JPS58113343A - 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【
ニラ五軸受合金に関する。

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、主としてムｔ、
−Ｂｍ系合金が公知であり、この中で例えばＡＬ−６％
８ｍ−１，５％５ｉ−１％Ｃｕ−（１，５％Ｎｉ（［Ｆ
＋ｔへて重量％）　、　Ａｔ−２０％８ｎ−１％Ｃ＠等
が使用されてた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、また増収性、耐焼付性も良好なた
め現在多用されている。

れる場一台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ろ。

関に使用されても焼付きを起こさず、従来のＡｔ　−８
ｎ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、錫う〜５５％、亜鉛１０〜
５０％、シリコン０．２〜５％、帽０１〜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１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、マンガンのうち少くとも１種を０２〜５％
添加することによや機械的性質を改善することができる
。

以下９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、特定比率の錫、亜鉛、シリコン。

銅を添加することＩこ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る。

錫の含有量をう〜５５％と限定したのは、５％未満では
なじみ性が低下し、またう５％を超えるとなじみ性は向
上するが硬さが低下するからである。

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
くなり過Ｖ圧延等の塑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１２
〜２２％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に存在しマトリックス
の塑性流動を防止する働きをするが、０．２％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、圧延等の塑性加工性が低下
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！　
またう％を超えると硬くなり特になじみ性、耐焼付性が
低下する。

本発明においては、ｌｌ滑性を付与し耐焼付性を改善す
るため番ζ鉛、インジウムのうち少くとも１種を０２〜
５％添加することができる。０．２〜５％と限定したの
は、０２％未満では耐焼付性の改善はみられず、５％を
超えると特番こ鉛の場合均一な分布が得られないからで
ある。

また１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
１種を０２〜５％添加することができる。０．２う。未
満では添加した効果が認められず、またう％を超えると
合金自体の硬度が高くなり・脆くなってなじみ性−耐焼
付性を害する。

更１こ９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避けられない不純
物が含まれていても良い。

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）〜（９）と比較材として使用した
合金（以下、従来合金とい゛う）ＱＯ，０υの化学成分
を示す。

表１　　試料の化学成分（％） 最初Ａも地金を溶解し９次いでＡＬ−Ｃｕ母合金、　Ａ
ｔ−８１母合金、　Ａｔ−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ミニウム合金を調整した。

このアルミニウム合金溶湯を金型に注入し縦うＯ〇−１
横４０閣、厚さ６閤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、上記供試材の各々を表面粗さＯＳフとし、これに
３５　８ｔ４５Ｃ製で高周波焼入を施しＨｖ（１０６５
０，表面粗さ０．８μｄとした円柱の端面を押し付け、
５Ｗ−５０の基油を用い速度２−筺、で摩擦することに
より行なった。

このときの本発明合金（１）、　（９）と従来合金Ｑ１
ｍ、　（１１）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する。

（リ　　（’１）’・・ なお９本発明合金明、＠以外の本発明合金もほぼ向じ摩
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、軸受の内径メロ０閣９幅５６−１合金層
の厚さ０．２５−である。

係る軸受を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ｘｓ　５５０Ｃ高周波焼人材
を使用し、この軸についているアンバランスマスが回転
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き
を起こすまで回転をあげることによ〜行なった。その後
、焼付きの発生した回転数から焼付面圧を算出した。

この試験結果を第２図に示す、第２図は本発明合金（１
）〜（９）と従来合金叫、（ロ）の焼付面圧を示すが。

この図よ〜本発明合金はいずれも従来合金より優れた耐
焼付性慶示していることが判る。

実施例） （１） し耐疲労性について検討した。軸受の形状は、軸受円径
ダ４２ｍ＋幅１９−１合金層厚さ０．１５閣である。

この耐疲労試験は、軸部材としてＪ５　５５ＱＣ高周波
焼人材を用い１強調潤滑下（潤滑油　ＳｋＥ　＃　３０
゜油温１１０℃）で軸同転歓２５００ｍ、軸受荷重６０
０１を付与し、軸受白画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９本発明合金は
２０〜う０時間であり１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−Ｌの実施例より１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。

（１）耐焼付性が格段に優れている。

（２１耐疲労性は同等か優れている。

（、杓　摩擦係数は同等である。

このため１本発明合金により作製した軸受は。

ぐ） 高速回転、高′荷普の内燃機関与こ使用しても焼付きを
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 トヨタ自動軍工業株式会社 第　　１　　図 ０−一一一試料番号（１） ・−−−・・ノ（ｌυ ｇＫ　　、験　ｍ　　ｆ−ＣＫ９／ｃｔｒｒｆ）第　２
　図 試料４Ｉｒ号

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１）　　重量比で錫う〜５５％、亜鉛１０−３０％、
   シリコン０２〜５％、　銅０．１〜５％及び残部アルミ
   ニウムからなるアルミニウム軸受合金 （２）重量比で錫う〜う５％、亜鉛１０〜３０％、シリ
   コン０．２〜５％、　銅ＣＬＩ−う％、鉛、インジウム
   のうち少くとも１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）重量比でｖＡ′５〜う５％、亜鉛１０〜５０％、
   シリコン０２〜５％、　［０，１〜３　％、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１種を０２〜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）重量比で錫う〜５５％、亜鉛１０〜３０％、シリ
   コン０２〜５％、　銅０．１〜う％、鉛、インジウムの
   うち少くと＆１種を０２〜５％、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１種を
   ０２〜３％及び残部アルミニウムからなるアルミニウム
   軸受合金