KR101558466B1 - 슬라이딩 부재 및 슬라이딩 부재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

Bi기의 오버레이층을 구비한 것으로서 내 소부성의 향상을 한층 더 도모한다. 슬라이딩 부재(11)는 기재(12)상에 Bi 또는 Bi 합금으로 이루어지는 오버레이층(13)을 구비하고 있다. 오버레이층(13)의 표면부(최고 표면)에 산화 비스무트가 산재된 산화물층(16)을 마련한다. 산화물층(16) 중 산화 비스무트의 함유량은 산소농도로서 0.5질량%이상, 8.0질량%이하로 한다. 오버레이층(13)을 구성하는 Bi 또는 Bi 합금 결정의 주배향면의 배향지수를 50%이상으로 한다. 산화물층(16) 중 산화 비스무트의 결정의 주배향면을 (220)면 또는 (210)면으로 한다.

Description

슬라이딩 부재 및 슬라이딩 부재의 제조방법 {SLIDE MEMBER AND METHOD OF MANUFACTURING SLIDE MEMBER}

본 발명은 기재(基材) 상에 Bi기(基)의 오버레이층을 구비한 슬라이딩 부재 및 슬라이딩(摺動) 부재의 제조 방법에 관한 것이다.

예를 들면, 자동차의 엔진으로 이용되는 미끄럼 베어링 등의 슬라이딩 부재는 백메탈층(裏金層) 위에 마련된 예컨대 구리 합금과 같은 베어링 합금층 위에 내 피로성 및 내(耐) 소부성(燒付性)을 향상시키기 위한 오버레이층을 구비하고 있다. 상기 오버레이층의 재질로서는 종래에는 연질의 Pb 합금이 채용되고 있었으나, 최근 환경 부하가 큰 Pb를 대신하여 Bi 또는 Bi합금을 이용하는 것이 제안되고 있다(특허문헌 1~5 참조). 그런데, Bi는 비교적 무른 성질이 있으며, 그와 같은 무른 성질을 개선하기 위해 여러 가지 방법이 고려되고 있다.

즉, 특허문헌 1에서는, Bi로 이루어지는 오버레이층에 Sn, In, Ag 중 1종 이상을 첨가하여 합금화함으로써 슬라이딩 특성의 향상을 도모하도록 하고 있다. 또한, 특허문헌 2에서는, Bi 또는 Bi 합금을 채용한 오버레이층에 있어서 금속의 붕화물, 규화물, 산화물, 질화물 등의 경질 입자를 첨가함으로써 내마모성의 향상을 도모하게 한다. 특허문헌 3, 4에서는, 오버레이층의 Bi의 결정면을 특정한 배향으로 제어함으로써 슬라이딩 특성을 향상시키도록 하고 있다. 또한, 특허문헌 5에서는 오버레이층의 Bi의 석출 입자 밀도를 제어함으로써 내 피로성을 높이도록 한다.

일본특허공개공보 특개평11-50296호 일본특허공개공보 제2003-156046호 일본특허공개공보 제2001-20955호 일본특허공개공보 제2004-308883호 일본특허공개공보 제2003-156045호

상기와 같이 슬라이딩 부재의 오버레이 층에 Pb를 대신하여 Bi기(Bi 또는 Bi합금)을 이용하는 것에 있어서는, 슬라이딩 특성의 향상을 위해 여러 가지의 고안이 이루어지고 있다. 그러나, 엔진의 한층 더한 고성능화를 도모하려 하면, 연결봉(connecting rod) 등에 조립되는 슬라이딩 부재에 대해서는 더 가혹한 상황에 노출되게 된다. 그 때문에 슬라이딩 부재의 고성능화, 특히 내 소부성(燒付性)의 한층 더한 향상이 요구되는 것이다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 Bi기의 오버레이층을 구비한 것에 있어서, 내 소부성의 향상을 한층 더 도모할 수 있는 슬라이딩 부재를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 상기 내 소부성이 뛰어난 슬라이딩 부재를 제조하기에 적합한 슬라이딩 부재의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명자들은 슬라이딩 부재인 Bi기로 이루어진 오버레이 층에 있어서, 슬라이딩 특성, 특히 내 소부성의 향상을 위해 예의 연구를 거듭하였다. 그 결과, Bi기의 오버레이 층의 표면부에 산화물, 특히 산화 비스무트를 산재시키도록 마련함으로써 내 소부성의 향상을 도모할 수 있음을 알아내어 본 발명을 이룬 것이다.

즉, 본 발명의 슬라이딩 부재는, 기재상에 Bi 또는 Bi 합금으로 이루어진 오버레이 층을 구비한 슬라이딩 부재에 있어서 상기 오버레이 층의 표면부에는 산화물을 포함한 산화물층이 존재하고, 상기 산화물층 중 산화물인 산화 비스무트의 함유량은 산소 농도로서, 0.5질량%이상, 8.0질량%이하인 것에 특징을 갖는(청구항1의 발명).

슬라이딩 부재에서의 슬라이딩 면을 갖는 오버레이층의 표면부에, 비금속인 산화물, 특히 산화 비스무트를 포함한 산화물층을 마련함으로써, 사용 초기의 상대부재와의 사이에서의 마찰에 의한 발열이 억제된다. 이에 따라, 내 소부성의 향상을 도모할 수 있었던 것으로 생각된다. 이 경우, 산화 비스무트는 오버레이 층의 표면부(최고 표면)에만 존재하는 것이 중요하다. 가령, 오버레이층의 두께 방향의 내부까지 경질의 산화물이 존재하면, 그 산화물을 기점으로서 크랙 생성이 조장되게 되어 내 피로성이 악화된다. 그렇지만, 산화 비스무트가 오버레이층의 표면부(최고 표면)에만 존재함으로써 그와 같은 내 피로성 악화의 염려는 없다.

다만, 산화물은 단단하기 때문에 함유량이 너무 많아도 그에 따른 문제점을 초래하기 때문에 산화물층에서의 산화 비스무트의 함유량을 적당량으로 제한할 필요가 있다. 산화 비스무트의 함유량을 산소 농도로 0.5질량%이상 8.0질량%이하로 함으로써 양호한 내 소부성을 얻을 수 있었다. 산화 비스무트의 함유량이 8.0질량%을 초과하면, 순응성이 악화되기 때문에 상대부재와 국부 접촉 등에 의해 소위 오버레이 피로가 발생한다. 그러면, 양호한 유막 형성이 이루어지지 않고, 결국 내 소부성이 저하되어 버린다. 산화 비스무트의 함유량이, 0.5질량%미만에서는 상술한 초기 발열의 억제 효과를 얻지 못하게 된다. 더 바람직한 산화 비스무트의 함유량은 산소 농도로서 2.0질량%이상, 6.0질량%이하이다.

본 발명의 슬라이딩 부재의 산화물은, 오버레이층의 표면에서의 관찰 시야에 있어서, Bi₂0₃가 95면적%이상을 차지하는 산화물이 바람직하다. 산화 비스무트의 함유량이 적을수록 상기 표면부에서 산화 비스무트는 입상(粒狀) 분산 형태가 되기 t쉬우며, 많을수록 산화 비스무트는 막(膜) 형태가 되기 쉽다. 또한, 본 발명에 있어서는 EPMA(전자선 마이크로 아날라이저)를 이용하여 오버레이층의 표면으로부터 산소의 원소 농도를 화상(畵像)으로 취함으로써 표면의 산소 농도를 확인할 수 있다.

본 발명에 있어서, 기재(基材)란, 오버레이층을 마련하기 위한 구성물을 말한다. 예를 들면, 백메탈층(裏金層) 위에 베어링 합금 층을 마련한 것을 기재로서 그 베어링 합금층 위에 오버레이층을 마련할 수 있다. 또한, 그때 베어링 합금층과 오버레이층 사이에 예를 들면 접착층으로서의 중간층을 마련할 수도 있고, 이러한 경우에는 중간층도 포함해서 기재가 된다. 그 밖에, 기재로서의 백메탈 층 위에 직접적으로 오버레이층을 마련할 수도 있다. 상기 베어링 합금층으로서는, Al, Al합금, Cu, Cu합금 등을 채용할 수 있다. 상기 중간층으로서는 Ag, Ag합금, Ni, Ni합금, Co, Co합금, Cu, Cu합금 등을 채용할 수 있다.

또한, 상기 오버레이층은 순수 Bi 또는 Bi 합금 중 어느 것으로 구성될 수 있으며, 그것들 전체를 포함하는 개념이다. 본 발명에서의 오버레이층은 표면의 산화물층을 제외하고, Bi 또는 Bi합금으로 균질의 조성으로 구성된다. Bi합금으로서는, Bi-Cu합금, Bi-Sn합금, Bi-Sn-Cu합금을 채용할 수 있다.

본 발명에 있어서는 상기 오버레이 층 중, Bi 또는 Bi합금 결정의 주배향면(主配向面)을 배향지수(配向指數)가 50%이상이 되도록 구성할 수 있다(청구항 2의 발명).

여기에서 Bi 또는 Bi 합금은, 결정면을 밀러지수(h, k, 1)로 나타낼 수 있다. h, k, I는 정수로 나타낸다. 결정면의 X선 회절 강도를 R(h, k, i)로 했을 때, 「배향지수(%)={R(_h,k,1)÷∑R(_h,k,i)}×100(%)」로 나타낸다. 이 식에 있어서, 분자의 R(_h,k,1)은 배향지수를 구하는 면의 X선 회절 강도이며, 분모의 ∑R(_h,k,i)는 각 면의 X선 회절 강도의 총합이다. 주배향면이란 배향지수가 가장 큰 면을 말한다.

오버레이층의 표면부에 본 발명의 산화물층을 마련한 경우, 사용 시작 초기뿐만 아니라 사용중에 오버레이층의 마모가 진행된 경우에도 표면부에 존재해 있던 산화 비스무트가 오버레이층의 두께 방향으로 기어들어가서 표면부에 산화물이 잔존한다. 이에 따라, 산화물에 의한 내 소부성 향상의 효과를 계속적으로 얻을 수 있게 된다. 이 현상은 Bi 또는 Bi 합금 결정의 주배향면의 배향지수가 높을수록 일어나기 쉬우며, 배향지수를 50%이상으로 함으로써 내 소부성의 계속적인 효과가 뛰어난 것이 된다. 이는 오버레이층을 구성하는 결정의 주배향면의 배향지수가 높은 쪽이 결정의 연속성이 있으며, 입계(粒界)에 존재하는 산화물이 마모시에 입계를 따라 기어들어가기 쉬워져 산화물이 탈락하기 어려워지기 때문이라 할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서는, 상기 산화물층 중의 산화 비스무트 결정의 주배향면을, (220)면 또는 (201)면으로 함으로써 슬라이딩 특성을 한층 더 향상시킬 수수 있다. (청구항 3의 발명).

본 발명자들의 실험 연구에 따르면, 산화 비스무트 결정의 주배향면을 (220)면 또는 (201)면으로 함으로써 다른 면을 주배향면으로 한 경우에 비해 더 높은 슬라이딩 특성이 얻어졌다. 이 메카니즘에 관해서는 현시점에서는 충분히 밝혀지지 않았지만, 슬라이딩 면, 쌍정(雙晶)면에 의한 변형 능력 및 오버레이 층과의 연속성 등을 요인으로서 들 수 있다. 이 메커니즘에 대해서는 향후 한층 더 연구가 기대된다.

본 발명의 슬라이딩 부재의 제조방법은, 청구항 1에서 3 중 어느 한 항에 기재된 슬라이딩 부재를 제조하는 방법으로서, 상기 기재상에 Bi 또는 Bi합금을 도금하여 오버레이층을 형성하는 도금공정과, 상기 오버레이층의 표면에 수용성 기름을 부착시켜서 건조시킨 후, 90℃~130℃의 온도에서 30분에서 2시간의 열 처리를 시행함으로써 표면에 산화 비스무트를 생성시키는 산화 공정을 포함하는 것에서 특징을 갖는다(청구항 4의 발명).

본 제조방법에 따르면, 산화 공정에 있어서 오버레이층의 표면이 산화되어서 산화 비스무트가 생성되는 것이지만, 이때에 오버레이층의 표면에 수용성 기름을 부착시킨 뒤에 열 처리를 실행함으로써 표면부에 생성되는 산화물의 함유량을 조절할 수 있다. 이 경우, 수용성 기름을 부착시키지 않고 열처리를 행하면, 산화물의 생성 속도가 너무 빨라서 목적하는 산화물의 함유량을 쉽게 초과하여 내 소부성이 뛰어난 슬라이딩 부재의 제조는 곤란해진다.

본 발명에 따르면, Bi기의 오버레이층을 구비함으로써 내 소부성을 한층 더 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태를 나타내는 것으로 슬라이딩 부재의 구조를 모식적으로 나타낸 단면도이다.

이하, 본 발명을 예를 들면 자동차의 엔진의 크랭크 샤프트용 미끄럼 베어링에 적용한 실시형태에 관하여 도면을 참조하면서 설명한다. 나중에 게재될 표 1에서 나타내는 바와 같이 실시예 1~8은 본 실시형태와 관련된 슬라이딩 부재(미끄럼베어링)이며, 특허청구의 범위(청구항1)에 기재된 구성을 구비한다. 또한, 이들 실시예 1~8의 슬라이딩 부재는 특허청구의 범위(청구항4)에 기재된 대로 본 실시형태의 제조방법에 의해 제조된다.

도 1은 본 실시형태와 관련된 슬라이딩 부재(미끄럼 베어링)(11)의 구성을 개략적으로 나타내고 있다.

이 슬라이딩 부재(11)는 기재(12) 상에 Bi 또는 Bi합금으로 이루어지는 오버레이층(13)을 구비하고 있다. 상기 기재(12)는, 예를 들어 철강으로 이루어지는 백메탈층(14)과, 그 백메탈층의 상면(슬라이딩면 측)에 마련된 베어링 합금층(15)을 구비한다. 베어링 합금층(15)은, 예를 들면 Al, Al 합금, Cu, Cu 합금 등으로 이루어진다. 또한, 베어링 합금층(15)과 오버레이층(13) 사이에 오버레이층(13)과의 접착성이나 층간에서의 원자의 확산 방지 능력을 높이기 위한 중간층을 마련하도록 해도 좋다. 이 경우, 중간층으로서는 Ag, 혹은 Cu-5질량% Zn을 채용할 수 있다.

그리고, 오버레이층(13)의 표면부(최고 표면)에는 산화 비스무트가 산재된 산화물층(16)이 존재한다. 이때, 산화물층(16) 중의 산화 비스무트의 함유량은 산소 농도로서 0.5질량%이상 8.0질량%이하가 된다. 이 오버레이층(13)의 산화물층(16)이 도시되지 않은 크랭크 샤프트와 같은 상대 부재가 슬라이딩하는 슬라이딩 면이 된다. 슬라이딩 면, 특히 부하가 높은 부위에 있어서, 산화 비스무트가 치우쳐 존재하지 않는 것이 바람직하다.

또한, 상기 산소 농도의 측정에는 EPMA를 이용할 수 있다. 오버레이층(13)의 표면에서 EPMA으로 산소의 원소 농도를 화상으로 취하여서 산화물층(16)의 산소농도를 확인한다. 이 실시형태에서는 EPMA에서의 가속 전압은 15.0kv, 조사 전류는 3×10^-8A, 결정자는 LEDI, 피크 위치는 110.083mm, 형식은 JEOL-JXA8530F를 이용한다.

또한, 본 실시형태에서는, 후술되는 실시예5를 제외하고, 상기 오버레이 층(13)을 구성하는 Bi 또는 Bi 합금의 결정의 주배향면은 배향지수가 50%이상으로 되어 있다. 본 실시형태에서는 (202)면, 및 (012)면이 주배향면으로 되어 있다.

그리고 또한, 본 실시형태에서는, 후술되는 실시예 8을 제외하고, 산화물층(16) 중의 산화 비스무트의 결정의 주배향면이, (220)면 또는 (201)면으로 되어 있다. 또한, 주배향면이나 배향지수를 확인하려면, XRD(X선 회절 장치)를 이용하여 오버레이층(13)의 표면에서 X선 회절화 강도를 측정함으로써 수행할 수 있다.

상술한 슬라이딩 부재(11)는 다음과 같은 순서로 제조된다. 즉, 우선 강철로 이루어지는 백메탈층(14) 위에, Cu계 또는 Al계의 베어링 합금층(15)을 라이닝함으로써, 이른바 바이메탈로 이루어지는 기재(12)가 형성된다. 백메탈층(14) 및 베어링 합금층(15)으로 형성된 기재(12)는 반 원통 모양 또는 원통 모양으로 성형된다. 성형된 기재(12)는 베어링 합금층(15)의 표면에, 예를 들면 볼링 가공 또는 브로치 가공 등의 표면 마무리가 시행된다. 표면 마무리가 시행된 기재(12)는 전기 탈지 및 산에 의한 표면 세정이 이루어진다.

그리고, 상기 기재(12)(베어링 합금층(15)) 위에, Bi 또는 Bi 합금 도금에 의해 오버레이층(13)을 형성하는 도금 공정이 실행된다. 이 경우, 오버레이층(13)은 예를 들면 5㎛의 두께로 형성된다.

이어서, 상기 오버레이층(13)의 표면부에 산화 비스무트를 생성시키는 산화 공정이 실행된다. 이 산화공정에서는, 우선 상기 오버레이층(13)을 수용성 기름에 침지해서 오버레이층(13)의 표면에 수용성 기름을 부착시켜 건조시키는 공정이 수행된다. 이 경우, 수용성 기름으로서는 JX 닛코우 닛세이키 에너지 가부시키가이샤의 수용성 절삭유「유니소리블EM」을 사용하였다.

그 후, 상기 오버레이층(13)의 표면에 대해 90℃~130℃의 온도, 예를 들면 110℃에서 30분에서 2시간, 예를 들면 1시간의 열 처리가 시행된다. 이에 따라 오버레이층(13)의 표면에 산화 비스무트가 생성되고, 산화물층(16)이 형성되는 것이다. 또한, 열처리 온도나 조건에 관해서는 수용성 기름의 재질이나 농도 등에 의해 적절하게 변경할 필요가 있지만, 열 처리의 온도가 높아질수록, 또 시간이 길어질수록 산화물의 양(산소 농도)이 많아진다.

이상과 같이 구성된 본 실시예에 관련한 슬라이딩 부재(11)에 있어서는 오버레이층(13)의 표면부에 비금속인 산화 비스무트를 포함한 산화물층(16)을 마련함으로써, 사용 초기의 상대부재 사이에서의 마찰에 의한 발열을 억제할 수 있으며, 나아가서는 내 소부성의 향상을 도모할 수 있다. 게다가, 그때의 산화물층(16)에서의 산화 비스무트의 함유량을 산소 농도로서 0.5질량%이상 8.0질량%이하로 함으로써 양호한 내 소부성을 얻을 수 있다. 여기에서 오버레이층(13)의 두께 방향의 내부까지 산화 비스무트가 존재하면, 그 산화 비스무트를 기점으로서 크랙 생성이 조장되게 되어 내 피로성이 악화된다. 그런데, 산화 비스무트가 오버레이층(13)의 최고 표층의 산화물층(16)에만 존재함으로써 그와 같은 내 피로성의 악화 염려는 없다.

그런데, 본 발명자들은 실시형태의 슬라이딩 부재(11)에 관해서, 내 소부성을 확인하기 위한 소부 시험을 행하였다. 소부 시험을 행함에 있어서, 표 1에서 나타내는 바와 같이 본 발명을 구체화한 실시예1~8, 및 비교를 위한 비교예 9,10의 10종류의 시료를 제작하였다. 시료의 치수는 내경이 φ48mm, 폭 치수가 18mm이다. 표1에는 실시예 1~8 및 비교예 9, 10의 구성, 즉 산화물층의 산소 농도 및 산화 비스무트 결정의 주배향면, 오버레이층의 조성 그리고 주배향면 및 그 배향 지수를 시험 결과와 함께 나타내었다.

실시예 1~8에서는 산화물층의 산소 농도가 0.5질량% 이상 8.0질량% 이하로 되어 있다. 이에 대해 비교예 9, 10에서는 열 처리 시간을 짧게 혹은 길게 함으로써 산소 농도가 그 범위에서 벗어난 것이 된다. 즉, 비교예 9에서는 산소 농도가 0.3질량%로 낮고, 비교예 10에서는 산소 농도가 8.5질량%로 높아졌다. 또한, 열 처리를 시행하지 않은 것에서는 0.2질량%이었다. 또한, 실시예 1~6(및 비교예 9~10)에서는 산화 비스무트 결정의 주배향면이 (220)면이 되어 있는 것에 반해, 실시예 7에서는 (201)면이, 실시예 8에서는 (222)면이 된다.

그리고, 오버레이층에 관해서는, 실시예 4가 Bi-3% Sn합금, 실시예 7이 Bi-3% In합금으로 구성되어 있으며, 나머지 실시예 및 비교예 9,10에서는 순 Bi로 구성되어 있다. 오버레이층의 두께 치수는 모두 5㎛이다. 또한, 실시예 1, 실시예 6, 비교예 10에서는 오버레이층의 주배향면이 (012)면이 되고, 나머지 실시예 및 비교예 9에서는 오버레이층의 주배향면이 (202)면이 된다. 그리고, 주배향면의 배향지수는 실시예 5만이 비교적 작아져(38%) 있으며, 그 밖의 실시예, 비교예 9,10에서는 주배향면의 배향지수가 50%이상으로 되어있다.

소부(燒付)시험은 예를 들면 베어링 성능 시험기를 이용하고, 상대부재의 재질로 예를 들면 S55C를 채용하여 수행하였다. 또한, 소부 시험은 주속(周速)이 20m/s, 급유량을 150cc로 하고, 면압(面壓)을 10분마다 0.5MPa씩 증가하는 조건으로 행하였다. 시험 결과는 아래의 표 1과 같다. 또한, 소부 판단은 시료의 배면 온도가 200℃을 초과했을 경우, 혹은 급격한 토크 상승이 있어 축 구동용 벨트가 미끄러졌을 경우에, 그 소부 전의 면압을 한계 소부 하중으로 하였다.

[표 1]

이 시험 결과에서 분명한 바와 같이 오버레이 층의 표면부에 산화물층을 마련하면서 그 산화물층의 산소 농도를 0.5질량%이상 8.0질량%이하로 한 실시예 1~8의 슬라이딩 부재는 모두 내 소부성이 뛰어난 것이었다. 이 경우, 산소 농도가 상기 범위에서 벗어난 비교예 9, 10의 슬라이딩 부재의 내 소부성과 비교해서 현저한 차이가 보였다. 이것은 산화 비스무트의 함유량이 산소 농도로 0. 5질량%미만에서는(비교예 9), 초기 발열의 억제 효과를 얻을 수 없게 되기 때문으로 생각된다. 또한, 산화 비스무트의 함유량이 산소 농도로 8.0질량%를 초과하면(비교예 10), 순응성이 악화되기 때문에 상대재와의 국부 접촉 등에 의해, 이른바 오버레이 피로가 발생하여 양호한 유막 형성을 할 수 없고 결국 내 소부성이 저하되어 버리는 것으로 생각된다.

그리고, 실시예를 잘 보면, 오버레이층을 Bi합금으로 구성한 실시예 4, 7에서는, 그 이외의 오버레이층을 순 Bi로 구성한 실시예 1, 2, 3, 5, 6, 8과 비교하여 내 소부성이 약간 떨어져 있다. 이것으로부터 오버레이층을 순 Bi로 구성하는 쪽이 더 낫다고 생각할 수 있다. 또, 오버레이층의 결정의 주배향면을 (012)면으로 한 실시예 1, 6에 비해 주배향면을 (202)면으로 한 실시예 2, 3, 4, 5, 7, 8 쪽이 내 소부성이 뛰어난 경향이 보였다. 오버레이층의 결정의 주배향면의 배향 지수는 5 0%이상인 것이 바람직하지만, 배향지수가 38%인 실시예 5에서도 양호한 내 소부성이 얻어졌다.

산화물층의 산화 비스무트 결정의 주배향면은, (220)면 또는 (201)면으로 하는 것이 바람직하지만(실시예 1~7), (222)면으로 한 실시예 8에서도 양호한 내 소부성이 얻어졌다. 실시예 전체로서는 실시예 3의 조성, 즉 산화물층의 산소 농도가 2.0질량%이고, 산화 비스무트 결정의 주배향면이 (220), 오버레이층이 순 Bi로 이루어지고, 결정 주배향면이 (202)면이고, 그 배향지수가 59%라는 조성의 것이 가장 양호한 결과가 얻어졌다.

또한, 표 1에는 기재되어 있지 않지만, 본 발명자들은 상기 실시예 1~8 이외에도 실시예 3의 구조에 대해 베어링 합금층과 오버레이층과의 사이에 중간층을 추가한 두 종류의 시료도 제작하여 같은 시험을 행하였다. 중간층의 재질은 Ag와 Cu-5질량% Zn과의 두 종류이며, 모두 5㎛의 두께로 마련하였다. 이들 중간층을 설치한 두 종류의 시료에 관해서도 실시예 3과 같은 양호한 결과를 얻었다. 또한, 본 발명자들은 실시예 3의 구조에 대해 오버레이 층의 두께 치수를 크게 한 2종류의 시료(폭 치수가 lO㎛ 및 20㎛)를 제작하여, 같은 시험을 수행하였다. 이들 경우도 실시예 3과 같은 결과가 얻어졌다. 즉, 중간층의 유무나 오버레이 층의 두께의 차이에 따라서는 내 소부성의 효과가 거의 바뀌는 일은 없다.

그 밖에, 본 발명의 슬라이딩 부재는 상기한 실시형태(각 실시예)에 한정되는 것이 아니며, 예를 들면 백메탈층이나 베어링 합금층의 재질이나 두께 치수, 산화물층의 형성 방법 등에 관해서도 다양한 변경이 가능하다. 또한, 각 성분에는 불가피한 불순물이 포함될 수 있다. 게다가, 슬라이딩 부재는 자동차의 엔진용 미끄럼 베어링에 한정되지 않고 여러 용도로 사용할 수 있는 등 본 발명은 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 적절히 변경해서 실시할 수 있는 것이다.

11; 슬라이딩 부재
12; 기재(基材)
13; 오버레이층
16; 산화물층

Claims (5)

1. 기재(基材)와,
   Bi 또는 Bi 합금으로 이루어지며 상기 기재상에 위치하는 오버레이층과,
   상기 오버레이층 내의 표면부에 위치하며, 오버레이층의 산화에 의해 형성된 산화물을 포함하는 산화물층을 구비하고,
   상기 산화물층 중의 산화물인 산화 비스무트의 함유량은 산소농도로서 0.5질량% 이상, 8.0질량% 이하인 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부재.
2. 제 1항에 있어서, 상기 오버레이층 중의 Bi 또는 Bi 합금의 결정의 주배향면은 배향지수가 50%이상인 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부재.
3. 제 1 항 또는 제 2항에 있어서, 상기 산화물층 중의 산화 비스무트의 결정의 주배향면은 (220)면 또는 (201)면임을 특징으로 하는 슬라이딩 부재.
4. 제 1항 또는 제 2항에 기재된 슬라이딩 부재를 제조하는 방법으로서,
   상기 기재상에 Bi 또는 Bi 합금을 도금하여서 오버레이층을 형성하는 도금 공정과,
   상기 오버레이층의 표면에 수용성 기름을 부착시켜서 건조시킨 후, 90~130℃의 온도로 30분에서 2시간의 열처리를 시행함으로써 표면에 산화 비스무트를 생성시키는 산화 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부재의 제조방법.
5. 제 3항에 기재된 슬라이딩 부재를 제조하는 방법으로서,
   상기 기재상에 Bi 또는 Bi 합금을 도금하여서 오버레이층을 형성하는 도금 공정과,
   상기 오버레이층의 표면에 수용성 기름을 부착시켜서 건조시킨 후, 90~130℃의 온도로 30분에서 2시간의 열처리를 시행함으로써 표면에 산화 비스무트를 생성시키는 산화 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부재의 제조방법.

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