JP3010257B2 - アルミニウム合金軸受の製造方法 - Google Patents

アルミニウム合金軸受の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、鋼からなる裏金
層にアルミニウム合金層を接合し、更にアルミニウム合
金層の表面にダム層とオーバレイを被覆するアルミニウ
ム軸受の製造方法に関する。特に、アルミニウム合金軸
受を製造する一連の製造工程の途中で、裏金層にアルミ
ニウム合金層を接合した状態の半製品について、中間層
の接着力を高める目的でアルミニウム合金層の表面をエ
ッチング処理した後に、その表面に残存するスマットを
除去する脱スマット処理に関する。
【0002】
【従来の技術】アルミニウム合金軸受1は、図1に示す
ように、裏金層11にアルミニウム合金層12を接合
し、さらにアルミニウム合金層12の内面に中間層13
とオーバレイ14をめっきによって更に被覆したもの
が、広く知られている。
【0003】これらアルミニウム合金軸受1において、
図2に示す半円筒形の半割軸受1aを例に説明すると、
半割軸受1aは、ハウジング20の円筒形内面に二個一
組として組み付けられた上で、回転軸21を回転自由に
支持するものであるが、その際に、軸受の外周長さがハ
ウジング20の内周長さより長かったりすると軸受が内
面側へ大きく変形を起こしたり、また逆に短かったりす
ると摺動中に軸受の位置がずれるなどの不具合を生じ、
回転軸21を円滑に支持することができなくなる。この
ため、ハウジング20の内面直径に対して、半割軸受1
aの外周長さの寸法公差が極めて厳密に要求されてい
る。
【0004】例えば、JIS D3102には、内径4
0〜80mmの軸受について、軸受高さHの公差を0.
04mm以内とすることが定められている。この軸受高
さHは、図3に示すように、測定用ジグ31の所定の直
径からなる筒状の半円弧凹面31a内に収容し、片側か
ら加圧盤32によって所定の押圧力Pで押圧した際の半
割軸受1aの外面半径となる。
【0005】かかるアルミニウム合金軸受を製造する工
程においては、裏金層11にアルミニウム合金層12を
接合した複層板を切断して短冊状とし、これを半円筒形
に湾曲成形して、図4に示す半製品10としている。そ
して、半製品10の内面に図1に示す中間層13とオー
バレイ14を順次めっき法によって被覆形成している。
【0006】この製造工程において、半製品10のアル
ミニウム合金層12上に中間層13をめっきする前工程
として、アルミニウム合金層12と中間層13との接着
力の向上を目的として、アルミニウム合金層12の表面
に形成された酸化物等を溶解し除去するためのエッチン
グ処理が行われる。このエッチング処理は、アルカリ液
中に浸漬して処理を行うのであるが、アルミニウム合金
層12の添加元素である銅やシリコン等の不溶解物(ス
マット)が、表面に付着残留しており、これを除去する
ために脱スマット処理が続いて行われている。
【0007】脱スマット処理は、半製品に脱スマット処
理液を接触させることによって行われる。脱スマット処
理液は、従来から酸と酸化剤との組み合わせからなる水
溶液が使用され、硫酸と重クロム酸、硝酸とフッ酸など
を組み合わせた処理液が一般的に使用されている。
【0008】脱スマット処理では、アルミニウム合金層
ばかりか裏金も脱スマット処理液に接触するために、硫
酸と重クロム酸、硝酸とフッ酸などを組み合わせた脱ス
マット処理液では、スマットが除去されると同時に裏金
も浸食されていた。裏金11が浸食されて薄肉となる
と、軸受高さHが減少し、また寸法のばらつきも大きく
なっていた。
【0009】また、特開平7ー233490号公報に
は、脱スマット処理液をリン酸と硝酸の混合水溶液とし
たものが開示され、脱スマット処理による裏金の浸食を
押さえることができるとしている。さらに、尿素などの
含窒素有機化合物を添加することによって、亜硝酸ガス
の発生を抑制して、作業環境の悪化を防止できるとして
いる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】近年、軸受製造におい
ても、作業環境の悪化や公害の発生を防止する観点か
ら、種々の取り組みがなされている。従来からの、硫酸
と重クロム酸、硝酸とフッ酸などを組み合わせた脱スマ
ット処理液では、裏金の浸食が大きいばかりでなく、酸
化剤として重クロム酸を使用した場合には、六価クロム
を除去した上で排水する必要があった。また、硝酸を使
用した場合には、亜硝酸ガスの発生による作業環境の悪
化を防止する必要があった。
【0011】特開平7ー233490号公報に開示され
たリン酸と硝酸の混合液を使用した脱スマット処理液で
は、含窒素有機化合物を添加することによって、亜硝酸
ガスの発生を抑制できるとしている。しかし、窒素とリ
ンを含んでいるために、廃液対策を十分に行う必要があ
るなどの課題を有している。更に、リン酸は一般に高価
であり、これを大量に使用するこの従来技術ではコスト
高になるおそれもある。
【0012】そこで、本発明では、脱スマット処理を、
硫酸とペルオキソ硼酸塩から構成する脱スマット処理液
を用いることによって、裏金の浸食が少なく、また作業
環境が良好で排水処理の容易なアルミニウム合金軸受の
製造方法とすることを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明では、半製品のア
ルミニウム合金層の表面をエッチング処理した後に、ア
ルミニウム合金層の表面に付着しているスマットを除去
する脱スマット処理に、硫酸が20〜60重量%、ペル
オキソ硼酸塩が2〜10重量%の水溶液を脱スマット処
理液として用いている。脱スマット処理液は、硫酸とペ
ルオキソ硼酸塩を含有する水溶液である。ペルオキソ硼
酸塩のほかには、ペルオキソ炭酸塩、ペルオキソ硫酸塩
などを使用することができるが、ペルオキソ硼酸塩の過
硼酸ナトリウムが安定性の点から特に望ましい。
【0014】脱スマット処理液の硫酸濃度は20〜60
重量%とする。硫酸が20重量%未満では、スマットが
残存する。一方、60重量%を越えるとペルオキソ硼酸
塩の溶解性が悪くなる。これらを考慮すると、特に30
〜40重量%が望ましい。
【0015】ペルオキソ硼酸塩の濃度は2〜10重量%
とする。ペルオキソ硼酸塩の濃度が2重量%未満では、
スマットが残存する。一方、10重量%を越えると裏金
を浸食する。このため、2〜10重量%とし、特に3〜
8重量%が望ましい。
【0016】脱スマット処理液の温度は、必ずしも加熱
・冷却することなく、室温で処理することもできるが、
10〜50°Cの範囲で処理することが望ましい。ま
た、処理時間としては、処理液の温度との関係で、30
〜300秒であることが望ましい。
【0017】脱スマット処理により、アルミニウム合金
層の表面に付着・残留しているスマットは除去される。
この際、裏金層も僅かであるが浸食されるが、その浸食
量は軸受高さで、数μmと僅かである。脱スマット処理
を行うに従って、ペルオキソ硼酸塩は無害の硼酸に分解
する。また、酸として硫酸を使用しているので、有害な
窒素酸化物ガスなどの発生はなく、作業環境を悪化する
ことはない。また、中和処理を行うことにより、無害な
廃液とすることができる。
【0018】脱スマット処理を終えた半製品は、水洗、
乾燥されて、めっき法などによる中間層の形成が行わ
れ、さらにオーバレイが形成される。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、半製品のアルミニ
ウム合金層の表面をエッチング処理した後に、アルミニ
ウム合金層の表面に付着しているスマットを除去する脱
スマット処理に、硫酸が20〜60重量%、ペルオキソ
硼酸塩が2〜10重量%の水溶液を脱スマット処理液と
することにより、裏金の侵食が少なくてすみ、結果とし
て軸受高さのばらつきを抑制することができるととも
に、作業環境が良好で排水処理の容易な脱スマット処理
とすることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、この発明を実施例及び比較
例に基づいて詳細に説明する。図4に示すような実施例
及び比較例の半製品10を、裏金層11として厚さ1.
5mmの鋼板(SPCC)に、アルミニウム合金層12
として厚さ0.3mmのアルミニウム合金(Sn12重
量%、Si2.5重量%、Cu0.5重量%)を接合し
た積層板を幅25mm、長さ110mmの短冊状に切断
し、これを外径70mmの半円筒形に湾曲して作製し
た。このようにして作製した半製品10を各20個づつ
実施例及び各比較例の試験試料とした。
【0021】この試験試料を脱脂液中に浸漬して脱脂処
理を施した後、エッチング処理液として、液温50°C
の水酸化ナトリウム10g/lの水溶液中で2分間浸漬
してエッチング処理した。そして、水洗、乾燥した後
に、この半製品の軸受高さHを測定し、脱スマット処理
前の軸受高さH1とした。
【0022】次に、軸受高さHを測定した半製品につい
て、脱スマット処理を施した。脱スマット処理は、表1
に示すように、実施例1〜3として硫酸が20〜60重
量%、過硼酸ナトリウムが2〜10重量%の水溶液を、
また比較例1として重クロム酸と硫酸、比較例2として
フッ酸と硝酸、及び比較例3としてリン酸と硝酸を脱ス
マット処理液とする浴についてそれぞれ行った。また比
較例4は硫酸を10重量%、過硼酸ナトリウムを4重量
%とした水溶液、比較例5は硫酸を50重量%、過硼酸
ナトリウムを1重量%とした水溶液の例である。
【0023】
【表1】
【0024】脱スマット処理は、各浴の温度を20°
C、浸漬時間を2分とした。脱スマット処理液から引き
上げた後に水洗し、乾燥した。脱スマット処理後の各実
施例及び比較例について軸受高さHを測定し、脱スマッ
ト処理後の軸受高さH2とした。そして、脱スマット処
理前と処理後の軸受高さから軸受高さの減少量ΔH(H
1ーH2)とそのばらつきを求めた。これらの結果を表2
及び図5に示す。
【0025】
【表2】
【0026】実施例1〜3と比較例1〜3では、アルミ
ニウム合金層の表面からスマットが十分に除去されてい
た。一方、比較例4及び比較例5では、スマットが残存
していた。
【0027】また、表2及び図5に示すように、比較例
1又は比較例2においては、軸受高さの減少量が17、
20μmと大きく、また、そのばらつきも約10〜約3
1μmと大きかった。比較例3では、軸受高さの減少量
が11μm、ばらつきも6〜20μmを示し、比較例
1、2よりも軸受高さの減少量及びばらつきが改善され
ている。本実施例1〜3では、この比較例3に対しても
軸受高さの減少量と、ばらつきが大きく改善された結果
が得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】アルミニウム合金軸受の一部の拡大図
【図2】使用状態を説明する断面図
【図3】軸受高さHを測定する測定法の説明図
【図4】半製品の斜視図
【図5】軸受高さの減少量とそのばらつきを示すグラフ
【符号の説明】
1…アルミニウム合金軸受 11…裏金層 12…アルミニウム合金層 13…ダム層 14…オーバレイ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴山 隆之 名古屋市北区猿投町2番地 大同メタル 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−15739(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23G 1/12 C23C 22/78 C23F 1/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼からなる裏金層にアルミニウム合金層
    を接合して半製品とし、該半製品のアルミニウム合金層
    の表面にさらに中間層とオーバレイを順次被覆するアル
    ミニウム合金軸受の製造方法において、 前記半製品の該アルミニウム合金層の表面をエッチング
    処理した後に、該アルミニウム合金層の表面に付着して
    いるスマットを除去する脱スマット処理に、硫酸が20
    〜60重量%、ペルオキソ硼酸塩が2〜10重量%の水
    溶液を脱スマット処理液として用いることを特徴とする
    アルミニウム合金軸受の製造方法。
  2. 【請求項2】 ペルオキソ硼酸塩は、過硼酸ナトリウム
    であることを特徴とする請求項1記載のアルミニウム合
    金軸受の製造方法。
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GB2320297B (en) 1999-06-30
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