JPS5855222B2 - アルミニウム系焼結含油軸受の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルミニウムーシリコン合金粉末に重量比で３
幅〜１５％のアルミニウムー銅−マグネシウム共晶合金
粉末を均一に混合し、これを金型中で成形した後、大気
中（７）５１０’Ｃ〜６１０℃の温度で焼結するアルミ
ニウム系焼結含油軸受の製造方法に関するものである。

従来、アルミニウムを主成分とする摺動材料は種々開発
されているが、焼結含油軸受として使用した場合に、軸
受圧力Ｐと摺動速度■の積であるＰＶ値が９００時／ｃ
ｒＡ、ｍ／藤程度までしか耐えられず、また、圧環強度
がかなり低く、銅系焼結含油軸受のかわりに使用できな
い欠点を有する。

更に、アルミニウムの焼結として、純アルミニウムに近
い部分が大きく点在し、摺動材料として使用中、この純
アルミニウムに近いが塑性変形を起して、油を供給すべ
き含油孔をつぶしてしまう欠点がある。

従って、アルミニウム系の焼結含油軸受として軽量で摺
動材料としての速度特性にすぐれ、かつ、安価であるな
どの長所があるにもかかわらず、実用上問題点を残して
いる。

本発明は上述のような欠点を除去することを目的に成さ
れたもので、アルミニウムーシリコン台金粉末をベース
として、これに重量比３係〜１５幅のアルミニウムー銅
−マグネシウム共晶合金粉末を混合し、これを成形プレ
スにより所用の形状に成形したる後、大気中の雰囲気で
５１０℃〜６１０℃の温度に於て焼結して威るものであ
る。

本発明材料に於ては、アルミニウムーシリコンを合金と
したる後に、アルミニウムーシリコン合金粉末とするの
で、その焼結されたものは均一にアルミニウム地金にシ
リコンが含有することになり、このシリコンがアルミニ
ウム地金の硬度を高めて機械的強度を向上させると共に
、耐摩耗性を高める効果がある。

このシリコンの量はアルミニウムに対する重量比で６％
から１５％がもつとも適当な割合である。

この割合が６幅以下では機械的強度及び耐摩耗性を低下
させる。

又、１５％以上では機械的強度に問題が生じ実用上使用
しがたくなる。

次に、アルミニウムー銅−マグネシウム共晶合金粉末と
アルミニウムーシリコン合金粉末との混合割合は、全量
に対するアルミニウムー銅−マグネシウム共晶合金粉末
を３％ないし１５係とし残部をアルミニウムーシリコン
合金粉末とすることが適当である。

アルミニウムー銅−マグネシウム共晶合金粉末の全量に
対する割合が３係以下であると焼結中焼結品の空孔量の
発生が少なくなるため、油の含油量が少なく、含油軸受
として不十分になる。

又、１５％以上であると、焼結中に共晶合金の液相量が
多くなりすぎ、成形品が変形してしまう。

更に、内部まで連通ずる空孔が形成されず、表面近くで
独立した空孔となって、含浸量が少なく、含油軸受とし
て不十分となる。

次に、成形圧力は焼結温度とともに製品の性能を左右す
る重要な要素であり、圧力が高いほど機械的強度は増す
が、必要以上に高くすることは作業性を悪くすると共に
、製品の割れなどの不良品の発生を招くことになる。

反対に、成形圧力が低い場合には、製品が粗になり、機
械的強度をいちじるしく減するばかりでなく、次工程の
焼結への取扱作業を不可能にする結果となる。

本発明では、この成形圧力を０．５〜５．０ ｔｏｎ〆
癩の範囲にすると好ましく、特に１．５〜３．Ｏｔｏｎ
／ｃｎＮの範囲が最適である。

焼結温度はアルミニウムー銅−マグネシウム共晶合金粉
末を溶融させて、アルミニウムーシリコン合金粉末を点
在するごとく、アルミニウムー銅−マグネシウム共晶合
金によって連結させる状態を作るものである。

従って、焼結温度は５１０℃〜６１０℃が最も適した温
度であり、大気の雰囲気中で行なっても伺ら問題の発生
がなく低コストで焼結することができるものである。

焼結されたものは、サイジング用プレスにより１、５
ｔｏｎ／ｃｎ）−７ｔｏｎ／ｃｎｉの圧力で焼結時の変
形を修正するか、機械加工により切削して寸法精度を※
※出すものである。

しかる後に、焼結晶の空孔内に含油させるのである。

以下実施例につき具体的に説明する。

第１表には本発明の焼結材料と従来材料との諸性能を比
較的に示したものである。

実施例 １ シリ３フ１２重量宏残部アルミニウムから成るアルミニ
ウムーシリコン合金粉末９２．５重量％とアルミニウム
ー銅−マグネシウム共晶合金粉末）７．５重量％を均一
に混合したものを金型に入れ、これを成形圧力２．Ｏｔ
ｏｎ／ｃｎｆで成形し次いで焼結温度５７０℃の大気雰
囲気中で３０分間焼成し、更に、サイジングを圧力３．
０ｔｏｎ％−で行なったものである。

このときの含油率は１７体積％であ１ る。

この焼結材料の諸性能は第１表の本発明の試料番号１に
示す通りである。

実施例 ２ シリコン１２重量東残部アルミニウムから成るアルミニ
ウムーシリコン合金粉末９０重量係とアルミニウムー銅
−マグネシウム共晶合金粉末１０重量係とを均一に混合
したものを金型に入れ、これを成形圧力２．Ｏｔｏｎ／
ｃｕｔで成形し、次いで焼成温度５７０ ’Ｃの大気雰
囲気で３０分間焼結し、； 更にサイジングを圧力３．
Ｏｔｏｎ〆逼で行なったものである。

このときの含油率は１７体積係である。この焼結材料の
諸性能は第１表の本発明の試料番号２に示す通りである
。

尚、第１表はジャーナル型軸受試験機によるもので、試
験条件は次の通りである。

■）試料体：試料番号 １，２゜ 比較例番号１，２゜ ２）速度 ：６０ｍ／珈ｎ ３）荷重 ： ２０ＫＳ’／ｃｕｔ ４）ＰＶ値： １２００ Ｋｙ／ｃｕｔ ・ｍ ／ｍｉ
ｎ第１図は上記の実験結果として得られた運転時間に対
する温度上昇の関係を示すもので、比較例番号１に於て
は運転時間が約４０時間で急速に温度上昇して使用不能
となった。

比較例番号２は初期の軸に対するなじみが悪く温度上昇
が太きい。

これに対し、本発明の試料番号１及び２のものは運転初
期に摺動面が軸になじむために若干温度上昇が伴なった
が、その後は運転時間に対して温度が約一定し安定する
ことを示す。

これは含油軸受としてすぐれていることを示すものであ
る。

第２図は運転時間に対する摩擦係数の関係を示すもので
、比較例番号１に於ては運転時間が約４０時間近くで摩
擦係数が急速に増大している。

これに対し、本発明の試料番号１及び２のものは運転時
間が１００時間経過しても摩擦係数がはるかに小さく、
更に銅系の含油軸受である比較例番号２に比べても摩擦
係数が小さいから、含油軸受としてすぐれていることを
示すものである。

第３図は本発明の試料番号１と比較例番号１及び２のＰ
Ｖ値に対する摩擦係数との関係を示すものである。

実験条件は面圧を２，４，８，１２．．２０ 。２５に
９／ｃｍｆと累積負荷試験したもので、運転時間は各２
時間である。

この図表から明らかなように、摩擦係数が最低値を示す
ＰＶ値（Ｐ■限界）はアルミニウム含油軸受の方が銅系
の含油軸受よりもすぐれていることを示すもので、この
実験のように短時間（２時間）であれはかなりきびしい
条件でも応用できると言える。

（尚、試料番号２については、試料番号１と略同じであ
る。

）又、前述したように、本発明のシリコンを含有した摺
動材料の方がシリコンを含有しない比較例番号１のもの
に比べて摩擦係数がはるかにすぐれている。

上述のほかに、本発明の摺動材料は機械的強度を有し、
含油孔が運転中につぶされることなく、高荷重になって
も含油摺動材としてすぐれた性能を発揮する。

しかもアルミニウムは耐食性にすぐれていると共に低価
格であり、更に大気中で焼結可能であるから、製造コス
トを低くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によって得られたものと、従来法によ
るものとの運転時間に対する温度上昇関係を示す図表、
第２図はその摩擦係数を示す図表、第３図はＰＶ値と摩
擦係数との関係図表である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 重量比で、３ないし１５係がアルミニウムー銅−マ
   グネシウム共晶合金の粉末、残部がシリコンを６ないし
   １５％含むアルミニウムーシリコン合金の粉末を混合し
   、これを０．５〜５．０ｔｏｎ〆遁の圧力により成形し
   、ついで大気の雰囲気中で５１０ないし６１０℃の温度
   に於て焼結することを特徴とするアルミニウム系焼結含
   油軸受の製造方法。