JPS59193254A - アルミニウム系合金軸受の製造方法 - 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】 （１）技術分野 本発明はアルミニウム系合金軸受の製造方法に関するも
のであｐｌさらに詳しく述べるならは内燃機関の軸受と
して用いられるスズ含有アルミニウム系合金軸受の性能
を改良しうる製法に関するものである。

（２）背景技術の説明 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。なお
、鉛はスズと同様に軟質の元素であり、スズと同様にア
ルミニウム合金に軸受性能を付与するが、合金中に均一
に分散させることが困難であるので、スズはど合金元素
として多用されていない。しかしながらスズ及び鉛は物
性的には共通の性質を有しているので、スズに加えて鉛
を含有させて、なじみ性を向上させたアルミニウム系合
金軸受も使用されている。ここでなじみ性とは、軸受の
相手材である軸の加工精度に対して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、軸受の入面か軸受便用の初期に軸によって部分的に
削りとられ又は摩耗される軸受の性質を、ルアものでら
る。

（３−１）従来技術の説明（その１−４３金材料の説明
）従来の慣用的方法はスズ又は鉛はアルミニウム中に含
イ１させ、これによってなじみ性を発現しようとするも
のであった。ここで軸受の製法について若干述べると、
鋳造・圧延によって成形された軸受台金と裏金鋼板の接
着強度全部くブるために圧嵌後にこれ全焼鈍する工程が
不可欠であり、一般的にはこの焼鈍はＡｔ−Ｆｅ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。ところがスズ及び／又は鉛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、合金組織中
でアルミニウム結晶粒及びスズ又は鉛の晶出物が粗大化
し、スズ及び／又は鉛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。

よって、最近の技術によるとスズ又は鉛よりは硬質の金
属をアルミニウム合金ＶＣ添加することにより、アルミ
ニウムマトリックスを強化させ軸受性能を高める提案が
されるに至った。

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％のスス、０．５ナイＬ８チの亜鉛及
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ないし２５％のス
ズ、０．５ないし８％の亜鉛及び１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、コノ々ルト
、タングステン、チタン、アンチモン、ニオブ、バナジ
ウム、セリウム、ノぐ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１種の元素を含有し、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クロム等は極
めて微細な硬質のＡｔ−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
び高温硬さか向上する。これらのアルミニウム系合金の
軸受性能はマトリックスの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りも向上
される。

上記特願昭５５−８５１号及び特願昭５５−８５２号で
は、軟質なスズ粒子が優れたなじみ性を笑現するものと
把握されている。上述のようななじみ性のとらえ方は尚
業界において確立された考え方であり、軟質なスズ及び
／又は鉛粒子により軸受になじみ性を付与しようとする
思想自体は、従来の当業界の考え方に沿うものであり、
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、これらの微細分散微粒子
がスズ及び／又は鉛粒子の粗大化を妨げるという面から
とらえられており、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
なスズ及び／又は鉛粒子の形態制御により間接的にスズ
及び／又は鉛含弔アルミニウム系合金のなし、み性ｆｔ
改良するという技術思想にて上記特許出願の記載は首尾
一貫しているといえる。

（３−２）従来技術の説明（その２−軸受製法の説明）
特開昭５５−８２７５６号によると、軸受用合金の製造
において、５〜１５％のケイ素、銅５チ以Ｔ１　ビスマ
ス１０％以下、及び鉛１％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９０％の断面減少率を得、それによ
って合金中のグイ素粒子か連続したスクルトン様網目構
造とな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。

この発明の要点は鋳造状態の比較的粗いグイ素粒子を圧
延等により微細分散させ、圧延加工後に必をに応じて行
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１０％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ｐ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。

３１０４１３５　．３１６７４０４　．３３００８３６
　　。

３３００８３８及び３３８４９５０　　ＶＣおいて知ら
れているアルミニウム系軸受合金の製法はガス炉におい
てアルミニウムを溶解しそしてフッ１望ｉ；のＳｌを添
加しそして合金の所望の性質によって通常の方法によっ
て溶融アルミニウムにＰｂ　、　Ｓｎ　、　Ｃ１ｌ　、
Ｍｇ＋Ｍｎ及び／又はＣｒを所望量添加して調製される
。

溶融合金を鋳造しそして鋳造合金を皮削、必要ならは繰
返し圧延及び焼鈍の処理を行って所望の厚さの軸受合金
片を得るにはスリ、ティング、焼鈍、サンドブラスト処
理、ブラッシング等を行う。これらの軸受合金片は次に
裏金鋼板に通常の圧接法によって張りつけバイメタル片
を得、これを次に焼鈍及び巻き取シする。焼鈍されたこ
れらのバイメタル片は次に軸受素材に加工される。

これらの公知の製造方法においては、圧延佐圧接前の焼
鈍温度は一般には２３０℃以下、稀には３５０℃以下で
あり、ケイ素粒子は製品中に微細に分散した状態で存在
していた。

（４）従来技術の問題点の説明 従来のアルミニウム系合金軸受においてはケイ素等の硬
質元素の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焼付荷
重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は満足すべき結果は得ら
れないことも分かった。

このような発見は、従来の軸受性能向上の考え方とは全
く相反していることの例としてＳＡＥ　Ｔｅｃｈｎｉｃ
ａｌ　Ｐａｐｅｒ　５ｅｒｉｅｓのＡｌｕｍｉｎｉｕｍ
　Ｂａ５ｅｄＣｒａｎｋｓｈａｆｔ　Ｂｅａｓｉｎｇｓ
　ｆｏｒ　ｔｈｅ　Ｈｉｇｈ　５ｐｅｅｄ　Ｄｉｅｓｅ
ｌＥｎｇｉｎｅと題する論文（１９８１年２月２３−２
７日、デトロイトで発表）を挙げる。その中では１１％
５ｉ−１％Ｃｕ　−Ａｔ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か１７ミクロ
ンを越えるものが、単位面＆（ｍ）Ｍυ８．７Ｘ１０’
個存在していると焼付荷重のほらつきが多く、一方１７
ミクロンを越えるものが０．６×１０６個存在している
と焼付荷重かより市くし力・もばらつきか少なくなると
いう説明がなされている。

さらに、従来のアルミニウム系合金軸受は、アルミニウ
ムマトリックス中の同浴元素量が多過ぎるため、耐焼付
性及び耐疲労性が十分でなく、４寺に回転荷重下での耐
疲労性か著しく低いことも分かった。

（５）発明の目的 本発明に、スズ及びケイ素を含有するアルミニウム合金
を用いたアルミニウム系合金軸受において、耐焼付性及
び耐疲労性にすぐれ、特に回転荷重下での耐疲労性が良
好な軸受を製造する方法を提供することを目的とする０ （６）発明の詳細な説明 本発明は、重量百分率で３〜１５％のスズ及び１〜９％
のケイ素を含有するアルミニウム合金相を板状又は帯状
に鋳造し、この合金材を少なくとも１回圧延し、圧延合
金帯を切断する工程を含んでなるアルミニウム系合金軸
受の製造方法において〜前記合金材を鋳造後食なくとも
１回４５０〜５５０℃の温度で熱処理することを特徴と
する。

さらに、本発明は、前記切断された圧延合金材を裏金に
圧接する工程を含む場合は、前記熱処理を圧接前に行う
ことを特徴とする。

本発明のアルミニウム合金は、２チ以下の銅及びマグネ
シウムの少なくとも１種、１％以下のクロム、マンガン
、アンチモン及びジルコニウムの少なくとも１種、及び
／又は５チ以下の鉛を含有してもよい。さらに、該アル
ミニウム合金は、鉄。

チタン等の不純物元素を微量に含有する。

圧延は、熱間あるいは温間圧延でもよいが、省エネルギ
の観点から冷間圧延が有利であシ、この場合は能率上許
容される加工度までの冷間圧延を行い、その後焼鈍を行
うのが一般的である。また、熱間圧延であると、低融点
金属を含むため、割れなどが発生しやすく、その制ｉ＋
ｌＩＩは難しいので、この観点からも冷間圧延の方が有
利である。

以下、本発明の構成を詳しく説明する。

まず、化学組成について述べると、スズハナルミニウム
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わる。ここでなじみ性と
は、前述したようＫＭ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１５％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３％未満では軸受台金としては一
般的概念のなじみ性が劣化する。スズの添加ヶを３ない
し１５％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ｔＬ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
えられる体発荷重が太きいときは、スズ含有量を低く、
例えは３〜８％、小さいときはスズ含有量を高くする一
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、スズの含有量を筒＜、例えは８〜１５チにすれ
は良い。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チを越える含有
量の場合起こり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
はさほ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３〜８％であ
る。

ケイ素は後述する特殊なじみ作用をもたらす元素であり
、その含有量が１％未満では該なじみ作用が不足し、一
方９％を越えると疲労強度、焼付荷重が低下する傾向が
あυ、又軸を摩耗させる好ましいケイ素含有量は２〜５
９６未満である。

後述の本発明の熱処理によると、ケイ素粒子が５ミクロ
ン以上に粗大化し、スズ含街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、この作用は該５ミクロ
ン以上のケイ素粒子か３．５６Ｘ１０−２−尚９５個以
上存在しているときに顕著に認められ、多けれは多いほ
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傾向が見
られる。本発明の軸受は相手材が鋼軸の場合も鋳鉄軸の
場合も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
は軸が球状黒鉛銑鉄である場合にラップ作用によシ表面
部から黒鉛が脱落して生じた凹部の周囲を、ケイ素粒子
が平坦化し、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
的であり、上記ＳＡＥ誌にも、その他発明者が知る限り
の論文発表においても、硬質粒子が相手軸の表面凹凸を
削りとυ、平坦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、
上記特殊なじみ作用は本発明の特色であり、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、例えは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
用による軟質金机の相手材表面への埋収は、特殊なじみ
作用により相手材の凹凸を平坦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υ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＠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表面から
削りとられ、脱落した球状黒鉛の粒子の跡は多くの凹部
又は窩は加工硬化した鋭いはシ又６エツジとなっ又いる
。

このはジ等が軸受表面の異常摩耗を起こすｌ？４ｊ題か
従来のスズ含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
クスかはυによジ削りとられ凹部中にとりこ１れ、また
このアルミニウムと軸受拐料のアルミニウム順応性不足
によシ非ｎに凝〃ｆし易いので、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廟ア
ルミニウム合金では粗大なケイ素粒子かはりを削りとシ
、四部の周ｆ）を滑かな状態とする。この結果、焼付か
尚荷重まで起こらないこととなり、耐焼付性が格段と向
上する。

さらに、後述の本発明による熱処理によると、アルミニ
ウムマトリックスの改質か図られる。アルミニウムマト
リックスは鋳造時にケイ素ケ過飽和に固溶している。こ
の過飽和ケイ素はマトリックスの強化乃至硬化をもたら
し、一般的な意味でのアルミニウム合金の強度向上に寄
与することにはなるが、軸受の性能向上の観点からは有
害であることを発見した。したがって、本発明者は裡々
の熱処理条件について検討した結果、４５０〜５５０℃
という従来アルミニウム系軸受合金で採用されていた焼
鈍温度よシはるかに高い熱処理温度を採用することによ
り軸受性能を飛躍的に改善した。ここで４５０℃よυ低
温ではケイ素粒子の粗粒化はわずかに起こるがアルミニ
ウムマトリックスから過飽和ケイ素を析出させ平衡状態
に近づけるには十分ではない。一方５５０℃より隅温で
は、部分溶融したり、スズの著しい粗大化を誘発したり
するので好ましくない。

なお、上述の熱処理温度は従来ＡＡ−３ｉ合金において
溶体化処理に採用されていた温度である。

例えは、特開昭５５−１２０９５号によると、針状のＳ
ｊ結晶を有するＡｔ−３ｔ合金を塑性加工して、初晶Ｓ
１を微細球状化し、矢にこれを５００℃にて溶体化処理
し、そしてＴ６処理を行い、Ｓｌ相が微細に分散したＡ
ｔ−８１合金が得られている。このような組織のＡｔ−
８ｔ合金は本発明のものとは全く異なるが、このような
異なる結果が得られている理由については、本発明合金
のスズ相か熱処理中にケイ素の粗粒化に関与しており、
また本発明では鋳造時に板又は帯材が得られ、一般の鋳
物、ダイカスト等よりは冷却速度が早いためにＦｉ鋳造
時に過飽和が起こり易いことが、おそらく原因であろう
。したがって、本発明の熱処理は、材料乃至プロセス上
の前提がＡｔ−８＋合金の一般的ものと異なっているた
め、溶体化処理ではない。

このような、熱処理によると、過飽和ケイ素が析出し、
またある程度の知の不純物かある場合は不純物も誘導的
に析出するために、アルミニウムマ）　ＩＪワックス非
常に純粋にな９、固浴体強化か極めて少ないマトリック
スとなる。このようなマトリックスは非常にしん性に富
むため回転荷重下での疲労に対して極めて強い。よって
、本発明によるアルミニウム系合金軸受は、ケイ素の粗
大粒子による耐焼付性と、純粋なアルミニウムマトリッ
クスによる回転荷重下での耐疲労性がバランスした理想
的軸受であるということができる・（７）実施態様の説
明 （７−１）化学組成 本発明のアルミニウム合金軸受は２％以下の銅及びマグ
ネシウムの１８以上を含有することかできる。これらの
銅等はほとんど全量が本発明の熱処理後にもマトリック
スに固溶しており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ｉが０．１％未
満では硬さ改善効果が少な（，２，０％を越えるとスズ
含南アルミニウム合金が硬くなり過ぎ圧延性が書される
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＠寺の硬さ改善効果はクロム又はマンガンと共
存すると一層顕著になり、２００℃強の温度でも硬さは
あまり低下しない。

不発明のアルミニウム合金軸受は、１％以下のクロム、
マンガン、アンチモン及ヒジルコニウムの１種以上を含
有することができる。これらのクロム等は本発明による
熱処理後にはほとんどが析出物としてアルミニウム合金
中に存在し、往復動荷重に対する耐疲労性を高める。し
たがって、クロム等を含有する本発明の軸受は、本米回
転荷息にすぐれているから、きわめて優秀な性能゛を弔
することとなる。さらに、鉛、ビスマス、インジウム、
タリウム及びカドミウムの少なくとも１裡を５％以下含
有することもできる。

（７−２）グイ素粒子の寸法及び個数制−刀法一般に、
Ａｔ−８ｔ合金では鋳造過程でケイ系の多くは針状の共
晶結晶として晶出し、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。このような鋳造−圧延法によシ得ら２ｔたＡｔ−８
ｔ合金薄板中のグイ素粒子はほとんどが５ミクロン以下
であり、１０ミクロン以下のものも稀にはあるがその羊
位面槓当りの個数は少なく、針状又は扁平形状である。

またＡｔ合金軸受の製造では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ｅまとんど粗大
化しない。これに対して、粗界ケイ素粒子を５ミクロン
以上４０ミクロン以下のものが３．５６Ｘ１０−２肪２
当り５個以上存在さゼるためには、上記圧接前に軸受合
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、例えは圧延
工程での加熱温度、圧下率等の制御、又は鋳造工程での
冷却速度制御ａｌあるいは中間焼鈍等によってはケイ素
粒子の寸法制御が至難であり、そうかといって圧接時又
圧接後の熱処理ではＡｔ−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、これらは軸受性能、特
に一般的概念のなじみ性上望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有量に
よυ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シ５ミクロン以上のケイ素粒
子として大半か粗大化される。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側（財）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 一般に圧延されたスズ含弔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か一致している
場合が多いが、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シ塊状とな
る。このケイ素粒子は軸受の水平面、すなわち相手材軸
と接する面で見たときにほぼ塊状を呈する。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は殆んどが塊状であジ、扁平形
状が少なく、針状Ｖ′ｉ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。

ケイ素粒子の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）が存在しているが、これらからグイ素粒子を識
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。

（７−３）アルミニウムマトリックスの固溶量側角上記
３５０〜５５０℃の温度範囲のうち４５０〜５５０℃の
熱処理により過飽和シリコン等の析出が起こる。好まし
い熱処理時間は各回毎に３〜６時間である。上記４５０
〜５５０℃への加熱後の冷却速度はゆるやかな方が望ま
しい。なお、一般の溶体化処理では急冷が通常乃至必須
であるが、未発１ル」では析出させたケイ素は冷ｇｒ−
ｐにほとんと変化しないから、冷却速成は任意であって
も所望の低固溶マトリ、クスが得られる。但し、回転荷
車下の耐疲労性の一層の同上を図るためにＣＪ全空冷は
保冷か好ましい。特に５０℃／時間以下例えは２５’Ｃ
／時間が好壕しく、３００℃／時間以下が望ましい冷却
速度でおる。

例えは動的荷重が比較的少ないＩＩＩＩ受便用受性用条
件徐冷の程度を太きくシ、寸た筒い疲労５虫度が要求さ
れる苛酷な軸受便用条件では急冷により近い冷却を行う
など使用条件によって徐冷の程（６）を変えてもよい。

なお、本発明の熱処理の他に通電の焼鈍を有ってもよい
。

（７−４）軸受構造 上述の軸受合金の浮袋は０１〜１陣、特に０２〜０．５
胴が好ましい。必要に応じ軸受台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ょシ耐焼伺性に優れ
ているためにオーバレイを施こす必要がない構造である
。また、軸受合金は下地性の又は下地なしの裏金に圧接
等の方法により接着される。

但し、必要ならは、オーバレイを設は且っ／又ｔ、ｉソ
リッド軸受の構造であってもよい。

（７−５）製造工程条件 本発明による製造工程条件の詳しい例を第２表にボす。

これらは本発明の熱処理を除いては本発明を限定するも
のではない。

以下余白 ｌ−ＩへｅＱ４　＋４’）　　　’ｂ　ｔ’−ＣＯ百ｇ
暮百ＨＸ　ｇ　Ｓ　Ｋ　　　！’　　　極間 （８）実施例 以下、本発明を実施例によシ説明する。これらの実施例
においては特に断わらない限シ、軸受又は軸受合金の製
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連続鋳造によシ厚さ１５
■の板とし、鋳造板をビーリングした後連続的に６閣の
板厚に冷間圧延した。次に中間焼鈍（３５０℃）を行な
い、続く冷間圧延によシ約１腸のアルミニウム合金薄板
を得た。続いて４５０〜５５０℃の範囲で所°望の大き
さのケイ素粒子を得るように３時間熱処理し、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
行ない軸受とした。

実施例１ 次の表に組成を示すアルミニウム合金を用い軸受を製造
した。

、ｌＳｌ下余白 第　　　２　　　表 第２表中試料Ａ２及び煮３は、上記４５〇−５５０℃の
高温熱処理の代シに２００〜３００℃の低温熱処理を行
ったものでアシ、熱処理条件の比較例である。Ａ４はこ
の熱処理条件の他に、Ｓｌを含有しない組成の点で比較
例である。なおＳｔ粒径は４００倍の視野中、最も太き
いものから５個選び、その平均を求めたものである。

下記： 回転数：１１０００ｒｐ 潤滑油：　ｌ０Ｗ−３０ 油　　温　：　１４０℃ 軸粗さ：　０．４〜０．６８ｍＲ３ 軸　　径　：　　５２＋ｍｎ の条件にて、なじみ運転後、さらに同条件下で荷重を暫
増して焼付に至った時に試験を中止し、焼付面圧を求め
た。この結果を第」図に示す。図中・はＤＣＩ軸、Ｏは
焼入鋼軸が相手材であることを示す。

次に、試料１〜４について下記条件で着出式動荷重試験
機標準試験法によシ、往復動荷重下で軸受にクラ、りが
発生した荷重繰返数を求めた。

面　　圧　：　０±１．０００　ｋｇ７ｃｍ２回転数：
２，１００〜２．４０　Ｏｒｐｍ潤滑油：　ｌ０Ｗ−３
０ 油　　温　：　１４０±５℃ 軸　種：　　８５５Ｃ焼入 軸粗さ：　０．８〜１．０　μｍＲｚ 軸　　径：４０ｍ 結果を第２図に示す。図中・はクラック発生、０はクラ
ック未発生を示す。

続いて、試料１，２及び４について下記条件で三軸式回
転荷重試験機標準試験法によシ回転荷重下で軸受にクラ
、りが発生した荷重繰返数を求めた。

面　　圧　：　２０８０８ｃｍ” 回転数：　８．００Ｏｒｐｍ 潤滑油：　ｌ０Ｗ−３０ 油　　温　：　１６０±５℃ 軸　　種：　　８４５Ｃ焼入 軸粗さ：　０．４〜０．６　μｍＲｚ 軸　　径　：４８ この結果を第３図に示す。

実施例２ 第２表に示す組成のアルミニウム合金を用いた軸受を製
造した。この軸受を以下の条件による焼付荷重測定に付
した。

条件Ａ テスター：ジャーナル型焼付試験機 条　　件：相手材軸−ＦＣＤ７０又は５５０Ｃ潤滑油種
−８ＡＥＩ　ＯＷ−３０ 軸表面粗さ−０，４〜０．６　μｍＲｚ潤滑油温−１４
０±２５℃ 軸回転数−１，０００ｒｐｍ 軸　　径−５２ｒｃｎ 軸硬度−Ｈｖ２００−３００（ＦＣＤ７０）（Ｈｖ５０
０−６００） （Ｓ５０Ｃの焼入材） 荷　　重−５０に９７ｃｍ　／３０　ｍｉｎ間隔で同量
増加 軸受粗さ−１〜１．８　μｍＲｚ 軸受径−５２咽 以下余白 第２表において、１１ａ及びＩｌｂは高温熱処理をそれ
ぞれ４θＯ℃×６時間及び５４０℃×３時間にて行った
ものである。またｌｌｃは６閣の冷間圧延板にて高温熱
処理を行ったものである。

なお、上記本発明の試料はケイ紫粒径が最大のものから
１０個の平均が６〜１０μｍ　（但し扁９は６〜１５＃
＋）であった。

いくつかの試料につめて、実施例１と同様に鴨田式動荷
重試験機標準試験法及び三軸式回転荷重試験機標準試験
法による試験を行った。但し、前者では繰返し数を１０
７回とし、クラックが発生した時の荷重面圧（往復動荷
重疲労面圧）を求めた。

結果を第４図に示す。

（９）効果 （イ）回転荷重下の耐疲労性と往復動荷重下の耐疲労性
がバランスしておシ、何れも良好である。

（ロ）耐焼付性がすぐれている。特に相手材がＤＣＩ軸
の場合の耐焼付性がすぐれている。

（ハ）耐焼付性のばらつきが少なく、良好した軸受性能
が得られるので信頼性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は焼付面圧を示すプロット図、 第２図及び第３図はそれぞれ往復動及び回転荷重下の繰
返数を示すプロット図、 第４図は往復動荷重疲労■１圧及び回転荷重繰返数を示
すグラフである。 植許出願人 大豊工業株式会社 特許出願代理人 弁理士　青　木　　　朗 弁理士西舘和之 弁理士　村　井　卓　雄 弁理士　山　口　昭　之

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、重量召分率で３〜１５％のスズ及び１〜９チのケイ
   素を含有するアルミニウム合金材を板状又は帯状に鋳造
   し、この合金材を少なくとも１回圧延し、圧延合金材を
   切断する工程を含んでなるアルミニウム系合金軸受の製
   造方法において、前配合金材を鋳造後食なくとも１回４
   ５０〜５５０℃の温度で熱処理することを特徴とするア
   ルミニウム系合金軸受の製造方法。 ２゜前記切断された圧延合金材を裏金に圧接する工程を
   含んでなり、前記熱処理を圧接前に行うことを特徴とす
   る特許Ｈｎ求の範囲第１項記載の方法。 ３、アルミニウム合金材か２％以下の銅及びマグネシウ
   ムの少なくとも１種を含有することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ４、　アルミニウム合金材が１％以下のクロム、マンガ
   ン、アンチモン、及びジルコニラムノ少すくとも１種を
   含有することを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第
   ２項記載の方法。 ５、アルミニウム合金材が５％以下の鉛ビスマス、イン
   ジウム、タリウム、及びカドミウムの少なくとも１種を
   含有する特許請求の範囲第２項から第４項までのいずれ
   かに記載の方法。 ６、前記熱処理後空冷又は徐冷することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ７、　前記圧延は冷間圧延であり、冷間圧延後焼鈍を行
   うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ８．２回以上熱処理する工程ｆ：含み、そのうち少なく
   とも１回の焼鈍と少なくとも１回の４５０〜５５０℃で
   行う熱処理をすることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ９、鋳造工程は連続鋳造であり、前記アルミニウム合金
   材の鋳造時の厚さがＳ〜３０酵であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１′ｆＪ４記載の方法。