JPH11257355A - 摺動部材 - Google Patents
摺動部材Info
- Publication number
- JPH11257355A JPH11257355A JP10063437A JP6343798A JPH11257355A JP H11257355 A JPH11257355 A JP H11257355A JP 10063437 A JP10063437 A JP 10063437A JP 6343798 A JP6343798 A JP 6343798A JP H11257355 A JPH11257355 A JP H11257355A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coating layer
- plating
- sliding
- base material
- weight
- Prior art date
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- Granted
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-
- Y02T10/865—
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- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】少なくとも摺動面にＰｂを含有せず、しかもＰ
ｂを摺動面に含有するものと同等の摺動特性を発揮しう
る摺動部材を提供する。 【解決手段】基材の表面で相手材との摺動面に、Ｓｎ、
Ｂｉ及びＩｎよりなる群から選ばれる少なくとも一種を
含有し、残部が実質的にＡｇ及び不可避不純物よりなる
被覆層３が形成されている。摺動面にＰｂを含有しない
ものであるが、摺動面にＰｂ含有するものと同等の摺動
特性を発揮する。
ｂを摺動面に含有するものと同等の摺動特性を発揮しう
る摺動部材を提供する。 【解決手段】基材の表面で相手材との摺動面に、Ｓｎ、
Ｂｉ及びＩｎよりなる群から選ばれる少なくとも一種を
含有し、残部が実質的にＡｇ及び不可避不純物よりなる
被覆層３が形成されている。摺動面にＰｂを含有しない
ものであるが、摺動面にＰｂ含有するものと同等の摺動
特性を発揮する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は摺動部材に関し、詳
しくはＰｂ（鉛）を含有しない摺動部材に関する。本発
明の摺動部材は、例えば内燃機関用のすべり軸受やブッ
シュに好適に利用することができる。
しくはＰｂ（鉛）を含有しない摺動部材に関する。本発
明の摺動部材は、例えば内燃機関用のすべり軸受やブッ
シュに好適に利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】自動車エンジンの高出力化に伴って、ク
ランクシャフトやコネクティングロッド等に使用される
すべり軸受には、低炭素鋼製の裏金に、初期なじみ性と
高い圧縮・疲労強度とを有するケルメット合金（Ｃｕ及
びＰｂを主成分とする合金）をライニングした軸受が多
く用いられている。
ランクシャフトやコネクティングロッド等に使用される
すべり軸受には、低炭素鋼製の裏金に、初期なじみ性と
高い圧縮・疲労強度とを有するケルメット合金（Ｃｕ及
びＰｂを主成分とする合金）をライニングした軸受が多
く用いられている。
【０００３】この軸受では、普通、ケルメット合金表面
で相手材との摺動面に電気めっき等により薄いオーバー
レイ層が形成される。これは相手材とのなじみ性をさら
に高める等の目的でなされるもので、オーバーレイ層に
は軟質なＰｂ及びＳｎを主成分とする合金が用いられ
る。なお、ケルメットの耐食性を向上させたり、オーバ
ーレイ層中のＳｎがケルメット合金中に拡散してオーバ
ーレイ層が劣化することを防止する等の目的で、ケルメ
ット表面に数μｍ程度の厚さのＮｉ等のめっき処理を施
し、このめっき層の上にオーバーレイ層を形成すること
も行われている。
で相手材との摺動面に電気めっき等により薄いオーバー
レイ層が形成される。これは相手材とのなじみ性をさら
に高める等の目的でなされるもので、オーバーレイ層に
は軟質なＰｂ及びＳｎを主成分とする合金が用いられ
る。なお、ケルメットの耐食性を向上させたり、オーバ
ーレイ層中のＳｎがケルメット合金中に拡散してオーバ
ーレイ層が劣化することを防止する等の目的で、ケルメ
ット表面に数μｍ程度の厚さのＮｉ等のめっき処理を施
し、このめっき層の上にオーバーレイ層を形成すること
も行われている。
【０００４】また、上記すべり軸受には、Ａｌ基でＳｎ
及びＰｂ等を合金化したアルミニウム合金軸受（特開平
４−２１９５２３号公報等参照）も多く用いられてい
る。
及びＰｂ等を合金化したアルミニウム合金軸受（特開平
４−２１９５２３号公報等参照）も多く用いられてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の材料
開発の動向としてＰｂフリー化の方向に進んでいる。こ
の開発動向は上記すべり軸受等の摺動部材も例外ではな
い。しかしながら、すべり軸受等の摺動部材において、
摺動特性を満足させる上でＰｂは重要である。高出力エ
ンジンのように高負荷条件部では、高い摺動特性が要求
されることから、Ｐｂは特に重要である。このため、摺
動面にＰｂを含有せずに、十分な摺動特性を備えた摺動
部材を提供することは、きわめて困難であった。
開発の動向としてＰｂフリー化の方向に進んでいる。こ
の開発動向は上記すべり軸受等の摺動部材も例外ではな
い。しかしながら、すべり軸受等の摺動部材において、
摺動特性を満足させる上でＰｂは重要である。高出力エ
ンジンのように高負荷条件部では、高い摺動特性が要求
されることから、Ｐｂは特に重要である。このため、摺
動面にＰｂを含有せずに、十分な摺動特性を備えた摺動
部材を提供することは、きわめて困難であった。
【０００６】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、少なくとも摺動面にＰｂを含有せず、しかもＰｂ
を摺動面に含有するものと同等の摺動特性を発揮しうる
摺動部材を提供することを解決すべき技術課題とするも
のである。
あり、少なくとも摺動面にＰｂを含有せず、しかもＰｂ
を摺動面に含有するものと同等の摺動特性を発揮しうる
摺動部材を提供することを解決すべき技術課題とするも
のである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】（１）上記課題を解決す
る請求項１記載の摺動部材は、基材と、該基材の表面で
相手材との摺動面に形成された被覆層とからなる摺動部
材において、上記被覆層は、Ｓｎ、Ｂｉ及びＩｎよりな
る群から選ばれる少なくとも一種を含有し、残部が実質
的にＡｇ及び不可避不純物よりなることを特徴とする。
る請求項１記載の摺動部材は、基材と、該基材の表面で
相手材との摺動面に形成された被覆層とからなる摺動部
材において、上記被覆層は、Ｓｎ、Ｂｉ及びＩｎよりな
る群から選ばれる少なくとも一種を含有し、残部が実質
的にＡｇ及び不可避不純物よりなることを特徴とする。
【０００８】（２）請求項２記載の摺動部材は、請求項
１記載の摺動部材において、前記被覆層中に含まれるＳ
ｎの量は２〜５０重量％であることを特徴とする。 （３）請求項３記載の摺動部材は、請求項１記載の摺動
部材において、前記被覆層中に含まれるＢｉの量は５〜
５０重量％であることを特徴とする。 （４）請求項４記載の摺動部材は、請求項１記載の摺動
部材において、前記被覆層中に含まれるＩｎの量は２〜
２８重量％であることを特徴とする。
１記載の摺動部材において、前記被覆層中に含まれるＳ
ｎの量は２〜５０重量％であることを特徴とする。 （３）請求項３記載の摺動部材は、請求項１記載の摺動
部材において、前記被覆層中に含まれるＢｉの量は５〜
５０重量％であることを特徴とする。 （４）請求項４記載の摺動部材は、請求項１記載の摺動
部材において、前記被覆層中に含まれるＩｎの量は２〜
２８重量％であることを特徴とする。
【０００９】（５）請求項５記載の摺動部材は、請求項
１記載の摺動部材において、前記被覆層中に含まれるＳ
ｎ、Ｂｉ及びＩｎの量は、合計で４〜５０重量％で、Ｓ
ｎが２〜２０重量％、Ｂｉが５〜２０重量％、Ｉｎが２
〜１０重量％であることを特徴とする。（６）請求項６
記載の摺動部材は、請求項１記載の摺動部材において、
前記被覆層が、前記基材の表面をめっき処理することに
より形成されためっき皮膜であることを特徴とする。
１記載の摺動部材において、前記被覆層中に含まれるＳ
ｎ、Ｂｉ及びＩｎの量は、合計で４〜５０重量％で、Ｓ
ｎが２〜２０重量％、Ｂｉが５〜２０重量％、Ｉｎが２
〜１０重量％であることを特徴とする。（６）請求項６
記載の摺動部材は、請求項１記載の摺動部材において、
前記被覆層が、前記基材の表面をめっき処理することに
より形成されためっき皮膜であることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の摺動部材は、基材と、該
基材の表面で相手材との摺動面に形成された被覆層とか
らなるものである。上記基材の種類としては特に限定さ
れず、本発明の摺動部材を適用しようとする部材に応じ
て、鋼材、鋳鉄、鉄系焼結合金、アルミニウム合金及び
銅合金等から適宜採択可能であり、これらの材料の複合
材料であってもよい。但し、この基材もＰｂを含有しな
いことが好ましい。例えば、本発明の摺動部材を内燃機
関用すべり軸受に適用する場合、鋼製裏金にＣｕ−Ｓｎ
系合金層をライニングしてなる基材や、Ａｌ−Ｓｎ−Ｓ
ｉ系合金層よりなる基材等を用いることができる。
基材の表面で相手材との摺動面に形成された被覆層とか
らなるものである。上記基材の種類としては特に限定さ
れず、本発明の摺動部材を適用しようとする部材に応じ
て、鋼材、鋳鉄、鉄系焼結合金、アルミニウム合金及び
銅合金等から適宜採択可能であり、これらの材料の複合
材料であってもよい。但し、この基材もＰｂを含有しな
いことが好ましい。例えば、本発明の摺動部材を内燃機
関用すべり軸受に適用する場合、鋼製裏金にＣｕ−Ｓｎ
系合金層をライニングしてなる基材や、Ａｌ−Ｓｎ−Ｓ
ｉ系合金層よりなる基材等を用いることができる。
【００１１】上記被覆層は、基材の表面をめっき処理す
ることにより形成されためっき皮膜であることが好まし
い。被覆層がめっき皮膜であれば、密着性や皮膜強度の
点で有利となるからである。このめっき処理としては、
電気めっきや化学めっきなどの湿式めっきの他、イオン
プレーティングやスパッタリングなどのＰＶＤ法による
乾式めっきを採用することができる。なお、基材に被覆
層を形成する方法として、めっき処理の他に溶射等を採
用することも可能である。
ることにより形成されためっき皮膜であることが好まし
い。被覆層がめっき皮膜であれば、密着性や皮膜強度の
点で有利となるからである。このめっき処理としては、
電気めっきや化学めっきなどの湿式めっきの他、イオン
プレーティングやスパッタリングなどのＰＶＤ法による
乾式めっきを採用することができる。なお、基材に被覆
層を形成する方法として、めっき処理の他に溶射等を採
用することも可能である。
【００１２】なお、基材表面に直接被覆層を形成しても
よいが、基材と被覆層との接合性や基材の耐食性を向上
させる等の観点から、基材表面に中間層を形成すること
が好ましい。この中間層としては、Ｎｉめっき層、Ｃｏ
めっき層やＺｎめっき層等を採用することができる。ま
た上記被覆層の厚さは１．０〜３０μｍとすることが好
ましい。被覆層の厚さが１．０μｍよりも薄いと、十分
な摺動特性を発揮することが困難となり、一方３０μｍ
よりも厚いと密着性が低下して被覆層が基材表面から剥
がれ易くなる。より好ましい被覆層の厚さは１０〜３０
μｍである。被覆層の厚さが１０μｍ以上になると、必
要ななじみ性の確保及び耐摩耗寿命の点で有利となる。
よいが、基材と被覆層との接合性や基材の耐食性を向上
させる等の観点から、基材表面に中間層を形成すること
が好ましい。この中間層としては、Ｎｉめっき層、Ｃｏ
めっき層やＺｎめっき層等を採用することができる。ま
た上記被覆層の厚さは１．０〜３０μｍとすることが好
ましい。被覆層の厚さが１．０μｍよりも薄いと、十分
な摺動特性を発揮することが困難となり、一方３０μｍ
よりも厚いと密着性が低下して被覆層が基材表面から剥
がれ易くなる。より好ましい被覆層の厚さは１０〜３０
μｍである。被覆層の厚さが１０μｍ以上になると、必
要ななじみ性の確保及び耐摩耗寿命の点で有利となる。
【００１３】上記被覆層は、Ｓｎ（スズ）、Ｂｉ（ビス
マス）及びＩｎ（インジウム）よりなる群から選ばれる
少なくとも一種を含有し、残部が実質的にＡｇ（銀）及
び不可避不純物よりなるものであり、この被覆層にはＰ
ｂが含有されていない。かかるＡｇ合金よりなる被覆層
は、延性及び融点が高いというＡｇ基の特性により耐疲
労性及び耐摩耗性が良好で、しかもＳｎ、ＢｉやＩｎの
働きにより硬さが高過ぎることがなくなじみ性が良好
で、かつ、潤滑性が良くて耐焼付き性が良好である。
マス）及びＩｎ（インジウム）よりなる群から選ばれる
少なくとも一種を含有し、残部が実質的にＡｇ（銀）及
び不可避不純物よりなるものであり、この被覆層にはＰ
ｂが含有されていない。かかるＡｇ合金よりなる被覆層
は、延性及び融点が高いというＡｇ基の特性により耐疲
労性及び耐摩耗性が良好で、しかもＳｎ、ＢｉやＩｎの
働きにより硬さが高過ぎることがなくなじみ性が良好
で、かつ、潤滑性が良くて耐焼付き性が良好である。
【００１４】したがって、上記Ａｇ合金よりなる被覆層
が基材の表面で相手材との摺動面に形成された本発明に
係る摺動部材は、少なくとも摺動面にＰｂを含有しない
にもかかわらず、なじみ性、耐焼付き性、耐摩耗性及び
耐疲労性の摺動特性が良好となる。ここに、ＳｎはＡｇ
合金の初期なじみ性及び耐摩耗性の向上に寄与する。上
記被覆層において、Ｓｎの含有量が２重量％未満になる
と、硬さが高く初期なじみ性が十分でない。一方、Ｓｎ
の含有量が５０重量％を超えると、合金融点が大幅に低
下して高温下で軟化し、耐摩耗性が不十分となる。この
ため、上記被覆層におけるＳｎの含有量は２〜５０重量
％とすることが好ましい。なお、耐焼付き性の観点から
Ｓｎの含有量の下限は９重量％とすることが特に好まし
く、また耐熱性の観点からＳｎの含有量の上限は２５重
量％とすることが特に好ましい。
が基材の表面で相手材との摺動面に形成された本発明に
係る摺動部材は、少なくとも摺動面にＰｂを含有しない
にもかかわらず、なじみ性、耐焼付き性、耐摩耗性及び
耐疲労性の摺動特性が良好となる。ここに、ＳｎはＡｇ
合金の初期なじみ性及び耐摩耗性の向上に寄与する。上
記被覆層において、Ｓｎの含有量が２重量％未満になる
と、硬さが高く初期なじみ性が十分でない。一方、Ｓｎ
の含有量が５０重量％を超えると、合金融点が大幅に低
下して高温下で軟化し、耐摩耗性が不十分となる。この
ため、上記被覆層におけるＳｎの含有量は２〜５０重量
％とすることが好ましい。なお、耐焼付き性の観点から
Ｓｎの含有量の下限は９重量％とすることが特に好まし
く、また耐熱性の観点からＳｎの含有量の上限は２５重
量％とすることが特に好ましい。
【００１５】ＢｉはＡｇ合金の初期なじみ性及び耐疲労
性の向上に寄与する。上記被覆層において、Ｂｉの含有
量が５重量％未満になると、硬さが高く初期なじみ性が
十分でない。一方、Ｂｉの含有量が５０重量％を超える
と、Ａｇが保有している特性（延性）が悪くなり、耐疲
労性の低下につながる。このため、上記被覆層における
Ｂｉの含有量は５〜５０重量％とすることが好ましい。
なお、初期なじみ性の観点からＢｉの含有量の下限は１
０重量％とすることが特に好ましく、また耐焼付き性及
び耐疲労性の観点からＢｉの含有量の上限は２２重量％
とすることが特に好ましい。
性の向上に寄与する。上記被覆層において、Ｂｉの含有
量が５重量％未満になると、硬さが高く初期なじみ性が
十分でない。一方、Ｂｉの含有量が５０重量％を超える
と、Ａｇが保有している特性（延性）が悪くなり、耐疲
労性の低下につながる。このため、上記被覆層における
Ｂｉの含有量は５〜５０重量％とすることが好ましい。
なお、初期なじみ性の観点からＢｉの含有量の下限は１
０重量％とすることが特に好ましく、また耐焼付き性及
び耐疲労性の観点からＢｉの含有量の上限は２２重量％
とすることが特に好ましい。
【００１６】ＩｎはＳｎと同様の効果があり、上記被覆
層において、Ｉｎの含有量が２重量％未満になると硬さ
が高く初期なじみ性が十分でなく、一方２８重量％を超
えると、合金融点が低下して高温下で軟化し、耐摩耗性
が不十分となる。このため、上記被覆層におけるＩｎの
含有量は２〜２８重量％とすることが好ましい。なお、
初期なじみ性の観点からＩｎの含有量の下限は７重量％
とすることが特に好ましく、また耐熱性の観点からＩｎ
の含有量の上限は２０重量％とすることが特に好まし
い。
層において、Ｉｎの含有量が２重量％未満になると硬さ
が高く初期なじみ性が十分でなく、一方２８重量％を超
えると、合金融点が低下して高温下で軟化し、耐摩耗性
が不十分となる。このため、上記被覆層におけるＩｎの
含有量は２〜２８重量％とすることが好ましい。なお、
初期なじみ性の観点からＩｎの含有量の下限は７重量％
とすることが特に好ましく、また耐熱性の観点からＩｎ
の含有量の上限は２０重量％とすることが特に好まし
い。
【００１７】上記Ｓｎ、Ｂｉ及びＩｎは二種以上を同時
に含有させることもできる。ここに、Ａｇ合金中のＡｇ
の含有量はＡｇ基による高延性及び高融点の特性を確保
する観点から５０重量％以上を確保することが好まし
く、Ｓｎ、Ｂｉ及びＩｎの含有量が合計で５０重量％を
超えると、延性及び耐摩耗性が低下する。一方、Ｓｎ、
Ｂｉ及びＩｎの含有量が合計で４重量％未満では、硬さ
が高いため初期なじみ性が十分でなく、潤滑性が悪く、
耐焼付き性向上が期待できない。このため、Ｓｎ、Ｂｉ
及びＩｎを同時に含有させる場合は、Ｓｎ、Ｂｉ及びＩ
ｎの合計の含有量が４〜５０重量％で、Ｓｎが２〜２０
重量％、Ｂｉが５〜２０重量％、Ｉｎが２〜１０重量％
であることが好ましい。
に含有させることもできる。ここに、Ａｇ合金中のＡｇ
の含有量はＡｇ基による高延性及び高融点の特性を確保
する観点から５０重量％以上を確保することが好まし
く、Ｓｎ、Ｂｉ及びＩｎの含有量が合計で５０重量％を
超えると、延性及び耐摩耗性が低下する。一方、Ｓｎ、
Ｂｉ及びＩｎの含有量が合計で４重量％未満では、硬さ
が高いため初期なじみ性が十分でなく、潤滑性が悪く、
耐焼付き性向上が期待できない。このため、Ｓｎ、Ｂｉ
及びＩｎを同時に含有させる場合は、Ｓｎ、Ｂｉ及びＩ
ｎの合計の含有量が４〜５０重量％で、Ｓｎが２〜２０
重量％、Ｂｉが５〜２０重量％、Ｉｎが２〜１０重量％
であることが好ましい。
【００１８】したがって、本発明の摺動部材は内燃機関
用のすべり軸受やブッシュに好適に利用することが可能
となる。
用のすべり軸受やブッシュに好適に利用することが可能
となる。
【００１９】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 ［第１実施例］鋼製裏金付きのＣｕ−Ｓｎ合金（Ｃｕ：
９４．５重量％、Ｓｎ：５重量％）試験片を準備し、こ
の試験片のＣｕ−Ｓｎ合金表面に、以下に示すように、
表１に示す化学組成よりなる厚さ１０〜３０μｍの被覆
層を電気めっきにより形成した。
る。 ［第１実施例］鋼製裏金付きのＣｕ−Ｓｎ合金（Ｃｕ：
９４．５重量％、Ｓｎ：５重量％）試験片を準備し、こ
の試験片のＣｕ−Ｓｎ合金表面に、以下に示すように、
表１に示す化学組成よりなる厚さ１０〜３０μｍの被覆
層を電気めっきにより形成した。
【００２０】
【表１】
【００２１】（実施例１〜３）表２に示す組成よりなる
めっき浴を用い、表３に示すめっき条件により電気めっ
きすることにより、Ａｇ−Ｓｎ合金よりなる被覆層を形
成した。
めっき浴を用い、表３に示すめっき条件により電気めっ
きすることにより、Ａｇ−Ｓｎ合金よりなる被覆層を形
成した。
【００２２】
【表２】
【００２３】
【表３】 （実施例４〜６）表４に示す組成よりなるめっき浴を用
い、めっき被覆部材を陰極にして、表５に示すめっき条
件により電気めっきすることにより、Ａｇよりなる被覆
層を形成した。そして、このめっき皮膜の上にさらにＢ
ｉめっきを行った後、熱処理（１５０〜１７０℃、３０
〜６０分）によりＢｉをめっき皮膜中に拡散させて表１
に示す組成となるように処理することにより、Ａｇ−Ｂ
ｉ合金よりなる被覆層を形成した。
い、めっき被覆部材を陰極にして、表５に示すめっき条
件により電気めっきすることにより、Ａｇよりなる被覆
層を形成した。そして、このめっき皮膜の上にさらにＢ
ｉめっきを行った後、熱処理（１５０〜１７０℃、３０
〜６０分）によりＢｉをめっき皮膜中に拡散させて表１
に示す組成となるように処理することにより、Ａｇ−Ｂ
ｉ合金よりなる被覆層を形成した。
【００２４】
【表４】
【００２５】
【表５】 （実施例７、８）まず、実施例４〜６と同様に表３に示
す組成よりなるめっき浴を用い、めっき被覆部材を陰極
にして、表４に示すめっき条件により電気めっきするこ
とにより、Ａｇよりなる被覆層を形成した。そして、こ
のめっき皮膜の上にさらにＩｎめっきを行った後、熱処
理（１５０〜１７０℃、３０〜６０分）によりＩｎをめ
っき皮膜中に拡散させて表１に示す組成となるように処
理することにより、Ａｇ−Ｉｎ合金よりなる被覆層を形
成した。
す組成よりなるめっき浴を用い、めっき被覆部材を陰極
にして、表４に示すめっき条件により電気めっきするこ
とにより、Ａｇよりなる被覆層を形成した。そして、こ
のめっき皮膜の上にさらにＩｎめっきを行った後、熱処
理（１５０〜１７０℃、３０〜６０分）によりＩｎをめ
っき皮膜中に拡散させて表１に示す組成となるように処
理することにより、Ａｇ−Ｉｎ合金よりなる被覆層を形
成した。
【００２６】（実施例９）まず、実施例１〜３と同様に
表２に示す組成よりなるめっき浴を用い、表３に示すめ
っき条件により電気めっきすることにより、Ａｇ−Ｓｎ
合金よりなる被覆層を形成した。そして、このめっき皮
膜の上にさらにＩｎめっきを行った後、熱処理（１５０
〜１７０℃、３０〜６０分）によりＩｎをめっき皮膜中
に拡散させて表１に示す組成となるように処理すること
により、Ａｇ−Ｓｎ−Ｉｎ合金よりなる被覆層を形成し
た。
表２に示す組成よりなるめっき浴を用い、表３に示すめ
っき条件により電気めっきすることにより、Ａｇ−Ｓｎ
合金よりなる被覆層を形成した。そして、このめっき皮
膜の上にさらにＩｎめっきを行った後、熱処理（１５０
〜１７０℃、３０〜６０分）によりＩｎをめっき皮膜中
に拡散させて表１に示す組成となるように処理すること
により、Ａｇ−Ｓｎ−Ｉｎ合金よりなる被覆層を形成し
た。
【００２７】（実施例１０）まず、実施例１〜３と同様
に表２に示す組成よりなるめっき浴を用い、表３に示す
めっき条件により電気めっきすることにより、Ａｇ−Ｓ
ｎ合金よりなる被覆層を形成した。そして、このめっき
皮膜の上にさらにＢｉめっきを行った後、熱処理（１５
０〜１７０℃、３０〜６０分）によりＢｉをめっき皮膜
中に拡散させて表１に示す組成となるように処理するこ
とにより、Ａｇ−Ｓｎ−Ｂｉ合金よりなる被覆層を形成
した。
に表２に示す組成よりなるめっき浴を用い、表３に示す
めっき条件により電気めっきすることにより、Ａｇ−Ｓ
ｎ合金よりなる被覆層を形成した。そして、このめっき
皮膜の上にさらにＢｉめっきを行った後、熱処理（１５
０〜１７０℃、３０〜６０分）によりＢｉをめっき皮膜
中に拡散させて表１に示す組成となるように処理するこ
とにより、Ａｇ−Ｓｎ−Ｂｉ合金よりなる被覆層を形成
した。
【００２８】（実施例１１、１２）まず、実施例１０と
同様にＡｇ−Ｓｎ−Ｂｉ合金よりなる被覆層を形成し
た。そして、このめっき皮膜の上にさらにＩｎめっきを
行った後、熱処理によりＩｎをめっき皮膜中に拡散させ
て表１に示す組成となるように処理することにより、Ａ
ｇ−Ｓｎ−Ｂｉ−Ｉｎ合金よりなる被覆層を形成した。
同様にＡｇ−Ｓｎ−Ｂｉ合金よりなる被覆層を形成し
た。そして、このめっき皮膜の上にさらにＩｎめっきを
行った後、熱処理によりＩｎをめっき皮膜中に拡散させ
て表１に示す組成となるように処理することにより、Ａ
ｇ−Ｓｎ−Ｂｉ−Ｉｎ合金よりなる被覆層を形成した。
【００２９】（比較例１）ホウフッ化浴よりなるめっき
液を用い、めっき液温度２０〜３０℃、電流密度２〜５
Ａ／ｄｍ2 の条件でめっき処理することにより、Ｐｂ−
Ｓｎ合金よりなる被覆層を形成した。 （比較例２）ホウフッ化浴よりなるめっき液を用い、め
っき液温度２０〜３０℃、電流密度２〜５Ａ／ｄｍ2 の
条件で、まずＰｂ−Ｓｎ合金めっき処理をし、さらにそ
の上にＩｎめっきをし熱処理することにより、Ｐｂ−Ｓ
ｎ−Ｉｎ合金よりなる被覆層を形成した。
液を用い、めっき液温度２０〜３０℃、電流密度２〜５
Ａ／ｄｍ2 の条件でめっき処理することにより、Ｐｂ−
Ｓｎ合金よりなる被覆層を形成した。 （比較例２）ホウフッ化浴よりなるめっき液を用い、め
っき液温度２０〜３０℃、電流密度２〜５Ａ／ｄｍ2 の
条件で、まずＰｂ−Ｓｎ合金めっき処理をし、さらにそ
の上にＩｎめっきをし熱処理することにより、Ｐｂ−Ｓ
ｎ−Ｉｎ合金よりなる被覆層を形成した。
【００３０】（比較例３）表４に示す組成よりなるめっ
き浴を用い、めっき被覆部材を陰極にして、表５に示す
めっき条件により電気めっきすることにより、純Ａｇよ
りなる被覆層を形成した。 （比較例４）ホウフッ化浴よりなるめっき液を用い、め
っき液温度２０〜３０℃、電流密度２〜５Ａ／ｄｍ2 の
条件でめっき処理することにより、Ｓｎよりなる被覆層
を形成した。
き浴を用い、めっき被覆部材を陰極にして、表５に示す
めっき条件により電気めっきすることにより、純Ａｇよ
りなる被覆層を形成した。 （比較例４）ホウフッ化浴よりなるめっき液を用い、め
っき液温度２０〜３０℃、電流密度２〜５Ａ／ｄｍ2 の
条件でめっき処理することにより、Ｓｎよりなる被覆層
を形成した。
【００３１】なお、上記比較例４に係る被覆層は、一部
のすべり軸受のオーバーレイ層として、現在用いられて
いる合金層である。 （硬さの評価）上記実施例１〜１２及び比較例１〜４の
被覆層の硬さをマイクロビッカース硬度計により測定し
た。その結果を表６及び図１に示す。
のすべり軸受のオーバーレイ層として、現在用いられて
いる合金層である。 （硬さの評価）上記実施例１〜１２及び比較例１〜４の
被覆層の硬さをマイクロビッカース硬度計により測定し
た。その結果を表６及び図１に示す。
【００３２】（摩擦摩耗特性の評価）上記実施例１〜１
２及び比較例１〜４の被覆層を摺動面に形成したφ７ｍ
ｍ×Ｌ１２ｍｍのピンよりなる試験片について、摩擦摩
耗試験を行った。その結果を表６及び図２、図４に示
す。なお、試験条件は以下のとおりである。 試験装置 ：ピンオンディスク試験機 すべり速度 ：０．５ｍ／ｓ 荷重 ：９Ｎ 潤滑 ：無潤滑（５×１０-2Ｔｏｒｒの真空中） 温度 ：室温 試験時間 ：３０分（但し、摩耗量が多くて３０分もたないものについて は、３０分摩耗を行ったものとして換算した。） 相手材 ：ディスクテストピース、ＳＵＳ４３０（硬さ：Ｈｖ２９０、 表面粗さ：０．５μｍＲｚ） （耐焼付き性の評価）上記実施例１〜１２及び比較例１
〜４の被覆層を摺動面に形成した３０ｍｍ×３０ｍｍ、
厚さ２ｍｍのプレート（摺動面３０ｍｍ×３０ｍｍ）よ
りなる試験片について、焼付き試験を行った。その結果
を表６及び図３に示す。なお、試験条件は以下のとおり
である。
２及び比較例１〜４の被覆層を摺動面に形成したφ７ｍ
ｍ×Ｌ１２ｍｍのピンよりなる試験片について、摩擦摩
耗試験を行った。その結果を表６及び図２、図４に示
す。なお、試験条件は以下のとおりである。 試験装置 ：ピンオンディスク試験機 すべり速度 ：０．５ｍ／ｓ 荷重 ：９Ｎ 潤滑 ：無潤滑（５×１０-2Ｔｏｒｒの真空中） 温度 ：室温 試験時間 ：３０分（但し、摩耗量が多くて３０分もたないものについて は、３０分摩耗を行ったものとして換算した。） 相手材 ：ディスクテストピース、ＳＵＳ４３０（硬さ：Ｈｖ２９０、 表面粗さ：０．５μｍＲｚ） （耐焼付き性の評価）上記実施例１〜１２及び比較例１
〜４の被覆層を摺動面に形成した３０ｍｍ×３０ｍｍ、
厚さ２ｍｍのプレート（摺動面３０ｍｍ×３０ｍｍ）よ
りなる試験片について、焼付き試験を行った。その結果
を表６及び図３に示す。なお、試験条件は以下のとおり
である。
【００３３】 試験装置 ：円筒×平板テストピーススラスト試験機 すべり速度 ：２．０ｍ／ｓ 荷重 ：ステップアップ漸増法（５ｋｇｆ／ステップ） 潤滑 ：５Ｗ−３０基油（油浴） 温度 ：室温〜なりゆき 試験時間 ：ステップアップ／５分毎 相手材 ：円筒テストピース、炭素鋼（Ｓ５０Ｃ、硬さ：Ｈｖ６００、 表面粗さ：０．８μｍＲｚ）
【００３４】
【表６】
【００３５】表６及び図１〜図４から明らかなように、
実施例１〜１２は、比較例１、２及び４と比べて硬さが
高くなっているが、比較例３（純Ａｇめっき）よりは硬
さが低くなっている。そして、実施例１〜１２は、硬さ
が高いわりに摩擦係数が低めで、実施例１〜１２の摩擦
係数は比較例のものと近い値を示している。また、比較
例１及び２のＰｂをベースにしたものでは、焼付き試験
中に被覆層が摩耗して低荷重で焼き付きに至るのに対
し、実施例１〜１２は全て比較例１及び２よりも優れた
耐焼付き性を示すとともに耐摩耗性も大幅に優れてい
た。
実施例１〜１２は、比較例１、２及び４と比べて硬さが
高くなっているが、比較例３（純Ａｇめっき）よりは硬
さが低くなっている。そして、実施例１〜１２は、硬さ
が高いわりに摩擦係数が低めで、実施例１〜１２の摩擦
係数は比較例のものと近い値を示している。また、比較
例１及び２のＰｂをベースにしたものでは、焼付き試験
中に被覆層が摩耗して低荷重で焼き付きに至るのに対
し、実施例１〜１２は全て比較例１及び２よりも優れた
耐焼付き性を示すとともに耐摩耗性も大幅に優れてい
た。
【００３６】また、純Ａｇめっきの比較例３では、オー
バーレイとしては非常に硬く、耐摩耗性には優れている
が、なじみ性が不十分なため焼付き荷重が低いのに対
し、実施例１〜１２ではなじみ性及び耐摩耗性の双方が
非常に高く、なじみ性及び耐摩耗性の両立が図られてい
た。 ［第２実施例］本実施例は本発明の摺動部材を内燃機関
用すべり軸受に適用したものである。
バーレイとしては非常に硬く、耐摩耗性には優れている
が、なじみ性が不十分なため焼付き荷重が低いのに対
し、実施例１〜１２ではなじみ性及び耐摩耗性の双方が
非常に高く、なじみ性及び耐摩耗性の両立が図られてい
た。 ［第２実施例］本実施例は本発明の摺動部材を内燃機関
用すべり軸受に適用したものである。
【００３７】図５に示すように、鋼製裏金１に、外径４
８ｍｍ、肉厚１．５ｍｍのＣｕ−Ｓｎ合金層（Ｃｕ：９
４．５重量％、Ｓｎ：５重量％）２をライニングしてな
る基材を準備した。この基材のＣｕ−Ｓｎ合金層２の表
面、すなわち相手材との摺動面に１．５μｍの厚さのＮ
ｉめっき層２’を形成した。なお、このときのめっき条
件は、めっき液：ワット浴、めっき液温度：５０℃、電
流密度：６Ａ／ｄｍ2である。
８ｍｍ、肉厚１．５ｍｍのＣｕ−Ｓｎ合金層（Ｃｕ：９
４．５重量％、Ｓｎ：５重量％）２をライニングしてな
る基材を準備した。この基材のＣｕ−Ｓｎ合金層２の表
面、すなわち相手材との摺動面に１．５μｍの厚さのＮ
ｉめっき層２’を形成した。なお、このときのめっき条
件は、めっき液：ワット浴、めっき液温度：５０℃、電
流密度：６Ａ／ｄｍ2である。
【００３８】そして、このＮｉめっき層２’の表面に、
前記第１実施例と同様の方法により被覆層３を形成し
て、すべり軸受を作製した。第１実施例で示した実施例
１〜１２及び比較例１〜４の被覆層を上記すべり軸受の
被覆層３に適用したものについて、軸受単体試験を行っ
た。その結果を図６に示す。なお、試験条件は以下のと
おりである。
前記第１実施例と同様の方法により被覆層３を形成し
て、すべり軸受を作製した。第１実施例で示した実施例
１〜１２及び比較例１〜４の被覆層を上記すべり軸受の
被覆層３に適用したものについて、軸受単体試験を行っ
た。その結果を図６に示す。なお、試験条件は以下のと
おりである。
【００３９】 試験装置 ：静荷重軸受試験機 回転数 ：５０００ｒｐｍ（周速：１２．５ｍ／ｓ） 潤滑油 ：ＳＡＥ１０Ｗ−３０ 給油量 ：０．１リットル／分 給油温度 ：１００℃ 相手材 ：炭素鋼（Ｓ５０Ｃ、Ｈｖ：６００、表面粗さ：０．８μｍＲ ｚ） 図６から明らかなように、すべり軸受の表面で相手材と
の摺動面に本発明に係る被覆層を形成することにより、
Ｐｂをベースとした比較例１及び２、純Ａｇの比較例３
並びに純Ｓｎの４よりも優れた軸受性能（焼付き特性）
を発揮させることができた。
の摺動面に本発明に係る被覆層を形成することにより、
Ｐｂをベースとした比較例１及び２、純Ａｇの比較例３
並びに純Ｓｎの４よりも優れた軸受性能（焼付き特性）
を発揮させることができた。
【００４０】また、純Ａｇの比較例３では、なじみ性が
悪く、所定の試験条件に達する前に焼付きが発生し、試
験できなかったものがあった（図６にはうまく試験でき
たもののデータを示す）のに対し、本実施例では試験初
期に焼付きが発生するものは無かった。なお、上記実施
例では、電気めっきにより被覆層を形成した場合の結果
を示したが、ＰＶＤ等の気相めっき法で被覆層を形成し
た場合も同様の結果が得られることを確認した。
悪く、所定の試験条件に達する前に焼付きが発生し、試
験できなかったものがあった（図６にはうまく試験でき
たもののデータを示す）のに対し、本実施例では試験初
期に焼付きが発生するものは無かった。なお、上記実施
例では、電気めっきにより被覆層を形成した場合の結果
を示したが、ＰＶＤ等の気相めっき法で被覆層を形成し
た場合も同様の結果が得られることを確認した。
【００４１】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の摺動部材
は、摺動面にＰｂを含有しないものであるが、摺動面に
Ｐｂ含有するものと同等以上の摺動特性を発揮すること
ができる。
は、摺動面にＰｂを含有しないものであるが、摺動面に
Ｐｂ含有するものと同等以上の摺動特性を発揮すること
ができる。
【図１】第１実施例に係り、被覆層の硬さの測定結果を
示す棒グラフである。
示す棒グラフである。
【図２】第１実施例に係り、被覆層の摩擦係数の評価結
果を示す棒グラフである。
果を示す棒グラフである。
【図３】第１実施例に係り、被覆層の耐焼付き性の評価
結果を示す棒グラフである。
結果を示す棒グラフである。
【図４】第１実施例に係り、被覆層の耐摩耗性の評価結
果を示す棒グラフである。
果を示す棒グラフである。
【図５】第２実施例に係り、すべり軸受の一部断面図で
ある。
ある。
【図６】第２実施例に係り、被覆層の耐焼付き性の評価
結果を示す棒グラフである。
結果を示す棒グラフである。
１…鋼製裏金、２…Ｃｕ−Ｓｎ合金層、２’…Ｎｉめっ
き層、３…被覆層
き層、３…被覆層
フロントページの続き (72)発明者 不破 良雄 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 志村 好男 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 堀田 滋 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１株式会社豊田中央研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】 基材と、該基材の表面で相手材との摺動
面に形成された被覆層とからなる摺動部材において、 上記被覆層は、Ｓｎ、Ｂｉ及びＩｎよりなる群から選ば
れる少なくとも一種を含有し、残部が実質的にＡｇ及び
不可避不純物よりなることを特徴とする摺動部材。 - 【請求項２】前記被覆層中に含まれるＳｎの量は２〜５
０重量％であることを特徴とする請求項１記載の摺動部
材。 - 【請求項３】前記被覆層中に含まれるＢｉの量は５〜５
０重量％であることを特徴とする請求項１記載の摺動部
材。 - 【請求項４】前記被覆層中に含まれるＩｎの量は２〜２
８重量％であることを特徴とする請求項１記載の摺動部
材。 - 【請求項５】前記被覆層中に含まれるＳｎ、Ｂｉ及びＩ
ｎの量は、合計で４〜５０重量％で、Ｓｎが２〜２０重
量％、Ｂｉが５〜２０重量％、Ｉｎが２〜１０重量％で
あることを特徴とする請求項１記載の摺動部材。 - 【請求項６】前記被覆層は、前記基材の表面をめっき処
理することにより形成されためっき皮膜であることを特
徴とする請求項１記載の摺動部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06343798A JP3570607B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 摺動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06343798A JP3570607B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 摺動部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11257355A true JPH11257355A (ja) | 1999-09-21 |
| JP3570607B2 JP3570607B2 (ja) | 2004-09-29 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06343798A Expired - Fee Related JP3570607B2 (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 摺動部材 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003074763A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Kawasaki Steel Corp | 油井鋼管用継手 |
| WO2004053861A1 (ja) * | 2002-12-10 | 2004-06-24 | Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K. | 光記録媒体の反射膜用の銀合金 |
| WO2004063426A1 (ja) * | 2003-01-16 | 2004-07-29 | Chuetsu Metal Works Co., Ltd. | 摺動機能を有するめっき皮膜とその被覆物品 |
| JP2006266445A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Daido Metal Co Ltd | 摺動部材 |
| JP2007501919A (ja) * | 2003-08-12 | 2007-02-01 | フエデラル―モーグル・ウイースバーデン・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング | 軸受け用積層複合体材料、その製造および用途 |
| JP2007277720A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-25 | Miba Gleitlager Gmbh | 軸受要素用滑り層および軸受要素 |
| JP2008240785A (ja) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Daido Metal Co Ltd | 摺動部材 |
| JP2009138272A (ja) * | 2008-12-06 | 2009-06-25 | Taiho Kogyo Co Ltd | 耐焼付性に優れたすべり軸受 |
| JP2010222647A (ja) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Daido Metal Co Ltd | 摺動部材 |
| US7879453B2 (en) | 2003-10-08 | 2011-02-01 | Miba Gleitlager Gmbh | Alloy, in particular for a bearing coating |
| JP2011256415A (ja) * | 2010-06-07 | 2011-12-22 | Shinko Leadmikk Kk | 電子部品材 |
| CN102776467A (zh) * | 2012-08-10 | 2012-11-14 | 昆山乔锐金属制品有限公司 | 一种小孔径滑动轴承内表面涂层的制备方法 |
| WO2013108741A1 (ja) * | 2012-01-18 | 2013-07-25 | 大同メタル工業株式会社 | 摺動部材 |
| CN103557233A (zh) * | 2013-10-31 | 2014-02-05 | 湖南崇德工业科技有限公司 | 一种具有结合层的巴氏合金轴承瓦块 |
| US9708692B2 (en) | 2008-04-07 | 2017-07-18 | Miba Gleitlager Austria Gmbh | Sliding bearing |
| CN114016017A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-02-08 | 山东大学 | 一种铸铁表面激光熔覆铜合金的方法及防爆叶轮表面结构 |
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|---|---|---|---|---|
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| CN102424996A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-04-25 | 广东韶配动力机械有限公司 | 一种高承载能力轴瓦的制备方法 |
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1998
- 1998-03-13 JP JP06343798A patent/JP3570607B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP4680446B2 (ja) * | 2001-08-31 | 2011-05-11 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 油井鋼管用継手 |
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| US7879453B2 (en) | 2003-10-08 | 2011-02-01 | Miba Gleitlager Gmbh | Alloy, in particular for a bearing coating |
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| JP2006266445A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Daido Metal Co Ltd | 摺動部材 |
| JP2007277720A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-25 | Miba Gleitlager Gmbh | 軸受要素用滑り層および軸受要素 |
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| DE202013012215U1 (de) | 2012-01-18 | 2015-09-02 | Daido Metal Company Ltd. | Gleitelement |
| GB2528483A (en) * | 2012-01-18 | 2016-01-27 | Daido Metal Co | Sliding member |
| CN102776467A (zh) * | 2012-08-10 | 2012-11-14 | 昆山乔锐金属制品有限公司 | 一种小孔径滑动轴承内表面涂层的制备方法 |
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