JPH0483914A - すべり軸受材料 - Google Patents
すべり軸受材料Info
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- JPH0483914A JPH0483914A JP2195672A JP19567290A JPH0483914A JP H0483914 A JPH0483914 A JP H0483914A JP 2195672 A JP2195672 A JP 2195672A JP 19567290 A JP19567290 A JP 19567290A JP H0483914 A JPH0483914 A JP H0483914A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はすべり軸受材料に関するものであり、特に、自
動車用エンジンのすべり軸受に使用される樹脂コーティ
ング付きアルミニウム合金軸受材料に関するものである
。
動車用エンジンのすべり軸受に使用される樹脂コーティ
ング付きアルミニウム合金軸受材料に関するものである
。
（従来の技術）
ケルメツトの表面に軟質合金であるｐｂ系オーバレイ合
金をめっきしたすべり軸受は自動車用軸受として広く使
用されている。
金をめっきしたすべり軸受は自動車用軸受として広く使
用されている。
一方、樹脂コーティング軸受材料に関しては本出願人の
出願に係る特開昭６０−１４２４号公報は、鉄系、鋼糸
、アルミニウム系金属表面に凹凸を形成し、その凹部に
二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイト
などの固体潤滑剤をフェノール樹脂、ポリアミドイミド
樹脂などにより結合させた摺動部材を提案する。アルミ
ニウム系金属の具体例としてはアルシル合金が示されて
いる。
出願に係る特開昭６０−１４２４号公報は、鉄系、鋼糸
、アルミニウム系金属表面に凹凸を形成し、その凹部に
二硫化モリブデン、二硫化タングステン、グラファイト
などの固体潤滑剤をフェノール樹脂、ポリアミドイミド
樹脂などにより結合させた摺動部材を提案する。アルミ
ニウム系金属の具体例としてはアルシル合金が示されて
いる。
また固体潤滑剤被覆軸受材料としては、本出願人の出願
に係る特開昭５８−８１２２０号によれば、十分な強度
をもつ金属素材、具体的には炭素鋼（ＳＰＣＣ）やアル
ミニウム合金（０−１０％Ｓｎ、 ０〜５％Ｉｎ、 Ｏ
〜５％ｐｂの１種以上と、０〜３％のＣｕおよび／また
はＭｇ、任意成分として１０％以下のＣｒ、 ＳＬ。
に係る特開昭５８−８１２２０号によれば、十分な強度
をもつ金属素材、具体的には炭素鋼（ＳＰＣＣ）やアル
ミニウム合金（０−１０％Ｓｎ、 ０〜５％Ｉｎ、 Ｏ
〜５％ｐｂの１種以上と、０〜３％のＣｕおよび／また
はＭｇ、任意成分として１０％以下のＣｒ、 ＳＬ。
Ｍｎ、 Ｓｂ、 Ｆｅ、 Ｎｉの１種以上を合金元素と
して含有する）、燐酸マンガン皮膜あるいは軟窒化皮膜
を施しあるいは施さずに、固体潤滑剤皮膜を形成したス
ラスト軸受が提案されている。
して含有する）、燐酸マンガン皮膜あるいは軟窒化皮膜
を施しあるいは施さずに、固体潤滑剤皮膜を形成したス
ラスト軸受が提案されている。
（発明が解決しようとする課題）
近年自動車のエンジンは高出力及び高回転による高性能
化が著しい。
化が著しい。
これに対し、従来のオーバレイ付きケルメツトはなじみ
性は満足すべき性能を有するものの、潤滑油が劣化する
ことにより発生する腐食性媒体にオーバレイが侵されや
すいという問題があった。
性は満足すべき性能を有するものの、潤滑油が劣化する
ことにより発生する腐食性媒体にオーバレイが侵されや
すいという問題があった。
さらになじみ性対策としてアルミニウム合金にオーバレ
イを施すことも検討されているが、オーバレイの耐食性
不足の問題が発生する。さらに、オーバレイを施す時は
うイニング（軸受合金）の上にＣｕ、Ｎｉなとの密着性
が優れた中間層を形成するが、中間層はそれ自体摩擦特
性が悪（焼付きに対して好ましくない。
イを施すことも検討されているが、オーバレイの耐食性
不足の問題が発生する。さらに、オーバレイを施す時は
うイニング（軸受合金）の上にＣｕ、Ｎｉなとの密着性
が優れた中間層を形成するが、中間層はそれ自体摩擦特
性が悪（焼付きに対して好ましくない。
さらにオーバレイのなじみ性について検討すると、運転
初期においては軟質金属が塑性変形して軸になじむ作用
が主であり、軟質金属が摩耗して軸になじむ作用は少な
いと考えられる。しかしながら、塑性変形には限界があ
り、近年のエンジンの運転状況及びエンジン部品の加工
精度の下では片当りによる焼付き問題が起こりやすい。
初期においては軟質金属が塑性変形して軸になじむ作用
が主であり、軟質金属が摩耗して軸になじむ作用は少な
いと考えられる。しかしながら、塑性変形には限界があ
り、近年のエンジンの運転状況及びエンジン部品の加工
精度の下では片当りによる焼付き問題が起こりやすい。
すなわち、オーバレイの軟質金属の塑性変形は静的条件
下の機械試験でも５０−８０％が上限であり、これと同
等程度の片当りは塑性変形により吸収されない。
下の機械試験でも５０−８０％が上限であり、これと同
等程度の片当りは塑性変形により吸収されない。
したがって、本発明はアルミニウム系軸受合金のなじみ
性を改良することによって耐焼付性及び耐疲労性を高め
ることを目的とする。
性を改良することによって耐焼付性及び耐疲労性を高め
ることを目的とする。
（課題を解決するための手段）
本発明に係るすべり軸受材料は、アルミニウム系軸受合
金の表面に、固体潤滑剤９０〜５５重量％及びポリイミ
ド系バインダ１０〜４５重量％からなるコーティング層
を形成したことを特徴とする。
金の表面に、固体潤滑剤９０〜５５重量％及びポリイミ
ド系バインダ１０〜４５重量％からなるコーティング層
を形成したことを特徴とする。
以下本発明の構成を詳しく説明する。
本発明においてアルミニウム系軸受合金とは、１０％（
百分率は以下特に断らない限り重量％である）以下のＣ
ｒ、 Ｓｉ、 Ｍｎ、 Ｓｂ、 Ｓｒ、 Ｆｅ、 Ｎｉ
、 Ｍｏ。
百分率は以下特に断らない限り重量％である）以下のＣ
ｒ、 Ｓｉ、 Ｍｎ、 Ｓｂ、 Ｓｒ、 Ｆｅ、 Ｎｉ
、 Ｍｏ。
Ｔｉ、 Ｗ、 Ｚｒ、 Ｖ、 Ｃｕ、 Ｍｇ、 Ｚｎ
などと、２０％以下のＳｎ、 Ｐｂ、 Ｉｎ、 Ｔｌ
、 Ｂｉの１種又は２種以上を含有する軸受台金である
。これらの合金は高強度とともに高疲労強度を有するの
で、耐疲労性が必要とされる軸受のライニングとして特
に好適に使用される。ライニング上に形成されるコーテ
ィング層のポリイミド樹脂バインダは固体潤滑剤を結合
するとともに、軸により削り取られ、摩耗によるなじみ
作用を発揮し、さらに腐食に対して極めて安定な性質を
有する。樹脂一般はこのような性質を多少なりとももっ
ているが、樹脂がある程度以上の耐熱性と耐摩耗性をも
っていないと、コーティング層が過度に摩耗してしまう
ので、これらの性質が優れたポリイミド樹脂を使用する
。フェノール樹脂は高速摺動条件下での特性に優れない
ので、これらの樹脂は使用しない。ポリイミド樹脂とし
ては、芳香族ポリイミド、ポリエーテルイミドまたは芳
香族ポリアミドイミド、あるいはこれらのジイソシアネ
ート変性、ＤＡＰ Ｉ変性、ＤＯＮＡ変性、ＢＰＤＡ変
性、スルホン変性樹脂のフェスなどを使用することがで
きる。ポリイミド樹脂系バインダの量が１０％未満であ
ると結合力が不足して摩耗が大きくなり、一方４５％を
超えると摩擦係数が高（なり焼付きが起こりやすくなる
ので、その量は１０〜４５％の範囲内とする。好ましく
は２０〜３０％である。
などと、２０％以下のＳｎ、 Ｐｂ、 Ｉｎ、 Ｔｌ
、 Ｂｉの１種又は２種以上を含有する軸受台金である
。これらの合金は高強度とともに高疲労強度を有するの
で、耐疲労性が必要とされる軸受のライニングとして特
に好適に使用される。ライニング上に形成されるコーテ
ィング層のポリイミド樹脂バインダは固体潤滑剤を結合
するとともに、軸により削り取られ、摩耗によるなじみ
作用を発揮し、さらに腐食に対して極めて安定な性質を
有する。樹脂一般はこのような性質を多少なりとももっ
ているが、樹脂がある程度以上の耐熱性と耐摩耗性をも
っていないと、コーティング層が過度に摩耗してしまう
ので、これらの性質が優れたポリイミド樹脂を使用する
。フェノール樹脂は高速摺動条件下での特性に優れない
ので、これらの樹脂は使用しない。ポリイミド樹脂とし
ては、芳香族ポリイミド、ポリエーテルイミドまたは芳
香族ポリアミドイミド、あるいはこれらのジイソシアネ
ート変性、ＤＡＰ Ｉ変性、ＤＯＮＡ変性、ＢＰＤＡ変
性、スルホン変性樹脂のフェスなどを使用することがで
きる。ポリイミド樹脂系バインダの量が１０％未満であ
ると結合力が不足して摩耗が大きくなり、一方４５％を
超えると摩擦係数が高（なり焼付きが起こりやすくなる
ので、その量は１０〜４５％の範囲内とする。好ましく
は２０〜３０％である。
固体潤滑剤はＭｏ５ｓ、 ＢＮ、 ＷＳＩグラファイト
等を使用することができる。これらの固体潤滑剤は摩耗
係数を低くかつ安定にする作用を有する。これらの作用
を十分に発揮するために、固体潤滑剤は平均粒径が２ミ
クロン以下、特に１μｍ以下の微粒のものを使用するこ
とが好ましい。固体潤滑剤の量が５５％未満であると摩
擦特性が優れず。
等を使用することができる。これらの固体潤滑剤は摩耗
係数を低くかつ安定にする作用を有する。これらの作用
を十分に発揮するために、固体潤滑剤は平均粒径が２ミ
クロン以下、特に１μｍ以下の微粒のものを使用するこ
とが好ましい。固体潤滑剤の量が５５％未満であると摩
擦特性が優れず。
焼付きが起こりやすく、一方９０％を超えると、供給力
が不足して摩耗が大きくなる。その量は５５〜９０の範
囲内とする。好ましくは７０〜８０％である。
が不足して摩耗が大きくなる。その量は５５〜９０の範
囲内とする。好ましくは７０〜８０％である。
摩擦調整剤の量が１％未満であると耐摩耗性に対する摩
擦調整剤の効果がなく、２０％を超えると相手剤を摩耗
させる。
擦調整剤の効果がなく、２０％を超えると相手剤を摩耗
させる。
なお、上記固体率潤滑剤の１−２０％をＣｒｙｓ。
ＦｅＯ４，ＰｂＯ，ＷＳｚ、 ＺｎＯ，ＣｄＯ，ＡｌＯ
３，５ｚＯａ、 ＳｉＣ。
３，５ｚＯａ、 ＳｉＣ。
５ｉ−Ｎ４等の摩耗調整剤に置き換えることもできる。
これらの摩耗調整剤は、固体潤滑剤でけの添加であると
摩耗が大きすぎる場合に添加するものである。この作用
を十分に発揮させるためには平均粒径が２μｍ以下の摩
擦調整剤を使用することが好ましい。
摩耗が大きすぎる場合に添加するものである。この作用
を十分に発揮させるためには平均粒径が２μｍ以下の摩
擦調整剤を使用することが好ましい。
以下、コーティング層の形成方法を説明する。
被処理物であるアルミニウム軸受合金をすべり軸受形状
のライニングに加工した後、苛性ソーダなどのアルカリ
液中において脱脂処理し、続いて水洗及び湯洗を行い表
面に付着したアルカリを除去する。コーティング層の密
着性を高くする必要がある時、特にライニングを軸受使
用中に広い面積で露出させることが望ましくないときは
、脱脂後アルカリエツチングと酸洗の組み合わせにより
ライニングの表面を粗すか、あるいはポーリング等によ
りライニング表面に凹凸を形成してもよい。
のライニングに加工した後、苛性ソーダなどのアルカリ
液中において脱脂処理し、続いて水洗及び湯洗を行い表
面に付着したアルカリを除去する。コーティング層の密
着性を高くする必要がある時、特にライニングを軸受使
用中に広い面積で露出させることが望ましくないときは
、脱脂後アルカリエツチングと酸洗の組み合わせにより
ライニングの表面を粗すか、あるいはポーリング等によ
りライニング表面に凹凸を形成してもよい。
さらに密着性を高める必要がある時は、ライニング表面
に厚み０．１〜５μｍの燐酸亜鉛又は燐酸亜鉛カルシウ
ム化成処理を施してもよい。ボーリングなどの下地処理
と化成処理を組み合わせると極めて密着性が高いコーテ
ィング層が得られる。
に厚み０．１〜５μｍの燐酸亜鉛又は燐酸亜鉛カルシウ
ム化成処理を施してもよい。ボーリングなどの下地処理
と化成処理を組み合わせると極めて密着性が高いコーテ
ィング層が得られる。
次いで湯洗後、温風乾燥し、適当な希釈剤で希釈した固
体潤滑剤などとポリイミド系樹脂をスプレーでライニン
グ上に塗布し、１５０〜３００℃で乾燥・焼成する。ス
プレー法の他にタンプリング法、浸漬法、はけ塗などの
方法が可能である。
体潤滑剤などとポリイミド系樹脂をスプレーでライニン
グ上に塗布し、１５０〜３００℃で乾燥・焼成する。ス
プレー法の他にタンプリング法、浸漬法、はけ塗などの
方法が可能である。
コーティング層の厚みは１〜２５μｍであることが好ま
しい。
しい。
（作用）
本発明の軸受材料はライニングのみからなる従来材に比
較して片当り条件下で優れた耐疲労性及び耐焼付性を発
揮する。従来材の表面を試験後観察したところ、片当り
した表面は大きく流動して表面が荒れ、部分的に溶融し
た跡が認められ、アルミニウム合金を強化している硬質
物ＳＬ。
較して片当り条件下で優れた耐疲労性及び耐焼付性を発
揮する。従来材の表面を試験後観察したところ、片当り
した表面は大きく流動して表面が荒れ、部分的に溶融し
た跡が認められ、アルミニウム合金を強化している硬質
物ＳＬ。
Ｃｒなとは片当りに対しては有効でないことが確認され
た。一方これら硬質物よりも柔らかい本発明のコーティ
ング剤は片当りによる凸形状に良くなじんでいることが
確認された。また、コーティング層を使用したがＣｒ、
Ｓｉを含有せずＳｎ。
た。一方これら硬質物よりも柔らかい本発明のコーティ
ング剤は片当りによる凸形状に良くなじんでいることが
確認された。また、コーティング層を使用したがＣｒ、
Ｓｉを含有せずＳｎ。
Ｃｕ、Ｐｂのみを含有するへβ合金をライニングとして
使用したところ、なじみ性は良好であったがコーティン
グ層が消滅した部分で疲労クラックが起こり、耐疲労性
が不良となった。
使用したところ、なじみ性は良好であったがコーティン
グ層が消滅した部分で疲労クラックが起こり、耐疲労性
が不良となった。
（実施例）
第１図に本発明実施例のすべり軸受の断面を模式的に示
す。１は厚さ１．２ｍｍの５ｐｃｃよりなる裏金、２は
厚さ０．３冒■のアルミニウム系軸受合金（Ａｌ−１２
Ｓｎ−１，８Ｐｂ−１，０Ｃｕ−３，０Ｓｉ−０，３Ｃ
ｒ）、３は下地処理された表面（アルカリエツチング・
酸洗、粗さＲｚ４．５μｍ）、４は密着層（厚さＩｕｍ
の燐酸亜鉛層）、５はコーティング層である。
す。１は厚さ１．２ｍｍの５ｐｃｃよりなる裏金、２は
厚さ０．３冒■のアルミニウム系軸受合金（Ａｌ−１２
Ｓｎ−１，８Ｐｂ−１，０Ｃｕ−３，０Ｓｉ−０，３Ｃ
ｒ）、３は下地処理された表面（アルカリエツチング・
酸洗、粗さＲｚ４．５μｍ）、４は密着層（厚さＩｕｍ
の燐酸亜鉛層）、５はコーティング層である。
表１に示す各種すべり軸受材料の耐疲労性及び耐焼付性
及び耐摩耗性を試験した。また従来材としてコーティン
グ層を設けないライニングのみの性能も試験した。
及び耐摩耗性を試験した。また従来材としてコーティン
グ層を設けないライニングのみの性能も試験した。
試験条件は以下のとおりであった。
良立試１
軸受供試材に中部型の軸（軸中心に対して５μｍの凸部
が両端に形成されている３５０Ｃ焼き入れ材）を面圧３
００ｋｇ／ｃｍ２で押し付け、回転数８０００ｒｐｍで
回転させる。潤滑油としては５ＡＥ１０Ｗ３０を使用す
る。
が両端に形成されている３５０Ｃ焼き入れ材）を面圧３
００ｋｇ／ｃｍ２で押し付け、回転数８０００ｒｐｍで
回転させる。潤滑油としては５ＡＥ１０Ｗ３０を使用す
る。
焼土Ｕ囚
軸受供試材とハウジングの間に１０μｍＸ ３ｍｍＸ
１０ｍｍのシムを入れて中高にした軸受供試材を丸棒軸
（Ｓ５０Ｃ焼き入れ材）と接触させ、回転数１５００ｒ
ｐｍで回転させ、荷重を１０分毎に５０ｋｇ／ｃ＋ｎ”
増加させる。潤滑油としては５ＡＥ１０Ｗ３０を使用す
る。
１０ｍｍのシムを入れて中高にした軸受供試材を丸棒軸
（Ｓ５０Ｃ焼き入れ材）と接触させ、回転数１５００ｒ
ｐｍで回転させ、荷重を１０分毎に５０ｋｇ／ｃ＋ｎ”
増加させる。潤滑油としては５ＡＥ１０Ｗ３０を使用す
る。
魔ＩＬ験
以上のように片当りが生じている条件で軸受材料の性能
を試験した。
を試験した。
結果を表１に示す。
表１より、本発明のすべり軸受は従来のオーバレイなし
あるいはオーバレイ付きアルミ系軸受合金と比較して性
能が優れていることが分かる。
あるいはオーバレイ付きアルミ系軸受合金と比較して性
能が優れていることが分かる。
（以下余白）
続いて、下地処理及び密着層の有無・種類による軸受性
能の調査を行った結果を表２に示す。これより、下地処
理及び密着層の成膜を行うことにより性能が一層向上す
ることが分かる。
能の調査を行った結果を表２に示す。これより、下地処
理及び密着層の成膜を行うことにより性能が一層向上す
ることが分かる。
（以下余白）
（発明の効果）
以上説明したように本発明はアルミニウム系軸受合金の
なじみ性を高めるものであるために、自動車用軸受とし
て一層性能の優れた軸受を提供することができる。
なじみ性を高めるものであるために、自動車用軸受とし
て一層性能の優れた軸受を提供することができる。
さらに軸や軸受の加工精度が現状のままであり、片当り
が起こることがあっても焼付きや疲労に至らない性能が
優れた軸受を提供することができる。
が起こることがあっても焼付きや疲労に至らない性能が
優れた軸受を提供することができる。
第１図は本発明の実施例のすべり軸受の断面図である。
１−裏金、２−アルミニウム軸受合金、４−密着層
特許出願人 大豊工業株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、アルミニウム系軸受合金の表面に、固体潤滑剤９０
〜５５重量％及びポリイミド系バインダ１０〜４５重量
％からなるコーティング層を形成したことを特徴とする
すべり軸受材料。 ２、固体潤滑剤の１〜２０重量％を摩擦調整剤で置換し
たことを特徴とする請求項１記載のすべり軸受材料。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2195672A JPH0483914A (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | すべり軸受材料 |
| PCT/JP1991/000986 WO1992001872A1 (en) | 1990-07-24 | 1991-07-24 | Plain bearing material |
| US08/200,565 US5525246A (en) | 1990-07-24 | 1994-02-22 | Sliding-Bearing Material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2195672A JPH0483914A (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | すべり軸受材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0483914A true JPH0483914A (ja) | 1992-03-17 |
Family
ID=16345078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2195672A Pending JPH0483914A (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | すべり軸受材料 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5525246A (ja) |
| JP (1) | JPH0483914A (ja) |
| WO (1) | WO1992001872A1 (ja) |
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