JPS5864333A - アルミニウム系合金軸受 - Google Patents
アルミニウム系合金軸受Info
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- JPS5864333A JPS5864333A JP16338481A JP16338481A JPS5864333A JP S5864333 A JPS5864333 A JP S5864333A JP 16338481 A JP16338481 A JP 16338481A JP 16338481 A JP16338481 A JP 16338481A JP S5864333 A JPS5864333 A JP S5864333A
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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
【発明の詳細な説明】
本発明はアルミニウム系合金軸受に関するものであシ、
さらに詳しく述べるならば内燃機関の軸受として用いら
れるスズ含有アルミニウム系合金軸受の改良に関するも
のである。
さらに詳しく述べるならば内燃機関の軸受として用いら
れるスズ含有アルミニウム系合金軸受の改良に関するも
のである。
上記アルミニウム系合金はスズを含有するものが一般に
裏金鋼板に圧接されて軸受として供用されているが、軸
受台金と裏金鋼板の接着強度を高くするために圧接後に
これを焼鈍する工程が不可欠であり、一般的に社この焼
鈍はAj−F・の金属間化合物が生成する温度未満で時
間を長くして行なわれる。ところがスズ含有アルミニウ
ム系合金では上記焼鈍によって高温下に置かれると11
重合組織中でアルミニウム結晶粒及びスズの晶出物が粗
大化し、スズ含有アルミニウム合金の高温硬さ及び耐疲
労強度が低下するという欠点があった。
裏金鋼板に圧接されて軸受として供用されているが、軸
受台金と裏金鋼板の接着強度を高くするために圧接後に
これを焼鈍する工程が不可欠であり、一般的に社この焼
鈍はAj−F・の金属間化合物が生成する温度未満で時
間を長くして行なわれる。ところがスズ含有アルミニウ
ム系合金では上記焼鈍によって高温下に置かれると11
重合組織中でアルミニウム結晶粒及びスズの晶出物が粗
大化し、スズ含有アルミニウム合金の高温硬さ及び耐疲
労強度が低下するという欠点があった。
そこで、スズ含有アルミニウム系軸受合金の上記欠点を
解消するために添加元素を含有させた軸受合金も使用さ
れておシ、例えば、3.5〜4.5チ5n−3,5〜4
.5*5i−0,7〜1.3*Cu−残A4.4〜84
Sn−1〜21Sl−0,1〜2%Cu−0,1〜1%
Ni−残At、 3〜40%5n−0,1〜5%pb−
0,2〜2%Cu−0,1〜3’jSb−0,2〜3*
5i−0,01〜1%Tl−残At115〜30%5n
−0,5〜2%Cu−残At、及び1〜23 % Sn
−1,5〜9 %Pb−0,3〜3%Cu−1〜8%
Si−残Atなど(7) スス含有アルミニウム系軸受
合金(以下多元系軸受合金と称する)が使用されていた
。
解消するために添加元素を含有させた軸受合金も使用さ
れておシ、例えば、3.5〜4.5チ5n−3,5〜4
.5*5i−0,7〜1.3*Cu−残A4.4〜84
Sn−1〜21Sl−0,1〜2%Cu−0,1〜1%
Ni−残At、 3〜40%5n−0,1〜5%pb−
0,2〜2%Cu−0,1〜3’jSb−0,2〜3*
5i−0,01〜1%Tl−残At115〜30%5n
−0,5〜2%Cu−残At、及び1〜23 % Sn
−1,5〜9 %Pb−0,3〜3%Cu−1〜8%
Si−残Atなど(7) スス含有アルミニウム系軸受
合金(以下多元系軸受合金と称する)が使用されていた
。
しかし、近年の自動車用内燃機関は小型化及び高出力化
が要求され、しかも排気ガスの浄化対策のためのブロー
パイガス還元装置の取付が要求されるようになると、内
燃機関の軸受の使用条件はは小WKて従来よシ高荷重及
び高温下で使用されるようになったため、従来の多元系
軸受合金は疲労破壊や異常摩耗を起こして、自動車の内
燃機関のトラfルの一つの要因になっていた。なお、金
属材料の疲労現象は一般的には長期に亘って該材料が使
用されたときに発現するが、近年の内燃機関では高負荷
運転が比較的短時間継続したときでも疲労による軸受の
破壊が起とることがあった。
が要求され、しかも排気ガスの浄化対策のためのブロー
パイガス還元装置の取付が要求されるようになると、内
燃機関の軸受の使用条件はは小WKて従来よシ高荷重及
び高温下で使用されるようになったため、従来の多元系
軸受合金は疲労破壊や異常摩耗を起こして、自動車の内
燃機関のトラfルの一つの要因になっていた。なお、金
属材料の疲労現象は一般的には長期に亘って該材料が使
用されたときに発現するが、近年の内燃機関では高負荷
運転が比較的短時間継続したときでも疲労による軸受の
破壊が起とることがあった。
これは内燃機関内の潤滑油が高負荷運転時に高温になシ
、例えばオイル・豐ン内の潤滑油の温度で測定した温度
が130ないし150Cにも達するため、軸受は相手材
であるクランクシャフト等とがなシの高温で摺動してい
ると予測され、仁の結果従来の多元系軸受合金の温度硬
さが急激に低下し、又スズの溶融又は移動が起こシ、こ
のことが耐疲労強度を低下させる原因になっていると本
願発明者は考える。
、例えばオイル・豐ン内の潤滑油の温度で測定した温度
が130ないし150Cにも達するため、軸受は相手材
であるクランクシャフト等とがなシの高温で摺動してい
ると予測され、仁の結果従来の多元系軸受合金の温度硬
さが急激に低下し、又スズの溶融又は移動が起こシ、こ
のことが耐疲労強度を低下させる原因になっていると本
願発明者は考える。
本願出願人は特願昭55−851号にて重量百分率で、
2,5ないし25チのスズ、0.5ないし8%の亜鉛及
び0.1ないし1.0−未満のクロムを含有するアルミ
ニウム系合金を提案した。又本願出願人は特願昭55−
852号にて、重量百分率で、2.5?cいし25%O
x、e、0.5ないt、8%Of鉛及び工ないし7%の
ケイ素、クロム、マンガン、ニッケル、鉄、ジルコニウ
ム、モリブデン、コバルト、タングステン、チタン、ア
ンチモン、ニオブ、パナジクム、セリウム、バリウム及
びカルシウムからなる群から選択された少なくとも18
Iの元素を含有し、残部が実質的にアルミニウムからな
るアルミニウム系合金も提案した。これらのアルミニウ
ム系合金ではケイ素、クロム吟は極めて微細な硬質のA
L−Cr金属間化合物としてマトリックス中に分散し、
主としてスズ粒子の粗大化防止の効果を奏し、又亜鉛は
殆んどがマトリックス中に固溶してマトリックスを強化
し、この結果該合金の耐疲労強度及び高温硬さが向上す
る。これらのアルミニウム系合金の軸受性能はマ)IJ
フックス強化と微細分散物による強化の両件用の相乗効
果によって単一作用の場合よシも向上されるものである
。
2,5ないし25チのスズ、0.5ないし8%の亜鉛及
び0.1ないし1.0−未満のクロムを含有するアルミ
ニウム系合金を提案した。又本願出願人は特願昭55−
852号にて、重量百分率で、2.5?cいし25%O
x、e、0.5ないt、8%Of鉛及び工ないし7%の
ケイ素、クロム、マンガン、ニッケル、鉄、ジルコニウ
ム、モリブデン、コバルト、タングステン、チタン、ア
ンチモン、ニオブ、パナジクム、セリウム、バリウム及
びカルシウムからなる群から選択された少なくとも18
Iの元素を含有し、残部が実質的にアルミニウムからな
るアルミニウム系合金も提案した。これらのアルミニウ
ム系合金ではケイ素、クロム吟は極めて微細な硬質のA
L−Cr金属間化合物としてマトリックス中に分散し、
主としてスズ粒子の粗大化防止の効果を奏し、又亜鉛は
殆んどがマトリックス中に固溶してマトリックスを強化
し、この結果該合金の耐疲労強度及び高温硬さが向上す
る。これらのアルミニウム系合金の軸受性能はマ)IJ
フックス強化と微細分散物による強化の両件用の相乗効
果によって単一作用の場合よシも向上されるものである
。
なお軸受性能の一つの尺度として、なじみ性という概念
があシ、これは上記特許出願では、軸受の相手材である
軸の加工精度に対し軸受と軸との間に常に潤滑油の油膜
が介在した状態で両者が接触しうるように、軸受の表面
が軸受使用の初期に軸によりて部分的に削シとられある
いは摩耗される軸受の性質を、指すものと、とらえてお
シ、合金中に存在する軟質なスズ粒子が優れたなじみ性
を実現するものと把握されている。上述のようななじみ
性のとらえ方は当業界において確立された考え方であシ
、軟質なスズ粒子によυ軸受になじみ性を付与しようと
する思想自体は、従来の尚業界の考え方に沿うものであ
シ、その延長線上にあるということができる。また、ク
ロム、ケイ素等の作用については、これらの粒子がスズ
粒子の粗大化を妨げるという面からとらえられておシ、
いわばクロム、ケイ素等の粒子が直接的になじみ性を改
良するという技術思想はなく、軟質なスズ粒子の形態制
御により間接的にスズ含有アルミニ、つム系合金のなじ
み性を改良するという技術思想及び後述の技術的手段に
て上記特許出願の記載は首尾一貫しているといえる。
があシ、これは上記特許出願では、軸受の相手材である
軸の加工精度に対し軸受と軸との間に常に潤滑油の油膜
が介在した状態で両者が接触しうるように、軸受の表面
が軸受使用の初期に軸によりて部分的に削シとられある
いは摩耗される軸受の性質を、指すものと、とらえてお
シ、合金中に存在する軟質なスズ粒子が優れたなじみ性
を実現するものと把握されている。上述のようななじみ
性のとらえ方は当業界において確立された考え方であシ
、軟質なスズ粒子によυ軸受になじみ性を付与しようと
する思想自体は、従来の尚業界の考え方に沿うものであ
シ、その延長線上にあるということができる。また、ク
ロム、ケイ素等の作用については、これらの粒子がスズ
粒子の粗大化を妨げるという面からとらえられておシ、
いわばクロム、ケイ素等の粒子が直接的になじみ性を改
良するという技術思想はなく、軟質なスズ粒子の形態制
御により間接的にスズ含有アルミニ、つム系合金のなじ
み性を改良するという技術思想及び後述の技術的手段に
て上記特許出願の記載は首尾一貫しているといえる。
本発明者はスズ含有アルミニウム系合金の軸受性能を詳
しく研究したところ、従来の考え方とは全く異なる技術
思想及び技術的手段により軸受性n’ez特になじみ性
及び耐焼付性を飛躍的に向上しうろことを見出して、本
発明を完成した。この技術的手段とは詳しくは後述する
ように、スズ含有アルミニウム合金中のケイ素粒子の寸
法制御であるが、8l−At二元系合金においてケイ素
粒子が析出ないし晶出(以下、便宜上品出と称する)す
ること自体は周知の事実であシ、また内燃機関用アルミ
ニウム系軸受合金においてケイ素粒子の分布について論
じた論文又は特許も公表されている。
しく研究したところ、従来の考え方とは全く異なる技術
思想及び技術的手段により軸受性n’ez特になじみ性
及び耐焼付性を飛躍的に向上しうろことを見出して、本
発明を完成した。この技術的手段とは詳しくは後述する
ように、スズ含有アルミニウム合金中のケイ素粒子の寸
法制御であるが、8l−At二元系合金においてケイ素
粒子が析出ないし晶出(以下、便宜上品出と称する)す
ること自体は周知の事実であシ、また内燃機関用アルミ
ニウム系軸受合金においてケイ素粒子の分布について論
じた論文又は特許も公表されている。
特開昭55−82756号によると、軸受用合金の製造
において、5〜15チのケイ素、銅5チ以下、ビスマス
10%以下、及び鉛1チ以下からなるアルミニウム系合
金を熱間又は冷間圧延するか、あるいは押出すことによ
って、少なくともらずに微細に分かれた粒子の状態で存
在するようにした発明が提案されている。そして、この
軸受台金は軟質のメッキ(オーバレイ)を施こした軸受
にも施こさない軸受にも有用であると述べられている。
において、5〜15チのケイ素、銅5チ以下、ビスマス
10%以下、及び鉛1チ以下からなるアルミニウム系合
金を熱間又は冷間圧延するか、あるいは押出すことによ
って、少なくともらずに微細に分かれた粒子の状態で存
在するようにした発明が提案されている。そして、この
軸受台金は軟質のメッキ(オーバレイ)を施こした軸受
にも施こさない軸受にも有用であると述べられている。
この発明の要点は鋳造状態の粗いケイ素粒子を圧延等に
よシ微細分散させ、圧延加工後に必要に応じて行なう焼
鈍は加工組織を回復させる程度にとどめ、ケイ素粒子の
微細形態を維持した点にある。さらに、この発明では約
1096程度の高いケイ素含有量が好ましいと明記され
ているから、ケイ素含有量が高いアルミニウム合金にて
かなり大きく発達するケイ素粒子を微細分散させること
に意義が見出されている。しかしながら、本願発明者の
研究によると、オーバレイを施こさずに使用する内燃機
関用軸受合金にあって杜、ケイ素含有量が高いと軸受の
疲労強度が低下し、特に軸受が軸から繰返し荷重を受け
て摺動する場合に疲労破壊が起こって負荷容量が著しく
低下するという欠点があることが分かった。さらに、軸
受性能を高める目的上はケイ素粒子を微細分散させる圧
延等の方法によって昧満足すべき結果は得られない。す
なわち軸受用アルミニウム合金は通常鋳造材を圧延等の
方法によって所定寸法を付与することによシ製造され、
この圧延等によシケイ素粒子は分断されるが、このよう
にケイ素粒子を分断するだけではなく、場合によっては
ケイ素粒子を粗大化させ所定の寸法のケイ素粒子を所定
個数に制御した場合に、軸受性能が顕著に高まることが
分かった。ちなみに、上記公開公報では、11%ケイ素
含有アルミニウム合金について実験がなされ、そしてケ
イ素粒子の寸法は0.0001インチ(2,5ミクロン
)から0.001インチ(25ミクロン)であると記載
されているが、単位面積当りの個数については何ら触れ
られておらない。
よシ微細分散させ、圧延加工後に必要に応じて行なう焼
鈍は加工組織を回復させる程度にとどめ、ケイ素粒子の
微細形態を維持した点にある。さらに、この発明では約
1096程度の高いケイ素含有量が好ましいと明記され
ているから、ケイ素含有量が高いアルミニウム合金にて
かなり大きく発達するケイ素粒子を微細分散させること
に意義が見出されている。しかしながら、本願発明者の
研究によると、オーバレイを施こさずに使用する内燃機
関用軸受合金にあって杜、ケイ素含有量が高いと軸受の
疲労強度が低下し、特に軸受が軸から繰返し荷重を受け
て摺動する場合に疲労破壊が起こって負荷容量が著しく
低下するという欠点があることが分かった。さらに、軸
受性能を高める目的上はケイ素粒子を微細分散させる圧
延等の方法によって昧満足すべき結果は得られない。す
なわち軸受用アルミニウム合金は通常鋳造材を圧延等の
方法によって所定寸法を付与することによシ製造され、
この圧延等によシケイ素粒子は分断されるが、このよう
にケイ素粒子を分断するだけではなく、場合によっては
ケイ素粒子を粗大化させ所定の寸法のケイ素粒子を所定
個数に制御した場合に、軸受性能が顕著に高まることが
分かった。ちなみに、上記公開公報では、11%ケイ素
含有アルミニウム合金について実験がなされ、そしてケ
イ素粒子の寸法は0.0001インチ(2,5ミクロン
)から0.001インチ(25ミクロン)であると記載
されているが、単位面積当りの個数については何ら触れ
られておらない。
SAE Technical Pap@r 5erl*
sのA1winiumBas@d Crankshaf
t Bearings for th@llighSp
@@d Diesel Engineと題する論文(1
981年2月23−27日、デトロイトで発表)は上記
公開公報と同一人が発表した論文でアシ、その中では1
1*5i−1チCu−A4合金についての焼付荷重が掲
載されている。これによるとケイ素粒子寸法が17ミク
ロンを越えるものが、単位面積(mり当fi8.7X1
0’個存在していると焼付荷重のばらつきが多く、一方
1ミクロンを越えるものが0.6×106個存在してい
ると焼付荷重がより高くしかもばらつきが少なくなると
いう説明がなされている。
sのA1winiumBas@d Crankshaf
t Bearings for th@llighSp
@@d Diesel Engineと題する論文(1
981年2月23−27日、デトロイトで発表)は上記
公開公報と同一人が発表した論文でアシ、その中では1
1*5i−1チCu−A4合金についての焼付荷重が掲
載されている。これによるとケイ素粒子寸法が17ミク
ロンを越えるものが、単位面積(mり当fi8.7X1
0’個存在していると焼付荷重のばらつきが多く、一方
1ミクロンを越えるものが0.6×106個存在してい
ると焼付荷重がより高くしかもばらつきが少なくなると
いう説明がなされている。
この説明及びその他の理論的説明はアルミニウムマトリ
、ジス中に1硬度が高いケイ素粒子が微細分散している
ことが適合性(c ompatibillty)及び焼
付荷重向上に貢献するということである。
、ジス中に1硬度が高いケイ素粒子が微細分散している
ことが適合性(c ompatibillty)及び焼
付荷重向上に貢献するということである。
さらに、上記論文では「適合性」という概念とは相反す
る概念として、クランクシャフトと軸のミスアラインメ
ントを許容する「順応性」(conformabill
ty)がうたわれており、ケイ素含有アルミニウム合金
は順応性が低いから、オーバレイを具備する必要がある
と述べられている。したがって、従来アルミニウム系合
金軸受にて、ケイ素粒子寸法に着目した考え方はあって
も、オ−ハレイなしで軸受として使用可能なアルミニウ
ム系合金の提供に成功した例はなかった。また、ケイ素
粒子が硬質であるため直接相手材(鋼製クランクシャフ
ト等)を研磨し、なじみ性又は適合性に直接影響を与え
ることは知られていたが、その粒子寸法の制御は軟質マ
) IJソックス中微細な硬質粒子を均一に分散させる
という理論を応用してなされていたものであり、この理
論自体は、例えば出願人の光線特許出願にも内在してお
シ、摺動材料の分野では良く知られた一つの理論でおる
。
る概念として、クランクシャフトと軸のミスアラインメ
ントを許容する「順応性」(conformabill
ty)がうたわれており、ケイ素含有アルミニウム合金
は順応性が低いから、オーバレイを具備する必要がある
と述べられている。したがって、従来アルミニウム系合
金軸受にて、ケイ素粒子寸法に着目した考え方はあって
も、オ−ハレイなしで軸受として使用可能なアルミニウ
ム系合金の提供に成功した例はなかった。また、ケイ素
粒子が硬質であるため直接相手材(鋼製クランクシャフ
ト等)を研磨し、なじみ性又は適合性に直接影響を与え
ることは知られていたが、その粒子寸法の制御は軟質マ
) IJソックス中微細な硬質粒子を均一に分散させる
という理論を応用してなされていたものであり、この理
論自体は、例えば出願人の光線特許出願にも内在してお
シ、摺動材料の分野では良く知られた一つの理論でおる
。
本発明は上述したような従来技術とは全く異なる理論に
基づいておシ、なじみ性及び焼付荷重が従来のものより
飛躍的に高められておシ且つオーバレイなしで軸受とし
て使用可能表スズ含有アルミニウム系合金軸受を提供し
たものである。
基づいておシ、なじみ性及び焼付荷重が従来のものより
飛躍的に高められておシ且つオーバレイなしで軸受とし
て使用可能表スズ含有アルミニウム系合金軸受を提供し
たものである。
本発明に係るアルミニウム系合金軸受は、重量百分率で
1ないし35チのスズ及び0.5ないし5チ未満のケイ
素を含有し、残部が実質的にアルミニウムからなる合金
が裏金に接着されており、該デルミニラム合金中のケイ
素粒子の長径で測定し九(ケイ素粒子の)寸法が5ミク
ロン以上且つ40ミクロン以下の該ケイ素粒子が該合金
の任意の部分で3.56 X 10−2−当95個以上
存在しておシ、且つオーバレイなしで使用可能なアルミ
ニウム系合金軸受である。
1ないし35チのスズ及び0.5ないし5チ未満のケイ
素を含有し、残部が実質的にアルミニウムからなる合金
が裏金に接着されており、該デルミニラム合金中のケイ
素粒子の長径で測定し九(ケイ素粒子の)寸法が5ミク
ロン以上且つ40ミクロン以下の該ケイ素粒子が該合金
の任意の部分で3.56 X 10−2−当95個以上
存在しておシ、且つオーバレイなしで使用可能なアルミ
ニウム系合金軸受である。
以下、本発明の構成要件を化学組成、ケイ素粒子及び軸
受構造の順に説明する。
受構造の順に説明する。
まず、化学組成について述べると、スズはアルミニウム
合金の性質を軟質に変化させ、軸受として適する潤滑性
能及びなじみ性を与える元素である。ここでなじみ性と
は、前述し九ように当業界に一般的に受けいられている
技術的概念によって定義され、これを以下一般的概念の
なじみ性と称する。スズの含有量が35チを越えると、
一般的概念のなじみ性及び潤滑性は向上するが、アルミ
ニウム合金の硬さが低下し軸受としての強度が低下する
。一方スズの含有量が1%未満では軸受合金としては一
般的概念のなじみ性が劣化する。スズの添加量を1ない
し35%の範囲でどのように定めるかは、用途に応じて
適宜決定されるべきものであるが、一般的には軸受に加
わる荷重、すなわち゛内燃機関のピストンを経由して加
えられる爆発荷重が大きいときは、スズ含有量を低く、
例えば5〜10チ、小さいときは誠ズ含有量を亮くする
一方、高荷重・高速回転のために軸受の焼付が懸念され
る場合は、スズの含有量を高く、例えば15〜25%に
すれば良い。なお、スズ含有アルミニウム合金の疲労強
度及び高温硬さを軸受として要求される性能に対して十
分なものとするためには、スズ粒子が合金中に微細に分
散していることが重要であると本出願人は考え、先の特
許出願ではクロム等の微細粒子によシ、15%を越える
含有量の場合起こシ易いスズ粒子の粗大化を防止する提
案を行なった。しかし、本発明では後述の特殊なじみ作
用が軸受性能を実質的に担っているから、スズ粒子の微
細化はさitど重視しなくとも内燃機関用軸受として使
用上の支障がなくなった。
合金の性質を軟質に変化させ、軸受として適する潤滑性
能及びなじみ性を与える元素である。ここでなじみ性と
は、前述し九ように当業界に一般的に受けいられている
技術的概念によって定義され、これを以下一般的概念の
なじみ性と称する。スズの含有量が35チを越えると、
一般的概念のなじみ性及び潤滑性は向上するが、アルミ
ニウム合金の硬さが低下し軸受としての強度が低下する
。一方スズの含有量が1%未満では軸受合金としては一
般的概念のなじみ性が劣化する。スズの添加量を1ない
し35%の範囲でどのように定めるかは、用途に応じて
適宜決定されるべきものであるが、一般的には軸受に加
わる荷重、すなわち゛内燃機関のピストンを経由して加
えられる爆発荷重が大きいときは、スズ含有量を低く、
例えば5〜10チ、小さいときは誠ズ含有量を亮くする
一方、高荷重・高速回転のために軸受の焼付が懸念され
る場合は、スズの含有量を高く、例えば15〜25%に
すれば良い。なお、スズ含有アルミニウム合金の疲労強
度及び高温硬さを軸受として要求される性能に対して十
分なものとするためには、スズ粒子が合金中に微細に分
散していることが重要であると本出願人は考え、先の特
許出願ではクロム等の微細粒子によシ、15%を越える
含有量の場合起こシ易いスズ粒子の粗大化を防止する提
案を行なった。しかし、本発明では後述の特殊なじみ作
用が軸受性能を実質的に担っているから、スズ粒子の微
細化はさitど重視しなくとも内燃機関用軸受として使
用上の支障がなくなった。
好ましいスズ含有量は5〜25%?ある。
ケイ素は後述する特殊なじみ作石をもたらす元素であり
、その含有量が0.5−未満では該なじみ作用が不足し
、一方5チ以上では疲労強度、焼付荷重が低下する傾向
があり、又軸を摩耗させる好。
、その含有量が0.5−未満では該なじみ作用が不足し
、一方5チ以上では疲労強度、焼付荷重が低下する傾向
があり、又軸を摩耗させる好。
本発明者の発見によると、ケイ素粒子の長径寸法(以下
単に寸法と称する)が5ミクロン未満では現れない特殊
なじみ作用が5ミクロン以上で現れ、スズ含有アルミニ
ウム合金の軸受性能を飛躍的に向上させる。なお、この
作用は咳5ミクロン以上のケイ素粒子が3.56 X
10−2−クシ5個以上存在しているときに認められ、
多ければ多いほど顕著になる。一方、ケイ素粒子の寸法
が40ミクロンを越えると、スズ含有アルミニウム合金
の疲労強度が低下する1本発明の合金のケイ素含有量上
限は上−述のように5−であ多、8l−AA二元系の共
晶又は過共晶のケイ素含有量と比較すると、低ケイ素含
有量であ夛、また上述のところから、本発明のアル1=
ウム合金は低S1組成にて粗大なケイ素粒子を析出させ
たという特徴をもつものである。また、本発明において
粗大なケイ素粒子、すなわち寸法が5ミクロン以上のケ
イ素粒子、を構成要件として規定する意義は、消極的に
いえば微細ケイ素粒子は軸受性能向上に寄与しないとい
うことであυ、この点で従来のアルミニウム系合金軸受
の軸受性能のとらえ方とは異なっている。
単に寸法と称する)が5ミクロン未満では現れない特殊
なじみ作用が5ミクロン以上で現れ、スズ含有アルミニ
ウム合金の軸受性能を飛躍的に向上させる。なお、この
作用は咳5ミクロン以上のケイ素粒子が3.56 X
10−2−クシ5個以上存在しているときに認められ、
多ければ多いほど顕著になる。一方、ケイ素粒子の寸法
が40ミクロンを越えると、スズ含有アルミニウム合金
の疲労強度が低下する1本発明の合金のケイ素含有量上
限は上−述のように5−であ多、8l−AA二元系の共
晶又は過共晶のケイ素含有量と比較すると、低ケイ素含
有量であ夛、また上述のところから、本発明のアル1=
ウム合金は低S1組成にて粗大なケイ素粒子を析出させ
たという特徴をもつものである。また、本発明において
粗大なケイ素粒子、すなわち寸法が5ミクロン以上のケ
イ素粒子、を構成要件として規定する意義は、消極的に
いえば微細ケイ素粒子は軸受性能向上に寄与しないとい
うことであυ、この点で従来のアルミニウム系合金軸受
の軸受性能のとらえ方とは異なっている。
すなわち、出願人の先願では微細なケイ素粒子が既述の
ようにスズ粒子の形態制御を介して間接的に軸受性能を
向上させ、且つ上記Si2誌の論文では理論的にも実験
データ的にも微細なケイ素粒子の方が良好な軸受性能が
得られている。しかしながら、本発明では粗大なケイ素
粒子の方が疲労強度以外の性能は格段に良好である。そ
こで、粗大なケイ素粒子の意義を積極的に述べるならば
、かかるケイ素粒子を含む軸受の相手材である軸の加工
精度による微細な凹凸、あるいは軸が球状黒鉛鋳鉄であ
る場合にう、ゾ作用により表面部から黒鉛が脱落して生
じだ凹部の周囲を、ケイ素粒子が平担化し以って、軸受
と軸の間で常に油膜が介在。
ようにスズ粒子の形態制御を介して間接的に軸受性能を
向上させ、且つ上記Si2誌の論文では理論的にも実験
データ的にも微細なケイ素粒子の方が良好な軸受性能が
得られている。しかしながら、本発明では粗大なケイ素
粒子の方が疲労強度以外の性能は格段に良好である。そ
こで、粗大なケイ素粒子の意義を積極的に述べるならば
、かかるケイ素粒子を含む軸受の相手材である軸の加工
精度による微細な凹凸、あるいは軸が球状黒鉛鋳鉄であ
る場合にう、ゾ作用により表面部から黒鉛が脱落して生
じだ凹部の周囲を、ケイ素粒子が平担化し以って、軸受
と軸の間で常に油膜が介在。
した状態でこれらの良好な摺動が起こるものと考えられ
る。なお、従来軸受の分野ではスズ等の軟質な成分がア
ルミニウム合金のなじみ性に寄与するものとの考え方が
一般的であシ、硬質粒子が直接相手材の凹凸の平担化に
寄与するとの考え方は、発明者が知る限ル、上記SAJ
誌以外にはないので、ケイ素粒子によるなじみ作用を特
殊なじみ作用と称する。しかしながら、このようなケイ
素粒子の作用dsig誌では順応性を向上させるもので
ちゃ、適合性には逆効果であシ、結果として軸受はオー
バレイを備える必要があると強調している。ここで、適
合性とは軸と軸受との加工上のンスアライメントに適合
しうる軸受の性能であるから、なじみ性(一般的概念に
よるなじみ性)と意味上等価である。したがって、Si
2誌にも、その他発明者が知る限υの論文発表において
も、硬質粒子が相手軸の表面凹凸を削シと)、平担化し
なじみ性に寄与するという考え方はなく、まして粗大な
ケイ素粒子などの硬質粒子が軸受中に多く存在する方が
焼付荷重その他の軸受性能が向上するという実験データ
も発表されていない、したがって、上記特殊なじみh周
線本発明の特色であシ、従来の一般的概念のなじみ作用
のみをもつ材料と比較すると、軸受性能、例えば焼付荷
重が格段に向上している。尤も本発明の合金はスズを含
有しているが一般的概念のなじみ作用による軟質金属の
相手材表面への埋収は、特殊なじみ作用によシ相手材の
凹凸を平担化してから実現されると考えられ、結果とし
ては両者の総合によシ自動車内燃機関の軸受として優れ
た性能が発揮されると信じられる。
る。なお、従来軸受の分野ではスズ等の軟質な成分がア
ルミニウム合金のなじみ性に寄与するものとの考え方が
一般的であシ、硬質粒子が直接相手材の凹凸の平担化に
寄与するとの考え方は、発明者が知る限ル、上記SAJ
誌以外にはないので、ケイ素粒子によるなじみ作用を特
殊なじみ作用と称する。しかしながら、このようなケイ
素粒子の作用dsig誌では順応性を向上させるもので
ちゃ、適合性には逆効果であシ、結果として軸受はオー
バレイを備える必要があると強調している。ここで、適
合性とは軸と軸受との加工上のンスアライメントに適合
しうる軸受の性能であるから、なじみ性(一般的概念に
よるなじみ性)と意味上等価である。したがって、Si
2誌にも、その他発明者が知る限υの論文発表において
も、硬質粒子が相手軸の表面凹凸を削シと)、平担化し
なじみ性に寄与するという考え方はなく、まして粗大な
ケイ素粒子などの硬質粒子が軸受中に多く存在する方が
焼付荷重その他の軸受性能が向上するという実験データ
も発表されていない、したがって、上記特殊なじみh周
線本発明の特色であシ、従来の一般的概念のなじみ作用
のみをもつ材料と比較すると、軸受性能、例えば焼付荷
重が格段に向上している。尤も本発明の合金はスズを含
有しているが一般的概念のなじみ作用による軟質金属の
相手材表面への埋収は、特殊なじみ作用によシ相手材の
凹凸を平担化してから実現されると考えられ、結果とし
ては両者の総合によシ自動車内燃機関の軸受として優れ
た性能が発揮されると信じられる。
上述のような特殊なじみ作用が特に有効であるのは相手
材軸が球状黒鉛鋳鉄又は片状黒錆鋳鉄の場合である。球
状黒鉛鋳鉄は内燃機関のクランクシャフト等の軸の低コ
スト化を図るために従来の鍛造軸に代わって使用される
傾向にあるが、軸の研摩加工時に黒鉛粒子が軸懺面から
削シとられ、脱落した球状黒鉛の粒子の跡は多くの凹部
又は墓状部となっており、その周シの鉄基マトリックス
は加工硬化した鋭いばシ又はエツジとなっている。
材軸が球状黒鉛鋳鉄又は片状黒錆鋳鉄の場合である。球
状黒鉛鋳鉄は内燃機関のクランクシャフト等の軸の低コ
スト化を図るために従来の鍛造軸に代わって使用される
傾向にあるが、軸の研摩加工時に黒鉛粒子が軸懺面から
削シとられ、脱落した球状黒鉛の粒子の跡は多くの凹部
又は墓状部となっており、その周シの鉄基マトリックス
は加工硬化した鋭いばシ又はエツジとなっている。
このはり等が軸受表面の異常摩耗を起こす問題が従来の
スズ宮有アルミニウム系軸受用合金にはあった。本発明
者の研究によると、軟質のアルミニウムマトリックスが
ばりによシ削シとられ凹部中にとりこまれ、またこのア
ルミニウムと軸受材料いので、直ぐに焼付が生じること
も判明した。しかしながら、本発明によるスズ含有アル
ミニウム合金で社粗大なケイ素粒子がばシを削シとシ、
凹部の周りを滑かな状態とする。この結果、焼付が高荷
重まで起こらないこととなシ、耐焼付性が格段と向上す
る。
スズ宮有アルミニウム系軸受用合金にはあった。本発明
者の研究によると、軟質のアルミニウムマトリックスが
ばりによシ削シとられ凹部中にとりこまれ、またこのア
ルミニウムと軸受材料いので、直ぐに焼付が生じること
も判明した。しかしながら、本発明によるスズ含有アル
ミニウム合金で社粗大なケイ素粒子がばシを削シとシ、
凹部の周りを滑かな状態とする。この結果、焼付が高荷
重まで起こらないこととなシ、耐焼付性が格段と向上す
る。
上述の軸受台金の厚さtio、1〜1■、特に0.2〜
0.5−が好ましい。必要に応じ軸受合金上に防錆油を
塗布する。
0.5−が好ましい。必要に応じ軸受合金上に防錆油を
塗布する。
本発明の軸受は上述のような理由によシ耐焼付性に優れ
ているためにオーバレイを施こさない構造である。また
、軸受合金は下地付の又は下地なしの裏金に圧接等の方
法によシ接着される。
ているためにオーバレイを施こさない構造である。また
、軸受合金は下地付の又は下地なしの裏金に圧接等の方
法によシ接着される。
本発明のスズ含有アルミニウム合金は、(4)0.1な
いし10チ、好ましくは工ないし5チの鉛、カドミウム
、インジウム、タリウム及びビスマスの少なくとも1種
(以下鉛等と称する)、(B)0.1ないし2%、好ま
しくは0.2ないし1チの銅及びマグネシウムの少なく
とも1種(以下鋼等と称する)、るものであってよい。
いし10チ、好ましくは工ないし5チの鉛、カドミウム
、インジウム、タリウム及びビスマスの少なくとも1種
(以下鉛等と称する)、(B)0.1ないし2%、好ま
しくは0.2ないし1チの銅及びマグネシウムの少なく
とも1種(以下鋼等と称する)、るものであってよい。
鉛等はスズ含有アルミニウム合金の潤滑性及び一般的概
念のなじみ性及び耐摩耗性を改良する効果を有し、また
クロムとの共存下において耐疲労強度を低下させずに上
記潤滑性等を改良する。なお、一般にAt−8n二元系
合金に鉛等を加えると、これらはスズ粒子に合金化され
てしまい、融点が低下したスズ粒子の移動と溶融が起と
シ易くなって、軸受として高負荷連続運転されると、A
t−8n−Pb合金が部分的に溶融しそして軸受がら剥
除することもあった。ところが本発明では軸受性能向上
のなかで特殊なじみ性の占める寄与が高いがら、スズー
鉛等の軟質合金の低融点化は重大な欠点とはならない。
念のなじみ性及び耐摩耗性を改良する効果を有し、また
クロムとの共存下において耐疲労強度を低下させずに上
記潤滑性等を改良する。なお、一般にAt−8n二元系
合金に鉛等を加えると、これらはスズ粒子に合金化され
てしまい、融点が低下したスズ粒子の移動と溶融が起と
シ易くなって、軸受として高負荷連続運転されると、A
t−8n−Pb合金が部分的に溶融しそして軸受がら剥
除することもあった。ところが本発明では軸受性能向上
のなかで特殊なじみ性の占める寄与が高いがら、スズー
鉛等の軟質合金の低融点化は重大な欠点とはならない。
鉛の含有量が0.1%未満ではその効果が不十分であ、
?、10%を越えると軸受に要求される疲労強度が不十
分となる。
?、10%を越えると軸受に要求される疲労強度が不十
分となる。
銅等はスズ含有アルミニウム合金の硬さを高め、軸受の
疲労強度向上に寄与する。銅等の含有量が0.1チ未満
でL硬さ改善効果が少な(,2,0チを越えるとスズ含
有アルきニウム合金が硬くなシ過ぎ圧延性が害されると
ともに、耐焼付性及び潤滑油に対する耐食性も低下する
。この銅等の硬さ改ii’lJマンrン 善効果はクロスソ頁宥すると一層顕著になムを上昇せし
め、また高温での軟化を防止又は緩和リックスに固溶し
その固溶強化をもたらし、また再結晶軟化温度を高温側
にずらし、さらに加工硬化性を増大させる。再結晶軟化
温度の上昇は、内燃機関の軸受がさらされる高温域(オ
イルパンの温度で130〜150℃)でも軸受合金の高
温強度が良好に保たれることにつながシ、耐疲労強度ス
ズ粒子が軸受台金の裏金への接着時の焼鈍おる硬さで約
370であシ、ケイ素粒子の硬さが約粒子の粗大化を防
止して一般的概念のなじみ作用を向上させ、一方ケイ素
粒子は相手材軸の凹凸を物として析出するため好ましく
ない。
疲労強度向上に寄与する。銅等の含有量が0.1チ未満
でL硬さ改善効果が少な(,2,0チを越えるとスズ含
有アルきニウム合金が硬くなシ過ぎ圧延性が害されると
ともに、耐焼付性及び潤滑油に対する耐食性も低下する
。この銅等の硬さ改ii’lJマンrン 善効果はクロスソ頁宥すると一層顕著になムを上昇せし
め、また高温での軟化を防止又は緩和リックスに固溶し
その固溶強化をもたらし、また再結晶軟化温度を高温側
にずらし、さらに加工硬化性を増大させる。再結晶軟化
温度の上昇は、内燃機関の軸受がさらされる高温域(オ
イルパンの温度で130〜150℃)でも軸受合金の高
温強度が良好に保たれることにつながシ、耐疲労強度ス
ズ粒子が軸受台金の裏金への接着時の焼鈍おる硬さで約
370であシ、ケイ素粒子の硬さが約粒子の粗大化を防
止して一般的概念のなじみ作用を向上させ、一方ケイ素
粒子は相手材軸の凹凸を物として析出するため好ましく
ない。
続いて、ケイ素粒子の寸法及び個数の制御方法について
説明する。一般に、At−8i合金では鋳造過程でケイ
素の多くは針状の共晶結4として晶出し、鋳造合金を圧
延し軸受としての必要な厚さに圧延される過程で分断さ
れ、寸法が小さくなる。
説明する。一般に、At−8i合金では鋳造過程でケイ
素の多くは針状の共晶結4として晶出し、鋳造合金を圧
延し軸受としての必要な厚さに圧延される過程で分断さ
れ、寸法が小さくなる。
このような腕造−圧延法によシ得られたAt−8i合金
薄板中のケイ素粒子はほとんどが5ミクロン以下であシ
、10ミクロン以下のものも稀にはあるがその単位面積
当シの個数は少なく、針状又は扁平形状である。また圧
延の後に中間焼鈍が行なわれるが、その温度は再結晶温
度程度に選択されるので、その中間焼鈍によってはケイ
素粒子が11とんど粗大化しない。上述のような鋳造−
圧延(中間焼鈍)によ如所定の厚さの軸受台金を得た1
、後に、これを裏金鋼板に圧接し、この際At−F・の
金属間化合物生成温度未満、例えば350℃にて圧接後
焼鈍するのが従来のスズ含有アルミニウム合金軸受の製
造方法であった。この350Cの温度でもケイ素粒子は
殆んど粗大化せず、結果としてほとんどが5ミクロン未
満の微細ケイ素粒子が最終軸受製品中に存在していた。
薄板中のケイ素粒子はほとんどが5ミクロン以下であシ
、10ミクロン以下のものも稀にはあるがその単位面積
当シの個数は少なく、針状又は扁平形状である。また圧
延の後に中間焼鈍が行なわれるが、その温度は再結晶温
度程度に選択されるので、その中間焼鈍によってはケイ
素粒子が11とんど粗大化しない。上述のような鋳造−
圧延(中間焼鈍)によ如所定の厚さの軸受台金を得た1
、後に、これを裏金鋼板に圧接し、この際At−F・の
金属間化合物生成温度未満、例えば350℃にて圧接後
焼鈍するのが従来のスズ含有アルミニウム合金軸受の製
造方法であった。この350Cの温度でもケイ素粒子は
殆んど粗大化せず、結果としてほとんどが5ミクロン未
満の微細ケイ素粒子が最終軸受製品中に存在していた。
これに対して、本発明による粗大ケイ素粒子を5ミクロ
ン以上40ミクロン以下のものが3.56 X 10−
2−クシ5個以上存在させるためには、上記圧接前に軸
受台金を350〜550℃の高温熱処理することが最も
有効であることが分かった。すなわち、圧接前の熱処理
工程以外でのケイ素粒子寸法制御は効果が低く、例えば
圧延工程での加熱温度、臣下率等の制御、又は鋳造工程
での冷却速度制御あるいは中間焼鈍等によってはケイ素
粒子の寸法制御か至峻であシ、そうかといって圧接時又
圧接後の熱処理ではkl−Fe金属間化合物の生成、あ
るいは完成直前の軸受のアルミニウム合金内でのスズ等
の低融点成分の溶解等が起こり、これらは軸受性1ヒ、
特に一般的概念のなじみ性土留ましくない結果をもたら
す。
ン以上40ミクロン以下のものが3.56 X 10−
2−クシ5個以上存在させるためには、上記圧接前に軸
受台金を350〜550℃の高温熱処理することが最も
有効であることが分かった。すなわち、圧接前の熱処理
工程以外でのケイ素粒子寸法制御は効果が低く、例えば
圧延工程での加熱温度、臣下率等の制御、又は鋳造工程
での冷却速度制御あるいは中間焼鈍等によってはケイ素
粒子の寸法制御か至峻であシ、そうかといって圧接時又
圧接後の熱処理ではkl−Fe金属間化合物の生成、あ
るいは完成直前の軸受のアルミニウム合金内でのスズ等
の低融点成分の溶解等が起こり、これらは軸受性1ヒ、
特に一般的概念のなじみ性土留ましくない結果をもたら
す。
上述の如き圧接前の高温熱処理によるとケイ素含M量に
よりケイ素粒子の晶出個数がどのように変化するかを第
1表に示す。第1表は横カラムに示された寸法の立方体
のケイ素粒子として全ケイ素が晶出したと仮定して計算
したものである。実際には5ミクロン未満のケイ素粒子
は圧接前の高温熱処理により5ミクロン以上のケイ素粒
子として大半が粗大化される。したがって、第1表は本
発明アルミニウム合金中のケイ素粒子制御方法の資料と
して有用である。
よりケイ素粒子の晶出個数がどのように変化するかを第
1表に示す。第1表は横カラムに示された寸法の立方体
のケイ素粒子として全ケイ素が晶出したと仮定して計算
したものである。実際には5ミクロン未満のケイ素粒子
は圧接前の高温熱処理により5ミクロン以上のケイ素粒
子として大半が粗大化される。したがって、第1表は本
発明アルミニウム合金中のケイ素粒子制御方法の資料と
して有用である。
第 1 表
ケイ素粒子個数計算値
(3,56X10 箇2当シの個数)以下余日
0.5チケイ素の場合は第1表よりケイ素粒子の個数は
340である。ケイ素の一部が5ミクロン未満のケイ素
粒子として晶出しても、5個以上の確保は容易である。
340である。ケイ素の一部が5ミクロン未満のケイ素
粒子として晶出しても、5個以上の確保は容易である。
5ミクロンのケイ素粒子はケイ素言有倉により340な
いし3500個の個数となる。実際の軸受台金中の5ミ
クロン〜10ミクロンのケイ素の個数はこれより少ない
が、圧接前の高温熱処理により5ミクロン以上の粗い粒
子の5ミクロン未満の微細粒子に対する割合が高められ
る。そして、例えは5〜10ミクロン粗粒ケイ素の割合
を尚めるために350〜450℃の圧接前高温熱処理を
利用することができる。
いし3500個の個数となる。実際の軸受台金中の5ミ
クロン〜10ミクロンのケイ素の個数はこれより少ない
が、圧接前の高温熱処理により5ミクロン以上の粗い粒
子の5ミクロン未満の微細粒子に対する割合が高められ
る。そして、例えは5〜10ミクロン粗粒ケイ素の割合
を尚めるために350〜450℃の圧接前高温熱処理を
利用することができる。
ケイ素せ有輩が3%の場合のケイ本粒子個叙は、第1表
によれは、全部のケイ素か40ミクロンの粒子として析
出したとすれは4個でおる。仮にこれを1個とすれば5
〜30ミクロンのケイ素粒子と40ミクロンのケイ木粒
を共に晶出させることが可能である。したがって本発明
のスズ含有アルミニウム合金のケイ素含有賞の範囲内で
、しかも5ないし40ミクロンの粒子寸法の範囲内でよ
り粗大ケイ素粒子を特定個数晶出させることができる。
によれは、全部のケイ素か40ミクロンの粒子として析
出したとすれは4個でおる。仮にこれを1個とすれば5
〜30ミクロンのケイ素粒子と40ミクロンのケイ木粒
を共に晶出させることが可能である。したがって本発明
のスズ含有アルミニウム合金のケイ素含有賞の範囲内で
、しかも5ないし40ミクロンの粒子寸法の範囲内でよ
り粗大ケイ素粒子を特定個数晶出させることができる。
この好ましい三つの例は、次のとおりである。
(イ) 10ミクロンを越えるケイ素粒子 5個以上、
(ロ) 20ミクロン以上のケイ素粒子 2個以上、
r130ミクロン以上のケイ素粒子 1個以上。
(ロ) 20ミクロン以上のケイ素粒子 2個以上、
r130ミクロン以上のケイ素粒子 1個以上。
次に本発明による粗大ケイ素粒子の形態について説明す
る。一般に圧延されたスズ含有アルミニウム合金中のケ
イ素粒子は針状を呈し、圧延方向に長手方向が一致して
いる場合が多いか1、本発明の高温熱処理を介挿させる
とケイ素粒子は比較的圧延直交方向の巾が大きくな9塊
状となる。このケイ素粒子は軸受の水平面、すなわち相
手材軸と接する面て見たとき&]11は塊状を呈する。
る。一般に圧延されたスズ含有アルミニウム合金中のケ
イ素粒子は針状を呈し、圧延方向に長手方向が一致して
いる場合が多いか1、本発明の高温熱処理を介挿させる
とケイ素粒子は比較的圧延直交方向の巾が大きくな9塊
状となる。このケイ素粒子は軸受の水平面、すなわち相
手材軸と接する面て見たとき&]11は塊状を呈する。
好ましい形状は水平面及び垂直面で見て塊状である。そ
して、5ミクロン以上のケイ素粒子4殆んどが塊状でT
oシ、扁平形状が少なく、針状は所定面積では殆んどな
い、このような塊状形状が特殊なじみ作用上極めて有効
である。
して、5ミクロン以上のケイ素粒子4殆んどが塊状でT
oシ、扁平形状が少なく、針状は所定面積では殆んどな
い、このような塊状形状が特殊なじみ作用上極めて有効
である。
さらに、スズ含有アルミニウム系合金の組織観察法とし
ては上記水平面で行ないケイ素粒子の寸法を測定するも
のとする。該合金中にはケイ素粒子の他にクロムの金属
間化合物、スズ粒子その他の粒子(相)が存在している
か、これらからケイ素粒子を識別するためには金属顕微
鏡で見た時にクロム、スズ等は白色、ケイ素粒子はエツ
チング方法の如何によらず灰色(濃灰色)を呈している
こと、に依れば良い。
ては上記水平面で行ないケイ素粒子の寸法を測定するも
のとする。該合金中にはケイ素粒子の他にクロムの金属
間化合物、スズ粒子その他の粒子(相)が存在している
か、これらからケイ素粒子を識別するためには金属顕微
鏡で見た時にクロム、スズ等は白色、ケイ素粒子はエツ
チング方法の如何によらず灰色(濃灰色)を呈している
こと、に依れば良い。
以下、本発明を実施例により説明する。これらの実施例
においては特に断わらない限り、軸受又は軸受台金の製
造方法は次のとおシであった。
においては特に断わらない限り、軸受又は軸受台金の製
造方法は次のとおシであった。
所定組成のアルミニウム合金を餉造により厚さ15m1
1の板とし、鋳造板をピーリングした依連続的に6Ia
Iの板厚に冷間圧延した。次に中間焼鈍(350℃)を
行ない、続く冷間圧延によpアルミニウム合金薄板を得
九。続いて350〜550℃の範題で所望の大きさのケ
イ素粒子を得るように高温熱処理し、続いてアルミニウ
ム合金薄板を100℃に予熱し同様に予熱した裏金鉄板
に圧接しそして350℃で圧接のための焼鈍を行ない軸
受を完成した。軸受合金自体の性能を試験する場合には
圧接以降の工程を省略した。
1の板とし、鋳造板をピーリングした依連続的に6Ia
Iの板厚に冷間圧延した。次に中間焼鈍(350℃)を
行ない、続く冷間圧延によpアルミニウム合金薄板を得
九。続いて350〜550℃の範題で所望の大きさのケ
イ素粒子を得るように高温熱処理し、続いてアルミニウ
ム合金薄板を100℃に予熱し同様に予熱した裏金鉄板
に圧接しそして350℃で圧接のための焼鈍を行ない軸
受を完成した。軸受合金自体の性能を試験する場合には
圧接以降の工程を省略した。
実施例1
第2表は供試材アルミニウム合金の組成及びケイ素粒子
分布を示している0表中及び以下%に断わらない限シ、
ケイ素粒子の個数は3.56X10−2M2当りの個数
を指す。
分布を示している0表中及び以下%に断わらない限シ、
ケイ素粒子の個数は3.56X10−2M2当りの個数
を指す。
以下金自
第2宍の供試材を以下の条件による焼付荷重測定に付し
た。
た。
条件A
テスター:ジャーナル型焼付試験機
条 件:相手材軸−FCD 70
潤滑油種−8AEIQW−30
軸表面粗さ−0,4〜0.64mRm
潤滑油温−140±2.5℃
軸回転数−1000rpm
軸 径−52謳
軸硬度−Hマ200−300
荷 重−5鎗v′130m i n間隔て同量増加
軸受粗さ−1〜1.8 μmRz
軸受径−521WI
焼付荷重測定結果を#I1図に示す、111図において
横軸は供試材の最大寸法ケイ素粒子の個数である。供試
材は、第1表の五つの範囲の最大粒子寸法によ、9Aか
らEtでの五つの群に分けられて、第1図に示されてい
る。この図より次の事実が明らかとなる。
横軸は供試材の最大寸法ケイ素粒子の個数である。供試
材は、第1表の五つの範囲の最大粒子寸法によ、9Aか
らEtでの五つの群に分けられて、第1図に示されてい
る。この図より次の事実が明らかとなる。
0)焼付荷重は最大寸法ケイ素粒子の個数によシ左右さ
れ、より小さい寸法のケイ素粒子の個数には殆んど影響
されない。
れ、より小さい寸法のケイ素粒子の個数には殆んど影響
されない。
仲)最大寸法ケイ素粒子個数とともに焼付荷重は増大°
する。但しA群の供試材の焼付荷重増加にくらべ、より
大きな寸法のケイ素粒子を含むその他の群の焼付荷重が
著しく増大が顕著である。
する。但しA群の供試材の焼付荷重増加にくらべ、より
大きな寸法のケイ素粒子を含むその他の群の焼付荷重が
著しく増大が顕著である。
以上の事実(イ)及び(ロ)より、本発明では最低5ミ
クロンのケイ素粒子が5個以上あることに限定したもの
である。
クロンのケイ素粒子が5個以上あることに限定したもの
である。
実施例2
第3表(1)に示す供試材について焼付荷重及び疲労強
度を測定した。疲労強度の測定条件は次のとおりであっ
た。
度を測定した。疲労強度の測定条件は次のとおりであっ
た。
条件B
テスター :交番荷重試験機
条 件:相手材軸−855C
潤滑油禎−8AEIOW−30
軸表面粗さ−0,8μmRi
潤滑油温−14α±2.5℃
潤滑油圧−5kg/cal
軸回転数−3000rpm
軸 径−52φ
@硬度−Hv500−600
軸回転回数−1O回
軸受粗さ−1〜1.8μmRz
軸受径−52X20細
測定結果を第3表(2)に示す。これより、本発明によ
ると焼付荷重が向上しまた疲労強度は粗大゛なケイ素粒
子により劣化しないことか分かる。なお、第3表(1)
中で5ミクロン未満のケイ素粒子個数は測定してない。
ると焼付荷重が向上しまた疲労強度は粗大゛なケイ素粒
子により劣化しないことか分かる。なお、第3表(1)
中で5ミクロン未満のケイ素粒子個数は測定してない。
またこの相手材軸は機械構造用炭素鋼(855C)であ
り、本発明の軸受台金は相手材の炭素が黒鉛として存在
しない場合にも有効であることが分かる。
り、本発明の軸受台金は相手材の炭素が黒鉛として存在
しない場合にも有効であることが分かる。
以下示口
第3表(2)
試験結果
実施例3
ケイ素含有量が1優の供試材について実施例2と同様な
実験を行なり是ところ、! 4 k(1)及び(2)に
示すように同様な結果が得られた。
実験を行なり是ところ、! 4 k(1)及び(2)に
示すように同様な結果が得られた。
第4表(2)
試験結果
実施例4
ケイ素含有量が3%の供試材につき実施例2と同様に実
験を行なった結果を第5表(1)及び(2ボ示す。この
結果は実施例2とほぼ同様である。
験を行なった結果を第5表(1)及び(2ボ示す。この
結果は実施例2とほぼ同様である。
第5表(2)
試験結果
実施例5
ケイ素含有蓋が4.7−の供試材につき実施例2と同様
rc実験を行なり友結果を第6表(1)及び(2)に示
す、この実験結果は実施例2と#よは同様である。
rc実験を行なり友結果を第6表(1)及び(2)に示
す、この実験結果は実施例2と#よは同様である。
第 6 表(2)
−196−
実施例6
実施例3の供試材12及び実施例4の供臥相19につき
相手材の球状黒鉛鋳鉄軸の表1llI]粗さを変化させ
、条件Aで焼付荷重を測定した結果を第2図に示す。な
お比較例(COMP )として20嘩5n−1優Cu−
At合金の焼付荷1を測定した。同図より、本発明材料
の焼付荷重が相手材の底面粗さによらず良好なことが歴
然としている。また比較材は硬質粒子の晶出がほとんど
なく、軟質スズ相の一般的概念のなじみ性によりアルミ
ニウム合金tζ耐焼付性を有毒しているものである。依
って、第2商から一般的概念及び特殊なじみ性の耐焼付
性に及ばず効果の差異もうかがうことができる。
相手材の球状黒鉛鋳鉄軸の表1llI]粗さを変化させ
、条件Aで焼付荷重を測定した結果を第2図に示す。な
お比較例(COMP )として20嘩5n−1優Cu−
At合金の焼付荷1を測定した。同図より、本発明材料
の焼付荷重が相手材の底面粗さによらず良好なことが歴
然としている。また比較材は硬質粒子の晶出がほとんど
なく、軟質スズ相の一般的概念のなじみ性によりアルミ
ニウム合金tζ耐焼付性を有毒しているものである。依
って、第2商から一般的概念及び特殊なじみ性の耐焼付
性に及ばず効果の差異もうかがうことができる。
さらに相+駒は球状黒鉛鋳鉄であるから、本究明拐料の
球状黒鉛i!に対する高い#H焼付性も良くmbされる
ところである。
球状黒鉛i!に対する高い#H焼付性も良くmbされる
ところである。
実施例7
第6表に示す供試材の如くケイ系粒子分布を一足にし、
ケイ素含有蓋を変化爆ぜた場合の焼付荷iを測定した結
果(条件A)を第3図に示し、また疲労強度を1lJl
」定t−i←果(条件B)を第4図ic示した。
ケイ素含有蓋を変化爆ぜた場合の焼付荷iを測定した結
果(条件A)を第3図に示し、また疲労強度を1lJl
」定t−i←果(条件B)を第4図ic示した。
以下余〔」
第3図より、ケイ素含有量が約4俤において焼付荷1が
積大になることが分かる。既述のように焼付4」lは本
発明のケイ素含有餉岬囲では最大ケイ素粒子の個数及び
寸法により支配されるが、この下限5ミクロンの粒子寸
法個数を一定に制御シまた本実施例ではケイ素含有蓋に
よる多少の影4)がみられる。これは5ミクロン未満の
微細ケイ系粒子によるものと渚えられる@ 第4図よシ、ケイ紮含有蓋が5優?I−越えると疲労強
度が低下していることが分かる。これも上記微細粒子に
よるものと考えられる。
積大になることが分かる。既述のように焼付4」lは本
発明のケイ素含有餉岬囲では最大ケイ素粒子の個数及び
寸法により支配されるが、この下限5ミクロンの粒子寸
法個数を一定に制御シまた本実施例ではケイ素含有蓋に
よる多少の影4)がみられる。これは5ミクロン未満の
微細ケイ系粒子によるものと渚えられる@ 第4図よシ、ケイ紮含有蓋が5優?I−越えると疲労強
度が低下していることが分かる。これも上記微細粒子に
よるものと考えられる。
笑施例7
剣等、銅等その他の麺類を変化寧せて、実施例2.3,
4及び5と同様の夾駄を行なった。この結果を第7 k
(t)及び(2)に示す。これらの六よシ各釉任意成分
について、十分な焼付荷1及び彼方強度が得られること
が分かる。
4及び5と同様の夾駄を行なった。この結果を第7 k
(t)及び(2)に示す。これらの六よシ各釉任意成分
について、十分な焼付荷1及び彼方強度が得られること
が分かる。
WJ7表(2)
試験結果
試験結果
試験結果
試験結果
実施例8
第1表の供試材を用いて以下に述べる実験を行なった。
(1)スラスト荷重下における焼付荷重供試材C1〜C
5を下記条件にて焼付荷重を測定した。
5を下記条件にて焼付荷重を測定した。
条件D
テスター;多面積試験機
条 件 :相手材ディスク−FCD −70デイスク
の表面粗さ−l〜1.2μmRm潤滑油111−8AE
10W−30(1容量部)灯 油(10容量部) すベシ速度−15rV’a 潤滑給油法−パッド給油 荷 重−10V−を10分単位で 同量増加させた。
の表面粗さ−l〜1.2μmRm潤滑油111−8AE
10W−30(1容量部)灯 油(10容量部) すベシ速度−15rV’a 潤滑給油法−パッド給油 荷 重−10V−を10分単位で 同量増加させた。
軸受粗さ−1〜1,8μmRs
測定結果を第5図に示す。この図よシ、スラスト荷重に
対する耐焼付性も最大寸法(10〜20ミクロン)ケイ
素粒子個数とともに向上することが分かる。
対する耐焼付性も最大寸法(10〜20ミクロン)ケイ
素粒子個数とともに向上することが分かる。
(2)潤滑油油温の影響
C2の供試材につき条件A4Cおいて80℃及び140
℃の油温にて焼付荷重を測定した。比較材として20
% Sn −1’IkCu−Aノ合金を供に材トして同
様の測定を行なった。この結果を第6図に示す。比較材
と本発明の材料では高温下の焼付荷重に極端な差がある
ことが分かる。
℃の油温にて焼付荷重を測定した。比較材として20
% Sn −1’IkCu−Aノ合金を供に材トして同
様の測定を行なった。この結果を第6図に示す。比較材
と本発明の材料では高温下の焼付荷重に極端な差がある
ことが分かる。
(3)′油温140℃における相手材(鍛造軸及び球状
黒鉛鋳鉄)の影響 C2の供試材及び20%5n−1%Cu−A1合金を比
較供試材とし、条件A(但し油温140℃)にて焼付荷
重を測定した結果を第7図に示す。本発明と比較例の供
試材では相手材が鍛造材の場合には焼付荷重に大きな差
はないが、球状黒鉛鋳鉄(FCD70 ) では極端
な差が現われる。
黒鉛鋳鉄)の影響 C2の供試材及び20%5n−1%Cu−A1合金を比
較供試材とし、条件A(但し油温140℃)にて焼付荷
重を測定した結果を第7図に示す。本発明と比較例の供
試材では相手材が鍛造材の場合には焼付荷重に大きな差
はないが、球状黒鉛鋳鉄(FCD70 ) では極端
な差が現われる。
(4)スズ及び鉛の効果
C2の供試材のスズ及び鉛の含有蓋を変化させ、条件A
Kて焼付荷重を測定した結果を第8図に示す。図中[s
n+PJは8n : PbをC2と同様の比率に保って
合計蓋を増加させた例、「Pb」はSn量をCaと同じ
に保ってPb量を変化させた場合、「Sn」はPb量を
C2と同様に保ってSmを変化させた例を意味する。こ
れらよりスズ及び鉛は耐焼付性を向上させることが分か
る。
Kて焼付荷重を測定した結果を第8図に示す。図中[s
n+PJは8n : PbをC2と同様の比率に保って
合計蓋を増加させた例、「Pb」はSn量をCaと同じ
に保ってPb量を変化させた場合、「Sn」はPb量を
C2と同様に保ってSmを変化させた例を意味する。こ
れらよりスズ及び鉛は耐焼付性を向上させることが分か
る。
(5)疲労強度
人ないしEの供試材の疲労強度を条件Bにより測定した
結果を第9図に示す。Dの供試材及びEの供試材は最大
寸法ケイ素粒子個数が増大すると比較的大きい疲労強度
低下を示すことが分かる。
結果を第9図に示す。Dの供試材及びEの供試材は最大
寸法ケイ素粒子個数が増大すると比較的大きい疲労強度
低下を示すことが分かる。
(6)耐摩耗性
C2の供試材につき以下の条件にて摩耗量を測定した。
条件C
テスター 8混合潤滑試験機
条 件:相手材軸−FCD −70
軸表面粗さ−0,8〜0.9μmRz
潤滑油樽−流動パラフイン
軸回転数−LOOrpm
軸 径−40φ(III)
軸硬度−Hマ200〜300
荷 重−25kII
比較のためにケイ素を含有しない20%an−1%Cu
−Aノ合金の摩耗量を条件CKより測定した。
−Aノ合金の摩耗量を条件CKより測定した。
摩耗量測定結果を第10図に示す。比較材は時間ととも
に摩耗が進行するが本発明材料は約1時間後にはほとん
ど摩耗量が増大していない。このような差異について発
明者は次のように考える。比較材では王として軟質のス
ズ相が相手材軸により削りとられることにより、絶えず
比較材は岸れしている。
に摩耗が進行するが本発明材料は約1時間後にはほとん
ど摩耗量が増大していない。このような差異について発
明者は次のように考える。比較材では王として軟質のス
ズ相が相手材軸により削りとられることにより、絶えず
比較材は岸れしている。
本発明材料では軸受表面に存在している粗大ケイ素粒子
が、摺動初期の段階で、相手軸の表面粗さの突出部及び
表向に存在する球状黒鉛周辺のパリ等の工、ノ部を摩耗
させ(削9取り)、@を軸受にとってよシ良い摺動状態
となる軸り面ンこ変化させることにより、流体@清に近
い状態とし、軸−軸受の直接接触を妨げておシ、これが
軸受の摩耗進行を停止させているものと想定している。
が、摺動初期の段階で、相手軸の表面粗さの突出部及び
表向に存在する球状黒鉛周辺のパリ等の工、ノ部を摩耗
させ(削9取り)、@を軸受にとってよシ良い摺動状態
となる軸り面ンこ変化させることにより、流体@清に近
い状態とし、軸−軸受の直接接触を妨げておシ、これが
軸受の摩耗進行を停止させているものと想定している。
(7)軸の摩耗
供試材A、B及びCKついて、これらの供試材軸受の相
手材である軸の粗さがどのように変化するかを条件Cの
下で測定した。測定結果を第11図に示した。同図にお
いて縦軸の軸の粗さ変化は、試験前後でその表面粗さが
変化しなかつ九場合を0(μm)とし、軸の表面粗さが
粗くなった場合をプラスとして表わしである。
手材である軸の粗さがどのように変化するかを条件Cの
下で測定した。測定結果を第11図に示した。同図にお
いて縦軸の軸の粗さ変化は、試験前後でその表面粗さが
変化しなかつ九場合を0(μm)とし、軸の表面粗さが
粗くなった場合をプラスとして表わしである。
同図よシ、横軸ゼロ個、すなわち5ミクロン以上のケイ
素粒子が3.56 X 10−2−当り1個もない場合
は軸が摺動軸受によシ粗面化される。−刃軸の平滑面化
社最大ケイ素粒子個数が多くまた粒子寸法が大な#1ど
促進される。このことは粗大ケイ素粒子が軸表面の微細
凹凸を一様に平坦化する作用をもつことを裏付けている
。また、供試材Cの如く最大20ミクロン程度の大きな
ケイ素粒子を含んでいても、軸を平滑面化し、却ってこ
の作用が際立っていることは、粗大なケイ素粒子が適切
であることを示している。
素粒子が3.56 X 10−2−当り1個もない場合
は軸が摺動軸受によシ粗面化される。−刃軸の平滑面化
社最大ケイ素粒子個数が多くまた粒子寸法が大な#1ど
促進される。このことは粗大ケイ素粒子が軸表面の微細
凹凸を一様に平坦化する作用をもつことを裏付けている
。また、供試材Cの如く最大20ミクロン程度の大きな
ケイ素粒子を含んでいても、軸を平滑面化し、却ってこ
の作用が際立っていることは、粗大なケイ素粒子が適切
であることを示している。
実施例9
実施例6の第6表の供試材(本発明)36〜42の焼付
荷重を第12図に一〇−線にて示す。また、この図面に
−・−線で示した焼付荷重は、15%Sn、3%pb、
0.5%Cu、 0.4%Crを含有し、さらにケイ素
含有値を変化させたアルミニウム合金を圧接前のに35
0℃で焼鈍した他は本発明の供試材と同様の製法によυ
軸受を製造した。第12図よシ、本発明の高温熱処理よ
りケイ素粒子寸法を制御した供試材は高い耐焼付性を示
すことが理解される。
荷重を第12図に一〇−線にて示す。また、この図面に
−・−線で示した焼付荷重は、15%Sn、3%pb、
0.5%Cu、 0.4%Crを含有し、さらにケイ素
含有値を変化させたアルミニウム合金を圧接前のに35
0℃で焼鈍した他は本発明の供試材と同様の製法によυ
軸受を製造した。第12図よシ、本発明の高温熱処理よ
りケイ素粒子寸法を制御した供試材は高い耐焼付性を示
すことが理解される。
上記本発明及び比較材のM耗警を次の条件で□(11定
した。
した。
条件G
テスター;混合潤滑試験機
条件二相手材軸−F’CD 70
軸表【#J1粗さ−0,8〜0.9μtnRZ+112
1滑油柚−流動・ゼラフィン 軸回転数−10Orpm 軸径−40φ(gm) 軸硬度−Hv 200〜300 荷重 −25kIi テスト時間−5Hr@ 摩耗fi 6tlJ定結果を第12図に示す、この図面
より、本発明による高温熱処理を行ないケイ素粒子寸法
の制御を行うと(36−42)スズ含有アルミニウム合
金の耐摩耗性が着しく向上することが分かる。
1滑油柚−流動・ゼラフィン 軸回転数−10Orpm 軸径−40φ(gm) 軸硬度−Hv 200〜300 荷重 −25kIi テスト時間−5Hr@ 摩耗fi 6tlJ定結果を第12図に示す、この図面
より、本発明による高温熱処理を行ないケイ素粒子寸法
の制御を行うと(36−42)スズ含有アルミニウム合
金の耐摩耗性が着しく向上することが分かる。
実施例10
318i、 15%Sti、 3%Pb、 0.5*C
us及び0、4 fb Crを含有するアルミニウム合
金の圧接前焼鈍温度を以下のように変化させた場合の水
平面顕微鏡写真をそれぞれの図面に示す 270℃(比較例低温熱処理) 第14図400℃
第15図 480℃(加熱後徐冷) 第16図530℃
第17図@14図は比較例の組織を示
しておシ、ケイ素粒子ははとんどが5ミクロン未満であ
る。また5ミクロン以上のケを素粒子も数個あるが、圧
延方向に伸びた針状又は扁平状を呈している。
us及び0、4 fb Crを含有するアルミニウム合
金の圧接前焼鈍温度を以下のように変化させた場合の水
平面顕微鏡写真をそれぞれの図面に示す 270℃(比較例低温熱処理) 第14図400℃
第15図 480℃(加熱後徐冷) 第16図530℃
第17図@14図は比較例の組織を示
しておシ、ケイ素粒子ははとんどが5ミクロン未満であ
る。また5ミクロン以上のケを素粒子も数個あるが、圧
延方向に伸びた針状又は扁平状を呈している。
第15図は5〜10ミクロンにケイ素粒子の大きさを制
御した例である。第14図と第15図を比較すると5ミ
クロン未満の微細ケイ素粒子が第15図では少なくなシ
、5ミクロン以上の粗大且つ塊状のケイ素粒子が認めら
れる。この事実から本発明の高温熱処理によると微細な
ケイ素粒子が合体し、粗大粒子に変化すると推測される
。第16図は10ミクロンを越え20ミクロン以下、第
17図は20ミクロンを越え30ミクロン以下の寸法に
ケイ素粒子の寸法を制御したものである。
御した例である。第14図と第15図を比較すると5ミ
クロン未満の微細ケイ素粒子が第15図では少なくなシ
、5ミクロン以上の粗大且つ塊状のケイ素粒子が認めら
れる。この事実から本発明の高温熱処理によると微細な
ケイ素粒子が合体し、粗大粒子に変化すると推測される
。第16図は10ミクロンを越え20ミクロン以下、第
17図は20ミクロンを越え30ミクロン以下の寸法に
ケイ素粒子の寸法を制御したものである。
塊状の析出物と比較すると細長い形状の析出物はSn+
Pbの合金粒子である。第15図と第16し1を比較す
るとSn+Pbの合金粒子はよシ高温の熱処理によシ粗
大化していることが分かる。しかしながらSn+Pb合
金粒子は不規則形状になりケイ素粒子は多角形などの規
則形状に変化しているから、前者の高温熱処理中の挙動
と後者の挙動とは明らかに相違している。ここで、sn
+pb合金粒子は低融点であるから溶融軟化によシ形状
変化が起こることは、スズ(鉛)含有金属材料の一般的
知識からある程度予測される。しかしながらケイ素粒子
の合体とそれに伴なう塊状化については、理論的に妥当
な説明は困難である。何れにせよ、塊状粗大ケイ素粒子
を含むアルミニウム合金組織が軸受性能を向上させるこ
とは本発明者の発見であシ、これによって軸受性能を格
段と向上きせる本発明の工業的意mF′i大きい。
Pbの合金粒子である。第15図と第16し1を比較す
るとSn+Pbの合金粒子はよシ高温の熱処理によシ粗
大化していることが分かる。しかしながらSn+Pb合
金粒子は不規則形状になりケイ素粒子は多角形などの規
則形状に変化しているから、前者の高温熱処理中の挙動
と後者の挙動とは明らかに相違している。ここで、sn
+pb合金粒子は低融点であるから溶融軟化によシ形状
変化が起こることは、スズ(鉛)含有金属材料の一般的
知識からある程度予測される。しかしながらケイ素粒子
の合体とそれに伴なう塊状化については、理論的に妥当
な説明は困難である。何れにせよ、塊状粗大ケイ素粒子
を含むアルミニウム合金組織が軸受性能を向上させるこ
とは本発明者の発見であシ、これによって軸受性能を格
段と向上きせる本発明の工業的意mF′i大きい。
第1図は焼付荷重と最大寸法り・イ素粒子の個数の関係
を示すグラフ、 第2図は焼付荷重と軸の表面粗さの関係を示すグーラフ
、 第3図は焼付荷重とケイ素含有量の関係を示すグラフ、 第4図は疲労強度とケイ素含有量の関係を示すグラフ、 第5図はスラスト焼付荷重と最大ケイ素粒子個数の関係
を示すグラフ、 第6図は焼付荷重と潤滑油温の関係を示すグラ ゛フ
、 第7図は相手材軸の種類による焼付荷重変化を示す図、 第8図は軟質金属含有量による焼付荷重の変化を示すグ
ラフ、 第9図は疲労強匿と最大寸法ケイ素粒子の関係を示すグ
ラフ、 第10図は摩耗量の時間変化を示すグラフ、第11図は
軸の粗さ変化と最大寸法ケイ素粒子個数の関係を示すグ
ラフ、 第12図は焼付荷重とケイ素含有量の関係を示すグラフ
、 M2S図は摩耗量とケイ素含有の関係を示すグラフ、 第14図ないし第17図は供試材アルミニウム合金の顕
微鏡写真である。 図面中COM′pは比較材、その他の数字及び符号は供
試材の番号を指す。 第1図 第2図 第3図 ケイ素含有量(重!: ’/、) 第4図 ケイ素含有量(重量01・) 第5図 端尺寸法ケイ素粒子個数 第6図 80 140油温(0C
) 第7図 第9図 最大寸法ケイ素粒子個数 第10図 時間(HrJ 第11図 ― リー 最大手法′ケイ素粒子個数 第12国 ケイ素含・有量憧?、)→ 第13 [;/] りf素含有畦(重″【10)→ 第14図 =’、’、 15 i’り
を示すグラフ、 第2図は焼付荷重と軸の表面粗さの関係を示すグーラフ
、 第3図は焼付荷重とケイ素含有量の関係を示すグラフ、 第4図は疲労強度とケイ素含有量の関係を示すグラフ、 第5図はスラスト焼付荷重と最大ケイ素粒子個数の関係
を示すグラフ、 第6図は焼付荷重と潤滑油温の関係を示すグラ ゛フ
、 第7図は相手材軸の種類による焼付荷重変化を示す図、 第8図は軟質金属含有量による焼付荷重の変化を示すグ
ラフ、 第9図は疲労強匿と最大寸法ケイ素粒子の関係を示すグ
ラフ、 第10図は摩耗量の時間変化を示すグラフ、第11図は
軸の粗さ変化と最大寸法ケイ素粒子個数の関係を示すグ
ラフ、 第12図は焼付荷重とケイ素含有量の関係を示すグラフ
、 M2S図は摩耗量とケイ素含有の関係を示すグラフ、 第14図ないし第17図は供試材アルミニウム合金の顕
微鏡写真である。 図面中COM′pは比較材、その他の数字及び符号は供
試材の番号を指す。 第1図 第2図 第3図 ケイ素含有量(重!: ’/、) 第4図 ケイ素含有量(重量01・) 第5図 端尺寸法ケイ素粒子個数 第6図 80 140油温(0C
) 第7図 第9図 最大寸法ケイ素粒子個数 第10図 時間(HrJ 第11図 ― リー 最大手法′ケイ素粒子個数 第12国 ケイ素含・有量憧?、)→ 第13 [;/] りf素含有畦(重″【10)→ 第14図 =’、’、 15 i’り
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、重量百分率で1ないし35%のスズ及び0.5ない
し5%未満のケイ素を含有し、残部が実質的にアルミニ
ウムからなる合金が裏金に接着されておシ、該アルミニ
ウム合金中のケイ素粒子の長径で測定した寸法が5ミク
ロン以上且つ40ミクロン以下の該ケイ素粒子が該合金
の任意の部分で3.56 X 10−2−当り5個以上
存在しておυ、且つオーツ4レイなしで使用可能なアル
ミニウム系合金軸受。 2、寸法が10ミクロン以上且つ40ミクロン以下のケ
イ素粒子が該合金の任意の部分で3.56X10−2−
当シ5個以上存在している特許請求の範囲第1項記載の
アルミニウム系軸受合金。 3、スズの含有量が5ないし25チ、ケイ素の含有量が
2ないし5チ未満である特許請求の範囲第1項又は第2
項記載のアルミニウム系合金軸受。 4、軸受相手材の軸が球状黒鉛鋳鉄又は片状黒鉛鋳鉄で
ある特許請求の範囲第1項ないし第3項の1項に記載の
アルミニウム系合金軸受。 5、5iクロンないし40ミクロンの粒子寸法をもつ前
記ケイ素粒子が、水平面、す表わち相手材軸受と接する
面と平行面で見て、好ましくは水平面及びこの面で垂直
な面で見て、塊状である特許請求の範囲第4項記載のア
ルミニウム系合金軸受。 6、重量百分率で1ないし35%のスズ、0.1ないし
10チの鉛、カドミウム、インジウム、タリウム及びビ
スマスからなる群より選択された少なくと41種、及び
0.5ないし59!1未満のケイ素を含有し、残部が実
質的にアル1=クムからなる合金が裏金に接着されてお
シ、該アル<=ラム合金中のケイ素の長径で測定した寸
法が5ミクロン以上且つ40ミクpン以下の該ケイ素粒
子が該合金の任意の部分で3.56 X 10−’−当
クシ5個以上存在ておシ、且つオーバレイなしで使用可
能なアルミニウム系合金軸受。 7、重量百分率で1ないし35チのスズ、01ないし2
%の銅及びマグネシウムからなる群より迅択された少な
くとも1種、及び0.5人いし5チ未満のケイ素を含有
し、残部が実質的にアルミニウムからなる合金が裏金に
接着されておシ、該アルミニウム合金中のケイ素粒子の
長径で測定した寸法が5ミクロン以上且つ40ミクロン
以下の該ケイ素粒子が該合金の任意の部分で3.5ax
1o−%a当り5個以上存在しておシ、且つオーバレイ
ナシで使用可能なアルミニウム系合金軸受。 8、重量百分率で1ないし35%のスズ、0.1ないし
10チの鉛、カドオウム、インジウム、タリウム及びビ
スマスからなる群よシ選択された少なくとも1@、0.
1ないし2チの銅及びマグネシウムからなる群よυ選択
された少なくとも1種、及び0.5ないし5チ未滴のケ
イ素を含有し、残部が実質的にアルミニウムからなる合
金が憂金に接着されておシ、該アルミニウム合金中のケ
イ素粒子の長径で測定した寸法が5ミクロン以上且つ4
0ミクロン以下の咳ケイ素粒子が該合金の任意おシ、且
つオーバレイなしで使用可能なアルミニウム系合金軸受
。 ケイ素を含有し、残部が実質的にアルミニウムからなる
合金が裏金に接着されておシ、該アルミニウム合金中の
ケイ素粒子の長径で測定した寸法が5ミクロン以上且つ
40ミクロン以下の該ケイ素粒子が該合金の任意の部分
で3.56 X 10−2−当如5個以上存在しており
、且つオーバレイなしで使用可能なアル<=ラム系合金
軸受。 ドオウム、インジウム、タリウム及びビスマスからなる
群よシ選択された少なくとも1種、及び0.5ないし5
%未満のケイ素を含有し、残部が実質的にアルミニウム
からなる合金が裏金に接着されておシ、該アルミニウム
系合金のケイ素粒子の長径で測定した寸法が5ミクロン
以上且つ40ミクロン以下の該ケイ素粒子が該合金の任
意の部分て3.56 X lo−2−2クシ5個以上存
在してお)、且つオーバレイなしで使用可能なアルミニ
ウム系合金軸受。 グネシウムからなる群よシ選択された少なくとも1種、
及び0.5ないし51未満のケイ素を含有し、残部が実
質的にアルミニウムからなる合金が裏金に接着されてお
シ、該アルミニウム合金中のケイ素粒子の長径で測定し
た寸法が5ミクロン以上且つ40ミクロン以下の核ケイ
素粒子が該合金の任意の部′分で3.56X10 箇
1当シ5個以上存在しておシ、且つオーバレイなしで使
用可能なアルミニウム系合金軸受。 ドミクム、インジウム、タリウム及びビスマスからなる
群よシ選択された少なくとも1種、0.lないし2%の
銅及びマグネシウムからなる群よシ選択された少なくと
も1種、及び0.5ないし5チ未満のケイ素を含有し、
残部が実質的にアルミニウムからなる合金が裏金に接着
されておシ、該アルミニウム合金中のケイ素粒子の長径
で測定した寸法が5iクロン以上且つ40ンクpン以下
の該ケイ素粒子が該合金の任意の部分で3.56X10
−2m”当如5個以上存在しておシ、且つオーバレイな
しで使用可能なアル4 ニウム系合金軸受。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16338481A JPS5864333A (ja) | 1981-10-15 | 1981-10-15 | アルミニウム系合金軸受 |
| PCT/JP1982/000411 WO1983001463A1 (fr) | 1981-10-15 | 1982-10-15 | Palier en alliage d'aluminium |
| DE3249133T DE3249133C2 (de) | 1981-10-15 | 1982-10-15 | Verfahren zum Herstellen einer Legierung auf Aluminium-Basis für Lager sowie Verwendung der Legierung |
| AU89952/82A AU8995282A (en) | 1981-10-15 | 1982-10-15 | Aluminum alloy bearing |
| GB08316181A GB2121435B (en) | 1981-10-15 | 1982-10-15 | Aluminium alloy bearing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16338481A JPS5864333A (ja) | 1981-10-15 | 1981-10-15 | アルミニウム系合金軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5864333A true JPS5864333A (ja) | 1983-04-16 |
| JPS6144140B2 JPS6144140B2 (ja) | 1986-10-01 |
Family
ID=15772858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16338481A Granted JPS5864333A (ja) | 1981-10-15 | 1981-10-15 | アルミニウム系合金軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5864333A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6036641A (ja) * | 1983-07-05 | 1985-02-25 | エイイーピーエルシー | 平軸受用複合ストリップ及びその製造方法 |
| JPS6263637A (ja) * | 1985-09-17 | 1987-03-20 | Taiho Kogyo Co Ltd | アルミニウム軸受合金 |
| EP0190691B1 (en) | 1985-02-01 | 1990-03-28 | JPI Transportation Products, Inc. | Bearing material |
| JP2000290742A (ja) * | 1999-04-08 | 2000-10-17 | Taiho Kogyo Co Ltd | 鋳鉄軸とアルミニウム軸受よりなる軸受装置 |
| WO2011111603A1 (ja) * | 2010-03-10 | 2011-09-15 | 大同メタル工業株式会社 | Al基軸受合金 |
| WO2011118358A1 (ja) * | 2010-03-26 | 2011-09-29 | 大同メタル工業株式会社 | アルミニウム合金軸受 |
| WO2014157650A1 (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-02 | 大豊工業株式会社 | アルミニウム合金、すべり軸受、およびすべり軸受の製造方法 |
-
1981
- 1981-10-15 JP JP16338481A patent/JPS5864333A/ja active Granted
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6036641A (ja) * | 1983-07-05 | 1985-02-25 | エイイーピーエルシー | 平軸受用複合ストリップ及びその製造方法 |
| EP0190691B1 (en) | 1985-02-01 | 1990-03-28 | JPI Transportation Products, Inc. | Bearing material |
| JPS6263637A (ja) * | 1985-09-17 | 1987-03-20 | Taiho Kogyo Co Ltd | アルミニウム軸受合金 |
| JP2000290742A (ja) * | 1999-04-08 | 2000-10-17 | Taiho Kogyo Co Ltd | 鋳鉄軸とアルミニウム軸受よりなる軸受装置 |
| WO2011111603A1 (ja) * | 2010-03-10 | 2011-09-15 | 大同メタル工業株式会社 | Al基軸受合金 |
| GB2491540A (en) * | 2010-03-10 | 2012-12-05 | Daido Metal Co | Al-based bearing alloy |
| JPWO2011111603A1 (ja) * | 2010-03-10 | 2013-06-27 | 大同メタル工業株式会社 | Al基軸受合金 |
| WO2011118358A1 (ja) * | 2010-03-26 | 2011-09-29 | 大同メタル工業株式会社 | アルミニウム合金軸受 |
| GB2491798A (en) * | 2010-03-26 | 2012-12-12 | Daido Metal Co | Aluminum alloy bearing |
| JPWO2011118358A1 (ja) * | 2010-03-26 | 2013-07-04 | 大同メタル工業株式会社 | アルミニウム合金軸受 |
| WO2014157650A1 (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-02 | 大豊工業株式会社 | アルミニウム合金、すべり軸受、およびすべり軸受の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6144140B2 (ja) | 1986-10-01 |
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