JPS61117244A - Sliding aluminum alloy - Google Patents

Sliding aluminum alloy

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JPS61117244A
JPS61117244A JP24495685A JP24495685A JPS61117244A JP S61117244 A JPS61117244 A JP S61117244A JP 24495685 A JP24495685 A JP 24495685A JP 24495685 A JP24495685 A JP 24495685A JP S61117244 A JPS61117244 A JP S61117244A
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aluminum
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Tatsuhiko Fukuoka
福岡 辰彦
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Taiho Kogyo Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To improve the wear resistance by adding small amounts of Sn, Zn and one or more among Si, Mn, Sb, Ti, Zr, Ni, Fe, W, Ce, Nb, V, Mo, Ba, Ca and Co to Al and carrying out dispersion precipitation. CONSTITUTION:The composition of a sliding Al alloy is composed of, by weight, 1-25% in total of <3% Sn (Snnot equal to 0%) and 0.5-3% Zn, <15% one or more kinds of elements selected out of a group A except Si, and the balance Al. The group A consists of Si, Mn, Sb, Ti, Zr, Ni, Fe, W, Ce, Nb, V, Mo, Ba, Ca and Co.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルミニウム(A1)を母材とする。アルミニ
ウムースズ(Sn)系摺動合金に関するものである。さ
らに詳しくはAl−Sn系摺動合金中に硬質物を多量に
分散させて、耐摩耗性の向上を図ったAl−Sn系摺動
合金を提供するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention uses aluminum (A1) as a base material. This invention relates to an aluminum-tin (Sn)-based sliding alloy. More specifically, the present invention provides an Al-Sn-based sliding alloy with improved wear resistance by dispersing a large amount of hard material in the Al--Sn-based sliding alloy.

従来のアルミニウム系摺動合金、中でも軸受台金として
は、Al −Sn系合金が主として使用されており、最
近の自動車用内燃機関の軸受の傾向に代表されるように
、より高速、高荷重の条件下で使用されることが多くな
り、この条件下では軸と軸受の直接接触が生じやすくな
り、その結果軸受の摩耗量が大であった。またSnを重
量百分率で20%前後と相当量含有しており比較的軟質
であるため、ピストンからの急激な爆発荷重に耐え切れ
ず軸受が変形してしまい、良好な軸−軸受間のクリアラ
ンスが保てなくなり、十分な油膜が形成されず円滑な作
動が得られなくなることがある。
Conventional aluminum-based sliding alloys, especially Al-Sn-based alloys, have been mainly used as bearing base metals. Under these conditions, direct contact between the shaft and the bearing is likely to occur, resulting in a large amount of wear on the bearing. Also, since it contains a considerable amount of Sn (approximately 20% by weight) and is relatively soft, the bearing cannot withstand the sudden explosive load from the piston and deforms, making it difficult to maintain good shaft-bearing clearance. Otherwise, a sufficient oil film may not be formed and smooth operation may not be achieved.

本発明は、軸と軸受が直接接触を起しても摩耗・変形な
どのしにくい耐摩耗性および高負荷能力にすぐれたAi
 −Sn系合金を得るため、アルミニウムに少量のSn
およびZnを添加し、Si、 Mn、 Sb、 Tie
Zr、 Ni、 Fe、 W、 Ce、 Nb、 V、
 Mo、 Ba、 Ca、 CoからなるA群より選ば
れた1種もしくは2種以上の添加物を添加し分散析出さ
せたことを特徴としている。
The present invention is based on an aluminum alloy that has excellent wear resistance and high load capacity, and is resistant to wear and deformation even when the shaft and bearing come into direct contact.
-In order to obtain a Sn-based alloy, a small amount of Sn is added to aluminum.
and Zn, Si, Mn, Sb, Tie
Zr, Ni, Fe, W, Ce, Nb, V,
It is characterized in that one or more additives selected from Group A consisting of Mo, Ba, Ca, and Co are added and dispersed and precipitated.

この分散した析出物はヴイッカース硬さで数百にも達し
非常に硬いため、軸受の相手材すなわち軸よりもかなり
硬く、この硬い析出物が軸受の耐摩耗性を著しく向上さ
せる。また、これら添加物はその一部が固溶などして^
l地金の硬さを改善し。
These dispersed precipitates are extremely hard, reaching several hundred Vickers hardnesses, and are considerably harder than the bearing's mating material, ie, the shaft, and these hard precipitates significantly improve the wear resistance of the bearing. Also, some of these additives are dissolved in solid solution.
l Improve the hardness of the base metal.

Snを低分率としたことともあいまってすぐれた負荷能
力を有する。
Coupled with the low Sn content, it has excellent load capacity.

本発明のAt−3n系合金は重量百分率で3%未満のS
n(0%を除<);0.5〜a%未満のZn;総量で1
〜25%、かつSiをを除いた総量が15%以下のA群
(Si、 Mn、 Sb、 Ti、 Zr、 Ni、 
Fe、 W、 Ca。
The At-3n alloy of the present invention contains less than 3% S by weight percentage.
n (excluding 0%); 0.5 to less than a% Zn; total amount 1
~25% and the total amount excluding Si is 15% or less (Si, Mn, Sb, Ti, Zr, Ni,
Fe, W, Ca.

Nb、 V、 No、 Ba、 Ca、 Co)より選
ばれた1種もしくは2種以上の添加物;および残部が実
質的にA1からなるアルミニウムースズ系合金を基本と
している。
The alloy is based on an aluminum-tin alloy consisting essentially of one or more additives selected from Nb, V, No, Ba, Ca, and Co; and the remainder being A1.

この合金に、さらにB群、0群、D群の少なくとも1群
より選ばれた1種以上を添加することにより、各種特色
をもった合金となる。ここでB群はPb、 Bi、 T
i、 Inからなり、その1種または2種以上の添加量
は総量で9%以下;0群はCu、Mgからなり、その添
加の総量は5%以下である。もちろん0群も添加する場
合は、B群同様に目的・用途に応じてその成分範囲内で
任意に添加できる。
By further adding one or more members selected from at least one of Group B, Group 0, and Group D to this alloy, an alloy with various characteristics can be obtained. Here, group B is Pb, Bi, T
Group 0 consists of Cu and Mg, and the total amount of one or more of them added is 9% or less; Group 0 consists of Cu and Mg, and the total amount added is 5% or less. Of course, when Group 0 is also added, it can be added arbitrarily within the range of its components, depending on the purpose and use, as in the case of Group B.

D群はCrからなり、その添加量はD群単独では0゜1
〜10%、A群との合計で25%以下で、なおかつSi
を除いたA群の総量との合計量が15%以下である。
Group D consists of Cr, and the amount added is 0°1 for Group D alone.
~10%, 25% or less in total with group A, and Si
The total amount with the total amount of Group A excluding 15% or less.

次に本件合金に添加した各種元素の特性を示す。Next, the characteristics of various elements added to this alloy will be shown.

Sn: Snは低摩擦を主目的として添加される元素であるが、
これを3%以上添加するとなじみ性、低摩擦性は向上す
るが1分散しにくくなって、硬さは低下し、高負荷運転
を連続した時に部分的に溶融して疲労破壊しやすい、ま
たSnは高価な金属でありその観点からも多量に添加す
るのは好ましくないesnはAl中により微細に分散す
る程、低摩擦性を確保しながら全般の機械的強度を保つ
ので、本件発明の合金はいずれもSnの含有量が低く容
易に微細に分散でき、Al地の機械的強度は保たれる。
Sn: Sn is an element added with the main purpose of reducing friction.
Adding 3% or more of this improves conformability and low friction, but it becomes difficult to disperse, reduces hardness, and tends to partially melt and cause fatigue failure during continuous high-load operation. ESN is an expensive metal, and from that point of view it is not desirable to add it in large amounts.The more finely ESN is dispersed in Al, the more it maintains overall mechanical strength while ensuring low friction. Both have a low Sn content and can be easily and finely dispersed, and the mechanical strength of the Al base is maintained.

0.1%未満では添加による低摩擦の効果はほとんどな
いが、添加してもかまわない。好ましくは0.5〜3%
未満である。高負荷耐摩材などで特に高負荷能力が要求
される場合はSn含有量を少なくし、軸受材などで低摩
擦性、なじみ性が要求される場合はSn含有量を多くす
るのがよい。低摩擦性。
If it is less than 0.1%, there is almost no effect of reducing friction by adding it, but it may be added. Preferably 0.5-3%
less than It is preferable to reduce the Sn content when particularly high load capacity is required, such as in a high-load wear-resistant material, and to increase the Sn content when low friction and conformability are required, such as in a bearing material. Low friction.

なじみ性がより必要な場合は2〜3%未満がより好まし
い。特に耐荷重性あるいは低摩擦性など双方の機能が要
求される場合は後述の別途方法で補助してもよい。
When more conformability is required, the content is more preferably less than 2 to 3%. In particular, if both functions such as load resistance and low friction are required, additional methods described below may be used to assist.

Zn: ZnはAlに対する固溶限が比較的高い元素であるため
、本発明によるアルミニウム系合金への添加範頭内でも
殆んどがAl地中に固溶している。一般にアルミニウム
に亜鉛を若干量含有させた二元系合金は強度が低いため
実用されておらず、Al−Zn−Xの三元系金属間化合
物(又は第三元素)を析出するようにしたアルミニウム
合金が使用されていることは良く知られている。本発明
は、従来の亜鉛含有アルミニウム合金とは異なり、Al
地の強化により耐疲労強度、負荷能力及び高温硬さを良
好にする作用を亜鉛添加により図ることを目的としてい
る。 ZnはSnと同様に低融点金属と一般に称されて
いるが、Snより高融点でありなじみ性には乏しい。し
かし、本発明のアルミニウム系合金のようにSnを含有
するアルミニウム系合金にZnを添加すると、なじみ性
が損われず上記諸性質が向上する。0.5%以下ではZ
nの効果はほとんどなく3%以下になると耐荷重性が低
下する。後述する6群および/またはD群との組合せは
、 Znの添加効果を助長し、高温硬さの低下は極めて
起り難くなり、この結果負荷能力および耐疲労強度が著
しく向上する。
Zn: Since Zn is an element with a relatively high solid solubility limit in Al, most of it is dissolved in Al ground even within the scope of addition to the aluminum alloy according to the present invention. In general, binary alloys made of aluminum containing a small amount of zinc are not put into practical use due to their low strength. It is well known that alloys are used. The present invention differs from conventional zinc-containing aluminum alloys in that Al
The purpose of adding zinc is to improve the fatigue strength, load capacity, and high temperature hardness by strengthening the base. Although Zn is generally called a low melting point metal like Sn, it has a higher melting point than Sn and is poor in compatibility. However, when Zn is added to an aluminum-based alloy containing Sn, such as the aluminum-based alloy of the present invention, the above-mentioned properties are improved without impairing the conformability. Z below 0.5%
The effect of n is almost negligible, and when it is less than 3%, the load carrying capacity decreases. The combination with Group 6 and/or Group D, which will be described later, promotes the effect of Zn addition, making it extremely difficult for high-temperature hardness to decrease, and as a result, load capacity and fatigue strength are significantly improved.

A群: A群はSi、 Mn、 Sb、 Ti、 Zr、 Ni
、 Fa、W、 Ca。
Group A: Group A is Si, Mn, Sb, Ti, Zr, Ni
, Fa, W, Ca.

Nb、 V、 Mo、 Ba、 Ca、 Coからなる
。これらのうち1種もしくは2種以上の元素(一般的に
母合金で添加)をA1とともに鋳造することにより、晶
出物。
Consists of Nb, V, Mo, Ba, Ca, and Co. A crystallized product is produced by casting one or more of these elements (generally added in the master alloy) together with A1.

析出物等を生じさせる。この晶出物、析出物等はすべて
ビッカース硬さで数百以上の硬質物であるため合金全体
の硬さの向上、耐摩耗性を向上させる。またAl地を強
化する作用もある。この添加物は、増加すれば、耐摩耗
性の点でよくなるが、総量で15%を超えると合金は硬
くなりすぎ、脆くなる。しかし、添加物としてSiが選
択されており、析出物を微細に分散すれば、Siを除い
たA群の総量が15%を超えない範囲でA群の総量を2
5%まで添加することができる。25%を超えて添加す
ると耐摩耗性が逆に低下し1曲げ強度が極端に低下し、
相手材を著しく毀損しはじめる。
Produces precipitates, etc. These crystallized substances, precipitates, etc. are all hard substances with a Vickers hardness of several hundred or more, and thus improve the hardness and wear resistance of the entire alloy. It also has the effect of strengthening the Al base. Increasing amounts of this additive improve wear resistance, but if the total amount exceeds 15%, the alloy becomes too hard and brittle. However, if Si is selected as an additive and the precipitates are finely dispersed, the total amount of Group A excluding Si can be reduced to 2% within the range of not exceeding 15%.
It can be added up to 5%. When added in excess of 25%, wear resistance decreases and 1 bending strength decreases extremely.
Begins to significantly damage the other material.

A群の総量が1%に満たない時は、硬質物がほとんど析
出しないため十分な耐摩耗性が得られない。
When the total amount of Group A is less than 1%, sufficient wear resistance cannot be obtained because hardly any hard substances are precipitated.

上記析出物の析出形態がアルミニウムの結晶粒の成長を
軸受製造及び使用時の高温下で妨げるようになっている
と、Sn粒子の微細均一分散を促進する。この点に関し
、Si等の各元素は程度の差こそあれこの促進作用を有
し、特に添加量が少ない場合にこの作用が著しい。なお
これら添加元素の相互の合金化した合金またはA1と合
金化した合金を添加させてもよい。またA群の各元素の
うち、好ましい添加順位は、まずSi、次にMn、 S
b、次にZr、 Mo、 Fe、 Co、次にri、 
Nbt W+ V最後にNi。
If the precipitation form of the above-mentioned precipitates is such that it inhibits the growth of aluminum crystal grains at high temperatures during bearing manufacture and use, fine and uniform dispersion of Sn particles is promoted. In this regard, each element such as Si has a promoting effect to varying degrees, and this effect is particularly remarkable when the amount added is small. Note that an alloy obtained by alloying these additive elements with each other or an alloy obtained by alloying them with A1 may be added. Also, among the elements in group A, the preferred order of addition is first Si, then Mn, and then S.
b, then Zr, Mo, Fe, Co, then ri,
Nbt W+ V Finally Ni.

Co、 Ba、 Caの順である。その理由は、Siは
それ自体の硬さおよび鋳造性に優れていることからこれ
を選択することが最も好ましい、Sl以下の順位は、A
I又は他の元素との金属間化合物の均一分散度合および
鋳造性を考慮したものである。ただしその順位中、Mo
、 Fe、 Coは耐蝕性にやや劣るので、特に耐蝕性
が要求される使用条件下ではそれらの添加量を少なくシ
、或いは他の元素を用いる等の配慮が必要である。
The order is Co, Ba, and Ca. The reason for this is that Si itself has excellent hardness and castability, so it is most preferable to select it.
The degree of uniform dispersion of intermetallic compounds with I or other elements and castability are taken into consideration. However, in that ranking, Mo
, Fe, and Co have somewhat poor corrosion resistance, so under usage conditions where corrosion resistance is particularly required, consideration must be given to reducing the amount of these added or using other elements.

以上の点からSi、 Mn、 Sbの1種以上が選択さ
れている合金はA群の添加効果が特に著しい。
From the above points, alloys in which one or more of Si, Mn, and Sb are selected have a particularly remarkable effect of adding Group A.

A群の析出物(または晶出物、以下同じ)の形態として
は、これら添加元素単体からなる析出物、これら添加元
素相互の金属間化合物からなる析出物、これら添加元素
とAlとの金属間化合物からなる析出物、これら添加元
素相互の金属間化合物とAlとの金属間化合物からなる
析出物とがあるが、どの形態で析出物を形成しても耐摩
耗性等に効果がある。
The forms of Group A precipitates (or crystallized substances, the same shall apply hereinafter) include precipitates consisting of these additive elements alone, precipitates consisting of intermetallic compounds of these additive elements, and intermetallic compounds between these additive elements and Al. There are precipitates made of compounds and precipitates made of intermetallic compounds of these additive elements and intermetallic compounds of Al, but any form of precipitates has an effect on wear resistance and the like.

これら析出物はヴイッカース硬さで数百にも達し、非常
に硬いため、軸との摩擦による軸受の摩耗をこれらの析
出物により著しく減少させることができ、これら析出物
がAl地金中に適量分散することは良い効果を生ずる。
These precipitates have a Vickers hardness of several hundred, and are extremely hard, so these precipitates can significantly reduce the wear of the bearing due to friction with the shaft. Dispersion produces positive effects.

適量の範囲は前述のとおりであるが、より好ましくはS
iを含む場合は1〜15%である。またA群のうちSi
を除いた総量が10%以下であることがより好ましい。
The appropriate amount range is as described above, but more preferably S
When i is included, it is 1 to 15%. Also, in group A, Si
It is more preferable that the total amount excluding the above is 10% or less.

好ましい範ぼにおいては、上記析出物はより均一分散し
、その他の性能に悪影響を与えることなく耐摩耗性を向
上させる効果がある。
In a preferred range, the precipitates are more uniformly dispersed and have the effect of improving wear resistance without adversely affecting other performance.

B群: B群は、Pb、 Bi、 Tl、 Inからなる。これ
らのうち1種または2種以上を総量で9%以下加えると
、特にSnの低摩擦性等を有する金属としての性質を改
善することができる。また、これらの元素、たとえばp
bはSnとともに存在させると一部Sn −Pbの合金
を作り、 Sn、 Pbより融点の低い合金が存在する
ことになって金属接触が生じた場合には、特に低摩擦性
の効果が発揮される。もちろん、合金化していない形で
存在していても、それが低摩擦性等を備えていることは
言うまでもない。
Group B: Group B consists of Pb, Bi, Tl, and In. When one or more of these is added in a total amount of 9% or less, the properties of Sn as a metal having low friction properties can be particularly improved. In addition, these elements, such as p
When b is present together with Sn, it partially forms a Sn-Pb alloy, and when metal contact occurs due to the presence of an alloy with a lower melting point than Sn and Pb, a particularly low friction effect is exhibited. Ru. Of course, it goes without saying that even if it exists in an unalloyed form, it still has low friction properties.

なお、これらの添加順位は、まずPb、 In、次にB
i最後にT1の順が好ましい、これは、Pb、 Inは
圧力を受けたときに最も流動し易く、そのためすベリ性
、なじみ性に優れているからである。pbはさらにSn
などに比して非常に安価であり、また安定に供給できよ
り好ましい。次のBiは上記Pb、 Inに比してやや
硬く、融点もやや高い、最後のT1は、その性質はPb
、 Inと同程度であるが、資源が乏しく高価であるか
らである。
The order of these additions is first Pb, In, then B.
The order of T1 as the last is preferred because Pb and In flow most easily when subjected to pressure, and therefore have excellent compatibility and conformability. pb is further Sn
It is much cheaper than other methods, and is more preferable because it can be stably supplied. The next Bi is slightly harder and has a slightly higher melting point than the above Pb and In, and the last T1 has the properties of Pb.
, is on the same level as In, but resources are scarce and expensive.

重量百分率でB群の総量が9%を超えると不均一分散と
なり負荷能力は著しく低下し、合金全体としての硬さが
低くなり、耐摩耗性が劣化する。
When the total amount of Group B exceeds 9% by weight, non-uniform dispersion occurs, the load capacity is significantly reduced, the hardness of the alloy as a whole is reduced, and the wear resistance is deteriorated.

好ましくは0.1〜5%の範囲で添加するとよい。It is preferably added in a range of 0.1 to 5%.

添加量が0.1%未満ではSnの低摩擦性等を有する金
属としての性質を改善する効果はあまり期待できないが
、添加してもかまわない。また、耐摩耗性・耐荷重性を
特に必要とする場合は、3%以下の添加がより好ましい
。というのはSnの低摩擦等を有する金属としての性質
を改善する際に、A群の元素の組合せによっては、B群
の多量の添加でAl地が相当軟化する場合があるからで
ある。なお、B群の添加元素には、合金の切削性を良好
にし、軸受材料などを製造する際の後加工を容易化する
効果もある。
If the amount added is less than 0.1%, the effect of improving the properties of Sn as a metal, such as low friction properties, cannot be expected much, but it may be added. Furthermore, when wear resistance and load resistance are particularly required, addition of 3% or less is more preferable. This is because when improving the properties of Sn as a metal having low friction, etc., depending on the combination of elements in group A, the Al base may be considerably softened by adding a large amount of group B. Incidentally, the additive elements of group B also have the effect of improving the machinability of the alloy and facilitating post-processing when manufacturing bearing materials and the like.

0群: 0群はCu−Mgからなる。この元素はAl地の硬度を
上昇さすほか、他の添加元素との組合せで特殊な効果を
出す。
Group 0: Group 0 consists of Cu-Mg. This element not only increases the hardness of the Al substrate, but also produces special effects when combined with other additive elements.

CuはA1とα固溶体を形成して合金の曲げ強度を向上
するなど機械的特性を改善すると共に耐摩耗性も向上す
る。5%を超えて添加すると、合金が脆くなる。0.5
%以下ではあまり効果がないが添加してもよい6特に耐
摩耗性が必要な場合は2〜5%がより好ましい。機械的
特性の改善を重視したい場合は0.5〜2%未満がより
好ましい。
Cu forms an α solid solution with A1 and improves the mechanical properties such as increasing the bending strength of the alloy, as well as improving the wear resistance. If added in excess of 5%, the alloy becomes brittle. 0.5
% or less, it is not very effective, but it may be added.6 In particular, when wear resistance is required, 2 to 5% is more preferable. When emphasis is placed on improving mechanical properties, the content is more preferably 0.5% to less than 2%.

MgはCuと同様に、Al地の硬さを向上して、高い負
荷能力を得ることができる。5%を越えて添加すると加
工性が低下する。3%以下がより好ましい。なお、軸は
Cuと同時に添加すると一部がAl−Cu−Mgの三元
系合金を形成し、A群を多量に添加析出した際、析出物
をA1地中により安定的に分散させる作用もある。この
場合CuとMHの合計添加量は5%以下が望ましい65
%を越えて添加すると機械的性質の向上が衰える。
Like Cu, Mg can improve the hardness of the Al base and provide high load capacity. When added in excess of 5%, processability decreases. More preferably 3% or less. In addition, when the shaft is added at the same time as Cu, a part of it forms a ternary alloy of Al-Cu-Mg, and when a large amount of group A is added and precipitated, it also has the effect of more stably dispersing the precipitates in the A1 ground. be. In this case, the total amount of Cu and MH added is preferably 5% or less65
If added in excess of %, the improvement in mechanical properties will decline.

D群: D群はCrからなる。 Crは特殊な2通りの作用があ
り、まず1%以上の添加に対してはA群間様A1地の硬
さを向上しつつ、その一部が析出(または晶出)した析
出物により、耐摩耗性も向上する。
Group D: Group D consists of Cr. Cr has two special effects. Firstly, when it is added in an amount of 1% or more, it improves the hardness of the A1 substrate, and also improves the hardness of the A1 substrate due to the precipitation (or crystallization) of some of it. Abrasion resistance is also improved.

Siを含むA群との添加合計量が25%を超えると耐摩
耗性は逆に低下しはじめ、またSiを除くA群との添加
合計量が15%を超えるまたはCr単独で10%を超え
ると合金は硬くなりすぎ、脆くなる。
If the total amount added with A group containing Si exceeds 25%, wear resistance begins to decrease, and if the total amount added with A group excluding Si exceeds 15% or Cr alone exceeds 10%. and the alloy becomes too hard and brittle.

次に0.1〜1%では析出物による著しい耐摩耗性向上
は見られないが、CrのAl地への固溶および析出物の
微細な分散により、高温時のAI地軟化の防止作用があ
り、耐荷重性を一層向上させる。また本発明の合金はS
n含有量が少ないのでもともと容易に微細化できるが、
前述の微細に分散したCrにより、高温時(約400℃
)においてもSnの粗大化は妨げられ微細なSn粒を保
ち得る。このようにSnが高温時に移動したり粗大化し
ないで、剥離しに<<、耐疲労性が向上する。なおCr
に前記6群のCuおよび/またはMgを併用するとCu
および/またはMgは、^1合金の高温硬さを一層改善
し、耐疲労性もより向上する。Crの効果は0.1未満
ではあまり期待できない。またより好ましい範囲は0.
1〜6%である。
Next, at 0.1 to 1%, no significant improvement in wear resistance due to precipitates is observed, but due to the solid solution of Cr in the Al base and the fine dispersion of the precipitates, the effect of preventing the softening of the AI base at high temperatures is effective. Yes, it further improves load bearing capacity. Further, the alloy of the present invention is S
Since the n content is low, it can be easily refined, but
Due to the finely dispersed Cr mentioned above, at high temperatures (approximately 400℃
), coarsening of Sn is also prevented and fine Sn grains can be maintained. In this way, Sn does not move or become coarse at high temperatures, and the fatigue resistance is improved. Furthermore, Cr
When Cu and/or Mg of the above six groups are used in combination with
and/or Mg further improves the high temperature hardness of the ^1 alloy and further improves fatigue resistance. The effect of Cr cannot be expected much if it is less than 0.1. A more preferable range is 0.
It is 1 to 6%.

このように本発明のアルミニウム系摺動合金は、低Sn
およびZnを含有し、A群より選択された添加物の析出
物等を有するので極めて耐摩耗性に優れる。さらには、
B群〜D群のあらゆる組合せの添加により各種合金を本
発明は提供するが、これらは若干の差はあるが、いずれ
も耐摩耗性に優れ。
In this way, the aluminum-based sliding alloy of the present invention has a low Sn
and Zn, and has precipitates of additives selected from Group A, so it has extremely excellent wear resistance. Furthermore,
The present invention provides various alloys by adding all combinations of Groups B to D, and although there are slight differences, all of them have excellent wear resistance.

なおかつなじみ性、低摩擦性、耐疲労性、高負荷能力な
ど各種特徴を備えるものである。すなわちこの合金群は
、耐摩耗性を要求される摺動部位に利用することができ
、その摺動条件によって添加物の種類と添加量を変化さ
せれば、容易にその要求に応じることができる。
Furthermore, it has various characteristics such as conformability, low friction, fatigue resistance, and high load capacity. In other words, this alloy group can be used in sliding parts that require wear resistance, and by changing the type and amount of additives depending on the sliding conditions, it can easily meet that requirement. .

本発明のアルミニウム系摺動合金は、裏金鋼板を圧接し
て、摺動材料の一種である軸受材料として用いることが
できる。勿論、これを摺動部材として用いてもかまわな
い6本発明の合金はいずれも耐摩耗性、高負荷能力に優
れ、高速・高荷重の過酷な条件下での使用に耐えつる。
The aluminum-based sliding alloy of the present invention can be used as a bearing material, which is a type of sliding material, by press-welding a backing steel plate. Of course, the six alloys of the present invention may also be used as sliding members.All of the six alloys of the present invention have excellent wear resistance and high load capacity, and can withstand use under harsh conditions of high speed and high load.

なお、なじみ性はSnあるいはB群のPb、 Bi、 
Tl、 Inでかなり改善しうるが、若干高負荷能力が
低下するので、高負荷能力およびなじみ性の両方を特に
必要とする場合は、特に負荷能力の高い組合せの合金、
例えばA群としてSi、 6群としてCu−Mg、D群
のCrを選択し、この合金上にpb系合金のオーバーレ
イを形成すれば、負荷能力は本発明の中から選択した前
記合金とほとんど変らず、なじみ性、耐焼付性はオーバ
ーレイのpb系合金とほぼ同一となり、非常に良好な複
合摺動材料となる。この時オーバーレイの厚さは1μm
以下では耐焼付性、なじみ性の効果は少なく、オーバー
レイが疲労剥離しやすい。逆に厚くなりすぎる(数百μ
m)場合は、軟質なPd系合金により耐荷重性は低下す
るので、1〜150μmが好ましい。オーバーレイの合
金としては、 Pd系合金に限らず低摩擦性を向上し、
焼付性を向上すれば何んでもよいが、その厚さを調節す
れば1本発明の合金の持つ高負荷能力、耐摩耗性を失な
わず、疲労剥離などがおこりにくくなるものが望ましい
。またオーバーレイは必要に応じて2層以上形成しても
よい。
In addition, the compatibility is determined by Sn or B group Pb, Bi,
Although Tl and In can be improved considerably, the high load capacity is slightly reduced, so when both high load capacity and conformability are especially required, alloys with a combination of particularly high load capacity,
For example, if Si is selected as Group A, Cu-Mg is selected as Group 6, and Cr is selected as Group D, and an overlay of a PB alloy is formed on this alloy, the load capacity will be almost the same as that of the alloy selected from the present invention. First, the conformability and seizure resistance are almost the same as those of the overlay PB alloy, making it a very good composite sliding material. At this time, the overlay thickness is 1 μm
Below this, there is little effect on seizure resistance and conformability, and the overlay is likely to peel off due to fatigue. On the other hand, it becomes too thick (several hundred microns)
In case m), the load resistance is reduced due to the soft Pd-based alloy, so the thickness is preferably 1 to 150 μm. The overlay alloy is not limited to Pd-based alloys, but also has improved low friction properties.
Any material may be used as long as it improves seizure properties, but it is desirable that the thickness be adjusted so as not to lose the high load capacity and wear resistance of the alloy of the present invention, and to prevent fatigue peeling. Further, the overlay may be formed in two or more layers as necessary.

次に実施例によって本発明を説明する。下記第1表は本
発明に係る合金(試料)1〜30と比較用の合金(試料
)31〜34の組成を示すものである。
Next, the present invention will be explained by examples. Table 1 below shows the compositions of alloys (samples) 1 to 30 according to the present invention and comparative alloys (samples) 31 to 34.

(以下余白) 第1表の試料1〜34はガス炉においてA1地金を溶解
し次にAl−5i母合金、Al−Mn母合金、Al −
Ti母合金、Al−Zr母合金、Al−Ni母合金、A
l−Fe母合金、Al−W母合金、Al−Ce母合金、
Al−Nb母合金、Al−V母合金、Al−No母合金
、Al−Ba母合金、Al−(:、a母合金、Al−C
o母合金、Al−Cu母合金、Al−Mg母合金、Al
−Cr母合金を目的成分に応じて溶解し、最後にSn、
 Zn、 Sb、 Pb、 Bi、 T1. Inを目
的成分に応じて添加した後脱ガス処理をし、金型に鋳造
(厚さ18m+i)を行ったもので、その後2腸履また
は1mmずつの圧延と焼鈍(350℃・4時間)を繰り
返して試料(合金厚さ2mm)を調製して下記の試験を
行った。
(Left below) Samples 1 to 34 in Table 1 were prepared by melting A1 base metal in a gas furnace and then melting Al-5i master alloy, Al-Mn master alloy, Al-
Ti master alloy, Al-Zr master alloy, Al-Ni master alloy, A
l-Fe master alloy, Al-W master alloy, Al-Ce master alloy,
Al-Nb master alloy, Al-V master alloy, Al-No master alloy, Al-Ba master alloy, Al-(:, a master alloy, Al-C
o Master alloy, Al-Cu master alloy, Al-Mg master alloy, Al
-Cr master alloy is melted according to the target components, and finally Sn,
Zn, Sb, Pb, Bi, T1. After adding In according to the target components, degassing treatment was performed, and casting was performed in a mold (thickness 18 m + i), followed by rolling and annealing (350 ° C. for 4 hours) into 2 pieces or 1 mm each. Samples (alloy thickness 2 mm) were prepared repeatedly and the following tests were conducted.

なお1本発明に係る合金組成において、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。
It goes without saying that the alloy composition according to the present invention contains impurities that cannot be avoided by ordinary refining techniques.

下記第2表は耐摩耗性の試験結果で、試験は次のように
行なった6まず、鉄鋼製の回転リングに供試材ブロック
(合金塊)を一定の荷重で押圧しつつ、回転リングを回
転させて摺動させた。特定の摺動時間試験した後、ブロ
ックの形状変化を測定し、体積摩耗量(mm3)を測定
して、耐摩耗性の判断をした。なお試験条件としては荷
重2,000g、周速800 am/min、で無潤滑
である。
Table 2 below shows the results of the wear resistance test, and the test was conducted as follows.6 First, while pressing a test material block (alloy ingot) against a rotating steel ring with a constant load, the rotating ring was rotated. Rotated and slid. After carrying out a specific sliding time test, the shape change of the block was measured, the volumetric wear amount (mm3) was measured, and the wear resistance was determined. The test conditions were a load of 2,000 g, a circumferential speed of 800 am/min, and no lubrication.

第2表 第2表から明らかなように1本発明に係るすべての合金
1〜30は比較合金31〜34に比して摩耗量は大幅に
減少しており、耐摩耗性が向上していることがわかる。
Table 2 As is clear from Table 2, all alloys 1 to 30 according to the present invention have a significantly reduced amount of wear compared to comparative alloys 31 to 34, and have improved wear resistance. I understand that.

また、A群の添加量が高いと耐摩耗性も高くなる傾向に
ある。ここでは耐摩耗性のみ示したが、負荷能力も同様
の傾向を示す。
Furthermore, when the amount of Group A added is high, the wear resistance also tends to be high. Although only the wear resistance is shown here, the load capacity also shows a similar tendency.

第3表は第2表と同様に耐摩耗性試験の結果を示すが、
条件としてオイル点滴を加えたものである。この潤滑オ
イルとしてはSAE 10W30のエンジンオイルを使
用し1点滴は毎分101とした。その他の条件は潤滑で
ある他は前述の無潤滑の試験条件に等しい。
Table 3 shows the results of the abrasion resistance test in the same way as Table 2, but
Oil drip was added as a condition. SAE 10W30 engine oil was used as the lubricating oil, and one drip was set at 10 l/min. Other conditions were the same as the above-mentioned test conditions without lubrication except for lubrication.

第3表 第3表においては、本発明の合金の1部のみ示したが、
比較合金31〜34に比して耐摩耗性はいずれも高い。
Table 3 In Table 3, only some of the alloys of the present invention are shown, but
All have higher wear resistance than Comparative Alloys 31-34.

このように潤滑条件においては、A群の添加量よりもそ
の他の群の添加量の効果がどちらかと言えば支配的であ
る。
As described above, under the lubrication conditions, the effects of the amounts of other groups added are rather more dominant than the amounts of group A added.

以上の如く本発明の合金は特に耐摩耗性に優れている。As described above, the alloy of the present invention has particularly excellent wear resistance.

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)重量百分率で3%未満のSn(0%を除く);0
.5〜3%未満のZn;総量で1〜25%、かつSiを
除いた総量が15%以下のA群より選択された1種また
は2種以上の添加物;および残部が実質的にアルミニウ
ムからなるアルミニウム系摺動合金。 A群:Si、Mn、Sb、Ti、Zr、Ni、Fe、W
、Ce、Nb、V、Mo、Ba、Ca、Co
(1) Sn less than 3% by weight percentage (excluding 0%); 0
.. 5 to less than 3% Zn; one or more additives selected from Group A having a total amount of 1 to 25% and a total amount excluding Si of 15% or less; and the remainder substantially consisting of aluminum. An aluminum-based sliding alloy. Group A: Si, Mn, Sb, Ti, Zr, Ni, Fe, W
, Ce, Nb, V, Mo, Ba, Ca, Co
(2)A群のうちSiが選択されている特許請求の範囲
第1項記載のアルミニウム系摺動合金。
(2) The aluminum-based sliding alloy according to claim 1, wherein Si is selected from Group A.
(3)A群のうちMnが選択されている特許請求の範囲
第1項記載のアルミニウム系摺動合金。
(3) The aluminum-based sliding alloy according to claim 1, wherein Mn is selected from Group A.
(4)A群のうちSbが選択されている特許請求の範囲
第1項記載のアルミニウム系摺動合金。
(4) The aluminum-based sliding alloy according to claim 1, wherein Sb is selected from Group A.
(5)A群のうちSiおよびMnが選択されている特許
請求の範囲第1項記載のアルミニウム系摺動合金。
(5) The aluminum-based sliding alloy according to claim 1, wherein Si and Mn are selected from Group A.
(6)A群のうちSiおよびSbが選択されている特許
請求の範囲第1項記載のアルミニウム系摺動合金。
(6) The aluminum-based sliding alloy according to claim 1, wherein Si and Sb are selected from Group A.
(7)A群のうちMnおよびSbが選択されている特許
請求の範囲第1項記載のアルミニウム系摺動合金。
(7) The aluminum-based sliding alloy according to claim 1, wherein Mn and Sb are selected from Group A.
(8)A群のうちSiおよびMnおよびSbが選択され
ている特許請求の範囲第1項記載のアルミニウム系摺動
合金。
(8) The aluminum-based sliding alloy according to claim 1, wherein Si, Mn, and Sb are selected from Group A.
(9)重量百分率で3%以下のSn(0%を除く);0
.5〜8%のZn;総量で1〜25%、かつSiを除い
た総量が15%以下のA群より選択された1種または2
種以上の添加物;B群、C群、D群の少なくとも1種よ
り選ばれた1種以上の添加物;および残部が実質的にア
ルミニウムからなるアルミニウム系摺動合金。 A群:Si、Mn、Sb、Ti、Zr、Ni、Fe、W
、Ce、Nb、V、Mo、Ba、Ca、Co B群:Pb、Bi、Tl、In、 B群は総量で9%以下 C群:5%以下のCuおよび/またはMg D群:0.1〜10%のCr (但しA群との添加合計量は25%以下、 かつSiを除いたA群との添加合計量は 15%以下)
(9) Sn of 3% or less by weight percentage (excluding 0%); 0
.. 5-8% Zn; one or two selected from Group A with a total amount of 1-25% and a total amount excluding Si of 15% or less
An aluminum-based sliding alloy consisting of at least one additive; one or more additives selected from at least one of Group B, Group C, and Group D; and the remainder substantially consisting of aluminum. Group A: Si, Mn, Sb, Ti, Zr, Ni, Fe, W
, Ce, Nb, V, Mo, Ba, Ca, Co Group B: Pb, Bi, Tl, In, Group B is 9% or less in total Group C: Cu and/or Mg is 5% or less Group D: 0. 1 to 10% Cr (However, the total amount added with group A is 25% or less, and the total amount added with group A excluding Si is 15% or less)
(10)A群のうちSiが選択されている特許請求の範
囲第9項記載のアルミニウム系摺動合金。
(10) The aluminum-based sliding alloy according to claim 9, wherein Si is selected from Group A.
(11)A群のうちMnが選択されている特許請求の範
囲第9項記載のアルミニウム系摺動合金。
(11) The aluminum-based sliding alloy according to claim 9, wherein Mn is selected from Group A.
(12)A群のうちSbが選択されている特許請求の範
囲第9項記載のアルミニウム系摺動合金。
(12) The aluminum-based sliding alloy according to claim 9, wherein Sb is selected from Group A.
(13)A群のうちSiおよびMnが選択されている特
許請求の範囲第9項記載のアルミニウム系摺動合金。
(13) The aluminum-based sliding alloy according to claim 9, wherein Si and Mn are selected from Group A.
(14)A群のうちSiおよびSbが選択されている特
許請求の範囲第9項記載のアルミニウム系摺動合金。
(14) The aluminum-based sliding alloy according to claim 9, wherein Si and Sb are selected from Group A.
(15)A群のうちMnおよびSbが選択されている特
許請求の範囲第9項記載のアルミニウム系摺動合金。
(15) The aluminum-based sliding alloy according to claim 9, wherein Mn and Sb are selected from Group A.
(16)A群のうちSiおよびMnおよびSbが選択さ
れている特許請求の範囲第9項記載のアルミニウム系摺
動合金。
(16) The aluminum-based sliding alloy according to claim 9, wherein Si, Mn, and Sb are selected from Group A.
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