滚动轴承用保持器及滚动轴承的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种使用可提高滑动试验的耐久性的滚筒镀敷处理方法在表面实施银镀敷的滚动轴承用保持器。为在表面具有贵金属镀敷层的铁系金属材料制的滚动轴承用保持器，上述贵金属镀敷层为在上述铁系金属材料的表面形成的基底镀敷层上、用滚筒镀敷方法形成的贵金属镀敷层，上述基底镀敷层的表面由平滑面构成，在该平滑面上直接密接有上述贵金属镀敷层，特别是基底镀敷层为与表面的贵金属相比离子化倾向大的金属的镀敷层，例如，形成表面镀敷层的贵金属为银，基底镀敷层为铜镀敷层，在该铜镀敷层和银镀敷层的边界面不具有空洞部。
【专利说明】滚动轴承用保持器及滚动轴承
[0001]本申请是申请号为200980127587.X、申请日为2009年7月9日、发明名称为“滚
动轴承用保持器及滚动轴承”的专利申请的分案申请。
【技术领域】
[0002]本发明涉及滚动轴承用保持器及滚动轴承，尤其涉及在表面实施了电滚筒镀敷银的滚动轴承用保持器及使用有该保持器的滚动轴承。
【背景技术】
[0003]以往，用于汽车、摩托车等的发动机的滚动轴承、尤其是带保持器的滚针轴承，为了防止保持器表面的烧结，多在保持器表面进行银镀敷而使用。该带保持器的滚针轴承由将滚针等间隔保持的压制保持器构成。在该压制保持器的表面整体实施银镀敷。作为这些表面处理方法，已知在配置有电极部的滚筒内收纳对象物而浸溃于镀敷液，进行电导通，同时一边搅拌一边进行镀敷处理的滚筒镀敷处理方法。
[0004]将滚筒镀敷处理方法的概要示于图11。图11为滚筒电镀敷方法的工序图。
[0005]滚筒电镀敷方法，将被镀敷对象物品收容于滚筒内部，用清洗-基底镀敷-清洗-主镀敷(本*清洗?干燥的工序进行。清洗工序含有脱脂清洗、酸清洗、水清洗等的工序。另外，在主镀敷时，为了使镀敷品质提高，许多情况并用触击镀敷。
[0006]根据滚筒电镀敷方法，可对多个物品同时进行对难以将电极直接安装在被镀敷对象物品上而进行镀敷处理的微细的物品、大小不同的物品的镀敷。因此，滚筒镀敷处理方法多用于滚动轴承用保持器等。
[0007]作为滚筒镀敷装置，公开了为了改善供电部位的导通不良、形成为通过供电轴承装置支撑供电轴而使其导通的结构的镀敷装置(参照专利文献I)，仅将滚筒侧搭载于镀敷槽侧、可进行镀敷槽侧和滚筒侧的电导通的镀敷装置(参照专利文献2)等。
[0008]然而，使用滚筒镀敷处理方法在表面实施了银镀敷的滚动轴承用保持器，近年来，使用条件变得比以往苛刻，期望提高滑动的耐久性。
[0009]专利文献1:特公平05-61360号公报
[0010]专利文献2:特开2005-68475号公报
【发明内容】
[0011]发明要解决的课题
[0012]本发明是为了应对所述问题而完成的，其目的在于提供可提高滑动的耐久性的滚动轴承用保持器、特别是使用滚筒镀敷处理方法在表面实施了银镀敷的滚动轴承用保持器及使用有该保持器的滚动轴承。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]本发明人等为了解决如所述那样的滚动轴承用保持器的问题点而进行了潜心研究，结果得知在滚筒镀敷了的滚动轴承用保持器中，有时在通过基底处理进行的铜镀敷层与银镀敷层的界面发现空洞部。
[0015]本发明是基于这样的见解而完成的，本发明的滚动轴承用保持器，为在表面具有贵金属镀敷层的铁系金属材料制的滚动轴承用保持器，其特征在于，上述贵金属镀敷层为在上述铁系金属材料的表面形成的基底镀敷层上，用滚筒电镀敷方法形成的贵金属镀敷层，上述基底镀敷层的表面由平滑面构成，在该平滑面上直接密接上述贵金属镀敷层。
[0016]特别是特征在于，基底镀敷层为与表面的贵金属相比离子化倾向大的金属的镀敷层。
[0017]本发明的滚动轴承用保持器，其特征在于，表面的贵金属镀敷层为银镀敷层，基底镀敷层为铜镀敷层。
[0018]另外，其特征在于，在上述铜镀敷层与上述银镀敷层的边界面不具有空洞部。
[0019]另外，其特征在于，上述银镀敷层为在上述铜镀敷层上依次形成的触击银镀敷层和精加工用银镀敷层的层叠。
[0020]另外，其特征在于，上述铜镀敷层为用滚筒电镀敷方法形成的铜镀敷层。
[0021]本发明的滚动轴承，为具备保持多个滚动体的铁系金属材料制的保持器而成的滚动轴承，其特征在于，上述保持器为上述本发明的滚动轴承用保持器。
[0022]另外，其特征在于，滚动轴承的滚动体为滚针。
[0023]另外，其特征在于，本发明的滚动轴承为发动机的连杆大端部用滚动轴承、连杆小端部用滚动轴承或曲柄轴支承轴用滚动轴承。
[0024]发明的效果
[0025]在本发明的滚动轴承用保持器表面形成的镀敷层，基底镀敷层的表面由平滑面构成，在该平滑面上直接密接上述贵金属镀敷层，因此可以使滑动的耐久性提高，即使在比以往还过苛刻的使用条件下也具有充分的耐久性。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是将滚针作为滚动体的滚动轴承用保持器的立体图。
[0027]图2是在基材表面形成铜镀敷层和银镀敷层的示意图。
[0028]图3是本发明的滚筒电镀敷方法的工序图。
[0029]图4是将滚筒电镀敷装置从滚筒横向看到的图。
[0030]图5是表示滚针轴承的立体图。
[0031]图6是2循环发动机的纵剖面图。
[0032]图7是表示滑动试验机(寸〃 > 型摩擦摩耗试验机)的图。
[0033]图8是实施例1的镀敷层剖面照片。
[0034]图9是实施例3的镀敷层剖面照片。
[0035]图10是比较例I的镀敷层剖面照片。
[0036]图11是滚筒电镀敷方法的工序图。
【具体实施方式】
[0037]将本发明的滚动轴承用保持器的结构示于图1。图1是表示将铁系金属制的滚针作为滚动体的滚动轴承用保持器的立体图。[0038]保持器I设置用于维持滚针的兜2，用位于各兜之间的柱部3、和固定该柱部3的两侧圆环部4、5维持各滚针的间隔。柱部3为了维持滚针，形成为在柱部的中央部以山折.谷折弯曲，在两侧圆环部4、5的结合部平面具有平面看为圆形的膨胀的平板的复杂的形状。本保持器的制造方法，可以采用从粗制材削出圆环，通过冲压加工冲孔而形成兜2或在将平板冲压加工后，切断为适当的长度，揉成圆环状通过焊接进行接合的方法等。在该保持器I的表面部位通过滚筒电镀敷方法形成银镀敷层。该银镀敷层设置铜镀敷层作为基底镀敷层。形成镀敷层的保持器的表面部位为与润滑油或润滑脂接触的部位，含有与滚针接触的兜2的表面的保持器I的整个表面通过滚筒电镀敷进行镀敷处理。
[0039]在本发明的铁系金属制的滚动轴承用保持器的表面通过滚筒镀敷而设置的银镀敷层，在铁系金属材料的表面形成的基底层即铜镀敷层上层叠而设置。基底镀敷层即铜镀敷层的表面由平滑面构成，在该平滑面上直接密接银镀敷层而形成。通过银镀敷层和铜镀敷层直接进行密接，得到在两层的边界面不具有空洞部的表面镀敷层。
[0040]将在基材即铁系金属材的表面依次形成铜镀敷层(Cu层)和银镀敷层(Ag层)的示意图示于图2。
[0041]银镀敷层和铜镀敷层直接进行密接是指将镀敷层的切剖面使用SEM以2500倍的倍率进行观察时，银镀敷层和铜镀敷层在界面紧密相接、在界面没有发现空隙、空洞等的情况。
[0042]另外，铜镀敷层的表面由平滑面构成是指将铜镀敷层的切剖面使用SEM以2500倍的倍率进行观察时，在沿银镀敷层和铜镀敷层的边界线的长度⑴10 μ m中，山顶部和谷底部的差(Y)没有成为5μπι以上的凹凸的情况。如果为满足该条件的范围，则也可以含有大的弯曲曲线。
[0043]在本发明中，基底镀敷层即铜镀敷层的表面由平滑面构成，在该平滑面上银镀敷层直接进行密接是指在保持器的情况下，在周向分割为5处使用SEM以2500倍的倍率观测该切剖面数个地方时，在其观测的全部的地方中满足上述条件即可。
[0044]需要说明的是，由该平滑面构成的条件在基材进行弯曲的部分、边缘部中不适用，因此，这样的部位除外。
[0045]对于基底为铜镀敷层、表面层为银镀敷层的滚动轴承用保持器的镀敷层进行了说明，但本发明适用于在铁系金属制的保持器设置镀敷层的情况下，设置基底镀敷层，该基底镀敷层上设置与基底镀敷层的金属相比离子化倾向小的贵金属镀敷层的情况。
[0046]作为用于保持器的铁系金属材料，可以举出:轴承钢、渗碳钢、机械结构用碳素钢、冷轧钢板等。
[0047]作为基底镀敷层的金属，可以举出:铜、镍、锌、锡等。
[0048]作为与基底镀敷层的金属相比离子化倾向小的贵金属，可以举出:铜、银、金、钼等。[0049]镀敷厚度与基底、精加工一起可以从3~50 μ m的范围任意设定。
[0050]将滚筒电镀敷方法的工序示于图3。图3为本发明中的滚筒电镀敷工序图。
[0051]滚筒电镀敷方法，将铁系金属制的滚动轴承用保持器收容于滚筒内部，以清洗-铜镀敷-清洗-银镀敷-清洗?干燥的工序进行。清洗工序含有脱脂清洗、酸清洗、水清洗等的工序。[0052]在上述工序中银镀敷工序，以触击银镀敷工序及精加工用银镀敷工序的2阶段进行。
[0053]银与贱金属相比，由于电化学上为贵金属，即，为离子化倾向小的金属，因此，如果在银镀敷液中浸溃贱金属则发现银置换析出的情况。为了抑制该置换析出，设置触击银镀
敷工序。
[0054]基底镀敷层即铜镀敷层的表面由平滑面构成，为了得到在该平滑面上银镀敷层直接进行密接的结构，例如，可以通过利用以下的方法进行滚筒电镀敷而进行。在示于图3的滚筒镀敷工序中，(1)使银触击镀敷工序的银镀敷液中的银离子浓度减小；(2)使银触击镀敷工序的银镀敷液中的游离氰离子浓度变大；(3)从银触击镀敷开始前使保持器为通电状态；(4)从银触击镀敷开始前使滚筒为旋转状态。这些方法可以单独使用，也可组合使用。
[0055]需要说明的是，作为基底镀敷层的铜镀敷层的形成含有清洗工序，可以采用在滚筒电镀敷中使用的公知的方法。
[0056]将用于滚筒镀敷工序的滚筒镀敷装置的一例示于图4。图4为将滚筒电镀敷装置从滚筒横向看到的图，表示包含连续配置的多个槽的滚筒电镀敷装置的I槽。
[0057]滚筒电镀敷装置6由滚筒7和镀敷槽8和供电装置9构成。滚筒7以可将多个保持器10收容于内部的多角形鼓形的大致筒状可旋转地构成，通过使省略图示的密闭盖开关可在滚筒7内投入保持器10。滚筒7的材质可以使用耐蚀性、例如氯乙烯、聚丙烯或丙烯酸类树脂等，不使保持器10落下，形成多个镀敷液8a可自由出入的小径的孔。需要说明的是，滚筒7可将其形状形成为圆柱形状、或可将滚筒结构形成密闭式或具有开口的结构。
[0058]另外，为了对保持器10供电，供电导线11插入于多个保持器10内。供电导线11连接于通电用电极12。
[0059]在滚筒7的两侧端形成吊钩13，在通过该吊钩13而悬挂滚筒7在镀敷槽8的镀敷液8a中浸溃保持器10。在吊钩13上设置用于安装通电用电极12的通电用电极安装部。
[0060]镀敷槽8为可浸溃滚筒7的大小，内面以耐酸?耐碱构成。另外，在镀敷液8a中设置阳极，连接于阳极端子(省略图示)。
[0061]对保持器10的镀敷被膜的形成，将在内部收容保持器10的滚筒7浸溃于镀敷槽8内的镀敷液8a中、对被浸溃的保持器10通电，由此来进行。
[0062]用于对保持器10通电的供电装置9，省略图示，为从电源经由整流器、对浸溃于镀敷液8a的阳极和对滚筒内的保持器10在阴极侧进行通电的装置。
[0063]本发明的保持器优选为具有表面银镀敷层的滚动轴承用保持器，特别是在保持器为将滚针作为滚动体的滚动轴承用保持器的情况下，进而以滚针作为滚动体的滚动轴承用保持器优选为发动机的连杆大端部轴承、连杆小端部轴承或曲柄轴支承轴的情况。
[0064]图5是表示作为滚动轴承的一实施例的滚针轴承的立体图。如图5所示,滚针轴承14由多个滚针15和将该滚针15以一定间隔、或不等间距维持的保持器I构成。在发动机的连杆部用轴承的情况下，不设置轴承内圈及轴承外圈，直接在保持器I的内径侧插入曲柄轴、活塞销等的轴，保持器I的外径侧被嵌入作为壳体的连杆的卡合孔而使用。不具有内外圈，将直径与长度相比小的滚针15作为滚动体而使用，因此该滚针轴承14与具有内外圈的通常的滚动轴承相比，为小型的滚动轴承。
[0065]将使用有上述滚针轴承的2循环发动机的纵剖面图示于图6。[0066]如图6所示的2循环发动机，具有通过混合有汽油和作为发动机油的润滑油的混合气体的燃烧而进行直线往复运动的活塞20，输出旋转运动的曲柄轴18，连结活塞20和曲柄轴18、将直线往复运动变换为旋转运动的连杆19。曲柄轴18以旋转中心轴24为中心进行旋转，通过平衡锤(〃 9 > ^々工4卜)25取得旋转的平衡。
[0067]连杆19由在直线状棒体的下方设置大端部27、在上方设置小端部28而构成。经由安装于连杆19的大端部27的卡合孔的滚针轴承14a可自由旋转地支撑曲柄轴18。另外，经由安装于连杆19的小端部28的卡合孔的滚针轴承14b可自由旋转地支撑连结活塞20和连杆19的活塞销26。
[0068]混合有汽油和润滑油的混合气体，由于从吸气孔21送入到曲柄室17后，根据活塞20的上下运动导入气缸16的上方的燃烧室23进行燃烧。燃烧了的废气从排气孔22排出。
[0069]通过使用本发明的上述滚针轴承，即使为小型化或高输出化了的2循环发动机、4循环发动机，耐久性也优异。
[0070]实施例
[0071 ] 实施例1~4及比较例I
[0072]在具有外径45mm X内径35mm X宽度22mm的尺寸的SCM415制滚针轴承用保持器(渗碳淬火、参照图1)、 及具有外径40mmX内径20mmXtl0mm(副曲率R60mm)的尺寸的SUJ2制环状试验片(全部淬火)上实施电镀敷铜处理形成5μπι的铜镀敷被膜作为底被膜后，进一步在表1所示的条件下通过滚筒电镀敷装置实施银触击镀敷及银镀覆处理形成25 μ m的银镀敷被膜层。
[0073]在各实施例及比较例中，将银触击镀敷在表1所示的条件下进行。需要说明的是，无通电状态的有无，从开始浸溃于镀敷液的银触击镀敷前将保持器或SUJ2制环状试验片为通电状态(与连接于电源的整流器连接了的状态)的情况作为“无”，将在镀敷液浸溃后开始通电的情况作为“有”。
[0074]使用得到的保持器及环状试验片，实施如下所示的镀敷的剖面观察及滑动试验。
[0075]<镀敷的剖面观察>
[0076]将保持器外径部切出适当的大小，埋入树脂后，通过将Ar激光作为光源的截面抛光仪(日本电子社制:SM09010)而制作镀敷剖面，通过SEM观察而对基底铜(Cu)镀敷被膜层和银(Ag)镀敷被膜层的界面的密接状态进行观察。在观察时，将各实施例的保持器在周向切割为5处观察其切剖面。观察的结果判定，基底镀敷层即铜镀敷层的表面由平滑面构成，在该平滑面上银镀敷层直接进行密接的结果为〇、在界面存在间隙的情况为X。将结果示于表1。另外，将实施例1、实施例3、比较例I的剖面照片分别示于图8、图9、图10。
[0077]<滑动试验>
[0078]使用图7所示的滑动试验机(寸〃 > 型摩擦摩耗试验机)。图7(a)表示正面图、图7(b)表示侧面图。
[0079]在旋转轴30上安装环状试验片29，在臂部31的压缩空气输送器33固定钢板32。环状试验片29 —边从图面上方施加规定的负荷34 —边旋转接触于钢板32,同时从含浸有润滑油的毡垫36将润滑油供给于环状试验片29的外周面。在使环状试验片29旋转时产生的摩擦力通过负载传感器35检测。
[0080]钢板32使用SCM415渗碳淬火退火处理品(Hv700)、润滑油使用? 一 ?' 口 '> f4才4 > N0.3(工夕y > ?—匕' >公司制:VG2)。负荷为75N、滑动速度为5m/秒。
[0081]评价通过调查从运转开始到银(Ag)镀敷被膜层剥离而摩擦系数急速增加的时间，比较镀敷被膜的密接性。需要说明的是，运转时间以60分钟作为上限。
[0082][表1]
[0083]
【权利要求】
1.一种滚动轴承用保持器，其为在表面具有贵金属镀敷层的铁系金属材料制的滚动轴承用保持器，其特征在于， 所述贵金属镀敷层为在所述铁系金属材料的表面形成的基底镀敷层上、用滚筒电镀敷方法形成的贵金属镀敷层，所述基底镀敷层的表面由平滑面构成，在该平滑面上直接密接所述贵金属镀敷层， 所述贵金属镀敷层为银镀敷层，所述基底镀敷层为铜镀敷层， 所述银镀敷层为在所述铜镀敷层上依次形成的触击银镀敷层和精加工用银镀敷层的层叠， 下述条件(A)及/或下述条件(B)得到满足: (A)在形成所述银触击镀敷层时，从该镀敷开始前使保持器为通电状态； (B)在形成所述触击银镀敷层时,从该镀敷开始前使滚筒为旋转状态。
2.如权利要求1所述的滚动轴承用保持器，其特征在于，在所述铜镀敷层与所述银镀敷层的边界面不具有空洞部。
3.如权利要求1所述的滚动轴承用保持器，其特征在于，所述铜镀敷层为用滚筒电镀敷方法形成的铜镀敷层。
4.一种滚动轴承，其为具备保持多个滚动体的铁系金属材料制的保持器而成的滚动轴承，其特征在于，所述保持器为权利要求3所述的滚动轴承用保持器。
5.如权利要求4所述的滚动轴承，其特征在于，所述滚动体为滚针。
6.如权利要求5所述的滚动轴承，其特征在于，所述滚动轴承为发动机的连杆大端部用滚动轴承、连杆小端部用滚动轴承或曲柄轴支承轴用滚动轴承。
【文档编号】F16C33/56GK103758868SQ201410005788
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2009年7月9日 优先权日:2008年7月17日
【发明者】江上正树, 中西清, 川岛政男 申请人:Ntn株式会社