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公開番号2024137096
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-07
出願番号2023048474
出願日2023-03-24
発明の名称摺動部材
出願人大同メタル工業株式会社
代理人弁理士法人サトー
主分類C25D 7/00 20060101AFI20240927BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】Biを除去するための工数を低減しつつ、ライニング層と被覆層との接着力を向上する摺動部材を提供する。
【解決手段】本実施形態の摺動部材10は、Bi相17を含むライニング層11と、Niを含み、ライニング層11の表面に設けられ、ライニング層11との界面16において一部がライニング層11側へ侵入した侵入部19を形成している被覆層12と、を備える。ライニング層11と被覆層12との界面16を含む任意の観察領域20において、ライニング層11に含まれるBi相17の最大面積S1と、ライニング層11に侵入した侵入部19の最大面積S2との比の値R=S1/S2は、1.00≦R≦9.00である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
Ｂｉ相を含むライニング層と、
Ｎｉを含み、前記ライニング層の表面に設けられ、前記ライニング層との界面において一部が前記ライニング層側へ侵入した侵入部を形成している被覆層と、
を備える摺動部材であって、
前記ライニング層と前記被覆層との界面で前記侵入部を含む任意の観察領域において、前記ライニング層に含まれる前記Ｂｉ相の最大面積Ｓ１と、前記ライニング層に侵入した前記侵入部の最大面積Ｓ２との比の値Ｒ＝Ｓ１／Ｓ２は、１．００≦Ｒ≦９．００である、
摺動部材。
続きを表示（約 240 文字）【請求項２】
前記Ｂｉ相の最大面積Ｓ１は、
Ｓ１≦８１０μｍ
２
である、
請求項１記載の摺動部材。
【請求項３】
前記侵入部の最大面積Ｓ２は、
２０μｍ
２
≦Ｓ２≦９０μｍ
２
である、
請求項１記載の摺動部材。
【請求項４】
前記ライニング層に含まれるＢｉの濃度Ｃは、
０．１ｍａｓｓ％≦Ｃ≦１．５ｍａｓｓ％である、
請求項１記載の摺動部材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、摺動部材に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、Ｃｕ基のライニング層の表面にオーバレイ層が設けられた摺動部材が公知である（特許文献１）。特許文献１では、ライニング層に含まれる第２相成分を、ライニング層の表面から除去することにより、ライニング層とオーバレイ層との接合力の向上を図っている。また、オーバレイ層の安定を図るために、ライニング層の表面にＮｉの被覆層を設けることも開示されている。
しかしながら、ライニング層に含まれる第２相成分であるＢｉは、適用される機器の運転時における温度条件によっては、被覆層との界面においてＢｉ－Ｎｉ化合物を生成する。このＢｉ－Ｎｉ化合物は、ライニング層と被覆層との間の接着力の低下を招く原因となる。そのため、特許文献１のような構成を採用する場合、ライニング層の表面、すなわち被覆層と接する表面に存在するＢｉ相を徹底的に除去する必要がある。このＢｉ相の除去は、例えば酸を用いた洗浄、および超音波を照射する超音波洗浄など、長時間の洗浄を必要とし、大きな工数を必要とするという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００９－２０３５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、Ｂｉを除去するための工数を低減しつつ、ライニング層と被覆層との接着力を向上する摺動部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために本実施形態の摺動部材は、Ｂｉ相を含むライニング層と、Ｎｉを含み、前記ライニング層の表面に設けられ、前記ライニング層との界面において一部が前記ライニング層側へ侵入した侵入部を形成している被覆層と、を備える。前記ライニング層と前記被覆層との界面を含む任意の観察領域において、前記ライニング層に含まれる前記Ｂｉ相の最大面積Ｓ１と、前記ライニング層に侵入した前記侵入部の最大面積Ｓ２との比の値Ｒ＝Ｓ１／Ｓ２は、１．００≦Ｒ≦９．００である。
【０００６】
本実施形態の摺動部材は、Ｂｉ相の最大面積Ｓ１と侵入部の最大面積Ｓ２との比の値Ｒを設定している。洗浄などによってＢｉ相が除去されると、ライニング層は除去されたＢｉ相に対応する凹部が形成される。そのため、この除去されたＢｉ相に相当する凹部は、被覆層を形成するＮｉまたはＮｉ合金によって置換される。これにより、Ｂｉ－Ｎｉ化合物の生成は低減される。また、ライニング層にＢｉ相の一部が残存しても、Ｂｉ相の除去で形成された凹部にＮｉまたはＮｉ合金が侵入部として侵入する。そのため、凹部に侵入した侵入部は、ライニング層に食い込んだ状態となる。その結果、被覆層は、所定の形状でライニング層に引っ掛かった状態となり、Ｂｉ－Ｎｉ化合物が形成されてもライニング層からの剥離が低減される。これらにより、ライニング層に含まれるＢｉ相の洗浄が不十分であっても、ライニング層と被覆層との間の接合力は確保される。したがって、Ｂｉを除去するための工数を低減しつつ、ライニング層と被覆層との接着力を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
一実施形態による摺動部材の断面を示す模式図
図１の観察領域を拡大した模式図
図２のIII部分を拡大した模式図
一実施形態による摺動部材の実施例および比較例の評価結果を示す概略図
一実施形態による摺動部材の実施例の評価結果を示す概略図
一実施形態による摺動部材の実施例の評価結果を示す概略図
一実施形態による摺動部材の実施例の評価結果を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、一実施形態による摺動部材を図面に基づいて説明する。
図１に示すように摺動部材１０は、ライニング層１１および被覆層１２を備えている。摺動部材１０は、例えば円筒状または半割状に形成され、軸受装置などに用いられる。ライニング層１１は、裏金層１３の一方の端面に設けられている。また、摺動部材１０は、被覆層１２の裏金層１３と反対側に、さらにオーバレイ層１４を備えている。つまり、被覆層１２は、ライニング層１１とオーバレイ層１４との間に設けられた中間層である。オーバレイ層１４の表面は、図示しない相手材と摺動する摺動面１５を形成する。なお、摺動部材１０は、２分割した筒状の半割状に限らず、周方向へ３つ以上に分割してもよい。
【０００９】
ライニング層１１は、Ｃｕ基の合金で形成されている。ライニング層１１は、Ｃｕを主成分とし、Ｂｉを含んでいる。ライニング層１１は、０．１～２．０ｍａｓｓ％のＢｉを含んでいる。Ｂｉは、例えば形成されたライニング層１１の切削や研磨などの機械的な加工時において加工性の向上に寄与する。ライニング層１１は、Ｃｕ基合金に限らず、Ｓｎ基合金やＡｌ基合金であってもよい。オーバレイ層の厚さは、１０μｍ～３０μｍに設定することが好ましい。ライニング層１１の場合は、０．１ｍｍ～１．５ｍｍに設定することが好ましい。この場合、被覆層１２の厚さは、１μｍ～５μｍに設定することが好ましい。
【００１０】
被覆層１２は、Ｎｉで形成されている。被覆層１２は、Ｎｉ合金であってもよい。この場合、被覆層１２は、Ｎｉに３０ｍａｓｓ％以下のＣｒなどを含んでいてもよい。被覆層１２は、ライニング層１１の裏金層１３と反対側の面に例えばめっきなどによって形成される。ライニング層１１と被覆層１２との境界は、界面１６である。裏金層１３は、例えば鋼などのように、Ｆｅを主成分とする合金で形成されている。ライニング層１１と裏金層１３との間には、図示しない中間層など１つ以上の層を設けてもよい。オーバレイ層１４は、例えばＳｎまたはＳｎを主成分とする合金で形成されている。なお、オーバレイ層１４は、ＳｎまたはＳｎ基の合金ではなく、その他の元素または合金であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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