JPH0672278B2 - 耐疲労性と非焼付性に優れたアルミニウム基軸受合金 - Google Patents

耐疲労性と非焼付性に優れたアルミニウム基軸受合金

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JPH0672278B2 JP2228250A JP22825090A JPH0672278B2 JP H0672278 B2 JPH0672278 B2 JP H0672278B2 JP 2228250 A JP2228250 A JP 2228250A JP 22825090 A JP22825090 A JP 22825090A JP H0672278 B2 JPH0672278 B2 JP H0672278B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、溶解、鋳造、加工の各段階を経て製品化され
るアルミニウム基軸受合金に係わり、さらに詳しく言え
ば、Sn、Pb、Cu、Sbを含む改良アルミニウム基軸受合金
に関するものである。
従来のアルミニウム基軸受合金として、例えば特公昭62
−14024号公報に示されるものが知られている。この合
金は、Sn3〜40％、Pb0.1〜10％、Cu0.2〜５％、Sb0.1〜
３％、Si0.1〜３％の他に、Mn、Ｖ、Mg、Niの１種以上
を0.01〜３％含有している。
これら公知の合金は、すべり軸受にとって重要な特性で
ある耐疲労性と非焼付性において優れたものをもってい
るが、近年における内燃機関の高速化、高出力化の進展
に伴い、より優れたすべり軸受が要求されるようになっ
てきた。
本発明の目的は、従来の同種軸受合金よりも一層優れた
耐疲労性と非焼付性を有するアルミニウム基軸受合金を
提供することにある。
課題を解決するための手段 この目的は、耐疲労性と非焼付性に優れた以下のアルミ
ニウム基軸受合金を提供することによって達成される。
重量％でSn3〜40％、Pb0.1〜10％、Cu0.1〜５％、Sb
0.1〜３％の他にその総量が0.05％〜１％であって、 式： を満足するTiおよびＢが共存し、残部が実質的にAlから
成り、溶解・鋳造法によって得られる、耐疲労性と非焼
付性に優れたアルミニウム基軸受合金。
上記の合金に、さらに0.1〜５％のSiが添加されて
成り、溶解・鋳造法によって得られる、耐疲労性と非焼
付性に優れたアルミニウム基軸受合金。
上記の合金に、Mg、Ni、Ｖ、Mn、Zr、Cr、Feのうち
１種または２種以上が合計量で0.01〜３％添加されて成
り、溶解・鋳造法によって得られる、耐疲労性と非焼付
性に優れたアルミニウム基軸受合金。
上記の合金に、0.1〜５％のSiと、その合計量が0.0
1〜３％であるMg、Ni、Ｖ、Mn、Zr、Cr、Feのうちの１
種または２種以上とが添加されて成り、溶解・鋳造法に
よって得られる、耐疲労性と非焼付性に優れたアルミニ
ウム基軸受合金。
次に、本発明のアルミニウム基軸受合金の各成分組成を
前記のように限定する理由（上、下限値の限定理由）と
その作用、効果についてまとめて列記する。
Sn:3〜40重量％ 軸受としての非焼付性、なじみ性、埋収性などの表面性
能を改善する。Snの添加量が３％未満では前述の効果は
小さく、また40％を越えると合金の機械的性質が著しく
低下する。
Pb:0.1〜10重量％ 非焼付性、切削性および親油性を改善する。
Pbの添加量が0.1％未満では、前述の効果は期待でき
す、10％を超えると、Alマトリックス中に微細かつ均一
にPbを分散させることが非常に困難になる。
Cu:0.1〜５重量％ Alマトリックスの機械的強度を向上させ、軸受の耐荷重
性、耐疲労性などの機械的性質を改善する。Cuの添加量
が0.1％未満では、合金の耐荷重性、耐疲労性の向上は
期待できず、５％を超えると著しく展延性が悪くなり、
塑性加工性が低下する。
Sb:0.1〜３重量％ Al中にPbを微細かつ均一に分散させる効果があり、さら
にAlマトリックスの機械的性質を改善する。Sbの添加量
が0.1％未満では、前述の効果は小さく、また３％を超
えると、機械的性質、特に伸びを減じるので好ましくな
い。
TiおよびB:総量で0.05〜１重量％ 式： が満足されなければならない。
硬質金属間化合物（Hv2500〜3500）TiB2を生成し、これ
が均一分散することにより合金の強度が向上する。ま
た、TiB2はマイクロ組織を微細化するため、硬度の上昇
はあっても伸びを低下させることはない。TiおよびＢの
総量が0.05％以下では、上記のような効果は小さく、一
方１％を超えると脆くなり、塑性加工性が悪くなる。添
加元素の多い本合金系にあっては、 では効果がなく、0.35を超えるとTiB2の形の化合物が生
成しない。
Si:0.1〜５重量％ Alマトリックスに固溶する範囲においては、マトリック
スの強度向上、特に耐クリープ性の改善に寄与する。ま
た、Si粒子として晶出する場合は、この粒子が点在する
ことによって表面の軟らかいAlマトリックスのみを摩耗
し、ミクロ的に凹凸状になる。凸部であるSi粒子が荷重
に耐え、凹部は油溜まりとして機能するので非焼付性の
向上につながる。細かく点在したSi粒子は、相手軸（特
に鋳造軸）表面にエッジやバリを研磨する働きを有す
る。但し、相手軸が鋼製軸の場合には、特にSiの添加が
過剰であると、逆にSi粒子が軸を傷つける危険がある。
Siの添加量が0.1％未満では上記のような効果は期待で
きず、また５％を超えると脆くなり、塑性加工性に劣
る。
Mg、Ni、Ｖ、Mn、Zr、Cr、Feのうち１種または２種以
上：合計量で0.01〜３重量％ 0.01％未満では、本発明の目的とする耐疲労性と耐荷重
性の改善効果が少なく、また３％を超えると、合金自体
が脆くなる。
実施例 表１に示す化学組成の本発明合金は、従来合金でそれぞ
れ形成された帯板（通常どおり、溶解→鋳造→圧延によ
って得られた帯板）を用意した。該帯板を、Al中間層を
介して鋼板上に重ね、積層体を圧延機に通過せしめて一
体に接合（圧延結合）し、しかる後、軸受成形機を用い
て、軸受内径53mm、幅17mm、ライニング厚（前記帯板の
厚さ）0.3mmからなる半円形の複合軸受を得た。
これら複合軸受の疲労試験結果を表５に、また焼付試験
結果を表６と表７にそれぞれ示した。
疲労試験および焼付試験の各試験条件は、それぞれ表２
〜表４に示されるとおりである。
また、焼付試験については、鋼製軸および鋳鉄製軸を用
いて２種類の試験を行なった。
なお、本実施例ではAl中間層を介して実施したが、これ
に限定されるものではなく他のNi中間層を用いてもよ
い。
発明の効果 試験の結果、本発明によって以下のような優れた効果が
得られることが明らかとなった。
（１）本発明の合金は、従来合金に比べて耐疲労性が改
善されている。例えば、表５の試料No.1〜10は従来合金
であるが、これらの合金にTi、Ｂを添加してなる試料N
o.11〜20の本発明合金は従来品に比べて疲労強度が向上
していることが判る。また、試料No.21〜25の本発明合
金も優れた耐疲労性を有する。
（２）焼付試験についても本発明の合金は従来の合金に
比べて非焼付性が改善されている。例えば、表５、６に
おけるNo.1〜10は従来合金であるが、これらの合金にT
i、Ｂを添加してなる試料11〜20の本発明合金は、全て
従来合金に比べ非焼付性に優れていることが判る。試料
No.21〜25の本発明合金も優れた非焼付性を持ってい
る。
（３）一般的にいって、鋼製軸に比べ鋳鉄製軸を用いた
焼付試験の方が低い焼付面圧となる。また、鋳鉄製軸の
場合は、Siを含有している合金の方が焼付き難くなって
いる。これは前述のように鋳鉄製軸表面のバリ、エッジ
に対するSiの研磨効果によっている。
以上のように、溶解・鋳造法によって得られる本発明合
金は従来の同種合金に比して耐疲労性、非焼付性が著し
く改善されており、本発明の所期の目的が達成される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 徹 愛知県瀬戸市幡野町81の85番地 (56)参考文献 特開 昭62−37336（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−37337（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−235455（ＪＰ，Ａ) 特公 昭51−43011（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】重量％でSn3〜40％、Pb0.1〜10％、Cu0.1
    〜５％、Sb0.1〜３％の他にその総量が0.05〜１％であ
    って、 式： を満足するTiおよびＢが共存し、残部が実質的にAlから
    成り、溶解・鋳造法によって得られる耐疲労性と非焼付
    性に優れたアルミニウム基軸受合金。
  2. 【請求項２】請求項１記載の合金に、さらに0.1〜５％
    のSiが添加されて成り、溶解・鋳造法によって得られる
    耐疲労性と非焼付性に優れたアルミニウム基軸受合金。
  3. 【請求項３】請求項１記載の合金に、Mg、Ni、Ｖ、Mn、
    Zr、Cr、Feのうち１種または２種以上が合計量で0.01〜
    ３％添加されて成り、溶解・鋳造法によって得られる耐
    疲労性と非焼付性に優れたアルミニウム基軸受合金。
  4. 【請求項４】請求項１記載の合金に、0.1〜５％のSi
    と、その合計量が0.01〜３％であるMg、Ni、Ｖ、Mn、Z
    r、Cr、Feのうちの１種または２種以上とが添加されて
    成り、溶解・鋳造法によって得られる耐疲労性と非焼付
    性に優れたアルミニウム基軸受合金。
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