[发明专利]滑动构件及使用该滑动构件的轴承装置

说明书

技术领域

本发明涉及滑动构件及使用该滑动构件的轴承装置。

背景技术

以往，轴承装置中所用的滑动构件不使用有可能招致环境污染的Pb、As或Cd，且要求更长的使用寿命。专利文献1中，提出了在作为所谓的Sn基白合金的Sn-Sb-Cu中添加Co、Mn、Sc、Ge等金属元素及稀土类元素的方案。由此，专利文献1中，Sn基白合金的Sn母相中析出的Cu-Sn及Sn-Sb等金属间化合物相的微细化和倒角得到促进。其结果是，专利文献1中实现了由Sn基白合金形成的合金层的强度的提高。

可是，如果对滑动构件施加反复的负荷，则由于疲劳而产生裂纹，该疲劳裂纹自相对于对象构件滑动的滑动面向里衬金属层侧进展到Sn基的Sn母相。此时，Sn母相和Sn-Sb化合物相的交界部分的强度低，所以会有疲劳裂纹容易经过该交界部分而进一步发展的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特表2011-513592号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

于是，本发明的目的在于提供抑制疲劳裂纹的进展、进而寿命长的滑动构件及使用该滑动构件的轴承装置。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述问题，本实施方式的滑动构件具备里衬金属层和由以Sn为主的合金形成且层叠于上述里衬金属层的轴承合金层。所述轴承合金层包含由Sn形成的Sn母相和异形金属间化合物相，其中该异形金属间化合物相分散于上述Sn母相中，当将截面中的作为周围的长度的周长记作Lc、将截面中的外接圆的直径记作D时，D为80μm以上、Lc/D为350％以上。

滑动构件的轴承合金层在Sn母相中包含异形金属间化合物相。Sn母相可以是Sb、Bi等固溶于Sn而成的相。作为该异形金属间化合物相，在与自里衬金属层向滑动面的方向平行的观察截面中，外接圆的直径D为80μm以上，并且该异形金属间化合物相的周长Lc与外接圆的直径D的比例、即Lc/D为350％以上。换言之，异形金属间化合物相具有相对于其尺寸充分长的周长Lc。这意味着异形金属间化合物相与Sn母相的交界部分呈现比以往的金属间化合物相更复杂的凹凸形状。由此，异形金属间化合物相表示与圆形状、方形状或针形状等形状的通常的金属间化合物相相比，具有规定的尺寸且呈现歪斜形状的金属间化合物相。

如上所述，在轴承合金层的表面、即与对象构件的滑动面上产生的疲劳裂纹在里衬金属层侧向轴承合金层内进展。特别是Sn母相中析出有金属间化合物相时，Sn母相与金属间化合物相的交界部分的强度低，所以疲劳裂纹容易经过该交界部分而进展。相对于此，如本实施方式所述，通过将金属间化合物相达到规定的尺寸并制成歪斜的形状，使得Sn母相与异形金属间化合物相的交界部分的形状变得复杂并且形成足够的总长，可抑制疲劳裂纹的进展。即、这是因为本实施方式中，在轴承合金层中疲劳裂纹进展的路径与通常的金属间化合物相的情况相比变得复杂并且变长。若详细描述，则是因为本实施方式中Sn母相与异形金属间化合物相的交界部分中的疲劳裂纹不容易贯通。因此，疲劳裂纹自轴承合金层的滑动面到里衬金属层为止所需的时间被延长。因此，可抑制疲劳裂纹的进展，且可提供寿命长的滑动构件。不存在异形金属间化合物相而是存在金属间化合物相时也无妨。

此外，本实施方式中，所述异形金属间化合物相的上述外接圆的直径D的平均值是100μm以上300μm以下。

上述截面中，如果外接圆的直径D的平均值达到100μm以上，则因异形金属间化合物相而复杂化了的疲劳裂纹的路径相对于轴承合金层的厚度也整体形成更优选的长度。另一方面，异形金属间化合物相比Sn母相更硬。因此，如果考虑对对象构件的攻击性，则较好是外接圆的直径D的平均值为300μm以下。因此，通过使用外接圆的直径D来规定异形金属间化合物相的尺寸，可以抑制疲劳裂纹的进展，且使寿命延长。

还有，本实施方式中，上述异形金属间化合物相的总数中的50％以上是两种以上的金属间化合物相的集合体；当将构成上述异形金属间化合物相的n(n≥2)种金属间化合物相分别记作第一金属间化合物相～第n金属间化合物相时，构成作为集合体的上述异形金属间化合物相的上述金属间化合物相中，第k金属间化合物相(2≤k≤n)比第k-1金属间化合物相小，且上述第k金属间化合物相比上述第k-1金属间化合物相硬，第二金属间化合物相与第一金属间化合物相邻接。