JPH09263863A - インジウムを含む銅−鉛系合金軸受ならびにその製造方法 - Google Patents
インジウムを含む銅−鉛系合金軸受ならびにその製造方法Info
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- JPH09263863A JPH09263863A JP9480696A JP9480696A JPH09263863A JP H09263863 A JPH09263863 A JP H09263863A JP 9480696 A JP9480696 A JP 9480696A JP 9480696 A JP9480696 A JP 9480696A JP H09263863 A JPH09263863 A JP H09263863A
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Landscapes
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 インジウムを含む銅−鉛系合金軸受ならびに
その製造方法であって、鋼板裏金に被着された銅−鉛合
金の合金軸受層の表面に、実質的にインジウムから成る
上部ならびに下部オ−バレイ層によって鉛ならびにすず
を含む鉛−すずオ−バレイ層をはさんで形成し、耐荷重
性にすぐれ、長期にわたる使用に耐える銅−鉛系合金軸
受とその製造方法を提案する。 【解決手段】 実質的にインジウムからなる上部ならび
に下部オ−バレイ層３、５の間にはさんで、鉛ならびに
すずを含む鉛−すずオ−バレイ層４を形成して成る。
その製造方法であって、鋼板裏金に被着された銅−鉛合
金の合金軸受層の表面に、実質的にインジウムから成る
上部ならびに下部オ−バレイ層によって鉛ならびにすず
を含む鉛−すずオ−バレイ層をはさんで形成し、耐荷重
性にすぐれ、長期にわたる使用に耐える銅−鉛系合金軸
受とその製造方法を提案する。 【解決手段】 実質的にインジウムからなる上部ならび
に下部オ−バレイ層３、５の間にはさんで、鉛ならびに
すずを含む鉛−すずオ−バレイ層４を形成して成る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はインジウムを含む銅−鉛
系合金軸受ならびにその製造方法に係り、詳しくは、鋼
板裏金に被着された銅−鉛合金の合金軸受層の表面に、
実質的にインジウムから成る上部ならびに下部オ−バレ
イ層により鉛ならびにすずを含む鉛−すずオ−バレイ層
がはさまれて形成され、耐荷重性にすぐれるとともに長
期にわたる使用に耐える銅−鉛系合金軸受ならびにその
製造方法に係る。
系合金軸受ならびにその製造方法に係り、詳しくは、鋼
板裏金に被着された銅−鉛合金の合金軸受層の表面に、
実質的にインジウムから成る上部ならびに下部オ−バレ
イ層により鉛ならびにすずを含む鉛−すずオ−バレイ層
がはさまれて形成され、耐荷重性にすぐれるとともに長
期にわたる使用に耐える銅−鉛系合金軸受ならびにその
製造方法に係る。
【０００２】
【従来の技術】従来から、自動車、車輌その他の駆動、
走行用内燃機関には、高荷重用として、平軸受などの軸
受が開発、使用されている。この軸受は、例えば、半割
状若しくは円筒状に形成された鋼板を裏金とし、この鋼
板裏金の上に銅系の合金などから成る合金軸受層が被着
され複層化して構成されている。
走行用内燃機関には、高荷重用として、平軸受などの軸
受が開発、使用されている。この軸受は、例えば、半割
状若しくは円筒状に形成された鋼板を裏金とし、この鋼
板裏金の上に銅系の合金などから成る合金軸受層が被着
され複層化して構成されている。
【０００３】これら高荷重用軸受は、合金軸受層が銅系
の合金から成ることもあって、耐荷重性にすぐれてい
る。しかし、最近は、自動車、車輌などの走行や駆動に
要求される条件は、きわめて苛酷になり、その条件に適
合するのには、耐荷重性のほかに、軸受として必要な種
々の特性、すなわち、耐焼付性・異物の埋収性・なじみ
性等が要求されている。
の合金から成ることもあって、耐荷重性にすぐれてい
る。しかし、最近は、自動車、車輌などの走行や駆動に
要求される条件は、きわめて苛酷になり、その条件に適
合するのには、耐荷重性のほかに、軸受として必要な種
々の特性、すなわち、耐焼付性・異物の埋収性・なじみ
性等が要求されている。
【０００４】これらの要請に合って、この要請に由来す
る問題を解決するために、鋼板裏金上の合金軸受層を強
化するほかに、なじみ性や、埋収性を備えた金属や合金
を合金軸受層の上にオ−バレイ層としてめっき等によっ
て形成することが行なわれている。
る問題を解決するために、鋼板裏金上の合金軸受層を強
化するほかに、なじみ性や、埋収性を備えた金属や合金
を合金軸受層の上にオ−バレイ層としてめっき等によっ
て形成することが行なわれている。
【０００５】図４は、高荷重用として開発されている軸
受の一部を示す断面図である。この軸受２０は、図４に
示すように、鋼板裏金１の上には、鉛や所望に応じてす
ずなどを含んで主成分が銅から成る合金軸受層２が焼結
または鋳造によって被着形成されている。
受の一部を示す断面図である。この軸受２０は、図４に
示すように、鋼板裏金１の上には、鉛や所望に応じてす
ずなどを含んで主成分が銅から成る合金軸受層２が焼結
または鋳造によって被着形成されている。
【０００６】この合金軸受層２の上には、めっきが施さ
れてオ−バレイ層４が形成されている。
れてオ−バレイ層４が形成されている。
【０００７】通常、オ−バレイ層４は、優れた軸受特性
を与える鉛ならびにすずを含む鉛−すず合金のめっき層
として構成され、この組成のオ−バレイ層４と合金軸受
層２との間には、約１〜２ミクロンメ−トル厚のニッケ
ルめっき層７が設けられ、ニッケルめっき層７によって
合金軸受層２とオ−バレイ層４との間の密着性を高めて
いる。
を与える鉛ならびにすずを含む鉛−すず合金のめっき層
として構成され、この組成のオ−バレイ層４と合金軸受
層２との間には、約１〜２ミクロンメ−トル厚のニッケ
ルめっき層７が設けられ、ニッケルめっき層７によって
合金軸受層２とオ−バレイ層４との間の密着性を高めて
いる。
【０００８】ところで、最近の高荷重用の内燃機関やエ
ンジンは、相当期間使用されて表面のオ−バレイ層４が
摩耗消失したのちにも、その後、更に長時間使用される
ことが要求される。すなわち、表面のオ−バレイ層が消
失された状態でも使用されることが要求される。
ンジンは、相当期間使用されて表面のオ−バレイ層４が
摩耗消失したのちにも、その後、更に長時間使用される
ことが要求される。すなわち、表面のオ−バレイ層が消
失された状態でも使用されることが要求される。
【０００９】しかし、図４に示す従来例の軸受は、合金
軸受層２とオ−バレイ層４との間には硬いニッケルめっ
き層７が介在するため、相当期間の使用によりオ−バレ
イ層４が摩耗消失すると、介在させた硬いニッケルめっ
き層が表面に露出し、焼付きを生じる。要するに、従来
例の合金軸受では、表面のオ−バレイ層が存在するうち
は、高荷重用としての要請に応えるものであるが、オ−
バレイ層の消失後には高荷重用としての使用にも耐える
ことができない。
軸受層２とオ−バレイ層４との間には硬いニッケルめっ
き層７が介在するため、相当期間の使用によりオ−バレ
イ層４が摩耗消失すると、介在させた硬いニッケルめっ
き層が表面に露出し、焼付きを生じる。要するに、従来
例の合金軸受では、表面のオ−バレイ層が存在するうち
は、高荷重用としての要請に応えるものであるが、オ−
バレイ層の消失後には高荷重用としての使用にも耐える
ことができない。
【００１０】また、使用条件によっては、介在するニッ
ケルめっき層７がなくなり、その下の合金軸受層２が表
面に露出する。このときには、合金軸受層２中から鉛な
どの軸受成分が溶け出し、耐食性や耐焼付性が大巾に低
下する。
ケルめっき層７がなくなり、その下の合金軸受層２が表
面に露出する。このときには、合金軸受層２中から鉛な
どの軸受成分が溶け出し、耐食性や耐焼付性が大巾に低
下する。
【００１１】また、ニッケルめっき層７を介在させない
場合には、オ−バレイ層４の合金軸受層２に対する密着
性が高められないほか、軸受製造時の熱処理過程や、内
燃機関の運転中などに、オ−バレイ層４の中に含まれる
すずなどの成分が合金軸受層２中に拡散する。このた
め、合金軸受層２の上にオ−バレイ層４を形成しても、
オ−バレイ層４中のすずなどの成分が減少し、耐食性や
耐疲労性等がそれほど高められない。
場合には、オ−バレイ層４の合金軸受層２に対する密着
性が高められないほか、軸受製造時の熱処理過程や、内
燃機関の運転中などに、オ−バレイ層４の中に含まれる
すずなどの成分が合金軸受層２中に拡散する。このた
め、合金軸受層２の上にオ−バレイ層４を形成しても、
オ−バレイ層４中のすずなどの成分が減少し、耐食性や
耐疲労性等がそれほど高められない。
【００１２】要するに、従来例の合金軸受は、オ−バレ
イ層を形成しても、オ−バレイ層そのものの寿命が短か
く、オ−バレイ層が摩耗消失して、合金軸受層が露出す
る。また、表面に露出する合金軸受層においてはその中
の鉛相へのすずなどの溶け込みが充分でないこともあっ
て、急速に腐食され焼付きが生じ、このところが大きな
問題になっている。
イ層を形成しても、オ−バレイ層そのものの寿命が短か
く、オ−バレイ層が摩耗消失して、合金軸受層が露出す
る。また、表面に露出する合金軸受層においてはその中
の鉛相へのすずなどの溶け込みが充分でないこともあっ
て、急速に腐食され焼付きが生じ、このところが大きな
問題になっている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記問題点
や課題を解決ないし改善することを目的とし、具体的に
は、鋼板裏金上に被着形成した銅−鉛系合金軸受層の上
に、ニッケルめっき層等を介在させることなく、鉛なら
びにすずを含む鉛−すずオ−バレイ層を形成し、この鉛
−すずオ−バレイ層の上部ならびに下部に、実質的にイ
ンジウムから成る上部ならびに下部オ−バレイ層と鉛−
すずオ−バレイ層とによって銅−鉛系合金軸受のオ−バ
レイ層を形成する。
や課題を解決ないし改善することを目的とし、具体的に
は、鋼板裏金上に被着形成した銅−鉛系合金軸受層の上
に、ニッケルめっき層等を介在させることなく、鉛なら
びにすずを含む鉛−すずオ−バレイ層を形成し、この鉛
−すずオ−バレイ層の上部ならびに下部に、実質的にイ
ンジウムから成る上部ならびに下部オ−バレイ層と鉛−
すずオ−バレイ層とによって銅−鉛系合金軸受のオ−バ
レイ層を形成する。
【００１４】したがって、銅−鉛系合金軸受層の表面に
は硬いニッケルめっき層が介在しないため、熱処理時や
運転時には、下部オ−バレイ層中のインジウムなどは軸
受合金層の鉛相中に良好に分散し、製造中の熱処理の間
や、運転中であっても、下部オ−バレイ層中のインジウ
ムなどは合金軸受層中に拡散して深く侵入し、合金軸受
層そのものによって耐荷重性、耐焼付性、埋収性、なじ
み性が十分に保持できる。
は硬いニッケルめっき層が介在しないため、熱処理時や
運転時には、下部オ−バレイ層中のインジウムなどは軸
受合金層の鉛相中に良好に分散し、製造中の熱処理の間
や、運転中であっても、下部オ−バレイ層中のインジウ
ムなどは合金軸受層中に拡散して深く侵入し、合金軸受
層そのものによって耐荷重性、耐焼付性、埋収性、なじ
み性が十分に保持できる。
【００１５】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に係る
合金軸受は、マトリックス中に鉛相が分散している銅−
鉛系合金軸受層の上に、実質的にインジウムからなる下
部オ−バレイ層を形成すると共に、この下部オ−バレイ
層の上に、鉛ならびにすずを含む鉛−すずオ−バレイ層
を形成し、この鉛−すずオ−バレイ層の上に、実質的に
インジウムからなる上部オ−バレイ層を形成して成るこ
とを特徴とする。
合金軸受は、マトリックス中に鉛相が分散している銅−
鉛系合金軸受層の上に、実質的にインジウムからなる下
部オ−バレイ層を形成すると共に、この下部オ−バレイ
層の上に、鉛ならびにすずを含む鉛−すずオ−バレイ層
を形成し、この鉛−すずオ−バレイ層の上に、実質的に
インジウムからなる上部オ−バレイ層を形成して成るこ
とを特徴とする。
【００１６】また、このような合金軸受を製造するに
は、マトリックス中に鉛相が分散している銅−鉛系合金
軸受層の上に、実質的にインジウムからなる下部オ−バ
レイ層をめっき層として形成してから、連続して、この
下部オ−バレイ層の上に、鉛ならびにすずを含む鉛−す
ずオ−バレイ層をめっき層として形成し、その後、この
鉛−すずオ−バレイ層の上に、実質的にインジウムから
なる上部オ−バレイ層をめっき層として形成してから、
１５０℃±５℃の条件で熱処理することを特徴とする。
は、マトリックス中に鉛相が分散している銅−鉛系合金
軸受層の上に、実質的にインジウムからなる下部オ−バ
レイ層をめっき層として形成してから、連続して、この
下部オ−バレイ層の上に、鉛ならびにすずを含む鉛−す
ずオ−バレイ層をめっき層として形成し、その後、この
鉛−すずオ−バレイ層の上に、実質的にインジウムから
なる上部オ−バレイ層をめっき層として形成してから、
１５０℃±５℃の条件で熱処理することを特徴とする。
【００１７】そこで、これら手段ならびにその作用につ
いて具体的に説明すると、次の通りである。
いて具体的に説明すると、次の通りである。
【００１８】まず、本発明に係る合金軸受１０は、後に
詳しく示す通り、図１に示す通りに構成され、鋼板裏金
１上に銅−鉛系の合金軸受層２が設けられ、上部オ−バ
レイ層５、下部オ−バレイ層３ならびに鉛−すずオ−バ
レイ層４が積層されて形成されている。
詳しく示す通り、図１に示す通りに構成され、鋼板裏金
１上に銅−鉛系の合金軸受層２が設けられ、上部オ−バ
レイ層５、下部オ−バレイ層３ならびに鉛−すずオ−バ
レイ層４が積層されて形成されている。
【００１９】このような各オ−バレイ層は、長期間使用
すると、各オ−バレイ層の一部若しくは全部が摩耗消失
し、この状態で使用される。
すると、各オ−バレイ層の一部若しくは全部が摩耗消失
し、この状態で使用される。
【００２０】そこで、各オ−バレイ層がある状態と使用
により摩耗消失した状態とについて、耐焼付性の面から
検討したところ、次の通りであり、このようにオ−バレ
イ層が積層されて成るオ−バレイ層の寿命は長くでき、
たとえ、各オ−バレイ層が摩耗消失して合金軸受層２が
表面に露出してもより優れた焼付特性が与えられる。
により摩耗消失した状態とについて、耐焼付性の面から
検討したところ、次の通りであり、このようにオ−バレ
イ層が積層されて成るオ−バレイ層の寿命は長くでき、
たとえ、各オ−バレイ層が摩耗消失して合金軸受層２が
表面に露出してもより優れた焼付特性が与えられる。
【００２１】すなわち、図１は本発明の一つの実施例に
係る合金軸受の一部を断面で示す説明図である。図１に
おいて符号１０で代表して示される軸受１０は、図４に
示す従来例に係る合金軸受２０と同様に、鋼板裏金１の
表面に合金軸受層２が被着形成される。
係る合金軸受の一部を断面で示す説明図である。図１に
おいて符号１０で代表して示される軸受１０は、図４に
示す従来例に係る合金軸受２０と同様に、鋼板裏金１の
表面に合金軸受層２が被着形成される。
【００２２】合金軸受層２は銅−鉛系合金から成って、
マトリックス中において主成分の銅から分離して鉛粒子
相が分散されている。なお、すずなどの成分も含ませる
ことができるが、すずを配合すると、銅と合金化してマ
トリックスは強化される。
マトリックス中において主成分の銅から分離して鉛粒子
相が分散されている。なお、すずなどの成分も含ませる
ことができるが、すずを配合すると、銅と合金化してマ
トリックスは強化される。
【００２３】合金軸受層２は、鋳造合金として構成する
こともできるし、焼結合金として構成することもでき
る。
こともできるし、焼結合金として構成することもでき
る。
【００２４】合金軸受層２としては、焼結合金として構
成する場合に較べると、鋳造合金として構成すると、耐
荷重性などは高められる。
成する場合に較べると、鋳造合金として構成すると、耐
荷重性などは高められる。
【００２５】しかし、図１に示すように構成すると、後
記の実施例にも示す通り、合金軸受層２は焼結合金また
は鋳造合金で構成しても、ほとんど同等の耐荷重性を示
す。この理由は、合金軸受層２の表面にニッケルめっき
層が介在することなく鉛−すずオ−バレイ層４が存在
し、鉛−すずオ−バレイ層４と合金軸受層２との間に下
部オ−バレイ層３が介在するため、下部オ−バレイ層中
のインジウムや鉛−すずオ−バレイ層中のすずなどが焼
結合金から成る合金軸受層中に深く侵入するからと思わ
れる。
記の実施例にも示す通り、合金軸受層２は焼結合金また
は鋳造合金で構成しても、ほとんど同等の耐荷重性を示
す。この理由は、合金軸受層２の表面にニッケルめっき
層が介在することなく鉛−すずオ−バレイ層４が存在
し、鉛−すずオ−バレイ層４と合金軸受層２との間に下
部オ−バレイ層３が介在するため、下部オ−バレイ層中
のインジウムや鉛−すずオ−バレイ層中のすずなどが焼
結合金から成る合金軸受層中に深く侵入するからと思わ
れる。
【００２６】更に詳しく説明すると、合金軸受層２の上
には、鉛ならびにすずを含有する鉛−すず系オ−バレイ
層４を形成し、鉛−すず系オ−バレイ層４と合金軸受層
２との間に下部オ−バレイ層３を介在させる。
には、鉛ならびにすずを含有する鉛−すず系オ−バレイ
層４を形成し、鉛−すず系オ−バレイ層４と合金軸受層
２との間に下部オ−バレイ層３を介在させる。
【００２７】更に、鉛−すず系オ−バレイ層４の上に上
部オ−バレイ層５を形成し、合金軸受層２上において、
鉛−すず系オ−バレイ層４は上部オ−バレイ層５と下部
オ−バレイ層３とによってはさみ、これらオ−バレイ層
によって一体としてオ−バレイ層を形成し、これによっ
て耐荷重性、なじみ性、埋収性、耐食性など耐高荷重性
に必要な諸性質が与えられる。
部オ−バレイ層５を形成し、合金軸受層２上において、
鉛−すず系オ−バレイ層４は上部オ−バレイ層５と下部
オ−バレイ層３とによってはさみ、これらオ−バレイ層
によって一体としてオ−バレイ層を形成し、これによっ
て耐荷重性、なじみ性、埋収性、耐食性など耐高荷重性
に必要な諸性質が与えられる。
【００２８】各オ−バレイ層３、４ならびに５はメッキ
によって構成し、この中で、鉛−すず系オ−バレイ層４
は鉛のめっき層として構成し、これら軸受成分によって
軸受性能を向上させる。
によって構成し、この中で、鉛−すず系オ−バレイ層４
は鉛のめっき層として構成し、これら軸受成分によって
軸受性能を向上させる。
【００２９】上部ならびに下部オ−バレイ層５、３は、
いずれも同じ組成のものから構成し、実質的にインジウ
ムから成って、他の成分として不可避的な不純物を含む
程度である。
いずれも同じ組成のものから構成し、実質的にインジウ
ムから成って、他の成分として不可避的な不純物を含む
程度である。
【００３０】以上の通り、上下に、実質的にインジウム
から成る上部ならびに下部オ−バレイ層５、３を介在さ
せて鉛−すず系オ−バレイ層４を設けると、製造時の熱
処理や使用時には、下部オ−バレイ中や鉛−すずオ−バ
レイ層中などからインジウムやすずなど成分が合金軸受
層２に向けて拡散移動でき、合金軸受層２の耐食性など
を大巾に向上させる。
から成る上部ならびに下部オ−バレイ層５、３を介在さ
せて鉛−すず系オ−バレイ層４を設けると、製造時の熱
処理や使用時には、下部オ−バレイ中や鉛−すずオ−バ
レイ層中などからインジウムやすずなど成分が合金軸受
層２に向けて拡散移動でき、合金軸受層２の耐食性など
を大巾に向上させる。
【００３１】また、上部オ−バレイ層５も、実質的にイ
ンジウムから成っているため、合金軸受層２中に移行し
たインジウムならびにすずの不足分は上部オ−バレイ層
５からのインジウムなどの移行によって補なわれる。こ
のため、これら各オ−バレイ層によって軸受としてなじ
み性、埋収性などが与えられ、これらオ−バレイ層が摩
耗消失したときでも、インジウムやすずなどの成分が合
金軸受層２中に十分な量保持されているため、高荷重用
としてそのまま使用できる。
ンジウムから成っているため、合金軸受層２中に移行し
たインジウムならびにすずの不足分は上部オ−バレイ層
５からのインジウムなどの移行によって補なわれる。こ
のため、これら各オ−バレイ層によって軸受としてなじ
み性、埋収性などが与えられ、これらオ−バレイ層が摩
耗消失したときでも、インジウムやすずなどの成分が合
金軸受層２中に十分な量保持されているため、高荷重用
としてそのまま使用できる。
【００３２】以上の通り、本発明においては、合金軸受
層２上に積層構造を成すオ−バレイ層を設けて成るもの
であるが、この軸受は、次の通り、製造できる。
層２上に積層構造を成すオ−バレイ層を設けて成るもの
であるが、この軸受は、次の通り、製造できる。
【００３３】図１によって説明すると、鋼板などの裏金
１の上に、鋳造合金又は焼結合金として銅−鉛合金から
なる合金軸受層２を被着形成する。
１の上に、鋳造合金又は焼結合金として銅−鉛合金から
なる合金軸受層２を被着形成する。
【００３４】次に、この合金軸受層２上に、実質的にイ
ンジウムから成るめっき浴を用いてめっき層として下部
オ−バレイ層３を形成する。
ンジウムから成るめっき浴を用いてめっき層として下部
オ−バレイ層３を形成する。
【００３５】次に、連続して、鉛−すず系めっき浴を用
いて鉛−すず系オ−バレイ層４を形成する。
いて鉛−すず系オ−バレイ層４を形成する。
【００３６】更に、その上に、再び、インジウムから成
るめっき浴を用いて、めっき層として上部オ−バレイ層
５を形成する。
るめっき浴を用いて、めっき層として上部オ−バレイ層
５を形成する。
【００３７】このように３つのオ−バレイ層３、４、５
を順次に積層し、その後、例えば１３０〜１６０℃、好
ましくは１５０℃±５℃で熱処理する。このように熱処
理すると、各オ−バレイ層３、４、５中のすず、インジ
ウムなどは合金軸受層２中の鉛相中に拡散固溶し耐食性
などの性質が大巾に高められる。
を順次に積層し、その後、例えば１３０〜１６０℃、好
ましくは１５０℃±５℃で熱処理する。このように熱処
理すると、各オ−バレイ層３、４、５中のすず、インジ
ウムなどは合金軸受層２中の鉛相中に拡散固溶し耐食性
などの性質が大巾に高められる。
【００３８】すなわち、各オ−バレイ層を順次に積層す
ると、その後、熱処理することによって、各オ−バレイ
層中のインジウムやすずなどの合金軸受層２中の鉛相に
拡散する。この拡散し、主として合金軸受層直上の下部
オ−バレイ層中のインジウムなどによって行なわれる
が、この拡散によってオ−バレイ層中のインジウムなど
が不足する。しかし、この不足分は十分に上部オ−バレ
イ層中のインジウムなどによって補なわれるため、オ−
バレイ層全体としてみると、すず、インジウムなどの残
存率が高くなり、また、インジウムは、従来のものより
も、銅−鉛系合金軸受層中の鉛粒子により深く拡散侵入
する。
ると、その後、熱処理することによって、各オ−バレイ
層中のインジウムやすずなどの合金軸受層２中の鉛相に
拡散する。この拡散し、主として合金軸受層直上の下部
オ−バレイ層中のインジウムなどによって行なわれる
が、この拡散によってオ−バレイ層中のインジウムなど
が不足する。しかし、この不足分は十分に上部オ−バレ
イ層中のインジウムなどによって補なわれるため、オ−
バレイ層全体としてみると、すず、インジウムなどの残
存率が高くなり、また、インジウムは、従来のものより
も、銅−鉛系合金軸受層中の鉛粒子により深く拡散侵入
する。
【００３９】このため、オ−バレイ層の寿命が向上し、
オ−バレイ層が摩耗消失して合金軸受層が露出して、そ
の中の鉛粒子中にはすでにすずやインジウムの溶け込み
が進んでいる。このため、合金軸受層のみによっても耐
焼付性が向上し、長期的に使用できる耐久性の優れた銅
−鉛系合金軸受とすることができる。
オ−バレイ層が摩耗消失して合金軸受層が露出して、そ
の中の鉛粒子中にはすでにすずやインジウムの溶け込み
が進んでいる。このため、合金軸受層のみによっても耐
焼付性が向上し、長期的に使用できる耐久性の優れた銅
−鉛系合金軸受とすることができる。
【００４０】
【実施例】次に、実施例について説明する。
【００４１】実施例１．まず、各実施例に係る合金軸受
は、図１に示すように、構成し、これら合金軸受の裏金
１の上には、表１に示す組成の合金軸受層２を形成し
た。
は、図１に示すように、構成し、これら合金軸受の裏金
１の上には、表１に示す組成の合金軸受層２を形成し
た。
【００４２】この合金軸受層２は、表１で示すように、
２４％Ｐｂ、２％Ｓｎ、残部銅及び不可避の不純物から
成る鋳造法により得られる鋳造合金（図１や図２では合
金種別でＡとして示す。）と１７％Ｐｂ、５％Ｓｎ、残
部銅及び不可避の不純物から成る焼結法により得られた
焼結合金（図１や図２の合金種別ではＢとして示す。）
とから成っている。
２４％Ｐｂ、２％Ｓｎ、残部銅及び不可避の不純物から
成る鋳造法により得られる鋳造合金（図１や図２では合
金種別でＡとして示す。）と１７％Ｐｂ、５％Ｓｎ、残
部銅及び不可避の不純物から成る焼結法により得られた
焼結合金（図１や図２の合金種別ではＢとして示す。）
とから成っている。
【００４３】合金軸受層２の表面には直接インジウムめ
っき層から成る下部オ−バレイ層３を電気めっきで形成
し、さらに、連続してこの下部オ−バレイ層３の表面に
Ｐｂ−Ｓｎめっき層から成る鉛−すずオ−バレイ層４を
形成し、この鉛−すずオ−バレイ層４の表面にはインジ
ウムめっき層から成る上部オ−バレイ層５を電気めっき
により形成する。
っき層から成る下部オ−バレイ層３を電気めっきで形成
し、さらに、連続してこの下部オ−バレイ層３の表面に
Ｐｂ−Ｓｎめっき層から成る鉛−すずオ−バレイ層４を
形成し、この鉛−すずオ−バレイ層４の表面にはインジ
ウムめっき層から成る上部オ−バレイ層５を電気めっき
により形成する。
【００４４】これら３つのオ−バレイ層３、４、５の厚
さは２０ミクロンメ−トルである。下部オ−バレイ層３
と上部オ−バレイ層５は同量の積算電流量でそれぞれめ
っきを施したが、必ずしも同量でなくてもよい。
さは２０ミクロンメ−トルである。下部オ−バレイ層３
と上部オ−バレイ層５は同量の積算電流量でそれぞれめ
っきを施したが、必ずしも同量でなくてもよい。
【００４５】以上のめっき工程によって各オ−バレイ層
を形成したのち、温度１５０℃で熱処理した。
を形成したのち、温度１５０℃で熱処理した。
【００４６】このようにして得られた各実施例Ｎｏ．１
〜５は熱処理工程後の３つのオ−バレイ層から成るオ−
バレイ層の成分はそれぞれ表２に示した通りであった。
〜５は熱処理工程後の３つのオ−バレイ層から成るオ−
バレイ層の成分はそれぞれ表２に示した通りであった。
【００４７】これら実施例Ｎｏ．１〜５はオ−バレイ層
付試験片として後の試験に用いた。
付試験片として後の試験に用いた。
【００４８】また、熱処理工程後に合金軸受中の鉛相へ
のインジウム分の侵入深さは６ミクロンメ−トルであっ
た。
のインジウム分の侵入深さは６ミクロンメ−トルであっ
た。
【００４９】なお、この場合の侵入深さは、インジウム
が元の位置から熱処理により合金軸受中のＰｂ粒子内に
拡散存在しているところまでの深さである。
が元の位置から熱処理により合金軸受中のＰｂ粒子内に
拡散存在しているところまでの深さである。
【００５０】また、比較例として図２に示す構造の軸受
を構成した。この軸受でも、２種の合金軸受層２を使用
し、合金軸受層２の表面には、直接Ｐｂ−Ｓｎめっき層
としての鉛−すずオ−バレイ層４を形成し、この鉛−す
ずオ−バレイ層４の表面には、インジウムめっき層から
成る上部オ−バレイ層５が電気めっきで形成されてい
る。この２つのオ−バレイ層の厚さは２０ミクロンメ−
トルである。
を構成した。この軸受でも、２種の合金軸受層２を使用
し、合金軸受層２の表面には、直接Ｐｂ−Ｓｎめっき層
としての鉛−すずオ−バレイ層４を形成し、この鉛−す
ずオ−バレイ層４の表面には、インジウムめっき層から
成る上部オ−バレイ層５が電気めっきで形成されてい
る。この２つのオ−バレイ層の厚さは２０ミクロンメ−
トルである。
【００５１】この比較例も温度１５０℃で熱処理し比較
例Ｎｏ．６〜９とした。熱処理工程後のオ−バレイ層の
成分はそれぞれ表２に示す通りである。比較例では熱処
理工程後の合金軸受中へのインジウムの侵入深さは浅く
０〜１ミクロンメ−トルである。
例Ｎｏ．６〜９とした。熱処理工程後のオ−バレイ層の
成分はそれぞれ表２に示す通りである。比較例では熱処
理工程後の合金軸受中へのインジウムの侵入深さは浅く
０〜１ミクロンメ−トルである。
【００５２】実施例２．次に実際の使用中の状態を想定
して実施例Ｎｏ．１〜５及び比較例Ｎｏ．６〜９のオ−
バレイ付試験片を温度１７０℃で１０００時間拡散処理
を行なった。拡散処理１００時間後でのオ−バレイ成分
を表２に示し、合金軸受中の鉛相中へのインジウムの侵
入深さは図３に示す。
して実施例Ｎｏ．１〜５及び比較例Ｎｏ．６〜９のオ−
バレイ付試験片を温度１７０℃で１０００時間拡散処理
を行なった。拡散処理１００時間後でのオ−バレイ成分
を表２に示し、合金軸受中の鉛相中へのインジウムの侵
入深さは図３に示す。
【００５３】拡散処理１００時間においては実施例のイ
ンジウムの侵入深さは５５ミクロンメ−トルであり、比
較例よりも約２倍の侵入深さとなっている。
ンジウムの侵入深さは５５ミクロンメ−トルであり、比
較例よりも約２倍の侵入深さとなっている。
【００５４】次に、オ−バレイ層摩耗消失後の評価のた
め、拡散処理した実施例及び比較例の各々の試験片につ
いてオ−バレイ層を除去し、それぞれ実施例Ｎｏ．１′
〜５′、比較例Ｎｏ．６′〜９′とし、これらについて
拡散処理後、それぞれをオ−バレイ層除去試験片とし
た。
め、拡散処理した実施例及び比較例の各々の試験片につ
いてオ−バレイ層を除去し、それぞれ実施例Ｎｏ．１′
〜５′、比較例Ｎｏ．６′〜９′とし、これらについて
拡散処理後、それぞれをオ−バレイ層除去試験片とし
た。
【００５５】以上の通り作製した各試験片について鈴木
式摩擦摩耗試験機による焼付試験を行なった。
式摩擦摩耗試験機による焼付試験を行なった。
【００５６】試験条件は以下の通りである。 使用試験機 ：鈴木式摩擦摩耗試験機 初 期 荷 重 ：２０ｋｇｆ 累 積 荷 重 ：１０ｋｇｆ 速 度 ：１ｍ／秒 時 間 ：１０分／１ｓｔｅｐ 潤 滑 ：塗布ＳＡＥ７．５Ｗ−３０ 相 手 軸 ：Ｓ４５Ｃ ＨＲｃ≒５０ Ｒａ≒０．２ 焼付判断基準：ＢＢＴ２００℃以上又は摩擦力２５．２
ｋｇｆ以上 試験片形状 ：３５ｍｍ角の平板、中心穴径４ｍｍ付
ｋｇｆ以上 試験片形状 ：３５ｍｍ角の平板、中心穴径４ｍｍ付
【００５７】焼付試験は実施例Ｎｏ．１〜５及び比較例
Ｎｏ．６〜９のオ−バレイ付試験片及び実施例１′〜
５′、比較例６′〜９′の拡散処理後オ−バレイ除去試
験片について行なった。
Ｎｏ．６〜９のオ−バレイ付試験片及び実施例１′〜
５′、比較例６′〜９′の拡散処理後オ−バレイ除去試
験片について行なった。
【００５８】また、比較のために基材（めっきによるオ
−バレイ層を形成しない合金軸受層のみの試験片）２種
についても行なった。
−バレイ層を形成しない合金軸受層のみの試験片）２種
についても行なった。
【００５９】焼付試験結果を表３に示す。
【００６０】オ−バレイ付の場合、実施例は比較例より
も焼付限界荷重が高くなっているのがわかる。
も焼付限界荷重が高くなっているのがわかる。
【００６１】これはオ−バレイ層におけるインジウムめ
っき層の上下部オ−バレイ層を上下につけたサンドイッ
チ構造としたため、オ−バレイ層中のすず、インジウム
の減少量が少なく、これによって、オ−バレイ層の寿命
が延びたものと推察される。また、オ−バレイ層が摩耗
消失後の評価として拡散処理後のオ−バレイ除去試験片
の焼付試験においても表３で示すように実施例は比較例
及び基材の合金軸受層のみに比べて耐焼付性が向上して
いる。これは図３で示すように合金軸受層中の鉛相への
インジウムの侵入深さが実施例は比較例よりもより深く
拡散侵入しており、これが結果に反映されているものと
推察される。
っき層の上下部オ−バレイ層を上下につけたサンドイッ
チ構造としたため、オ−バレイ層中のすず、インジウム
の減少量が少なく、これによって、オ−バレイ層の寿命
が延びたものと推察される。また、オ−バレイ層が摩耗
消失後の評価として拡散処理後のオ−バレイ除去試験片
の焼付試験においても表３で示すように実施例は比較例
及び基材の合金軸受層のみに比べて耐焼付性が向上して
いる。これは図３で示すように合金軸受層中の鉛相への
インジウムの侵入深さが実施例は比較例よりもより深く
拡散侵入しており、これが結果に反映されているものと
推察される。
【００６２】合金軸受層中の鉛相へのインジウムの拡散
侵入深さは、好ましくは熱処理後５ミクロンメ−トル以
上、温度１７０℃で１００時間拡散処理後では４０ミク
ロンメ−トル以上の拡散層深さが特にその効果を発揮す
る。
侵入深さは、好ましくは熱処理後５ミクロンメ−トル以
上、温度１７０℃で１００時間拡散処理後では４０ミク
ロンメ−トル以上の拡散層深さが特にその効果を発揮す
る。
【００６３】
【表１】
【００６４】
【表２】
【００６５】
【表３】
【００６６】
【発明の効果】以上詳しく説明した通り、本発明は、マ
トリックス中に鉛相が分散している銅−鉛系合金軸受層
の上に、実質的にインジウムからなる下部オ−バレイ層
を形成すると共に、この下部オ−バレイ層の上に鉛なら
びにすずを含む鉛−すずオ−バレイ層を形成し、この鉛
−すずオ−バレイ層の上に、実質的にインジウムからな
る上部オ−バレイ層を形成して成ることを特徴とする。
トリックス中に鉛相が分散している銅−鉛系合金軸受層
の上に、実質的にインジウムからなる下部オ−バレイ層
を形成すると共に、この下部オ−バレイ層の上に鉛なら
びにすずを含む鉛−すずオ−バレイ層を形成し、この鉛
−すずオ−バレイ層の上に、実質的にインジウムからな
る上部オ−バレイ層を形成して成ることを特徴とする。
【００６７】このため、熱拡散による各オ−バレイ層、
なかでも、鉛−すずオ−バレイ層中のすず、インジウム
などの減少量が少なく、このオ−バレイ層の寿命が延び
るとともに、たとえ、オ−バレイ層が摩耗消失して合金
軸受層が露出しても合金軸受層中の鉛相内にインジウム
が深く拡散しているので耐焼付性に優れている。したが
って、長期使用に当りより有利な銅鉛系合金軸受とする
ことができる。
なかでも、鉛−すずオ−バレイ層中のすず、インジウム
などの減少量が少なく、このオ−バレイ層の寿命が延び
るとともに、たとえ、オ−バレイ層が摩耗消失して合金
軸受層が露出しても合金軸受層中の鉛相内にインジウム
が深く拡散しているので耐焼付性に優れている。したが
って、長期使用に当りより有利な銅鉛系合金軸受とする
ことができる。
【図１】本発明の一つの実施例に係る合金軸受の断面図
である。
である。
【図２】比較例に係る合金軸受の断面図である。
【図３】本発明の実施例と比較例とを対比して、拡散時
間と関連してインジウムの侵入深さを示すグラフであ
る。
間と関連してインジウムの侵入深さを示すグラフであ
る。
【図４】従来例の合金軸受の断面図である。
１ 裏金 ２ 合金軸受層 ３ 下部オ−バレイ層 ４ 鉛−すずオ−バレイ層 ５ 上部オ−バレイ層 ７ ニッケルめっき層
Claims (8)
- 【請求項１】 マトリックス中に鉛相が分散している銅
−鉛系合金軸受層の上に、実質的にインジウムからなる
下部オ−バレイ層を形成すると共に、この下部オ−バレ
イ層の上に、鉛ならびにすずを含む鉛−すずオ−バレイ
層を形成し、この鉛−すずオ−バレイ層の上に、実質的
にインジウムからなる上部オ−バレイ層を形成して成る
ことを特徴とするインジウムを含む銅−鉛系合金軸受。 - 【請求項２】 前記銅−鉛系合金軸受層を、主成分とし
て銅ならびに鉛を含む銅−鉛系鋳造合金とすることを特
徴とする請求項１記載のインジウムを含む銅−鉛系合金
軸受。 - 【請求項３】 前記銅−鉛系合金軸受層を、主成分とし
て銅ならびに鉛を含む銅−鉛系焼結合金とすることを特
徴とする請求項１記載のインジウムを含む銅−鉛系合金
軸受。 - 【請求項４】 前記銅−鉛系合金軸受層中の鉛相に前記
インジウムの少なくとも一部が拡散して成ることを特徴
とする請求項１、２または３記載のインジウムを含む銅
−鉛系合金軸受。 - 【請求項５】 前記鋼−鉛系合金軸受層中の鉛相に前記
インジウムが熱処理工程後、すでに軸受合金表面から約
５ミクロンメ−トル以上の深さで拡散している層を持つ
ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載のイン
ジウムを含む銅−鉛系合金軸受。 - 【請求項６】 マトリックス中に鉛相が分散している銅
−鉛系合金軸受層の上に、実質的にインジウムからなる
下部オ−バレイ層をめっき層として形成してから、連続
して、この下部オ−バレイ層の上に、鉛ならびにすずを
含む鉛−すずオ−バレイ層をめっき層として形成し、そ
の後、この鉛−すずオ−バレイ層の上に、実質的にイン
ジウムからなる上部オ−バレイ層をめっき層として形成
してから、１５０℃±５℃の条件で熱処理することを特
徴とするインジウムを含む銅−鉛系合金軸受の製造方
法。 - 【請求項７】 前記銅−鉛系合金軸受層を、主成分とし
て銅ならびに鉛を含む銅−鉛系鋳造合金として鋳造する
ことを特徴とする請求項６記載のインジウムを含む銅−
鉛系合金軸受の製造方法。 - 【請求項８】 前記銅−鉛系合金軸受層を、主成分とし
て銅ならびに鉛を含む銅−鉛系焼結合金として焼結によ
り製造することを特徴とする請求項６記載のインジウム
を含む銅−鉛系合金軸受の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08094806A JP3108363B2 (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | インジウムを含む銅−鉛系合金軸受ならびにその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08094806A JP3108363B2 (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | インジウムを含む銅−鉛系合金軸受ならびにその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09263863A true JPH09263863A (ja) | 1997-10-07 |
| JP3108363B2 JP3108363B2 (ja) | 2000-11-13 |
Family
ID=14120309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08094806A Expired - Fee Related JP3108363B2 (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | インジウムを含む銅−鉛系合金軸受ならびにその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3108363B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999057448A1 (en) * | 1998-05-01 | 1999-11-11 | Federal-Mogul Corporation | Multi-layer engine bearings and method of manufacture |
| JP2009203504A (ja) * | 2008-02-27 | 2009-09-10 | Daido Metal Co Ltd | 摺動部材 |
| CN106763202A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-05-31 | 柳州市金岭汽车配件厂 | 汽车轴瓦 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101541989B (zh) | 2006-08-05 | 2014-05-28 | 大丰工业株式会社 | 无铅铜合金滑动材料 |
| WO2008140100A1 (ja) | 2007-05-15 | 2008-11-20 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Pbフリー銅合金摺動材料、及びすべり軸受 |
| US9028582B2 (en) | 2008-01-23 | 2015-05-12 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Process for production of sintered copper alloy sliding material and sintered copper alloy sliding material |
-
1996
- 1996-03-25 JP JP08094806A patent/JP3108363B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999057448A1 (en) * | 1998-05-01 | 1999-11-11 | Federal-Mogul Corporation | Multi-layer engine bearings and method of manufacture |
| US6178639B1 (en) | 1998-05-01 | 2001-01-30 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Multi-layer engine bearings and method of manufacture |
| JP2009203504A (ja) * | 2008-02-27 | 2009-09-10 | Daido Metal Co Ltd | 摺動部材 |
| CN106763202A (zh) * | 2016-12-27 | 2017-05-31 | 柳州市金岭汽车配件厂 | 汽车轴瓦 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3108363B2 (ja) | 2000-11-13 |
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