滑動軸承的制造方法及滑動軸承的Sn基覆蓋層的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供滑動軸承的制造方法及滑動軸承的Sn基覆蓋層，具體地，提供一種不實施復(fù)合鍍覆而使Sn基覆蓋層含有硬質(zhì)顆粒的滑動軸承的制造方法、以及提高耐磨性及耐發(fā)熱膠著性的滑動軸承的制造方法及滑動軸承的Sn基覆蓋層。與成為陰極的滑動軸承(10)對置的陽極具有電流致密部及電流稀疏部。因此，在滑動軸承(10)的表面上產(chǎn)生不均勻的電流分布。由此，在滑動軸承(10)的表面的Sn基覆蓋層(12)中，形成有Ag和Sn的化合物易于析出生長的部分和Ag和Sn的化合物難以析出的部分。其結(jié)果，在滑動軸承(10)的表面的Sn基覆蓋層(12)中，粒徑小的Ag和Sn的化合物分散地存在。
【專利說明】滑動軸承的制造方法及滑動軸承的Sn基覆蓋層【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及滑動軸承的制造方法及滑動軸承的Sn基覆蓋層。
【背景技術(shù)】
[0002]用于滑動軸承的Sn基覆蓋層與Pb基覆蓋層相比抗蝕性高。另外，Sn基覆蓋層具有不使用環(huán)境負荷大的Pb這樣的優(yōu)點(參照專利文獻I)。另一方面，一般而言，與Pb基覆蓋層相比，Sn基覆蓋層存在耐發(fā)熱膠著性及耐疲勞性差這樣的問題。
[0003]專利文獻I公開了通過作為其它金屬成分添加Ag，提高Sn基覆蓋層的機械強度，提高耐疲勞性及耐發(fā)熱膠著性。另外，專利文獻I給出啟示，為了提高耐磨性，添加氮化物及碳化物等硬質(zhì)顆粒進行復(fù)合鍍覆。但是，由于以下理由，含有硬質(zhì)顆粒的Sn基覆蓋層具有難以批量生產(chǎn)這種問題。在通過鍍覆形成Sn基覆蓋層的情況下，鍍覆液含有2價的Sn離子及4價的Sn離子。其中，形成成為覆蓋層的被膜僅是溶解在鍍覆液中的2價的Sn離子。另一方面，4價的Sn離子在鍍覆液中不溶解，在鍍覆液中形成沉淀物。即使假如添加了抑制4價的Sn離子生成的化學(xué)試劑，在其效果的持續(xù)方面也存在限度，難以完全排除沉淀物的形成。這樣的沉淀物在被攪拌的鍍覆液中漂浮。沉淀物的粒徑相對于覆蓋層的厚度具有不可忽視的大小，因此，在包括有沉淀物的覆蓋層的表面形成凹凸。其結(jié)果，覆蓋層表面粗糙度增大。在此，若通過過濾去除4價的Sn離子形成的沉淀物，作為結(jié)果，用于提高耐磨性的硬質(zhì)顆粒也會被一并去除。因此，含有硬質(zhì)顆粒的Sn基覆蓋層的批量生產(chǎn)是困難的。
[0004]為了減少沉淀物的形成，還考慮使用含氰基的堿性鍍覆液。但是，使用毒性高的氰基存在會損害排除了 Pb的使用的Sn基覆蓋層的優(yōu)點的問題。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:特開2000-345258號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明所要解決的課題
[0009]因此，本發(fā)明的目的在于，提供不實施復(fù)合鍍覆而使Sn基覆蓋層含有硬質(zhì)顆粒的滑動軸承的制造方法。
[0010]另外，本發(fā)明的另一目的在于，提供提高耐磨性及耐發(fā)熱膠著性的滑動軸承的制造方法及滑動軸承的Sn基覆蓋層。
[0011]用于解決課題的手段
[0012]本實施方案的滑動軸承的制造方法，為在具備與基材相接的含有25質(zhì)量％以下的Sb、2.5%以下的Cu以及Ag的Sn基覆蓋層的滑動軸承中，以所述基材為陰極，通過鍍覆在所述基材的表面上形成所述 覆蓋層的滑動軸承的制造方法，其中，與成為陰極的所述基材對置的陽極的表面上具有電流的釋放密度大的電流致密部、及電流的釋放密度比所述電流致密部小的電流稀疏部，使用所述陽極在所述陰極上形成電流密度的疏密而進行鍍覆。[0013]與成為陰極的基材對置的陽極具有電流致密部及電流稀疏部。因此，在成為陰極的基材上形成電流密度的疏密。該電流密度的疏密使基材的表面上生成不均勻的電流分布。本發(fā)明人由此發(fā)現(xiàn)，在基材的表面上形成的Sn基覆蓋層中，形成有含有Ag和Sn的化合物易析出并生長的部分和含有Ag和Sn的化合物難析出的部分。另外，還發(fā)現(xiàn)Sb及Cu的存在會對Sn基覆蓋層中的含有Ag和Sn的化合物的形狀帶來影響。其結(jié)果是，在含有Ag、使Sb為25質(zhì)量％以下且使Cu為2.5質(zhì)量％以下的滑動軸承的表面的Sn基覆蓋層中，規(guī)定形態(tài)的含有Ag和Sn的化合物分散地存在。即，在本實施方案中，不是通過復(fù)合鍍覆而含有硬質(zhì)顆粒，而是通過在基材的表面上形成電流分布使Sn基覆蓋層中析出成為硬質(zhì)顆粒的含有Ag和Sn的化合物。因此，不實施復(fù)合鍍覆就可以使Sn基覆蓋層含有硬質(zhì)顆粒。
[0014]在本實施方案的滑動軸承的制造方法中，所述陽極優(yōu)選投影面積的10~40%為所述電流稀疏部。
[0015]這樣，通過使陽極的投影面積中10~40%為電流稀疏部，可以控制含Ag和Sn的化合物的粒徑。即，若陽極中的電流稀疏部的投影面積變得過小，作為陰極的基材的表面的電流分布變得均勻化。因此，妨礙含有Ag和Sn的化合物的生長。另一方面，若陽極中的電流稀疏部變得過大，阻礙其與作為陰極的基材之間的電流的流動，難以形成鍍覆層。因此，通過將陽極的投影面積中10~40%設(shè)定為電流稀疏部，可以穩(wěn)定地形成包含含有Ag和Sn的化合物的Sn基覆蓋層。
[0016]在本實施方案的滑動軸承的制造方法中，所述電流稀疏部是將所述陽極向板厚方向延伸的孔部、或覆蓋所述陽極表面的屏蔽體的部位。
[0017]由此，不會導(dǎo)致陽極的構(gòu)造的復(fù)雜化，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)在作為陰極的基材的表面上形成電流分布。另外，通過使用孔部或屏蔽體，可以容易地控制電流致密部及電流稀疏部的比率。
[0018]本申請中的孔部不僅包括有底`形狀，還包括貫通孔形狀。另外，孔部也可以是向與板厚方向垂直的方向延伸的槽的形狀。在使用多個孔部及屏蔽體的情況下，它們相互可以是相同形狀，也可以是不同形狀。
[0019]本實施方案的滑動軸承的Sn基覆蓋層是含有25質(zhì)量％以下的Sb、2.5質(zhì)量％以下的Cu、以及Ag的滑動軸承的Sn基覆蓋層，其包含含有Ag和Sn的化合物顆粒，所述化合物顆粒在任意截面的組織觀察中，以平均粒徑為0.2~2.0 y m、平均長徑比為2.0以下分散地析出。
[0020]Sn基覆蓋層由于添加Ag而機械強度提高。與此同時，所添加的Ag在其與作為Sn基覆蓋層的基體的Sn之間生成例如Ag3Sn1等化合物。所生成的含有Ag和Sn的化合物形成比作為基體的Sn更硬的化合物顆粒。在此，本實施方案中的化合物顆粒在Sn基覆蓋層中分散地析出。該化合物顆粒的平均粒徑為0.2~2.0ym以下，平均長徑比為2.0以下。該化合物顆粒作為硬質(zhì)顆?；旧喜粫p傷配合部件，而是將粘附在成為配合部件的軸上的Sn刮掉。由此，阻礙在成為滑動軸承的配合部件的軸上所粘附的Sn的生長，耐發(fā)熱膠著性提高。這樣，將本實施方案的SbSSO以上25質(zhì)量％以下，Cu為0以上2.5質(zhì)量％以下的Sn基覆蓋層，通過Ag的添加，不僅提高了機械強度，而且還含有有效的硬質(zhì)顆粒。因此，不僅可以提高Sn基覆蓋層的機械強度，而且還可以提高耐磨性及耐發(fā)熱膠著性。
[0021]另外，本實施方案的滑動軸承的Sn基覆蓋層優(yōu)選含有0.5~10質(zhì)量％的Ag。由此，可以使Sn基覆蓋層包含含有適量的Ag和Sn的化合物。
[0022]本實施方案的滑動軸承的Sn基覆蓋層優(yōu)選含有20質(zhì)量％以下的Sb。Sb使Sn基覆蓋層中的基體的熔點上升。因此，可以抑制Sn基覆蓋層在高溫時的機械強度的降低，可以提高耐疲勞性。另外，通過使Sn基覆蓋層的基體的熔點上升，減少了由于其與配合部件之間的摩擦熱造成的Sn基覆蓋層的熔融、向配合部件的粘附及伴隨粘附的發(fā)熱膠著。因此，可以進一步提高耐發(fā)熱膠著性。另外，Sn基覆蓋層更優(yōu)選含有5~15質(zhì)量％的Sb。
[0023]本實施方案的滑動軸承的Sn基覆蓋層優(yōu)選含有0.1質(zhì)量％以下的Cu。這樣，本實施方案的滑動軸承的Sn基覆蓋層盡可能降低Cu含量。本實施方案的Sn基覆蓋層中的Cu促進Ag3SnJ^生成。另一方面，Cu具有導(dǎo)致化合物顆粒的長徑比增大的作用。因此，若Cu的含量增加，則存在化合物顆粒產(chǎn)生的對配合部件的攻擊性增加，配合部件的滑動面的表面粗糙度增加的傾向。其結(jié)果是，含有過量的Cu會妨礙耐磨性的提高及耐發(fā)熱膠著性的提高。另外，Cu不僅自身容易產(chǎn)生擴散移動，而且還促進Sn基覆蓋層中生成的化合物顆粒的擴散移動。因此，若Cu的含量增加，則存在導(dǎo)致作為化合物顆粒的硬質(zhì)顆粒的功能降低的傾向。因此，通過限制Cu的含量，可以維持化合物顆粒的功能，并實現(xiàn)高耐磨性及耐發(fā)熱膠著性的維持。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是表示根據(jù)實施方案的滑動軸承的概略結(jié)構(gòu)的截面圖；
[0025]圖2是表示根據(jù)實施方案的滑動軸承的覆蓋層的示意圖；
[0026]圖3是表示根據(jù)實施方案的滑動軸承的化合物顆粒的粒徑的說明圖；
[0027]圖4是表示根據(jù)實施方案的陽極的示意性立體圖；
[0028]圖5是表示根據(jù)實 施方案的陽極的示意性立體圖；
[0029]圖6是表示根據(jù)實施方案的鍍覆工序中的陽極和陰極的位置關(guān)系的示意圖；
[0030]圖7是表示根據(jù)實施方案的實施例及比較例的實驗結(jié)果的圖；
[0031]圖8是表示耐發(fā)熱膠著性試驗的條件的圖；
[0032]圖9是表示耐疲勞性試驗的條件的圖；
[0033]圖10是表示磨損試驗的條件的圖。
[0034]符號說明
[0035]附圖中，10表示滑動軸承，12表示覆蓋層(over layer), 16表示化合物顆粒,20表示陽極,21表示孔,31表示電流稀疏部,32表示電流致密部,40表示屏蔽體。
【具體實施方式】
[0036]下面，基于附圖，對具備Sn基覆蓋層的滑動軸承及其制造方法的實施方案進行說明。
[0037](滑動軸承)
[0038]首先，對本實施方案中的滑動軸承進行說明。
[0039]如圖1所示，滑動軸承10具備基材11及覆蓋層12?；?1具有里襯金屬層13及軸承合金層14。里襯金屬層13由鋼形成。軸承合金層14由例如Cu基或Al基合金形成。由此，基材11是由鋼的里襯金屬層13及軸承合金層14構(gòu)成的所謂雙金屬。另外，根據(jù)需要也可以在軸承合金層14和覆蓋層12之間設(shè)置包含N1、Ag、Cu、Cr等的第一中間層。同樣地，也可以在里襯金屬層13和軸承合金層14之間設(shè)置包含Al、Cu、N1、Sn、Zn等的第二中間層。另外，也可以在覆蓋層12的滑動面?zhèn)仍O(shè)置樹脂層。
[0040]覆蓋層12相當于權(quán)利要求書中的覆蓋層。覆蓋層12是將Sb設(shè)為0以上25質(zhì)量％以下、Cu設(shè)為0以上2.5質(zhì)量％以下、且含有Ag的Sn基覆蓋層。因此，覆蓋層12如圖2所示，包含含有Ag和Sn的化合物顆粒16。另外，在覆蓋層12中，有時含有不影響耐磨性及耐發(fā)熱膠著性程度的不可避免的雜質(zhì)。
[0041]在任意截面的組織觀察中，覆蓋層12中所含的化合物顆粒16的平均粒徑為
0.2~2.0入m。另外，該化合物顆粒16的平均長徑比為2.0以下?；衔镱w粒16的平均粒徑按如下定義。具體地說，化合物顆粒16的粒徑通過將倍率設(shè)定為2000倍以上的SEM(掃描電子顯微鏡)的截面觀察，從二次電子像或背散射電子像觀察化合物顆粒16而得到。而且，如圖3所示，抽出觀察到的化合物顆粒16的假想的長軸LI，將抽出的長軸LI的全長定義為化合物顆粒16的粒徑，即長軸徑Dl。
[0042]化合物顆粒16的平均粒徑按如下定義。具體地說，將橫軸設(shè)為長軸徑D1，將縱軸設(shè)為該顆粒的投影面積而制作頻率分布表，進行統(tǒng)計處理。然后，將成為中位的粒徑定義為粒徑的平均值，即化合物顆粒16的平均粒徑?；衔镱w粒16的平均長徑比按如下定義。具體地說，設(shè)定將通過化合物顆粒16的平均粒徑的計算抽出的假想的長軸LI垂直二等分的假想的短軸L2。將該假想的短軸L2的全長設(shè)為化合物顆粒的短軸徑D2。長徑比根據(jù)所得的化合物顆粒16的長軸徑Dl和短軸徑D2作為長徑比=D1/D2而算出。
[0043](滑動軸承的制造方法)
[0044]本實施方案的滑動軸承10的直至形成覆蓋層12前的階段與以往的制造方法相同。具體地說，由里襯金屬層13及軸承合金層14形成的基材11作為滑動軸承10成型為半圓筒狀或圓筒狀。在成型后的基材11上，`在軸承合金層14的表面上實施例如鉆孔加工等表面加工。將實施了表面加工的基材11利用電解脫脂及酸對表面進行清洗。這樣，通過在清洗基材11的表面后形成覆蓋層12來制作本實施方案的滑動軸承10。
[0045]覆蓋層12如下所述通過鍍覆而形成。本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過局部性地改變作為陰極的滑動軸承10的基材11和陽極之間的距離，覆蓋層12中包含的Sn和Ag的化合物顆粒16作為硬質(zhì)顆粒以顆粒狀生長。即，若在作為陰極的基材11的表面上形成電流密度稀疏的部分和稠密的部分，則Sn和Ag的化合物顆粒16與覆蓋層12 —起以顆粒狀生長。
[0046]以往的鍍覆是為了在作為陰極的基材11的表面上盡可能地形成均勻的電流分布。這是為了在基材11的表面上形成覆蓋層12的添加元素致密且均質(zhì)地分布的被膜。即，在以往的鍍覆情況下，通過使電流分布均勻化而實現(xiàn)覆蓋層12的組織的均質(zhì)化。另一方面，在本實施方案的情況下，作為陰極的基材11的表面的電流分布與以往的情況相反，有意識地不使其均質(zhì)化。本實施方案的滑動軸承10的情況是通過這樣使電流分布不均勻化，在覆蓋層12上形成基體元素Sn和添加元素Ag的化合物顆粒16容易生長的部分和難以生長的部分。
[0047]在此，在本實施方案中，通過對與成為陰極的基材11對置的陽極實施加工，在成為陰極的基材11的表面上形成電流密度不均勻的分布。即，代替以往的形成均質(zhì)的組織的陽極，對本實施方案的陽極的、與成為陰極的基材對置的表面實施加工。具體地說，如圖4所示，本實施方案的陽極20由例如Sn和/或C形成，具有如孔21那樣的例如向板厚方向貫通的孔。由此，陽極20具有在通電時，在表面上電流的釋放密度大的電流致密部、和電流的釋放密度比該電流致密部小的電流稀疏部。詳細地說，陽極20中相當于孔21的部位相當于電流的釋放密度小的電流稀疏部31。另一方面，陽極20的孔21以外的部位相當于電流釋放密度比電流稀疏部31大的電流致密部32。這樣，通過在陽極20上形成電流的釋放密度不同的電流稀疏部31及電流致密部32，在與該陽極20對置的成為陰極的基材11的表面上形成不均勻的電流分布。其結(jié)果是，如圖2所示，覆蓋層12的成為硬質(zhì)顆粒的Sn和Ag的化合物顆粒16分布在成為基體的Sn中。
[0048]陽極20的成為電流稀疏部31的孔21設(shè)定為在陽極20的投影面積中占10~40%。陽極20的投影面積為與作為陰極的滑動軸承10的對面面積相當?shù)拇笮?。電流稀疏?1在陽極20中所占的比率越大，越易使作為陰極的基材11的表面上的電流分布不均勻。即，在基材11的表面上易形成電流密度的疏密不穩(wěn)定的分布。但是，若電流稀疏部31在陽極20中所占的比率過大，則會阻礙與作為陰極的基材11之間的電流的流動，難以形成由鍍覆產(chǎn)生的覆蓋層12。另外，若電流稀疏部31在陽極20中所占的比率過小而不足10%，則作為陰極的基材11的表面的電流分布不均勻化就變得困難。因此，為了促進覆蓋層12中的Ag和Sn的化合物顆粒16的生長，在本實施方案中，陽極20中設(shè)定有占投影面積的10~40%的電流稀疏部31。
[0049]另外，陽極20的孔21的內(nèi)徑設(shè)定為相對于成為鍍覆對象的基材11的直徑為2~20%。若陽極20的孔21的內(nèi)徑相對于基材11的直徑大于20%，則存在阻礙其與作為陰極的基材11之間的電流流動的傾向，難以形成由鍍覆產(chǎn)生的覆蓋層12。另外，若陽極20的孔21的內(nèi)徑相對于基材11的直徑小于2%，則作為陰極的基材11的表面的電流分布易變得均勻。因此， 為了促進覆蓋層12中的Ag和Sn的化合物顆粒16的生長，陽極20的孔21的內(nèi)徑設(shè)定為相對于基材11的直徑為2~20%。
[0050]也可以代替如圖4所示的孔21，用圖5所示的屏蔽體40形成陽極20的電流稀疏部31。該屏蔽體40覆蓋陽極20的表面。由此，陽極20的表面中施加了屏蔽體40的部分形成電流的釋放密度小的電流稀疏部31。而且，陽極20的表面中未被屏蔽體40覆蓋的部分形成電流的釋放密度比電流稀疏部31大的電流致密部32。另外，陽極20的成為電流稀疏部31的孔21也可以如圖6所示，代替向陽極20的板厚方向貫通而形成至板厚方向的中途。另外，對于陽極20的孔21，也可以在該位置存在例如像樹脂等那樣的導(dǎo)電性低的物質(zhì)。
[0051]這樣，表面的電流的釋放密度方面形成有差異的陽極20，如圖6所示，與作為陰極的基材11對置浸潰于鍍覆液中。鍍覆的條件如下。鍍覆液是在50mol/升的磺酸的水溶液中添加70g/升的成為覆蓋層12的基體元素的Sn、5g/升的成為覆蓋層12的添加元素的Ag、50g/升的Ag鏈化劑及IOg/升的非離子表面活性劑。非離子表面活性劑使用例如以聚氧乙烯異癸基醚為主成分的表面活性劑。在浸潰于該鍍覆液中的陽極20和成為陰極的基材11之間,流過平均1.5A/dm2的密度的電流。這時，陽極20和作為陰極的基材11之間的距離A設(shè)定為比較小，為10~50mm。若陽極20和作為陰極的基材11之間的距離A增大，則即使在陽極20的表面形成不均勻的電流分布，基材11的表面的電流分布也易均勻化。因此，使陽極20和作為陰極的基材11之間的距離比通常的鍍覆更接近。另外，以上述的鍍覆液為代表的鍍覆的條件是一個例子，可以根據(jù)作為對象的滑動軸承及陽極任意地進行變更。[0052]接著，基于圖7對具備上述覆蓋層12的滑動軸承10的特性進行驗證。
[0053]圖7中所示的試樣I~12是具備根據(jù)上述實施方案的覆蓋層12的實施例。另一方面，試樣13~17是比較例。作為實施例的試樣I~12使用本實施方案的陽極20形成覆蓋層12。另外，比較例中試樣15~17使用本實施方案的陽極20形成覆蓋層12。另一方面，比較例中試樣13及14使用以往的表面電流密度分布均勻的陽極形成覆蓋層12。
[0054](耐發(fā)熱膠著性試驗)
[0055]耐發(fā)熱膠著性試驗按照圖8所示的條件進行。具體地說，應(yīng)用了覆蓋層12的滑動軸承10的試樣將內(nèi)徑設(shè)定為48mm、軸承寬度設(shè)定為18mm。而且,將圓周速度設(shè)定為13m/s,以lOOml/min供給作為潤滑油的VG22。在這些條件中，每10分鐘增加5MPa的試驗負荷，滑動軸承10的背面的溫度超過180°C時，或在由于扭矩變動造成的配合軸驅(qū)動用的皮帶中產(chǎn)生了滑動時，判定為發(fā)熱膠著。
[0056](耐疲勞性試驗)
[0057]耐疲勞性試驗按照圖9所示的條件進行?；瑒虞S承10的試樣及潤滑油與耐發(fā)熱膠著性試驗是一樣的。在耐疲勞性試驗中，將滑動軸承10的試樣和配合軸的轉(zhuǎn)速設(shè)定為3500rpm。配合軸的材質(zhì)使用S55C。在這些條件中，實施20小時試驗，測定不產(chǎn)生裂紋的最大的表面壓力。
[0058](磨損試驗)
[0059]磨損試驗按照圖10所示的條件進行?；瑒虞S承10的試樣及潤滑油與上述耐發(fā)熱膠著性試驗及耐疲勞性試驗是一樣的。在磨損試驗中，將圓周速度設(shè)定為2m/s,施加設(shè)定為4MPa的負荷。以lml/min供給潤滑油。將運轉(zhuǎn)模式設(shè)定為起動停止模式，實行4小時試驗，測定這時的 磨損量。
[0060](驗證結(jié)果)
[0061]將試樣I~12的實施例與試樣13~17的比較例對比時，耐發(fā)熱膠著性均提高，并且耐疲勞性為同等或提高，磨損量減少。根據(jù)這些對比結(jié)果可知，試樣I~12的實施例，作為滑動軸承10所要求的特性明顯提高?？烧J為這是由于覆蓋層12中所包含的化合物顆粒16的平均粒徑及長徑比產(chǎn)生了影響。
[0062]首先，對本實施方案的陽極20給化合物顆粒16的平均粒徑帶來的影響及給滑動軸承10所要求的特性帶來的影響進行驗證。對作為實施例的試樣2和作為比較例的試樣13進行比較時，覆蓋層12中包含的Ag的量是相同的。另外，即使對作為實施例的試樣6和作為比較例的試樣14進行比較，覆蓋層12中包含的Ag的量也是相同的。但是，作為實施例的試樣2的化合物顆粒16的平均粒徑為0.3 ii m，與此相比，作為比較例的試樣13的化合物顆粒16的平均粒徑為0.1 ii m。同樣地，作為實施例的試樣6的化合物顆粒16的平均粒徑為1.3 ii m，與此相比，作為比較例的試樣14的化合物顆粒16的平均粒徑為0.1 ii m。可認為這是由于作為使用以往的陽極的比較例的試樣13及試樣14，陽極中的電流密度均勻化，即使在作為陰極的滑動軸承10中電流密度的差別也變小。與此相比，由于作為實施例的試樣2及試樣6通過使用表面的電流密度的差別大的陽極20，在作為陰極的滑動軸承10的表面上，電流密度的差別增大。由此可認為，在作為實施例的試樣2及試樣6中，包含作為覆蓋層12的基體元素Sn和作為添加元素Ag的化合物作為化合物顆粒16在覆蓋層12中一邊生長一邊分散。其結(jié)果，可以認為，作為實施例的試樣2及試樣6的耐發(fā)熱膠著性及耐磨性得以改善。
[0063]這樣，作為實施例的試樣2及試樣6通過使用電流密度的差異大的本實施方案的陽極20形成覆蓋層12，包含Sn和Ag的化合物顆粒作為硬質(zhì)顆粒進入覆蓋層12。覆蓋層12中生成的化合物顆粒16作為硬質(zhì)顆粒將粘附在配合部件上的Sn刮掉，阻礙配合部件中的粘附成分的生長。因此，可以提高耐發(fā)熱膠著性，還可以減少磨損。
[0064]作為實施例的試樣8~11表不向覆蓋層12添加Sb的影響。根據(jù)試樣8~11,通過向覆蓋層12除添加Ag以外還添加Sb，耐發(fā)熱膠著性及耐疲勞性提高，且磨損量減少。可以認為這是因為Sb使覆蓋層12的Sn基基體的熔點上升。即，通過Sb的添加，覆蓋層12的熔點上升，抑制了覆蓋層12在高溫時機械強度的降低。因此，可以認為，Sb的添加有助于耐疲勞性的提高。另外，由于Sb的添加，覆蓋層12的熔點上升，由此，即使產(chǎn)生由于其與配合部件的滑動帶來的摩擦熱，也可減少伴隨覆蓋層12的熔融的向配合部件的粘附及隨之而來的發(fā)熱膠著。因此，通過添加Sb，滑動軸承10所要求的性能都可提高。
[0065]在此，將向覆蓋層12中添加的Sb設(shè)定為25質(zhì)量％以下。將作為實施例的試樣9與作為比較例的試樣17進行比較時，作為比較例的試樣17的不發(fā)熱膠著的最大表面壓力及磨損量比作為實施例的試樣9差。然而，Sb在覆蓋層12的Sn中固溶至9質(zhì)量％。這樣，Sb的添加量不足9質(zhì)量％時，覆蓋層12即使添加Sb，包含Sn和Ag的化合物顆粒16的平均粒徑及平均長徑比也不變。這時，在覆蓋層12中成為硬質(zhì)顆粒的、包含Ag和Sn的化合物顆粒16以Ag3Sn1為主。另一方面，若使Sb的添加量為9質(zhì)量％以上，則在覆蓋層12中除生成該Ag3Sn1以外,還生成Sn-Ag-Sb化合物及Sn-Sb化合物。在生成的化合物中，作為包含Ag和Sn的化合物顆粒16的Sn-Ag-Sb化合物具有與Ag3Sn1類似的形態(tài)。根據(jù)這些化合物顆粒16導(dǎo)出平均粒徑及平均長徑比。另一方面，在生成的化合物中，Sn-Sb化合物給作為化合物顆粒16的Ag3Sn1的平均粒徑及平均長徑比帶來影響。即，Sn-Sb化合物向阻礙處于期望的平均粒徑及平均長徑比的Ag3Sn1的生成的方向起作用。該Sn-Sb化合物依賴于向覆差層12添加的Sb的量而增加。因此，為了抑制Sn-Sb化合物的生成，需要控制Sb的添加量。因此，將向覆蓋層12添加的Sb設(shè)定在25質(zhì)量％以下。這從如上所述的作為實施例的試樣9與作為比較例的試樣17的比較也`可明了。
[0066]另外，作為實施例的試樣11及試樣12顯示了向覆蓋層12添加Zn的影響。據(jù)此，如試樣11那樣，在向覆蓋層12除添加Sb以外還添加了 Zn的情況下，以及如試樣12那樣，向覆蓋層12僅添加Zn的情況下，對耐磨性及耐發(fā)熱膠著性的影響都較小。因此明確了也可以向覆蓋層12添加Zn。這從作為實施例的試樣5與試樣12的比較也可明確。
[0067]從作為實施例的試樣I與作為比較例的試樣15的比較明確了向覆蓋層12添加Cu的影響。若向覆蓋層12添加超過2.5質(zhì)量％的Cu，則不發(fā)熱膠著的最大表面壓力及不疲勞的最大表面壓力大幅度降低，同時磨損量增加。原因是由于添加過量的Cu，導(dǎo)致試樣15的化合物顆粒16的平均粒徑及平均長徑比增大。這樣，化合物顆粒16的平均粒徑及平均長徑比分別大于2.0 y m、2.0時，由于化合物顆粒造成的對配合部件的攻擊性增大，配合部件的滑動面的表面粗糙度增加。其結(jié)果，化合物顆粒16作為硬質(zhì)顆粒對耐磨性及耐發(fā)熱膠著性的貢獻變小。另外，添加Cu時，覆蓋層12的熱穩(wěn)定性也降低。Cu易產(chǎn)生由向滑動軸承10的軸承合金層14側(cè)的擴散而導(dǎo)致的移動。而且，覆蓋層12中包含的化合物顆粒16易產(chǎn)生隨著Cu的擴散導(dǎo)致的移動。因此，覆蓋層12中包含的Cu向軸承合金層14側(cè)擴散時，化合物顆粒16也與Cu —起向軸承合金層14側(cè)移動。其結(jié)果是，覆蓋層12中的化合物顆粒16作為硬質(zhì)顆粒的功能降低。因此，Cu的含量需要設(shè)為2.5%質(zhì)量以下，優(yōu)選向覆蓋層12添加的Cu為零或少量，優(yōu)選將Cu的含量設(shè)定在不影響化合物顆粒16的擴散的0.1質(zhì)量％以下。
[0068]以上說明的本發(fā)明不限定于上述實施方案，在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)可適用于各種實施方案。
【權(quán)利要求】
1.一種滑動軸承的制造方法，其在與基材相接而具備含有25質(zhì)量％以下的Sb、2.5%質(zhì)量以下的Cu、以及Ag的Sn基覆蓋層的滑動軸承中，以所述基材為陰極，通過鍍覆在所述基材的表面上形成所述覆蓋層，其中， 與成為陰極的所述基材對置的陽極在表面上具有電流的釋放密度大的電流致密部及電流的釋放密度比所述電流致密部小的電流稀疏部， 使用所述陽極在所述陰極上形成電流密度的疏密而進行鍍覆。
2.權(quán)利要求1所述的滑動軸承的制造方法，其中，所述陽極的投影面積的10~40%為所述電流稀疏部。
3.權(quán)利要求1或2所述的滑動軸承的制造方法，其中，所述電流稀疏部是將所述陽極向板厚方向延伸的孔部的部位。
4.權(quán)利要求1或2所述的滑動軸承的制造方法，其中，所述電流稀疏部是覆蓋所述陽極表面的屏蔽體的部位。
5.一種滑動軸承的Sn基覆蓋層，其含有25質(zhì)量％以下的Sb、2.5質(zhì)量％以下的Cu、以及Ag，其包含含有Ag和Sn的化合物顆粒，所述化合物顆粒在任意截面的組織觀察中，以平均粒徑為0.2~2.0 ii m、平均長徑比為2.0以下分散地析出。
6.權(quán)利要求5所述的Sn基覆蓋層，其含有0.5~10質(zhì)量％的Ag。
7.權(quán)利要求5或6所述的Sn基覆蓋層，其含有20質(zhì)量％以下的Sb。
8.權(quán)利要求5、6或`7所述的Sn基覆蓋層，其含有0.1質(zhì)量％以下的Cu。
【文檔編號】C22C13/02GK103774192SQ201310705242
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月17日
【發(fā)明者】高柳聰, 朝倉啟之, 安井干人 申請人:大同金屬工業(yè)株式會社