JPH1130237A - 銅鉛系合金軸受及びその製造方法 - Google Patents
銅鉛系合金軸受及びその製造方法Info
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- JPH1130237A JPH1130237A JP9202398A JP20239897A JPH1130237A JP H1130237 A JPH1130237 A JP H1130237A JP 9202398 A JP9202398 A JP 9202398A JP 20239897 A JP20239897 A JP 20239897A JP H1130237 A JPH1130237 A JP H1130237A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 軸受合金層自体の耐腐食性を高めて、オーバ
レイを設けなくても耐腐食性が高く、かつ製造の容易な
銅鉛系合金軸受とする。 【解決手段】マトリックス中にＰｂ粒子相が分散してい
る銅鉛系の軸受合金層を裏金上に接合する。軸受合金層
の表面をＩｎまたはＳｎのいずれか１種または２種を積
層しためっき層によって被覆する。次に拡散処理を施
し、めっき層中のＩｎ、Ｓｎが軸受合金層中のＰｂ粒子
相へ優先的に拡散し、Ｐｂ粒子相中に３０〜３００μｍ
の厚さの拡散層を形成する。この高いＩｎ、Ｓｎ濃度の
拡散層を形成した軸受合金層によって耐腐食性が向上す
る。一方、めっき層は拡散して消滅する。
レイを設けなくても耐腐食性が高く、かつ製造の容易な
銅鉛系合金軸受とする。 【解決手段】マトリックス中にＰｂ粒子相が分散してい
る銅鉛系の軸受合金層を裏金上に接合する。軸受合金層
の表面をＩｎまたはＳｎのいずれか１種または２種を積
層しためっき層によって被覆する。次に拡散処理を施
し、めっき層中のＩｎ、Ｓｎが軸受合金層中のＰｂ粒子
相へ優先的に拡散し、Ｐｂ粒子相中に３０〜３００μｍ
の厚さの拡散層を形成する。この高いＩｎ、Ｓｎ濃度の
拡散層を形成した軸受合金層によって耐腐食性が向上す
る。一方、めっき層は拡散して消滅する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、銅鉛合金系軸受に
係り、特に耐腐食性に優れる銅鉛系合金軸受に関する。
係り、特に耐腐食性に優れる銅鉛系合金軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば内燃機関に用いられる銅鉛系合金
の軸受合金層では、Ｃｕマトリックス中に分散するＰｂ
粒子相が、酸腐食を受け易い。特に、長期に使用された
潤滑油（以下、劣化油という。）では、変質した有機酸
（Ｒ−ＣＯＯＨ）などの酸性物質により、Ｐｂ粒子相が
非常に腐食され易くなる。耐食性を改善するために軸受
合金中にＳｎやＩｎを添加しても、これらの元素はＣｕ
マトリックスに固溶してＰｂ粒子相の耐食性は改善され
ない。
の軸受合金層では、Ｃｕマトリックス中に分散するＰｂ
粒子相が、酸腐食を受け易い。特に、長期に使用された
潤滑油（以下、劣化油という。）では、変質した有機酸
（Ｒ−ＣＯＯＨ）などの酸性物質により、Ｐｂ粒子相が
非常に腐食され易くなる。耐食性を改善するために軸受
合金中にＳｎやＩｎを添加しても、これらの元素はＣｕ
マトリックスに固溶してＰｂ粒子相の耐食性は改善され
ない。
【０００３】このために、軸受合金層の上にＰｂ−Ｓ
ｎ、ＰｂーＳｎーＣｕ、ＰｂーＳｎーＩｎ合金などのオ
ーバレイ層を設けて、なじみ性のみならず、耐腐食性を
も高めたものが知られている。ＳｎまたはＩｎを２〜１
０重量％含むＰｂ合金は耐腐食性が向上することに基く
ものである。ここで、軸受合金層の上に直接オーバレイ
を設けると、熱処理工程および運転中に、オーバレイ中
のＳｎあるいはＩｎが軸受合金中へ拡散して、オーバレ
イによる耐腐食性の特性などが失われてしまうために、
軸受合金層とオーバレイとの間にＮｉ中間層を設けて、
オーバレイ中のＳｎやＩｎが拡散することを防止してい
る。しかし、Ｎｉ中間層は硬質であるために、長期使用
によってオーバレイが摩滅して硬いＮｉ中間層が露出す
ると、内燃機関に焼付きを生じる原因となっていた。ま
た、使用初期の片当りなどによって、オーバレイおよび
Ｎｉ中間層の一部が早期に摩耗して軸受合金層が露出す
ると、この露出した部分から腐食が進行するという課題
もあった。本出願人は、これらの課題を解決するため
に、特開平７ー１７９９６４号に示す発明を提案してい
る。
ｎ、ＰｂーＳｎーＣｕ、ＰｂーＳｎーＩｎ合金などのオ
ーバレイ層を設けて、なじみ性のみならず、耐腐食性を
も高めたものが知られている。ＳｎまたはＩｎを２〜１
０重量％含むＰｂ合金は耐腐食性が向上することに基く
ものである。ここで、軸受合金層の上に直接オーバレイ
を設けると、熱処理工程および運転中に、オーバレイ中
のＳｎあるいはＩｎが軸受合金中へ拡散して、オーバレ
イによる耐腐食性の特性などが失われてしまうために、
軸受合金層とオーバレイとの間にＮｉ中間層を設けて、
オーバレイ中のＳｎやＩｎが拡散することを防止してい
る。しかし、Ｎｉ中間層は硬質であるために、長期使用
によってオーバレイが摩滅して硬いＮｉ中間層が露出す
ると、内燃機関に焼付きを生じる原因となっていた。ま
た、使用初期の片当りなどによって、オーバレイおよび
Ｎｉ中間層の一部が早期に摩耗して軸受合金層が露出す
ると、この露出した部分から腐食が進行するという課題
もあった。本出願人は、これらの課題を解決するため
に、特開平７ー１７９９６４号に示す発明を提案してい
る。
【０００４】この従来の発明では、９重量％Ｓｎおよび
９重量％Ｉｎを含むＰｂ基のオーバレイを軸受合金層上
に直接形成し、１６５°Ｃで１０００時間に及ぶ拡散処
理を行なっている。この従来の発明は、オーバレイ中の
ＩｎをＰｂ粒子相内に予め拡散させて、軸受合金のＰｂ
粒子相自体の耐腐食性を高めるものである。そして、硬
いＮｉ中間層を形成していないことによって、オーバレ
イが摩滅して軸受合金層が露出しても高い耐腐食性を維
持することができるとしている。
９重量％Ｉｎを含むＰｂ基のオーバレイを軸受合金層上
に直接形成し、１６５°Ｃで１０００時間に及ぶ拡散処
理を行なっている。この従来の発明は、オーバレイ中の
ＩｎをＰｂ粒子相内に予め拡散させて、軸受合金のＰｂ
粒子相自体の耐腐食性を高めるものである。そして、硬
いＮｉ中間層を形成していないことによって、オーバレ
イが摩滅して軸受合金層が露出しても高い耐腐食性を維
持することができるとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の発
明では、オーバレイ中のＩｎをＰｂ粒子相内に拡散する
ためには長時間の拡散時間を必要としていた。一般に拡
散時間を短縮するには、オーバレイ中のＩｎ濃度を高め
て、オーバレイ層と軸受合金層との濃度勾配をあげた
り、拡散温度を高めることにより行なわれるが、オーバ
レイのＩｎ濃度を高くすると融点が低下するために、か
えって拡散温度を低くする必要がある。これらの理由に
よって、長時間にわたる拡散処理が必要とされていた。
明では、オーバレイ中のＩｎをＰｂ粒子相内に拡散する
ためには長時間の拡散時間を必要としていた。一般に拡
散時間を短縮するには、オーバレイ中のＩｎ濃度を高め
て、オーバレイ層と軸受合金層との濃度勾配をあげた
り、拡散温度を高めることにより行なわれるが、オーバ
レイのＩｎ濃度を高くすると融点が低下するために、か
えって拡散温度を低くする必要がある。これらの理由に
よって、長時間にわたる拡散処理が必要とされていた。
【０００６】また、オーバレイ中のＩｎが拡散処理によ
って、Ｐｂ粒子相内に拡散してしまうために、オーバレ
イ中のＩｎの濃度が低くなり、オーバレイのＩｎ濃度を
調整することが困難であった。
って、Ｐｂ粒子相内に拡散してしまうために、オーバレ
イ中のＩｎの濃度が低くなり、オーバレイのＩｎ濃度を
調整することが困難であった。
【０００７】そこで、請求項１〜３の発明では、軸受合
金層自体の耐腐食性を高めて、オーバレイを設けなくて
も耐腐食性が高く、かつ製造の容易な銅鉛系合金軸受、
およびその製造方法とすることを目的としている。ま
た、請求項４〜６の発明では、軸受合金に直接オーバレ
イを設けた、耐腐食性が高い銅鉛系合金軸受、およびそ
の製造方法とすることを目的としている。
金層自体の耐腐食性を高めて、オーバレイを設けなくて
も耐腐食性が高く、かつ製造の容易な銅鉛系合金軸受、
およびその製造方法とすることを目的としている。ま
た、請求項４〜６の発明では、軸受合金に直接オーバレ
イを設けた、耐腐食性が高い銅鉛系合金軸受、およびそ
の製造方法とすることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、裏
金と、該裏金上に接合され、マトリックス中にＰｂ粒子
相が分散している銅鉛系の軸受合金層の２層からなる銅
鉛系合金軸受において、軸受合金層の表面から少なくと
も３０μｍの領域におけるＰｂ粒子相内のＩｎまたはＳ
ｎの１種の濃度または２種の濃度の合計が２重量％以上
の拡散層となっている。
金と、該裏金上に接合され、マトリックス中にＰｂ粒子
相が分散している銅鉛系の軸受合金層の２層からなる銅
鉛系合金軸受において、軸受合金層の表面から少なくと
も３０μｍの領域におけるＰｂ粒子相内のＩｎまたはＳ
ｎの１種の濃度または２種の濃度の合計が２重量％以上
の拡散層となっている。
【０００９】ＩｎまたはＳｎの拡散層におけるＰｂ粒子
相内のＩｎまたはＳｎの１種の濃度または２種の濃度の
合計が２重量％以上と高いため、腐食されやすいＰｂ粒
子相の耐腐食性が向上する。このため、オーバレイを設
けなくても耐腐食性が高く、かつ製造の容易な銅鉛系合
金軸受とすることができる。
相内のＩｎまたはＳｎの１種の濃度または２種の濃度の
合計が２重量％以上と高いため、腐食されやすいＰｂ粒
子相の耐腐食性が向上する。このため、オーバレイを設
けなくても耐腐食性が高く、かつ製造の容易な銅鉛系合
金軸受とすることができる。
【００１０】ＩｎまたはＳｎの拡散層は、軸受合金層の
表面から少なくとも３０μｍとする。３０μｍ未満では
耐腐食性の効果が不足する。過度に厚いものにすると、
拡散時間を長くする必要があり、また特に高価なＩｎを
過剰に使用することになるので、不経済となる。このた
め３００μｍ以下が望ましく、特に４０〜２００μｍが
望ましい。
表面から少なくとも３０μｍとする。３０μｍ未満では
耐腐食性の効果が不足する。過度に厚いものにすると、
拡散時間を長くする必要があり、また特に高価なＩｎを
過剰に使用することになるので、不経済となる。このた
め３００μｍ以下が望ましく、特に４０〜２００μｍが
望ましい。
【００１１】次に、軸受合金の各合金成分について説明
する。 Ｐｂ：８〜３０重量％ Ｐｂ８％未満では非焼付性に劣り、３０％を超えると、
連続したＰｂ粒子相となりやすく、マトリックス中に分
散しにくくなる。また、軸受合金の強度を低下させるの
で、８〜３０重量％が望ましい。 Ｓｎ：０．５〜８重量％ Ｓｎ０．５％未満では軸受合金の強度が低くなる。一
方、８％を超えると軸受合金が過度に硬く脆くなり、ま
た熱伝導率が低下して非焼付性が低下するので、０．５
〜８重量％が望ましい。 Ｐ：０．２重量以下 Ｐが０．２％を超えると合金が過度に硬くなって、軸に
対するなじみ性が低下するので、０．２重量以下が望ま
しい。
する。 Ｐｂ：８〜３０重量％ Ｐｂ８％未満では非焼付性に劣り、３０％を超えると、
連続したＰｂ粒子相となりやすく、マトリックス中に分
散しにくくなる。また、軸受合金の強度を低下させるの
で、８〜３０重量％が望ましい。 Ｓｎ：０．５〜８重量％ Ｓｎ０．５％未満では軸受合金の強度が低くなる。一
方、８％を超えると軸受合金が過度に硬く脆くなり、ま
た熱伝導率が低下して非焼付性が低下するので、０．５
〜８重量％が望ましい。 Ｐ：０．２重量以下 Ｐが０．２％を超えると合金が過度に硬くなって、軸に
対するなじみ性が低下するので、０．２重量以下が望ま
しい。
【００１２】特に、軸受合金層に１〜２０重量％のＮｉ
を添加すると、Ｐｂ粒子相の周囲にＩｎ，Ｓｎの拡散を
防げるＣｕ−Ｓｎあるいは、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｉｎの反応生
成物層が形成するのを押さえることができる。このた
め、拡散層にＩｎとＳｎを含有する場合には、Ｎｉを添
加することが望ましい。これにより拡散したＩｎやＳｎ
が有効にＰｂ粒子相中に拡散してＩｎやＳｎ濃度を十分
に高めやすくなる（請求項２）。なお、Ｎｉ１％未満で
はＣｕ−ＳｎあるいはＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎの反応生成物層
の形成を押さえる効果が少ない。他方、Ｎｉ濃度が高く
なると、摺動相手部材である軸に対する軸受としてのな
じみ性が低下する傾向を示し、２０％を超えるとこの傾
向が顕著となるので、添加量は２０重量％以下が望まし
い。特に、添加量は１〜１５重量％が望ましい。
を添加すると、Ｐｂ粒子相の周囲にＩｎ，Ｓｎの拡散を
防げるＣｕ−Ｓｎあるいは、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｉｎの反応生
成物層が形成するのを押さえることができる。このた
め、拡散層にＩｎとＳｎを含有する場合には、Ｎｉを添
加することが望ましい。これにより拡散したＩｎやＳｎ
が有効にＰｂ粒子相中に拡散してＩｎやＳｎ濃度を十分
に高めやすくなる（請求項２）。なお、Ｎｉ１％未満で
はＣｕ−ＳｎあるいはＣｕ−Ｓｎ−Ｉｎの反応生成物層
の形成を押さえる効果が少ない。他方、Ｎｉ濃度が高く
なると、摺動相手部材である軸に対する軸受としてのな
じみ性が低下する傾向を示し、２０％を超えるとこの傾
向が顕著となるので、添加量は２０重量％以下が望まし
い。特に、添加量は１〜１５重量％が望ましい。
【００１３】請求項３の発明では、裏金と、該裏金上に
接合され、マトリックス中にＰｂ粒子相が分散している
銅鉛系の軸受合金層からなる２層の銅鉛系合金軸受の製
造方法において、軸受合金層の表面にＩｎまたはＳｎの
いずれか１種のめっき層または２種の積層しためっき層
により被覆して、軸受合金層の表面から少なくとも３０
μｍの領域における前記Ｐｂ粒子相内のＩｎまたはＳｎ
の１種または２種の濃度の合計が２重量％以上になるま
で該めっき層に含まれるＩｎまたはＳｎを拡散する製造
方法としている。
接合され、マトリックス中にＰｂ粒子相が分散している
銅鉛系の軸受合金層からなる２層の銅鉛系合金軸受の製
造方法において、軸受合金層の表面にＩｎまたはＳｎの
いずれか１種のめっき層または２種の積層しためっき層
により被覆して、軸受合金層の表面から少なくとも３０
μｍの領域における前記Ｐｂ粒子相内のＩｎまたはＳｎ
の１種または２種の濃度の合計が２重量％以上になるま
で該めっき層に含まれるＩｎまたはＳｎを拡散する製造
方法としている。
【００１４】軸受合金層の表面にＩｎまたはＳｎの１種
または２種の層を被覆すると、軸受合金層とのＩｎまた
はＳｎの濃度勾配が高いために、急速に拡散して、短時
間で拡散層が得られる。
または２種の層を被覆すると、軸受合金層とのＩｎまた
はＳｎの濃度勾配が高いために、急速に拡散して、短時
間で拡散層が得られる。
【００１５】裏金は、鋼などの金属が使用され、裏金上
に、銅鉛系の軸受合金層を接合する。この際、裏金の表
面を洗浄したものの他、表面にＣｕメッキを施した上
で、銅鉛系の軸受合金層を接合すると、確実に接合でき
て望ましい。
に、銅鉛系の軸受合金層を接合する。この際、裏金の表
面を洗浄したものの他、表面にＣｕメッキを施した上
で、銅鉛系の軸受合金層を接合すると、確実に接合でき
て望ましい。
【００１６】次に軸受合金層の表面にＩｎまたはＳｎの
１種又は２種のめっき層を形成する。ＩｎまたはＳｎの
めっき層は、めっき法やＰＶＤ法などにより、０．５〜
５．０μｍとする。なお、湿式めっき法でＩｎおよびＳ
ｎの両金属を拡散させる場合には、ＩｎとＳｎの合金メ
ッキを施すことが困難であるため、ＩｎおよびＳｎの２
種のめっき層を積層して形成することが望ましい。
１種又は２種のめっき層を形成する。ＩｎまたはＳｎの
めっき層は、めっき法やＰＶＤ法などにより、０．５〜
５．０μｍとする。なお、湿式めっき法でＩｎおよびＳ
ｎの両金属を拡散させる場合には、ＩｎとＳｎの合金メ
ッキを施すことが困難であるため、ＩｎおよびＳｎの２
種のめっき層を積層して形成することが望ましい。
【００１７】めっき層の厚さは、０．５μｍより少ない
と、Ｐｂ粒子相内にＩｎまたはＳｎの含有量が十分確保
できない。１０μｍ以上になると、拡散処理後にも表面
に残存するＩｎまたはＳｎ量が多くなり不経済となる。
と、Ｐｂ粒子相内にＩｎまたはＳｎの含有量が十分確保
できない。１０μｍ以上になると、拡散処理後にも表面
に残存するＩｎまたはＳｎ量が多くなり不経済となる。
【００１８】次に加熱して拡散処理を施す。拡散処理に
より、めっき層中のＩｎまたはＳｎは、軸受合金のＰｂ
粒子相へ優先的に拡散する。そしてＰｂ粒子相中のＩｎ
またはＳｎの１種または２種の濃度の合計が２重量％以
上となったＰｂ粒子相（拡散層）を３０〜３００μｍの
厚さに形成する。この高いＩｎまたはＳｎ濃度によりＰ
ｂ粒子相の耐腐食性が向上する。
より、めっき層中のＩｎまたはＳｎは、軸受合金のＰｂ
粒子相へ優先的に拡散する。そしてＰｂ粒子相中のＩｎ
またはＳｎの１種または２種の濃度の合計が２重量％以
上となったＰｂ粒子相（拡散層）を３０〜３００μｍの
厚さに形成する。この高いＩｎまたはＳｎ濃度によりＰ
ｂ粒子相の耐腐食性が向上する。
【００１９】なお、拡散処理によって、めっき層が徐々
に薄くなり、さらには消失する。しかし、拡散処理後、
軸受合金層上にめっき層が残存する場合には、電解酸洗
いや、切削加工等により除去しても良い。また、この残
存しためっき層は、初期なじみ性や耐食性も向上するた
めに、残存したまま軸受とすることもできる。拡散処理
の温度は、高温程望ましいが、固体状態の温度または半
溶融温度に止めることが望ましい。完全に溶融すると流
れ出して拡散層が不均一となる。
に薄くなり、さらには消失する。しかし、拡散処理後、
軸受合金層上にめっき層が残存する場合には、電解酸洗
いや、切削加工等により除去しても良い。また、この残
存しためっき層は、初期なじみ性や耐食性も向上するた
めに、残存したまま軸受とすることもできる。拡散処理
の温度は、高温程望ましいが、固体状態の温度または半
溶融温度に止めることが望ましい。完全に溶融すると流
れ出して拡散層が不均一となる。
【００２０】請求項４の発明は、裏金と、該裏金上に接
合され、Ｐｂ８〜３０重量％、Ｓｎ０．５〜８重量％、
Ｐ０．２重量％以下、Ｃｕ残部からなり、マトリックス
中にＰｂ粒子相が分散している銅鉛系の軸受合金層と、
Ｐｂ基またはＳｎ基のオーバレイとからなるオーバレイ
付き銅鉛系合金軸受において、軸受合金層の表面から少
なくとも３０μｍの領域におけるＰｂ粒子相内のＩｎま
たはＳｎの１種または２種の濃度の合計が２重量％以上
の拡散層となっている。
合され、Ｐｂ８〜３０重量％、Ｓｎ０．５〜８重量％、
Ｐ０．２重量％以下、Ｃｕ残部からなり、マトリックス
中にＰｂ粒子相が分散している銅鉛系の軸受合金層と、
Ｐｂ基またはＳｎ基のオーバレイとからなるオーバレイ
付き銅鉛系合金軸受において、軸受合金層の表面から少
なくとも３０μｍの領域におけるＰｂ粒子相内のＩｎま
たはＳｎの１種または２種の濃度の合計が２重量％以上
の拡散層となっている。
【００２１】オーバレイによって、初期なじみ性が向上
するとともに、耐腐食性が向上する。また、長期使用に
よりオーバレイが摩滅すると軸受合金層の拡散層が露出
し、硬いＮｉ中間層が設けられていないために非焼付性
の低下をもたらすことはなく、焼付きが生じにくい。ま
た、軸受合金層が露出しても、耐腐食性に優れた拡散層
により、急速に腐食されることがなく、長期的に耐腐食
性に優れた銅鉛系合金軸受とすることができる。
するとともに、耐腐食性が向上する。また、長期使用に
よりオーバレイが摩滅すると軸受合金層の拡散層が露出
し、硬いＮｉ中間層が設けられていないために非焼付性
の低下をもたらすことはなく、焼付きが生じにくい。ま
た、軸受合金層が露出しても、耐腐食性に優れた拡散層
により、急速に腐食されることがなく、長期的に耐腐食
性に優れた銅鉛系合金軸受とすることができる。
【００２２】特に、使用初期に、軸の片当たりなどの理
由によってなじみ運転中にオーバレイが急速に消滅して
軸受合金層が露出するようなことがあっても、軸受合金
層が耐腐食性に優れているために、急速に腐食されるこ
とが防止される。なお、オーバレイとしては、公知のＰ
ｂ基またはＳｎ基合金を適宜選択することができ、Ｐｂ
ー９重量％Ｓｎー９重量％Ｉｎ、Ｐｂー９重量％Ｓｎー
９重量％Ｉｎー２重量％Ｃｕ、Ｐｂー８重量％Ｓｎー２
重量％ＣｕなどのＰｂ基合金、Ｓｎー２重量％Ｃｕ、Ｓ
ｎー７重量％Ｓｂ、Ｓｎ−２重量％Ｃｕ−７重量％Ｓｂ
などのＳｎ基合金がその代表的な合金である。
由によってなじみ運転中にオーバレイが急速に消滅して
軸受合金層が露出するようなことがあっても、軸受合金
層が耐腐食性に優れているために、急速に腐食されるこ
とが防止される。なお、オーバレイとしては、公知のＰ
ｂ基またはＳｎ基合金を適宜選択することができ、Ｐｂ
ー９重量％Ｓｎー９重量％Ｉｎ、Ｐｂー９重量％Ｓｎー
９重量％Ｉｎー２重量％Ｃｕ、Ｐｂー８重量％Ｓｎー２
重量％ＣｕなどのＰｂ基合金、Ｓｎー２重量％Ｃｕ、Ｓ
ｎー７重量％Ｓｂ、Ｓｎ−２重量％Ｃｕ−７重量％Ｓｂ
などのＳｎ基合金がその代表的な合金である。
【００２３】請求項６の発明では、請求項３の発明に対
して、さらにＰｂ基またはＳｎ基のオーバレイを形成し
ている。なお、鉛基のオーバレイを施す場合に、めっき
層が残存していると、残存するメッキ層と鉛により低融
点合金が形成されて、ワイピング現象を生じ易くなる。
このため、電解酸洗いや切削加工等により除去した上
で、オーバレイを形成することが望ましい。
して、さらにＰｂ基またはＳｎ基のオーバレイを形成し
ている。なお、鉛基のオーバレイを施す場合に、めっき
層が残存していると、残存するメッキ層と鉛により低融
点合金が形成されて、ワイピング現象を生じ易くなる。
このため、電解酸洗いや切削加工等により除去した上
で、オーバレイを形成することが望ましい。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明で
は、裏金と、該裏金上に接合され、マトリックス中にＰ
ｂ粒子相が分散している銅鉛系の軸受合金層の２層から
なる銅鉛系合金軸受において、軸受合金層の表面から少
なくとも３０μｍの領域におけるＰｂ粒子相内のＩｎま
たはＳｎの１種の濃度または２種の濃度の合計が２重量
％以上の拡散層となっているために、オーバレイを設け
なくても耐腐食性の高い銅鉛系合金軸受とすることがで
きる。
は、裏金と、該裏金上に接合され、マトリックス中にＰ
ｂ粒子相が分散している銅鉛系の軸受合金層の２層から
なる銅鉛系合金軸受において、軸受合金層の表面から少
なくとも３０μｍの領域におけるＰｂ粒子相内のＩｎま
たはＳｎの１種の濃度または２種の濃度の合計が２重量
％以上の拡散層となっているために、オーバレイを設け
なくても耐腐食性の高い銅鉛系合金軸受とすることがで
きる。
【００２５】請求項３の発明では、裏金と、該裏金上に
接合され、マトリックス中にＰｂ粒子相が分散している
銅鉛系の軸受合金層からなる２層の銅鉛系合金軸受の製
造方法において、軸受合金層の表面にＩｎまたはＳｎの
いずれか１種のめっき層または２種の積層しためっき層
により被覆して、軸受合金層の表面から少なくとも３０
μｍの領域におけるＰｂ粒子相内のＩｎまたはＳｎの１
種または２種の濃度の合計が２重量％以上になるまでめ
っき層に含まれるＩｎまたはＳｎを拡散する製造方法と
している。これにより短い拡散時間により耐腐食性の高
い銅鉛系合金軸受を製造することができる。
接合され、マトリックス中にＰｂ粒子相が分散している
銅鉛系の軸受合金層からなる２層の銅鉛系合金軸受の製
造方法において、軸受合金層の表面にＩｎまたはＳｎの
いずれか１種のめっき層または２種の積層しためっき層
により被覆して、軸受合金層の表面から少なくとも３０
μｍの領域におけるＰｂ粒子相内のＩｎまたはＳｎの１
種または２種の濃度の合計が２重量％以上になるまでめ
っき層に含まれるＩｎまたはＳｎを拡散する製造方法と
している。これにより短い拡散時間により耐腐食性の高
い銅鉛系合金軸受を製造することができる。
【００２６】請求項４の発明では、裏金と、該裏金上に
接合され、Ｐｂ８〜３０重量％、Ｓｎ０．５〜８重量
％、Ｐ０．２重量％以下、Ｃｕ残部からなり、マトリッ
クス中にＰｂ粒子相が分散している銅鉛系の軸受合金層
と、Ｐｂ基またはＳｎ基のオーバレイとからなるオーバ
レイ付き銅鉛系合金軸受において、軸受合金層の表面か
ら少なくとも３０μｍの領域におけるＰｂ粒子相内のＩ
ｎまたはＳｎの１種または２種の濃度の合計が２重量％
以上の拡散層となっているために、耐腐食性の高いオー
バレイ付き銅鉛系合金軸受とすることができる。特に、
片当り等によってオーバレイが急速に摩滅して、軸受合
金層が露出した際にも、拡散層によって高い耐腐食性が
確保される。
接合され、Ｐｂ８〜３０重量％、Ｓｎ０．５〜８重量
％、Ｐ０．２重量％以下、Ｃｕ残部からなり、マトリッ
クス中にＰｂ粒子相が分散している銅鉛系の軸受合金層
と、Ｐｂ基またはＳｎ基のオーバレイとからなるオーバ
レイ付き銅鉛系合金軸受において、軸受合金層の表面か
ら少なくとも３０μｍの領域におけるＰｂ粒子相内のＩ
ｎまたはＳｎの１種または２種の濃度の合計が２重量％
以上の拡散層となっているために、耐腐食性の高いオー
バレイ付き銅鉛系合金軸受とすることができる。特に、
片当り等によってオーバレイが急速に摩滅して、軸受合
金層が露出した際にも、拡散層によって高い耐腐食性が
確保される。
【００２７】請求項６の発明では、裏金と、該裏金上に
接合され、マトリックス中にＰｂ粒子相が分散している
銅鉛系の軸受合金層と、Ｐｂ基またはＳｎ基のオーバレ
イとからなるオーバレイ付き銅鉛系合金軸受の製造方法
において、軸受合金層の表面にＩｎまたはＳｎのいずれ
か１種のめっき層または２種の積層しためっき層により
被覆して、前記軸受合金層の表面から少なくとも３０μ
ｍの領域における前記Ｐｂ粒子相内のＩｎまたはＳｎの
いずれか１種の濃度または２種の濃度の合計が２重量％
以上になるまでめっき層に含まれるＩｎまたはＳｎを拡
散する製造方法としている。
接合され、マトリックス中にＰｂ粒子相が分散している
銅鉛系の軸受合金層と、Ｐｂ基またはＳｎ基のオーバレ
イとからなるオーバレイ付き銅鉛系合金軸受の製造方法
において、軸受合金層の表面にＩｎまたはＳｎのいずれ
か１種のめっき層または２種の積層しためっき層により
被覆して、前記軸受合金層の表面から少なくとも３０μ
ｍの領域における前記Ｐｂ粒子相内のＩｎまたはＳｎの
いずれか１種の濃度または２種の濃度の合計が２重量％
以上になるまでめっき層に含まれるＩｎまたはＳｎを拡
散する製造方法としている。
【００２８】これにより短い拡散時間により耐腐食性の
高い銅鉛系合金軸受を製造することができ、また、たと
えオーバレイが摩滅して軸受合金が露出しても、優れた
非焼付性と、耐腐食性に優れた拡散層により、長期に耐
摩耗性に優れた銅鉛系合金軸受とすることができる。
高い銅鉛系合金軸受を製造することができ、また、たと
えオーバレイが摩滅して軸受合金が露出しても、優れた
非焼付性と、耐腐食性に優れた拡散層により、長期に耐
摩耗性に優れた銅鉛系合金軸受とすることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を比較例と
ともに説明する。８μｍの銅めっきを施した鋼裏金の上
に銅鉛系合金粉末を散布し、還元雰囲気炉内で７００〜
９００°Ｃの温度で１０〜３０分間焼結した。その後ロ
ール間を通して初回の圧延、さらに再度の焼結、圧延を
行ってＳｎ２％，Ｐｂ２２％，Ｐ０．０２％で残部がＣ
ｕのバイメタルを得た。得られたバイメタルの板厚は、
総厚１．６ｍｍ、軸受合金層の厚さが０．３５ｍｍであ
った。この様にして得られたバイメタルを切断し、機械
加工の工程を経て半割軸受を作製した。この半割軸受に
対して水系洗浄脱脂、電解脱脂、酸洗いの順で前処理を
行った後、表に示す厚さのＳｎ、Ｉｎのめっき層を電気
めっきにより得た。なお、ＳｎおよびＩｎのめっき層
は、Ｓｎをめっきした後、Ｉｎを積層してめっきして形
成した。
ともに説明する。８μｍの銅めっきを施した鋼裏金の上
に銅鉛系合金粉末を散布し、還元雰囲気炉内で７００〜
９００°Ｃの温度で１０〜３０分間焼結した。その後ロ
ール間を通して初回の圧延、さらに再度の焼結、圧延を
行ってＳｎ２％，Ｐｂ２２％，Ｐ０．０２％で残部がＣ
ｕのバイメタルを得た。得られたバイメタルの板厚は、
総厚１．６ｍｍ、軸受合金層の厚さが０．３５ｍｍであ
った。この様にして得られたバイメタルを切断し、機械
加工の工程を経て半割軸受を作製した。この半割軸受に
対して水系洗浄脱脂、電解脱脂、酸洗いの順で前処理を
行った後、表に示す厚さのＳｎ、Ｉｎのめっき層を電気
めっきにより得た。なお、ＳｎおよびＩｎのめっき層
は、Ｓｎをめっきした後、Ｉｎを積層してめっきして形
成した。
【００３０】
【００３１】次に１６５°Ｃの温度で拡散処理を行っ
て、銅鉛軸受合金層内の鉛粒子相に、Ｓｎ、Ｉｎを拡散
した拡散層を得た。次に、軸受合金層上に残存するＩｎ
またはＳｎを電解酸洗いにより除去して２層の軸受の試
験試料とした。
て、銅鉛軸受合金層内の鉛粒子相に、Ｓｎ、Ｉｎを拡散
した拡散層を得た。次に、軸受合金層上に残存するＩｎ
またはＳｎを電解酸洗いにより除去して２層の軸受の試
験試料とした。
【００３２】なお、比較例７〜９については、一般にオ
ーバレイとして知られているＰｂー９重量％Ｓｎ−９重
量％Ｉｎー１重量％Ｃｕの合金により２０μｍのめっき
層を形成し、１０００時間拡散処理して残存するめっき
層をそのままオーバレイとした。これらの拡散処理後の
オーバレイの組成は、比較例７では、Ｐｂー１．１重量
％Ｓｎ−２．１重量％Ｉｎ、比較例８では、Ｐｂ−１．
２重量％Ｓｎ−２．２重量％Ｉｎ、比較例９では、Ｐｂ
ー１．２重量％Ｓｎ−２．３重量％Ｉｎであった。
ーバレイとして知られているＰｂー９重量％Ｓｎ−９重
量％Ｉｎー１重量％Ｃｕの合金により２０μｍのめっき
層を形成し、１０００時間拡散処理して残存するめっき
層をそのままオーバレイとした。これらの拡散処理後の
オーバレイの組成は、比較例７では、Ｐｂー１．１重量
％Ｓｎ−２．１重量％Ｉｎ、比較例８では、Ｐｂ−１．
２重量％Ｓｎ−２．２重量％Ｉｎ、比較例９では、Ｐｂ
ー１．２重量％Ｓｎ−２．３重量％Ｉｎであった。
【００３３】これらの拡散処理の結果、前述した従来の
発明に基づく、比較例７〜９においては、１０００時間
の拡散処理においても、拡散層が２０〜７０μｍときわ
めて浅く、また、軸受合金層のＮｉ含有量に大きく依存
していることを確認した。また、比較例１から比較例６
は拡散時間が短いため、拡散層の深さが１０から２０μ
ｍと浅かった。一方、各実施例では、いずれも３０μｍ
以上となった。また、実施例４、実施例８および実施例
１１の対比などから、軸受合金層中のＮｉ含有量によっ
て拡散層の深さは影響を受けることが判明した。
発明に基づく、比較例７〜９においては、１０００時間
の拡散処理においても、拡散層が２０〜７０μｍときわ
めて浅く、また、軸受合金層のＮｉ含有量に大きく依存
していることを確認した。また、比較例１から比較例６
は拡散時間が短いため、拡散層の深さが１０から２０μ
ｍと浅かった。一方、各実施例では、いずれも３０μｍ
以上となった。また、実施例４、実施例８および実施例
１１の対比などから、軸受合金層中のＮｉ含有量によっ
て拡散層の深さは影響を受けることが判明した。
【００３４】次に拡散処理を施した各実施例および比較
例について、腐食試験を行った。腐食試験は、タクシー
にて１万Ｋｍ走行後の酸化の進行した潤滑油に浸漬し
て、１３０°Ｃにおける１０００時間後の腐食量を調べ
た。表に示す腐食量は、単位表面積当たりの各試験片の
試験前後の重量差である。なお、オーバレイ無しの腐食
量については、拡散処理後に電解酸洗いによりＳｎまた
はＩｎ層を除去してから腐食試験を行なった。また、オ
ーバレイ付きの実施例および比較例については、さらに
表に示す組成のＰｂ基またはＳｎ基のオーバレイを厚さ
２０μｍにメッキして試験試料とした。なお、比較例７
〜９のオーバレイ無しの腐食量については、拡散処理後
に切削加工でオーバレイを除去してから腐食試験を行な
った。
例について、腐食試験を行った。腐食試験は、タクシー
にて１万Ｋｍ走行後の酸化の進行した潤滑油に浸漬し
て、１３０°Ｃにおける１０００時間後の腐食量を調べ
た。表に示す腐食量は、単位表面積当たりの各試験片の
試験前後の重量差である。なお、オーバレイ無しの腐食
量については、拡散処理後に電解酸洗いによりＳｎまた
はＩｎ層を除去してから腐食試験を行なった。また、オ
ーバレイ付きの実施例および比較例については、さらに
表に示す組成のＰｂ基またはＳｎ基のオーバレイを厚さ
２０μｍにメッキして試験試料とした。なお、比較例７
〜９のオーバレイ無しの腐食量については、拡散処理後
に切削加工でオーバレイを除去してから腐食試験を行な
った。
【００３５】これらのオーバレイ無しの腐食量の結果か
ら、拡散層の深さが１０〜２０μｍ（比較例１〜７）で
は、腐食量が大きく、３０μｍ以上の各実施例ではいず
れも１ｍｇ／ｃｍ2前後の少ない腐食量を示した。
ら、拡散層の深さが１０〜２０μｍ（比較例１〜７）で
は、腐食量が大きく、３０μｍ以上の各実施例ではいず
れも１ｍｇ／ｃｍ2前後の少ない腐食量を示した。
フロントページの続き (72)発明者 柴山 隆之 名古屋市北区猿投町２番地 大同メタル工 業株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 裏金と、該裏金上に接合され、マトリッ
クス中にＰｂ粒子相が分散している銅鉛系の軸受合金層
の２層からなる銅鉛系合金軸受において、 前記軸受合金層の表面から少なくとも３０μｍの領域に
おける前記Ｐｂ粒子相内のＩｎまたはＳｎの１種の濃度
または２種の濃度の合計が２重量％以上の拡散層となっ
ていることを特徴とする銅鉛系合金軸受。 - 【請求項２】 軸受合金層には、１〜２０重量％のＮｉ
を含むことを特徴とする請求項１記載の銅鉛系合金軸
受。 - 【請求項３】裏金と、該裏金上に接合され、マトリック
ス中にＰｂ粒子相が分散している銅鉛系の軸受合金層か
らなる２層の銅鉛系合金軸受の製造方法において、 前記軸受合金層の表面にＩｎまたはＳｎのいずれか１種
のめっき層または２種の積層しためっき層により被覆し
て、前記軸受合金層の表面から少なくとも３０μｍの領
域における前記Ｐｂ粒子相内のＩｎまたはＳｎの１種ま
たは２種の濃度の合計が２重量％以上になるまで該めっ
き層に含まれるＩｎまたはＳｎを拡散することを特徴と
する銅鉛系合金軸受の製造方法。 - 【請求項４】 裏金と、該裏金上に接合され、Ｐｂ８〜
３０重量％、Ｓｎ０．５〜８重量％、Ｐ０．２重量％以
下、Ｃｕ残部からなり、マトリックス中にＰｂ粒子相が
分散している銅鉛系の軸受合金層と、Ｐｂ基またはＳｎ
基のオーバレイとからなるオーバレイ付き銅鉛系合金軸
受において、 前記軸受合金層の表面から少なくとも３０μｍの領域に
おける前記Ｐｂ粒子相内のＩｎまたはＳｎの１種または
２種の濃度の合計が２重量％以上の拡散層となっている
ことを特徴とする銅鉛系合金軸受。 - 【請求項５】 オーバレイは０．１〜８重量％Ｓｎと、
１５重量％以下のＩｎまたは５重量％以下のＣｕの１種
または２種を含み残部がＰｂおよび不可避不純物からな
ることを特徴とする請求項４記載の銅鉛系合金軸受。 - 【請求項６】 裏金と、該裏金上に接合され、マトリッ
クス中にＰｂ粒子相が分散している銅鉛系の軸受合金層
と、Ｐｂ基またはＳｎ基のオーバレイとからなるオーバ
レイ付き銅鉛系合金軸受の製造方法において、 前記軸受合金層の表面にＩｎまたはＳｎのいずれか１種
のめっき層または２種の積層しためっき層により被覆し
て、前記軸受合金層の表面から少なくとも３０μｍの領
域における前記Ｐｂ粒子相内のＩｎまたはＳｎのいずれ
か１種の濃度または２種の濃度の合計が２重量％以上に
なるまで該めっき層に含まれるＩｎまたはＳｎを拡散
し、さらにオーバレイを形成することを特徴とする銅鉛
系合金軸受の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9202398A JPH1130237A (ja) | 1997-07-10 | 1997-07-10 | 銅鉛系合金軸受及びその製造方法 |
| US09/098,372 US6060179A (en) | 1997-07-10 | 1998-06-17 | Cu-Pb alloy bearing and producing method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9202398A JPH1130237A (ja) | 1997-07-10 | 1997-07-10 | 銅鉛系合金軸受及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1130237A true JPH1130237A (ja) | 1999-02-02 |
Family
ID=16456846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9202398A Pending JPH1130237A (ja) | 1997-07-10 | 1997-07-10 | 銅鉛系合金軸受及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6060179A (ja) |
| JP (1) | JPH1130237A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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