JPS6328896A - 軸受合金の電着方法および装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は軸受用に適した合金に関し、特にかかる合金を
電着する方法および装置に関する。

従来の技術 電気めっき法によって軸受にオーバーレイ（上層）をめ
っきする場合、従来の上層は軸受全体をめっき溶液に浸
せきする周知のめっき用バット又は浴中でめっきするこ
とによって、付加されてきた。

アルミニウム合金上へのオーバーレイ合金の電着は、他
の軸受合金、例えば銅を主成分とした軸受台金と異なシ
特定の問題点がある。

例えば、鉛やスズを主成分とした合金からなるオーバー
レイのめっきの大部分は高酸性のフルオロホウ酸塩めっ
き浴または高酸性のめつき溶液中で実施されてきた。か
かるめっき法は一連の長い工程からなる。第１に、軸受
表面は清浄にして、被清浄化アルミニウム合金の表面の
再駿化を防ぎ後続の中間層の接着を促進するために一般
に亜鉛酸塩層として知られている層を提供しなげればな
らない。ニッケル、銅或いはこれら金属の１つを主成分
とした合金の中間層が亜鉛酸塩層の上にめっきされる。

中間層の主目的は、オーバーレイ合金を析出させるフル
オロホウ酸塩や他の酸性めっき溶液による腐食から亜鉛
酸塩層を保護することである。

発明が解決しようとする問題点 前記の一連のめつき工程は特定の問題点を伴う。

これらの中で主な問題点は中間層に関するものである。

中間層の存在は協同するシャフトがオーバーレイを介し
て摩耗するときに軸受の焼付きの傾向が著しくなること
を示唆する証拠がある。さらに中間層に関係した問題は
電着した上層の合金組成物の変化に関するものである。

例えば、鉛−１０にスズの合金をニッケル中間層の上に
めっきする場合、エンジンの作動温度における拡散作用
が上層のスズとニッケルとの反応によってスズが消耗す
る傾向にあることである。スズ消耗の作用は上層を一層
腐食し易（する。中間層の存在による全体の作用は軸受
合金系をその運転寿命に渡って不適当にさせ、軸受の運
転寿命を短くする。

酸性の低い他のめつき方法があるけれども、それは極め
て費用がかかる；ある場合には上層めっき用溶液のコス
トは極めて高（て、工業的に利用することができない。

従って、かかるめっき溶液はコストだけの理由で拒否さ
れてしまう。かかる高備な溶液が使用される場合でも、
高温の油中における上層と亜鉛酸塩層間の腐食が観察さ
れているから、上層と亜鉛酸塩層間の長期の完全さは疑
わしいことがわかっている。スズと亜鉛は、亜鉛酸塩化
アルミニウム合金から上層の完全はく離をもたらす腐食
カップルからなることが知られている。

問題点を解決するための手段 本発明者は、亜鉛酸塩および他の中間層を介在させる必
要がなく、アルミニウムまたはアルミニウム合金軸受表
面へ上層を直接めっきする方法を発見した。

本発明による合金表面に上層を電着する方法は、表面を
清浄化する工程、被めっき表面と該被めつき表面と接触
する多孔質パッド間に相対運動を提供する工程、上層の
電着中に陰極である被めっき表面と多孔質パッドに接続
された陽極間に電圧差を加えながら多孔質パッドと被め
っき表面にめっき溶液を流動させる工程からなる。

この方法は一般にブラシめっき法（又は筆めっき法）と
して知られているが、これまでは構成要素の所定部分の
めつきや局部的修理のためだけに用いられ、アルミニウ
ムやクロム合金軸受の表面に均一な厚さの上層を提供す
るためには用いられなかった。

陽極と被めっき表面間の相対速度は０．０５〜２ｍ／秒
、最適には０．１〜１＋ｎ／枚の範囲内にあることが望
ましい。多孔質パッドは陽極上のカバーからなる。

本発明による軸受表面に上層を電着する装置は、１個以
上の軸受を保持する手段、陽極、軸受表面と陽極間に挿
入され被めっき軸受表面と接融する多孔質材料、被めっ
き軸受表面と陽極間の相対移動をさせる駆動手段、陽極
に関して軸受表面を陰陰にさせる手段およびめっき用電
解質溶液を陰極および陽極表面に供給する手段からなる
。

本発明による装置の一実施態様において、軸受は一対の
円筒体に保持されてそれらの軸の回りに回転される。

電解液は多孔質材料の外側へ供給されるか、或いは内側
（例えば陽極自身を介して）から多孔質材料を貫通させ
ることによって供給される６陽極は円筒形であって、被
めっき軸受表面へ陽極を押し付けるスイング・アームに
装着される。

軸受の上層用にしばしば使用される種類の比較約款かい
合金をめっきするときには、軟質で多孔質の繊維材料が
望ましいことがわかった。かかる適当な材料としては、
例えば商品名「５ｅｌｖｙｔ布」で市販されているもの
である。

実施例 図示のように、本発明の装置は清浄化および腐食タンク
１０．洗浄タンク１１．１２およびブラシ（筆）めっき
タンク１３からなる。被めっき軸受１４は、モータ１８
のシャフト１７に固定される板１６に装着されたジグ１
５内に保持される。

モータ１８は、モータ・シャフト１７の軸に平行な方向
にモータ１８および軸受ジグ１５を移動させるよってな
っているねじ付きシャフト１９に取り付けられる。ねじ
付きシャツ）１９自身はガントリー２０の一部分であっ
て、該ガントリーはタンク１０，１１．１２および１３
の列に関してガントリー２０を横運動できるように支え
るレール２２と協同する溝付きホイール２１を備える。

ガン）　ＩＪ　−２０は、既知の制御手段（図示せず）
を有するモータ（図示せず）によって駆動されるスプロ
ケットで制御されるチェーン・ドライブ２３によってレ
ール２２に沿って移動される。モータ１８は、取付は用
ブロック３０のねじ付き穴と協同するねじ付きシャフト
１９によってシャフト１７の方向に平行に移動される。

モータ１８は、歯付きベルト３３によって連係されたブ
ー＋７３１と３２によシ駆動されるシャフト１９の回転
によシ移動される、そしてプーリ３２は既知の制御手段
（図示せず）を有するモータ３４によって駆動される。

清浄化〉よび腐食タンク１０、めっきタンク１３および
それらの関係装置は下部のコレクタ・トラフ４３と上部
のスプラッシュ・ガード（ひまつよけ）４１からなる。

清浄化および腐食またはめつき溶液はタンク４２か楚＄
動ポンプ４３によって導管４４を介して制御速度でタン
ク１０と１３へ供給される。使用済みの溶液はコレクタ
・トラフ４０からドレン導管４５、ポンプ４６そして冷
凍装置４７を通ってタンク４２へ戻される。溶液は導管
４４を介して円筒形めっきブラシ５０に供給される、め
っきブラシ５０　ｉｊ　５ｅｌｖｙｔ布のスリーブで被
機され陽極を形成する中心コア５１からなる。陽極は、
例えば白金のような非反応性金属からなる。ブラシ５０
は支柱５５に保持されたシャフト５４上で旋回するスイ
ング・アール５３に装着される。スイング・アーム５３
とブラシ５０に、ピボット・シャフト５４を介して、モ
ータおよびクラッチ装置５６が連接される、そして該装
置５６はブラシ５０を弧状に移動させて、所定の荷重下
で被めっき軸受１４の穴と接触させる。洗浄タンク１１
と１２は下部コレクタ・トラフ６０と上部スプラッシュ
・ガード６１を有する。トラフ６０はマニホルド６３に
連接されて廃水を取シ出すドレン導管６２を有する。清
浄な洗浄水はポンプ昶からマニホルド６５を介して導管
６６へ供給される。水はソレノイド弁６８の操作によっ
て導管６７を通って軸受１４に接近される。軸受表面を
陰極にするために適当な電気的接点７０を設ける。電圧
、電流および時間を制御するために既知の電力供給源７
１を設げる、この電力供給源７１は電極の極性を変える
設備も備える。

上記装置の操作は、Ａｌ−２０重量％スズ−１重量％−
銅の軸受台金上にスズ−コバルトの上層を電着すること
について以下に説明する。直径５３■、長さ３０口で前
記アルミニウム合金を上に有する鋼裏当てからなる軸受
１４をトリクロロエチレン中で脱脂して、軸受の円筒管
を効果的に形成する２対で３組のジグ１５に装てんした
。そのジグ１５は次にモータ１８の板１６上に組み立て
た。

取付は用ブロック３０およびモータ１８のねじ付きシャ
フト１９上での最左端の位置で、ガン）　ＩＪ−′２０
をジグと軸受がタンク１０に相対するまでレール２２に
沿って横断させた。次に軸受１４を１清浄化および腐食
タンク１０の中に進めてブラシ５０をジグ１５の中に侵
入させた。軸受は次に９ボルトで陽極にし、１０％の塩
酸を軸受表面と５ｅｌｖｙｔ布が接触する領域にポンプ
で送υなから１２０　ｒ、ｐ、ｍ　　の速度で回転させ
た。これを約８アンペアの電流で２分間続げた。次に軸
受の応性を逆転して陰極にし、同一条件でそのプロセス
をさらに２分間（シ返した。

次に軸受をタンクｌＯから取シ出し、ガントリー２０を
洗浄タンク１１に進めて、そこで軸受を４０　ｒ、ｐ、
ｍで回転させながら清浄水ですすいだ。

次に軸受をめっきタンク１３に進め、そこで５ｎ−Ｃｏ
上層をめっきした。使用しためつき溶液はｓ　ｏ　ｉＪ
／ｌの硫酸第一スズ、４０１ｉ／ｌの硫酸コバルト、ｓ
　ｏ　１７ｔのヘプタモノ駿ナトリウムからなシ、その
ｐＨは酢酸によって２に調整した。ジグと軸受は１２０
　ｒ、ｐ、ｍで回転させ、めっき溶液の流量は約ｏ、ｚ
ｃＭ／秒、そしてブラシの圧力は約２０，９／−であっ
た。軸受は約１５Ｖの電位で陰極であった、そして初電
流８Ａから約１６Ａに上げた。

軸受は２０〜２５μの厚さの上層を析出させるのに十分
な時間めっきされた。軸受は次にタンク１２ですすぎ、
乾燥した。得られた上層は平均して８％ＣｏのＳｎマト
リックスを有した。

得られた被めっき軸受は既知の「サファイア」試験機で
試験をし、上層の疲労定格を測定した。

試験スケジュールは次の方法および条件からなった： シャフト速度二２８００　ｒ、ｐ、ｍ 初荷重：６２ＭＰａ 荷重は、それぞれの荷重で２０時間後に７ＭＰａのすず
疲労するまで増大させた 油の温度：８０℃ 上記の方法で調製した軸受の試験結果は９７．１０３．
１０３．９０および９０ＭＰａでおった。

さらに、そのアルミニウム合金層に中間層を設げること
なく亜鉛酸塩層をさらに余分の表面処理をすることによ
って軸受を調製した。それらの「サファイア」試験機で
の疲労試験結果は６２．６２および７６ＭＰａであった
、この結果は亜鉛酸塩層の悪影響を示している。

比較のために、フルオロホウ酸塩型の浴中で既知の従来
の浸せきめつき法によって亜鉛酸塩およびニッケルの中
間層をもった既知Ｐｂ−３ｎ上層をめっきした同一のＡ
Ａ！−２０３ｎ−ＩＣｕ合金層は、「サファイア」試験
リングで典型的に７０ＭＰａの領域における疲労定格を
示した。

以上の記載では軸受自身が回転されるけれども、代りに
、またはさらに陽甑を回転させうることかわかる。

電解液は被めっき表面と陽極のすきまに、または陽極自
身を介して供給される。

本発明の方法は連続ストリップに上層をめっきすること
に適用できることをもくろんでいる。上層を被覆したス
トリップは次に周知の方法で軸受に加工される。かかる
方法は軸受めつきの最大の欠点である高価な労賃、従っ
てめっきの前と後における軸受の高価につく引っかけお
よび外し工程を軽減することができる。

本発明の方法は多くの他の上層めっき金属および合金系
、例えばＰｂ−３ｎ、Ｐｂ−８ｎ−Ｃｕ、Ｐｂ−３ｎ。

５ｎ−８ｂ、５ｎ−Ｎｉ、５ｎ−Ｃｄ、Ｓｎ％　５ｎ−
Ｃｉｕ％　Ｐｂ。

Ｐｂ−Ｉｎ、　　■ｎ％　５ｎ−Ｉｎ％　５ｎ−８ｂ−
Ｏｕ％　Ｃｄ−Ｎｉ、等に適用することができる。

発明の効果 本発明の方法は、アルミニウムを主成分とする軸受合金
上への上層めっきにおいて予想外の効果を示すことを証
明した。従来のような亜鉛酸塩処理のような前処理を要
することなく、従ってニッケル、等の中間層の必要がな
く、アルミニウム合金基質上の直接上層を電着すにとが
できる、さらに、本発明の方法は従来のめつき浴法にお
ける多数の清浄化工程、例えば６エ程を２工程に減じる
ことができる。これは、必要なめつきプラントのサイズ
およびコスト並びに実際の処理コストの点において極め
て有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の部分断面略図；第２図は第
１図のめつきタンクの１つおよびその協同装置の部分断
面略図；そして第３図は被めっき軸受およびめっき用電
極、等の略配置図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、合金の表面を清浄化する工程、清浄化された被めつ
   き表面と該被めつき表面と接触する多孔質パッドとの間
   に相対運動を提供する工程、多孔質パッドと前記被めつ
   き表面へめつき溶液を流動させると共に、上層の電着中
   に陰極である前記被めつき表面と多孔質パッドに接続さ
   れた陽極間に電圧差を与える工程から成ることを特徴と
   する合金表面に上層を電着する方法。 ２、前記合金表面がアルミニウム合金であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３、前記めつき溶液が多孔質パッドを通して供給される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に
   記載の方法。 ４、前記めつき溶液が陽極を介して供給されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１
   項に記載の方法。 ５、前記合金表面と多孔質パッド間の相対運動の速度が
   ０．０５〜２ｍ／秒の範囲内にあることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか１項に記載の
   方法。 ６、前記速度が０．１〜１ｍ／秒の範囲内であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか
   １項に記載の方法。 ７、めつきをされる合金表面が実質的に円筒形であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項に記載
   の方法。 ８、前記上層がスズとコバルトからなることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項乃至第７項に記載の方法。 ９、めつきをされる表面が軸受合金の表面であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれか
   １項に記載の方法。 １０、前記軸受合金が平らなストリップ状であることを
   特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の方法。 １１、前記軸受合金が円筒形または半円筒形の軸受の形
   であることを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の
   方法。 １２、１つ以上の軸受を保持する手段、陽極、軸受の表
   面と陽極間に挿入され、めつきをされる軸受表面と接触
   する多孔質材料、めつきをされる軸受表面と陽極との間
   に相対運動を提供する駆動手段、軸受表面を陽極に関し
   て陰極にする手段、および陰極と陽極の表面へめつき用
   電解質溶液を供給する手段から成ることを特徴とする軸
   受の表面に上層を電着する装置。 １３、前記多孔質材料が陽極を覆うカバーであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１２項に記載の装置。 １４、前記多孔質材料が軟質繊維材料であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１２項または第１３項に記載の
   装置。 １５、陽極が円筒形であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１２項乃至第１４項のいずれか１項に記載の装置
   。 １６、軸受が円筒体の対に保持されて、それらの軸の回
   りに駆動手段によつて回転されることを特徴とする特許
   請求の範囲第１２項乃至第１５項のいずれか１項に記載
   の装置。