JPH0526242A - Sliding member - Google Patents
Sliding memberInfo
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- JPH0526242A JPH0526242A JP20219991A JP20219991A JPH0526242A JP H0526242 A JPH0526242 A JP H0526242A JP 20219991 A JP20219991 A JP 20219991A JP 20219991 A JP20219991 A JP 20219991A JP H0526242 A JPH0526242 A JP H0526242A
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- layer
- barrier layer
- crystal
- sliding
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- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は摺動部材、特に、ライニ
ング層上に金属製バリヤ層を介して表面層を設けたもの
の改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a sliding member, and more particularly, to a sliding member having a surface layer provided on a lining layer via a metal barrier layer.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、この種摺動部材として、例えばC
u合金よりなるライニング層と、そのライニング層上に
形成されたNiよりなるバリヤ層と、そのバリヤ層上に
形成されたPb−Sn合金よりなる表面層とより構成さ
れたすべり軸受が知られている。前記バリヤ層は、表面
層中のSnがライニング層内に拡散浸入して、そのライ
ニング層を脆化させる、といった不具合を回避するため
に用いられている。2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of sliding member, for example, C
A sliding bearing is known which is composed of a lining layer made of a u alloy, a barrier layer made of Ni formed on the lining layer, and a surface layer made of a Pb-Sn alloy formed on the barrier layer. There is. The barrier layer is used for avoiding the problem that Sn in the surface layer diffuses and penetrates into the lining layer to embrittle the lining layer.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】前記バリヤ層は、一般
に電気メッキ法により形成されているが、その構成金属
であるNiの結晶形状が不定形状であることから粒状晶
より構成され、その結果、バリヤ層の表面層との接合面
はミクロ的に見ても平坦になる。The barrier layer is generally formed by an electroplating method. However, since the crystal shape of the constituent metal, Ni, is indefinite, it is composed of granular crystals. The interface between the barrier layer and the surface layer is flat when viewed microscopically.
【0004】一方、表面層もバリヤ層同様に電気メッキ
法により形成されているが、前記のようにバリヤ層の接
合面が平坦であって、その表面積が小さいために、バリ
ヤ層に対する表面層の剥離強度が低い、という問題があ
る。On the other hand, the surface layer is also formed by the electroplating method like the barrier layer. However, since the joint surface of the barrier layer is flat and the surface area thereof is small as described above, the surface layer of the barrier layer is different from that of the barrier layer. There is a problem that the peel strength is low.
【0005】本発明は、前記に鑑み、バリヤ層の構造を
特定することにより、そのバリヤ層に対する表面層の剥
離強度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。In view of the above, it is an object of the present invention to provide the sliding member in which the peeling strength of the surface layer from the barrier layer is improved by specifying the structure of the barrier layer.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、ライニング層
上に金属製バリヤ層を介して表面層を設けた摺動部材に
おいて、前記バリヤ層は、前記ライニング層上に析出形
成されたものであって、前記表面層との接合面を形成す
べく、金属結晶による複数の突起を有することを特徴と
する。The present invention provides a sliding member having a surface layer provided on a lining layer via a metal barrier layer, wherein the barrier layer is formed by deposition on the lining layer. It is characterized in that it has a plurality of projections of metal crystals so as to form a joint surface with the surface layer.
【0007】[0007]
【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11 ,
12 は同一構造を有し、裏金2と、裏金2内周面に形成
されたライニング層3と、ライニング層3表面に電気メ
ッキ法により析出形成されたバリヤ層4と、バリヤ層4
の表面に電気メッキ法により析出形成されて相手部材x
との摺動面5aを持つ表面層5とを備えている。裏金2
およびライニング層3間には、必要に応じてCuメッキ
層が設けられる。1 and 2, a sliding bearing 1 as a sliding member is applied to a journal portion of a crankshaft in an engine, a large end portion of a connecting rod, and the like.
It consists of first and second halves 1 1 and 1 2 . Both halves 1 1 ,
1 and 2 have the same structure, and include a back metal 2, a lining layer 3 formed on the inner surface of the back metal 2, a barrier layer 4 formed on the surface of the lining layer 3 by electroplating, and a barrier layer 4.
Mating member x formed on the surface of the plate by electroplating
And a surface layer 5 having a sliding surface 5a. Back metal 2
A Cu plating layer is provided between the lining layer 3 and the lining layer 3 as required.
【0008】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。バリヤ層4はNi、Fe、Co等の単体
またはそれらの合金より構成され、その厚さは0.1〜
5μm、通常は1〜2μm程度である。表面層5はPb
合金より構成され、その厚さは5〜50μm、通常は2
0μm程度である。The back metal 2 is made of a rolled steel plate, and its thickness is determined by the set thickness of the slide bearing 1. The lining layer 3 is made of Cu, a Cu-based alloy, Al, an Al-based alloy, or the like, and has a thickness of 50 to 500 μm, usually 300 μm.
It is about m. The barrier layer 4 is made of a simple substance such as Ni, Fe or Co or an alloy thereof, and has a thickness of 0.1 to 10.
It is 5 μm, usually about 1 to 2 μm. The surface layer 5 is Pb
It is composed of an alloy and its thickness is 5 to 50 μm, usually 2
It is about 0 μm.
【0009】バリヤ層4における合金元素としては、
P、B、Co、Zn、Fe、Wから選択される少なくと
も一種を挙げることができ、その合金元素の含有量は1
0重量%以下に設定される。As the alloying element in the barrier layer 4,
At least one selected from P, B, Co, Zn, Fe and W can be mentioned, and the content of the alloying element is 1
It is set to 0% by weight or less.
【0010】表面層5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、Tl、Nb、Sb、N
i、Cd、Te、Bi、Mn、Ca、Baから選択され
る少なくとも一種を10重量%以下含有する。The Pb alloy forming the surface layer 5 is 80-9.
It contains 0% by weight of Pb and 3 to 20% by weight of Sn, and if necessary Cu, In, Ag, Tl, Nb, Sb, N.
10% by weight or less of at least one selected from i, Cd, Te, Bi, Mn, Ca and Ba.
【0011】Cu、Ni、Mnは表面層5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等を添加する場合には、表面層5の硬さHmvが1
5〜25になるように、その含有量を調整するのが望ま
しい。Cu, Ni, and Mn have the function of improving the hardness of the surface layer 5, but if the content thereof exceeds 10% by weight, the hardness becomes too high and the initial conformability deteriorates.
When Cu or the like is added, the hardness Hmv of the surface layer 5 is 1
It is desirable to adjust the content so as to be 5 to 25.
【0012】In、Ag、Tl、Nb、Sb、Cd、T
e、Bi、Ca、Baは、表面層5を軟化して初期なじ
み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5の強度が低下する。In等を添
加する場合には、表面層5の硬さHmvが8〜15にな
るように、その含有量を調整するのが望ましい。In, Ag, Tl, Nb, Sb, Cd, T
e, Bi, Ca, and Ba have the function of softening the surface layer 5 to improve the initial conformability, but if the content thereof exceeds 10% by weight, the strength of the surface layer 5 decreases. When In or the like is added, it is desirable to adjust the content so that the hardness Hmv of the surface layer 5 becomes 8 to 15.
【0013】バリヤ層4を析出形成するための電気メッ
キ処理用メッキ液としては、1リットル当り50〜20
0gのNi2+および必要に応じて1リットル当り30g
以下の塩化アンモニウム、ホウ酸、有機系添加剤等を含
む硫酸系メッキ液が用いられる。またメッキ液のpHは
3〜6、メッキ液の温度は10〜60℃、陰極電流密度
は12A/dm2 にそれぞれ設定される。A plating solution for electroplating for depositing and forming the barrier layer 4 is 50 to 20 per liter.
0 g Ni 2+ and optionally 30 g per liter
The sulfuric acid plating solution containing the following ammonium chloride, boric acid, organic additives, etc. is used. The pH of the plating solution is set to 3 to 6, the temperature of the plating solution is set to 10 to 60 ° C., and the cathode current density is set to 12 A / dm 2 .
【0014】図3(a)は、バリヤ層4表面、したがっ
て表面層5との接合面4aにおけるNiの結晶構造を示
す電子顕微鏡写真(5,000 倍)であり、図3(b)は、
同図(a)の概略図である。そのバリヤ層4はCu合金
製ライニング層3上に析出形成され、バリヤ層4を形成
する際の電気メッキ処理における平均陰極電流密度は4
A/dm2 に設定された。FIG. 3 (a) is an electron micrograph (5,000 times) showing the crystal structure of Ni on the surface of the barrier layer 4, that is, the bonding surface 4a with the surface layer 5, and FIG. 3 (b) is
It is a schematic diagram of the same figure (a). The barrier layer 4 is deposited and formed on the Cu alloy lining layer 3, and the average cathode current density in the electroplating process when forming the barrier layer 4 is 4
It was set to A / dm 2 .
【0015】図2〜図4に明示するように、バリヤ層4
は、接合面4aを形成すべく、頂点aを接合面4a側に
向けた複数の微細な金属結晶、したがってNi結晶によ
る四角錐体状突起6を有する。各四角錐体状突起6はラ
イニング層3より延出する各柱状晶7の先端部を形成し
ている。バリヤ層4の厚さは1〜3μm、接合面4aに
おける四角錐体状突起6の面積率は100%である。Barrier layer 4 as best shown in FIGS.
Has a plurality of fine metal crystals with the apex a directed toward the bonding surface 4a, that is, quadrangular pyramidal projections 6 made of Ni crystal, so as to form the bonding surface 4a. Each quadrangular pyramid-shaped projection 6 forms the tip of each columnar crystal 7 extending from the lining layer 3. The barrier layer 4 has a thickness of 1 to 3 μm, and the area ratio of the quadrangular pyramidal projections 6 on the joint surface 4 a is 100%.
【0016】このように接合面4aを、微細な四角錐体
状突起6より形成すると、その接合面4aの表面積が大
いに拡大され、また相隣る両四角錐体状突起6間の谷部
による大きなアンカ効果が得られるので、表面層5の剥
離強度を向上させることができる。When the joint surface 4a is formed by the fine quadrangular pyramidal protrusions 6 as described above, the surface area of the joint surface 4a is greatly expanded, and a valley portion between the adjacent quadrangular pyramidal protrusions 6 is formed. Since a large anchor effect is obtained, the peel strength of the surface layer 5 can be improved.
【0017】図5は、バリヤ層4におけるNi結晶のX
線回折図であり、ミラー指数で(200)面および(4
00)面の回折ピークのみが認められる。FIG. 5 shows the X of the Ni crystal in the barrier layer 4.
FIG. 3 is a line diffraction diagram, and the (200) plane and (4
Only the diffraction peak of the (00) plane is recognized.
【0018】ここで、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%に近ければ近いほど、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。Here, the orientation index Oe is used as an index representing the orientation of the crystal plane, (However, hkl is Miller index, Ihkl is (hkl)
If the integral intensity of the surface, ΣIhkl, is defined as the sum of Ihkl), the orientation index Oe of the (hkl) surface is 1
The closer it is to 00%, the more crystal planes are oriented in the direction orthogonal to the (hkl) plane.
【0019】前記Ni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。The (200) plane and (40) of the Ni crystal are
Table 1 shows the integrated intensity Ihkl and the orientation index Oe in the (0) plane.
【0020】[0020]
【表1】
表1より、Ni結晶の(h00)面における配向指数O
eは100%であり、したがってNi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。これにより、接合面4
aが、(h00)面を接合面4a側に向けたNi結晶、
したがって四角錐体状突起6の集合体より形成されてい
ることが判る。[Table 1] From Table 1, the orientation index O in the (h00) plane of the Ni crystal is
Since e is 100%, the Ni crystal has a crystal plane oriented in each axial direction on the crystal axes a, b, and c, that is, a (h00) plane. As a result, the joint surface 4
a is a Ni crystal with the (h00) plane facing the bonding surface 4a side,
Therefore, it can be seen that it is formed by the aggregate of the quadrangular pyramidal protrusions 6.
【0021】前記のように、結晶面を(h00)面と直
交する方向に配向させると、Ni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、バリヤ層4の硬度が増してその強度が向上す
る。As described above, when the crystal plane is oriented in the direction orthogonal to the (h00) plane, the crystal structure of Ni is a face-centered cubic structure, so the atomic density in the orientation direction becomes high, so the barrier layer The hardness of No. 4 increases and its strength improves.
【0022】図6は、従来例バリヤ層の接合面における
Niの結晶構造を示す電子顕微鏡写真(10,000倍)であ
る。バリヤ層は電気メッキ処理によってCu合金製ライ
ニング層上に形成されている。FIG. 6 is an electron micrograph (10,000 times) showing the crystal structure of Ni on the bonding surface of the conventional barrier layer. The barrier layer is formed on the Cu alloy lining layer by electroplating.
【0023】図7は、従来例バリヤ層におけるNi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。FIG. 7 is an X-ray diffraction diagram of Ni crystal in the conventional barrier layer. Orientation to a specific crystal plane is not recognized from this figure. Table 2 shows the integrated intensity Ihkl and the orientation index Oe in various (hkl) planes.
【0024】[0024]
【表2】
図6,図7および表2から明らかなように、従来例のN
iの結晶形状は結晶面がランダムに配向した不定形状で
あり、したがってバリヤ層は粒状晶の集合体より形成さ
れる。[Table 2] As is clear from FIG. 6, FIG. 7 and Table 2, N of the conventional example
The crystal shape of i is an indefinite shape in which the crystal planes are randomly oriented, and therefore the barrier layer is formed of an aggregate of granular crystals.
【0025】表面層5を析出形成するための電気メッキ
用メッキ液としては、1リットル当り40〜180gの
Pb2+、1リットル当り1.5〜35gのSn2+、必要
に応じて1リットル当り15g以下のCu2+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3〜15A/dm2 にそ
れぞれ設定される。The electroplating solution for depositing and forming the surface layer 5 includes 40 to 180 g of Pb 2+ per liter, 1.5 to 35 g of Sn 2+ per liter, and 1 liter if necessary. A fluorinated plating solution containing 15 g or less of Cu 2+ is used. The temperature of the plating solution is set to 10 to 35 ° C. and the cathode current density is set to 3 to 15 A / dm 2 .
【0026】図8は、摺動面5aにおけるPb合金の結
晶構造を示す電子顕微鏡写真(10,000倍)であり、図9
は表面層5を縦断した場合におけるPb合金の結晶構造
を示す電子顕微鏡写真(5,000 倍)である。表面層5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5は、(h00)面配向の前記
バリヤ層4上に析出形成され、表面層5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。FIG. 8 is an electron micrograph (× 10,000) showing the crystal structure of the Pb alloy on the sliding surface 5a.
Is an electron micrograph (5,000 times) showing the crystal structure of the Pb alloy when the surface layer 5 is longitudinally cut. The surface layer 5 is made of a Pb alloy containing 8 wt% Sn and 2 wt% Cu. The surface layer 5 was deposited and formed on the barrier layer 4 having the (h00) plane orientation, and the cathode current density in the electroplating treatment when forming the surface layer 5 was set to 6 A / dm 2 .
【0027】図8〜図10に明示するように、表面層5
は、摺動面5aを形成すべく、頂点bを摺動面5a側に
向けた複数の金属結晶、したがってPb合金結晶による
四角錐体状突起8を有する。各四角錐体状突起8はバリ
ヤ層4より延出する各柱状晶9の先端部を形成してい
る。As clearly shown in FIGS. 8 to 10, the surface layer 5
Has a plurality of quadrangular pyramidal protrusions 8 made of Pb alloy crystals, that is, a plurality of metal crystals with the apex b directed toward the sliding surface 5a so as to form the sliding surface 5a. Each quadrangular pyramidal protrusion 8 forms the tip of each columnar crystal 9 extending from the barrier layer 4.
【0028】このように摺動面5aを複数の四角錐体状
突起8より形成すると、四角錐体状突起8の頂点b側を
優先的に摩耗させて表面層5の初期なじみ性を良好にす
ることができ、また四角錐体状突起8により摺動面5a
の表面積を拡大して、その表面層5に十分な保油性を持
たせることができる。これにより表面層5は優れた耐焼
付き性を発揮する。When the sliding surface 5a is formed by a plurality of quadrangular pyramidal protrusions 8 as described above, the vertex b side of the quadrangular pyramidal protrusions 8 is preferentially worn to improve the initial conformability of the surface layer 5. And the sliding surface 5a
It is possible to increase the surface area of the and to give the surface layer 5 sufficient oil retaining property. As a result, the surface layer 5 exhibits excellent seizure resistance.
【0029】四角錐体状突起8において、摺動開始初期
に頂点b側の優先的摩耗が終了して平坦面(四角錐台の
上底面に相当する)が形成されると、その平坦面と相手
部材との間には常時油膜が存在するので、それ以後の摺
動面5aの摩耗は極めて緩慢に行われる。In the quadrangular pyramidal projection 8, when the preferential wear on the apex b side is completed and a flat surface (corresponding to the upper bottom surface of the quadrangular pyramid base) is formed at the beginning of sliding, the flat surface becomes Since an oil film always exists between the mating member and the mating member, the sliding surface 5a thereafter wears extremely slowly.
【0030】図11は、表面層5における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。FIG. 11 is an X-ray diffraction diagram of the Pb alloy crystal in the surface layer 5, and only the diffraction peaks of the (200) plane and the (400) plane are recognized by the Miller index.
【0031】前記Pb合金結晶の(200)面および
(400)面における積分強度Ihklおよび配向指数
Oeは表3の通りである。Table 3 shows the integrated intensity Ihkl and the orientation index Oe in the (200) plane and the (400) plane of the Pb alloy crystal.
【0032】[0032]
【表3】
表3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。これにより、摺動
面5aが、(h00)面を摺動面側に向けたPb合金結
晶、したがって四角錐体状突起8の集合体より形成され
ていることが判る。[Table 3] From Table 3, the orientation index Oe in the (h00) plane of the Pb alloy crystal is 100%, and therefore the Pb alloy crystal is
Crystal planes oriented in the respective axis directions of the crystal axes a, b, and c,
That is, it has a (h00) plane. This shows that the sliding surface 5a is formed of a Pb alloy crystal with the (h00) plane facing the sliding surface side, that is, an aggregate of the quadrangular pyramidal projections 8.
【0033】表面層5におけるPb合金結晶の(h0
0)面配向および表面層5のバリヤ層4に対する密着性
は、バリヤ層4におけるNi結晶が同一の配向性を持つ
ことによって促進される。(H0 of the Pb alloy crystal in the surface layer 5)
The 0) plane orientation and the adhesion of the surface layer 5 to the barrier layer 4 are promoted by the Ni crystals in the barrier layer 4 having the same orientation.
【0034】前記のように、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焼付き性
および耐摩耗性が向上する。As described above, when the crystal plane is oriented in the direction orthogonal to the (h00) plane, the crystal structure of the Pb alloy is a face-centered cubic structure, so that the atomic density in the orientation direction becomes high. The hardness of the layer 4 is increased to improve its seizure resistance and wear resistance.
【0035】バリヤ層4において、Ni結晶が前記のよ
うな(h00)面配向を有する場合には、その四角錐体
状突起6の傾き角は所定の範囲内に収められる。In the barrier layer 4, when the Ni crystal has the (h00) plane orientation as described above, the inclination angle of the quadrangular pyramidal projection 6 is within a predetermined range.
【0036】即ち、図12(a)に示すように、四角錐
体状突起6の底面側に、接合面4aに沿う仮想面Sを規
定し、また四角錐体状突起6の頂点aと底面中央部tを
通る直線uが、底面中央部tを通り仮想面Sに垂直な基
準線vに対してなす傾き角をθと規定すると、四角錐体
状突起6の傾き角θは0°≦θ≦30°となる。That is, as shown in FIG. 12A, an imaginary plane S along the joint surface 4a is defined on the bottom surface side of the quadrangular pyramidal projection 6, and the apex a and the bottom surface of the quadrangular pyramidal projection 6 are defined. When the inclination angle of the straight line u passing through the central portion t with respect to the reference line v passing through the central portion t of the bottom surface and perpendicular to the virtual surface S is defined as θ, the inclination angle θ of the quadrangular pyramidal projection 6 is 0 ° ≦. θ ≦ 30 °.
【0037】本発明には、前記のような傾き角θを有す
る四角錐体状突起6だけでなく、図12(b)に示すよ
うに、傾き角θがθ≒54°、したがって、(111)
面を接合面4a側に向けた四角錐体状突起61 も含まれ
る。In the present invention, not only the quadrangular pyramidal projection 6 having the inclination angle θ as described above but also the inclination angle θ is θ≈54 ° as shown in FIG. )
It also includes a quadrangular pyramid-shaped protrusion 6 1 whose surface faces the joint surface 4 a side.
【0038】表4は、接合面4aにおける四角錐体状突
起6,61 の面積率と表面層5の剥離強度との関係を示
す。Table 4 shows the relationship between the area ratio of the pyramidal projections 6 and 6 1 on the joint surface 4a and the peel strength of the surface layer 5.
【0039】剥離強度は、剥離幅を測定することにより
判断されたもので、その剥離幅の測定は、図13に示す
ように、表面層5に碁盤目状に切れ目wを入れる、18
0℃にて6時間加熱した後水中で冷却し、これを1サイ
クルとして5サイクル繰返す、超音波キャビティション
を行う、といった各操作後、表面層5の切れ目wで囲ま
れた部分5bがバリヤ層4から剥離しているとき、切れ
目wから密着部yまでの距離を測定して、その最大距離
を剥離幅zとした。The peel strength was judged by measuring the peel width, and the peel width was measured by making cuts w in a checkerboard pattern on the surface layer 5, as shown in FIG.
After heating at 0 ° C. for 6 hours, cooling in water, repeating this cycle for 5 cycles, and performing ultrasonic cavitation. After each operation such as ultrasonic wave cavitation, the portion 5 b surrounded by the cut w of the surface layer 5 is a barrier layer. When peeling from No. 4, the distance from the cut w to the contact portion y was measured, and the maximum distance was defined as the peel width z.
【0040】表4において、本発明(1)〜(4)はN
i結晶が(h00)面配向を有する場合に、また本発明
(5)〜(7)はNi結晶が(111)面配向を有する
場合にそれぞれ該当する。In Table 4, the inventions (1) to (4) are N
The i crystal has the (h00) plane orientation, and the inventions (5) to (7) correspond to the Ni crystal having the (111) plane orientation.
【0041】[0041]
【表4】
表4から明らかなように、本発明(1)〜(7)におけ
る表面層は、比較例(1),(2)のものに比べて優れ
た剥離強度を有する。このような剥離強度を得るために
は、接合面4aにおける四角錐体状突起6の面積率を1
5%以上に設定するのが良い(この場合、残部はNi合
金の粒状晶である)。[Table 4] As is clear from Table 4, the surface layers in the present inventions (1) to (7) have excellent peel strength as compared with those in Comparative Examples (1) and (2). In order to obtain such peel strength, the area ratio of the quadrangular pyramidal protrusions 6 on the joint surface 4a is set to 1
It is preferable to set it to 5% or more (in this case, the balance is Ni alloy granular crystals).
【0042】図14は、他の実施例を示し、バリヤ層4
は、接合面4aを形成すべく、上底面cを接合面4a側
に向けた複数の微細な金属結晶、したがってNi結晶に
よる四角錐台状突起10を有する。本発明には、バリヤ
層4が四角錐体状突起6,61 および四角錐台状突起1
0を有する場合も包含される。FIG. 14 shows another embodiment of the barrier layer 4
Has a plurality of fine pyramid-shaped projections 10 made of Ni crystals, that is, a plurality of fine metal crystals with the upper bottom surface c directed toward the bonding surface 4a so as to form the bonding surface 4a. The present invention, the barrier layer 4 is quadrangular pyramid-shaped projections 6, 6 1 and truncated pyramid-shaped projections 1
The case of having 0 is also included.
【0043】このように接合面4aの少なくとも一部を
四角錐台状結晶10の上底面cより形成すると、表面層
5の(h00)面配向を促進させることができる、とい
った利点がある。When at least a part of the bonding surface 4a is formed from the upper bottom surface c of the quadrangular truncated pyramidal crystal 10 as described above, there is an advantage that the (h00) plane orientation of the surface layer 5 can be promoted.
【0044】表面層5において、それは、摺動面5aを
形成すべく、上底面dを摺動面5a側に向けた複数の金
属結晶、したがってPb合金結晶による四角錐台状突起
11(図16参照)を備えていてもよい。また表面層5
は、四角錐体状突起8および四角錐台状突起11の両方
を備えていてもよい。In the surface layer 5, in order to form the sliding surface 5a, the quadrangular pyramid-shaped protrusions 11 (FIG. 16) are formed by a plurality of metal crystals with the upper bottom surface d facing the sliding surface 5a side, that is, Pb alloy crystals. (See) may be provided. Also the surface layer 5
May include both the quadrangular pyramid-shaped protrusion 8 and the quadrangular pyramid-shaped protrusion 11.
【0045】このように構成すると、摺動面5aの少な
くとも一部が四角錐台状突起11の上底面dより形成さ
れることから、摺動開始初期より相手部材xと上底面d
との間に油膜を形成させて初期なじみ性を良好にすると
共に安定化させることができ、また前記同様に表面層5
に十分な保油性を持たせることができる。According to this structure, at least a part of the sliding surface 5a is formed by the upper bottom surface d of the truncated pyramid-shaped projection 11, so that the mating member x and the upper bottom surface d are formed from the beginning of the sliding operation.
An oil film can be formed between the surface layer 5 and the surface layer 5 to improve the initial conformability and to stabilize the surface.
Can have sufficient oil retention.
【0046】四角錐体状突起8および/または四角錐台
状突起11は摺動面5aの一部を形成していてもよい。
この場合、摺動面5aにおける前記突起8,11の面積
率は50%以上に設定される(この場合、残部はPb合
金の粒状晶である)。The pyramidal protrusions 8 and / or the truncated pyramidal protrusions 11 may form a part of the sliding surface 5a.
In this case, the area ratio of the projections 8 and 11 on the sliding surface 5a is set to 50% or more (in this case, the rest is granular crystals of Pb alloy).
【0047】前記のように優秀な摺動特性を得るために
は四角錐体状突起8および四角錐台状突起11の傾きが
問題となる。In order to obtain excellent sliding characteristics as described above, the inclination of the quadrangular pyramidal projections 8 and the truncated quadrangular pyramid projections 11 becomes a problem.
【0048】そこで、図10,図15に示すように四角
錐体状突起8の底面側に、その突起8を突出させて摺動
面5aに沿う仮想面Eを規定し、また四角錐体状突起8
の頂点bと底面中央部gを通る直線hが、底面中央部g
を通り仮想面Eに垂直な基準線kに対してなす傾き角を
θと規定すると、四角錐体状突起8の傾き角θは0°≦
θ≦30°に設定される。傾き角θがθ>30°になる
と、表面層5の保油性および頂点b側の優先的摩耗性が
低下する。Therefore, as shown in FIGS. 10 and 15, on the bottom surface side of the quadrangular pyramidal projection 8, the projection 8 is projected to define an imaginary plane E along the sliding surface 5a. Protrusion 8
A straight line h passing through the apex b of the
If the tilt angle with respect to the reference line k that passes through and is perpendicular to the virtual plane E is defined as θ, the tilt angle θ of the quadrangular pyramidal projection 8 is 0 ° ≦
θ ≦ 30 ° is set. When the inclination angle θ becomes θ> 30 °, the oil retaining property of the surface layer 5 and the preferential wear property on the apex b side are deteriorated.
【0049】四角錐台状突起11の場合の傾き角θは、
図16に示すように上底面中央部nおよび下底面中央部
pを通る直線rと下底面中央部pを通り仮想面Eに垂直
な基準線kとがなす角度として規定される。この場合に
も、傾き角θは、0°≦θ≦30°に設定される。The inclination angle θ in the case of the truncated pyramidal projection 11 is
As shown in FIG. 16, it is defined as an angle formed by a straight line r passing through the upper bottom central portion n and the lower bottom central portion p and a reference line k passing through the lower bottom central portion p and perpendicular to the virtual plane E. Also in this case, the inclination angle θ is set to 0 ° ≦ θ ≦ 30 °.
【0050】前記実施例では、バリヤ層および表面層を
電気メッキ法により析出形成したが、その他の形成方法
としては、PVD、イオンプレーティング、CVD、ス
パッタリング等の気相を介する形成方法を挙げることが
できる。In the above-mentioned embodiment, the barrier layer and the surface layer were deposited and formed by the electroplating method, but other forming methods include PVD, ion plating, CVD, sputtering and other vapor phase forming methods. You can
【0051】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。The present invention is not limited to sliding bearings, but can be applied to other sliding members.
【0052】[0052]
【発明の効果】本発明によれば、バリヤ層の構造を前記
のように特定することによって、そのバリヤ層に対する
表面層の剥離強度を向上させた摺動部材を提供すること
ができる。According to the present invention, by specifying the structure of the barrier layer as described above, it is possible to provide a sliding member in which the peel strength of the surface layer from the barrier layer is improved.
【図1】すべり軸受の分解平面図である。FIG. 1 is an exploded plan view of a plain bearing.
【図2】図1の2−2線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG.
【図3】(a)は接合面におけるNiの結晶構造を示す
顕微鏡写真であり、(b)は(a)の概略図である。FIG. 3A is a micrograph showing a crystal structure of Ni on a bonding surface, and FIG. 3B is a schematic view of FIG.
【図4】バリヤ層の第1例を示す要部概略斜視図であ
る。FIG. 4 is a main part schematic perspective view showing a first example of a barrier layer.
【図5】バリヤ層の第1例におけるNi結晶のX線回折
図である。FIG. 5 is an X-ray diffraction diagram of Ni crystal in the first example of the barrier layer.
【図6】従来例接合面におけるNiの結晶構造を示す顕
微鏡写真である。FIG. 6 is a micrograph showing a crystal structure of Ni on a bonding surface of a conventional example.
【図7】従来例バリヤ層におけるNi結晶のX線回折図
である。FIG. 7 is an X-ray diffraction diagram of Ni crystal in a conventional barrier layer.
【図8】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。FIG. 8 is a micrograph showing a crystal structure of a Pb alloy on a sliding surface.
【図9】表面層を縦断した場合におけるPb合金の結晶
構造を示す顕微鏡写真である。FIG. 9 is a micrograph showing a crystal structure of a Pb alloy when a surface layer is longitudinally cut.
【図10】表面層の要部概略斜視図である。FIG. 10 is a schematic perspective view of a main part of a surface layer.
【図11】表面層におけるPb合金結晶のX線回折図で
ある。FIG. 11 is an X-ray diffraction diagram of Pb alloy crystals in the surface layer.
【図12】バリヤ層における四角錐体状突起の種類を示
す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing types of quadrangular pyramidal protrusions in the barrier layer.
【図13】剥離テストの説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of a peeling test.
【図14】バリヤ層の第2例を示す要部概略斜視図であ
る。FIG. 14 is a schematic perspective view of a main part showing a second example of a barrier layer.
【図15】表面層における四角錐体状突起の傾き角測定
法を示す説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram showing a method for measuring a tilt angle of a quadrangular pyramidal protrusion on a surface layer.
【図16】表面層における四角錐台状突起の傾き角測定
法を示す説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram showing a method for measuring an inclination angle of a quadrangular truncated pyramid-shaped projection on a surface layer.
1 すべり軸受(摺動部材) 4 バリヤ層 4a 接合面 5 表面層 5a 摺動面 6,61 四角錐体状突起 10 四角錐台状突起 x 相手部材1 sliding bearing (sliding member) 4 barrier layer 4a bonding surface 5 surface layer 5a sliding surface 6,6 1 quadrangular pyramidal protrusion 10 quadrangular pyramid protrusion x mating member
Claims (2)
(4)を介して表面層(5)を設けた摺動部材におい
て、前記バリヤ層(4)は、前記ライニング層(3)上
に析出形成されたものであって、前記表面層(5)との
接合面(4a)を形成すべく、金属結晶による複数の突
起(6,61 ,10)を有することを特徴とする摺動部
材。1. A sliding member in which a surface layer (5) is provided on a lining layer (3) via a metal barrier layer (4), wherein the barrier layer (4) is on the lining layer (3). It is one that is deposited formed, sliding, characterized in that it has to form a junction surface between said surface layer (5) (4a), a plurality of projections due to the metal crystals (6,6 1, 10) Moving member.
(4)を介して金属製表面層(5)を設けた摺動部材に
おいて、前記バリヤ層(4)は、前記ライニング層
(3)上に析出形成されたものであって、前記表面層
(5)との接合面(4a)を形成すべく、ミラー指数で
(h00)面を接合面側に向けた複数の金属結晶による
突起(6,61 ,10)を有し、また前記表面層(5)
は、前記ライニング層(3)上に析出形成されたもので
あって、相手部材(x)との摺動面(5a)を形成すべ
く、ミラー指数で(h00)面を摺動面側に向けた複数
の金属結晶を有することを特徴とする摺動部材。2. A sliding member comprising a metal surface layer (5) provided on a lining layer (3) via a metal barrier layer (4), wherein the barrier layer (4) is the lining layer (3). ) Is formed by deposition on the surface layer (5) to form a joint surface (4a) with the surface layer (5). (6, 6 1 , 10), and the surface layer (5)
Is deposited and formed on the lining layer (3), and in order to form a sliding surface (5a) with the mating member (x), the (h00) surface is set to the sliding surface side with a Miller index. A sliding member having a plurality of directed metal crystals.
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