JPS6351865B2 - - Google Patents

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JPS6351865B2
JPS6351865B2 JP54160887A JP16088779A JPS6351865B2 JP S6351865 B2 JPS6351865 B2 JP S6351865B2 JP 54160887 A JP54160887 A JP 54160887A JP 16088779 A JP16088779 A JP 16088779A JP S6351865 B2 JPS6351865 B2 JP S6351865B2
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tin
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lead
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JP54160887A
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Hoodesu Eeritsuhi
Shuteeku Mihiaeru
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GURIKO METARU UERUKE DEEREN UNTO RUUSU GmbH
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GURIKO METARU UERUKE DEEREN UNTO RUUSU GmbH
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Publication date
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Publication of JPS6351865B2 publication Critical patent/JPS6351865B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、支持層上に陰極スパツターによつて
施された滑り層を有する積層材および該積層材の
製造方法に関する。 アルミニウム合金より成る滑り部材上に、陰極
スパツターによつて滑り層を施すことは公知であ
る。しかし公知法の場合には陰極スパツターの際
同種類の材料しか用いることができなかつた。 本発明の課題は、陰極スパツターによつて施さ
れた滑り層の特性が著しく改善されていて、所望
の材料結合を含むことのできる積層材を得ること
である。 前記課題は、滑り層が(1)アルミニウム、鉛、カ
ドミウム、錫、亜鉛、ニツケル又は銅の２種以上
の合金から成る金属マトリツクス、(2)2.6以下の
誘電率を有する熱可塑性プラスチツク粒子及び(3)
前記合金成分の単一金属粒子から成る構造のもの
であることによつて解決される。 本発明は一つには、異なる種類の滑り材料及び
滑り性を改善する添加物が、陰極スパツターによ
つて同時に、ひいては統計的分布で被覆すべき表
面上に施されうるという認識が基礎になつてい
る。 本発明の第二の基礎は、陰極スパツターを一緒
に受ける滑り材料及び滑り性を改善する添加物
が、形成すべき層中へ相応の粒子を統計的分布
（統計的に均一）で組込む際に、強固に結合され
かつ形成された層の応力下でも強固に結合され、
その結果それらの結合状態および支持層上でのそ
れらの結合強さの点で著しく改善された滑り層が
得られるという意外な確認である。 金属マトリツクスは、有利には錫（又は鉛）20
重量％、銅０〜３重量％及び77〜80重量％のアル
ミニウムを含有するアルミニウム−錫（又は鉛）
合金から成るかまたは滑り軸受用錫−鉛基ホワイ
トメタル合金からなる。 さて、ポリテトラフルオルエチレン（PTFE）
のような減摩性添加物を陰極スパツターによつて
滑り部材上に施す多数の実験は公知である［参
照：“シン・ソリツド・フイルムズ（THIN
SOLID FILMS）”、３（1969）、109〜113頁、ロ
ーザンヌ（Lausanne）在エルゼヴイール］。しか
しこの場合は常に滑り層上に施された固有の薄膜
であつて、これらの膜は、軸受の負荷時に急速に
摩耗し、さしあたつてPTFEの付着防止性のため
に小さい軸受の摩擦係数が再び増大するという欠
点を有する。また、PTFEから成る粒子を電気化
学的方法で金属マトリツクス中に埋込むことも実
験された（参照：英国特許第1032899号）。しかか
耐久限度試験によつて、このような電気化学的に
設けられた層の場合にはPTFE粒子の内部切欠き
効果により純粋な金属滑り層と比べて耐久限度の
低下することが判明した。この事実は、組込まれ
たPTFE粒子−約1μｍ〜2μｍの大きさがなお大き
過ぎることによつて説明されうる。更に粒子分布
も電気化学的方法の適用されることが原因で極め
て不均一である。金属組織破面から、粗大な粒子
集積群を含む個所の存在することが判つた。これ
らすべての欠点は、プラスチツク粒子を金属マト
リツクス中に埋込むための次下に記載する本発明
による方法を適用すると回避されるか又は克服さ
れる。HF−陰極スパツターを用いる金属物質プ
ラスチツクとの同時スパツターによつて、金属マ
トリツクス、例えばアルミニウム−錫合金より成
る金属マトリツクス中にプラスチツク粒子、例え
ばポリテトラフルオルエチレン粒子を極めて微細
に分布させることができた。これによつて軸受の
負荷範囲で、十分に固体潤滑材として有効なプラ
スチツク、例えばPTFEも使用されうるし、摩擦
係数も一般に低下されて、軸受の負荷中も事実上
不変でありうる。意外にも、最高値2.6の誘電率
を有する熱可塑性プラスチツクが金属マトリツク
ス中に極めて均一な分布をもたらすことが判明し
た。特にこのようなプラスチツクの含有率が20容
量％以下の場合に最適効果をあげることが判つ
た。該熱可塑性プラスチツクには次のようなもの
が挙げられる：
【表】
【表】 また本発明による滑り層は、前述効果を得るた
めに、固体状態では金属マトリツクス中に溶解で
きない、前記合金成分からの少なくとも１種類の
金属の粒子を含有する。 本発明による積層材は、さらに、陰極スパツタ
ーの際にその場で生じた、金属マトリツクスの合
金成分の硬い酸化物微細粒子を分散状に含有する
ことができる。このような酸化すべき合金成分と
しては、 酸化物の容積／金属の容積＞１ の適用されるような金属成分が選ばれる。これに
よつて著しく安定された金属マトリツクスが得ら
れ、これはまたマトリツクス中に埋込まれた他の
種類の粒子の支持および固定にも有利である。次
表に、この種の若干の金属合金成分、その酸化物
および前記容積比を示してある。
【表】 本発明による積層材は、さらに、陰極スパツタ
ーの際滑り層中に組込まれた硫化モリブデン又は
窒化ホウ素から成る滑り性改善粒子も含有するこ
とができる。 また本発明による積層材の場合には、支持層と
滑り層との間に安全特性を有する材料、例えば含
鉛青銅又は含錫青銅より成る中間層を配置するこ
ともできる。このような場合には中間層と滑り層
もしくはその金属マトリツクスとの間に、クロム
又はニツケル−クロム合金、特に約20重量％のク
ロムを含有するような合金から成る薄い拡散遮断
層を設けることが推奨される。この拡散遮断層も
また陰極スパツターによつて施されうる。 本発明による滑り層は、約0.005mm〜0.050mm、
好ましくは0.010〜0.030mmの膜厚を有することが
できる。 本発明による積層材の製造は、滑り層が１個以
上のターゲツトの陰極スパツターによつて形成さ
れることによつて行われる。この際該ターゲツト
は、金属マトリツクスを形成する合金を母材と
し、同母材に熱可塑性プラスチツクおよび／また
は合金成分の単一金属および／または滑り性改善
物質が小片として組み込まれているものである。
このような小片は、前記母材中に孔が設けられ、
これらの孔中に所望の容積含量に応じて栓として
圧入することによつて組み込まれる。例えば母材
がAlPbまたはAlSn基アルミニウム合金より成
り、同母材中に１個以上の軸方向の孔が設けら
れ、これらの孔の中に熱可塑性プラスチツクの栓
が圧入されたターゲツトが存在する。また母材が
好ましくはAlPbまたはAlSn基アルミニウム合金
より成り、栓が鉛または錫より成るターゲツトも
得られる。 栓を備えた金属ターゲツトの製造の場合、特に
栓がプラスチツクより成る場合には栓を熱間等静
圧圧縮法により製造するのが有利であると判明し
た。栓の圧入は例えば、例えば円形のターゲツト
が20個のセグメントに分割され、これらのセグメ
ントの各々に、所望の容積含量に応じる栓、例え
ばプラスチツクの栓が圧入されるように行うこと
ができる。 製造すべき滑り層中の所望の容積比に相応する
ターゲツトの他の可能な構造は、横断面が扇形に
区分されたものである。 最後に、陰極スパツターに用いるターゲツト
は、マトリツクスを形成する所望の成分および滑
り性改善物質等のようなその他の添加物の粒子を
混合し、この混合粒子から圧縮成形することによ
つて得られる。 ターゲツトに含有された種々の成分の可及的に
均一な輸送を保証するためには、本発明の範囲内
において、種々の材料を少なくとも１個のターゲ
ツトから高周波陰極スパツターによつて、滑り層
を形成するための基材、例えば鋼層上に所望の膜
厚で同時に施すのが特に有利であると判明した。
更に、イオン密度、ひいては種々の成分のスパツ
ターの均一性も、陰極スパツター、特に高周波陰
極スパツターの際に磁気陰極を利用することによ
つて改善される。 製造すべき滑り層の金属マトリツクスを酸化物
粒子の微細分布によつて安定化しようとする場合
には、ターゲツト又は更に他の材料を詰めたり又
は他のターゲツト部分で構成するターゲツト本体
の製造の際、 酸化物の容積／金属の容積＞１ が適用され、大体において酸化物を含まない、金
属マトリツクス形成のための合金材料から出発
し、かつ製造すべき滑り層の所望の酸化物粒子含
量に応じて調節量でガス状酸素を、陰極スパツタ
ー前にはターゲツトまたはターゲツトの一つに添
加するかまたは陰極スパツターの間にはこの際使
用されるプラズマガスに添加する方法が推奨され
る。この際プラズマガスとしては有利にアルゴン
を使用することができる。 銅を含む中間層を有する基材上に錫を含む滑り
層を施そうとする場合には、まず薄い拡散遮断層
を、銅を含む中間層上に陰極スパツターによつて
設け、次に錫を含む層をターゲツトまたはプラズ
マガスに対する酸素添加量を制御しながら陰極ス
パツターによつて前記拡散遮断層上に設けること
ができる。これに関してはクロムまたはニツケル
−クロム合金、例えば約20重量％を含有するよう
な合金から成る拡散遮断層の製造が特に有利であ
る。拡散遮断層および滑り層は同一プラズマガス
中で異なるターゲツトを使用して直接連続的に施
されうる。 次に図面により本発明を詳述する。 第１および２図の例では、滑り層１が陰極スパ
ツターによつて鋼板６上に直接設けられている。
この滑り層１は、主として20重量％の錫を含むア
ルミニウム．錫合金より成るマトリツクス２を有
する。更に最高３重量％までの銅が与えられてい
てもよい。マトリツクス２中にはアルミニウム酸
化物粒子３が微細に分布されかつ約0.3容量％の
量で配置されているが、これらの粒子は陰極スパ
ツターの際にその場で生じてマトリツクス中に組
込まれたのであつて、これによつてマトリツクス
２の著しい分散安定性がもたらされる。更に滑り
層１は、マトリツクス２中に組込まれた錫粒子
４、つまり固体状態ではマトリツクス２の金属中
で溶解できない金属より成る粒子も含む。また滑
り層１は、マトリツクス中に組込まれて、補助的
潤滑材として働くPTFE粒子５も含有する。同様
な関係は、アルミニウム−鉛分散合金、つまりア
ルミニウム粒子と鉛粒子とが分離されていて、ア
ルミニウム酸化物粒子が１容量％より少ない量で
微細分散状で存在する合金より成る滑り層１の場
合にも得られる。滑り層１は、第５図に図示され
かつ次下にも詳述されるように、例えば１個のタ
ーゲツトを用いて製造されうる。 基材の腐食10分およびアルゴン雰囲気中でのス
パツター時間10分の場合膜厚約10μｍの
AlSn20Cu層が得られた。該層は意外にもビツカ
ー硬さ130を有するが、これに対して通常の連続
鋳造されたAlSn20Cuはビツカー硬さ35を有する
にすぎない。スパツター層の熱時における顕著な
安定性は、170℃での100時間の熱処理（従来の滑
り層の場合には著しい硬さの減少が起きる）後に
もなお硬さが初めのビツカー硬さ130の高さのま
まであることによつて示される。このようにして
製造された軸受メタルは、軸受試験機での試験の
際、荷重70N／mm2および測定軸受面温度160℃で
の250時間後に奇妙にも測定可能の摩耗を示さな
かつた。引続く実験によつて、従来のすべての滑
り軸受合金がこのようにして滑り軸受用に適した
基材上に、膜厚５〜50μｍで、強さ、熱間、硬さ
および熱間摩耗抵抗に関する極端に高められた特
性を有する滑り層として飛散付着されうることが
判つた。しかしまた、前記の意外な利点は、酸化
すべき金属成分に関して、 酸化物の容積／金属の容積＞１ の適用される場合のみ主として獲得されうること
も判つた。 第２図に示すように、陰極スパツターの際、タ
ーゲツト中に少量含有された酸化物およびターゲ
ツトにまたはプラズマガス中に含有されたガス状
酸素は微細酸化物粒子３の形成のために利用され
る。これらの酸化物粒子３は次に陰極スパツター
でこの際形成される滑り層１の金属マトリツクス
２中に組込まれる。 第３および４図の例には、多層滑り軸受、また
は多層滑り軸受製造のための積層材が図示してあ
る。この場合本発明による分散安定滑り層１１が
陰極スパツターによつて、鋼面１６、安全特性を
有する滑り軸受合金、例えばCuPb22Snより成る
中間層１７および20重量％のクロムを含有するニ
ツケル−クロム合金より成る拡散遮断層１８より
構成された基材上に設けられている。本例の場合
滑り層１１は錫−鉛基ホワイトメタル軸受合金よ
り成る金属マトリツクスを含有する。このマトリ
ツクスは陰極スパツターによつて拡散遮断層１８
上に施されている。ホワイトメタルマトリツクス
を施すと同時にまた、このマトリツクス中に微細
に分布された微小のPTFE粒子１４も陰極スパツ
ターによつて組込まれている。陰極スパツターの
際さらに硫化モリブデンまたは窒化ホウ素より成
る滑り性改善粒子１５が滑り層１１中に組込まれ
ている。これらの追加的な滑り性改善粒子１５
も、PTFE粒子１４およびマトリツクス１２を形
成するホワイトメタル粒子と同一のターゲツトか
らスパツタされかつ滑り層中に組込まれた。滑り
層１１に含有された異なる３種類の粒子の全体
は、陰極スパツターによつて強固にかつ安全に相
互に固着しており、その結果滑り層それ自体強固
に結合し、更にまた拡散遮断層１８の表面上にも
強固に付着している。本例の場合拡散遮断層１８
は、滑り層１１を作る直前に陰極スパツターによ
つて中間層１７上に施され、しかも滑り層１１の
場合と同一のプラズマ中で別のターゲツトを使用
して施された。滑り層１１を作るために使用でき
るターゲツトは、例えば第８図のように形成され
ていてよい。 第５図は、例えば第１および２図による滑り層
の製造に関して使用されうるターゲツトの横断面
を表わす。このターゲツトはその中央部にアルミ
ニウムより成り、星形断面形を有する心部２１を
有する。星形断面形の放射部分の間の間〓を補充
するために、錫または錫−銅合金より成る部分２
２が心部２１の放射部分の間に設けられている。
心部２１の内部で、しかも放射部分の範囲には、
PTFEより成る栓２３を詰めた軸方向の孔が設け
られている。このターゲツトは、熱および真空な
らびにガス状酸素下での前処理によつて所望のガ
ス状酸素含量に調節されている。 第６図は、種々の材料の扇形部分での扇形区分
の施されたターゲツトの横断面を示す。第６図で
は例えば２４ａ〜２４ｈの８個の扇形部分が示さ
れている。扇形の幅および数は仕上層の所望の構
成に応じて選定されうる。 第７図は、同様に第１および２図による滑り層
の製造に関して利用されうるターゲツトの横断面
を示す。このターゲツトの場合には２５ａ〜２５
ｄの４個の扇形部分が設けられている。この例で
は扇形部分２５ａおよび２５ｃはアルミニウムよ
り成り、PTFEより成る栓２６を詰めた各１個の
軸方向の孔を有している。扇形部分２５ｂおよび
２５ｄは前形成されたアルミニウム−錫分散合金
またはアルミニウム−鉛分散合金より成り、この
場合地２７はアルミニウムによつて形成されてい
て、更に程度の差こそあれ粗大な、錫または鉛よ
り成る部分２８を包含する。 第８図によるターゲツトは、すべに述べたよう
に、第３および４図による滑り層１１、例えば
Pb−Sn−Cu−ホワイトメタル合金より成り、
PTFE粒子１４および硫化モリブデンまたは窒化
ホウ素より成る粒子１５の包含された滑り層を製
造するために特に適している。これらの成分の構
成のためにターゲツト本体２９は、PTFEより成
る栓３０を詰めた比較的大きな４個の軸方向の孔
を有し、更に硫化モリブデンより成る栓３１を詰
める比較的小さな４個の軸方向の孔も設けられて
いる。 第９図は、第６図により構成されたターゲツト
と類似のターゲツトを示す。しかし扇形部分３２
ａ〜３２ｈのそれぞれに軸方向の孔が設けられて
いて、これらの孔には所望の材料より成る栓３３
ａ〜３３ｈをそれぞれ詰めてある。 最後に第１０図は、滑り層の所望成分が団塊の
ように本体３４中に含有されている場合のターゲ
ツトを示す。この本体は例えばポリイミド等を含
むプラスチツクであつてもよい。本体中には、金
属粒子３５、例えば鉛粒子、PTFE粒子３６およ
び滑り性改善物質、例えば二硫化モリブデン、グ
ラフアイト等の粒子が含有されている。 第５図の例の場合と同様に、第６〜１０図によ
るターゲツトも事実上無酸素にまたは所望のガス
状酸素含量に調節されうる。 例 １ 滑り層はAlSn20Cuより成るマトリツクスを有
する。この合金はアルミニウムから成る地をし、
20重量％の量の分散状に包含された錫粒子および
最高３重量％までの量の銅を含有し、この際銅は
一部分は錫中に、一部分はアルミニウム中に溶解
しておりかつ一部分はまた分散状銅粒子としてア
ルミニウムの地中に包含されていてもよい。さら
に該滑り層は約0.3容量％の酸化アルミニウムお
よび微量のポリテトラフルオルエチレン
（PTFE）を含有すべきである。これらの両者も
同様に極めて微細な粒子として前記マトリツク中
に統計的に分布されていなければならない。 例 ２ 滑り層１１はホワイトメタルのマトリツクスを
有する。ホワイトメタルは滑り軸受技術において
一般に公知であり、これは鉛、錫、およびアンチ
モンから成り、場合によつては少量の銅を加えた
合金である。このマトリツクス中には硬質粒子３
が混在しており、さらに微粒子１４としての微量
のPTFEおよび滑り性を改善する硫化モリブデン
または窒化ホウ素粒子１５も包含されている。 ホワイトメタル合金の合金組成はもちろん記載
されていないが、同組成は滑り軸受技術において
多くの変化の点で周知である。ホワイトメタル合
金が純粋な合金であつて単一物質を形成するの
で、ホワイトメタルの合金組成の特定の選定は本
発明にとつて重要ではない。 硬質粒子３、例えば酸化アルミニウム粒子の分
量は、例えば第１図および第２図により記載され
ている分量と同じでなければならない、つまり
0.3容量％から最高１容量％である。PTFEの添
加は少量であり、滑り性改善物質、すなわち二硫
化モリブデンおよび／または窒化ホウ素は極めて
少量含有されている。 例 ３ 滑り軸受シエルを形成させるために、すでに成
形された鋼製軸受基板６を、滑り層１を設けるべ
き側で、グロー放電によつて（軸受基板６を陰極
として接続する逆陰極スパツターによつて）10分
間エツチする。次にアルゴン雰囲気中での10分間
の陰極スパツターによつて滑り層を設ける。この
場合グロー放電に関してはエツチした軸受基板を
陽極として接続し、構成したターゲツトはその表
面から原子をスパツターすべき陰極として接続す
る。前記ターゲツトは、本体としてのアルミニウ
ム中に挿入された錫20重量％、銅３重量％および
PTFEからなる小さい栓を包含している。グロー
放電で10分間処理すると、厚さ10μｍの滑り層が
軸受基板６の被覆すべき面上に形成される。同滑
り層はアルミニウム（76〜77重量％）の地を有
し、この中に錫および銅（合せて23重量％）の粒
子が統計的な微細分布で包含され、微量のPTFE
が微粒子状に統計的分布で混在されている。他の
被覆時間を選定することによつて滑り層１のその
都度所望される他の厚さも調節することができ
る。 例 ４ 例３の場合と原則的に同じようにエツチおよび
被覆を実施する際、アワゴン雰囲気中での被覆の
間に微量の酸素（O2）を加える。この場合に形
成される滑り層１は、アルミニウムの地に、錫粒
子、銅粒子およびPTFE粒子の他にさらに統計的
に分布された極めて微細な粒子の形の酸化アルミ
ニウム0.3容量％を含有している。 例４により製造された滑り軸受シエルは、滑り
層に関してビツカー硬さ130を有しており、同層
は170℃で100時間以上熱処理した後でも依然とし
て不変である。例４により製造した滑り軸受シエ
ルに関する軸受試験機でのテストにより、荷重
70N／mm2および測定軸受基板温度160℃での250時
間の運転後にも測定可能な摩耗を生じないことが
判つた。 例 ５ 組成CuPb22Sn（鉛22重量％、鉛に対して約４
％の錫、残りの銅）の鉛青銅を被覆した鋼基板材
料を、滑り軸受シエルの所望の形にもたらし、例
３の場合と同様に滑り層を被覆すべき鉛青銅の表
面をグロー放電でエツチする（逆陰極スパツタ
ー）。鉛青銅層のエツチ面上に陰極スパツター法
でクロム20重量％を含有するニツケル−クロム合
金から成る薄い拡散遮断層を施す。この拡散遮断
層の厚さは、被覆時間の適当な選定によつて拡散
遮断層にとつて公知で常用の値に調節することが
できる。陰極スパツター法での拡散遮断層１８の
形成直後に、同一プラズマを使用して、つまりア
ルゴン雰囲気下で別のターゲツトを用いて滑り層
１１を施す。このターゲツトはその都度所望され
るホワイトメタル合金から成る本体、多数の
PTFEの栓、例えばターゲツトのそれぞれ10％の
直径を有する４個のPTFHの栓（合せてターゲ
ツト表面の４％）およびターゲツト直径の0.3〜
0.5％の栓直径を有する二硫化モリブデンおよ
び／または窒化ホウ素の４個の小さい栓（合せて
ターゲツト面の約0.15％）から成る。この場合タ
ーゲツトのホワイトメタルに極めて微細な硬質物
質粒子、例えば酸化アルミニウム粒子が混合され
ている。これによつてホワイトメタルのマトリツ
クス１２、滑り層１１の約0.3容量％の量の硬質
物質粒子３およびターゲツトの表面割合に相当す
る量のPTFEおよび二硫化モリブデンおよび／ま
たは窒化ホウ素を有する滑り層１１が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による滑り層を有する積層材ま
たは２層滑り軸受の拡大断面図、第２図は第１図
による滑り層の−部分の拡大図、第３図は本
発明による分散安定滑り層を有する積層材または
多層滑り軸受の拡大断面図、第４図は第３図によ
る滑り層の−部分の拡大図、第５〜１０図は
予め製造されたターゲツトの種々の実施形の平面
図である： １，１１……滑り層、２，１２……マトリツク
ス、３……アルミニウム酸化物粒子、４……錫粒
子、５……PTFE粒子、１４……PTFE粒子、１
５……滑り性改善粒子（硫化モリブデンまたは窒
化ホウ素）、１７……中間層、１８……拡散遮断
層、２３；２６；３０，３１；３３ａ〜３３ｈ…
…栓。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 支持層上に陰極スパツターによつて施された
    滑り層を有する積層材において、滑り層が(1)アル
    ミニウム、鉛、カドミウム、錫、亜鉛、ニツケル
    又は銅の２種以上の合金から成る金属マトリツク
    ス、(2)2.6以下の誘電率を有する熱可塑性プラス
    チツク粒子、(3)前記合金成分の単一金属粒子(4)前
    記合金成分の金属酸化物微細粒子及び(5)硫化モリ
    ブデン又は窒化ホウ素から成る滑り性改善粒子か
    ら成る構造のものであることを特徴とする積層
    材。 ２ 金属マトリツクスが錫（又は鉛）20重量％、
    銅０〜３重量％及び77〜80重量％のアルミニウム
    を含有するアルミニウム−錫（又は鉛）合金から
    成る特許請求の範囲第１項記載の積層材。 ３ 金属マトリツクスが滑り軸受用錫−鉛基ホワ
    イトメタル合金からなる特許請求の範囲第１項記
    載の積層材。 ４ 熱可塑性プラスチツク粒子が、ポリテトラフ
    ルオルエチレン粒子である特許請求の範囲第１項
    から第３項までのいづれか１項記載の積層材。 ５ 熱可塑性プラスチツク粒子が20容量％以下で
    ある特許請求の範囲第１項から第４項までのいづ
    れか１項記載の積層材。 ６ 支持層と滑り層との間に配置された含鉛青銅
    又は含錫青銅から成る中間層及び中間層との間
    に、クロム20重量％を含有するニツケル−クロム
    合金から成る拡散遮断層を有し、支持層上に陰極
    スパツターによつて施された滑り層を有する積層
    材において、滑り層が(1)アルミニウム、鉛、カド
    ミウム、錫、亜鉛、ニツケル又は銅の２種以上の
    合金から成る金属マトリツクス、(2)2.6以下の誘
    電率を有する熱可塑性プラスチツク粒子、(3)前記
    合金成分の単一金属粒子(4)前記合金成分の金属酸
    化物微細粒子及び(5)硫化モリブデン又は窒化ホウ
    素から成る滑り性改善粒子から成る構造のもので
    あることを特徴とする積層材。 ７ 金属マトリツクスが錫（又は鉛）20重量％、
    銅０〜３重量％及び77〜80重量％のアルミニウム
    を含有するアルミニウム−錫（又は鉛）合金から
    成る特許請求の範囲第６項記載の積層材。 ８ 金属マトリツクスが滑り軸受用錫−鉛基ホワ
    イトメタル合金からなる特許請求の範囲第６項記
    載の積層材。 ９ 熱可塑性プラスチツク粒子が、ポリテトラフ
    ルオルエチレン粒子である特許請求の範囲第６項
    から第８項までのいづれか１項記載の積層材。 １０ 熱可塑性プラスチツク粒子が20容量％以下
    である特許請求の範囲第６項から第９までのいづ
    れか１項記載の積層材。 １１ (1)アルミニウム、鉛、カドミウム、錫、亜
    鉛、ニツケル又は銅の２種以上の合金から成る金
    属マトリツクス、(2)2.6以下の誘電率を有する熱
    可塑性プラスチツク粒子及び(3)前記合金成分の単
    一金属粒子から成る構造の滑り層を陰極スパツタ
    ーによつて、支持層上に形成させる積層材の製造
    方法において、陰極スパツターの１個以上のター
    ゲツトとして、上記熱可塑性プラスチツクの小片
    を母材としての上記合金中に組み込んだものを使
    用し、酸素共存下に実施することを特徴とする積
    層材の製造方法。 １２ ターゲツトの横断面が扇形に区分されたタ
    ーゲツトを使用する特許請求の範囲第１１項記載
    の製造方法。 １３ 合金からなる母材中に１個以上の軸方向の
    孔が設けられ、これらの孔の中に、熱可塑性プラ
    スチツクの栓が圧入されたターゲツトを使用する
    特許請求の範囲第１１項又は第１２項記載の製造
    方法。 １４ 合金成分の単一金属から成る栓が圧入され
    たターゲツトを使用する特許請求の範囲第１１項
    から第１３項までのいづれか１項記載の製造方
    法。
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5893837A (ja) * 1981-11-30 1983-06-03 Toyota Motor Corp 複合材料及びその製造方法
JPS5954817A (ja) * 1982-09-20 1984-03-29 Taiho Kogyo Co Ltd 軸受の製造方法
JPH0662978B2 (ja) * 1985-08-16 1994-08-17 日本電信電話株式会社 固体潤滑膜の作製方法
DE3601438C1 (de) * 1986-01-20 1987-04-09 Glyco Metall Werke Schichtverbundwerkstoff mit Diffusionssperrschicht,insbesondere fuer Gleit- und Reibelemente,sowie Verfahren zu seiner Herstellung
DE3601439C1 (de) * 1986-01-20 1987-04-09 Glyco Metall Werke Schichtverbundwerkstoff,insbesondere fuer Gleit- und Reibelemente,sowie Verfahren zu seiner Herstellung
JPS62177170A (ja) * 1986-01-31 1987-08-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 含フツ素系高分子潤滑膜
DE3606529A1 (de) * 1986-02-28 1987-09-03 Glyco Metall Werke Verfahren zur herstellung von schichtwerkstoff oder schichtwerkstuecken durch aufdampfen mindestens eines metallischen werkstoffes auf ein metallisches substrat
CH671239A5 (ja) * 1986-07-15 1989-08-15 Balzers Hochvakuum
DE3640767A1 (de) * 1986-10-30 1988-05-05 Kolbenschmidt Ag Lagerung
ATE80671T1 (de) * 1986-12-23 1992-10-15 Balzers Hochvakuum Verbundwerkstoff mit einer durch kathodenzerstaeubung aufgebrachten gleitschicht.
EP0288677B1 (de) * 1987-04-30 1992-08-19 Balzers Aktiengesellschaft Bauteil, insbesondere Maschinenelement
AT389356B (de) * 1987-07-24 1989-11-27 Miba Gleitlager Ag Hochbelastbares gleitlager
JP2708834B2 (ja) * 1988-01-04 1998-02-04 花王株式会社 磁気記録媒体およびその製造方法
JPH03115560A (ja) * 1989-09-28 1991-05-16 Daido Metal Co Ltd すべり軸受の製造方法
GB9103481D0 (en) † 1991-02-20 1991-04-10 T & N Technology Ltd Bearings
DE19514835C1 (de) * 1995-04-21 1997-01-23 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Herstellung gleitflächenseitig konkav gekrümmter Gleitelemente
DE19525330C2 (de) * 1995-07-12 1998-07-09 Glyco Metall Werke Schichtwerkstoff
AT414128B (de) 2004-08-03 2006-09-15 Miba Gleitlager Gmbh Aluminiumlegierung für tribologisch beanspruchte flächen
GB0421566D0 (en) * 2004-09-29 2004-10-27 Dana Corp Bearing materials and method for the production thereof
DE102005006719A1 (de) * 2005-02-04 2006-08-17 Ks Gleitlager Gmbh Pleuellagerschale oder -buchse oder Hauptlagerschale bei Verbrennungsmotoren
DE102009001495A1 (de) * 2009-03-11 2010-09-23 Federal-Mogul Deva Gmbh Gleitstopfen und Gleitelement
TWI482301B (zh) * 2009-03-30 2015-04-21 富士軟片股份有限公司 光電轉換裝置及其製造方法、太陽電池以及靶材
ITBG20120023A1 (it) * 2012-05-08 2013-11-09 Technymon Srl Composizione e metodo per l'ottenimento di un cuscinetto a strisciamento multistrato
AT517717B1 (de) * 2016-01-28 2017-04-15 Miba Gleitlager Austria Gmbh Verfahren zur Abscheidung einer Schicht auf einem Gleitlagerelementrohling
CN106838065B (zh) * 2017-04-17 2019-02-05 湖南世鑫新材料有限公司 一种高速列车制动盘及制备方法和应用
CN117845159A (zh) * 2023-12-26 2024-04-09 浙江巴顿焊接技术研究院 一种爆炸喷涂制备光催化纳米涂层的方法

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