JPH0931580A - 耐摩耗アルミニウム合金製摺動部材 - Google Patents
耐摩耗アルミニウム合金製摺動部材Info
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- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
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- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐摩耗性，耐焼付性，なじみ性に優れ、潤滑
の悪い条件下で使用した場合でも摩耗が軽減されるアル
ミニウム合金製摺動部材を提供する。 【構成】 重量％で、Ｓｉ：１４．０〜１７．５％、Ｃ
ｕ：２．０〜５．０％、Ｍｇ：０．１〜１．０％、Ｍ
ｎ：０．３〜０．８％、Ｃｒ：０．１〜０．３％、Ｔ
ｉ：０．０５〜０．２０％、Ｐ：０．００３〜０．０５
％、Ｆｅ：１．５％以下を含有すると共に、Ｃａ含有量
を０．００５％未満に規制し、残部実質的にＡｌからな
り、平均粒径８〜３０μｍの初晶Ｓｉ，Ａｌ−Ｓｉ−Ｆ
ｅ系金属間化合物およびＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ
系金属間化合物のうち粒径５〜４０μｍのものが合金中
に面積率で５〜１０％分散し、表面粗さがＲａ：０．３
〜３．０であり、かつ相手材より表面粗さが大きいもの
である耐摩耗アルミニウム合金製摺動部材。
の悪い条件下で使用した場合でも摩耗が軽減されるアル
ミニウム合金製摺動部材を提供する。 【構成】 重量％で、Ｓｉ：１４．０〜１７．５％、Ｃ
ｕ：２．０〜５．０％、Ｍｇ：０．１〜１．０％、Ｍ
ｎ：０．３〜０．８％、Ｃｒ：０．１〜０．３％、Ｔ
ｉ：０．０５〜０．２０％、Ｐ：０．００３〜０．０５
％、Ｆｅ：１．５％以下を含有すると共に、Ｃａ含有量
を０．００５％未満に規制し、残部実質的にＡｌからな
り、平均粒径８〜３０μｍの初晶Ｓｉ，Ａｌ−Ｓｉ−Ｆ
ｅ系金属間化合物およびＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ
系金属間化合物のうち粒径５〜４０μｍのものが合金中
に面積率で５〜１０％分散し、表面粗さがＲａ：０．３
〜３．０であり、かつ相手材より表面粗さが大きいもの
である耐摩耗アルミニウム合金製摺動部材。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、動力機器の軸
受部として使用することができる耐摩耗性，耐焼付性，
なじみ性に優れたアルミニウム合金製摺動部材に関する
ものである。
受部として使用することができる耐摩耗性，耐焼付性，
なじみ性に優れたアルミニウム合金製摺動部材に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、動力機器の軽量化のためにアルミ
ニウム合金を適用することが多く検討され、なかでも摺
動部に対しては、耐摩耗性，耐焼付性に優れた過共晶Ａ
ｌ−Ｓｉ系合金が注目されている。
ニウム合金を適用することが多く検討され、なかでも摺
動部に対しては、耐摩耗性，耐焼付性に優れた過共晶Ａ
ｌ−Ｓｉ系合金が注目されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、過共晶
Ａｌ−Ｓｉ系合金は、耐摩耗性に優れる反面、なじみ性
に劣る場合があり、例えば、軸受として用いると、潤滑
の悪い条件や、磨耗粉の排出が難しい条件では、初期な
じみ過程において、重摩耗（シビア摩耗）から軽摩耗
（マイルド摩耗）に移行せず、摺動面から排出されずに
残った摩耗粉が摩耗を加速し異常摩耗に至ってしまうお
それがあるという問題点があった。
Ａｌ−Ｓｉ系合金は、耐摩耗性に優れる反面、なじみ性
に劣る場合があり、例えば、軸受として用いると、潤滑
の悪い条件や、磨耗粉の排出が難しい条件では、初期な
じみ過程において、重摩耗（シビア摩耗）から軽摩耗
（マイルド摩耗）に移行せず、摺動面から排出されずに
残った摩耗粉が摩耗を加速し異常摩耗に至ってしまうお
それがあるという問題点があった。
【０００４】なお、ここでいう、初期なじみとは、軸受
の表面およびその相手材である軸の表面の加工によって
できたうねりや凹凸を削りとり、接触面積を広げること
によって面圧を軽減した状態や潤滑油が介在した状態で
両者を摺動させるようにすることを指している。
の表面およびその相手材である軸の表面の加工によって
できたうねりや凹凸を削りとり、接触面積を広げること
によって面圧を軽減した状態や潤滑油が介在した状態で
両者を摺動させるようにすることを指している。
【０００５】そこで、従来の場合には、硬質な材料がな
じみ性に劣るという問題点を解決するため、その表面
に、鉛，錫，二硫化モリブデン等の固体潤滑の層を形成
させたり、油溝を設けて強制的に給油したりするなどの
方法がとられてきた。
じみ性に劣るという問題点を解決するため、その表面
に、鉛，錫，二硫化モリブデン等の固体潤滑の層を形成
させたり、油溝を設けて強制的に給油したりするなどの
方法がとられてきた。
【０００６】しかしながら、このような方法では、別途
固体潤滑の層を形成させたり、油溝を設けたりする必要
があるため、このような手法によることなく摺動部材自
体の耐摩耗性，耐焼付性，なじみ性を改善することが課
題としてあった。
固体潤滑の層を形成させたり、油溝を設けたりする必要
があるため、このような手法によることなく摺動部材自
体の耐摩耗性，耐焼付性，なじみ性を改善することが課
題としてあった。
【０００７】
【発明の目的】本発明は、このような従来の課題にかん
がみてなされたものであって、摺動面を形成する過共晶
Ａｌ−Ｓｉ系合金自身に、 （１）相手材に比べて軟らかいアルミニウム合金側を選
択的に摩耗させる。
がみてなされたものであって、摺動面を形成する過共晶
Ａｌ−Ｓｉ系合金自身に、 （１）相手材に比べて軟らかいアルミニウム合金側を選
択的に摩耗させる。
【０００８】（２）なじみ過程における総摩耗量を少な
くする。
くする。
【０００９】（３）なじみ過程における摩耗率を下げ
る。
る。
【００１０】（４）潤滑を改善する。
【００１１】（５）摩耗粉の排出を容易にする。
【００１２】という機能を持たせることにより、耐摩耗
性，耐焼付性，なじみ性に優れ、潤滑の悪い条件下で使
用した場合でも摩耗が軽減されるアルミニウム合金製摺
動部材を得ることができるようにして、上記した従来の
課題を解決することを目的としている。
性，耐焼付性，なじみ性に優れ、潤滑の悪い条件下で使
用した場合でも摩耗が軽減されるアルミニウム合金製摺
動部材を得ることができるようにして、上記した従来の
課題を解決することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる耐摩耗ア
ルミニウム合金製摺動部材は、請求項１に記載している
ように、重量％で、Ｓｉ：１４．０〜１７．５％、Ｃ
ｕ：２．０〜５．０％、Ｍｇ：０．１〜１．０％、Ｍ
ｎ：０．３〜０．８％、Ｃｒ：０．１〜０．３％、Ｔ
ｉ：０．０５〜０．２０％、Ｐ：０．００３〜０．０５
％、Ｆｅ：１．５％以下を含有すると共に、Ｃａ含有量
を０．００５％未満に規制し、残部実質的にＡｌからな
り、平均粒径８〜３０μｍの初晶Ｓｉ，Ａｌ−Ｓｉ−Ｆ
ｅ系金属間化合物およびＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ
系金属間化合物のうち粒径５〜４０μｍのものが合金中
に面積率で５〜１０％分散し、表面粗さがＲａ：０．３
〜３．０であり、かつ相手材より表面粗さが大きいもの
としたことを特徴としている。
ルミニウム合金製摺動部材は、請求項１に記載している
ように、重量％で、Ｓｉ：１４．０〜１７．５％、Ｃ
ｕ：２．０〜５．０％、Ｍｇ：０．１〜１．０％、Ｍ
ｎ：０．３〜０．８％、Ｃｒ：０．１〜０．３％、Ｔ
ｉ：０．０５〜０．２０％、Ｐ：０．００３〜０．０５
％、Ｆｅ：１．５％以下を含有すると共に、Ｃａ含有量
を０．００５％未満に規制し、残部実質的にＡｌからな
り、平均粒径８〜３０μｍの初晶Ｓｉ，Ａｌ−Ｓｉ−Ｆ
ｅ系金属間化合物およびＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ
系金属間化合物のうち粒径５〜４０μｍのものが合金中
に面積率で５〜１０％分散し、表面粗さがＲａ：０．３
〜３．０であり、かつ相手材より表面粗さが大きいもの
としたことを特徴としている。
【００１４】また、この耐摩耗アルミニウム合金製摺動
部材は、請求項２に記載しているように、さらに、重量
％で、Ｂ：０．０００１〜０．０１％およびＮｉ：０．
３〜３．０％のうちの１種または２種を含有するものと
することができる。
部材は、請求項２に記載しているように、さらに、重量
％で、Ｂ：０．０００１〜０．０１％およびＮｉ：０．
３〜３．０％のうちの１種または２種を含有するものと
することができる。
【００１５】
【発明の作用】以下、それぞれの成分および数値の限定
理由について各々の作用と共に説明する。
理由について各々の作用と共に説明する。
【００１６】Ｓｉ：Ｓｉはアルミニウム合金の耐摩耗性
を向上させるうえで重要な元素である。しかし、１４．
０％未満のＳｉ含有量では、耐摩耗性が不足することと
なり、Ｓｉ含有量が１７．５％を超えると、合金の液相
線が上昇して、溶解性，鋳造性が悪くなると共に、初晶
Ｓｉの分散が不均一になり易く、粗大化も起こりやすい
ため、なじみ性も悪くなる。
を向上させるうえで重要な元素である。しかし、１４．
０％未満のＳｉ含有量では、耐摩耗性が不足することと
なり、Ｓｉ含有量が１７．５％を超えると、合金の液相
線が上昇して、溶解性，鋳造性が悪くなると共に、初晶
Ｓｉの分散が不均一になり易く、粗大化も起こりやすい
ため、なじみ性も悪くなる。
【００１７】そこで、本発明の耐摩耗アルミニウム合金
製摺動部材においては、Ｓｉ含有量を１４．０〜１７．
５％の範囲に限定した。
製摺動部材においては、Ｓｉ含有量を１４．０〜１７．
５％の範囲に限定した。
【００１８】Ｃｕ：Ｃｕはアルミニウム合金のマトリッ
クスを強化する作用を有し、これによって耐摩耗性が向
上する。そして、このような作用を得るためには、２．
０％以上のＣｕを含有させることが必要である。しか
し、Ｃｕ含有量が５．０％を超えると引け巣の発生が多
くなる。したがって、Ｃｕ含有量は２．０〜５．０％に
限定した。
クスを強化する作用を有し、これによって耐摩耗性が向
上する。そして、このような作用を得るためには、２．
０％以上のＣｕを含有させることが必要である。しか
し、Ｃｕ含有量が５．０％を超えると引け巣の発生が多
くなる。したがって、Ｃｕ含有量は２．０〜５．０％に
限定した。
【００１９】Ｍｇ：Ｍｇはアルミニウム合金の硬度，耐
摩耗性，機械的強度等を上昇させるうえで有用な合金元
素であり、０．１％以上のＭｇ含有でこれらの作用が得
られる。しかし、１．０％を超えてＭｇを含有させる
と、靭性を低下させる傾向が見られる。したがって、Ｍ
ｇ含有量は０．１〜１．０％に限定した。
摩耗性，機械的強度等を上昇させるうえで有用な合金元
素であり、０．１％以上のＭｇ含有でこれらの作用が得
られる。しかし、１．０％を超えてＭｇを含有させる
と、靭性を低下させる傾向が見られる。したがって、Ｍ
ｇ含有量は０．１〜１．０％に限定した。
【００２０】Ｍｎ：ＭｎはＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃ
ｒ系金属間化合物を微細かつ均一に分散させて耐摩耗性
を向上させると共にアルミニウム合金のマトリックスを
強化し、機械的性質を改善する合金元素である。そし
て、Ｍｎ含有量が０．３％未満になると耐摩耗性が低下
する傾向が見られる。他方、Ｍｎ含有量が０．８％を超
えて含有すると機械的性質の劣化を招く。したがって、
Ｍｎ含有量は０．３〜０．８％に限定した。
ｒ系金属間化合物を微細かつ均一に分散させて耐摩耗性
を向上させると共にアルミニウム合金のマトリックスを
強化し、機械的性質を改善する合金元素である。そし
て、Ｍｎ含有量が０．３％未満になると耐摩耗性が低下
する傾向が見られる。他方、Ｍｎ含有量が０．８％を超
えて含有すると機械的性質の劣化を招く。したがって、
Ｍｎ含有量は０．３〜０．８％に限定した。
【００２１】Ｃｒ：Ｃｒはアルミニウム合金のマトリッ
クス中に初晶Ｓｉを微細かつ均一に分散させるうえで重
要な合金元素である。また、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ−
Ｃｒ系金属間化合物を微細な晶出物として均一に分散さ
せ、耐摩耗性を向上させるうえでも重要な合金元素であ
り、硬度，機械的性質の向上にも有効に作用する。そし
て、このような作用は０．１％以上の含有量で顕著とな
る。しかし、Ｃｒ含有量が０．３％を超えると鋳造性，
機械的性質が低下する。したがって、Ｃｒ含有量は０．
１〜０．３％に限定した。
クス中に初晶Ｓｉを微細かつ均一に分散させるうえで重
要な合金元素である。また、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ−
Ｃｒ系金属間化合物を微細な晶出物として均一に分散さ
せ、耐摩耗性を向上させるうえでも重要な合金元素であ
り、硬度，機械的性質の向上にも有効に作用する。そし
て、このような作用は０．１％以上の含有量で顕著とな
る。しかし、Ｃｒ含有量が０．３％を超えると鋳造性，
機械的性質が低下する。したがって、Ｃｒ含有量は０．
１〜０．３％に限定した。
【００２２】Ｔｉ：Ｔｉはアルミニウム合金の機械的性
質を向上させる作用を有し、組織を均一化させることに
も有効である。そして、これらの作用を得るためには、
０．０５％以上のＴｉを含有させることが必要である。
しかし、０．２０％を超えるＴｉ含有量では逆に機械的
性質の低下を招く。したがって、Ｔｉ含有量は０．０５
〜０．２０％に限定した。
質を向上させる作用を有し、組織を均一化させることに
も有効である。そして、これらの作用を得るためには、
０．０５％以上のＴｉを含有させることが必要である。
しかし、０．２０％を超えるＴｉ含有量では逆に機械的
性質の低下を招く。したがって、Ｔｉ含有量は０．０５
〜０．２０％に限定した。
【００２３】Ｐ：ＰはＣｒと共に初晶Ｓｉを微細化しそ
して均一に分散させる作用を有する。この初晶Ｓｉを与
えるＰの作用は、０．００３％以上の含有量で確保され
る。しかし、Ｐ含有量が０．０５％を超えると湯流れ等
の鋳造性が悪化する。したがって、Ｐ含有量は０．００
３〜０．０５％に限定した。
して均一に分散させる作用を有する。この初晶Ｓｉを与
えるＰの作用は、０．００３％以上の含有量で確保され
る。しかし、Ｐ含有量が０．０５％を超えると湯流れ等
の鋳造性が悪化する。したがって、Ｐ含有量は０．００
３〜０．０５％に限定した。
【００２４】Ｆｅ：ＦｅはＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系金属間化
合物およびＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ系金属間化合
物として分散して耐摩耗性を向上させる作用を有する
が、アルミニウム合金中に多量のＦｅが混入すると、特
に徐冷部，ホットスポット部にＡｌ−Ｆｅ系の化合物が
生成し、ミクロポロシティの発生原因となる。その結
果、得られたアルミニウム合金の靭性および強度を低下
させる。そのため、本発明においては、Ｆｅ含有量を
１．５％以下に規制した。
合物およびＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ系金属間化合
物として分散して耐摩耗性を向上させる作用を有する
が、アルミニウム合金中に多量のＦｅが混入すると、特
に徐冷部，ホットスポット部にＡｌ−Ｆｅ系の化合物が
生成し、ミクロポロシティの発生原因となる。その結
果、得られたアルミニウム合金の靭性および強度を低下
させる。そのため、本発明においては、Ｆｅ含有量を
１．５％以下に規制した。
【００２５】Ｃａ：Ｃａ含有量が０．００５％以上に多
くなると、鋳造時に内部引けが大きくなり、鋳造性の低
下を招く。また、Ｐによる初晶Ｓｉ微細化効果を阻害す
る。そこで、Ｃａ含有量を０．００５％未満に規制し
た。
くなると、鋳造時に内部引けが大きくなり、鋳造性の低
下を招く。また、Ｐによる初晶Ｓｉ微細化効果を阻害す
る。そこで、Ｃａ含有量を０．００５％未満に規制し
た。
【００２６】ＢおよびＮｉ：任意成分として添加される
ＢおよびＮｉはアルミニウム合金の機械的性質をより一
層向上させる作用を有する元素である。そして、このう
ちＢは、Ｔｉと共に結晶粒を微細化させることによって
強度および靭性の向上に寄与する。このようなＢの作用
は０．０００１％以上でみられる。しかし、多量のＢ含
有は、アルミニウム合金の靭性を低下させるので、上限
を０．０１％に設定した。また、Ｎｉは、高温強度を向
上し、硬度，耐摩耗性を改善するうえで有効な合金元素
である。そして、これらの作用は、Ｎｉ含有量０．３％
以上でみられる。しかし、高価なＮｉを多量に含有させ
ることは、アルミニウム合金のコストを上昇させるので
好ましくない。また、Ｎｉ含有量の増加に伴い、耐食性
の低下もみられる。そこで、本発明においては、Ｎｉ含
有量の上限を３．０％とし、Ｎｉの作用をＭｎで置換な
いしは補完する。したがって、ＢおよびＮｉのうちの１
種または２種を含有させるとしても、Ｂは０．０００１
〜０．０１％、Ｎｉは０．３〜３．０％とする。
ＢおよびＮｉはアルミニウム合金の機械的性質をより一
層向上させる作用を有する元素である。そして、このう
ちＢは、Ｔｉと共に結晶粒を微細化させることによって
強度および靭性の向上に寄与する。このようなＢの作用
は０．０００１％以上でみられる。しかし、多量のＢ含
有は、アルミニウム合金の靭性を低下させるので、上限
を０．０１％に設定した。また、Ｎｉは、高温強度を向
上し、硬度，耐摩耗性を改善するうえで有効な合金元素
である。そして、これらの作用は、Ｎｉ含有量０．３％
以上でみられる。しかし、高価なＮｉを多量に含有させ
ることは、アルミニウム合金のコストを上昇させるので
好ましくない。また、Ｎｉ含有量の増加に伴い、耐食性
の低下もみられる。そこで、本発明においては、Ｎｉ含
有量の上限を３．０％とし、Ｎｉの作用をＭｎで置換な
いしは補完する。したがって、ＢおよびＮｉのうちの１
種または２種を含有させるとしても、Ｂは０．０００１
〜０．０１％、Ｎｉは０．３〜３．０％とする。
【００２７】初晶Ｓｉ，Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系金属間化合
物およびＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ系金属間化合物
の平均粒径８〜３０μｍ：初晶Ｓｉ，Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ
系金属間化合物およびＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ系
金属間化合物は耐摩耗性，耐焼付性，なじみ性を向上さ
せるが、平均粒径が８μｍ未満ではその効果は少なく、
平均粒径が３０μｍを超えると被削性が低下すると共
に、脱落しやすい粒子が多くなるため、特に、初期のな
じみ過程において摺動面から排出されない粒子が増加
し、異常摩耗の原因となるので、初晶ＳｉおよびＡｌ−
Ｓｉ−Ｆｅ（−Ｍｎ−Ｃｒ）系金属間化合物の平均粒径
は８〜３０μｍとしている。
物およびＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ系金属間化合物
の平均粒径８〜３０μｍ：初晶Ｓｉ，Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ
系金属間化合物およびＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ系
金属間化合物は耐摩耗性，耐焼付性，なじみ性を向上さ
せるが、平均粒径が８μｍ未満ではその効果は少なく、
平均粒径が３０μｍを超えると被削性が低下すると共
に、脱落しやすい粒子が多くなるため、特に、初期のな
じみ過程において摺動面から排出されない粒子が増加
し、異常摩耗の原因となるので、初晶ＳｉおよびＡｌ−
Ｓｉ−Ｆｅ（−Ｍｎ−Ｃｒ）系金属間化合物の平均粒径
は８〜３０μｍとしている。
【００２８】粒径５〜４０μｍの初晶Ｓｉ，Ａｌ−Ｓｉ
−Ｆｅ系金属間化合物およびＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ−
Ｃｒ系金属間化合物が合金中に面積率で５〜１０％分
散：平均粒径８〜３０μｍの初晶Ｓｉ，Ａｌ−Ｓｉ−Ｆ
ｅ系金属間化合物およびＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ
系金属間化合物のうち耐摩耗性，耐焼付性，なじみ性に
有効なのは粒径５〜４０μｍのものであるが、その面積
率が５％未満では効果が少なく、１０％を超えると被削
性やなじみ性が低下するので、粒径５〜４０μｍのもの
が合金中に５〜１０面積％分散しているものとしてい
る。
−Ｆｅ系金属間化合物およびＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ−
Ｃｒ系金属間化合物が合金中に面積率で５〜１０％分
散：平均粒径８〜３０μｍの初晶Ｓｉ，Ａｌ−Ｓｉ−Ｆ
ｅ系金属間化合物およびＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ
系金属間化合物のうち耐摩耗性，耐焼付性，なじみ性に
有効なのは粒径５〜４０μｍのものであるが、その面積
率が５％未満では効果が少なく、１０％を超えると被削
性やなじみ性が低下するので、粒径５〜４０μｍのもの
が合金中に５〜１０面積％分散しているものとしてい
る。
【００２９】表面粗さがＲａ：０．３〜３．０：表面粗
さがＲａ０．３未満では初期なじみ過程において、凹凸
が小さいため、油だまりや摩耗粉の排出溝としての効果
が少ない。また、表面粗さがＲａ３．０を超えると初期
の摺動面の真実接触面積が小さくなりすぎ、接触部の面
圧が著しく高くなるため、異常摩耗や焼付が発生しやす
くなることから、表面粗さはＲａ０．３〜３．０として
いる。
さがＲａ０．３未満では初期なじみ過程において、凹凸
が小さいため、油だまりや摩耗粉の排出溝としての効果
が少ない。また、表面粗さがＲａ３．０を超えると初期
の摺動面の真実接触面積が小さくなりすぎ、接触部の面
圧が著しく高くなるため、異常摩耗や焼付が発生しやす
くなることから、表面粗さはＲａ０．３〜３．０として
いる。
【００３０】相手材の表面粗さとの関係：相手材の表面
粗さが本発明のアルミニウム合金製摺動部材の表面粗さ
よりも大きいと、接触面積を広げて、面圧を軽減すると
いうなじみ過程が進行しないことに加え、アブレシブ摩
耗が発生し、それにより異常摩耗が発生しやすくなるた
め、本発明のアルミニウム合金製摺動部材の表面粗さは
相手材の表面粗さよりも大きいほうがよい。
粗さが本発明のアルミニウム合金製摺動部材の表面粗さ
よりも大きいと、接触面積を広げて、面圧を軽減すると
いうなじみ過程が進行しないことに加え、アブレシブ摩
耗が発生し、それにより異常摩耗が発生しやすくなるた
め、本発明のアルミニウム合金製摺動部材の表面粗さは
相手材の表面粗さよりも大きいほうがよい。
【００３１】
【実施例】表１に示す３種類の成分組成のアルミニウム
合金を使用し、合金Ａ，Ｂについては重力鋳造により、
合金Ｃについては普通ダイカストによりそれぞれ鋳造し
た。
合金を使用し、合金Ａ，Ｂについては重力鋳造により、
合金Ｃについては普通ダイカストによりそれぞれ鋳造し
た。
【００３２】次に、各鋳造材から切削加工により３５×
３５×５ｍｍの板状試験片を切り出し、表２に示す表面
粗さに仕上げた。また、表２には、各合金の初晶Ｓｉな
らびにＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系金属間化合物およびＡｌ−Ｓ
ｉ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ系金属間化合物の平均粒径、５〜
４０μｍの粒子の面積率も示した。
３５×５ｍｍの板状試験片を切り出し、表２に示す表面
粗さに仕上げた。また、表２には、各合金の初晶Ｓｉな
らびにＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ系金属間化合物およびＡｌ−Ｓ
ｉ−Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｒ系金属間化合物の平均粒径、５〜
４０μｍの粒子の面積率も示した。
【００３３】なお、合金Ｃからの切り出しについては、
本発明材−２はダイカスト材表面から０．６ｍｍ，比較
材−４は表面から０．３ｍｍの部分が試験片表面となる
ように切り出した。
本発明材−２はダイカスト材表面から０．６ｍｍ，比較
材−４は表面から０．３ｍｍの部分が試験片表面となる
ように切り出した。
【００３４】
【表１】
【００３５】
【表２】
【００３６】（摩擦摩耗試験）このようにして得られた
摩擦摩耗試験片を用いて、リングオンディスク型の鈴木
式摩擦摩耗試験機により、表３に示す条件にて摩擦摩耗
試験を行った。
摩擦摩耗試験片を用いて、リングオンディスク型の鈴木
式摩擦摩耗試験機により、表３に示す条件にて摩擦摩耗
試験を行った。
【００３７】表４には、荷重３５０ｋｇｆに加圧した後
の最初の５分間の摩擦係数の平均値と１０時間摺動後の
摩耗量を示す。
の最初の５分間の摩擦係数の平均値と１０時間摺動後の
摩耗量を示す。
【００３８】
【表３】
【００３９】
【表４】
【００４０】表４に示す結果より明らかなように、本発
明材−１，２は比較材−１〜４に比べて、初期の摩擦係
数が低く、結果として摩耗量も少ないことがわかる。
明材−１，２は比較材−１〜４に比べて、初期の摩擦係
数が低く、結果として摩耗量も少ないことがわかる。
【００４１】これに対して、比較材−１では、表面粗さ
が小さいため、初期なじみ過程において凹凸が小さいこ
とによって、油だまりや摩耗粉の排出溝としての効果が
少なく、また、相手材の表面粗さよりも小さいため、接
触面積を広げて面圧を軽減するというなじみ過程が進行
しがたいと共にアブレシブ摩耗が発生しやすいことか
ら、摩耗量が多いものとなっていた。
が小さいため、初期なじみ過程において凹凸が小さいこ
とによって、油だまりや摩耗粉の排出溝としての効果が
少なく、また、相手材の表面粗さよりも小さいため、接
触面積を広げて面圧を軽減するというなじみ過程が進行
しがたいと共にアブレシブ摩耗が発生しやすいことか
ら、摩耗量が多いものとなっていた。
【００４２】また、比較材−２では、仕上表面粗さが大
きいため、初期の摺動面の真実接触面積が小さくなりす
ぎ、接触部の面圧が高くなるため摩耗量が多いものとな
っていた。
きいため、初期の摺動面の真実接触面積が小さくなりす
ぎ、接触部の面圧が高くなるため摩耗量が多いものとな
っていた。
【００４３】さらにまた、比較材−３では、合金中のＳ
ｉ含有量が多くかつまたＣｒ含有量が少ないため、初晶
Ｓｉの分散が不均一になりやすく、初晶Ｓｉが粗大なも
のになっていると共にその面積率も大きいため、摩耗量
が多いものとなっていた。
ｉ含有量が多くかつまたＣｒ含有量が少ないため、初晶
Ｓｉの分散が不均一になりやすく、初晶Ｓｉが粗大なも
のになっていると共にその面積率も大きいため、摩耗量
が多いものとなっていた。
【００４４】さらにまた、比較材−４では、初晶Ｓｉ，
金属間化合物の平均粒径が小さくかつ面積率が少ないた
め、耐摩耗性，耐焼付性，なじみ性を向上させる効果が
小さいことから、摩耗量が多いものとなっていた。
金属間化合物の平均粒径が小さくかつ面積率が少ないた
め、耐摩耗性，耐焼付性，なじみ性を向上させる効果が
小さいことから、摩耗量が多いものとなっていた。
【００４５】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明による
耐摩耗アルミニウム合金製摺動部材は、請求項１に記載
しているように、重量％で、Ｓｉ：１４．０〜１７．５
％、Ｃｕ：２．０〜５．０％、Ｍｇ：０．１〜１．０
％、Ｍｎ：０．３〜０．８％、Ｃｒ：０．１〜０．３
％、Ｔｉ：０．０５〜０．２０％、Ｐ：０．００３〜
０．０５％、Ｆｅ：１．５％以下を含有すると共に、Ｃ
ａ含有量を０．００５％未満に規制し、残部実質的にＡ
ｌからなり、平均粒径８〜３０μｍの初晶Ｓｉ，Ａｌ−
Ｓｉ−Ｆｅ系金属間化合物およびＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍ
ｎ−Ｃｒ系金属間化合物のうち粒径５〜４０μｍのもの
が合金中に面積率で５〜１０％分散し、表面粗さがＲ
ａ：０．３〜３．０であり、かつ相手材より表面粗さが
大きいものであるようにしたから、耐摩耗性，耐焼付
性，なじみ性に優れ、潤滑の悪い条件下で使用した場合
でも、摩耗が軽減されるという著しく優れた効果がもた
らされる。
耐摩耗アルミニウム合金製摺動部材は、請求項１に記載
しているように、重量％で、Ｓｉ：１４．０〜１７．５
％、Ｃｕ：２．０〜５．０％、Ｍｇ：０．１〜１．０
％、Ｍｎ：０．３〜０．８％、Ｃｒ：０．１〜０．３
％、Ｔｉ：０．０５〜０．２０％、Ｐ：０．００３〜
０．０５％、Ｆｅ：１．５％以下を含有すると共に、Ｃ
ａ含有量を０．００５％未満に規制し、残部実質的にＡ
ｌからなり、平均粒径８〜３０μｍの初晶Ｓｉ，Ａｌ−
Ｓｉ−Ｆｅ系金属間化合物およびＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍ
ｎ−Ｃｒ系金属間化合物のうち粒径５〜４０μｍのもの
が合金中に面積率で５〜１０％分散し、表面粗さがＲ
ａ：０．３〜３．０であり、かつ相手材より表面粗さが
大きいものであるようにしたから、耐摩耗性，耐焼付
性，なじみ性に優れ、潤滑の悪い条件下で使用した場合
でも、摩耗が軽減されるという著しく優れた効果がもた
らされる。
【００４６】また、請求項２に記載しているように、重
量％で、Ｂ：０．０００１〜０．０１％およびＮｉ：
０．３〜３．０％のうちの１種または２種を含有するも
のとなすことによって、強度などの機械的性質をさらに
向上したものとすることが可能であるという著しく優れ
た効果がもたらされる。
量％で、Ｂ：０．０００１〜０．０１％およびＮｉ：
０．３〜３．０％のうちの１種または２種を含有するも
のとなすことによって、強度などの機械的性質をさらに
向上したものとすることが可能であるという著しく優れ
た効果がもたらされる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 保 田 芳 輝 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 津 島 健 次 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、Ｓｉ：１４．０〜１７．５
％、Ｃｕ：２．０〜５．０％、Ｍｇ：０．１〜１．０
％、Ｍｎ：０．３〜０．８％、Ｃｒ：０．１〜０．３
％、Ｔｉ：０．０５〜０．２０％、Ｐ：０．００３〜
０．０５％、Ｆｅ：１．５％以下を含有すると共に、Ｃ
ａ含有量を０．００５％未満に規制し、残部実質的にＡ
ｌからなり、平均粒径８〜３０μｍの初晶Ｓｉ，Ａｌ−
Ｓｉ−Ｆｅ系金属間化合物およびＡｌ−Ｓｉ−Ｆｅ−Ｍ
ｎ−Ｃｒ系金属間化合物のうち粒径５〜４０μｍのもの
が合金中に面積率で５〜１０％分散し、表面粗さがＲ
ａ：０．３〜３．０であり、かつ相手材より表面粗さが
大きいことを特徴とする耐摩耗アルミニウム合金製摺動
部材。 - 【請求項２】 重量％で、Ｂ：０．０００１〜０．０１
％およびＮｉ：０．３〜３．０％のうちの１種または２
種を含有する請求項１に記載の耐摩耗アルミニウム合金
製摺動部材。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17638195A JP3351181B2 (ja) | 1995-07-12 | 1995-07-12 | 耐摩耗アルミニウム合金製摺動部材 |
| DE19627020A DE19627020C2 (de) | 1995-07-12 | 1996-07-04 | Aus einer abriebbeständigen Aluminiumlegierung hergestelltes Lager |
| US08/678,960 US5912073A (en) | 1995-07-12 | 1996-07-12 | Bearing made of abrasion-resistant aluminum alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17638195A JP3351181B2 (ja) | 1995-07-12 | 1995-07-12 | 耐摩耗アルミニウム合金製摺動部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0931580A true JPH0931580A (ja) | 1997-02-04 |
| JP3351181B2 JP3351181B2 (ja) | 2002-11-25 |
Family
ID=16012651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17638195A Expired - Lifetime JP3351181B2 (ja) | 1995-07-12 | 1995-07-12 | 耐摩耗アルミニウム合金製摺動部材 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5912073A (ja) |
| JP (1) | JP3351181B2 (ja) |
| DE (1) | DE19627020C2 (ja) |
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| AU2002217809A1 (en) | 2000-11-15 | 2002-05-27 | Federal Mogul Corporation | Non-plated aluminum based bearing alloy with performance-enhanced interlayer |
| US6833339B2 (en) | 2000-11-15 | 2004-12-21 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Non-plated aluminum based bearing alloy with performance-enhanced interlayer |
| JP2002356755A (ja) * | 2001-05-29 | 2002-12-13 | Nippon Light Metal Co Ltd | 耐摩耗性に優れたＣｕ含有過共晶Ａｌ−Ｓｉ系アルミニウム合金鋳造部材の製造方法 |
| JP4341438B2 (ja) * | 2004-03-23 | 2009-10-07 | 日本軽金属株式会社 | 耐摩耗性に優れたアルミニウム合金及び同合金を用いた摺動部材 |
| US20080008520A1 (en) * | 2006-05-19 | 2008-01-10 | Sumita Pal | Nickel-boron coating applied to a ball bearing joint |
| FR2907468B1 (fr) * | 2006-10-20 | 2009-01-23 | Airbus France Sas | Interface d'adaptation de lubrification et de durete interposee entre deux pieces en titane ou en alliage de titane en mouvement relatif l'une contre l'autre. |
| US20190185967A1 (en) * | 2017-12-18 | 2019-06-20 | GM Global Technology Operations LLC | Cast aluminum alloy for transmission clutch |
Family Cites Families (4)
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|---|---|---|---|---|
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| GB2080826B (en) * | 1980-01-10 | 1984-07-25 | Taiho Kogyo Co Ltd | Aluminium-based alloy bearing |
| GB2175603B (en) * | 1985-05-22 | 1989-04-12 | Daido Metal Co | Overlay alloy used for a surface layer of sliding material, sliding material having a surface layer comprising said alloy and manufacturing method |
| JP3378342B2 (ja) * | 1994-03-16 | 2003-02-17 | 日本軽金属株式会社 | 耐摩耗性に優れたアルミニウム鋳造合金及びその製造方法 |
-
1995
- 1995-07-12 JP JP17638195A patent/JP3351181B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-07-04 DE DE19627020A patent/DE19627020C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-07-12 US US08/678,960 patent/US5912073A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3351181B2 (ja) | 2002-11-25 |
| DE19627020C2 (de) | 1999-10-21 |
| DE19627020A1 (de) | 1997-01-16 |
| US5912073A (en) | 1999-06-15 |
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