JP4023843B2 - 滑り軸受用材料 - Google Patents
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Description
【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)
- 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。 - 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。
- 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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