滑动构件以及滑动轴承制造技术

本发明专利技术提供一种能使抗疲劳性提高的滑动构件以及滑动轴承。一种在基层上层叠有覆盖层的滑动构件，所述覆盖层包含作为第一金属元素的Bi或者Sn、比所述第一金属元素硬质且与该第一金属元素形成金属间化合物的第二金属元素、C以及不可避免的杂质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】滑动构件以及滑动轴承
本专利技术涉及一种供配合件在滑动面上滑动的滑动构件以及滑动轴承。
技术介绍
已知由包含Cu作为必需元素、并且包含Sn和In中的至少一方的Bi合金形成的镀覆层(参照专利文献1)。在专利文献1中，记载了通过在Bi合金中包含Cu、Sn、In来提高抗疲劳性。此外，已知在作为软质金属的Sn中添加了Cu的锡基镀覆层(参照专利文献2)。在专利文献1中，通过在Sn中添加作为强化元素的Cu来谋求耐磨性、抗疲劳性的提高。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-353042号公报专利文献2：日本特开2002-310158号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，如专利文献1那样，当在Bi合金中包含Cu时，反而存在抗疲劳性降低的问题。这是因为，在对镀覆层施加热负荷的情况下，由Bi和Cu生成硬质的金属间化合物，在该硬质的金属间化合物与软质的Bi的界面处容易产生裂纹。特别是，当金属间化合物粗大化时，裂纹容易在镀覆层中扩展，而导致抗疲劳性大幅降低。此外，在使用专利文献2的锡基镀覆层时等，在施加热负荷的情况下，存在抗疲劳性降低的问题。当对专利文献1的锡基镀覆层施加热负荷时，由Sn和Cu形成硬质的金属间化合物。于是，在硬质的金属间化合物与软质的Sn之间形成硬度差大不相同的界面，在该界面容易产生疲劳裂纹。而且，疲劳裂纹在金属间化合物与Sn的界面扩展，由此抗疲劳性降低。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种能实现提高镀覆层的抗疲劳性的技术。用于解决问题的方案为了达成所述目的，本专利技术的滑动构件以及滑动轴承是在基层上层叠有覆盖层的滑动构件，覆盖层包含：作为第一金属元素的Sn；比第一金属元素硬质且与该第一金属元素形成金属间化合物的第二金属元素；0.010质量％以上且0.080质量％以下的C；以及不可避免的杂质。在所述构成中，在施加了热负荷时，即使由第一金属元素和第二金属元素形成金属间化合物，适度量的C也会成为扩散阻挡层(diffusionbarrier)，也能降低金属间化合物粗大化的可能性。因此，能使软质的Bi与硬质的金属间化合物的界面停留在小规模的大小。因此，即使在软质的Bi与硬质的金属间化合物的界面产生疲劳裂纹，也能降低该疲劳裂纹大幅扩展的可能性，能使抗疲劳性提高。需要说明的是，通过将C设为0.010质量％以上，能抑制金属间化合物的粗大化，更优选将C设为0.020质量％以上。此外，通过将C设为0.080质量％以下，能抑制覆盖层变脆，更优选将C设为0.060质量％以下。第二金属元素是比Bi硬质且与Bi形成金属间化合物的元素即可，例如可以是Ag、Sb、Ni等。第二金属元素为0.5质量％以上且5.0质量％以下即可，还可以优选为1.0质量％以上且3.0质量％以下。作为第一金属元素的Bi构成第二金属元素和C和不可避免的杂质的剩余部分。为了达成所述目的，本专利技术的滑动构件以及滑动轴承是在基层上层叠有覆盖层的滑动构件，覆盖层包含：作为第一金属元素的Sn；比第一金属元素硬质且与该第一金属元素形成金属间化合物的第二金属元素；0.015wt％以上且0.100wt％以下的C；以及不可避免的杂质。在所述构成中，在施加了热负荷时，即使由第一金属元素和第二金属元素形成金属间化合物，适度量的C也会成为扩散阻挡层，也能降低金属间化合物粗大化的可能性。因此，能使软质的Sn与硬质的金属间化合物的界面停留在小规模的大小。因此，即使在软质的Sn与硬质的金属间化合物的界面产生疲劳裂纹，也能降低该疲劳裂纹大幅扩展的可能性，能使抗疲劳性提高。需要说明的是，通过将C设为0.015wt％以上，能抑制金属间化合物的粗大化，更优选将C设为0.02wt％以上。此外，通过将C设为0.100wt％以下，能抑制覆盖层变脆，更优选将C设为0.075wt％以下。第二金属元素是比Sn硬质且与Sn形成金属间化合物的元素即可，例如可以是Ag、Sb、Ni等。第二金属元素为0.5wt％以上且10.0wt％以下即可，还可以优选为1.0wt％以上且5.0wt％以下。作为第一金属元素的Sn构成第二金属和C和不可避免的杂质的剩余部分。附图说明图1是本专利技术的实施方式的滑动构件的立体图。图2是疲劳试验的说明图。图3是第一实施方式的镀覆层中的碳浓度和疲劳损伤面积率的图表。图4是第二实施方式的镀覆层中的碳浓度和疲劳损伤面积率的图表。具体实施方式在此，按照下述的顺序对本专利技术的实施方式进行说明。(1)第一实施方式：(1-1)滑动构件的构成：(1-2)计量方法：(1-3)滑动构件的制造方法：(2)实验结果：(3)第二实施方式：(4)其他实施方式：(1)第一实施方式：(1-1)滑动构件的构成：图1是本专利技术的一实施方式的滑动构件1的立体图。滑动构件1包括衬背10、衬层11以及镀覆层12。滑动构件1是将中空状的圆筒沿直径方向二等分而成的对开形状的金属构件，并且截面为半圆弧状。通过将两个滑动构件1组合成圆筒状，而形成滑动轴承A。滑动轴承A通过在内部形成的中空部分轴支承圆柱状的配合轴2(发动机的曲轴)。配合轴2的外径形成为比滑动轴承A的内径稍小。向在配合轴2的外周面与滑动轴承A的内周面之间形成的间隙供给润滑油(发动机油)。此时，配合轴2的外周面在滑动轴承A的内周面上滑动。滑动构件1具有如下构造：按照距离曲率中心由远到近的顺序，依次层叠有衬背10、衬层11以及镀覆层12。因此，衬背10构成滑动构件1的最外层，镀覆层12构成滑动构件1的最内层。衬背10、衬层11以及镀覆层12在圆周方向分别具有固定厚度。衬背10的厚度为1.8mm，衬层11的厚度为0.2mm，镀覆层12的厚度为10μm。镀覆层12的曲率中心侧的表面的半径的2倍(滑动构件1的内径)为73mm。以下，内侧是指滑动构件1的曲率中心侧，外侧是指滑动构件1的曲率中心的相反侧。镀覆层12的内侧的表面构成配合轴2的滑动面。衬背10由含有0.15质量％的C、含有0.06质量％的Mn、剩余部分由Fe构成的钢形成。需要说明的是，衬背10由能经由衬层11和镀覆层12支承来自配合轴2的载荷的材料形成即可，也可以不一定由钢形成。衬层11是在衬背10的内侧层叠的层，构成本专利技术的基层。衬层11含有10质量％的Sn，含有8质量％的Bi，剩余部分由Cu和不可避免的杂质构成。衬层11的不可避免的杂质为Mg、Ti、B、Pb、Cr等，是在精炼或者废料中混入的杂质。衬层11中的不可避免的杂质的含量整体为1.0质量％以下。衬层11并不限定于上述的组成，还可以是例如Bi、Sn、In、Ni中的一种以上和不可避免的杂质的总量为25质量％以下的Al合金。而且，衬层11还可以是Cu合金。例如，衬层11还可以是Sn、Si、Zn、Mg、Cr、Zr、Ni、V中的一种以上和不可避免的杂质的总量为25质量％以下的Cu合金。镀覆层12是在衬层11的内侧的表面上层叠的层，构成本专利技术的覆盖层。镀覆层12即覆盖层包含作为第一金属元素的Bi、作为与该第一金属元素形成金属间化合物的第二金属元素的Ni、C以及不可避免的杂质。在本实施方式的镀覆层12中，Ni的含量为2.0质量％，C的含量为0.03质量％，不可避免的杂质的整体含量为1.0质量％以下，剩余部分为Bi。制作具有与以上说明的滑动构件1相同的镀覆层12的疲劳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滑动构件，所述滑动构件在基层上层叠有覆盖层，其特征在于，所述覆盖层包含：作为第一金属元素的Bi；比所述第一金属元素硬质且与该第一金属元素形成金属间化合物的第二金属元素；0.010质量％以上且0.080质量％以下的C；以及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.07.21 JP 2017-141581;2017.08.04 JP 2017-151231.一种滑动构件，所述滑动构件在基层上层叠有覆盖层，其特征在于，所述覆盖层包含：作为第一金属元素的Bi；比所述第一金属元素硬质且与该第一金属元素形成金属间化合物的第二金属元素；0.010质量％以上且0.080质量％以下的C；以及不可避免的杂质。2.一种滑动轴承，所述滑动轴承在基层上层叠有覆盖层，其特征在于，所述覆盖层包含：作为第一金属元素的Bi；比所述第一金属元素硬质且与该第一金属元素...

【专利技术属性】
技术研发人员：须贺茂幸，
申请(专利权)人：大丰工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP