WO1983001463A1 - Palier en alliage d'aluminium - Google Patents

Description

明 細 書

発明の名称 .

ア ル ミ - ゥ ム 系合金軸受

技術分野

本発明はア ル ミ - ゥ ム系合金軸受に関する も の で あ ]? 、 さ らに詳し く 述べる ¾ らば内燃機関の軸受と して用い られ、 場合に よ ]) ス ズ及び/又は鉛を含有 するア ル ミ 二 ゥ ム系合金軸受の改良に関する も の で る 。

ι α 背景技術

ア ル ミ - ゥ ム合金は内燃機関の軸受と して、 例え ばコ ン ロ ッ ド軸受及びク ラ ン ク シ ャ フ ト 軸受と して 自動車又舶用エ ン ジ ン に使用されている 。 これ らの 軸受はエ ン ジ ン環境における腐食に対 して耐食性を 5 も つ ているので上述の用途に極めて適 している。

内燃機関用'軸受と して使用される材料は高荷重及 び高温に耐える こ とが要求される 。 従って近年上記 エ ン ジ ン でみ られる状況において耐焼付性、 耐疲労 性及び耐摩耗性が高いア ル ミ - ゥ ム系軸受合金を提0 供するために多 く の努力がなされている 。

ァ メ リ カ特許第 4， 1 5 3， 7 5 6 号に よれば高温条 件下での軟化程度が低 く 、 従って疲労強度が高い t -. S n 系軸受合金が開示されている 。 1 0 - 3 04 重量 のス ズ及び残部がア ル ミ 二 ゥ ムか ら なる基本

OMFI

、 0 合金にク n ム又はジ ル コ ニ ウ ムを添加する こ とに よ つて この合金がつ く られている。 又この合金に銅も し く は銅とペリ リ ゥ ム の両方を加えても よいとされ

Ό Ο

3. 5 - 3 5 重量 の Sn ， 0. 1 - 1. 0 重量 の Cr 及び Si , Cr , Mn , Sb , Ti , Zr , Ni及び Feから る群か ら選ばれた一種以上を合計量で 1 - 1 0 重 量 ^含み、 残 ]3 がア ル ミ ニ ウ ムである A - Sn 系軸 受合金も従来技術において疲労強度が高 く 又更に耐 摩耗性も 良好な合金と して開示されている。

上記アル ミ - ゥ ム系合金はスズ及び Z又は鉛を含 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、 軸受合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 ]?、 一股的にはこの焼鈍は AA - 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 ズ及び Z又は鉛含有了 ル ミ 二 ゥ ム系合金では上記焼鈍に よ つ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 ズ等の 晶出物が粗大化し、 ス ズ含有ア ル ミ - ゥ 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 つ た o そ,こで、 ス ズ及び Z又は鉛含有アル ミ 二 ゥ 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

OMFI WIPO 、 3

させた軸受合金 も使用されてお ]) 、 例えば、 3. 5 〜 4. 5 ^ Sn - 3. 5 〜 4.- 5 ^ Si - 0. 7 〜 ： I. 3 Cu -残 KJ 4 〜 8 % Sn - l 〜 2 % Si - 0. 1 ~ 2 ^ Cu - 0. 1 〜 ： l % Ni - 残 A 、 3 〜 4 0 % Sn - 0. 1 〜 5 5 Pb - 0. 2 〜 2 % Cu - 0. l 〜 3 % Sb - 0. 2 〜 3

Si — 0. 0 1 〜 ： l % Ti — 残 A 、 1 5 ~ 3 0 ^ Sn 一 0. 5 〜 2 % Cu — 残 A 、 及び 1 〜 2 3 Sn - 1.5 〜 9 % Pb 一 0. 3 〜 3 Cu 一 1 〜 8 Si - 残 A どのス ズ含有ア ル ミ - ゥ ム系軸受合金 （ 以下多元系 10 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 めのブ 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 ]?

15 悪化するに至った。 すなわち近年の軸受は小型にて 従来よ ]? 高荷'重及び高温下で使用される よ う に ¾ つ 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 っていた。 お、 金属材料の疲労現象は 20 一般的には長期に亘つ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違転が比較 的短時間継続 した と き で も 疲労に よ る軸受の破壊が 起 る こ とがあ っ た。 これは内燃機関内の潤滑油が 24 高負荷運転時に高温にる ])、 例えばオ イ ル ハ° ン内の

Ο ΡΙ 潤滑油の温度で測定した温度が 1 3 0 ない し 1 5 0 X にも達するため、 軸受は相手材であるク ラ ン ク シ ャ フ ト等とかな の高温で摺動して る と予測され、 この結果従来の多元系軸受合金の温度硬さが急激に 低下 し、 又スズの溶融又は移動が起こ ]? 、 こ のこ と が耐疲労強度を低下させる原因に ¾ つている と本願 発明者は考える。

本願出願人は特願昭 5 5 - 8 5 1 号にて重量百分 率で、 2. 5 い し 2 5 % のス ズ、 0. 5 い し 8 % の 亜鉛及び 0. 1 い し 1. 0 未満のク ロ ムを含有する アル ミ 二 ゥ ム 系合金を提案した。 又本願出願人は特 願昭 5 5 - 8 5 2 号にて、 重量百分率で、 2. 5 な し 2 5 のス ズ、 0. 5 な し 8 の亜錯及び 1 ない し 7 % のケ ィ 素、 ク ロ ム 、 マ ン ガ ン、 ニ ッ ケジレ 、 鉄、 'ジノレ コ - ゥ 厶 、 モ リ プデ ン 、 コ ノ ノレ ト 、 タ ン グス テ ン、 チ タ ン、 'ア ン チ モ ン、 ニ オ ブ、 ハ ナ ジ ゥ ム 、 セ リ ウ ム 、 パ リ ゥ ム及びカ ル シ ウ ム力 ら る群.から選 択された少な く と も 1 種の元素を含有し、 残部が実 質的にア ル ミ ニ ゥ か らなるア ル ミ 二 ゥ 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 ィ 素、 ク 口 ム等は極めて微細な硬質の A - C r 金属間化合 物と してマ ト リ ッ 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 ッ ク ス中に固溶してマ ト リ ッ ク スを強化 し、 こ

OMPI IPO 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 ]) も 向上される も の で あ o

¾ぉ軸受性能の一つの尺度と して、 な じみ性と い う概念があ i？ 、 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 う 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 ]? と られあるいは摩耗される軸受の性質 を、 指すも の と、 と らえてお ]? 、 合金中に存在する 軟質 ¾ ス ズ粒子が優れた 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 ]? 、 軟質な ス ズ粒子に よ' 軸受に： ¾ 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

i？ 、 その延長線上にある とい う こ とができ る 。 ま た、 上記特許出願ではク ロ ム 、 ケ ィ 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 面か ら と らえ られて お ]? 、 いわばク ロ ム 、 ケィ 素 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 ¾ く 、 軟質なス ズ粒子の形態制御に よ ]) 間接 的にス ズ含有ア ル ミ 二 ゥ ム系合金のな じみ性を改良

Ο ΡΙ

/ ^ΙΡΟ ノ して る。

SAE Technical Paper Series © Aluminium

Based Crankshaf t Bearings f or the Hi h Speed Diesel Engine と題する論文 （ 1 9 8 1 年 2 月 2 3 - 2 7 日、 デ ト ロ イ ト で発表） では 1 l % Si - 1 Cu - A 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 ケィ 素粒子寸法が 1 7 ミ ク ロ ンを越え る も のが、 単位面積 （ ² ) 当 ]3 8. 7 X 10^ό 個存在し ている と焼付荷重のば らつきが多 く 、 一方 1 ミ ク ロ ンを越える も のが 0. 6 X 10⁶ 個存在して る と焼付 荷重がよ ]3 高 く しかも ばらつきが少な く なる とい う 説明がるされている 。 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 ケィ 素粒子が微細分散して る こ とが適合性

( compatibi lity ：) 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 シ ャ フ ト と軸の ミ ス ァ ラ イ ン メ ン ト を許容する 「順応性」 ( c onf ormab i 1 i ty ) が う たわれている。

しか しながら、 ア ル ミ ニ ウ ム系軸受合金にケィ 素 を単に含有させて も近年の内燃機関にみ られる過酷 な負荷及び温度条件において耐焼付性、 耐疲労性及 び耐'摩耗性が常に優れている こ と とはな らず、 特に 球状黒鉛篛鉄又はその他の粗い材料よ D る シ ャ フ f O PI ト が用い られている 自動車のエ ン ジ ン においては特 に この問題がある 。 *

発明の開示 . 本発明は上述した よ う 従来技術と は全 く 異 ¾ る 理論に基づいてお ]) 、 じみ性及び焼付荷重が従来 の も の よ 飛躍的に高め られてお 且つオー バ レ イ しで軸受と して使用可能なア ル ミ 二 ゥ ム系合金軸 受を提供した も のである。

ア ル ミ 二 ゥ ム系合金のケ ィ 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、 じみ性又は適合性に直接影響を与える こ とは知 ら れていたが、 その粒子寸法の制御は軟質マ ト リ ッ ク 中に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 ¾されていたも のであ ] 3 、 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 ]? 、 摺動材料の分'野では良 く 知 られた一つの理論である 。

本発明者はア ル ミ - ゥ 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 る技 術思想及び技術的手段に よ ]?軸受性能、 特に じみ 性及び耐焼付性を飛躍的に向上し う る と 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、 ア ル ミ ニ ウ ム合金中のケ ィ 素等 の硬.質元素粒子の寸法制御であ るが、 S i - A 二元 系合金においてケ ィ 素粒子が析出 い し晶出 （ ^下、

OMFI

、 , WIPO 便宜上晶出 と称する ） する こ と 自体は周知の事柬で あ ！） 、 また内燃機関用アル ミ - ゥ ム系軸受合金にお いてケィ 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 5 5 - 8 2 7 5 6 号に よ る と、 軸受用合金 の製造において、 5 〜 1 5 のケ ィ 素、 銅 5 %以下 ビ ス マ ス 1 0 以下、 及び & 1 以下か らなるア ル ミ ニ ゥ ム系合金を熟間又は冷間圧延するか、 あるい は押出すこ とに よ って、 少な く と も 9 0 の断面減 少率を得、 それによ つて合金中のケ ィ 素粒子が連続 したス ケ ル ト ン様網目構造と な らずに微細に分かれ た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、 この軸受合金は軟質のメ ツ キ （ ォ ー パ、 レ イ ） を施した軸受に も施さない軸受に も有用 である と述べられて る。 この発明の要点は篛造状 態の粗いケ ィ '素粒子を圧延等に よ 微細分散させ、 圧延加工後に必要に応 じて行 ¾ う焼鈍は加工組織を 回復させる程度にと どめ、 ケィ 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 1 0 % 程度の高いケィ 素含有量が好ま し と明記されてい るか ら、 ケ ィ 素含有量が高いアル ミ ニ ウ ム合金にて かな J?大き く 発達するケィ 素殺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、 特にオーバ レ イ を施さずに

O FI

/ipo 使用する内燃機関用軸受合金にあ っては、 ケ ィ 素含 有量が高 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疲労破壊 が起こ つて負荷容量が著し く 低下する と い う欠点が 5 ある ことが分かった。 さ らに、 軸受性能を高め ^ 目 的上はケ ィ 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 二 ゥ ム合金は通常錡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 製造され、

1 0 この圧延等に よ ]) ケィ 素粒子は分断されるが、 の よ う にケ ィ 素粒子を分断するだけではな く 、 場合に よ つてはケ ィ 素粒子を粗大化させ所定の寸法のケ ィ 素粒子を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

1 5 報では、 1 1 ケ ィ 素含有ア ル ミ ニ ウ ム合金につい て実験がるされ、 そ してケ ィ 素粒子の寸法は 0.0 0 0 1 イ ン チ （ 2. 5 ミ ク ロ ン ） 力 ら 0. 0 0 1 イ ン チ （ 2 5 ミ ク ロ ン ） である と記載されているが、 単位面積当 の個数については何 ら触れられてお ら い。

20 本発明は、 ア ル ミ ニ ウ ム合金が重量百分率で 0. 5

い し 1 1 % の ケィ 素、 マ ン ガ ン 、 鉄、 モ リ ブデ ン 、 ί

- ッ ケ ノレ 、 'ジ ノレ コ ニ ゥ ム 、 コ ノ ノレ ト 、 チ タ ン 、 ア ン チ モ.ン 、 ク' ロ ム 、

24 . 及びニ オ ブ ：^ らるる群か ら な る少 く と も 1 種の硬質元素を含有 し、 前記硬質元素か ら ¾る又 はこれを含む粒子の長で測定したこれらの粒子の寸 法が 5 ミ ク 口 ン以上 4 0 ミ ク 口 ン以下の該粒子が該 合金の任意の部分で .3. 5 6 X 10— ² 龍² 当 1? 5 個以上 存在 しているア ル ミ - ゥ ム合金を裏金に接着して

るアル ミ - ゥ ム系合金軸受を提供する。

本発明の合金は任意成分と して、 （ 重量百分率で 1 ¾い し 3 5 のス ズ 、 （b) 0. 1 るい し 1 0 の！ &、 カ ド ミ ウ ム 、 イ ン 'ク ウ 厶 、 タ リ ウ ム及び ビ ス マ スか らな る群よ ]?選択された少る く と も 1 種、 及び（c)

0. 1 る し 2 の銅及びマ グ ネ シ ウ ム か らるる群よ ]3選択された少 く と も 1 種を任意の組み合わせで 含有する こ とができ る 。 その例及び主な特色を以下 挙げる。

硬質元素 ： 0. 5 〜 5 %未満のケィ 素 任意成分 ： 銅、 マ グ ネ シ ウ ム

2.

硬質元素 ： 0. 5 〜 5 %未満のケィ 素 軟質元素 ： ス ズ

任意成分 ： 鉛等、 銅、 マ グ ネ シ ウ ム

3.

硬質元素 ： 0. 5 〜 5 未満のケィ 素

OMPI

、 WIPO . 軟質元素 ： 鉛等

任意成分 ； 銅、 マ グ ネ シ ウ ム 、 ス ズ

4.

硬質元素 ： 5 〜 1 1 % のケ ィ 素

軟質元素 ： ス ズ

任意成分 ： 鉛等、 銅、 マ グ ネ シ ウ ム

5.

硬質元素 ： 5 〜 1 1 ケ ィ 素

軟賓元素 ： 鉛等

1 0 任意成分 ： ス ズ 、 銅、 マ グ ネ シ ウ ム

6.

硬質元素 ケィ 素以外

軟 元素 ス ズ

任意成分 マ グ ネ シ ウ ム

1 5 7.

硬質元素 ケ ィ 素以外

軟質元素

任意成分 ス ズヽ 銅、 マ グ ネ シ ウ ム ま ず硬質粒子について説明する 。

20 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 口 ン未満では現 れない特殊な じみ作用が 5 ミ ク 口 ン ¾上で現れ、 ァ ル ミ.二 ゥ ム合金の軸受性能を飛躍的に向上させる 。

24 お、 こ の作用は該 5 ミ ク ロ ン以上の硬質粒子が

C FI 3. 5 6 X 10 " ² 腿² 当 ]? 5 値以上存在している と き に 認め られ、 多ければ多 ほど顕著に ¾ る 。 一方、 硬 質粒子の寸法力； 4 0 ミ ク ロ ンを越える と、 ア ル ミ - ゥ ム合金の疲労強度が低下する 。 また、 本発明にお いて粗大 ¾硬質粒子、 すなわち寸法が 5 ミ ク ロ ン ^ 上の硬質粒子、 を構成要件と して規定する意義は、 消極的にいえば微細硬質粒子は軸受性能向上に寄与 し と う こ と であ ]?、 この点で従来のア ル ミ 二 ゥ ム 系合金軸受の軸受性能の と らえ方とは異なって いる 。 すなわち、 出願人の先願では微細るケィ 素粒 子が既述の よ う にスズ及び Z又は銥粒子の形態制御 を介 して間接的に軸受性能を向上させ、 且つ上記 SAE詰の論文では理論的にも実験データ 的に も微細

¾ケィ 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 る微細る凹凸、 あるいは軸が球状黒鉛錡鉄であ る場合にラ ッ プ作用に よ ！）表面部か ら黒鉛が脱落し て生 じた凹部の周囲を、 硬質粒子が平坦化し以つ 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.な搢勣が起こ 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 ゥ ム

GMPI

fipo 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 ]) 、 硬質粒子が直接相手材の凹凸の平坦化に寄 与する硬質粒子に よ る じみ作用を特殊な じみ作用 と称する 。 こ の特殊る じみ作用は本発明の特色であ 5 ]? 、 従来の一般的概念の 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 ズ及び Z又は 鉛を含有する こ とがあ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埋収は、 特殊 じ

10 み作用に よ 相手材の凹 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 ！？ 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 。

ケ ィ 素は後述する特殊 ¾ じみ作用を も た らす元素

15 であ ！） 、 その含有量が 0. 5 未満では該な じみ作用 が不足 し、 一 '方 5 以上では疲労強度、 燒付荷重が 低下する傾向があるが 1 1 ま で用いる こ と ができ る。 又軸を摩耗させる好ま しいケィ 素含有量は 2 〜 5 未満である。

20 硬質元素のケ ィ 素以外、 すなわちマ ン ガ ン 、 鉄、 モ リ プ、デ ン、 ニ ッ ケ ノレ 、 、クノレ コ ニ ゥ ム 、 コ ノ ノレ ト 、 ア ン チ モ ン、 ク ロ ム及び - ォ プ （ 以下、 総称する場 合は,マ ン ガ ン等 と称する ） は特殊な じみ作用を も た 2 らす元素であ ]3 、 その含有量が 0. 5 %未満では該 ¾

OMPI

、 ' じみ作用が不足し、 方 1 1 を越える と軸受合金 の該な じみ作用が向上されず、 まえ疲労強度、 焼付 荷重が低下する傾向がある 。 好ま しいマ ン ガ ン等の 含有量は 1 〜 9 % である。 2 種以上添加の場合の各 元素の下限は 0. 1 % が好ま しい。

続 てマ ン ガ ン等の添加に よ J? 生成する粒子につ 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 はマ ン ガ ン等 とア ル ミ - ゥ ムの金属 間化合物の形態で晶出するか、 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 - ゥ ム合金にマ ン ガ ン等を加える こ と に よ って、 ス ズ等の軟質粒子以外の硬質粒子が晶出'する。 した がって、 マ ン ガ ン等か ら る又はこれを含む.粒子が 曰 s出する

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'球状黒鉛錡鉄又は片状黒铸篛鉄の場合 であ. る 。 球状黒鉛篛鉄は内燃機関のク ラ ンク シ ャ フ ト 等の軸の低コ ス ト ィヒ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、 軸の研摩加工時 に黒鉛粒子が軸表面か ら削 ！） と られ、 脱落した球状 黒 &の粒子の跡は多 く の凹部又は窩状部と なってお ]? 、 その周 ]? の鉄基マ ト リ ッ ク スは加工硬化した銳 いば' ]?又はエ ツ 'クと な っている 。 とのば 等が軸受 表面の異常摩耗を起こす問題が従来のア ル ミ ニ ウ ム

OMPI 系軸受用合金にはあ った。 本発明者の研究に よ る と、 軟質のアル ミ ニ ウ ム マ ト リ ッ ク スがば ]? に よ ]? 削 ]) と られ凹部中に と ]? こまれ、 ま たこのア ル ミ ニ ウ ム と軸受材料のアル ミ ニ ゥ ム順応性不足に よ ]? 非常に 凝着 し易いの で、 直 ぐに焼付が生 じる と と も判明 し た。 しかしるが ら、 本発明に よ るア ル ミ ニ ウ ム合金 では粗大 質粒子がば j? を削 ]? と ]? 、 凹部の周 ]? を滑か 状態とする 。 この結果、 焼付が高荷重ま で 起こ らな こ と と ]) 、 耐焼付性が格段と 向上する 。

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 。 一般に、 A - Si 合金では錡造過程 でケ ィ 素の多 く は針状の共晶結晶と して晶出 し、 錡 造合金を圧延 し軸受と しての必要 厚さに圧延され る過程で分断され、 寸法が小さ く る 。 この よ う な 錡造 - 圧延法に よ ]? 得 られた A - Si 合金薄板中の ケ ィ 素粒子は'ほとんどが 5 ミ ク ロ ン以下であ ]? 、

1 0 ミ ク ロ ン以下の も の も稀にはあ るがその単位面 積当 ]3 の個数は少る 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 ってはケ ィ 素粒子がほ とんど粗大化しない。 上 述の よ う な篛造 - 圧延 （ 中間焼鈍 ） に よ 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 A - Fe の金属間化合物生成温度未満、 例え

、 ば 3 5 0 Ό て圧接後焼鈍するのが従来のス ズ及び /又は鉛含有ア ル ミ ； ゥ ム合金軸受の製造方法であ つた。 この 3 5 0 1C の温度でも ケ ィ 素粒子は殆んど 粗大化せず、 結果と してほとんどが 5 ミ ク πι ン未満 の微細ケ ィ 素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 る粗大硬質粒子を 5 ミ ク 口 ン以上 4 0 ミ ク 口 ン以下の も のが 3.5 6 X 1 0 "" ²腿² 当 ]? 5 個以上存在させるためには、 上記圧接前に軸 受合金を 3 5 0 〜 5 5 0 1C の高温熱処理するこ とが 最も有勃である こ とが分かった。 す ¾わち、 圧接前 の熱処理工程 ¾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 又は錡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 ]3 、 そ う かといつて圧接時又圧接後の熱処理では Α - Fe 金 属間化合物の'生成、 ある は完成直前の軸受のア ル ミ 二 ゥ ム合金内でのス ズ等の低融点成分の溶解等が 起こ ]? 、 これらは軸受性能、 特に一般的概念のな じ み性上望ま し く ない結果を もた らす。

A - 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 次の如き も ので ある と思、われる 。

'Mn ： MnA^₄ 及び MnA^₆

Fe ： F eA ₅

、ノル. Mo ： MoA ₅

Ni ： NiA^₅ -

Zr ： ZrA£₅

Co ： Co₂A ₉

Ti ： TiAZ₃

Sb ： A^Sb

Nb ： NbA ₃

上記金属間化合物と考え られる鏡造中の晶出形態 は多様である。 これ らの晶出物も 同様に寸法制御さ れる

上述の如き圧接前の高温熱処理に よ る と硬質元素 含有量に よ 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 表は横カ ラ ム に示され た寸法の立方体の硬質粒子と して全硬質元素が晶出 した と仮定して計算したも のである 。 実際には 5 ミ ク 口 ン未満の'硬質粒子は圧接前の高温熱処理に よ ]? 5 ミ ク 口 ン以上の硬質粒子と 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 ミ ニ ウ ム合金 中の硬質粒子制御方法の資料と して有用である。 硬質粒子個数計算値

C 3. 5 6 X 1 0 ~ ² mu² 当]?の個数）

0. 5 硬質元素の場合は第 1 表よ ]?硬質粒子の個 数は 3 4 0 である。 硬質元素の一部が 5 ミ ク ロ ン未 満の硬質粒子と して晶出 して も、 5 個以上の確保は ¾· ·であ る 。

5 ミ ク π ンの硬質元素粒子は硬質元素含有量に よ Ϊ) 3 4 0 い'し 3 5 0 0 個の個数と なる 。 実際の軸 受合金中の 5 ミ ク ロ ン〜 1 0 ミ ク ロ ン の硬質元素の 個数はこれよ ！）少ないが、 圧接前の高温熱処理に よ

5 ミ ク π ン以上の粗い粒子の 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 〜 1 0 ミ ク ロ ン粗粒硬質元素の割合を高めるため に 3 5 0 〜 4 5 0 の圧接前高温熟処理を利用する こ と -ができ る 。

硬質元素含有量が 3 の場合の硬質元素粒子個数

OMPI V^IP。 は、 第 1 表に よれば、 全部の硬質元素が 4 0 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 〜 3 0 ミ ク ロ ン の硬質元素粒 子と 4 0 ミ ク ロ ン の硬質元素粒を共に晶出させる こ とが可能であ る。 レたがって本発明のアル ミ ニ ウ ム 合金の硬質元素含有量の範囲内で、 しかも 5 い し 4 0 ミ ク π ン の粒子寸法の範囲内でよ ]3 粗大硬質元 素粒子を特定個数晶出させる こ とができ る 。 この好 ま し 四つの例は、 次の と お ]) である。

(ィ) 0 ミ ク ロ ンを越える硬質粒子 5 個以上 (口) 2 0 ミ ク ロ ン以上の硬質粒子 ₉ 卜 , μ

( 但し S i≥5 の場合は 1 7 ミクロン以上） ¹回 "上

3 0 ミ ク ロ ン以上の硬質粒子 1 個以上

2 0 ミ ク ロ ン以上 4 0 ミ ク ロ ン

5 個以上 以下の硬質粒子 次に本発明に よ る粗大硬質粒子の形態について説 明する。 一殺'に圧延されたア ル ミ ニ ゥ 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 し てい る場合が多いが、 本発明の高温熱処理を介揷さ せる と硬質粒子は比較的圧延直交方向の巾が大き く な ]? 塊状と な る。 こ の硬質粒子は軸受の水平面、 す わち相手材軸と接する面で見た と き にほほ'塊状を 呈する 。 好ま しい形状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 ]? 、 扁平形状が少な く 、 針状は所定

〇MH 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、 ア ル ミ - ゥ ム 系合金の組織観察法と して は上記水平面で行 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 （ 栢 ） が存在し ているが、 これ らからケ ィ 素粒子を識別するために は金属顕微鏡で見た時にク ロ ム 、 ス ズ等は白色、 硬 質粒子はェ ッ チ ング方法の如何に よ らず灰色 （ 濃灰 色 ） を呈している こ と、 に依れば良 。

3. 5 6 X 1 0~² 膨 ²の面積は便宜上選択されそして 発明者の顕微鏡装置の視野に も とづいて る。 単位 面積あた のケ ィ 素粒子の個数を適切な変換フ ァ ク タ ーを用いて修正する こ とができ る。 例えば、 上述 の粒子個数/面積の限定は 1. 4 X 1 0⁸ 粒子 Z ? ² に 相当する。 又'軸受合金の断面積当 ！） の粒子個数は合 金板の水平断面に よ っ て決め られる 。 すなわち後述 の方法に よ って調製された板の表面に平行な断面で ある 。 合金板の垂直断面で測定した S i粒子の寸法は 水平^面で測定したも の よ ]? 小さい。 更に、 合金板 を機械加工した直後の表面では上記数値限定は満さ れな こ と も あろ う 。

次'に、 任意成分について説明する 。 ス ズはアル ミ ニ ゥ ム合金の性質を軟質に変化させ、 軸受と して適

OMPI 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 れ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 じみ性と称する 。 ス ズ の 含有量が 3 5 % を越える と、 一般的概念の じみ性 及び潤滑 は向上するが、 ア ル ミ ニ ウ ム合金の硬さ が低下し軸受と しての強度が低下する 。 一方ス ズ の 含有量が 1 未満では軸受合金 と しては一般的概念 の じみ性が劣化する 。 ス ズの添加量を 1 るい し 3 5 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 ヒ。 ス ト ンを経 由 して加え られる爆発萍重が大き い と きは、 ス ズ含 有量を低 く > 例えば 5 〜 1 0 %、 小さい と きはス ズ 含有量を高 く する一方、 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 1 5 〜 2 5 % にすれば良い。 ¾お、 ス ズ 含有ア ル ミ 二 ゥ 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 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 1? 、 1 5 % を越える含 有量の場合起こ ]9 易いス ズ粒子の粗大化を防止する 提案を行 た。 しか し、 本発明では後述の特殊な

OMPI 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 く と も 内燃機関用 —軸受と して使用上の支障が ¾ く な った。 好ま しいス ズ含有量は 5 〜 2 5 である。

錯、 カ ドミ ウ ム、 イ ンジウ ム、 タ リ ウ ム、 及び ビス マ ス （ 以下これ らの全元素を指すと き は鉛等と称する） 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一般的概念のな じみ性を与 える元素である。鉛等の含有量が 10 % 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、 了 ル ミ - ゥ ム合金の硬さが低下し、 鉛等の含有量が 0-1 未満ではアル ミ 二 ゥ ム合金が軸受合金と しては硬 質にな 過ぎ、 よ って一般的概念のな じみ性が劣化 する 。 鉛等の含有量を 0. 1 な し 1 0 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 ヒ。 ス ト ンを絰由 して加え られる 爆発荷重が大き と き は、 含有量を低く 、 例えば 1 · 〜 4 %、 小さいと きは鉛等の含有量を高 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、 鉛等の含有量を高 く 、 例えば 4 〜 8 にすれば良い。 ¾お、 鉛及びノ又はスズ等 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 対 して十分な も の とする ためには、 鉛等の粒子が合金中に微細に分散してい る こ とが望ま しい。 しかしなが ら特に鉛は微細分散 が困難な元素である。 だが、 本発明では後述の特殊 ¾ じみ作用が軸受性能を実質的に担って るか ら、 鉛、 ス ズ粒子の微細化はさほ ど重視 しな く て も 内燃 機関用軸受と して使用上の支障が く な った。 好ま しい鉛等の含有量は 1 〜 6 であ る 。

鉛等はク 口 ム と の共存下において耐疲労強度を低 下させずに潤滑性等を改良する。 ' お、 一般に A - S n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 ]? 易 く な って、 軸受と して高負荷 連続運転される と、 A - S n - Pb 合金が部分的に溶 融しそ して軸受か ら剝離する 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 - 鉛等.の軟質合金の低 融点化は重大な欠点とはな ら い。 鉛の含有量が 0. 1 %未満ではその効果が不十分であ ！） 、 1 0 % を 越える と軸受に要求される疲労強度が不十分と なる 。

銅等はア ル ミ ニ ウ ム合金の硬さを高め、 軸受の疲 労強度向上に寄与する。 銅等の含有量が 0. 1 未満 では硬さ改善効果が少な く 、 2. 0 % を越える と ア ル ミ 二.ゥ ム合金が硬 く ]? 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。 この銅等の硬さ改善効果はク ロ ム又はマ ン ガ ン と共存する と一層顕著にな ]? 、 2 0 0 Ό強の温度で も硬さはあま U 低下 し ¾ い 。 本発明の軸受合金にお いて Cu 及びノ又は Mg を 0. 1 〜 2重量 含有でき る 合金の硬さは上記範囲にお て Cu 及び Z又は Mg の 量と共に高 く な るが耐焼付性は低下する '。 従って Cu及びノ又は Mg の量は硬さ と耐焼付性が軸受合金 で所望のパラ ン スをする よ う に選ばれる。 合金の硬 さの増加は Cu及び Z又は Mg が 0. 1 重量 未満では 得 られな 。 これらの金属の量が 2. 0 重量 を越え る と軸受合金の圧延性が悪化し耐食性が低下する。 更に Mgはアル ミ - ゥ ム マ ト リ ッ ク ス中で固溶体と し て存在しその量が 2. 0 重量 を越える場合は焼鈍中 に析出 しやすい。 .

ク ロ ム及びノ又はマ ン ガ ンを 0. 1 - 1 重量％本発 明の軸受合金'に加える と高温におけるア ル ミ ニ ゥ ム 合金の硬さ低下を防止する こ とに有効である （ ただ し、 銅及び/又はマ グ ネ シ ウ ム の添加の場合よ ]? も 程度は低い ） 。 ク 口 ム及び Z又はマ ン ガ ン の量が

0. 1 重量 未満である と高温硬さの改良は期待でき ¾ 。 1. 0 重量 を越える量の添加では効果がみら れ い。 ク ロ ム及び/又はマ ン ガ ンは微細な析出物 をア ンレ ミ ニ ゥ ム マ ト リ ッ ク ス中で形成する 。 ク ロ ム 及び/又はマ ン ガ ンは銅及び Z又はマグネ シゥ ム添 WIFO 加の効果を も高める 。

ク ロ ム及びマ ン ガ ンは、 ア ル ミ ニ ウ 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、 高温での鉛等の粒子の粗大化を招か い と う 効果を奏する 。 ク ロ ム及びマ ン ガ ンは一部がア ル ミ 二 ゥ 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 ルハ。 ン の 温度で 1 3 0 〜 1 5 0 C ) で も 軸受合金の高温強度 が良好に保たれる こ と につ が ]? 、 耐疲労強度及び 耐負荷能力上望ま しい結果が得 られる 。 ク ロ ム及び マ ン ガ ン の ア ル ミ ニ ウ ム マ ト リ ッ ク スに固溶し ¾ い 部 C r , Mn 等は A - C r ( Mn ) 金属間化合物と して 極めて微細に析出 し、 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 ]5 粗 大化するを防止する。 と の A - C r ( Mn ) 金属間化 合物の硬さは ビ ッ カー ス硬さで約 3 7 0 であ ！） 、 ケ ィ 素粒子の硬さが約 1 0 0 0 であるので、 比較して 小さい。 この よ う ¾硬さの差がある故に、 A - C r ( Mn ) 金属間化合物は ス ズ粒子の粗大化を防止して —般的概念の ¾ じみ作用を向上させ、 一方ケ ィ 素粒 子は湘手材軸の凹凸を平坦化 して特殊 ¾ じみ作用を 実現する も の と考え られる 。 上述の よ う ¾ ク ロ ム又

はマ ン ガ ン の利点がも た らされるためには 0. 1 の 含有量が、 必要であ ！？ 、 一方 1 % を越える とク ロ ム 又はマ ン ガ ン が粗大 Α - C r 金属間化合物と して 析出するため好ま し く な 。

本発明の軸受合金のマ ト リ ッ ク ス の ビ ッ カ ー ス硬 さは 3 0 - 6 O Hvであるこ とが好ま しい。 ア ル ミ - ゥ ム マ ト リ ッ クスが軟かすぎる と軸受の負荷能力が 不十分であ J? 荷重が軸受に加え られた時にケィ 素粒 子が表面に押し込まれる。 ア ル ミ ニ ウ ム マ ト リ ッ ク ス が硬すぎる と、 軸が 受面に接触したと き にケィ 素粒子が表面から除かれ再び埋めこまれる こ とはな く 軸と軸受の間を転がって過剰な摩耗の原因と る 上述の軸受合金の厚さは O. I 〜 I OT、 特に 2 〜

0. 5 TOが好ま し 。 必要に応 じ軸受合金上に防鐯油 を塗布する。

本発明の軸-受は上述の よ う な理由に よ ]?耐焼付性 に優れて るためにオー バ レ イ を施こ して も施こさ な く て も よい。 ま た、 軸受合金は下地付の又は下地

¾ しの裏金に圧接等の方法に よ 1)接着される。

本発明のア ル ミ 二 ゥ ム系軸受合金はガ ス炉におい てア ル ミ - ゥ ム を溶解しそして所望量の S iを添加 し そして合金の所望の性質に よ つて通常の方法に よ つ て溶'融ア ル ミ ニ ウ ム に Pb , S n , Cu ， Mg ， Mn及び

Z又は C rを所望量添加して調製される。 溶融合金を

OMFI

、/ 一 篛造しそして鎳造合金を皮削、 必要な らば繰返し圧 延及び焼鈍の処理を行って所望の厚さの軸受合金片 を得るには ス リ ッ テ ィ ン グ、 焼鈍、 サ ン ド プ ラ ス ト 処理、 ブラ ッ シ ン グ等を行 う 。 これ らの軸受合金片 は次に裏金鋼板に通常の圧接法に よ って張 ]? つけパ ィ メ タ ル片を得、 これを次に焼鈍及び巻き取 ])する 焼鈍されたこれらのパイ メ タ ル片は次に軸受素材に 加工される 。 本発明の方法において上記各段階それ 自体はア ル ミ 二 ゥ ム系軸受の調製に関連する分野で 知られてお ]? 例えば米国特許第 3 0 7 8 5 6 3 ,

3 0 9 3 8 8 5 , 3 1 0 4 1 3 5 , 3 1 6 7 4 0 4 3 3 0 0 8 3 6 ， 3 3 0 0 8 3 8 及び 3 3 8 4 9 5 0 において知 られている。 これ らの特許に開示された ア ル ミ - ゥ ム系軸受合金の製造法を参考と して挙げ る。

軸受合金に'おける球状硬質粒子の寸法及び個数の 制御す ¾わち少な く と も 5 ミ ク ロ ン の寸法を もつ少 ¾ く と も 5 個の粒子、 は従来技術において開示され てい ¾い条件に よ つて鏡'造合金を制御焼鈍する こ と に よ って得 られる。 特に本発明の方法においては鏡 造合金の圧延及び焼鈍の間に 2 8 0 - 5 5 0 X：の温 度で 1. 5 - 6 時間焼鈍を行 う 。 ス リ ッ テ ィ ン グ に続 いて.3 5 0 Ό よ ]? 高 く 5 5 0 1C以下の温度で 1. 5 - 6 時間焼鈍を行い'、 続いて 1 時間 2 0 0 "C よ ]?低い 速度で制御冷却を行う 。 裏金鋼板への圧接に続 て 3 0 0 - 4 0 0 1Cの温度で 1 - 2 時間焼鈍を行う 。 上述の よ う に本発明に よ るアル ミ ニ ゥ ム系軸受部 品はアル ミ ニ ゥ ム系軸受合金を裏金鋼板に常時に よ 圧接する こ とに よ 又は 3 0 0 - 4 0 0 で 1 - 2 時間得 られた部品を焼鈍する こ とに よ J?得られる 本発明に よ るア ル ミ 二 ゥ ム系軸受部品は従来のア ル ミ - ゥ ム系鋼金では必要であった鑷オーバ、一レイ 層 又はオーバー レイ 板の必要が く 高荷重の条件下で 内燃機関用軸受と して使用される。

oi. irO 2 表 段 階 従 来 法 本発明の方法

(1) 溶解 6 7 0 - 7 5 0 Όで溶解 (2) 1.5一 2. D m/ mi n

( 1 - m/ mi n )

(3) 皮削 約 2 観厚さ減少 (4) 圧延 2 - 6 vmノノタス (5) 焼鈍 1 8 0 - 2 3 0 °C - 1.5時間 2 8 0 - 5 5 0 1C

(≤ 3 5 0 'C - 1.5時間） 1.5 to 6時間

第（⁴)及び（5)段階は必要な ら く D返す

t

(6) 圧延 2 - 6 mm ス ·<―

(7) ス リ ッ 条件特定せず (8) 焼鈍 1 8 0 - 2 3 0 € - 1.5時間 3 5 0 °C — 5 5 0 1C - 冷却速度特定せず 1.5 to 6 時間よ])高（大）

(≤ 3 5 0 X： - 1.5時間 冷却速度 ：

冷却速度特定せず） 2 0 0 TCノ時 未満

(9) サン ドプラス ト 0.0 1 - 0.0 5鲰 ― (10) ブラ ッシング 条件特定せず

2 （ つづき ） 従 来 法 本発明の方法

ί 予熱 1 0 0 - 1 8 0 Ό ( 6 0 1 4 0 Ό )

サンドプラスト 0.0 0 5 - 0, 0 5龍

1$ 洗浄 ト リクロ ロ工チル メ ： y キ 厚さく 5 ju m

1$ 予熱 8 0 ·2 3 0 TC 接合 減面率 ： 4 5 - 5 5 % ' ―

( 圧接 (4 5 - 6 0 %)

1) 焼鈍 1 8 0 - 2 3 0 1C 約 1.5時間 3 0 0 — 4 0 0 1C - 1 - 2時間

( <3 5 0 C -約 1.5時間）

8) 卷取 ]? 条件特定せず

記 ： （1)かつ こ内の条件は従来法中別の方法に よ る条件である。

(²)第^ - ^段階は第^段階で Α 合金を接合する裏金に適用される

el

^下の記述及びデータ を参照と して添附図面を説 明する こ と に よ って本発明の理解を更に深める。

図面の簡単な説明

第 1 図 - 第 3 図は A - Si 系合金の試験結果を示 し、

第 1 図は本発明のア ル ミ ニ ゥ ム系軸受合金及び

A Si - Cu ( 1 童量 ） 合金 - 但しケ ィ 素粒子は

5 ミ ク π ン未満 - の焼付荷重を合金のケ ィ 素含有量 の関数と して示すグ ラ フ 、

第 2 図は本発明のア ル ミ ニ ウ ム系軸受合金の疲労 荷重 （ 耐疲労性 ） を合金のケ ィ 素含有量の関数と し て示すグ ラ フ 、'

第 3 図は本発明のア ル ミ 二 ゥ ム系軸受合金の耐摩 耗性を Si含有量に対 して示 し、 ケィ 素粒子が 5 ミ ク ロ ン未満の A - Si - Cu ( 1 ） 合金 と共に示 した グ ラ フ である ' o

第 4 図 - 第 1 7 図は A - Si - Sn -Pb 系合金の

試験結果を示 し、

第 4 図は焼付荷重と最大寸法ケ ィ 素粒子の個数の 関係を示すグ ラ フ 、

第 5 図は焼付荷重 と軸の表面粗さの関係を示すグ ラ フ 、

第- 6 図は焼付荷重 と ケ ィ 素含有量の関係を示すグ ラ フ 、

_OMPI

?、一曹。 ノ 第 7 図は焼付荷重と潤滑油温の関係を示すグ ラ フ 第 8 図は軟質金属含有量に よ る焼付荷重の変化を 示すグ ラ フ 、

第 9 図は疲労強度と最大寸法ケ ィ 素粒子の関係を 示すグ ラ フ 、

第 1 0 図は摩耗量の時間変化を示すグ ラ フ 、

第 1 1 図は軸の粗さ変化と最大寸法ケィ 素粒子個 数の関係を示すグ ラ フ 、

第 1 2 図は焼付荷重とケ ィ 素含有量の関係を示す グ ラ フ 、

第 1 3 図は摩耗量と ケィ 素含有の関係を示すグ ラ フ 、

第 1 4 図ない し第 1 7 図は供試材アル ミ ニ ウ ム合 金の顕微鏡写真である。

第 1 8 図 - 2 3 図は A - Pb - S i 系合金について の試験結果を'示し、

第 1 8 図は焼付荷重と最大寸法ケィ 素粒子の個数 の関係を示すグ ラ フ 、

第 1 9 図は焼付荷重とケィ 素含有量の闋係を示す グ ラ フ、

第 2 0 図は摩耗量の時間変化を示すグ ラ フ 、

第 2 1 図は焼付荷重とケィ 素含有量の闋係を示す

ダ ラ.フ 、

第 2 2 図は摩耗量と ケィ 素含有の関係を示すダ ラ 一 o慮

' 7— ^WiFO 、 フ ゝ

第 2 3 図は供試材ア ル ミ - ゥ ム合金の顕微鏡組織 ス ケ ッ チ図である 。

第 2 4 図 - 第 3 3 図は A - Si - Pb - Sn 系合金 の試験結果を示 し、

第 2 4 図は焼付荷重と最大寸法ケ ィ 素粒子の個数 の関係を示すグ ラ フ、

第 2 5 図は焼付荷重と ケ ィ 素含有量の関係を示す グ ラ フ 、

第 2 6 図は疲労強度と ケィ 素含有量の関係を示す グ ラ フ 、

第 2 7 図は摩耗量と最大寸法ケ ィ 素粒子の関係を 示すグ ラ フ 、

第 2 8 図は焼付荷重のばらつ き を示すグ ラ フ 、 第 2 9 図は摩耗量の時間変化を示すグ ラ フ 、 第 3 0 図ば焼付荷重と ケ ィ 素含有量の関係を示す グ ラ フ 、

第 3 1 図は摩耗量と ケ ィ 素含有の関係を示すダ ラ フ ゝ

第 3 2 図及び第 3 3 図は供試材ア ル ミ - ゥ ム合金' の顕微鏡組織ス ケ ッ チ図であ る 。

第 3 4 図 - 第 3 8 図は A - S i - Pb 系合金の試験 結果.を示 し、

第 3 4 図は焼付荷重と最大寸法ケィ 素粒子の個数

C'MH

、 の関係を示すグ ラ フ、

第 3 5 図は焼付荷重とケ ィ 素含有量の関係を示す グ ラ フ 、

第 3 6 図は疲労強度と ケィ 素含有量の関係を示す グ ラ フ 、

第 3 7 図は摩耗量と最大寸法ケィ 素粒子の関係を 示すグ ラ フ 、

第 3 8 図は摩耗.量の時間変化を示すグ ラ フである 第 3 9 図な し第 4 7 図は A - S n - Pb - Mn等 系合金の試験結果を示し、

第 3 9 図は焼付荷重と最大寸法ケィ 素粒子の個数 の関係を示すグ ラ フ 、

第 4 0 図は焼付荷重と軸の表面.粗さの関係を示す グ ラ フ、

第 4 1 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 2 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 4 3 図は摩耗量の時間変化を示すグ ラ フ 、 第 4 4 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 5 図は摩耗量と マ ン ガ ン等の含有の関係を示 すグ'ラ フ 、

苐 4 6 図及び第 4 7 図は供試材ア ル ミ ニ ウ ム合金 の顕微鏡組織ス ケ ッ チ図である。

第 4 8 図 - 第 5" 2図は A - Pb - Mn 等系合金の試 験結果を示し、

第 4 8 .図は焼付荷重と最大寸法ケ ィ 素粒子の個数 の関係を示すグ ラ フ 、

第 4 9 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 ヽ

第 5 0 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 ヽ

第 5 1 図は摩耗量の時間変化を示すグ ラ フ、 第 5 2 図は摩耗量と マ ン ガ ン含有量の関係を示す グ ラ フ である 。

発明を実施するための最良の形態

以下の実施例にお て、 特記 し い限 ]) は本発明 のアル ミ 二 ゥ ム系合金軸受は第 1 表の条件を用いて 記述した方法'に よ ]? 調製された。 但し軸受合金自体 の性能を試験する場合には圧接以降の工程を省略 し 。

実施例 1

それそれの合金はア ル ミ 二 ゥ ム の他に 0. 5 重量 Cu 及び 0. 4 重量 C r を含有 し、 S i の含量は以下第 3 表に示した通 ]? である。 焼鈍後の冷却条件は制御さ れ .かっ た。 製法の第 8 段階の焼鈍及び冷却条件を 制御 して表 A に示すよ う にそれぞれの合金が 5 -

OMPI 1 0 ミ ク ロ ン の寸法の球状 Si 粒子を 3 3 - 3 8 個、 1 0 以上 2 0 ミ ク ロ ン以下の寸法の Si粒子を 1 0 - 1 3 個、 そして 2 0 ミ ク ロ ンを こえ 4 0 ミ ク ロ ン以 下の寸法の Si 球状粒子を 2 - 4 個、 Si の残部は 5 ミ ク 口 ン未満の粒子である よ う に した。

' 第 3 衣

これらの合金の耐焼付性を第 4 表に焼付試験器 A と して示された条件を用いて測定 した。 比較のため に A - Si - Cu ( 1 重量 ：） の合金を従来法に よ つ て調製して、 Si 粒子の寸法が 5 ミ ク ロ ン未満である よ う.にした。

O PI 第 4 試験機 条 件

A - 焼付試験機 回転円盤材料 ： 球状黒鉛錡鉄

円盤面粗さ ： 1一 1.2 mz Rz 潤滑油種 ： S AE 10 W - 3 0 (1)

ケロシン (1(

摺動速度 1 5 m/sec

潤滑条件 ハ° ッ ド給油法

強制荷重 1 0 0 mi ιι·

(

軸受表面粗さ ： l - 1.8 «n Rz

B - 疲労試験機 軸材料 ： AISI 1055 (鍛造）

潤滑油種 ： SAE 10 W - 3 0

軸表面粗さ ： 0.8 «Μ Rz

油温 ： 1 4 0 ± 2.5 Ό

油圧 ： 5

回転速度 ： 3 0 0 0 rpm

軸直径 ： 5 2 MM

軸硬さ ： Hv 500-600

応力繰返し ： 10⁷ 回

軸受表面粗さ ： 1-1.8 βτη Rz 軸受内径及び幅 ： 5 2 X 20m

C - 摩耗試験機 軸材料 ： 球状黒鉛篛'鉄

潤滑油種 ： 液体ハ。 ラ フ ィ ン

軸表面粗さ ： 0.8 - 0.9 « Rz 回転速度 ： 100 rpm

軸径 ： 4 0龍

軸硬さ ： Hv 200 - 300

強制荷重 ： 2 5

試験期間 ： 5 時間

Ο ΡΙ

ノ Λ 得られたデータ ーを第 1 図に示す。

第 1 図を参照する と明 らかな よ う に本発明のア ル ミ - ゥ ム系軸受合金では S i粒子の形状、 寸法及び個 数が制御されている ので、 5 ミ ク ロ ン未満の粒子を 含む同様の合金よ ]3 も耐焼付性が良好である こ とが わ力 ^¾る。

第 3 表の合金の耐疲労性を第 4 表に疲労試験器 B と して列挙した条件で測定した。 第 2 図に疲労荷重 のデータ を示す。 本発明の合金の耐疲労性は S i 含 有量が 0. 5 - 5. 0 重量 の範囲で変わる場合に比較 的一定であるが S i 含有量が 5重量 を越える と低下 する こ とがわかる。

第 3 表の合金の耐摩耗性を第 4 表に摩耗試験器 C と して列挙した条件によ って測定した。 これらの合 金の摩耗データ を第 3 図に示す。 比較のための合金 A - S i - Cu (1)合金 -COMP-A と記す - は S i粒子の寸 法が 5 ミ ク ロ ン未満であ ]? 同様にそのデータ を第 3 図に示す。

S i 粒子の形成が制御された本発明のアル ミ 二 ゥ ム 系軸受合金は耐摩耗性が極めて良好な こ とがわかる

S i 3 重量 、 C u 0. 5 重量 、 及び C r 0. 4 重量 残部がア ル ミ ユ ウ ム である組成の本発明のア ル ミ 二 ゥ ム'系軸受合金を上述の方法で調製した。 第 5 表

氺 2. 5 — く 5 ミ ク ロ ン の粒子個数 第 8 段階における焼鈍条件は試料 AA- 1 か ら AA - 3， AB-1 から AB-3 , AC— 1 か ら AC— 3 及び AD— 1 か ら AD - 3 を製造する よ う に変化させ、 これ らの試料の合金 では第 5 表に示すよ う に球状 Si粒子の分布を変えた c 本発明に よ るア ル ミ ニ ウ ム系軸受合金 （ 3 ^ Si , 0. 4 ^ Cr ；) の ビ ッ カ ー ス硬さ （ 2 5 は Cu 含有 量約' 0. 1 ^ , 0. 5 ^ ， 1 °h , 1. 7 5 においてそれ ぞれ Hv 約 4 0 ， 4 8 , 5 5 , 6 0 であ っ た。 こ の場 合、 合金の調製に用 られた焼鈍条件 （ 第 1 表の第

8 段階に相当する ） を制御して第 3 表 A の合金 AD - 2 に類似する Si 粒子分布を も つよ う に した。また、

3 % Si ， 0. 5 % Cu の場合は、 Cr 約 0. 1 % , 0. 3 % , 0. 5 ^ , 1 % にお て ビ ッ カ ー ス硬さ （ 2 0 0 ） は Hv 約 1 8 , 2 4 , 2 6. 5 , 2 8· 5 であった。

この場合、 合金の調製においては Si粒子の分布が 第 3 表の合金 D - 2 の よ う に した。

Cu 及び Cr の含有量は合金の硬さに重要な影響を もつこ とがわかる。 ただし、 Cr Cu 合金の硬さに およぼす影響は Cu のも のほど大き く は い。

各種 Si含有量を もつ本発明に よ るアル ミ ニ ウ ム系 軸受合金の耐焼付性及び耐疲労性.が優れている こ と を示すために、 Cii 含有量が 0. 5 重量 、 Cr 含有量 が 0. 重量％及び S i含有量が第 6表に示す値であ ]? 、 残部がア ル ミ - ゥ ムか らなる軸受合金を上述の方法 によ ]9又第 1 表に列挙した本発明の方法条件を用い て調製した。 焼鈍条件 （ 第 1 表の工程 8 ：) を第 6 表 に示すよ う る Si粒子の個数及び寸法分布が得 られる よ う に変化させた。

第 6 表のデータ はそれぞれの Si含有量につ て合 金の耐焼付性が Si粒子の個数及び寸法と共に増大し、 一方.耐疲労性は大き い Si粒子を含有する軸受合金に ついては若干低 く ¾る こ と を示 している。

一 O PI

A-,." WIPO ' 第 6 表

第 6 表に示す組成及び球状 Si 粒子を有する本発 明の軸受合金を調製 した。 比較の ^めに、 A - Si - Cu ( 1 wt ^ ：) 合金の Si 含有量を変化させ、 Si 粒 子を 5 ミ ク ロ ン未満と したも の （ 供試林 LA21-A24), Si 粒子形成を制御 しなかった L -Si ( 20 wt ） 合 金 （ 供試材 A 2 5 ) も同様に調製 し、 試験した結 杲を第 7 表に示す。 第 7表のデータが示すと ころに よ る と、 S i の他に、 Cu , M_g , Μϋ 及び Cr を単独で且 つ各種組合わせで含有する本発明のア ル ミ ニゥ ム系 軸受合金 も比較例の合金よ D優れた耐焼付性及び耐 摩耗性を有 している。

OMPI 第 7 '表 添 力 Β 元 素 焼付（A) 疲 労 （B)

(wt.^) cm

Mg(O.l) 50 600

50 600 Cr(l) 50 800

Cu(0.8) Mn(0.3) 60 750 Cr(0.6) 50 800

50 600

Cu(0.5) 50 600

Cu(l) 60 600

Cr(0.3) 70 750

Cu(0.4) Cr(0.4) 60 750 Cr(0.5) 50 800

60 600 90 600

Cu(l) 100 550 Cu(0.3) 80 600

Cu(l) Mn(0.8) 60 800

70 500

Cr(O.l) 80 600 Mg(2) 100 500

10 500

Cu(l) 50 400 Cu(l) 70 300 Cu(l) 30 600 Cu(l) 40 600

70 200

* 比較例 * ケ ィ 素粒子非制御

4.4

実施例 2

第 8表は供試材ア ル ミ ニ ゥ ム合金の組成及びケィ 素粒子分布を示 している。 表中及び以下特に断わら ない限 ]? 、 ケィ素粒子の Ϊ固数は 3.56 X 1 (J-²露² 当 ]? の個数を指す。

この実施例及び以下の実施例において、 所定組成 の ア ル ミ ニ ウ ム合金を違続篛造に よ ]?厚さ 1 5 籠の 板と し、 篛造板を ヒ。ー リ ン グ した後違続的に 6 籠の 板厚に冷間圧延した。 次に中間焼鈍 3 5 0 C を行 い、 続 く 冷間圧延に よ ]) ア ル ミ ニ ウ ム合金薄板を得 た。 続 て 3 5 0 〜 5 5 0 TC の範囲で所望の大き さ のケィ 素粒子を得る よ う に高温熱処理 し、 続 てァ ル ミ ニ ゥ ム合金薄板を 1 0 0 に予熱 し同様に予熱 した裏金鉄板に圧接 しそ して 3 5 0 Όで圧接のため の焼鈍を行 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。

_ OMPI_ 第 8 表

了ル ミ ニゥム合金供試材組成及びケィ素粒子分布

第 8 表の供試材を以下の条件に よ る焼付荷重測定 に付 した。

条件 A

テ ス タ 一 ジ ャ ーナル型焼付試験機

条 件 相手材軸ー FCD 7 0

潤滑油種一 SAE 10W- 3 0 ·

軸表面粗さ一 0.4： 〜 0.6 ΜτηΉ,ζ

潤滑油温一 1 4 0士 2.5

軸回転数一 1 0 0 0 rpm

軸 径ー 5 2 鹏

軸 硬 度一 Hv 2 0 0 - 3 0 0

荷 重一

n 間隔で

同量増加

軸受粗さ一 1 〜 1.8 JUmRz

軸 受 径ー 5 2 挪

焼付荷重測定結果を第 4 図に示す。 第 4 図にお て横軸は供試林の最大寸法ケ ィ 素粒子の個数である。 供試材は、 第 8表の五つの範囲の最大粒子寸法に よ ) B Aから B E ま での五つの群に分け られて、 第 4 図に示されている。 この図 よ ]) 次の事実が明 らかと ¾る C

(ィ） 焼付荷重は最大寸法ケィ 素粒子の個数-に よ ]? 左右され、 よ ]3 小さ 寸法のケィ 素粒子の個数には 殆んど影響されな 。

O PI ( 最大寸法ケ ィ 素粒子個数と と も に焼付荷重は 増大する。 但 し Β Α群の供試材の焼付荷重増加に く らべ、 よ ]? 大き ¾寸法のケィ 素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 (ィ）及び (口） よ 、 本発明では最低 5 ミ ク ロ ン のケィ 素粒子が 5個以上ある こ と に限定 した も のである o

実施例 3 ―

第 9 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 ]? であ った。

条件 B

テ ス タ — 交番荷重試験機

条 件 相手材軸ー S 5 5 C

潤滑軸種一 SAE 10W - 3 0 ■軸表面粗さ一 0.8 βτη ζ

潤滑油温一 1 4 0 ± 2.51C

潤滑油圧一 5 k?/c77i²

軸回転数— 3 0 0 0 rpm

軸 径一 5 2

軸 硬 度一 Hv 5 0 0〜6 0 0 軸回転回数一 1 0⁷ 回

軸受粗さ一 1〜； L.8 MmRz

軸 受 径一 5 2 X 2 0 mm

OMPI

に T 曹。 測定結果を第 9 表（ に示す。 これよ ]3 、 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ケィ 素 粒子によ i? 劣化 しないこ とが分かる。 なお、 第 9 表 (1)中で 5 ミ ク ロ ン未満の 'ケ ィ 素粒子個数は測定 して な 。 ま たこの相手林軸は機械構造用炭素鋼（S55C) であ ]) 、 本発明の軸受合金は相手材の炭素が黒銥と して存在 し ¾い場合に も有効である こ とが分かる。

__O PI 第 9 表 （1)

7ル ミ ニゥム合金供試材組成及びケィ素粒子分布

第 9 表 (2)

実施例 4

ケィ 素含有量が 1 % の供試材について実施例 3 と 同様な実験を行 ったと ころ、 第 1 0 表（1)及び（2)に 示すよ う に同様な結果が得られた。

第 1 0 表（1)

了ル ミ -ゥム合金供試材組成及びケィ素粒子分布

第 1 0表（2) 試 験 結 果

実施例 5

ケィ 素含有量が 3 の供試材にっき実施例 3 と同 様に実験を行な つた結果を第 1 1 表（1)及び（ に示す。 この結果は実施例 3 とほぽ同様である。

ΟΙ.ίΡΙ 第 1 1 表（1) ' ア ル ミ 二ゥ ム合金供試材組成及びケィ素粒子分布

表 (2)

実施例 6

ケ ィ 素含有量が 4. 7 の供試材にっき実施例 2 と 同様に実験を行 ¾ つた結果を第 1 2表（1)及び (²)に示 す。 この実験結果は実施例 .3 とほぼ同様である。

OMPI W^IFO 4、≤δ /

第 1 2 表（1)

アルミ -ゥ ム合金供試材組成及びケィ素粒子分布 ケィ素粒子個数（ 4.7wt% S i ) ₍

批 ) tei"

5 〜 1 0〜 2 0〜

< 5

< 1 0 〃m < 2 0 Mm く 4 0 <m

B 2 7 ba 1 0 0 0 1 5 3 0.5 0.4

B 2 8 ba 1 5 0 0 1 5 3 0.5 0.4

B 2 9 b a 1 2 1 0 0 1 5 3 0.5 0.4

B 3 0 ba 1 6 3 2 1 0 1 5 3 0.5 0.4

B 3 1 b a 1 1 2 5 6 3 2 1 1 5 3 0.5 0.4

B 3 2 bal 3 1 5 0 1 5 3 0.5 0.4

B 3 3 b & 1 2 2 1 1 5 1 5 3 0.5 0.4

B 3 4 ba 1 3 2 0 1 5 3 0.5 0.4

B 3 5 b a 1 1 2 5 5 0 1 5 3 0.5 0.4

―

？ 第 1 2表 (2) sil 験 結 果

_ OMPI r'い， 実施例 7

実施例 4 の供試材 B 1 2 及び実施例 5 の供試材 B 1 9 にっき 相手材の球状黒鉛錡鉄軸の表面粗さを 変化させ、 条件 A で焼付荷重を測定 した結果を第 5 図に示す。 お比較例 （ COMP ) と して 2 0 %

S n - 1 ^ Cu - A 合金の焼付荷重を測定 した。 同図 よ ]) 、 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 ¾ こ とが歴然と している。 ま た比較材は硬 質粒子の晶出がほ とんど く 、 軟質ス ズ相の一般的 概念の ¾ じみ饽に よ D アル ミ - ゥ ム合金に耐焼付性 を付与 している も のである。 依って、 第 5 図から一 般的概念及び特殊な じみ性の耐焼付性に及ぼす効果 の差異も う かが う こ とができ る。 さ ら に相手材は球 状黒鉛錡鉄であるか ら、 本発明材料の球状黒鉛篛鉄 に対する高い耐焼付性も 良 く 理解される と ころであ o

実施例 8

第 3 表に示す供試材の如 く ケ ィ 素粒子分布を一定 に し、 ケィ 素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 A ) を第 6 図に示 し、 ま た疲労 強度を測定 した結果 （ 条件 B ) は以下の とお ]? であ ク た o 第 1 3 表

アル ミ ニゥム合金供試材組成及びケィ素粒子分布

第 6 図 よ ]? 、 ダ イ 素含有量が約 4 5¾ にお て焼付 荷重が極大に る こ とが分かる。 既述の よ う に焼付 荷重は本発明のケ ィ 素含有量範囲では最大ケ ィ 素粒 子の個数及び寸法に よ 支配されるが、 この下限 5 ミ ク 口 ン の粒子寸法個数を一定に制御 した本実施例 ではケィ 素含有量に よ る多少の影響がみ られる。 こ れは 5 ミ ク ロ ン未満の微細ケ ィ 素粒子に よ る も のと 考え られる。

第 1 3 表よ ]) 、 ケ ィ 素含有量が 5 % を越える と疲 労強度が低下 している こ と が分か'る o これも上記微 細粒子に よ る も の と考え られる。

実施例 8 ( 同上 ）

鉛等、 銅等その他の種類を変化させて、 実施例 4 ， 5 及び 6 と同様の実験を行な った。 この結果を第 1 4 表（1)及び（ に示す。 これらの表 よ 各種任意成 分について、 十分 ¾焼付荷重及び疲労強度が得られ る こ とが分かる o

第 i 4 表 ω

アルミ二ゥム合金供試材組成及びケィ素粒子分布

*印は Mn を示す。

アル ミ ニゥム合金供試材組成及びケィ素粒子分布

アル ミ -ゥム合金供試材組成及びケィ素粒子分布

S i粒子個数（ 3 wt S i )

Cr 供 \ Sn Pb Cd In Bi Cu Mg

5〜 1 0〜 i 20〜 又

<5 im

材\ 1 0 <20 m <40 Mm Mn

Β 6 3 ba l bal 1 0 0 0 5 2 ― 2 一 一 0.8 ― 0.

Β 6 4 ba l bal 4 1 1 0 0 1 0 ― 一 2 ― 一 ― 一

Β 6 5 ba l bal 65 4 1 1 0 1 5 0.5 0.

Β 6 6 ba l bal 5 0 0 1.5 一 ― ― 一 ― 0.8 一

Β 6 7 ba l ba l 4 2 0 20 3 ― ― ― 0.1 ―

Β 6 8 ba l ba l 25 5 0 25 4 1

Β 6 9 ba l bal 1 1 3 0 0 30 0.5 2 1

Β 7 0 ba l ba l 83 21 0 15 3 0.5 0,3 0.

Β 7 1 ba l bal 42 1 0 3 10 3 0.5 0.

Β 7 2 bal bal 37 0 0 30

アル ミ ニゥム合金供試材組成及びケィ素粒子分布

第 1 4 表（2) 試 結 果

' OMPI 試 験 結 果

試 験 結 果

試 験 結 果

Α；、 WIPO 実施例 9 ( 同上 ）

第 8表の供試林を用いて以下に述べる実験を行な づた

(1) ス ラ ス ト 荷重下における焼付荷重

供試材 B C 1 〜 B C 5 を下記条件にて焼付荷重を 測定 した。

条件 D

テ ス タ ー 多面積試験機

条 件 相手材デ ィ ス ク ー FCD - 70

ディスクの表面粗さ一 1〜； I.2 rnRz

潤滑油種一 SAE10W- 30 ( 1容量部）

灯 油 （10容量部） すべ ]3速度— 1 5 m s

潤滑給油法一ハ° ッ ド給油

荷 重一 ： I 0 kgZcm²を 1 0分単位で

同量増加させた。

軸受粗さ一 1 〜 ： 1.8 τη ,ζ

測定結果は供試材 B C 1 ( 5 0

， B C 3 ( 9 0 WO ² ) , B C 4 ( 11 O^an² ) , B C 5 ( 170k^ ½²) であ った。 これよ ])、 ス ラ ス ト荷重に対する耐焼付 性も最大寸法 （ 1 0 〜 2 0 ミ ク ロ ン ） ケ ィ 素粒子個 数と と も に向上する こ とが分かる。

(2). 潤滑油油温の影響

B C 2 の供試材にっ き条件 A において 8 0 X：及び

ΟΜΡΙ

ニ寶⁰ 1 4 0 1C の油温にて焼付荷重を測定 した。 比較材と して 2 0 ^ Sn - 1 95 Cu - A 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 7 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 ¾差 カ ある こ と力 分；^る o

(3) 油温 1 4 0 1C における相手材 （ 鍛造軸及び球 状黒鉛錡鉄 ） の影響

B C 2 の供試材及び 2 0 ° Sn - 1 ^ Cu - 合金を 比較供試材と し、 条件 A ( 但 し油温 1 4 0 TC ) にて 焼付荷重を測定 した結.果は次表の と う ]9 であ った。

第 1 5 表 - ' 焼付荷重 （ /^²)

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 ¾いが、 球状黒鉛篛鉄

( ECD70 ) では極端な差が現われる。

(4) ス ズ及び鉛の効果

B C 2 の供試材のス ズ及び鉛の含有量を変化させ、 条件 A にて焼付荷重を測定 した結果を第 8 図に示す。 図中 「Sn +Pb | は Sn : Pb を B C 2 と同様の比率に保

EACT

_ CMPI γν リ つて合計量を増加させた例、 「Pb」 は Sn 量を B C 2 と同 じに保って Pb 量を変化させた場合、 「Sii」 は Pb 量を B C 2 と同様に保って Sn を変化させた例を 意味する。 これら よ ス 及び鉛は耐焼付性を向上 させる こ とが分かる。

(5) 疲労強度

B. A し B E の供試材の疲労強度を条件 B に よ 1)測定 した結果を第 9 図に示す。 B D の供試材及び B E の供試材は最大寸法ケ ィ 素粒子個数が増大する と比較的大きい疲労強度低下を示すこ とが分かる。

(6) 耐摩耗性

B C 2 の供試材にっき以下の条件にて摩耗量を測 疋 し： o

条件 C

テ ス タ ー 混合潤滑試験機

条 件 相手材軸ー FCD - 7 0

軸表面粗さ― 0.8〜 0.9 mRz 潤滑油種一流動 ノタ ラ フ ィ ン

軸回転数一 1 0 0 rpm

軸 径一 4 0 ?5 (藤）

軸 硬 度一 Hv 2 0 0〜 3 0 0

荷 重一 2 5 1^

比較のためにケィ 素を含有 しない 2 0 % Sn

Cu - A 合金の摩耗量を条件 C に よ ]) 測定 した。摩耗 量測定結果を第 1 0 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 時間後にはほ とんど摩耗量が増大 してい い。 この よ う る差異に ついて発明者は次の よ う 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 ]? 削 と られる こ と に よ ]? 、 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 している粗大ケィ 素粒子が、 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 ジ部を摩耗させ （ 削 ]?取 ]? ) 、 軸を軸受に と つ てよ 良い摺動状態 と ¾る軸表面に変化させる こ と に よ ]) 、 流体潤滑に近い状態 と し、 軸 - 軸受の直接 接触を妨げてお ])、 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。

(7) 軸の摩耗

供試材 B A , B B 及び B C につい.て、 これらの供 試材軸受の相手材であ る軸の粗さがどの よ う に変化 するかを条件 C の下で測定 した。 測定結果を第 1 1 図に示 した。 同図において縦軸の軸の粗さ変化は、 試験前後でその表面粗さが変化 し か った場合を 0 (〃 ) と し、 軸の表面粗さが粗 く な つた場合をプ ラ ス と して表わ してあ る。

同図 よ ]? 、 横軸ゼ ロ個、 す わち 5 ミ ク ロ ン以上 のケ ィ 素粒子力； 3.5 6 X 1 0 - 2 !"

Ml 当 ]? 1 個 も ない場合

O PI は軸が摺動軸受に よ 粗面化される。 一方軸の平滑 面化は最大ケィ 素粒子個数が多 く ま た粒子寸法が大 なほど促進される。 このこ とは粗大ケ ィ 素粒子が軸 表面の微細凹凸を一様に平坦化する作用を もつこ と を裏付けている。 また、 供試材 B C の如 く 最大 2 0 ミ ク 口 ン程度の大き なケィ素粒子を含んでいても、 軸を平滑面化 し、 却 ってこの作用が際立っている こ とは、 粗大なケィ 素粒子が適切である こ と を示 して いる ο

CMPI

Vv IPO 実施例 1 0 ( 同上 ）

実施例 7 の第 8 表の供試材 （ 本発明 ） B 3 6 〜

B 4 2 ·の焼付荷重を第 1 2 図に - 〇 - 線にて示す。

また、 この図面に - · - 線で示 した焼付荷重は、

· 1 5 % Sn 、 3 % Pb 、 0. 5 Cu 、 0. 4 % Cr を含有 し、 さ らにケ ィ 素含有量 を変化させたア ル ミ ニ ウ ム 合金を圧接前のに 3 5 0 1C で焼鈍 した他は本発明の 供試材と 同様の製法に よ ]9軸受を製造 した も のであ る。 第 1 2 図 よ ]? 、 本発明の高温熱処理 よ ]? ケィ 素 粒子寸法を制御 した供試材は高い耐焼付性を示すこ とが理解される 。

上記本発明及び比較材の摩耗量を次の条件で測定 した。

条件 G ' テ ス タ 一 ： 混合潤滑試験機

条件 ： 相手材軸 - FCD 7 0

軸表面粗さ - 0. 8 ~ 0. 9 mRz

潤滑油種 - 流動ハ。 ラ フ ィ ン

軸回転数 - 1 0 0 rpm

軸径 ー 4 0 0 ( 籠 )

軸硬度 - Hv 2 0 0 ~ 3 0 0

荷重 - 2 5

, テ ス ト 時間 - 5 Hr s

摩耗量測定結果を第 1 3 図に図す。 この図面よ 、

OMPI

く 0 本発明に よ る高温熱処理を行るぃケィ 素粒子寸法の 制御を行 う と （ B 3 6 - B 4 2 ) ス ズ含有ア ル ミ 二 ゥ ム合金の耐摩耗性が著 し ぐ向上する こ とが分かる < 実施例 1 1 ( 同上）

3 ?δ Si ヽ 1 5 % Sn ヽ 3 % Pb ヽ 0. 5 % Cu 、 及び

0. 4 % Cr を含.有するア ル ミ - ゥ ム合金の圧接前焼鈍 温度を以下の よ う に変化させた場合の水平面顕微鏡 写真をそれぞれの図面に示す

2 7 0 Ό ( 比較例低温熱処理 ） 第 1 4 図

4 0 0 T 第 1 5 図

4 8 0 C ( 加熱後徐？ f ) 第 1 6 図

5 3 0 Ό 第 1 7 図 . 第 1 4 図は比較例の組織を示 してお ]?、 ケィ 素粒 子はほとんどが 5 ミ ク ロ ン未満である 。 また 5 ミ ク ロ ン以上のケィ 素粒子も数個あるが、 圧延方向に伸 びた針状又は扁平状を呈 している。

第 1 5 図は 5 〜 1 0 ミ ク ロ ンにケィ 素粒子の大 き さを制御 した例である 。 第 1 4 図 と第 1 5 図を比較 する と 5 ミ ク ロ ン未満の微細ケィ 素粒子が第 1 5 図 では少な く ！） 、 5 ミ ク ロ ン以上の粗大且つ塊状の ケ ィ 素粒子が認め られる。 この事実か ら本発明の高 温熱処理に よ る と微細る ケィ 素粒子が合体 し、 粗大 粒子に変化する と推測される 。 第 1 6 図は 1 0 ミ ク ロ ンを越え 2 0 ミ ク ロ ン以下、 第 1 7 図は 2 0 ミ ク

C PI ロ ンを越え 3 0 ミ ク ロ ン以下の寸法にケ ィ 素粒子の 寸法を制御 した も のである 。 塊状の析出物と 比較す る と細長 形状の析出物は Sn + Pb の合金粒子であ る。 第 1 5 図 と第 1 6 図を比較する と Sn + Pb の合 金粒子は よ ]9 高温の熱処理に よ ]J粗大化 している こ とが分かる 。 しか し ¾が ら Sn + Pb 合金粒子は不規 則形状に D ケ ィ 素粒子は多角形な どの規則形状に 変.化しているか ら、 前者の高温熱処理中の挙動 と後 者の挙動 とは明 らかに相違 している。 こ こで、

Six + Pb 合金粒子は低融点であるか ら溶融軟ィヒ 'によ

J?形状変化が起 こ る こ と は、 ス ズ （ 鉛 ） 含有金属材 料の一般的知識か らあ る程度予測される。 しか し ¾ がらケ ィ 素粒子の合体 とそれに伴な う 塊状化につい ては、 理論的に妥当 説明は困難である。

実施例 1 2 ( AX - Si - Pb 系合金 ）

第 1 6 表は供試材ア ル ミ ニ ウ ム合金の組成及びケ ィ 素粒子分布を示 している。

O P1 、 " 。 ノ 第 1 6 表

アルミ -ゥム合金供試材組成及びケィ素粒子分布

OMPI

WIPO 第 2 表の供試材を前述の条件 A に よ る焼付荷重測 定に付した。

焼付荷重測定結果を第 1 8 図に示す。 第 1 8 図に おいて横軸は供試材の最大寸法ケ ィ 素粒子の個数で ある 。 この図 よ ]? 次の事実が明 らかと るる。

焼付荷重は最大寸法ケ ィ 素粒子に よ ]9 左右される c すなわち B A , B B , B C , B D及び B E 群におい て後者の方が焼付荷重が高 く なつ ている 。 ま た A群 以外では、 最大寸法ケ ィ素粒子個数と と も に焼付荷 重は増大する 。 本発明の範囲外の A群の供試材では 焼付荷重が高 々 5 0 0 K₉Z m² 弱に しか達 し ¾いが、 本発明に よ る と この 2倍の焼付荷重が得 られる 。

実施例 1 3 . '

第 1 7 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前述の B の とお ]) であ っ た。 測定結果を第 1 7 表（²)に示す。 これ よ 0 本発明に よ る と焼付荷重が向上しまた疲労 強度は粗大 ¾ケィ 素粒子に よ i9 劣化 し い こ と が分 る 。 なお、 第 1 7 表（1)中で 5 ミ ク ロ ン未満のケ ィ 素 粒子個数は測定 して い。 ま たこ の相手材軸は機械 構造用炭素鋼 （ S 5 5 C ) であ ])、 本発明に よ る軸 受合金は相手材の炭素が黒鉛 と して存在 しない場合 にも 有効 であ る こ とが分かる 。

CMPI 第 1 7 表 （1)

アルミ -ゥム合金供試材組成及びケィ素粒子分布

CMH 謂 第 1 7 表（2) 試 験 結 果

実施例 1 4

ケ ィ 素含有量が 1 の供試材について実施例 1 3 と 同様る実験を行 った と ころ、 第 1 8表（1)及び (²) に示すよ う に同様な結果が得 られた。

C PI 第 1 8 表 （1) アルミニゥム合金供試材組成及びケィ素粒子分布

第 1 8 表（2) 試 験 結 果

実施例 1 5

ケ ィ 素含有量が 3 % の供試材にっ き 実施例 1 3 と 同様に実験を行 つた結果を第 1 9 表（1)及び (2)に示 す。 この結果は実施例 1 3 と ほぽ同様である 。

C FI

V/IPO 第 1 9 表（1)

アルミ -ゥム合金供試材組成及びケィ素粒子分布

9 表（2) 試 験 結 果

実施例 1 6

ケ ィ 素含有量が 4. 7 % の供試材にっ き 実施例 1 3 と同様に実験を行なっ た結果を第 2 0 表（1)及び (²)に 示す。 この実験結果は実施例 1 3 と ほぽ同様である <

、 ,o ノ 第 2 0 表 （1) アルミ -ゥ厶合金供試材組成及びケィ素粒子分布

REACT

O PI 第 2 0 表 （2)

実施.例 1 7

実施例 1 3 の供試材 C C 3 にっき相手材の球状黒 鉛篛鉄軸の表面粗さを変化させ、 条件 A で焼付荷重 を測定 した結果を次表に示す。 なお比較例と して 4

°h Sn - 1 % Cu A 合金の焼付荷重を測定 した。

第 2 1 表

焼付荷 重（ Z ² )

f UREA O Pl く/ V IPO ^ この表 よ ]? 、 本発明材料の焼付荷重が相手材の表 面粗さに よ らず良好る こ とが歴然と して る 。 ま た 比較材は硬質粒子の晶出がほ とんどる く 、 軟質スズ 相の一般的概念のな じみ性に よ アル ミ - ゥ ム合金 に耐焼付性を付与 している も のである 。 依っ て、 第 1 表から一般的概念及び特殊な じみ性の耐焼付性に 及ぼす効果の差異 も う かがう こ とができる 。 さ らに 相手材は球状黒鉛篛鉄であるか ら、 本発明材料の球 状黒鉛錄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 1 8

第 2 2表に示す供試材の如 く ケィ 素粒子分布を一 定に し、 ケィ 素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 A ) を第 1 9 図に示 し、 また 疲労強度を測定 した結果 （ 条件 B ) $ ¾ 2 2 ¾ } 7R し f: 。

第 2 2 表 アル ミ -ゥム合金供試材組成及びケィ素粒子分布

第 1 9 図 よ ]) 、 ケ ィ素含有量が約 3 % 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 付荷重は本発明のケィ 素含有量範囲では最大ケィ 素 粒子の個数及び寸法に よ ]?'支配されるが、 こ の下限 5 ミ ク 口 ンの粒子寸法個数を一定に制御した本実施 例ではケ ィ 素含有量に よ る多少の影響がみ られる。 これは 5 ミ ク ロ ン未満の微細ケィ 素粒子に よる もの と考え られる 。

第 2 2 図 よ ]?、 ケィ 素含有量が 5 % を越える と疲

10 労強度が 下している ことが分る。 これも上記微細 粒子に よ る も の と考え られる。

実施例 1 9

鉛等、 銅等その他の種類を変化させて、 実施例 1 3 , 1 , 1 5 及び 1 6 と 同様の実験を行 った,

15 この結果を第 2 3 表（1)及び（2)に示す。 これらの表よ ]9各種任意成分について、 十分な焼付荷重及び疲労

第 2 3 表 （1)

アルミ ニウム合金供試材組成及びケィ素粒子分布

*印はマンガンを指す。 以下第 23表において同じ。

アルミ -ゥム合金供試材組成及びケィ素粒子分布

アルミニゥム合金供試材組成及び粒子分布

アルミ ゥム合金供試材組成及びケィ素粒子分布 ケィ素粒子個数（ 4.7wt¾¾Si)

5〜 10〜 20〜 Pb Cd In Bi Cu Mg Cv

ノ 又は

<5 く 10 i <2 Mm Mn

C59 ha 5 0 0 3 0.4 0,6

C60 ba£ 31 0 0 1 **· 0.2 0.1*

C61 ba^ 95 0 0 2 1 *-* 0.1

t

«

C62 ba 25 5 0 3 1

C63 ba 36 10 5 3 1.5 1.0

C64 ba^ 94 5 0 ·«-· 3

第 2 3 表（2)

OMPI 実施例 2 0

第 1 6 表の供試材を用いて以下に述べる実験を行 った。

(1) 潤滑油油温の影響 '

C C 3 の供試材にっき条件 A において 8 0 Ό及び 1 0 TC の油温にて焼付荷重を測定 した。 比較材と して 4 Sn - 1 % Cn - A 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 2 4 表に示す。 第 2 4 表

焼付荷重（ Z^² )

比較材 と本発明の材料では高温下の焼付荷重に極端

差がある こ とが分かる。

(2) 油温 1 4 0 における相手材 （ 鍛造軸及び球 状黒鉛鐃鉄 ） の影響

C C 3 の供試材及び 4 1o Sn - 1 ?5 Cn -A^合金を比 較供試材 と し、 条件 A ( 但 し油温 1 4 0 1C ) にて焼 付荷重を測定 した結果を第 2 5 表に示す。 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

OMPI 荷重に大 き な差は いが、 球状黒鉛鐃鉄 （ FCD 7 0 ) では極端な差が現われる - 0 第 2 ⁵ 表

焼付荷重（ Zm² )

(3) 耐摩耗性

c c 3 の 會 枋

及び比較のためにケ ィ 素を含有 し い 4 ^ Sn - 1^ Cn-A 合金の摩耗量を前述の条件 C に よ ]) 測定 した 摩耗量測定結果を第 2 0 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 時間後に はほ とんど摩耗 が増大 してい い。 この よ う な差 異について発明者は次の よ う に考える 。

本発明材料では軸受表面に存在 している粗大ケィ 素粒子が、 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 ジ部を摩耗させ （ 削 取 ]? ) 軸を軸受に と つ て よ 良い摺動状態 と る軸表面に変化させる こ と に よ i? 、 流体潤滑に近い状態 と し、 軸 - 軸受の直接 接触を妨げてお！）、 これが軸受の摩耗進行を停止さ

_OMPI く⁴ せて る も のと想定 している。

実施例 2 1 ( 比較例 ）

4 5S Sn , 3 i> Pb , 0. 5 ？ δ Cu , 4 % Cr を含有し, さ らにケィ 素含有量を変化させたア ル ミ - ゥ ム合金 を圧接前に 3 5 0 Cで焼鈍 した他は本発明の供試材 と 同様の製法に よ ])軸受を製造 した。 条件 'A で焼付 荷重を測定 した結果を第 2 1 図に示す。 第 2 1 図 と 第 1 9 図にて 5 ？ δ未満の同一ケィ 素含有量を比較す る と本発明の供試材は格段と高 焼付荷重が得られ る こ とが分かる。 .

上記比較材及び本発明の供試材 C 3 3 〜 3 8 ( 実 施例 1 7 ) の摩耗量を条件 C で測定 した結果を第 2 2 図に示す。 この図面よ ]? 、 本発明に よ る高温熱 処理を行ないケィ 素粒子寸法の制御を行う と.鉛含有 ア ル ミ - ゥ 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 2 2

3 % Si , 4 ^ Pb , 0. 5 5δ Cu ， 及び 0. 4 S¾ Cr を 含有する ア ル ミ 二 ゥ ム合金の圧接前焼鈍温度を以下 の よ う に変化させて水平面の顕微鏡組織を観察 した。

2 O O ( 比較例低温熱処理 ）

4 0 0

* 4 8 0

5 3 0 1C加熱後徐冷

CMPI 比較例の組織では、 ケィ 素粒子はほ とんどが 5 ミ ク ロ ン未満であ ]? 、 ま た 5 ミ ク ロ ン以上のケ ィ 素粒 子も数個あ るが、 圧延方向に伸びた針状又は扁平状 を呈 している 。

4 0 0 Ό では 5 〜 1 0 ミ ク ロ ンにケ ィ 素粒子の大 き さ を制御 した例であ る 。 比較例の場合と 4 0 0 X： を比較する と 5 ミ ク ロ ン未満の微細ケ ィ 素粒子が 4 0 0 1 では少な く る ])、 5 ミ ク ロ ン以上の粗大且 つ塊状のケ ィ 素粒子が認め られる。 こ の事実か ら本 発明の高温熱処理に よ る と微細なケ ィ 素粒子が合体 し、 粗大粒子に変化する と推測される 。 4 0 0 で は 1 0 ミ ク ロ ンを越え 2 0 ミ ク ロ ン以下、 4 8 0 Ό では 2 0 ミ ク ロ ンを越え 3 0 ミ ク ロ ン以下の寸法に ケ ィ 素粒子の寸法が制御された。 塊状のケ ィ 素晶出 物の他に細長い形状の Pb の合金粒子で晶出物が認め られた。 4 8 t と 5 3 0 Ό を比較する と Pb の合金 粒子は よ 1) 高温 の熱処理に よ ]?粗大化 している こ と が分かっ た。 5 3 0 C のケ ィ 素及び鉛粒子のス ケ ッ チ図を第 2 3 図に示す。 Pb 合金粒子は不規則形状に ¾ j? ケ ィ 素粒子は多角形な どの規則形状に変化 して いるから、 前者の高温熱処理中の挙動 と後者の挙動 とは明 らかに相違 している 。

OMPI 実施例 2 3

第 2 6 表は供試材ア ル ミ ニ ウ ム合金の組成及びケ ィ 素粒子分布を示 している。 表中及び以下特に断わ らない限 、 ケィ 素粒子の個数は 3. 5 6 X 1 0"²»² 当 ]? の個数を指す。 お供試材 D B 1 以降の 2 〜 5 ミ ク ロ ン の ケ ィ 素粒子値数は測定 してい い。

第 26 表

了ルミ ニ ゥム合金供試材組成及びケィ素粒子分布

OMPI

/ル V/IPO 、 '' 第 2 7 表の供試材を以下の条件に よ る焼付荷重測 定に付 した。 こ こでは低粘度潤滑油を用い苛酷な条 件と した。

条件 A'

テス タ 一 ジ ャ ー ナ ル型焼付試験機

条 件 相手林軸 - FCD 70

潤滑油種 - SAE 5 W- 30

軸表面粗さ 一 0.4〜0.6 iwRz

潤滑油温 - 1 60土 2.5 X：

軸回転数 - 1 0 0 0 rpm

軸 径 - 52露

軸 硬 度 - Hv 20 0 - 300

荷 重 - 50k 4/30min間隔で同量増加 軸受粗さ - 1〜： L8 mRz

軸 受 径 - 52酶

焼付荷重測定結果を第 2 4 図に示す。 第 2 4 図に お て横軸は供試材の最大寸法ケィ 素粒子の個数で ある。 供試材は、 第 2 6 表の五つの範囲の最大粒子 寸法に よ D Aか ら D E ま での五つの群に分け られ て第 2 4 図に示されている。 この図 よ 分かる焼付 荷重は最大寸法ケィ 素粒子に よ ]? 左右され、 よ ！）小 さい寸法のケィ 素粒子の個数には殆んど影響されな い と 'の事実よ 、 本発明では最低 5 ミ ク ロ ン のケィ 素粒子が 5 個以上ある こ と に限定 したも のである。

OMFI 実施例 2 4

第 2 7 表（1)に示す供試材について焼付荷重 （ 条件 A ) 、 疲労強度及び摩耗尊を測定 した。 疲労強度の 測定条件は次の と お であ った。

条件

テ ス タ ー ： 交番荷重試験機

条 件 ： 相手材軸 - S 5 5 C

潤滑油種 - SAE 1 0 W - 3 0 軸表面粗さ - 0.8 τηΚζ

潤滑油温 - 1 4 0 ± 2.5匸 - 潤滑油圧 - 5

軸回転数 - 3 0 0 0 rpm

軸 径 - 5 2 ø

軸 硬 度 - Hv 5 0 0〜6 0 0 軸回転回数 - 1 0⁷回

軸受粗さ - 1〜； 1.8 MWRZ

軸 受 径 - 5 2 X 2 0 »

測定結果を第 2 7 表（2)に示す。 これ よ ]) 、 本発明 に よ る と耐焼付性及び耐摩耗性が向上 し、 ま た耐疲 労性は粗大ケィ 素粒子が多 く と も 低下が目立た ¾い こ と が分力ゝる 。

摩耗量の測定条件は次の と お ]? であ っ た。

条件 G

テ ス タ ー ： 混合潤滑試験機

/ v:?o 件 ： 相手材軸 - FCD 70

軸表面粗さ ： 0.8〜 0.9 M z 潤滑油種 - 動ハ。ラ フ ィ ン 軸回転数 - 1 0 0 rpm 軸 径 - 4 0 ø (露）

軸 硬 度 - Hv 2 0 0〜3 0 0 荷 重 - 5 0

テスト時間 - 5 Hrs

10

15

20

24 第 27 表 （1)

ルミ -ゥム合金供試材組成及びケィ素粒子分布

o O

第 2 7 表 （2) 試

実施例 2 5

ケィ 素含有量が 8 の供試材について実施例 2 4 と同様な実験を行な っ たと ころ、 第 2 8 表（1)及び（2) に示すよ う に同様る結果が得 られた。

OM?I V/IfO , 第 28 表 （1)

アルミ ニウム合金供試材組成及びケィ素粒子分布

Si粒子個数（8wt% Si) 1

S n Pb Cu C r

5〜 10く〜 17く〜 . 25く〜

(wt^) (wt¾ (wt^)

材\ く 5 βτη 10扉 Π Mm 25 τη 40 βτη,

_ .— ■ ' 一

D 8

bal 0 0 0 0 15 3 0.5 0.4

(比較材）

D 9

bal Q o u U U 15 3 0.5 0.4

(比較材）

D 10 bal 5 0 0 0 15 3 0.5 0.4

D 11 bal 6 1 0 0 0 15 3 0.5 0.4

D 12 bal 8 1 33 0 0 15 3 0.5 0.4

D 13 bal 5 3 25 6 0 15 3 0.5 0.4

D 14 bal 3 3 18 7 4 15 3 0.5 0.4

Is 第 2 8 表 （2)

実施例 2 6

ケィ 素含有量が 1 1 の供試材にっき 実施例 2 4 と同様に実験を行なった結果を第 2 9 表（1)及び（ に 示す。 この結果は実施例 2 4 とほぽ同様である。 第 29 表 （1)

アルミニウム合金供試材組成及びケィ素粒子分布

第 29 表 （2) 験 結

実施例 2 7

第 3 0 表に示す供試材の如 く ケィ 素粒子分布を一 定に し、 ケィ 素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 ） を第 2 5 図に示し、 ま た 疲労強度を測定 した結杲 （ 条件 ^ ) を第 2 6 図に示 した'。 第 30 表

アル ミ ニゥム合金供試材組成及びケィ素粒子分布

第 2 5 図 よ ]?、 ケィ 素含有量が約 6 5¾に おいて焼 付荷重が極大に る こ と が分かる。 既述の よ う に、 本発明の耐焼付性は、 特殊な じみ性及び軸支持作用- をケィ 素粒子が発攆する こ と に よ ]? も たらされる。

こ の実施例では、 5 ミ ク ロ ン ¾上のケィ 素粒子の分布 を一定にしたので特殊なじみ性の耐焼付性への寄与はケ ィ素含有量にかかわらず一定と考えられる。 しかしながら、 焼付荷重すなわち耐焼付性は約 6 %で極大と ¾る。 これ は 5 ミ クロ ン未満の微細粒子の作用が約 で最も顕著に な D、 粗大ケィ素粒子を強固に'アルミ ニウムマ ト リ ックス によ ]3保持するためである。 一方、 約 6 %を 越える と ァ ルミ - ゥムマ ト リ ックスが特に動的挙動の信頼性を欠き、 疲労現象も 顕著に ¾るので、 アルミ ニウ ムマ ト リ ッ クス の強度低下の面から、 合金全体の耐焼付性が低下する 。

第 2 6 図 よ ]3 、 ケィ 素含有量が 5 % 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。

実施例 2 8

鉛等、 銅等及びク ロ ム の添加元素の種類及び量を 変化させた供試材にっき 、 焼付荷重、 疲労強度及び 摩耗量を測定 した結果を第 3 1表 (1)，（²) -第 3 3表 (1) ， (2) に示す。 これらの表 よ ]? 、 本発明の粗大ケィ 素粒子 制御 よ ]3 各種添加元素含有ア ル ミ ニ ゥ ム 合金につ いて優れた軸受性能が得 られる こ と が分かる。

C' PI

、(） 第 31 表 （1)

第 31 表 （2) 験 結 果

_OM?I ； _ 第 32 表 （1)

*印はマンガンを意味する。

第 32 表 （2) 験 結

第 33 表 （1)

アル ミ - ゥ ム合金供試材組成及びケィ素粒子分布

*印はマンガンを意味する,

33 表 (2)

試

実施例 2 9

第 2 6 表の供試材を用いて以下に述べる実験を行 ¾ つた。

(1) 摩耗試験 （ 条件 G )

摩耗試験の結果を示す第 2 7 図 よ 、 ス ズ含有 ア ル ミ ニ ウ ム合金の耐摩耗性は第一に、 ケィ 素粒 子の量大寸法 （ すなわち D Aか ら D E群ま での何 れか ） 及び、 第二に最大寸法粒子個数に よ て決 ま る こ と が分かる。

(2) ' 潤滑油油温の影響

D C 2 の供試材にっき 条件 A'において 8 0 及 び 1 4 O lC の油温にて焼付荷重を測定 した。 比較 材と して 2 0 °h Sn - 1 Cu - A^合金を供試材と し て同様の測定を行 つた。 この結果を第 3 4 表に 示す。

第 34

焼付荷重 ( cm²)

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 。

(3) 油温 1 4 0 C における相手材 （ 鍛造軸及び球 状黒鉛錡鉄 ） の影響

D C 2 の供試材及び 2 0 Sn - 1 Cn-A -合金 を比較供試材と し、 条件 ^ ( 但 し油瘟 1 4 0 TC ) に て焼付荷重を測定 した結果を第 6 図に示す。 第 3o

焼付荷重 （k§^m²)

本発明 と比較例の供試材では相手材が鍛造材の場 合には焼付荷重に差は ないが、 球状黒銥篛鉄（DC 1 ) では極端な差が現われる。

(4) 焼付荷重のば らつき

D C 2 の供試材及び比較材と して、 2 0 Sn +

1 5¾ Cu - A^及び 8 % Si + l Cu - A （但 しケ ィ 素粒子 の寸法は 5 ミ ク ロ ン未満） を用 、 それぞれ 3 個の 供試材にっ き 条件 A'で焼付荷重を測定 した。 こ の結 . 杲を第 2 8 図に示す。 第 2 8 図 よ 、 本発明の DC2 の材料は焼付荷重が高 く 且つばらつき が少 い こ と カ 分力 る。

(5) 耐摩耗性

D C 2 の供試材にっき 前述の条件 C にて摩耗量 を測定 した。 測定結果を第 2 9 図に示す。

比較のために ケィ 素を含有 しない 20 % Sn-l % Cu - kJ 合金 - COMPE(l) -及び 8 95 Si - l ^ Cu - A^ 合金 - C0MPD(²)-の摩耗量を条件じ に よ 測定結果を示す第 2 9 図 よ ]3 、 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 2 時間後にはほとんど摩耗量が増 大.してい い。 この よ う ¾差異について発明者は次 の よ う に考える。 比較材（1) ， （²)では主と して 質の ス ズ相が相手材軸に よ 削 と られる こ とに よ ]9 、 絶えす'比較材は摩耗 している。 比較材（ のケィ 素粒 子は 5 ミ ク ロ ン未満であ 、 その耐摩耗性に 目立つ 一 ΟΜΗ · ほ どの寄与をせず、 ま た軟質金属が少な く 、 アル ミ - ゥ ム マ ト リ ッ ク スが脆 く っている と ころか らそ の消耗が多い と考え られる。 一方本発明材料では軸 受表面に存在 している粗大ケィ 素粒子が摺動初期の 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'等のェ ッ ジ部を摩耗させ

( 削 取 ]3 ) 、 軸を軸受に と つ て よ 良い摺動状態 と ¾ る軸表面に変化させる こ と に よ j？ 、 流体潤滑に 近い状態 と し、 軸 · 軸受の直接接触を妨げてお ]?、 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 3 0

1 5 > Sn , 3 ^ Pb , 0. 5 9δ Cu , 0. 4 ?δ Cr を含有 し、 さ らに ケィ 素含有量を変化させたア ル ミ - ゥ ム合金 比較材を圧接前の 3 5 0 1C で焼鈍 した他は本発明の 供試材と 同様の製造に よ ]? 軸受を製造 した。 条件 A' で測定 した焼付荷重を第 3 0 図に示す。 第 3 0 図を 第 2 5 図 と比較する と 本発明の高温処理 よ ]? ケ ィ 素 粒子寸法を制御 した供試材は高い耐焼付性を示すこ と が理解される。

上記比較材と本発明の供試材 D 2 9 〜 D 3 6 ( 第 3 1 表 ） の条件 G で測定 した摩耗量を第 3 1 図に示 す。 'こ の図面 よ ]9 、 本発明に よ る高温処理を行 い ケィ 素粒子寸法の制御を行 う と （ D 2 9 〜 3 6 ) ス

/λ, ' vVIPO - ズ含有ア ル ミ - ゥ ム合金の耐摩耗性が著 し く 向上す る こ と 力 S分かる 。

8 % Si ， 1 5 ^ Sn , 3 % Pb ， 0.5 Cu ， 及び 0.4

Crを含有するア ル ミ 二 ゥ ム 合金の圧接前焼鈍温度を 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 チ図それぞれ次の図面に示す。

27 0 Ό ( 比較例低温熟処理 ） 第 3 2 図

50 0 TC加熱後徐冷 (高温熱処理） 第 3 3 図

これよ 本発明の高温熱処理は ケィ 素粒子を塊状 に変える こ と が分かる 。 ノ

実施例 3 1

第 3 6 表は供試材ア ル ミ - ゥ ム合金の組成及びケ ィ 素粒子分布を示 している。 お供試材 E B 1 以降 の 2 〜 5 ミ ク ロ ンの ケィ 素粒子個数は測定 していな

^。

Vr'IFO ソ 3 6

ア ル ミ ゥ ム合金供試材組成及びケィ 素粒子分布

第 3 6 表の供試材を以下の条件によ る焼付荷重測 定に付 した。 こ こ では低粘度潤滑油を用 苛酷な前 述の条件 P とした。

焼付荷重測定結果を第 3 4 図に示す。 第 3 4 図に おいて横軸は供試材の最大寸法ケィ 素粒子の個数で ある 。 供試材は、 第 3 6 表の五つの範囲の最大粒子 寸法に よ ]J E Aから E D ま での四つの群に分け られ て、 第 3 4 図に示されて る 。 この図 よ ]?分かる焼 付荷重は最大寸法ケィ 素粒子に よ 左右され、 よ 小さ 寸法のケィ 素粒子の個数には殆んど影響され との事実 よ ]) 、 本発明では最低 5 ミ ク ロ ンのケ ィ 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 3 2

第 3 6 表（1)に示す供試材につ て焼付荷重 （ 条件 ' ） 、 疲労強度及び摩耗量を測定 した。 疲労強度の 測定条件は前述の条件 のと う であった。 測定結 果を第 3 7表（²)に示す。 これよ ]? 、 本発明に よ る と 耐焼付性及び耐摩耗性が向上 し、 ま た耐疲労性は粗 大ケィ 素粒子が多 く と も低下が目立たないこ とが分 か 。

— OMPI

、 二 ⁰ 第 3 7 表 （1)

ア ル ミ 二 ゥ ム合金供試材組成及びケ ィ 素粒子分布

第 3 7 表 (2)

試

吉

実施例 3 3 ケィ 素含有量が 7 の供試材について実歸例 3 2 と同様な実験を行 っ たと ころ、 第 3 8表（1)及び (2) に示す よ う に同様 ¾結果が得.られた。

一。慮

、 冒 o ， · 第 3 8 表 （1)

ァノレ ミ - ゥ ム合金供試材組成及びケ ィ 素粒子分布

ケ ィ 素粒子個数 （ 7 wt % Si )

供

試 \

材 \ < 5 τα 5〜1 0 τα 10く〜 20 im 20く〜 40 Am

E 6 6 0 0 4 0.5 0.4

E 7 b a 9 6 8 0 4 0.5 0.4

E 8 6 6 3 8 1 6 4 0.5 0.4

E 9 ba - 5 6 0 0 4 0.5 0.4 E 1 0 ba . 6 1 "2 9 0 4 0.5 0.4

へ

へ

> y— 第 3 8 表 （2) 試 験 結 果

実施例 3 4

ケィ 素含有量が 9 の供試材にっき'実; ^例 3 2 と 同様に実験を行な った結果を第 3 9 表（1)及び（2)に示 す。 この結果は実施例 3 2 とほぽ同様である。

，S£

OVIFI C WIFO 第 3 9 表 （1)

ア ル ミ ュ ゥ ム合金供試材組成及びケィ 素粒子分布

第 3 9 表 （2) 試 験 結 果

実施例 3 5 ケィ 素含有量が 1 1 の供試材にっき実施例 3 2 と同様に実験を行 ¾ つた結果を第 4 0 表（1)及び (2)に 示す。 この結果は実施例 3 2 とほぼ同様である。

O J' I

Ay WIPO 第 4 0 表 （1) ア ル ミ 二 ゥ ム合金供試材組成及びケィ 素粒子分布

ケィ 素粒子個数 （ 1 Iwt Si )

供 成 kt Pb Cu Cr

材 \ < 5 im 5〜10 M 10く〜 20 20く〜 40 im

Ε 1 6 1 6 0 0 4 0.5 0.4

Ε 1 7 b z.JL 9 3 2 6 0 4 0.5 0.4

t t Ε 1 8 bat 7 8 5 1 2 5 4 0.5 0.4

Ε 1 9 b& 1 2 9 0 0 4 0.5 0.4

Ε 2 0 9 7 4 8 0 4 0.5 0.4

第 4 0 表 （2) 験 結 果

実施例 3 6

第 4 1 表に示す供試材の如 く ケィ 素粒子分布を一 定に し、 ケィ 素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 Α' ) を第 3 5 図に示 し、 また 疲労強度を測定 した結杲 （ 条件 ：） を第 3 6 図に示 した。 なお、 第 3 5 図には 4 5δ Pb , 0. 5 % Cu , 0.4 Cr及び 1 0 %以下の Si を含有するアル ミ 二 ゥ ム合 金を圧接前の熱処理を 3 5 0 で行な っ た結杲を比 較例 （ COMP- E ) として示す。 第 4 1 表

ア ル ミ - ゥ ム合金供試材組成及び素粒子分布

第 3 5 図 よ ]? 、 ケィ 素含有量が釣 8 % 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、 本発明の耐焼付性は、 特殊な じみ性及び軸支持作用 をケィ 素粒子が発揮する こ と に よ も た らされる。 こ の実施例では、 5 ミ ク ロ ン以上のケ ィ 素粒子の大 き さ と個数の分布を一定に したので特殊な じみ性の 耐燒付性への寄与はケィ 素含有量にかかわ らず一定 と考え られる 。 しかしながら、 焼付荷重す わち耐 焼付性は約 6 で極大と なる 。 これは粗大ケィ 素粒 子を強固にアル ミ ニ ウ ム地に よ ]?保持する 5 ミ ク ロ ン未満の微細粒子の作用が約 6 で最も顕著に ¾る ためである。 一方、 約 6 % を越える とアル ミ ニ ウ ム 地が特に動的挙動の信頼性を欠き 、 疲労現象 も顕著 になるので、 ア ル ミ ニ ウ ム地の強度低下の面か ら、 合金全体の耐焼付性が低下する。

第 3 6 図 よ ]3 、 ケィ 素含有量が 5 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 。

以下の条件に よ ]? ケィ 素粒子寸法を制御した供試 # E 2 1 〜 E 2 9 及び比較例の組成の供試材の摩耗 量を前述の条件 G に よ ]) 測定した。

摩耗量測定結果を第 3 7 図に示す。 本発明に よる 高温熱処理を行 ぃケィ 素粒子の寸法制御を行な う と鉛等含有ア ル ミ ニ ゥ ム合金の耐摩耗性が向上する こ と 力；分：^る。

実施例 3 7

鉛等、 銅等及びク ロ ム の添加元素の種類及び量を 変化させた供試材にっき 、 焼付荷重、 疲労強度及び 摩耗量を測定 した結果を第 4 0 表（1) ， （²) - 第 4 · 4表 (1) ， （2)に示す。 これ らの表 よ ]? 、 本発明の粗 '大ケィ 素粒子制御に よ ]? 各種添加元素含.有ア ル ミ 二 ゥ ム合 金につい て優れた軸受性能が得 られる こ とが分かる

ΟΜΡΙ

、 v i?o

、 。 第 4 2 寿 .(1)

ア ル ミ 二 ゥ ム合金供試材組成及びケ ィ 素粒子分布

CO

第 7表の *印はマ ンガ ンを意味する。

第 4 2 表 （2) 試 験 · 結 果

： 第 4 3 表 （1)

ア ル ミ 二 ゥ ム合金供試材組成及びケィ 素粒子分布

w t ^ ケィ素粒子個数 Si ( 8wt^Si ) Cr 供- \ 5〜 1Qく〜 20く〜 Pb Cd In Bi C w Mg 又は 材 ヽ <5 Mm 10 m 20 Mm 40 ivi n

E 3 5 b a ba 5 0 3 0.1

E 3 6 b & ba 67 38 0 2 0.3*

E 3 7 ba. ba 52 26 11 4

E 3 8 b a 98 6 0 3 0.1 0.5

E 3 9 b'a 155 0 0 2 0.5

第 4 3 表 （2)

S ^ 験 呆

_O:.;FI く ノ,., しっ 第 4 4 表 （1)

ア ル ミ - ゥ ム合金供試材組成及びケ ィ 素粒子分布

(2) 試 験 結 果

実施例 3 8 ·

(1) 潤滑油油温の影響

E C 2 の供試材にっ き条件 において 8 0 TC及び 1 4 0 の油温にて焼付荷重を測定 した。 比較材と して 4 ^ Pb - 1 ^ Cu- A 合金を供試材 （COMP)と して 同様の測定を行な った。 この結果を第 4 5 表に示す

4 5 焼付荷重（ ^ 2 )

油 温 （t)

供 試 材 8 0 1 40

EC - 2 1 1 0 0 9 00 比較例 1 0 0 0 3 00 1

- 1 比較材と本発明の材料では高温下の焼 荷重に極 端な差がある こ とが分かる

(2) 油温 1 4 0 C における相手材 （ 鍛造軸及び球 状黒鉛篛鉄 ） の影響

B. C 2 の供試材及び 4 ^ Pb - 1 ?δ Cu - A 合.金を比較 供試材と し、 条件 但し油温 1 4 0 Ό ；) にて焼付 荷重を測定した結果を第 4 6 表に示す。 第 4 6 表 焼付荷重 (

)

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 いが、 球状黒鉛篛鉄

(FCD70 ) では差が大き ぐ現われる。

(3) 耐摩耗性

E C 2 の供試材にっき 前述の条件にて摩耗晕を測 疋 し 7^1。

測定結杲を第 3 8 図に示す。

比較のためにケィ 素を含有 しない 4 P 1 $g Cu-

O FI

小 ΡΟ A 合金 - COMP- Eの摩耗量を条件 C に よ 測定 した結 果を示す第 3 8 図 よ ]) 、 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 4 時間後にはほとんど 摩耗量が増大 してい 。' との よ う 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 質の鉛相が相手材軸に よ ]) 削 と られる こ と に よ ]? 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 している粗大ケィ 素粒子が、 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 ジ部を摩耗させ （ 削 ]?取 ） 、 軸を軸受に と つ て よ 良い摺動状態 と なる軸表面に変化させる こ と に よ ！） 、 流体潤滑に近い状態 と し、 軸 - 軸.受の直接 接触を妨げてお 、 これが軸受の摩耗進行を停止さ せて る も の と想定 して.いる 。

実施例 3 9

8 ^ S i 、 4 ^ Pb 、 0. 5 % Cu及び 0. 5 % C r を含有す るアル ミ - ゥ ム合金の.圧接前焼鈍温度を以下の よ う に変化させた場合の水平面顕徵鏡組織を観察 した。

2 7 0 TC ( 比較例低温熱処理 ）

5 0 0 "C加熱後徐冷

高温熱処理に ょ 、 扁平のケィ 素粒子が塊状化す る こ と が分かっ た。 '

O FI

、 、 WIFO 実施例 4 0

第 4 7 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

¾い限 、 硬質粒子の個数は 3. 5 6 X 0一 2

観 当 ]? の個数を指す。

OMFI 第 4 7 表

ア ル ミ 二 ゥ ム合金供試材組成及び硬質粒子分布 硬 質 粒 子 Om)

供試材 Mn含有量 Sn

2~ 5 5〜； 10 10く〜 20く〜 30く〜 w ノ

(wt¾) 20 30 40

1 ba^ 3 約 1 6 3 0 0 0 0 1 5 3 0.5 0.4

FA 2 ba-6 3 約 3 0 1 0 0 0 0 1 5 3 0.5 0.4

3 ba 3 約 4 4 2 0 0 0 0 1 5 3 0.5 0.4

1 ba 3 b& 5 0 0 0 1 5 3 0.5 0.4

FB 2 ba^ 3 ba 3 1 0 0 0 1 5 3 0.5 0.4

3 b 3 Λ A Λ

D a -t- 8 o U υ U 1 5 3 0.5 0.4

1 b a-t ό ba 3 5 0 0 1 5 3 0.5 0.4

FC 2 ba 3 ba 3 0 1 1 0 0 1 5 3 0.5 0.4

3 ba^ 3 ba< 3 9 2 6 0 0 1 5 3 0.5 0.4

1 b a 3 ba 4 1 3 6 0 1 5 3 0.5 0.4

FD 2 ba^ 3 b a 2 9 1 8 1 0 0 1 5 3 0.5 0.4

3 b a 3 ba^ 2 2 1 8 1 6 0 1 5 3 0.5 0.4

1 b a 3 ba 3 1 1 5 7 4 1 5 3 0.5 0.4

第' 4 7 表の供試材'を前述の条件 A に よる焼付荷重 測定に付 した。

焼付荷重測定結果を第 3 9 図に示す。 第 3 9 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 4 7 表の五つの範囲の最大粒子寸 法に よ ) F A か ら F E ま での五つの群に分けられて 第 3 9 図に示されている。 この図 よ 次の事実が明 らカ と ¾ る。

焼付荷重は最大寸法硬質粒子の個数によ ]?左 右され、 よ 小さい寸法の硬質粒子の個数には殆ん ど影響され ¾ 。

(口） 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 F Α群の供試材の焼付荷重増加はほと んど ¾ く、 よ ] 3大き る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 (ィ）及び（口）よ 、 本発明では最低 5 ミ ク 口 ンの硬貧粒子が 5 個 上ある こ と に限定 した もの ■ る

実施例 4 1 - 第 4 8 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前述の B の と お であ っ た。 測定結杲を第 4 8 表（ に示す。 これ よ 、 本発明に よ る と焼付荷重が向上しま た疲 労強度は粗大る硬質粒子に よ ]3 劣化 しるいこ とが分 c- ,π かる。 ¾ぉ、 第 4 8 表（1)中で 5 ミ ク ロ ン未満の硬質 粒子個数は測定 して い。 ま たこ の相手材軸は機械 構造用炭素鋼 （ S 5 5 C ：) であ ])、 本発明に よ ス ズ含有ア ル ミ ニ ゥ ム合金は炭素が黒鉛と して存在 し い鉄系相手材の場合に も 有効である こ とが分かる

第 4 8 表 （1)

アル ミ ニゥム合金供試材組成及び硬質粒子分布

：6 第 4 8 表（2)

^ 口 果

実施例 4 2 .

. マ ン ガ ン含有量が 1 の供試材について実施例 4 1 と 同様 ¾実験を行る つ たと こ ろ、 第 4 9 表（1)及 び（ に示すよ う に同様 ¾結果が得 られた。 第 4 9 表 （1) アルミ二ゥム合金供試材組成及び硬質粒子分布

：8 第 4 9 表 (2)

実施例 4 3

マ ン ガ ン含有量が 3 の供試材にっ き実施例 4 2 と同様に実験を行る つ た結果を第 5 0 表（1)及び（ に 示す。 この結果は実施例 4 2 と ほぽ同様である。

— OMPI く " 第 5 0 表 （1)

アル ミ ニ ゥ ム合金供試材組成及び硬質粒子分布

第 5 0 表（2)

験 結 果

実施例 4 4

マ ン ガ ン含有量 ^· 1 1 の供試材にっ き実施例 4 1 と 同様に実験を行な つ た結果を第 5 1 表（1)及び (²)に示す。 こ の実験結果は実施例 4 1 とほぽ同様で ある 。

OMPI MPI O£

第 5 1 表 （1) テル ミ ニ ゥ ム合金供試材組成及び硬質粒子分布

2 1 第 5 1 表 (2) 試 験 結 果

実施例 4 5

実施例 4 0 の供試材 F C 2 にっき相手材の球状黒 鉛錡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 4.0 図に示す。 お比較例 ( C0MP ) と して 2 0 Sn - 1 C -A 合金の焼付荷 重を測定 した。 同図 よ D、 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 ¾ と と が歴然と して る。 ま た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る じみ性に よ ]? ア ル ミ 二 ゥ ム合 金に耐焼付性を付与して る も のである。 依っ て、 第 4 0 図か ら一般的概念及び特殊 じみ性の耐焼付 性に及ぼす劾杲の差異も う かが う こ とができ る。 さ らに相手材は球状黒鉛篛鉄であるか ら、 本発明材料 の球状黒鉛铸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 4 6 ·

第 5 2 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 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 A ) を第 4 1 図に示し、 また疲労強度を測定 した結果 ( 条件 B ) を第 4 2 図に示した。

第 5 .2 表

ア ル ミ 二 ゥ ム合金供試材組成及び硬質粒.子分布

第 4 1 図 よ ]3 、 マ ン ガ ン等の含有量が約 4 % にお いて焼付荷重が極大にな る こ とが分 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質粒 子の個数及び寸法に よ ]? 支配されるが、 この下限 5 ミ ク π ン の粒子寸法個数を一定に制御 した本実施例 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 ミ ク ン未満の微細硬質粒子に よ る も の と考え られる。

第 4 2 図 よ D マ ン ガ ン等の含有量が 5 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。

実施例 4 7

鉛等、 銅等その他の種類を変化させて、 実施例

4 1 , 2 , 4 3 及び 4 4 と 同様の実験を行るつた この結果を第 5 3 表（1)及び（2)に示す。 これ らの表よ ]?各種任意成分につ て _v 十分 ¾焼付荷重及び疲労 強度が得 られる こ とが分かる。

OMFI 第 5 3 表 （1)

ア ル ミ 二 ゥ ム合金供試材組成及び硬質粒子分布

0 1

第 5 3表において *印はマンガンを指す (

ア ル ミ ゥ ム合金供試材組成及び硬質粒'子分布

ア ル ミ ニ ゥ ム合金供試材組成及び硬質粒子分布

ア ル ミ ユ ウ ム合金供試材組成及び硬質粒子分布 '

ア ル ミ 二 ゥ ム合金供試材組成及び硬質粒子分布

1 1

質粒子（ 1 1

7wt Mn

ft|v? JlJ ¹ 硬 〜Nb ) 1 Cr ； l Sn！ Pb Cd In Bi Cu ； 元素 ¹ 5〜 i 10< , 20<~ Mg tは ¹

1

材\, Mn

F78 ba - M_n b a 24 11 2 15 ― 一 一 - 一 1.5 一

F79 b a Fe b a 39 0 0 30 - 一 - - 3 1 0.8

F 80 b Mo b a 83 31 0 10 4 ― - - ― -

F81 .ba Ni ba 41 25 0 20 一 - 一 - - *

1.5 0.5.

F 82 ba Zr ba - 5 0 0 15 0.3

F83 Co ba 23 5 0 25

！

F84 Ti ba 106 0 0 5 1 2

6.5 ^Sb

F85 b ba. 63 21 8 10 3 0.5

0.5 ¾Ti

F86 Nb ba 42 29 13 15 3 0.5

ア ル ミ 二 ゥ ム合金供試材組成及び硬質粒子分布 |Cj>c5ri- ！

添¾ ¾¾加 硬質粒子（llwt¾VI 〜 1 ！ Cr ！

Sn Pb Cd I n Bi Cu Mg 又は 材\ く⁵ ίϊ8¾ Mn

F87 ba Mn D a Ό 46 28 21 Λ ' 25 一 一 一 - 一 0.2 ― 0.2

F88 ba 93 28 0 35

F89 ba Cr b 115 0 0 15 - - 一 - - - - 0.7

F90 ba Ni ut 33 15 5 10 2 一 - 2 - 0.8 - 0.3

F91 ba Zr ha 213 0 0 5

F 92 b a Co 94 42 18 35 8

*

F93 Ti ba 44 15 0. 10 1 0.5 0.3 0.6

F94 ba Sb ba 5 0 0 20 6 1 1

F95 ba Nb ba 131 4 0 15

¹

第 5 3 表（2) 焼付荷重（ ノ cr^ ) 疲労荷重 / ?? ) 供_\

, ^'験条件

F 4 2 5 5 0 .7 0 0

F 4 3 7 5 0 8 0 0

F 4 4 6 0 0 7 0 0

F 4 5 7 5 0 6 5 0

F 4 6 8 0 0 8 5 0

F 4 7 6 5 0 7 0 0

F 4 8 6 5 0 7 0 0

F 4 9 7 5 0 8 0 0

F 5 0 7 0 0 9 0 0

F 5 1 7 0 0 6 5 0

F 5 2 5 5 0 8 5 0

F 5 3 8 5 0 8 0 0

F 5 4 9 0 0 6 0 0

F 5 5 8 0 0 6 0 0

F 5 6 9 0 0 7 5 0

F 5 7 7 0 0 6 5 0

F 5 8 7 0 0 8 5 0

F 5 9 7 5 0 6 0 0

OMPI

WIPO .

実施例 4 8

第 4 7 表の供試材を用いて以下に述べる実験を行 ¾ つた。

(1) 潤滑油油温の影響

F C 2 の供試材にっき条件 Aにおいて 8 0 Ό及び 1 4 0 Όの油温にて焼付荷重を測定した。 比較材と して 2 0 % Sn - l % Cu-A 合金を供試林と して同様 の測定を行なった。 この結果を第 5 4表に示す。

第 5 4 ¾

焼 付 荷 重

比較材と本発明の材料では.高温下の焼付荷重に極 端 差がある こ とが分かる。

(2) 油温 1 4 0 Όにおける相手材 （ 鍛造軸及び球 状黒鉛篛鉄 ：） の影響 -

F C 2 の供試材及び 2 0 % Sn - 1 Cu-A 合金を 比較供試材と し、 条件 A ( 但し油温 1 4 0 にて 焼付荷重を測定した結杲を第 5 5 表に示す。 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 ¾差は いが、 球状黒鉛鏡鉄 （DCI) で

O PI一 WIFO は極端 差が現われる。

第 5 5

焼 付 荷

(3) 耐摩耗性

F C 2 の供試材にっき以下の条件にて摩耗量を測 定した。

条件

テ ス タ 混合潤滑試験機

条 件 相手材軸 - FCD 7 0

軸表面粗さ - 0. 8 〜 0. 9 mRz

潤滑油種 - 流動パ ラ フ ィ ン 軸回転数 - 1 0 0 rpm

軸径 - 4 0 Φ (mm J

軸硬度 - H_v 200 300

何直 - 2 5 ^

テス ト 時間 - 5 Hr s

比較のためにマ ン ガ ン等を含有 し い 2 0 Sn- 1 ^ Ctt-A 合金の摩耗量を条件（^に よ 測定した。 摩耗量測定結杲を第 4 3 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釣 1 時間後に はほ とんど摩耗量が増大して な 。 この よ う ¾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 削 ]3 と られ るこ と に よ ]3 、 絶えず比較材は摩耗して る 。 本発

•5 明材料では軸受表面に存在している粗大硬質粒子が、 摺勣初期の段階で、 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 ツ ジ部を 摩耗させ （ 削 取 J? ：) 、 軸を軸受に と つて よ ！） 良い 摺動状態と なる軸表面に変化させる こ と によ ]9 、 流Q 体潤滑に近い状態と し、 軸 - 軸受の直接接触を妨げ てお 、 これが軸受の摩耗進行を停止させて る も のと想定している。

実施例 4 9

1 5 % S n , 3 % Pb ₃ 0. 5 C u , 0. 4 % C r を含 有し、 マ ン ガ ン等の含有量を変化させたア ル ミ - ゥ ム合金を E接前のに 3 5 0 Όで焼鈍した他は本発明 の供試材と同様の製法によ ]? 軸受を製造した。 この 軸受の焼付荷重を条件 Aで測定した結果を第 4 4 図 に示す。

第 4 4 図と第 4 1 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 ¾い し 1 5 % で、 高温 熱処理に よ る供試材 （ 第 4 1 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前述の条件 C で

OMPI IPO 測定した。

摩耗量測定結果を第 4 5 図に示す。 この図面よ ]). 本発明に よ る高温熱処理を行 い硬質粒子寸法の制 御を行 う と ス ズ含有ア ル ミ ニ ゥ 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 5 0

3 Si , 1 5 5δ Sn , 3 $δ Pb , 0. 5 5δ Cu , 及び

0. 4 °h Crを含有するア ル ミ - ゥ ム合金の圧接前焼鈍 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。

2 7 0 Ό ( 比較例低温熱処理 ） 第 4 6 図 5 0 0 C ( 加熱後徐冷 ） 第 4 7 図 高温熱処理に よ ]? 扁平 ¾ ケィ 素粒子が塊状化する こ と が分かる。

実施例 5 1

第 5 6 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 い限 ]? 、 硬質粒子の個数は 3. 5 6 X I 0^_2露²当 ]? の個数を指す。 5 6

アル ミ -ゥ ム合金供試材組成及び硬質粒子分布

0 17 第 5 6 表の供試材を以下の条件に よ る焼付荷重測 定に付 した。

条件 '

テ ス タ 一 ： ジ ャ ー ナ ル型焼付試験.機

条 件 ： 相手材軸 - FCD 7 0

潤滑油種 - SAE 1 0 W - 3 0

軸表面粗さ - 0. 6 〜 0. 8 rn Rz

潤滑油温 - 1 6 0 士 2. 5 TC

軸回転数 - 1 0 0 0 rpm

軸径 _ 5 2 腿 '

軸硬度 - H_v 2 0 0 - 3 0 0

荷重 - 5 0 /cg ¾i²Z30min間隔で同量増

' 加

軸受粗さ - 1 〜 ： L. 8 ϊΏ. Rz

軸受径 - 5 2 ∞i

焼付荷重測定結果を第 4 8 図に示す。 第 4 8 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 5 6 表の五つの範囲の最大粒子寸 法に よ G Aか ら G D ま での五つの群に分けら-れて、 第 4 8 図に示されている。 この図 よ 次の事実が明 らか と な る 。

W 焼付荷重は最大寸法硬質粒子の個数に よ ]5 左 右され、 よ ]? 小さい寸法の硬質粒子の個数には殆ん ど影響され い。 («) 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 G A群の供試材の焼付荷重増加はほと んどる く 、 よ D 大き 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 W及び (口） よ ]? 、 本発明では最低 5 ミ ク σ ン の硬質粒子が 5 個以上ある こ と に限定したも の である。

実施例 5 2

第 5 7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前述の条 件 33 の と う j? であ った。

第 5 7 表（1) ア ル ミ ニゥム合金供試材組成及びマ ンガン'粒子分布

測定結果を第 5 7 表（2)に示す。 これよ 、 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 ]3 劣化 しるいこ とが分かる 。 なお、 第 5 7 表（1)中で 5 ミ ク α ン未満の硬質粒子個数は測定して ない。 また疲労試験の相手材軸は機械構造用炭素鋼 ( S 5 5 C ：) であ 、 本発明材料は相手材鉄系材料 中の炭素が黒鉛と して存在し 場合にも有効であ るこ とが分かる 。

第 5 7 表 (2)

— 験 結 ー杲 .

実施例 5 3

マ ン ガ ン含有 が. 7 の供試材について実施例

OMFI 75

5 1 と 同様な実験を行な ったと ころ、 第 5 8 表（1)及 び（2)に示すよ う に同様 結果が得られた。

OMPI 第 5 8 表（1)

ア ル ミ -ゥム合金 ft試材組成及びマ ンガン粒子分布

第 5 8 表 (2)

験 結 果

実施例 5 4

マ ン ガ ン含有量が 1 1 % の供試材にっき実施例 2 と同様に実験を行 ¾： つた結果を第 5 9 表（1)及び（ に 示す。 こ の実験結果は実施例 5 2 とほぽ同様である,

一 ΟΜΡΙ 第 5 9 表ひ）

アル ミ ニ ゥ ム合金供試材組成及びマ ンガン粒子分布

第 5 9 表（2)

験 結 果

実施例 5 5

第 6 0 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 ） を第 4 9 図に示した。 お、 第 4 9 図には、 4 % PIH 0. 5 C u 、 0. 4 % C r 及び Mn等を含有するア ル ミ 二 ゥ ム合金を圧接前の焼鈍温度を 3 5 0 Ό と し、 硬質 粒子の寸法制御を行なわない供試材を比較例と して 示した。 第 4 9 図 よ 本発明の供試材は比較例の も の よ ]? も燒付荷重が著 し く 高いこ と が分かる 。 ま た

C PI 本発明の供試材ではマ ン ガ ン等が約 4 55 にて焼付荷 重が飽和する 。

既述の よ う に焼付荷重は本発明のマ ン ガ ン等の含 有量範囲では最大硬質粒子の個数及び寸法に よ U 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 した本実施例ではマ 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 ミ ク σ ン未満 の微細硬質粒子によ る も のと考え られる 。

本発明の供試材の疲労強度を条件 Β で測定した結 果を第 5 0 図に示す。 第 5 0 図よ ]3 マ ン ガ ン等の含 有量が 5 % 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

Ϊしる ο

OMPI 第 6 0 表

ア ル ミ ニ ゥ ム合金供試材組成及びケ ィ素粒子分^

実施例 5 6

鉛等、 銅等その他の種類を変化させて、 実施例 5 2 , 5 3 ， 5 4 及び 5 5 と同様の実験を行 った この結果を第 6 1 表（1)及び（²)に示す。 これらの表よ 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。

第 6 1 表（1)

ア ル ミ -ゥム合金供試材組成及び硬質粒子分布

00 O

供試材 3 6 , 4 2は0.2 %(0 , 0.35¾ Z r及び 0.5 % T 5 ¾Nbである,

第 7表において *印は Mnを指す。

ア ル ミ ニゥ ム合金供試材組成及び硬質粒子分布

供試材' 4 7は 1 9δ Μη % Fe , 3 % Sbである

八

I

供試材 5 5は 6 %Nb , 1 ¾ Zr , 2 ¾ Tiである,

Λ

Gr

8 1 6 表 (2) -

OM?I

、⁴ 87

6 表（2) - 3

実施例 5 7

第 5 6 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

G C 2 の供試材にっき 条件 にお て 8 0 C及び 1 4 0 Ό の油温にて焼付荷重を測定した。 比較材と して 4 % Pb - l % Cu - 合金を供試材と して同様 の測定を行 った。 この結果を第 6 2 表に示す。 比 較材と本発明の材料では高温下の焼付荷重に極端 ¾ 差がある こ と が分かる。 6 2

付 荷

(2) 油温 1 4 0 における相手材 （ 鍛造軸及び球 扰黒鉛鎵鉄 ） の影'響

G C 2 の供試材及び 2 0 H> Sn - 1 ¾g Cu - Α· 合金 を比較供試材と し、 条件 Α " ( 但し油温 1 4 0 TC ) に て焼付荷重を測定した結果を第 6 図に示す。 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、 球状黒鉛篛鉄 （FCD 70) ではかな ) の差が現われる。

第 6 3 表

焼 付 荷 重 （fcg^i²)

(3) 耐摩耗性

G C 2 の供試材にっき上述の条件 C にて摩耗量を 測定した ·。 比較のためにケ ィ 素を含有 しない 6 % Pb - 1 ¾ Cu - A 合金の摩耗量を条件 C に よ ]? 測定 した。 摩 耗量測定結果を第 5 1 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 時間後には ほとんど摩耗量が増大 してい ¾い。 この よ う 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 削 ]? と られる こ と に よ 、 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錯周辺のパ リ 等のエ ツ ジ部を摩 耗させ （ 削 ！？ 取 ]? ) 、 軸を軸受にと つて よ ] 3 良い摺 動状態と る軸表面に変化させる こ と に よ i？ 、 流体 潤滑に近い状態と し、 軸 - 軸受の直接接触を妨げて お ]? 、 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 る。

実施例 5 8

4 ¾ Pb , 0. 5 ¾ Cu , 0. 4 ¾ C rを含有 し、 マ ン ガ ン等の含有量を変化させたア ル ミ ニ ゥ ム合金を圧接 前に 3 5 0 Ό .で焼鈍 した他は本発明の供試材と 同様 の製法に よ j? 軸受を製造 した。 この軸受の摩耗量を 条件（ で測定 した結果を第 5 2 図に示す。 ま た試料 番号 G 2 5 - G 3 3 の供試材の摩耗量も 同図に示す。

OMPI

Λ 。 、 条件 G' .

テス タ ： 混合潤滑試験機

条 件 ： 相手材軸 - FCD ·7 0

軸表面粗さ - 0. 8 〜 0. 9 m Ez

潤滑油種 - 流動パ ラ フ ィ ン

軸回転数 - 1 0 0 rpm

軸径 - 4 0 Φ (mm)

軸硬度 - H_v 2 0 0 〜 3 0 0

荷重 - 2 5 kg- テス ト 時間 - 5 Hr s

摩耗量測定結果を第 5 2 図に示す。 この図面よ D、 本発明に よ ]3 高温熱処理を行 い硬質粒子寸法の制 御を行う と スズ含有アル ミ ニ ゥ 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 5 7

5 ¾ Μη , 4 ?δ Pb , 0. 5 ¾ Cu , 及び 0. 4 5δ Cr を 含有するアル ミ ニ ゥ ム合金の圧接前焼鈍温度を以下 の よ う に変化させた場合の水平面顕微鏡組織を調査 したと ころ本発明の高温熱処理に よ ]?硬質粒子が扁 平か ら塊状に変化している こ と が分かった。

2 7 0 Ό ( 比較例低温熱処理 ）

5 0 0 て加熱後徐冷

産業上の利用可能性

本発明は内燃機関の軸受と して 自動車工業におい

O T1 て利用される 。

本発明の合金は半円、 ス ラ ッ ト ヮ ッ シ ャ 、 ブ ッ シ ュ 、 ガ イ ドな どの形状に加工され、 裏金に接着した 又は接着 し い ソ リ ッ ド形態で軸受と して使用され > ο

' Π O'M/fPPII WIFO

Claims

求 の 範

1. ア ル ミ ニ ゥ ム合金が重量百分率で 0.5 い し 1 1 % の ケ ィ 素、 マ ン ガ ン、 鉄、 モ リ ブデ ン 、 - ッ ケ ル、 、クル コ ニ ゥ ム 、 コ ノ ル ト 、 チ タ ン 、 ア ン チ モ ンヽ ク■ ·α ム ヽ - .

及びニ オ ブか ら る群か らなる少る く と も 1 種 着

の硬質元素を含有 し、 前記硬質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 4 0 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 0"² 籠² 当 ] ? 5個以上存在 して る ァ ル ミ 二 ゥ ム系合金軸受。

2. 前記硬質元素が 0.5 ¾い し 5 のケィ 素であ る請求の範囲第 1 項記載のアル ミ 二 ゥ ム系合金軸受。

3. Cu 及び M_g よ ¾る群よ ！）選択された少 ¾ く と も 1 種の元素を 0.1 一 2 重量 さ らに含有する請 求の範囲第 2 項記載のアル ミ 二 ゥ ム系合金軸受。

. Cu 及び Mg よ ]? る群よ ]?選択された少な く と も 1 種の元素を 0.1 - 2重量 と、 Cr 及び Mu よ な る群よ ]?選択された少 ぐ と も 1 種の元素を ( 1 - 1 重量 と 、 をさ らに含有する請求の-範囲第 2 項記載のアル ミ 二 ゥ ム系合金軸受。

5. 前記硬質元素が 0.5 い し 5 %未満のケィ 素 であ ！） 、 且つ重量百分率で 1 な し 3 5 % の ス ズ を

O PI

> WIPO 93 含有ずる請求の範囲第 1 項記載のアル ミ 二 ゥ ム系合 金軸受。 '

6. 重量百分率で 1 ¾い し 3 5 % のス ズ 、 0.1 い し ' 1 0 % の ！ &、 及びカ ド ミ ウ ム 、 イ ン ジ ウ ム 、 タ リ ゥ ム及びビ ス マスか ら る群よ ]? 選択された少 く と も 1 種を含有 し、 且つ前記硬質元素が 0·5 ない し 5 未満の ケィ 素.である請求の範囲第 1 項記載の ア ル ミ - ゥ ム系合金軸受。

7. 重量百分率で 1 い し 3 5 % の ス ズ、 及び

0.1 い し 2 °h の銅及びマ グ ネ シ ウ ム ；^ ら ¾ る群よ 選択された少な く と も 1 種をさ らに含有 し、 且つ 前記硬質元素が 0.5 ない し 5 未満のケ ィ 素である 請求の範囲第 1 項記載のアル ミ 二 ゥ ム系合金軸受。

8. 重量百分率で 1 るい し 3 5 % のス ズ 、 0.1 ¾ い し 1 0 % の ！ &、 カ ド ミ ウ ム 、 イ ン ジ ウ ム 、 タ リ ウ ム及び ビ ス マ スか らな る群よ 選択された少 ¾ く と も 1 種、 0.1 ¾い し 2 の銅及ひ'マ グ ネ シ ウ ム か ら

る群よ ]? 選択された少な く と も 1 種を含有 し、 且 つ前記硬質元素が 0.5 い し 5 ^未'満の ケ ィ 素であ る請求の範囲第 1 項記载のアル ミ 二 ゥ ム 系合金軸受。

9. ス ズ の含有量力 S 5 い し 2 5 % 、 グ イ-素の含 有量が 2 い し 5 未満である請求の範囲第 5 項か ら第 8 項ま での 1 項に記載のアル ミ 二 ゥ ム系合金軸

OMFI IPO . 94

10. 重量百分率で、 0.1 ない し 1 0 % の！ &、 カ ド ミ ゥ ム 、 イ ン -ク ウ ム 、 タ リ ウ ム及びビ ス マ ス か ら ¾ る群よ D選択された少 く と も 1 種を含有 し、 且つ 前記硬質元素が 0.5 ない し 5 未満のケ ィ 素である 請求の範囲第 1 項記載のア ル ミ 二 ゥ ム 系合金軸受。

11. 重量百分率で、 0.1 るい し 1 0 %の鉛、 カ ド ミ ゥ ム 、 ィ ン ジ ゥ ム 、 タ リ ゥ ム及びビ スマスか ら る群よ ])選択された少な く と も .1 種、 0.1 ¾い し 2 の銅及びマグネ シゥ ムか らなる群よ 選択された 少な ぐ と も 1 種を含有 し、 且つ前記硬質元素が 0·5 ない し 5 未満のケィ 素である請求の範囲第 1 項記 載のア ル ミ - ゥ ム 系合金軸受。

12. 鉛、 カ ド ミ ウ ム 、 イ ン ジ ウ ム 、 タ リ ウ ム 、 及 びビ スマスか らるる群の少な く と も 1 種の元素の含 有量が 1 ない し 6 % であ 、 且つケ ィ 素の含有量が 2 ^以上である請求の範囲第 1 0 項又は 1 1 項記載 の ア ル ミ ニ ウ ム合金軸受。

13. 重量百分率で 1 ない し 3 5 % のス ズ を含有し, 且つ前記硬質元素が 5 い し 1 1 の ケィ 素である 請求の範囲第 1 項記載のア ル ミ ニ ウ ム系合金軸受。

14. 重量百分率で 1 い し 3 5 のス ズぃ及び 0.1 ない し 1 0 % の銪、 カ ド ミ ウ ム 、 イ ン ジ ウ ム、 タ リ ゥ ム及びビ スマスか らる る群よ 選択された少 な く と も 1 種を含有 し、 且つ前記硬質元素が 5 f C ?I し 1 1 のグ イ 素である請求の範囲第 1 項記載のァ ル ミ 二 ゥ ム 系合金軸受。

15. 重量百分率で 1 い し 3 5 のス ズ 、 及び

0.1 ない し 2 の銅及びマ グ ネ シ ウ ム力 らる る群よ U選択された少 ¾ く と も 1 種を含有 し、 且つ前記硬 質元素が 5 ない し 1 .1 のケ ィ 素である請求の範囲 第 1 項記載のア ル ミ 二 ゥ ム系合金軸受。

16. 重量百分率で 1 ¾い し 3 5 % のス ズ、 0.1 い し 1 0 % の鉛、 カ ド ミ ウ ム 、 イ ン ジ ウ ム 、 タ リ ウ ム及びビ ス マスか ら ¾ る群よ ])選択された少る く と も 1 種、 及び 0.1 るい し 2 % の銅及びマ グ ネ シ ウ ム か らな る群よ 選択された少な く と も 1 種を含有 し、 且つ前記硬質元素が 5 い し 1 1 の ケ ィ 素である 請求の範囲第 ' 1 項記載のア ル ミ ニ ゥ ム 系合金軸受。

17. ス ズの含有量が 3 い し 2 0 % 、 ケ ィ 素の含. 有量が 5 ない し 9 % である請求の範囲第 1 4 項か ら 第 1 6 項ま での 1 項に記載のア ル ミ ニ ウ ム系合金軸

18. 重量百分率で 0.1 い し 1 0 % の鉛、 カ ド ミ ゥ ム 、 イ ン ジ ウ ム 、 タ リ ウ ム及びビ ス マスか らる る 群の少 く と も 1 種の元素を含有 し、 且つ前記硬質 元素が 5 ない し 1 1 の ケ ィ 素であ る請求の範囲第 1 項記載のアル ミ 二 ゥ ム系合金軸受。

19. 重量百分率で 0.1 い し 1 0 % の！ &、 カ ド ミ

、 WIFO ， ゥ ム 、 イ ン ジ ウ ム 、 タ リ ウ ム及びビ ス マスか ら ¾る 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 らなる群の少な く と も 1 種の元素 を含有 し、 且つ前記硬質元素が 5 ない し 1 1 のケ ィ 素である請求の範囲第 1 項記載のァル ミ 二 ゥ ム 系 合金軸受。

20. 上記鉑、 カ ド ミ ウ ム 、 イ ン ジ ゥ ム 、 タ リ ウ ム 及び.ビ スマスか らなる群の元素の含有量が 1 〜 6 1o であ ]? 且つケィ 素の含有量が 5 〜 9 である請求の 範囲第 1 8 項又は第 1 9 項記—载のア ル ミ ニ ゥ ム系合 金軸受。

21. 重量百分率で 1 ない し 3 5 のス ズ を含有し、 且つ前記硬質元素が 0 - 5 ¾いし 1 1 の マ ン ガ ン 、 鉄、 モ リ プデ ン 、 ニ ッ ケ ル、 ジ ル コ 二 ゥ ム 、 コ パル ト 、 チ タ ン 、 ア ン チ モ ン 、 ク ロ ム及びニオブか ら ¾ る群の少な く と も 1 種である請求の範囲第 1 項記載 の ア ル ミ ニ ゥ ム 系合金軸受。

22. 重量百分率で 1 ない し 3 5 のス ズ及び 0 · 1 いし 1 0 ^ の錯、 カ ド ミ ウ ム 、 イ ン ジ ゥ ム 、 タ リ ゥ ム及びビ ス マスか ら る群の少 ¾ く と も 1 種の元 素を含有 し、 前記硬質元素が 0 . 5 い し 1 1 のマ ン ガ ン 、 鉄、 モ リ ブ デ ン 、 ニ ッ ケ ル、 ジ ル コ ニ ウ ム.、 コ ノ ル ト 、 チ タ ン 、 ア ン チ モ ン 、 ク ロ ム 及びニ オ ブ か らな る群の少な く と も 1 種の元素である請求の範

CMPI 97 囲第 1 項記載のア ル ミ ニ ウ ム系合金軸受。

23. 重量百分率で 1 ない し 3 5 % のス ズ、 及び 0.1 ない し 2 の銅及びマグネ シ ウ ムか らる る群の 少 く と も 1 種の元素を含有 し、 且つ前記硬質元素 カ 0.5 い し 1 1 % の マ ン ガ ン 、 鉄、 モ リ ブ デ ン 、 ニ ッ ケ ル 、 、ク ル コ ニ ゥ ム ヽ コ ノぐ ル ト 、 チ タ ン 、 ア ン チモ ン 、 ク ロ ム及びニオブか ら ¾ る群の少な く と も 1 種の元素である請求の範囲第 1 項記載のア ル ミ 二 ゥ ム 系合金軸受。

24. 重量百分率で 1 い し 3 5 % の銅、 0.1 い し 1 0 % の錯、 カ ド ミ ウ ム 、 イ ン 'ク ウ ム 、 タ リ ウ ム 及びビ ス マスか ら る群の少 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 る群の 少な く と も 1 種の元素を含有 し、 前記硬質元素が 0.5 ない し 1 1 % の マ ン ガ ン 、 鉄、 モ リ プデ ン 、 二 ッ ケ ルヽ 'ジ ル コ ニ ウ ム 、 コ パ、ル ト ヽ チ タ ン 、 ア ン チ モ ン 、 ク ロ ム及び -ォ プか らる る群の少な く と も 1 種の元素である請求の範囲第 1 項記載のア ル ミ ニ ゥ ム系合金軸受。

25. ス ズ の含有量カ 3 ¾い し 2 0 %、 前記硬質元 素の含有量が 1 い し 9 である請求の範囲第 2 1 項か ら第 2 4 項ま での 1 項に記載のア ル ミ ニ ウ ム系 合金軸受。

26. 百分率で、 0.1 い し 0 の鉛、 カ ド、 ミ ゥ 厶 、 イ ン ジ ウ ム 、 タ リ ウ ム及びビ ス マ ス カ ら ¾ る少な く と も 1 種の元素を含有し、 且つ前記硬質元 素が 0.5 ない し 1 1 % の マ ン ガ ン 、 鉄、 ジ ル コ ニ ウ ム 、 チ タ ン、 ア ン チ モ ン 、 ニ ッ ケ ル 、 モ リ プ デ ン 、 コバル ト 、 ク ロ ム及びニ オ ブか らな る群の少な く と も 1 種の元素である請求の範囲第 1 項記載のアル ミ

- ゥ ム系合金軸受。

27. 重量百分率で、 0.1 ない し 1 0 の鉛、 カ ド ミ ゥ ム 、 イ ン ジ ウ ム 、 タ リ ウ ム及びビ スマスか らな る群の少な く と も 1 種の元素、 及び 0.1 い し 2 % の銅及びマ グ ネ シ ウ ムか らなる群の少な く と も 1 種 の元素を含有 し、 且つ前記硬質元素が 0·5 ない し 1 1 % の マ ン ガ ン 、 鉄、 ル コ ニ ウ ム 、 チ タ ン 、 ァ ン チ モ ン 、 ニ ッ ケ ル、 モ リ ブ デ ン 、 コ ノ ル ト 、 ク ロ ム及びモ リ プデ ンか らな る群の少 く と も 1 種であ る請求の範囲第 1 項記載のアル ミ 二 ゥ ム系合金軸受。

28. 寸法が 1 0 ミ ク ロ ン以上且つ 4 0 ミ ク ロ ン以 下の、 硬質粒子が該合金の任意の部分で 3.56 X 10一² 舰 ² 当 ]? 2個以上存在している請求の範囲第 1 項か ら 第 2 7 項までの 1 項に記載のア ル ミ ニ ウ ム系合金軸

29. 寸法が 1 0 ミ ク ロ ン以上且つ 4 0 ミ ク ロ ン以 下の硬質粒子が該合金の任意の部分で 3.56 X 1 0一² 籠² 当 ]? 5個以上存在している請求の範圏第 2 8 項記

O PI 载のアル ミ 二 ゥ ム系合金軸受。

30. 寸法が 1 7 ミ ク ロ ンを越え且つ 4 0 ミ ク ロ ン 以下、 好ま し く は 2 0 ミ ク ロ ン以上 4 0 ミ ク ロ ン以 下の硬質^子が該合金の任意の部分で 3.56 X 1 0— ² 籠² 当 ]? 2個以上存在している こ と を特徵とする請求

力、ら 20ュ ま の 1 ^W

の範囲第 1.3· ^己載のア ル ミ ニ ウ ム系合金軸受。

31. 前記粒子の寸法が 2 0 ミ ク ロ ン以上 4 0 ミ ク ロ ン以下の硬質粒子が該合金の任意の部分で 3.56 X

1 0_² 籠² 当 D 2個以上存在している請求の範囲第 \j*、ら ま？ I

2 ；項¹¹記載のアル ミ 二 ゥ ム系合金軸受。

32. 前記硬質粒子の寸法が 2 0 ミ ク ο ン以上 4 0 ミ ク 口 ン以下の該粒子が該合金の任意の部分で

3.56 X 1 (Γ ² 露² 当 ]3 5個以上存在している請求の範 囲第 3 1 項記載のアル ミ 二 ゥ ム 系合金軸受。

33. 重量百分率で 0.1 ない し 1 ^のク ロ ム及びマ ン ガ ン の少 く と も 1 種を含有する請求の範囲第 1 項か ら第 2 7 項ま での 1 項に記載のア ル ミ ニ ウ ム系 合金軸受。

34. 軸受相手材の軸が球状黒鉛篛鉄又は片状黒鉛' 錡鉄である請求の範囲第 1 項か ら第 2 7 項ま での 1 項に記載のア ル ミ ニ ウ ム系合金軸受。 . -

35. 前記硬質粒子が、 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 びこの面で垂直 ¾面で見て、 塊状であ る請求の範囲

OMPI 第 1 項か ら第 2 7 項までの 1 項に記載のア ル ミ ニ ゥ ム 系合金軸受。

36. 前記ア ル ミ ニ ウ ム合金が裏金に接着された請 求の範囲第 1 項か ら第 3 5 項ま での 1 項に記载のァ ル ミ 二 ゥ ム系合金軸受。

37. 前記ア ル ミ - ゥ ム合金の残部がア ル ミ - ゥ ム 及び不可避的不純物か らな る請求の範囲第 1 項か ら 第 3 5 項ま での 1 項に記載のア ル ミ ニ ウ ム系合金軸