JPH0243338A - Ａｌ合金軸受材料ならびにその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 （？） 本発明はＡＪ合金軸受材料ならびにその製造方法に係り
、詳しくは、例えば、ｉやＮ１等の金属の密着金属層を
介在させることなく、少なくともＰｂ、　Ｓｎ等を含む
Ａｌ合金軸受層を直接裏金鋼板上に密着できるＡｌ合金
軸受材料ならびにその製造方法に係る。

従　　来　　の　　技　　術 一般に云って、内燃機関等に供せられるＡｌ軸受は、鋳
造法、粉末冶金法等でＩｆｌ軸受合金層製造し、これを
裏金鋼板の上に積層した積層構造である。このＡｌ軸受
合金層は、その表面で内燃機関の回転軸等の回転部分を
支承し、内燃機関用の軸受として広く使用されている。

また、Ａｌ軸受合金層はＡＩをベースとしたＡＡ’基台
金から成っているが、通常、基地強化成分としてＳｌ、
ＣＵ等の成分が含まれるほか、軸受台金として、例えば
、潤滑性や耐食性を高めるために、Ｐｂ、　Ｓｎ等の低
融点金属が含有されている。

しがしながら、Ａｌ軸受合金層を裏金鋼板上に密着する
ときに、密着界面において、ＡＩマトリックス基地の裏
金鋼板に対する密着力に比較すると、Ｐｂ、　Ｓｎ等の
低融点金属の裏金鋼板に対する密着力は弱く、口のため
、予めＡｌ軸受合金層と裏金鋼板との間にＡｌヤＮ１等
の金属の密着金属層を種々の方法で介在させ、密着力を
高めている。

すなわち、積層構造から成るＡ／軸受材料において、そ
のｌ軸受合金層は通常粉末冶金法が鋳造法によって製造
されている。粉末冶金法による場合には、例えば、特公
昭４６−３９２１３号、特開昭４９−８３６５１号、特
開昭５２−２０３３６号、特公昭５７−１５６４２号等
の各公報に記載されるように、鋼板ストリップ等の鋼板
裏金の表面にＡＩｌ粉末やＡｌ軸受合金粉末を散布し、
これらを一対のロールで加圧一体止する。また、鋳造法
による場合には、例えば、連続鋳造したＡｌ軸受合金の
スラブを圧延して所定厚さのＩｆｌ軸受合金層合金板を
つくり、この合金板を、例えば、米国特許第３１０４１
３５号、米国特許第３０９３８８５号等の各明細書に記
載されるように、この合金板と鋼板ストリップ等の裏金
鋼板とをクラッド法で体止する。これらいずれの方法で
は、例えば鋼板ストリップ表面に予めＡＩやＮｉ等のメ
ツキ層を形成して両者の密着面にｉやＮｉ等の金属層を
介在させ、また、粉末冶金法の場合も、例えば、特公昭
５７−１５６４２号公報に示す通り、鋼板ストリップの
表面にＡｌ粉末を散布し、そのｌ粉末の上にＡｌ軸受合
金粉末を散布してから、一対のロールで加圧一体止して
いる。

しかしながら、このように従来法によってＡｌ軸受材料
を製造する場合には、少なくとも３層以上の積層構造と
なり、その密着界面が裏金鋼板と畜肴圓との間や、Ａｌ
軸受合金層と密着金属層との間に存在し、このように密
着界面が１５・えることは、かえって密着不良を起こし
易い。

また、密着金属層としてＮｉメツキ圓を介在させる場合
には、Ａｌ＠に比べると密着力が劣り、密着強度が不足
する。

発明が解決しようとする課題 本発明は上記欠点の解決を目的とし、具体的には、予め
、ＩｎやＮｉ等の密着金属層を介在積層させることなく
、直接裏金鋼板にＡｌ軸受合金層を直接圧接できる方法
を提案する。

課題を解決するための 手段ならびにその作用 すなわち、本発明に係るｉ軸受材料は、少なくともＰｂ
、　Ｓｎその他でＡｌより低い融点を有する低融点金属
を含み、主成分がＡｌからなるｉ合金軸受層と、このｉ
合金軸受層裏面に密着された裏金鋼板とから成るＡｌ合
金軸受材料において、前記Ｉｆ合金軸受園の密着界面若
しくはその近傍で、前記低融点金属を他の部より少なく
分布させて成ることを特徴とする。

また、この材料を製造するに当っては、ｐｂ、Ｓｎその
他でＡＩより低い融点を有する低融点金属を含み、主成
分がＡＩからなるＡｌ合金軸受板を、裏金鋼板上に重合
せてクラッドして、Ａｌ１合金軸受材料を製造する際に
、このクラッドに先立って、前記ｉ合金軸受板の少なく
とも密着面を前記低融点金属の融点以上に加熱して、こ
の密着面ならびにその附近の前記低融点金属を前記密着
面上に溶出除去し、その後、前記密着面を前記裏金鋼板
上に重合せてクラッドすることを特徴とする。

従って、予め、例えば、連続鋳造等で製造されたＡｌ合
金軸受板の少なくとも密着界面では、その中に含まれる
ｐｂ、ｓｎ等の低融点金属が溶出除去されるため、Ａｌ
合金軸受層中の低融点金属が密着界面で溶出除去された
主としてＡｌのみから成る金属組織構造になる。このた
め、この構造の密着面を裏金鋼板に圧接すると、直接Ａ
ｌ合金軸受板は裏金鋼板に密着できる。

なお、第１図は本発明に係る軸受材料の一部を拡大して
示す横断面図であり、第２図ならびに第３図はこの軸受
材料を製造するプロセスの例を示す各説明図である。

まず、第２図ならびに第３図に示す通り、予め例えば、
連続鋳造等によってＡｌ合金のスラブを製造し、これに
所定の圧延ならびに熱処理を繰返し、最終的に厚さ例え
ば１ｍｍ程度のＡｌ合金板１を作製する。このＡｌ合金
板１は通常巻回し、このコイルを巻戻しつつ加熱装置２
に送り、そこで、１合金板１の少なくとも密着面、つま
り、裏面１ａを加熱し、密着面１ａ若しくはその近傍の
低融点金属、例えば、Ｐｂ、Ｓｎを溶融し、密着面１ａ
上に溶出させる。その後、Ａｌ合金板１はその密着面上
にＰｂ、　Ｓｎが溶出した状態でブラッシング等の研磨
装置４に送られて、この研磨装置４によって溶出したＰ
ｂ、Ｓｒ＋等を除去する。

また、一方において、裏金鋼板をなす鋼板ストリップ３
もコイルとして供給し、このコイルを連続的に巻戻して
送り、Ａｌ合金板１と重合せる。このときに上記の通り
に処理された密着面１ａは鋼板ストリップ３の表面３ａ
の上に重合せられ、この状態でクラッドローラ５のとこ
ろに送られ、一対のクラッドローラ５によって加圧圧着
される。このようにクラッドされて製造されたＡｌ合金
軸受材料６はコイルとして巻取られる。

なお、第２図に示す例においては、加熱装置２として加
熱炉を用いる例を示したが、この加熱炉に代って、第３
図に示す如く、加熱装置として高周波加熱装置７を用い
ることができる。高周波加熱装置７であると、電磁エネ
ルギーの周波数を、Ａｌ合金板１の通過スピード等とあ
わせて調整すると、溶着面からの低融点合金の溶出量や
溶出深さは調整できる。

以上の通りに製造された軸受材料６は、第１図に示す通
り、Ａｌ合金板１に対応するＡｌ合金軸受層１０と鋼板
ストリップ３に対応する裏金鋼板１１とから成って、こ
の軸受Ｈ１０の密着面１０ａ若しくはその近傍にはＰｂ
、　Ｓｎ等の低融点金属１２がほとんど分布せずに、密
着面１０ａは実質的にＡｌから成っている。このため、
軸受層１０では含まれる低融点金属１１によって良好な
潤滑性が保持する一方、主としてＡｌから成る密着面に
よって良好な密着性が保持できる。

すなわち、第３図に示す如く、裏金鋼板１１との密着面
には、従来例の如（ＡｌやＮ１等の金属層を介在させる
ことがなく、軸受層１０が直接圧着されている。

また、軸受層１０の中にはＳｒ１、ｐｂ等の低融点金属
等が含まれ、それによって栽滑性等の特性が十分に発揮
できる。また、この軸受層１０はＡｌ合金板１の状態（
第２図ならひに第３図参照）でその密着面側を加熱装置
２ヤ高周波加熱装置７で加熱して、密着面側の低融点金
属のみを溶融してスエットとして溶出する。このため、
軸受層１０は摺動面として作用する表面と密着面として
作用する裏面とでは構造的に相違し、なかでも、密着面
は、低融点金属を含まず、はとんどＡＩからなる接着層
として働くことがら、一対のクラッドローラの圧下のみ
で確実かつ安定して密着できる。

なお、密着面では、上記のように、必ずしも、完全に低
融点金属を除去する必要がない。この場合、密着面にお
いて、低融点金属を体積比で１０％以内の分布でおさえ
ることが好ましい。この理由は１０％以内であれば、内
燃機関のような中細重用の用途であっても十分なｆｆ１
着力が保持できるからである。

実施例 実施例１゜ まず、重量％で１０％Ｓｎ、２０％Ｓｎおよび３０％Ｓ
ｎをそれぞれ含むほか、２０％Ｓｎならびに２％ｐｂを
含有する４種のＡ／合金スラブを連続鋳造し、各Ａｌ合
金スラブを圧延熱処理を繰返すことによって最終的に連
続した厚さ１ｍｍの４１１合金板を作製した。

次に、各Ａｌ合金板を、裏面のｓｎ、　５ｎ−ｐｂ金合
金消失させる目的で、４００°ＣＸ２時間の条件で加熱
したところ、各Ａｌ合金の裏面にスエットしたＳｎおよ
び５ｎ−Ｐｂ合金があられれ、これに併せて加熱処理に
よって酸化皮膜が性成した。

次に、これらをブラッシングにより除去したのちに、０
．１％Ｃ１厚さ１．７５ｍｍの鋼板ストリップの上に重
合ぜてから、一対のクラッドロールによって、圧下率６
０％Ｆ１１合金板の）、２０％（鋼板ストリップの）に
なるように調整して圧着を行なった。

実施例２゜ 実施例１と同様に作製した４種のＡ／合金板を、その裏
面からＳｎ、　５ｎ−Ｐｂ合金を消失させる目的で、４
００Ｈｚの電流を流して高周波加熱し、このときに、ク
リアランス１ｍｍあけてＡｌ合金板を通した。この加熱
処理によって生じたＳｎおよび５ｎｐｂ合金のスエット
および酸化皮膜を実施例１と同様に除去してから、０．
１％Ｃ１厚さ１．７５ｍｍの鋼板ストリップと圧着した
。

以上の通りに、実施例１．２によって作製した各軸受材
料について密着強度したところ、第４図に示す通りであ
った。この測定法は各軸受材料に円柱のＡｌ棒をろう何
し、そのＡｌ棒を引張試験機にて引張り、軸受Ｎと裏金
鋼板との密着面で剥離した時点の最大応力を密着強度と
した。

その結果、作製した各々の軸受材料とともに密着性がＡ
ｌｌの金属層を介在させた３＠構造の１１合金軸受材料
の密着強度と同等であった。

〈発明の効果〉 以上詳しく説明した通り、本発明は、Ａ／合金軸受材料
ならびにその製造方法であって、その軸受材料は、裏金
鋼板上に密着されたＡｌ合金軸受層中に含まれるＰｂ、
　Ｓｎその他の低融点金属を、このＡｌ合金軸受層の裏
金鋼板の密着界面側で他の部分より少なく分布させて成
るものである。

また、この軸受材料を製造するに当っては、Ｐｂ、　Ｓ
ｎその他の低融点金属を含むＡｌ合金軸受層に対応する
Ａｌ合金軸受板を、裏金鋼板上に重合せてクラッドする
のに先立って、Ａｌ合金軸受板の少なくとも密着面を低
融点金属の融点以上に加熱して、この密着面附近の低融
点金属を溶出除去してから、この密着面を裏金鋼板上に
重合せてクラッドする。

従って、この軸受材料は、裏金鋼板とＡｌ合金軸受層と
から成る２層構造にも拘らず、良好な密着性が十分に保
持でき、しかも、２Ｎ構造であって密着面が一つしか存
在しないために、密着性が一層向上する。

また、Ａｌ合金軸受層の密着面において、低融点金属の
分布を減少させるのにも、少なくとち密着面を加熱して
から研磨するのみであり、連続プロセスとして容易に製
造できる。

更に、この加熱時に、高周波電流で誘導加熱すると、そ
の周波数の変化によって低融点金属の溶出減少深さが調
整でき、密着性を一層高められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る軸受材料の一部を拡大して示す横
断面図、第２図ならびに第３図はこの軸受材料を製造す
るプロセスの例を示す各説明図、第４図は本発明に係る
軸受材料と３＠構造軸受材料との密着性を示すグラフで
ある。 符号１０・・・・・・Ａｌ合金軸受層 １０ａ・・・・・・密着面　　　１１・・・・・・裏金
鋼板１２・・・・・・低融点金属 特許出願人　工ヌデーシー株式会社 代　　理　　人　　弁理士　　松　　下　　義　　勝弁
護士　　副　　島　　文　　雄 第１ 図 第２ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）少なくともＰｂ、Ｓｎその他でＡｌより低い融点を
   有する低融点金属を含み、主成分がＡｌからなるＡｌ合
   金軸受層と、このＡｌ合金軸受層裏面に密着された裏金
   鋼板とから成るＡｌ合金軸受材料において、 前記Ａｌ合金軸受層の密着界面若しくはその近傍で、前
   記低融点金属を他の部より少なく分布させて成ることを
   特徴とするＡｌ合金軸受材料。 ２）前記Ａｌ合金軸受層の密着界面若しくはその近傍に
   おける前記低融点金属の分布率を体積比で１０％以下に
   保つことを特徴とする請求項１記載のＡｌ合金軸受材料
   。 ３）Ｐｂ、Ｓｎその他でＡｌより低い融点を有する低融
   点金属を含み、主成分がＡｌからなるＡｌ合金軸受板を
   、裏金鋼板上に重合せてクラッドして、Ａｌ合金軸受材
   料を製造する際に、 このクラッドに先立つて、前記Ａｌ合金軸受板の少なく
   とも密着面を前記低融点金属の融点以上に加熱して、こ
   の密着面ならびにその附近の前記低融点金属を前記密着
   面上に溶出除去し、その後、前記密着面を前記裏金鋼板
   上に重合せてクラッドすることを特徴とするＡｌ合金軸
   受材料の製造方法。 ４）前記Ａｌ合金軸受板の少なくとも密着面ならびにそ
   の附近を前記低融点金属の融点以上に加熱して、前記密
   着面附近にある前記低融点金属を除去して、体積比で１
   ０％以下にすることを特徴とする請求項３記載のＡｌ合
   金軸受材料の製造方法。 ５）前記Ａｌ合金軸受板の少なくとも密着面ならびにそ
   の附近を高周波加熱することを特徴とする請求項３また
   は４記載のＡｌ合金軸受材料の製造方法。