JPS61186499A

JPS61186499A - 平軸受

Info

Publication number: JPS61186499A
Application number: JP2789485A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Imai; 清今井
Original assignee: NDC Co Ltd; Nippon Dia Clevite Co Ltd
Current assignee: NDC Co Ltd; Nippon Dia Clevite Co Ltd
Priority date: 1985-02-14
Filing date: 1985-02-14
Publication date: 1986-08-20
Also published as: JPH0220718B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〈発明の目的〉産業上の利用分野本発明は平軸受に係り、詳しくは、近年の内燃機関の出
力増大による潤滑油の温度上昇および高温における潤滑
油の酸化等によって生成する有機酸の増大等の条件下で
十分に性能を発揮する平軸受に係る。

従来の技術従来、内燃機関に使用されている軸受メタルは半別状若
しくは円筒状の鋼を裏金とし、これに銅系若しくはアル
ミニウム系の軸受台金を複層化したものである。これら
高荷重用軸受として開発された銅−鉛軸受合金、ブロン
ズ軸受合金およびアルミニウム軸受合金等は耐荷重性は
優れているが、軸受台金に必要なその他の特性、すなわ
ち、耐焼付性、埋収性、なじみ性等においては問題があ
り、この解決のために埋収性、なじみ性を備えた金属を
軸受台金の上にオーバレイする必要がある。例えば、従
来の自動車用軸受では裏金上に中間層とじて銅またはア
ルミニウム合金を焼結、鋳造または圧接等の方法によっ
て密着させ、更に、その上に厚さ１０〜３０μのオーバ
レイ圓を施した３＠軸受が使用されている。このオーバ
レイ層は軸受の耐荷重性、耐摩耗性、なじみ性および異
物の埋収性向上の効果があり、オーバレイの組成として
は従来から、Ｐｂ　−Ｓｎ系、Ｐｂ−３ｎ−３ｂ系、Ｐ
ｂ　−Ｓｎ　−Ｃｕ系、ｐｂ−ｓｎ−ｔｎ系等が知られ
、特に、米国特許２６０５１４９号によって開示された
鉛８５〜９５％、錫８〜１２％、銅２〜３％のＰｂ−８
ｎ−Ｃｕ系オーバレイが最も多く使用されている。この
オーバレイ中の鉛は軸受とチ゛１２−ナルとのなじみ性
および潤滑油中の異物の埋収性を向上し、錫は耐食性を
良くし、銅は耐疲労性向上の役割を果している。

しかし、近年、内燃機関の出力が大きくなり、潤滑油の
温度が上昇するにつれ、オーバレイが軟化し、耐摩耗性
が悪くなる傾向にあり、更に、高温によって潤滑油の酸
化が促進されて有機酸等の腐食性生成物が生成し、オー
バレイを腐食する問題があるため、これらの改良された
オーバレイの開発が求められている。

発明が解決しようとする問題点本発明はこれらの問題点を解決することを目的とし、具
体的には、従来のオーバレイに亜鉛または亜鉛とインジ
ウムを加えることによってオーバレイの耐熱性を向上さ
せ、高温においても耐摩耗性が低下せず、また、耐食性
も良好なオーバレイを提供することを目的とする。

〈発明の構成〉問題点を解決するための手段ならびにその作用本発明は、内燃機関に用いられる平軸受の基体の表面に
亜鉛０．５〜１０％を含み、更に、錫０．５〜２５％、
銅０．１〜５％、アンチモン０．１〜５％、砒素０．１
〜５％若しくはインジウム０．１〜１０％より成る群の
うち少なくとも１種を含有し、残余が実質的に鉛よりな
るオーバレイ層が形成されて成ることを特徴とする。

以下、図面により本発明の詳細な説明する。

第１図（ａ）および（ｂ）は本発明平軸受の一例を示す
斜視図および矢視Ａ−Ａ方向の断面図、第２図は本発明
品および従来品平軸受の温度による硬度変化を示すグラ
フ、第３図は従来品に対する本発明品の腐食比を示すグ
ラフ、第４図は本発明品および従来品の腐食量、摩耗量
、疲労強度を示すグラフである。

第１図において符号１は裏金、２は銅またはアルミニウ
ム合金層、３はニッケルメッキ層、４はオーバレイ層を
示す。

本発明は従来のＰｂ　−Ｓｎ系、Ｐｂ−３ｎ−８ｂ系、
ｐｂ−Ｓｎ　−Ｃｕ系オーバレイに亜鉛または亜鉛とイ
ンジウムを加える口とにより耐熱性を向上させ、高温で
も耐摩耗性が低下せず、更に、耐食性の良好なオーバレ
イを得るものであるが、従来のオーバレイに亜鉛または
亜鉛とインジウムを含有させるためには、メッキ液中に
これらの金属の化合物を添加し、他の成分と同時に軸受
台金層上に析出させることは技術的に非常に困難である
。従って、本発明では従来のオーバレイの上に所望成分
のオーバレイが得られるように亜鉛または亜鉛とインジ
ウムを別々に電気メッキし、メッキ後、１００〜１５０
℃の温度で約２時間加熱し、従来のオーバレイ中に相互
拡散させることにより解決した。

このようにすると、１ｎ−３ｎ％Ｉｎ−Ｐｂの親和性が
良いので加熱により相互拡散して従来のオーバレイ中に
均一に拡散し、所望成分を含むオーバレイが得られる。

次に、本発明オーバレイ中の各元素の役割および添加量
について説明すると、錫は鉛の耐食性、耐摩耗性を向上
させるが、添加量５％以下では効果がないが、インジウ
ムが存在する時には０．５％まで低下させることができ
る。また、添加量２０％以上では、高温での硬度が低下
し耐摩耗性が低下する。また、銅、アンチモンおよび砒
素は何れも錫と結合し、金属間化合物として船中に存在
するが、これら金属間化合物は硬く、脆い性質上、耐摩
耗性、耐疲労性についての添加効果は優れているが３〜
５％が限度で、５％以上添加すると逆に耐疲労強度が低
下して運転寿命が低下し、更に、銅の場合は耐食性も低
下する。また、これらは０．１％以下の添加では効果が
無い。　上記のようにＰｂ−３ｎを基本とするオーバレ
イ上に亜鉛をメッキし熱処理によって拡゛敗させると亜
鉛は錫とは金属間化合物を生成せず安定して船中に拡散
させることができる。

この場合、亜鉛の船中への拡散は錫の含有量に依存し、
本発明の錫含有量の限度２５％においては亜鉛は最大１
０％を拡散させることが耐疲労強度に対して良好な結果
が得られ、また、０．５％以下では効果が無い。従って
、亜鉛の添加量は０．５・〜１０％が好ましい。また、
インジウムは鉛の耐食性向上に効果があることは古くか
ら知られていたが、高価であることが障害となっていた
。しかし、内燃機関の高出力化により潤滑油の温度上昇
が著しくなった現在では錫の含有量の少ない場合の必須
成分として考えられるようになった。インジウムの添加
量については一般にインジウムは化学的耐食性を高める
が、０．１％以下では効果が無く、また、１０％以上添
加すると耐摩耗性が低下するので０．１〜１０％が好ま
しい。

実施例以下、実施例により更に説明する。

実施例１゜まず、軸受台金を一般の電気メッキの場合と同様に脱脂
および酸洗を行なった後、１．０〜２．０μ厚のニッケ
ルメッキを行なう。このニッケル゛　メッキの役割は銅
系軸受合金の場合、内燃機関の運転時にオーバレイ中の
錫が中間層の銅合金中に拡散し、オーバレイの耐食性が
低下するのを防止するためである。

このメッキの上に下記浴組成（Ａ）のメッキ浴および電
流密度で鉛７７〜９３％、錫５〜２５％、銅１．５〜３
．５％を含有するオーバレイを電気メッキする。

電流密度　１．０〜３．ＯＡ／ｄｍ２次に、この上に浴組成（Ｂ）で亜鉛メッキを行なう。

亜鉛メッキ後の平軸受は裏金−銅合金−ニッケルー従来
のオーバレイ−亜鉛の５層からなり、この５層からなる
平軸受を１００〜１５０℃で２時間加熱すると、亜鉛メ
ッキ■が下地のオーバレイ層と相互に拡散し、以下の組
成の新オーバレイ層が得られる。

実施例２゜実施例１と同様のＰｂ　−Ｓｎ　−Ｃｕ系オーバレイメ
ッキの上に下記浴組成（Ｃ）および電流密度でインジウ
ムメッキを行なう。

電流密度　１゜Ｏ〜３．ＯＡ／ｄｉ２次に、実施例１と同様な条件で亜鉛メッキを行ない、１
００〜１５０℃で２時間加熱し、各メッキ■を相互拡散
させることにより以下の組成の新オーバレイが得られる
。

実施例３゜実施例１の浴組成（Ａ）から銅成分を除き、同様な条件
で、鉛７５〜９５％、錫５・〜２５％のオーバレイメッ
キを行なった後、浴組成（Ｂ）の条件で亜鉛メッキを行
なう。

次に、１００〜１５０℃の温度で２時間加熱し、亜鉛を
下地のオーバレイメッキ層に相互拡散させることにより
、以下の組成の新オーバレイが得られる。

実施例４゜実施例１と同様に軸受台金にニッケルメッキを行なった
後、実施例１の浴組成（Ａ）に硼弗化砒素２．０〜４．
０（Ｊ／ｌを加えた浴組成中でメッキを行ない、鉛６８
．５〜９０９５％、錫５〜２５％、銅２．５〜３．５％
、砒素２．０〜３．０％のオーバレイメッキを得、更に
、その上に浴組成（Ｂ）によって亜鉛メッキを行ない実
施例１と同様に加熱して相互拡散させる口とにより、以
下の組成の新オーバレイが得られる。

実施例５゜前記実施例１〜３の方法によって得られた第１表に示す
各組成の本発明オーバレイ及び従来のＰｂ　−Ｓｎ　−
Ｃｕ系オーバレイについて常温〜２００℃における硬度
変化を測定した結果を第２図に、また、従来例を１００
とした場合の本発明オーバレイの腐食比を第３図に示す
。

第　　１　　表すなわち、第２図において本発明品（ロ）〜（ニ）は従
来品（イ）に較べ高；Ｂにおいても硬度低下が少なく、
従って、耐摩耗性の低下も少ないことが分る。

また、第３図において本発明品は従来品に較べ耐食性は
大巾に改良されている口とを示している。

実施例６゜実施例１〜４の方法によって得られた第２表の成分組成
よりなる１０種類（本発明品７種類、従来品３種類）に
ついて下記試験条件により腐食量、摩耗恐および疲労強
度を測定した結果を第４同第　　２　　表第４図において本発明品は従来品に較べて耐食性、耐摩
耗性および疲労強度が大巾に改良されていることが分る
。

なお、試験条件は以下の通りである。

ａ）腐食液・・・・・・ＳＨＥ　１０（不含抑制剤）に
オレイン酸１％添加（１２１℃×５０時間）ｂ）摩耗量・・・・・・試験機アンダーウッドテストマ
シン、荷重５６０ｋｇｒ／ｃ１２、回転数３５０Ｏｒ、
ｐ、ｍ、オーバレイ厚０．０２０閣、軸受背面温度１７
５℃、潤滑油ＳＡＥ　２０１４０、時間１００時間Ｇ）疲労強度・
・・試験機アンダーウッドテストマシン、荷重５６０ｋ
ｑｆ／ＣＩ２、回転数３５０Ｏｒ、　ｏ、　ｍ　、オー
バレイ厚０．０２０順、軸受背面温度１７５℃、潤滑油ＳＡＥ　２０ｗ−４０〈発明の効果〉以上詳しく説明したように、従来のオーバレイ層に亜鉛
または亜鉛とインジウムを加えることによって第２〜４
図に示すように耐食性、耐摩耗性および疲労強度が大巾
に改良され、近年の内燃機関の出力増大による潤滑油の
温度上昇および高温における潤滑油の酸化により生成す
る有機酸等の増大等に十分に対応できる新しいオーバレ
イ層を備えた平軸受が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は本発明平軸受の一例を示す
斜視図および矢視Ａ−Ａ方向の断面図、第２図は本発明
品および従来品の平軸受の温度による硬度変化を示すグ
ラフ、第３図は従来品に対する本発明品の腐食比を示す
グラフ、第４図は本発明品および従来品の腐食量、摩耗
量、疲労強度を示すグラフである。符号１・・・・・・裏金２・・・・・・銅またはアルミニウム合金層３・・・・
・・ニッケルメッキ層４・・・・・・オーバレイ層特許出願人　工ヌデーシー株式会社代　　理　　人　　弁理士　　松　　下　　義　　勝弁
護士　副　島　文　雄に更　　　屋

Claims

【特許請求の範囲】

内燃機関に用いられる平軸受の基体の表面に亜鉛０．５
〜１０％を含み、更に、錫０．５〜２５％、銅０．１〜
５％、アンチモン０．１〜５％、砒素０．１〜５％若し
くはインジウム０．１〜１０％より成る群のうち少なく
とも１種を含有し、残余が実質的に鉛よりなるオーバレ
イ層が形成されて成ることを特徴とする平軸受。