JPH07317771A - 複層軸受ならびにその製造方法 - Google Patents

複層軸受ならびにその製造方法

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JPH07317771A
JPH07317771A JP13655994A JP13655994A JPH07317771A JP H07317771 A JPH07317771 A JP H07317771A JP 13655994 A JP13655994 A JP 13655994A JP 13655994 A JP13655994 A JP 13655994A JP H07317771 A JPH07317771 A JP H07317771A
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JP
Japan
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layer
plating layer
bearing
copper
stainless steel
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JP13655994A
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Yasushi Kuribayashi
寧 栗林
Yukio Kuwayama
幸男 桑山
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NDC Co Ltd
Nippon Dia Clevite Co Ltd
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NDC Co Ltd
Nippon Dia Clevite Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ステンレス鋼を裏金とし、屋外の苛酷な使用
条件下でも使用しても剥離することがないほど、密着性
が良好である複層軸受ならびにその製造方法を提案す
る。 【構成】 ステンレス鋼からなる裏金1と合成樹脂層か
らなるすべり層5とを具える複層軸受であって、この裏
金1とすべり層5の間にニッケルメッキ層2ならびに銅
メッキ層3とすべり層5の間に焼結合金層4を介在させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は耐久性のある複層軸受な
らびにその製造方法に係り、詳しくは、ステンレス鋼を
裏金とし、屋外の苛酷な使用条件下でも剥離がない密着
性が良好な複層軸受ならびにその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】屋外で使用される自動車等の車両や産業
機械には、合成樹脂から成るすべり層を表面に具える複
層軸受が多用されている。この複層軸受は裏金ですべり
層が裏打ちされたもので、従来例の裏金は鋼板から成る
ものである。
【0003】しかし、この鋼板を裏金とする複層軸受
は、例えば、海水中、水中、腐蝕ガス中などの苛酷な条
件で使用すると、水等の影響で錆が発生し、軸受機能に
不具合が発生することが多い。
【0004】この対策の一つとして近年、裏金に耐食性
の良いオ−ステナイト系ステンレス鋼板を使うことが行
なわれている。
【0005】裏金として用いるステンレス鋼には不動態
化皮膜が形成され、これが耐食性のもとになっている。
しかし、表面のすべり層が焼結合金から成る軸受である
と、ステンレス鋼表面に形成される不動態化皮膜によっ
てすべり層の焼結合金との間で密着が阻害されるという
問題点がある。
【0006】これを解決するために、特公昭56−21
041号公報に示す方法が提案され、すべり層が銅合金
の鋳造層から成るものであるが、ステンレス鋼板の裏金
の欠点を解するものとして、特開平3−177598号
公報に示す複層軸受が提案されている。
【0007】すなわち、特公昭56−21041号公報
に示す方法においては、ステンレス鋼板から成る裏金の
表面に、予め、ニッケル或いは銅メッキ層を形成し、そ
の上に鉛青銅粉末などの焼結合金層を形成して、ステン
レス鋼裏金、ニッケルなどのメッキ層ならびに焼結合金
層から成る複層軸受を製造する。
【0008】しかし、この軸受で介在するメッキ層がニ
ッケルや銅の単層メッキ層であるため、このメッキ層の
ステンレス鋼裏金や焼結合金層に対する密着性で問題が
ある。
【0009】更に詳しく説明すると、銅やニッケルのメ
ッキ層が厚くなると、ステンレス鋼板との間の密着性が
劣化するのに対し、メッキ層が薄くなると、メッキ層と
焼結合金層との間の密着性が低下し、その上、ニッケル
層が厚くすると、経済性の上からも問題が多い。
【0010】また、特開平3−177598号公報に記
載される複層軸受は、ステンレス鋼の裏金の上に0.0
5〜5μmのニッケルメッキなどの接着層、1〜20μ
mの銅または銅合金のメッキ層を順次に形成し、この上
に、0.1〜2mmの銅鉛合金層のすべり層を形成した
ものである。この複層軸受はすべり層が焼結合金層から
成るものであるが、このすべり層とステンレス鋼の裏金
との密着性を高めるために、介在するメッキ層がニッケ
ルなどのメッキ層と銅などのメッキ層の2層構造から構
成するため、メッキ層が必要以上に厚くなる。このた
め、製造原価が高くなり、実用性に乏しい。ニッケルな
どのメッキ層の厚さが比較的厚いことから裏金のステン
レス鋼との密着性が低くなり、あまり薄くすると、銅鉛
焼結合金層の加圧密着のときの高い荷重によって剥離さ
れることもあって、問題が多い。
【0011】とくに、すべり層として合成樹脂層を具え
る複合軸受であると、すべり層形成のために更に高温焼
付処理が必要で、この間にステンレス鋼裏金との間の密
着性が阻害される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の問題点を解決することを目的とし、具体的には、裏金
をステンレス鋼板から構成し、表面のすべり層が合成樹
脂から成って、このすべり層と裏金との間に焼結合金層
が介在する複層軸受において、この裏金とすべり層との
間にニッケルメッキ層と銅メッキ層を介在させ、更に、
これら各メッキ層の厚を適正に調整し、とくに、ニッケ
ル層の厚さを0.03〜0.5μmまで薄くするのにも
拘らず、密着性が十分に確保できるほか、製造原価の低
減が同時にはかれる複層軸受とその製造方法を提案す
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に係る
複層軸受は、ステンレス鋼からなる裏金と合成樹脂層か
らなるすべり層とを具える複層軸受において、この裏金
とすべり層の間にニッケルメッキ層ならびに銅メッキ層
を介在させ、更に、この銅メッキ層とすべり層の間に焼
結合金層を介在させて成ることを特徴とする。
【0014】また、この複層軸受を製造するのには、ス
テンレス鋼の裏金表面上に順次にニッケルメッキ層と銅
メッキ層を形成した後、その上に銅系合金粉末を散布し
焼結して、空孔を有する焼結合金層を形成し、ついでこ
の上にフッ素系の樹脂組成物を被覆し焼付けて製造する
のが好ましい。
【0015】そこで、これら手段たる構成ならびにその
作用について図面によって更に詳しく説明すると、次の
通りである。
【0016】まず、図1は本発明の一つの実施例に係る
複層軸受の一部の断面図である。図1において、符号1
はステンレス鋼板から成る裏金、2はニッケルなどのメ
ッキ層、3は鋼又は銅合金のメッキ層、4は粉末粒子間
に空孔が形成された焼結合金層、5は焼結合金層の空孔
内に一部浸入した合成樹脂層を示し、これら裏金ならび
に各層が順次に積層されて形成される。
【0017】この構造の複層軸受は次の通り製造され
る。
【0018】すなわち、ステンレス鋼板から成る裏金1
をあらかじめ脱脂、研磨した後、メッキ浴中でニッケル
メッキを行ない、裏金1上にニッケルメッキ層2を被着
形成する。ついで乾燥後、シアン浴で銅メッキを行な
い、ニッケルメッキ層2上に銅メッキ層3を被着形成す
る。
【0019】この二層化されたメッキ層の上に鉛青銅等
の銅系合金粉末を散布し、還元雰囲気中で加熱し焼結
し、粒子間に多数の空孔が形成された焼結合金層4を形
成する。
【0020】更に、焼結合金層4の上にフッ素系樹脂な
どの合成樹脂をコ−ティングして焼結合金層4の空孔内
に合成樹脂を侵入させてから、加熱炉で加熱して焼付
け、樹脂層5を形成し、図1に示す構造の複層軸受を製
造する。
【0021】以上の通り裏金、2重メッキ層、焼結合金
層ならびに合成樹脂のすべり層から成る複層軸受である
と、ステンレス鋼から成る裏金や焼結合金層との密着性
が高められ、焼結時においても裏金中のクロムが焼結合
金層に拡散し、付着することがなく、焼結性が阻害され
ることがない。
【0022】まず、ニッケルメッキ層2はステンレス鋼
の裏金1上に密着し、とくに、ニッケルメッキ層2は、
後記の如く0.03〜0.5μm、好ましくは、0.0
3〜0.2μmのように、きわめて薄く、密着性は高め
られる。また、ニッケルメッキ層2上には銅又は銅合金
のメッキ層3が形成され、この厚さは1〜10μm、な
かでも4〜6μmのように適正に形成されるため、焼結
時には、焼結合金層4と銅などのメッキ層3とは良好に
互いに拡散し、強固に密着し、軸受としての密着性が大
巾に向上する。
【0023】ところが、一方において、裏金がステンレ
ス鋼から成る場合には、焼結のときにステンレス鋼の表
面のクロムが蒸散し、そのクロムが焼結時の合金粉末に
付着する。このクロムが僅かでも付着すると、合金粉末
の焼結性が阻害され、焼結がとくに銅メッキ層3の境界
面で不十分になることもあって、密着性が逆に阻害され
易い。
【0024】しかし、ステンレス鋼の裏金1の表面は薄
いニッケルメッキ層2によって完全におおわれ、その上
に厚い銅メッキ層3が被着されているため、バリヤ−効
果が大きく、焼結時のクロムの蒸散が防止できる。この
ところからも、焼結合金層の形成が良好で、ステンレス
鋼の裏金1と密着性が高められる。
【0025】なお、ニッケルメッキ層2の厚さをきわめ
て薄くして0.03〜0.5μm、好ましくは、0.0
3〜0.2μmとし、銅又は銅合金のメッキ層3の厚さ
を1〜10μmとする。
【0026】すなわち、ニッケルメッキ層2をきわめて
薄く、0.03〜0.5μmとすると、裏金1との密着
性は大巾に高められる。すなわち、厚さが0.03μm
以下にすると、接着層としての機能が失なわれ、焼結時
のクロムなどの蒸散防止が不十分になる。また、厚さが
0.5μmをこえると、密着性が低下すると経済的効果
が失なわれる。好ましくは、0.2μm以下であると、
密着性がきわめて良好に保持され、とくに、健全な密着
層が形成できる。
【0027】また、ニッケルメッキ層2の厚さがきわめ
て薄いため、銅又は銅合金のメッキ層3の厚さは1μm
以下になると、厚さが小さ過ぎ、一種弾力的に荷重を支
える機能が失なわれ、耐荷重性が低下する。これに反
し、厚さが10μmをこえると、かえって密着性が失な
われる。
【0028】
【実施例】
実施例1.SUS304(18−8ステンレス鋼)の鋼
板をあらかじめ脱脂、サンディングで研磨したのち、ワ
ット浴でニッケルメッキを行なった。
【0029】ついで乾燥後シアン浴で銅メッキを行なっ
て、2層のニッケルメッキ層(厚さ0.03、0.1、
0.2、0.4、0.5μm)と銅メッキ層(厚さ1、
5、10μm)をもつ材料を得た。
【0030】この材料の銅メッキ層の表面に鉛青銅粉末
を散布し、810℃の還元性雰囲気中で焼結を行なっ
て、焼結合金層を形成した。
【0031】次に、この焼結合金層上にフッ素系樹脂組
成物をコ−ティングし、390℃の加熱炉で焼成して図
1に示す本発明に係る複層軸受1〜30を得た。
【0032】また、比較例として、SUS304(18
−8ステンレス)のステンレス鋼板を脱脂、サンディン
グで研磨したのち、ワット浴でニッケルメッキ(厚さ
は、上記の厚さのほか、11μmのもの)を施こし、メ
ッキ層を形成した。この材料を、上記のところと同一の
条件で鉛青銅粉の焼結合金層とフッ素系樹脂組成物のす
べり層とを形成し、図2に示す構造の比較例1、2、
3、4、5、6を得た。
【0033】なお、図2において、符号1はステンレス
鋼の裏金、6はニッケル又は銅メッキ層、4は焼結合金
層、5は合成樹脂層を示す。
【0034】また、比較例として、SUS304(18
−8ステンレス鋼)の鋼板を脱脂、サンディングで研磨
したのち、シアン浴で銅メッキ層を形成し、この後、上
記のところと同一に処理をして図2に示す複層軸受を比
較例7、8ならびに9として得た。
【0035】そこで、実施例1〜30と比較例1〜9の
複層軸受から5cm四方の試験片を切り出し、図3のデ
ュポン式衝撃試験機でステンレス側から衝撃を加え、層
間の密着性の比較をした。
【0036】試験条件は落下高さ50cm、落下重錘の
質量1000g、撃芯突端の半径3.1mmである。
【0037】単層メッキ層から成る各比較例1〜9は、
ステンレス鋼の裏金と銅又はニッケルメッキ層の間ある
いは銅又はニッケルメッキ層と焼結合金層との間で剥離
があり、密着性が不十分であった。一方、本発明に係る
実施例1〜30の場合は、実施例の一部やや密着性が劣
るものが認められたが、これであっても自動車軸受とし
て要求される程度の十分な密着性があり、いずれも密着
性が良好であった。
【0038】
【発明の効果】以上詳しく説明した通り、本発明はステ
ンレス鋼からなる裏金と合成樹脂層からなるすべり層と
を具える複層軸受ならびにその製造方法であって、この
裏金とすべり層の間にニッケルメッキ層ならびに銅メッ
キ層を介在させ、更に、この銅メッキ層とすべり層の間
に焼結合金層を介在させて成るものである。
【0039】また、ニッケルメッキ層の厚さは0.03
〜0.5μmとし、銅メッキ層の厚さは1〜10μmに
し、更に、この複層軸受は、ステンレス鋼の裏金表面上
に順次にニッケルメッキ層と銅メッキ層を形成した後、
その上に銅系合金粉末を散布し焼結して、空孔を有する
焼結合金層を形成し、ついでこの上にフッ素系の樹脂組
成物を被覆し焼付けて製造できる。
【0040】したがって、この複層軸受は、耐久性があ
って、屋外の苛酷な使用条件下でも剥離がないほど密着
性が良好である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一つの実施例に係る複層軸受の一部の
断面図である。
【図2】従来例の複層軸受の一部の断面図である。
【図3】密着性試験に供するデュポン式衝撃試験機の説
明図である。
【符号の説明】
1 ステンレス裏金 2 ニッケルメッキ層 3 銅メッキ層 4 焼結合金層 5 合成樹脂層

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステンレス鋼からなる裏金と合成樹脂層
    からなるすべり層とを具える複層軸受において、 この裏金とすべり層の間にニッケルメッキ層ならびに銅
    メッキ層を介在させ、更に、この銅メッキ層と前記すべ
    り層の間に焼結合金層を介在させて成ることを特徴とす
    る複層軸受。
  2. 【請求項2】 前記ニッケルメッキ層の厚さを0.03
    〜0.5μmにすることを特徴とする請求項1記載の複
    層軸受。
  3. 【請求項3】 前記銅メッキ層の厚さを1〜10μmに
    することを特徴とする請求項1記載の複層軸受。
  4. 【請求項4】 前記合成樹脂層をフッ素系樹脂組成物と
    することを特徴とする請求項1、2又は3記載の複層軸
    受。
  5. 【請求項5】 前記焼結合金層を焼結鉛青銅合金層とす
    ることを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の複層
    軸受。
  6. 【請求項6】 オ−ステナイト系又はフェライト系ステ
    ンレスの裏金表面上に順次にニッケルメッキ層と銅メッ
    キ層を形成した後、その上に銅系合金粉末を散布し焼結
    して、空孔を有する焼結合金層を形成し、ついでこの上
    にフッ素系の樹脂組成物を被覆し焼付けることを特徴と
    する複層軸受の製造方法。
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