JPS591647A - 軸受用亜鉛合金の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、軸受用亜鉛合金の製造方法に関するものであ
る。

軸受用亜鉛合金としては、亜鉛−アルミニウム（Ｚｎ−
ＡＩ）を母体とし、これに銅（Ｃｕ）およびまたはマグ
ネシウム（Ｍｇ）を添加したもの、あるいはチタン（Ｔ
ｉ）、べ１１リウム（Ｂｅ）を添加したものなどが古く
から知られている。

またとくに、耐摩耗性、耐凝着性を改善したものとして
、々−ＡＩ合金にけい素（Ｓｉ）２〜４ＸとＴｉ　Ｑ、
１〜０．５Ｘとを添加した軸受合金（特公昭５１−１１
０１７号）、あるいはＺｎ−Ａｌ合金にジルコニウム（
ｚｒ）０５〜１Ｘまたはｚｒ０５〜１ＸとＳｉ２〜４Ｘ
とを添加した軸受合金（特公昭５１−４７４１２号）な
どがある。

Ｚｎ−Ａｌ系合金に対しては、とくにＳｉの添加が耐摩
耗性や耐凝着性を改善するものとして有効であるが、Ｓ
ｉは鋳造時に比重差が大きいことから重力偏析を生じ易
く、またその結晶が粗大化し易いという問題がある。

このような問題を避けるため、特公昭５１−１１０１７
号および特公昭５１−４７４１２号においては、金型鋳
造によって冷却速度を速くし、Ｓｉの偏析を防ぐととも
に結晶の粗大化を防止する手段を講じている。

しかしながら、金型鋳造は大形の鋳物を得るには不向き
であること、多種少量生産には適さ外いこと、そして上
述した結晶の粗大化防止が必ずし本十分でないことなど
、技術的、経済的問題もあって、さらに有効な解決手段
が求められている。

Ｓｉは、一般に、かかる合金系においては大きく板状に
晶出し、また偏析もちって組織を不均一にし、機械的強
度を損なうばかりでなく、軸受用途として反って耐摩耗
性や耐凝着性にもよい影響を与えないことになるから、
可及的に微細にしかも均一に晶出させることが必要であ
る。

Ｚｎ−Ａｌ合金中のＳｉの微細晶出については、本発明
者はすでに有機リン化合物が有効であることを見出して
いる（特願昭５７−８８０５５号）が、このものは易燃
性であるので取扱いが難かしい面があつそこで、リン化
合物について種々実険を繰返した結果、リン銅（Ｐ　−
Ｃｕ　）をはじめとする金属リン化物、そしてリン酸カ
リウムをはじめとするリン酸塩が取扱い易く、シかも有
効に使用し得ることを見出した。

すなわち、ＡＩ　、ＳｉそしてＺｎからなる金属、゛ま
たはＡＩ％Ｓ’５Ｃ１１そしてＺｎからなる金属を溶解
する工程で、金属リン化物およびまたはリン酸塩を混じ
て溶解させ、これを鋳造して得られるＡＩ　４〜５０％
、ＳｉＯ，５〜５％、Ｃｕ１０％以下、そして残部がＺ
ｎからなる軸受用亜鉛合金を提供するものである。

本発明に使用される金属リン化物は、リン化銀（Ｓｎ−
Ｐ）そしてリン化鋼（リン鋼、Ｃｕ−Ｐ）から選ばれた
いずれか一梱または二種の混合物が用いられる。

リン酸塩は、リン酸亜鉛（Ｚｎ−（Ｐα）、）、ＩＪン
酸アルミニウム（ＡＩＰＯ，）、リン酸カリウム（Ｋ、
　ＰＯ４）、リン酸ナトリウム（Ｎａ、　ＰＯ，）そし
てリン酸リチウム（Ｌｉ＝　ＰＯ４）から選ばれたいず
れか一棟または二種以上の混合物が用いられる。

外観、組成ともに金属間化合物に類似する金属リン化物
についてはとくに問題ないが、リン酸塩を使用する場合
は結晶水を含まｋいことが重要である。

ｚｎ＝　（ｐｏ−）−１Ｎａｓ　ＰＯ，け通常結晶水ヲ
含ンタ形テ入手されるから、価ｘ前に暁成脱水を行なう
。このような工程を級友ものは、溶湯中に直ちに接種を
行なうこともできる。

上述したリン”化物とリン酸塩は、必要に応じて混用す
ることができる。

単独使用の場合、あるいは混用する場合のいずれにして
も、その添加量はリン分としてα０５Ｘ〜１Ｘとする。

０．０５％以下では効果が明らかでなく、また１Ｓを超
えて多量に添加しても効果は飽和領域に達しているので
意味がない。

溶解に用いる金属は、所定の組成からなるＡＩ　−８ｉ
−加合金またはＡＩ　−８ｉ　−Ｃｕ−Ｚｎ合金を用い
てもよく、あるいはまたＡＩ、Ｚｎは単体金属の形で用
い、Ｓｉ、Ｃｕ成分をそれぞれＡＩまたはかの合金の形
で用いてもよい。

とれら金属を黒鉛ルツボに投入し、所定１の金属リン化
物およびまたはリン酸塩を混じ、８００〜８５０℃の温
度で溶解させ、２０〜３０分保持したのち溶湯温度７５
０土５０℃で砂型または金型に鋳込むことによって１本
発明の軸受用亜鉛合金が得られる。

上述した金属リン化物、脱水処理したリン酸塩そして結
晶水を持たないリン酸塩は、溶湯中に投入してもよい。

軸受亜鉛合金中のＡＩ酸成分、合金の強度向上に寄与す
るが、４Ｘ以下では効果があられれず、３０％を超えて
添加しても強度向上の効果は飽和するから、４〜・３０
Ｘを適当とする。

Ｓｉは、合金の耐摩耗性、耐荷重性そして耐凝着性の向
上に寄与する。Ｓｉはとくに組織中に均一にしかも微細
に晶出しているととが重要であシ、さもないとすでに述
べたように合金の機械的強度を損なうばかシでなく、軸
受性能の向上にもよい結果をもたらさない。

Ｓｉは、（１５Ｘ以下では効果があられれず、５Ｘを超
えて添加すると鋳造性を害するほか、拳擦係数の増大を
招くから０５〜５Ｘを適当とする。

Ｃｕは、合金の硬さの向上その一他°機械的強度を向上
させ、耐阜耗性の向上に寄与するが、合金組織を不均一
にする傾向があること、そして鋳造性を損かう傾向があ
るから、上述した目的で添加する場合でもＩＯＸを限度
とする。

第１表は、ＡＩ　１０Ｘ　、　Ｓｉ　２　Ｎそして残部
Ｚｎからなる合金破片にＰ−Ｃｕを１．８Ｎ（リン分と
して（Ｌ１５Ｎ）を加えたもの、同上組成のＡＩ　−Ｓ
ｆ　−Ｚｎ合金切削屑にに＝ＰＣｈｒ、０２％　（リン
分としテ０．１５Ｘ）を混合したもの、それぞれについ
て以下の条件で溶解、鋳造を行なって得た合金について
、組織中のＳｉの状態を顕微鏡によって観察した結果に
ついて示したものである。

（１）溶　　解 Ｏ黒鉛ルツボ使用 Ｏ溶解温度　８５０℃ Ｏ保持時間　２０分 ０棒状の金型（金型温度１０ｏ℃）および砂金（生型）
を使用 Ｏ鋳湯温度　７５０℃ 表中、比較品はリンを加えることなく溶解、鋳造して得
た同一成分の合金についての結果である第１図、第２図
は、それぞれ本発明品における砂型鋳造、金型鋳造（い
ずれもＫｓ　ＰＯ４使用）の顕微鏡組織を示す写真（倍
率２００倍）、第５図は比較品における金型鋳造による
合金の顕微鏡組織を示す写真（倍率２００倍）で、黒く
点在する部分がＳＬである。

第２表は、上述した供試体について以下の条件で試験し
た時の限界荷重について示したものである。

試験条件 ＋１１試験庁寸法　　内径１０ｒｒｒｎ、外径１−１長
さ１０ｔｒｍ（２）負荷方式　　　１時間ごとに１０ｋ
ｇ／ｃｍ”累積負荷（３）すべ′り速度　　３即惰ｎ （４）相　手　材　　機械構造用炭素鋼８４５ｃｃ５）
潤　滑　法　　試験ＨＫｓｈＥｓｏ−ｔ＝−ｐ　−油０
．５ｃｃ塗布 本発明者の実験によれば、合金組織中におけるＳｉの大
きさが、軸受部材としての限界荷重に及はす影響につい
ては、必ずしも相関関係があると判断し得る結論を得て
いないが、Ｓｉの結晶が大きくなればなるほど鋳造品の
金型底部から同一高さにおける平面内のＳｉの分布も一
様でなくなる傾向があり、このような点が実際には微妙
に影響して第２表における限界荷重の差となって表われ
たものと考えられる。

なお、０成分を含むＡｌ−８ｉ−々合金については、詳
細な説明を省略したが、上述したリン化合物によるＳｉ
の微細化効果、偏析防止効果は同様であることを実験に
よって確認している。

以上説明したように、本発明は僅かな量の金属リン化物
、リン酸塩を加えて溶解することによって、得られたＡ
Ｉ　−Ｓｉ　−Ｚｒｓ合金、Ａｌ−８ｉ　−Ｃｕ　−Ｚ
ｎ合金中のＳｉの微細化がなされ、偏析も防止されると
いう効果があり、その結果すぐれた軸受用亜鉛合金を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ砂型鋳造、金型鋳造による本
発明の亜鉛合金の顕微鏡組織を示す写真（倍率２００倍
）、第３図は金型鋳造による比較品の顕微鏡組織を示す
写真（倍率２００倍）である。 特許出願人 オイレス工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１１アルミニウム、けい素でして亜鉛からなる金属、
   またはアルミニウム、けい素、銅そして亜鉛からなる金
   属を溶解する工程で、該金属に金属リン化物およびまた
   はリン酸塩を混じて溶解させ、とれを１造して得られる
   アルミニウム４〜６０％、けい素０．５〜５Ｘ、銅１０
   ％以下そして残部が亜鉛（いずれも重量Ｘ）からなる軸
   受用亜鉛合金の製造方法。 （２）金％　１１ン化物が、錫そして銅を金属成分とす
   るリン化物であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の軸受用亜鉛合金の製造方法。 （３）リン酸塩が、亜鉛、アルミニウム、カリウム、カ
   ルシウム、ナトリウムそしてリチウムを金属成分とする
   正すン酪゛塩であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の軸受用亜鉛合金の製造方法。