JPH0693360A

JPH0693360A - Ａｌ−Ｓｎ系軸受合金材料

Info

Publication number: JPH0693360A
Application number: JP26798092A
Authority: JP
Inventors: Masahito Fujita; 正仁藤田; Yukio Yamaguchi; 幸夫山口
Original assignee: NDC Co Ltd; Nippon Dia Clevite Co Ltd
Current assignee: NDC Co Ltd; Nippon Dia Clevite Co Ltd
Priority date: 1992-09-10
Filing date: 1992-09-10
Publication date: 1994-04-05

Abstract

(57)【要約】（修正有）［目的］耐焼付性に優れたＡｌ−Ｓｎ系軸受合金の提
供。［構成］合金中のＳｎの分布状態が３次元的に網目状
に連結した組織を持ち、かつ網目の連結部がＳｎ留り３
２となる構造を有するＡｌ−Ｓｎ系軸受合金。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＡｌ−Ｓｎ系軸受合金材
料に係り、詳しくは、合金中のＳｎの分布状態が３次元
的に網目状に連結した組織を持ち、かつ、網目の連結部
が適切なＳｎ留りとなる構造を有するもので、特に、高
速・高負荷運転時に耐焼付性に優れたＡｌ−Ｓｎ系軸受
合金材料に係る。

【０００２】

【従来の技術】最近の自動車エンジンは、省燃費、高出
力のものとなり、これに伴って軸受にかかる荷重が増加
すると共に、潤滑油の温度が上昇し、時には境界潤滑条
件下でも、使われる程、軸受の使用条件は、苛酷化の一
途をたどっている。また、近年はメタノ−ルを燃料とし
て使用する等、表面に鉛系のオ−バ−レイを使用するケ
ルメット系の高鉛青銅合金軸受では耐食性に問題があ
り、より安定なＡｌ−Ｓｎ系の軸受合金、しかも、耐荷
重性にすぐれた軸受が要求されるようになってきた。

【０００３】すなわち、表面にオ−バ−レイメッキ層を
有する軸受は一般的には、ＪＩＳＨ５４０２、ＡＪ−
１（１０％Ｓｎ、０．７５％Ｃｕ、０．５％Ｎｉ、Ａｌ
Ｂａｌ）や、ＪＩＳＨ５４０２、ＡＪ−２（６％Ｓ
ｎ、２．５％Ｃｕ、１．０％Ｎｉ、ＡｌＢａｌ）等のＪ
ＩＳ規格、ＳＡＥ７８０（６％Ｓｎ、２％Ｓｉ、１％Ｃ
ｕ、０．５％Ｎｉ、０．１％Ｔｉ、ＡｌＢａｌ）等のＳ
ＡＥ規格に示される通り、その軸受合金部分はＳｎ含有
量が比較的少ない低Ｓｎ−Ａｌ合金から成っているが、
これら軸受合金部分の表面には更にＰｂ−Ｓｎ系合金の
オ−バ−レイメッキによって表面積が形成され、この表
面積が軸受面を構成している。しかし、これら軸受は、
近年の高負荷、高温の使用条件下では表面のオ−バ−レ
イメッキによる表面層が摩滅して焼付きに至り、使用に
耐えられなくなっている。これに対し、表面にオ−バ−
レイメッキによって表面積を形成しない軸受はＳＡＥ７
８３（２０％Ｓｎ、０．５％Ｓｉ、１．０％Ｃｕ、０．
１％Ｔｉ、ＡｌＢａｌ）に示される通り、その軸受合金
部分がＳｎ含有量の多い高Ｓｎ−Ａｌ合金から成ってい
る。しかし、このようにＳｎが２０％程度の如く多く含
まれる合金は硬度が低く、Ａｌマトリックスが弱くなる
ため、高負荷に耐えられない。

【０００４】また、Ｓｎ含有量の多少に拘らずＡｌ−Ｓ
ｎ系合金中にＰｂを添加して潤滑性を増進させ、耐焼付
性をもたせた軸受合金が例えば水野昴一著昭和２９年日
刊工業新聞社発行「軸受合金」第１３９頁に記載され、
この軸受合金は１０％Ｓｎ、１．５％Ｃｕ、０．５％Ｓ
ｉを含むとともに３％Ｐｂを添加して成るＡｌ−Ｓｎ−
Ｐｂ系合金である。

【０００５】更に、Ａｌ−Ｓｎ−Ｐｂ系合金中のＰｂは
Ａｌとはほとんど固溶しない為、この潤滑成分であるＰ
ｂの分散性向上の為にＳｂを添加したＡｌ−Ｓｎ−Ｐｂ
−Ｓｂ系合金が特公昭５２−１２１３１号公報に記載さ
れ、この上に、Ｓｎ粒子の粗大化を防止したＡｌ−Ｓｎ
−Ｓｉ−Ｃｒ系合金が特公昭６１−４０２９７号公報に
示されている。

【０００６】これら軸受合金の技術の流れはいずれも潤
滑成分を少なくし分散させることで相対的に合金のマト
リックス強度を上げ、耐疲労性を確保しようとしたもの
である。しかし、本来的にこれらの合金強度の上昇及び
耐摩耗性の向上、ひいては耐焼付性の向上は、主とし
て、Ｓｉの添加による効果が大きく、Ａｌ−Ｓｎ系合金
のうちでもＡｌ−Ｓｎ系とＡｌ−Ｓｎ−Ｓｉ系とは区別
されてしかるべきで、Ｓｉ添加の効果が十分に峻別して
理解されるべきである。

【０００７】ちなみに、従来例（特公昭６１−４０２９
７号公報）では、ＣｒおよびＳｉを添加することでＳｎ
が微細化され硬さが向上するとし、これにより高温状態
におけるＳｎの移動と成長がほとんどなく、高温硬さの
低下も少ないとしている。

【０００８】すなわち、従来の軸受合金の流れをまとめ
るとＡｌ−Ｓｎ二元系でＳｎを４０〜２０ｗｔ％も含む
きわめて潤滑力に富む軟らかい合金系から、Ｓｎ分を少
なくし、Ｓｉ等を添加し、マトリックスを強化したもの
へと変化して来ているわけである。ここで注目しなけれ
ばならないのは、マトリックスを強化した為に、潤滑力
が低下せざるを得ないという問題をどのような形で対処
して来たかということであり、それは前述のＳｂ添加で
あり、Ｃｒ添加であり、そうすることでＳｎの分散を計
ったという事実である。

【０００９】更に、従来例として本発明の出願人が開示
した特公平２−３５０２０号や特開昭６２−２１８５３
８号公報では、Ｓｉを含むＡｌ−Ｓｎ系合金にＳｒある
いはＳｂを微量添加することでマトリックス強化元素で
あるＳｉ粒子を球状、だ円状若しくはそれに近い形状に
均一に析出させ、しかも、この析出されたＳｉ粒子を前
記マトリックス表面に存在させるとともに、このＳｉ粒
子の近傍に、Ｓｎ−Ｐｂ合金粒子と存在させることによ
って、潤滑力を低下させることなく耐焼付性の向上を図
る技術が知られている。しかし、これらのＡｌ−Ｓｎ系
合金のＳｎの潤滑効果は十分でないという問題があっ
た。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題の解
決を目的とし、具体的には、Ａｌ−Ｓｎ合金材中の少な
いＳｎ成分で、最大の耐焼付性を付与することができる
Ａｌ−Ｓｎ系軸受合金材料を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は縦型鋳造機より
鋳造されたＡｌ−Ｓｎ系軸受合金材であって、この合金
中のＳｎの分布状態が３次元的に網目状に連結した組織
を有し、かつ網目状の連結部が適切なＳｎ留りとなる構
造を有することを特徴とする。

【００１２】本発明はこうしたＡｌ−Ｓｎ系のＳｎの潤
滑のあり方について基本的な考察を行ない、単にＳｎの
分散効果を主眼とした従来技術に鑑み、より効果的なＳ
ｎの分布状態を求めることで、耐焼付性を向上させたも
のである。

【００１３】そこで、本発明の手段たる構成ならびにそ
の作用について更に図面を参照しながら詳しく説明する
と、次の通りである。

【００１４】すなわち、本発明では、少ない潤滑成分で
最大の耐焼付性を確保するには如何なる方法をとるべき
かについて根本的な解決を求めたものである。

【００１５】図１は潤滑状態の軸受材と軸との関係を示
す説明図であり、図２は本発明の軸受合金材組織を説明
する組織モデルの模式図であり、図３は本発明によるＡ
ｌ−Ｓｎ系合金材の鋳造時の組織モデルの模式図であ
り、図４は縦型鋳造の凝固モデルの模式図であり、図５
は横型鋳造の凝固モデルの模式図であり、図６はＡｌ−
Ｓｎ系連通管部の断面を説明する組織モデルの模式図で
あり、図７は図６を熱処理した模式図であり、図８はＡ
ｌとＳｎのヌレ性の関係を示す説明図であり、図９は図
８のヌレ性が良い場合の説明図であり、図１０は図８の
ヌレ性が悪い場合の説明図である。符号１は軸、２はＳ
ｎ、３はＡｌ−Ｓｎ系軸受合金、４は裏金、６はＳｎ発
汗部、１０はカ−ボンモ−ルド、１１は液相（Ｓｎ）、
１２は固液界面、１３は固相、３１は連通管部、３２は
Ｓｎ留り、３３はＡｌマトリックス部、３４は花弁状組
織（Ａｌ）、３５は成長結晶を示す。

【００１６】図１に示すようにＡｌ−Ｓｎ系軸受合金３
が軸１に焼付く寸前、すなわち、境界潤滑下での状態
で、符号２で示されるＳｎにより潤滑性を確保するとい
うことは、軸１と軸受合金３の金属接触下で界面に潤滑
成分であるＳｎが適量供給され、軸１の鉄と軸受合金３
のアルミニウムの凝着が回避されるということである。
言い換えれば、耐焼付性を向上させるとは、焼付界面へ
Ｓｎ（液相）の供給能力を改善することにある。すなわ
ち、耐焼付性を向上させたＡｌ−Ｓｎ系軸受合金３と
は、Ａｌ−Ｓｎ系合金中のＳｎの分布状態が表面へのＳ
ｎの供給能力に優れた状態にある軸受と言うことができ
る。

【００１７】ふり返って従来のＡｌ−Ｓｎ系軸受合金
は、マトリックス強度を確保する為に、むしろ、Ｓｎを
分断、粒子化し、しかも、細分化してしまっている。こ
の状態では、軸受の最表面に存在するＳｎ粒子のみが焼
付性に寄与し、内部のＳｎは全く意味のないものとなっ
てしまっている。

【００１８】本発明に述べるＳｎの分布状態とは図２に
示す如く、３次元的に網目状にＳｎ相が連結していること。Ｓｎの供給源となる適切なＳｎ留り３２を連通管部３
１に有していること。ここで、適切なＳｎ留りとは少な
くとも連通管部より大きな断面積を有するＳｎ溶融時に
多量のＳｎ液相を表面に供給するに十分な体積を有する
部分をいう。この２つの条件を兼ね備えていることが必
要である。表面が金属接触を起し、局部的にＳｎの融点
を越える危機的な状況になった時、Ｓｎが融解し、同時
に発汗現象を起し、３次元的なネットワ−クを通して、
Ｓｎ液相が供給され、致命的な焼付を回避してくれるわ
けである。

【００１９】こうした理想的なＳｎの分布状態をＡｌ−
Ｓｎ系合金の平軸受において現出せしめるには、この軸
受合金のＳｎの分布状態をどのようにすれば良いかとい
うことが本発明の範囲で述べられている所である。

【００２０】すなわち、最終的な軸受製品におけるＳｎ
の分布はもともとＡＳＣＡＳＴ（鋳放し鋳物）でのＳ
ｎ相の析出状態に、次の圧延、熱処理工程でのＳｎの挙
動が相乗された結果としての形態であり、いづれの段階
でも最終製品で連結し、かつＳｎ留り３２のある状態の
Ｓｎ分布の為に、如何なる製法が適切か、吟味されるべ
き所である。

【００２１】まず、鋳物組織においては、３次元的に均
一なＳｎのネットワ−ク組織でかつ適切なＳｎ留り３２
を設けるのに最適な鋳造条件は、図３に示す如く、Ｔｉ
−Ｂを核生成剤として使って花弁状の結晶を成長させ、
その花弁状組織３４の周辺に比較的大きなＳｎ留り３２
ができるよう、凝固を制御したものが最も上の条件に適
することが判った。また、こうした自由晶を方向性無く
凝固させるには、縦型の鋳造機に依る鋳物が好適で、横
型による一般的な鋳造機を用いた鋳物はどうしても指向
性の強い方向性のある鋳物になってしまい、縦型鋳造の
ようなどの断面をとっても同様な３次元的なネットワ−
ク状のＳｎの分布組織は得がたい。

【００２２】縦型と横型の鋳造法の差というものは単に
鋳物を図４に示すカ−ボンモ−ルドから鉛直に引き出す
方式と、図５に示す水平に引き出す方式という形式的な
次元に留まらず、モ−ルド内部での凝固形態が全く異な
り、特に本発明の合金系のようにＳｎ、Ｐｂ等、溶質を
多量に含む合金系では、結果的に全く異なる形態がみら
れる。

【００２３】すなわち、縦型鋳造法では、液相１１の凝
固方向と鋳造方向が同一の鉛直軸にあり、モ−ルド１０
からの抜熱も左右対称で、鋳物の凝固収縮により凝固直
後固相１３となった鋳物はモ−ルド１０から離れる為、
固液界面１２の成長結晶３５は自由晶（方向性をもたな
い）となる。一方、横型鋳造法では、液相１１の凝固方
向と鋳造方向が同一軸上になく、凝固直後も鋳物下面と
モ−ルド１０との接触が保たれ、モ−ルド１０内の上面
には空隙ができるため、下面からの冷却が優先され、従
って、成長結晶３５の形態も方向性のある形になってし
まう。

【００２４】また、Ｓｎ、Ｐｂの比重はＡｌに比べ数倍
大きく凝固時どうしても下面に沈降しようとする為、横
型鋳造法においては、下面にＳｎ、Ｐｂが偏析しやす
く、前記方向性のある成長結晶の粒界に大きな偏析をつ
くってしまう。一方、縦型で鋳造したものは、Ｓｎ、Ｐ
ｂの沈降方向と鋳造方向が同一である為、そういったＳ
ｎ、Ｐｂの偏析は起らず、均一に凝固した自由晶の間隙
にＳｎ、Ｐｂは均一にしかも３次元的に連結した形態で
凝固する。すなわち、本発明で求める組織はこの縦型鋳
物による組織を必要とするわけである。

【００２５】３次元的に連結した組織は、本来的に自由
晶の凝固過程で形成される。すなわち、核生成した自由
晶は理想的にはいくつものデンドライトセルが集合し、
外観上は球状を呈している。その球状をしたアルミニウ
ム結晶は、断面にもセルとセルの間隙に薄いＳｎ相を包
含しているが、残りの多くのＳｎ相は球状のデンドライ
トセル集合体の前面に押し出され、最終凝固部として球
体と球体の間隙において凝固することになる。従って、
図２における連通管部とはこの球体と球体の間隙を埋め
るＳｎ相の断面が細っている部分の事で、凝固形態が自
由晶の場合、３次元的に分散して核生成する為、最終凝
固部のＳｎ相は連結して存在することになる。

【００２６】一方、Ｓｎ留り３２とＳｎ留り３２を結ぶ
Ｓｎ連通管部３１の断面形状は、図６に示すように角の
とがったような三角形状をしており、圧延、熱処理をく
り返す毎に、図７に示すように角が縮退し表面積を小さ
くなるようなＳｎの挙動が見られるわけである。本発明
ではこの連通管部３１のＳｎの挙動に着目し、実験を重
ねた結果、このＳｎ連通管部３１の縮退の度合いとＳｎ
の発汗部６の量に相関が認められ、その縮退の度合いは
アルミニウムマトリックス３３とＳｎのヌレ性（ヌレ
角）にあることをつきとめた。すなわち、図８、図９な
らびに図１０に示すように、アルミニウムマトリックス
３３を構成する表１に示す第３添加元素によってＳｎ液
相とのヌレ性が異なり、そのヌレ性の大小に因って連通
管部の縮退の度合いが違い、結果として、Ｓｎ液相を軸
受表面に押し出す起動力となっていることが判った。

【００２７】また、このアルミニウムマトリックスとＳ
ｎのヌレ性の問題は鋳物の凝固時にも同じ事が言え、初
晶として核生成したアルミニウムセルと、Ｓｎ液相の関
係において、第３添加元素（Ｚｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ等）
をアルミニウムの固溶限内で添加した場合、Ｓｎ液相と
のヌレ性が悪くなる為、球状に成長しようとするセルと
セルの間隙に滞留しようとするＳｎ液相をより強く前面
に押し出す事になり、本件で言う３次元的に連結しかつ
適切なＳｎ留りを有する構造を鋳造段階でも助長するこ
とになる。

【００２８】

【表１】

【００２９】すなわち、本発明の範囲で求めた、Ｓｎ相
とアルミニウムマトリックスのヌレ性をスズスウェット
しやすい方向（連通管部の縮退の度合いを強める方向）
に働く第３添加元素として、Ｚｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ等が
確かめられたわけである。従って、軸受表面がダメ−ジ
を受け、摩擦熱により軸受自体が高温にさらされた時、
前記熱処理時に見られたＳｎを表面に押出す現象が起る
わけである。すなわち、軸受合金のＳｎ留り及びそれが
連結されている連通管部が表面積を小さくしようとして
縮退を起し、結果的にＳｎをしぼり出す効果となるわけ
である。この縮退、すなわち、表面積を小さくする合金
内部での変化に第３添加元素がヌレ性という形で関与
し、よりそのＳｎの移動を効果的にしようとしたもの
が、本発明の目的とする所である。なお、上記の効果を
有効ならしめる各元素の添加量の限定理由を示すと次の
通りである。

【００３０】まず、第３添加元素は化合物とならず、固
溶されている状態が理想的で、それぞれの元素のアルミ
ニウム中への固溶限はＺｒが０．２８％、Ｖが０．３７
％、Ｃｒが０．７７％、Ｍｎが１．８２％であり、Ｍｎ
の固溶限は比較的大きいが、Ａｌ合金中に含まれ、不可
避的に存在するＦｅとの化合物生成を避ける為にも、最
大固溶限まで添加する必要はない。本発明では、最も効
果的にＳｎのヌレ性を改善できる添加範囲であればよ
く、これらの１種若しくは２種以上を単味又は合量で
０．１〜３．０％の範囲とした。

【００３１】また、異質核生成剤として、花弁状鋳造組
織を生成させるのに有効なＴｉ−Ｂ添加は、核となる化
合物（ＴｉＡｌ₃及びＴｉＢ₂）が均一に分散し、かつ粗
大な化合物に成長させない為にも、Ｔｉ量を０．０１〜
０．３％、Ｂ量を０．００５〜０．０５％、かつＴｉ／
Ｂの比を５〜２０の範囲におさえるのが最も効果的であ
る。ＴｉとＢの比が逆転したり、Ｂを０．０５％以上含
む場合、粗大な高融点のＴｉ−Ｂ化合物が生成され、微
細な核となるべきＡｌ−Ｔｉ、Ｔｉ−Ｂの各化合物の凝
集が促進され、かえって本発明でいう均一な花弁状組織
の核の形成を阻害することになる。

【００３２】また、軸受合金として必要なＳｎ量は３％
以下では、本発明で言う連通管をつくることがむずかし
く、また、２５％以上では、Ｓｎが多すぎネットワ−ク
組織において、Ｓｎ留りが連続化してしまい、マトリッ
クス強度を保てなくなるのでこの範囲とした。

【００３３】また、Ｓｉ量については、亜共晶範囲を基
本とし、Ｓｉが微細にアルミニウムマトリックス中に分
散するためには、０．１〜１１％の範囲が本発明の好ま
しい範囲とした。

【００３４】すなわち、本発明はＡｌ−Ｓｎ系軸受材料
の耐焼付性を向上させるにはＳｎの組織が単に分散して
いれば良いのでなく、エンジンに組付けの使用状態で、
軸受表面にＳｎが供給できる組織として３次元的な網状
組織でしかもＳｎ留りを結ぶ連通管部を有する組織を提
案するもので、その解決手段たる構成は、縦型鋳造法に
よる合金鋳造が必須の条件である。

【００３５】更に、（１）Ｓｎの鋳造組織における析出形態を改善する為の
Ｔｉ、Ｂを添加構成する。（２）Ｓｎとアルミニウムマトリックスのヌレ性の改質
材としてＺｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎを選択構成する。（３）潤滑成分のＰｂを添加構成する。（４）Ｓｒ又はＳｂを重量％で０．００１〜０．１％添
加構成する。この場合にはＳｉとＰｂを必須構成すると非常に耐焼付
性の向上に効果的である。

【００３６】Ｓｒ又はＳｂの微量添加は、マトリックス
強化元素であるＳｉ粒子を球状、だ円状若しくはそれに
近い形状に均一に析出させ、しかも、この析出させたＳ
ｉ粒子をアルミニウムマトリックス表面に存在させると
ともに、このＳｉ粒子の近傍にＳｎ−Ｐｂ合金粒子を存
在する状態が作られ、潤滑力を低下させることなく、耐
焼付性の向上を図る事ができる。この場合のＳｉの添加
量はＳｒ又はＳｂがＳｉに作用する上で１．０〜１１％
が望ましい。

【００３７】また、Ｓｒ又はＳｂの添加量は非常に微量
でも効果があるが、管理上０．００１％を下限とし、同
様の効果が持続しマイナス面が現れない０．１％を上限
として前記（１）、（２）に加え、添加構成する事で、
より望ましい耐焼付性を有するＡｌ−Ｓｎ系軸受材料が
得られる。

【００３８】次に、本発明の実施例について説明するが
明細書記載の％は何れも重量％で示した。

【００３９】

【実施例】まず、図２に示す組成のＡｌ−Ｓｎ系軸受合
金を従来品については横型鋳造機により鋳造ビレット材
（板状材）を製造し、本発明品にあっては縦型鋳造機に
より鋳造ビレット材（板状材）を製造し、各鋳造ビレッ
トの上下面を面削し、続いて、冷間圧延により２ｍｍ程
度まで圧下した。この状態で熱処理を行なって歪を除去
し、その後、純Ａｌの薄い板を介して裏金の鉄板に圧着
させて厚さ１．５ｍｍの軸受材を得た。

【００４０】これらの軸受材のうち試料Ｎｏ．１〜Ｎ
ｏ．１０は横型鋳造機より製し、かつ、Ｂ、Ｓｒを含ま
ない従来例の供試材である。試料Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．２
６は本発明に係る供試材でいずれも縦型鋳造機によって
鋳造したものである。この中で試料Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．
１４ならびに試料Ｎｏ．１９〜Ｎｏ．２２はＴｉとＢを
含み、試料Ｎｏ．１５〜Ｎｏ．１８ならびに試料Ｎｏ．
２３〜Ｎｏ．２６はＴｉ、ＢとＳｒまたはＳｂを添加し
てなるものである。

【００４１】これら複合軸受材の耐焼付性を調べるに鈴
木式焼付限界荷重試験機を用い、試験を行なった。その
結果を表２に組成と合わせて示す。

【００４２】

【表２】

【００４３】次に、試験方法について説明する。

【００４４】その焼付試験条件は次の通りである。摩擦速度４ｍ／秒相手材材質Ｓ４５Ｃ硬さＨＲＣ５５面粗さ０．８〜１．０Ｓ使用オイルＳＡＥ２０Ｗ−４０油温１５０℃±５℃ 焼付荷重２０Ｋｇｆから１０Ｋｇｆステップで
１５分毎に面圧を上げて行き、焼付をおこした面圧を焼
付荷重とした。なお、焼付の判定は材料温度が１８０℃
を超えた場合又は摩擦力が２５．５Ｋｇｆを超えた場合
とした。

【００４５】試験結果によれば、試料Ｎｏ．１１〜Ｎ
ｏ．２６の本発明品を示す何れも従来例に比べ、良好な
耐焼付性を示しており、縦型鋳造法によりＴｉ、Ｂを添
加し、更に、アルミニウムマトリックス強化元素である
Ｃｒ、Ｍｎ、Ｖ、Ｚｒが従来品に比べ、より効果的にＳ
ｎ組織の良好な潤滑組織として作用している事が理解で
きる。また、ＳｒまたはＳｂを添加することで更に良好
な潤滑状態が得られることを示している。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は縦型鋳造
機より鋳造されたＡｌ−Ｓｎ系軸受合金材であって、こ
の合金中のＳｎの分布状態が３次元的に網目状に連結し
た組織を有し、かつ網目状の連結部が適切なＳｎ留りと
なる構造を有することを特徴とする。

【００４７】本発明の軸受合金材をエンジンに組付け、
高荷重運転する際に、軸との接触等で油膜が破断したよ
うな状態にあっても、従来品と同一のＳｎ量を含むＡｌ
−Ｓｎ系合金に比し、Ａｌ−Ｓｎ系軸受合金中のＳｎ成
分は本来の機能である耐焼付性を有するようにＡｌ−Ｓ
ｎ系合金材の組織が３次元的組織となっていて、軸受合
金材の表面に供給しやすい組織としたため、耐焼付性の
改善効果は結果として軸受の耐久性を向上させる結果と
もなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】潤滑状態の軸受材と軸との関係を示す説明図で
ある。

【図２】本発明の軸受合金材組織を説明する組織モデル
の模式図である。

【図３】本発明によるＡｌ−Ｓｎ系合金材の鋳造時の組
織モデルの模式図である。

【図４】縦型鋳造の凝固モデルの模式図である。

【図５】横型鋳造の凝固モデルの模式図である。

【図６】Ａｌ−Ｓｎ系連通管部の断面を説明する組織モ
デルの模式図である。

【図７】図６を熱処理した模式図である。

【図８】ＡｌとＳｎのヌレ性の関係を示す説明図であ
る。

【図９】図８のヌレ性が良い場合の説明図である。

【図１０】図８のヌレ性が悪い場合の説明図である。

【符号の説明】

１軸２Ｓｎ３Ａｌ−Ｓｎ系軸受合金４裏金６Ｓｎ発汗部１０カ−ボンモ−ルド１１液相（Ｓｎ）１２固液界面１３固相３１連通管部３２Ｓｎ留り３３Ａｌマトリックス部３４花弁状組織（Ａｌ）３５成長結晶

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】縦型鋳造機より鋳造されたＡｌ−Ｓｎ系
軸受合金材であって、この合金中のＳｎの分布状態が３
次元的に網目状に連結した組織を有し、かつ網目状の連
結部が適切なＳｎ留りとなる構造を有するＡｌ−Ｓｎ系
軸受合金材料。
【請求項２】前記Ａｌ−Ｓｎ系軸受合金材が少なくと
も重量％で３．０〜２５％Ｓｎ、０．１〜１１％Ｓｉな
らびにＺｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎのうち１種若しくは２種以
上を単味又は合量で０．１〜３．０％を含むと共に０．
０１〜０．３％Ｔｉと０．００５〜０．０５％Ｂを含
み、かつＴｉ／Ｂの比が５〜２０である請求項１記載の
Ａｌ−Ｓｎ系軸受合金材料。
【請求項３】前記Ａｌ−Ｓｎ系軸受合金材が重量％で
０．００１〜０．１％のＳｒ又はＳｂを含んで成る請求
項２記載のＡｌ−Ｓｎ系軸受合金材料。
【請求項４】前記Ａｌ−Ｓｎ系軸受合金材が重量％で
０．２〜５％のＰｂを含んで成る請求項２又は３記載の
Ａｌ−Ｓｎ系軸受合金材料。