JPS5867841A - アルミニウム系合金軸受 - Google Patents
アルミニウム系合金軸受Info
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- JPS5867841A JPS5867841A JP16338881A JP16338881A JPS5867841A JP S5867841 A JPS5867841 A JP S5867841A JP 16338881 A JP16338881 A JP 16338881A JP 16338881 A JP16338881 A JP 16338881A JP S5867841 A JPS5867841 A JP S5867841A
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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。
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系合金軸受に関するものであり、
さらに詳しく述べるならば内燃機関の軸受として用いら
れるスズ含有アルミニウム系合金軸受の改良に関するも
のである。
さらに詳しく述べるならば内燃機関の軸受として用いら
れるスズ含有アルミニウム系合金軸受の改良に関するも
のである。
上記アルミニウム系合金はスズを含有するものが一般に
裏金鋼板に圧接されて軸受として供用されているが、軸
受台金と裏金鋼板の接着強度を高くするために圧接後に
これを焼鈍する工程が不可欠であフ、一般的K1−4こ
の焼鈍はAt−Feの金属間化合物が生成する温度未満
で時間を長くして行なわれる。ところがスズ含有アルミ
ニウム系合金では上記焼鈍によって高温下に置かれると
、合金組織中でアルミニウム結晶粒及びスズの晶出物が
粗大化し・スズ含有アルミニウム合金の高温硬さ及び耐
疲労強度が低下するという欠点があった。
裏金鋼板に圧接されて軸受として供用されているが、軸
受台金と裏金鋼板の接着強度を高くするために圧接後に
これを焼鈍する工程が不可欠であフ、一般的K1−4こ
の焼鈍はAt−Feの金属間化合物が生成する温度未満
で時間を長くして行なわれる。ところがスズ含有アルミ
ニウム系合金では上記焼鈍によって高温下に置かれると
、合金組織中でアルミニウム結晶粒及びスズの晶出物が
粗大化し・スズ含有アルミニウム合金の高温硬さ及び耐
疲労強度が低下するという欠点があった。
そこで、スズ含有アルミニウム“系軸受合金の上記欠点
を解消するために添加元素を含有させた軸受台金も使用
されており、例えば、3.5〜4.5%Sn −3,5
〜4.5 To 81−0.7〜1.3 % Cu−残
At。
を解消するために添加元素を含有させた軸受台金も使用
されており、例えば、3.5〜4.5%Sn −3,5
〜4.5 To 81−0.7〜1.3 % Cu−残
At。
4〜8%Sn−1〜2%81−0.1〜2%Cu−0,
1〜1%Ni−残At、3〜40 % Sn −0,1
〜5 %Pb−0、2〜2%Cu−0,1〜3%Sb
−0,2〜3 % 5i−0,01〜1%Ti−残Aj
、15〜30%Sn −0,5〜2 % Cu−残At
、及び1〜23%Sn−1,5〜9%Pb−0,3〜3
%Cu−1〜8%Si−残ktなどのスズ含有アルミニ
ウム系軸受合金(以下多元系軸受合金と称する)が使用
されていた。
1〜1%Ni−残At、3〜40 % Sn −0,1
〜5 %Pb−0、2〜2%Cu−0,1〜3%Sb
−0,2〜3 % 5i−0,01〜1%Ti−残Aj
、15〜30%Sn −0,5〜2 % Cu−残At
、及び1〜23%Sn−1,5〜9%Pb−0,3〜3
%Cu−1〜8%Si−残ktなどのスズ含有アルミニ
ウム系軸受合金(以下多元系軸受合金と称する)が使用
されていた。
しかし、近年の自動車用内燃機関は小型化及び高出力化
が要求され、しかも排気ガスの浄化対策のための!ロー
パイガス還元装置の取付が要求されるようになると、内
燃機関の軸受の使用条件は従来より悪化するに至った。
が要求され、しかも排気ガスの浄化対策のための!ロー
パイガス還元装置の取付が要求されるようになると、内
燃機関の軸受の使用条件は従来より悪化するに至った。
すなわち近年の軸受げ小型にて従来よυ高荷重及び高温
下で使用されるようになったため、従来の多元系軸受合
金は疲労破壊や異常摩耗を起こして、自動車の内燃機関
のトラブルの一つの要因になってい友、なお、金属材料
の疲労現象は一般的には長期に亘って該材料が使用され
たときに発現するが、近年の内燃機関では高負荷運転が
比較的短時間継続したときでも疲労による軸受の破壊が
起こることがあった。
下で使用されるようになったため、従来の多元系軸受合
金は疲労破壊や異常摩耗を起こして、自動車の内燃機関
のトラブルの一つの要因になってい友、なお、金属材料
の疲労現象は一般的には長期に亘って該材料が使用され
たときに発現するが、近年の内燃機関では高負荷運転が
比較的短時間継続したときでも疲労による軸受の破壊が
起こることがあった。
これは内燃機関内の潤滑油が關負荷運転時に高温になり
、例えばオイルパン内の潤滑油の温度で測定した温度が
130ないし150’C[も達するため、軸受は相手材
であるクランクシャフト等とかなりの高温で摺動してい
ると予測され、この結果従来の多元系軸受合金の高温硬
さが急激に低下し、又スズの溶融又は移動が起こり、こ
のことが耐疲労強度を低下させる原因になっていると本
願発明者は考える。
、例えばオイルパン内の潤滑油の温度で測定した温度が
130ないし150’C[も達するため、軸受は相手材
であるクランクシャフト等とかなりの高温で摺動してい
ると予測され、この結果従来の多元系軸受合金の高温硬
さが急激に低下し、又スズの溶融又は移動が起こり、こ
のことが耐疲労強度を低下させる原因になっていると本
願発明者は考える。
本願出願人は特願昭55−851号にて重量百分率で%
2.5ないし25チのスズ、0.5ないし8チの亜鉛
及び0.1ないし1.0未満のクロムを含有するアルミ
ニウム系合金を提案した。又本願出願人は特願昭55−
852号にて、重量百分率で、2.5ないし25%のス
ズ、0.5ないし8チの亜鉛及び1ないし7%のケイ素
、クロム、マンガン、ニッケル、鉄、ジルコニウム、モ
リ7”fン、コノZルト、タングステン、チタン、アン
チモン、ニオブ、バナジウム、セリウム、バリウム及び
カルシウムからなる群から辿択された少なくともlfi
mの元素を含有し、残部が実質的にアルミニウムからな
るアルミニウム系合金も提案した。これらのアルミニウ
ム系合金ではケイ素、クロム、マンガン等は極めて微細
な硬質の晶出物としてマトリ、クス中に分散し、主とし
てスズ粒子の粗大化防止の効果を奏し、又亜鉛は殆んど
がマトリ、クス中に固溶してマトリックスを強化し、こ
の結果該合金の耐疲労強度及び高温硬さが向上する。こ
れらのアルミニウム系合金の軸受性能はマトリックスの
強化と微細分散物による強化の両作用の相乗効果によっ
て単一作用の場合よりも向上されるものである。
2.5ないし25チのスズ、0.5ないし8チの亜鉛
及び0.1ないし1.0未満のクロムを含有するアルミ
ニウム系合金を提案した。又本願出願人は特願昭55−
852号にて、重量百分率で、2.5ないし25%のス
ズ、0.5ないし8チの亜鉛及び1ないし7%のケイ素
、クロム、マンガン、ニッケル、鉄、ジルコニウム、モ
リ7”fン、コノZルト、タングステン、チタン、アン
チモン、ニオブ、バナジウム、セリウム、バリウム及び
カルシウムからなる群から辿択された少なくともlfi
mの元素を含有し、残部が実質的にアルミニウムからな
るアルミニウム系合金も提案した。これらのアルミニウ
ム系合金ではケイ素、クロム、マンガン等は極めて微細
な硬質の晶出物としてマトリ、クス中に分散し、主とし
てスズ粒子の粗大化防止の効果を奏し、又亜鉛は殆んど
がマトリ、クス中に固溶してマトリックスを強化し、こ
の結果該合金の耐疲労強度及び高温硬さが向上する。こ
れらのアルミニウム系合金の軸受性能はマトリックスの
強化と微細分散物による強化の両作用の相乗効果によっ
て単一作用の場合よりも向上されるものである。
なお軸受性能の一つの尺度として、なじみ性という概念
があり、これは上記特許出願では、軸受の相手材である
軸の加工精度に対して軸受と軸との間に常に潤滑油の油
膜が介在した状態で両者が接触しつるように・軸受の表
面が軸受使用の初期に軸によって部分的に削りとられる
又は摩耗する軸受の性質を、指すものと、とらえており
、軟質なスズ粒子が優れたなじみ性を実現するものと把
握されている。上述のようななじみ性のとらえ方は当業
界において確立された考え方であり、軟質なスズ粒子に
より軸受になじみ性を付与しようとする思想自体は、従
来の当業界の考え方に沿うものであり、その延長線上に
牛るということができる。また、クロム、ケイ素等の作
用については。
があり、これは上記特許出願では、軸受の相手材である
軸の加工精度に対して軸受と軸との間に常に潤滑油の油
膜が介在した状態で両者が接触しつるように・軸受の表
面が軸受使用の初期に軸によって部分的に削りとられる
又は摩耗する軸受の性質を、指すものと、とらえており
、軟質なスズ粒子が優れたなじみ性を実現するものと把
握されている。上述のようななじみ性のとらえ方は当業
界において確立された考え方であり、軟質なスズ粒子に
より軸受になじみ性を付与しようとする思想自体は、従
来の当業界の考え方に沿うものであり、その延長線上に
牛るということができる。また、クロム、ケイ素等の作
用については。
これらの粒子がスズ粒子の粗大化を妨げるという等の粒
子が直接的になじみ性を改良するという技術思想はなく
、軟質なスズ粒子の形態制御により間接的にスズ含有ア
ルミニウム系合金のなじみ性を改良するという技術思想
及び後述の技術的手段にて上記特許出願の記載は首尾一
貫しているといえる。
子が直接的になじみ性を改良するという技術思想はなく
、軟質なスズ粒子の形態制御により間接的にスズ含有ア
ルミニウム系合金のなじみ性を改良するという技術思想
及び後述の技術的手段にて上記特許出願の記載は首尾一
貫しているといえる。
本発明者はスズ含有アルミニウム系合金の軸受性能を詳
しく研究したところ、従来の考え方とは全く異なる技術
思想及び技術的手段によル軸受性能、特になじみ性及び
耐焼付性を飛躍的に向上しうることを見出して、本発明
を完成した。この技術的手段とは詳しくは後述するよう
に、スズ含有アルミニウム合金中の硬質粒子の寸法制御
であるが・ 5i−AA二元系合金において硬質粒子が
析出ないし晶出(以下、便宜上品出と称する)すること
自体は周知の事実であり、また内燃機関用アルミニウム
系軸受合金に・おいてケイ素粒子の分布について論じた
論文又は特許も公表されている。
しく研究したところ、従来の考え方とは全く異なる技術
思想及び技術的手段によル軸受性能、特になじみ性及び
耐焼付性を飛躍的に向上しうることを見出して、本発明
を完成した。この技術的手段とは詳しくは後述するよう
に、スズ含有アルミニウム合金中の硬質粒子の寸法制御
であるが・ 5i−AA二元系合金において硬質粒子が
析出ないし晶出(以下、便宜上品出と称する)すること
自体は周知の事実であり、また内燃機関用アルミニウム
系軸受合金に・おいてケイ素粒子の分布について論じた
論文又は特許も公表されている。
特開昭55−82756号によると、軸受用合金の製造
において、5〜15Lsのケイ素、銅5%以下、ビスマ
ス1(l以下、及び鉛1チ以下からなるアルミニウム系
合金を熱間又は冷間圧延する力ζあるいけ押出すことに
よって、少なくとも90チの断面減少率を得、それによ
って合金中のケイ素粒子が連続【−九スケルトン様網目
構造とならずに微細に分かれ九粒子の状態で存在するよ
うにした発明が提案されている。そして、この軸受台金
は軟質のメッキ(オーバレイ)を施こした軸受にも施こ
さない軸受にも有用であると述べられている。この発明
の要点は鋳造状態の粗いケイ素粒子を圧延等により微細
分散させ、圧延加工後に必要に応じて行なう焼鈍は加工
組織を回復させる程度にとどめ、ケイ素粒子の微細形態
を維持した点にある。さらに、この発明では約10%程
度の高いケイ素含有量が好ましいと明記されているから
、ケイ素含有量が高いアルミニウム合金にてかなり大き
く発達するケイ素粒子を微細分散させることに意義が見
出されている。しかしながら、本願発明者の研究による
と、オーバレイを施こさずに使用する内燃機関用軸受合
金にあっては、ケイ素等の硬質粒子析出元素の含有量が
高いと軸受の疲労強度が低下し、特に軸受が軸から繰返
し荷重を受けて摺動する場合に負荷能力が著しく低下す
るという欠点があることが分かった。さらに、軸受性能
を高める目的上はケイ素粒子を微細分散させる圧延等の
方法によっては満足すべき結果は得られない、すなわち
軸受用アルミニウA合金は通常鋳造材を圧延等の方法に
よって所定寸法を付与することにより製造され、この圧
延等によりケイ素粒子は分断される。このようなケイ素
等の硬質粒子を分断するだけではなく、場合によっては
これら粒子を粗大化し、所定寸法の硬質粒千金所定個数
に制御した場合に、軸受性能が顕著に高まることが分か
った。ちなみに、上記公開公報では、11%Siのアル
ミニウム合金について実験がなされ、そしてケイ素微細
粒子の寸法H0,0001イ4℃、5ミクロン)から0
.001インチ(25ミクロン)であると記載されてい
るが、単位面積当りの個数については何ら触れられてお
らない。
において、5〜15Lsのケイ素、銅5%以下、ビスマ
ス1(l以下、及び鉛1チ以下からなるアルミニウム系
合金を熱間又は冷間圧延する力ζあるいけ押出すことに
よって、少なくとも90チの断面減少率を得、それによ
って合金中のケイ素粒子が連続【−九スケルトン様網目
構造とならずに微細に分かれ九粒子の状態で存在するよ
うにした発明が提案されている。そして、この軸受台金
は軟質のメッキ(オーバレイ)を施こした軸受にも施こ
さない軸受にも有用であると述べられている。この発明
の要点は鋳造状態の粗いケイ素粒子を圧延等により微細
分散させ、圧延加工後に必要に応じて行なう焼鈍は加工
組織を回復させる程度にとどめ、ケイ素粒子の微細形態
を維持した点にある。さらに、この発明では約10%程
度の高いケイ素含有量が好ましいと明記されているから
、ケイ素含有量が高いアルミニウム合金にてかなり大き
く発達するケイ素粒子を微細分散させることに意義が見
出されている。しかしながら、本願発明者の研究による
と、オーバレイを施こさずに使用する内燃機関用軸受合
金にあっては、ケイ素等の硬質粒子析出元素の含有量が
高いと軸受の疲労強度が低下し、特に軸受が軸から繰返
し荷重を受けて摺動する場合に負荷能力が著しく低下す
るという欠点があることが分かった。さらに、軸受性能
を高める目的上はケイ素粒子を微細分散させる圧延等の
方法によっては満足すべき結果は得られない、すなわち
軸受用アルミニウA合金は通常鋳造材を圧延等の方法に
よって所定寸法を付与することにより製造され、この圧
延等によりケイ素粒子は分断される。このようなケイ素
等の硬質粒子を分断するだけではなく、場合によっては
これら粒子を粗大化し、所定寸法の硬質粒千金所定個数
に制御した場合に、軸受性能が顕著に高まることが分か
った。ちなみに、上記公開公報では、11%Siのアル
ミニウム合金について実験がなされ、そしてケイ素微細
粒子の寸法H0,0001イ4℃、5ミクロン)から0
.001インチ(25ミクロン)であると記載されてい
るが、単位面積当りの個数については何ら触れられてお
らない。
SAE Tsehnieml Pap@r Bar%a
m(i’)AluminlumBas@d Cran
kshaft Bearings for th
e H1ghSp@ed Di@+sel Engi
n@と題する論文(1981年2月23−27日、デト
ロイトで発表)は上記公開公報と同一人が発表した論文
であり、その中では11%5i−1*Cu−At合金に
ついての焼付荷重が掲載されている。これによるとケイ
素粒子寸法が17ミクロンを越えるものが、単位面積(
■2)当り8.7X10個存在していると焼付荷重のば
らつきが多く、一方17ミクロンを越えるものが0.6
X10’個存在していると焼付荷重がよシ高くしかもば
らつきが少なくなるという説明がなされている。この説
明及びその他の理論的説明はアルミニウムマトリックス
中に、硬度が高いケイ素粒子が微細分散していることが
適合性(C1xflpatibi 11 ty)及び焼
付荷重向上に貢献するということである。
m(i’)AluminlumBas@d Cran
kshaft Bearings for th
e H1ghSp@ed Di@+sel Engi
n@と題する論文(1981年2月23−27日、デト
ロイトで発表)は上記公開公報と同一人が発表した論文
であり、その中では11%5i−1*Cu−At合金に
ついての焼付荷重が掲載されている。これによるとケイ
素粒子寸法が17ミクロンを越えるものが、単位面積(
■2)当り8.7X10個存在していると焼付荷重のば
らつきが多く、一方17ミクロンを越えるものが0.6
X10’個存在していると焼付荷重がよシ高くしかもば
らつきが少なくなるという説明がなされている。この説
明及びその他の理論的説明はアルミニウムマトリックス
中に、硬度が高いケイ素粒子が微細分散していることが
適合性(C1xflpatibi 11 ty)及び焼
付荷重向上に貢献するということである。
さらに、上記論文では「適合性」という概念とは相反す
る概念として、クランク7ヤフトと軸のシスアラインメ
ントを許容する「順応性」(Conformabili
ty )がうたわれており、ケイ素含有アルミニウム合
金は順応性が低いから、オーバレイを具備する必要があ
ると述べられている。
る概念として、クランク7ヤフトと軸のシスアラインメ
ントを許容する「順応性」(Conformabili
ty )がうたわれており、ケイ素含有アルミニウム合
金は順応性が低いから、オーバレイを具備する必要があ
ると述べられている。
し九がって、従来アルミニウム系合金軸受にて・ケイ素
粒子寸法に着目した考え方はあっても、オパレイなしで
軸受として使用可能なアルミニウム系合金の提供に成功
した例はなかった。また、ケイ素粒子が硬質であるため
直接相手材(鋼製クランクシャフト等)を研磨し、なじ
み性又は適合性に直接影響を与えることは知られてい念
が、その粒子寸法の制御は軟質マ) IJソックス中微
細な硬質粒子を均一に分散させるという理論を応用して
なされてい友ものであり、この理論自体は、例えば出願
人の先願特許出願にも内在しておシ、摺動材料の分野で
は良く知られた一つの理論である。
粒子寸法に着目した考え方はあっても、オパレイなしで
軸受として使用可能なアルミニウム系合金の提供に成功
した例はなかった。また、ケイ素粒子が硬質であるため
直接相手材(鋼製クランクシャフト等)を研磨し、なじ
み性又は適合性に直接影響を与えることは知られてい念
が、その粒子寸法の制御は軟質マ) IJソックス中微
細な硬質粒子を均一に分散させるという理論を応用して
なされてい友ものであり、この理論自体は、例えば出願
人の先願特許出願にも内在しておシ、摺動材料の分野で
は良く知られた一つの理論である。
本発明は上述したような従来技術とは全く異なる理論に
基づいており、なじみ性及び焼付荷重が従来のものより
飛躍的に高められており且つオーバレイなしで軸受とし
て使用可能なスズ含有アルミニウム系合金軸受を提供し
たものである。
基づいており、なじみ性及び焼付荷重が従来のものより
飛躍的に高められており且つオーバレイなしで軸受とし
て使用可能なスズ含有アルミニウム系合金軸受を提供し
たものである。
本発明に係るアルミニウム系合金軸受は、重量6分率で
1ないし35−のスズ及び0.5ないし11%のマンガ
ン、鉄、モリブデン、ニッケル、ジルコニウム、コバル
ト、チタン、アンチモン及びニオブからなる群の少なく
とも1種の元素を含有し、残部が実質的にアルミニウム
からなる合金が裏金に接着されておシ、前記少なくとも
1種の元素からなる又はこれを含む粒子の長径で測定し
た(これらの粒子ぺ寸法が5書りロン以上40ζクロン
以下の該粒子が該合金の任意の部分で3.56X10”
−当プ5個以上存在してお)、且つオーバレイなしで使
用可能なアルミニウム系合金軸受である。
1ないし35−のスズ及び0.5ないし11%のマンガ
ン、鉄、モリブデン、ニッケル、ジルコニウム、コバル
ト、チタン、アンチモン及びニオブからなる群の少なく
とも1種の元素を含有し、残部が実質的にアルミニウム
からなる合金が裏金に接着されておシ、前記少なくとも
1種の元素からなる又はこれを含む粒子の長径で測定し
た(これらの粒子ぺ寸法が5書りロン以上40ζクロン
以下の該粒子が該合金の任意の部分で3.56X10”
−当プ5個以上存在してお)、且つオーバレイなしで使
用可能なアルミニウム系合金軸受である。
以下、本発明の構成要件を化学組成、硬質粒子、及び軸
受構造の順に説明する。
受構造の順に説明する。
まず、化学組成について述べると、スズはアルミニウム
合金の性質を軟質に変化させ、軸受として適する潤滑性
能及びなじみ性を与える元素である。ここでなじみ性と
は、前述したように当業界に一般的に受けいられている
技術的概念によって定義され、これを以下一般的概念の
なじみ性と称する。スズの含有量が3596を越えると
、一般的概念のなじみ性及び潤滑性は向上するが、アル
ミニウム合金の硬さが低下し軸受としての強度が不足す
る。一方スズの含有量が1%未満ではアルミニウム合金
が軸受合金としては一般的概念のなじみ性が劣化する。
合金の性質を軟質に変化させ、軸受として適する潤滑性
能及びなじみ性を与える元素である。ここでなじみ性と
は、前述したように当業界に一般的に受けいられている
技術的概念によって定義され、これを以下一般的概念の
なじみ性と称する。スズの含有量が3596を越えると
、一般的概念のなじみ性及び潤滑性は向上するが、アル
ミニウム合金の硬さが低下し軸受としての強度が不足す
る。一方スズの含有量が1%未満ではアルミニウム合金
が軸受合金としては一般的概念のなじみ性が劣化する。
スズの添加量を1ないし35%の範囲でどのように定め
るかは、用途に応じて適宜決定されるべきものであるが
、一般的には軸受に加わる荷重、すなわち内燃機関のピ
ストンを経由して加えられる爆発荷重が大きいときは、
スズ含有量を低く、例えば5〜10−1小さいときはス
ズ含有量を高くするのが良い、一方、高荷重・高速回転
のために軸受の焼付が懸念される場合は、スズの含有量
を高く、例えば15〜2o−にすれば良い、なお、スズ
含有アルミニウム合金の疲労強度及び高温硬さを軸受と
して要求される性能に対して十分なものとするためには
、スズ粒子が合金中に微細に分散していることが重要で
あると本出願人は考え、先の特許出願ではクロム等の微
細粒子により、15チを越える含有量の場合起こり易い
スズ粒子の粗大代金防止する提案を行なった。
るかは、用途に応じて適宜決定されるべきものであるが
、一般的には軸受に加わる荷重、すなわち内燃機関のピ
ストンを経由して加えられる爆発荷重が大きいときは、
スズ含有量を低く、例えば5〜10−1小さいときはス
ズ含有量を高くするのが良い、一方、高荷重・高速回転
のために軸受の焼付が懸念される場合は、スズの含有量
を高く、例えば15〜2o−にすれば良い、なお、スズ
含有アルミニウム合金の疲労強度及び高温硬さを軸受と
して要求される性能に対して十分なものとするためには
、スズ粒子が合金中に微細に分散していることが重要で
あると本出願人は考え、先の特許出願ではクロム等の微
細粒子により、15チを越える含有量の場合起こり易い
スズ粒子の粗大代金防止する提案を行なった。
しかし、本発明では後述の特殊なじみ作用が軸受性能を
実質的に担っているから、スズ粒子の微細化はさほど重
視しなくとも内燃機関用軸受として使用上の支障がなく
なった。好ましいスズ含有量は3〜20%である。
実質的に担っているから、スズ粒子の微細化はさほど重
視しなくとも内燃機関用軸受として使用上の支障がなく
なった。好ましいスズ含有量は3〜20%である。
マンガン、鉄、モリブデン、二、ケル、ジルコニウム、
コバルト、アンデモゐニオブ(以上総称する場合はマン
ガン等と称する)は後述する特殊表じみ作用をもたらす
元素であシ、その含有量がo、s1未満では該なじみ作
用が不足し、一方11チを越えると軸受合金の該なじみ
作用が向上されず、また疲労強度、焼付荷重が低下する
傾向続いてマンガン等の添加により生成する粒子につい
て説明する。マンガン等は、単独の金属形態で晶出する
かあるいはマンガン等とアルミニウムの金属間化合物の
形態で析出するか、晶出物の成分を分析することはでき
ない。しかしながら、スズ含有アルミニウム合金にマン
ガン等を加えることによって、軟質粒子以外の硬質粒子
が晶出する。
コバルト、アンデモゐニオブ(以上総称する場合はマン
ガン等と称する)は後述する特殊表じみ作用をもたらす
元素であシ、その含有量がo、s1未満では該なじみ作
用が不足し、一方11チを越えると軸受合金の該なじみ
作用が向上されず、また疲労強度、焼付荷重が低下する
傾向続いてマンガン等の添加により生成する粒子につい
て説明する。マンガン等は、単独の金属形態で晶出する
かあるいはマンガン等とアルミニウムの金属間化合物の
形態で析出するか、晶出物の成分を分析することはでき
ない。しかしながら、スズ含有アルミニウム合金にマン
ガン等を加えることによって、軟質粒子以外の硬質粒子
が晶出する。
したがって、マンがン等からなる又はこれを含む粒子が
晶出するが、以下これ全硬質粒子と称する。
晶出するが、以下これ全硬質粒子と称する。
本発明者の発見によると硬質粒子の長径寸法(以下単に
寸法と称する)が5ミクロン未満では現れない特殊なじ
み作用が5ミクロン以上で現ムスズ含有アルミニウム合
金の軸受性能を飛躍的に向上させる。なお、この作用は
該5ミクロン以上の硬質粒子が3.56 X 10−2
0−2j 5個以上存在しているときに認められ、多け
れば多いほど顕著になる。一方、硬質粒子の寸法が40
ミクロンを越えると、スズ含有アルミニウム合金の疲労
強度が低下する。この面から本発明の合金のマンガン等
の含有量上限は上述のように11チである。
寸法と称する)が5ミクロン未満では現れない特殊なじ
み作用が5ミクロン以上で現ムスズ含有アルミニウム合
金の軸受性能を飛躍的に向上させる。なお、この作用は
該5ミクロン以上の硬質粒子が3.56 X 10−2
0−2j 5個以上存在しているときに認められ、多け
れば多いほど顕著になる。一方、硬質粒子の寸法が40
ミクロンを越えると、スズ含有アルミニウム合金の疲労
強度が低下する。この面から本発明の合金のマンガン等
の含有量上限は上述のように11チである。
また、本発明において粗大な硬質粒子、すなわち寸法が
5ミクロン以上の硬質粒子、を構成要件として規定して
いる意義は、消極的にいえば微細硬質粒子は軸受性能向
上に寄与しないということであシ、この点で従来のアル
ミニウム系合金軸受の軸受性能のとらえ方とは異麦って
いる。すなわち、出願人の先願では微細なケイ素粒子が
既述のようにスズ粒子の形態制御を介して間接的に軸受
性能を向上させ、且つ上記SAE誌の論文では理論的に
も実験データ的にも微細なケイ素粒子の方が良好な軸受
性能が得られている。しかしながら、本発明では粗大な
硬質粒子の方が疲労強度以外の性能は格段に良好である
。そこで、粗大な硬質粒子の意義を積極的に述べるなら
ば、かかる硬質粒子を含む軸受の相手材である軸の加工
精度による微細な凹凸、あるいは軸が黒鉛が脱落して生
じた凹部の周囲を、硬質粒子が平坦化し以って、軸受と
軸の間で常に油膜が介在した状態でこれらの良好な摺動
が起こるものと考えられる。なお、従来軸受の分野では
スズ等の軟質な成分がアルミニウム合金のなじみ性に寄
与するものとの考え方が一般的であシ、硬質粒子が直接
相手材の凹凸の平坦化に寄与するとの考え方は、発明者
が知る限シ、上記SAE誌以外にはないので、硬質粒子
によるなじみ作用t−特殊なじみ作用と称する。しかし
ながら、このような硬質粒子(ケイ素粒子)の作用はS
AE誌では順応性を向上させるものであシ、適合性には
逆効果であシ、結果として軸受はオーバレイを備える必
要があると強調している。ここで、適合性とは軸と軸受
との加工上のミスアライメントに適合しうる軸受の性能
であるから、なじみ性(一般的概念によるなじみ性)と
意味上等価である。
5ミクロン以上の硬質粒子、を構成要件として規定して
いる意義は、消極的にいえば微細硬質粒子は軸受性能向
上に寄与しないということであシ、この点で従来のアル
ミニウム系合金軸受の軸受性能のとらえ方とは異麦って
いる。すなわち、出願人の先願では微細なケイ素粒子が
既述のようにスズ粒子の形態制御を介して間接的に軸受
性能を向上させ、且つ上記SAE誌の論文では理論的に
も実験データ的にも微細なケイ素粒子の方が良好な軸受
性能が得られている。しかしながら、本発明では粗大な
硬質粒子の方が疲労強度以外の性能は格段に良好である
。そこで、粗大な硬質粒子の意義を積極的に述べるなら
ば、かかる硬質粒子を含む軸受の相手材である軸の加工
精度による微細な凹凸、あるいは軸が黒鉛が脱落して生
じた凹部の周囲を、硬質粒子が平坦化し以って、軸受と
軸の間で常に油膜が介在した状態でこれらの良好な摺動
が起こるものと考えられる。なお、従来軸受の分野では
スズ等の軟質な成分がアルミニウム合金のなじみ性に寄
与するものとの考え方が一般的であシ、硬質粒子が直接
相手材の凹凸の平坦化に寄与するとの考え方は、発明者
が知る限シ、上記SAE誌以外にはないので、硬質粒子
によるなじみ作用t−特殊なじみ作用と称する。しかし
ながら、このような硬質粒子(ケイ素粒子)の作用はS
AE誌では順応性を向上させるものであシ、適合性には
逆効果であシ、結果として軸受はオーバレイを備える必
要があると強調している。ここで、適合性とは軸と軸受
との加工上のミスアライメントに適合しうる軸受の性能
であるから、なじみ性(一般的概念によるなじみ性)と
意味上等価である。
したがって、91誌にも、その他発明者が知る限)の論
文発表においても、硬質粒子が相手軸の表面凹凸管制シ
とり、平坦化しなじみ性に寄与するという考え方はなく
、まして粗大な硬質粒子が軸受中に多く存在する方が焼
付荷重その他の軸受性能が向上するという実験データも
発表されていない、したがって、上記特殊なじみ作用は
本発明の特色であ夛、従来の一般的概念のなじみ作用の
みをもつ材料と比較すると、軸受性能、例えば焼付荷重
、が格段に向上している。尤も本発明の合金はスズを含
有しているが一般的概念のなじみ作用による軟質金属の
相手材表面への皿状は、特殊なじみ作用により相手材の
凹凸を平坦化してから実現されると考えられ、結果とし
ては両者の総合により自動車内燃機関の軸受として優れ
た性能が発揮されると信じられる。
文発表においても、硬質粒子が相手軸の表面凹凸管制シ
とり、平坦化しなじみ性に寄与するという考え方はなく
、まして粗大な硬質粒子が軸受中に多く存在する方が焼
付荷重その他の軸受性能が向上するという実験データも
発表されていない、したがって、上記特殊なじみ作用は
本発明の特色であ夛、従来の一般的概念のなじみ作用の
みをもつ材料と比較すると、軸受性能、例えば焼付荷重
、が格段に向上している。尤も本発明の合金はスズを含
有しているが一般的概念のなじみ作用による軟質金属の
相手材表面への皿状は、特殊なじみ作用により相手材の
凹凸を平坦化してから実現されると考えられ、結果とし
ては両者の総合により自動車内燃機関の軸受として優れ
た性能が発揮されると信じられる。
上述のような特殊なじみ作用が特に有効であるのは相手
材軸が球状黒鉛鋳鉄又は片状黒鉛鋳鉄の場合でおる。球
状黒鉛鋳鉄は内燃機関のクランクシャフト等の軸の低コ
スト化を図るために従来の鍛造軸に代わって使用される
傾向にあるが、軸の研磨加工時に黒鉛粒子が軸表面から
削りとられ、脱落した球状黒鉛の粒子の跡は多くの凹部
又は窩状部となってお択その周夛の鉄基マトリ、クスは
加工硬化した鋭い庁り又は工、ジとなっている。このば
シ等が軸受表面の異常摩耗を起こすという問題が従来の
スズ含有アルミニウム系軸受用合金にはあった0本発明
者の研究によると、軟質のアルミニウムマトリ、クスが
ばシによシ削りとられ凹部中にとシこまれ、を九このア
ルミニウムと軸受材料のアルミニウム順応性不足によシ
非常に凝着し易いので、直ぐに焼付が生じることも判明
した。しかしながら、本発明によるスズ含有アルミニウ
ム合金では粗大な硬質粒子がばりを削シとシ、凹部の周
シを滑かな状態とする。この結果、焼付が高荷重まで起
こらないこととなシ、耐焼付性が格段と向上する。
材軸が球状黒鉛鋳鉄又は片状黒鉛鋳鉄の場合でおる。球
状黒鉛鋳鉄は内燃機関のクランクシャフト等の軸の低コ
スト化を図るために従来の鍛造軸に代わって使用される
傾向にあるが、軸の研磨加工時に黒鉛粒子が軸表面から
削りとられ、脱落した球状黒鉛の粒子の跡は多くの凹部
又は窩状部となってお択その周夛の鉄基マトリ、クスは
加工硬化した鋭い庁り又は工、ジとなっている。このば
シ等が軸受表面の異常摩耗を起こすという問題が従来の
スズ含有アルミニウム系軸受用合金にはあった0本発明
者の研究によると、軟質のアルミニウムマトリ、クスが
ばシによシ削りとられ凹部中にとシこまれ、を九このア
ルミニウムと軸受材料のアルミニウム順応性不足によシ
非常に凝着し易いので、直ぐに焼付が生じることも判明
した。しかしながら、本発明によるスズ含有アルミニウ
ム合金では粗大な硬質粒子がばりを削シとシ、凹部の周
シを滑かな状態とする。この結果、焼付が高荷重まで起
こらないこととなシ、耐焼付性が格段と向上する。
上述の軸受合金の厚さは0.1〜1−1特に0.2〜0
.5−が好ましい。必要に応じ軸受合金上に防錆油を塗
布する。
.5−が好ましい。必要に応じ軸受合金上に防錆油を塗
布する。
本発明の軸受は上述のような理由により耐焼付性に優れ
ている丸めにオーバレイを施こさない構造である。軸受
合金は例えば圧接などの方法によ〕下地層を介して又は
介さずして接着される。
ている丸めにオーバレイを施こさない構造である。軸受
合金は例えば圧接などの方法によ〕下地層を介して又は
介さずして接着される。
本発明のスズ含有アルミニウム合金は、(A)0.1な
いし10−1好ましくは1ないし6−の鉛、力いし2−
1好ましくは0.2ないし1%の銅及びマ0.8−のク
ロ1くとも1種をさらに含有するものであってよい。
いし10−1好ましくは1ないし6−の鉛、力いし2−
1好ましくは0.2ないし1%の銅及びマ0.8−のク
ロ1くとも1種をさらに含有するものであってよい。
鉛等はスズ含有アルミニウム合金の潤滑性及び一般的概
念のなじみ性及び耐摩耗性を改良する効果を有し、また
クロムとの共存下において耐疲労強度を低下させずに上
記潤滑性等を改良する。なお、一般にkL −Sn二元
系合金に鉛等を加えると、これらはスズ粒子に合金化さ
れてしまい、融点が低下したスズ粒子の移動と溶融が起
こり易くなって、軸受として高負荷連続運転されると、
紅−8n−Pb合金が部分的に溶融しそして軸受から剥
離することもあった。ところが本発明では軸受性能向上
のなかで特殊なじみ性の占める寄与が高いから、スズー
鉛等の合金粒子の低融点化は重大な欠点とはならない。
念のなじみ性及び耐摩耗性を改良する効果を有し、また
クロムとの共存下において耐疲労強度を低下させずに上
記潤滑性等を改良する。なお、一般にkL −Sn二元
系合金に鉛等を加えると、これらはスズ粒子に合金化さ
れてしまい、融点が低下したスズ粒子の移動と溶融が起
こり易くなって、軸受として高負荷連続運転されると、
紅−8n−Pb合金が部分的に溶融しそして軸受から剥
離することもあった。ところが本発明では軸受性能向上
のなかで特殊なじみ性の占める寄与が高いから、スズー
鉛等の合金粒子の低融点化は重大な欠点とはならない。
鉛の含有量が0.1%未満ではその効果が不十分であシ
、10%を越えると軸受に要求される疲労強度が不十分
となる。
、10%を越えると軸受に要求される疲労強度が不十分
となる。
銅等はスズ含有アルミニウム合金の高温硬さを高め、軸
嗅の疲労強度向上に寄与する。鋼等の含有量がO,l−
未満では高温硬さ改善効果が少なく、2、(lを越える
とスズ含有アルミニウム合金が硬くなり過ぎ圧延性が害
されるとともに、耐焼付性及び潤滑油に対する耐食性も
低下する。この鋼等の高温硬さ改善効果はクロムと共存
すると一層顕著になJul、200℃強の温度でも硬さ
はあtシ低下しない。
嗅の疲労強度向上に寄与する。鋼等の含有量がO,l−
未満では高温硬さ改善効果が少なく、2、(lを越える
とスズ含有アルミニウム合金が硬くなり過ぎ圧延性が害
されるとともに、耐焼付性及び潤滑油に対する耐食性も
低下する。この鋼等の高温硬さ改善効果はクロムと共存
すると一層顕著になJul、200℃強の温度でも硬さ
はあtシ低下しない。
りWズ含有アルミ=クム系合金の硬さ
を上昇せしめ、また高温での軟化を防止又は緩和し、高
温でのスズ粒子の粗大化を招がないという効果を奏する
。クロ餡がアルミニウムマトリックスに固溶しその固溶
強化をもたらし、また再結晶軟化温度を高温側にずらし
、さらに加工硬化性を増大させる。再結晶軟化温度の上
昇は、内燃機関の軸受がさらされる高温域(オイルノ4
ンの温度で130〜150℃)でも軸受台金の高温強度
が喪好に保たれるととにっながシ、耐疲労強度スズ粒子
が軸受合金の裏金への接着時の焼鈍あるいは内燃機関内
の高温によシ粗大化するを防止すヒYフ る。このんトCr金属間化合物の硬さはビッヵース硬さ
で約370であり、硬質粒子の硬さに比較し般的概念の
なじみ作用を向上させ、一方硬質粒子は相手材軸の凹凸
を平坦化して特殊なじみ作用を必要であシ、一方1チを
越えるとクロムが粗大なkA−Cv金属間化合物として
析出する九め好ましくない。
温でのスズ粒子の粗大化を招がないという効果を奏する
。クロ餡がアルミニウムマトリックスに固溶しその固溶
強化をもたらし、また再結晶軟化温度を高温側にずらし
、さらに加工硬化性を増大させる。再結晶軟化温度の上
昇は、内燃機関の軸受がさらされる高温域(オイルノ4
ンの温度で130〜150℃)でも軸受台金の高温強度
が喪好に保たれるととにっながシ、耐疲労強度スズ粒子
が軸受合金の裏金への接着時の焼鈍あるいは内燃機関内
の高温によシ粗大化するを防止すヒYフ る。このんトCr金属間化合物の硬さはビッヵース硬さ
で約370であり、硬質粒子の硬さに比較し般的概念の
なじみ作用を向上させ、一方硬質粒子は相手材軸の凹凸
を平坦化して特殊なじみ作用を必要であシ、一方1チを
越えるとクロムが粗大なkA−Cv金属間化合物として
析出する九め好ましくない。
続いて、硬質粒子の寸法及び個数の制御方法について説
明する。At−Mn等の二元合金ではその状態図から判
断して硬質粒子は合金元素の種類によυ次の如きもので
あると思われる。
明する。At−Mn等の二元合金ではその状態図から判
断して硬質粒子は合金元素の種類によυ次の如きもので
あると思われる。
Mll : MnAA4及びMnAt6F・ : F@
kL5 Mo : MoAt4 Ni : N1kt5 Zr : ZrAl3 Co:Co2ムL! TS : TIJL!3 ’sb:ムL8b Nls : NbAL5 上記金属間化合物と考えられる鋳造中の晶出形態は多様
である。これらの晶出物は鋳造合金を圧延し軸受として
の必要な厚さに圧延される過程で分断され、寸法が小さ
くなる。このような鋳造−圧延法によ〕得られた硬質粒
子はほとんどが5ミクロン以下であj9.10(クロン
以下のものも稀にはあるがその単位面積轟シの個数は少
なく、針状又は扁平形状である。また圧延の後に中間焼
鈍が行なわれるが、その温度は再結晶温度程度に選択さ
れるので、その中間焼鈍によっては硬質粒子がほとんど
粗大化しない。上述のような鋳造−圧延(中間焼鈍)に
よシ所定の厚さの軸受合金を得た後に、これを裏金鋼板
に圧接し、この際kA−FaO金属間化合物生成温度未
満、例えば350℃、にて圧接後焼鈍するのが従来のス
ズ含有アルミ=り五合金軸受の製造方法であった。この
350℃の温度でも硬質粒子は殆んど粗大化せず、結果
としてほとんどが5ミクロン未満の微細硬質粒子が最終
軸受製品中に存在していた。これに対して、本発明によ
る粗大硬質粒子t5ミクロン以上40ミクロン以下のも
のが3.56X10 −当り5個以上存在名せる丸めに
は、上記圧接前に軸受合金を350〜550℃の高温熱
処理することが最も有効であることが分かった。すなわ
ち、圧接前の熱処理工程以外での硬質粒子寸法制御は効
果が低く、例えば圧延工程での加熱温度、圧下率等の制
御、又は鋳造工程での冷却速度制御あるいは中間焼鈍等
によっては硬質粒子の寸法制御が至難であり、そうかと
いって圧接時又は圧接後の熱処理ではAA−F・金属間
化合物の生成、あるいは完全直前の軸受のアルミニウム
合金内でのスズ等の低融点成分の溶解尋が起こシ、これ
らは軸受性能、特に一般的概念のなじみ性ユ望ましくな
い結果をもたらす。
kL5 Mo : MoAt4 Ni : N1kt5 Zr : ZrAl3 Co:Co2ムL! TS : TIJL!3 ’sb:ムL8b Nls : NbAL5 上記金属間化合物と考えられる鋳造中の晶出形態は多様
である。これらの晶出物は鋳造合金を圧延し軸受として
の必要な厚さに圧延される過程で分断され、寸法が小さ
くなる。このような鋳造−圧延法によ〕得られた硬質粒
子はほとんどが5ミクロン以下であj9.10(クロン
以下のものも稀にはあるがその単位面積轟シの個数は少
なく、針状又は扁平形状である。また圧延の後に中間焼
鈍が行なわれるが、その温度は再結晶温度程度に選択さ
れるので、その中間焼鈍によっては硬質粒子がほとんど
粗大化しない。上述のような鋳造−圧延(中間焼鈍)に
よシ所定の厚さの軸受合金を得た後に、これを裏金鋼板
に圧接し、この際kA−FaO金属間化合物生成温度未
満、例えば350℃、にて圧接後焼鈍するのが従来のス
ズ含有アルミ=り五合金軸受の製造方法であった。この
350℃の温度でも硬質粒子は殆んど粗大化せず、結果
としてほとんどが5ミクロン未満の微細硬質粒子が最終
軸受製品中に存在していた。これに対して、本発明によ
る粗大硬質粒子t5ミクロン以上40ミクロン以下のも
のが3.56X10 −当り5個以上存在名せる丸めに
は、上記圧接前に軸受合金を350〜550℃の高温熱
処理することが最も有効であることが分かった。すなわ
ち、圧接前の熱処理工程以外での硬質粒子寸法制御は効
果が低く、例えば圧延工程での加熱温度、圧下率等の制
御、又は鋳造工程での冷却速度制御あるいは中間焼鈍等
によっては硬質粒子の寸法制御が至難であり、そうかと
いって圧接時又は圧接後の熱処理ではAA−F・金属間
化合物の生成、あるいは完全直前の軸受のアルミニウム
合金内でのスズ等の低融点成分の溶解尋が起こシ、これ
らは軸受性能、特に一般的概念のなじみ性ユ望ましくな
い結果をもたらす。
上述の如き圧接前の高温熱処理によるとマンがン等の含
有量によシ硬質粒子の晶出個数がどのように変化するか
を第1表に示す、第1表は横力う五に示された寸法の立
方体の硬質粒子として、すべてのマンガン等が晶出した
と仮定して計算した概略O数である。実際には5ミクロ
ン未満の硬質粒子拡圧接前O高温熱処理により5ミクロ
ン以上0(1質粒子として大半が粗大化される。したが
って、第1表は本発明アル1=ウム合金中の硬質粒子制
御方法資料として有用である。
有量によシ硬質粒子の晶出個数がどのように変化するか
を第1表に示す、第1表は横力う五に示された寸法の立
方体の硬質粒子として、すべてのマンガン等が晶出した
と仮定して計算した概略O数である。実際には5ミクロ
ン未満の硬質粒子拡圧接前O高温熱処理により5ミクロ
ン以上0(1質粒子として大半が粗大化される。したが
って、第1表は本発明アル1=ウム合金中の硬質粒子制
御方法資料として有用である。
第1表
硬質粒子個数計算値(3,56X10 sJ当シ)マ
ンガン等の含有量が0.5チの場合は第1表より硬質粒
子の個数は340である。マンガン等の一部が5ミクロ
ン未満の硬質粒子として晶出しても、5III!!以上
の確保は容易である。
ンガン等の含有量が0.5チの場合は第1表より硬質粒
子の個数は340である。マンガン等の一部が5ミクロ
ン未満の硬質粒子として晶出しても、5III!!以上
の確保は容易である。
5Zクロンの硬質粒子はマンガン等含有量により340
ないし3500個の個数となる。実際の軸受合金中の5
ミクロン〜10ミクロンの硬質粒子個数はこれより少な
いが、圧接前の高温熱処理によシ5ぼクロン以上の粗大
粒子の5ミクロン未満の微細粒子に対する割合が高めら
れる。そして、例えば5〜10ミクロン粗粒ケイ素の割
合を高めるために350〜450℃の圧接前高温熱処理
を利用することができる。
ないし3500個の個数となる。実際の軸受合金中の5
ミクロン〜10ミクロンの硬質粒子個数はこれより少な
いが、圧接前の高温熱処理によシ5ぼクロン以上の粗大
粒子の5ミクロン未満の微細粒子に対する割合が高めら
れる。そして、例えば5〜10ミクロン粗粒ケイ素の割
合を高めるために350〜450℃の圧接前高温熱処理
を利用することができる。
マンガン等の含有量が3%の場合の硬質粒子個数は、第
1表によれば、マンガン等が完全に40ミクロンの粒子
として析出したとすれば4個である。仮にこれを1個と
すれば5〜30ミクロン硬質粒子と40ミクロンの硬質
粒子を共に晶出させるととが可能である。し九がって本
発明のスズ含有アルミニウム合金のマンガン等の含有量
の範囲内で、しかも5ないし40ミクロンの粒子寸法の
範囲内でより粗大硬質粒子を特定個数晶出させることが
できる。この好ましい例は、次のとうりである。
1表によれば、マンガン等が完全に40ミクロンの粒子
として析出したとすれば4個である。仮にこれを1個と
すれば5〜30ミクロン硬質粒子と40ミクロンの硬質
粒子を共に晶出させるととが可能である。し九がって本
発明のスズ含有アルミニウム合金のマンガン等の含有量
の範囲内で、しかも5ないし40ミクロンの粒子寸法の
範囲内でより粗大硬質粒子を特定個数晶出させることが
できる。この好ましい例は、次のとうりである。
K)io(クロンを越える硬質粒子 5個以上、(ロ)
20ミクロン以上の硬質粒子 2個以上、(ハ)
30ずクロン以上の硬質粒子 1個以上。
20ミクロン以上の硬質粒子 2個以上、(ハ)
30ずクロン以上の硬質粒子 1個以上。
次′に本発明による硬質粒子の形態について説明する。
一般に圧延され九スズ含有アルjニウム合金中の硬質粒
子は針状を呈し、圧延方向に長手方向が一致する場合が
多いが、本発明の高温熱処理を実施すると硬質粒子は圧
延直交方向の巾が比較的大きくな)扁平又は塊状となる
。この硬質粒子は軸受の水平面、す危わち相手材軸と接
する面、で見たときに扁平又は塊状を呈する。好ましく
は水平面及び垂直面で見て塊状である。そして、5ミク
ロン以上の硬質粒子は殆んどが塊状であり、扁平形状が
少なく、針状は所定面積では殆んどない、このような塊
状形状が特殊なじみ作用上極めて有効である。
子は針状を呈し、圧延方向に長手方向が一致する場合が
多いが、本発明の高温熱処理を実施すると硬質粒子は圧
延直交方向の巾が比較的大きくな)扁平又は塊状となる
。この硬質粒子は軸受の水平面、す危わち相手材軸と接
する面、で見たときに扁平又は塊状を呈する。好ましく
は水平面及び垂直面で見て塊状である。そして、5ミク
ロン以上の硬質粒子は殆んどが塊状であり、扁平形状が
少なく、針状は所定面積では殆んどない、このような塊
状形状が特殊なじみ作用上極めて有効である。
さらに、スズ含有アルミニウム系合金の組織観察法とし
ては機械加工変質最表面は除き上記水平面で打力い硬質
粒子の寸法を測定するものとする。
ては機械加工変質最表面は除き上記水平面で打力い硬質
粒子の寸法を測定するものとする。
該合金中には硬質粒子の他にクロムの金属間化合物、ス
ズ粒子その他の粒子(相)が存在しているが、これらか
ら硬質を識別するためには、金属顕微鏡で見た時にクロ
ム、スズ等は白色、硬質粒子は灰色(濃灰色)を呈する
ことに依れば良い。
ズ粒子その他の粒子(相)が存在しているが、これらか
ら硬質を識別するためには、金属顕微鏡で見た時にクロ
ム、スズ等は白色、硬質粒子は灰色(濃灰色)を呈する
ことに依れば良い。
以下、本発明を実施例によシ説明する。これらの実施例
においては特に断わらない限〕、軸受又は軸受合金の製
造方法は次のとうりであり九。
においては特に断わらない限〕、軸受又は軸受合金の製
造方法は次のとうりであり九。
所定組成のアルミニウム合金を連続鋳造によシ厚さ15
−の板とし、鋳造板を2−リングした後連続的に6−の
板厚に冷間圧延した。次に中間焼鈍(350℃)を行な
い、続く冷間圧延によシアルミニウム合金薄板を得た。
−の板とし、鋳造板を2−リングした後連続的に6−の
板厚に冷間圧延した。次に中間焼鈍(350℃)を行な
い、続く冷間圧延によシアルミニウム合金薄板を得た。
続いて350〜550℃の範囲で所望の大きさの硬質粒
子を得るように高温熱処理し、続いてアルミニウム合金
薄板金230℃に予熱し同様に予熱した裏金鉄板に圧接
しそして350℃で圧接のための焼鈍を行ない軸受を完
成した。軸受合金自体の性能を試験する場合には圧接以
降の工程を省略した。
子を得るように高温熱処理し、続いてアルミニウム合金
薄板金230℃に予熱し同様に予熱した裏金鉄板に圧接
しそして350℃で圧接のための焼鈍を行ない軸受を完
成した。軸受合金自体の性能を試験する場合には圧接以
降の工程を省略した。
実施例1
第2表は供試材アルミニウム合金の組成及び硬質粒子分
布を示している。表中及び以下特に断わらない限り、硬
質粒子の個数は3.56 X 10””d当りの個数を
指す。
布を示している。表中及び以下特に断わらない限り、硬
質粒子の個数は3.56 X 10””d当りの個数を
指す。
以下余白
第2表の供試材を以下の条件による焼付荷重測定に付し
た。
た。
急庄土
テスター:ジャーナル減焼付試験機
条件 :相手材軸−yCD 70軸
潤滑油種−8AEIOW−30
軸表面粗さ−0,4〜0.6 、mRz潤滑油温−14
0”°5℃ 軸回転数−1000rprm 軸径 −52m 軸硬度 −Hマ200−300 荷重 −5凶凶りi−間隔で同量 増加 軸受粗さ−1〜1.8 #lR$ 軸受径 −52■ 以下余白 焼付荷重測定結果をfs1図に示す。第1図において横
軸は供試材の最大寸法硬質粒子の個数である。供試材は
、第1表の五つの範囲の最大粒子寸法によりムからEま
での五つの群に分けられて、第1図に示されている。こ
の図より次の事実が明らかとなる。
0”°5℃ 軸回転数−1000rprm 軸径 −52m 軸硬度 −Hマ200−300 荷重 −5凶凶りi−間隔で同量 増加 軸受粗さ−1〜1.8 #lR$ 軸受径 −52■ 以下余白 焼付荷重測定結果をfs1図に示す。第1図において横
軸は供試材の最大寸法硬質粒子の個数である。供試材は
、第1表の五つの範囲の最大粒子寸法によりムからEま
での五つの群に分けられて、第1図に示されている。こ
の図より次の事実が明らかとなる。
(イ)焼付荷重は最大寸法硬質粒子の個数によシ左右さ
れ、より小さい寸法の硬質粒子の個数には殆んど影響さ
れない。
れ、より小さい寸法の硬質粒子の個数には殆んど影響さ
れない。
(ロ)最大寸法硬質粒子個数とともに焼付荷重は増大す
る。但しA群の供試材の焼付荷重増加はほとんどなく、
より大きな寸法の硬質粒子を含むその他の群の焼付荷重
が著しく増大が顕著である。
る。但しA群の供試材の焼付荷重増加はほとんどなく、
より大きな寸法の硬質粒子を含むその他の群の焼付荷重
が著しく増大が顕著である。
以上の事実(イ)及び(ロ)より、本発明では最低5f
クロンのケイ素粒子が5個以上あることに限定したもの
である。
クロンのケイ素粒子が5個以上あることに限定したもの
である。
実施例2
第3表(1)に示す供試材について焼付荷重及び疲労強
度を測定した。疲労強度の測定条件は次のとおりであり
た。
度を測定した。疲労強度の測定条件は次のとおりであり
た。
条件B
テスター二交番荷重試験機
条 件 :相手材軸 −855C
潤滑油種 −8AEI OW−30
軸表面粗さ−0,8μmRz
潤滑油温 −140±2.5℃
潤滑油圧 −5ゆ/c!n2
軸回転数 −3000rpm
軸径 −52φ
軸硬度 −Hv 500〜600
軸回転回数−10回
軸受粗さ −1−L 1. sμmRz軸受径 −5
2X 20 vm 測定結果を第3表(2)に示す。これより、本発明によ
ると焼付荷重が向上しまた疲労強度は粗大な硬質粒子に
よシ劣化しないことが分かる。なお、第3表(1)中で
5ミクロン未満の硬質粒子個数は測定してない、またこ
の相手材軸は機械構造用炭素鋼(sssc)であり、本
発明によるスズ含有アルミニウム合金は炭素が黒鉛とし
て存在しない鉄系相以下余白 実施例3 マンガン含有量が1−の供試材について実施例2と同様
な実験を行なうたところ、第4表(1)及び(2)に示
すように同様な結果が得られ九。
2X 20 vm 測定結果を第3表(2)に示す。これより、本発明によ
ると焼付荷重が向上しまた疲労強度は粗大な硬質粒子に
よシ劣化しないことが分かる。なお、第3表(1)中で
5ミクロン未満の硬質粒子個数は測定してない、またこ
の相手材軸は機械構造用炭素鋼(sssc)であり、本
発明によるスズ含有アルミニウム合金は炭素が黒鉛とし
て存在しない鉄系相以下余白 実施例3 マンガン含有量が1−の供試材について実施例2と同様
な実験を行なうたところ、第4表(1)及び(2)に示
すように同様な結果が得られ九。
以下余白
実施例4
マノガン含有量が3%の供試材につき実施例2と同様に
実験を行なった結果を第5表(1)及び(2)に示す。
実験を行なった結果を第5表(1)及び(2)に示す。
この結果は実施例2とほぼ同様である。
以下余白
実施例5
マンガン含有量が11チの供試材につき実施例2と同様
に実験を行なった結果を第6表(1)及び(2)に示す
。この実験結果は実施例2とほぼ同様である。
に実験を行なった結果を第6表(1)及び(2)に示す
。この実験結果は実施例2とほぼ同様である。
以下余白
実施例6
実施例1供試材C2につき相手材の球状黒鉛鋳鉄軸の表
面粗さを変化させ、条件Aで焼付荷重を測定した結果を
第2図に示す。なお比較例(COMP)として2018
カーI To Cu−At合金の焼付荷重を測定した。
面粗さを変化させ、条件Aで焼付荷重を測定した結果を
第2図に示す。なお比較例(COMP)として2018
カーI To Cu−At合金の焼付荷重を測定した。
同図より、本発明材料の焼付荷重が相手材の表面粗さに
よらず良好なことが歴然としている。まえ比較材は硬質
粒子の析出がなく、軟質スズ相の一般的概念のなじみ性
によりアルミニウム合金に耐焼付性を付与しているもの
である。依りて、第2図から一般的概念及び特殊なじみ
性の耐焼付性に及はす効果の差異もうかがうことができ
る。さらに相手材は球状黒鉛鋳鉄であるから、本発明材
料の球状黒鉛鋳鉄に対する高い耐焼付性も良く理解され
るところである。
よらず良好なことが歴然としている。まえ比較材は硬質
粒子の析出がなく、軟質スズ相の一般的概念のなじみ性
によりアルミニウム合金に耐焼付性を付与しているもの
である。依りて、第2図から一般的概念及び特殊なじみ
性の耐焼付性に及はす効果の差異もうかがうことができ
る。さらに相手材は球状黒鉛鋳鉄であるから、本発明材
料の球状黒鉛鋳鉄に対する高い耐焼付性も良く理解され
るところである。
実施例7
第6表に示す供試材の如く硬質粒子分布を一定にマンガ
ン等のすべての元素についてその含有量を変化させた場
合の焼付荷重を測定した結果(条件ム)を第3図に示し
、また疲労強度を測定した以下余白 第3図より、マンガン等の含有量が約41において焼付
荷重が極大になることが分かる。既述のように焼付荷重
は本発明の含有量範囲では最大硬貞粒子の個数及び寸法
によシ支配されるが、この下限5ミクロンの粒子寸法個
数を一定に制御し九本実施例ではマンガン等の含有量に
よる多少の影響がみられる。これは5建りロン未満の微
細硬質粒子によるものと考えられる。
ン等のすべての元素についてその含有量を変化させた場
合の焼付荷重を測定した結果(条件ム)を第3図に示し
、また疲労強度を測定した以下余白 第3図より、マンガン等の含有量が約41において焼付
荷重が極大になることが分かる。既述のように焼付荷重
は本発明の含有量範囲では最大硬貞粒子の個数及び寸法
によシ支配されるが、この下限5ミクロンの粒子寸法個
数を一定に制御し九本実施例ではマンガン等の含有量に
よる多少の影響がみられる。これは5建りロン未満の微
細硬質粒子によるものと考えられる。
第4図よりマンガン等の含有量が5チを越えると疲労強
度が低下していることが分かる。これも上記微細粒子に
よるものと考えられる。
度が低下していることが分かる。これも上記微細粒子に
よるものと考えられる。
実施例7
鉛等、鋼等その他の種類を変化させて、実施例2.3.
4及び5と同様の実験を行なった。この結果を第7表(
1)及び(2)に示す、これらの表より各種任意成分に
ついて、十分な焼付荷重及び疲労強度が得られることが
分かる。
4及び5と同様の実験を行なった。この結果を第7表(
1)及び(2)に示す、これらの表より各種任意成分に
ついて、十分な焼付荷重及び疲労強度が得られることが
分かる。
以下余白
実施例8
第1表の供試材を用いて以下に述べる実験を行なった。
(1)潤滑油油温の影響
C2の供試材につき条件Aにおいて80℃及び140℃
の油温にて焼付荷重を測定した。比較材として20 ’
4 Sn −1* Cu−kL合金を供試材として同様
の測定を行なった。この結果を第5図に示す。比較材と
本発明の材料では高温下の焼付荷重に極端な差があるこ
とが分かる。
の油温にて焼付荷重を測定した。比較材として20 ’
4 Sn −1* Cu−kL合金を供試材として同様
の測定を行なった。この結果を第5図に示す。比較材と
本発明の材料では高温下の焼付荷重に極端な差があるこ
とが分かる。
(2)油温140℃における相手材(鍛造軸及び球状黒
鉛鋳鉄)の影響 C2の供試材及び2011G Sn 71 To Cu
−AL合金を比較供試材とし、条件人(但し油温140
℃)にて焼付荷重を測定した結果を第6図に示す0本発
明と比較例の供試材では相手材が鍛造材の場合には焼付
荷重に大きな差はないが、球状黒鉛鋳鉄(DCI)では
極iな差が現われる。
鉛鋳鉄)の影響 C2の供試材及び2011G Sn 71 To Cu
−AL合金を比較供試材とし、条件人(但し油温140
℃)にて焼付荷重を測定した結果を第6図に示す0本発
明と比較例の供試材では相手材が鍛造材の場合には焼付
荷重に大きな差はないが、球状黒鉛鋳鉄(DCI)では
極iな差が現われる。
(3)耐摩耗性
C2の供試材につき以下の条件にて摩耗量を測定した。
条件G
テスター:混合潤滑試験機
条 件 :相手材軸 −FCD 70
軸表面粗さ−0,8〜0.9μsRz
潤滑油種 −流動・fラフイン
軸回転数 −10Orpm
軸径 −40φ(■)
軸硬度 −Hマク00〜300
荷重 −25kg
テスト時間−5Hrs
比較のためにマンガン等を含有しない20 fb an
−l % Ca−Aj合金の摩耗tを条件Gによシ測定
した。摩耗量測定結果を11,7図に示す、比較材は時
間とともに摩耗が進行するが本発明材料は約1時、
開俵にはほとんど摩耗量が増大していない。このような
差異について発明者は次のように考える。
−l % Ca−Aj合金の摩耗tを条件Gによシ測定
した。摩耗量測定結果を11,7図に示す、比較材は時
間とともに摩耗が進行するが本発明材料は約1時、
開俵にはほとんど摩耗量が増大していない。このような
差異について発明者は次のように考える。
比較材では主として軟質のスズ相が相手材軸により削り
とられることにより、絶えず比較材は摩耗している・本
発明材料では軸受表面に存在している粗大硬質粒子が、
摺動初期の段階で、相手軸の表面粗さの突出部及び表面
に存在する球状黒鉛周辺のパリ等のエッソ部を摩耗させ
(削11jす)、軸を軸受にとってより良い摺動状態と
なる軸表面に変化させることにより、流体潤滑に近い状
態とし、軸−軸受の直接接触を妨げており、これが軸受
の摩耗進行を停止させているものと想定している。
とられることにより、絶えず比較材は摩耗している・本
発明材料では軸受表面に存在している粗大硬質粒子が、
摺動初期の段階で、相手軸の表面粗さの突出部及び表面
に存在する球状黒鉛周辺のパリ等のエッソ部を摩耗させ
(削11jす)、軸を軸受にとってより良い摺動状態と
なる軸表面に変化させることにより、流体潤滑に近い状
態とし、軸−軸受の直接接触を妨げており、これが軸受
の摩耗進行を停止させているものと想定している。
実施例9
15%Sn 、 3%Pb、 0.5*Cu 、 0.
4%Crを含有し、マンガン等の含有量を変化させたア
ル建ニウム合金を圧接前のに350℃で焼鈍した他は本
発明の供試材と同様の製法により軸受を製造した。この
軸受の焼付荷重を条件ムで測定した結果を第8図に示す
。
4%Crを含有し、マンガン等の含有量を変化させたア
ル建ニウム合金を圧接前のに350℃で焼鈍した他は本
発明の供試材と同様の製法により軸受を製造した。この
軸受の焼付荷重を条件ムで測定した結果を第8図に示す
。
第8図と第3図を比較すると、本発明によるマンガン等
の含有量範囲0.1ないし15チで、高温熱処理による
供試材(第3図)が格段に耐焼付性に優れていることが
分かる。
の含有量範囲0.1ないし15チで、高温熱処理による
供試材(第3図)が格段に耐焼付性に優れていることが
分かる。
上記本発明及び比較材の摩耗量を次の条件で測定し次。
粂件C
テスター:混合潤滑試験機
条 件 二相手材軸 −FCD 70
軸表面粗さ−0,8〜0.9 膓Rz
潤滑油櫨 −流動パラフィン
軸回転数 −10Orpm
軸径 −40φ(■)
軸硬度 −Hv 200〜300
荷重 −25時
摩耗量測定結果を第9図に示す。この図面よ広本発明に
よる高温熱処理を行ない硬質粒子寸法の制御を行うとス
ズ含有アルミニウム合金の耐摩耗性が著しく向上するこ
とが分かる。
よる高温熱処理を行ない硬質粒子寸法の制御を行うとス
ズ含有アルミニウム合金の耐摩耗性が著しく向上するこ
とが分かる。
実施例10
3’jSl 、 15$Sn 、 3%Pb 、 0.
5*Cu 、及び0.4%Crt″含有するアルミニウ
ム合金の圧接紡焼鈍温度を以下のように変化させた場合
の水平面顕微鏡組織スケッチ図をそれぞれの図面に示す
。
5*Cu 、及び0.4%Crt″含有するアルミニウ
ム合金の圧接紡焼鈍温度を以下のように変化させた場合
の水平面顕微鏡組織スケッチ図をそれぞれの図面に示す
。
270℃(比較例低温熱処理) 第10図500℃
加熱後徐冷 第11図本発明の高温熱処理
により硬質粒子が扁平から塊状に変化している。
加熱後徐冷 第11図本発明の高温熱処理
により硬質粒子が扁平から塊状に変化している。
第1図は焼付荷重と最大寸法ケイ素粒子の個数の関係を
示すグラフ、 第2図は焼付荷重と軸の表面粗さの関係を示すグラフ、 第3図は焼付荷重とマンガン等の含有量の関係を示すグ
ラフ、 第4図は疲労強度とマンガン等の含有量の関係を示すグ
ラフ、 第5図は焼付荷重と潤滑油温の関係を示すグラフ、 第6図は相手材軸の種類による焼付荷重変化を示す図、 第7図は摩耗量の時間変化?示すグラフ、第8図は焼付
荷重とマンガン等の含有量の関係を示すグラフ、 1g9図は摩耗量とマンガン等の含有の関係を示すグラ
フ、 @lO図及び第11図は供試材アルミニツム合金の顕微
鏡組織スケッチ図である。 図面中COMPは比較材、その他の数字及び符号祉供試
材の番号を指す。 特許出願人 大豊工業株式会社 特許出願代理人 弁理士 青水 朗 弁理士 西 舘 和 之 弁理士 村井卓雄 弁理士 山 口 昭 之 第1図 π ε 尺 ? 裡 ≧ 嬰 最大寸法硬質粒子個数 第2図 0 1 2軸粗さく
7amRz) 第3図 第6図 鍛 造 FCD70 時 間 fHoursl 第10図 第11図 手続補正書(自発) 昭和56年10月l?日 特許庁長官 島 1)春 樹 殿 L 事件の表示 昭和56年10月15日付提出の特許11 (6)i
発明O名称 アルミニウム系合金軸受 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 大豊工業株式会社 4、代理人 住所 〒105東京都港区虎ノ門−丁目8番10号静光
虎ノ門ビル 電話(504)07215、補正の対象 明細書の「特許請求の範闘」の欄 6、補正の内容 別紙のとおり フ、添附書類の目録 補正特許請求の範囲 1 週2、特許請求
の範囲 1、 重量百分率で1ないし35%のスズ及びO55な
いし11%のマンガン、鉄、モリブデン、ニッケル、ジ
ルコニウム、コバルト、チタン、アンチモン、クロ^及
びニオブからなる群の少なくとも1種の元素を含有し、
残部が実質的にアルミニウムからなる合金が裏金に接着
されており、前記少なくとも1種の元素からなる又はこ
れを含む粒子の長径で測定したこれらの粒子の寸法が5
ミクpン以上40ζクロン以下の該粒子が該合金の任意
0部分で3゜56X10−”m”当抄5個以上存在して
おり、且つオーバレイ外しで使用可能なアルミニウム系
合金軸受。 2、前記粒子の寸法が10ミクロン以上且つ40tりp
ン以下、好ましくは20ずクロン以上404クロン以下
の該ケイ素粒子が該合金の任意の部分で3.56X10
−”m”当り2個以上存在している特許請求OIl!囲
第1項第1項記載ミニウム系合金軸受。 1 スズの含有量が3ないし20%、前記少なくとも1
種の元素の含有量が1ないし9%である特許請求の範囲
第1項又は第2項記載のアルミニウム系合金軸受。 4、軸受相手材の軸が球状黒鉛鋳鉄又は片状黒鉛鋳鉄で
ある特許請求の範囲第1項ないし第3項の1項に記載の
アルミニウム系合金軸受。 5、5zクロンないし40ミクロンの粒子寸法をもつ前
記粒子が、水平面、すなわち相手材軸受と鎗する面と平
行面で見て、好ましくは水平面及びこれに垂直な面で見
て、塊状である特許請求の範囲第4項記載のアルミニウ
ム系合金軸受。 6、重量百分率で1ないし35襲のスズ及び0.5ない
し11%のマンガン、鉄、モリブデン、ニッケル、ジル
コニウム、コバルト、チタン、アンチモン、クロム及び
ニオブからなる第1群の少なくとも1種の元素、0.1
ないし10%の鉛、カドミウム、インジウム、タリウム
及びビスマからなる第2群の少なくとも1種の元素を含
有し、残部が実質的にアルミニウムからなる合金が裏金
に接着されており、前記第1群の元素からなる又社これ
を含む粒子の長径で測定した寸法が5ミクロン以上40
fり四ン以下の該粒子が該合金の任意の部分で3.56
X10−”m”当り5個以上存在しており、且つオーバ
レイなしで使用可能なアルミニウム系合金軸受。 7、重量百分率で1ないし35%のスズ及び0.5ない
し11%のマンガン、鉄、モリブデン、ニッケル、ジル
コニウム、コバルト、チタン、アンチモン、クロ弘及び
ニオブからカる第1群の少らなる合金が裏金に接着され
ておシ、前記第1群の元素からなる又はとれを含む粒子
の長径で測定しえこれらの粒子の寸法が5ずクロン以上
40ンク冒ン以下の該粒子!51!該合金の任意の部分
で3.56XIO−”w+”当シ5個以〜上存在してお
り、且つオーバレイなしで使用可□能なアルミニウム系
合金軸受。 & 重量百分率で1ないし35%のスズ、0.5ないし
11襲のマンガン、鉄、モリブデン、ニッケル、ジルコ
ニウム、コバルト、チタン、アンチモン、クロみ及びニ
オブからなる第1群の少なくとも1種の元素0.1ない
し10%の鉛、カドミウム、インジウム、タリウム及び
ビスマスからなる第2群の少なくとも1種の元素、0.
1ないし2%の銅及び!グネシウムからなる第3群の少
表くとも1種の元素を含有し、残部が実質的にアルミニ
ウムからなる合金が裏金に接着されており、前記第1群
の元素からなる又はこれを含む粒子の長径で測定した寸
法が5ミクロン以上40ミクロン以下の該粒子が該合金
の任意の部分で3.56X10−”m”当り5個以上存
在しており1且つオーバレイなしで使用可能なアルミニ
ウム系合金軸受。 9、重量百分率で1ないし35%のスズ及び0.5ない
し11%のマンガン、鉄、モリブデン、ニッケル、ジル
コニウム、コバルト、チタン、アンチモン、クロム及び
ニオブからなる第1群のタカくとも1種の元素、0.1
ないし10%の鉛、カドンウム、インジウム、タリウム
及びビスマスからなる第2群の少なくとも1種の元素、
及び0.1ないし1%のクロム及びマンガンからなる8
3群のタカくとも1種の元素を含有し、残部が実質的に
アルミニウムからなるアルミニウム系合金軸受。 10、 重量百分率で1ないし35%のスズ、0.5
ないし11%のマンガン、鉄、モリブデン、ニッケル、
ジルコニウム、コバルト、チタン、アンチモン、りo、
4及びニオブからたる第1群の少なくとも1種の元素、
0.1ないし2%の銅及び!グネシウムからなる第2群
のタカくとも1種の元素及び0.1ないし1−4のクロ
ム及びマンガンから力る第3群の少なくとも1種の元素
を含有し、残部が実質的にアルミニウムからなる合金が
裏金に接着されており、前記第1群の元素からなる又は
これを含む析出物の長径で測定したこれらの粒子の寸法
が5ミク四ン以上40ミクロン以下の該粒子が該合金の
任意の部分で3−56X10″″”w+”当シ5個以上
存在しておシ、且つオーバレイなしで使用可能なアルミ
ニウム系合金軸受。 11、重量百分率で1ないし35%のスズ、0.5ない
し11%のマンガン、鉄、モリブデン、ニツケル、ジル
コニウム、コバルト、チタン、アンチモン、クロム及び
ニオブからなる第1群の少なくとも1種の元素、及び0
.1%ないし1%のり■ム及び銅からなる第2群の少な
くとも1種を含有し、残部が実質的にアルミニウムから
なる合金が裏金に接着されており1前記第1群の元素か
ら3る又はこれを含む粒子の長径で測定した寸法が5i
りpン以上40ミクロン以下の該粒子が該合金の任意の
部分で3.56 X 10−” w”当シ5個以上存在
しており、且つオーバレイなしで使用可能なアルミニウ
ム系合金軸受。 12、重量百分率で1ないし35%のスズ、0.5々い
し11弧のマンガン、鉄、モリブデン1ニツケル、ジル
コニウム、コバルト、チタン、アンチモン、クロム及び
ニオブからなる第1群の少なくとも1種の元素、0.1
ないし10%の鉛、カドミウム、インジウム、タリウム
及びビスマスからなる第2群の少なくとも1種の元素、
0.1ないし2%の銅及びマグネシウムからなる第3群
の少なくと4ht種の元素及び0.1ないし1%のクロ
ム及びマンガンからなる第4群の少なくとも1種を含有
し、残部が実質的にアルミニウムからなる合金が裏金に
接着されておシ、前記81群の元素からなる又はこれを
含む粒子の長径で測定した寸法が5ミクpン以上40ミ
クロン以下の該粒子が該合金の任意の部分で3.56X
10″″m−当に5個以上存在しており、且つオーバレ
イなしで使用可能なアルミニウム系合金軸受。 220
示すグラフ、 第2図は焼付荷重と軸の表面粗さの関係を示すグラフ、 第3図は焼付荷重とマンガン等の含有量の関係を示すグ
ラフ、 第4図は疲労強度とマンガン等の含有量の関係を示すグ
ラフ、 第5図は焼付荷重と潤滑油温の関係を示すグラフ、 第6図は相手材軸の種類による焼付荷重変化を示す図、 第7図は摩耗量の時間変化?示すグラフ、第8図は焼付
荷重とマンガン等の含有量の関係を示すグラフ、 1g9図は摩耗量とマンガン等の含有の関係を示すグラ
フ、 @lO図及び第11図は供試材アルミニツム合金の顕微
鏡組織スケッチ図である。 図面中COMPは比較材、その他の数字及び符号祉供試
材の番号を指す。 特許出願人 大豊工業株式会社 特許出願代理人 弁理士 青水 朗 弁理士 西 舘 和 之 弁理士 村井卓雄 弁理士 山 口 昭 之 第1図 π ε 尺 ? 裡 ≧ 嬰 最大寸法硬質粒子個数 第2図 0 1 2軸粗さく
7amRz) 第3図 第6図 鍛 造 FCD70 時 間 fHoursl 第10図 第11図 手続補正書(自発) 昭和56年10月l?日 特許庁長官 島 1)春 樹 殿 L 事件の表示 昭和56年10月15日付提出の特許11 (6)i
発明O名称 アルミニウム系合金軸受 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 大豊工業株式会社 4、代理人 住所 〒105東京都港区虎ノ門−丁目8番10号静光
虎ノ門ビル 電話(504)07215、補正の対象 明細書の「特許請求の範闘」の欄 6、補正の内容 別紙のとおり フ、添附書類の目録 補正特許請求の範囲 1 週2、特許請求
の範囲 1、 重量百分率で1ないし35%のスズ及びO55な
いし11%のマンガン、鉄、モリブデン、ニッケル、ジ
ルコニウム、コバルト、チタン、アンチモン、クロ^及
びニオブからなる群の少なくとも1種の元素を含有し、
残部が実質的にアルミニウムからなる合金が裏金に接着
されており、前記少なくとも1種の元素からなる又はこ
れを含む粒子の長径で測定したこれらの粒子の寸法が5
ミクpン以上40ζクロン以下の該粒子が該合金の任意
0部分で3゜56X10−”m”当抄5個以上存在して
おり、且つオーバレイ外しで使用可能なアルミニウム系
合金軸受。 2、前記粒子の寸法が10ミクロン以上且つ40tりp
ン以下、好ましくは20ずクロン以上404クロン以下
の該ケイ素粒子が該合金の任意の部分で3.56X10
−”m”当り2個以上存在している特許請求OIl!囲
第1項第1項記載ミニウム系合金軸受。 1 スズの含有量が3ないし20%、前記少なくとも1
種の元素の含有量が1ないし9%である特許請求の範囲
第1項又は第2項記載のアルミニウム系合金軸受。 4、軸受相手材の軸が球状黒鉛鋳鉄又は片状黒鉛鋳鉄で
ある特許請求の範囲第1項ないし第3項の1項に記載の
アルミニウム系合金軸受。 5、5zクロンないし40ミクロンの粒子寸法をもつ前
記粒子が、水平面、すなわち相手材軸受と鎗する面と平
行面で見て、好ましくは水平面及びこれに垂直な面で見
て、塊状である特許請求の範囲第4項記載のアルミニウ
ム系合金軸受。 6、重量百分率で1ないし35襲のスズ及び0.5ない
し11%のマンガン、鉄、モリブデン、ニッケル、ジル
コニウム、コバルト、チタン、アンチモン、クロム及び
ニオブからなる第1群の少なくとも1種の元素、0.1
ないし10%の鉛、カドミウム、インジウム、タリウム
及びビスマからなる第2群の少なくとも1種の元素を含
有し、残部が実質的にアルミニウムからなる合金が裏金
に接着されており、前記第1群の元素からなる又社これ
を含む粒子の長径で測定した寸法が5ミクロン以上40
fり四ン以下の該粒子が該合金の任意の部分で3.56
X10−”m”当り5個以上存在しており、且つオーバ
レイなしで使用可能なアルミニウム系合金軸受。 7、重量百分率で1ないし35%のスズ及び0.5ない
し11%のマンガン、鉄、モリブデン、ニッケル、ジル
コニウム、コバルト、チタン、アンチモン、クロ弘及び
ニオブからカる第1群の少らなる合金が裏金に接着され
ておシ、前記第1群の元素からなる又はとれを含む粒子
の長径で測定しえこれらの粒子の寸法が5ずクロン以上
40ンク冒ン以下の該粒子!51!該合金の任意の部分
で3.56XIO−”w+”当シ5個以〜上存在してお
り、且つオーバレイなしで使用可□能なアルミニウム系
合金軸受。 & 重量百分率で1ないし35%のスズ、0.5ないし
11襲のマンガン、鉄、モリブデン、ニッケル、ジルコ
ニウム、コバルト、チタン、アンチモン、クロみ及びニ
オブからなる第1群の少なくとも1種の元素0.1ない
し10%の鉛、カドミウム、インジウム、タリウム及び
ビスマスからなる第2群の少なくとも1種の元素、0.
1ないし2%の銅及び!グネシウムからなる第3群の少
表くとも1種の元素を含有し、残部が実質的にアルミニ
ウムからなる合金が裏金に接着されており、前記第1群
の元素からなる又はこれを含む粒子の長径で測定した寸
法が5ミクロン以上40ミクロン以下の該粒子が該合金
の任意の部分で3.56X10−”m”当り5個以上存
在しており1且つオーバレイなしで使用可能なアルミニ
ウム系合金軸受。 9、重量百分率で1ないし35%のスズ及び0.5ない
し11%のマンガン、鉄、モリブデン、ニッケル、ジル
コニウム、コバルト、チタン、アンチモン、クロム及び
ニオブからなる第1群のタカくとも1種の元素、0.1
ないし10%の鉛、カドンウム、インジウム、タリウム
及びビスマスからなる第2群の少なくとも1種の元素、
及び0.1ないし1%のクロム及びマンガンからなる8
3群のタカくとも1種の元素を含有し、残部が実質的に
アルミニウムからなるアルミニウム系合金軸受。 10、 重量百分率で1ないし35%のスズ、0.5
ないし11%のマンガン、鉄、モリブデン、ニッケル、
ジルコニウム、コバルト、チタン、アンチモン、りo、
4及びニオブからたる第1群の少なくとも1種の元素、
0.1ないし2%の銅及び!グネシウムからなる第2群
のタカくとも1種の元素及び0.1ないし1−4のクロ
ム及びマンガンから力る第3群の少なくとも1種の元素
を含有し、残部が実質的にアルミニウムからなる合金が
裏金に接着されており、前記第1群の元素からなる又は
これを含む析出物の長径で測定したこれらの粒子の寸法
が5ミク四ン以上40ミクロン以下の該粒子が該合金の
任意の部分で3−56X10″″”w+”当シ5個以上
存在しておシ、且つオーバレイなしで使用可能なアルミ
ニウム系合金軸受。 11、重量百分率で1ないし35%のスズ、0.5ない
し11%のマンガン、鉄、モリブデン、ニツケル、ジル
コニウム、コバルト、チタン、アンチモン、クロム及び
ニオブからなる第1群の少なくとも1種の元素、及び0
.1%ないし1%のり■ム及び銅からなる第2群の少な
くとも1種を含有し、残部が実質的にアルミニウムから
なる合金が裏金に接着されており1前記第1群の元素か
ら3る又はこれを含む粒子の長径で測定した寸法が5i
りpン以上40ミクロン以下の該粒子が該合金の任意の
部分で3.56 X 10−” w”当シ5個以上存在
しており、且つオーバレイなしで使用可能なアルミニウ
ム系合金軸受。 12、重量百分率で1ないし35%のスズ、0.5々い
し11弧のマンガン、鉄、モリブデン1ニツケル、ジル
コニウム、コバルト、チタン、アンチモン、クロム及び
ニオブからなる第1群の少なくとも1種の元素、0.1
ないし10%の鉛、カドミウム、インジウム、タリウム
及びビスマスからなる第2群の少なくとも1種の元素、
0.1ないし2%の銅及びマグネシウムからなる第3群
の少なくと4ht種の元素及び0.1ないし1%のクロ
ム及びマンガンからなる第4群の少なくとも1種を含有
し、残部が実質的にアルミニウムからなる合金が裏金に
接着されておシ、前記81群の元素からなる又はこれを
含む粒子の長径で測定した寸法が5ミクpン以上40ミ
クロン以下の該粒子が該合金の任意の部分で3.56X
10″″m−当に5個以上存在しており、且つオーバレ
イなしで使用可能なアルミニウム系合金軸受。 220
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、重量6分率で1ないし35%のスズ及び0.5ない
し11%のマンガン、鉄、モリブデン、二、ケル、ジル
コニウム、コバルト、チタン、アンチモン岱ニオブから
なる群の少なくとも1種の元素を含有し、残部が実質的
にアルミニウムからなる合金が裏金に接着されており、
前記少なくともl櫨の元素からなる又汀これを含む粒子
の長径で測定したこれらの粒子の寸法が5ミクロン以上
40ミクロン以下の該粒子が該合金の任意の部分で3.
56 X 10−2m2当り5個以上存在しており、且
つオーバレイなしで使用可能なアルミニウム系合金軸受
。 2、前記粒子の寸法が10ミクロン以上且つ40ミクロ
ン以下、好ましくは20ミクロン以上40ミクロン以下
の該クイ素粒子が該合金の任意の部分で3.56X10
■当シ2個以上存在している特許請求の範囲第1項
記載のアルミニウム系合金軸受。 3、スズの含有量が3ないし20%・前記少なくとも1
種の元素の含有量が1ないし9%である特許請求の範囲
第1項又は第2項記載のアルミニウム系合金軸受。 4、軸受相手材の軸が球状黒鉛鋳鉄又は片状黒鉛鋳鉄で
ある特許請求の範囲第1項ないし第3項の1項に記載の
アルミニウム系合金軸受。 5.5ミクロンないし40ミクロンの粒子寸法をもつ前
記粒子が、水平面、すなわち相手材軸受と接する面と平
行面で見て、好ましくは水平面及びこれに垂直な面で見
て、塊状である特許請求の範囲第4項記載のアルミニウ
ム系合金軸受。 6、重量百分率で1ないし35チのスズ及び0.5ない
しii*のマンガン、鉄、モリブデン、ニッケル、ジル
コニウム、コバルト、チタン、アΦ ンチモン及びニオブからなる第1#の少なくとも1種の
元素% 0.工ないし10%の鉛、カドミウム、インジ
ウム、タリウム及びビスミスからなる第2群の少なくと
も1種の元素を含有し、残部が実質的にアルミニウムか
らなる合金が裏金に接着されており、前記第1群の元素
からなる又にこれを含む粒子の長径で測定し次号法が5
ミクロン以上40ミクロン以下の該粒子が該合金の任意
の部分で3.56X10m+当り5個以上存在しており
、且つオーバレイなしで使用可能なアルミニウム系合金
軸受。 7、重量百分率で1ないし35%のスズ及び0.5ない
し11%のマンガン、鉄、モリブデン、1種の元素、合
金が裏金に接着されており、前記第1#の元素からなる
又はこれを含む粒子の長径で測定し次号法が5ミクロン
以上40ミクロン以下の該粒子が該合金の任意の部分で
3.5 e X 1 o−W当り5個以上存在しており
一且っオーバレイなしで使用可能なアルミニウム系合金
軸受。 8、重量百分率で1ないし35%のスズ、0.5ないし
11優のマンガン、鉄、モリブデン、二。 ケル、ジルコニウム、コバルト、チタン、アンチクロム モン毘ニオブからなる第1群の少なくとも1種の元素及
び0.1ないし2%の銅及びマグネシウムからなる第2
群の少なくとも1種の元素を含有し、残部が実質的にア
ルミニウムからなる合金が裏金に接着されており、前記
第1群の元素からなる又はこれを含む粒子の長径で測定
したこれらの粒子の寸法が5ミクロン以上40ミクロン
以下の該粒子が該合金の任意の部分で3.56 X I
O−2■2当り5個以上存在しており、且つオーバレ
イなしで使用可能なアルミ0.1ないし10チの鉛、カ
ドミウム、インジウム、タリウム及びビスマスからなる
第2群の少なくとも1種の元素、0,1ないし2%の銅
及びマグネシウムからなる第3群の少なくとも1種の元
素を含有し、残部が実質的にアルミニウムからなる合金
が裏金に接着されており、前記第1群の元素からなる又
はこれを含む粒子の長径で測定し次号法が5ミクロン以
上40ミクロン以下の核粒子が該合金の任意の部分で3
.56 X 1 o−2J当り5個以上存在しており・
且つオーバレイなしで使用可能なアルミニウム系合金軸
受。 9、重量百分率で1ないし35チのスズ及び0.5ない
し11%のマンガン、鉄、モリブデン。 二、ケル、ジルコニウム、コバルト、チタン、アンチモ
ハ是ルニオプからなる第1群の少なくとも1種の元素、
0.1ないし10%の鉛、カドミウム、インジウム、タ
リウム及びビスマスからなる第2からなるアルミニウム
系合金軸受。 10、重量百分率で1ないし35チのスズ、0.5ない
し11%のマンガン、鉄、モリブデン、二、ヶ元素、0
,1ないし2%の鋼及びマグネシウムがらニウムからな
る合金が裏金に接着されており、前記第1群の元素から
なる又はこれを含む析出物の長径で測定しtこれらの粒
子の寸法が5ミクロン以上40ミクロン以下の該粒子が
核合金の任意の部分で3.56 X 10−2m2当り
5個以上存在しており・且つオーバレイなしで使用可能
なアルミニウム系合金軸受。 11、重量百分率で1ないし35修のスズ、0.5ない
し11%のマンガン、鉄、モリブデン、二。 残部が実質的にアルミニウムからなる合金が裏金に接着
されており、前記第1群の元素からなる又はこれを含む
粒子の長径で測定した寸法が5ミクロン以上40ミクロ
ン以下の核粒子が該合金の任意の部分で3.56 X
10−2was2当り5個以上存在しておシ・且つオー
バレイなしで使用可能なアルミニウム系合金軸受。 126重量重量率で1ないし35優のスズ、0.5ない
し11チのマンガン、鉄、モリブデン、ニツの元素、0
,1ないし10チの鉛、カドミウム、1ンジウム、タリ
ウム及びビスマスからなる第2群の少なくとも1種の元
素、0.1ないし2チの鋼及部が実質的にアルミニウム
からなる合金が裏金に接着されており、前記第1群の元
素からなる又はこれを含む粒子の長径で測定した寸法が
5ミクロン以上40ミクロン以下の該粒子が該合金の任
意の部分で3.56 X 10−2m2当力5個以上存
在しており、且つオーバレイなしで使用可能なアルミニ
ウム系合金軸受。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16338881A JPS5867841A (ja) | 1981-10-15 | 1981-10-15 | アルミニウム系合金軸受 |
AU89952/82A AU8995282A (en) | 1981-10-15 | 1982-10-15 | Aluminum alloy bearing |
DE3249133T DE3249133C2 (de) | 1981-10-15 | 1982-10-15 | Verfahren zum Herstellen einer Legierung auf Aluminium-Basis für Lager sowie Verwendung der Legierung |
GB08316181A GB2121435B (en) | 1981-10-15 | 1982-10-15 | Aluminium alloy bearing |
PCT/JP1982/000411 WO1983001463A1 (en) | 1981-10-15 | 1982-10-15 | Aluminum alloy bearing |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16338881A JPS5867841A (ja) | 1981-10-15 | 1981-10-15 | アルミニウム系合金軸受 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5867841A true JPS5867841A (ja) | 1983-04-22 |
JPS6242983B2 JPS6242983B2 (ja) | 1987-09-10 |
Family
ID=15772935
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16338881A Granted JPS5867841A (ja) | 1981-10-15 | 1981-10-15 | アルミニウム系合金軸受 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5867841A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58113341A (ja) * | 1981-12-26 | 1983-07-06 | Toyota Motor Corp | アルミニウム軸受合金 |
JPS6263637A (ja) * | 1985-09-17 | 1987-03-20 | Taiho Kogyo Co Ltd | アルミニウム軸受合金 |
JPS6263639A (ja) * | 1985-09-17 | 1987-03-20 | Taiho Kogyo Co Ltd | アルミニウム軸受合金 |
US6471796B1 (en) | 2000-09-11 | 2002-10-29 | Daido Metal Company Ltd. | Method and apparatus for continuous casting of aluminum bearing alloy |
CN102869800A (zh) * | 2010-04-22 | 2013-01-09 | 大丰工业株式会社 | 轴承装置 |
WO2014157650A1 (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-02 | 大豊工業株式会社 | アルミニウム合金、すべり軸受、およびすべり軸受の製造方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01158607U (ja) * | 1988-04-21 | 1989-11-01 |
-
1981
- 1981-10-15 JP JP16338881A patent/JPS5867841A/ja active Granted
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS58113341A (ja) * | 1981-12-26 | 1983-07-06 | Toyota Motor Corp | アルミニウム軸受合金 |
JPH0362780B2 (ja) * | 1981-12-26 | 1991-09-27 | Toyota Motor Co Ltd | |
JPS6263637A (ja) * | 1985-09-17 | 1987-03-20 | Taiho Kogyo Co Ltd | アルミニウム軸受合金 |
JPS6263639A (ja) * | 1985-09-17 | 1987-03-20 | Taiho Kogyo Co Ltd | アルミニウム軸受合金 |
US6471796B1 (en) | 2000-09-11 | 2002-10-29 | Daido Metal Company Ltd. | Method and apparatus for continuous casting of aluminum bearing alloy |
CN102869800A (zh) * | 2010-04-22 | 2013-01-09 | 大丰工业株式会社 | 轴承装置 |
WO2014157650A1 (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-02 | 大豊工業株式会社 | アルミニウム合金、すべり軸受、およびすべり軸受の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6242983B2 (ja) | 1987-09-10 |
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