專利名稱：滑動(dòng)軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及滑動(dòng)軸承，具體涉及具有軸承合金層和設(shè)在該軸承合金層的表面上的由固體潤滑劑及樹脂組成的涂層的滑動(dòng)軸承。
背景技術(shù)：
如特許3133209號公報(bào)(以下稱為專利文獻(xiàn)1)和特開2002-61652號公報(bào)(以下稱為專利文獻(xiàn)2)所述，在原來的滑動(dòng)軸承中，在軸承合金層的表面上裝有由固體潤滑劑及樹脂組成的涂層的滑動(dòng)軸承為大家所了解。
在這些專利文獻(xiàn)1、2中，通過設(shè)置上述涂層使由涂層的塑變形產(chǎn)生的滑動(dòng)軸承和轉(zhuǎn)動(dòng)軸的適應(yīng)性和耐燒結(jié)性提高。
但是，在上述專利文獻(xiàn)1、2中的滑動(dòng)軸承中，上述涂層用氣壓噴射噴涂后，因?yàn)橛杉訜嵊不纬蓪?shí)際上涂層的表面成不規(guī)則的形狀。
因此，在轉(zhuǎn)軸以高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，有可能存在由于涂層的表面是不規(guī)則的形狀，潤滑油不能均勻地涂布在涂層上，耐燒結(jié)性變差，進(jìn)而由涂層的表面和轉(zhuǎn)動(dòng)軸的接觸產(chǎn)生的涂層的塑性變形變得不均勻，適應(yīng)性不足的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于該問題，本發(fā)明提供一種即使轉(zhuǎn)動(dòng)軸以高速度轉(zhuǎn)動(dòng)，其耐燒結(jié)性和適應(yīng)性也很優(yōu)秀的滑動(dòng)軸承。
即本發(fā)明的滑動(dòng)軸承具有軸承合金層及由設(shè)在該軸承合金層的表面上的固體潤滑劑和樹脂組成的涂層，在上述涂層的表面上形成規(guī)則的凹凸形狀，同時(shí)，使上述軸承合金層和涂層的邊界具有很細(xì)的粗糙度，并形成平面。
根據(jù)上楸本發(fā)明通過在涂層的表面上形成規(guī)則的凹凸形狀，由于該凹凸形狀的凹部確保潤滑油，防止滑動(dòng)軸承成為高溫，耐燒結(jié)性提高。
由于軸承合金層中成為與涂層邊界的面加工成具有很細(xì)粗糙度平坦面，凹凸形狀的凸部上的涂層的剖面形狀成為完全相同的形狀，同時(shí)，由于由轉(zhuǎn)動(dòng)軸各凸部承受的應(yīng)力是相同的，各凸部均勻地變形，滑動(dòng)軸承的適應(yīng)性提高。


圖1是滑動(dòng)軸承的軸承方向的放大的剖面圖；圖2是表示關(guān)于本發(fā)明的耐燒結(jié)性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖；圖3是表示關(guān)于本發(fā)明的適應(yīng)性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖；圖4是本發(fā)明的另一實(shí)施例，圖4(a)～圖4(f)表示半缺滑動(dòng)軸承的表面展開圖；圖5是本發(fā)明的另一實(shí)施例，圖5(a)～圖5(h)表示各凹凸形狀的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
對于以下圖示實(shí)施例說明本發(fā)明，圖1表示沿圓筒狀的滑動(dòng)軸承1的軸方向的剖面的放大圖。該滑動(dòng)軸承1由沒作圖示的軸瓦里襯層、與上述軸瓦里襯層相對并在滑動(dòng)軸承1的中心側(cè)的表面形成的軸承合金層2和進(jìn)一步在該軸承合金層2的表面形成的涂層3構(gòu)成。
上述軸承合金層2由以銅和鋁為主要原料的合金組成，其內(nèi)周面與滑動(dòng)軸承1的軸方向并行，加工成具有很細(xì)的粗糙度的平坦面，而涂層3由作為固體潤滑劑的MoS2和作為粘合劑樹脂的PAI樹脂組成，該涂層3在上述加工成平坦的軸承合金層2的表面上用氣壓噴射噴涂后，通過加熱硬化，最初形成10～20μm左右的層。
接著，通過機(jī)械加工把該涂層3的表面沿圓周方向形成凹凸形狀的螺旋狀的槽4和環(huán)狀突起5。作為凹部的上述槽4剖面成圓弧狀，與和其鄰接的作為凸部的環(huán)狀突起5一起間距P形成。
所有的環(huán)狀突起5的頂部形成相對軸承合金層2成為一定的；且所有的槽4的深度h也形成一定的。因此，可以說各環(huán)狀突起5上的涂層3的形狀是相同的。
根據(jù)上述構(gòu)成的滑動(dòng)軸承1，通過在涂層3的表面形成規(guī)則的槽4，使?jié)櫥驮谠摬?內(nèi)流通，從而可以使?jié)櫥途鶆虻赝坎荚诨瑒?dòng)軸承1的內(nèi)周上，即使轉(zhuǎn)動(dòng)軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)也能緩和滑動(dòng)軸承1能的溫度上升，可以得到優(yōu)秀的耐燒結(jié)性。
與此相反，原有的滑動(dòng)軸承由于涂層的表面是不規(guī)則的形狀，不能使?jié)櫥途鶆虻赝坎荚诨瑒?dòng)軸承的內(nèi)周上，產(chǎn)生當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)該部分的溫度上升的問題。
用本實(shí)施例的滑動(dòng)軸承1軸支承轉(zhuǎn)動(dòng)軸時(shí)，其負(fù)載由各環(huán)狀突起5的前端承受，由于各環(huán)狀突起5以等間距形成，所以在各環(huán)狀突起5上承受均等的壓力。而且由于各環(huán)狀突起5的涂層3形成同一形狀，各環(huán)狀突起5塑性變形相同，可得到優(yōu)秀的滑動(dòng)軸承1的適應(yīng)性。
與此相反，原有的滑動(dòng)軸承由于涂層的表面是不規(guī)則的形狀，在軸支承轉(zhuǎn)動(dòng)軸時(shí)由于在涂層的表面上不均勻地承受壓力，涂層的塑性變形不均勻，有可能存在所謂適應(yīng)性不足的問題。
另外，即使在該軸承合金層2的表面上形成涂層3，之后形成上述環(huán)狀突起5，在軸承合金層2的表面不是具有細(xì)的粗糙度的平坦面的情況，即使各環(huán)狀突起5自身的形狀相同，各環(huán)狀突起5上的涂層3的形狀也會不同。
這樣，各環(huán)狀突起5即使受到相同的壓力，由于各環(huán)狀突起5的塑性變形不均勻，變形后的環(huán)狀突起5和轉(zhuǎn)動(dòng)軸的接觸狀態(tài)不均勻，不能得到足夠的滑動(dòng)軸承1的適應(yīng)性。
即使與上述涂層3的表面一樣，與環(huán)狀突起5的位置重合，在金屬軸承合金層2的表面上也以間距P設(shè)置環(huán)狀突起，涂層3的各環(huán)狀突起5雖然會均勻地塑性變形，但由于涂層3的塑性變形量少，與軸承合金層2的表面加工成平坦的情況相比，環(huán)狀突起5的塑性變形量變小，不能充分得到滑動(dòng)軸承1的適應(yīng)性。
下面對上述實(shí)施例中的滑動(dòng)軸承1的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行記錄。在實(shí)驗(yàn)中使用兩個(gè)滑動(dòng)軸承，這些滑動(dòng)軸承全都具有由鋁合金組成的軸承合金層2。
其中本發(fā)明的滑動(dòng)軸承(以下稱為發(fā)明件)的軸承合金層2表面用短噴射和蝕刻加工成其表面粗糙度為2μmRz以下；原有的滑動(dòng)軸承(以下稱為原有件)的軸承合金層2表面沒有專門成為平坦面的加工。
進(jìn)而，在發(fā)明件和原有件的軸承合金層的表面上全都形成厚度為6μm、由含40％的MoS2的PAI樹脂組成的涂層3，同時(shí)在發(fā)明件的涂層3上通過鏜孔加工形成間距P＝200μm、深度h＝2μm的槽4，在原有件的涂層3的表面上不專門進(jìn)行的加工。
圖2表示用轉(zhuǎn)動(dòng)負(fù)載試驗(yàn)機(jī)對發(fā)明件和原有件中的滑動(dòng)軸承1的耐燒結(jié)性進(jìn)行測定的結(jié)果。
作為該試驗(yàn)的條件，在滑動(dòng)軸承1和轉(zhuǎn)動(dòng)軸的滑接面上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的圓周速度為17.6m/s、滑動(dòng)軸承1承受的負(fù)載為29Mpa、供給滑動(dòng)軸承1和轉(zhuǎn)動(dòng)軸間的潤滑油的溫度為140℃。
若根據(jù)上述條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以得到圖2所示的試驗(yàn)結(jié)果，可知在本發(fā)明中可以把滑動(dòng)軸承1的溫度抑制在不到180℃，與此相對，在原有件中滑動(dòng)軸承1的溫度超過180℃。
因而，可知在發(fā)明件中的滑動(dòng)軸承1與原有件相比可以很好地用潤滑油進(jìn)行潤滑，可以說耐燒結(jié)性優(yōu)秀。
圖3表示用超高壓試驗(yàn)機(jī)對發(fā)明件和原有件中的滑動(dòng)軸承1的適應(yīng)性進(jìn)行測量的結(jié)果。
作為該項(xiàng)試驗(yàn)的條件，滑動(dòng)軸承1承受的負(fù)載為29Mpa、供給滑動(dòng)軸承1的潤滑油的溫度為140℃，在滑動(dòng)軸承1和轉(zhuǎn)動(dòng)軸的滑接面上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的圓周速度從2.7m/s到0.7m/s每10分鐘逐漸減少0.2m/s，從超高壓試驗(yàn)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)開始經(jīng)過20分鐘的時(shí)刻開始測量，測定當(dāng)時(shí)的磨擦系數(shù)的變化。圓周速度減少時(shí)的磨擦系數(shù)的變化少，其適應(yīng)性越好。
圖3是表示該試驗(yàn)結(jié)果的曲線圖，縱軸表示滑動(dòng)軸承1和轉(zhuǎn)動(dòng)軸間的磨擦系數(shù)，橫軸表示經(jīng)過的時(shí)間。而在關(guān)于原有件的曲線圖中，磨擦系數(shù)急劇上升的時(shí)間表示轉(zhuǎn)動(dòng)軸的圓周速度減少的瞬間。
根據(jù)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可知與原有件時(shí)隨著圓周速度減少磨擦系數(shù)的峰值變高相比，發(fā)明件磨擦系數(shù)不那樣高。
因而，發(fā)明件中的滑動(dòng)軸承1與原有件相比，可以說適應(yīng)性優(yōu)良。這是由于其涂層表面承受的壓力是均勻的，而且，環(huán)狀突起的塑性變形也是均勻的。
圖4表示作為本發(fā)明的另一實(shí)施例的具有與上述實(shí)施例不同形狀的凹凸?fàn)畹幕瑒?dòng)軸承1，各圖表示展開滑動(dòng)軸承1，從內(nèi)周側(cè)看的圖，在此記錄的線表示凹凸形狀的圖形。
而在這些滑動(dòng)軸承1中也和上述實(shí)施例一樣，軸承合金層2的表面預(yù)先加工成具有細(xì)的粗糙度的平坦面，涂層3在該軸承合金層2加工后成為形成在該軸承合金層2的表面。
另外，也可以如圖4(a)、圖4(b)所示，在滑動(dòng)軸承1的整個(gè)表面上形成作為規(guī)則的凹凸?fàn)畹牟?，或如圖4(c)、圖4(d)所示形成作成規(guī)則的凹凸形狀的圓形和長方形的孔6。進(jìn)而，也可以如圖4(e)、圖4(f)所示，只在軸承的負(fù)載重的區(qū)域設(shè)置上述規(guī)則的凹凸形狀。
圖5表示認(rèn)為作成規(guī)則的凹凸形狀的該凹凸形狀的剖面圖，對與上述第一實(shí)施例的滑動(dòng)軸承1相當(dāng)?shù)牟考x予相同的符號。
如這些圖所表明的，與上述第一實(shí)施例不同，也可以如圖5(a)、圖5(b)所示，把環(huán)狀突起5的形狀作成三角形或圓弧狀；或如圖5(c)、圖5(d)所示，把環(huán)狀突起5的頂部形成平坦面。另外，也可以如圖5(e)所示，形成凹凸?fàn)顣r(shí)，不只切削涂層3，切削到軸合金層2，使軸合金層2在槽4的底面上露出。
作為上述圖4所示的實(shí)施例的圖4(c)、圖4(d)的孔6的剖面可以考慮把其底面作成圓弧狀的5(f)、圖5(g)和把其底面作成平坦的圖5(h)的形狀。
因此，規(guī)則的凹凸?fàn)钆c上述第一實(shí)施例不同，不是鏜孔加工，而用復(fù)制的方法形成。
上述圖4、圖5的形狀只是一例，當(dāng)然符合轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和其它條件，也可以適當(dāng)變化其形狀。
在上述的實(shí)施例中規(guī)則的凹凸?fàn)钍怯社M孔加工形成的，另外也可以使用如圖4、圖5所示的復(fù)制滑動(dòng)軸承1的方法。
進(jìn)而，在上述實(shí)驗(yàn)中，在涂層上使用了含40％的MoS2的PAI樹脂，此外也可以使用組合添加MoS2、石墨、BN(氮化硼)、WS2(二硫化鎢)、PTFE(聚四氟乙烯)、氟素樹脂、Pb中一種或兩種以上的PAI樹脂或PI樹脂。
工業(yè)利用的可能性根據(jù)本發(fā)明，由于可以在涂層的表面上形成規(guī)則的凹凸?fàn)畈⒃诎纪範(fàn)畹陌疾看_保有潤滑油，故耐燒結(jié)性提高，另外，由于軸承合金層使成為與涂層的邊界的面加工成具有細(xì)的粗糙度的平坦面，各凸部均勻地進(jìn)行變形，所以滑動(dòng)軸承的適應(yīng)性提高。
權(quán)利要求
1.一種滑動(dòng)軸承，其具有軸承合金層、由設(shè)在該軸承合金層的表面上的固體潤滑劑和樹脂組成的涂層，其特征在于，在上述涂層的表面上形成規(guī)則的凹凸形狀，同時(shí)使上述軸承合金層形成和涂層的邊界具有很細(xì)的粗糙度的平坦面。
2.如權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)軸承，其特征在于，在所述凹凸形狀的凹部上露出所述軸承合金層。
3.如權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的滑動(dòng)軸承，其特征在于，所述規(guī)則的凹凸形狀，是按規(guī)定的間距形成的槽狀及與其鄰接的突起形狀或按規(guī)定的間隔排列的規(guī)定的孔形狀，形成在涂層的全域或其一部分上。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的滑動(dòng)軸承，其特征在于，所述涂層是組合添加了MoS2、石墨、BN(氮化硼)、WS2(二硫化鎢)、PTFE(聚四氟乙烯)、氟化乙烯樹脂、Pb中的一種或兩種或兩種以上的PAI樹脂或PI樹脂，另外所述軸承合金層是銅系軸承合金或鋁系軸承合金。
全文摘要
一種滑動(dòng)軸承，其在作成平坦的軸承合金層(2)的表面上形成由作為固體潤滑劑的MoS
文檔編號F16C33/12GK1735755SQ20038010849
公開日2006年2月15日 申請日期2003年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月8日
發(fā)明者川越公男, 橋爪克幸 申請人:大豐工業(yè)株式會社