滑动构件及其制造方法技术

本发明专利技术提供摩擦特性优异的新颖的滑动构件。滑动构件是具有由软质金属的结晶层叠而成的软质金属层的滑动构件，其中，粗大结晶在软质金属层的表面上表现出，粗大结晶在上述表面的面方向上具有1.5μm以上的粒子长度、且粗大结晶的分布比例为5～50％，其中，分布比例是指对软质金属层的截面中出现的粗大结晶施加外接矩形，此时，外接矩形的上边与软质金属层的表面基准线平行、且在截面中形成通过外接矩形并且与表面基准线平行的假想直线，外接矩形在该假想直线的单位长度中所占的比例，其中表面基准线设为出现在截面中的软质金属层的表面的平均高度。的平均高度。的平均高度。

【技术实现步骤摘要】
滑动构件及其制造方法


[0001]本专利技术涉及滑动部件及其制造方法的改良。

技术介绍

[0002]滑动构件通常具备基材层和表面层，在表面层支承被滑动构件。该表面层的全部或一部分有时使用软质的金属材料进行镀覆而形成。
[0003]在这样的滑动构件中，专利文献1提出了一种滑动构件，其中作为构成软质金属层的材料，采用使粒径为0.1μm～1μm的软质材料的晶粒聚集成块状而得的材料。
[0004]专利文献2中也公开了具有细晶粒的镀覆层。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：国际公开WO2017/094094号公报
[0008]专利文献2：日本专利特开2003
‑
156045号公报

技术实现思路

[0009]若将如专利文献1所公开的具有一定程度上较细的晶粒的镀覆层作为软质金属层，并将其表面作为滑动面时，由于霍尔－佩奇(Hall
‑
Petch)关系，被膜强度提高，具备高耐疲劳性。
[0010]然而，由于对环境问题的认识的提高及法律规定，近年来的汽车发动机正在向混合动力系统或怠速停止系统、小型化以减轻发动机重量等低油耗发动机发展。通过使用涡轮增压器的发动机小型化，在保持与传统发动机相同的动力性能的同时缩小发动机尺寸，因此减小了轴径和金属宽度。因此，负载荷重比以往增加等，汽车发动机用轴承倾向于在比以往更严酷的环境下使用，对于汽车发动机用轴承不仅要求提高耐疲劳性和耐烧蚀性，还要求低摩擦特性。<br/>[0011]作为确保低摩擦特性的一种策略，可考虑在滑动面和被滑动面之间的界面形成油膜。本专利技术人研究了在将软质金属层的表面作为滑动面时，通过在其表面设置油窝，以避免滑动面和被滑动面之间的界面的油膜损失，由此确保两者间的低摩擦状态。
[0012]因此，本专利技术中，认为在将软质金属层的表面作为滑动面时，通过将在该表面上现出的结晶的一部分制成大结晶(粗大结晶)，使该粗大结晶从表面脱离，从而在该旧地形成油窝。
[0013]本专利技术的第一形态如下规定。即：
[0014]具有由软质金属的结晶层叠而成的软质金属层的滑动构件，其中，粗大结晶在所述软质金属层的表面上表现出，
[0015]所述粗大结晶在所述表面的面方向上具有1.5μm以上的粒子长度、且所述粗大结晶的分布比例为5～50％，
[0016]其中，所述分布比例是指对所述软质金属层的截面中出现的所述粗大结晶施加外
接矩形，此时，所述外接矩形的上边与所述软质金属层的表面基准线平行、且在所述截面中形成通过所述外接矩形并且与所述表面基准线平行的假想直线，所述外接矩形在该假想直线的单位长度中所占的比例，其中所述表面基准线设为出现在所述截面中的所述软质金属层的表面的平均高度。
[0017]根据这样规定的滑动构件，粗大结晶在软质金属层的表面上表现出，因此随着滑动时间的进展，粗大结晶从该滑动面即表面分离、脱离。在其旧地所形成的凹部成为润滑油的油窝。
[0018]为了使凹部作为油窝有效地发挥作用，需要使各个凹部具有一定程度的容积，还需要控制凹部在成为滑动面的软质金属层的整个表面中所占的比例。
[0019]于是，如第一形态所示，粗大结晶制成在软质金属层的表面的面方向上具有1.5μm以上的粒子长度，由此确保在该粗大结晶脱离后的旧地所形成的凹部具有作为油窝所必需的容积。根据本专利技术人的研究，粗大结晶在软质金属层的表面垂直方向上也具有一定程度的粒径，因此通过规定表面的面方向的粒径，能够确保脱离后所形成的凹部具有作为油窝所必需的容积。
[0020]表面的面方向的粒子长度小于1.5μm的结晶中，其后的凹部的容积不足够，而且有可能难以从表面脱离，无法形成成为油窝的凹部。
[0021]此外，如第一形态所示，通过将粗大结晶的分布比例设为5～50％，可确保粗大结晶脱离后在软质金属层的表面具有足够量的凹部。藉此，凹部整体可保持足够量的润滑油。
[0022]若粗大结晶的分布比例小于5％，则有可能在软质金属层的表面(滑动面)和被滑动构件的被滑动面之间无法保持足够的润滑油。另一方面，若上述的比例超过50％，则有可能损害软质金属层的表面(滑动面)自身的平滑性，摩擦系数增大。
[0023]本专利技术的第二形态如下规定。即：
[0024]在第一形态中规定的滑动构件中，将粗大结晶的分布比例设为15～45％。
[0025]根据如此规定的第二形态的滑动构件，可确保低摩擦特性。
[0026]本专利技术的第三形态如下规定。即：
[0027]在第一或第二形态中规定的滑动构件中，上述粗大结晶全部在所述软质金属层的表面上表现出。
[0028]根据如此规定的第三形态的滑动构件，粗大结晶全部在软质金属层的表面上表现出，因此能够使其脱离并形成油窝。
[0029]本专利技术的第四形态如下规定。即：
[0030]在第一～第三形态的任一形态规定的滑动构件中，上述软质金属层的表面的垂直截面中出现的上述粗大结晶的外接矩形中，上述软质金属层的厚度方向的长度(以下也称为“厚度方向的长度”)最大的粗大结晶的从重心到上述表面基准线为止的距离是上述软质金属层的厚度的25％以下。
[0031]在该第四形态中，规定了粗大结晶中厚度方向的长度最大的粗大结晶的、从软质金属层的表面观察的埋设形态(填埋状态)。即、通过将从软质金属层的表面到厚度方向的长度为最大的粗大结晶的重心为止的距离相对于软质金属层的厚度的长度比例设为25％以下，表明粗大结晶没有从软质金属层的表面深深地埋入，由此表明粗大结晶能够从表面容易地脱离。
[0032]另一方面，若上述的长度比例超过25％，则粗大结晶不容易从表面脱离。
[0033]本专利技术的第五形态如下规定。即：
[0034]在第一～第四形态中规定的滑动构件中，上述软质金属为选自铋(Bi)、铅(Pb)、铟(In)、锡(Sn)和锑(Sb)的1种或2种以上、或者它们的合金。
[0035]从工业上来看，认为第五形态中列举的软质金属最适合构成滑动构件的软质金属层。
[0036]本专利技术的第六形态如下规定。即：
[0037]在第一～第五形态中规定的滑动构件中，在上述软质金属层上进一步层叠树脂层。
[0038]根据这样规定的第六形态的滑动构件，通过选择构成树脂层的树脂，可实现耐烧结性等特性的提高。
[0039]即使在软质金属层的表明上层叠了该树脂层的情况下，若在软质金属层的表面预先配置粗大结晶，则能够防止摩擦系数超过可接受的程度。这是因为即使树脂层部分或全部磨损以暴露软质金属层的表面，暴露部分的粗大晶体也会脱落并在那里形成油窝。
[0040]本专利技术的第七形态如下规定。即：
[0041]滑动构件的制造方法，其为具有软质金属层的滑动构件的制造方法，其包括：在基材表面上层叠上述软质金属的结晶以形成前体层的步骤；和将构成上述前体层的表面的上述结晶的一部分变质以形成粗大结晶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.滑动构件，其为具有由软质金属的结晶层叠而成的软质金属层的滑动构件，其中，粗大结晶在所述软质金属层的表面上表现出，所述粗大结晶在所述表面的面方向上具有1.5μm以上的粒子长度、且所述粗大结晶的分布比例为5～50％，其中，所述分布比例是指对所述软质金属层的截面中出现的所述粗大结晶施加外接矩形，此时，所述外接矩形的上边与所述软质金属层的表面基准线平行、且在所述截面中形成通过全部的所述外接矩形并且与所述表面基准线平行的假想直线，所述外接矩形在该假想直线的单位长度中所占的比例，其中所述表面基准线设为出现在所述截面中的所述软质金属层的表面的平均高度。2.如权利要求1所述的滑动构件，其特征在于，所述粗大结晶的分布比例为15～45％。3.如权利要求1或2所述的滑动构件，其特征在于，所述粗大结晶全部在所述表面上表现出。4.如权利要求1所述的滑动构件，其特征在于，所述表面的垂直截面中出现的所述粗大结晶的外接矩形中，所述软质金属层的厚度方向的长度最大的粗大结晶的从重心到所述表面基准线为止的距离为所述软质金属层的厚度的25％以下。5.如权利要求1所述的滑动构件，其特征在于，所述软质金属为选自铋(Bi)、铅(Pb)、铟(In)、锡(Sn)和锑(Sb)的1种或2种以上、或者它们的合金。6.如权利要求1所述的滑动构件，其特征在于，在所述软质金属层的表面上进一步层叠树脂层。7.滑动构件的制造方法，其为具有软质金属层的滑动构件的制造方法，其包括：在基材表面上层叠所述软质金属的结晶以形成前体层的步骤；和将构成所述前体层的表面的所述结晶的一部分变质以形成粗大结晶，由此获得所述软质金属层的粗大结晶形成步骤。8.滑动构件的制造方法，其为具有软质金属层的滑动构件的制造方法，其包括：在基材表面上层叠所...

【专利技术属性】
技术研发人员：安田绘里奈，稲见茂，羽根田祐磨，
申请(专利权)人：大同金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：