JPH09202932A - Ａｌ合金製摺動部材およびすべり軸受 - Google Patents
Ａｌ合金製摺動部材およびすべり軸受Info
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- JPH09202932A JPH09202932A JP1222596A JP1222596A JPH09202932A JP H09202932 A JPH09202932 A JP H09202932A JP 1222596 A JP1222596 A JP 1222596A JP 1222596 A JP1222596 A JP 1222596A JP H09202932 A JPH09202932 A JP H09202932A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐疲労性および表面性能という二律背反的な
特性の両方共が従来にない高い水準で得ることができる
Ａｌ合金製摺動部材およびすべり軸受を提供する。 【解決手段】 重量％で、Ｚｎ：４．０〜５．５％、
Ｍｇ：０．５〜２．５％を含むＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系Ａｌ
合金Ｉと、重量％で、Ｓｎ：８〜１５未満％、Ｐｂ，Ｓ
ｂのうちから選ばれる１種または２種：０．５〜１０
％、Ｓｉ：０．１〜４．５％、Ｃｕ，Ｃｒのうちから選
ばれる１種または２種：０．１〜３．０％を含むＡｌ−
Ｓｎ−Ｐｂ，Ｓｂ−Ｓｉ−Ｃｕ，Ｃｒ系Ａｌ合金ＩＩを
積層してなるＡｌ合金製摺動部材および場合によっては
裏金（例えば、鋼板）をも積層してなるＡｌ合金製すべ
り軸受。
特性の両方共が従来にない高い水準で得ることができる
Ａｌ合金製摺動部材およびすべり軸受を提供する。 【解決手段】 重量％で、Ｚｎ：４．０〜５．５％、
Ｍｇ：０．５〜２．５％を含むＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系Ａｌ
合金Ｉと、重量％で、Ｓｎ：８〜１５未満％、Ｐｂ，Ｓ
ｂのうちから選ばれる１種または２種：０．５〜１０
％、Ｓｉ：０．１〜４．５％、Ｃｕ，Ｃｒのうちから選
ばれる１種または２種：０．１〜３．０％を含むＡｌ−
Ｓｎ−Ｐｂ，Ｓｂ−Ｓｉ−Ｃｕ，Ｃｒ系Ａｌ合金ＩＩを
積層してなるＡｌ合金製摺動部材および場合によっては
裏金（例えば、鋼板）をも積層してなるＡｌ合金製すべ
り軸受。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車，工作機
械，農業機械等々の各種機械装置の構造部品として使用
される軸受ならびに摺動部材用の素材として適するＡｌ
合金製摺動部材およびすべり軸受に関するものである。
械，農業機械等々の各種機械装置の構造部品として使用
される軸受ならびに摺動部材用の素材として適するＡｌ
合金製摺動部材およびすべり軸受に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、とくに内燃機関用の軸受合金とし
て、耐熱・耐摩耗性，耐腐食性，耐疲労性，耐焼付性等
の観点から、Ａｌ系の軸受合金が注目され、最近に至り
急速にその使用量が増加している。
て、耐熱・耐摩耗性，耐腐食性，耐疲労性，耐焼付性等
の観点から、Ａｌ系の軸受合金が注目され、最近に至り
急速にその使用量が増加している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ａｌ系
の軸受合金にケルメット（Ｋｅｌｍｅｔ；軟鋼製の台金
に約１ｍｍの厚さで高鉛青銅（Ｐｂを２０〜４５重量％
含むＣｕ合金）を裏付けした軸受の商品名）並みあるい
はケルメット以上の耐疲労性を持たせるためには、Ｓｎ
やＰｂ等の軟質成分量を少なくする必要があるが、その
場合には、耐焼付性が低下するため、ケルメットと同様
に、Ｐｂ−Ｓｎ系のオーバーレイ層を表面に形成させる
必要があった。
の軸受合金にケルメット（Ｋｅｌｍｅｔ；軟鋼製の台金
に約１ｍｍの厚さで高鉛青銅（Ｐｂを２０〜４５重量％
含むＣｕ合金）を裏付けした軸受の商品名）並みあるい
はケルメット以上の耐疲労性を持たせるためには、Ｓｎ
やＰｂ等の軟質成分量を少なくする必要があるが、その
場合には、耐焼付性が低下するため、ケルメットと同様
に、Ｐｂ−Ｓｎ系のオーバーレイ層を表面に形成させる
必要があった。
【０００４】ところが、高速・高荷重域では、Ｐｂ−Ｓ
ｎ系のオーバーレイ層を表面にもつものは、熱伝導性の
良いＡｌ系軸受合金の表面層より著しい摩擦増加を示す
ことが実験にて確認された。
ｎ系のオーバーレイ層を表面にもつものは、熱伝導性の
良いＡｌ系軸受合金の表面層より著しい摩擦増加を示す
ことが実験にて確認された。
【０００５】従来の常識によれば、高速・高荷重域で
は、潤滑油が高温になると油粘度が低下して、油膜が薄
くなり、その結果、油のせん断抵抗力としての摩擦が減
少するが、この際、軸受材質の違いは影響しないとされ
てきた。
は、潤滑油が高温になると油粘度が低下して、油膜が薄
くなり、その結果、油のせん断抵抗力としての摩擦が減
少するが、この際、軸受材質の違いは影響しないとされ
てきた。
【０００６】本発明者らの一部は、潤滑油が高温になっ
た場合の軸受の摩擦挙動について研究を重ねた結果、高
速・高荷重域では、油が高温になると粘度が低下し、油
膜が薄くなるが、油膜圧力が増大することになり、その
結果、高圧下での油粘度が著しく増大し、かえって、油
のせん断抵抗力としての摩擦が増大することを見いだし
た。また、このような条件下では、局所的な高い油膜圧
力のため、当然のことながら軸受の耐疲労性を損ねるこ
とになる。
た場合の軸受の摩擦挙動について研究を重ねた結果、高
速・高荷重域では、油が高温になると粘度が低下し、油
膜が薄くなるが、油膜圧力が増大することになり、その
結果、高圧下での油粘度が著しく増大し、かえって、油
のせん断抵抗力としての摩擦が増大することを見いだし
た。また、このような条件下では、局所的な高い油膜圧
力のため、当然のことながら軸受の耐疲労性を損ねるこ
とになる。
【０００７】
【発明の目的】本発明は、このような従来の課題にかん
がみてなされたもので、高速・高荷重域での摩擦を低減
するには、メカニズムの発端である油膜の温度を下げる
ことが有効であり、そのためには、従来は無関係とされ
ていた軸受材質に関して、介在する油の局所的な発熱を
すばやく抜熱する役目も担っている軸受合金層の熱伝導
率を高くすることが重要であることに基づいている。
がみてなされたもので、高速・高荷重域での摩擦を低減
するには、メカニズムの発端である油膜の温度を下げる
ことが有効であり、そのためには、従来は無関係とされ
ていた軸受材質に関して、介在する油の局所的な発熱を
すばやく抜熱する役目も担っている軸受合金層の熱伝導
率を高くすることが重要であることに基づいている。
【０００８】軸受合金を高熱伝導率にすることで、高速
・高荷重域での潤滑油中の摩擦損失を従来のすべり軸受
より大幅に低減させることができる。
・高荷重域での潤滑油中の摩擦損失を従来のすべり軸受
より大幅に低減させることができる。
【０００９】さらに、軸受合金の強度向上に加え、高熱
伝導率の本発明の軸受を使用することによる介在する油
膜圧力の低減によっても、耐疲労性を向上させるととも
に、表面性能も従来にない水準で実現できる。
伝導率の本発明の軸受を使用することによる介在する油
膜圧力の低減によっても、耐疲労性を向上させるととも
に、表面性能も従来にない水準で実現できる。
【００１０】したがって、本発明の目的は、耐疲労性お
よび表面性能という二律背反的な特性の両方共が従来に
ない高い水準で得ることができるＡｌ−Ｓｎ系合金製摺
動部材およびすべり軸受を提供することにある。
よび表面性能という二律背反的な特性の両方共が従来に
ない高い水準で得ることができるＡｌ−Ｓｎ系合金製摺
動部材およびすべり軸受を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるＡｌ−Ｓ
ｎ系合金製摺動部材は、請求項１に記載しているよう
に、重量％で、Ｚｎ：４．０〜５．５％、Ｍｇ：０．５
〜２．５％を含むＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系Ａｌ合金Ｉと、重
量％で、Ｓｎ：８〜１５未満％、Ｐｂ，Ｓｂのうちから
選ばれる１種または２種：０．５〜１０％、Ｓｉ：０．
１〜４．５％、Ｃｕ，Ｃｒのうちから選ばれる１種また
は２種：０．１〜３．０％を含むＡｌ−Ｓｎ−Ｐｂ，Ｓ
ｂ−Ｓｉ−Ｃｕ，Ｃｒ系Ａｌ合金ＩＩを積層してなる構
成としたことを特徴としている。
ｎ系合金製摺動部材は、請求項１に記載しているよう
に、重量％で、Ｚｎ：４．０〜５．５％、Ｍｇ：０．５
〜２．５％を含むＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系Ａｌ合金Ｉと、重
量％で、Ｓｎ：８〜１５未満％、Ｐｂ，Ｓｂのうちから
選ばれる１種または２種：０．５〜１０％、Ｓｉ：０．
１〜４．５％、Ｃｕ，Ｃｒのうちから選ばれる１種また
は２種：０．１〜３．０％を含むＡｌ−Ｓｎ−Ｐｂ，Ｓ
ｂ−Ｓｉ−Ｃｕ，Ｃｒ系Ａｌ合金ＩＩを積層してなる構
成としたことを特徴としている。
【００１２】本発明に係わるＡｌ合金製すべり軸受は、
請求項２に記載しているように、重量％で、Ｚｎ：４．
０〜５．５％、Ｍｇ：０．５〜２．５％を含むＡｌ−Ｚ
ｎ−Ｍｇ系Ａｌ合金Ｉと、重量％で、Ｓｎ：８〜１５未
満％、Ｐｂ，Ｓｂのうちから選ばれる１種または２種：
０．５〜１０％、Ｓｉ：０．１〜４．５％、Ｃｕ，Ｃｒ
のうちから選ばれる１種または２種：０．１〜３．０％
を含むＡｌ−Ｓｎ−Ｐｂ，Ｓｂ−Ｓｉ−Ｃｕ，Ｃｒ系Ａ
ｌ合金ＩＩを積層してなる構成としたことを特徴として
いる。
請求項２に記載しているように、重量％で、Ｚｎ：４．
０〜５．５％、Ｍｇ：０．５〜２．５％を含むＡｌ−Ｚ
ｎ−Ｍｇ系Ａｌ合金Ｉと、重量％で、Ｓｎ：８〜１５未
満％、Ｐｂ，Ｓｂのうちから選ばれる１種または２種：
０．５〜１０％、Ｓｉ：０．１〜４．５％、Ｃｕ，Ｃｒ
のうちから選ばれる１種または２種：０．１〜３．０％
を含むＡｌ−Ｓｎ−Ｐｂ，Ｓｂ−Ｓｉ−Ｃｕ，Ｃｒ系Ａ
ｌ合金ＩＩを積層してなる構成としたことを特徴として
いる。
【００１３】
【発明の作用】本発明に係わるＡｌ合金製摺動部材およ
びすべり軸受は、請求項１および２に記載しているよう
に、重量％で、Ｚｎ：４．０〜５．５％、Ｍｇ：０．５
〜２．５％を含むＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系Ａｌ合金Ｉと、重
量％で、Ｓｎ：８〜１５未満％、Ｐｂ，Ｓｂのうちから
選ばれる１種または２種：０．５〜１０％、Ｓｉ：０．
１〜４．５％、Ｃｕ，Ｃｒのうちから選ばれる１種また
は２種：０．１〜３．０％を含むＡｌ−Ｓｎ−Ｐｂ，Ｓ
ｂ−Ｓｉ−Ｃｕ，Ｃｒ系Ａｌ合金ＩＩを積層してなる構
成としたものであるが、以下に、それぞれの成分および
数値の限定理由について各元素の作用と共に説明する。
びすべり軸受は、請求項１および２に記載しているよう
に、重量％で、Ｚｎ：４．０〜５．５％、Ｍｇ：０．５
〜２．５％を含むＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系Ａｌ合金Ｉと、重
量％で、Ｓｎ：８〜１５未満％、Ｐｂ，Ｓｂのうちから
選ばれる１種または２種：０．５〜１０％、Ｓｉ：０．
１〜４．５％、Ｃｕ，Ｃｒのうちから選ばれる１種また
は２種：０．１〜３．０％を含むＡｌ−Ｓｎ−Ｐｂ，Ｓ
ｂ−Ｓｉ−Ｃｕ，Ｃｒ系Ａｌ合金ＩＩを積層してなる構
成としたものであるが、以下に、それぞれの成分および
数値の限定理由について各元素の作用と共に説明する。
【００１４】まず、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系Ａｌ合金Ｉの成
分および数値の限定理由について各元素の作用と共に説
明する。
分および数値の限定理由について各元素の作用と共に説
明する。
【００１５】（Ｉ−１）Ｚｎ：４．０〜５．５％ ＺｎはＡｌ合金の強度を高めるのに有効な元素である
が、４．０％未満ではその効果が少なく、５．５％を超
えると圧延などの加工性が低下するので、４．０〜５．
５％とした。
が、４．０％未満ではその効果が少なく、５．５％を超
えると圧延などの加工性が低下するので、４．０〜５．
５％とした。
【００１６】（Ｉ−２）Ｍｇ：０．５〜２．５％ ＭｇはＡｌ合金の強度を高めるのに有効な元素である
が、０．５％未満ではその効果が少なく、２．５％を超
えると圧延などの加工性が低下するので、０．５〜２．
５％とした。
が、０．５％未満ではその効果が少なく、２．５％を超
えると圧延などの加工性が低下するので、０．５〜２．
５％とした。
【００１７】（Ｉ−３）Ｃｕ，Ｃｒ，Ｍｎのうちから選
ばれる１種または２種以上：０．１〜２．５％ Ｃｕ，Ｃｒ，ＭｎはＡｌ合金の強度を高めるのに有効な
元素であるので、必要に応じてこれらの１種または２種
以上を含有させることもできる。この場合、これらの合
計で０．１％未満では効果がなく、２．５％を超えると
機械的性質とくに伸びを低下させるので、含有させると
しても０．１〜２．５％とするのが良い。
ばれる１種または２種以上：０．１〜２．５％ Ｃｕ，Ｃｒ，ＭｎはＡｌ合金の強度を高めるのに有効な
元素であるので、必要に応じてこれらの１種または２種
以上を含有させることもできる。この場合、これらの合
計で０．１％未満では効果がなく、２．５％を超えると
機械的性質とくに伸びを低下させるので、含有させると
しても０．１〜２．５％とするのが良い。
【００１８】次に、Ａｌ−Ｓｎ−Ｐｂ，Ｓｂ−Ｓｉ−Ｃ
ｕ，Ｃｒ系Ａｌ合金ＩＩの成分および数値の限定理由に
ついて各元素の作用と共に説明する。
ｕ，Ｃｒ系Ａｌ合金ＩＩの成分および数値の限定理由に
ついて各元素の作用と共に説明する。
【００１９】（ＩＩ−１）Ｓｎ：８〜１５未満％ Ｐｂ，Ｓｂのうちから選ばれる１種または２種：０．５
〜１０％ Ｓｎ，Ｐｂ，Ｓｂは潤滑成分として有効な元素であり、
耐焼付性に優れたものである。また、合金ＩＩを表面層
としたときのなじみ性、異物埋収性を高める。
〜１０％ Ｓｎ，Ｐｂ，Ｓｂは潤滑成分として有効な元素であり、
耐焼付性に優れたものである。また、合金ＩＩを表面層
としたときのなじみ性、異物埋収性を高める。
【００２０】しかし、Ｓｎが８％未満、Ｐｂ，Ｓｂの合
計が０．５％未満ではその効果が少なく、Ｓｎが１５％
以上、Ｐｂ，Ｓｂの合計が１０％を超えると、熱伝導率
が低下し、本発明の摺動部材およびすべり軸受の特徴の
１つである高温の潤滑油中での摩擦損失の増大を抑制す
る能力が損なわれるので、Ｓｎは８〜１５未満％、Ｐ
ｂ，Ｓｂのうちから選ばれる１種または２種の合計は
０．５〜１０％とした。
計が０．５％未満ではその効果が少なく、Ｓｎが１５％
以上、Ｐｂ，Ｓｂの合計が１０％を超えると、熱伝導率
が低下し、本発明の摺動部材およびすべり軸受の特徴の
１つである高温の潤滑油中での摩擦損失の増大を抑制す
る能力が損なわれるので、Ｓｎは８〜１５未満％、Ｐ
ｂ，Ｓｂのうちから選ばれる１種または２種の合計は
０．５〜１０％とした。
【００２１】（ＩＩ−２）Ｓｉ：０．１〜４．５％ Ｓｉは合金ＩＩを表面層としたときの耐焼付性の向上に
寄与するが、０．１％未満ではその効果が少なく、４．
５％を超えるとなじみ性、圧延等の加工性が低下するの
で、０．１〜４．５％とした。
寄与するが、０．１％未満ではその効果が少なく、４．
５％を超えるとなじみ性、圧延等の加工性が低下するの
で、０．１〜４．５％とした。
【００２２】（ＩＩ−３）Ｃｕ，Ｃｒのうちから選ばれ
る１種または２種：０．１〜３．０％ Ｃｕ，Ｃｒは合金ＩＩを表面層としたときの耐荷重性、
耐熱性を向上させるが、０．１％未満ではその効果が少
なく、３．０％を超えるとなじみ性、圧延等の加工性が
低下するので、０．１〜３．０％とした。
る１種または２種：０．１〜３．０％ Ｃｕ，Ｃｒは合金ＩＩを表面層としたときの耐荷重性、
耐熱性を向上させるが、０．１％未満ではその効果が少
なく、３．０％を超えるとなじみ性、圧延等の加工性が
低下するので、０．１〜３．０％とした。
【００２３】本発明によるＡｌ合金製摺動部材およびす
べり軸受は、上述した組成になるものであるが、Ａｌ合
金の結晶粒微細化元素であるＴｉ，Ｓｒ，Ｂ，Ｚｒ，Ｃ
ａ，ＲＥＭ（Ｙ，Ｓｃを含む希土類元素の１種以上）な
どを添加してもよく、あるいは、Ａｌ合金の強化元素で
あるＮｉ，Ｖ，Ｆｅ，Ｃｏなどを必要に応じて添加して
も良いことはもちろんである。
べり軸受は、上述した組成になるものであるが、Ａｌ合
金の結晶粒微細化元素であるＴｉ，Ｓｒ，Ｂ，Ｚｒ，Ｃ
ａ，ＲＥＭ（Ｙ，Ｓｃを含む希土類元素の１種以上）な
どを添加してもよく、あるいは、Ａｌ合金の強化元素で
あるＮｉ，Ｖ，Ｆｅ，Ｃｏなどを必要に応じて添加して
も良いことはもちろんである。
【００２４】次に、本発明によるＡｌ合金製摺動部材お
よびすべり軸受において、表面層として使用することが
できる合金ＩＩの製造法については、通常は板状の鋳造
材を圧延していく方法をとるが、Ｐｂが４％を超えると
鋳造法では偏析が生じ、均一な材料組織となりにくいた
め、板材を粉末圧延、焼結法で作っても良いし、合金Ｉ
を第２層とし合金ＩＩを表面層とするときには溶射によ
り合金Ｉの上に直接に積層することも可能である。
よびすべり軸受において、表面層として使用することが
できる合金ＩＩの製造法については、通常は板状の鋳造
材を圧延していく方法をとるが、Ｐｂが４％を超えると
鋳造法では偏析が生じ、均一な材料組織となりにくいた
め、板材を粉末圧延、焼結法で作っても良いし、合金Ｉ
を第２層とし合金ＩＩを表面層とするときには溶射によ
り合金Ｉの上に直接に積層することも可能である。
【００２５】そして、合金Ｉおよび合金ＩＩに対して、
必要に応じてひずみ除去のための熱処理を行うこともで
きる。
必要に応じてひずみ除去のための熱処理を行うこともで
きる。
【００２６】また、本発明に係わるＡｌ合金製すべり軸
受は、前記Ａｌ系合金ＩＩと、Ａｌ系合金Ｉと、裏金と
を積層してなる構成を有するものとすることができ、こ
のような構成のすべり軸受とすることによって、耐疲労
性および表面性能という二律背反的な特性の両方共が従
来にない高い水準で得られることとなる。
受は、前記Ａｌ系合金ＩＩと、Ａｌ系合金Ｉと、裏金と
を積層してなる構成を有するものとすることができ、こ
のような構成のすべり軸受とすることによって、耐疲労
性および表面性能という二律背反的な特性の両方共が従
来にない高い水準で得られることとなる。
【００２７】そして、この場合の裏金としては、鋼板を
用いることによって、軸受として必要な剛性をそなえた
ものとなる。
用いることによって、軸受として必要な剛性をそなえた
ものとなる。
【００２８】
【実施例】次に、実施例について比較例と共に説明す
る。
る。
【００２９】実施例１〜４、比較例１〜３ まず、表１の合金ＩＩの欄に示す実施例１〜４，比較例
１〜３の組成を有するＡｌ−Ｓｎ系合金を連続鋳造によ
り厚さ２０ｍｍの板状材として鋳造し、各鋳造ビレット
の上下面を１ｍｍ面切削し、続いて冷間圧延により１ｍ
ｍの厚さまで圧下した。この状態で２００〜３００℃の
熱処理を行なってひずみを除去した。
１〜３の組成を有するＡｌ−Ｓｎ系合金を連続鋳造によ
り厚さ２０ｍｍの板状材として鋳造し、各鋳造ビレット
の上下面を１ｍｍ面切削し、続いて冷間圧延により１ｍ
ｍの厚さまで圧下した。この状態で２００〜３００℃の
熱処理を行なってひずみを除去した。
【００３０】次に、この合金ＩＩと表１の合金Ｉの欄に
示す実施例１〜４，比較例１〜３の組成を有するＡｌ−
Ｚｎ−Ｍｇ系合金の８ｍｍの圧延材とを各々密着面を清
浄にした後クラッドし、続いて、冷間圧延により１ｍｍ
の厚さまで圧下した。
示す実施例１〜４，比較例１〜３の組成を有するＡｌ−
Ｚｎ−Ｍｇ系合金の８ｍｍの圧延材とを各々密着面を清
浄にした後クラッドし、続いて、冷間圧延により１ｍｍ
の厚さまで圧下した。
【００３１】その後、この積層材を焼鈍したのち、裏金
となる鋼板の上に合金Ｉを第２層とし合金ＩＩを表面層
としてクラッドした。続いて、さらに表面を機械的に除
去し、その結果、裏金としての鋼板の厚さが約１．２０
ｍｍ、合金Ｉの層厚さが約０．２５ｍｍ、合金ＩＩの層
厚さが約０．０５ｍｍで合計厚さが約１．５ｍｍのすべ
り軸受を得た。
となる鋼板の上に合金Ｉを第２層とし合金ＩＩを表面層
としてクラッドした。続いて、さらに表面を機械的に除
去し、その結果、裏金としての鋼板の厚さが約１．２０
ｍｍ、合金Ｉの層厚さが約０．２５ｍｍ、合金ＩＩの層
厚さが約０．０５ｍｍで合計厚さが約１．５ｍｍのすべ
り軸受を得た。
【００３２】比較例４ 表１の合金Ｉの欄に示す比較例４の組成を有するＡｌ−
Ｓｎ系合金を連続鋳造により厚さ２０ｍｍの板状材とし
て鋳造し、鋳造ビレットの上下面を１ｍｍ面切削し、続
いて冷間圧延により８ｍｍの厚さまで圧下した。この状
態で２００〜３００℃の熱処理を行なってひずみを除去
した。
Ｓｎ系合金を連続鋳造により厚さ２０ｍｍの板状材とし
て鋳造し、鋳造ビレットの上下面を１ｍｍ面切削し、続
いて冷間圧延により８ｍｍの厚さまで圧下した。この状
態で２００〜３００℃の熱処理を行なってひずみを除去
した。
【００３３】次に、表１の合金ＩＩの欄に示す比較例４
の組成を有するＡｌ−Ｓｎ系合金を連続鋳造により厚さ
２０ｍｍの板状材として鋳造し、鋳造ビレットの上下面
を１ｍｍ面切削し、続いて冷間圧延により１ｍｍの厚さ
まで圧下した。この状態で２００〜３００℃の熱処理を
行ってひずみを除去した。
の組成を有するＡｌ−Ｓｎ系合金を連続鋳造により厚さ
２０ｍｍの板状材として鋳造し、鋳造ビレットの上下面
を１ｍｍ面切削し、続いて冷間圧延により１ｍｍの厚さ
まで圧下した。この状態で２００〜３００℃の熱処理を
行ってひずみを除去した。
【００３４】次いで、この２種の合金Ｉ，ＩＩにおいて
各々密着面を清浄にした後、クラッドし、続いて１ｍｍ
の厚さまで冷間圧延した。
各々密着面を清浄にした後、クラッドし、続いて１ｍｍ
の厚さまで冷間圧延した。
【００３５】その後、この積層材を焼鈍したのち、裏金
となる鋼板の上に合金Ｉを第２層とし合金ＩＩを表面層
としてクラッドした。続いて、さらに表面を機械的に除
去し、その結果、裏金としての鋼板の厚さが約１．２０
ｍｍ、合金Ｉの層厚さが約０．２５ｍｍ、合金ＩＩの層
厚さが約０．０５ｍｍで合計厚さが約１．５ｍｍのすべ
り軸受を得た。
となる鋼板の上に合金Ｉを第２層とし合金ＩＩを表面層
としてクラッドした。続いて、さらに表面を機械的に除
去し、その結果、裏金としての鋼板の厚さが約１．２０
ｍｍ、合金Ｉの層厚さが約０．２５ｍｍ、合金ＩＩの層
厚さが約０．０５ｍｍで合計厚さが約１．５ｍｍのすべ
り軸受を得た。
【００３６】比較例５ 表１の合金ＩＩの欄に示す比較例５（実施例１と同じ）
の組成を有するＡｌ−Ｓｎ系合金を連続鋳造により厚さ
２０ｍｍの板状材として鋳造し、各鋳造ビレットの上下
面を１ｍｍ面切削し、続いて冷間圧延により１ｍｍの厚
さまで圧下した。この状態で２００〜３００℃の熱処理
を行ってひずみを除去した。
の組成を有するＡｌ−Ｓｎ系合金を連続鋳造により厚さ
２０ｍｍの板状材として鋳造し、各鋳造ビレットの上下
面を１ｍｍ面切削し、続いて冷間圧延により１ｍｍの厚
さまで圧下した。この状態で２００〜３００℃の熱処理
を行ってひずみを除去した。
【００３７】その後、裏金となる鋼板の上に合金ＩＩを
クラッドした後、表面を機械的に除去し、その結果、裏
金としての鋼板の厚さが約１．２ｍｍ、表面層としての
合金ＩＩの層厚さが約０．３ｍｍで合計厚さが約１．５
ｍｍのすべり軸受を得た。
クラッドした後、表面を機械的に除去し、その結果、裏
金としての鋼板の厚さが約１．２ｍｍ、表面層としての
合金ＩＩの層厚さが約０．３ｍｍで合計厚さが約１．５
ｍｍのすべり軸受を得た。
【００３８】比較例６ 表１の合金Ｉの欄に示す比較例６（実施例１と同じ）の
組成を有するＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金を１ｍｍの厚さま
で圧延し、２００〜３００℃の熱処理を行ってひずみを
除去した。
組成を有するＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金を１ｍｍの厚さま
で圧延し、２００〜３００℃の熱処理を行ってひずみを
除去した。
【００３９】その後、裏金となる鋼板の上に合金Ｉをク
ラッドした後、表面を機械的に除去し、さらにその表面
に脱脂等の前処理をした後、亜鉛置換処理を施し、無電
解ニッケルめっきを約１μｍ施し、その上に１０重量％
Ｓｎ、２重量％Ｃｕを含むＰｂ−Ｓｎ−Ｃｕめっきを２
０μｍの厚さで施した。
ラッドした後、表面を機械的に除去し、さらにその表面
に脱脂等の前処理をした後、亜鉛置換処理を施し、無電
解ニッケルめっきを約１μｍ施し、その上に１０重量％
Ｓｎ、２重量％Ｃｕを含むＰｂ−Ｓｎ−Ｃｕめっきを２
０μｍの厚さで施した。
【００４０】その結果、裏金としての鋼板の厚さが約
１．２ｍｍ、表面層としての合金Ｉの層厚さが約０．３
ｍｍで合計厚さが約１．５ｍｍのすべり軸受を得た。
１．２ｍｍ、表面層としての合金Ｉの層厚さが約０．３
ｍｍで合計厚さが約１．５ｍｍのすべり軸受を得た。
【００４１】比較例７ ２５重量％Ｐｂ、３重量％Ｓｎ、残部実質的にＣｕから
なる合金（ケルメット対応の合金）を溶解し、連続的に
鋼板上に注湯し、注湯後すぐに鋼板の下面より水冷却に
より急冷し、鋼板上にデンドライト組織をもつＣｕ−Ｐ
ｂ−Ｓｎ合金を積層した材料を作製した。そして、さら
に寸法調整した後、無電解ニッケルめっきを１μｍの厚
さで施し、その上に１０重量％Ｓｎ、２重量％Ｃｕを含
むＰｂ−Ｓｎ−Ｃｕめっきを２０μｍの厚さで施し、合
計厚さが約１．５ｍｍのすべり軸受を得た。
なる合金（ケルメット対応の合金）を溶解し、連続的に
鋼板上に注湯し、注湯後すぐに鋼板の下面より水冷却に
より急冷し、鋼板上にデンドライト組織をもつＣｕ−Ｐ
ｂ−Ｓｎ合金を積層した材料を作製した。そして、さら
に寸法調整した後、無電解ニッケルめっきを１μｍの厚
さで施し、その上に１０重量％Ｓｎ、２重量％Ｃｕを含
むＰｂ−Ｓｎ−Ｃｕめっきを２０μｍの厚さで施し、合
計厚さが約１．５ｍｍのすべり軸受を得た。
【００４２】
【表１】
【００４３】（耐焼付性試験）実施例１〜４、比較例１
〜７で得た各すべり軸受から、幅３５ｍｍ，長さ３５ｍ
ｍの試験片を切り出し、リングオンプレート型の鈴木式
摩耗試験機を用いて、表２に示す条件で耐焼付性試験を
行なった。その結果を表３に示す。
〜７で得た各すべり軸受から、幅３５ｍｍ，長さ３５ｍ
ｍの試験片を切り出し、リングオンプレート型の鈴木式
摩耗試験機を用いて、表２に示す条件で耐焼付性試験を
行なった。その結果を表３に示す。
【００４４】
【表２】
【００４５】
【表３】
【００４６】表３より明らかなように、本発明実施例１
〜４のすべり軸受は、従来より耐焼付性に優れるとされ
てきた比較例６，７のすべり軸受と同等であるかあるい
はそれ以上の耐焼付性を有していることがわかる。
〜４のすべり軸受は、従来より耐焼付性に優れるとされ
てきた比較例６，７のすべり軸受と同等であるかあるい
はそれ以上の耐焼付性を有していることがわかる。
【００４７】一方、表面層である合金ＩＩの成分が本発
明から外れる比較例１，２のすべり軸受は、本発明実施
例のすべり軸受よりも耐焼付性が劣っていることが明ら
かである。
明から外れる比較例１，２のすべり軸受は、本発明実施
例のすべり軸受よりも耐焼付性が劣っていることが明ら
かである。
【００４８】（高温摩擦性）実施例１〜４、比較例６，
７で得た各すべり軸受を半割軸受形状に加工し、本発明
者らの一部が開発した軸受単体試験機（日本機械学会
第７１期全国大会講演論文集 ｖｏｌ．Ｄ，１９９３年
ｐ３３２−３３４）により、表４に示す条件で、摺動
面が高温になった場合の摩擦力を測定した。摺動面が１
３０℃の時の摩擦トルクを表５に示す。
７で得た各すべり軸受を半割軸受形状に加工し、本発明
者らの一部が開発した軸受単体試験機（日本機械学会
第７１期全国大会講演論文集 ｖｏｌ．Ｄ，１９９３年
ｐ３３２−３３４）により、表４に示す条件で、摺動
面が高温になった場合の摩擦力を測定した。摺動面が１
３０℃の時の摩擦トルクを表５に示す。
【００４９】
【表４】
【００５０】
【表５】
【００５１】表５より明らかなように、本発明実施例１
〜４のすべり軸受は、表面にＰｂ−Ｓｎ−Ｃｕオーバー
レイ層を有する比較例６，７のすべり軸受よりも優れた
耐摩擦性を有することがわかる。
〜４のすべり軸受は、表面にＰｂ−Ｓｎ−Ｃｕオーバー
レイ層を有する比較例６，７のすべり軸受よりも優れた
耐摩擦性を有することがわかる。
【００５２】（耐疲労試験）実施例１〜４、比較例１〜
６で得た各すべり軸受をエンジン部品として適用するべ
く半割軸受形状に加工し、表６に示す条件でアンダーウ
ッド試験を行なった。その結果を表７に示す。
６で得た各すべり軸受をエンジン部品として適用するべ
く半割軸受形状に加工し、表６に示す条件でアンダーウ
ッド試験を行なった。その結果を表７に示す。
【００５３】
【表６】
【００５４】
【表７】
【００５５】表７より明らかなように、第２層（合金
Ｉ）の合金成分が本発明から外れる比較例３，４および
第２層（合金Ｉ）を設けない比較例５のすべり軸受は、
実施例のすべり軸受よりも耐疲労性が劣っている。
Ｉ）の合金成分が本発明から外れる比較例３，４および
第２層（合金Ｉ）を設けない比較例５のすべり軸受は、
実施例のすべり軸受よりも耐疲労性が劣っている。
【００５６】また、第２層（合金Ｉ）の合金成分が本発
明を満足するものであっても、比較例１，２のように表
面層（合金ＩＩ）の合金成分が本発明から外れたすべり
軸受は、実施例のすべり軸受よりも耐疲労性が劣ってい
る。
明を満足するものであっても、比較例１，２のように表
面層（合金ＩＩ）の合金成分が本発明から外れたすべり
軸受は、実施例のすべり軸受よりも耐疲労性が劣ってい
る。
【００５７】これら３種の試験結果より、本発明による
すべり軸受が耐焼付性、耐疲労性および高温潤滑油中で
の摩擦損失の低減を同時に成立させていることが明らか
であり、従来の各種軸受合金では不可能であった性能を
有していることがわかった。
すべり軸受が耐焼付性、耐疲労性および高温潤滑油中で
の摩擦損失の低減を同時に成立させていることが明らか
であり、従来の各種軸受合金では不可能であった性能を
有していることがわかった。
【００５８】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係わ
るＡｌ合金製摺動部材およびすべり軸受は、請求項１お
よび請求項２に記載しているように、重量％で、Ｚｎ：
４．０〜５．５％、Ｍｇ：０．５〜２．５％を含むＡｌ
−Ｚｎ−Ｍｇ系Ａｌ合金Ｉと、重量％で、Ｓｎ：８〜１
５未満％、Ｐｂ，Ｓｂのうちから選ばれる１種または２
種：０．５〜１０％、Ｓｉ：０．１〜４．５％、Ｃｕ，
Ｃｒのうちから選ばれる１種または２種：０．１〜３．
０％を含むＡｌ−Ｓｎ−Ｐｂ，Ｓｂ−Ｓｉ−Ｃｕ，Ｃｒ
系Ａｌ合金ＩＩを積層してなる構成としたものであるか
ら、耐疲労性および表面性能という二律背反的な特性の
両方共が従来にない高い水準で実現され、特に、高温の
潤滑条件において、流体潤滑性能の向上による耐疲労性
の向上、および軸受合金の抜熱性向上による油膜温度上
昇の抑制などが従来の摺動部材およびすべり軸受に比べ
て非常に優れているという顕著な効果がもたらされる。
るＡｌ合金製摺動部材およびすべり軸受は、請求項１お
よび請求項２に記載しているように、重量％で、Ｚｎ：
４．０〜５．５％、Ｍｇ：０．５〜２．５％を含むＡｌ
−Ｚｎ−Ｍｇ系Ａｌ合金Ｉと、重量％で、Ｓｎ：８〜１
５未満％、Ｐｂ，Ｓｂのうちから選ばれる１種または２
種：０．５〜１０％、Ｓｉ：０．１〜４．５％、Ｃｕ，
Ｃｒのうちから選ばれる１種または２種：０．１〜３．
０％を含むＡｌ−Ｓｎ−Ｐｂ，Ｓｂ−Ｓｉ−Ｃｕ，Ｃｒ
系Ａｌ合金ＩＩを積層してなる構成としたものであるか
ら、耐疲労性および表面性能という二律背反的な特性の
両方共が従来にない高い水準で実現され、特に、高温の
潤滑条件において、流体潤滑性能の向上による耐疲労性
の向上、および軸受合金の抜熱性向上による油膜温度上
昇の抑制などが従来の摺動部材およびすべり軸受に比べ
て非常に優れているという顕著な効果がもたらされる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青 山 俊 一 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 牛 嶋 研 史 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、Ｚｎ：４．０〜５．５％、Ｍ
ｇ：０．５〜２．５％を含むＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系Ａｌ合
金Ｉと、 重量％で、Ｓｎ：８〜１５未満％、Ｐｂ，Ｓｂのうちか
ら選ばれる１種または２種：０．５〜１０％、Ｓｉ：
０．１〜４．５％、Ｃｕ，Ｃｒのうちから選ばれる１種
または２種：０．１〜３．０％を含むＡｌ−Ｓｎ−Ｐ
ｂ，Ｓｂ−Ｓｉ−Ｃｕ，Ｃｒ系Ａｌ合金ＩＩを積層して
なることを特徴とするＡｌ合金製摺動部材。 - 【請求項２】 重量％で、Ｚｎ：４．０〜５．５％、Ｍ
ｇ：０．５〜２．５％を含むＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系Ａｌ合
金Ｉと、 重量％で、Ｓｎ：８〜１５未満％、Ｐｂ，Ｓｂのうちか
ら選ばれる１種または２種：０．５〜１０％、Ｓｉ：
０．１〜４．５％、Ｃｕ，Ｃｒのうちから選ばれる１種
または２種：０．１〜３．０％を含むＡｌ−Ｓｎ−Ｐ
ｂ，Ｓｂ−Ｓｉ−Ｃｕ，Ｃｒ系Ａｌ合金ＩＩを積層して
なることを特徴とするＡｌ合金製すべり軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1222596A JPH09202932A (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | Ａｌ合金製摺動部材およびすべり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1222596A JPH09202932A (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | Ａｌ合金製摺動部材およびすべり軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09202932A true JPH09202932A (ja) | 1997-08-05 |
Family
ID=11799442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1222596A Pending JPH09202932A (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | Ａｌ合金製摺動部材およびすべり軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09202932A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006193024A (ja) * | 2005-01-12 | 2006-07-27 | Nisshin Steel Co Ltd | 自動車用ステアリング構造体 |
-
1996
- 1996-01-26 JP JP1222596A patent/JPH09202932A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006193024A (ja) * | 2005-01-12 | 2006-07-27 | Nisshin Steel Co Ltd | 自動車用ステアリング構造体 |
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