滑動(dòng)軸承的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及滑動(dòng)軸承。
【背景技術(shù)】
[0002] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1記載了具備軸瓦、A1基中間層以及A1基軸承合金層的滑動(dòng)軸承。專(zhuān) 利文獻(xiàn)1通過(guò)在A1基軸承合金層析出金屬間化合物，提高滑動(dòng)軸承的疲勞強(qiáng)度。專(zhuān)利文獻(xiàn) 1記載了以下事項(xiàng)：雖然形成了硬的A1基中間層，但當(dāng)該A1基中間層的厚度為10~20ym 時(shí)，由于A1基中間層的緩沖性，因此能使密合性良好（參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1的表2、0043段）。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0005] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2010-242854號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0007] 在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，由于在A1基軸承合金層中形成金屬間化合物的成分，在A1基中 間層中也與A1基軸承合金層同等的程度（50~150% )地含有（參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1的權(quán)利要 求6)，因此在A1基中間層也形成有金屬間化合物。該金屬間化合物與基質(zhì)的親和性差，并 且構(gòu)成韌性低的硬質(zhì)相。因此，存在如下問(wèn)題：在A1基軸承合金層和A1基中間層這兩者中 容易以金屬間化合物、其界面為起點(diǎn)形成因疲勞而導(dǎo)致的裂紋。
[0008] 本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成的，其目的在于提供一種能抑制因疲勞而導(dǎo)致的裂 紋的滑動(dòng)軸承。
[0009] 用于解決問(wèn)題的方案
[0010] 為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的滑動(dòng)軸承具備軸套、軸瓦以及中間層。軸套含有：3wt% 以上且12. 5wt%以下的Sn、lwt%以上且8wt%以下的Si、0. 05wt%以上且3wt%以下的 Cr、0. 05wt%以上且0? 3wt%以下的Zr、0.Olwt%以上且0? 5wt%以下的Ti、3wt%以下的Cu 或Mg、以及Owt%以上且9wt%以下的Bi，剩余部分由A1和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，并且，Cr 中的10wt%以上且90wt%以下與A1形成金屬間化合物，Cr中的剩余部分與A1形成固溶 體。通過(guò)由Cr中的10wt%以上且90wt%以下與A1形成硬質(zhì)的金屬間化合物，由此，能增 大軸套的硬度，能提高耐疲勞性。進(jìn)而，通過(guò)由Cr中未形成金屬間化合物的剩余部分與A1 形成固溶體，由此，能強(qiáng)化基質(zhì)，能提高耐疲勞性。
[0011] 中間層由A1合金在軸瓦和軸套之間形成為厚度為20ym以上、維氏硬度為30以 上且80以下，其中，在該A1合金中，含有0.Olwt%以上的選自Zn、Cu、Mg、Li、Mn、V、Zr、Fe、 Mo、Co、Ni、Hf、Sc、Ti、W中的至少一種的固溶成分，固溶成分的總量與A1形成固溶體。通 過(guò)由固溶成分與A1形成固溶體，由此能強(qiáng)化基質(zhì)，能提高耐疲勞性。進(jìn)而，由于固溶成分的 總量與A1形成固溶體，因此不會(huì)形成固溶成分與A1的金屬間化合物，從而能防止金屬間化 合物、其界面在疲勞時(shí)成為裂紋的起點(diǎn)、通過(guò)點(diǎn)。即，能防止在軸套中產(chǎn)生的裂紋在中間層 傳播。另外，由于通過(guò)將中間層的維氏硬度抑制在80以下，能確保中間層的延展性、韌性， 因此能防止在軸套中產(chǎn)生的裂紋在中間層傳播。進(jìn)而，由于中間層的厚度為20ym以上，因 此能防止在軸套中產(chǎn)生的裂紋傳播至中間層與軸瓦的界面，能提高耐疲勞性。
[0012] 軸套通過(guò)含有3wt%以上的Sn，從而能確保潤(rùn)滑性，能提高耐熱粘性。軸套通過(guò)含 有l(wèi)wt%以上的Si，從而能夠通過(guò)Si粒子以及含有Si的金屬間化合物粒子使軸套的硬度 增大，提高耐疲勞性。軸套通過(guò)含有9wt%以下的Bi，從而能使與鐵的附著性低的Bi作為 第二相析出，能提高耐熱粘性。然而，也可以不含有Bi，Bi的含量也可以是Owt%。進(jìn)而， 軸套通過(guò)含有0. 05wt%以上且3wt%以下的Cr、0. 05wt%以上且0. 3wt%以下的Zr、3wt% 以下（比Owt%大）的Cu，從而能固溶強(qiáng)化軸套，并且，通過(guò)包含這些成分的金屬間化合物 能對(duì)軸套進(jìn)行析出強(qiáng)化。另外，軸套通過(guò)含有3wt%以下（比Owt%大）的Mg，從而能對(duì)軸 套進(jìn)行固溶強(qiáng)化。進(jìn)而，軸套通過(guò)含有〇.oiwt%以上且0. 5wt%以下的Ti，從而能通過(guò)在 凝固初期微細(xì)地分散金屬間化合物（Al3Ti)使其析出而成為A1的析出核心，從而將Al(a 相）微細(xì)化。
[0013] 本發(fā)明的滑動(dòng)軸承具備軸套、軸瓦以及中間層。軸套含有：3wt%以上且7wt%以 下的Sn、lwt%以上且8wt%以下的Si、0. 05wt%以上且3wt%以下的Cr、0. 05wt%以上且 0? 3wt%以下的Zr、0.Olwt%以上且0? 5wt%以下的Ti、3wt%以下的Cu或Mg、以及Owt% 以上且9wt%以下的Bi，剩余部分由A1和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，并且，Zr中的10wt%以上 且90wt%以下與A1形成金屬間化合物，Zr中的剩余部分與A1形成固溶體。通過(guò)由Zr中 的10wt%以上且90wt%以下與A1形成硬質(zhì)的金屬間化合物，能增大軸套的硬度，能提高耐 疲勞性。進(jìn)而，通過(guò)由Zr中未形成金屬間化合物的剩余部分與A1形成固溶體，能強(qiáng)化基質(zhì) (matrix)，能提高耐疲勞性。
[0014] 軸套通過(guò)含有3wt%以上的Sn，從而能確保潤(rùn)滑性，能提高耐熱粘性。另外，通過(guò) 將軸套含有的Sn設(shè)為7wt%以下，從而能確保高溫下的耐疲勞性。軸套通過(guò)含有l(wèi)wt%以 上的Si，從而能通過(guò)Si粒子以及含有Si的金屬間化合物粒子使軸套的硬度增大，提高耐 疲勞性。軸套通過(guò)含有9wt%以下的Bi，從而能使與鐵的附著性低的Bi作為第二相析出， 能提高耐熱粘性。然而，也可以不含有Bi，Bi的含量也可以是Owt%。進(jìn)而，軸套通過(guò)含有 0? 05wt%以上且3wt%以下的Cr、0. 05wt%以上且0? 3wt%以下的Zr、3wt%以下（比Owt% 大）的Cu，從而能對(duì)軸套進(jìn)行固溶強(qiáng)化，并且，能夠通過(guò)包含這些成分的金屬間化合物對(duì)軸 套進(jìn)行析出強(qiáng)化。另外，軸套通過(guò)含有3wt%以下（比Owt%大）的Mg，從而能對(duì)軸套進(jìn)行 固溶強(qiáng)化。進(jìn)而，軸套通過(guò)含有0.Olwt%以上且0. 5wt%以下的Ti，從而能通過(guò)在凝固初期 微細(xì)地分散金屬間化合物（Al3Ti)使其析出而成為A1的析出核心，從而將A1 (a相）微細(xì) 化。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1是連桿用的滑動(dòng)軸承的立體圖。
[0016] 圖2的（2A)是對(duì)疲勞試驗(yàn)進(jìn)行說(shuō)明的示意圖，圖2的（2B)是對(duì)熱粘試驗(yàn)進(jìn)行說(shuō) 明的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 此處，按照下述的順序?qū)Ρ景l(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0018] A.第一實(shí)施方式：
[0019] (A1)滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)：
[0020] (A2)滑動(dòng)軸承的制造方法：
[0021] (A3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
[0022] B.第二實(shí)施方式：
[0023] (B1)滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)：
[0024] (B2)滑動(dòng)軸承的制造方法：
[0025] (B3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
[0026] C.其他實(shí)施方式：
[0027] A.第一實(shí)施方式：
[0028] (A1)滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)：
[0029] 圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的滑動(dòng)軸承1的立體圖。滑動(dòng)軸承1包含軸瓦10、 中間層11以及軸套12?；瑒?dòng)軸承1為將圓筒徑向二等分后的半切形狀的金屬部件，截面 為半圓弧形。在兩個(gè)滑動(dòng)軸承1組合成圓筒形的狀態(tài)下，安裝在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿上。由 通過(guò)組合兩個(gè)滑動(dòng)軸承1而形成的圓柱形的中空部分，軸支承作為對(duì)象軸2 (點(diǎn)陰影）的曲 軸。對(duì)象軸2的外徑形成為比滑動(dòng)軸承1的內(nèi)徑稍小。在形成于對(duì)象軸2的外周面和滑動(dòng) 軸承1的內(nèi)周面之間的間隙提供有潤(rùn)滑油（發(fā)動(dòng)機(jī)油（engineoil))。對(duì)象軸2以與滑動(dòng) 軸承1的曲率中心一致的旋轉(zhuǎn)軸為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，對(duì)象軸2的外周面在滑動(dòng)軸承1 的內(nèi)周面上滑動(dòng)。
[0030] 滑動(dòng)軸承1具有按照距離曲率中心從遠(yuǎn)到近的順序，按順序?qū)盈B有軸瓦10、中間 層11以及軸套12的構(gòu)造。因此，軸瓦10構(gòu)成滑動(dòng)軸承1的最外層，軸套12構(gòu)成滑動(dòng)軸承 1的最內(nèi)層。軸瓦10、中間層11以及軸套12分別在圓周方向上具有一定的厚度。軸瓦10 的厚度為1.3mm，中間層11的厚度為50ym，軸套12的厚度為0.35mm。軸套12的曲率中 心側(cè)的表面半徑為（滑動(dòng)軸承1的內(nèi)徑）45_。需要說(shuō)明的是，只要根據(jù)連桿、對(duì)象軸2的 形狀來(lái)決定滑動(dòng)軸承1的形狀即可，滑動(dòng)軸承1的寬度可以是10~300_之間的任意值， 滑動(dòng)軸承1的外徑可以是25~1000mm之間的任意值，滑動(dòng)軸承1的整體厚度可以是1~ 20mm之間的任意值。另外，軸套12的厚度可以是0? 05~10mm之間的任意值，中間層11的 厚度可以是〇. 02~2_之間的任意值。以下，內(nèi)側(cè)指滑動(dòng)軸承1的曲率中心側(cè)，外側(cè)指滑 動(dòng)軸承1的曲率中心的相反側(cè)。軸套12的內(nèi)側(cè)表面構(gòu)成對(duì)象軸2的滑動(dòng)面。
[0031] 軸瓦10由低碳鋼形成，所述低碳鋼含有0. 15wt%的C、0. 06wt%的Mn，剩余部分由 Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。此外，軸瓦10只要由能通過(guò)軸套12支承來(lái)