JPS5834195A - アルミニウム合金軸受の製造方法 - 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】 本発明はアル１＝ウム合金軸受の製造における改良法、
およびそのための装置Ｋｉ［する。

従来のアル電エク五合金軸受の蒙造法＆工帯鋼の裏金に
アルにニウム合金圧凰材をロール圧−する圧電圧着法、
合金粉末を焼結する焼結圧着法等が実用化されている。

しかし、〜１ずれも自動車エンジン等の小物用軸受とし
て大量生朧さ九【いるにすぎず、その利用範囲は限られ
Ｃ〜する・ 本！ｊｋｍ者等は先にアルｉｘウム合金の中物あるいは
大物用軸受−に適用範囲を拡大するものとし【次のよ５
な提集を行なった（４１願昭５６−Ｂ？４２Ｓ）。

すなわち、円筒状裏金（材質８Ｍ５０．寸法ｓ＠ｅφｘ
４ｏｏＬｘｓｏｔ）の内面側に８ｎ。

ＣｗＬ、五ｇ％％ｍ　尋の軟質金属単体のメッキ層を形
成する０次にこの裏金にアル１＝ウム合金を遠心鋳造法
にＣａ１ｌ造する。但し、アル（＝りム合金はホワイト
メタルに比べて融点が高〜・（人１−８！１　系の融点
約４００℃、ホワイトメタルＷＪ１の融点１７ＩＣ）た
めに凝固区間が長く、また舎金龜虞の性状勢の理由によ
り、冷却収縮率がホワイトメタルの約１５倍と非常に大
きい（Ａｌ−８ｎ　系合金：１５〜ｔｅｌ、ホワイトメ
タル１４〜ａｓｌ）。従つ【、この冷却収縮率の大小が
、軸受合金と裏金との一着性を着しく左右している０例
えばＡｌ−８ｎ系合金を軸外周面にライニングする場合
には軸が拘束される側となり、メッキとの組合せくもよ
るが、両者の密着性は非常に有利となる。しかし、上記
のよ５に円筒状裏金の内面側に軸受合金をライニングす
る場合には非常に不利な条件となり、遠心鋳造のままで
は裏金との密着ができない。そこで上記方法では、遠心
鋳造したもの、あるいはアルｉｘウム合金圧延材を、大
気中、好ましくは真空もしくは不活性ガス中（Ａｒ、Ｈ
・等）にてロールにて屡接するものである。この方法で
は密着性の問題も解決され、実機製造に適用しているが
、特に遠心鋳造品の場合には遠心鋳造作業終了後に圧接
作業を実施しているため作業能率が悪く、ボスト高とな
る欠点があった。

本発明は上記アルｉユク人合金軸受製造における作業能
率の向上及びコスト低減を計るのが目的である。

遠心鋳造法では、メッキ層を形成した円筒状裏金内画側
１１ＣＡｌ−Ｂａ系合金を注湯し、同メッキ層上にアル
＜＝り＾合金層を遠心鋳造法にて積層するが、溶融金属
の凝固開始後から室温での凝−に盃るまでに鋳造ひずみ
（凝固ひずみ）が発生する０本発明ではこの鋳造直後か
ら室温までの冷却中に連続的な塑性加工を行なって、こ
のひずみを抑制すると共１１Ｃ，Ａｌ−１３ｎ系合金と
裏金との密着を容ＪＩＫ行な５もので、遠心鋳造の工１
の閏Ｋｍ着化が為されるため作業能率の向上、コスト低
減がはかられたものである。本発明の連続的な塑性加工
は、溝ロールに【圧接接合するととにより行なう。

本実１ｊＫよるアル叱エクム軸受合金の製造方法を第１
、第２図により説明する。尚、第１Ｅは第２１１のＩ−
Ｉ纏矢視断爾因である。

（１）円筒状裏金２０内藺側に脱脂、洗浄等の表面処理
を施した後、８ｎ　、　Ｃｕ　％Ａｇ　、　ｚｎ　、　
Ｎ１　　等の軟質金属単体のメッキ層Ｓを１０〜５（Ｉ
ｊの厚さで形成する。その後、裏金２の軸方向両端部に
７う／シフを取り付ける。

（２）次いで、この裏金２を遠心鋳造装置のローフ１上
に設置すると共に、アｙｉ＝りム合金層４と裏金２を接
合するための圧接接合装置を設置する。即ち、裏金２の
外面側には円柱状フラットロール５を、内面側には円周
溝な軸方向に多数配設し、かつ硬質Ｃｒメッキを施した
溝ロール６を、上記フツツＦロール５に対向して設置し
、このようなロール対を２組、前記円筒状裏金２の直径
を含む藺止に設置する。なお裏金２内藺側に溝目−ル６
を取付けた理由は、アルンニウ五合金層の圧接時ＫＷ−
ル凸部の余肉を溝凹部に職り込むためであり、溝ロール
の替９にフラツ）党−ルを使用した場合には合金層の余
肉が四−ル端部に集まり、作業性が悪化する。また、溝
ロー１６に硬質Ｃｒメッキ層墨な施したのは該ロール６
への合金層の付着防止を目的とした。

第１．２図の溝ロール６は裏金２２ケ所に設置している
が、この場合、負荷応力位置は裏金２軸方内の内面側ロ
ール中央部である。

合金層厚を１５−とした場合％＠ｔ”−ルの形状寸法は
第２図に示すようにロール外径ｓ００φ、田−に長は裏
金２全長により異なるものとする。また、溝形状は凸、
凹部とも山形形状とするが、溝の高さ５〜１０−１溝の
山中１０〜ＳＯ■、溝の谷中１０〜ＳＯ■、溝の傾斜角
１Ｓ〜４０・とする。但し、本ロールを裏金２全長が１
０００ｍ以上のものに適用した場合には、応力負荷によ
り四−ルがたわみを生ずるために、負荷応力位置が胃−
ル中央部の場合にはり一ル端両側の溝高さを所定寸法よ
り１０〜１！！−高くする。負荷応力位置が田−ル両端
部の場合にはロール中央部の溝高さを１・〜１ｓ−高く
する。

なお、本ｌｌＩは裏金２の２ケ所に溝ロールを軟量した
場合であるが、裏金２の１ケ所に溝冒−ルを設置しても
４１にさしつかえはない。

（３）遠心鋳造機のローラ１を回転させ、バーナにて裏
金２−を加熱し、所定温度（４５０℃）Ｋｌｌｌ彼達後
ルミニウム合金の鋳込温度７００’ＣＫて注湯する。な
お合金層厚は１０〜２０−とする。

（４）アルミニウム合金を注湯後、合金温度が４００〜
５ｏｏｃＫ降下した時点から溝ロール６を徐々に圧下し
、常温まで圧接接合作業を連続的に行５．なおアル＜＝
ウム合金の注湯ｉｌＫ、指向性凝固を行うために裏金２
外函側から水冷ノズルにて水冷するが、空冷の場合もあ
り得る。

（＆）　　圧接作業終了後、アルミニウム合金は塑性加
工により繊維組織を呈しているため、組織改善のために
再結晶温度域（Ａｌの再結晶温度、１５０℃）にて焼鈍
（１５０℃）を行う。

（荀　焼鈍後は裏金２内面側の合金層厚２■残しとして
機械仕上加工を行う。

本発明方法により次のような作用、効果が奏される。

（１）　　遠心鋳造に″Ｃライニングする従来法では、
−心鋳造作業終了後に圧接作業を実施しているため作業
能率が悪いが、本発明では遠心鋳造と圧接作業を同時に
実施するため作業効率が嵐い。

（２）遠心鋳造と圧接作業を同時に実施するため、以下
の理由によりメタル（アルミニウム合金層）品質が着し
く向上する。

（至）高温側から圧接作業を開始するため、溶湯中に含
有するガスが逃散でき、たとえ、ガスを含有して引ケ巣
が形成されても圧着できる。

（ロ）圧接後のメタルは繊維組織を呈し【いるが、焼鈍
により再結晶組織が得られるため鋳造のまふの粗大組織
に比べて軸受性能が著しく向上する。

実施例 第１１１．第２１１に示す製造法にてアルミニウム合金
軸費を以下の条件にて製造した。

（１）裏金２＝円筒（材質８Ｍ５０、寸法１０００φＸ
７００ＬＸ３５’ｓｍ） （至））中間層５＝約１０ＪＩ厚さの銅を電気メッキ（
３）合金層４材質：　１ｏ　％　ｓｎ−人１合金（ＪＩ
ＥＩＡＪｌ）（４）　　合金層４形成方法：遠心鋳造法
による（裏金予熱温度、４５０℃） 合金層４厚さ　１５■ （６）　　圧接条件 φ、 ０）溝ａ−ル：ａ−ｖ外＠ｓ　ｏ　ｏ　　　溝高さ８■
、溝の山中６０■、溝の釜中 ３０■、溝傾斜角５０・、μｍル 表面には硬質Ｏｒメッキ処理 （ロ）圧接温度域：合金層４温度が４００℃に到達した
時点から室温まで圧接作 業を行う。

（６）焼鈍処理：温度１５０℃、保持時間１時間（７）
合金層４の仕上加工厚さ：２．０■（表面粗さ１８） （８）　　オーバーレイ層：２０声厚さの鉛−錫合金を
電気メッキ。

得られた軸受合金の裏金との密着性を詞ぺるために超音
波探傷検査及び豐着力試験、並びに合金層の品質を調べ
るために組織試験を実施した。その結果、合金と裏金と
の密着性は良好でア’）、特Ｋｆｍｌｌｌ力ｋｓ　１ｏ
　１１７ｗｍ”と強固Ｋ１１着し【いた、また合金層の
品質は著しく微細な再結晶組織から成り、鋳造欠陥（引
ケ巣）も皆無であることが確認できた。

【図面の簡単な説明】

添付の図面は本発明方法を行うための装置の概略図であ
り、第２図が縦断面図、第１図１１第２図のＩ−Ｉ矢視
断面図である。 復代理人　　内　１）　　明 復代理人　　葦　原　亮　− 第１頁の続き ０発　明　者　花本宣久 広島市西区観音新町四丁目６Ｉ ０発　明　者　長沼静 広島市西区観音新町四丁目６１ ２２号三菱重工業株式会社広島ｄ 船所内 ０発　明　者　杉原愛造 広島市西直観音新町四丁目６１ ２２号三菱重工業株式会社広島汐 船所内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　軸受の裏金の内周全面に軟質金属単体のメッキ層を
   形成し、同メッキ層上にアルミエフ五舎金層を遠心鋳造
   法にて積層すると共Ｋ、鋳造直後から室温までの冷却中
   に％溝ロールにて前！アル１＝ウム合金層を前記裏金に
   圧！Ｉ接合することを特徴とするアルミニクム合金軸受
   の製造方法。 ２　遠心鋳造装置のローラ上に設置した円筒状裏金、誼
   裏金の外面側に円柱状フラットロールな、内面側には円
   周溝を軸方向に多数設けた溝ロールを、両ロールが対向
   するように配設した。ものからなる、アル１ニウ五合金
   軸受の製造装置。