材

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04362310A (ja) * 1991-06-07 1992-12-15 Honda Motor Co Ltd 摺動部材

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