JP2018054107A - 摺動部材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐摩耗性に優れ、長期間にわたり摺動性能を維持できるとともに、相手材に対する攻撃性を緩和し相手材の損傷を防止し得る摺動部材及びその製造方法を提供する。【解決手段】裏金層と、該裏金層の一方の面に設けられ、摺動面を形成するライニング層とを備えた摺動部材であって、前記ライニング層は、前記裏金層側に位置する第一焼結金属層と、前記摺動面側に位置する第二焼結金属層とを備え、前記第一焼結金属層の空孔率が、前記第二焼結金属層の空孔率よりも高い摺動部材とする。【選択図】図１

Description

本発明は、摺動部材及びその製造方法に関し、より詳細には、耐摩耗性に優れ、長期間にわたり摺動性能を維持できるとともに、相手材に対する攻撃性を抑制し相手材の損傷を防止し得る摺動部材及びその製造方法に関する。

従来、建機や自動車などの各種機械において、ハウジングに挿通された軸を回転可能とするために、すべり軸受などの摺動部材が用いられており、これに関する技術も開示されている（例えば、特許文献１を参照）。

摺動部材は、例えば、裏金層とライニング層とを備えたブシュを備え、該ブシュは、裏金層の表面で金属粉末を焼結することにより形成されたバイメタルの焼結合金からなり、この焼結合金がライニング層を形成している。また、このブシュを備えた摺動部材は、例えば、燃料噴射ポンプ、エンジン、変速機、ショックアブソーバー等においてすべり軸受として用いられている。すべり軸受は円筒形状を成し、その内部に形成される中空部分にて円柱状の相手軸を軸受けする。

ブシュをバイメタルの焼結金属により形成する技術として、例えば、特許文献２には、裏金鋼板と、前記裏金鋼板上に焼結接合されたＦｅ系焼結摺動材料層と、前記Ｆｅ系焼結摺動材料層と前記裏金鋼板との接合界面近傍に形成されたＦｅ系合金粒の拡散層と、前記接合界面近傍に形成された、該接合界面側に伸長するＣｕ合金相と、を備えるブシュが提案されている。

また、その他のＦｅ系焼結合金としては、Ｆｅ粉末とＣｕ−Ｆｅ−Ｍｎ合金粉末とＣｏ−Ｍｏ−Ｃｒ−Ｓｉ超合金粉末とＣ粉末とからなるものも知られている（例えば、特許文献３を参照）。

特開２００７−３３３１８５号公報 国際公開第２００７／０８６６２１号 特開２０１２−１６２７７１号公報

しかし、従来技術の摺動部材は、建設機械用等の大きな面圧がかかる軸受に用いようとすると、耐摩耗性が不足し、改善が求められていた。また、特許文献３の技術は、Ｆｅ粉末とＣ粉末が焼結過程で反応して焼結組織中に高硬度の遊離セメンタイト（Ｆｅ_３Ｃ）が析出し、これが相手材（軸）を攻撃して損傷させるという問題点がある。

そこで本発明の目的は、耐摩耗性に優れ、長期間にわたり摺動性能を維持できるとともに、相手材に対する攻撃性を緩和し相手材の損傷を防止し得る摺動部材及びその製造方法を提供することにある。

本発明者は鋭意検討を重ねた結果、裏金上に摺動面を形成するライニングを備えてなる摺動部材において、ライニングを複数層構成とし、それぞれの層の空孔率を特定の関係に定めることにより上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は以下の通りである。
［１］裏金層と、該裏金層の一方の面に設けられ、摺動面を形成するライニング層とを備えた摺動部材であって、前記ライニング層は、前記裏金層側に位置する第一焼結金属層と、前記摺動面側に位置する第二焼結金属層とを備え、前記第一焼結金属層の空孔率が、前記第二焼結金属層の空孔率よりも高いことを特徴とする摺動部材。
［２］前記第一焼結金属層の空孔率と前記第二焼結金属層の空孔率との差が、５％以上であることを特徴とする前記［１］に記載の摺動部材。
［３］前記第一焼結金属層の空孔率が３０〜４０％であり、かつ前記第二焼結金属層の空孔率が１０〜２５％であることを特徴とする前記［１］又は［２］に記載の摺動部材。
［４］前記［１］〜［３］のいずれか１つに記載の摺動部材を製造する方法であって、裏金層の一方の面に、第一の金属粉末を散布し、散布された第一の金属粉末を焼結して第一焼結金属層を形成する第一焼結工程と、前記第一焼結金属層上に、第二の金属粉末を散布し、該第二の金属粉末を緻密化させ、緻密化した第二の金属粉末を焼結して第二焼結金属層を形成する第二焼結工程とを有することを特徴とする摺動部材の製造方法。
［５］前記第二の金属粉末の緻密化が、下記（１）〜（３）からなる群から選択される少なくとも１つの方法により行われることを特徴とする前記［４］に記載の摺動部材の製造方法。
（１）前記第一焼結金属層上に第二の金属粉末を散布した後に振動を加える方法
（２）前記第一焼結金属層上に第二の金属粉末を散布した後に第二の金属粉末をプレスする方法
（３）前記第一焼結金属層上に第二の金属粉末を散布した後に脱気する方法
［６］前記［１］〜［３］のいずれか１つに記載の摺動部材を備えることを特徴とするすべり軸受。

本発明によれば、ライニング層が少なくとも第一焼結金属層と第二焼結金属層から構成され、第一焼結金属層の空孔率が第二焼結金属層の空孔率よりも高いので、硬く緻密な第二焼結金属層が初期のシビア摩耗に耐性を有し、また初期摩耗が進行した後は空孔率が高く潤滑油を多く含む第一焼結金属層から潤滑油が摺動面に供給され、長期間にわたり摩擦を低減することが可能となる。また、空孔率の高い第一焼結金属層は、大きな面圧がかかった場合に塑性変形しやすく、相手材に対する攻撃性を緩和することができる。
したがって本発明によれば、耐摩耗性に優れ、長期間にわたり摺動性能を維持できるとともに、相手材に対する攻撃性を緩和し相手材の損傷を防止し得る摺動部材及びその製造方法を提供することができる。

実施形態に係る摺動部材の外観を示す概念図である。 実施形態に係る摺動部材の製造方法におけるステップＳ０１〜ステップＳ０４の工程を示した図である。 実施形態に係る摺動部材の製造方法におけるステップＳ０５〜ステップＳ０７の工程を示した図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、別実施例に係るカラーの製造方法を示した図。である 実施例１で得られた摺動部材のライニング層の断面観察の写真図である。

以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、実施形態の摺動部材であるすべり軸受４０の概略図である。すべり軸受４０は円筒状の外形を呈しており、その摺動面としての内周面（内側）７から外周面（外側）８に向かう径方向に沿って、ライニング層１１、裏金層１５、カラー３０の三層が、同心円状に配置されている。本実施形態に係るすべり軸受４０は、図示しない建機や自動車などの各種機械が有するハウジングに相通された相手軸（以下、単に「軸」ともいう）を回転可能とするために用いられるすべり軸受であり、ハウジングに圧入されて使用されるものである。この軸は、すべり軸受４０の中央に形成された穴を貫通するとともに、回転可能に支持されている。

ライニング層１１は、回転する軸と直接接触する部材であって、軸が摺動しながら回転するため、低摩擦性、耐摩耗性、耐焼付性などが要求される。ライニング層１１は、金属粉末を焼結して得られる焼結体（焼結金属）より構成される多孔質金属焼結層である。

本発明において、ライニング層１１は、裏金層１５側に位置する第一焼結金属層１２と、摺動面７側に位置する第二焼結金属層１３とを備える。

第一焼結金属層１２を構成する焼結金属としては、例えば、鉄系焼結金属、銅系焼結金属、鉄銅合金系焼結金属等が挙げられる。中でも、ライニング層の硬度を高めて耐摩耗性を向上させるという観点から、鉄系焼結金属が好ましい。鉄系焼結金属としては、例えば、Ｃｕ：１３．５〜２２．５質量％、Ｓｎ：１．５〜２．５質量％、Ｃ：０．５〜３．０質量％を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなる金属等を挙げることができる。

第一焼結金属層１２の厚みは、本発明の効果が向上するという観点から、例えば、５００〜１５００μｍであり、８００〜１２００μｍが好ましい。

第一焼結金属層１２の空孔率は、３０〜４０％であることが好ましい。第一焼結金属層１２の空孔率が３０％以上であると、相手軸との摺動時において荷重がかかった際に第一焼結金属層１２が変形しやすいため、ライニング層が相手軸となじみやすくなり、優れた耐摩耗性を有することができる。

なお、空孔率は、得られた摺動部材の切断断面を金属顕微鏡により撮影し、空孔を画像解析することにより測定することができる。

第一焼結金属層１２の空孔率は、下記で説明するように、焼結条件、圧延時の圧力の度合等を適宜決定することにより調整することができる。

第二焼結金属層１３を構成する焼結金属としては、上記の第一焼結金属層１２で説明した各種焼結合金が挙げられ、好ましい焼結金属も同様である。本発明において、第一焼結金属層１２と第二焼結金属層１３とは、焼結合金の種類が同じでも異なっていてもよい。

第二焼結金属層１３の厚みは、本発明の効果が向上するという観点から、例えば、１５００〜２５００μｍであり、１２００〜２０００μｍが好ましい。

本発明において、第一焼結金属層１２と第二焼結金属層１３の厚みの比は、１：１〜１：５であることが好ましく、１：２〜１：３であることがより好ましい。

第二焼結金属層１３の空孔率は、１０〜２５％であることが好ましい。第二焼結金属層１３の空孔率が１０％以上であると、摺動に必要な潤滑油をライニング層に十分に染み込ませることができるので、摺動部材に優れた摺動特性を与えることができる。空孔率が２５％以下であると、摺動部材として必要な強度を担保することができる。第二焼結金属層１３の空孔率は、１５〜２５％であることが好ましい。

第二焼結金属層１３の空孔率は、下記で説明するように、焼結条件、圧延時の圧力の度合、第二焼結金属層形成用粉末を緻密化させる手段・条件を適宜決定することにより調整することができる。

本発明の摺動部材は、第一焼結金属層１２の空孔率が、第二焼結金属層１３の空孔率よりも高いことを特徴としている。第一焼結金属層１２の空孔率が、第二焼結金属層１３の空孔率よりも高いことで、硬く緻密な第二焼結金属層１３が初期のシビア摩耗に耐性を有し、また初期摩耗が進行した後は空孔率が高く潤滑油を多く含む第一焼結金属層１２から潤滑油が摺動面に供給され、長期間にわたり摩擦を低減することが可能となる。また、空孔率の高い第一焼結金属層１２は、大きな面圧がかかった場合に塑性変形しやすく、相手材に対する攻撃性を緩和することができる。

本発明において、第一焼結金属層１２の空孔率と第二焼結金属層１３の空孔率との差が、５％以上であることが好ましい。空孔率の差が５％未満であると、上記作用効果を奏することができない場合がある。
第一焼結金属層１２の空孔率と第二焼結金属層１３の空孔率との差は、５〜１０％であることがより好ましい。

ライニング層１１の厚みは、所望のすべり軸受の軸径に応じて適宜調整すればよいが、例えば直径８０ｍｍの軸が挿通される場合、１．６５〜２．１ｍｍが好ましい。

ライニング層１１には、図１に示したように、その摺動面７に、外部から潤滑油を供給する溝６と、溝６から供給された潤滑油をためることが可能な複数の凹部（インデント）５を有することが好ましい。凹部５を備えることで、該凹部５に潤滑油を保持することができるため、摺動性能を良好に維持することができる。

本発明において、ライニング層１１は第一焼結金属層１２と第二焼結金属層１３との間に更に他の焼結金属層を設けてもよい。他の焼結金属層の空孔率及び厚み、並びに他の焼結金属層を構成する焼結金属は任意であるが、空孔率は第二焼結金属層１３よりも高く、第一焼結金属層１２よりも小さいものであることが好ましい。

裏金層１５は、板状の金属部材より構成され、軸からの荷重を受ける部材である。裏金層１５とライニング層１１との二層構造により構成されるバイメタルが、主として摺動部材としての役割を果たすブシュ２０を構成する。
裏金層１５を構成する金属としては、例えば、鉄系金属等が挙げられる。

裏金層１５の厚みは、所望のすべり軸受の軸径に応じて適宜調整すればよいが、例えば直径８０ｍｍの軸が挿通される場合、１．８５〜２．１５ｍｍが好ましい。

本発明において、ブシュ２０に凹部５を形成する際に、加工機（例えば、プレス機）による応力によりブシュ２０の背面、すなわち裏金層１５側の表面に盛り上がりが発生する場合がある。そこで、ブシュ２０の裏金層１５側にカラー３０を設けることが好ましい。
カラー３０は、円筒形状を呈する金属部材より構成され、すべり軸受４０の全体形状を維持するとともに、すべり軸受４０（ブシュ２０）をハウジングなどの他の部材に固定するための部材である。ブシュ２０がカラー３０の内面に圧入されることにより、すべり軸受４０が形成される。

次に本発明の摺動部材の製造方法について、すべり軸受である場合について説明する。

本実施形態に係るすべり軸受４０の製造方法は、裏金層１５の一方の面に、第一の金属粉末を散布し、散布された第一の金属粉末を焼結して第一焼結金属層１２を形成する第一焼結工程と、第一焼結金属層１２上に、第二の金属粉末を散布し、該第二の金属粉末を緻密化させ、緻密化した第二の金属粉末を焼結して第二焼結金属層１３を形成する第二焼結工程とを有する。具体的に、図２、３に示す如く、第一の粉末散布工程（ステップＳ０１Ａ）と第一の焼結工程（ステップＳ０２Ａ）、第二の粉末散布・緻密化工程（ステップＳ０１Ｂ）と第二の焼結工程（ステップＳ０２Ｂ）、凹部形成工程（ステップＳ０３）、ブシュ形成工程（ステップＳ０４）、熱処理工程（ステップＳ０５）、圧入工程（ステップＳ０６）、及び含油・仕上げ工程（ステップＳ０７）を備える。以下、各工程について具体的に説明する。

図２に示したように、第一の粉末散布工程（ステップＳ０１Ａ）では、まず、板状の金属部材である裏金（裏金層１５）を準備する。この裏金層１５の材料には、例えば鉄系部材などが用いられる。次に、第一焼結金属層１２を形成するための第一の金属粉末を、散布装置を用いて裏金層１５の表面１５ａに散布し、散布層１２ａを形成する。第一の金属粉末としては、例えば、鉄粉と銅粉とが略均一に混合されたものを使用することができる。このように、板状の裏金層１５の表面に略均一に散布層１２ａを散布して、板状の焼結前部材１０ａを構成する。なお、第一の金属粉末の平均粒径は、例えば、Ｆｅ：１２０μｍ、ＣｕＳｎ：６０μｍ、Ｃ：１５μｍである。

次に、図２に示す第一の焼結工程（ステップＳ０２Ａ）では、第一の粉末散布工程（ステップＳ０１Ａ）で構成した焼結前部材１０ａを焼結炉に入れてヒータで加熱し、散布層１２ａにおける主成分である鉄粉末の融点よりも低い温度の雰囲気で散布層１２ａを焼結させる。
本発明の摺動部材における空孔率を得るために、ステップＳ０２Ａでの焼結温度は、例えば、８００〜１３００℃であり、好ましくは９００〜１０００℃であり、焼結時間は、例えば、３０〜９０分であり、好ましくは５０〜８０分である。
このステップＳ０２Ａにより、散布層１２ａは多孔質の第一焼結金属層１２となるとともに、裏金層１５と第一焼結金属層１２とのバイメタルとなる。

次に、第二の粉末散布・緻密化工程（ステップＳ０１Ｂ）では、第一の粉末散布工程（ステップＳ０１Ａ）と同様に、第二焼結金属層１３を形成するための第二の金属粉末を、散布装置を用いて第一焼結金属層１２上に散布し、散布層１３ａを形成する。第二の金属粉末としては、例えば、第一の金属粉末と同様のものを使用することができる。

第二の粉末散布・緻密化工程（ステップＳ０１Ｂ）では、散布層１３ａに対して緻密化を行う。散布層１３ａの緻密化の方法としては特に限定されないが、下記（１）〜（３）からなる群から選択される少なくとも１つの方法により行われることが好ましい。
（１）前記第一焼結金属層上に第二の金属粉末を散布した後に振動を加える方法
（２）前記第一焼結金属層上に第二の金属粉末を散布した後に第二の金属粉末をプレスする方法
（３）前記第一焼結金属層上に第二の金属粉末を散布した後に脱気する方法
上記（１）〜（３）のいずれかの方法を行うことで、散布層１３ａに含まれる空気を除去するとともに粉末間の空隙部を減少させることができる。この緻密化の度合によって、第二焼結金属層１３の空孔率の調整が可能である。
なお、このステップＳ０１Ｂでは、散布層１３ａの緻密化が施される故に、散布層１３ａ自体の厚みが減少する場合がある。この場合、所望の厚みの第二焼結金属層１３を得るためには、散布層１３ａ自体の厚みの減少を勘案して、緻密化前の散布層１３ａの厚みを増加させておくのが好ましい。
このように、第一焼結金属層１２上の表面に略均一に散布層１３ａを散布して、板状の焼結前部材１０ｂを構成する。

次に、図２に示す第二の焼結工程（ステップＳ０２Ｂ）では、第二の粉末散布・緻密化工程（ステップＳ０１Ｂ）で構成した焼結前部材１０ｂを焼結炉に入れてヒータで加熱し、散布層１３ａにおける主成分である鉄粉末の融点よりも低い温度の雰囲気で散布層１３ａを焼結させる。
本発明の摺動部材における空孔率を得るために、ステップＳ０２Ｂでの焼結温度は、例えば、８００〜１３００℃であり、好ましくは９００〜１０００℃であり、焼結時間は、例えば、３０〜９０分であり、好ましくは５０〜８０分である。
このステップＳ０２Ｂにより、散布層１３ａは多孔質の第二焼結金属層１３となるとともに、裏金層１５と第一焼結金属層１２と第二焼結金属層１３とのバイメタルからなる焼結合金１０となる。

上記第一焼結工程及び第二焼結工程によって、第一焼結金属層１２の空孔率が、第二焼結金属層１３の空孔率よりも高いブシュ２０を形成することができる。

本発明において、所望の空孔率を確保したうえで第一の焼結工程（ステップＳ０２Ａ）及び／又は第二の焼結工程（ステップＳ０２Ｂ）の間や、これらの工程の後に、焼結金属をローラー等で圧延してもよい。圧延処理を行うことにより、ライジング層を所望の板厚とすることができる。

続いて、図２に示す凹部形成工程（ステップＳ０３）が実施される。ステップＳ０３では、ライニング層１１に複数の凹部５を形成する。凹部５の形成方法は特に限定されず、プレス加工、切削加工等が挙げられる。

次に、図２に示すブシュ成形工程（ステップＳ０４）ではステップＳ０１〜ステップＳ０３で形成した焼結合金１０を、ライニング層１１が内側となるようにプレス機等によって巻いて曲げ加工を行い、円筒状のブシュ２０を成形する。このブシュ形成工程によって、後に摺動部材であるすべり軸受４０の内周面となる、ブシュ２０の内周面が形成される。

次に、図３に示す熱処理工程（ステップＳ０５）では、ブシュ２０に対して浸炭焼入れ等の熱処理を行い、ブシュ２０のライニング硬化及び表面改質を行う。この処理により、裏金層１５及びライニング層１１それぞれの硬さが向上し（例えば、裏金層１５はビッカース硬さ１００〜４００、第一焼結金属層１２はビッカース硬さ６５０〜８００、第二焼結金属層１３はビッカース硬さ４００〜６５０）、ブシュ２０の強度が向上する。

次に、図３に示す圧入工程（ステップＳ０６）では、円筒状の金属部材（例えば、鉄系部材）であるカラー３０に、熱処理を行ったブシュ２０を圧入し、すべり軸受４０を形成する。カラー３０はブシュ２０のような熱処理は行われていないため、その硬さは裏金層１５よりも小さい（例えば、ビッカース硬さ１００〜２００）。また、カラー３０の内径寸法はブシュ２０を圧入できる程度に、ブシュ２０の外径寸法と同一若しくは若干小さく形成されている。この圧入工程によって、後に摺動部材であるすべり軸受４０の外周面となる、カラー３０の外周面が形成される。

次に、図３に示す含油・仕上げ工程（ステップＳ０７）では、含油機を用いてすべり軸受４０に高粘度潤滑油からなる油分を含浸させる。含油工程では、高粘度潤滑油を加熱して低粘度化し、この潤滑油内にすべり軸受４０を浸漬し、真空雰囲気下で静置する。これにより、すべり軸受４０の気孔内の空気が気孔外へ吸い出される一方で、低粘度化した潤滑油がすべり軸受４０の気孔内に吸引される。潤滑油を吸引したすべり軸受４０を空気中に取り出して室温にまで放冷すると、低粘度化した潤滑油はすべり軸受４０の気孔内で再び元の高粘度潤滑油に戻り流動性を失う。これにより、高粘度潤滑油をすべり軸受４０の気孔内に留めておくことができる。

上記の如く、本実施形態に係る摺動部材であるすべり軸受４０においては、板状の金属部材である裏金層１５の表面において、第一焼結工程と第二焼結工程によりライニング層１１が形成されることにより、バイメタルの焼結合金１０が形成される。本発明では、第二の焼結工程において金属粉末の焼結前に緻密化処理を行うため、ライニング層１１は空港率の異なる２層で構成される。そして、焼結合金１０が円筒状のブシュ２０として形成され、ブシュ２０に熱処理が施された後に、ブシュ２０が円筒状の金属部材であるカラー３０に圧入されて、すべり軸受４０が形成される。即ち、本実施形態に係るすべり軸受４０は、図１に示したように、その内側から外側に向かってライニング層１１、裏金層１５、カラー３０の三層が配置される。即ち、ブシュ２０と、ブシュ２０の周囲に設けられたカラー３０より、すべり軸受４０が構成される。

上記の如く構成することにより、すべり軸受４０をハウジングに圧入する際に、すべり軸受４０の外周面にかじりを生じにくくすることができる。具体的には、すべり軸受４０の外周に配置されるカラー３０には熱処理が行われていないため、カラー３０の硬さは裏金層１５等と比較して小さくなる。このため、すべり軸受４０をハウジングに圧入する際にハウジングと当接するカラー３０の部分でかじりの発生を抑制することが可能となる。

また、熱処理がされていないカラー３０が外周部に配置されることにより、すべり軸受４０の全体的な硬さを抑えることができる。これにより、すべり軸受４０が局部的に発生する強い当りを減少させることができ、耐焼付き性及び耐摩耗性を向上させて割れを生じにくくすることができる。

加えて、厚み（半径方向の厚さ）が大きいすべり軸受４０を形成する場合でも、カラー３０の半径方向厚さを調整すればよく、焼結合金１０の厚さを一定とすることができる。このため、すべり軸受４０の厚みが大きい場合でも容易に成形することが可能となる。

さらに、本実施形態によれば、板状の焼結前部材１０ｂから焼結合金１０を形成し、この焼結合金１０を曲げ加工してブシュ２０を成形する構成としているため、焼結材料のみで円筒状部品を成形する必要がなく、容易に加工することができる。加えて、脆性の高い焼結材料のみを裏金層に圧入する必要がないため、焼結材料を裏金層に圧入する際に割れが生じることがない。

また、板状の焼結合金１０の段階で溝加工又は凹部（インデント）加工により溝や凹部を形成しておくことができるため、すべり軸受４０の内周面に溝や凹部を容易に形成して、すべり軸受４０の内周面における摺動特性を向上させることが可能となる。

上記の如く、本実施形態によれば、ハウジングに圧入する際にすべり軸受４０の裏金部分であるカラー３０にかじりが生じにくく、割れにくく、溝や凹部等の成形がしやすい、すべり軸受４０を製造することが可能となるのである。

尚、本願発明の「円筒状の金属部材であるカラー３０」は、パイプ材やソリッド材から切削形成しても、また、板状（帯状）の部材の端部同士を突き合せて（巻いて）形成してもよく、コスト面や設備面で適宜選択可能である。但し、板状部材から円筒形状を作成した方がより安価にカラーを作成でき好ましい。その場合は締め代を持たせるために合せ目を閉じた状態で仕上げ加工をする。さらに、板状部材を巻いてカラーを形成する場合は、合せ目を溶接で結合するのみでなく、クリンチ形状で結合するようにしてもよい。

以下、図４を用いて、カラー３０を板状部材から形成し、合せ目をクリンチ形状で結合した場合について説明する。具体的には図４（ａ）に示す如く、両端にクリンチ形状（略円形状の係合凸部１７ａ及び係合凹部１７ｂを有する板状部材を、図示しない曲げ加工機等によって巻いて曲げ加工を行い、中央部分が半円筒状の曲げ部材１７ｃを成形する。この際、曲げ部材１７ｃにおける内周面の曲率半径は、ブシュ２０における外周面の曲率半径と略同一か、少し大きくなるように形成する。この荒曲げ工程によって形成される曲げ部材１７ｃにおける外側の面が、カラー３０の外周面、即ちすべり軸受４０の外周面となる。

次に、図４（ｂ）に示す如く、半円筒形状の固定型である上型５２ｓの側に曲げ部材１７ｃの中央部分（半円筒状部分）をセットする。そして、同じく半円筒形状の可動型である下型５２ｍを、曲げ部材１７ｃの端部の側から図４（ｂ）に示す矢印Ｕの如く近接させるのである。これにより、板状部材である曲げ部材１７ｃの両側端部を、下型５２ｍの半円筒面に沿わせて変形させることにより、クリンチ形状を係合させる。具体的には、係合凸部１７ａを係合凹部１７ｂに進入させて係合させることにより、板状部材である曲げ部材１７ｃの両側端部を接合するのである。このようにして、外側部材であるカラー３０を形成する。その後、ブシュ２０を円筒状のカラー３０に圧入して、すべり軸受４０を形成する。

本発明の摺動部材によれば、ライニング層１１が少なくとも第一焼結金属層と第二焼結金属層から構成され、第一焼結金属層の空孔率が第二焼結金属層の空孔率よりも高いので、大きな面圧がかかった場合に第一焼結金属層が塑性変形しやすく、相手材に対する攻撃性を緩和することができる。また、第二焼結金属層が硬く緻密であるため、初期の摩耗に耐性を有する。そして、初期摩耗が進行した後は空孔率が高く潤滑油を多く含む第一焼結金属層から潤滑油が摺動面に供給され、長期間にわたり摩擦を低減することが可能となる。
したがって本発明によれば、耐摩耗性に優れ、長期間にわたり摺動性能を維持できるとともに、相手材に対する攻撃性を緩和し相手材の損傷を防止し得る摺動部材及びその製造方法を提供することができる。

以下、本発明を実施例により更に説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。

（実施例１）
図２に示す製造方法にしたがって、本発明の摺動部材を製造した。
まず、板状の金属部材（鉄系部材）である裏金層１５を準備し、平均粒径がＦｅ：１２０μｍ、ＣｕＳｎ：６０μｍ、Ｃ：１５μｍである第一の金属粉末（Ｃ：１．５質量％、Ｃｕ：１６．２質量％、Ｓｎ：１．８質量％、残部はＦｅ）を、散布装置を用いて裏金層１５の表面に散布し、散布層１２ａを厚み０．７ｍｍで形成し、板状の焼結前部材１０ａを得た。
続いて、焼結前部材１０ａを焼結炉に入れ、焼結温度９５０℃で、６０分間加熱焼結して第一焼結金属層１２を形成した。

次に、第一焼結金属層１２の表面に、第一の金属粉末と同様の構成の第二の金属粉末を、散布装置を用いて散布して、厚み１．２ｍｍの散布層１３ａを形成し、板状の焼結前部材１０ｂを得た。
その後、焼結前部材１０ｂに３００秒間振動を与えることにより、散布層１３ａの緻密化を行った。
続いて、緻密化された散布層１３ａを有する焼結前部材１０ｂを焼結炉に入れ、焼結温度９５０℃で、６０分間加熱焼結して第二焼結金属層１３を形成した。

以上の工程により、第一焼結金属層１２及び第二焼結金属層１３の厚みがそれぞれ５００μｍ及び１０００μｍであるライニング層を有する摺動部材を得た。

得られた摺動部材の切断断面を金属顕微鏡により撮影し、ライニング層における第一焼結金属層及び第二焼結金属層の空孔率を、画像解析することにより測定した。
第一焼結金属層の空孔率は３０％であり、第二焼結金属層の空孔率は１５％であった。また、ライニング層の断面観察の写真図を図５に示す。

上記結果より、実施例１の摺動部材において、第一焼結金属層１２の空孔率が第二焼結金属層１３の空孔率よりも高く、また、第一焼結金属層１２の空孔率と第二焼結金属層１３の空孔率との差が１５％であることがわかった。

本発明の摺動部材は、特にすべり軸受として好適に用いられる。

５ 凹部
６ 溝
７ 内周面（摺動面）
８ 外周面
１１ ライニング層
１２ 第一焼結金属層
１３ 第二焼結金属層
１５ 裏金層
２０ ブシュ
３０ カラー
４０ すべり軸受（摺動部材）

Claims (6)

1. 裏金層と、該裏金層の一方の面に設けられ、摺動面を形成するライニング層とを備えた摺動部材であって、
   前記ライニング層は、前記裏金層側に位置する第一焼結金属層と、前記摺動面側に位置する第二焼結金属層とを備え、
   前記第一焼結金属層の空孔率が、前記第二焼結金属層の空孔率よりも高いことを特徴とする摺動部材。
2. 前記第一焼結金属層の空孔率と前記第二焼結金属層の空孔率との差が、５％以上であることを特徴とする請求項１に記載の摺動部材。
3. 前記第一焼結金属層の空孔率が３０〜４０％であり、かつ前記第二焼結金属層の空孔率が１０〜２５％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の摺動部材。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の摺動部材を製造する方法であって、
   裏金層の一方の面に、第一の金属粉末を散布し、散布された第一の金属粉末を焼結して第一焼結金属層を形成する第一焼結工程と、
   前記第一焼結金属層上に、第二の金属粉末を散布し、該第二の金属粉末を緻密化させ、緻密化した第二の金属粉末を焼結して第二焼結金属層を形成する第二焼結工程と
   を有することを特徴とする摺動部材の製造方法。
5. 前記第二の金属粉末の緻密化が、下記（１）〜（３）からなる群から選択される少なくとも１つの方法により行われることを特徴とする請求項４に記載の摺動部材の製造方法。
   （１）前記第一焼結金属層上に第二の金属粉末を散布した後に振動を加える方法
   （２）前記第一焼結金属層上に第二の金属粉末を散布した後に第二の金属粉末をプレスする方法
   （３）前記第一焼結金属層上に第二の金属粉末を散布した後に脱気する方法
6. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の摺動部材を備えることを特徴とするすべり軸受。