JP2705781B2

JP2705781B2 - 大型機関用軸受メタル

Info

Publication number: JP2705781B2
Application number: JP3017449A
Authority: JP
Inventors: 正田中; 雅昭坂本; 善昭佐藤; 雅裕中野
Original assignee: 大同メタル工業株式会社
Priority date: 1991-02-08
Filing date: 1991-02-08
Publication date: 1998-01-28
Anticipated expiration: 2013-01-28
Also published as: KR950005844B1; GB2252565A; GB9202766D0; GB2252565B; DE4201761A1; KR920016733A; JPH04259345A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は大型機関用軸受メタルの
改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明者は、本発明に関する先行技術と
して既に特公昭６１−１７８９３号、昭６１−６１３８
号を開示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この先行技術は、非焼
付性、埋収性において良好であるが、最近の内燃機関の
急速な進歩に伴い、疲労強度において必ずしも満足され
ないケースも出てきており、さらに優れた疲労強度を持
つ軸受メタルが要求される様になってきた。

【０００４】本発明の目的は、前記問題点を解決して非
焼付性を損なわずに、疲労強度に優れた大型機関用軸受
メタルを提供することにある。上記先行技術は、非焼付
性を維持するために５０％を越えるＳｎが必要であっ
た。しかしＳｎが５０％を越えると望ましい疲労強度が
得られない。本発明品は、疲労強度を向上させる為にＳ
ｎの量を下げ、先願発明と同等の非焼付性を得る為にＰ
ｂを添加した。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】本発明の要旨とすると
ころは、特許請求の範囲（１）−（３）に記載されたと
うりである。すなわち、（１）鋼裏金層、Ａｌ、又はＡｌ合金接着層及び軸受
合金層の３層からなる大型機関用軸受メタルにおいて、
前記軸受合金層の組成が重量でＳｎ：４０％を越え５０
％以下、Ｐｂ：２％を越え１０％以下、Ｃｕ：０．１％
−１．５％、残部が実質的にＡｌから成る大型機関用軸
受メタル。（２）鋼裏金層、Ａｌ、又はＡｌ合金接着層、軸受合
金層及びＰｂ又はＳｎ又はそれらの合金から成る表面層
の４層からなる大型機関用軸受メタルにおいて、前記軸
受合金層の組成が重量でＳｎ：４０％を越え５０％以
下、Ｐｂ：２％を越え１０％以下、Ｃｕ：０．１％−
１．５％、残部が実質的にＡｌから成る大型機関用軸受
メタル。（３）特許請求の範囲第１項または第２項記載の軸受
合金層の組成において、更にＭｎ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ａｇ、
Ｍｇ、Ｓｂ、Ｚｎの１種又は２種以上でその総量が重量
で５％以下を含有する、特許請求の範囲第１項または第
２項記載の大型機関用軸受メタル。鋼裏金層の厚さは１
−２０ｍｍで、接着層の厚さは０．０１−０．１５ｍｍ
で、軸受合金層の厚さは０．２−３ｍｍで、表面層の厚
さは１−３０μｍであるのが好ましい。

【０００６】

【作用】本発明の大型機関用軸受メタルの構造における
各層成分の限定理由とその作用効果を以下に列記する。 (1) 鋼裏金層従来公知公用の鋼、例えばＪＩＳで規定された一般構造
用炭素鋼が使用される。 (2) 中間層鋼裏金と軸受合金層の接着を良好にするためのもので、
従来公知公用の純Ａｌ又は強度の更に必要な時は添加元
素としてＣｕ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｚｎ等を１種又は２種以上
総量で０．１〜２重量％以下を添加したＡｌ合金を使用
できる。又、添加元素を添加する場合０．１％未満では
添加の効果が出ず意味がなく、２％を超えると脆化して
実用に適さない。

【０００７】（３）軸受合金層（ａ）Ｓｎ：４０％を越え５０％以下４０％以下では、非焼付性、埋収性ともに不十分であ
り、５０％を越えると疲労強度が不十分となる。（ｂ）Ｐｂ：２％を越え１０％以下ＰｂはＳｎと合金化し、Ｓｎの潤滑特性並びになじみ性
を向上させる。又、２％以下では添加の効果が不十分で
あり、１０％を越えると融点が下がりすぎて製造上問題
を生じる。（ｃ）Ｃｕ：０．１−１．５％Ｃｕは軸受特性である疲労強度を向上させ、かつ、表面
層との接着力を改善するが、０．１％未満では添加の効
果がなく１．５％を越えて添加すると合金硬度が大きく
なりすぎて、初期なじみ性、埋収性が劣悪となる。しか
も、延性を阻害するため製造も困難となる。（ｄ）Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｓｂ、Ｚｎの
１種又は２種以上でその総量が重量で５％以下Ａｌマトリックスの機械的強度を向上させる目的で添加
含有させるもので前記総量が５％を越えると初期なじみ
性と埋収性が劣悪となるので５％を上限とした。

【０００８】(4) 表面層非焼付性、埋収性及び初期なじみ性等を向上させるため
に設けるもので、Ｐｂ、Ｓｎ又はそれらの合金を主成分
とし、性能向上の為Ｃｕ、ａｎｄ／ｏｒＩｎを添加元素
として加えても良い。又、軸受合金層と表面層の接着を
良好にする目的で、軸受合金層と表面層との間にニッケ
ルメッキ等の薄層を設ける場合もある。又、前記表面層
の被覆手段として、電気メッキ以外にもＰＶＤ等により
接着させることも可能である。

【０００９】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。表１及び表２は、本発明の軸受メタルに使用
した軸受合金層と従来の軸受合金層の化学成分を示した
ものである。表１及び表２の組成の合金板と、Ａｌ箔と
を重ね合わせて圧延機に通して圧延結合して厚さ１mmの
複合板とし、この複合材と厚さ２mmの鋼裏金とを重ね合
わせたものをロール圧接して厚さ１．６５mmの三層の複
合体（軸受合金層＋Ａｌ中間接着層＋鋼裏金層）を得
た。この時の軸受合金層の厚さは０．４２〜０．４３mm
であり、Ａｌ中間層の厚さは０．０２〜０．０３mmであ
り鋼裏金層の厚さは１．２mmであった。この三層の複合
体をプレス加工して直径５３mmで長さ１７mmの半円形の
軸受メタルを得、（又は、更に公知のホウフッ化浴中で
前記軸受合金表面上に表面層を電気メッキ手段により被
覆して２０μｍの厚さの表面層を有する四層の複合体を
得）、それらを焼付試験、疲労試験に使用した。図１、
２に三層および四層の軸受メタルの拡大断面図を示す。
１は鋼裏金層、２はＡｌ接着層、３は軸受合金層、４は
表面層である。表３に疲労試験の条件を，表４に焼付試
験条件を示す。表５は疲労試験の結果、表６は焼付試験
の結果をそれぞれ示す。

【００１０】

【発明の効果】本発明は以下の様な優れた効果を奏す
る。 (1) 表５の疲労試験結果より、本発明のどの軸受も従来
の軸受と比べて疲労強度が向上していることがわかる。
これはＳｎの量を５０％以下に規制した効果である。 (2) 表６の焼付試験結果より、本発明のどの軸受も従来
の軸受と比べて同等以上の非焼付性を有していることが
わかる。これは、Ｐｂを添加しＳｎと合金化させて、Ｓ
ｎの潤滑特性を改善したためである。 (3) 以上の試験結果より本発明のどの軸受も従来の軸受
と比べて焼付性能を損なわずに疲労強度が向上してい
る。 (4) よって本発明品は初期の目的を達成することができ
る。すなわち、本発明品は、最近のより優れた疲労強度
が要求される様な大型機関用軸受メタルに適用できるも
のである。

【００１１】

【表１】

【００１２】

【表２】

【００１３】

【表３】疲労試験条件

【００１４】

【表４】焼付試験条件

【００１５】

【表５】

【００１６】

【表６】

【００１７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の３層軸受メタルの断面図である。

【図２】本発明の４層軸受メタルの断面図である。

【符号の説明】１鋼裏金層２Ａｌ接着層３軸受合金層４表面層

フロントページの続き (72)発明者中野雅裕岐阜県各務原市鵜沼羽場町六丁目13番地 (56)参考文献特開昭55−122850（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−35744（ＪＰ，Ａ) 特公昭52−12131（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼裏金層、Ａｌ、又はＡｌ合金接着層及
び軸受合金層の３層からなる大型機関用軸受メタルにお
いて、前記軸受合金層の組成が重量でＳｎ：４０％を越
え５０％以下、Ｐｂ：２％を越え１０％以下、Ｃｕ：
０．１％−１．５％、残部が実質的にＡｌから成る大型
機関用軸受メタル。
【請求項２】鋼裏金層、Ａｌ、又はＡｌ合金接着層、
軸受合金層及びＰｂ又はＳｎ又はそれらの合金から成る
表面層の４層からなる大型機関用軸受メタルにおいて、
前記軸受合金層の組成が重量でＳｎ：４０％を越え５０
％以下、Ｐｂ：２％を越え１０％以下、Ｃｕ：０．１％
−１．５％、残部が実質的にＡｌから成る大型機関用
軸受メタル。
【請求項３】特許請求の範囲第１項または第２項記載
の軸受合金層が更にＭｎ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｓ
ｂ、Ｚｎの１種又は２種以上でその総量が重量で５％以
下を含有する、特許請求の範囲第１項または第２項記載
の大型機関用軸受メタル。