[发明专利]滑动构件

说明书

本发明提供在轴承合金上具备被覆物的滑动构件，被覆物具有滑动面以及与轴承合金的界面，其厚度为T。被覆物具有Bi或Bi合金的基质以及金属间化合物，自滑动面起向着界面，被覆物的厚度T的70％～75％的厚度区域中的金属间化合物的体积比率为10％～70％。

技术领域

本发明涉及用于内燃机等的滑动构件，尤其涉及分散有金属间化合物的被覆物(overlay)层的结构。此外，本发明还涉及具有该滑动构件的轴承、以及具有该轴承的内燃机。

背景技术

内燃机的轴承等滑动构件大多包括与钢铁制的里衬接合的铜或铝的轴承合金。通过铜合金或铝合金，可得到能够耐受使用时滑动构件所承受的荷重的强韧的表面。这样的滑动构件不仅必须具有良好的嵌入性以及整合性，还必须具有适当的耐烧结性。出于该目的，通常在轴承合金的表面上设置铅以及铅合金等软质被覆物。以往已知铅是在兼备上述特性的同时还可针对外部荷重提供适当的耐疲劳性的可靠性非常高的被覆材料。

但是，从环境污染的观点出发要求避免使用铅，因此提出了用Bi合金代替铅作为被覆物材料。专利文献1提出了通过使Bi或Bi合金层的结晶取向具有完全随机取向和单晶那样特定的一个方向取向的中间取向而减轻Bi的脆特性，具备耐疲劳性以及整合性的Bi类材料。

专利文献2提出了由包含Cu作为必需元素、且包含规定量的选自Sn以及In中的至少1种以上选择元素的Bi合金形成被覆物，强化了合金，不损伤被覆物的耐疲劳性，改善Bi的脆性，可得到良好的整合性的滑动构件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2001-020955号公报

专利文献2：日本专利特开2004-353042号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

这些现有技术文献所公开的Bi或Bi合金被覆物需要严格的制造管理以实现其效果。此外，由于伴随着近年的CO₂排放限制的内燃机的高性能化，内燃机用的滑动构件的运行环境严苛起来，在以往技术中出现疲劳特性不足。

这样的Bi或Bi合金被覆物通常通过镀覆、PVD、CVD而形成。在该情况下，由于被覆物结晶基本上为柱状组织，因此即使如专利文献1那样控制取向性，在膜厚方向上也容易发生龟裂。一旦产生龟裂，龟裂就沿着柱状晶组织的晶界发展至被覆物内部，发展到一定程度的深度则分裂为大量龟裂，引发被覆物结晶的疲劳脱落。该现象在高温环境更容易引发，导致疲劳强度下降。这样的疲劳脱落即使通过合金元素的添加、强化合金基质也基本上不能防止。

本发明的目的在于提供减轻被覆物结晶的疲劳脱落、提高了疲劳特性的滑动构件。

解决技术问题所采用的技术方案

根据本发明的一个观点，提供在轴承合金上具备被覆物的滑动构件，被覆物具有规定厚度T的滑动面以及与轴承合金的界面。被覆物具有Bi或Bi合金的基质以及金属间化合物，自滑动面起向着界面，被覆物的厚度T的70％～75％的厚度区域中的金属间化合物的体积比率为10％～70％。

根据一具体例，在与滑动面垂直的剖面视野中，存在于自滑动面起厚度T的75％为止的厚度区域的金属间化合物优选与滑动面平行的方向上的长度小于厚度T的2.5倍。

根据一具体例，在与滑动面垂直的剖面视野中，优选存在于自滑动面起厚度T的70％～75％的厚度区域的金属间化合物中，至少在与滑动面平行的方向上每厚度T的2.5倍的长度中，存在至少3个从自滑动面起厚度T的70％的位置起延伸到自滑动面起厚度T的75％的位置的金属间化合物。

根据一具体例，在与滑动面垂直的剖面视野中，上述至少3个金属间化合物中的至少1个的近似椭圆的长轴和与滑动面垂直的方向所成的角度优选在70°以下。