JPS62235455A - Aluminum bearing alloy and its production - Google Patents

Aluminum bearing alloy and its production

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Publication number
JPS62235455A
JPS62235455A JP7774986A JP7774986A JPS62235455A JP S62235455 A JPS62235455 A JP S62235455A JP 7774986 A JP7774986 A JP 7774986A JP 7774986 A JP7774986 A JP 7774986A JP S62235455 A JPS62235455 A JP S62235455A
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JP
Japan
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component
billet
weight
powder
alloy
Prior art date
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Application number
JP7774986A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Shioda
正彦 塩田
Yoshihiro Marai
馬来 義弘
Akira Matsuyama
晃 松山
Katsuji Tanizaki
谷崎 勝二
Noboru Okabe
岡部 登
Katsuhiro Kishida
岸田 勝弘
Takeshi Sakai
坂井 武志
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NDC Co Ltd
Nissan Motor Co Ltd
Nippon Dia Clevite Co Ltd
Original Assignee
NDC Co Ltd
Nissan Motor Co Ltd
Nippon Dia Clevite Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To manufacture an Al bearing alloy lightened in weight and excellent in surface characteristics, by adding specific amounts of Mg powder to an atomized alloy powder of Al - lubricating component - hard component - strengthening component type and by subjecting the resulting mixture to compacting, sintering, and extrusion. CONSTITUTION:The Mg powder is added to the Al - lubricating component - hard component - strengthening component atomized alloy powder by 0.5-1.2wt%, and the mixture is blended and compacted into billet. the above billet then is sintered and further subjected to extrusion at >=10 extrusion ratio. In this way, the lightweight Al bearing alloy combining >=12kgf/mm<2> tensile strength at ordinary temp. with >=11% elongation at ordinary temp. and excellent in fatigue resistance and surface characteristics can be obtained. The above alloy is principally composed of Al and, as the above lubricating component, one or more elements among Pb, Sn, In, Sb, and Bi are finely and uniformly dispersed into the matrix so that the ratio of sectional area to the Al matrix is 0.04-0.07 and the size is <=8mum. Moreover, the above alloy contains Si in 0.02-0.17 ratio of sectional area as the above hard component and, as the above strengthening component, it further contains one or more elements among Cu, Cr, Mn, Ni, Zn, and Fe by 0.2-4.5%.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、自動車、工作機械、農業機械等の各種機械
装置の構造部品として使用される軸受ならびに摺動部材
用の素材として適する軸受合金に関し、とくに銅系の軸
受材料に比べて軽量であってしかも耐疲労性1表面性能
にすぐれたアルミニウム系の軸受台金に関するものであ
る。
[Detailed Description of the Invention] [Objective of the Invention] (Industrial Application Field) This invention relates to materials for bearings and sliding members used as structural parts of various mechanical devices such as automobiles, machine tools, and agricultural machinery. The present invention relates to a bearing alloy suitable for use as a bearing material, and particularly to an aluminum-based bearing base metal that is lighter than copper-based bearing materials and has excellent fatigue resistance and surface performance.

(従来の技術) 従来、すべり軸受の素材として用いられる合金には、C
u−Pb系、バビット系等が使用目的などに応じて使用
されているが、近年、とくに内燃機関用の軸受台金とし
ては、耐熱耐摩耗性、耐腐食性、#疲労性等の点からA
fL系の軸受台金が注目されている。なかでも、Al−
Sn系、Al−3n−Pb系の軸受台金は上記性能の点
で他の材質のものに比べてかなりすぐれているため、最
近に至り急速にその使用量が増加している。
(Prior art) Conventionally, alloys used as materials for sliding bearings contain C.
U-Pb series, Babbitt series, etc. are used depending on the purpose of use, etc., but in recent years, especially as bearing base metals for internal combustion engines, from the viewpoint of heat resistance, wear resistance, corrosion resistance, #fatigue resistance, etc. A
The fL series bearing base metal is attracting attention. Among them, Al-
Since Sn-based and Al-3n-Pb-based bearing base metals are considerably superior to those made of other materials in terms of the above-mentioned performance, their usage has been rapidly increasing recently.

しかしながら、内燃機関の小型化による軸受幅の縮小、
高出力化に伴う軸受負荷の増大等の内燃機関の高性能化
により、軸受に課せられる要求はさらに強まり、とりわ
け耐疲労性の面、すなわち軸受台金の亀裂あるいは鋼裏
金からの局部的剥離を抑制すべく改善が望まれているの
が現状である。
However, due to the miniaturization of internal combustion engines, the width of the bearings has decreased,
As the performance of internal combustion engines increases, such as the increase in bearing load associated with higher output, the demands placed on bearings are becoming even stronger. The current situation is that improvements are desired to suppress this problem.

このような内燃機関の高性能化に対応できるAl系の軸
受台金の一例として、本発明者らは特願昭60−268
866号明細書に示すようなA1−Pb−3n系のアト
マイズ合金粉末に押出加工を加えることにより、高い疲
労強度と優れた潤滑性とを合わせ持たせた新しいタイプ
の軸受台金を開発した。
As an example of an Al-based bearing base metal that can meet the high performance of internal combustion engines, the present inventors have proposed
By applying extrusion processing to the A1-Pb-3n-based atomized alloy powder as shown in the specification of No. 866, we have developed a new type of bearing base metal that has both high fatigue strength and excellent lubricity.

このアルミニウム系軸受合金は、Alを主成分とし、潤
滑成分としてib、Sn、In、Sb。
This aluminum-based bearing alloy has Al as its main component, and lubricating components include ib, Sn, In, and Sb.

Biよりなる群から選ばれた1種以上の金属をAlマト
リックスに対する断面積比で0.04超過0.07以下
、硬質成分としてSiを同じく断面積比で0.01以上
0.17以下、強化成分としてCu、Cr、Mg、Mn
、Ni 、Zn。
One or more metals selected from the group consisting of Bi are reinforced with a cross-sectional area ratio of 0.04 to 0.07 to the Al matrix, and Si as a hard component is also reinforced with a cross-sectional area ratio of 0.01 to 0.17. Cu, Cr, Mg, Mn as components
, Ni, Zn.

Feよりなる群から選ばれた1種以上の金属を0.2〜
5.0重量%、必要に応じて微細化成分としてTi 、
B、Zr、V、Ga、REM(Sc、Yを含む希土類元
素の1種以上)よりなる群から選ばれた1種以上の金属
を全合金に対して0.01〜3.0重量%含み、均一微
細に分散した潤滑成分の大きさが8μm以下である合金
粉末から成形したビレットを押出比10以上で押出成形
して成り、Allマトリックス中に分散したSi粒子の
大きさが12μm以下、とくに望ましくは6〜12uL
m、常温での引張強さが12k g f / m m 
2以上、常温での伸びが11%以上であることを特徴と
しており、Al系の軸受台金そのものとして使用したり
、該軸受台金を鋼板等と直接、あるいはAi、Ni等の
密着層を介して接合した軸受として使用したりすること
を特徴としているものである。
One or more metals selected from the group consisting of Fe from 0.2 to
5.0% by weight, Ti as a refining component if necessary,
Contains 0.01 to 3.0% by weight of one or more metals selected from the group consisting of B, Zr, V, Ga, and REM (one or more rare earth elements including Sc and Y) based on the total alloy. , a billet formed from an alloy powder in which the size of lubricating components uniformly and finely dispersed is 8 μm or less is extruded at an extrusion ratio of 10 or more, and the size of Si particles dispersed in the All matrix is 12 μm or less, especially Preferably 6-12uL
m, tensile strength at room temperature is 12kg f/mm
It is characterized by an elongation of 2 or more and an elongation at room temperature of 11% or more, and can be used as an Al-based bearing base metal itself, or directly with a steel plate, etc., or with an adhesive layer of Al, Ni, etc. It is characterized in that it can be used as a bearing that is joined through the bearing.

そして、上記したアルミニウム系軸受合金を製造するに
あたっては、AfL−8〜12重量%Pb−0,4〜1
.8重量%5n−1,0〜15重量%5i−0,2〜5
.0重量%(Cu。
In manufacturing the above aluminum-based bearing alloy, AfL-8 to 12% by weight Pb-0,4 to 1
.. 8% by weight 5n-1,0-15% by weight 5i-0,2-5
.. 0% by weight (Cu.

Cr、Mg、Mn、Ni、Zn、Feの1種以上)の合
金粉末に350〜550℃で加熱処理を施してSi粒子
を6〜124mに成長させた後。
After heating the alloy powder of one or more of Cr, Mg, Mn, Ni, Zn, and Fe at 350 to 550°C to grow Si particles to a size of 6 to 124 m.

前記合金粉末に、Al−10〜20重量%Sn系あるい
はAl−1O〜20重量%5n−1,0〜15重量%5
i−0,2〜5.0重量%(Cu、Cr、Mg、Mn、
Ni 、Zn、Feの1種以上)系等のAfL−潤滑成
分(Pb。
In the alloy powder, Al-10 to 20% by weight Sn-based or Al-1O to 20% by weight 5n-1, 0 to 15% by weight 5
i-0.2 to 5.0% by weight (Cu, Cr, Mg, Mn,
AfL-lubricating components (Pb. one or more of Ni, Zn, Fe), etc.

Sn、In、Sb、Biの1種以上)−硬質成分(St
)−強化成分(Cu、Cr、Mg、Mn。
one or more of Sn, In, Sb, Bi) - hard component (St
) - reinforcing components (Cu, Cr, Mg, Mn.

Ni、Zn、Feの1種以上)−必要に応じて微細化成
分(Ti 、B、Zr、V、Ga、REMc7)1種以
上)合金粉末を前記アルミニウム系軸受台金の成分範囲
となるように混合し、さらに該混合粉末をビレットに成
形した後該ビレットを押出比10以上で押出成形するよ
うにしたことを特徴としているものである。
Ni, Zn, Fe (one or more types of Ni, Zn, Fe) - one or more types of refining components (Ti, B, Zr, V, Ga, REMc7) if necessary) alloy powder so that it falls within the component range of the aluminum bearing base metal. The invention is characterized in that the mixed powder is mixed into a billet, and then the billet is extruded at an extrusion ratio of 10 or more.

さらに、上記したアルミニウム系軸受合金の他の製造法
においては、前記アルミニウム系軸受合金のうちの潤滑
成分9強化成分および微細化成分については人文−潤滑
成分(Pb、Sn、In。
Furthermore, in another manufacturing method of the above-mentioned aluminum-based bearing alloy, the lubricating component 9 of the aluminum-based bearing alloy, the reinforcing component and the refining component, are humanities-lubricating components (Pb, Sn, In).

S b 、 B i c7) 1種以上)−強化成分(
Cu。
S b , B i c7) 1 or more types) - reinforcing component (
Cu.

Cr、Mn、Ni 、Zn、Feの1種以上)−必要に
応じて微細化成分(Ti、B、Zr、V。
one or more of Cr, Mn, Ni, Zn, Fe)-refining components (Ti, B, Zr, V, etc.) as necessary.

Ga、REMの1種以上)アトマイズ合金粉末の形で、
硬質成分についてはSi粒子径が6〜12μmであるA
fL−8〜30重量%Stアトマイズ合金粉末の形でそ
れぞれ用いて前記アルミニウム系軸受合金の成分範囲に
なるように両者を混合し、さらに該混合粉末をビレット
に成形した後該ビレットを押出比10以上で押出成形す
るようにしたことを特徴としているものである。
one or more of Ga, REM) in the form of atomized alloy powder,
For the hard component, A with a Si particle size of 6 to 12 μm
fL-8 to 30 wt % St atomized alloy powders were used, and both were mixed so as to have the composition range of the aluminum-based bearing alloy, and then the mixed powder was formed into a billet, and then the billet was extruded at an extrusion ratio of 10. This is characterized in that the above is extrusion molded.

(発明が解決しようとする問題点) 上述したアルミニウム系軸受合金は、上記のように軟質
物質である潤滑成分としてPb、Sn。
(Problems to be Solved by the Invention) The above-mentioned aluminum-based bearing alloy contains Pb and Sn as lubricating components which are soft substances as described above.

In、Sb、Biよりなる群から選ばれた1種以上の金
属をAfLマトリックスに対する断面積比で0.04超
過0.07以下と多量かつ均一微細に含有させることに
より異物埋収性を向上させているが、低融点の潤滑成分
を多量に含むことにより、押出温度に加熱した時のビレ
ット内の液相も多量になるため、液相過多あるいはビレ
ットの強度不足が原因となって場合によっては押出材に
耳割れなどの欠陥が発生する可能性があるという問題点
があった。
Foreign matter embeddability is improved by uniformly and finely containing one or more metals selected from the group consisting of In, Sb, and Bi in a large amount with a cross-sectional area ratio of more than 0.04 and less than 0.07 to the AfL matrix. However, due to the large amount of lubricating components with low melting points, the liquid phase inside the billet becomes large when heated to the extrusion temperature. There is a problem that defects such as edge cracks may occur in the extruded material.

この問題点は、すべり軸受素材として用いる薄板の押出
しを行う場合に比較的顕著であり、また丸棒のように押
出性の高い形状でも押出速度を比較的低下させないと上
記した欠陥が発生しやすい。
This problem is relatively noticeable when extruding thin plates used as sliding bearing materials, and even in shapes with high extrudability such as round bars, the above defects are likely to occur unless the extrusion speed is relatively reduced. .

この発明はこのような従来の問題点に着目してなされた
ものであり、粉末を成形したビレットを焼結することに
よってビレットに強度を持たせるようにし、そのあと前
記ビレットを押出して、押出材の耳割れなどの欠陥発生
の可能性をなくすことにより、上記問題点を解決するこ
とを目的としている。
This invention was made by focusing on such conventional problems, and it is made by sintering a billet formed from powder to give the billet strength, and then extruding the billet to make an extruded material. The aim is to solve the above problems by eliminating the possibility of defects such as cracked edges.

[発明の構成] (問題点を解決するための手段) この発明によるアルミニウム系軸受合金は、AfLを主
成分とし、潤滑成分としてPb、Sn。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The aluminum-based bearing alloy according to the present invention contains AfL as a main component, and Pb and Sn as lubricating components.

In、Sb、Biよりなる群から選ばれた1種以上の金
属をAlマトリックスに対する断面積比で0.04以上
0.07以下、硬質成分としてSiを同じく断面積比で
0.01以上0.17以下、焼結促進成分ならびに強化
成分としてMgを0.5〜1.2重量%、強化成分とし
てCu。
One or more metals selected from the group consisting of In, Sb, and Bi have a cross-sectional area ratio of 0.04 to 0.07 with respect to the Al matrix, and Si as a hard component has a cross-sectional area ratio of 0.01 to 0.0. 17 or less, 0.5 to 1.2% by weight of Mg as a sintering accelerating component and reinforcing component, and Cu as a reinforcing component.

Cr、Mn、Ni 、Zn、Feよりなる群から選ばれ
た1種以上の金属を0.2〜4.5重量%、必要に応じ
て微細化成分としてTi、B、Zr。
0.2 to 4.5% by weight of one or more metals selected from the group consisting of Cr, Mn, Ni, Zn, and Fe, and if necessary, Ti, B, and Zr as finer components.

V、Ga、希土類元素よりなる群から選ばれた1種以上
の金属を0.O1〜3.0重量%含み、均一微細に分散
した潤滑成分の大きさが84m以下である粉末から成形
したビレットを押出比10以上で押出成形して成り、A
llマトリックス中に分散したSi粒子の大きさが12
μm以下、常温での引張強さが12kgf/mm2以上
、常温での伸びが11%以上であることを特徴とするも
のである。
One or more metals selected from the group consisting of V, Ga, and rare earth elements. A billet formed from a powder containing 1 to 3.0% by weight of O and having uniformly finely dispersed lubricating components with a size of 84 m or less is extruded at an extrusion ratio of 10 or more.
The size of the Si particles dispersed in the matrix is 12
μm or less, a tensile strength at room temperature of 12 kgf/mm2 or more, and an elongation at room temperature of 11% or more.

また、この発明によるアルミニウム系軸受合金の製造方
法は、上記したアルミニウム系軸受合金を製造するに際
し、Al−潤滑成分(pb。
In addition, the method for producing an aluminum-based bearing alloy according to the present invention includes an Al-lubricating component (pb) when producing the above-mentioned aluminum-based bearing alloy.

Sn、In、Sb、Biの1種以上)−硬質成分(Si
)−強化成分(Cu、Cr、Mn、Ni 。
one or more of Sn, In, Sb, Bi) - hard component (Si
) - reinforcing components (Cu, Cr, Mn, Ni).

Zn 、Feの1種以上)系のアトマイズ合金粉末に0
.5〜1.2重量%のMg粉末を添加混合し、該混合粉
末をビレットに成形した後該ビレットを焼結し、該焼結
体ビレットを押出比10以上で押出成形するようにした
ことを特徴とするものである。
0 to atomized alloy powder of one or more types of Zn, Fe)
.. 5 to 1.2% by weight of Mg powder is added and mixed, the mixed powder is formed into a billet, the billet is sintered, and the sintered billet is extruded at an extrusion ratio of 10 or more. This is a characteristic feature.

以下、それぞれの成分および数値の限定理由について説
明する。
The reasons for limiting each component and numerical value will be explained below.

(1)Pb、Sn、In、Sb、Biは刈滑成分として
有効であり、耐焼付性にすぐれたものである。しかし、
潤滑成分の総量が断面積比(体積比)で0.04未満の
場合は異物埋収性が劣り、また0、07を超えるとマト
リックスの疲労強度不足となり、耐荷重性の点で軸受性
能を満足できなくなる。
(1) Pb, Sn, In, Sb, and Bi are effective as cutting components and have excellent seizure resistance. but,
If the total amount of lubricating components is less than 0.04 in terms of cross-sectional area ratio (volume ratio), the foreign matter embedding property will be poor, and if it exceeds 0.07, the fatigue strength of the matrix will be insufficient, which will affect the bearing performance in terms of load resistance. You won't be satisfied.

さらに、潤滑成分の粒子径については、粒子径が過大で
あると軸受台金の性能に悪影響を及ぼすので84m以下
とするのが良い。
Furthermore, the particle size of the lubricating component is preferably 84 m or less, since excessive particle size will adversely affect the performance of the bearing base metal.

(2)Stは硬質成分として添加するものであり、共晶
Siまたは初晶SiとしてAl1.中に分散し、硬質物
質として軸受強度の向上および耐摩耗性の向上に寄与す
る。このSiの添加量としては断面積比(体積比)で前
記潤滑成分の1/4から2.5倍程度までの量が望まし
く、多く添加するともろくなり加工性を阻害するので、
マトリックスに対する断面積比を0.01以上0.17
以下とするのが望ましい。
(2) St is added as a hard component, and Al1. As a hard substance, it contributes to improving bearing strength and wear resistance. The amount of Si to be added is preferably from 1/4 to 2.5 times the amount of the lubricating component in terms of cross-sectional area ratio (volume ratio).
The cross-sectional area ratio to the matrix is 0.01 or more and 0.17
The following is desirable.

またSi粒子径については、12ルmを超えると相手材
を傷つけ分散の面密度が低下し、耐摩耗性が劣化するの
で12pmとするのが良い。
Regarding the Si particle diameter, it is preferable to set it to 12 pm because if it exceeds 12 pm, it will damage the mating material and reduce the areal density of the dispersion and deteriorate the wear resistance.

(3)Mgはこの発明における必須成分である。(3) Mg is an essential component in this invention.

このMgはAfLマトリックスの強度を高めるのに有効
な成分であるとともに、この発明においては粉末成形体
を焼結する際の焼結活性化元素でもある。その際、0.
5%未満では上記した効果が期待できず、また1、2%
を超えると押出時にMgを含む液相が多量になり、かえ
って押出性を低下させてしまう。
This Mg is an effective component for increasing the strength of the AfL matrix, and in the present invention, it is also a sintering activating element when sintering the powder compact. At that time, 0.
If it is less than 5%, the above effects cannot be expected, and if it is less than 1 or 2%.
If it exceeds this amount, a large amount of liquid phase containing Mg will be produced during extrusion, which will actually reduce extrudability.

また、この発明の製造方法においてはMgを合金粉末と
せず、純粉末として添加・混合するが。
Furthermore, in the manufacturing method of the present invention, Mg is not used as an alloy powder but is added and mixed as a pure powder.

その理由は焼結時にAlとの共晶液相を合金粉末内では
なく粉末粒界に存在させ、焼結を活性化させるためであ
る。
The reason for this is that during sintering, a eutectic liquid phase with Al is present not within the alloy powder but at the powder grain boundaries, thereby activating sintering.

(4)Cu、Cr、Mn、Ni、Zn、FeはA文マト
リックスの強度を高めるのに有効な成分である。これら
のうちCuはクリープ強度すなわち高温軟化抵抗を高め
る主要な元素であり、高温摺動下における耐疲労性の向
上に寄与する。しかし、0.2重量%未満では上記した
効果が少なく、4.5重量%を超えると針状のCuAf
L2化合物が多量に析出して脆くなり、耐疲労性の低下
を招く、また、Cu以外にマトリックスの強度を高める
元素として、Cr * M n + N L I Z 
n 。
(4) Cu, Cr, Mn, Ni, Zn, and Fe are effective components for increasing the strength of the A sentence matrix. Among these, Cu is a main element that increases creep strength, that is, high-temperature softening resistance, and contributes to improving fatigue resistance under high-temperature sliding. However, if it is less than 0.2% by weight, the above-mentioned effect is small, and if it exceeds 4.5% by weight, acicular CuAf
A large amount of L2 compound precipitates and becomes brittle, leading to a decrease in fatigue resistance.Also, as an element other than Cu that increases the strength of the matrix, Cr * M n + N L I Z
n.

Feがあり、A1合金展伸材の添加元素としてよく使用
されるもので、Cuを含むこれらの元素の1種以上を0
.2〜4.5重量%の範囲で添加してもよい。
Fe is often used as an additive element for A1 alloy wrought material, and one or more of these elements including Cu are
.. It may be added in an amount of 2 to 4.5% by weight.

(5)Ti 、B、Zr、V、Ga、希土類元素(RE
M;Y、Scを含む希土類元素の1種以上)は、A文合
金の結晶粒微細化剤として有効であり、この発明の主旨
である潤滑成分(軟質物質)の均一微細化を助長するも
のとして、必要に応じて0.01重量%以上3.0重量
%以下の範囲で添加することも望ましい。
(5) Ti, B, Zr, V, Ga, rare earth elements (RE
M; one or more rare earth elements including Y and Sc) is effective as a grain refining agent for A pattern alloys, and promotes uniform refining of the lubricating component (soft substance), which is the gist of this invention. It is also desirable to add in a range of 0.01% by weight or more and 3.0% by weight or less, if necessary.

(6)焼結温度については、押出材の欠陥発生を防止で
きる程度に十分なビレット強化が行え、しかも潤滑成分
および硬質成分であるSiが粗大化しない温度を適宜選
ぶことができるが、好ましい温度は530℃〜550°
Cである。
(6) Regarding the sintering temperature, it is possible to appropriately select a temperature that can strengthen the billet sufficiently to prevent the occurrence of defects in the extruded material and that does not cause coarsening of Si, which is a lubricating component and a hard component, but the preferred temperature is is 530℃~550℃
It is C.

(7)押出比については押出比が10未満であると、内
部クラックおよび押出後の軸受台金素材の表面割れを生
じ、実用に供しうるちのは得られ難いため10以上とし
た。
(7) Regarding the extrusion ratio, if the extrusion ratio is less than 10, internal cracks and surface cracks of the bearing base metal material after extrusion will occur, and it is difficult to obtain a material suitable for practical use, so the extrusion ratio was set to 10 or more.

(実施例1) 重量%で、Pb:L2.0%、Sn:3.0%、Si 
:4.0%、Cu:0.75%、Cr:0.5%、残部
実質的にAILおよび不純物よりなるアルミニウム合金
粉末にMg粉末=0.5重量%を添加混合し、該混合粉
末を直径170mm。
(Example 1) In weight%, Pb: L2.0%, Sn: 3.0%, Si
: 4.0%, Cu: 0.75%, Cr: 0.5%, and the remainder substantially consists of AIL and impurities. Mg powder = 0.5% by weight is added and mixed, and the mixed powder is Diameter 170mm.

長さ200mmの円柱形状に2.0tonf/cm2の
静水圧にて冷間静水圧成形してビレットとした。
A billet was formed into a cylindrical shape with a length of 200 mm by cold isostatic pressing at a hydrostatic pressure of 2.0 tonf/cm 2 .

次に、該ビレットを窒素雰囲気中で550 ’C!にて
2時間焼結し、その後焼結体ビレットを400°Cに降
温してから製品押出速度3.0m/分で押出加工し、厚
さ2mm、幅120mmの板状押出成形体を得た。
Next, the billet was heated at 550'C! in a nitrogen atmosphere. After that, the sintered billet was cooled to 400°C and extruded at a product extrusion speed of 3.0 m/min to obtain a plate-shaped extruded body with a thickness of 2 mm and a width of 120 mm. .

この押出成形体において、潤滑成分のAlマトリックス
に対する断面積比は0.045.潤滑成分の大きさは8
μm以下であり、またSiのAlマトリックスに対する
断面積比は0.047、Si粒子の大きさは6〜124
mであった。
In this extruded product, the cross-sectional area ratio of the lubricating component to the Al matrix was 0.045. The size of the lubricating component is 8
μm or less, the cross-sectional area ratio of Si to Al matrix is 0.047, and the size of Si particles is 6 to 124
It was m.

また、押出材の引張強度は19.2kgf/mm2 、
伸びは15.5%であった。
In addition, the tensile strength of the extruded material is 19.2 kgf/mm2,
The elongation was 15.5%.

(比較例1) 重量%で、Pb:12.0%、Sn:3.0%、Si:
4.0%、Cu:0.75%、Cr:0.5%、残部実
質的にAfLおよび不純物よりなるアルミニウム合金粉
末を直径170mm、長さ200mmの円柱形状に2.
0tonf/cm2の静水圧にて冷間静水圧成形してビ
レットとした。
(Comparative Example 1) In weight%, Pb: 12.0%, Sn: 3.0%, Si:
2. Aluminum alloy powder consisting of 4.0% Cu, 0.75% Cu, 0.5% Cr, and the remainder substantially AfL and impurities was shaped into a cylinder with a diameter of 170 mm and a length of 200 mm.
A billet was formed by cold isostatic pressing at a hydrostatic pressure of 0 tonf/cm2.

次に、該ビレットを400°Cにて製品押出速度3.0
m/分で押出加工し、厚さ2mm、幅120mmの板状
押出成形体を得たが、押出材に耳割れが発生した。
Next, the billet was extruded at 400°C at a product extrusion rate of 3.0.
Extrusion processing was carried out at a speed of m/min to obtain a plate-shaped extruded product having a thickness of 2 mm and a width of 120 mm, but edge cracks occurred in the extruded material.

(比較例2) 重量%で、Pb:12.0%、Sn:3.0%、Si:
4.0%、Cu : 0.75%、Cr:0.5%、M
g:0.5%、残部実質的にA立および不純物よりなる
アルミニウム合金粉末を直径170mm、長さ200m
mの円柱形状に2.0tonf/cm2の静水圧にて冷
間静水圧成形してビレットとした。
(Comparative Example 2) In weight%, Pb: 12.0%, Sn: 3.0%, Si:
4.0%, Cu: 0.75%, Cr: 0.5%, M
g: 0.5%, the remainder consisting essentially of A and impurities, aluminum alloy powder with a diameter of 170 mm and a length of 200 m.
A billet was formed by cold isostatic pressing at a hydrostatic pressure of 2.0 tonf/cm 2 into a cylindrical shape of m.

次に、該ビレットを400℃にて製品押出速度3.0m
/分で押出加工し、厚さ2mm、幅120mmの板状押
出成形体を得たが、押出材に耳割れが発生した。
Next, the billet was extruded at 400°C at a product extrusion speed of 3.0 m.
/min to obtain a plate-shaped extruded product having a thickness of 2 mm and a width of 120 mm, but edge cracks occurred in the extruded material.

実施例1と比較例1.2の比較から明らかなように、こ
の発明による製造法を用いれば、従来法では不可能であ
った薄板の押出しや高速度での押出しも可能となる。
As is clear from the comparison between Example 1 and Comparative Examples 1.2, by using the manufacturing method according to the present invention, it becomes possible to extrude thin plates and extrude at high speeds, which was impossible with conventional methods.

なお、比較例1.2に示した合金粉末でも押出材の形状
を厚板や丸棒などの押出性の良い形状に変更したり、押
出速度を1.0m/分前後まで低くすることにより欠陥
のない押出材を得ることはできる。
It should be noted that even with the alloy powder shown in Comparative Example 1.2, defects can be avoided by changing the shape of the extruded material to a shape with better extrudability, such as a thick plate or round bar, or by lowering the extrusion speed to around 1.0 m/min. It is possible to obtain extruded materials without

(実施例2) 重量%で、Pb:9.6%、Sn:3.0%、Si:4
.0%、Cu:0.75%、Cr:0.5%、Zr:0
.05%、残部実質的にAfLおよび不純物よりなるア
ルミニウム合金粉末にMg粉末=1.0重量%を添加混
合し、該混合粉末を直径170mm、長さ200mmの
円柱形状に2 、 Ot o n f/cm2の静水圧
にて冷間静水圧成形してビレットとした。
(Example 2) In weight%, Pb: 9.6%, Sn: 3.0%, Si: 4
.. 0%, Cu: 0.75%, Cr: 0.5%, Zr: 0
.. Mg powder = 1.0% by weight was added and mixed to an aluminum alloy powder consisting of 0.5% and the remainder substantially AfL and impurities, and the mixed powder was formed into a columnar shape with a diameter of 170 mm and a length of 200 mm. A billet was formed by cold isostatic pressing at a hydrostatic pressure of cm2.

次に、該ビレットを窒素雰囲気中で550°0にて2時
間焼結し、その後焼結体ビレットを350°Cに降温し
てから製品押出速度3.0m/分で押出加工し、厚さ2
mm、幅120mmの板状押出成形体を得た。
Next, the billet was sintered at 550°C for 2 hours in a nitrogen atmosphere, and then the sintered billet was cooled to 350°C and extruded at a product extrusion speed of 3.0 m/min. 2
A plate-shaped extrusion molded body having a width of 120 mm and a width of 120 mm was obtained.

この押出成形体において、潤滑成分のAMマトリックス
に対する断面積比は0.040、潤滑成分の大きさは8
pm以下であり、またSiのAlマトリックスに対する
断面積比は0.047、Si粒子の大きさは6〜12I
Lmであった。
In this extruded product, the cross-sectional area ratio of the lubricating component to the AM matrix is 0.040, and the size of the lubricating component is 8.
pm or less, the cross-sectional area ratio of Si to Al matrix is 0.047, and the size of Si particles is 6 to 12I.
It was Lm.

また、押出材の引張強度は21.Okgf/mm2 、
伸びは13.2%であった。
Moreover, the tensile strength of the extruded material is 21. Okgf/mm2,
The elongation was 13.2%.

(比較例3〜5) ここでは、この発明による合金と添加成分量の異なる合
金を比較合金として製造した。
(Comparative Examples 3 to 5) Here, alloys having different amounts of added components from the alloy according to the present invention were manufactured as comparative alloys.

すなわち、第1表の各組成になるアルミニウム合金粉末
を、直径170mm、長さ200mm(7)円柱形状に
2.0tonf/cm2の静水圧にて冷間静水圧成形し
てビレットとした。
That is, aluminum alloy powder having each composition shown in Table 1 was cold isostatically formed into a cylindrical shape with a diameter of 170 mm and a length of 200 mm (7) under a hydrostatic pressure of 2.0 tonf/cm 2 to form a billet.

次に、該ビレットを窒素雰囲気中で550°Cにて2時
間焼成し、その後焼成ビレットを400℃にて製品押出
速度2.0m/分で押出加工し、厚軌り1Jυ目1ス至 健全な板状押出材が得られた実施例1.2および比較例
3〜5による押出成形体を用いて、押出成形体→圧延前
加熱処理→圧延→アニール→純アルミニウム板とのプレ
クラッド→アニール→鋼板とのクラッド→アニール→機
械加工の工程で軸受を製作した。
Next, the billet was fired at 550°C for 2 hours in a nitrogen atmosphere, and then the fired billet was extruded at 400°C at a product extrusion speed of 2.0 m/min, with a thick gauge of 1 Jυ and 1 square. Using the extrusion molded bodies of Example 1.2 and Comparative Examples 3 to 5, in which plate-shaped extruded materials were obtained, the extrusion molded body → heat treatment before rolling → rolling → annealing → pre-cladding with a pure aluminum plate → annealing. → The bearing was manufactured through the process of cladding with steel plate → annealing → machining.

次に、各々製作した軸受に対して第2表に示すような苛
酷な軸受耐疲労性試験を行った。この結第2表 軸受耐
疲労性試験条件 第1図より明らかなように、この発明による実施例1.
2の軸受は、従来材である比較例3〜5の軸受に比べて
優れた耐久性を有していることがわかる。
Next, the produced bearings were subjected to a severe bearing fatigue test as shown in Table 2. Table 2 Bearing fatigue resistance test conditions As is clear from FIG. 1, Example 1 according to the present invention.
It can be seen that the bearings of No. 2 have superior durability compared to the bearings of Comparative Examples 3 to 5, which are conventional materials.

[発明の効果] 以上説明してきたように、この発明によるアルミニウム
系軸受合金は、Alを主成分とし、潤滑成分としてPb
、Sn、In、Sb、Biよりなる群から選ばれた1種
以上の金属をAlマトリックスに対する断面積比で0.
04以上0.07以下、硬質成分としてSiを同じく断
面積比で0.01以上0.17以下、焼結促進成分なら
びに強化成分としてMgを0.5〜1.2重量%、強化
成分としてCu、Cr、Mn、Ni 、Zn。
[Effects of the Invention] As explained above, the aluminum-based bearing alloy according to the present invention contains Al as a main component and Pb as a lubricating component.
, Sn, In, Sb, and Bi at a cross-sectional area ratio of 0.
04 or more and 0.07 or less, Si as a hard component with a cross-sectional area ratio of 0.01 or more and 0.17 or less, 0.5 to 1.2% by weight of Mg as a sintering accelerating component and a reinforcing component, and Cu as a reinforcing component. , Cr, Mn, Ni, Zn.

Feよりなる群から選ばれた1種以上の金属を0.2〜
4.5重量%、必要により微細化成分としてTi 、B
、Zr、V、Ga、希土類元素よりなる群から選ばれた
1種以上の金属を0.O1〜3.0重量%を含み、均一
微細に分散した潤滑成分の大きさが8μm以下である粉
末から成形したビレットを押出比10以上で押出成形し
て成り。
One or more metals selected from the group consisting of Fe from 0.2 to
4.5% by weight, Ti and B as finer components if necessary
, Zr, V, Ga, and rare earth elements. A billet formed from powder containing 1 to 3.0% by weight of O and having uniformly finely dispersed lubricating components having a size of 8 μm or less is extruded at an extrusion ratio of 10 or more.

Alマトリックス中に分散したSi粒子の大きさが12
pm以下、常温での引張強さが12kgf/mm2以上
、常温での伸びが11%以上であることを特徴とするも
のであり、また、この発明によるアルミニウム系軸受合
金の製造方法は、上記したアルミニウム系軸受合金を製
造するにあたり、AM−潤滑成分(Pb、Sn、In、
Sb。
The size of the Si particles dispersed in the Al matrix is 12
pm or less, a tensile strength at room temperature of 12 kgf/mm2 or more, and an elongation at room temperature of 11% or more. In manufacturing aluminum-based bearing alloys, AM-lubricating components (Pb, Sn, In,
Sb.

Biの1種以上)−硬質成分(Si)−強化成分(Cu
 * Cr 1M n + N i+ Z n + F
 e (1) 1種以上)系のアトマイズ合金粉末に0
.5〜1.2重量%のMg粉末を添加混合し、該混合粉
末をビレットに成形した後該ビレットを焼結し、該焼結
体ビレットを押出比10以上で押出成形するようにした
ことを特徴とするものであるから、耐疲労性および表面
性能(潤滑性能)という二律背反特性の両方共が従来に
ない高い水準をもつ優れた軽量軸受合金を提供すること
が可能であり、とくに押出性の向上をはかったこの発明
による製造方法を用いれば、従来法では不可能であった
すべり軸受素材として用いる薄板の押出しも可能となる
ため、極めて広い応用範囲を有するものであるという非
常に優れた効果がもたらされる。
one or more types of Bi) - hard component (Si) - reinforcing component (Cu
* Cr 1M n + N i + Z n + F
e (1) 0 to the atomized alloy powder of one or more types)
.. 5 to 1.2% by weight of Mg powder is added and mixed, the mixed powder is formed into a billet, the billet is sintered, and the sintered billet is extruded at an extrusion ratio of 10 or more. It is possible to provide an excellent lightweight bearing alloy with unprecedentedly high levels of both fatigue resistance and surface performance (lubrication performance), which are contradictory properties. By using the improved manufacturing method of this invention, it is possible to extrude thin plates used as materials for sliding bearings, which was impossible with conventional methods, so it has an extremely wide range of applications. is brought about.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明による軸受と従来の軸受に対して実施
した耐疲労性試験の結果を示すグラフである。 特許出願人   日産自動車株式会社 同 出願人   工ヌデーシー株式会社代理人弁理士 
 小  塩   豊 第1図 耐久時間th?sJ
FIG. 1 is a graph showing the results of a fatigue resistance test conducted on a bearing according to the present invention and a conventional bearing. Patent applicant: Nissan Motor Co., Ltd. Applicant: NDC Co., Ltd., agent and patent attorney
Yutaka Ko Shio Figure 1 Endurance time th? sJ

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)Alを主成分とし、潤滑成分として Pb、Sn、In、Sb、Biよりなる群から選ばれた
1種以上の金属をAlマトリックスに対する断面積比で
0.04以上0.07以下、硬質成分としてSiを同じ
く断面積比で0.01以上0.17以下、焼結促進成分
ならびに強化成分としてMgを0.5〜1.2重量%、
強化成分としてCu、Cr、Mn、Ni、Zn、Feよ
りなる群から選ばれた1種以上の金属を0.2〜4.5
重量%含み、均一微細に分散した潤滑成分の大きさが8
μm以下である粉末から成形したビレットを押出比10
以上で押出成形して成り、Alマトリックス中に分散し
たSi粒子の大きさが12μm以下、常温での引張強さ
が12kgf/mm^2以上、常温での伸びが11%以
上であることを特徴とするアルミニウム系軸受合金。
(1) Al is the main component, and one or more metals selected from the group consisting of Pb, Sn, In, Sb, and Bi are used as a lubricating component, with a cross-sectional area ratio of 0.04 to 0.07 to the Al matrix; Si as a hard component, with a cross-sectional area ratio of 0.01 to 0.17; Mg as a sintering accelerating component and reinforcing component, 0.5 to 1.2% by weight;
As a reinforcing component, one or more metals selected from the group consisting of Cu, Cr, Mn, Ni, Zn, and Fe are added at 0.2 to 4.5
% by weight, the size of the lubricating component uniformly and finely dispersed is 8.
A billet molded from powder with a particle diameter of less than μm is extruded at an extrusion ratio of 10
The above is extrusion molded, and the size of the Si particles dispersed in the Al matrix is 12 μm or less, the tensile strength at room temperature is 12 kgf/mm^2 or more, and the elongation at room temperature is 11% or more. Aluminum-based bearing alloy.
(2)Alマトリックス中に微細化成分としてTi、B
、Zr、V、Ga、希土類元素よりなる群から選ばれた
1種以上の金属を0.01〜3.0重量%含んでいるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載のアルミ
ニウム系軸受合金。
(2) Ti and B as fine components in the Al matrix
, Zr, V, Ga, and rare earth elements in an amount of 0.01 to 3.0% by weight. Aluminum bearing alloy.
(3)Alを主成分とし、潤滑成分として Pb、Sn、In、Sb、Biよりなる群から選ばれた
1種以上の金属をAlマトリックスに対する断面積比で
0.04以上0.07以下、硬質成分としてSiを同じ
く断面積比で0.01以上0.17以下、焼結促進成分
ならびに強化成分としてMgを0.5〜1.2重量%、
強化成分としてCu、Cr、Mn、Ni、Zn、Feよ
りなる群から選ばれた1種以上の金属を0.2〜4.5
重量%含み、均一微細に分散した潤滑成分の大きさが8
μm以下であるアルミニウム系軸受合金を製造するに際
し、Al−潤滑成分(Pb、Sn、In、Sb、Biの
1種以上)−硬質成分(Si)−強化成分(Cu、Cr
、Mn、Ni、Zn、Feの1種以上)系のアトマイズ
合金粉末に0.5〜1.2重量%のMg粉末を添加混合
し、該混合粉末をビレットに成形した後該ビレットを焼
結し、該焼結体ビレットを押出比10以上で押出成形す
ることを特徴とするアルミニウム系軸受合金の製造方法
(3) Al as a main component, and one or more metals selected from the group consisting of Pb, Sn, In, Sb, and Bi as a lubricating component, with a cross-sectional area ratio of 0.04 to 0.07 to the Al matrix; Si as a hard component, with a cross-sectional area ratio of 0.01 to 0.17; Mg as a sintering accelerating component and reinforcing component, 0.5 to 1.2% by weight;
As a reinforcing component, one or more metals selected from the group consisting of Cu, Cr, Mn, Ni, Zn, and Fe are added at 0.2 to 4.5
% by weight, the size of the lubricating component uniformly and finely dispersed is 8.
When manufacturing an aluminum-based bearing alloy with a diameter of less than μm, the following ingredients are used:
, Mn, Ni, Zn, Fe) system atomized alloy powder, 0.5 to 1.2% by weight of Mg powder is added and mixed, the mixed powder is formed into a billet, and the billet is sintered. A method for producing an aluminum-based bearing alloy, characterized in that the sintered billet is extruded at an extrusion ratio of 10 or more.
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