像(反射电子像)的图像数据。然后，将观察图像输入图像解析装置(NIRECO社制LUZEX II)，抽出观察图像中存在的Bi粒子Ilb的像。在Bi粒子Ilb的像的外缘存在界限(亮度、饱和度、色相角相差规定值以上的边界)。此处，通过图像解析装置，将按界限闭合的区域作为Bi粒子Ilb的像从观察图像中抽出。
[0038]然后，从观察图像中抽出Bi粒子Ilb的像，通过图像解析装置，针对观察视场范围中存在的所有的Bi粒子Ilb的像进行了投影面积等效圆直径(测量参数:HEYW00D)的测量。投影面积等效圆直径是指具有与Bi粒子Ilb的截面积相等的面积的圆的直径，是将具有与Bi粒子Ilb的像的面积相等的面积的圆的直径按照倍率换算成现实的长度的直径。进而，测量出所有的Bi粒子Ilb的投影面积等效圆直径的算术平均值(合计值/粒子数)来作为平均等效圆直径。进而，通过将具有与Bi粒子Ilb的平均等效圆直径相等的直径的圆的面积乘以观察视场范围中存在的所有Bi粒子Ilb的个数，从而计算出轴套11的剖面上存在的所有Bi粒子Ilb的总面积。然后，通过将所有Bi粒子Ilb的总面积除以观察视场范围的面积，从而测量出Bi粒子Ilb的面积占比。此外，由于在投影面积等效圆直径不足1.0 μπι的情况下，投影面积等效圆直径的信赖度、物质的特定的信赖度低，因此计算Bi粒子Ilb的平均等效圆直径等时不考虑这种情况。
[0039]按照以下的顺序确定具有析出到轴套11中的Bi粒子Ilb所特有的结晶颗粒构造的Bi的结晶颗粒与具有覆盖层12所特有的结晶颗粒构造的Bi的结晶颗粒的边界Y。首先，以截面离子抛光仪研磨径向切断滑动构件I的截面。通过电子显微镜，以7000倍的倍率拍摄轴套11的截面中面积为0.02mm2的任意观察视场范围(纵0.1mmX横0.2mm的矩形范围)，得到观察图像。图3A、3B是表示观察图像的照片。如图3A所示，通过目视对观察图像中Bi粒子Ilb存在于界面X的部分进行了观察。进而，如图3B所示，作出连接界面X上的Bi粒子IIb的两端的线段L (虚线)，确定在距离该线段LI μ m以内的范围内能观察到的边缘作为边界Y (点划线)。
[0040]需要说明的是，判别在线段L中，在距离该线段LI μπι以内的范围内存在界限的部分、以及在距离该线段LI μ m以内的范围内不存在界限的部分B (箭头)，计算出不存在该界限的部分B的长度除以线段L的长度后得出的值即外延度。另外，针对界面X中存在的多个Bi粒子Ilb分别计算出外延度。本实施方式的滑动构件I的外延度的最大值为10%。需要说明的是，边界Y上的界限可以由获取观察图像的图像解析装置进行检测。
[0041](1-3)滑动构件的制造方法:
[0042]首先，准备具有与轴瓦10相同厚度的低碳钢平面板。
[0043]接下来，在由低碳钢形成的平面板上散布构成轴套11的材料的粉末。具体地，按照上述的轴套11的各成分的质量比，在低碳钢平面板上散布Cu粉末、Bi粉末以及Sn粉末。只要能满足轴套11的各成分的质量比即可，还可以在低碳钢平面板上散布Cu-B1、Cu-Sn等合金粉末。粉末的颗粒直径通过试验用筛子(JIS Z8801)调整至150 μπι以下。
[0044]接下来，将低碳钢平面板、以及在该平面板上散布的粉末烧结。将烧结温度控制为700?1000°C，在惰性气氛中进行烧结。烧结后进行冷却。
[0045]当冷却结束时，在低碳钢平面板上形成Cu合金层。该Cu合金层含有在冷却中析出的软质Bi粒子lib。
[0046]接下来，以将中空状的圆筒在直径方向上二等分的形状的方式冲压加工形成有Cu合金层的低碳钢。此时，以使低碳钢的外径与滑动构件I的外径一致的方式进行冲压加工。
[0047]接下来，对形成于轴瓦10上的Cu合金层的表面进行了切削加工。此时，控制切削量使得形成于轴瓦10上的Cu合金层的厚度与轴套11相同。由此，能由切削加工后的Cu合金层形成轴套11。切削加工通过例如设置有由烧结金刚石形成的切削工具的车床来进行。切削加工后的轴套11的表面构成轴套11与覆盖层12的界面X。
[0048]接下来，通过对露出到轴套11的表面的Bi粒子Ilb的表面进行阳极氧化，从而在Bi粒子Ilb的表面形成Bi的氧化膜。阳极氧化按照以下顺序进行。首先，通过在电解液中对轴套11的表面流通负直流电流，从而对轴套11的表面进行脱脂。接下来，对轴套11的表面进行水洗。以上的前处理结束后，通过向浸渍在阳极氧化浴中的轴套11提供正电流来进行阳极氧化。采用包含10?50g/升的氢氧化钠的氧化浴的浴液组成。浴液温度为60°C。进而，在提供给轴套11的电流为直流电流，其电流密度为0.5?5.0A/dm2的条件下进行了阳极氧化。
[0049]接下来，通过在阳极氧化后的轴套11的表面上只电镀10 μ m的厚度来层叠作为软质材料的Bi，从而形成覆盖层12。电镀的顺序如下。首先，对阳极氧化后的轴套11的表面进行水洗。进而，通过对轴套11的表面进行酸洗，从轴套11的表面除去不需要的氧化物。然后，再次对轴套11的表面进行水洗。以上的前处理结束后，通过向浸渍到电镀浴中的轴套11提供电流而进行电镀。采用包含Bi浓度:10?50g/L、有机磺酸:25?100g/L、添加剂:0.5?50g/L的电镀浴的浴液组成。电镀浴的浴液温度为25°C。进而，提供给轴套11的电流为直流电流，其电流密度为0.5?5.0A/dm2。
[0050]通过如上进行电镀，防止Bi从轴套11的表面中存在的Bi粒子Ilb外延生长，同时层叠了覆盖层12。在覆盖层12的层叠结束后，通过进行水洗和干燥，完成滑动构件I。进而，通过将两个滑动构件I组合成圆筒状，形成滑动轴承A。
[0051](2)其他实施方式:
[0052]在上述实施方式中，例示了构成对发动机的曲轴进行轴支承的滑动轴承A的滑动构件1，但也可以用本发明的滑动构件I形成其他用途的滑动轴承A。例如，可以用本发明的滑动构件I形成变速箱用的齿轮轴套、活塞销轴套/活塞毂轴套等。当然，滑动构件I也可以是轴以外的对象构件进行滑动的构件。另外，轴套11的基体不限于Cu合金，只要能根据对象轴2的硬度选择基体的材料即可。另外，软质材料比基体软，并且，可以是可析出到基体中的材料，也可以是例如Pb、Sn、In。另外，也可以不必在界面X上形成Bi的氧化膜，也可以例如通过将对覆盖层12进行电镀时的外加电压设定得更大，从而防止Bi从轴套11的Bi粒子Ilb进行外延生长。
[0053]附图标记说明
[0054]1:滑动构件；
[0055]2:对象轴；
[0056]10:轴瓦；
[0057]11:轴套;
[0058]Ila:基体；
[0059]llb:Bi 粒子；
[0060]12:覆盖层；
[0061]12a:自我生长部；
[0062]12b:外延生长部；
[0063]X:界面；
[0064]Y:边界。
【主权项】
1.一种滑动构件，具备: 由比基体软的软质材料构成的软质粒子析出到所述基体中的基层；以及 由所述软质材料形成于所述基层的表面上的软质层， 所述滑动构件的特征在于， 在所述基层与所述软质层之间的界面上，形成有具有所述软质粒子所特有的结晶颗粒构造的所述软质材料的结晶颗粒与具有所述软质层所特有的结晶颗粒构造的所述软质材料的结晶颗粒的边界。2.根据权利要求1所述的滑动构件，其特征在于， 在所述边界上，形成有所述软质材料的氧化膜。3.根据权利要求1或2所述的滑动构件，其特征在于， 所述基层的所述基体为Cu合金， 所述软质材料为Bi。4.一种滑动轴承，具备: 由比基体软的软质材料构成的软质粒子析出到所述基体中的基层；以及 由所述软质材料形成于所述基层的表面上的软质层， 所述滑动轴承的特征在于， 在所述基层与所述软质层之间的界面上，形成有具有所述软质粒子所特有的结晶颗粒构造的所述软质材料的结晶颗粒与具有所述软质层所特有的结晶颗粒构造的所述软质材料的结晶颗粒的边界。5.根据权利要求4所述的滑动轴承，其特征在于， 在所述边界上，形成有所述软质材料的氧化膜。6.根据权利要求4或5所述的滑动轴承，其特征在于， 所述基层的所述基体为Cu合金， 所述软质材料为Bi。
【专利摘要】本发明提供一种能防止疲劳破坏从软质层传播到基层内的技术。本发明的滑动构件以及滑动轴承具备：由比基体软的软质材料构成的软质粒子析出到所述基体中的基层；以及由所述软质材料形成于所述基层的表面上的软质层。在所述基层与所述软质层之间的界面上，形成有具有所述软质粒子所特有的结晶颗粒构造的所述软质材料的结晶颗粒与具有所述软质层所特有的结晶颗粒构造的所述软质材料的结晶颗粒的边界。
【IPC分类】C25D7/10, B22F7/00, C22C38/04, C22C12/00, F16C33/14, F16C33/12, C25D11/34, C25D7/00, C22C38/00, C22C9/02, B22F3/24
【公开号】CN105190064
【申请号】CN201480013839
【发明人】和田仁志
【申请人】大丰工业株式会社
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2014年3月25日
【公告号】EP2980431A1, US20160025132, WO2014157193A1