本发明专利技术提供一种轴承装置，其中，提高以硬质钢轴为匹配轴的Al-Sn-Si系合金滑动轴承的耐磨损性。本发明专利技术的轴承装置由至少表面的硬度为Hv500以上的钢轴与使用铝系合金的滑动轴承的组合构成，所述铝系合金含有Si：2~10%质量和Sn：10~18%质量，余量由Al和不可避免的杂质构成，其特征在于，所述铝系合金的组织为，Sn相的%体积相对于Si粒子(其中，其平均粒径为4~10μm)的%体积为50%以上，另外，其特征在于，所述铝系合金的硬度为Hv45以上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种轴承装置，其由安装于汽车用自动变速器(AT)或各种辅件的旋转轴和支撑它的滑动轴承构成，若更详细地叙述，则涉及一种轴承装置，其中旋转钢轴通过调质、表面硬化处理等得到硬化，在苛刻的滑动条件下滑动。
技术介绍
专利文献I :日本特开平2-102912号，其中公开了将S45C调质轴(硬度HRc55)与铝系合金滑动轴承组合的轴承装置。专利文献2 :日本特开平2-57653号公报涉及将调质钢轴(S45C，HRc=55)与铝合金滑动轴承组合的轴承装置，该铝合金为如下的铝合金在以％重量计含有7 20%的Sn、O. Γ5%的Pb、I 10%的Si以及合计为O. 3 3. 0%的Cu,Mg,Zn中的I种或2种以上，同时含 有合计为O. 01 I. 0%的Cr、Mn、Fe、Ni、Co、Ti、V、Zr中的I种或2种以上，剩余实质上由Al构成的Al-Sn系轴承合金中，添加O. 0Γ1%的Sb，在Al基质中使Si粒子以球状、椭圆状或前端带有圆形的形状分散、析出。专利文献I提出的带有圆形的Si粒子实现理想的点接触状态，此外通过添加Sb实现基底的强化。该铝合金的硬度为Ην40多。专利文献3 日本特开平6-235038号公报也涉及将调质钢轴(S45C，HRc=55)与铝合金滑动轴承组合的轴承装置，该铝合金如下形成以％重量计含有7 20%的311，0.广5%的Pb，I 10%的Si, O. 01 I. 0%的Cr、Mn、Fe、Ni、Co、Ti、V、Zr中的I种或2种以上，同时含有合计为O. 3^3. 0%的Zn和Mg，此外含有O. θΓθ. 1%的Sb，剩余实质上由Al构成，在Al基质中使Si粒子以球状、椭圆状或前端带有圆形的形状分散、析出，与该Si粒子毗邻地使Sn-Pb合金粒子析出。该合金的硬度为Ην40弱。专利文献4 :日本特许第3472284号涉及“铝系轴承合金，其特征在于，含有I. 5^8%质量的Si,余量实质上由Al构成,相对于存在于滑动表面的Si粒子的总面积,粒径不足4 μ m的Si粒子的面积占20 60%，粒径为4 20 μ m的Si粒子的面积占40%以上。”，粒径为Γ20μπι的Si粒子(面积比为40%以上)有助于耐磨损性，粒径不足4μπι的Si粒子(面积比为20 60%)有助于耐疲劳性。耐磨损性试验在反复启动-停止的条件下进行，说明粒径为Γ20 μ m的Si粒子承受匹配轴的载荷，未发生陷入Al基质或脱落。对于实施例中的匹配材料S55C (调质状态无记载)示出优异的耐磨损性。^mmi社a法人自動皐技衞会学衛讓■会前刷集(社团法人汽车技术协会学术演讲会预印本)No. 46-99，211射耗性向上7儿5合金軸受(D開発.(耐磨损性提高的铝合金轴承的开发)”研究了对于淬火钢制匹配轴(Hv72(T850)，Al-Sn-Si合金的耐磨损性，进行如下考察。“随着磨损的推进，仅较软的铝合金基质磨损，在滑动面发生Si的浓集。若滑动表面的Si量增加，则Si所承受的载荷分担也增多，轴承的磨损得到抑制，但在粒径小的情况或硬度低的情况下，由于因滑动导致的Si的脱落和因磨损的推进导致的Si的浓集重复发生，所以表面的Si浓度不变，从而磨损推进。另一方面，在粒径大、硬度高的情况下，由于Si牢固地保持于合金中，不发生脱落，所以磨损难以推进。” 基于该考察，开发了具有Al-4. 5Sn-2. 7Si_l. 5Cu_0. 2Cr_0. 15Zr的组成的轴承合金。该合金的特点如下所示。(I)将铝轴承合金中作为硬质物含有的Si的大小设定为平均粒径5. 5 μ m，将合金硬度设定为53HV的开发材料相对于现有材料示出3 4倍的耐磨损性。(2)耐磨损性提高的机制被认为是由于在滑动面浓集的Si牢固地保持于合金中，从而可支撑载荷。(3)即使在5. 5μπι的平均粒径下，也可通过重新研究组织和合金强度，得到在往 复运动载荷下与现有材料同等，在旋转载荷下优于现有材料的耐疲劳性，对于耐咬粘性也得到优于现有材料的结果。需说明的是，上述开发合金的特性以Al-12. 5Sn-2. 7Si_l. 8Pb_lCu_0. 2Cr为比较合金进行评价。本申请人作为申请人之一的专利文献5 :日本特开2004-28278号公报所提出的轴承装置中，轴为具有由珠光体和先共析铁素体(面积分率为3%以下)或珠光体构成的组织，未实施高频淬火或表面硬化处理的非调质型钢材制曲柄轴。曲柄轴的表面粗糙度为RzO. 5μπι以下。滑动轴承中，由Si构成或含有Si、硬度为Ην900以上的硬质物分散于Al基质中，存在于滑动面的上述硬质物的大小为6μπι以下。非调质钢的组织由硬度为Ην700左右的渗碳体和硬度为Ην15(Γ300的铁素体构成。本申请人作为专利技术人之一的专利文献6 :日本特开2004-28276号公报所提出的轴承装置的轴与专利文献2相同，Al系合金中，由Si构成或含有Si、硬度为Ην900以上的硬质物分散于Al基质中，同时Si含量为广4%质量。另外，专利文献4和5的实施方式中的Al系合金以％质量计含有除2 20%的Sn外，还有Γ3%的Pb,O. 5 2%的Cu,O. Γ %的Cr,O. 5 2%的Mg以及O. Γ %的选自Zr、Mn、V、Ti和/或B的I种或2种以上。由于上述Al合金中含有的Si为硬质，所以该Si粒子的大小使非调质钢制轴的表面平滑化，使耐磨损性和咬粘性良好。若对上述与Si粒子有关的现有技术进行整理，则明确如下的技术水平。在匹配材料为非调质钢的专利文献5、6中说明，由于匹配轴软，所以铝合金的Si粒子具有匹配轴的精研(lapping)作用。在专利文献1、2和3中说明，Al合金中的Si粒子与匹配轴的淬火钢轴保持点接触状态。近年来，由于ATF的低粘度化和各种泵的小型化，滑动条件变得苛刻，对耐磨损性、耐咬粘性等滑动特性的要求不断提高。专利文献4中采用的启动-停止模式的苛刻的磨损试验条件虽然遵循了这样的趋势，但并未提及钢轴的调质状态，而叙述了 Si粒子在滑动过程中被保持于Al基质中。在与专利文献4基本同一年代发表的非专利文献I被认为是发表以下内容的最初的文献匹配轴为淬火S55C，在滑动面中Al、Sn等优先被匹配轴刮除，结果产生Si的浓集。现有技术文献 专利文献 专利文献I :日本特开平2-102912号公报 专利文献2 :日本特开平2-57653号公报专利文献3 :日本特开平6-235038号公报 专利文献4 :日本特许第3472284号说明书 专利文献5 :日本特开2004-28278号公报 专利文献6 :日本特开2004-28276号公报 专利文献7 :美国专利第4471029号 非专利文献 非专利文献I :社团法人汽车技术协会学术演讲会预印本No. 46-99，211耐磨损性提高的铝合金轴承的开发。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题 在非专利文献I中虽然通过防止Si粒子从铝合金的基质脱落来实现在苛刻的滑动条件下的耐磨损性的提高，但Sn含量低至4. 5%，可知耐磨损性的提高不充分。另外，以调质钢为匹配材料的专利文献2和3的铝合金含有Pb，硬度低。因此，本专利技术的目的在于提供在苛刻的滑动条件下发挥优异的耐磨损性的Al-Sn-Si系轴承合金滑动轴承与硬质本文档来自技高网...
【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：阪本真一郎，小山淳，
申请(专利权)人：大丰工业株式会社，
类型：
国别省市：
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