JPH03215696A

JPH03215696A - 摺動部材

Info

Publication number: JPH03215696A
Application number: JP1012190A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Fujisawa; 義和藤沢; Takeshi Narushige; 成重　丈志; Yuzuru Miyazaki; 譲宮崎
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1990-01-19
Filing date: 1990-01-19
Publication date: 1991-09-20
Anticipated expiration: 2010-02-01
Also published as: JPH079079B2

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、コンロッドの大端部等に適用されてい
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、その表面層のオイル
保持性、つまり保油性が悪く耐焼付き性が乏しいという
問題がある。

これは、表面層の摺動面を構成するＰｂ−Ｓｎ系合金の
結晶の形態に起因するもので、その形態は一部四角錐体
を含む不定形状である．本発明は前記に鑑み、表面層の摺動面を構成するＰｂ合
金の結晶の形態および大きさを特定することにより表面
層の保油性を良好にし、これ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（１）　　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、前記表面層の摺動面
を構成するｐｂ合金の結晶を、頂点を摺動面側に向けた
角錐体に構成し、その角錐体の底辺長さｄを８μｍ以下
に設定したことを特徴とする．（２）作　用？面層の摺動面を構成するＰｂ合金の結晶の形態および
大きさを前記のように特定すると、表面層の保油性を良
好にして耐焼付き性を向上させることができる。

た奮゜シ、角錐体の底辺長さｄが８５ｍを上回ると、表
面層の保油性が悪くなり、耐焼付き性が低下する．（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１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、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１１．”ｌｇ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５０〜５００μｍ、通常は３００ｐｍ
程度である。表面層４はＰｂ合金より構成され、その厚
さは５〜５０μｍ、通常は２０μｍ程度である．表面層４を構成するＰｂ合金は、８０〜９０重量％のＰ
ｂと３〜２０重量％のＳｎとを含有し、必要に応じてＣ
ｕ，Ｉ　ｎＳＡｇ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１０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．Ｃｕ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１０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、４・０〜１８０ｇ／ｆｆｉのＰｂ”、
１．５　〜３５ｇ／ｆのＳｎ”、必要に応じて１５ｇ／
ｆｆｉ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３〜１５Ａ／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６Ａ／ｄｍ２に設定された。

摺動面４ａを構成するＰｂ合金の結晶は、頂点を摺動面
４ａに向けた角錐体、図示例では四角錐体をなし、その
４つの斜面はミラー指数で（１１ｌ）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（２　０　０）面および（４００）面の回折ピークの
みが認められる．こーで、結晶面の配向性を表わす指数として配向指数Ｏ
ｅを、Ｉｈｋｆ Σ　Ｉ　　ｈＭ！（但し、ｈｋｆはミラー指数、Ｉｈｋｊ！は（ｈｋｆｆｉ）面の積分強度、Σｈｋｆｆ
ｉはＩ　ｈＭ！の総和）と定義すると、或（ｈｋｆｆｉ）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１ｈｋｆおよび配向指数Ｏｅは表■の通りで
ある．表　　　　　Ｉ表１より、前記ｐｂ合金の（ｈｏｅ）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適用される．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（ｈｋ
ｆ）面における積分強度１　ｈｋＩ！．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り、
したがって、摺動面における結晶形態は一部四角錐体を
含む不定形状である．第７図に示すように、本発明，に
係るｐｂ合金の四角錐体５において、その底辺長さｄは
８μｍ以下、好ましくは０．５〜６μｍに設定される．
また四角錐体５の底辺長さｄと高さｈとの関係ｈ／ｄは
０．２〜１．０、好ましくは０．３３〜０．　８に設定
される．このような四角錐体４の大きさは陰極電流密・
度に依存し、その陰極電流密度が高くなると、四角錐体
５が大きく成長する．このようにｐｂ合金の結晶の形態および大きさを設定す
ることによって、表面層４の保油性を良好にすることが
できる。

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（ｈ００）面における配向指数Ｏ
ｅ，結晶の形態および大きさ等を比較したものである．本発明Ｉ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上げ
た場合に、また本発明■は下げた場合にそれぞれ該当す
る。

比較例Ｖは前記従来例におけるＰｂ合金（第５図）に該
当し、その結晶の形態は一部四角錐体を含む不定形状で
あるが陰極電流密度は不明である．比較例■は本発明■
と略同一の組成を有し、また比較例■と略同様の結晶形
態を有するが、陰極電流密度は不明である。

第８，第９図は本発明１〜■および比較例■、■の焼付
きテスト結果を示す．第８図は四角錐体の底辺長さｄと
の関係を、また第９図は底辺長さｄと高さｈ，Ｌたがっ
てｈ／ｄとの関係をそれぞれ示す．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８，第９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　
６００Ｏｒｐｍ　、給油温度　１２０℃、給油圧力　３
　ｋｇ／ｃｊ、負荷荷重　１　ｋｇ／ｓｅｃ　ａ第８，
第９図から明らかなように、本発明■〜■においては、
表面層４の摺動面４ａを構成するＰｂ合金の結晶を四角
錐体５とし、その底辺長さｄを８μｍ以下、好ましくは
０．５〜６μｍに設定し、また底辺長さｄと高さｈとの
関係ｈ／ｄを０．２〜１．０、好ましくは０．３３〜０
．　８に設定することにより、表面層４の保油性を良好
にして、比較例Ｖ，Ｖｌに比べて優れた耐焼付き性を得
ることができる．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合金の結晶の形
態および大きさ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図は四角錐体の斜視図、第８，第９図は焼付き
テスト結果を示すグラフである。ｌ・・・平面軸受（摺動部材）４・・・表面層、４ａ・・・摺動面、５・・・四角錐体（角錐体）特許出願人本田技研工業株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（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、前記表面層の摺動面を構
成するＰｂ合金の結晶を、頂点を摺動面側に向けた角錐
体に構成し、その角錐体の底辺長さｄを８μｍ以下に設
定したことを特徴とする摺動部材。
（２）前記角錐体の底辺長さｄと高さｈとの関係ｈ／ｄ
を０．２〜１．０に設定した、第（１）項記載の摺動部
材。