JPH03168411A - 強化中間接着層付アルミニウム基合金軸受 - Google Patents
強化中間接着層付アルミニウム基合金軸受Info
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、自動車及び一般産業機械の高出力エンジン用
として耐荷重性及びなじみ性を兼ね備えた強化中間接着
層付アルミニウム基合金軸受に関する。
として耐荷重性及びなじみ性を兼ね備えた強化中間接着
層付アルミニウム基合金軸受に関する。
［従来の技術］
従来、高荷重エンジン用アルミニウム基軸受合金として
は、Ａｊ！−Ｓｎ系、Ａｊ！−Ｓｎ−ｓｉ系、ＡＪ！−
Ｚｎ系の材料が知られている。例えば特公昭５２−１２
１３１号、特公昭６２−１ ４０２４号及び特公昭５７
−１４７４２号がこれらの材料を示している。これらの
材料は鋼板と直接又は、Ｎｉメッキ層、純アルミニウム
層、硬さの小さい（例えばＨｖ２０以下〉アルミニウム
合金層を中間接着層としてｆ＆着され、軸受となってい
る。
は、Ａｊ！−Ｓｎ系、Ａｊ！−Ｓｎ−ｓｉ系、ＡＪ！−
Ｚｎ系の材料が知られている。例えば特公昭５２−１２
１３１号、特公昭６２−１ ４０２４号及び特公昭５７
−１４７４２号がこれらの材料を示している。これらの
材料は鋼板と直接又は、Ｎｉメッキ層、純アルミニウム
層、硬さの小さい（例えばＨｖ２０以下〉アルミニウム
合金層を中間接着層としてｆ＆着され、軸受となってい
る。
［発明が解決しようとする諌題］
前述のようなアルミニウム基軸受合金は、最近のエンジ
ンの高負荷化に伴い、耐疲労性に優れた強度の高い（例
えば硬さが｝−！ｖ５０以上）ものへ進んでいる。しか
し、逆に次のような問題点がまれにではあるが生じてい
る。
ンの高負荷化に伴い、耐疲労性に優れた強度の高い（例
えば硬さが｝−！ｖ５０以上）ものへ進んでいる。しか
し、逆に次のような問題点がまれにではあるが生じてい
る。
ω 鋼板と軸受台金を直接又はＮ１メツキ層を介して接
着されている軸受は、その合金の硬さ故に、軸とのなじ
み性に劣っている。この結果、軸受と軸が局部的に強い
当たりを生ずる場合では、逆に疲労しやすくなる。
着されている軸受は、その合金の硬さ故に、軸とのなじ
み性に劣っている。この結果、軸受と軸が局部的に強い
当たりを生ずる場合では、逆に疲労しやすくなる。
０ 鋼板と軸受台金を純アルミニウム又は硬さの小さい
（例えばＨｖ２０以下）アルミニウム合金層を介して接
着されている輪受は、高荷重下で使用した場合、軸受台
金中の主成分が強度の弱い中間層内に拡敗し、裏金との
境界付近に集合しその部分から、はがれて離れやすくな
る。
（例えばＨｖ２０以下）アルミニウム合金層を介して接
着されている輪受は、高荷重下で使用した場合、軸受台
金中の主成分が強度の弱い中間層内に拡敗し、裏金との
境界付近に集合しその部分から、はがれて離れやすくな
る。
Ｑ９ 鋼板と軸受台金を純アルミニウム又は硬さの小
さい（例えばＨｖ２０以下）アルミニウム合金層を介し
て接着されている軸受は、高荷重下で使用した場合、こ
の中間接着層は、その軟かさ故に、塑性変形を起こし軸
受端面よりはみ出してくる。
さい（例えばＨｖ２０以下）アルミニウム合金層を介し
て接着されている軸受は、高荷重下で使用した場合、こ
の中間接着層は、その軟かさ故に、塑性変形を起こし軸
受端面よりはみ出してくる。
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を改良した強化中
間接着層付アルミニウム基合金軸受を得ることである。
間接着層付アルミニウム基合金軸受を得ることである。
〔課題を解決するための手段Ｊ
本発明の第１の強化中間接着層付アルミニウム基合金軸
受は、裏金層、中間接着層およびアルミニウム基軸受合
金層からなるアルミニウム基合金軸受において、前記中
間接着層の硬さがアルミニウム基軸受合金に対し、ビッ
カース硬さで４０％以上、７０％以下であることを特徴
とする。
受は、裏金層、中間接着層およびアルミニウム基軸受合
金層からなるアルミニウム基合金軸受において、前記中
間接着層の硬さがアルミニウム基軸受合金に対し、ビッ
カース硬さで４０％以上、７０％以下であることを特徴
とする。
本発明の第２の強化中間接ＩＩＩ付アルミニウム基合金
軸受は、裏金層、中間接着層およびアルミニウム基軸受
合金層からなるアルミニウム基合金軸受において、前記
中間接羽層の硬さがアルミニウム基軸受合金に対し、ビ
ッカース硬さで４０％以上、７０％以下であり、前記ア
ル互二ウム基軸受合金層の硬さが、ビッカース硬さで５
０以上を有することをｖｔｉｎとする。
軸受は、裏金層、中間接着層およびアルミニウム基軸受
合金層からなるアルミニウム基合金軸受において、前記
中間接羽層の硬さがアルミニウム基軸受合金に対し、ビ
ッカース硬さで４０％以上、７０％以下であり、前記ア
ル互二ウム基軸受合金層の硬さが、ビッカース硬さで５
０以上を有することをｖｔｉｎとする。
本発明の第３の強化中ＩＩＩ着層付アルミニウム基合金
軸受は、裏金層、中間接着層およびアルミニウム基軸受
合金層からなるアルミニウム基合金軸受において、前記
中間接ｓ層の硬さがアルミニ・クム基軸受合金に対し、
ビッカース硬さで４０％以上、７０％以下であり、前記
中間接＠層の硬さが、ビッカース硬さで２５以上であり
、且つアルミニウム基軸受合金層の硬さがビッカース硬
さで５０以上であることを特徴とする。
軸受は、裏金層、中間接着層およびアルミニウム基軸受
合金層からなるアルミニウム基合金軸受において、前記
中間接ｓ層の硬さがアルミニ・クム基軸受合金に対し、
ビッカース硬さで４０％以上、７０％以下であり、前記
中間接＠層の硬さが、ビッカース硬さで２５以上であり
、且つアルミニウム基軸受合金層の硬さがビッカース硬
さで５０以上であることを特徴とする。
中間接着層は、Ｍｎ，Ｃｕ， ｚｎＳＳ ｉ，Ｍｇの１
種または２種以上を０．３〜５％含み、残部が実質的に
アルミニウムからなることが好ましい。
種または２種以上を０．３〜５％含み、残部が実質的に
アルミニウムからなることが好ましい。
軸受製品でのアルミニウム基軸受合金層は０．２〜１．
０ａｍの厚さで、鋳造工程及び／または圧延工程から製
造されているのが好ましい。
０ａｍの厚さで、鋳造工程及び／または圧延工程から製
造されているのが好ましい。
上記中間接着層の硬さは、好ましくは、アルミニウム基
軸受合金硬さの５０〜６５％の範囲である。
軸受合金硬さの５０〜６５％の範囲である。
［作用］
次に本発明の強化中間接着層付アルミニウム基合金軸受
について、前記中間接着層の硬さをアルミニウム基軸受
合金硬さの４０％以上で７０％以下と定めた理由につい
て記述する。
について、前記中間接着層の硬さをアルミニウム基軸受
合金硬さの４０％以上で７０％以下と定めた理由につい
て記述する。
（ａ） 中間接着層の硬さがアルミニウム基軸受合金
に対し、ビッカース硬度で４０％より小さいと、過酷な
条件下で軸受を使用するとアルミニウム基軸受合金の主
或分が中間接看層内に拡敗したり、中間接着層自体が変
形し軸受端部へはみ出したりする。但し、最低硬さはビ
ッカース硬さで２５は必要である。又、逆に中間接＠層
の硬さがアルくニウム基軸受合金に対し、ビッカース硬
さで７０％より大であると、中間接着層のクッションと
しての役割りがなくなり、軸受のなじみ性が悪くなる。
に対し、ビッカース硬度で４０％より小さいと、過酷な
条件下で軸受を使用するとアルミニウム基軸受合金の主
或分が中間接看層内に拡敗したり、中間接着層自体が変
形し軸受端部へはみ出したりする。但し、最低硬さはビ
ッカース硬さで２５は必要である。又、逆に中間接＠層
の硬さがアルくニウム基軸受合金に対し、ビッカース硬
さで７０％より大であると、中間接着層のクッションと
しての役割りがなくなり、軸受のなじみ性が悪くなる。
（ｂ） アルミニウム基軸受合金については、ビッ力
一ス硬さが５０を下回るような強度の弱いものでは、こ
の目的の高荷重下での使用では疲労を起こしてしまう。
一ス硬さが５０を下回るような強度の弱いものでは、こ
の目的の高荷重下での使用では疲労を起こしてしまう。
（Ｃ） 中間接着層の強化として用いる元素はアルミ
ニウムマトリックスに固溶するか又は＠細に晶出又は析
出し、粗大な化合物を生或しないｌｙｌｎ，Ｃｕ，Ｚｎ
，Ｓ ｉ及びＭＯから成る群から選択した１種又は２種
以上の添加が有効である。この場合０．３％以下では添
加の効果がなく５％を越えると硬くなりすぎる。
ニウムマトリックスに固溶するか又は＠細に晶出又は析
出し、粗大な化合物を生或しないｌｙｌｎ，Ｃｕ，Ｚｎ
，Ｓ ｉ及びＭＯから成る群から選択した１種又は２種
以上の添加が有効である。この場合０．３％以下では添
加の効果がなく５％を越えると硬くなりすぎる。
［実施例１
以下に本発明の実施例を具体的に示す。
第１表に示されるアルミニウム基軸受合金板及び中間接
着層用のアルミニウム合金板を準備した。
着層用のアルミニウム合金板を準備した。
これらの板は通常の鋳造及び圧延加工により作られたも
のである。次にアルミニウム基軸受金板に中間接８層用
アルミニウム合金板を重ね合わせロール圧接し復合アル
ミニウム板とした。この複合０．３５Ｗｔ％）を重ね合
わせ圧下率３５〜５０％で両者をロール圧接しアルミニ
ウム基合金輪受材料を得た。この軸受材料を加工し半割
軸受を得た。
のである。次にアルミニウム基軸受金板に中間接８層用
アルミニウム合金板を重ね合わせロール圧接し復合アル
ミニウム板とした。この複合０．３５Ｗｔ％）を重ね合
わせ圧下率３５〜５０％で両者をロール圧接しアルミニ
ウム基合金輪受材料を得た。この軸受材料を加工し半割
軸受を得た。
この時の中間接着層の厚さは０．０２〜０．０６厘で、
裏金層の厚さは１．１７ 〜１．２３ａｅｍで、材料の
厚さは１．５謔であった。この軸受についての硬さ測定
、疲労試験及び片当り疲労強度試験（第２表及び第３表
に試験条件を示す）をおこない第１表に示す結果を得た
。
裏金層の厚さは１．１７ 〜１．２３ａｅｍで、材料の
厚さは１．５謔であった。この軸受についての硬さ測定
、疲労試験及び片当り疲労強度試験（第２表及び第３表
に試験条件を示す）をおこない第１表に示す結果を得た
。
また本発明の軸受実施例と比較するため、上記実施例の
条件下で各種軸受比較品を作った。但し比較品で中間接
着層がＮｉの場合には電気メッキ法により鋼板にＮｉメ
ッキ層を設け、このＮ１メッキ層とアルミニウム基軸受
合金とを圧接して２〜４μｍのＮｉメツキ層を有する軸
受比較品を作った。比較品で中間接着層が無い場合は軸
受台金と鋼板を直接圧看し軸受比較品を作った。
条件下で各種軸受比較品を作った。但し比較品で中間接
着層がＮｉの場合には電気メッキ法により鋼板にＮｉメ
ッキ層を設け、このＮ１メッキ層とアルミニウム基軸受
合金とを圧接して２〜４μｍのＮｉメツキ層を有する軸
受比較品を作った。比較品で中間接着層が無い場合は軸
受台金と鋼板を直接圧看し軸受比較品を作った。
第３表に示された条件でおこなわれた片当り疲労強度試
験では、軸と軸受が極端に片当たりしている状態で試験
をおこない、一方第２表の疲労試験では軸と軸受が均一
な当たりをしている状態で試験をした。
験では、軸と軸受が極端に片当たりしている状態で試験
をおこない、一方第２表の疲労試験では軸と軸受が均一
な当たりをしている状態で試験をした。
（第１表）の疲労試験結果を分析すると、アルミニウム
基軸受合金及び／あるいは中間層の硬さがそれぞれ５
０ Ｈ Ｖ及び２５ＨＶより低い隠１〜Ｎα３のような
軸受台金比較品は中間接Ｓ層を考慮しても疲労を生じて
しまう。又軸受台金自体は硬さが５０口ｖ以上であって
も中間接着層が軟かいアルミニウムである軸受比較品（
ＮＱ４、８）は軸受台金の種或分が中間接着層に拡敗し
鋼板との境界に集合し、その部分が異常ハクリを起こす
か、中間接看潜が塑性変形し、軸受喘面からはみ出した
。軸受比較品ね７のように中間接看岡なしでは鋼板との
接着強度不足になるケースもあった。これらの結果から
、高い荷重を受ける使用条件下では、強度の弱い中間接
着層を持つ軸受構造では耐えられないことがわかった。
基軸受合金及び／あるいは中間層の硬さがそれぞれ５
０ Ｈ Ｖ及び２５ＨＶより低い隠１〜Ｎα３のような
軸受台金比較品は中間接Ｓ層を考慮しても疲労を生じて
しまう。又軸受台金自体は硬さが５０口ｖ以上であって
も中間接着層が軟かいアルミニウムである軸受比較品（
ＮＱ４、８）は軸受台金の種或分が中間接着層に拡敗し
鋼板との境界に集合し、その部分が異常ハクリを起こす
か、中間接看潜が塑性変形し、軸受喘面からはみ出した
。軸受比較品ね７のように中間接看岡なしでは鋼板との
接着強度不足になるケースもあった。これらの結果から
、高い荷重を受ける使用条件下では、強度の弱い中間接
着層を持つ軸受構造では耐えられないことがわかった。
又、片当たり疲労強度試験結果によると、中間接着層に
Ｎｉメッキ（社２、５、９）、硬度の高いアルミニウム
合金を使った比較品（社３、６、１０〉、そして中間接
着層のない比較品（馳７、１１〉は、疲労現象を起こし
ている。逆に、軟かいアルミニウムを中間接着層として
いる軸受は比較品（馳１、４、８）は疲労を起こさない
。これは軟かい中間接着層がクッションの投割りをし、
輸受構造材としてなじみ性を持つからである。
Ｎｉメッキ（社２、５、９）、硬度の高いアルミニウム
合金を使った比較品（社３、６、１０〉、そして中間接
着層のない比較品（馳７、１１〉は、疲労現象を起こし
ている。逆に、軟かいアルミニウムを中間接着層として
いる軸受は比較品（馳１、４、８）は疲労を起こさない
。これは軟かい中間接着層がクッションの投割りをし、
輸受構造材としてなじみ性を持つからである。
本発明の実施例の軸受馳１２〜ＮＱ１５は５０口■以上
の硬さの強い強度をもつ軸受台金とＦＡ板の間に、バラ
ンスのとれた強度の中間接着層（軸受合金のビッカース
硬さの４０％〜７０％の硬さを持つアルミニウム合金）
を設けることにより疲労試験においても、片当たり疲労
強度試験においても良好な結果を得ている。これは本発
明品のアルミニウム基合金軸受が、疲労強度となじみ性
の２つの特性に関し調和した性質を同時に備えているこ
とによる。
の硬さの強い強度をもつ軸受台金とＦＡ板の間に、バラ
ンスのとれた強度の中間接着層（軸受合金のビッカース
硬さの４０％〜７０％の硬さを持つアルミニウム合金）
を設けることにより疲労試験においても、片当たり疲労
強度試験においても良好な結果を得ている。これは本発
明品のアルミニウム基合金軸受が、疲労強度となじみ性
の２つの特性に関し調和した性質を同時に備えているこ
とによる。
第
２
表
第
３
表
［発明の効果］
本発明のアルミニウム基合金軸受は優れたなじみ性と優
れた耐疲労性とを同時に備えており、従来技術による軸
受の欠点が解消され高出力エンジン用軸受として信頼性
の高い軸受が得られた。
れた耐疲労性とを同時に備えており、従来技術による軸
受の欠点が解消され高出力エンジン用軸受として信頼性
の高い軸受が得られた。
Claims (5)
- （１）裏金層、中間接着層およびアルミニウム基軸受合
金層からなるアルミニウム基合金軸受において、前記中
間接着層の硬さがアルミニウム基軸受合金に対し、ビッ
カース硬さで４０％以上、７０％以下であることを特徴
とする強化中間接着層付アルミニウム基合金軸受。 - （２）前記アルミニウム基軸受合金層の硬さが、ビッカ
ース硬さで５０以上を有することを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載の強化中間接着層付アルミニウム基
合金軸受。 - （３）前記中間接着層の硬さが、ビッカース硬さで２５
以上を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
たは第２項に記載の強化中間接着層付アルミニウム基合
金軸受。 - （４）前記アルミニウム基軸受合金層は０．２−１．０
ｍｍの厚さで、鋳造工程及び／または圧延工程から製造
されていることを特徴とする特許請求の範囲１項ないし
第３項のいずれか一項に記載の強化中間接着層付アルミ
ニウム基合金軸受。 - （５）前記中間接着層が、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｍ
ｇの１種または２種以上を０．３〜５％含み、残部が実
質的にアルミニウムからなる特許請求の範囲第１項ない
し第４項のいずれか一項に記載の強化中間接着層付アル
ミニウム基合金軸受。
Priority Applications (5)
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