JPH04297538A - Al基鋳造軸受材料 - Google Patents
Al基鋳造軸受材料Info
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- JPH04297538A JPH04297538A JP8475091A JP8475091A JPH04297538A JP H04297538 A JPH04297538 A JP H04297538A JP 8475091 A JP8475091 A JP 8475091A JP 8475091 A JP8475091 A JP 8475091A JP H04297538 A JPH04297538 A JP H04297538A
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Links
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/01—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
- B32B15/016—Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic all layers being formed of aluminium or aluminium alloys
Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアルミ基軸受材料に係り
、詳しくは、軸受合金以上の破断強度を有するアルミ合
金の密着層を介して裏金と接合されていることで耐焼付
性を維持してなおかつ耐疲労性の良好なアルミ基軸受材
料に係る。
、詳しくは、軸受合金以上の破断強度を有するアルミ合
金の密着層を介して裏金と接合されていることで耐焼付
性を維持してなおかつ耐疲労性の良好なアルミ基軸受材
料に係る。
【0002】
【従来の技術】従来、内燃機関等に使用されているアル
ミ基軸受は半割状若しくは円筒状の鋼を裏金とし、これ
にアルミ系の軸受合金を接合したものが基本となってい
る。アルミ系の軸受合金は相手軸との耐焼付性を確保す
るために相手軸の鋼とは密着しにくい錫や鉛を含有させ
ている。従って、この相手軸との耐焼付性を確保するた
めの錫や鉛は軸受合金自身と裏金との直接的密着を阻害
していてこれを回避するために両材質の接合の仲立ちを
する密着層を採用しているのが通例である。密着層の材
質としては裏金上にメッキされたNiや純アルミが一般
的に良く知られている。しかし、Niメッキは本質的に
はアルミ合金との密着性が劣りメッキ装置が必要である
という問題がある。また、純アルミは密着性は問題ない
が軸受合金より強度が弱く高温・高荷重下では純アルミ
密着層から亀裂が発生し剥離するという問題がある。
ミ基軸受は半割状若しくは円筒状の鋼を裏金とし、これ
にアルミ系の軸受合金を接合したものが基本となってい
る。アルミ系の軸受合金は相手軸との耐焼付性を確保す
るために相手軸の鋼とは密着しにくい錫や鉛を含有させ
ている。従って、この相手軸との耐焼付性を確保するた
めの錫や鉛は軸受合金自身と裏金との直接的密着を阻害
していてこれを回避するために両材質の接合の仲立ちを
する密着層を採用しているのが通例である。密着層の材
質としては裏金上にメッキされたNiや純アルミが一般
的に良く知られている。しかし、Niメッキは本質的に
はアルミ合金との密着性が劣りメッキ装置が必要である
という問題がある。また、純アルミは密着性は問題ない
が軸受合金より強度が弱く高温・高荷重下では純アルミ
密着層から亀裂が発生し剥離するという問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこれらの問題
の解決を目的とし、具体的には、重量%で、0.1〜6
%Mg、0.05〜1.0%Crを少なくとも含むアル
ミ合金を密着層に採用することで軸受使用時軸受合金の
下地となる密着層の過大な塑性変形やそれに起因するク
ラック発生を防止し、また、アルミの酸化皮膜は接合界
面における金属的接触を妨げるのでアルミ合金の接合性
に悪い影響を及ぼす重要な因子であるが、この悪影響を
軽減するためにアルミよりも酸素との親和力の強いMg
を添加すると接合中にこのMgによる酸化皮膜の還元反
応が生じ、皮膜の破壊・分散が促進されMgを含まない
場合よりも強固な接合が得られ、更に、軸受合金と密着
層合金との界面において密着層合金中のMgが材料焼鈍
時に軸受合金中の錫や鉛と結びついて高温時の液相化を
防ぎ耐疲労性の良好なアルミ基軸受材料を提供すること
を目的とする。
の解決を目的とし、具体的には、重量%で、0.1〜6
%Mg、0.05〜1.0%Crを少なくとも含むアル
ミ合金を密着層に採用することで軸受使用時軸受合金の
下地となる密着層の過大な塑性変形やそれに起因するク
ラック発生を防止し、また、アルミの酸化皮膜は接合界
面における金属的接触を妨げるのでアルミ合金の接合性
に悪い影響を及ぼす重要な因子であるが、この悪影響を
軽減するためにアルミよりも酸素との親和力の強いMg
を添加すると接合中にこのMgによる酸化皮膜の還元反
応が生じ、皮膜の破壊・分散が促進されMgを含まない
場合よりも強固な接合が得られ、更に、軸受合金と密着
層合金との界面において密着層合金中のMgが材料焼鈍
時に軸受合金中の錫や鉛と結びついて高温時の液相化を
防ぎ耐疲労性の良好なアルミ基軸受材料を提供すること
を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は重量
%で、3〜20%Sn、0.1〜11%Si並びに0.
1〜10%Pbを含むと共に、Cu、Mg、Zn、Cr
、Mn、Fe、Ni、Co、Mo、Sb、Ti、V、Z
rのうち1種若しくは2種以上を合計で0.1〜4%含
む他に0.3%以下のSrを添加して、アルミ基地中に
Si粒子を、球状、楕円状若しくは先端が丸味をおびる
形状として分散、析出させてなるアルミ基軸受合金が0
.1〜6%Mg、0.05〜1.0%Crを少なくとも
含むアルミ合金の密着層を介して裏金と接合されている
ことを特徴とする。
%で、3〜20%Sn、0.1〜11%Si並びに0.
1〜10%Pbを含むと共に、Cu、Mg、Zn、Cr
、Mn、Fe、Ni、Co、Mo、Sb、Ti、V、Z
rのうち1種若しくは2種以上を合計で0.1〜4%含
む他に0.3%以下のSrを添加して、アルミ基地中に
Si粒子を、球状、楕円状若しくは先端が丸味をおびる
形状として分散、析出させてなるアルミ基軸受合金が0
.1〜6%Mg、0.05〜1.0%Crを少なくとも
含むアルミ合金の密着層を介して裏金と接合されている
ことを特徴とする。
【0005】
【作用】そこで、これらの手段たる構成ならびにその作
用について説明すると、次の通りである。
用について説明すると、次の通りである。
【0006】まず、本発明は高温・高荷重状態における
耐剥離性を高めるために成されたものである。従来例に
おいても軸受合金組成を改良して耐剥離性を高めたもの
もあるが、鋼板で裏ばりされたアルミ軸受において裏金
との接合を確保するために、密着層の強度及び接合力を
改良したものは殆ど見受けられない。
耐剥離性を高めるために成されたものである。従来例に
おいても軸受合金組成を改良して耐剥離性を高めたもの
もあるが、鋼板で裏ばりされたアルミ軸受において裏金
との接合を確保するために、密着層の強度及び接合力を
改良したものは殆ど見受けられない。
【0007】本発明の特徴は高温・高荷重用の軸受合金
以上の破断強度を持ちしかも接合力においても従来例以
上になるようなアルミ合金組成の密着層を採用する事で
軸受全体としての高温・高荷重下での耐剥離性を向上さ
せた事にある。
以上の破断強度を持ちしかも接合力においても従来例以
上になるようなアルミ合金組成の密着層を採用する事で
軸受全体としての高温・高荷重下での耐剥離性を向上さ
せた事にある。
【0008】軸受合金としては耐剥離性を維持しつつ高
温・高荷重用に適するように3〜20%Sn、0.1〜
11%Si並びに0.1〜10%Pbを含むと共にCu
、Mg、Zn、Cr、Mn、Fe、Ni、Co、Mo、
Sb、Ti、V、Zrのうち1種若しくは2種以上を合
計で0.1〜4%含有し、残余は実質的にAlからなる
アルミ基合金において、0.3%以下のSrを添加して
、アルミ基地中にSi粒子を、球状、楕円状若しくは先
端が丸味をおびる形状として分散、析出させたものであ
る。
温・高荷重用に適するように3〜20%Sn、0.1〜
11%Si並びに0.1〜10%Pbを含むと共にCu
、Mg、Zn、Cr、Mn、Fe、Ni、Co、Mo、
Sb、Ti、V、Zrのうち1種若しくは2種以上を合
計で0.1〜4%含有し、残余は実質的にAlからなる
アルミ基合金において、0.3%以下のSrを添加して
、アルミ基地中にSi粒子を、球状、楕円状若しくは先
端が丸味をおびる形状として分散、析出させたものであ
る。
【0009】次に、本発明の特徴である密着層について
説明する。密着層に含まれるMgは接合の前処理段階で
は自分自身が優先的に酸化されることでアルミが酸化さ
れて強固な酸化皮膜とならないように作用し、軸受合金
と接合後においては熱処理時低融点金属であるSnやP
bと化合物を作り界面を低融点金属の液相が動きまわる
事で界面の接合強度が弱まる事を軽減する。また、高温
熱処理直後の急冷により軸受合金中にも拡散して行き、
軸受合金の必須成分であるSiと相まってMg2Siと
して固溶体強化の効果も期待できる。0.1%未満では
これらの作用・効果が希薄になり、6%を超えるとMg
を主成分とする酸化皮膜が接合時に多量に形成され接合
性を劣化させる。従って、Mgの添加量は0.1〜6%
が望ましい。
説明する。密着層に含まれるMgは接合の前処理段階で
は自分自身が優先的に酸化されることでアルミが酸化さ
れて強固な酸化皮膜とならないように作用し、軸受合金
と接合後においては熱処理時低融点金属であるSnやP
bと化合物を作り界面を低融点金属の液相が動きまわる
事で界面の接合強度が弱まる事を軽減する。また、高温
熱処理直後の急冷により軸受合金中にも拡散して行き、
軸受合金の必須成分であるSiと相まってMg2Siと
して固溶体強化の効果も期待できる。0.1%未満では
これらの作用・効果が希薄になり、6%を超えるとMg
を主成分とする酸化皮膜が接合時に多量に形成され接合
性を劣化させる。従って、Mgの添加量は0.1〜6%
が望ましい。
【0010】Crはアルミ基地の再結晶温度を上昇させ
高温強度を維持させるために添加される。また、結晶粒
の微細化効果もあるので密着層に使用したときには強度
・伸びが向上し、亀裂発生の危険性も少なくなる。Cr
の添加量は軸受合金の要求強度とCrと共存するMg添
加量によって変わるが軸受合金の要求強度が大きい場合
はCr添加量も多くしなければ本発明の主旨にそぐわな
い。Cr添加量の目安として軸受合金の添加成分Cu、
Mg、Zn、Cr、Mn、Fe、Ni、Co、Mo、S
b、Ti、V、Zrの合計添加量より密着層のMgとC
rの合計添加量の方を多くすることが好ましい。Crは
0.05%未満では上記効果が多く期待できず、1%を
超えるとハ−ドスポット生成の危険性が増加し軸受の密
着層として好ましくなくなる。従って、Crの添加量は
0.05〜1%が望ましい。
高温強度を維持させるために添加される。また、結晶粒
の微細化効果もあるので密着層に使用したときには強度
・伸びが向上し、亀裂発生の危険性も少なくなる。Cr
の添加量は軸受合金の要求強度とCrと共存するMg添
加量によって変わるが軸受合金の要求強度が大きい場合
はCr添加量も多くしなければ本発明の主旨にそぐわな
い。Cr添加量の目安として軸受合金の添加成分Cu、
Mg、Zn、Cr、Mn、Fe、Ni、Co、Mo、S
b、Ti、V、Zrの合計添加量より密着層のMgとC
rの合計添加量の方を多くすることが好ましい。Crは
0.05%未満では上記効果が多く期待できず、1%を
超えるとハ−ドスポット生成の危険性が増加し軸受の密
着層として好ましくなくなる。従って、Crの添加量は
0.05〜1%が望ましい。
【0011】次に、本発明の実施例について説明する。
【0012】
【実施例】表1に示す組成のAl−Sn−Si−Pb−
Sr系軸受合金を連続鋳造により厚さ20mmの板状材
として鋳造し、各鋳造ビッレトの上下面を1.0mm面
削し、続いて冷間圧延により3mmの厚さ迄圧延した。 この状態で300〜350℃の熱処理を行なって歪を除
去し、その後表2に示す組成の厚さ0.3mmのAl合
金薄板を表2右欄に示す組合せでワイヤ−ブラシ研摩後
のAl軸受合金の片面に圧着し、1mmの圧延材を得た
。
Sr系軸受合金を連続鋳造により厚さ20mmの板状材
として鋳造し、各鋳造ビッレトの上下面を1.0mm面
削し、続いて冷間圧延により3mmの厚さ迄圧延した。 この状態で300〜350℃の熱処理を行なって歪を除
去し、その後表2に示す組成の厚さ0.3mmのAl合
金薄板を表2右欄に示す組合せでワイヤ−ブラシ研摩後
のAl軸受合金の片面に圧着し、1mmの圧延材を得た
。
【0013】
【表1】
【0014】
【表2】
【0015】その後、軸受合金との接合力向上と加工歪
除去の為300〜350℃の熱処理を行なった後、圧延
薄板の反軸受合金側を再びワイヤ−ブラシで粗面・活性
化後鋼製の裏金と圧着させて厚さ1.5mmの軸受材を
得た。
除去の為300〜350℃の熱処理を行なった後、圧延
薄板の反軸受合金側を再びワイヤ−ブラシで粗面・活性
化後鋼製の裏金と圧着させて厚さ1.5mmの軸受材を
得た。
【0016】次に、各供試材を軸受形状に加工し、最終
的な軸受の疲労テストを行なったところ、表3に示す結
果を得た。
的な軸受の疲労テストを行なったところ、表3に示す結
果を得た。
【0017】
【表3】
【0018】これは実際のエンジンの条件とほぼ同様に
軸受を連接棒に固定し、軸に偏心荷重をかけて、以下の
条件で耐久テストを行なったこの耐久テストは焼付や破
壊を起こさず、その性能を維持した時間の長さで評価す
るテストである。なお、テスト条件は次の通りである。
軸受を連接棒に固定し、軸に偏心荷重をかけて、以下の
条件で耐久テストを行なったこの耐久テストは焼付や破
壊を起こさず、その性能を維持した時間の長さで評価す
るテストである。なお、テスト条件は次の通りである。
【0019】面圧 600Kgf/
cm2回転数 3500RPM相手材材
料 FCD70 粗さ 0.8〜1.5S使
用オイル SAE20W−40軸受背面温度
150℃±5℃
cm2回転数 3500RPM相手材材
料 FCD70 粗さ 0.8〜1.5S使
用オイル SAE20W−40軸受背面温度
150℃±5℃
【0020】なお、このテスト時間の上限は200時間
とし、N=5の平均値を表3に示した。この結果、何れ
も比較例に比べ長い耐久時間を示しており、本発明に係
わる合金は優れた耐疲労性を示した。一方、比較例のも
のは密着層に純アルミを使用している為短時間で密着層
で横ズレを起こし、亀裂・剥離に至った。
とし、N=5の平均値を表3に示した。この結果、何れ
も比較例に比べ長い耐久時間を示しており、本発明に係
わる合金は優れた耐疲労性を示した。一方、比較例のも
のは密着層に純アルミを使用している為短時間で密着層
で横ズレを起こし、亀裂・剥離に至った。
【0021】
【発明の効果】以上詳しく説明した通り、本発明は重量
%で、3〜20%Sn、0.1〜11%Si並びに0.
1〜10%Pbを含むと共に、Cu、Mg、Zn、Cr
、Mn、Fe、Ni、Co、Mo、Sb、Ti、V、Z
rのうち1種若しくは2種以上を合計で0.1〜4%含
む他に0.3%以下のSrを添加して、アルミ基地中に
Si粒子を、球状、楕円状若しくは先端が丸味をおびる
形状として分散、析出させてなるアルミ基軸受合金が0
.1〜6%Mg、0.05〜1.0%Crを少なくとも
含むアルミ合金の密着層を介して裏金と接合されている
ことを特徴とする。
%で、3〜20%Sn、0.1〜11%Si並びに0.
1〜10%Pbを含むと共に、Cu、Mg、Zn、Cr
、Mn、Fe、Ni、Co、Mo、Sb、Ti、V、Z
rのうち1種若しくは2種以上を合計で0.1〜4%含
む他に0.3%以下のSrを添加して、アルミ基地中に
Si粒子を、球状、楕円状若しくは先端が丸味をおびる
形状として分散、析出させてなるアルミ基軸受合金が0
.1〜6%Mg、0.05〜1.0%Crを少なくとも
含むアルミ合金の密着層を介して裏金と接合されている
ことを特徴とする。
【0022】従って、この構成により本発明は高温での
耐疲労性に優れている。
耐疲労性に優れている。
Claims (1)
- 【請求項1】 重量%で、3〜20%Sn、0.1〜
11%Si並びに0.1〜10%Pbを含むと共に、C
u、Mg、Zn、Cr、Mn、Fe、Ni、Co、Mo
、Sb、Ti、V、Zrのうち1種若しくは2種以上を
合計で0.1〜4%含む他に0.3%以下のSrを添加
して、アルミ基地中にSi粒子を、球状、楕円状若しく
は先端が丸味をおびる形状として分散、析出させてなる
アルミ基軸受合金が0.1〜6%Mg、0.05〜1.
0%Crを少なくとも含むアルミ合金の密着層を介して
裏金と接合されていることを特徴とするアルミ基軸受材
料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8475091A JPH04297538A (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | Al基鋳造軸受材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8475091A JPH04297538A (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | Al基鋳造軸受材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04297538A true JPH04297538A (ja) | 1992-10-21 |
Family
ID=13839370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8475091A Pending JPH04297538A (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | Al基鋳造軸受材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04297538A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112159916A (zh) * | 2020-08-27 | 2021-01-01 | 比亚迪股份有限公司 | 一种铝合金及其应用 |
-
1991
- 1991-03-25 JP JP8475091A patent/JPH04297538A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112159916A (zh) * | 2020-08-27 | 2021-01-01 | 比亚迪股份有限公司 | 一种铝合金及其应用 |
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