滑动轴承用铝合金、滑动轴承及其制造方法技术

技术编号:7943525 阅读:242 留言:0更新日期:2012-11-02 19:08
本发明专利技术的课题在于提供确保退火调质状态的Al-Zr-Cr系铝合金在180~200℃的高温强度、耐疲劳性优异的滑动轴承用铝合金。解决上述课题的耐疲劳性优异的滑动轴承用铝合金由具有如下组成的Al合金压延板构成:含有3~7质量%Mg、0.1~0.3质量%Cr和0.1~0.2质量%Zr,其余部分由Al和不可避免的杂质构成,并具有由固溶了Mg的Al基和Cr、Zr微粒构成的组织。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及,更详细地讲,涉及通过成形和热处理使调质状态和尺寸适合滑动轴承的Al-Mg-Cr-Zr系铝合金压延板。作为滑动轴承用铝合金压延材料而标准化的材质有如下材质5ΛΕ780: 7.0% Sn-1,0% Cu-1.6% Ni-0.6% Si-1.0% MgSAE781: 6.25% Sn-1.0% Cu-0.5% Ni-1.5% Si近年来,汽车用内燃机有小型化、高效化的倾向,滑动轴承的宽度变窄,轴承承受的负荷应力逐渐升高。而且,因润滑油的低粘度化使润滑油膜变薄,轴与轴承的接触频率升高,造成轴承表面的温度上升。滑动轴承用铝合金的开发是在这种趋势下进行的。
技术介绍
本申请人在专利文献I :专利第3868630号中提出了“滑动轴承用铝合金,其特征为含有I 15重量% Sn、l 8重量% Si,O. 05 O. 3重量% Cr,O. 05 O. 3重量%Zr,其余部分由Al和不可避免的杂质构成,压延后进行300 400°C的低温退火和400 480°C的高温退火(条件是低温退火与高温退火的温度差为10°C以上)而成为退火调质状态,Al-Cr金属间化合物主要在铝的晶粒边界析出,Al-Zr金属间化合物主要在铝晶粒内的亚晶界析出,在高面压下的耐疲劳性优异”(权利要求I)。专利文献I的滑动轴承用铝合金意欲在轴承表面温度高的条件下使用,因此,进行组织控制以帮助提高析出的Al-Cr和Al-Zr系金属间化合物在高温下的耐疲劳性,另外Si形成具有防胶合效果的硬质颗粒。再者,作为任意成分添加的Pb或Sn也提高了耐胶合性。专利文献2 :日本特开2007-107589号公报是为了改良耐成穴性,更详细地说解决涂布层的剥离。为了提高由固体润滑剂和树脂粘合剂构成的树脂涂布层与铝合金的粘接强度,使铝合金的Sn含量在O 2质量%的范围内。该文献中还说明了作为铝合金,以总量为 O. I 20 质量 % 含有 Si、Cu、Ni、Cr、Zn、Mn、Ti、B、Zr、Mg、V、Pb 和/或 Bi。这些元素中Si、Pb、Bi以外的元素(下称“ Si等元素”)固溶于招基(aluminium matrix),或者形成与Al的金属间化合物而析出。实施例中将Sn、Cu、Si、Zn、Pb、Mn用作添加元素,但没有添加Mg的例子。专利文献2的制造方法是将将铝合金鋳造材料压延成形的铝合金板辊压接合在钢板(衬垫金属)上制造双金属的方法,故Si等元素在这些制造阶段固溶或析出。但是未说明具体的固溶、析出条件。而且,专利文献2中将双金属压制加工为半圆筒状、机械加工为规定的部件尺寸后,形成树脂涂布层,在230 250°C下煅烧I时间。专利文献3 :专利第3958515号公报涉及多层轴承,其多层结构的各层为钢衬垫金属、铝合金中间层和铝基轴承合金层。铝基轴承合金层含有O. I 7质量%选自Cu、Zn、Mg和Si的I种以上的金属元素,以介由铝合金中间层与钢衬垫金属接合的状态在400°C以上、进行溶体化处理。因此,虽然介由中间层将轴承合金层与衬垫金属接合后进行溶体化处理,但通过溶体化处理发生了下述变化。首先,说明了铝基轴承合金层的Cu、Zn、Mg、Si等元素固溶于Al基中,通过其后的急冷提高铝基轴承合金层的强度,提高轴承的耐疲劳性。需说明的是,耐疲劳性的试验是在给油温度100°C下进行的。铝合金中间层中,在衬垫金属ー侧Al-Fe-Si系化合物防止生成脆的Al-Fe系化合物。另外,实施例中Mg在Al合金中的最大添加量为I. 5%。进ー步说明了专利文献3的铝基轴承合金可以含有下述成分,因此可以理解为这些成分也通过400°C以上的溶体化处理固溶于Al基中。而且,铝合金也可以进行溶体化处理,进行人エ时效处理。(I) 3 20质量% 的 Sn; (2)总量为O.I 7质量%的选自Cu、Zn、Mg、Si的I种以上的元素; (3)总量为O.01 3质量%的选自Mn、V、Mo、Cr、Co、Fe、Ni、W的I种以上的元素; (4)总量为0.01 2质量%的选自B、Ti、Zr的I种以上的元素; (5)总量为3质量%以下的选自Pb、Bi、In的I种以上的元素。专利文献4 :日本特开2010-77506号与本申请的优先权日的关系相当于未公开的在先申请,涉及含有I. 5 7. O质量% Mg、用于汽车车体的外侧板等的成形用铝合金,含有Fe、Si、Mn、Cr、Zr、V及Ti作为任意成分,但从这些任意成分中选择Cr、Zr时,含有O. 3质量%以下的Cr和O. 3质量%以下的Zr。专利文献4中记载的铝合金压延板的制造方法为铸块的均质化处理、热轧(厚度3. 5mm)、伴随中间退火的冷轧(厚度Imm)、溶体化处理、平整冷轧,根据情况在最后进行调质处理(50 80°C )。现有技术文献 专利文献 专利文献I:日本专利第3868630号说明书; 专利文献2 :日本特开2007-107589号公报; 专利文献3:日本专利第3958515号说明书; 专利文献4:日本特开2010-77506号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的课题 专利文献I提案的铝基滑动轴承材料设想轴承表面的温度为180°c以下(段落编号0004),为确保高温強度添加了 Cr或Zr等过渡金属,使这些金属与Al的金属间化合物析出,但轴承的表面温度达到180 200°C吋,因強度不足有产生疲劳之虞。专利文献I说明的滑动轴承用铝合金的调质状态在下一段中引用。组成与本专利技术相同的铝合金在T4或T6调质状态下拉伸强度约为300 MPa,但本专利技术的铝合金的強度不进行上述的热处理,为其一半以下。相当于这种強度特性的调质状态是除去了加工变形后进ー步进入过时效区域的状态。这种状态在本专利技术中称为退火调质。具体来说,是压延后进行了 300 400°C、优选320 380°C的低温退火和400 480°C、优选420 480°C的高温退火(条件是低温与高温退火的温度差为10°C以上)的状态。该低 温退火使Al-Cr金属间化合物析出,另一方面,高温退火使Al-Zr金属间化合物析出。若脱离该条件,则Al-Cr金属间化合物在高温退火中粗大化,并且一部分固溶;另一方面,Al-Zr金属间化合物在低温退火中析出少。因此,有必要分别在高温和低温下进行退火。另外,从上述理由来看,优选先进行低温退火,后进行高温退火。即使将该顺序颠倒,在高温退火中一部分固溶的Al-Cr金属间化合物也析出,但析出量变少。优选低温退火在30分钟 5小时的范围内进行,高温退火在30 5小时的范围内进行。专利文献I中暗示了其提案的铝合金在180 200°C下強度不足。另外,以3质量%以下添加Cu、Mg等固溶范围广的成分,还以I 8质量%的Si作为必须成分,若同时添加Mg和Si进行铸造,则因Mg2Si共晶,虽然強度高但是脆,因此制品的加工困难。专利文献2提出了可以提高耐成穴性的涂布层,其基底的铝合金网罗大范围的组成,其中也包含作为滑动轴承不实用的组成。专利文献2的铝合金的最终热处理是树脂涂层的煅烧,在230 250°C进行I时间。该热处理在T6处理中相当于人工时效。 专利文献3提案的专利文献3的实施例的轴承合金的拉伸强度为180 190MPa左右,在轴承承受的载荷高时或使用温度达到18本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:富川贵志阪本真一郎山本桂己
申请(专利权)人:大丰工业株式会社
类型:发明
国别省市:

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