特許 5897934 摺動材料および軸受装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5897934

(24)【登録日】2016年3月11日

(45)【発行日】2016年4月6日

(54)【発明の名称】摺動材料および軸受装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/12 20060101AFI20160324BHJP

   C22C 13/00 20060101ALN20160324BHJP

   C22C 13/02 20060101ALN20160324BHJP

   C22F 1/16 20060101ALN20160324BHJP

   C22F 1/00 20060101ALN20160324BHJP

【ＦＩ】

   F16C33/12 Z

   !C22C13/00

   !C22C13/02

   !C22F1/16 Z

   !C22F1/00 631A

   !C22F1/00 681

   !C22F1/00 692Z

   !C22F1/00 630C

【請求項の数】6

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-46500(P2012-46500)

(22)【出願日】2012年3月2日

(65)【公開番号】特開2013-181621(P2013-181621A)

(43)【公開日】2013年9月12日

【審査請求日】2014年10月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】591001282

【氏名又は名称】大同メタル工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000567

【氏名又は名称】特許業務法人 サトー国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】栗本 覚

(72)【発明者】

【氏名】川上 直久

(72)【発明者】

【氏名】戸田 和昭

【審査官】 久島 弘太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０６４４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０２３３４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２４１４４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０２８１３６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｃ １７／００− １７／２６

Ｆ１６Ｃ ３３／００− ３３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｓｎ基マトリクスに前記Ｓｎ基マトリクスよりも硬い二種類以上のＳｎ含有金属間化合物が分散している摺動材料であって、
前記Ｓｎ含有金属間化合物は、最も硬い第一位化合物、前記第一位化合物の次に硬い第二位化合物を少なくとも含み、
前記Ｓｎ含有金属間化合物は、以下の要件（１）〜（３）のすべてを満たす摺動材料。
（１）観察視野の面積を面積Ｓとし、前記Ｓｎ含有金属間化合物の総面積を総面積Ｓｔとしたとき、Ｓｎ含有金属間化合物の面積率Ｒ＝Ｓｔ／Ｓは、２０％≦Ｒ≦６０％である。
（２）前記観察視野における前記第二位化合物の面積を第二位面積Ｓ２としたとき、前記総面積Ｓｔに対する前記第二位化合物の面積率Ｒ２＝Ｓ２／Ｓｔは、５％≦Ｒ２≦５０％である。
（３）前記観察視野における前記第一位化合物の面積を第一位面積Ｓ１としたとき、前記第二位面積Ｓ２に対する前記第一位化合物の面積率Ｒ１＝Ｓ１／Ｓ２は、５０％≦Ｒ１≦８００％である。

【請求項2】

前記第二位化合物のビッカース硬さＨ２は、前記Ｓｎ基マトリクスのビッカース硬さＨｍの３倍以上である請求項１記載の摺動材料。

【請求項3】

前記第二位化合物の硬さＨ２は、ビッカース硬さで１００〜２００である請求項１または２記載の摺動材料。

【請求項4】

前記第二位化合物は、短径および長径を有する針状形状の結晶であって、長径が５μｍ以上の結晶の面積を長結晶面積Ｓｘとしたとき、前記第二位面積Ｓ２に対する面積率Ｒｘ＝Ｓｘ／Ｓ２が、５０％≦Ｒｘである請求項１から３のいずれか一項記載の摺動材料。

【請求項5】

前記第二位化合物は、Ｓｎ−Ａｇである請求項１から４のいずれか一項記載の摺動材料。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一項記載の摺動材料と、
前記摺動材料が相手部材との摺動側端面に設けられている軸受部材と、
を備える軸受装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、摺動材料および軸受装置に関する。

【背景技術】

【0002】

摺動材料は、Ｐｂなどの環境負荷物質の使用を回避しつつ、増大する負荷に対するさらなる性能の向上が求められている。例えば、特許文献１は、Ｓｎ−Ｓｂ−Ｃｕを基礎とするＳｎ基の摺動材料に、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｓｃ、Ｇｅなどの元素を添加することを提案している。これにより、特許文献１では、析出するＳｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｓｂは微細化および面取りされ、摺動材料のＳｎ基マトリクスの強度が高められている。すなわち、特許文献1の場合、摺動材料は、硬度の高いＳｎ−Ｃｕの析出物を用いることにより、強度を高めるとともに、耐摩耗性を向上している。

【0003】

しかしながら、硬度の高いＳｎ−Ｃｕの析出物は、摺動する相手部材よりも硬い。そのため、析出物としてＳｎ−Ｃｕを主として用いる摺動材料は、相手部材の損傷を引き起こし、結果として焼付きやかじりなどを招き得るという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２０１１−５１３５９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

そこで、本発明の目的は、Ｐｂなどの環境負荷物質を用いることなく、耐焼付性のさらなる向上が図られる摺動材料および軸受装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１記載の摺動材料は、Ｓｎ基マトリクスに前記Ｓｎ基マトリクスよりも硬い二種類以上のＳｎ含有金属間化合物が分散している摺動材料である。前記Ｓｎ含有金属間化合物は、最も硬い第一位化合物、前記第一位化合物の次に硬い第二位化合物を少なくとも含んでいる。

【0007】

Ｓｎ基の摺動材料は、添加する金属元素に応じて二種類以上のＳｎ含有金属間化合物を生成する。これら二種類以上のＳｎ含有金属間化合物は、それぞれ硬さが異なる。すなわち、二種類以上のＳｎ含有金属間化合物は、最も硬い金属間化合物である第一位化合物、および第一位化合物の次に硬い第二位化合物を含む。摺動材料に含まれる金属元素の種類は、二種類に限らず、三種類以上でもよい。この場合、Ｓｎ含有金属間化合物は、三種類以上生成する場合がある。このとき、当然ながら、第二位化合物の次に硬いＳｎ含有金属間化合物は第三位化合物であり、第三位化合物の次に硬いＳｎ含有金属間化合物は第四位化合物である。また、摺動材料は、Ｓｎ、およびＳｎとともに金属間化合物を生成する各種元素に加え、不可避的な不純物を含んでいる。

【0008】

本願発明者は、このようにＳｎ基マトリクスに二種類以上のＳｎ含有金属間化合物が含まれるとき、硬さが第二位となる第二位化合物が摺動材料の耐焼付性の向上に大きく寄与することを見出した。Ｓｎ基の摺動材料は、例えば軸受部材である摺動部材として相手部材と摺動することにより、相手部材にＳｎ基マトリクス物などの凝着を招く。この相手部材に凝着した成分物は、摺動材料と相手部材との局所的な接触の原因となり、局所的な摩耗や焼付きを招く。そのため、相手部材に凝着した成分物は、取り除く必要があり、摺動材料に析出した硬い析出物によって掻き落とすことができる。一方、上述の通り、例えばＳｎ−Ｃｕのように相手部材より硬い析出物は、相手部材を損傷させ、結果として焼付きを招く。このことから、摺動部材は、相手部材の損傷を抑えつつ、凝着した成分を掻き落とす析出物を含有することが好ましい。すなわち、本願発明者は、Ｓｎ基の摺動材料の場合、硬さ順位が第一位となる第一位化合物および硬さ順位が第二位となる第二位化合物を制御することにより、相手部材の損傷を招くことなくＳｎ基マトリクス物などの凝着成分を掻き落とすことができ、耐焼付性を向上できることを見出した。

【0009】

具体的には、摺動材料を構成するＳｎ含有金属間化合物は、以下の要件（１）〜（３）のすべてを満たすことにより、耐焼付性を向上させることができる。
（１）観察視野の面積を面積Ｓとし、Ｓｎ含有金属間化合物の総面積を総面積Ｓｔとしたとき、Ｓｎ含有金属間化合物の面積率Ｒ＝Ｓｔ／Ｓは、２０％≦Ｒ≦６０％である。
ここで、Ｓｎ含有金属間化合物の総面積Ｓｔとは、少なくとも第一位化合物および第二位化合物を含む二種類以上のＳｎ含有金属間化合物の観察視野における面積の総和を意味する。相手部材に凝着したＳｎ基マトリクス物は、摺動材料に析出したＳｎ含有金属間化合物によって掻き落とされる。そのため、Ｓｎ含有金属間化合物の面積率Ｒが２０％未満になると、相手部材に凝着したＳｎ基マトリクス物の掻き落としは不十分になる。一方、Ｓｎ含有金属間化合物の面積率Ｒが６０％を超えると、Ｓｎ基マトリクスに対して析出するＳｎ含有金属間化合物は過剰となる。そのため、相手部材との摺動時における摩擦抵抗が増大し、発熱が増大する。したがって、面積率Ｒを２０％≦Ｒ≦６０％に設定することにより、Ｓｎ基マトリクス物の掻き落とし作用と発熱の抑制とを両立することができる。

【0010】

本明細書における観察視野とは、例えば顕微鏡などで拡大した任意の視野を意味する。本発明は、Ｓｎ含有金属間化合物の面積率を基準として特定している。そのため、観察視野の倍率や面積は、任意に設定することができる。

【0011】

（２）観察視野における第二位化合物の面積を第二位面積Ｓ２としたとき、総面積Ｓｔに対する第二位化合物の面積率Ｒ２＝Ｓ２／Ｓｔは、５％≦Ｒ２≦５０％である。
相手部材に凝着したＳｎ基マトリクス物は、摺動材料に析出したＳｎ含有金属間化合物によって掻き落とされる。そのため、第二位化合物の面積率Ｒ２が５％未満になると、相手部材に凝着したＳｎ基マトリクス物の掻き落としは不十分になる。一方、第二位化合物の面積率Ｒ２が５０％を超えると、摺動材料の硬さは過大となる。そのため、相手部材との摺動時における摩擦抵抗が増大し、発熱が増大する。したがって、面積率Ｒ２を５％≦Ｒ２≦５０％に設定することにより、Ｓｎ基マトリクス物の掻き落とし作用と発熱の抑制とを両立することができる。

【0012】

（３）観察視野における前記第一位化合物の面積を第一位面積Ｓ１としたとき、第二位面積Ｓ２に対する第一位化合物の面積率Ｒ１＝Ｓ１／Ｓ２は、５０％≦Ｒ１≦８００％である。
上述の通り相手部材に凝着したＳｎ基マトリクス物は、摺動材料に析出したＳｎ含有金属間化合物によって掻き落とされる。特に、硬さ順位が一位の第一位化合物は、凝着したＳｎ基マトリクス物の掻き落とし作用が高い反面、相手部材の損傷を招きやすい。そのため、第一位化合物と第二位化合物との面積率Ｒ１を規定することにより、凝着したＳｎ基マトリクス物の掻き落とし作用と相手部材の損傷を抑制する作用とが両立する。すなわち、第一位化合物の面積率Ｒ１が５０％未満になると、相手部材に凝着したＳｎ基マトリクス物の掻き落としは不十分になる。一方、第一位化合物の面積率Ｒ１が８００％を超えると、摺動材料の硬さは過大となる。そのため、相手部材との摺動時における摩擦抵抗が増大し、発熱が増大する。したがって、面積率Ｒ１を５０％≦Ｒ１≦８００％に設定することにより、Ｓｎ基マトリクス物の掻き落とし作用と発熱の抑制とを両立することができる。
優れた耐焼付性を発揮するにおいて、面積率Ｒ≧２２％かつ面積率Ｒ２≧１８％かつ面積率Ｒ１≦３２０％であることが好ましい。

【0013】

請求項２記載の摺動材料では、第二位化合物のビッカース硬さＨ２は、Ｓｎ基マトリクスのビッカース硬さＨｍの３倍以上である。
このように、硬さＨ２と硬さＨｍとの関係を、Ｈｍ×３≦Ｈ２に設定することにより、相手部材に凝着したＳｎ基マトリクス物の掻き落とし作用は向上する。したがって、耐焼付性をより向上させることができる。

【0014】

請求項３記載の摺動材料では、第二位化合物の硬さＨ２は、ビッカース硬さで１００〜２００である。
このように、硬さＨ２をビッカース硬さ１００〜２００に設定することにより、相手部材の損傷を招くことなく、相手部材に凝着したＳｎ基マトリクスは掻き落とされる。したがって、耐焼付性をより向上させることができる。

【0015】

請求項４記載の摺動材料では、第二位化合物は、短径および長径を有する針状形状の結晶であって、長径が５μｍ以上の結晶の面積を長結晶面積Ｓｘとしたとき、第二位面積Ｓ２に対するＳｘの面積率Ｒｘ＝Ｓｘ／Ｓ２が、５０％≦Ｒｘである。
結晶の面積を同一とすると、短径と長径との差が大きくなるほど外周の全長が増加する。すなわち、投影面積で見た場合、針状形状の結晶は、例えば面積が同一の正方形に近い形状の結晶と比較して外周の全長が大きい。摺動材料のＳｎ含有金属間化合物は、Ｓｎ基マトリクスに析出している。そのため、Ｓｎ含有金属間化合物は、Ｓｎ基マトリクスによって保持されている。ここで、Ｓｎ含有金属間化合物は、結晶の外周の全長が大きくなるほど、Ｓｎ基マトリクスと接する全長が大きくなる。その結果、Ｓｎ含有金属間化合物は、Ｓｎ基マトリクスによって広い範囲で保持され、Ｓｎ基マトリクスから脱落しにくくなる。仮にＳｎ基マトリクスからＳｎ含有金属間化合物が脱落すると、脱落したＳｎ含有金属間化合物は、異物として摺動材料と相手部材との間に介在し、焼付きを招く原因となる。そこで、第二位化合物を針状形状の結晶とし、この第二化合物の結晶のうち長径が５μｍ以上の結晶の面積率Ｒｘを、５０％≦Ｒｘとすることにより、第二位化合物はＳｎ基マトリクスからの脱落が低減される。したがって、耐焼付性をさらに向上させることができる。

【0016】

請求項５記載の摺動材料では、第二位化合物は、Ｓｎ−Ａｇである。
Ｓｎ−Ａｇは、Ｓｎ基マトリクスよりも硬く、摺動の相手部材よりも軟らかな適度な硬さを有している。また、Ｓｎ−Ａｇは、上記の各条件を満足する化合物である。そのため、Ｓｎ−Ａｇからなる第二位化合物は、摺動の相手部材の損傷を招くことなく、相手部材に凝着したＳｎ基マトリクスの掻き落とし作用を発揮する。したがって、優れた耐焼付性を発揮させことができる。
摺動材料は、請求項６記載のように軸受部材の摺動側端面に設けられ、相手部材と摺動する。これにより、相手部材と軸受部材との耐焼付性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施形態による摺動材料を示す模式的な断面図

【図2】実施形態による摺動材料を製造するための冷却工程を示す概略図

【図3】実施形態による摺動材料の試験結果を示す概略図

【図4】実施形態による摺動材料の試験結果を示す概略図

【図5】実施形態による摺動材料の耐焼付性試験の条件を示す概略図

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、摺動材料の具体的な実施形態について説明する。
まず、本実施形態において試料とする摺動材料を適用した摺動部材の作製手順について説明する。
摺動部材１０は、軸受合金層１２を備えている。軸受合金槽１２は、例えば鋼などにより半円筒状や円筒状に成形された図示しない裏金層の表面に設けられている。軸受合金層１２は、本実施形態の摺動材料で形成されている。軸受合金層１２を構成する摺動材料は、図１に示すように観察視野において、基本となるＳｎ基マトリクス１３に二種類以上のＳｎ含有金属間化合物が析出している。図１に示すように三種類のＳｎ含有金属間化合物が析出している場合、各Ｓｎ含有金属間化合物は互いにその硬さに差がある。すなわち、三種類のＳｎ含有金属間化合物は、第一位化合物２１、第二位化合物２２、および第三位化合物２３から構成されている。第一位化合物２１は、三種類のＳｎ含有金属間化合物の中で最も硬いＳｎ含有金属間化合物からなる。第二位化合物２２は、第一位化合物２１の次に硬いＳｎ含有金属間化合物からなる。第三位化合物２３は、第二位化合物２２よりも軟らかく、三種類のＳｎ含有金属間化合物の中で最も軟らかいＳｎ含有金属間化合物からなる。一例として、Ｓｎに、Ｃｕ、ＡｇおよびＳｂの三種類の元素を添加した摺動材料からなる軸受合金層１２の場合、この摺動材料は、第一位化合物２１として粒状結晶のＳｎ−Ｃｕ、第二位化合物２２として針状結晶のＳｎ−Ａｇ、および第三位化合物２３として方形状結晶のＳｎ−Ｓｂを含む。

【0019】

軸受合金層１２は、次のような遠心鋳造によって形成される。軸受合金層１２を構成する各元素は、所定の成分比率に調整された後、加熱によって溶解される。溶解した溶湯は、半円筒状の鋼を組合せて円筒状にされている裏金層の内周側に注がれる。溶湯が注がれた裏金層は、回転される。これにより、溶解した溶湯は、遠心力によって裏金層の内周側において均一に広がる。裏金層の内周側に広がった溶湯を冷却することにより、軸受合金層１２は裏金層の内周側に形成される。すなわち、摺動材料からなる軸受合金層１２は、裏金層の内周側に張り付けられる。

【0020】

ここで、軸受合金層１２を構成する摺動材料は、冷却を制御することにより、二種類以上のＳｎ含有金属間化合物の析出が制御される。具体的には、各Ｓｎ含有金属間化合物は、鋳造時において冷却を制御することによって、硬さの順に析出させることができる。例えば、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−ＡｇおよびＳｎ−Ｓｂの三種類のＳｎ含有金属間化合物を含む摺動材料の場合、Ｓｎ含有金属間化合物は、Ｓｎ−Ｃｕからなる第一位化合物２１、Ｓｎ−Ａｇからなる第二位化合物２２、Ｓｎ−Ｓｂからなる第三位化合物２３の順で析出する。したがって、本実施形態の摺動材料からなる軸受合金層１２において第二位化合物２２をより多く析出させるために、冷却工程は図２に示すように温度と時間が制御される。

【0021】

より詳細には、裏金層に重ねられた摺動材料の溶湯は、図２に示すように第一次冷却期間Ｐ１において、まず第二位化合物２２が析出する温度まで急冷する。これにより、摺動材料の溶湯は、短期間の第一位化合物２１の析出温度Ｔ１を経て迅速に第二位化合物２２の析出温度Ｔ２に到達する。その結果、摺動材料は、第一位化合物２１の析出温度Ｔ１近傍となっている期間が短縮される。次に、裏金層１１に重ねられた摺動材料の溶湯は、第二次冷却期間Ｐ２において、第二位化合物２２の析出温度から徐冷または保持される。これにより、摺動材料の溶湯は、第二位化合物２２の析出温度に近い温度で長期間維持され、第二位化合物２２の析出が促進される。そして、裏金層に重ねられた摺動材料の溶湯は、第二位化合物２２の析出温度から徐冷または保持された後、第三次冷却期間Ｐ３において急冷される。これにより、摺動材料の溶湯は、短期間の第三位化合物２３の析出温度を経て全体が硬化する温度まで急速に冷却される。このように、軸受合金層１２を形成する摺動材料は、第一次冷却期間Ｐ１、第二次冷却期間Ｐ２および第三次冷却期間Ｐ３の長さを適切に調整することにより、Ｓｎ基マトリクス１３に分散する第一位化合物２１、第二位化合物２２および第三位化合物２３の観察視野における面積率が制御される。
以上の手順によって、図３および図４に示すように実施例１〜実施例８、および比較例１〜比較例５に相当する試料の摺動部材１０を作製した。

【0022】

（耐焼付性試験）
得られた摺動部材１０の実施例１〜実施例８、および比較例１〜比較例５は、図５に示す試験条件で耐焼付性について検証した。具合的な試験条件は、荷重パターンが連続荷重である。荷重は、０．２ＭＰａ／分で増加させながら加えた。速度は、０．２ｍ／秒に設定した。潤滑油は、ＶＧ０５を用いた。相手部材である軸部材は、材質が鋼材であり、軸硬さをビッカース硬さで２００〜２５０に設定した。さらに、相手部材である軸部材の表面粗さは、Ｒｙ１μｍに設定した。そして、摺動部材１０の実施例１〜実施例８、および比較例１〜比較例５の背面温度が１５０℃を超えたとき、または摩擦力が５０Ｎを超えた時点での荷重を、焼付かない最大面圧（ＭＰａ）と判断した。焼付かない最大面圧は、実測値から小数点以下を切り捨てた値とした。

【0023】

以下、検証結果について図３および図４に基づいて、耐焼付性の観点から考察する。
まず、摺動部材１０におけるＳｎ含有金属間化合物の面積率が耐焼付性に与える影響を図３に基づいて検証する。実施例１〜実施例８は、次の三つの要件を満たしている。

【0024】

要件（１）観察視野の面積を面積Ｓとし、Ｓｎ含有金属間化合物の総面積を総面積Ｓｔとしたとき、Ｓｎ含有金属間化合物の面積率Ｒ＝Ｓｔ／Ｓは、２０％≦Ｒ≦６０％である。
要件（２）観察視野における第二位化合物の面積を第二位面積Ｓ２としたとき、総面積Ｓｔに対する第二位化合物の面積率Ｒ２＝Ｓ２／Ｓｔは、５％≦Ｒ２≦５０％である。
要件（３）観察視野における第一位化合物の面積を第一位面積Ｓ１としたとき、第二位面積Ｓ２に対する第一位化合物の面積率Ｒ１＝Ｓ１／Ｓ２は、５０％≦Ｒ１≦８００％である。

【0025】

これらの要件（１）から要件（３）を満たす実施例１〜実施例８は、これらの要件（１）から要件（３）のいずれかを満たさない比較例１〜比較例５と比較して、耐焼付性が向上している。これは、要件（１）から要件（３）をすべて満たす実施例１〜実施例８は、相手部材に凝着したＳｎ基マトリクスの掻き落とし作用を発揮しつつ、摩擦抵抗の増加を招くことなく発熱を抑制することができるからと考えられる。なお、ここでは、１１０μｍ×１５０μｍの観察視野を用いた。

【0026】

具体的には、実施例１〜実施例８は、比較例３および比較例４に比較して耐焼付性が高い。比較例３は、要件（１）における面積率Ｒが１０％であり、面積率Ｒが下限値である２０％未満である。また、比較例４は、要件（１）における面積率Ｒが７０％であり、面積率Ｒが上限値である６０％を超える。比較例３のように面積率Ｒが２０％未満であると、相手部材に凝着したＳｎ基マトリクスの掻き落としは不十分になる。一方、比較例４のように面積率Ｒが６０％を超えると、Ｓｎ基マトリクスに対して析出するＳｎ含有金属間化合物が過剰となる。そのため、相手部材との摺動時における摩擦抵抗が増大し、発熱が増大する。

【0027】

また、実施例１〜実施例８は、比較例１、比較例２および比較例５に比較して耐焼付性が高い。比較例１は、要件（２）における面積率Ｒ２が６０％であり、面積率Ｒ２が上限値である５０％を超える。比較例２および比較例５は、要件（２）における面積率Ｒ２がそれぞれ２％、３％であり、面積率Ｒ２が下限値である５％未満である。比較例１のように面積率Ｒ２が５０％を超えると、摺動材料の硬さが過大となる。そのため、相手部材との摺動時における摩擦抵抗が増大し、発熱が増大すると考えられる。一方、比較例２および比較例５のように面積率Ｒ２が５％未満であると、相手部材に凝着したＳｎ基マトリクスの掻き落としは不十分になる。

【0028】

さらに、実施例１〜実施例８は、比較例１、比較例３および比較例５に比較して耐焼付性が高い。比較例１および比較例３は、要件（３）における面積率Ｒ１がそれぞれ２０％であり、面積率Ｒ１が下限値である５０％未満である。比較例５は、要件（３）における面積率Ｒ１が９００％であり、面積率Ｒ１が上限値である８００％を超える。比較例１および比較例３のように面積率Ｒ１が５０％未満であると、相手部材に凝着したＳｎ基マトリクスの掻き落としは不十分になる。一方、比較例５のように面積率Ｒ１が８００％を超えると、摺動材料の全体的な硬さが過大となる。そのため、相手部材との摺動時における摩擦抵抗が増大し、発熱が増大すると考えられる。
以上、説明したように、摺動部材１０におけるＳｎ含有金属間化合物の面積率Ｒ、面積率Ｒ２および面積率Ｒ１は、いずれも摺動部材１０の耐焼付性を決定する要素になることがわかった。

【0029】

次に、摺動部材１０における第二位化合物２２と耐焼付性との関係について図４に基づいて検証する。
（第二位化合物およびＳｎ基マトリクスの硬さと耐焼付性との関係）
第二位化合物２２の硬さＨ２は、Ｓｎ基マトリクス１３の硬さＨｍの３倍以上にすることが好ましい。実施例２〜実施例８は、第二位化合物２２の硬さＨ２をＳｎ基マトリクス１３の硬さＨｍの３倍以上に設定している。一方、実施例１は、第二位化合物２２の硬さＨ２をＳｎ基マトリクス１３の硬さＨｍの２．５倍に設定している。すなわち、実施例１は、Ｈ２／Ｈｍ＜３である。

【0030】

実施例２〜実施例８は、実施例１と比較して耐焼付性が向上している。このように、Ｈｍ×３≦Ｈ２に設定した実施例２〜実施例８は、第二位化合物２２の硬さＨ２がＳｎ基マトリクス１３の硬さＨｍよりも十分に大きい。そのため、摺動時に相手部材に凝着したＳｎ基マトリクスは、硬い第二位化合物２２によって掻き落とされる。その結果、実施例２〜実施例８は、実施例１に比較して耐焼付性が向上したと考えられる。
このように、第二位化合物２２の硬さＨ２は、Ｓｎ基マトリクス１３の硬さＨｍとの関係において耐焼付性に寄与することがわかった。

【0031】

（第二位化合物のビッカース硬さと耐焼付性との関係）
第二位化合物２２の硬さＨ２は、ビッカース硬さで１００〜２００であることが好ましい。実施例３〜実施例８は、第二位化合物２２の硬さＨ２がビッカース硬さで１００〜２００である。一方、実施例１および実施例２は、第二位化合物２２の硬さＨ２がビッカース硬さで９０である。すなわち、実施例１および実施例２は、第二位化合物２２の硬さＨ２がビッカース硬さで１００未満である。実施例３〜実施例８は、実施例１および実施例２と比較して耐焼付性が向上している。このように、第二位化合物２２の硬さＨ２をビッカース硬さ１００〜２００に設定することにより、相手部材の損傷を招くことなく、相手部材に凝着したＳｎ基マトリクスが掻き落とされる。その結果、実施例３〜実施例８は、実施例１および実施例２に比較して耐焼付性が向上したと考えられる。
このように、第二位化合物２２のビッカース硬さは、耐焼付性に寄与することがわかった。

【0032】

（第二位化合物の結晶形状および長結晶面積の面積率と耐焼付性との関係）
第二位化合物２２は、短径および長径を有する針状形状の結晶であることが好ましい。また、第二位化合物２２は、長径が５μｍ以上の結晶の面積を長結晶面積Ｓｘとしたとき、第二位面積Ｓ２に対する面積率Ｒｘが５０％≦Ｒｘであることが好ましい。

【0033】

実施例４〜実施例８は、実施例１〜実施例３と比較して耐焼付性が向上している。このように第二位化合物２２が針状形状の結晶である実施例４〜実施例８は、短径と長径との差が大きな形状を有している。そのため、第二位化合物２２が針状形状の結晶である実施例４〜実施例８は、平面視において方形状の結晶に比較して結晶の外周の全長が大きくなる。その結果、第二位化合物２２とＳｎ基マトリクス１３とが接する全長が大きくなり、第二位化合物２２がＳｎ基マトリクス１３に保持される力は大きくなる。これにより、Ｓｎ基マトリクス１３に保持されている析出した第二位化合物２２は、Ｓｎ基マトリクス１３から脱落しにくくなる。そして、第二位化合物２２のうち長径が５μｍ以上の結晶の面積率Ｒｘを、５０％≦Ｒｘとすることにより、第二位化合物２２はＳｎ基マトリクス１３からの脱落が低減されると考えられる。
このように、第二位化合物２２の結晶形状および長結晶面積の面積率Ｒｘは、耐焼付性に寄与することがわかった。

【0034】

（第二位化合物の種類）
以上のことを総合すると、第二位化合物２２がＳｎ−Ａｇである実施例４〜実施例８は、第二位化合物２２がＳｎ−Ａｕである実施例１、実施例２、および第二位化合物２２がＳｎ−Ｓｂ−Ａｓである実施例３に比較して、耐焼付性が高い。これにより、Ｓｎ基マトリクス１３に二種類以上のＳｎ含有金属間化合物が析出する摺動材料において、第二位化合物２２がＳｎ−Ａｇである摺動材料は、相手部材に凝着したＳｎ基マトリクスの耐焼付性が向上することがわかった。すなわち、摺動材料は、第二位化合物２２がＳｎ−ＡｕやＳｎ−Ｓｂ−Ａｓであっても耐焼付性を向上させることができるとともに、第二位化合物２２がＳｎ−Ａｇであるとき、耐焼付性がより向上することがわかった。また、第二位化合物２２がＳｎ−Ａｇ−ＳｂやＳｎ−Ａｇ−Ｓｂ−Ｃｕなどであるときも、耐焼付性が同様に優れていた。

【0035】

以上説明した摺動材料を用いた摺動部材１０は、内燃機関のクランクシャフトの軸受などに用いられる。特に、摺動部材１０は、船舶用などの大型の内燃機関に好適に用いることができる。
以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

【符号の説明】

【0036】

図面中、１３はＳｎ基マトリクス、２１は第一位化合物、２２は第二位化合物、２３は第三位化合物を示す。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】