JPS58504B2 - アルミニウム軸受合金 - Google Patents
アルミニウム軸受合金Info
- Publication number
- JPS58504B2 JPS58504B2 JP269077A JP269077A JPS58504B2 JP S58504 B2 JPS58504 B2 JP S58504B2 JP 269077 A JP269077 A JP 269077A JP 269077 A JP269077 A JP 269077A JP S58504 B2 JPS58504 B2 JP S58504B2
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- Japan
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- hardness
- alloy
- alloys
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、特に高温下での硬さの低下が少なく耐疲労性
にすぐれたアルミニウム軸受合金に関するものである。
にすぐれたアルミニウム軸受合金に関するものである。
従来のアルミニウム軸受合金としては、主としてＡｌ−
８ｎ系合金が使用されているが、この合金を自動車エン
ジンの軸受に使用した場合、エンジンの高負荷運転が継
続したとき等に短時間で疲労破壊の起ることがあった。
８ｎ系合金が使用されているが、この合金を自動車エン
ジンの軸受に使用した場合、エンジンの高負荷運転が継
続したとき等に短時間で疲労破壊の起ることがあった。
これはエンジン内のオイルが高負荷連続運転時に特に高
温となり例えばオイルパン内のオイルは１３０℃以上に
も達するだめ、軸受はそのすべり面においてかなり高温
度になることが予想され、この結果従来のＡｌ−８ｎ系
合金では高温下で硬さが急激に低下し、かつ疲労強度も
低下することが原因であると考えられる。
温となり例えばオイルパン内のオイルは１３０℃以上に
も達するだめ、軸受はそのすべり面においてかなり高温
度になることが予想され、この結果従来のＡｌ−８ｎ系
合金では高温下で硬さが急激に低下し、かつ疲労強度も
低下することが原因であると考えられる。
本発明の発明者等が、高温下で硬さの高い合金をエンジ
ン軸受の形状に加工し、高油温下で動荷重疲労試験を行
なった結果、疲労強度の向上が認められたことは上記推
論を裏付けるものである。
ン軸受の形状に加工し、高油温下で動荷重疲労試験を行
なった結果、疲労強度の向上が認められたことは上記推
論を裏付けるものである。
そしてこの高温下での疲労破壊の生ずる傾向は、エンジ
ンの排気対策やエンジンの性能アップを図る近時におい
て著しい。
ンの排気対策やエンジンの性能アップを図る近時におい
て著しい。
本発明の発明者等は、高温下での硬度の高い合金は疲労
強度が向上するという点に着目し、Ａｌ−８ｎ系合金に
種々の添加元素を加えてその高温硬さの改良を進め、従
来のＡｌ−８ｎ系合金より高い高温下での硬さをもった
Ａｌ−８ｎ系合金を開発したものである。
強度が向上するという点に着目し、Ａｌ−８ｎ系合金に
種々の添加元素を加えてその高温硬さの改良を進め、従
来のＡｌ−８ｎ系合金より高い高温下での硬さをもった
Ａｌ−８ｎ系合金を開発したものである。
本発明に％るＡｌ−８ｎ系合金は、基本的には、重量％
で２５％以下のＳｎ （スズ）と０．１〜１．０％のＣ
ｒ （クロム）および残部Ａｌ （アルミニウム）とか
ら構成したことを特徴とするもので、この組成に％るＡ
ｌ−８ｎ系合金は、従来公知のＡｌ−８ｎ系合金に比し
、Ｃｒを添加したことによって硬さが上昇し、特に高温
時での硬さの低下が少ないことが認められた。
で２５％以下のＳｎ （スズ）と０．１〜１．０％のＣ
ｒ （クロム）および残部Ａｌ （アルミニウム）とか
ら構成したことを特徴とするもので、この組成に％るＡ
ｌ−８ｎ系合金は、従来公知のＡｌ−８ｎ系合金に比し
、Ｃｒを添加したことによって硬さが上昇し、特に高温
時での硬さの低下が少ないことが認められた。
また動荷重疲労試験を行なったところ、高油温下での疲
労強度の向上が確認された。
労強度の向上が確認された。
Ｓｎの含有量を重量％で２５％以下に限定した理由は、
Ｓｎは潤滑を主目的として添加される元素であるが、こ
れを２５％以上添加すると合金中のＳｎ粒子がＡｌ中に
孤立して分散できなくなり連続状態で存在し始めるため
、高温時の硬さの低下を招くからである。
Ｓｎは潤滑を主目的として添加される元素であるが、こ
れを２５％以上添加すると合金中のＳｎ粒子がＡｌ中に
孤立して分散できなくなり連続状態で存在し始めるため
、高温時の硬さの低下を招くからである。
特に１９０℃以上での軟化は甚だしいものがある。
Ｃｒはこの高温時の軟化を防ぐために添加したものであ
るが、この添加量が重量％で０．１％以下では高温硬さ
の改良は期待できず、１．０％以上添加するとＣｒＡｌ
７等のＡｌ−Ｃｒ金属間化合物が析出し過ぎ、軸受合金
としては硬くなり過ぎることから、その添加量を０．１
〜１．０％に限定したものである。
るが、この添加量が重量％で０．１％以下では高温硬さ
の改良は期待できず、１．０％以上添加するとＣｒＡｌ
７等のＡｌ−Ｃｒ金属間化合物が析出し過ぎ、軸受合金
としては硬くなり過ぎることから、その添加量を０．１
〜１．０％に限定したものである。
このＣｒの添加効果について詳述すると、ＣｒはＡｌ中
に固溶することによってＡｌの再結晶温度を上げ、この
効果はＡ７へのＣｒの添加量が０．５％前後のとき最高
となる。
に固溶することによってＡｌの再結晶温度を上げ、この
効果はＡ７へのＣｒの添加量が０．５％前後のとき最高
となる。
再結晶温度を上げることはエンジンの軸受がさらされる
高温領域でも安定した機械的性質を維持させるために効
果があり、特に硬さについては、高温下での硬さの低下
を少なくして高温領域での軸受の軟化を防ぐことができ
、ひいては疲労強度の向上をもたらす。
高温領域でも安定した機械的性質を維持させるために効
果があり、特に硬さについては、高温下での硬さの低下
を少なくして高温領域での軸受の軟化を防ぐことができ
、ひいては疲労強度の向上をもたらす。
また固溶限を過ぎて析出するＡｌ−Ｃｒ は、ヴイツカ
ース硬さで３２０を示し、このためこの化合物が細かく
分散することは高温硬さの維持を助けるので、これが適
量分散することは良い効果を生ずる。
ース硬さで３２０を示し、このためこの化合物が細かく
分散することは高温硬さの維持を助けるので、これが適
量分散することは良い効果を生ずる。
ここに適量の範囲は、前述のようにＣｒが１．０％以下
を意味し、この範囲であれば上記析出物は均一かつ微細
であって他に悪影響を与えることなく硬さの上昇が得ら
れる。
を意味し、この範囲であれば上記析出物は均一かつ微細
であって他に悪影響を与えることなく硬さの上昇が得ら
れる。
次に本発明の第二の発明は、Ａｌ−８ｎ系合金の上記組
成に加えて、さらにＣｕ（銅）を重量％で０．５〜２．
０％添加したものであり、高温下での硬さの低下がより
小さくなるようにしたものである。
成に加えて、さらにＣｕ（銅）を重量％で０．５〜２．
０％添加したものであり、高温下での硬さの低下がより
小さくなるようにしたものである。
Ｃｕの添加量を０．５〜２．０％とした理由は、０．５
％以下では硬さの上昇は期待できず、２．０％以上添加
すると硬さは向上するがＣｕの増加と共に硬いＣｕＡｌ
２が析出し軸受としては好ましくないからである。
％以下では硬さの上昇は期待できず、２．０％以上添加
すると硬さは向上するがＣｕの増加と共に硬いＣｕＡｌ
２が析出し軸受としては好ましくないからである。
またこのＣｕはＣｒと同時に添加して効果の生ずるもの
で、Ｃｕ単独では高温下での硬さの上昇の効果が期待で
きない。
で、Ｃｕ単独では高温下での硬さの上昇の効果が期待で
きない。
すなわち、ＣｕはＡｌ中に添加した場合に圧延時の硬さ
の上昇が大きく、同一圧延率でも他の元素を添加したＡ
ｌ材料に比し、硬さの上昇は顕著であるが、２００℃近
く迄加熱すると容易に軟化し、高温硬さの維持は期待で
きない。
の上昇が大きく、同一圧延率でも他の元素を添加したＡ
ｌ材料に比し、硬さの上昇は顕著であるが、２００℃近
く迄加熱すると容易に軟化し、高温硬さの維持は期待で
きない。
これに対しＣｒとＣｕを同時に添加すると、Ｃｕの添加
効果によって圧延時に高くなった硬さが、焼鈍をしても
Ｃｒの添加効果によりあまり低下しない。
効果によって圧延時に高くなった硬さが、焼鈍をしても
Ｃｒの添加効果によりあまり低下しない。
このため硬さの高いＡｌ−８ｎ系合金が得られ、かつこ
の硬さは高温下においても従来のこの種合金のように大
きく低下することがない。
の硬さは高温下においても従来のこの種合金のように大
きく低下することがない。
さらに、本発明の第三の発明は、上記組成、すなわち、
重量％で５ｎ２５％以下、Ｃｒ０．１〜１．０％、Ｃｕ
Ｏ，５〜２．０％にさらにＢｅ （ベリリウム）０．１
〜０．５％を加えて残部をＡ７としたものである。
重量％で５ｎ２５％以下、Ｃｒ０．１〜１．０％、Ｃｕ
Ｏ，５〜２．０％にさらにＢｅ （ベリリウム）０．１
〜０．５％を加えて残部をＡ７としたものである。
Ｂｅの添加量０．１〜０．５％の限定理由は、０．１％
以下では高温時の硬さ低下の防止が期待できず、０．５
％以上は金属間化合物が析出し軸受としては好ましくな
いからである。
以下では高温時の硬さ低下の防止が期待できず、０．５
％以上は金属間化合物が析出し軸受としては好ましくな
いからである。
Ｂｅの添加効果は高温下での硬さの維持にあられれる。
すなわち、Ｂｅによる圧延時の硬さの上昇効果、加熱に
よるＡｌの軟化防止効果は、ＣｕやＣｒはど顕著ではな
いが、Ｂｅの添加によって高温時における硬さの低下は
ゆるやかになり、したがって高温下での硬さをより高く
維持できる効果を生ずる。
よるＡｌの軟化防止効果は、ＣｕやＣｒはど顕著ではな
いが、Ｂｅの添加によって高温時における硬さの低下は
ゆるやかになり、したがって高温下での硬さをより高く
維持できる効果を生ずる。
またＢｅは溶解時にはＡｌやＳｎ、Ｃｒ、Ｚｒの酸化を
少なくして鋳造性を改善できる効果も有する。
少なくして鋳造性を改善できる効果も有する。
次に、実施例によって本発明を説明する。
次表は、本発明に％るＡｌ−８ｎ系軸受合金の（１）か
ら（６）迄と、従来の同種合金（７）、（８）、（９）
の化学成分値を示すものである。
ら（６）迄と、従来の同種合金（７）、（８）、（９）
の化学成分値を示すものである。
合金（１）から（６広は、ガス炉においてＡｄ地金を溶
解し、次にＡｌ−Ｃｒ母合金やＡｌ−Ｃｕ母合金、Ａｌ
−Ｂｅ母合金を目的成分に応じて溶解し最後にＳｎを添
加したのち脱ガス処理をし、湯温７２００Ｃで金型に鋳
造を行なったもので、その後圧延と焼鈍（３５０℃）を
繰り返して試料を作り高温硬さの測定を行なった。
解し、次にＡｌ−Ｃｒ母合金やＡｌ−Ｃｕ母合金、Ａｌ
−Ｂｅ母合金を目的成分に応じて溶解し最後にＳｎを添
加したのち脱ガス処理をし、湯温７２００Ｃで金型に鋳
造を行なったもので、その後圧延と焼鈍（３５０℃）を
繰り返して試料を作り高温硬さの測定を行なった。
次にこの試料をさらに圧延し、その後これらの合金と鉄
板とを圧接してバイメタル材とし、これを平面軸受に加
工して動荷重疲労試験を行なった。
板とを圧接してバイメタル材とし、これを平面軸受に加
工して動荷重疲労試験を行なった。
また合金（７）、（８）、（９）は、比較の便宜のため
の従来の組成の合金を上記合金と同一の製造法で作製し
て試料とし、同一の試験を行なった。
の従来の組成の合金を上記合金と同一の製造法で作製し
て試料とし、同一の試験を行なった。
第１図は、上記合金（１）ないしく９）の高温下での硬
さをヴイツカース硬度で測定した結果を示すものである
。
さをヴイツカース硬度で測定した結果を示すものである
。
同図において合金（６）のグラフは合金（２）のグラフ
とほぼ一致する結果であったので、一本のグラフで代表
させである。
とほぼ一致する結果であったので、一本のグラフで代表
させである。
これらのグラフから明らかなように、本発明に係る合金
（１）ないしく６）は従来の合金（８）、（９）に比し
てすべての温度領域において硬度が高く、また従来の合
金（７）との比較では、合金（７）の方が低温度領域に
おいて硬度の高い場合も存するが、合金（７）は温度の
上昇と共に急激にその硬度が低下するのに対し、本発明
の合金（１）ないしく６）は温度上昇に伴う硬度低下の
程度がゆるやかであり、したがって温度の変化に伴う軸
受状態の変化を少なくできるという効果がある。
（１）ないしく６）は従来の合金（８）、（９）に比し
てすべての温度領域において硬度が高く、また従来の合
金（７）との比較では、合金（７）の方が低温度領域に
おいて硬度の高い場合も存するが、合金（７）は温度の
上昇と共に急激にその硬度が低下するのに対し、本発明
の合金（１）ないしく６）は温度上昇に伴う硬度低下の
程度がゆるやかであり、したがって温度の変化に伴う軸
受状態の変化を少なくできるという効果がある。
次に、ＳｎおよびＣｒの他にＣｕを１％加えた合金（３
）、およびこれにさらにＢｅを０，３％加えた合金（４
）は、全温度領域において特に硬度の高いことが認めら
れ、かつ合金（７）に比して温度上昇に伴う硬度低下が
少なく特に温度２００℃においても高い硬度を維持して
いる。
）、およびこれにさらにＢｅを０，３％加えた合金（４
）は、全温度領域において特に硬度の高いことが認めら
れ、かつ合金（７）に比して温度上昇に伴う硬度低下が
少なく特に温度２００℃においても高い硬度を維持して
いる。
これはＣｒやＢｅを添加したことによる効果である。
第２図は、本発明の合金（２）、（４）と従来の合金（
８）について動荷重軸受疲労試験を行なった結果を示す
。
８）について動荷重軸受疲労試験を行なった結果を示す
。
この試験は、軸回転数３０００ｒ、ｐ、、ｍ、軸材とし
て５５５Ｃ焼入れ材を使用し一定油温の強制潤滑下にお
いて油温を異ならせて耐疲労面圧を測定したものである
。
て５５５Ｃ焼入れ材を使用し一定油温の強制潤滑下にお
いて油温を異ならせて耐疲労面圧を測定したものである
。
このグラフから明らかなように合金（２）、（４）、（
８）とも温度が高い程耐疲労面圧が低下するが、本発明
に係る合金（２）、（４）は耐疲労面圧の低下の程度が
従来の合金（８）程大きくなく、かつ合金（２）、（４
）と（８）は低温側の側疲労面圧での差はそれ程大きく
ないが、高温側の耐疲労面圧は合金（２）、（４）が合
金（８）を凌駕していることが明瞭に認められる。
８）とも温度が高い程耐疲労面圧が低下するが、本発明
に係る合金（２）、（４）は耐疲労面圧の低下の程度が
従来の合金（８）程大きくなく、かつ合金（２）、（４
）と（８）は低温側の側疲労面圧での差はそれ程大きく
ないが、高温側の耐疲労面圧は合金（２）、（４）が合
金（８）を凌駕していることが明瞭に認められる。
なお、Ａｌ中には通常の精錬技術ではどうしても避けら
れない不純物が含まれることは勿論である。
れない不純物が含まれることは勿論である。
以上の通り本発明に係るアルミニウム軸受合金は、特に
高温下での硬さの低下が少なく、かつ耐疲労強度に優れ
るという効果がある。
高温下での硬さの低下が少なく、かつ耐疲労強度に優れ
るという効果がある。
第１図は、本発明に係るＡｌ軸受合金と従来の同種軸受
合金との温度変化に伴う硬度変化の様子をプロットした
グラフ、第２図は、同じく耐疲労面圧の変化の様子をプ
ロットしたグラフである。
合金との温度変化に伴う硬度変化の様子をプロットした
グラフ、第２図は、同じく耐疲労面圧の変化の様子をプ
ロットしたグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量％でスズ２５％以下、クロム０．１〜１．０％
および残部がアルミニウムからなるアルミニウム軸受合
金。 ２ 重量％でスズ２５％以下、クロム０．１〜１．０％
、銅０．５〜２．０％および残部がアルミニウムからな
るアルミニウム軸受合金。 ３ 重量％でスズ２５％以下、クロム０．１〜１．０％
銅０．５〜２．０％ 、ベリリウム０．１〜０．５％
および残部がアルミニウムからなるアルミニウム軸受合
金。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP269077A JPS58504B2 (ja) | 1977-01-13 | 1977-01-13 | アルミニウム軸受合金 |
| US05/867,316 US4153756A (en) | 1977-01-13 | 1978-01-06 | Aluminum-base bearing alloy and composite |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP269077A JPS58504B2 (ja) | 1977-01-13 | 1977-01-13 | アルミニウム軸受合金 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16153581A Division JPS5794547A (en) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | Aluminum alloy for bearing |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5387917A JPS5387917A (en) | 1978-08-02 |
| JPS58504B2 true JPS58504B2 (ja) | 1983-01-06 |
Family
ID=11536268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP269077A Expired JPS58504B2 (ja) | 1977-01-13 | 1977-01-13 | アルミニウム軸受合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58504B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5818985B2 (ja) * | 1979-11-01 | 1983-04-15 | 大豊工業株式会社 | Ａｌ−Ｓｎ系軸受合金 |
| DE3000772C2 (de) * | 1980-01-10 | 1993-05-27 | Taiho Kogyo Co., Ltd., Toyota, Aichi | Zinnhaltige Aluminium-Lagerlegierung |
| DE3000774C2 (de) * | 1980-01-10 | 1993-04-29 | Taiho Kogyo Co., Ltd., Toyota, Aichi | Zinnhaltige Aluminium-Lagerlegierung |
-
1977
- 1977-01-13 JP JP269077A patent/JPS58504B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5387917A (en) | 1978-08-02 |
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