專利名稱：滑動軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及滑動軸承，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軸承。
背景技術(shù)：
如特許3133209號公報(以下稱為專利文獻1)和特開2002-61652號公報(以下稱為專利文獻2)所述，在原來的滑動軸承中，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軸承為大家所了解。
在這些專利文獻1、2中，通過設(shè)置上述涂層使由涂層的塑變形產(chǎn)生的滑動軸承和轉(zhuǎn)動軸的適應(yīng)性和耐燒結(jié)性提高。
但是，在上述專利文獻1、2中的滑動軸承中，上述涂層用氣壓噴射噴涂后，因為由加熱硬化而形成實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)動時，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，進而由涂層的表面和轉(zhuǎn)動軸的接觸產(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)動軸以高速度轉(zhuǎn)動，其耐燒結(jié)性和適應(yīng)性也很優(yōu)秀的滑動軸承。
即本發(fā)明的滑動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，使上述軸承合金層和涂層的邊界具有很細的粗糙度，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，由于由轉(zhuǎn)動軸各凸部承受的應(yīng)力是相同的，各凸部均勻地變形，滑動軸承的適應(yīng)性提高。


圖1是滑動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)性的實驗結(jié)果的曲線圖；圖3是表示關(guān)于本發(fā)明的適應(yīng)性的實驗結(jié)果的曲線圖；圖4是本發(fā)明的另一實施例，圖4(a)～圖4(f)表示半缺滑動軸承的表面展開圖；圖5是本發(fā)明的另一實施例，圖5(a)～圖5(h)表示各凹凸形狀的剖面圖。
具體實施例方式
對于以下圖示實施例說明本發(fā)明，圖1表示沿圓筒狀的滑動軸承1的軸方向的剖面的放大圖。該滑動軸承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軸承1的中心側(cè)的表面形成的軸承合金層2和進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)周面與滑動軸承1的軸方向并行，加工成具有很細的粗糙度的平坦面，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途鶆虻赝坎荚诨瑒虞S承1的內(nèi)周上，即使轉(zhuǎn)動軸高速轉(zhuǎn)動也能緩和滑動軸承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途鶆虻赝坎荚诨瑒虞S承的內(nèi)周上，產(chǎn)生當轉(zhuǎn)動軸高速轉(zhuǎn)動時該部分的溫度上升的問題。
用本實施例的滑動軸承1軸支承轉(zhuǎn)動軸時，其負載由各環(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)秀的滑動軸承1的適應(yīng)性。
與此相反，原有的滑動軸承由于涂層的表面是不規(guī)則的形狀，在軸支承轉(zhuǎn)動軸時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)動軸的接觸狀態(tài)不均勻，不能得到足夠的滑動軸承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，不能充分得到滑動軸承1的適應(yīng)性。
下面對上述實施例中的滑動軸承1的實驗結(jié)果進行記錄。在實驗中使用兩個滑動軸承，這些滑動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的表面上不專門進行的加工。
圖2表示用轉(zhuǎn)動負載試驗機對發(fā)明件和原有件中的滑動軸承1的耐燒結(jié)性進行測定的結(jié)果。
作為該試驗的條件，在滑動軸承1和轉(zhuǎn)動軸的滑接面上的轉(zhuǎn)動軸的圓周速度為17.6m/s、滑動軸承1承受的負載為29Mpa、供給滑動軸承1和轉(zhuǎn)動軸間的潤滑油的溫度為140℃。
若根據(jù)上述條件進行實驗，可以得到圖2所示的試驗結(jié)果，可知在本發(fā)明中可以把滑動軸承1的溫度抑制在不到180℃，與此相對，在原有件中滑動軸承1的溫度超過180℃。
因而，可知在發(fā)明件中的滑動軸承1與原有件相比可以很好地用潤滑油進行潤滑，可以說耐燒結(jié)性優(yōu)秀。
圖3表示用超高壓試驗機對發(fā)明件和原有件中的滑動軸承1的適應(yīng)性進行測量的結(jié)果。
作為該項試驗的條件，滑動軸承1承受的負載為29Mpa、供給滑動軸承1的潤滑油的溫度為140℃，在滑動軸承1和轉(zhuǎn)動軸的滑接面上的轉(zhuǎn)動軸的圓周速度從2.7m/s到0.7m/s每10分鐘逐漸減少0.2m/s，從超高壓試驗機運轉(zhuǎn)開始經(jīng)過20分鐘的時刻開始測量，測定當時的磨擦系數(shù)的變化。圓周速度減少時的磨擦系數(shù)的變化少，其適應(yīng)性越好。
圖3是表示該試驗結(jié)果的曲線圖，縱軸表示滑動軸承1和轉(zhuǎn)動軸間的磨擦系數(shù)，橫軸表示經(jīng)過的時間。而在關(guān)于原有件的曲線圖中，磨擦系數(shù)急劇上升的時間表示轉(zhuǎn)動軸的圓周速度減少的瞬間。
根據(jù)該實驗結(jié)果，可知與原有件時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)明的另一實施例的具有與上述實施例不同形狀的凹凸狀的滑動軸承1，各圖表示展開滑動軸承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。
而在這些滑動軸承1中也和上述實施例一樣，軸承合金層2的表面預(yù)先加工成具有細的粗糙度的平坦面，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，在滑動軸承1的整個表面上形成作為規(guī)則的凹凸狀的槽，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。進而，也可以如圖4(e)、圖4(f)所示，只在軸承的負載重的區(qū)域設(shè)置上述規(guī)則的凹凸形狀。
圖5表示認為作成規(guī)則的凹凸形狀的該凹凸形狀的剖面圖，對與上述第一實施例的滑動軸承1相當?shù)牟考x予相同的符號。
如這些圖所表明的，與上述第一實施例不同，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，形成凹凸狀時，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)則的凹凸狀與上述第一實施例不同，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，當然符合轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)動方向和其它條件，也可以適當變化其形狀。
在上述的實施例中規(guī)則的凹凸狀是由鏜孔加工形成的，另外也可以使用如圖4、圖5所示的復(fù)制滑動軸承1的方法。
進而，在上述實驗中，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)則的凹凸狀并在凹凸狀的凹部確保有潤滑油，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的粗糙度的平坦面，各凸部均勻地進行變形，所以滑動軸承的適應(yīng)性提高。
權(quán)利要求
1.一種滑動軸承，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，同時使上述軸承合金層形成和涂層的邊界具有很細的粗糙度的平坦面。
2.如權(quán)利要求1所述的滑動軸承，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中任一項所述的滑動軸承，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中任一項所述的滑動軸承，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