CN1181214C - 铝轴承合金 - Google Patents

铝轴承合金 Download PDF

Info

Publication number
CN1181214C
CN1181214C CNB011247266A CN01124726A CN1181214C CN 1181214 C CN1181214 C CN 1181214C CN B011247266 A CNB011247266 A CN B011247266A CN 01124726 A CN01124726 A CN 01124726A CN 1181214 C CN1181214 C CN 1181214C
Authority
CN
China
Prior art keywords
surplus
compound
alloy
bearing
alumin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB011247266A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1334353A (zh
Inventor
藤田正仁
笼原幸彦
山本康一
柴山隆之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DAIDO BUSH INDUSTRY Co Ltd
Original Assignee
DAIDO BUSH INDUSTRY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DAIDO BUSH INDUSTRY Co Ltd filed Critical DAIDO BUSH INDUSTRY Co Ltd
Publication of CN1334353A publication Critical patent/CN1334353A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1181214C publication Critical patent/CN1181214C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/02Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/012Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic one layer being formed of an iron alloy or steel, another layer being formed of aluminium or an aluminium alloy
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/016Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic all layers being formed of aluminium or aluminium alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/003Alloys based on aluminium containing at least 2.6% of one or more of the elements: tin, lead, antimony, bismuth, cadmium, and titanium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/12Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
    • F16C33/121Use of special materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2204/00Metallic materials; Alloys
    • F16C2204/20Alloys based on aluminium
    • F16C2204/22Alloys based on aluminium with tin as the next major constituent

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Abstract

一种铝轴承合金,包含,以质量计,3~40%的Sn,0.5~7%的Si,0.05~2%的Fe,余量为Al,以及不可避免的杂质。在此合金中,包含Al-Si-Fe的三元金属间化合物和Si颗粒作为硬粒子。

Description

铝轴承合金
技术领域
本发明涉及通常用于汽车和工业机械中大功率发动机的轴承的一种铝轴承合金。
背景技术
上述类型的铝合金通常包含Sn以提供磨合性。Pb也提供铝合金磨合性。然而,Pb不易于均匀分布于合金中,并且是有害的元素之一。由于此原因,不使用Pb。
含Sn的板型铸铝轴承合金包覆到一支撑钢板上以便用于轴承。使用上述铝轴承合金制造轴承时,为了提高轴承合金的韧性和轴承合金与支撑钢板之间的粘附强度,包覆之后的退火是必需的。当退火使含Sn铝轴承合金处于高温条件时,合金组织中的Al晶粒和Sn相粗化以致于铝轴承合金的高温硬度和疲劳强度降低。
基于以上问题,已建议微小硬粒子,例如,具有直径小于5μm的Si颗粒应包含在铝合金中以便阻止Sn相和Al晶粒的粗化,并且提高Al基体的强度,因此铝轴承合金在高负荷和高温条件下提供好的轴承特性。
再者,JP-A-58-64332和JP-A-58-67841各自对上述相同目的出于不同于强化铝基体的考虑建议包含硬粒子。前者,JP-A-58-64332,揭示Si颗粒用做硬粒子,Si颗粒的尺寸和分布应使轴承特性特别是磨合性和抗擦伤性(anti-seizure)在高负荷和高温条件下快速地提高。常规Si颗粒大体上直径小于5μm。然而,作为热处理等条件改进的结果可以获得具有直径范围5μm和40μm的粗Si颗粒。粗Si颗粒在最初滑动阶段刮去轴表面的突起和轴表面上类似于环绕球状石墨的飞边的边,导致轴承平滑滑动(研磨)。结果,甚至在高负荷条件下擦伤也被阻止,因此,抗擦伤特性显著提高。
另一方面,后一公开,JP-A-58-67841,揭示含有Mn,Fe,Mo,Ni,Zr,Co,Ti,Sb,Cr和Nb中至少之一或由其组成的颗粒结晶成一单独金属或与铝析出或形成含Mn等的金属间化合物。其进一步揭示具有直径范围5到40μm的析出的金属间化合物或结晶的单独金属具有与上述JP-A-58-64332中Si颗粒相同的效果。例如,当加入到铝合金时,虽然不能确定结晶性,但含Mn等的硬粒子确定存在,或Mn等结晶成单独金属。这样,JP-A-58-64332建议Mn,Fe等在不含Si的合金中作为加速合金中硬粒子的形成的元素。
考虑含Si合金,仅仅Si颗粒是通常在铝轴承合金中结晶出的硬粒子。考虑不含Si的合金,加入的金属在初始条件下结晶,或者建议结晶两元金属间化合物而不具体描述结晶物质。此外,粗硬粒子引起轴的研磨,因此,抗擦伤特性提高。
Al中含有的硬粒子为了提高强度通常均匀地分布。随着颗粒尺寸变小,产生大的效果。因此,当硬粒子如Si象上述公开中的粗化时,铝基体的强度降低以致于抗疲劳性降低。换言之,对于结晶颗粒的尺寸,当为了提高抗疲劳强度而减小结晶颗粒的直径时,抗擦伤性并不能提高。相反,结晶颗粒的直径增加以使抗擦伤性提高时,抗疲劳强度不能提高。
发明内容
因此,本发明的目的是提供铝轴承合金,通过硬粒子提高其抗擦伤特性而不降低其抗疲劳性。
在铝轴承合金中上述目的可以通过结晶Al-Si-Fe的三元金属间化合物或Al-Si-Fe基的多元金属间化合物实现。更确定地,本发明提供铝轴承合金,其特征在于,以质量计,3~40%的Sn,0.5~7%的Si,0.05~2%的Fe,余量为Al,以及不可避免的杂质,并且其中包含Al-Si-Fe的三元金属间化合物和Si颗粒作为硬粒子,其中轴承表面的硬粒子具有最大直径1~20μm并且每1mm2上硬粒子的数量为6~100。
第一种优选形式中,铝轴承合金进一步的特征在于,具有其量或总量为0.01~3%的Mn,V,Mo,Cr,Co,Ni和W中的至少一种或多种,其中所述Mn,V,Mo,Cr,Co,Ni和W中的一种或多种加入到Al-Si-Fe中以获得作为硬粒子的多元金属间化合物。
在第二种优选形式中,在轴承表面硬粒子具有最大直径为1~20μm,每1mm2硬粒子的数量为6~100个。
在第三种优选形式中,所述合金包含,以质量计,0.01~2%的至少一或多种B,Ti和Zr。
在第四种优选形式中,所述合金包含,以质量计,0.1~5%的至少一或多种Cu,Mg和Zn。
下面描述Al-Si-Fe金属间化合物的结晶。首先,在众所周知的三元态Al-Si-Fe中,三元共晶化合物是Fe2Al9Si2相,以及具有573℃的结晶温度。共晶反应表示成L→Sn+Si+Fe2Al9Si2
图1表示本发明权利要求1要求的Al-Sn-Si-Fe合金的组织。由图1明显地看出,Al-Si-Fe三元金属间化合物结晶成针状、棒状或板状共晶化合物。图2表示本发明权利要求2要求的合金如Al-Sn-Si-Fe-Mn合金的组织。图2中可以看出Al-Si-Fe-Mn的多元金属间化合物。图3表示Al-Sn-Si-Fe-Cr合金的组织。图3中可以看到Al-Si-Fe-Cr的多元金属间化合物。
多元金属间化合物如Al-Si-Fe-Mn或Al-Si-Fe-Cr具有多种形式,并且结晶成共晶化合物,其中包含具有三维不确定厚度的针状、棒状和板状形状的那些的化合物以复杂形式结合在一起。Al-Si-Fe三元金属间化合物和包含以Al-Si-Fe为基的多元金属间化合物非常稳定,其基本形状甚至在包覆支撑金属之后的热处理时也不改变。这些金属间化合物不同于仅含Si的合金。更确定地,Si结晶成类似三维相连的珊瑚的共晶。结晶Si通过铸造之后的轧制或包覆支撑金属之后的轧制而被压成碎片。进一步,Si在随后的热处理中也改变其形状。这是Si的一个特点,特别是在超过300℃的热处理中,Si改变成相对圆形以致于其表面张力降低。此倾向在含大量Sn的材料如Al-Sn轴承合金中增强。
然而,本发明中所述的三元金属间化合物或多元金属间化合物在通常热处理下不改变其结晶形态并且不改变其形状。进一步,三元或多元金属间化合物在塑性变形轧制步骤或轴承制造过程中的包覆步骤中被压碎。然而,作为压碎的结果,金属间化合物呈具有尖锐边缘的形状如刃具的碎片。图4至图6表示此形状的一个例子。虽然Si颗粒通过轧制和热处理步骤圆形化并且破碎成小块,所说的三元或多元金属间化合物保留具有尖锐边缘的攻击性形状。
三元或多元金属间化合物即使其含量很小对副轴也具有研磨效应。特别地,三元或多元金属间化合物稳定了具有不稳初始磨损的轴和轴承之间的关系。这样,三元或多元金属间化合物可以有效地提高磨合性。更具体地,三元或多元金属间化合物刮去副轴表面的突起和副轴表面类似于环绕球状石墨的飞边的边。三元或多元金属间化合物进一步阻止由于与副轴的粘附造成的铝轴承合金的磨损,粘附是铝轴承合金的一个缺点。此外,三元或多元金属间化合物进一步刮去粘附物因此阻止由于粘附物造成的擦伤。再者,三元或多元金属间化合物甚至在轧制步骤之后也相对较大。细小粉碎的Si颗粒分布于Al基体中,因此提高Al基体的强度。结果,可以实现抗磨性和抗擦伤特性的提高以及抗疲劳强度的提高。
为了具有前述效果的金属间化合物可以刮去轴上的粘附物,轴承表面硬粒子如权利要求3所述,优选具有最大直径1至20μm,并且每1mm2上硬粒子的数量优选在6至100的范围。进一步,Si颗粒优选具有最大直径小于0.5μm,每1mm2上Si颗粒的数量优选200或更多。
每一种前述组分数量限制的原因描述如下。
(1)Sn(3~40质量%)
Sn提高作为轴承的表面特性如抗擦伤特性、磨合性和可嵌入性。当Sn含量少于3%时,上述效果很小。当其超过40%时,轴承合金的机械特性变坏造成轴承特性的降低。优选Sn含量为6~20%。
(2)Si(0.5~7质量%)
Si溶解于铝基体中,特别地结晶成Si颗粒的单一物质而细小分散,以便提高材料的抗疲劳强度和提高抗擦伤性和耐磨性。另一方面,为了形成Al-Si-Fe金属间化合物,Si是一个必要元素,并且Si提高研磨性能、抗擦伤性和耐磨性。当Si含量少于0.5%时,Si溶解到Al基体中,上述效果很小。当其超过7%时,其结晶粗化,因而降低轴承合金的疲劳强度。优选Si含量为2~6%。
(3)Fe(0.05~2质量%)
为了产生上述效果,Fe主要以Al-Si-Fe金属间化合物的形式结晶。含Fe的金属间化合物阻止与副轴的擦伤(咬合)和提高耐磨性。当Fe含量在0.05~2%时此特点有效。当Fe含量少于0.05%时,上述效果很小。当Fe含量超过2%时,化合物粗化,轴承合金变脆,因此引起轧制加工困难。优选Fe含量为0.07%~1%。
(4)Mn,V,Mo,Cr,Co,Ni和W(至少这些元素之一:总量为0.01~3质量%)
这些是组成本发明多元金属间化合物的可选元素.更具体地,当选择元素α加入到Al-Si-Fe中时,生成多元金属间化合物Al-Si-Fe-α。所选元素以单一物质形式溶解于铝基体中,以强化基体。当每种元素的含量少于0.01%时多元金属间化合物的效果不能获得。当每种元素的含量超过3%时,多元金属间化合物过分粗化,轴承合金的物理特性降低,并且,轴承合金的塑性加工性如轧制性能降低。优选含量为0.2%~2%。
(5)B,Ti和Zr(至少这些元素之一:总量为0.01~2质量%)
这些可选元素溶解到铝基体中以提高轴承合金的疲劳强度,而对Al-SI-Fe金属间化合物的形成无贡献。当含量少于0.01%时前述效果很小。当含量超过2%时,轴承合金变脆。优选含量为0.02%~0.5%。
(6)Cu,Mg和Zn(至少这些元素之一:总量为0.1~5质量%)
这些可选元素是提高铝基体强度的附加元素。固溶处理使这些元素溶解到铝基体中。当溶解有这些元素的基体冷却和时效时,可析出细小的化合物。当加入量少于0.1%时不能获得此效果。当加入量超过5%时,化合物***大。优选加入量为0.5%~4%。
附图说明
仅仅出于举例,本发明参考附图描述如下:
图1表示具有结晶的Al-Si-Fe三元金属间化合物的铝合金的显微照片;
图2表示具有结晶的Al-Si-Fe-Mn多元金属间化合物的铝合金的显微照片;
图3表示具有结晶的Al-Si-Fe-Cr多元金属间化合物的铝合金的显微照片;
图4是包含Al-Si-Fe三元金属间化合物的铝合金的显微照片,表示热轧之后合金的状态;
图5是包含Al-Si-Fe-Mn多元金属间化合物的铝合金的显微照片,表示热轧之后合金的状态;
图6是包含Al-Si-Fe-Cr多元金属间化合物的铝合金的显微照片,表示热轧之后合金的状态。
优选实施方式描述
本发明通过一个优选实施例描述。首先描述轴承制造方法。熔化具有表1中本发明组成的铝轴承合金并通过连铸制作成15mm厚的板。在通过连铸制作的铝轴承合金板中,如图1所示Al-Si-Fe三元金属间化合物结晶或如图2或图3所示Al-Si-Fe和Mn、V、Mo、Cr、Co、Ni和W的一个或多个元素的多元金属间化合物结晶。进一步,Si颗粒析出。在前述铸造步骤中使合金板淬火。控制冷却速度以便结晶金属间化合物的尺寸优选在40~55μm之间。进一步,在铸造阶段Si共晶组织的尺寸优选小于40μm。
为了刮去连铸铝轴承合金板表面的偏析部分,进行了处理。之后,通过冷轧连续轧制合金板以便具有6mm的厚度。为了制备结合层在铝轴承合金板上包覆铝箔。合金板然后包覆到支撑钢板上以便制备双金属。随后进行退火以提高合金板与支撑钢板之间的结合强度。之后,进行固溶处理以强化合金。固溶处理中,双金属置于470℃的环境下20分钟。水淬之后,对双金属中的合金进行时效处理。在时效处理中双金属置于170℃环境下15小时。
作为进行前述轧制等的结果,金属间化合物被压碎,从而使其尺寸由初始的40~55μm降低到1~20μm。结果,金属间化合物形成具有锐边的多角形状。进一步,每平方毫米分布6~100个由金属间化合物组成的硬粒子。甚至在随后的热处理中硬粒子的尺寸和分布也几乎保持不改变。另一方面,在轧制等过程中Si颗粒也被压碎。时效处理之后,Si颗粒最终成为圆形,其最大直径小于5μm,每平方毫米上分布有200或更多个Si颗粒。接着,此双金属被机械加工成半圆柱形或半轴承。为了用于发动机上,两个这样的半轴承相互对接成圆柱形。
表1表示传统产品1~7和通过上述步骤制成的本发明的具有其中所示各自组成的产品8~25。考虑1~25的每一个产品,本发明人检测了Al-Si-Fe金属间化合物的存在与否以及其组成。表1还表示了检测结果。
表1表示对于Al-Si-Fe金属间化合物的组成和存在与否的检测结果
No Al Sn Si Fe Mn V Mo Cr Co Ni W Ti Zr Cu Mg Zn    Al-Si-Fe金属间化合物的生成
发现/未发现   金属间化合物组成
现有技术产品     1 余量   20   -  -   -   -   -   -   -   -  -   -   -   1   -   - 未发现
    2 余量   13   3  -   -   -   -   0.3   -   -  -   -   -   0.7   -   - 未发现
    3 余量   13   3  -   0.3   -   -   -   -   -  -   -   -   0.8   -   - 未发现
    4 余量   13   3  -   0.3   0.2   -   -   -   -  -   -   -   0.8   -   - 未发现
    5 余量   10   2.5  -   -   -   -   0.2   -   -  -   -   0.1   1   -   - 未发现
    6 余量   10   4  -   -   -   -   0.3   -   -  -   0.1   -   1.4   -   - 未发现
    7 余量   -   6  -   -   -   -   -   -   -  -   -   -   1   0.5   - 未发现
NO Al Sn Si Fe Mn V Mo Cr Co Ni W Ti Zr Cu Mg Zn     Al-Si-Fe金属化合物的生成
  发现/未发现 金属间化合物的组成
  本发明产品     8 余量   20    4   0.4   -   -   -   -   -   -   -   -   -   1   -   -   发现 Al-Si-Fe系
    9 余量   13    3   0.2   -   -   -   0.3   -   -   -   -   -   0.7   -   -   发现 Al-Si-Fe-Cr系
    10 余量   13    3   0.25   0.3   -   -   -   -   -   -   -   -   0.8   -   -   发现 Al-Si-Fe-Mn系
    11 余量   13    3   0.2   0.3   0.2   -   -   -   -   -   -   -   0.8   -   -   发现 Al-Si-Fe-Mn-V系
    12 余量   10    2.5   0.3   -   -   -   0.2   -   -   -   -   0.1   1   -   -   发现 Al-Si-Fe-Cr系
    13 余量   10    4   0.25   -   -   -   0.3   -   -   -   0.1   -   1.4   -   -   发现 Al-Si-Fe-Cr系
    14 余量   4    6   1.2   -   -   -   -   -   -   -   -   -   0.8   0.2   3   发现 Al-Si-Fe系
    15 余量   10    3   0.3   -   -   0.3   -   -   -   -   0.15   -   0.7   -   -   发现 Al-Si-Fe-Mo系
    16 余量   13    3   0.4   0.3   -   -   -   -   0.3   -   -   -   1.4   -   -   发现 Al-Si-Fe-Mn-Ni系
    17 余量   13    3   0.5   0.3   -   -   -   0.3   -   -   -   -   0.8   -   -   发现 Al-Si-Fe-Mn-Co系
    18 余量   10    2.5   1.5   -   -   -   0.2   -   -   0.2   0.2   0.1   1   -   -   发现 Al-Si-Fe-Cr-V系
    19 余量   10    4   1   -   -   -   0.3   -   -   -   0.1   -   1.4   -   -   发现 Al-Si-Fe-Cr系
    20 余量   4    4   0.3   0.3   -   -   0.2   -   -   -   0.2   -   1.2   -   -   发现 Al-Si-Fe-Mn-Cr系
    21 余量   10    4   0.15   -   -   -   0.3   -   -   -   0.1   -   1.4   -   -   发现 Al-Si-Fe-Cr系
    22 余量   4    6   0.1   -   -   -   -   -   -   -   -   -   0.8   0.2   3   发现 Al-Si-Fe系
    23 余量   10    4   1   -   -   -   0.3   -   -   -   0.1   -   1.4   -   -   发现 Al-Si-Fe-Cr系
    24 余量   13    3   0.4   0.3   -   -   -   -   0.3   -   -   -   1.4   -   -   发现 Al-Si-Fe-Mn-Ni系
    25 余量   13    3   0.5   0.3   -   -   -   0.3   -   -   0.2   -   2   0.5   1.5   发现 Al-Si-Fe-Mn-Co系
考虑每一个产品,本发明人还检测Si颗粒的晶粒直径(最大直径)和形状以及Al-Si-Fe金属间化合物的晶粒直径和形状。表2还表示检测结果。
表2表示Si颗粒的粒径和形状,以及Al-Si-Fe金属间化合物的粒径和形状的检测结果
Figure C0112472600131
此外,本发明人还对产品1~25中的每一个进行了疲劳、擦伤和磨损试验。表3表示试验结果。
表3表示疲劳、擦伤和磨损试验结果
No Al Sn Si Fe Mn V Mo Cr Co Ni W Ti Zr Cu Mg Zn   热处理 疲劳发生的具体载荷 擦伤发生的具体载荷   磨损量
     *     MPa     MPa     μm
现有技术产品     1 余量   20     -  -   -   -  -   -  -  -  -   -   -   1   -  -     无     60     75     20
    2 余量   13     3  -   -   -  -   0.3  -  -  -   -   -   0.7   -  -     无     105     65     13
    3 余量   13     3  -   0.3   -  -   -  -  -  -   -   -   0.8   -  -     无     95     70     12
    4 余量   13     3  -   0.3   0.2  -   -  -  -  -   -   -   0.8   -  -     无     100     65     15
5 余量   10     2.5  -   -   -  -   0.2  -  -  -   -   0.1   1   -  -     无     110     60     10
    6 余量   10     4  -   -   -  -   0.3  -  -  -   0.1   -   1.4   -  -     无     105     70     14
    7 余量   -     6  -   -   -  -   -  -  -  -   -   -   1   0.5  -     无     115     70     12
*此处热处理包括470℃ 20分钟的固溶处理和170℃ 15小时的时效处理。
No Al Sn Si Fe Mn V Mo Cr Co Ni W Ti Zr Cu Mg Zn   热处理 疲劳发生的具体载荷 擦伤发生的具体载荷   磨损量
    *     MPa     MPa     μm
本发明产品     8 余量   20   4   0.4   -   -   -   -   -   -   -   -   -   1   -   -     无     125     80     12
    9 余量   13   3   0.2   -   -   -   0.3   -   -   -   -   -   0.7   -   -     无     105     80     7
    10 余量   13   3   0.25   0.3   -   -   -   -   -   -   -   -   0.8   -   -     无     115     85     8
    11 余量   13   3   0.2   0.3   0.2   -   -   -   -   -   -   -   0.8   -   -     无     120     80     5
    12 余量   10   2.5   0.3   -   -   -   0.2   -   -   -   -   0.1   1   -   -     无     120     75     3
    13 余量   10   4   0.25   -   -   -   0.3   -   -   -   0.1   -   1.4   -   -     无     125     85     6
    14 余量   4   6   1.2   -   -   -   -   -   -   -   -   -   0.8   0.2   3     无     130     85     8
    15 余量   10   3   0.3   -   -   0.3   -   -   -   -   0.15   -   0.7   -   -     无     125     75     5
    16 余量   13   3   0.4   0.3   -   -   -   -   0.3   -   -   -   1.4   -   -     无     130     80     9
    17 余量   13   3   0.5   0.3   -   -   -   0.3   -   -   -   -   0.8   -   -     无     135     85     4
    18 余量   10   2.5   1.5   -   -   -   0.2   -   -   0.2   -   0.1   1   -   -     无     125     85     8
    19 余量   10   4   1   -   -   -   0.3   -   -   -   0.1   -   1.4   -   -     无     130     75     7
    20 余量   4   4   0.3   0.3   -   -   0.2   -   -   -   0.2   -   1.2   -   -     无     120     85     9
    21 余量   10   4   0.15   -   -   -   0.3   -   -   -   0.1   -   1.4   -   -     有     130     85     5
    22 余量   4   6   0.1   -   -   -   -   -   -   -   -   -   0.8   0.2   3     有     135     85     7
    23 余量   10   4   1   -   -   -   0.3   -   -   -   0.1   -   1.4   -   -     有     135     80     6
    24 余量   13   3   0.4   0.3   -   -   -   -   0.3   -   -   -   1.4   -   -     有     135     85     7
    25 余量   13   3   0.5   0.3   -   -   -   0.3   -   -   0.2   -   2   0.5   1.5     有     140     85     3
*此处热处理包括470℃ 20分钟的固溶处理和170℃ 15小时的时效处理
在表3中,热处理包括固溶处理(470℃20分钟)和时效处理(170℃15小时)。表4至6表示疲劳、擦伤和磨损试验各自的条件。
            表4
            试验条件疲劳试验
油入口温度    100℃供油压力      0.49Mpa润滑油        VG68轴材料        JIS-S55C评价方法      无疲劳发生的最大比载荷
                  表5
                 试验条件擦伤试验
转速        7200rpm圆周速度    20m/秒试验载荷    每10分钟增加10MPa油入口温度  100℃油流速      150ml/分钟润滑油      VG22轴材料      JIS-S55C评价方法    当轴承背面的温度超过200℃或扭矩波动引起轴驱动带打滑时判断擦伤发生
        表6
        试验条件磨损试验
转速        1000rpm圆周速度    1.0m/秒试验载荷    10MPa试验时间    10小时运行:60秒 停止:30秒油流速      2ml/分钟润滑油      VG22轴材料      JIS-S55C
由表3可以明显地看出,本发明产品在抗疲劳、抗擦伤性和耐磨性方面相当于或好于现有技术产品。原因被认为是由于具有尖锐边缘的三元和多元金属间化合物的研磨效果以及由于细小Si颗粒的分布对Al基体的强度提高的效果。进一步,特别地对本发明的产品21~25的每一个进行了固溶处理和时效处理,Cu、Mg、Zn等在Al基体中溶解(固溶)以使基体的强度提高。进一步,产品21~25的每一个由于硬化引起的强度提高而具有好的疲劳性能。
前面的描述和图解仅仅是对本发明的原理性说明,并非是限制性解释。各种改变和改进对于本领域熟练的技术人员是明显的。所有这些改变和改进都在本发明权利要求书所定义的范围之内。

Claims (8)

1.一种铝轴承合金,其特征在于包括,以质量计,3~40%的Sn,0.5~7%的Si,0.05~2%的Fe,余量为Al,以及不可避免的杂质,并且包含Al-Si-Fe的三元金属间化合物和Si颗粒作为硬粒子,其中轴承表面的硬粒子具有最大直径1~20μm并且每1mm2上硬粒子的数量为6~100。
2.根据权利要求1的铝轴承合金,其特征还在于包括,至少一种或多种Mn、V、Mo、Cr、Co、Ni和W,其量或总量为0.01~3%,并且所述一种或多种Mn、V、Mo、Cr、Co、Ni和W加入到Al-Si-Fe中以便包含多元金属间化合物作为硬粒子。
3.根据权利要求1的铝轴承合金,其特征进一步在于包括,以质量计,0.01~2%的至少一种或多种B、Ti和Zr。
4.根据权利要求2的铝轴承合金,其特征进一步在于包括,以质量计,0.01~2%的至少一种或多种B、Ti和Zr。
5.根据权利要求1的铝轴承合金,其特征进一步在于包括,以质量计,0.1~5%的至少一种或多种Cu、Mg和Zn。
6.根据权利要求2的铝轴承合金,其特征进一步在于包括,以质量计,0.1~5%的至少一种或多种Cu、Mg和Zn。
7.根据权利要求3的铝轴承合金,其特征进一步在于包括,以质量计,0.1~5%的至少一种或多种Cu、Mg和Zn。
8.根据权利要求4的铝轴承合金,其特征进一步在于包括,以质量计,0.1~5%的至少一种或多种Cu、Mg和Zn。
CNB011247266A 2000-07-26 2001-07-26 铝轴承合金 Expired - Fee Related CN1181214C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP225548/2000 2000-07-26
JP2000225548A JP3857503B2 (ja) 2000-07-26 2000-07-26 アルミニウム系軸受合金

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1334353A CN1334353A (zh) 2002-02-06
CN1181214C true CN1181214C (zh) 2004-12-22

Family

ID=18719301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB011247266A Expired - Fee Related CN1181214C (zh) 2000-07-26 2001-07-26 铝轴承合金

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6638375B2 (zh)
JP (1) JP3857503B2 (zh)
KR (1) KR100505928B1 (zh)
CN (1) CN1181214C (zh)
AU (1) AU783308C (zh)
DE (1) DE10135895B4 (zh)
GB (1) GB2367070B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102869800A (zh) * 2010-04-22 2013-01-09 大丰工业株式会社 轴承装置
CN103774005A (zh) * 2012-10-23 2014-05-07 刘秀凤 一种高性能铝基复合材料的制备方法
CN106086543A (zh) * 2016-07-31 2016-11-09 余姚市婉珍五金厂 一种石墨烯增强铝合金材料及其制备方法

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3472284B2 (ja) * 2001-10-10 2003-12-02 大同メタル工業株式会社 アルミニウム系軸受合金
AT411269B (de) * 2001-11-05 2003-11-25 Salzburger Aluminium Ag Aluminium-silizium-legierungen mit verbesserten mechanischen eigenschaften
JP3857628B2 (ja) * 2002-08-12 2006-12-13 大同メタル工業株式会社 アルミニウム系多層軸受
AT412284B (de) * 2003-03-14 2004-12-27 Miba Gleitlager Gmbh Aluminiumknetlegierung
JP4072132B2 (ja) 2004-03-31 2008-04-09 大同メタル工業株式会社 すべり軸受の製造方法
AT414128B (de) 2004-08-03 2006-09-15 Miba Gleitlager Gmbh Aluminiumlegierung für tribologisch beanspruchte flächen
GB0613526D0 (en) 2006-07-07 2006-08-16 Dana Corp Bearing materials
JP5021536B2 (ja) * 2008-03-25 2012-09-12 大同メタル工業株式会社 すべり軸受
JP5437703B2 (ja) * 2009-06-08 2014-03-12 大同メタル工業株式会社 Al基摺動合金
JP2011027241A (ja) * 2009-07-29 2011-02-10 Daido Metal Co Ltd すべり軸受
CN101705396B (zh) * 2009-12-14 2011-06-08 南京信息工程大学 铝基轴承复合材料及其制备方法
TW201144453A (en) * 2010-06-15 2011-12-16 yu-tian Xue Recasting aluminum alloy material of piston connection rod and manufacturing method thereof
DE102011004133B4 (de) * 2011-02-15 2015-11-19 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh Verfahren zur Herstellung eines bleifreien, plattierten Aluminiumgleitlagers
JP5823361B2 (ja) * 2012-09-14 2015-11-25 大豊工業株式会社 アルミニウム合金およびギヤポンプのサイドプレート
CN103014427B (zh) * 2012-11-22 2015-09-09 合肥长源液压股份有限公司 含有硅的铝基轴承合金及其制备方法
US10364483B1 (en) 2013-03-01 2019-07-30 The United States Of America As Represented By The Administrator Of National Aeronautics And Space Administration High hardness, high elasticity intermetallic compounds for mechanical components
WO2014157650A1 (ja) * 2013-03-29 2014-10-02 大豊工業株式会社 アルミニウム合金、すべり軸受、およびすべり軸受の製造方法
DE102013210662B4 (de) 2013-06-07 2017-11-09 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh Gleitlagerverbundwerkstoff mit Aluminium-Lagermetallschicht
CN103572116A (zh) * 2013-10-21 2014-02-12 姚富云 一种高强度并具有高韧性的铝合金
CN103667802A (zh) * 2013-11-14 2014-03-26 殷定江 一种铝合金
KR102165110B1 (ko) 2015-10-15 2020-10-14 노벨리스 인크. 고-성형성 다층 알루미늄 합금 패키지
CN108884869B (zh) * 2016-03-30 2020-08-11 大同金属工业株式会社 Al基轴承合金及使用该Al基轴承合金的滑动轴承
CN106739268A (zh) * 2016-11-24 2017-05-31 苏州华意铭铄激光科技有限公司 一种超高强度耐用复合金属制品
CN106427129A (zh) * 2016-11-24 2017-02-22 苏州华意铭铄激光科技有限公司 一种耐热稳定性好的复合金属制品
CN106494030A (zh) * 2016-11-24 2017-03-15 苏州华意铭铄激光科技有限公司 一种铸造方便的耐用复合金属制品
CN106739260A (zh) * 2016-11-24 2017-05-31 苏州华意铭铄激光科技有限公司 一种便于加工的锻造型复合金属制品
CN106739264A (zh) * 2016-11-24 2017-05-31 苏州华意铭铄激光科技有限公司 一种安全型耐用复合金属制品
KR101955993B1 (ko) * 2017-02-17 2019-03-08 주식회사 지.에이.엠 고강도 알루미늄 합금 및 고강도 알루미늄 합금 주물
CN107058850B (zh) * 2017-03-17 2018-04-17 黄河科技学院 一种高韧性高强度高导电性铝合金导线材料
KR101910466B1 (ko) * 2017-11-24 2018-10-25 주식회사 에스제이테크 내식성과 열전도도가 우수한 고강도 다이캐스팅용 알루미늄 합금 및 이를 제조하는 방법과 이를 이용한 알루미늄 합금 주조품의 제조방법
CN108193094A (zh) * 2018-01-22 2018-06-22 湖北大旗液压有限公司 用于齿轮泵浮动侧板的耐磨铝合金材料及其制备方法
WO2020023375A1 (en) 2018-07-23 2020-01-30 Novelis Inc. Highly formable, recycled aluminum alloys and methods of making the same
US11905584B2 (en) * 2020-01-08 2024-02-20 GM Global Technology Operations LLC Apparatus and process for localized patterned surface hardening for light-weight alloys to increase wear resistance under lubricated contact
CN113373352B (zh) * 2021-06-22 2022-11-11 帅翼驰新材料集团有限公司 一种高压铸造的铝合金及其制备方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2473060A (en) * 1945-11-14 1949-06-14 Aluminum Co Of America Bearing alloys
GB629486A (en) * 1946-06-11 1949-09-21 British Thomson Houston Co Ltd Improvements in and relating to methods of preparation of dimethyl silicone gums
GB623486A (en) * 1947-05-02 1949-05-18 Rupert Martin Bradbury A bearing alloy
US4278740A (en) * 1978-07-11 1981-07-14 Taiho Kogyo Co., Ltd. Aluminum-tin base bearing alloy and composite
GB2067220B (en) * 1980-01-08 1984-04-18 Taiho Kogyo Co Ltd Aluminium-tin base bearing alloy
GB2080826B (en) * 1980-01-10 1984-07-25 Taiho Kogyo Co Ltd Aluminium-based alloy bearing
GB2121435B (en) * 1981-10-15 1986-08-28 Taiho Kogyo Co Ltd Aluminium alloy bearing
JPS6033896A (ja) * 1983-08-06 1985-02-21 Taira Okamoto アルミニウム合金
JPH07116541B2 (ja) * 1985-11-29 1995-12-13 日産自動車株式会社 アルミニウム系軸受合金およびその製造方法
JPH0672278B2 (ja) * 1990-08-31 1994-09-14 大同メタル工業株式会社 耐疲労性と非焼付性に優れたアルミニウム基軸受合金
DE19833200A1 (de) * 1998-07-23 2000-01-27 Ks Gleitlager Gmbh Gleitlagerwerkstoff mit Aluminiumbasis
US6658047B1 (en) * 1999-03-10 2003-12-02 Nokia Corporation Adaptive channel equalizer

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102869800A (zh) * 2010-04-22 2013-01-09 大丰工业株式会社 轴承装置
CN103774005A (zh) * 2012-10-23 2014-05-07 刘秀凤 一种高性能铝基复合材料的制备方法
CN106086543A (zh) * 2016-07-31 2016-11-09 余姚市婉珍五金厂 一种石墨烯增强铝合金材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20020009496A (ko) 2002-02-01
JP2002038230A (ja) 2002-02-06
AU783308C (en) 2007-12-13
KR100505928B1 (ko) 2005-08-05
US20020034454A1 (en) 2002-03-21
CN1334353A (zh) 2002-02-06
JP3857503B2 (ja) 2006-12-13
DE10135895B4 (de) 2007-11-15
GB2367070A (en) 2002-03-27
GB2367070B (en) 2005-01-26
GB0117398D0 (en) 2001-09-05
AU783308B2 (en) 2005-10-13
AU5425501A (en) 2002-01-31
DE10135895A1 (de) 2002-04-18
US6638375B2 (en) 2003-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1181214C (zh) 铝轴承合金
US4857267A (en) Aluminum base bearing alloy and method of producing same
CN1094079C (zh) 用于滑动件的多层复合材料及其生产方法
CN101705396B (zh) 铝基轴承复合材料及其制备方法
KR102309320B1 (ko) 구리 합금, 구리 합금의 용도, 구리 합금을 가지는 베어링, 및 구리 합금으로 이루어진 베어링의 제조 방법
JP3839740B2 (ja) 摺動材料
US4789607A (en) Aluminum bearing alloy and two-layer bearing material having bearing layer of aluminum bearing alloy therein
JP3472284B2 (ja) アルミニウム系軸受合金
JP2738999B2 (ja) 高耐摩耗性アルミニウム青銅鋳造合金、該合金を用いた摺動部材
CH656184A5 (fr) Chemise de moteur a base d'alliage d'aluminium et d'un compose intermetallique et procede d'obtention de cette chemise.
KR20100049605A (ko) 무납의 소결 슬라이딩 베어링 재료와 이를 제조하기 위한 소결 파우더
JPH04131345A (ja) 複合摺動材料
EP0112848B1 (fr) Chemises de moteurs a base d'alliages d'aluminium et de grains de silicium calibres et leurs procedes d'obtention
CN111630194B (zh) 青铜合金和使用该青铜合金的滑动件
CN86104271A (zh) 轴承材料
EP2665943B1 (en) Bearing linings
CN100482825C (zh) 滑动轴承用铝合金
CN1031761C (zh) 高强度耐磨多元黄铜合金及其热处理工艺
CN1272165A (zh) 斜盘式压缩机的斜盘
JP4422255B2 (ja) アルミニウム基軸受合金
JPS62235455A (ja) アルミニウム系軸受合金およびその製造方法
CN1080770C (zh) 耐磨耗压铸铝合金
CN101705402B (zh) 铝基轴承合金及其制备方法
JP3048143B1 (ja) 摺動特性に優れた溶射層
JP2002206158A (ja) 摺動特性に優れたアルミニウム合金溶射層及び摺動材料

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20041222

Termination date: 20140726

EXPY Termination of patent right or utility model