JPH081218B2 - 摺動部品及び平軸受 - Google Patents
摺動部品及び平軸受Info
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- JPH081218B2 JPH081218B2 JP63090307A JP9030788A JPH081218B2 JP H081218 B2 JPH081218 B2 JP H081218B2 JP 63090307 A JP63090307 A JP 63090307A JP 9030788 A JP9030788 A JP 9030788A JP H081218 B2 JPH081218 B2 JP H081218B2
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Landscapes
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 この発明は自動車、船舶、各種電気機構、OA機器、農
業機械、工作機械、食品機械、その他一般産業機械の摺
動部品及び平軸受に関し、特に特定のメッキ皮膜を備え
た摺動部品及び平軸受に関する。
業機械、工作機械、食品機械、その他一般産業機械の摺
動部品及び平軸受に関し、特に特定のメッキ皮膜を備え
た摺動部品及び平軸受に関する。
（ロ） 従来の技術 従来この種のメッキ皮膜即ち表面層合金として、以下
の文献即ち「すべり軸受材料」森田和行著、エンジニ
ア、1967年９月、第44項；「最近のすべき軸受材料の趨
勢」森田和行著、エンジニア、1970年４月第90項；特公
昭52−42128及び米国特許第2605149号明細書などに示さ
れているような、Pb−Sn合金、Pb−In合金、Pb−Sn−Cu
合金及びPb−Sn−In合金が使用されている。
の文献即ち「すべり軸受材料」森田和行著、エンジニ
ア、1967年９月、第44項；「最近のすべき軸受材料の趨
勢」森田和行著、エンジニア、1970年４月第90項；特公
昭52−42128及び米国特許第2605149号明細書などに示さ
れているような、Pb−Sn合金、Pb−In合金、Pb−Sn−Cu
合金及びPb−Sn−In合金が使用されている。
（ハ） 発明が解決しようとする問題点 最近、自動車用内燃機関や他の一般産業機械は急速な
進歩を遂げつつあり、より高速で高荷重化される傾向に
あつて、それに使用されるすべり軸受や摺動材は、前記
従来の表面層用合金では、特に高速高荷重下では潤滑油
膜の減少で、耐磨耗性や、耐疲労性、耐食性などからそ
の軸受寿命が短くなつて来たという問題点があつた。
進歩を遂げつつあり、より高速で高荷重化される傾向に
あつて、それに使用されるすべり軸受や摺動材は、前記
従来の表面層用合金では、特に高速高荷重下では潤滑油
膜の減少で、耐磨耗性や、耐疲労性、耐食性などからそ
の軸受寿命が短くなつて来たという問題点があつた。
（ニ） 問題点を解決するための手段 この発明の目的は、上記の高速高荷重下での平軸受や
摺動材の表面層として使用されても、磨耗、疲労及び潤
滑油により腐食によく耐えて使用できるメッキ皮膜を有
する摺動部品及び平軸受を得ることである。
摺動材の表面層として使用されても、磨耗、疲労及び潤
滑油により腐食によく耐えて使用できるメッキ皮膜を有
する摺動部品及び平軸受を得ることである。
本発明のメッキ皮膜即ち表面層合金は、重量でCu0.1
〜６％、In1〜10％、Sn5％未満及び残部Pbと不可避的不
純物から成る。
〜６％、In1〜10％、Sn5％未満及び残部Pbと不可避的不
純物から成る。
（ホ） 作用 次にこの発明のメッキ皮膜即ち表面層合金の各成分組
成を前記合金成分の如く限定する理由について以下に記
載する。
成を前記合金成分の如く限定する理由について以下に記
載する。
（Ａ）Cu:重量で0.1％から６％まで。Cu量が0.1％未満
であると耐荷重性が劣り、Cu量が0.1％以上で組織を微
細化する効果がある。Cuが６％を越えるともろくなる。
より好ましい成分範囲はCu1.5％〜５％である。このCu
の効果は表面層合金を微細化する効果があり、これが耐
荷重性を向上し、更に下地合金へのInの拡散を遅くする
効果がある。この効果は耐食性寿命を長くし、引いては
耐疲労性も向上する。
であると耐荷重性が劣り、Cu量が0.1％以上で組織を微
細化する効果がある。Cuが６％を越えるともろくなる。
より好ましい成分範囲はCu1.5％〜５％である。このCu
の効果は表面層合金を微細化する効果があり、これが耐
荷重性を向上し、更に下地合金へのInの拡散を遅くする
効果がある。この効果は耐食性寿命を長くし、引いては
耐疲労性も向上する。
（Ｂ）In:重量で１％から10％まで。In量が１％未満で
あると耐食性が低下し、10％を越えると耐荷重性が低下
する。より好ましい成分範囲はIn2〜９％である。Inは
表面層合金の耐食性及び耐摩耗性を良くする。
あると耐食性が低下し、10％を越えると耐荷重性が低下
する。より好ましい成分範囲はIn2〜９％である。Inは
表面層合金の耐食性及び耐摩耗性を良くする。
（Ｃ）Sn:重量で５％未満（零を含まず）好ましくは0.5
％から５％未満まで。In量が３％以下の場合には上述の
合金にSn1％以上含有させることにより、SnとInの相互
作用で極めて耐食性が向上し、激しい腐食性の油でも耐
える。しかしS5％以上では下地合金が銅合金の場合はこ
れに拡散し厚いもろいCu−Sn反応層（化合物層）を作
る。この反応層の厚さが３ミクロンを越えるともろくな
り、害（トラブル）を生ずるが、３ミクロン以下であれ
ば障害のないことを実験により確認している。またNiバ
リヤーで拡散防止および反応層の形成を防止しても、融
点が下がるのて結局疲労寿命を長くできない。より好ま
しく成分範囲はSn1％〜５％未満である。
％から５％未満まで。In量が３％以下の場合には上述の
合金にSn1％以上含有させることにより、SnとInの相互
作用で極めて耐食性が向上し、激しい腐食性の油でも耐
える。しかしS5％以上では下地合金が銅合金の場合はこ
れに拡散し厚いもろいCu−Sn反応層（化合物層）を作
る。この反応層の厚さが３ミクロンを越えるともろくな
り、害（トラブル）を生ずるが、３ミクロン以下であれ
ば障害のないことを実験により確認している。またNiバ
リヤーで拡散防止および反応層の形成を防止しても、融
点が下がるのて結局疲労寿命を長くできない。より好ま
しく成分範囲はSn1％〜５％未満である。
（Ｄ） Pb−Cu−In−Snの組合せ効果:PbとCuで結局粒
が微細化した組織中にInを添加するとその相互作用で機
械的強度が向上する。この合金は機械的に最も強い表面
層合金となり、また耐食性にもすぐれている。更にこの
合金にSnを数％添加すると、SnとInの相互作用で極めて
激しい耐食性の油（劣化油など）でも耐える効果が生ま
れる。Niバリヤーは一般には不用となつて来るがNiバリ
ヤーを表面層と主体部との間に設けると苛酷な使用条件
でも長寿命で良く腐食、疲労に耐える。
が微細化した組織中にInを添加するとその相互作用で機
械的強度が向上する。この合金は機械的に最も強い表面
層合金となり、また耐食性にもすぐれている。更にこの
合金にSnを数％添加すると、SnとInの相互作用で極めて
激しい耐食性の油（劣化油など）でも耐える効果が生ま
れる。Niバリヤーは一般には不用となつて来るがNiバリ
ヤーを表面層と主体部との間に設けると苛酷な使用条件
でも長寿命で良く腐食、疲労に耐える。
（Ｅ） 不可避的不純物について製造上、どうしても避
けられない不純物、例えばSb、Ni、Feなどがあげられ、
それらの単独または総量は0.5％未満である。
けられない不純物、例えばSb、Ni、Feなどがあげられ、
それらの単独または総量は0.5％未満である。
（ヘ） 実施例 以下本発明の実施例について説明する。
鋼裏金付銅−鉛合金上に直接またはNiメツキした上
に、次表のPb−Cu合金メツキ液組成と、メツキ条件でPb
とCuのメツキを施し、次にIn及びSnメツキ（従来公知公
用のメツキ液、例えば「軸受潤滑便覧」日刊工業新聞
社、昭和36年６月30日発行第367項〜第368項、第432項
〜第438項でよい）を施し、しかる後、熱処理によつて
拡散させて合金としてなる４層からなる半円筒形の平軸
受を製造した。
に、次表のPb−Cu合金メツキ液組成と、メツキ条件でPb
とCuのメツキを施し、次にIn及びSnメツキ（従来公知公
用のメツキ液、例えば「軸受潤滑便覧」日刊工業新聞
社、昭和36年６月30日発行第367項〜第368項、第432項
〜第438項でよい）を施し、しかる後、熱処理によつて
拡散させて合金としてなる４層からなる半円筒形の平軸
受を製造した。
本実施例でのメツキ処理では、メツキ液が極めて安定
なPbとCuの合金メツキ液のため、従来のPb−Snメツキや
Pb−Sn−Cuメツキに比較して、連続使用が可能であつ
た。また活性炭濾過をしつつ連続メツキが可能であつ
た。更に本実施例のメツキ処理では、鏡面光沢で緻密な
メツキ（表面層）が得られた。例えばAl合金のように、
エツチングをして荒れた表面３〜５μ上の場合でもレベ
リングが良く、メツキ完了後0.1〜0.8μ程度の表面が得
られた。
なPbとCuの合金メツキ液のため、従来のPb−Snメツキや
Pb−Sn−Cuメツキに比較して、連続使用が可能であつ
た。また活性炭濾過をしつつ連続メツキが可能であつ
た。更に本実施例のメツキ処理では、鏡面光沢で緻密な
メツキ（表面層）が得られた。例えばAl合金のように、
エツチングをして荒れた表面３〜５μ上の場合でもレベ
リングが良く、メツキ完了後0.1〜0.8μ程度の表面が得
られた。
第１表に本発明の実施例である各種の軸受表面層合金
の組成及び機械的性質、腐食減量、下地合金との反応層
の厚さを従来技術による軸受表面層合金と比較して示し
た。第１表から明らかなように従来の表面層合金より本
発明の表面層合金は、硬度、引張強度が高く高負荷に耐
え得る。Cu5％までになるのと伸びが低下して来る。従
つてCu6％以上は脆くなる。なお劣化油での腐食減量を
見るとNiバリヤーのない場合のPb−Sn−In合金を除き、
従来合金は下地にSn又はInが拡散し、そのため165℃×1
000Hr熱処理後試料の劣化油による腐食性が著しい。こ
れ対し本発明表面層合金は従来合金の約1/4〜1/6で極め
て耐食性がある。下地合金の銅と本発明合金のIn及びSn
の反応層の厚さは薄く良好だか、Sn量が過剰では反応層
が厚くなる。この反応層の厚さが３ミクロンを越える
と、次第にもろくなり疲労しやすくなる欠点を有する。
なお耐食性が上がる理由は、Cuの添加により下地合金へ
のInの拡散が減少するためと考えられる。Niバリヤーを
表面層合金と下地合金との間に設けた場合には腐食減量
は極めて小さく耐食性良好である。Niバリヤーがない場
合でも Cuを所定量含有させることでInの表面層内への残存率が
高まり実用上使用可能な耐腐食性を得ることができるこ
とが第１図及び第１表から明らかである。
の組成及び機械的性質、腐食減量、下地合金との反応層
の厚さを従来技術による軸受表面層合金と比較して示し
た。第１表から明らかなように従来の表面層合金より本
発明の表面層合金は、硬度、引張強度が高く高負荷に耐
え得る。Cu5％までになるのと伸びが低下して来る。従
つてCu6％以上は脆くなる。なお劣化油での腐食減量を
見るとNiバリヤーのない場合のPb−Sn−In合金を除き、
従来合金は下地にSn又はInが拡散し、そのため165℃×1
000Hr熱処理後試料の劣化油による腐食性が著しい。こ
れ対し本発明表面層合金は従来合金の約1/4〜1/6で極め
て耐食性がある。下地合金の銅と本発明合金のIn及びSn
の反応層の厚さは薄く良好だか、Sn量が過剰では反応層
が厚くなる。この反応層の厚さが３ミクロンを越える
と、次第にもろくなり疲労しやすくなる欠点を有する。
なお耐食性が上がる理由は、Cuの添加により下地合金へ
のInの拡散が減少するためと考えられる。Niバリヤーを
表面層合金と下地合金との間に設けた場合には腐食減量
は極めて小さく耐食性良好である。Niバリヤーがない場
合でも Cuを所定量含有させることでInの表面層内への残存率が
高まり実用上使用可能な耐腐食性を得ることができるこ
とが第１図及び第１表から明らかである。
次に鈴木式試験機による焼付試験と磨耗量について調
べた。試験条件は以下のとうりであり、試験片（１）の
形状及び試料状態は第２図〜第４図に示すとうりであ
る。
べた。試験条件は以下のとうりであり、試験片（１）の
形状及び試料状態は第２図〜第４図に示すとうりであ
る。
軸（２）の材質:S45C 潤滑油:SAE30＃、組付時に0.02ml塗付 軸回転数:780R.P.M. 試験片：外径27.2mmφ、内径22mmφ、深さ1mmのリング
溝（３）を有し、下地材は鋼裏金付Cu75％−Pb25％銅合
金で、鋼裏金と銅合金層の合計厚さは1.5mmで電気メツ
キにより厚さ10μｍの表面層用合金を設けた。
溝（３）を有し、下地材は鋼裏金付Cu75％−Pb25％銅合
金で、鋼裏金と銅合金層の合計厚さは1.5mmで電気メツ
キにより厚さ10μｍの表面層用合金を設けた。
試験時間:70min. 組付時のみ１滴（0.02ml）塗布した油の潤滑状態で焼
付荷重と磨耗厚さの平均値を表２に示した。本発明の表
面層合金は焼付荷重も高く、摩耗厚さも小さく良好であ
る。
付荷重と磨耗厚さの平均値を表２に示した。本発明の表
面層合金は焼付荷重も高く、摩耗厚さも小さく良好であ
る。
次にサフアイヤ式試験機による軸受疲労試験により本
発明の表面層合金の耐疲労性について調べた。試験条件
は以下のとうり。
発明の表面層合金の耐疲労性について調べた。試験条件
は以下のとうり。
軸材質:S55C、軸径53mmφ 供試軸受：鋼裏金付焼結銅−鉛合金（Cu75％−Pb25％）
上に第３表に示す各種表面層合金を15μｍ厚さメツキし
たコンロツド軸受、供試軸受外径＝56.0mm、供試軸受肉
厚＝1.5mm、供試軸受幅＝26.0mm。
上に第３表に示す各種表面層合金を15μｍ厚さメツキし
たコンロツド軸受、供試軸受外径＝56.0mm、供試軸受肉
厚＝1.5mm、供試軸受幅＝26.0mm。
潤滑油種類と温度:SAE20＃、90℃ 回転数:3250r.p.m. 試験時間:20時間、 試験荷重:1330kg/cm2 第３表で本発明合金のPb−５％Cu−６％In−１％Snに
微少面積見られた原因は下地合金の破壊の一部にり見ら
れたものである。
微少面積見られた原因は下地合金の破壊の一部にり見ら
れたものである。
次に本発明の表面層用合金についてエンジンテストを
繰返数３回で、おこなつた。その試験条件は以下のとう
り。
繰返数３回で、おこなつた。その試験条件は以下のとう
り。
使用試験機:2輪車用エンジ35馬力 軸回転数:130000r.p.m. 軸 径:33mm 軸 材:S50C 試験時間:10時間 潤滑油:SAE20＃ 潤滑油温度:145〜150℃ 試験荷重：フル荷重 供試軸受：外径36.0mm、肉厚1.5mm、幅13.8mm、第４表
に示されている表面層用合金を軸受（鋼裏金付銅−鉛焼
結合金（Cu−75％−Pb25％））にNiバリヤーをメツキし
た後、メツキにより15μｍの厚さ設けた。
に示されている表面層用合金を軸受（鋼裏金付銅−鉛焼
結合金（Cu−75％−Pb25％））にNiバリヤーをメツキし
た後、メツキにより15μｍの厚さ設けた。
第４表に見るように本発明表面層合金は亀裂が見られ
ず疲労に極めて強い事が判明した。
ず疲労に極めて強い事が判明した。
（ト） 発明の効果 実施例に示すように、従来の表面層のいずれよりもこ
の発明した合金はすぐれており、発明の所期の目的を満
足し達成することができた。なお表面層合金の外観も極
めて良好であつた。
の発明した合金はすぐれており、発明の所期の目的を満
足し達成することができた。なお表面層合金の外観も極
めて良好であつた。
第１図は焼付試験に使用された試験片の正面図であり、
第２図は第１図のIII−III線に沿つた断面図であり、第
３図は焼付試験の試験状況を示す断面図である。 １は焼付け試験用試験片を示す。
第２図は第１図のIII−III線に沿つた断面図であり、第
３図は焼付試験の試験状況を示す断面図である。 １は焼付け試験用試験片を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】摺動部品及び平軸受などの表面層として使
用され、重量でCu0.1〜６％、In1〜10％、Sn5％未満及
び残部がPbと不可避的不純物から成るメッキ皮膜を有す
る摺動部品及び平軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63090307A JPH081218B2 (ja) | 1988-04-14 | 1988-04-14 | 摺動部品及び平軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63090307A JPH081218B2 (ja) | 1988-04-14 | 1988-04-14 | 摺動部品及び平軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6425930A JPS6425930A (en) | 1989-01-27 |
| JPH081218B2 true JPH081218B2 (ja) | 1996-01-10 |
Family
ID=13994884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63090307A Expired - Lifetime JPH081218B2 (ja) | 1988-04-14 | 1988-04-14 | 摺動部品及び平軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH081218B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6041695B2 (ja) * | 1979-12-14 | 1985-09-18 | 大豊工業株式会社 | 内燃機関の軸受及びその製造方法 |
| JPS59205442A (ja) * | 1983-05-06 | 1984-11-21 | Taiho Kogyo Co Ltd | オ−バレイ合金 |
-
1988
- 1988-04-14 JP JP63090307A patent/JPH081218B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| カナダ特許４８７３１０ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6425930A (en) | 1989-01-27 |
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