JP2014196544A - Aluminum alloy for slide bearing and slide bearing - Google Patents

Aluminum alloy for slide bearing and slide bearing Download PDF

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桂己 山本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an Al-Sn-Si type slide bearing alloy which makes Fe contained as an impurity harmless and prevents a tool from forming a built-up edge during cutting of a slide bearing.SOLUTION: An aluminum alloy for slide bearings comprises 2-18% Sn, 2-7% Si, 0.05-1.5% Fe and remaining Al and unavoidable impurities, and Si particles and an Si-free Fe phase are dispersed in an Al matrix.

Description

本発明は、すべり軸受用アルミニウム合金に関するものであり、さらに詳しく述べるならば、Al−Sn−Si系すべり軸受用アルミニウム合金、並びに相手軸と接する該アルミニウム合金の表面を切削加工したすべり軸受に関するものである。特に、本発明はアルミニウム合金に含有されるFeが摺動特性に及ぼす影響に着目して完成したものである。 The present invention relates to an aluminum alloy for a slide bearing, and more specifically to an aluminum alloy for an Al-Sn-Si based slide bearing and a slide bearing obtained by cutting the surface of the aluminum alloy in contact with the mating shaft. It is. In particular, the present invention has been completed by paying attention to the influence of Fe contained in an aluminum alloy on sliding characteristics.

すべり軸受用アルミニウム合金の組成を規定する工業規格又は仕様書においてFeは不純物として扱われているが、次の4件の特許文献ではFeは有用元素として活用されている。 Fe is treated as an impurity in industrial standards or specifications that define the composition of aluminum alloys for plain bearings, but Fe is used as a useful element in the following four patent documents.

特許文献1:特開昭62−37337号公報は、Al−押出材の断面積比で0.006〜0.040の潤滑成分―5.0〜10.0重量%の親油成分―0.2〜5.0重量%の強化成分からなる押出成形アルミニウム合金に関する。潤滑成分は、Pb,Sn,In、Sb及び/又はBiであり、硬質成分はSiであり、親油成分はZnであり、強化成分はCu,Cr,Mg,Mn,Ni及び/又はFeである。Feはアトマイズ粉の凝固時にAlマトリクスに強制固溶され、その強度を高める。 Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-37337 discloses a lubricating component having an Al-extruded cross-sectional area ratio of 0.006 to 0.040-5.0 to 10.0% by weight of a lipophilic component-0. The present invention relates to an extruded aluminum alloy comprising 2 to 5.0% by weight of a reinforcing component. The lubricating component is Pb, Sn, In, Sb and / or Bi, the hard component is Si, the lipophilic component is Zn, and the reinforcing component is Cu, Cr, Mg, Mn, Ni and / or Fe. is there. Fe is forcibly solid-solved in the Al matrix when the atomized powder is solidified to increase its strength.

特許文献2:特許第3207863号は、粒状SiをAlマトリクスに分散させたAl−Sn−Si系溶射合金に関する。この合金の組成は、Al−12〜60%Si−0.1〜30%Snであり、さらに任意成分として7.0%以下のCu,5.0%以下のMg,1.5%以下のFe及び/又は8.0%以下のNiを含有する。任意成分のうちFeは溶射時にAlマトリクスに強制固溶してアルミニウム合金の強度を高める。 Patent Document 2: Japanese Patent No. 3207863 relates to an Al-Sn-Si thermal spray alloy in which granular Si is dispersed in an Al matrix. The composition of this alloy is Al-12-60% Si-0.1-30% Sn, and as optional components 7.0% or less Cu, 5.0% or less Mg, 1.5% or less Fe and / or 8.0% or less of Ni is contained. Of the optional components, Fe forcibly dissolves in the Al matrix during spraying to increase the strength of the aluminum alloy.

次の2件の特許文献はアルミニウム合金圧延板を対象としている。
本出願人が提案した特許文献3:特公昭62−42983号公報は、Al−Sn系軸受合金圧延板を裏金鋼板に圧接する前に、350〜550℃で焼鈍することにより、該合金に添加されたFe,Siなどを粗大化・塊状化することを提案している。そのアルミニウム合金の組成、組織及び軸受とした場合の構造は次のとおりである。組成―(a)1〜35重量%(以下同じ)のSn,(b)0.5〜11%のMn,Fe,Mo,Ni,Zr,Co,Ti,Sb,Cr及び/又はNb,(c)0.1〜10%のPb,Cd,In,Tl及び/又はBi,(d)0.1〜2%のCu及び/又はMg。組織−前記(b)の元素からなる、又は(b)の元素を含む塊状粒子が形成され、その長径寸法が5〜40μmの粒子が3.56×10-2mm2当り5個以上存在する。また、軸受構造−オーバレイを使用せず、すべり軸受表面の塊状粒子が相手軸とのなじみを確保する。
この特許文献においては、Feは0.5%以上存在し、かつ圧接前の焼鈍を行うと塊状粒子となり、なじみ性に寄与するが、少量のFeは微細金属間化合物粒子として存在し、特性向上に寄与しないと説明されている。
The following two patent documents are directed to aluminum alloy rolled sheets.
Patent Document 3: Japanese Patent Publication No. Sho 62-42983 proposed by the present applicant is added to the alloy by annealing at 350 to 550 ° C. before pressing the Al—Sn bearing alloy rolled plate to the backing metal plate. It has been proposed to coarsen and agglomerate the formed Fe, Si and the like. The composition, structure and structure of the aluminum alloy are as follows. Composition-(a) 1-35 wt% (hereinafter the same) Sn, (b) 0.5-11% Mn, Fe, Mo, Ni, Zr, Co, Ti, Sb, Cr and / or Nb, ( c) 0.1-10% Pb, Cd, In, Tl and / or Bi, (d) 0.1-2% Cu and / or Mg. Tissue-Bulk particles composed of the element (b) or containing the element (b) are formed, and there are 5 or more particles having a major axis size of 5 to 40 μm per 3.56 × 10 −2 mm 2 . Also, the bearing structure-overlay is not used, and the lump particles on the surface of the sliding bearing ensure the familiarity with the mating shaft.
In this patent document, Fe is present in an amount of 0.5% or more, and if it is annealed before pressure welding, it becomes agglomerated particles and contributes to conformability. However, a small amount of Fe exists as fine intermetallic compound particles, improving characteristics. It is explained that it does not contribute to.

特許文献4:特許第3857503号公報は、「鋳造後、板状に圧延されて裏金に圧接されるアルミニウム系軸受合金において、3〜40質量%のSn、0.5〜7質量%のSi、0.05〜2質量%のFe、0.1〜5質量%のCu、残部がAlおよび不可避的不純物からなり、硬質粒子として、Al−Si−Feの3元系金属間化合物およびSi粒子を含み、且つ、前記鋳造時に急冷して前記金属間化合物の鋳造当初の大きさを40〜55μmに制御することにより、前記硬質粒子のうち、前記金属間化合物からなる硬質粒子が、軸受表面において、最大径1〜20μmで、1mm2当たり6〜100個存在するようにしたことを特徴とするアルミニウム系軸受合金。」(請求項1)に関する。
特許文献4は、Al−Si−Fe3元系金属間化合物粒子は、相手軸をラッピングする際の耐割れ性がSi粒子単体に比べてすぐれおり、また添加されたSiの一部はAlマトリクスに固溶し又は微細粒子として析出して、耐疲労性、耐摩耗性、耐焼付性を高めると説明している。
Patent Document 4: Japanese Patent No. 3857503 discloses “In an aluminum-based bearing alloy that is rolled into a plate shape and pressed against a back metal after casting, 3 to 40 mass% of Sn, 0.5 to 7 mass% of Si, 0.05-2 mass% Fe, 0.1-5 mass% Cu, the balance consists of Al and unavoidable impurities, and Al—Si—Fe ternary intermetallic compound and Si particles are used as hard particles. Including, and by rapidly cooling at the time of casting and controlling the initial size of the intermetallic compound to 40 to 55 μm, among the hard particles, the hard particles made of the intermetallic compound are on the bearing surface, The present invention relates to an aluminum-based bearing alloy having a maximum diameter of 1 to 20 μm and 6 to 100 pieces per 1 mm 2 .
Patent Document 4 shows that Al-Si-Fe ternary intermetallic compound particles have better crack resistance when lapping the counterpart shaft than Si particles alone, and part of the added Si is in the Al matrix. It is described that it is dissolved or precipitated as fine particles to improve fatigue resistance, wear resistance, and seizure resistance.

特許文献1:特開昭62−37337号公報
特許文献2:特許第3207863号明細書
特許文献3:特公昭62−42983号公報
特許文献4:特許第3857503号明細書
特許文献5:特開平7−259860号公報
Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 62-37337 Patent Document 2: Japanese Patent No. 3207863 Patent Document 3: Japanese Patent Publication No. 62-42983 Patent Document 4: Japanese Patent No. 3857503 Patent Document 5: Japanese Patent Laid-Open No. 7 -259860

非特許文献1:日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集(東京1998−5)
「マイクログルーブすべり軸受」3B8
Non-Patent Document 1: Tribology Conference Proceedings of Japan Tribology Society (Tokyo 1998-5)
"Micro groove plain bearing" 3B8

特許文献3や4はアルミニウム合金の添加Feを相手軸表面の粗さを削り取るために利用
しているが、このような目的でFeを添加しない従来のAl−Sn−Si系すべり軸受用合金ではFeは何ら有用な機能を果たしていない。
本発明者らはこの原因について次のように考察した。Fe−Al二元系状態図のAl側はFeの固溶度がなく、Feは必ずAl−Al3Fe共晶を形成するとの知見が得られる。共晶を形成する不純物Feはアルミニウム合金の延性を損ない、摺動特性を不良にする。さらに、FeをAlマトリクスに強制的に固溶するとしても、同様に延性を損なうために、従来Feは不純物元素として扱われていた。このような背景に鑑み、本発明は、Al−Sn−Si系すべり軸受合金における不純物としてのFeの有害作用を抑えることを一つの目的とする。
Patent Documents 3 and 4 use the additive Fe of the aluminum alloy to scrape the roughness of the surface of the mating shaft. However, in the conventional Al—Sn—Si type plain bearing alloy that does not add Fe for such a purpose, Fe does not perform any useful function.
The present inventors considered this cause as follows. It can be found that the Al side of the Fe-Al binary phase diagram has no solid solubility of Fe, and that Fe always forms an Al-Al 3 Fe eutectic. The impurity Fe forming the eutectic impairs the ductility of the aluminum alloy and makes the sliding characteristics poor. Further, even if Fe is forcibly dissolved in an Al matrix, Fe is conventionally treated as an impurity element in order to similarly impair ductility. In view of such a background, an object of the present invention is to suppress the harmful action of Fe as an impurity in an Al—Sn—Si based plain bearing alloy.

さらに、本発明者らはFeを有効元素として活用できる軸受用アルミニウム合金圧延板につき鋭意研究を行い、次のような知見を得た。
(1)本出願人が開発し、特許文献5:特開平7−259860号公報及び非特許文献 1
;日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集(東京1998−5)マイク ログルーブすべり軸受3B8にて公表したマイクログルーブ軸受は焼結ダイアモン ド工具を備えたボーリングマシーンで成形される(非特許文献1、4項)。非特許 文献1に示されたマイクログルーブ形状の実測値を示す図9を引用する図1から分 かるように、溝は円弧形状を有している。しかしながら、切削工具に構成刃先が形 成されるために、狙った高さが得られず、表面に細かな粗さが発生する(図2)。
(2)Al−Sn−Si系すべり軸受用合金のFe量が多いと、構成刃先の形成が抑えら れ、マイクログルーブの切削形状が安定化する。
(3)「マイクログルーブ付でない」通常の軸受においても添加Feが切削粗さを小さく
する。
Furthermore, the present inventors conducted earnest research on a rolled aluminum alloy sheet for bearings that can utilize Fe as an effective element, and obtained the following knowledge.
(1) Developed by the present applicant, Patent Document 5: JP-A-7-259860 and Non-Patent Document 1
; Japanese Tribology Society Tribology Conference Preliminary Proceedings (Tokyo 1998-5) Micro-Groove Slide Bearings published in 3B8 are formed by a boring machine equipped with a sintered diamond tool (Non-Patent Documents 1 and 4). . As can be seen from FIG. 1 that cites FIG. 9 showing the actual measurement value of the micro-groove shape shown in Non-Patent Document 1, the groove has an arc shape. However, because the cutting edge is formed on the cutting tool, the target height cannot be obtained, and fine roughness occurs on the surface (Fig. 2).
(2) If the amount of Fe in the Al-Sn-Si plain bearing alloy is large, formation of the constituent cutting edge is suppressed and the cutting shape of the microgroove is stabilized.
(3) Additive Fe reduces cutting roughness even in normal bearings without microgrooves
To do.

従来、Feを有効元素として利用していた特許文献3,4については次のように考察した。
特許文献3においては、塊状粒子を形成するためにはSi,Feなどを0.5%以上添加する必要がある。塊状化はオストワルド成長に基づいており、Siは塊状化に適しているが、Feは拡散速度が遅いために高温で極めて長時間の焼鈍が必要である。また、特許文献3は0.5%未満の不純物レベルのFeを無害化し、さらに有効活用することは開示していない。
Conventionally, Patent Documents 3 and 4 in which Fe was used as an effective element were considered as follows.
In Patent Document 3, it is necessary to add 0.5% or more of Si, Fe or the like in order to form massive particles. Agglomeration is based on Ostwald growth and Si is suitable for agglomeration, but Fe requires a very long annealing at high temperature because of its slow diffusion rate. Further, Patent Document 3 does not disclose detoxification of Fe having an impurity level of less than 0.5% and further effective utilization.

特許文献4は、Si粒子単体に代えて相手軸のラッピングにAl−Si−Fe系化合物を使用することを提案しているので、Si粒子単体でラッピング作用を発揮し、同時に不純物Feの有害作用を除去する技術ではない。さらに、Al−Si−Fe系金属間化合物はSiよりも硬く、角が鋭い形状を呈するために、切削工具を疵付ける可能性がある。したがって、特許文献4は0.05%以上という従来の不純物レベルのFeを有効活用しているとえるが、切削工具を疵付ける可能性がある。 Since Patent Document 4 proposes to use an Al-Si-Fe-based compound for lapping the mating shaft instead of the Si particle alone, the Si particle alone exerts the wrapping action and at the same time the harmful action of the impurity Fe. It is not a technology to remove. Furthermore, since the Al—Si—Fe-based intermetallic compound is harder than Si and has a shape with sharp corners, there is a possibility that the cutting tool may be worn. Therefore, although patent document 4 can be said to utilize effectively the conventional impurity level of 0.05% or more, there exists a possibility of scuffing a cutting tool.

塊状Si粒子分散Al−Sn−Si系すべり軸受は市販車の部品に搭載されていることから、本出願人は、このようなすべり軸受合金に関して不純物としてのFeの有害作用を抑え、かつ同時にSi塊状粒子による作用を得ることができる軸受用アルミニウム合金を提供することも目的として研究を行い次の知見を得た。
(4)延性がすぐれたアルミニウム材料にSi塊状粒子を分散させることが望ましい。
(5)Si塊状粒子は切削工具を疵付け、形成された疵にアルミニウム合金が付着して
構成刃先を形成する。この傾向はSi粒子の粒径が大きくかつ/または角が尖って いるほど顕著になる。また、Al自体が刃具材と親和性が高く、凝着が発生し構成 刃先を形成し易いことが問題となるが、かかる構成刃先形成は、前掲(1)〜(3 )の知見を適用すると、抑えられる。
Since the bulk Si particle-dispersed Al—Sn—Si-based slide bearing is mounted on a part of a commercial vehicle, the applicant suppresses the harmful effect of Fe as an impurity on such a slide bearing alloy and at the same time Si The following knowledge was obtained by conducting research for the purpose of providing an aluminum alloy for bearings capable of obtaining the action of massive particles.
(4) It is desirable to disperse Si bulk particles in an aluminum material having excellent ductility.
(5) The Si massive particles are brazed with a cutting tool, and an aluminum alloy adheres to the formed ridges to form a constituent cutting edge. This tendency becomes more prominent as the Si particle size is larger and / or the corners are sharper. In addition, Al itself has a high affinity with the cutting tool material, and it is a problem that adhesion occurs and it is easy to form the constituent cutting edge. , Can be suppressed.

前掲知見(1)〜(3)に基づいて完成した本発明の第一は、質量百分率で、1〜20%のSn,0.5〜12%のSi、及び0.05〜1.5%Feを含有し,残部がAl及び不可避的不純物からなるすべり軸受用アルミニウム合金において、AlマトリクスにSi粒子及びSiを含有しないFe相が分散していること特徴とするすべり軸受用アルミニウム合金である。以下、本発明を詳しく説明する。 The first of the present invention completed based on the above findings (1) to (3) is a mass percentage of 1 to 20% Sn, 0.5 to 12% Si, and 0.05 to 1.5%. An aluminum alloy for a slide bearing, which contains Fe and the balance of Al and inevitable impurities, wherein an Fe phase not containing Si particles and Si is dispersed in an Al matrix. The present invention will be described in detail below.

本発明のすべり軸受用アルミニウム合金(以下「アルミニウム合金」と略称する)において、Snは潤滑性を付与する元素であり、その含有量(質量%、以下同じ)が1%未満であると、潤滑性が不足し、一方20%を超えると、軟質なSn相による強度低下,融点降下により、機械的特性が不良となり、結果として耐摩耗性などが劣化する。好ましい、Sn含有量は2〜18%である。 In the aluminum alloy for sliding bearings of the present invention (hereinafter abbreviated as “aluminum alloy”), Sn is an element imparting lubricity, and if the content (mass%, the same applies hereinafter) is less than 1%, lubrication is achieved. On the other hand, if it exceeds 20%, mechanical properties become poor due to a decrease in strength and melting point due to the soft Sn phase, resulting in deterioration of wear resistance and the like. The Sn content is preferably 2 to 18%.

本発明のアルミニウム合金において、Siは鋳造時にAl−Si共晶として結晶化し、その後鋳造板の圧延により、Si粒子として微細にアルミニウムマトリクス中に分散して、耐摩耗性を付与する。即ち、Si粒子は特許文献1の方法により塊状化する必要はなく、圧延により微細化された粒子であれば耐摩耗性に寄与する。Si粒子の寸法は、特に限定されないが、平均粒径で2μm以上であり、かつ最大粒径は12μm以下が好ましい。好ましいSi含有量は2〜7%である。 In the aluminum alloy of the present invention, Si is crystallized as an Al—Si eutectic at the time of casting, and then is finely dispersed in the aluminum matrix as Si particles by rolling of the cast plate to impart wear resistance. That is, Si particles do not need to be agglomerated by the method of Patent Document 1, and particles that are refined by rolling contribute to wear resistance. The size of the Si particles is not particularly limited, but the average particle size is preferably 2 μm or more and the maximum particle size is preferably 12 μm or less. A preferable Si content is 2 to 7%.

後述の鋳造時の冷却を制御する方法で製造した、Al−12%Sn−3%Si−2%Feの組成を有する圧延板について各元素の濃度をEPMAカラーマッピングした。このカラーマッピングを白黒の二値化した写真を図3に示す。図3に3列、3行で配列された元素は次のとおりである。なお、上記組成における2%Feは本請求項1の上限を超えているが、カラーマッピングが鮮明であるために、説明に使用する。したがって、本発明範囲の内のFe量のアルミニウム合金に関しても、以下の説明は当てはまる。 The concentration of each element was EPMA color mapped on a rolled sheet having a composition of Al-12% Sn-3% Si-2% Fe produced by a method for controlling cooling during casting described later. A photograph obtained by binarizing the color mapping into black and white is shown in FIG. The elements arranged in 3 columns and 3 rows in FIG. 3 are as follows. Although 2% Fe in the above composition exceeds the upper limit of claim 1, it is used for the explanation because the color mapping is clear. Therefore, the following description is applicable also about the aluminum alloy of the amount of Fe within the scope of the present invention.

Figure 2014196544
Figure 2014196544

図4,5,6は表1に示す元素の濃度パターンのスケッチ図である。図4〜6において、20はAlマトリクス、21はFe相、22はSi相である。これらの図を元のカラーマッピングの情報を加えて説明すると、図4ではAlマトリクス20のAl濃度は最高の赤であり、図5ではFe相21のFe濃度は最高濃度の赤から低濃度の青までに分布しており、Alマトリクスの粒界沿って伸びている。図5のFe相21に取り込まれたAlは黄色から青までに分布している。図6に示されるSi相22と同じパターンが図4にも認められ、このパターンからSi相22にはAl−Si共晶であることが分かる。図5と図6はパターンが一致していないので、Al−Si共晶とFe相22の結晶化は別の位置で起こっている。 4, 5 and 6 are sketch diagrams of the element concentration patterns shown in Table 1. FIG. 4 to 6, 20 is an Al matrix, 21 is an Fe phase, and 22 is a Si phase. These figures will be described with the original color mapping information added. In FIG. 4, the Al concentration of the Al matrix 20 is the highest red, and in FIG. 5, the Fe concentration of the Fe phase 21 is from the highest red to a lower concentration. It is distributed up to blue and extends along the grain boundaries of the Al matrix. Al taken in the Fe phase 21 in FIG. 5 is distributed from yellow to blue. The same pattern as the Si phase 22 shown in FIG. 6 is also observed in FIG. 4, and it can be seen from this pattern that the Si phase 22 is an Al—Si eutectic. Since the patterns in FIGS. 5 and 6 do not match, the crystallization of the Al—Si eutectic and the Fe phase 22 occurs at different positions.

図7は、図5のFe相の21aのFe濃度及びAl濃度変化を紙面の水平方向で模式的に表したグラフである。図4〜7及びAl−Sn−Si−Fe系アルミニウム合金のAl−Fe擬二元系想定状態図で考察すると、本発明のアルミニウム合金の組成は、Al−Fe共晶点よりAlリッチ側の亜共晶組成であるために、Al結晶凝固後その粒界に沿ってFe相が伸びており、またアルミニウムが結晶化した後に、FeがSn,Alなどを取り込むために、図7に示すような濃度プロフィールが形成される。 FIG. 7 is a graph schematically showing changes in the Fe concentration and Al concentration of 21a in the Fe phase of FIG. 5 in the horizontal direction of the paper. 4 to 7 and the assumed Al-Fe pseudo binary system phase diagram of the Al-Sn-Si-Fe-based aluminum alloy, the composition of the aluminum alloy of the present invention is closer to the Al-rich side than the Al-Fe eutectic point. Because of the hypoeutectic composition, the Fe phase extends along the grain boundary after Al crystal solidification, and since Fe takes in Sn, Al, etc. after aluminum crystallizes, as shown in FIG. Concentration profiles are formed.

本発明において、Fe相とは、EPMA分析において、Al濃度が最高を示す領域(図4〜6に示す20)の外側にあって、Feが検出される領域である。図7に示すように、Alを取り込んだFe相を、Fe−Al二元系状態図を基に説明すると、Fe側21’は、約14重量%のAlを境にしてFeリッチ側は不規則固溶体であり、Alリッチ側は規則固溶体である。さらに、600℃以下ではFe3Al規則格子が形成される。即ち、Fe相の基本的形態は固溶体である。Al側21“はAl中へのFeの固溶度がないために、Feの析出が起こる。Fe相の中心はAlの濃度が低い純鉄に近い組成となっている。本発明においてFeが無害化されるのは上述のような結晶構造をもつFe相によると考えられる。したがって、従来のFe不純物レベルを超える1.5%の含有量のFeも軸受性能を悪化しない。さらに、Fe含有量は従来の不純物レベルである0.05%以上であっても、従来のアルミニウム合金よりは良好な耐焼付性を達成することができる。但し、Fe含有量が1.5%を超えると、アルミニウム板の圧延が困難になる。 In the present invention, the Fe phase is a region where Fe is detected outside the region where Al concentration is highest (20 shown in FIGS. 4 to 6) in EPMA analysis. As shown in FIG. 7, the Fe phase incorporating Al will be described based on the Fe—Al binary phase diagram. The Fe side 21 ′ is not on the Fe rich side with about 14 wt% Al as a boundary. It is an ordered solid solution, and the Al-rich side is an ordered solid solution. Furthermore, an Fe 3 Al ordered lattice is formed at 600 ° C. or lower. That is, the basic form of the Fe phase is a solid solution. Since the Al side 21 "has no solid solubility of Fe in Al, precipitation of Fe occurs. The center of the Fe phase has a composition close to that of pure iron having a low Al concentration. It is thought that the detoxification is caused by the Fe phase having the crystal structure as described above, so that the Fe content of 1.5% exceeding the conventional Fe impurity level does not deteriorate the bearing performance. Even when the amount is 0.05% or more, which is the conventional impurity level, it is possible to achieve better seizure resistance than the conventional aluminum alloy, provided that the Fe content exceeds 1.5%. It becomes difficult to roll the aluminum plate.

本発明の組成を有するアルミニウム合金溶湯を連続鋳造鋳型に注湯して、厚さが3〜20mmの連続鋳造板を成型する際に、鋳型内溶湯温度から凝固した鋳造板の温度について850〜300℃の温度範囲を2000〜5000℃/分の速度で冷却することにより、Siを含有しないFe相を形成することができる。また、冷却速度を遅くすることにより、Alや添加元素の取り込み量を多くすることができる。 When the molten aluminum alloy having the composition of the present invention is poured into a continuous casting mold to form a continuous casting plate having a thickness of 3 to 20 mm, the temperature of the cast plate solidified from the molten metal temperature in the mold is 850 to 300. By cooling the temperature range of ° C. at a rate of 2000 to 5000 ° C./min, an Fe phase not containing Si can be formed. Moreover, the amount of Al and additive elements taken up can be increased by slowing the cooling rate.

本発明のアルミニウム合金を、SPCC,SPCHなどの低炭素鋼と圧接することによりすべり軸受とすることができる。かかるすべり軸受において、FeはFe相としてアルミニウムマトリクスに分散して、切削を安定化する。アルミニウム合金を切削工具で切削すると、切削工具の表面にアルミニウムが付着して構成刃先が形成されるので、すべり軸受表面の切削粗さが粗くなる。Fe相などの硬さに関しては、高速度鋼、ダイヤモンド工具、などの切削工具(硬度Hv1500以上)>Si粒子(硬度約Hv1000)>Fe−Al系金属間化合物(硬度Hv700以上)>Fe相(純鉄(Hv200))〜Al、添加元素を取り込んだFe相(Hv400)>Al合金相(Hv=30〜90)の関係があるので、Fe相は構成刃先のアルミニウム合金を削り取ることができる。これに対して、Si粒子などは切削工具材料の硬さとの差が少ないために、切削工具を疵付ける可能性がある。この結果、粗くなった工具がアルミニウム合金を削り取るために、すべり軸受の切削粗さが粗くなる。
尚、添加元素がCu,Crである場合のFe相はFe結晶中にAl,Cu,Crが固溶したFe−Cu−Cr固溶相となり、この相はFe3Al、Fe−Al−Si系金属間化合物に比べて硬さが低いが、Cu,Crの添加により靭性と硬度が高くなっている。これらの物性からFe−Cu−Cr相はAlの切削による構成刃先を除去する効果が特に優れている。具体的には、Alの切粉を細かくして排出できるので、連続した切粉による切削仕上面不良を回避できる。アルミニウム合金の被切削面に硬質相が存在すると、切削工具が硬質相を破壊する際に空孔や欠陥が発生する。しかしながら、Fe−Cu−Cr相は強靭性が優れているために、空孔や欠陥を防ぐことができる。
A slide bearing can be formed by press-contacting the aluminum alloy of the present invention with a low carbon steel such as SPCC or SPCH. In such a sliding bearing, Fe is dispersed in the aluminum matrix as an Fe phase to stabilize cutting. When an aluminum alloy is cut with a cutting tool, aluminum adheres to the surface of the cutting tool to form a constituent cutting edge, so that the cutting roughness of the slide bearing surface becomes rough. Regarding the hardness of the Fe phase and the like, cutting tools such as high-speed steel and diamond tools (hardness Hv 1500 or more)> Si particles (hardness of about Hv 1000)> Fe-Al intermetallic compound (hardness Hv 700 or more)> Fe phase ( Since there is a relationship of pure iron (Hv200)) to Al and an Fe phase (Hv400) incorporating an additive element> Al alloy phase (Hv = 30 to 90), the Fe phase can scrape the aluminum alloy of the constituent blade edge. On the other hand, since there is little difference with the hardness of cutting tool material, Si particle | grains etc. have a possibility of scuffing a cutting tool. As a result, since the roughened tool scrapes the aluminum alloy, the cutting roughness of the slide bearing becomes rough.
When the additive element is Cu or Cr, the Fe phase becomes a Fe—Cu—Cr solid solution phase in which Al, Cu, and Cr are dissolved in the Fe crystal, and this phase is Fe 3 Al, Fe—Al—Si. Although the hardness is lower than that of the intermetallic compound, the toughness and hardness are increased by the addition of Cu and Cr. From these physical properties, the Fe—Cu—Cr phase is particularly excellent in the effect of removing the constituent cutting edge by cutting Al. Specifically, since Al chips can be finely discharged, cutting surface defects due to continuous chips can be avoided. If a hard phase exists on the surface to be cut of the aluminum alloy, voids and defects are generated when the cutting tool breaks the hard phase. However, since the Fe—Cu—Cr phase is excellent in toughness, vacancies and defects can be prevented.

図8は、Al−3〜15%Sn−2〜7%Si−0.1〜5%Feの組成を有するアルミニウム合金の鋳造を後述の条件で行い、得られた鋳造板を圧延した状態の板(as roll)の表面を(旋盤)工具で1m/sの切削条件で切削した際の表面粗さ(RzJIS)、Ra,Rmaxを示すグラフから、Fe量が多いほど、工具及び切削条件が一定であるにも拘わらず、Rmax,RzJISが小さくなることが分かる。切削後の工具刃先表面を目視で観察したところ、Fe量が多いほど構成刃先が少ないことも分かった。これらの実験結果からFe量が多いほど、好ましくは0.3%以上で、被切削材料が構成刃先を削り取り、被切削材料の粗さが小さくなる。従来狙ったとおりの粗さが得られない原因に構成刃先形成があったが、これを解決して切削を安定化できる。 FIG. 8 shows a state in which an aluminum alloy having a composition of Al-3 to 15% Sn-2 to 7% Si-0.1 to 5% Fe was cast under the conditions described below, and the obtained cast plate was rolled. From the graph showing the surface roughness (RzJIS), Ra, and Rmax when cutting the surface of the plate (as roll) with a (lathe) tool at a cutting condition of 1 m / s, the larger the amount of Fe, the more the tool and cutting conditions. It can be seen that Rmax and RzJIS are small despite being constant. When the surface of the tool edge after cutting was visually observed, it was also found that the greater the amount of Fe, the fewer the constituent edge. From these experimental results, the larger the amount of Fe, the more preferably 0.3% or more, the material to be cut off scrapes the constituent cutting edge, and the roughness of the material to be cut decreases. The conventional cutting edge formation is the reason why the desired roughness cannot be obtained, but this can be solved to stabilize the cutting.

本発明のアルミニウム合金すべり軸受は、相手軸と接する面が、好ましくは、RzJIS=0.5〜5μm、Ra=0.1〜1.8μm,Rmax=0.5〜6μmの範囲で切削加工されている。 In the aluminum alloy plain bearing of the present invention, the surface in contact with the mating shaft is preferably machined in the range of RzJIS = 0.5-5 μm, Ra = 0.1-1.8 μm, Rmax = 0.5-6 μm. ing.

さらに、本発明に係るアルミニウム合金は、質量%で、0.5%以下のCr,3%以下のCuの少なくとも1種(以下「添加元素」という)を含有することができる。これらの添加元素のうちCrは、Al−Cr系金属間化合物を形成し、アルミニウムマトリクスの強度を向上させる。また、添加元素はFe相に取り込まれ、Fe相の硬度を高めることにより、構成刃先除去の効果を高める。Crの含有量が0.5%を超えるとアルミニウムマトリクス中に偏析し、圧延性低下などが起こり)、好ましくはない。   Furthermore, the aluminum alloy according to the present invention can contain at least one of Cr (0.5% or less) and Cu (3% or less) (hereinafter referred to as “additive element”) by mass%. Of these additive elements, Cr forms an Al—Cr intermetallic compound and improves the strength of the aluminum matrix. Further, the additive element is taken into the Fe phase, and the effect of removing the constituent edge is enhanced by increasing the hardness of the Fe phase. If the Cr content exceeds 0.5%, it is segregated in the aluminum matrix, resulting in a decrease in rollability and the like.

添加元素のうちCuはアルミニウム合金のマトリクスを強化し、また耐熱性を高める。
CuはFe相にも取り込まれ、その硬度を高める。但し、Cuの添加量が3%を超えると、圧延性低下により、圧延時に割れなどが起こり、好ましくない。
Among the additive elements, Cu reinforces the matrix of the aluminum alloy and improves heat resistance.
Cu is also taken into the Fe phase and increases its hardness. However, if the amount of Cu exceeds 3%, it is not preferable because cracks occur during rolling due to a decrease in rolling properties.

さらに、本発明に係るアルミニウム合金は、Mg,Ag,Znのうち少なくとも1種を総量で8質量%以下、Zr,Mn,V,Sc,Li,Niのうち少なくとも1種を総量で0.5質量%以下を含有することができる。Mg,Ag,Znは固溶強化をもたらすが、含有量が総量で8質量%を超えると、金属間化合物の生成、析出や添加元素の晶出による靭性低下により性能が低下するため好ましくない。また、本発明に係るアルミニウム合金は、Zr,Mn,V,Sc,Li,Niのうち少なくとも1種を総量で0.5質量%以下することができる。Zr,Mn,V,Sc,Li,Niは析出強化をもたらすが、その総量が0.5質量%を超えると析出粒子の粗大化、偏析により強度向上の作用が得られないため好ましくない。これらの、Mg,Ag,Zn、Zr,Mn,V,Sc,Li,Niを以下「追加元素」という。追加元素のうち、Mn,Ni,Zr,Vは通常のFeの合金元素であるが、含有量が少ないために、Fe相中には痕跡量以下しか取り込まれない。 Furthermore, the aluminum alloy according to the present invention includes at least one of Mg, Ag, and Zn in a total amount of 8% by mass or less, and at least one of Zr, Mn, V, Sc, Li, and Ni in a total amount of 0.5%. It can contain the mass% or less. Mg, Ag, and Zn cause solid solution strengthening. However, if the content exceeds 8% by mass in total, the performance deteriorates due to the formation of intermetallic compounds, precipitation, and toughness reduction due to crystallization of added elements, which is not preferable. In the aluminum alloy according to the present invention, at least one of Zr, Mn, V, Sc, Li, and Ni can be 0.5% by mass or less in total. Zr, Mn, V, Sc, Li, and Ni cause precipitation strengthening, but if the total amount exceeds 0.5% by mass, the effect of improving the strength cannot be obtained due to coarsening and segregation of the precipitated particles, which is not preferable. These Mg, Ag, Zn, Zr, Mn, V, Sc, Li, and Ni are hereinafter referred to as “additional elements”. Among the additional elements, Mn, Ni, Zr, and V are normal Fe alloy elements, but since the content is small, only a trace amount or less is taken into the Fe phase.

上記した基本成分及び添加元素以外に、地金やスクラップ原料から不可避的にもたらされるPb,In,Biなどの不純物が少量含有される。また、Ti,Bは通常Al結晶粒の微細化剤であるが、本発明のアルミニウム合金では微細結晶粒はFe相形成とは関連しないために、総量で0.5%以下は不純物として許容される。 In addition to the basic components and additive elements described above, a small amount of impurities such as Pb, In, Bi, which are inevitably brought about from bullion and scrap materials. Ti and B are usually finer agents for Al crystal grains. However, in the aluminum alloy of the present invention, since the fine crystal grains are not related to Fe phase formation, a total amount of 0.5% or less is allowed as an impurity. The

本発明の第二のすべり軸受用アルミニウム合金は、質量百分率で、1〜20%のSn,0.5〜12%のSi、及び0.05〜1.5%Feを含有し,必要により添加元素及び/又は追加元素を含有し、残部がAl及び不可避的不純物からなるすべり軸受用アルミニウム合金において、AlマトリクスにSi粒子及びFe相が分散しており、長径寸法が5〜40μmの前記Si粒子が3.56×10-2mm2当り5個以上存在するものである。 The second aluminum alloy for plain bearings of the present invention contains, by mass, 1 to 20% Sn, 0.5 to 12% Si, and 0.05 to 1.5% Fe, optionally added. In a sliding bearing aluminum alloy containing an element and / or an additional element, the balance being Al and inevitable impurities, Si particles and Fe phase are dispersed in an Al matrix, and the Si particles having a major axis dimension of 5 to 40 μm Are 5 or more per 3.56 × 10 −2 mm 2 .

本発明の第二のアルミニウム合金は、特許文献3に開示された裏金との圧接前の焼鈍を300〜550℃で施し、Si粒子を粗大化することにより、相手軸、特に鋳造軸表面の凹凸を平滑化することができる。また、裏金と圧接しないソリッド軸受についても、同様に300〜550℃で焼鈍することにより、Si粒子を粗大化することができる。Fe相については段落番号0018〜0021で説明したとおりである。また、本発明の第二のアルミニウム合金は上記の添加元素及び/又は追加元素を含有することができる。これらの元素の作用は段落番号0026〜0028で説明したとおりである。 The second aluminum alloy of the present invention is subjected to annealing before press contact with the back metal disclosed in Patent Document 3 at 300 to 550 ° C., and by coarsening the Si particles, the surface of the mating shaft, in particular, the surface of the casting shaft is uneven. Can be smoothed. Similarly, Si particles can be coarsened by annealing at 300 to 550 ° C. in the same manner for solid bearings that are not in pressure contact with the back metal. The Fe phase is as described in paragraphs 0018 to 0021. Further, the second aluminum alloy of the present invention can contain the above-mentioned additive elements and / or additional elements. The action of these elements is as described in paragraphs 0026 to 0028.

本発明の第二のアルミニウム合金の別の実施態様においては、粗大化Si粒子は、円相当径が2〜15μmであり、円相当径が4μm以上のSi粒子が個数割合で20%以上であると、さらに特性が向上する。 In another embodiment of the second aluminum alloy of the present invention, the coarse Si particles have an equivalent circle diameter of 2 to 15 μm, and the number of Si particles having an equivalent circle diameter of 4 μm or more is 20% or more. And the characteristics are further improved.

本発明の第一に係るアルミニウム合金においては、Feをアルミニウム結晶の粒界にFe相として存在させることにより、Feが無害化されているので、従来の合金と同一組成であっても、摺動特性が改良される。また、従来の不純物量レベルを遥かに超える0.3%以上のFeを含有するアルミニウム合金(請求項2)であっても、良好な摺動特性を備えている。Fe相に取り込まれたAl(請求項3)はFe相を強化することにより、摺動特性を改良する。 In the aluminum alloy according to the first aspect of the present invention, Fe is rendered harmless by allowing Fe to exist as an Fe phase in the grain boundary of the aluminum crystal. Properties are improved. Moreover, even an aluminum alloy containing 0.3% or more of Fe far exceeding the conventional impurity level (Claim 2) has good sliding characteristics. Al taken in the Fe phase (Claim 3) improves the sliding characteristics by strengthening the Fe phase.

本請求項4に係るアルミニウム合金に含有される添加元素は軸受性能を高めるとともに、Fe相に一部取り込まれる添加元素(請求項5)が、Fe相の硬度を高め、構成刃先除去効果を高める。追加元素(請求項6)は専らアルミニウムの摺動特性を向上する。 The additive element contained in the aluminum alloy according to claim 4 enhances the bearing performance, and the additive element partially incorporated into the Fe phase (claim 5) increases the hardness of the Fe phase and increases the effect of removing the constituent edge. . The additional element (Claim 6) exclusively improves the sliding properties of aluminum.

本願請求項7に係るアルミニウム合金は、塊状Si粒子が相手軸表面を削り取り平滑化するという特許文献1が達成した効果に加えて、Feが無害化され、さらに、構成刃先除去効果も伴っている。 In addition to the effect achieved by Patent Document 1 in which massive Si particles scrape off and smooth the surface of the mating shaft, the aluminum alloy according to claim 7 of the present application is made Fe harmless and further has a component cutting edge removal effect. .

本発明の第一又は第二のアルミニウム合金を用いたすべり軸受(請求項9、10)は、Sn及びSiによりすべり軸受の基本的特性を発揮し、添加元素により摺動特性を改良するとともに、Fe相が軸受切削時の軸受の表面粗さを安定化し、狙った表面粗さを安定的に得ることができる。また、本発明のアルミニウム合金からなるマイクログルーブ軸受については潤滑油が溝を理想的にきれいに流れるので、軸受性能を向上し、焼付や摩耗をさらに起こり難くする。このような軸受性能向上に加えて、構成刃先が抑制されるために、切削中に作業を中断し、工具刃先を研磨することによる能率低下も抑えることができる。
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。
The slide bearing using the first or second aluminum alloy of the present invention (Claims 9 and 10) exhibits the basic characteristics of a slide bearing with Sn and Si, and improves the sliding characteristics with an additive element. The Fe phase stabilizes the surface roughness of the bearing when the bearing is cut, and the targeted surface roughness can be stably obtained. Further, in the micro groove bearing made of the aluminum alloy of the present invention, the lubricating oil flows ideally cleanly in the groove, so that the bearing performance is improved and seizure and wear are less likely to occur. In addition to such an improvement in bearing performance, since the constituent cutting edges are suppressed, it is possible to suppress a decrease in efficiency due to interruption of the operation during the cutting and polishing of the tool cutting edge.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

実施例1(第一発明)
表1の組成を有するアルミニウム合金を厚さ15mmの板に冷却速度を制御(段落番号0022)して連続鋳造した。但し、比較例9〜12は上記850〜300℃の温度範囲を冷却速度を制御しない通常の遅い冷却速度で鋳造した。得られた鋳造薄板に冷間圧延した後、アルミニウム合金を裏金(SPCC鋼板)に圧着した。
Example 1 (first invention)
An aluminum alloy having the composition shown in Table 1 was continuously cast on a plate having a thickness of 15 mm while controlling the cooling rate (paragraph number 0022). However, Comparative Examples 9 to 12 were cast in the above 850 to 300 ° C. temperature range at a normal slow cooling rate without controlling the cooling rate. After cold rolling to the obtained cast thin plate, the aluminum alloy was pressure-bonded to the back metal (SPCC steel plate).

これらのバイメタル材料を用いて、軸受に加工し、下記条件で性能試験を行った。
耐疲労性試験
(イ)試験機:往復動荷重試験機
(ロ)回転速度:2000〜3000r.p.m
(ハ)試験温度(軸受背面温度):160℃
(ニ)相手材:S55C高周波焼入れ
(ホ)潤滑油:CF−4 10W−30
耐焼付性試験
(イ)試験機:静荷重試験機
(ロ)回転速度:1300〜8000r.p.m
(ハ)試験温度(給油温度):160〜180℃
(二)荷重:5MPa漸増
(ホ)相手材:S55C高周波焼入れ
(へ)潤滑油:SN 0W−20
耐摩耗性試験
(イ)試験機:荷重摩耗試験機
(ロ)回転速度:0〜1000r.p.m
(ハ)試験温度(給油温度):50〜80℃
(ニ)相手材:S55C高周波焼入れ
(ホ)潤滑油:SN 0W−20
試験の結果を表2に示す。
Using these bimetallic materials, bearings were processed and performance tests were conducted under the following conditions.
Fatigue resistance test (A) Test machine: Reciprocating load test machine (B) Rotational speed: 2000 to 3000 r. p. m
(C) Test temperature (bearing back surface temperature): 160 ° C
(D) Counterpart material: S55C induction hardening (e) Lubricating oil: CF-4 10W-30
Seizure resistance test (A) Test machine: Static load test machine (B) Rotational speed: 1300 to 8000 r. p. m
(C) Test temperature (oil supply temperature): 160 to 180 ° C
(2) Load: 5MP gradually increasing (e) Counterpart material: S55C induction hardening (f) Lubricating oil: SN 0W-20
Abrasion resistance test (A) Test machine: Load wear test machine (B) Rotational speed: 0 to 1000 r. p. m
(C) Test temperature (oil supply temperature): 50 to 80 ° C
(D) Counterpart material: S55C induction hardening (e) Lubricating oil: SN 0W-20
The test results are shown in Table 2.

Figure 2014196544
Figure 2014196544

備考:
表1及び後述の表3において、「個数」は、長径寸法が5〜40μmのSi粒子が3.56×10-2mm2当りの面積に存在する個数である。「平均粒径」の単位はμmである。「疲労面圧」及び「焼付面圧」の単位はMPaである。摩耗量の単位はμmである。
Remarks:
In Table 1 and Table 3 described later, “number” is the number of Si particles having a major axis dimension of 5 to 40 μm in an area per 3.56 × 10 −2 mm 2 . The unit of “average particle diameter” is μm. The unit of “fatigue surface pressure” and “seizure surface pressure” is MPa. The unit of wear amount is μm.

実施例のNo.2 と比較例No.10はSi,Sn組成がほとんど同じであるが、軸受性能は前者の方が、Fe量が多いにも拘らず、後者より優れている。同様の関係は、実施例のNo.1と比較例のNo.9について、また実施例のNo.5と比較例のNo.11についても認められる。また、その他の実施例は高濃度のFeを含有するにも拘らず、軸受性能が良好である。 The No. 2 of the example and the comparative example No. 10 have almost the same Si and Sn composition, but the bearing performance of the former is superior to that of the latter although the amount of Fe is large. Similar relationships are observed for No. 1 of the example and No. 9 of the comparative example, and also for No. 5 of the example and No. 11 of the comparative example. In addition, although other examples contain a high concentration of Fe, the bearing performance is good.

実施例2(第2発明) Example 2 (second invention)

表3に組成を示すアルミニウム合金につき、実施例1と同様に鋳造、圧延し、その間で530℃で6時間焼鈍した。焼鈍後さらに圧延の途中でアルミニウム合金を裏金(SPCC鋼板)に圧着した。実施例1と同様に軸受性能を測定した結果を表3に、また切削工具を用いて1m/secの条件で切削試験の結果を表4に示す。表3において、「寸法」は、円相当径(μm)であり、「割合」は円相当径が4μm以上の粒子が全体に占める個数割合である。なお、表3のSi粒子は3.56×10-2mm2当り5個以上存在するという請求項7の要件を満たしていた。 The aluminum alloy having the composition shown in Table 3 was cast and rolled in the same manner as in Example 1, and annealed at 530 ° C. for 6 hours. After the annealing, the aluminum alloy was further pressure-bonded to the back metal (SPCC steel plate) during the rolling. The results of measuring the bearing performance in the same manner as in Example 1 are shown in Table 3, and the results of a cutting test using a cutting tool under the condition of 1 m / sec are shown in Table 4. In Table 3, “dimension” is the equivalent circle diameter (μm), and “ratio” is the ratio of the number of particles having an equivalent circle diameter of 4 μm or more to the whole. Incidentally, the requirement of claim 7 was satisfied that the number of Si particles in Table 3 was 5 or more per 3.56 × 10 −2 mm 2 .

Figure 2014196544
Figure 2014196544

Figure 2014196544
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本発明実施例は高濃度のFeを含有するにも拘らず、軸受性能が優れている。さらに、制度が高い仕上げ粗さを得ることができる。 Although the embodiment of the present invention contains a high concentration of Fe, the bearing performance is excellent. Furthermore, the system can obtain a high finishing roughness.

本発明のアルミニウム合金は、半割りメタル軸受、ブシュ、スラストワッシャなどに使用することができる。 The aluminum alloy of the present invention can be used for half metal bearings, bushings, thrust washers and the like.

マイクログーブの表面プロフィールである。It is the surface profile of micro-gove. 構成刃先が形成された工具で切削したマイクログルーブの表面プロフィールである。It is the surface profile of the micro groove cut with the tool in which the constituent cutting edge was formed. Al−6%Sn−3%Si−2%Feの組成を有するアルミニウム合金をEPMAカラーマッピングした写真を白黒二値化した写真である。It is the photograph which carried out the black-and-white binarization of the photograph which carried out the EPMA color mapping of the aluminum alloy which has a composition of Al-6% Sn-3% Si-2% Fe. 図4の写真のうちAl濃度を示すパターンのスケッチ図である。It is a sketch figure of the pattern which shows Al concentration among the photographs of FIG. 図4の写真のうちFe濃度を示すパターンのスケッチ図である。It is a sketch figure of the pattern which shows Fe density | concentration among the photographs of FIG. 図4の写真のうちSi濃度を示すパターンのスケッチ図である。It is a sketch figure of the pattern which shows Si density | concentration among the photographs of FIG. Fe相のAl,Fe濃度プロフィールの模式図である。It is a schematic diagram of the Al and Fe concentration profile of the Fe phase. Al−3〜15%Sn−2〜7%Si−0.2〜5%Fe系アルミニウム合金のFe含有量と表面粗さ(RzJIS)、Ra,Rmaxを示すグラフである。It is a graph which shows Fe content, surface roughness (RzJIS), Ra, Rmax of Al-3-15% Sn-2-7% Si-0.2-5% Fe-type aluminum alloy.

20−Alマトリクス
21−Fe相
22−Si相
20-Al matrix 21-Fe phase 22-Si phase

Claims (10)

質量百分率で、1〜20%のSn,0.5〜12%のSi、及び0.05〜1.5%のFeを含有し,残部がAl及び不可避的不純物からなるすべり軸受用アルミニウム合金において、AlマトリクスにSi粒子及びSiを含有しないFe相が分散していることを特徴とするすべり軸受用アルミニウム合金。 In an aluminum alloy for slide bearings containing 1 to 20% Sn, 0.5 to 12% Si, and 0.05 to 1.5% Fe in mass percentage, the balance being Al and inevitable impurities An aluminum alloy for a sliding bearing, wherein an Si phase and an Fe phase not containing Si are dispersed in an Al matrix. Fe含有量が0.3%以上である請求項1記載のすべり軸受用アルミニウム合金。 The aluminum alloy for a slide bearing according to claim 1, wherein the Fe content is 0.3% or more. 前記Fe相の各分散相には前記AlマトリクスからAlが取り込まれ、Alの濃度は分散相とAlマトリクスの界面で最も高く内部に向かって低下していることを特徴とする請求項1又は2記載のすべり軸受用アルミニウム合金。 3. The dispersed phase of the Fe phase takes in Al from the Al matrix, and the concentration of Al is highest at the interface between the dispersed phase and the Al matrix and decreases toward the inside. Aluminum alloy for sliding bearings as described. さらに、質量百分率で、0.5%以下のCr,3%以下のCuの少なくとも1種(以下「添加元素」という)を含有することを特徴とする請求項1から3までの何れか1項記載のすべり軸受用アルミニウム合金。 Further, at least one kind of Cr of 0.5% or less and 3% or less of Cu (hereinafter referred to as “additive element”) is contained by mass percentage. Aluminum alloy for sliding bearings as described. 前記Fe相の各分散相には前記Alマトリクスから前記添加元素が取り込まれ、添加元素の濃度は分散相とAlマトリクスの界面で最も高く内部に向かって低下していることを特徴とする請求項4に記載のすべり軸受用アルミニウム合金。 The additive element is taken into each dispersed phase of the Fe phase from the Al matrix, and the concentration of the additive element is highest at the interface between the dispersed phase and the Al matrix and decreases toward the inside. 4. Aluminum alloy for slide bearings according to 4. Mg,Ag,Znのうち少なくとも1種を総量で8質量%以下、Zr,Mn,V,Sc,Li,Niのうち少なくとも1種を総量で0.5質量%以下、さらに、不可避的不純物としてTi,Bを総量で0.5質量%以下、を含有する請求項1から5までの何れか1項に記載のすべり軸受用アルミニウム合金。 At least one of Mg, Ag, and Zn is 8% by mass or less in total amount, at least one of Zr, Mn, V, Sc, Li, and Ni is 0.5% by mass or less in total amount, and as an inevitable impurity The aluminum alloy for plain bearings according to any one of claims 1 to 5, comprising Ti and B in a total amount of 0.5% by mass or less. 長径寸法が5〜40μmの前記Si粒子が3.56×10-2mm2当り5個以上存在することを特徴とする請求項1から6までの何れか1項記載のすべり軸受用アルミニウム合金。 The aluminum alloy for a sliding bearing according to any one of claims 1 to 6, wherein five or more Si particles having a major axis dimension of 5 to 40 µm are present per 3.56 × 10 -2 mm 2 . 前記Si粒子の円相当径が2〜15μmであり、円相当径が4μm以上のSi粒子が個数割合で20%以上であることを特徴とする請求項7記載のすべり軸受用アルミニウム合金。 The aluminum alloy for a slide bearing according to claim 7, wherein the equivalent circle diameter of the Si particles is 2 to 15 µm, and the number of Si particles having an equivalent circle diameter of 4 µm or more is 20% or more. 請求項1から8までの何れか1項記載のすべり軸受用アルミニウム合金とSPCC,SPHCなどの低炭素鋼を冷間圧延で圧接したクラッド材からなるすべり軸受。 9. A slide bearing comprising a clad material in which the aluminum alloy for a slide bearing according to any one of claims 1 to 8 and a low carbon steel such as SPCC or SPHC are pressed by cold rolling. 相手軸と接する面が切削加工されていることを特徴とする請求項9記載のすべり軸受。 The plain bearing according to claim 9, wherein a surface in contact with the mating shaft is cut.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112813378A (en) * 2020-12-30 2021-05-18 安徽鑫铂铝业股份有限公司 Preparation method of high-toughness solar photovoltaic aluminum profile

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