JP5231312B2 - すべり軸受 - Google Patents
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Description
この構成によれば、中間層の変形量がきわめて小さく抑えられ、良好な耐荷重性が得られると開示されている。
一般に、Al基中間層の硬度を高くすると、Al基中間層は、クッション性が低下し、なじみ性が低下すると考えられている。又、Al基中間層を厚くすると、Al基中間層は、クッション性が増してなじみ性が向上すると考えられている。
前述したように、近年のエンジンの高性能化によるすべり軸受の苛酷な使用への要望により、更なるなじみ性の向上が望まれている。しかしながら、Al基中間層を軟らかくして厚くしても、なじみ性に対する昨今の厳しい要求に対しては、必ずしも十分とは言えない場合があった。しかも、そのようなすべり軸受の場合、耐疲労性が低下する傾向も見られた。
Al基中間層は、厚さが30μm以下、且つ、硬さがビッカース硬さで80以上であると、良好な耐疲労性、及び良好ななじみ性を発揮する。厚さが20μm以下、且つ、硬さがビッカース硬さで80以上であることがより好ましい。
Alと少なくともSiとから成る金属間化合物を含ませることにより、Si粒子と同様に、相手軸に対してはラッピング作用を発揮し、すべり軸受の非焼付性は良好になる。又、Siは、マトリクスに固溶し、或いは、硬いSi粒子として晶出して、Al基軸受合金層の強度を増す。これにより、すべり軸受の耐疲労性は更に向上する。
Al基軸受合金層にSiを1.5質量%以上含ませることにより、上記のSiの作用を十分に発揮することができ、Siの含有量を8質量%以下にすることにより、良好な耐疲労性を維持することができる。
Cu,Zn,Mgの内から1種類以上を選択して成る元素の総量を0.1質量%にすることにより、上記作用を十分に発揮させることができ、総量を7質量%以下にすることにより、良好ななじみ性を維持することができる。
このようにして得られたAl基軸受合金層での金属間化合物の存在は、表1に示すように少個数であった。
このような実施例品1〜8、比較例品1〜3に対して行った耐疲労性試験及びなじみ性試験は次のようなものである。
焼鈍を行った後の軸受形成用板材を機械加工して試験片(実施例品1〜8、比較例品1〜3)を製作し、耐疲労性を見るための曲げ疲労性試験を実施した。この試験片は、総厚1.5mm、裏金層の厚さ1.2mmであり、Al基軸受合金層の厚さとAl基中間層との合計の厚さは0.3mmである。試験条件は、Al基軸受合金層の表面の歪みが一定となるようにして、往復曲げをAl基軸受合金層の表面にクラックが発生するまで繰り返した。又、試料片のAl基軸受合金層の表面にクラックが発生したときに、Al基中間層の断面を観察し、Al基中間層にもクラックが発生していたかを観察した。この試験結果を表1に示す。表1中の「×106回」の縦の欄には、試料片のAl基軸受合金層の表面にクラックが発生するまでの往復曲げの繰り返し回数を示す。又、表1中の「Al基中間層のクラックの有無」の縦の欄には、その往復曲げを繰り返した後の試料片のAl基中間層にクラックが発生していたかを示す。例えば、実施例品1では、この実施例品1に往復曲げを25×106回繰り返し行ったときに試料片のAl基軸受合金層の表面にクラックが発生し、そのときのAl基中間層にはクラックが発生していなかったことを示している。
なじみ性を確認するために、実施例品1〜8及び比較例品1〜3に対してなじみ性試験を行った。なじみ性試験は、半割軸受状にした2個の試料片となるすべり軸受を、図2に示すように、径方向にΔL、本試験では40μmずらして合わせ、回転荷重試験機に取付け、この状態で、表2に示す試験条件でなじみ性試験を行った。本試験は、回転荷重試験機によって、軸の遠心力により軸受内周面に回転荷重を付加することによって行う。
耐疲労性試験の結果を考察するに、実施例品1〜8は、比較例品1〜3に比べて、長期に渡って優れた曲げ疲労強度を有することにより耐疲労性に優れていることが理解できる。
実施例品1〜8は、比較例品1〜3に比べてAl基中間層が硬くかつ薄く、すべり軸受のAl基軸受合金層に荷重が加わっても変形が生じ難いため、耐疲労強度に優れたと考えられる。
実施例品1〜8と、比較例品3との比較から、Al基合金中簡層が硬くても、このAl基合金中簡層が所定の厚さであれば、Al基軸受合金層がすべり軸受のクッション性を補って、なじみ性が良好であることが理解される。
Claims (5)
- 裏金層、Al基中間層及びAl基軸受合金層を備えたすべり軸受において、
前記Al基中間層は、厚さが30μm以下、且つ、硬さがビッカース硬さで80以上であり、
前記Al基軸受合金層に、Alと他の2種類以上の元素とから成る金属間化合物であって粒径が0.5μm未満の金属間化合物を、8個/μm 2 以上含み、
前記Al基軸受合金層の硬さは、ビッカース硬さで50以上80未満であり、
前記Al基軸受合金層の前記他の2種類以上の元素はMn,V,Mo,Cr,Co,Fe,Ni,W,Ti,Zrの内から2種類以上を選択して成る金属元素であって、且つ、選択した元素は単独でもAlのマトリクス中に存在し、その総量が0.01〜3質量%であることを特徴とするすべり軸受。 - 前記Al基軸受合金層に、Alと少なくともSiとから成る金属間化合物及び/又はSi粒子を含んでいることを特徴とする請求項1記載のすべり軸受。
- 前記Al基軸受合金層に、3〜20質量%のSnと、1.5〜8質量%のSiと、を含んで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。
- 前記Al基軸受合金層に、Cu,Zn,Mgの内から1種類以上を選択して成る元素であって、その総量が0.1〜7質量%である元素を含んでいることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のすべり軸受。
- 前記Al基中間層は、前記Al基軸受合金層に含まれる元素のうちの少なくとも2種類の元素を含み、且つ、それらの元素のうち、その含有量が前記Al基軸受合金層の含有量の50%〜150%であるものを2種類以上含むことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のすべり軸受。
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