具有滑动功能的电镀膜和用该膜涂覆的制品制造技术

本发明专利技术涉及基本不含铅的电镀膜，其特征在于涂覆Ｈｖ值不小于６０的合金层或纯金属层形成下层，并涂覆Ｈｖ值不大于４０的合金层或纯金属层形成上层。该电镀膜对人体和环境无害，而且滑动性能优良。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于滑动件的电镀膜，该膜具有优良的抗咬粘性和耐磨性，并涉及用该膜涂覆的滑动件。
技术介绍
滑动件最初用于诸如飞机、轮船和汽车的运输工具，现作为生产所或工厂中一般工业机械的承载部件用于各
具有优良抗咬粘性的诸如Cu-Zn-Mn-Si-Pb基黄铜材料(DIN17660 CuZn40Al2)和Cu-Zn-Sn-Pb基青铜材料(JIS H5120 CAC406)的铜合金是已知的滑动件用材料，同时已广泛使用如下滑动件通过在铁基基材上烧结或热喷涂含铜合金如上述黄铜材料和青铜材料的膜得到的双金属滑动件。如上所述，铜合金因其抗咬粘性和耐磨性而具有良好的滑动性能，因此适合作为滑动部件材料，同时通常向具有良好滑动性能的铜合金中加入铅。近来，铅中毒已成为一个大问题，并且人们担心铅会对环境和人体产生有害影响，因此世界范围内禁止使用铅的规定变得更加严格。类似的，对于滑动件用材料，人们要求所用材料是无铅的。加入铅的铜合金不必再看作考虑当前的环境对策的材料。然而，实际上因其优良滑动性能而仍被使用。也就是说，人们认为无铅和优良滑动性的共存是非常困难的。有时使用诸如精密锻造的塑性成型以从经济的角度成型滑动部件；然而，作为铜合金的具有优良滑动性能的青铜材料在塑性成型工艺中易于产生裂缝，从而难以通过精密锻造成型复杂形状的滑动件。因此在目前条件下，如果使用青铜材料制造复杂形状的滑动件，首先要将该滑动件形状分解成构成该复杂形状的简单形状的部件，然后分别对简单部件进行切削作业，并机械接合以制造滑动件。因此，在制造用青铜材料制成的复杂形状滑动件时，其制造工艺极其复杂，而且成本较高。此外，含铅铜合金的另一问题在于其与钢材料相比通常强度低而比重高。因此，通过热喷涂工艺和烧结工艺用铜合金膜涂覆钢基材料使得可以制造具有高强度和轻重量的滑动件；然而，其固有的问题在于热喷涂工艺因其差的热喷涂效率而造成材料损失，同时烧结工艺需要高温等。而且，上述工艺必须需要诸如抛光和切削的后处理以确保形状精确度，而且用上述方法制造滑动件的成本必然比仅用铜合金制造整个部件的成本高。为解决上述问题，现已公开了不含铅并具有优良滑动性能的滑动件的开发，例如基材用锡、铟或银和铋中的一种的合金单层膜涂覆的滑动件以及基材预先用铜锡合金内层涂覆，再用上述合金单层涂覆的滑动件(参见专利文献1-4)。然而，其滑动性能必然无法与含铅铜合金的滑动件相比，而且很难形成薄的衬层，因此其存在的问题是难以得到均匀的层。鉴于上述问题，需要开发滑动性能优良而且易于制造的滑动材料以替代仅由含铅的铜合金制成的常规滑动件和基材用铜合金膜涂覆的滑动件。本专利技术的电镀膜不仅具有优良的滑动性能，而且组分中不含任何铅，因此涂覆该电镀膜的滑动件具有优良的滑动性能，而且在制造过程中被当作工业废料丢弃时对人体和环境无害，同时在不使用铜合金作基材的情况下与用铜合金制成的整体型滑动件相比可以得到轻重量和/或高强度。可将本专利技术的电镀膜容易地用于涂覆基材而无需特殊的复杂加工过程，而且适用于复杂形状的滑动件。由于该膜对基材没有热影响，而且在保持表面平整性和形状精确性方面优良，因此无需诸如抛光和切削的后处理，所以说该膜被认为是经济优良的材料。(专利文献1)日本待审专利公开No.10-330871(专利文献2)日本待审专利公开No.11-257355(专利文献3)日本专利No.324977(专利文献4)日本待审专利公开No.11-50296
技术实现思路
本专利技术的目的是提供如上所述的电镀膜，该电镀膜对人体和环境无害，而且利于工业使用，同时滑动性能优良；本专利技术还提供了用上述电镀膜涂覆的滑动件。本专利技术人首先设想基材表面用单层膜涂覆，然后进行了认真研究以得到具有优良滑动性能的单层膜，然而没有得到令人满意的单层膜。本专利技术人研究了具有耐磨性、顺应性和滑润性的元素或合金类型和合金比，并制造出各种多层膜，包括硬膜在上层和软膜在上层的双层膜以评价其滑动性能。结果，本专利技术人得到了多层电镀膜，该多层膜包括下层Hv值不小于60的合金层或纯金属层作为下层和其上Hv值不大于40的合金层或纯金属层，并且发现该多层电镀膜能解决现有技术中的上述问题。此外，本专利技术人发现该电镀膜优选包括如下双层下层中的(a)纯银层，(b)银和锑的合金层，(c)铜和锡或锌的合金层，(d)铜、锡和锌的三元合金层，(e)纯锌层或(f)锌和铜的合金层，和上层中的(g)纯锡层，(h)锡和铜和/或银的合金层，(i)纯铟层或(j)铟和银的合金层，而且发现该电镀膜的滑动性能如抗咬粘性和耐磨性等于或优于常规使用的铜合金，并且可以解决常规产品中存在的环境和制造上的问题。也就是说，本专利技术涉及(1)电镀膜，其中涂覆Hv值不小于60的合金层或纯金属层形成下层，并涂覆Hv值不大于40的合金层或纯金属层形成上层，(2)电镀膜，其中涂覆(a)纯银层、(b)银和锑的合金层、(c)铜和锡或锌的合金层、(d)铜、锡和锌的三元合金层、(e)纯锌层或(f)锌和铜的合金层形成下层，并涂覆(g)纯锡层、(h)锡和铜和/或银的合金层、(i)纯铟层或(j)铟和银的合金层形成上层，(3)根据上述(1)或(2)的电镀膜，其中当上层为(h)锡和铜和/或银的合金层时，上层中锡的含量占上层的90-100wt％，(4)根据上述(1)或(2)的电镀膜，其中当上层为(j)铟和银的合金层时，上层中铟的含量占上层的60-100wt％，(5)根据上述(1)或(2)的电镀膜，其中当下层为(b)银和锑的合金层时，下层中银的含量占下层的90-100wt％，(6)根据上述(1)或(2)的电镀膜，其中当下层为(c)铜和锡或锌的合金层或(d)铜、锡和锌的三元合金层时，下层中铜的含量占下层的50-99wt％，(7)根据上述(1)或(2)的电镀膜，其中当下层为(f)锌和铜的合金层时，下层中锌的含量占下层的60-100wt％，(8)根据上述(1)至(7)的任一项的电镀膜，其中下层厚度为1-1,000μm，上层厚度为1-200μm，(9)滑动部件，其中基材表面用上述(1)至(8)的任一项的电镀膜涂覆，和(10)根据上述(9)的滑动部件，其中基材为钢、不锈钢、铝、铝合金、钛、钛合金、铜、铜合金或陶瓷。附图简要说明附图说明图1是表示抗推力磨损试验设备的示意图。图2是进行抗推力磨损试验的试验片的详图。图3是在抗推力磨损试验中使用的配合材料的详图。对于附图标记，图1中1表示配合材料，2表示热电偶，3表示润滑油，4表示试验片，5表示试验片的固定夹具，6表示润滑油的溢流口，7表示润滑油的供应口，8表示旋转轴。最佳实施方式本专利技术的下层是具有轴承合金或其主要成分(例如铜、银、锌等)以及为将其固化而加入了其它元素的成分的硬合金层或纯金属层，该层具有不小于60的Hv值。本专利技术的上层是具有有利的顺应性和润滑性的合金层或纯金属层，该层具有不大于40的Hv值。Hv值表示维氏硬度。下文将进一步描述上层和下层的优选例。本专利技术的电镀膜优选是由含下层和上层的双层构成的膜，其特征在于下层是(a)纯银层、(b)银和锑的合金层、(c)铜和锡或锌的合金层、(d)铜、锡和锌的三元合金层、(e)纯锌层或(f)锌和铜的合金层，上层是(g)纯锡层、(h)锡和铜和/或银的合金层、(i)纯铟层或(j)铟和银的本文档来自技高网...

【技术保护点】
电镀膜，其中涂覆Ｈｖ值不小于６０的合金层或纯金属层形成下层，并涂覆Ｈｖ值不大于４０的合金层或纯金属层形成上层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：中岛邦夫，矢后亘，市田贤一，竹内和夫，池田笃美，中庭邦生，
申请(专利权)人：中越合金铸工株式会社，株式会社野村镀金，
类型：发明
国别省市：JP[日本]