JPH06192774A - 高強度裏金を有する銅合金すべり軸受及びその製造方法 - Google Patents

高強度裏金を有する銅合金すべり軸受及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【構成】 鋼裏金層、銅合金層、オーバーレイからなる
三層のすべり軸受において、該鋼裏金は、重量で０．１
５〜０．２６％の炭素を含み、バイメタルを製造する工
程で圧延の圧下率の総合計が１０〜３５％であり、鋼裏
金の０．２耐力が４４０Ｎ／mm2 以上である高強度裏金
を有する銅合金すべり軸受。 【効果】 内燃機関の高速回転化に伴い、ハウジングへ
の慣性力が増大する過酷な条件下において、ハウジング
の変形に対する追従性が高く、耐フレッチング性、非焼
付性等に優れた軸受性能を発揮することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、すべり軸受に関し、近
年の燃料機関の高出力に伴う高負荷域の過酷な使用条件
下においても、優れた軸受特性を発揮するすべり軸受に
関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関に使用されている従来の銅合金
すべり軸受は、鋼裏金、銅合金、およびオーバーレイの
三層構造からなり、高速、高荷重エンジンに広く適用さ
れている銅合金の組成は、Ｃｕ−Ｐｂ系、Ｃｕ−Ｓｎ−
Ｐｂ系でありオーバーレイの組成としてはＰｂ−Ｓｎ
系、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｉｎ系等が知ら
れている。鋼裏金としては、通常炭素量が０．２％以下
の低炭素鋼が殆どである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】最近の内燃機関は、高
回転、高荷重化により軸受のハウジングが、慣性力によ
って変形を受けやすくなっている。この変形によって軸
受とハウジングとの密着性が損なわれ、フレッチング
（接触二面間に微小な相対運動が周期的に繰り返される
時に生じる表面損傷の現象）、又はマイグレーション
（Ｃｕメッキ、フラッシュメッキ、および炭化物等が周
期的な相対運動により局部的に集中する現象）による疲
労、焼付等の事故が生ずる問題が発生している。このた
め軸受の鋼裏金を硬く強度の高い材料とし、軸受をハウ
ジングに組みつける時の締代を大きくして密着性、ある
いはハウジングの変形に対する追従性を向上させる必要
がある。しかし従来の低炭素鋼を用いたものは、強度が
低く、大きな締代でハウジングに組みつけると降伏を生
じ十分満足するまでには至っていない。本発明は、高
速、高荷重エンジンに適合するように、ハウジングへの
密着性、ハウジングの変形に対する追従性の高い高強度
を有する銅合金すべり軸受を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、内燃機関の高
速、高荷重化に対応するための高強度裏金を有する銅合
金すべり軸受として採用するもので、本発明の要旨は 鋼裏金層または銅メッキされた鋼裏金層、銅合金
層、オーバーレイからなる三層のすべり軸受において、
該鋼裏金は、重量で０．１５〜０．２６％の炭素を含
み、且つ０．２％耐力が４４０Ｎ／mm2 以上であること
を特徴とする高強度裏金を有する銅合金すべり軸受。 請求項１記載の銅合金の組成は、重量でＰｂ：１５
〜３０％、Ｓｎ：０．５〜８％、残部がＣｕ及び不可避
不純物からなることを特徴とする高強度裏金を有する銅
合金すべり軸受。 請求項１，２記載の銅合金層上のオーバーレイの組
成は、重量でＳｎ：３〜１８％、１５％以下のＩｎ及び
３％以下のＣｕのうち少なくとも１種と、残部がＰｂか
らなることを特徴とする高強度裏金を有する銅合金すべ
り軸受。 請求項１から３記載のすべり軸受を得る方法であっ
て、鋼裏金上に散布した銅合金粉末を焼結、圧延の繰り
返しによりバイメタルを製造する工程を有し、繰り返し
圧延の、裏金部における圧下率の総合計が１０〜３５％
であり、且つ鋼裏金の０．２％耐力が４４０Ｎ／mm2 以
上であることを特徴とする高強度裏金を有する銅合金す
べり軸受の製造方法
【０００５】
【作用】次に、本発明のすべり軸受における特許請求の
範囲に記載の限定理由とその作用効果について説明す
る。 (1) 鋼裏金 (a) ０．２％耐力、４４０Ｎ／mm2 以上 ４４０Ｎ／mm2 未満では、ハウジングに組みつける際、
締代を大きくすると降伏を生じ、運転時にハウジングと
の密着性が低下する。 (b) 炭素含有量：０．１５〜０．２６％ ０．１５％未満では、圧下率が低い場合０．２％耐力、
４４０Ｎ／mm2以上を満足出来ない。０．２６％を越え
ると、圧延時の負荷大きくなるため圧延回数が増えコス
ト上昇につながる。 (2) 鋼合金 (a) Ｐｂ含有量：１５〜３５％ １５％未満では、非焼付性、埋収性が劣り、３０％を越
えると合金強度が低下して耐疲労性が劣る。 (b) Ｓｎ含有量：０．５〜８％ ０．５％未満では、合金の強度が不足し、８％を越える
と熱伝導率が低下し非焼付性が劣る。 (3) オーバレイ (a) Ｓｎ含有量：３〜１８％ ３％未満では、強度が不足し耐食性も悪くなる、１８％
を越えると融点が下がりワイピング現象（溶融流動現
象）が生じ易くなる。 (b) Ｉｎ含有量：１５％以下 Ｉｎは、耐摩耗性、耐食性を向上させるが、１５％を越
えると溶融開始温度が低くなりワイピング現象が生じ易
くなる。 (c) Ｃｕ含有量：５％以下 Ｃｕは、耐摩耗性、耐疲労性を向上させるが、５％を越
えると硬くなり脆化する。 (4) 繰り返し圧延の裏金部における圧下率の総合計：１
０〜３５％ １０％未満では、０．２％耐力、４４０Ｎ／mm2 以上が
確保出来ない、３５％を越えると合金の機械的強度が低
下する危険がある。
【０００６】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。厚さ１．
３〜１．８mmで幅１５０mmの形状を有し表１に示す各組
成の鋼裏金上にＣｕ−Ｓｎ３．５％−Ｐｂ２３％の組成
と２５０μｍ以下の粒径を有する合金粉末を散布し、水
素ガスによる還元雰囲気で、７００〜９００℃の温度で
１０〜３０分焼結し、その後、圧延ロールを通して、こ
れらの複合焼結材を圧延し、さらに再焼結後、再圧延を
行い、総厚さ１．６０mmで裏金厚さ１．２５mmの焼結バ
イメタルを得た。尚、必要に応じて前記再圧延を必要回
数だけ繰り返して圧下率の総合計を１０〜３５％となる
ようにしてもよい。表１に、作成したバイメタルの鋼裏
金の成分、圧延の裏金部における総圧下率、硬さ、引張
強度、０．２％耐力を示す。しかる後に、プレス及び機
械加工により半円形の軸受を得た、その後、半円形の軸
受を一般の電気メッキの場合と同様に脱脂、及び酸洗い
を行いＰｂ−Ｓｎ９％−Ｉｎ９％なる組成のオーバーレ
イ（厚さ２０μｍ）を施し、本発明品（No．１〜４）を
得た。
【０００７】こうして得られたすべり軸受のハウジング
組付け前後の高さの変化を確認するために、高速焼付試
験機を用いて、１時間のなじみ運転の後、面圧３００kg
／cm 2 、軸周速２５／sec 、回転数９０００rpm にて、
２０時間運転後、高さの測定を行い比較した。詳細な試
験条件は、表２に示す。そして高さの変化量の結果を表
３に示す。
【０００８】
【表１】
【０００９】
【表２】表２ 試験条件
【００１０】
【表３】表３ 試験結果 ＊ハウジングに組付ける前と後での軸受の高さ変化量
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明で得られた
すべり軸受は、投入裏金の炭素量を限定し、製造条件に
おいて圧延の圧下率を高めることで、鋼裏金の機械的強
度を高いレベルに保持し、内燃機関の高速域におけるハ
ウジングへの慣性力増大等の過酷な条件下で耐フレッチ
ング性、非焼付性等において、従来の多層すべり軸受に
ない優れた性能を有するものである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 鋼裏金層または銅メッキされた鋼裏金
    層、銅合金層、オーバーレイからなる三層のすべり軸受
    において、該鋼裏金は、重量で０．１５〜０．２６％の
    炭素を含み、且つ０．２％耐力が４４０Ｎ／mm2 以上で
    あることを特徴とする高強度裏金を有する銅合金すべり
    軸受。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の銅合金の組成は、重量で
    Ｐｂ：１５〜３０％、Ｓｎ：０．５〜８％、残部がＣｕ
    及び不可避不純物からなることを特徴とする高強度裏金
    を有する銅合金すべり軸受。
  3. 【請求項３】 請求項１および２のいずれか１項に記載
    の銅合金層上のオーバーレイの組成は、重量でＳｎ：３
    〜１８％、１５％以下のＩｎ及び３％以下のＣｕのうち
    少なくとも１種と、残部がＰｂからなることを特徴とす
    る高強度裏金を有する銅合金すべり軸受。
  4. 【請求項４】 請求項１から３までのいずれか１項に記
    載のすべり軸受を得る方法であって、鋼裏金上に散布し
    た銅合金粉末を焼結、圧延の繰り返しによりバイメタル
    を製造する工程を有し、繰り返し圧延の、裏金部におけ
    る圧下率の総合計が１０〜３５％であり、且つ鋼裏金の
    ０．２％耐力が４４０Ｎ／mm2 以上であることを特徴と
    する高強度裏金を有する銅合金すべり軸受の製造方法。
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