JP6285760B2 - すべり軸受用アルミニウム圧延合金およびすべり軸受 - Google Patents
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Description
本発明は、前記課題にかんがみてなされたもので、耐焼付性と高温での耐疲労性とを両立できるすべり軸受用アルミニウム圧延合金およびすべり軸受を提供することを目的とする。
(1)すべり軸受の構成:
(2)すべり軸受の製造方法:
(3)実験結果:
(4)他の実施形態:
図1は、本発明の一実施形態にかかるすべり軸受1の斜視図である。すべり軸受1は、裏金10と中間層11とライニング12とを含む。すべり軸受1は、円筒を直径方向に2等分した半割形状の金属部材であり、断面が半円弧状となっている。2個のすべり軸受1が円筒状になるように組み合わせられた状態で、自動車のエンジンのコンロッドに取り付けられる。2個のすべり軸受1を組み合わせることによって形成される円柱状の中空部分にて、相手軸2(ドットハッチング)としてのクランクシャフトを軸受けする。相手軸2の外径はすべり軸受1の内径よりもわずかに小さく形成されている。相手軸2の外周面と、すべり軸受1の内周面との間に形成される隙間に潤滑油(エンジンオイル)が供給される。相手軸2は、すべり軸受1の曲率中心と一致する回転軸を中心に回転する。その際に、すべり軸受1の内周面上を相手軸2の外周面が摺動する。
なお、すべり軸受1の各層を構成する元素の質量は、ICP発光分光分析装置(島津製作所製ICPS−8100)によって計測した。
本実施形態においてすべり軸受1は、a.溶融、b.連続鋳造、c.冷間圧延、d.自然冷却、e.切断、f.機械加工の各工程を順に行うことにより製造される。
以下、各工程について説明する。
まず、Mgが3.5wt%となり、Mnが0.2wt%となるように、AlのインゴットとAl−Mg(Al:10wt%)のインゴットとAl−Mn(Al:5wt%)のインゴットとをそれぞれ計量して用意する。次に、AlのインゴットとAl−MgのインゴットとAl−Mnのインゴットとを、高周波誘導炉によって850℃まで加熱した。これにより、AlとMgとMnとが融解し、ライニング12の溶融材料が形成されることとなる。その後、Arガスの気泡を分散噴出させて、水素ガスや介在物の除去を行った。
次に、ライニング12の溶融材料を鋳型に注入し、当該鋳型の開口からライニング12の溶融材料を鋳造方向に引き抜くことにより、ライニング12の連続鋳造板を形成する。連続鋳造によって形成されるライニング12の連続鋳造板の厚みは3〜20mmとした。
次に、ライニング12の連続鋳造板を、ライニング12の厚さとなるまで冷間圧延する。この冷間圧延において、325〜375℃の範囲で焼鈍を繰り返して行うことにより、加工硬化を防止する。ライニング12の連続鋳造板は、必ずしも冷間圧延によって圧延されなくてもよく、熱間圧延によって圧延されてもよい。また、ライニング12の連続鋳造板とともに、中間層11のアルミニウム合金板を冷間圧延することにより、ライニング12の連続鋳造板と中間層11のアルミニウム合金板とを圧着(接着)する。なお、中間層11のアルミニウム合金板は、ライニング12の連続鋳造板と同様に、連続鋳造と圧延を行うことによって製造した。さらに、裏金10の低炭素鋼板(市販品)も合わせて冷間圧延することにより、中間層11のアルミニウム合金板側に裏金10の低炭素鋼板を圧着した。以上により、ライニング12の連続鋳造板と中間層11のアルミニウム合金板と裏金10の低炭素鋼板とが圧着されたすべり軸受1の圧延板を形成した。
d.自然冷却
次に、すべり軸受1の圧延板を室温に放置し、自然冷却する。
次に、すべり軸受1の圧延板を所定の大きさごとに切断する。所定の大きさとは、後述する機械加工を行うことにより、すべり軸受1が形成できる大きさであり、すべり軸受1が取り付けられるコンロッドの形状によって定まる大きさである。
最後に、切断後のすべり軸受1の圧延板に対してプレス加工を行うことにより、半割形状のすべり軸受1を形成する。さらに、切削加工によって形状や表面状態を仕上げることにより、すべり軸受1を完成させる。
表1は、ライニング12の各試験片(本発明の実施例1〜8,比較例1〜4)の機械特性(ビッカース硬さ、硬度比、耐疲労性能値、耐焼付性能値)を測定した結果を示す。
実施例1〜8の各試験片は、上述したすべり軸受の製造方法(f.機械加工を除く)と同様の手法によって製造した。ただし、冷間圧延において中間層11と裏金10とをライニング12に圧着せず、機械加工においてはライニング12の表面の鏡面仕上げのみを行った。比較例1〜4の各試験片は、特許第3868630号に記載されたライニングの製造方法によって製造した。すなわち、CrやMnやZrやSiを含む硬質相の析出が促進されるように比較例1〜4の各試験片を製造した。また、比較例1〜4の各試験片はSnを含有するのに対して、実施例1〜8の各試験片はSnを含有しない。各機械特性は上述した実施形態と同様の手法によって計測した。
前記実施形態においては、本発明のすべり軸受用アルミニウム圧延合金によって形成したすべり軸受1をコンロッドに使用したが、すべり軸受1の用途はコンロッドに限定されない。例えば、本発明のすべり軸受用アルミニウム圧延合金によってスラスト軸受を形成してもよい。また、すべり軸受1は、ライニング12上にオーバーレイが形成されてもよく、当該オーバーレイは金属層であってもよいし樹脂層であってもよい。
Claims (4)
- 0.3wt%以上かつ5.0wt%以下のAg、0.3wt%以上かつ2.0wt%以下のCu、または、合計が0.3wt%以上かつ6.0wt%以下のCuおよびAgを固溶強化成分として含有し、
0.05wt%以上かつ0.35wt%以下のCrと、0.05wt%以上かつ0.3wt%以下のMnと、0.05wt%以上かつ0.3wt%以下のZrとのうち少なくとも1種類を析出強化成分として含有し、
残部が不可避不純物とAlとからなることを特徴とするすべり軸受用アルミニウム圧延合金。 - 180℃におけるビッカース硬さが、室温におけるビッカース硬さの85%以上かつ95%以下である、
請求項1に記載のすべり軸受用アルミニウム圧延合金。
- 0.3wt%以上かつ5.0wt%以下のAg、0.3wt%以上かつ2.0wt%以下のCu、または、合計が0.3wt%以上かつ6.0wt%以下のCuおよびAgを固溶強化成分として含有し、
0.05wt%以上かつ0.35wt%以下のCrと、0.05wt%以上かつ0.3wt%以下のMnと、0.05wt%以上かつ0.3wt%以下のZrとのうち少なくとも1種類を析出強化成分として含有し、
残部が不可避不純物とAlとからなるすべり軸受用アルミニウム圧延合金と、
前記すべり軸受用アルミニウム圧延合金と接着された低炭素鋼の裏金と、
を備えることを特徴とするすべり軸受。 - 前記すべり軸受用アルミニウム圧延合金と、前記裏金との間にAlまたはAl合金の中間層が接着されている、
請求項3に記載のすべり軸受。
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