JPH0159360B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0159360B2 JPH0159360B2 JP60064906A JP6490685A JPH0159360B2 JP H0159360 B2 JPH0159360 B2 JP H0159360B2 JP 60064906 A JP60064906 A JP 60064906A JP 6490685 A JP6490685 A JP 6490685A JP H0159360 B2 JPH0159360 B2 JP H0159360B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- overlay
- tin
- copper
- bearing
- lead
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
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つて生成する有機
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。
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つて生成する有機
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
半割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合金を複層化し
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、軸受合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
金属を軸受合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
間層とし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つて密着させ、更に、
その上に厚さ10〜30μのオーバレイ層を施した３
層軸受が使用されている。このオーバレイ層は軸
受の耐摩耗性、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−Sn−Sb系、Pb−Sn−Cu
系、Pb−Sn−In系等が知られ、特に、米国特許
2605149号によつて開示された鉛85〜90％、錫８
〜12％、銅２〜３％のPb−Sn−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
鉛は軸受とジヤーナルとのなじみ性および潤滑油
中の異物の埋収を向上し、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。
半割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合金を複層化し
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、軸受合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
金属を軸受合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
間層とし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つて密着させ、更に、
その上に厚さ10〜30μのオーバレイ層を施した３
層軸受が使用されている。このオーバレイ層は軸
受の耐摩耗性、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−Sn−Sb系、Pb−Sn−Cu
系、Pb−Sn−In系等が知られ、特に、米国特許
2605149号によつて開示された鉛85〜90％、錫８
〜12％、銅２〜３％のPb−Sn−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
鉛は軸受とジヤーナルとのなじみ性および潤滑油
中の異物の埋収を向上し、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
温によつ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。
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
温によつ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Pb−Sn−Cu系オーバ
レイの錫含有量を増すことにより耐食性および耐
摩耗性を向上し、また、更に、これにアンチモン
を加えることによつて耐疲労性を向上したオーバ
レイを提供することを目的とする。
とし、具体的には、従来のPb−Sn−Cu系オーバ
レイの錫含有量を増すことにより耐食性および耐
摩耗性を向上し、また、更に、これにアンチモン
を加えることによつて耐疲労性を向上したオーバ
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
の表面に錫15〜30％および銅1.0〜5.0％を含有
し、残余が実質的に鉛よりなるオーバレイ層若し
くは更にこれにアンチモン0.1〜5.0％を加えてな
るオーバレイ層を形成されてなることを特徴とす
る。
の表面に錫15〜30％および銅1.0〜5.0％を含有
し、残余が実質的に鉛よりなるオーバレイ層若し
くは更にこれにアンチモン0.1〜5.0％を加えてな
るオーバレイ層を形成されてなることを特徴とす
る。
以下、図面により本発明を詳しく説明する。
第１図ａおよびｂは本発明の平軸受の一例を示
す斜視図および矢視Ａ−Ａ方向の断面図である。
す斜視図および矢視Ａ−Ａ方向の断面図である。
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はニツケルメツキ層、４は
オーバレイ層を示す。
ルミニウム合金層、３はニツケルメツキ層、４は
オーバレイ層を示す。
従来のオーバレイ中の錫は鉛と固溶体となり、
マトリツクスを形成して存在するものおよびこの
マトリツクス中に銅−錫の金属間化合物を形成し
て存在するものがあり、更に、残りの錫は微細な
錫の結晶となつてマトリツクス中に点在する。こ
の銅−錫の金属間化合物は内燃機関の運転中にこ
の微細な錫結晶又はマトリツクス中に固溶してい
る錫と結合し、錫の含有量が多い銅−錫金属間化
合物に次第に変化する。この結果、マトリツクス
中に固溶している錫およびマトリツクス中に点在
している錫の量が減少し、オーバレイの耐食性お
よび耐摩耗性を低下する。
マトリツクスを形成して存在するものおよびこの
マトリツクス中に銅−錫の金属間化合物を形成し
て存在するものがあり、更に、残りの錫は微細な
錫の結晶となつてマトリツクス中に点在する。こ
の銅−錫の金属間化合物は内燃機関の運転中にこ
の微細な錫結晶又はマトリツクス中に固溶してい
る錫と結合し、錫の含有量が多い銅−錫金属間化
合物に次第に変化する。この結果、マトリツクス
中に固溶している錫およびマトリツクス中に点在
している錫の量が減少し、オーバレイの耐食性お
よび耐摩耗性を低下する。
更に、ニツケルメツキ層の近くに存在するオー
バレイ中の錫はこのニツケルと金属間化合物を形
成し、次第にニツケル層に移行する。この場合も
前述の銅−錫金属間化合物と同様に内燃機関の運
転中に次第に錫含有量の多い錫−ニツケル金属間
化合物に移行するため、ニツケルメツキ層付近の
オーバレイ中の錫の含有量が著しく減少し、この
付近での耐摩耗性および耐食性は非常に低下す
る。
バレイ中の錫はこのニツケルと金属間化合物を形
成し、次第にニツケル層に移行する。この場合も
前述の銅−錫金属間化合物と同様に内燃機関の運
転中に次第に錫含有量の多い錫−ニツケル金属間
化合物に移行するため、ニツケルメツキ層付近の
オーバレイ中の錫の含有量が著しく減少し、この
付近での耐摩耗性および耐食性は非常に低下す
る。
本発明は上記のような錫の挙動の観察にもとず
きオーバレイ中の錫含有量を15〜30％に増加し、
更に、アンチモンを0.1〜5.0％に添加することに
より前述の耐摩耗性および耐食性の問題を解決し
更に耐疲労性を向上させたものである。
きオーバレイ中の錫含有量を15〜30％に増加し、
更に、アンチモンを0.1〜5.0％に添加することに
より前述の耐摩耗性および耐食性の問題を解決し
更に耐疲労性を向上させたものである。
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、錫は鉛の耐食性お
よび耐摩耗性を向上するが、現在の様に内燃機関
の出力が増加して来ると、含有量15％以下では前
述の理由によりマトリツクス中に点在する錫の量
が減少し、オーバレイ耐食性および耐摩耗性が非
常に減少する。更に、錫の含有量が30％以上にな
ると耐疲労性およびなじみ性が悪くなる。従つ
て、錫の含有量は15〜30％が最適である。
び添加量について説明すると、錫は鉛の耐食性お
よび耐摩耗性を向上するが、現在の様に内燃機関
の出力が増加して来ると、含有量15％以下では前
述の理由によりマトリツクス中に点在する錫の量
が減少し、オーバレイ耐食性および耐摩耗性が非
常に減少する。更に、錫の含有量が30％以上にな
ると耐疲労性およびなじみ性が悪くなる。従つ
て、錫の含有量は15〜30％が最適である。
更に、従来のオーバレイにアンチモンを加える
とアンチモンはオーバレイ中の錫と結合し、金属
間化合物として鉛−錫マトリツクス中に微細な結
晶として点在するこの化合物は硬いのでオーバレ
イの耐摩耗性を向上するがその含有量は0.1〜5.0
％が最適であり、それ以上ではジヤーナルとのな
じみ性が悪くなる。
とアンチモンはオーバレイ中の錫と結合し、金属
間化合物として鉛−錫マトリツクス中に微細な結
晶として点在するこの化合物は硬いのでオーバレ
イの耐摩耗性を向上するがその含有量は0.1〜5.0
％が最適であり、それ以上ではジヤーナルとのな
じみ性が悪くなる。
また、銅はオーバレイの耐疲労性を向上するた
めに添加されるが、含有量が1.0〜5.0％程度が最
も良い性能を発揮し、この範囲外では耐疲労性が
低下する。
めに添加されるが、含有量が1.0〜5.0％程度が最
も良い性能を発揮し、この範囲外では耐疲労性が
低下する。
実施例
以下、実施例により更に説明する。
実施例 １
まず、軸受合金を一般の電気メツキの場合と同
様に脱脂および酸洗を行なつた後、1.0〜2.0μ厚
のニツケルメツキを行なう。このニツケルメツキ
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。このニツケルメツキの上に下記浴組
成(A)のメツキ浴および電流密度で電気メツキす
る。
様に脱脂および酸洗を行なつた後、1.0〜2.0μ厚
のニツケルメツキを行なう。このニツケルメツキ
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。このニツケルメツキの上に下記浴組
成(A)のメツキ浴および電流密度で電気メツキす
る。
浴組成(A) 硼弗化鉛（金属鉛として）
60〜120ｇ／ 〃 錫（金属錫として）
15〜30 〃 〃 銅（金属銅として）
１〜４ 〃 硼弗化物水素酸 40〜50 〃 レゾルシン 1.0〜5.0 〃 ゼラチン 0.1〜0.5 〃 電流密度 1.0〜3.0A／ｄm2 メツキ後の平軸受は裏金−軸受合金−ニツケル
−新オーバレイの４層で新オーバレイの組成は次
の通りである。
60〜120ｇ／ 〃 錫（金属錫として）
15〜30 〃 〃 銅（金属銅として）
１〜４ 〃 硼弗化物水素酸 40〜50 〃 レゾルシン 1.0〜5.0 〃 ゼラチン 0.1〜0.5 〃 電流密度 1.0〜3.0A／ｄm2 メツキ後の平軸受は裏金−軸受合金−ニツケル
−新オーバレイの４層で新オーバレイの組成は次
の通りである。
鉛 66〜84％
錫 15〜30〃
銅 １〜 ４〃
実施例 ２
実施例１と同様に軸受合金にニツケルメツキを
行なつた後、実施例１のPb−Sn−Cu系オーバレ
イメツキ液に硼弗化アンチモンを加えた下記浴組
成(B)および電流密度で電気メツキを行なう。
行なつた後、実施例１のPb−Sn−Cu系オーバレ
イメツキ液に硼弗化アンチモンを加えた下記浴組
成(B)および電流密度で電気メツキを行なう。
浴組成(B) 硼弗化鉛（金属鉛として）
60〜120ｇ／ 〃 錫（金属錫として）
15〜30 〃 〃 銅（金属銅として）
１〜 ４ 〃 〃 アンチモン（金属アンチモンと
して） 0.1〜5.0 〃 硼弗化水素酸 40〜50 〃 レゾルシン 1.0〜5.0 〃 ゼラチン 0.1〜0.5 〃 電流密度 1.0〜3.0A／ｄm2 メツキ後のオーバレイの組成は次の通りであ
る。
60〜120ｇ／ 〃 錫（金属錫として）
15〜30 〃 〃 銅（金属銅として）
１〜 ４ 〃 〃 アンチモン（金属アンチモンと
して） 0.1〜5.0 〃 硼弗化水素酸 40〜50 〃 レゾルシン 1.0〜5.0 〃 ゼラチン 0.1〜0.5 〃 電流密度 1.0〜3.0A／ｄm2 メツキ後のオーバレイの組成は次の通りであ
る。
鉛 61〜83.9％
錫 15〜30 ％
銅 1.0〜5.0％
アンチモン 0.1〜5.0％
この新オーバレイ中のアンチモンは前述の様に
錫と結合し、錫−アンチモンの金属間化合物とな
り、オーバレイの高温時の硬化を維持し、耐摩耗
性を向上する。この新オーバレイのなじみ性と埋
収性を向上するため、メツキ後、100〜150℃の温
度で約２時間軟化焼鈍する事によりこれらの性能
を更に向上する事ができる。
錫と結合し、錫−アンチモンの金属間化合物とな
り、オーバレイの高温時の硬化を維持し、耐摩耗
性を向上する。この新オーバレイのなじみ性と埋
収性を向上するため、メツキ後、100〜150℃の温
度で約２時間軟化焼鈍する事によりこれらの性能
を更に向上する事ができる。
以上詳しく説明したように、新オーバレイの耐
食性を測定するため、抑制剤を含まないSAE10
エンジン油に腐食剤としてオレイン酸を１％添加
し、その中に121℃で50時間浸漬しその腐食減量
を測定した。その結果、新オーバレイの耐食性は
従来のオーバレイの約５倍の効果が得られた。
食性を測定するため、抑制剤を含まないSAE10
エンジン油に腐食剤としてオレイン酸を１％添加
し、その中に121℃で50時間浸漬しその腐食減量
を測定した。その結果、新オーバレイの耐食性は
従来のオーバレイの約５倍の効果が得られた。
更に、新オーバレイの耐摩耗性を測定するた
め、アンダーウツド試験で荷重560Kg／cm2、回転
数3500rpm、オーバレイ厚0.020mm、軸受背面温
度175℃、潤滑油SAE20W−40、試験時間100時
間で試験し、その試験前後の軸受の重量減を測定
した。その結果、新オーバレイの重量減は従来の
オーバレイの約５分の１であつた。これは明らか
に錫の添加量の添加とアンチモンの添加による効
果と判断される。
め、アンダーウツド試験で荷重560Kg／cm2、回転
数3500rpm、オーバレイ厚0.020mm、軸受背面温
度175℃、潤滑油SAE20W−40、試験時間100時
間で試験し、その試験前後の軸受の重量減を測定
した。その結果、新オーバレイの重量減は従来の
オーバレイの約５分の１であつた。これは明らか
に錫の添加量の添加とアンチモンの添加による効
果と判断される。
＜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
の錫の含有量を増加し、更に、アンチモンを加え
ることによつて耐食性、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、
潤滑油の温度上昇、ならびに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。
の錫の含有量を増加し、更に、アンチモンを加え
ることによつて耐食性、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、
潤滑油の温度上昇、ならびに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。
従来の耐疲労性のあるオーバレイメツキである
インジウムを約10％含有するPb−Sn−In成分を
基本とするオーバレイメツキと耐疲労性につき、
前述の耐摩耗性テストと同様の条件でアンダーウ
ツド試験機にてオーバレイが疲労破壊の生ずるま
で、本発明品と比較試験を行なつた結果、両者
共、140〜160時間の耐久時間内であり、本発明の
成分が耐疲労性のある事が確認できた。この新オ
ーバレイは同一のメツキ浴中でPb−Sn−Cu−Sb
の４成分の合金メツキが可能であり、インジウム
を含有するオーバレイの様に複数のメツキ浴を必
要とすることも無く、メツキ工程での工程の省力
化も計れ、更に、インジウムを拡散させるための
メツキ後の熱処理も不要である。更に、各合金元
素は一般に入手し易く、その価格は安価である等
メリツトは大きい。
インジウムを約10％含有するPb−Sn−In成分を
基本とするオーバレイメツキと耐疲労性につき、
前述の耐摩耗性テストと同様の条件でアンダーウ
ツド試験機にてオーバレイが疲労破壊の生ずるま
で、本発明品と比較試験を行なつた結果、両者
共、140〜160時間の耐久時間内であり、本発明の
成分が耐疲労性のある事が確認できた。この新オ
ーバレイは同一のメツキ浴中でPb−Sn−Cu−Sb
の４成分の合金メツキが可能であり、インジウム
を含有するオーバレイの様に複数のメツキ浴を必
要とすることも無く、メツキ工程での工程の省力
化も計れ、更に、インジウムを拡散させるための
メツキ後の熱処理も不要である。更に、各合金元
素は一般に入手し易く、その価格は安価である等
メリツトは大きい。
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方向の断面図である。 符号１……裏金、２……銅またはアルミニウム
合金層、３……ニツケルメツキ層、４……オーバ
レイ層。
斜視図および矢視Ａ−Ａ方向の断面図である。 符号１……裏金、２……銅またはアルミニウム
合金層、３……ニツケルメツキ層、４……オーバ
レイ層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関に用いられる平軸受の基体の表面に
錫15〜30％および銅1.0〜5.0％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な
ることを特徴とする平軸受。 ２ 内燃機関に用いられる平軸受の基体の表面に
錫15〜30％、銅1.0〜5.0％およびアンチモン0.1〜
5.0％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なることを特徴とする平軸
受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6490685A JPS61221399A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 平軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6490685A JPS61221399A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 平軸受 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31084090A Division JPH03170631A (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 内燃機関に用いられる平軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61221399A JPS61221399A (ja) | 1986-10-01 |
| JPH0159360B2 true JPH0159360B2 (ja) | 1989-12-15 |
Family
ID=13271568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6490685A Granted JPS61221399A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 平軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61221399A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140121905A (ko) * | 2012-03-20 | 2014-10-16 | 비코 인스트루먼츠 인코포레이티드 | 키형 웨이퍼 캐리어 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02190497A (ja) * | 1989-01-18 | 1990-07-26 | Ndc Co Ltd | すべり軸受材ならびにその製造法 |
| JPH0737679B2 (ja) * | 1989-12-05 | 1995-04-26 | 大同メタル工業株式会社 | すべり軸受 |
| DE19955297C1 (de) * | 1999-11-17 | 2001-04-26 | Ks Gleitlager Gmbh | Galvanisch abgeschiedene Lagerlegierung und Verfahren zum galvanischen Abscheiden einer solchen Legierung |
| WO2002057517A1 (de) * | 2001-01-17 | 2002-07-25 | Ks Gleitlager Gmbh | Galvanisch abgeschiedene lagerlegierung, galvanisches bad und verfahren zum galvanischen abscheiden |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB733212A (en) * | 1953-01-16 | 1955-07-06 | Glacier Co Ltd | Improvements in or relating to plain bearings |
| DE2722144C3 (de) * | 1977-05-16 | 1980-07-10 | Glyco-Metall-Werke Daelen & Loos Gmbh, 6200 Wiesbaden | Verwendung einer Legierung mit mehr als 6 bis 10 °/o Gew. Kupfer, 10 bis 20 Vo Gew. Zinn, Rest Blei, als Weißmetall-Lagerlegierung |
| DE2747545C2 (de) * | 1977-10-22 | 1987-01-22 | Glyco-Metall-Werke Daelen & Loos Gmbh, 6200 Wiesbaden | Verwendung einer binären bzw. ternären Kupfer-Blei-Zinn-Legierung für Gleitschichten |
| GB2060692B (en) * | 1979-09-28 | 1984-07-25 | Taiho Kogyo Co Ltd | Bearing of an internal combustion engine and process for producing the same |
-
1985
- 1985-03-27 JP JP6490685A patent/JPS61221399A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140121905A (ko) * | 2012-03-20 | 2014-10-16 | 비코 인스트루먼츠 인코포레이티드 | 키형 웨이퍼 캐리어 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61221399A (ja) | 1986-10-01 |
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Legal Events
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |