JPS6143421B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6143421B2 JPS6143421B2 JP54111480A JP11148079A JPS6143421B2 JP S6143421 B2 JPS6143421 B2 JP S6143421B2 JP 54111480 A JP54111480 A JP 54111480A JP 11148079 A JP11148079 A JP 11148079A JP S6143421 B2 JPS6143421 B2 JP S6143421B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- bearing
- alloys
- present
- base material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Description
本発明はアルミニウムAlを母材とする。アル
ミニウム―スズ（Sn）系軸受材料に関するもの
である。さらに詳しくはAl―Sn系軸受合金中に
含まれる低融点材料を改良し、かつ硬質物を合金
中に多量に分散させてなる耐摩耗性にすぐれた
Al―Sn系軸受合金を提供することにある。 従来のアルミニウム軸受合金としては、主とし
てAl―Sn系合金が使用されているが、この合金
は最近の自動車用内燃機関がより高速、高荷重の
条件下で使用されると軸と軸受との間に介在する
潤滑油膜が薄くなつて軸と軸受の直接接触が生じ
やすくなり、その結果軸受の摩耗量が多くなつた
り焼付にいたることがある。 そこで本件発明は軸と軸受が直接接触を起して
も充分な耐摩耗性を持つと同時に耐荷重性にもす
ぐれたAl―Sn系軸受合金を提供することにあ
る。すなわち、Alを実質上残部としてSn3〜40
％，鉛（Pb）0.1〜5.0％，アンチモン（Sb）0.1
〜３％未満及び硬質物生成用としての、シリコン
（Si），ニツケル（Ni），マンガン（Mn），鉄
（Fe），ジルコニウム（Zr），モリブデン（Mo），
バナジウム（Ｖ），コバルト（Co），ニオブ
（Nb）の１種または２種以上を合計で3.0％を越
え10.0％以下添加した軸受合金であつて、かつ母
材中に析出した硬質物を圧延によりその母材中に
分散させた軸受合金（合金１）。 合金１にCuおよび（または）Mgを0.1〜3.0％
添加した軸受合金（合金２）を提供するものであ
る。 次に本件合金に添加した各種元素の特性を示す
と Sn： 潤滑を主目的として添加される元素であ
る。このSnはAl中に微細に分散する程潤滑性を
確保しながら全般の機械的強度を保つ。３％以下
では潤滑の効果がなく、40％以上では全般が軟ら
かくなつて耐荷重性がなくなる。 Pb： 潤滑を主目的として添加される元素である
が、Sn以上に潤滑性にすぐれた材料である。ま
たSnとともに存在させると一部Sb―Pbの合金元
素を作りSn，Pbより融点の低い元素が存在する
ことになつて金属接触が生じた場合には、特に潤
滑性の効果が発揮される。0.1％以下では潤滑の
効果がなく5.0％を越えると分散性が低下し、鋳
造性が悪くなる。 Sb： Pbを比較的微細に分散させる効果があ
り、またSnとPbとともに存在させるとSn―Pb―
Sbの合金を作つて融点及び硬度の高い軟質金属
を存在させる。このことは軟質材の耐荷重性、高
温特性を改良することになる。また余分なSb
は、Al―Sb，Al―Sb―Si等の析出物を作り、こ
の析出物は非常に硬いため、これが適度に分散す
ると耐荷重性の向上と耐摩耗性の向上につなが
る。この意味で0.1％以上添加すれば上記を満足
し、3.0％以上になると析出物が多くなりすぎ
る。 Cu・Mg： Al地を強化し耐荷重性、疲労強度の点で
軸受が高温（200℃以上）りさらされた場合の硬
さの低下を防止する。0.1％以下では効果がなく
3.0％以上ではAl地が硬くなりすぎる。 Si，Ni，Mn，Fe，Zr，Mo，Co，Ｖ，Np： これら元素を（一般的に母合金で添加）
Alとともに鋳造することにより、晶出物，析出
物を生じさせ、さらに圧延することによつてその
析出物すなわち硬質物を母材中に分散させる。こ
れら硬質物はすべてビツカーズ硬さで数百以上あ
るため合金全体の硬さの向上と耐摩耗を向上させ
る。 これらの元素の添加量は、30％以下では析出す
る硬質物の量が少なくて効果があまり期待できな
く、また10％以上では硬質物が多く析出しすぎて
圧延性が悪くなるとともに、圧延による硬質物の
分散性も悪くなる。尚これら添加物元素の互の合
金化した元素またはAlと合金化した元素を添加
させてもよい。 ここで好ましい範囲は Sn：６〜20％ Pb：0.5〜4.0％ Sb：0.5〜2.0％ Cu・Mg：0.2〜2.0％ Si等：3.0〜6.0％ 次に実施例によつて本発明を説明する。次表は
本発明に係る合金１〜８、比較用として９〜１１
の化学成分値を示すものである。
ミニウム―スズ（Sn）系軸受材料に関するもの
である。さらに詳しくはAl―Sn系軸受合金中に
含まれる低融点材料を改良し、かつ硬質物を合金
中に多量に分散させてなる耐摩耗性にすぐれた
Al―Sn系軸受合金を提供することにある。 従来のアルミニウム軸受合金としては、主とし
てAl―Sn系合金が使用されているが、この合金
は最近の自動車用内燃機関がより高速、高荷重の
条件下で使用されると軸と軸受との間に介在する
潤滑油膜が薄くなつて軸と軸受の直接接触が生じ
やすくなり、その結果軸受の摩耗量が多くなつた
り焼付にいたることがある。 そこで本件発明は軸と軸受が直接接触を起して
も充分な耐摩耗性を持つと同時に耐荷重性にもす
ぐれたAl―Sn系軸受合金を提供することにあ
る。すなわち、Alを実質上残部としてSn3〜40
％，鉛（Pb）0.1〜5.0％，アンチモン（Sb）0.1
〜３％未満及び硬質物生成用としての、シリコン
（Si），ニツケル（Ni），マンガン（Mn），鉄
（Fe），ジルコニウム（Zr），モリブデン（Mo），
バナジウム（Ｖ），コバルト（Co），ニオブ
（Nb）の１種または２種以上を合計で3.0％を越
え10.0％以下添加した軸受合金であつて、かつ母
材中に析出した硬質物を圧延によりその母材中に
分散させた軸受合金（合金１）。 合金１にCuおよび（または）Mgを0.1〜3.0％
添加した軸受合金（合金２）を提供するものであ
る。 次に本件合金に添加した各種元素の特性を示す
と Sn： 潤滑を主目的として添加される元素であ
る。このSnはAl中に微細に分散する程潤滑性を
確保しながら全般の機械的強度を保つ。３％以下
では潤滑の効果がなく、40％以上では全般が軟ら
かくなつて耐荷重性がなくなる。 Pb： 潤滑を主目的として添加される元素である
が、Sn以上に潤滑性にすぐれた材料である。ま
たSnとともに存在させると一部Sb―Pbの合金元
素を作りSn，Pbより融点の低い元素が存在する
ことになつて金属接触が生じた場合には、特に潤
滑性の効果が発揮される。0.1％以下では潤滑の
効果がなく5.0％を越えると分散性が低下し、鋳
造性が悪くなる。 Sb： Pbを比較的微細に分散させる効果があ
り、またSnとPbとともに存在させるとSn―Pb―
Sbの合金を作つて融点及び硬度の高い軟質金属
を存在させる。このことは軟質材の耐荷重性、高
温特性を改良することになる。また余分なSb
は、Al―Sb，Al―Sb―Si等の析出物を作り、こ
の析出物は非常に硬いため、これが適度に分散す
ると耐荷重性の向上と耐摩耗性の向上につなが
る。この意味で0.1％以上添加すれば上記を満足
し、3.0％以上になると析出物が多くなりすぎ
る。 Cu・Mg： Al地を強化し耐荷重性、疲労強度の点で
軸受が高温（200℃以上）りさらされた場合の硬
さの低下を防止する。0.1％以下では効果がなく
3.0％以上ではAl地が硬くなりすぎる。 Si，Ni，Mn，Fe，Zr，Mo，Co，Ｖ，Np： これら元素を（一般的に母合金で添加）
Alとともに鋳造することにより、晶出物，析出
物を生じさせ、さらに圧延することによつてその
析出物すなわち硬質物を母材中に分散させる。こ
れら硬質物はすべてビツカーズ硬さで数百以上あ
るため合金全体の硬さの向上と耐摩耗を向上させ
る。 これらの元素の添加量は、30％以下では析出す
る硬質物の量が少なくて効果があまり期待できな
く、また10％以上では硬質物が多く析出しすぎて
圧延性が悪くなるとともに、圧延による硬質物の
分散性も悪くなる。尚これら添加物元素の互の合
金化した元素またはAlと合金化した元素を添加
させてもよい。 ここで好ましい範囲は Sn：６〜20％ Pb：0.5〜4.0％ Sb：0.5〜2.0％ Cu・Mg：0.2〜2.0％ Si等：3.0〜6.0％ 次に実施例によつて本発明を説明する。次表は
本発明に係る合金１〜８、比較用として９〜１１
の化学成分値を示すものである。
【表】
【表】
合金１から８迄は、ガス炉においてAl地金を
溶解し次にAl―Sb母合金やAl―Cu母合金、Al―
Mg母合金、Al―Si母合金、Al―Mn母合金、Al―
Ni母合金、Al―Fe母合金、Al―Zr母合金、Al―
Co母合金等を目的成分に応じて溶解し最後にSn
およびPbを添加したのち脱ガス処理をし、金型
に鋳造を行なつたものでその後圧延と焼鈍（350
℃）を繰り返して試料を作り、硬さの測定を行な
つた。このとき、母材中に析出する析出物は上記
圧延によつて母材中に充分に分散されて合金全体
の機械的性質を向上させている。 すなわち、本発明の範囲内の組成を有する鋳造
材では偏析が生じてもろくなる。第４図ａはSiを
50％とし、他は本発明の範囲内の組成としたとき
の鋳造材におけるSiの偏析状態を、第５図ａは同
様にMnを4.5％としたときのAl―Mn合金の偏析
状態を模式図として示したものである。さらに第
４図ｂおよび第５図ｂは第４図ａ、第５図ａの鋳
造材を圧延して上記析出した硬質物を母材中に分
散させた本発明における状態を示している。硬質
物が偏析した状態で存在する鋳造材においては、
その偏析部分にひびやわれが生じ易くなつてもろ
くなる等機械的性質が悪くなり、一般に上記元素
の添加量が３％を越えるようになると実用に供し
得なくなる。 これに対し本発明は、上記元素を３％を越えて
添加することにより多くの硬質物を積極的に析出
させ、更にこれを圧延して上記偏析した硬質物を
母材中に分散させ（第４図ｂおよび第５図ｂ参
照）、これによりもろさ等の機械的性質を改善し
て実用化を可能としたものである。 次に、上記硬さの測定を行なつた試料について
は、その後これらの合金と裏金鋼板とを接着して
バイメタル材とし、これを焼鈍した後平面軸受に
加工して摩擦試験を行なつた。この試験結果は、
合金を直接平面軸受に加工して行なう摩擦試験結
果に対応する。また合金９〜１１は、比較材の合
金を上記合金と同一製造法で作成して試料とし同
一の試験を行なつた。第１図は上記合金１ないし
８の硬さをヴイツカース硬度で測定した結果を示
すものである。これらのグラフから明らかなよう
に、本発明に係る１〜８は比較材合金９〜１１に
比してすべて同等または以上に硬度が高い。これ
は析出物の硬質物のためである。 また特にCuおよび（または）Mgを添加した合
金は温度を上昇させて硬さを測定した第２図で明
らかな如く、高温度になつても硬さの低下が少な
いことが認められる。このことは軸受が高温度で
使用されても耐荷重性、耐摩耗性を有することに
なるのである。 次に第３図は、本発明に係る合金２，４，７と
比較材の合金９，１０，１１について摩擦試験を
行なつたときの結果を示すものである。この実験
は、軸回転数1000r.p.m、軸材としてS55C焼入れ
材を使用し、軸表面粗さを１μｍとし、一定油温
（120℃）の強制潤滑下において、荷重を増加させ
た場合の摩耗量の変化の状態を測定した結果を示
すグラフである。このグラフによれば比較材の合
金９，１０，１１と比し２，４，７は摩耗量が極
めて少ないことが認められ、優れた耐摩耗性を示
している。 これはAl地中に分散している硬質物の効果で
あると認められる。なお、本発明に係る合金組成
においてAl中には通常の精錬技術ではどうして
も避けられない不純物が含まれることは勿論であ
る。 以上の通り本発明に係るAl―Sn系軸受合金は
多量の硬質物を圧延によつて母材中に分散させた
ものであるので、多量の硬質物が偏析しているも
のに比してもろさ等の機械的性質を改善して実用
に供することが可能となるという効果が得られ
る。さらに、Cuおよび（または）Mgを加えれば
高温強度がより向上する。
溶解し次にAl―Sb母合金やAl―Cu母合金、Al―
Mg母合金、Al―Si母合金、Al―Mn母合金、Al―
Ni母合金、Al―Fe母合金、Al―Zr母合金、Al―
Co母合金等を目的成分に応じて溶解し最後にSn
およびPbを添加したのち脱ガス処理をし、金型
に鋳造を行なつたものでその後圧延と焼鈍（350
℃）を繰り返して試料を作り、硬さの測定を行な
つた。このとき、母材中に析出する析出物は上記
圧延によつて母材中に充分に分散されて合金全体
の機械的性質を向上させている。 すなわち、本発明の範囲内の組成を有する鋳造
材では偏析が生じてもろくなる。第４図ａはSiを
50％とし、他は本発明の範囲内の組成としたとき
の鋳造材におけるSiの偏析状態を、第５図ａは同
様にMnを4.5％としたときのAl―Mn合金の偏析
状態を模式図として示したものである。さらに第
４図ｂおよび第５図ｂは第４図ａ、第５図ａの鋳
造材を圧延して上記析出した硬質物を母材中に分
散させた本発明における状態を示している。硬質
物が偏析した状態で存在する鋳造材においては、
その偏析部分にひびやわれが生じ易くなつてもろ
くなる等機械的性質が悪くなり、一般に上記元素
の添加量が３％を越えるようになると実用に供し
得なくなる。 これに対し本発明は、上記元素を３％を越えて
添加することにより多くの硬質物を積極的に析出
させ、更にこれを圧延して上記偏析した硬質物を
母材中に分散させ（第４図ｂおよび第５図ｂ参
照）、これによりもろさ等の機械的性質を改善し
て実用化を可能としたものである。 次に、上記硬さの測定を行なつた試料について
は、その後これらの合金と裏金鋼板とを接着して
バイメタル材とし、これを焼鈍した後平面軸受に
加工して摩擦試験を行なつた。この試験結果は、
合金を直接平面軸受に加工して行なう摩擦試験結
果に対応する。また合金９〜１１は、比較材の合
金を上記合金と同一製造法で作成して試料とし同
一の試験を行なつた。第１図は上記合金１ないし
８の硬さをヴイツカース硬度で測定した結果を示
すものである。これらのグラフから明らかなよう
に、本発明に係る１〜８は比較材合金９〜１１に
比してすべて同等または以上に硬度が高い。これ
は析出物の硬質物のためである。 また特にCuおよび（または）Mgを添加した合
金は温度を上昇させて硬さを測定した第２図で明
らかな如く、高温度になつても硬さの低下が少な
いことが認められる。このことは軸受が高温度で
使用されても耐荷重性、耐摩耗性を有することに
なるのである。 次に第３図は、本発明に係る合金２，４，７と
比較材の合金９，１０，１１について摩擦試験を
行なつたときの結果を示すものである。この実験
は、軸回転数1000r.p.m、軸材としてS55C焼入れ
材を使用し、軸表面粗さを１μｍとし、一定油温
（120℃）の強制潤滑下において、荷重を増加させ
た場合の摩耗量の変化の状態を測定した結果を示
すグラフである。このグラフによれば比較材の合
金９，１０，１１と比し２，４，７は摩耗量が極
めて少ないことが認められ、優れた耐摩耗性を示
している。 これはAl地中に分散している硬質物の効果で
あると認められる。なお、本発明に係る合金組成
においてAl中には通常の精錬技術ではどうして
も避けられない不純物が含まれることは勿論であ
る。 以上の通り本発明に係るAl―Sn系軸受合金は
多量の硬質物を圧延によつて母材中に分散させた
ものであるので、多量の硬質物が偏析しているも
のに比してもろさ等の機械的性質を改善して実用
に供することが可能となるという効果が得られ
る。さらに、Cuおよび（または）Mgを加えれば
高温強度がより向上する。
第１図は本発明に係るAl―Sn系軸受合金と比
較材の同種軸受合金の硬度の様子をプロツトした
グラフ。第２図は温度変化に伴なう硬度変化の様
子をプロツトしたグラフ。第３図は鋼軸に対して
同じく荷重を増加させた場合の摩耗量の変化の状
況を示すグラフ。第４図ａはSiを5.0％とし、他
は本発明の範囲内の組成としたときのSiの偏析状
態を、同図ｂは同図ａを圧延して偏析した硬質物
を母材中に分散させた状態を示す模式図。第５図
ａ，ｂはそれぞれMnを4.5％としたときの第４図
ａ，ｂに相当する模式図。
較材の同種軸受合金の硬度の様子をプロツトした
グラフ。第２図は温度変化に伴なう硬度変化の様
子をプロツトしたグラフ。第３図は鋼軸に対して
同じく荷重を増加させた場合の摩耗量の変化の状
況を示すグラフ。第４図ａはSiを5.0％とし、他
は本発明の範囲内の組成としたときのSiの偏析状
態を、同図ｂは同図ａを圧延して偏析した硬質物
を母材中に分散させた状態を示す模式図。第５図
ａ，ｂはそれぞれMnを4.5％としたときの第４図
ａ，ｂに相当する模式図。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量で錫３〜40％、鉛0.1〜５％、アンチモ
ン0.1〜３％未満、シリコン、ニツケル、マンガ
ン、鉄、ジルコニウム、モリブデン、コバルト、
バナジウム、ニオブの１種または２種以上を合計
で3.0％を越え10.0％以下、および残部が実質的
にアルミニウムからなるアルミニウム軸受合金で
あつて、かつ母材中に析出した硬質物を圧延によ
りその母材中に分散させたことを特徴とするアル
ミニウム軸受合金。 ２ 重量で錫３〜40％、鉛0.1〜５％、アンチモ
ン0.1〜３％未満、銅および（または）マグネシ
ウム0.1〜３％、シリコン、ニツケル、マンガ
ン、鉄、ジルコニウム、モリブデン、コバルト、
バナジウム、ニオブの１種または２種以上を合計
で3.0％を越え10.0％以下、および残部が実質的
にアルミニウムからなるアルミニウム軸受合金で
あつて、かつ母材中に析出した硬質物を圧延によ
りその母材中に分散させたことを特徴とするアル
ミニウム軸受合金。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11148079A JPS5635744A (en) | 1979-08-30 | 1979-08-30 | Aluminum bearing alloy |
| JP1524282A JPS6055582B2 (ja) | 1979-08-30 | 1982-02-01 | アルミニウム軸受材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11148079A JPS5635744A (en) | 1979-08-30 | 1979-08-30 | Aluminum bearing alloy |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1524282A Division JPS6055582B2 (ja) | 1979-08-30 | 1982-02-01 | アルミニウム軸受材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5635744A JPS5635744A (en) | 1981-04-08 |
| JPS6143421B2 true JPS6143421B2 (ja) | 1986-09-27 |
Family
ID=14562315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11148079A Granted JPS5635744A (en) | 1979-08-30 | 1979-08-30 | Aluminum bearing alloy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5635744A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS586955A (ja) * | 1981-07-02 | 1983-01-14 | Daido Metal Kogyo Kk | 耐疲労性と非焼付性のすぐれたアルミニウム軸受合金 |
| JPS58171545A (ja) * | 1982-03-31 | 1983-10-08 | Daido Metal Kogyo Kk | アルミニウム軸受合金 |
| JPH0617529B2 (ja) * | 1986-03-18 | 1994-03-09 | エヌデ−シ−株式会社 | Ａｌ―Ｓｎ―Ｐｂ―Ｓｉ系軸受合金 |
| JPS6263637A (ja) * | 1985-09-17 | 1987-03-20 | Taiho Kogyo Co Ltd | アルミニウム軸受合金 |
| JP2705781B2 (ja) * | 1991-02-08 | 1998-01-28 | 大同メタル工業 株式会社 | 大型機関用軸受メタル |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1445525A (en) * | 1974-02-05 | 1976-08-11 | Daido Metal Co Ltd | Aluminium-based bearing alloys |
| GB1548717A (en) * | 1975-07-18 | 1979-07-18 | Stauffer Chemical Co | Use of alkyl thioireas as miticides |
-
1979
- 1979-08-30 JP JP11148079A patent/JPS5635744A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5635744A (en) | 1981-04-08 |
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