JPH03215694A - 摺動部材 - Google Patents

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】 Ａ．発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は摺動部材、特に、相手部材との摺動面側に、Ｐ
ｂ合金からなる表面層を備えた摺動部材に関する。

（２）従来の技術 従来、この種摺動部材として、前記表面層をＰｂ−Ｓｎ
系合金より構成した平面軸受が知られている（特開昭５
６−９６０８８号公報参照）。

（３）発明が解決しようとする課題 この種平面軸受は、エンジンにおけるクランクシャフト
のジャーナル部、コンロノドの大端部等に通用されてい
るが、エンジンが高速、且つ高出力化の傾向にある現在
の状況下では、従来の平面軸受は、その表面層の耐焼付
き性が乏しいという問題がある。これは、表面層を構成
するｐｂ−ｓｎ系合金の結晶形態に起因するもので、そ
の結晶形態は結晶面がランダムに配向したものである。

本発明は前記に鑑み、ｐｂ合金の結晶形態を特定するこ
とにより−、表面層の耐焼付き性を向上させた前記摺動
部材を提供することを目的とする。

Ｂ．発明の構成 （１１　　課題を解決するための手段 本発明は、相手部材との摺動面側に、Ｐｂ合金からなる
表面層を備えた摺動部材において、前記ｐｂ合金の結晶
形態を、ミラー指数で（ｈ００）面における配向指数が
５０〜１００％となるように構成したことを特徴とする
。

（２）作　用 （ｈ００）面における配向指数を前記のように設定する
と、表面層の耐焼付き性が向上する。ただし、前記配向
指数が５０％未満では、満足すべき耐焼付き性は得られ
ない。

？３）実施例 第１．第２図において、摺動部材としての平面軸受ｌは
、エンジンにおけるクランクシャフトのジャーナル部、
コンロッドの大端部等に適用されるもので、第１および
第２半体１，’，１■よりなる。両半体１，，１■は同
一構造を有し、裏金２と、その裏金２の相手部材との摺
動面側に形成されたライニング層３と、そのライニング
層３の表面に形成された表面層４とを備えている。裏金
２およびライニング層３間には銅メッキ層が、またライ
ニング層３および表面層４間にはニッケルメッキバリャ
層がそれぞれ必要に応じて設けられる。

裏金２は圧延鋼板より構成され、その厚さは平面軸受１
の設定厚さにより決められる。ライニング層３は銅、銅
系合金、アルミニウム、アルミニウム系合金等より構成
され、その厚さは５０〜５００μｍ１通常は３００μｍ
程度である。表面層４はＰｂ合金より構成され、その厚
さは５〜５０μｍ１通常は２０μｍ程度である． 表面層４を構成するＰｂ合金は、８０〜９０重置％のＰ
ｂと３〜２０重量％のＳｎとを含有し、必要に応じてＣ
ｕ、ＩｎＳＡｇから選択される少なくとも一種を１０重
量％以下含有する．Ｃｕは表面層４の硬さを向上させる
機能を有するが、その含有量がｌＯ重量％を上回ると、
硬さが高くなり過ぎて相手部材の摩耗量が増加する．Ｃ
ｕを添加する場合には、表面層４の硬さＨｍｖが１７〜
２０になるように、その含有量を調整するのが望ましい
． ＩｎおよびＡｇは、表面層４を軟化して初期なじみ特性
を改善する機能を有するが、その含有量がｌＯ重量％を
上回ると、表面層４の強度が低下する，Ｉｎ，Ａｇを添
加する場合には、表面層４の硬さＨｍｖが１２〜ｌ５に
なるように、その含有量を調整するのが望ましい。

表面層４は、電気メッキ法により形成されるもので、メ
ッキ液としては、４０〜１８０ｇ／ｊ！のｐｂ”、１．
５〜３５ｇ／Ｉ！．のＳｎ”、必要に応じて１　５　ｇ
７１以下のＣｕ”を含むホウフッ化系メッキ液が用いら
れる．またメッキ液の温度は１０〜３５℃、陰極電流密
度は２〜１５Ａ／ｄｍ”にそれぞれ設定される． 第３図は表面層４の摺動面４ａにおける金属組織を示す
電子顕微鏡写真（１０．０００倍）である。この表面層
４は８重量％のＳｎと、２重量％のＣｕとを含有するＰ
ｂ合金よりなる。その表面層４は銅合金製ライニング層
３上に形成され、表面層４を形成する際の電気メッキ処
理における陰極電流密度はＩＯＡ／ｄｍ”に設定された
。

摺動面４ａにおけるＰｂ合金の結晶は四角錐体をなし、
その４つの斜面はミラー指数で（１１■）面に平行な面
に属する。

第４図は前記ｐｂ合金のＸ線回折図であり、ミラー指数
で（２００）面および（４００）面の回折ピークのみが
認められる。

こ＼で、結晶面の配同性を表わす指数として配向指数Ｏ
ｅを、 Σ　ＩｈＭ！ （但し、ｈｋｆはミラー指数、 Ｉｈｋｊｌ！は（ｈｋｆ）面の積分強度、ΣｈｋｌはＩ
ｈｋｆｆｉの総和） と定義すると、或（ｈｋｆ）面において、その配向指数
Ｏｅが１００％に近ければ近い程、その（ｈｋｆ）面と
直交する方向へ配向した結晶面が多いことになる。

前記ｐｂ合金の（２００）面および（４００）面におけ
る積分強度１ｈｋｆｆｉおよび配向指数Ｏｅは表Ｉの通
りである。

表 ■ 表１より、前記ｐｂ合金の（ｈ００）面における配向指
数Ｏｅは１００％であり、したがってＰｂ合金は結晶軸
ａ，ｂ，ｃにおいて各軸方向に配向した結晶面、即ち（
ｈ００）面を持つことになる。

第５図は従来例表面層の摺動面における金属組織を示す
電子顕微鏡写真（１０，０００倍）である。この表面層
は８重量％のＳｎと、２重量％のＣｕとを含有するＰｂ
合金よりなり、表面層は電気メッキ処理により銅合金製
ライニング層上に形成されたもので、エンジン用クラン
クシャフトのジャーナル部に通用される。

第６図は従来例Ｐｂ合金のＸ線回折図である。

本図からは特定の結晶面への配向は認められない。

種々の（ｈｋｆ）面における積分強度１ｈｋｆおよび配
向指数Ｏｅは表■の通りである。

表　　　　　■ 第５図および表■から明らかなように、従来例Ｐｂ合金
の結晶形態は結晶面がランダムに配向した形態である。

表■は、各種平面軸受において、その表面層の組成、結
晶配向性、したがって配向指数Ｏｅ等を比較したもので
ある。

本発明■は前記本発明におけるＰｂ合金（第３図）に該
当する． 本発明■、■は、本発明Ｉに比べて陰極電流密度を下げ
たもので、それに伴い（ｈ００）面における配向指数Ｏ
ｅが低下している。

本発明■はＰｂ−Ｓｎ−Ｉｎ系合金より表面層を形成し
たもので、（ｈ００）面における配向指数Ｏｅは１００
％である。

本発明Ｖ、■は本発明■に比ぺて陰極電流密度を下げた
もので、それに伴い（ｈ００）面における配向指数Ｏｅ
が低下している． 比較例■は前記従来例におけるＰｂ合金（第５図）に該
当するが、その陰極電流密度は不明である． 比較例■は本発明■〜■と同一組成を有するが、その陰
極電流密度は不明である． 第７図は本発明Ｉ〜■および比較例■、■の焼付きテス
ト結果を示す． 焼付きテストは、回転軸に各平面軸受を摺擦させ、その
平面軸受に対する負荷荷重を漸次増加させることにより
行われ、第７図は各平面軸受の表面層が焼付きを発生し
たときの面圧を求めたものである。

テスト条件は次の通りである。回転軸の材質ＪＩＳ　　
Ｓ４８Ｃ材に窒化処理を施したもの、回転軸の回転数　
６０００ｒｐ＋＊　，給油温度　１２０゜Ｃ、給油圧力
　３　ｋｇ／ｃ１Ｍ、負荷荷重　１　ｋｇ／ｓｅｃ　＊
第７図から明らかなように、本発明１〜■および■〜■
は比較例■、■に比べて優れた耐焼付き性を有する． これは、表面層におけるＰｂ合金の結晶形態に起因する
．即ち、本発明Ｉ〜■においては、ｐｂ合金の結晶形態
が、（ｈｏｅ）面における配向指数Ｏｅが５０％以上で
ある形態であるが、比較例■，■においてはＰｂ合金の
結晶形態がランダム配向した結晶面を持つ形態であるか
らである．表面層４の耐焼付き性を向上させるためには
、（ｈ００）面における配向指数Ｏｅは前記のように５
０〜１００％、好ましくは６０％以上に設定される．特
に、苛酷な状況下において、耐焼付き性を要求されると
きには、（ｈ００）面における配向指数Ｏｅは９７％以
上に設定される．なお、本発明は平面軸受に限らず、他
の摺動部材にも適用される。

Ｃ．発明の効果 本発明によれば、表面層を構成するＰｂ合金の結晶形態
を前記のように特定することによって、表面層の耐焼付
き性を向上させた摺動部材を提供することができる．

【図面の簡単な説明】

第１，第２図は平面軸受を示し、第１図は分解平面図、
第２図は第１図■一■線断面図、第３図は本発明に係る
表面層の金属組織を示す顕微鏡写真、第４図は本発明に
係る表面層を構成するｐｂ合金のＸ線回折図、第５図は
従来例に係る表面層の金属組織を示す顕微鏡写真、第６
図は従来例に係る表面層を構成するｐｂ合金のＸ線回折
図、第７図は焼付きテスト結果を示すグラフである。 １・・・平面軸受、４・・・表面層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）相手部材との摺動面側に、Ｐｂ合金からなる表面
   層を備えた摺動部材において、前記Ｐｂ合金の結晶形態
   を、ミラー指数で（ｈ００）面における配向指数が５０
   〜１００％となるように構成したことを特徴とする摺動
   部材。
2. （２）前記配向指数を６０％以上に設定した、第（１）
   項記載の摺動部材。