JPS58113342A - アルミニウム軸受合金 - 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】 本発明はアルミニウム軸受合金に係り、詳しくは耐焼付
性に優れ高荷重、高速摺動条件下でも使用可能なアルミ
ニウム軸受合金に関する。

近年、自動車用内燃機関は省エネ、高性能化の必要から
小型軽量化、高出力化が図られ、それに伴って係る場所
に使用される軸受摺動部材は従来より高荷重、高温度の
厳しい条件下での使用に耐えることが要求される。

従来のアルミニウム軸受合金としては、主としてＡＬ−
ａｎ系合金が公知であり、この中で例えばＡｌ。

−６％５ｎ−１，５％５ｉ−１％Ｃｕ−０，５％Ｎｉ（
以下、すべだ耐焼付性に劣るという欠点を有する。一方
、後軸に使用でき、また埋収性、耐焼付性も良好なため
現在多用されている。

れる場＠：弧潤滑油膜が薄くなったときに耐焼付性が十
分ではないという問題を生じる。

開−こ使用されても焼付を起こさず、従来のＡｌ−ａｎ
系合金軸受よりも優れた埋収性、耐疲労性を有するアル
ミニウム軸受合金を提供することを目的とする。

係る目的は本発明によれば、亜鉛１０〜５ｏ％、シリコ
ン０８２〜５％、＃０．１〜う％及び残部アルミニウム
からなるアルミニウム軸受合金によって達成される。

更には、前記合金に鉛、インジウムのうち少くとも一種
を０２〜５％添加することにより耐焼付性の改善を、ま
たマグネシウム、クロム、ニオブ。

バナジウム５マンガンのうち少くとも一種を０２〜５％
添加することにより機械的性質を改善することができる
。

以下０本発明について詳細に説明する。

本発明に係るアルミニウム軸受合金はアルミニウムを母
材とし、特定比率の亜鉛、シリコン、銅を添加すること
により耐焼付性を大幅に改善したものである。

次に各成分の限定理由について述べろ。

亜鉛の含有量を１０〜′５０％としたのは、１０％未満
では耐焼付性が低下し、また５０％を超えると合金が硬
くなり遥Ｖ圧延等の慣性加工性が低下し更にはなじみ性
、耐焼付性も低下するからである。亜鉛の含有量は１４
〜２５％の範囲がより好ましい。

シリコンはアルミマトリックス中番ζ存在しマトリック
スの■性流動を防止する働きをするが、０２％未満では
添加した効果は認められず、そのためマトリックスの機
械的性質を改善することができない、また５％を超える
とマトリックスが脆くなり、圧延等の慣性加工性が低下
する。

銅はアルミマトリックスの強度をあげ耐疲労性を向上さ
せるが、０．１％未満では添加の効果が明確でなく、ま
た５％を超えると硬くなり特ｔこなじみ性、耐焼付性が
低下する。

本発明に８いては、潤滑性を付与し耐焼付性を改善する
ために鉛、インジウムのうち少くとも一種を０２〜５％
添加することができる。０２〜５％と限定したのは、０
２％未満では耐焼付性の改善はみられず、５％を超える
と特に鉛の場合均一な分布が得られないからである。

また２本発明においては、アルミマトリックスの機械的
性質を更に改善するため、マグネシウム。

クロム、ニオブ、バナジウム、マンガンのうち少くとも
一種を０２〜３％添加することができる。う５未満では
添加した効果が認められず、また５％を超えると合金自
体の硬度が高くなり、ｍ＜なってなじみ性、耐焼付性を
害する。

更に１本発明においては、鉛、インジウムとマグネシウ
ム、クロム、ニオブ、バナジウム、マンガンを併用する
ことができ、その場合は各々の効果を得ることができる
。

なお９本発明に係るアルミニウム軸受合金において、ア
ルミマトリックス中に通常の精練では着けられない不純
物が含まれていてもよい。

次に、実施例に基づき本発明を説明する。

実施例１ 表１に実施例に使用した本発明に係る合金（以下１本発
明合金という）（１）〜αηと比較材として使用した合
金（以下、従来合金という）０〜Ｑ４の化学成分を示す
。

表１　　試料の化学成分（％） 最初ム邑地金を溶解し１次いでＡｌ−Ｃｕ母合金、ムを
一８ｉ母合金、＾ｌ−Ｍｕ母合金を目的成分に応じて溶
解した後、亜鉛、船、錫等を添加して表１に示す化学成
分を有するアルＬ−ｓウム合金を調整した。

このアルミニウム合金溶Ｊを金型に注入し縦５００　ｍ
　。

横ｌｌＯ■、厚さ６−の板状供試材を作製した。

この供試材を使って荷重と摩擦係数の関係を求めた。試
験は、を記供試材の各々を表面粗さｏｓ　ｐＲ２Ｓとし
、これに、ＩＦ１ＳＩＩ５０製で高周波焼入を施こしｆ
ｉｖＱＩ６５０、表面粗さＯＪＩ！＃ＲＺとした円柱の
端面を押し付け、５Ｗ−５０の基油を用い速度２Ｉｎ／
ｗ、で摩擦するの場合の荷重と摩擦係数の関係を第１図
に示す。

第１図より１本発明合金の摩擦係数は従来合金の摩擦係
数とほぼ同等であることが判る。

なお１本発明合金（２）、（ロ）以外の本発明合金もほ
ぼ同じ摩擦係数を示した。

実施例２ 実施例１と同様な方法で作成した各々の供試材に圧延と
焼鈍を施こし、これらの合金と裏金鋼板とを圧接してバ
イメタル材とし、加工して供試軸受を製作した。この供
試軸受の形状は、軸受の内径り６０■０幅５６−１合金
層の厚さ０．２５−である。

係る軸受費用いて焼付試験を行ない焼付荷重を求めた。

この試験は、軸部材としてＢ５５ＱＣＩＦ１１Ｓａ波焼
人材を使用し、この軸についているアンバランス７スが
回転することにより軸受材に遠心荷重が付加されること
を利用し、一定油温（８０℃）の強制潤滑下において焼
付を起こすまで回転をあげることにより行なった。その
後、焼付の発生した回転数から焼付函圧を算出した。

この試験結果を第２図に示す。第２図は本発明合金（１
）〜（ロ）と従来合金（２）〜（ロ）の焼付面圧を示す
がこの図より本発明合金はいずれも従来合金より優れた
耐焼付性を示していることが判る。

実施例う 実施例２と同じ方法で表１の本発明合金（１）〜（ロ）
と従来合金（社）〜（ロ）の各々について供試軸受を製
作し耐疲労性について検討した。軸受の形状は、軸受内
径Ｘ＃２■９幅１９■９合金層厚さ０．１５−である。

この耐疲労試験は、軸部材としてＪＦｌｉＳ５０Ｃ高周
波焼人材を高周波焼料材滑下（潤滑油シＶ＃５０　、油
温　１１０ｍ：）で軸回転数２５００ｃｐｗ、軸受荷重
６００−を付与し、軸受内面に疲労亀裂が発生するまで
の時間を測定することにより行なった。

この結果、従来合金は疲労亀裂が発生するまでの時間が
すべて１５〜２０時間であったのに対し１本発明合金は
２０〜５０時間であり９本発明合金の方が耐疲労性が同
等か又は優れていることが判った。

以上の実施例より０本発明合金は従来合金に比べ次のよ
うな特徴を有することが判る。

（１１耐焼付性が格段に優れている。

（２）耐疲労性は同等か優れている。

（３）摩擦係数は同等である。

起こさず、また疲労により亀裂を発生することもなく優
れた軸受性能を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明合金及び従来合金の摩擦特性を示す図、
第２図は本発明合金及び従来合金の焼付特性を示す図で
ある。 特許出願人 トヨタ自動車工業株式会社 始　１　閃 試！ａ面圧（に社ｄ） 第　２　図 試料４号

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｆｌ）　　重量比で亜鉛ｌＯ〜う０％、シリコン０２〜
   ５％。 銅０．１〜う％及び残部アルミニウムからなるアルミニ
   ウム軸受合金 （２）重電比で亜鉛１０〜う０％、シリコン０２〜５％
   。 銅０．１〜５％、鉛、インジウムのうち少くとも一種を
   ０２〜５％及び残部アルミニウムからなるアルミニウム
   軸受合金 （３）　　ｊ１量比で曲鉛１０〜５０％、シリコン０２
   〜５％９銅０．１〜５％、マグネシウム、クロム、ニオ
   ブ、バタジウム、マンガンのうち少くとも一種を０．２
   〜う％及び残部アルミニウムからなるアルミニウム軸受
   合金 （４）　　颯眠比で亜鉛１０〜う０％、シリコン０．２
   〜５％。 −０，１〜う％、船、インジウムのうち少くとも一種を
   ０２〜５　”ｊｂ　＋　マグネシウム、クロム、ニオブ
   、バナジウム、マンガンのうち少くとも一種を０，２〜
   う％及び残部アルミニウムからなるアルミニウム軸受合
   金