专利名称：滑动轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及滑动轴承，具体涉及具有轴承合金层和设在该轴承合金层的表面上的由固体润滑剂及树脂组成的涂层的滑动轴承。
背景技术：
如特许3133209号公报(以下称为专利文献1)和特开2002-61652号公报(以下称为专利文献2)所述，在原来的滑动轴承中，在轴承合金层的表面上装有由固体润滑剂及树脂组成的涂层的滑动轴承为大家所了解。
在这些专利文献1、2中，通过设置上述涂层使由涂层的塑变形产生的滑动轴承和转动轴的适应性和耐烧结性提高。
但是，在上述专利文献1、2中的滑动轴承中，上述涂层用气压喷射喷涂后，因为由加热硬化而形成实际上涂层的表面成不规则的形状。
因此，在转轴以高速转动时，有可能存在由于涂层的表面是不规则的形状，润滑油不能均匀地涂布在涂层上，耐烧结性变差，进而由涂层的表面和转动轴的接触产生的涂层的塑性变形变得不均匀，适应性不足的问题。
发明内容
鉴于该问题，本发明提供一种即使转动轴以高速度转动，其耐烧结性和适应性也很优秀的滑动轴承。
即本发明的滑动轴承具有轴承合金层及由设在该轴承合金层的表面上的固体润滑剂和树脂组成的涂层，在上述涂层的表面上形成规则的凹凸形状，同时，使上述轴承合金层和涂层的边界具有很细的粗糙度，并形成平面。
根据上楸本发明通过在涂层的表面上形成规则的凹凸形状，由于该凹凸形状的凹部确保润滑油，防止滑动轴承成为高温，耐烧结性提高。
由于轴承合金层中成为与涂层边界的面加工成具有很细粗糙度平坦面，凹凸形状的凸部上的涂层的剖面形状成为完全相同的形状，同时，由于由转动轴各凸部承受的应力是相同的，各凸部均匀地变形，滑动轴承的适应性提高。
图1是滑动轴承的轴承方向的放大的剖面图；图2是表示关于本发明的耐烧结性的实验结果的曲线图；图3是表示关于本发明的适应性的实验结果的曲线图；图4是本发明的另一实施例，图4(a)～图4(f)表示半缺滑动轴承的表面展开图；图5是本发明的另一实施例，图5(a)～图5(h)表示各凹凸形状的剖面图。
具体实施例方式
对于以下图示实施例说明本发明，图1表示沿圆筒状的滑动轴承1的轴方向的剖面的放大图。该滑动轴承1由没作图示的轴瓦里衬层、与上述轴瓦里衬层相对并在滑动轴承1的中心侧的表面形成的轴承合金层2和进一步在该轴承合金层2的表面形成的涂层3构成。
上述轴承合金层2由以铜和铝为主要原料的合金组成，其内周面与滑动轴承1的轴方向并行，加工成具有很细的粗糙度的平坦面，而涂层3由作为固体润滑剂的MoS2和作为粘合剂树脂的PAI树脂组成，该涂层3在上述加工成平坦的轴承合金层2的表面上用气压喷射喷涂后，通过加热硬化，最初形成10～20μm左右的层。
接着，通过机械加工把该涂层3的表面沿圆周方向形成凹凸形状的螺旋状的槽4和环状突起5。作为凹部的上述槽4剖面成圆弧状，与和其邻接的作为凸部的环状突起5一起间距P形成。
所有的环状突起5的顶部形成相对轴承合金层2成为一定的；且所有的槽4的深度h也形成一定的。因此，可以说各环状突起5上的涂层3的形状是相同的。
根据上述构成的滑动轴承1，通过在涂层3的表面形成规则的槽4，使润滑油在该槽4内流通，从而可以使润滑油均匀地涂布在滑动轴承1的内周上，即使转动轴高速转动也能缓和滑动轴承1能的温度上升，可以得到优秀的耐烧结性。
与此相反，原有的滑动轴承由于涂层的表面是不规则的形状，不能使润滑油均匀地涂布在滑动轴承的内周上，产生当转动轴高速转动时该部分的温度上升的问题。
用本实施例的滑动轴承1轴支承转动轴时，其负载由各环状突起5的前端承受，由于各环状突起5以等间距形成，所以在各环状突起5上承受均等的压力。而且由于各环状突起5的涂层3形成同一形状，各环状突起5塑性变形相同，可得到优秀的滑动轴承1的适应性。
与此相反，原有的滑动轴承由于涂层的表面是不规则的形状，在轴支承转动轴时由于在涂层的表面上不均匀地承受压力，涂层的塑性变形不均匀，有可能存在所谓适应性不足的问题。
另外，即使在该轴承合金层2的表面上形成涂层3，之后形成上述环状突起5，在轴承合金层2的表面不是具有细的粗糙度的平坦面的情况，即使各环状突起5自身的形状相同，各环状突起5上的涂层3的形状也会不同。
这样，各环状突起5即使受到相同的压力，由于各环状突起5的塑性变形不均匀，变形后的环状突起5和转动轴的接触状态不均匀，不能得到足够的滑动轴承1的适应性。
即使与上述涂层3的表面一样，与环状突起5的位置重合，在金属轴承合金层2的表面上也以间距P设置环状突起，涂层3的各环状突起5虽然会均匀地塑性变形，但由于涂层3的塑性变形量少，与轴承合金层2的表面加工成平坦的情况相比，环状突起5的塑性变形量变小，不能充分得到滑动轴承1的适应性。
下面对上述实施例中的滑动轴承1的实验结果进行记录。在实验中使用两个滑动轴承，这些滑动轴承全都具有由铝合金组成的轴承合金层2。
其中本发明的滑动轴承(以下称为发明件)的轴承合金层2表面用短喷射和蚀刻加工成其表面粗糙度为2μmRz以下；原有的滑动轴承(以下称为原有件)的轴承合金层2表面没有专门成为平坦面的加工。
进而，在发明件和原有件的轴承合金层的表面上全都形成厚度为6μm、由含40％的MoS2的PAI树脂组成的涂层3，同时在发明件的涂层3上通过镗孔加工形成间距P＝200μm、深度h＝2μm的槽4，在原有件的涂层3的表面上不专门进行的加工。
图2表示用转动负载试验机对发明件和原有件中的滑动轴承1的耐烧结性进行测定的结果。
作为该试验的条件，在滑动轴承1和转动轴的滑接面上的转动轴的圆周速度为17.6m/s、滑动轴承1承受的负载为29Mpa、供给滑动轴承1和转动轴间的润滑油的温度为140℃。
若根据上述条件进行实验，可以得到图2所示的试验结果，可知在本发明中可以把滑动轴承1的温度抑制在不到180℃，与此相对，在原有件中滑动轴承1的温度超过180℃。
因而，可知在发明件中的滑动轴承1与原有件相比可以很好地用润滑油进行润滑，可以说耐烧结性优秀。
图3表示用超高压试验机对发明件和原有件中的滑动轴承1的适应性进行测量的结果。
作为该项试验的条件，滑动轴承1承受的负载为29Mpa、供给滑动轴承1的润滑油的温度为140℃，在滑动轴承1和转动轴的滑接面上的转动轴的圆周速度从2.7m/s到0.7m/s每10分钟逐渐减少0.2m/s，从超高压试验机运转开始经过20分钟的时刻开始测量，测定当时的磨擦系数的变化。圆周速度减少时的磨擦系数的变化少，其适应性越好。
图3是表示该试验结果的曲线图，纵轴表示滑动轴承1和转动轴间的磨擦系数，横轴表示经过的时间。而在关于原有件的曲线图中，磨擦系数急剧上升的时间表示转动轴的圆周速度减少的瞬间。
根据该实验结果，可知与原有件时随着圆周速度减少磨擦系数的峰值变高相比，发明件磨擦系数不那样高。
因而，发明件中的滑动轴承1与原有件相比，可以说适应性优良。这是由于其涂层表面承受的压力是均匀的，而且，环状突起的塑性变形也是均匀的。
图4表示作为本发明的另一实施例的具有与上述实施例不同形状的凹凸状的滑动轴承1，各图表示展开滑动轴承1，从内周侧看的图，在此记录的线表示凹凸形状的图形。
而在这些滑动轴承1中也和上述实施例一样，轴承合金层2的表面预先加工成具有细的粗糙度的平坦面，涂层3在该轴承合金层2加工后成为形成在该轴承合金层2的表面。
另外，也可以如图4(a)、图4(b)所示，在滑动轴承1的整个表面上形成作为规则的凹凸状的槽，或如图4(c)、图4(d)所示形成作成规则的凹凸形状的圆形和长方形的孔6。进而，也可以如图4(e)、图4(f)所示，只在轴承的负载重的区域设置上述规则的凹凸形状。
图5表示认为作成规则的凹凸形状的该凹凸形状的剖面图，对与上述第一实施例的滑动轴承1相当的部件赋予相同的符号。
如这些图所表明的，与上述第一实施例不同，也可以如图5(a)、图5(b)所示，把环状突起5的形状作成三角形或圆弧状；或如图5(c)、图5(d)所示，把环状突起5的顶部形成平坦面。另外，也可以如图5(e)所示，形成凹凸状时，不只切削涂层3，切削到轴合金层2，使轴合金层2在槽4的底面上露出。
作为上述图4所示的实施例的图4(c)、图4(d)的孔6的剖面可以考虑把其底面作成圆弧状的5(f)、图5(g)和把其底面作成平坦的图5(h)的形状。
因此，规则的凹凸状与上述第一实施例不同，不是镗孔加工，而用复制的方法形成。
上述图4、图5的形状只是一例，当然符合转动轴的转动方向和其它条件，也可以适当变化其形状。
在上述的实施例中规则的凹凸状是由镗孔加工形成的，另外也可以使用如图4、图5所示的复制滑动轴承1的方法。
进而，在上述实验中，在涂层上使用了含40％的MoS2的PAI树脂，此外也可以使用组合添加MoS2、石墨、BN(氮化硼)、WS2(二硫化钨)、PTFE(聚四氟乙烯)、氟素树脂、Pb中一种或两种以上的PAI树脂或PI树脂。
工业利用的可能性根据本发明，由于可以在涂层的表面上形成规则的凹凸状并在凹凸状的凹部确保有润滑油，故耐烧结性提高，另外，由于轴承合金层使成为与涂层的边界的面加工成具有细的粗糙度的平坦面，各凸部均匀地进行变形，所以滑动轴承的适应性提高。
权利要求
1.一种滑动轴承，其具有轴承合金层、由设在该轴承合金层的表面上的固体润滑剂和树脂组成的涂层，其特征在于，在上述涂层的表面上形成规则的凹凸形状，同时使上述轴承合金层形成和涂层的边界具有很细的粗糙度的平坦面。
2.如权利要求1所述的滑动轴承，其特征在于，在所述凹凸形状的凹部上露出所述轴承合金层。
3.如权利要求1或2中任一项所述的滑动轴承，其特征在于，所述规则的凹凸形状，是按规定的间距形成的槽状及与其邻接的突起形状或按规定的间隔排列的规定的孔形状，形成在涂层的全域或其一部分上。
4.如权利要求1至3中任一项所述的滑动轴承，其特征在于，所述涂层是组合添加了MoS2、石墨、BN(氮化硼)、WS2(二硫化钨)、PTFE(聚四氟乙烯)、氟化乙烯树脂、Pb中的一种或两种或两种以上的PAI树脂或PI树脂，另外所述轴承合金层是铜系轴承合金或铝系轴承合金。
全文摘要
一种滑动轴承，其在作成平坦的轴承合金层(2)的表面上形成由作为固体润滑剂的MoS
文档编号F16C33/12GK1735755SQ20038010849
公开日2006年2月15日 申请日期2003年12月9日 优先权日2003年1月8日
发明者川越公男, 桥爪克幸 申请人:大丰工业株式会社