JPS5844140B2 - 複合摺動材料 - Google Patents
複合摺動材料Info
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- JPS5844140B2 JPS5844140B2 JP8423478A JP8423478A JPS5844140B2 JP S5844140 B2 JPS5844140 B2 JP S5844140B2 JP 8423478 A JP8423478 A JP 8423478A JP 8423478 A JP8423478 A JP 8423478A JP S5844140 B2 JPS5844140 B2 JP S5844140B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
- B23K20/04—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a rolling mill
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はAl−8n系合金軸受、特に軸受表面層にオー
バレイを施したAl−8n合金軸受に関するものである
。
バレイを施したAl−8n合金軸受に関するものである
。
すべり軸受は異物の埋収性、軸になじまんとするなじみ
性、耐焼付性などの表面性能および耐荷重性、耐疲労性
などの機械的性質が要求され、それぞれの性質をバラン
スよく備えていることが必要である。
性、耐焼付性などの表面性能および耐荷重性、耐疲労性
などの機械的性質が要求され、それぞれの性質をバラン
スよく備えていることが必要である。
従来のAI −8n 系合金軸受、たとえば高Sn含有
(15%以上)A1合金軸受は、軟質なSnが多く分散
しているため表面性能は優れているが機械的性質に劣る
。
(15%以上)A1合金軸受は、軟質なSnが多く分散
しているため表面性能は優れているが機械的性質に劣る
。
逆に低Sn含有、特に10%以下のSnを含む合金軸受
は機械的性質には優れるが表面性能に劣るという欠点が
ある。
は機械的性質には優れるが表面性能に劣るという欠点が
ある。
一般的に高Sn含有AI合金軸受は、表面性能には優れ
ているが、機械的性質に劣りSnの量が少なくなるに従
い機械的性質は向上し、逆に表面性能が劣下してくる傾
向がある。
ているが、機械的性質に劣りSnの量が少なくなるに従
い機械的性質は向上し、逆に表面性能が劣下してくる傾
向がある。
このように表面性能と機械的性質とは相反する性質をも
ち、これを−挙に解決することは極めて困難である。
ち、これを−挙に解決することは極めて困難である。
このため低Sn含有AI合金軸受には表面性能を改善す
るため、軸受面にオーバレイを施して使用するのが一般
的である。
るため、軸受面にオーバレイを施して使用するのが一般
的である。
このオーバレイはpb或いはPb −8n 合金等の低
融点金属を主成分とする合金を電気メッキにより通常族
している。
融点金属を主成分とする合金を電気メッキにより通常族
している。
この種のすべり軸受は、低Sn含有AI合金層が本来も
っている機械的性質を生かすと共に、pb或いはPb−
8n合金等をオーバレイメッキし、表面性能を改善する
ものである。
っている機械的性質を生かすと共に、pb或いはPb−
8n合金等をオーバレイメッキし、表面性能を改善する
ものである。
即ちオーバレイで表面性能を受けもち、低Sn含有AI
合金層で機械的性質を受けもって、互いに相反する表面
性能と機械的性質を補いあって、良好な軸受性能を得よ
うとするものである。
合金層で機械的性質を受けもって、互いに相反する表面
性能と機械的性質を補いあって、良好な軸受性能を得よ
うとするものである。
しかし、このオーバレイをメッキ法で形成することは表
面性能の向上だけを捕えれば顕著な効果を認めることが
できるが、製造工程、製造コスト1.公害問題および品
質管理等の各種の側面からみた場合、多くの不利益があ
る。
面性能の向上だけを捕えれば顕著な効果を認めることが
できるが、製造工程、製造コスト1.公害問題および品
質管理等の各種の側面からみた場合、多くの不利益があ
る。
つまり、製造工程およびコストの上からは、電気メッキ
の各種工程を必要とするだけ不利であり、また公害発生
を防ぐためには高価なメッキ廃液処理施設が必要となる
。
の各種工程を必要とするだけ不利であり、また公害発生
を防ぐためには高価なメッキ廃液処理施設が必要となる
。
さらに、メッキ層はその厚み管理が極めて困難であって
、特に半円状に加工後メッキ処理をする場合には、一様
なメッキ厚を得ることが不可能であり、また各製品毎の
メッキ厚のバランスも大きなものとなるため品質を一定
の範囲に保つことがすこぶる困難であった。
、特に半円状に加工後メッキ処理をする場合には、一様
なメッキ厚を得ることが不可能であり、また各製品毎の
メッキ厚のバランスも大きなものとなるため品質を一定
の範囲に保つことがすこぶる困難であった。
また、このオーバレイはpb或いはpbSnが主成分で
あるため軟質で、機械的性質に劣り、使用中にオーバレ
イに亀裂が発生し、さらにはこの後は(離し焼付の原因
となる恐れもある。
あるため軟質で、機械的性質に劣り、使用中にオーバレ
イに亀裂が発生し、さらにはこの後は(離し焼付の原因
となる恐れもある。
また、他の従来例としては裏金鋼板上にAl或いはAI
−Pb を主体とし、各種元素を添加した合金粉末
或いは混合粉末をその各種元素の添加割合を変えて数層
に圧接および(または)焼結して多層摺動軸受材として
いるものがある。
−Pb を主体とし、各種元素を添加した合金粉末
或いは混合粉末をその各種元素の添加割合を変えて数層
に圧接および(または)焼結して多層摺動軸受材として
いるものがある。
しかし、この多層摺動軸受は、中間層が合金粉末或いは
混合粉末を圧接および(または)焼結しているため、鋳
造材に比しその機械的性質が劣り、耐疲労性に問題があ
る。
混合粉末を圧接および(または)焼結しているため、鋳
造材に比しその機械的性質が劣り、耐疲労性に問題があ
る。
本発明は前記実情に鑑み、pb或いはpb −8nを主
体とする合金によるオーバレイメッキを施すことなく、
また裏金鋼板上に多層の粉末を圧接および(または)焼
結をすることなく表面性能および機械的性質をバランス
よく備えたA1合金複合摺動材が得られるようにしたも
のであって、裏金鋼板上に中間層としである程度の表面
性能をもち主に機械的性質を有するAI−低Sn 系合
金の鋳造材を圧接し、さらに表面層としである程度の機
械的性質をもち主に表面性能を有するAlpb系の合金
粉末および(または)混合粉末を接着し、従来のオーバ
レイの如く最終厚さを5〜70μmとしたものである。
体とする合金によるオーバレイメッキを施すことなく、
また裏金鋼板上に多層の粉末を圧接および(または)焼
結をすることなく表面性能および機械的性質をバランス
よく備えたA1合金複合摺動材が得られるようにしたも
のであって、裏金鋼板上に中間層としである程度の表面
性能をもち主に機械的性質を有するAI−低Sn 系合
金の鋳造材を圧接し、さらに表面層としである程度の機
械的性質をもち主に表面性能を有するAlpb系の合金
粉末および(または)混合粉末を接着し、従来のオーバ
レイの如く最終厚さを5〜70μmとしたものである。
以下本発明の中間層、オーバレイを順次詳述する。
本発明の中間層としては、重量%でSn 3.5〜10
%、Crを0.1〜9%、Cu、Mgの1種または2種
を合計で3%以下(Oを含まず)、および残部が本質的
にAlからなるAl−8n系合金を基本とし、これにP
b、Bi、Inの1種または2種以上を合計で3%以下
、Si、Mn、Sb、Ti、Ni、Fe、Zr、Mo、
Co01種または2種以上を合計で10%以下を必要に
応じ添加する。
%、Crを0.1〜9%、Cu、Mgの1種または2種
を合計で3%以下(Oを含まず)、および残部が本質的
にAlからなるAl−8n系合金を基本とし、これにP
b、Bi、Inの1種または2種以上を合計で3%以下
、Si、Mn、Sb、Ti、Ni、Fe、Zr、Mo、
Co01種または2種以上を合計で10%以下を必要に
応じ添加する。
また、この中間層にある程度の表面性能が要求されるの
は、前述した如くオーバレイの厚さが5〜70μmと非
常に薄いため、万ニオーバレイが摩耗してしまった場合
等、焼付の可能性を少なくするためであり、このために
はある程度の表面性能を備えること、すなわち10%以
下のSnを含んでいることが望ましい。
は、前述した如くオーバレイの厚さが5〜70μmと非
常に薄いため、万ニオーバレイが摩耗してしまった場合
等、焼付の可能性を少なくするためであり、このために
はある程度の表面性能を備えること、すなわち10%以
下のSnを含んでいることが望ましい。
本発明の複合摺動材料の中間層の特徴は、Crを添加し
ているので、高温硬さの低下が少なく耐疲労性等の機械
的性質に優れていること、およびSn粒子の粗大化阻止
効果があげられる。
ているので、高温硬さの低下が少なく耐疲労性等の機械
的性質に優れていること、およびSn粒子の粗大化阻止
効果があげられる。
特に自動車用内規機関のすべり軸受に使用された場合に
おいて、内燃機関は小型・高出力化が要求され、かつ排
気ガス浄化対策のための装置が取付けられている昨今に
おいては、軸受摺動材料は高温度の条件下で使用される
ため、高温下での耐疲労性が特に要求され、この意味で
は前記Crを添加することは顕著な効果が認められる。
おいて、内燃機関は小型・高出力化が要求され、かつ排
気ガス浄化対策のための装置が取付けられている昨今に
おいては、軸受摺動材料は高温度の条件下で使用される
ため、高温下での耐疲労性が特に要求され、この意味で
は前記Crを添加することは顕著な効果が認められる。
Snの含有量を重量%で3,5〜10%に限定した理由
は、Snは潤滑を主目的として添加される元素であるが
、これを10%以上添加するとなじみ性、潤滑性は向上
するが硬さが低下し、耐疲労性等の機械的性質に問題が
生じ、本発明の目的にそわない。
は、Snは潤滑を主目的として添加される元素であるが
、これを10%以上添加するとなじみ性、潤滑性は向上
するが硬さが低下し、耐疲労性等の機械的性質に問題が
生じ、本発明の目的にそわない。
これが3.5%以下では逆に軸受合金として、前述の如
くオーバレイが摩耗した場合に必要ななじみ性等の表面
性能に劣るからである。
くオーバレイが摩耗した場合に必要ななじみ性等の表面
性能に劣るからである。
なお、Snの添加量を3.5〜10%の範囲でどのよう
に定めるかは、用途に応じ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の犬なるときはSn
量を少なく、荷重の小なるときはSn量を多くするとよ
い。
に定めるかは、用途に応じ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の犬なるときはSn
量を少なく、荷重の小なるときはSn量を多くするとよ
い。
また別の観点からは、焼付が懸念される状態で使用され
るときはSn量をおおくするとよい。
るときはSn量をおおくするとよい。
しかし最近は高油温により軸受が高温になり、これが原
因で軸受が変形し焼付、疲労を起すことが問題であるの
で、高温での変形が少ないという点からSn量を定める
必要もある。
因で軸受が変形し焼付、疲労を起すことが問題であるの
で、高温での変形が少ないという点からSn量を定める
必要もある。
Crは硬さの上昇と高温時の軟化を防ぐ点、および焼鈍
によってもSn粒子の粗大化を招かないという点につい
で特に添加効果が高い。
によってもSn粒子の粗大化を招かないという点につい
で特に添加効果が高い。
まず硬さの上昇と高温時の軟化阻止について述べると、
このCrの添加量が重量%で0.1%以下では高温硬さ
の改良は期待できず、7%以上添加するとCrAl7等
のAl−Cr金属間化合物が析出し過ぎ、軸受台金とし
ては硬くなり過ぎなじみ性が極端に低下することからそ
の添加量を0.1〜7%に限定したものである。
このCrの添加量が重量%で0.1%以下では高温硬さ
の改良は期待できず、7%以上添加するとCrAl7等
のAl−Cr金属間化合物が析出し過ぎ、軸受台金とし
ては硬くなり過ぎなじみ性が極端に低下することからそ
の添加量を0.1〜7%に限定したものである。
この高温硬さの向上についてさらに詳述すると、Crは
Al中に固溶することによってAlの再結晶温度を上げ
、かつ固溶すること自体でAI地の硬さを上昇させるが
、これと同時に数回の圧延によっても鋳造時に比して硬
さが上昇する。
Al中に固溶することによってAlの再結晶温度を上げ
、かつ固溶すること自体でAI地の硬さを上昇させるが
、これと同時に数回の圧延によっても鋳造時に比して硬
さが上昇する。
再結晶温度を上げることは内燃機関の軸受がさらされる
高温領域でも安定した機械的性質を維持させるために効
果があり、特に硬さについては、高温下での硬さの低下
を少なくして高温領域での軸受の軟化を防ぐことができ
、ひいては疲労強度の向上をもたらす。
高温領域でも安定した機械的性質を維持させるために効
果があり、特に硬さについては、高温下での硬さの低下
を少なくして高温領域での軸受の軟化を防ぐことができ
、ひいては疲労強度の向上をもたらす。
また固溶限を過ぎて析出するAl−Cr の金属間化合
物は、ヴイッヵース硬さで約370を示し、このためこ
の化合物が分散析出することは高温硬さの維持を助け、
これが適量分散することは良い効果を生ずる。
物は、ヴイッヵース硬さで約370を示し、このためこ
の化合物が分散析出することは高温硬さの維持を助け、
これが適量分散することは良い効果を生ずる。
次に、Crの添加によるSn粒子の粗大化阻止効果につ
いて述べる。
いて述べる。
Sn粒子の粗大化はAI −Sn系合金が高温下におか
れた場合、A1粒界およびSn粒子の移動が起るために
生ずる現象であるが、Crは上記のようにAl−Cr
の金属間化合物の析出物を作り、この析出物がA1地金
中に細かく分散して存在するため、この金属間化合物が
直接的にはA1粒界の移動を妨げ、同時にAI結晶粒の
成長を妨げてSn粒子の移動、っまりSn粒子の粗大化
を防ぐからであると考えられる。
れた場合、A1粒界およびSn粒子の移動が起るために
生ずる現象であるが、Crは上記のようにAl−Cr
の金属間化合物の析出物を作り、この析出物がA1地金
中に細かく分散して存在するため、この金属間化合物が
直接的にはA1粒界の移動を妨げ、同時にAI結晶粒の
成長を妨げてSn粒子の移動、っまりSn粒子の粗大化
を防ぐからであると考えられる。
このことは、圧延・焼鈍等により微細化されたSn粒子
をそのまま保つことにつながり、前記種種の効果を持つ
のである。
をそのまま保つことにつながり、前記種種の効果を持つ
のである。
また、Sn粒子が微細なまま保持されてAl地金中に存
在するということは、同時に232℃という低い融点を
もっSn粒子の高温下での溶出現象を防止するためにも
効果的であると考えられ、この観点からしても硬さの低
下防止の効果が首肯される。
在するということは、同時に232℃という低い融点を
もっSn粒子の高温下での溶出現象を防止するためにも
効果的であると考えられ、この観点からしても硬さの低
下防止の効果が首肯される。
なお、以上は焼鈍に関してSn粒子の粗大化阻止効果を
述べたものであるが、以上の効果は本複合摺動材料の使
用環境が焼鈍に匹敵する高温下である場合にもそのまま
妥当し、従って軟化の防止を通じ疲労強度の向上を図る
ことができる。
述べたものであるが、以上の効果は本複合摺動材料の使
用環境が焼鈍に匹敵する高温下である場合にもそのまま
妥当し、従って軟化の防止を通じ疲労強度の向上を図る
ことができる。
AI、Sn、Crの合金にCu、Mgの1種または2種
を添加する目的は、固溶によるAI地の強化で高温下で
の硬さの低下をより少なくするためであり、3%を越え
て添加すると圧延による硬さ上昇が大きくなり過ぎて充
分な圧延ができなくなり、このため微細なSn組織が得
られなくなる。
を添加する目的は、固溶によるAI地の強化で高温下で
の硬さの低下をより少なくするためであり、3%を越え
て添加すると圧延による硬さ上昇が大きくなり過ぎて充
分な圧延ができなくなり、このため微細なSn組織が得
られなくなる。
また、このCu、Mg の上記効果はCrと同時に添加
して生ずるもので、Cu、Mg だけでは高温下での
硬さの低下阻止効果は期待できない。
して生ずるもので、Cu、Mg だけでは高温下での
硬さの低下阻止効果は期待できない。
すなわち、CrとCu、Mg を同時に添加すると、C
u、Mg の添加効果によって圧延時に高くなった硬さ
が、焼鈍をしてもCrの添加効果、すなわち再結晶温度
の上昇によりあまり低下しない。
u、Mg の添加効果によって圧延時に高くなった硬さ
が、焼鈍をしてもCrの添加効果、すなわち再結晶温度
の上昇によりあまり低下しない。
この硬さは高温時においても保たれ、従来合金に比べて
高温強度のある合金となり、しいては疲労強度の向上に
もつながる。
高温強度のある合金となり、しいては疲労強度の向上に
もつながる。
Pb、Bi、Inの1種または2種以上を添加する目的
は、Snの潤滑金属としての性質を改善するためであり
、3%を越えて添加すると融点が低くなり過ぎししまう
。
は、Snの潤滑金属としての性質を改善するためであり
、3%を越えて添加すると融点が低くなり過ぎししまう
。
また、Pb、Bi、InはCr と同時に添加すること
が好ましく、Snの潤滑性を改善することができるとと
もに、高温硬さの低下が少ないので高い疲労強度の必要
とされるすべり軸受にも使用可能となり、さらに耐疲労
性に加えてなじみ性の向上も図ることができろ。
が好ましく、Snの潤滑性を改善することができるとと
もに、高温硬さの低下が少ないので高い疲労強度の必要
とされるすべり軸受にも使用可能となり、さらに耐疲労
性に加えてなじみ性の向上も図ることができろ。
Si、Mn、Sb、Ti、Ni、Fe、Zr、Mo、C
oの1種または2種以上を添加する目的は、AI地金の
強化を図るためであり、その添加合計が1%以下の場合
は添加効果が発揮されず、10%を越えるとAI地金が
固くなりすぎもろくなる。
oの1種または2種以上を添加する目的は、AI地金の
強化を図るためであり、その添加合計が1%以下の場合
は添加効果が発揮されず、10%を越えるとAI地金が
固くなりすぎもろくなる。
このようにCr、Ca、Liの1種または2種以上を合
計で0.1〜9%含むAl−Sn糸合金は硬く、特に高
温下での硬さ低下が少ないから、耐疲労性等の機械的性
質が要求される中間層として使用することは好適である
。
計で0.1〜9%含むAl−Sn糸合金は硬く、特に高
温下での硬さ低下が少ないから、耐疲労性等の機械的性
質が要求される中間層として使用することは好適である
。
さらにPb、Bi、Inの添加により潤滑性を改善した
、Cr、Ca、Liを含むAl−Sn系合金を適用すれ
ば、ある程度のなじみ性等の表面性能が要求される中間
層としてはより好適である。
、Cr、Ca、Liを含むAl−Sn系合金を適用すれ
ば、ある程度のなじみ性等の表面性能が要求される中間
層としてはより好適である。
次に本発明の軸受表面層、つまりオーバレイについて詳
述する。
述する。
本発明のオーバレイは重量%でPb5〜40%、Si、
Mn、Sb、Cr、Ti、Ni、Fe の1種または
2種以上を合計で0.1〜3%、Cu、Mgの1種また
は2種を合計で3%以下(0を含まず)、および残部が
本質的にAlからなる合金粉末および(または)混合粉
末を基本とし、これに必要に応じてSnの1種または2
種を合計で0.5〜8%添加したものを適用する。
Mn、Sb、Cr、Ti、Ni、Fe の1種または
2種以上を合計で0.1〜3%、Cu、Mgの1種また
は2種を合計で3%以下(0を含まず)、および残部が
本質的にAlからなる合金粉末および(または)混合粉
末を基本とし、これに必要に応じてSnの1種または2
種を合計で0.5〜8%添加したものを適用する。
pbの含有量を重量%で5〜40%と限定した理由は、
pbは表面性能をよ(するために添加するものであって
、5%以下の場合はpbの効果が発揮されずなじみ性等
の表面性に劣り好ましくなく、40%を越えて添加する
と、軟質なpbの影響を強くうけて耐荷重性等の機械的
性質が低下する。
pbは表面性能をよ(するために添加するものであって
、5%以下の場合はpbの効果が発揮されずなじみ性等
の表面性に劣り好ましくなく、40%を越えて添加する
と、軟質なpbの影響を強くうけて耐荷重性等の機械的
性質が低下する。
Si、Mn、Sb、Cr、Ti、Fe はオーバレイ
強化を目的とし、その1種または2種以上を合計で0.
1〜3%添加する。
強化を目的とし、その1種または2種以上を合計で0.
1〜3%添加する。
1種または2種以上の合計が0.1%未満の場合は、そ
の添加効果が充分に発揮されず、3%を越えて添加する
とオーバレイがもろくなり適さない。
の添加効果が充分に発揮されず、3%を越えて添加する
とオーバレイがもろくなり適さない。
Cu、Mg はオーバレイの強化を目的として添加する
が、その1種または2種の合計が3%を越え添加すると
硬(なりすぎ、圧延性を阻害する。
が、その1種または2種の合計が3%を越え添加すると
硬(なりすぎ、圧延性を阻害する。
Sn、Inはpbの耐食性となじみ性を向上させるため
に添加するものであって、その1種または2種の合計が
0.5%未満の場合は、その添加効果が充分に発揮され
ず、8%を越えて添加するとpbの融点が大きく低下し
、耐荷重性等の機械的性質が低下する。
に添加するものであって、その1種または2種の合計が
0.5%未満の場合は、その添加効果が充分に発揮され
ず、8%を越えて添加するとpbの融点が大きく低下し
、耐荷重性等の機械的性質が低下する。
なお、AI中のpb量は表面性能を向上させるため、添
加元素の中では最も多いことが好ましく、またオーバレ
イと中間層とを良好に接合するためにはAIの含有量を
55%以上とすることが好ましい。
加元素の中では最も多いことが好ましく、またオーバレ
イと中間層とを良好に接合するためにはAIの含有量を
55%以上とすることが好ましい。
オーバレイは上記組成の合金粉末および(または)混合
粉末を裏金鋼板に圧接されたCr、Ca、Liの1種ま
たは2種以上を含むAl−Sn系合金の鋳造材(中間層
)上に散布し、ロール等により接着し形成する。
粉末を裏金鋼板に圧接されたCr、Ca、Liの1種ま
たは2種以上を含むAl−Sn系合金の鋳造材(中間層
)上に散布し、ロール等により接着し形成する。
なお、前記接着の際、中間層とオーバレイの密着を高め
るため、両者の間に純Al (不可避な不純物は除く)
層を介在させると密着性は尚一層高まるので効果的であ
る。
るため、両者の間に純Al (不可避な不純物は除く)
層を介在させると密着性は尚一層高まるので効果的であ
る。
またロールで接着する場合、粉末層の加工度は90%以
上とし、望ましくは95%以上とすると、密着性が確保
でき、構造も緻密になり好ましい。
上とし、望ましくは95%以上とすると、密着性が確保
でき、構造も緻密になり好ましい。
オーバレイの厚さは、最終厚で5〜70μmとする。
この厚さを限定した理由は、5μm以下の場合は異物の
埋収性が悪く、また硬い中間層の影響を強くうげてなじ
み性が劣り、焼付の原因ともなり好ましくない。
埋収性が悪く、また硬い中間層の影響を強くうげてなじ
み性が劣り、焼付の原因ともなり好ましくない。
701tm以上の場合は耐荷重性が低下して好ましくな
い。
い。
本発明に係るオーバレイはAl−Pb を主成分とす
る元素で構成され、特に表面性能に対し最も効果的とい
われるpbを構成元素としていることかう表面性能につ
いては従来のオーバレイと同程度であるが、機械的性質
についてみれば、Alを主構成元素とし、更にSi、M
n、Sb、Cr、Ti、Ni、Fe、Cu、Mgが添加
されており、かつ、粉末の加工度が90%以上とかなり
高いことから構造が緻密であり、従来のオーバレイと比
し、亀裂やはく離が起こりにくく優れている。
る元素で構成され、特に表面性能に対し最も効果的とい
われるpbを構成元素としていることかう表面性能につ
いては従来のオーバレイと同程度であるが、機械的性質
についてみれば、Alを主構成元素とし、更にSi、M
n、Sb、Cr、Ti、Ni、Fe、Cu、Mgが添加
されており、かつ、粉末の加工度が90%以上とかなり
高いことから構造が緻密であり、従来のオーバレイと比
し、亀裂やはく離が起こりにくく優れている。
以上の如く、本発明に係るオーバレイはpbの効果によ
る表面性能とAI、Si、Mn、Sb、Cr、Ti、N
i、Fe、Cu、Mg の添加による機械的性質の向上
の相乗効果により、表面性能と機械的性質をバランスよ
く備えているのである。
る表面性能とAI、Si、Mn、Sb、Cr、Ti、N
i、Fe、Cu、Mg の添加による機械的性質の向上
の相乗効果により、表面性能と機械的性質をバランスよ
く備えているのである。
第1図は本発明に係る複合摺動材料の構造を模式的に示
すもので1は裏金鋼板、2はCrを含むAl−Sn系合
金の中間層、3はAl−Pb を主体とするオーバレイ
である。
すもので1は裏金鋼板、2はCrを含むAl−Sn系合
金の中間層、3はAl−Pb を主体とするオーバレイ
である。
裏金鋼板1および中間層2の厚みは用途により広範囲に
設定され、中間層2およびオーバレイ3の成分範囲も用
途に応じ、前記範囲内で応用する。
設定され、中間層2およびオーバレイ3の成分範囲も用
途に応じ、前記範囲内で応用する。
本発明に係る複合摺動材料のオーバレイは特に潤滑性の
よいpbを含んでいるため表面性能に優れており、かつ
、その加工度が90%以上と高いため構造が緻密であり
、亀裂やはく離が起きにくい。
よいpbを含んでいるため表面性能に優れており、かつ
、その加工度が90%以上と高いため構造が緻密であり
、亀裂やはく離が起きにくい。
そして、このオーバレイはpbあるいはpb、Sn、I
n の添加割合が高くなる程、なじみ性等の表面性能が
良くなる反面、耐荷重性等の機械的性質は悪(なるが、
このオーバレイの厚みは薄く、かつ、この内側には機械
的性質の優れたCrを含むAI−低Sn系合金からなる
中間層が存在し、その影響を受けるため、材料全体とし
ての耐疲労性、耐荷重性、あるいは耐焼付性は、AI−
高Sn系合金のみを鋼板に積層圧接した場合に比し、は
るかに良好になる。
n の添加割合が高くなる程、なじみ性等の表面性能が
良くなる反面、耐荷重性等の機械的性質は悪(なるが、
このオーバレイの厚みは薄く、かつ、この内側には機械
的性質の優れたCrを含むAI−低Sn系合金からなる
中間層が存在し、その影響を受けるため、材料全体とし
ての耐疲労性、耐荷重性、あるいは耐焼付性は、AI−
高Sn系合金のみを鋼板に積層圧接した場合に比し、は
るかに良好になる。
またAl−低Sn 系合金上にpbメッキを施した材料
と本発明の摺動材料とを比較した場合、なじみ性と低摩
擦性については若干pbメッキの材料の方が優れている
が、耐摩耗性については本発明材料が優れ、特に表面層
のみを観察すると、pbメッキ層よりはるかに亀裂およ
びはく離がおこりにくい。
と本発明の摺動材料とを比較した場合、なじみ性と低摩
擦性については若干pbメッキの材料の方が優れている
が、耐摩耗性については本発明材料が優れ、特に表面層
のみを観察すると、pbメッキ層よりはるかに亀裂およ
びはく離がおこりにくい。
すなわち、耐疲労性や耐荷重性は本発明材料の方が優れ
、しかも、これらの性能は中間層にCr、Ca、Liが
含まれていることから高温時においても維持される。
、しかも、これらの性能は中間層にCr、Ca、Liが
含まれていることから高温時においても維持される。
次に本発明の複合摺動材料の具体的な製造方法を第4図
に示す組成の材料を使用し、説明すると、実施例1〜9
のうち中間層となるAl−8n系合金を厚さ15關スラ
ブに鋳造し、表面の鋳造欠陥を除くため、これを表面切
削する。
に示す組成の材料を使用し、説明すると、実施例1〜9
のうち中間層となるAl−8n系合金を厚さ15關スラ
ブに鋳造し、表面の鋳造欠陥を除くため、これを表面切
削する。
次いでこのスラブをロールで圧延するが、この際の厚さ
は摺動材料となったとき必要とされる厚さと、次の圧下
条件を満足するように設定する。
は摺動材料となったとき必要とされる厚さと、次の圧下
条件を満足するように設定する。
この場合、圧延途中において、圧延性を改善するため焼
鈍を施す。
鈍を施す。
その後このAl−8n 系合金の表面をブラッシング処
理等で清浄する一方、実施例1〜9のオーバレイとなる
べき合金粉末および(あるいは)混合粉末を先のAl−
8n系合金上に散布し、ロールに送給してAl−8n
系合金上に上記粉末を常温下で圧接する。
理等で清浄する一方、実施例1〜9のオーバレイとなる
べき合金粉末および(あるいは)混合粉末を先のAl−
8n系合金上に散布し、ロールに送給してAl−8n
系合金上に上記粉末を常温下で圧接する。
この際温度は80℃程度に上昇する。
尚、圧接の際に温度が上昇する程AIに酸化膜が発生し
やすくなり圧接が困難となるので、大気中において圧接
を行なう場合には180 ”C以下で行なうことが好ま
しい。
やすくなり圧接が困難となるので、大気中において圧接
を行なう場合には180 ”C以下で行なうことが好ま
しい。
又、還元雰囲気中において圧接を行なう場合には、最大
限350℃程度迄は温度が高くなる程密着強度が犬とな
ることが認められる。
限350℃程度迄は温度が高くなる程密着強度が犬とな
ることが認められる。
次いで上記粉末を接着したAlSn系合金板と、別に準
備した帯鋼とをロールに供給して圧接してトリメタルス
トリップを得、トリメタルストリップを焼鈍し、これに
必要な成形加工を施して目的とする複合摺動材料を得る
のである。
備した帯鋼とをロールに供給して圧接してトリメタルス
トリップを得、トリメタルストリップを焼鈍し、これに
必要な成形加工を施して目的とする複合摺動材料を得る
のである。
オーバレイの圧下率は90%以上、望ましくは95%以
上とする。
上とする。
そしてオーバレイは、上記圧延によって得られたものを
引き続き行なう成形工程で最終的に5〜70μm程度と
する。
引き続き行なう成形工程で最終的に5〜70μm程度と
する。
また成形工程で切削加工を施さない場合、散布する合金
粉末および(または)混合粉末の厚さは0.1〜1.4
m□とすることが圧下率との関係で望ましい。
粉末および(または)混合粉末の厚さは0.1〜1.4
m□とすることが圧下率との関係で望ましい。
すなわち、本発明においては、0.1 mm以上の粉末
を散布し圧下する。
を散布し圧下する。
そして必要な場合は、所定のオーバレイ厚さを残し切削
する。
する。
帯鋼としては、冷間圧延鋼板JIS 5PCCの他、
用途に応じステンレスその他のものが用いられ得る。
用途に応じステンレスその他のものが用いられ得る。
前処理としては脱脂、表面研摩等がなされ、また必要に
応じニッケルメッキが施される。
応じニッケルメッキが施される。
なお、比較材10〜12についても同一の製造法で作成
した。
した。
第2図は、上記製造法による本発明の実施例1.3.4
.6.8.9と比較材の実施例11.12をそれぞれ代
表として焼付試験を行なったときの焼付荷重を示すもの
である。
.6.8.9と比較材の実施例11.12をそれぞれ代
表として焼付試験を行なったときの焼付荷重を示すもの
である。
この実験は、軸回転数30 Or、 p、m、、軸材と
して855C焼入れ材を使用し、一定油温(140℃)
の強制潤滑下において、焼付に至る。
して855C焼入れ材を使用し、一定油温(140℃)
の強制潤滑下において、焼付に至る。
迄の荷重を測定したものであって、本発明の実施例1.
3.4.6は比較材の実施例8.9に比してはるかに優
れた焼付荷重を示している。
3.4.6は比較材の実施例8.9に比してはるかに優
れた焼付荷重を示している。
次に第3図は、本発明の実施例1.3.4.6.8と比
較材の実施例7.9をそれぞれ代表として動荷重軸受疲
労試験を行なった結果を示す。
較材の実施例7.9をそれぞれ代表として動荷重軸受疲
労試験を行なった結果を示す。
この試験は、軸回転数300Or、p6m、、軸材とし
て855C焼入れ材を使用し、一定油温の強制潤滑下に
おいて、鉄鋼材料の疲労状況を知る107回応力繰り返
し条件で油温を異ならせて耐疲労面圧を測定したもので
ある。
て855C焼入れ材を使用し、一定油温の強制潤滑下に
おいて、鉄鋼材料の疲労状況を知る107回応力繰り返
し条件で油温を異ならせて耐疲労面圧を測定したもので
ある。
このグラフから明らかなように実施例1.3.4.6.
8は耐疲労面圧の低下の程度が比較材の実施例10.1
2程大きくなく、耐疲労性に優れていることが認められ
る。
8は耐疲労面圧の低下の程度が比較材の実施例10.1
2程大きくなく、耐疲労性に優れていることが認められ
る。
以上の通り本発明に係る複合摺動材料は、鋼板上に、A
l−8n系合金からなる中間層とAlpbを主体とする
合金粉末および(あるいは)混合粉末を接着し形成した
ため、Al−8n 系合金を接合したのちpbメッキを
施す材料と比較して、その製造の面からは、製造および
品質管理が容易で、かつメッキ廃液による公害問題の生
じる余地がない等のすぐれた効果を有し、またその性質
の面からは、特にそのオーバレイの亀裂およびはく離が
生じにくいから耐荷重性、耐疲労性に優れるという効果
が認められる。
l−8n系合金からなる中間層とAlpbを主体とする
合金粉末および(あるいは)混合粉末を接着し形成した
ため、Al−8n 系合金を接合したのちpbメッキを
施す材料と比較して、その製造の面からは、製造および
品質管理が容易で、かつメッキ廃液による公害問題の生
じる余地がない等のすぐれた効果を有し、またその性質
の面からは、特にそのオーバレイの亀裂およびはく離が
生じにくいから耐荷重性、耐疲労性に優れるという効果
が認められる。
また鋼板上に直接粉末を形成した多層摺動材に比べ、本
発明では中間層として、鋳造によるAl−Sn系合金を
使用しているため、機械的性質に優れることからなじみ
性や低摩擦性は何ら遜色がないばかりか、耐疲労性、耐
荷重性はさらに向上している。
発明では中間層として、鋳造によるAl−Sn系合金を
使用しているため、機械的性質に優れることからなじみ
性や低摩擦性は何ら遜色がないばかりか、耐疲労性、耐
荷重性はさらに向上している。
したがって本発明の材料は摺動材料として必要とされる
各種の性質をバランスよく備え、かつコストも上記従来
材より安いか、これと同等であるから、車両用エンジン
の軸受等、各種の摺動材料に用いて極めて有用である。
各種の性質をバランスよく備え、かつコストも上記従来
材より安いか、これと同等であるから、車両用エンジン
の軸受等、各種の摺動材料に用いて極めて有用である。
なお、本文中に使用した各元素記号は次のとうりである
。
。
AI (アルミニウム)、 Sn(スズ)、Cr(ク
ロム)、 Cu (銅)、Mg (マグネシウム
)、 Pb (鉛)、Bi(ビスマス)、 I
n(インジウム)、Si(ケイ素)、 Mn(マ
ンガン)、Sb(アンチモン)、 Ti(チタン)
、Niにッケル)、 Fe (鉄)、Zr(ジル
コニウム)、 Mo(モリブデン)、Co(コバルト
)。
ロム)、 Cu (銅)、Mg (マグネシウム
)、 Pb (鉛)、Bi(ビスマス)、 I
n(インジウム)、Si(ケイ素)、 Mn(マ
ンガン)、Sb(アンチモン)、 Ti(チタン)
、Niにッケル)、 Fe (鉄)、Zr(ジル
コニウム)、 Mo(モリブデン)、Co(コバルト
)。
第1図は、本発明に係る複合摺動材料の構造を模式的に
示す断面図、第2図は、同じく焼付荷重の変化を示した
グラフ。 第3図は、同じく耐疲労面圧の変化をプロットしたグラ
フ、第4図は、実施例のオーバレイと中間層の組成を示
す図である。
示す断面図、第2図は、同じく焼付荷重の変化を示した
グラフ。 第3図は、同じく耐疲労面圧の変化をプロットしたグラ
フ、第4図は、実施例のオーバレイと中間層の組成を示
す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 裏金鋼板と、この裏金鋼板に積層された組成Aの鋳
造材から成る中間層と、この中間層に積層された組成り
の合金粉末および(または)混合粉末から成る表面層と
を備え、これら三層の金属は圧接され、かつ上記表面層
の厚みが5〜70μmであることを特徴とする複合摺動
材料。 組成A : Sn 3.5〜10%、Crを0.1〜9
%、Cu、Mgの1種または2種を合計で3%以下(O
を含まず)、P b 、B I N I nの1種ま
たは2種以上を合計で3%以下、Si、Mn、Sb、T
i、 Ni、 Fe、 Zr、 Mo、 Coの1種ま
たは2種以上を合計で10%以下、および残部が本質的
にAIからなる鋳造材(重量%)。 組成り:Pb5〜40、Si、Mn、Sb、Cr、Ti
、Ni、Feの1種または2種以上を合計で0.1〜3
%、Cu、Mgの1種または2種を合計で3%以下(O
を含まず)および残部が本質的にAlからなる合金粉末
および(または)混合粉末(重量%)・ 2 裏金鋼板と、この裏金鋼板に積層された組成Aの鋳
造材から成る中間層と、この中間層に積層された組成り
の合金粉末および(または)混合粉末から成る表面層と
を備え、これら三層の金属は圧接され、かつ上記表面層
の厚みが5〜70μmであることを特徴とする複合摺動
材料。 組成A : Sn 3.5〜10%、Crを0.1〜9
%、Cu、Mgの1種または2種を合計で3%以下(0
を含まず)、Pb、Bi、Inの1種または2種以上を
合計で3%以下、Si、Mn、Sb、Ti 、 Ni
、 Fe、 Zr、 Mo、 Coの1種または2種以
上を合計で10%以下、および残部が本質的にAlから
なる鋳造材(重量%)。 組成B:Pb5〜40、Si 、 Mn、 Sb、 C
r、Ti、Ni、Feの1種または2種以上を合計で0
.1〜3%、Cu、Mg の1種または2種を合計で
3%以下(0を含まず)、Sn、Inの1種または2種
を合計で0.5〜8%、および残部が本質的にAIから
なる合金粉末および(または)混合粉末(重量%)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8423478A JPS5844140B2 (ja) | 1978-07-11 | 1978-07-11 | 複合摺動材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8423478A JPS5844140B2 (ja) | 1978-07-11 | 1978-07-11 | 複合摺動材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5514305A JPS5514305A (en) | 1980-01-31 |
| JPS5844140B2 true JPS5844140B2 (ja) | 1983-10-01 |
Family
ID=13824773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8423478A Expired JPS5844140B2 (ja) | 1978-07-11 | 1978-07-11 | 複合摺動材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5844140B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60157973A (ja) * | 1984-01-26 | 1985-08-19 | 松下電器産業株式会社 | 前フレ−ム揺動式三輪自転車 |
| CN105240150A (zh) * | 2015-10-19 | 2016-01-13 | 泰州市科诚汽车零配件有限公司 | 粉末冶金发动机前盖及其制造方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT400174B (de) * | 1994-02-21 | 1995-10-25 | Miba Gleitlager Ag | Gleitlager |
| AT1151U1 (de) * | 1994-08-01 | 1996-11-25 | Pankl Gerold Ing | Pleuelstange |
| DE102005023541A1 (de) * | 2005-05-21 | 2006-11-23 | Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh & Co. Kg | Gleitlagerverbundwerkstoff, Verwendung des Gleitlagerverbundwerkstoffes und Verfahren zur Herstellung des Gleitlagerverbundwerkstoffes |
| CN104148615B (zh) * | 2014-08-14 | 2017-01-25 | 昆明理工大学 | 一种铅基层状复合材料的制备方法 |
| CN105665695B (zh) * | 2014-11-18 | 2017-10-17 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种铜基耐磨耐冲击双金属复合材料及其制备方法 |
| CN108330363A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-07-27 | 安徽天平机械股份有限公司 | 一种汽车转向桥的前梁铸造工艺 |
-
1978
- 1978-07-11 JP JP8423478A patent/JPS5844140B2/ja not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60157973A (ja) * | 1984-01-26 | 1985-08-19 | 松下電器産業株式会社 | 前フレ−ム揺動式三輪自転車 |
| CN105240150A (zh) * | 2015-10-19 | 2016-01-13 | 泰州市科诚汽车零配件有限公司 | 粉末冶金发动机前盖及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5514305A (en) | 1980-01-31 |
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