JP4023843B2 - 滑り軸受用材料 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼製裏張り層と、アルミニウム系軸受用材料製の被覆層とから成る滑り軸受用材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
殊に内燃機関の、例えばクランクシャフトや連接棒のような可動部分の軸受に対しては多様な要求がなされ、鋼製裏張り層と、軸受用材料製の被覆層とから成る滑り軸受用多層材料の使用が迫られて来た。場合により上記二層間には、更にもう一層を配設することができる。比較的高荷重の下では、特に鋼／アルミニウム軸受用材料の組み合せはその有効性が実証されている。即ちこの組み合せは、あらゆる操業条件下で充分な機能安定性を保ち、かつまた比較的低コストで製造可能である。また、例えば新型の内燃機関のクランクシャフト用軸受や連接棒用軸受で現れる高い滑り速度の下では、通常更に、ＰｂＳｎ１０Ｃｕから成る鍍金層が必要である。
【０００３】
ＩＳＯ規格第４３８３号には、材料略号ＡｌＳｎ２０Ｃｕを付与された滑り軸受用圧延ブッシング製造用アルミニウム系軸受材料が記載されており、この軸受材料は１７．５〜２２．５重量％の錫、０．７〜１．３重量％の銅および残部がアルミニウムから成る組成を有し、錫がアルミニウム銅母材中に含まれている。そしてこの合金は、０．７％以下のＳｉ、０．１％以下のＭｇ、０．１％以下のＮｉ、０．２％以下のＴｉ、０．７％以下のＦｅ、０．７％以下のＭｎおよびその他の成分を合わせて合計０．５％以下を含むことができる。ところでこのアルミニウム系軸受材料が鋼製裏張り層と共に複合材料化され、かなりの重要度を占めるに至った理由は、この軸受材料が多くの場合、滑り表面層を必要とせずに内燃機関の軸受に使用され得るからである。しかし他方、この利点は、この軸受材料で作られた滑り軸受要素の負荷能力の低下として跳ね返って来る。また疲労限は３５〜４５Ｎ／ｍｍ2 であって、同程度の頻度で内燃機関に使用される鋼／鉛青銅製軸受材料の疲労限よりもやや低い。鋼／ＡｌＳｎ２０Ｃｕ系軸受材料で作られた滑り軸受機素および摩擦ワッシャ(Anlaufscheiben)は、良好な滑り性能を有すると共に比較的少ない摩耗を示し、４０Ｎ／ｍｍ2 以下の中程度の荷重下での使用に適している。更に端縁支持要素(Kantentraeger )として抵抗力が大きいと共に、摩耗により生じた細溝を自己補修する能力が優れていることが挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、鋼製裏張り層と、母材中に錫が微細分布されたアルミニウム系軸受用材料製の被覆層とから成る鍍金層なしの滑り軸受用材料であって、少なくとも５５Ｎ／ｍｍ2 の疲労限を有すると共に、鋼／ＡｌＳｎ２０Ｃｕ系滑り軸受材料の持つ優れた機械的性質をも併せ有する滑り軸受用材料を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、鋼製裏張り層１と、母材中に錫を含むアルミニウム系軸受用材料製の被覆層３とから成る滑り軸受用材料において、２００〜２２０℃の温度下で２〜１２時間に亙り熱処理されて前記錫が前記母材中に微細分布していると共に、上記アルミニウム系軸受用材料が１４〜１８重量％の錫、１．７〜２．３重量％の銅および残部のアルミニウムから成るように滑り軸受用材料を構成した。
【０００６】
上記アルミニウム系軸受用材料はさらに、０．０５〜０．２重量％のチタンを含むことができる。
【０００７】
上記鋼製裏張り層１と、上記アルミニウム系軸受用材料製の被覆層３との間には、厚さ０．０１〜０．０５ｍｍの純アルミニウム層２を設けることができる。
【０００８】
【実施例】
本発明の滑り軸受用材料の製造のため、冷間圧延鋼帯と冷間圧延アルミニウム系軸受用材料帯とは連続工程で同時に、脱脂、研磨および／またはブラシかけ清浄された後、圧延接合工場で互いに接合される。この接合の際、上記鋼帯と軸受用材料帯とは圧延による圧力下で互いに程度が異なる変形を受ける。そしてその際に生じる相対運動により上記鋼帯と軸受用材料帯とは摩擦圧接される。上記鋼帯および軸受用材料帯の変形は少なくとも４５％に達する。こうして作られた帯状の鋼／アルミニウム系軸受用材料は冷却およびリール巻き取りされた後、２００〜２２０℃の温度下で２〜１２時間に亙り熱処理される。この熱処理の際、上記鋼と上記アルミニウム系軸受用材料との間の接合が拡散過程により強化されると共に、上記接合後アルミニウム銅母材中で通常列状に存在した錫がこの母材中で非常に微細に分布することになる。
【０００９】
図１は本発明により構成された、三層構造を有する滑り軸受用材料の顕微鏡組織写真を示す。鋼製裏張り層１には、厚さ０．０３ｍｍの純アルミニウム層２が中間層として接合されている。そしてこの中間層２には、組成が１５重量％錫、１．９重量％銅、０．１重量％チタンおよび残部アルミニウムのアルミニウム系軸受用材料から成る軸受層３が接合されている。
【００１０】
【発明の効果】
本発明は上述のような構成であるから、少なくとも５５Ｎ／ｍｍ2 の疲労限を有し、しかも鋼／ＡｌＳｎ２０Ｃｕ系滑り軸受材料の優れた機械的性質をも有する滑り軸受用材料を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】三層構造を有する滑り軸受用材料の顕微鏡組織写真である。
【符号の説明】
１ 裏張り層
２ 純アルミニウム層（中間層）
３ 被覆層

Claims (3)

  1. 鋼製裏張り層１と、母材中に錫を含むアルミニウム系軸受用材料製の被覆層３とから成る滑り軸受用材料において、
    ２００〜２２０℃の温度下で２〜１２時間に亙り熱処理されて前記錫が前記母材中に微細分布していると共に、上記アルミニウム系軸受用材料が１４〜１８重量％の錫、１．７〜２．３重量％の銅および残部のアルミニウムから成ることを特徴とする滑り軸受用材料。
  2. 上記アルミニウム系軸受用材料はさらに、０．０５〜０．２重量％のチタンを含むことを特徴とする請求項１の滑り軸受用材料。
  3. 上記鋼製裏張り層１と、上記アルミニウム系軸受用材料製の被覆層３との間に、厚さ０．０１〜０．０５ｍｍの純アルミニウム層２を設けたことを特徴とする請求項１または２の滑り軸受用材料。
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