JPH11325077A - 複層摺動材 - Google Patents

複層摺動材

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JPH11325077A
JPH11325077A JP10148376A JP14837698A JPH11325077A JP H11325077 A JPH11325077 A JP H11325077A JP 10148376 A JP10148376 A JP 10148376A JP 14837698 A JP14837698 A JP 14837698A JP H11325077 A JPH11325077 A JP H11325077A
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layer
resin
alloy
thickness
alloy layer
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JP10148376A
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Hideo Tsuji
秀雄 辻
Hideo Ishikawa
日出夫 石川
Takayuki Shibayama
隆之 柴山
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Daido Metal Co Ltd
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Daido Metal Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 相手材に対するアタック性が少なく耐摩耗性
に優れるとともに、特に非焼付性に優れる複層樹脂摺動
材とする。 【解決手段】 裏金１と、裏金１に形成したＣｕ合金層
２と、Ｃｕ合金層２上に形成した厚さ３〜５０μｍのＡ
ｇ層３と、Ａｇ層３上に形成した厚さ２〜２０μｍの熱
硬化性の樹脂樹脂層４とより構成する。この構成によ
り、非焼付性に優れた複層摺動材とすることができる。
特に、樹脂層４が摩滅してＣｕ合金層２が露出してもＡ
ｇ層３によって非焼付性を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、軸受などとして
用いられる複層摺動材に関する。
【０００２】
【従来の技術】裏金上にＣｕ合金層を形成した軸受は、
広く使用され、特に内燃機関用としてＣｕ合金層上にＮ
ｉなどのダム層を形成した上にＰｂ系やＳｎ系のオーバ
ーレイを設けたものが知られている。このダム層は、使
用時に高温になって、オーバーレイ中の成分であるＳｎ
やＩｎなどがＣｕ合金層に拡散して、オーバーレイの耐
腐食性や耐摩耗性が低下するために、これらの拡散をダ
ム層によって防止するものである。
【０００３】しかし、オーバーレイが摩耗すると硬質の
ダム層が露出して、焼付を生じることがあった。このた
め、本出願人による特開平１−３１６５１４号では、図
２に示すように、裏金１上に設けたＣｕ合金層２と鉛基
合金層（オーバレイ）４ａとの中間に軟らかい銀合金層
３を３〜５０μｍの厚さに形成した摺動材を提案してい
る。これにより、鉛基合金層４ａ中のＳｎやＩｎなどが
Ｃｕ合金層に拡散することが防止できるとしている。
【０００４】また、特開平９ー７９２６２号には、裏金
１上に設けたＣｕ合金層２上に３０〜９０重量％のＭｏ
Ｓ2、ＷＳ2、ｈ−ＢＮ、グラファイトなどの固体潤滑剤
に１０〜７０重量％のポリイミド系樹脂、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂よりなる樹脂層
４からなるすべり軸受が開示されている。これにより、
耐疲労性と耐荷重性を高めることができるとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】近年の内燃機関の高出
力及び高回転により軸受などの摺動材は更に過酷な条件
で使用されるようになっている。また、特開平９ー７９
２６２号に開示された摺動材では、熱硬化性の樹脂層４
を直接Ｃｕ合金層２上に設けているために、樹脂層４が
摩滅してＣｕ合金層２が露出すると非焼付性が急激に低
下するなどの課題を有している。また、環境への配慮か
ら、鉛の使用を敬遠する傾向が高まり、鉛を含有しない
摺動材の開発も望まれている。
【０００６】そこで、この発明では、相手材に対するア
タック性が少なく耐摩耗性に優れるとともに、特に非焼
付性に優れる複層樹脂摺動材とすることを第１の目的と
している。また第２の目的として、鉛を含有しなくて
も、非焼付性に優れる複層摺動材とすることを目的とし
ている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、裏
金と、裏金に形成したＣｕ合金層と、Ｃｕ合金層上に形
成した厚さ３〜５０μｍのＡｇ層と、Ａｇ層上に形成し
た厚さ２〜２０μｍの樹脂層とよりなる。Ｃｕ合金層
は、Ｃｕをベースにした公知の摺動合金を使用すること
ができ、２５重量％以下のＰｂ、１０重量％以下のＳ
ｎ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｎ等を含んだものである。具体的に
は、例えばＣｕー２３Ｐｂー３．５Ｓｎ、Ｃｕー１５Ｐ
ｂー３Ｓｎなどを挙げることができる。また特にＰｂを
含んでいないＣｕ合金層としては、Ｃｕー６ＳｎやＣｕ
ー１１Ｓｎ−３Ｎｉなどを挙げることができる。これら
は耐荷重性や耐摩耗性などの目的に応じて適宜選択する
ことができる。
【０００８】Ａｇ層は、純銀の他、Ｓｂ、Ｐｄ、Ｃｕ、
Ｐｂなどの合金を使用することができる。例えば自動車
用エンジンでは、回転数が高くなり、これに伴って、エ
ンジンオイルも１８０°Ｃ程度まで高まることもある。
このため、軸受表面で発生する摩擦熱を放散する作用が
重要になるが、Ａｇは極めて熱伝導度が高いために、速
やかに熱を放散することができる。Ａｇ層の厚さが３μ
ｍ未満では、熱放散作用が十分でなく、樹脂層が高温化
して非焼付性が低下する。また、Ａｇ層を厚くすると熱
の放散性は高まるが、高価であることやめっき費用など
の経済的な理由から５０μｍ以下とする。望ましくは５
〜２０μｍである。また、ＡｇにＳｂ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｐ
ｂなどを２〜１０重量％添加することにより、耐摩耗性
が向上する（請求項２、３）。
【０００９】樹脂層は、公知の摺動材用樹脂を目的に応
じて使用することができる。例えば、フルオロカーボン
重合体（ＰＴＦＥなど）、アリレンサルファイド樹脂
（ＰＰＳなど）、芳香族ポリエーテルケトン樹脂（ＰＥ
ＥＫなど）などの熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂、ま
た、これらの樹脂を混合した混合樹脂などである。特
に、ポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）などの熱硬化性樹
脂は、加熱することによって硬化させることができるた
めに製造上望ましい。
【００１０】またさらに、これら樹脂に黒鉛や二硫化モ
リブデンなどの公知の固体潤滑剤を添加して、摩擦係数
を改善することができる。なお、樹脂層の厚さは２〜２
０μｍとする。２μｍ未満では、十分な初期なじみ性や
非焼付性が得られない。また樹脂層の厚さが厚くなると
熱放散性が低下するため、この両者のバランスから、２
〜２０μｍとする。特に、５〜１０μｍが望ましい。
【００１１】また、Ｃｕ合金層およびＡｇ層にＰｂを含
有していないことによって、Ｐｂフリーの摺動材とする
ことができ、環境にやさしい摺動材とすることができる
（請求項３）。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明で
は、裏金と、裏金に形成したＣｕ合金層と、Ｃｕ合金層
上に形成した厚さ３〜５０μｍのＡｇ層と、Ａｇ層上に
形成した厚さ２〜２０μｍの樹脂層とを設けていること
によって、非焼付性に優れた複層摺動材とすることがで
きる。請求項２では、請求項１の発明において、Ａｇ層
を純銀またはＡｇ合金から形成することができる。Ａｇ
合金とすることにより、耐摩耗性を高めることができ
る。請求項３の発明では、請求項１〜２の発明におい
て、Ｃｕ合金層およびＡｇ層には、Ｐｂを含有していな
くても、相手材に対するアタック性が少なく耐摩耗性に
優れた複層摺動材とすることができる。請求項４の発明
では、樹脂層は、熱硬化性樹脂と固体潤滑剤の混合物か
らなることによって、相手材に対するアタック性が少な
く非焼付性に優れた複層樹脂摺動材とすることができ
る。請求項５の発明では、請求項１〜４記載の複層摺動
材によって軸受を構成することによって非焼付性に優れ
た効果を奏する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を比較例
とともに説明する。この発明の効果を知るために、図１
に示す実施例１〜８及び比較例１〜６の試験試料を製作
した。まず、鋼板からなる裏金１上に、Ｃｕ−１１Ｓｎ
ー３ＮｉからなるＣｕ合金層２を焼結、圧延した後に、
成形して厚さ１．５ｍｍの軸受を形成した。このＣｕ合
金層２上に、ＡｇまたはＡｇ−ＳｂのＡｇ層３をシアン
浴を用いた湿式電気めっき法によって形成し、表１に示
す組成及び厚さとした。さらにこのＡｇ層３上に樹脂層
４を形成した。樹脂層４は、熱硬化性のポリアミドイミ
ド樹脂（ＰＡＩ）に、固体潤滑剤として二硫化モリブデ
ン（ＭOＳ2）を混合して使用した。これらに有機溶媒を
加えた混合物を、エアスプレーによりＡｇ層３上に吹付
け、その後３０分間２５０°Ｃで加熱、硬化して樹脂層
４を形成した。これらによって、表１に示す組成の及び
厚さからなる半割軸受の試験試料を得た。 なお、実施
例３、４および比較例１では、樹脂としてエポキシ樹脂
を使用した。
【００１４】
【表１】
【００１５】次に、焼付試験を行なった。試験は表２に
示す条件で行ない、その結果を表１に示す。
【００１６】
【表２】
【００１７】この焼付試験の結果、図１に示す構成とし
た実施例１〜８においては、８０〜９５Ｍｐａの範囲の
高い非焼付性を示した。一方、Ａｇ層３の厚さが１μｍ
の比較例４では、５０〜６０Ｍｐａと低かった。Ａｇ層
３の厚さが５μｍで、樹脂層４を３０μｍとした比較例
５では５０〜５５Ｍｐａ、およびＡｇ層の厚さが１０μ
ｍで、樹脂層を１μｍとした比較例６においても５５〜
６０Ｍｐａと低い最大焼付荷重を示した。また、図３に
示すＣｕ合金層２に直接樹脂層４を形成した比較例１〜
３では、５０〜６５Ｍｐａで焼付を生じ、Ａｇ層３を設
けた本実施例が非焼付性に優れていることが示めされ
た。
【図面の簡単な説明】
【図１】 複層摺動材の一部の拡大断面図
【図２】 従来例の複層摺動材を示す一部の拡大断面図
【図３】 他の従来例の複層摺動材を示す一部の拡大断
面図
【符号の説明】
１…裏金 ２…Ｃｕ合金層 ３…Ａｇ層 ４…樹脂層

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 裏金と、該裏金に形成したＣｕ合金層
    と、該Ｃｕ合金層上に形成した厚さ３〜５０μｍのＡｇ
    層と、該Ａｇ層上に形成した厚さ２〜２０μｍの樹脂層
    と、よりなることを特徴とする複層摺動材。
  2. 【請求項２】Ａｇ層は、純銀または銀合金からなること
    を特徴とする請求項１記載の複層摺動材。
  3. 【請求項３】Ｃｕ合金層およびＡｇ層は、Ｐｂを含有し
    ていないことを特徴とする請求項１、２記載の複層摺動
    材。
  4. 【請求項４】樹脂層は、樹脂と固体潤滑剤の混合物から
    なることを特徴とする請求項１〜３記載の複層摺動材。
  5. 【請求項５】請求項１〜４記載の複層摺動材から構成さ
    れている半割軸受。
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