JPH04358093A - 摺動部材 - Google Patents
摺動部材Info
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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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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 45
- 229910000978 Pb alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
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Landscapes
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
、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。
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 。
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。
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 。
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。
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。
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。
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。
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。
)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。
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。
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。
図である。
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
相手部材
Claims (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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19743391A JPH0823080B2 (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 摺動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19743391A JPH0823080B2 (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 摺動部材 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010121A Division JPH079079B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 摺動部材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04358093A true JPH04358093A (ja) | 1992-12-11 |
JPH0823080B2 JPH0823080B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=16374435
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19743391A Expired - Fee Related JPH0823080B2 (ja) | 1991-07-12 | 1991-07-12 | 摺動部材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0823080B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04362310A (ja) * | 1991-06-07 | 1992-12-15 | Honda Motor Co Ltd | 摺動部材 |
-
1991
- 1991-07-12 JP JP19743391A patent/JPH0823080B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04362310A (ja) * | 1991-06-07 | 1992-12-15 | Honda Motor Co Ltd | 摺動部材 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0823080B2 (ja) | 1996-03-06 |
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