(57)【要約】【課題】機械加工性を損なうことなく耐摩耗性を向上させたアルミニウム合金およびサイドプレートを提供する。【解決手段】２．５ｗｔ％以上かつ５．０ｗｔ％以下のＣｕを含有し、０．１ｗｔ％以上かつ０．５ｗｔ％以下のＦｅを含有し、残部がＡｌと不可避不純物とからなるアルミニウム合金であって、ＣｕとＦｅの少なくとも一方とＡｌとからなる金属間化合物の粒子を含有し、断面における前記金属間化合物の各粒子の平均面積が直径２．０μｍの円の面積以上かつ直径１０．０μｍの円の面積以下である。【選択図】図１
2014058701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２．５ｗｔ％以上かつ５．０ｗｔ％以下のＣｕを含有し、０．１ｗｔ％以上かつ０．５ｗｔ％以下のＦｅを含有し、残部がＡｌと不可避不純物とからなるアルミニウム合金であって、
ＣｕとＦｅの少なくとも一方とＡｌとからなる金属間化合物の粒子を含有し、断面における前記金属間化合物の各粒子の平均面積が直径２．０μｍの円の面積以上かつ直径１０．０μｍの円の面積以下であることを特徴とするアルミニウム合金。
【請求項２】
２．５ｗｔ％以上かつ５．０ｗｔ％以下のＣｕを含有し、０．１ｗｔ％以上かつ０．５ｗｔ％以下のＦｅを含有し、２．０ｗｔ％以上かつ５．０ｗｔ％以下のＳｎを含有し、残部がＡｌと不可避不純物とからなるアルミニウム合金であって、
ＣｕとＦｅの少なくとも一方とＡｌとからなる金属間化合物の粒子を含有し、断面における前記金属間化合物の各粒子の平均面積が直径２．０μｍの円の面積以上かつ直径１０．０μｍの円の面積以下であり、
前記断面におけるＳｎの各粒子の平均面積が直径１５．０μｍの円の面積以下であることを特徴とするアルミニウム合金。
【請求項３】
２．５ｗｔ％以上かつ５．０ｗｔ％以下のＣｕを含有し、０．１ｗｔ％以上かつ０．５ｗｔ％以下のＦｅを含有し、残部がＡｌと不可避不純物とからなるギヤポンプのサイドプレートであって、
ＣｕとＦｅの少なくとも一方とＡｌとからなる金属間化合物の粒子を含有し、断面における前記金属間化合物の各粒子の平均面積が直径２．０μｍの円の面積以上かつ直径１０．０μｍの円の面積以下であることを特徴とするギヤポンプのサイドプレート。
【請求項４】
２．５ｗｔ％以上かつ５．０ｗｔ％以下のＣｕを含有し、０．１ｗｔ％以上かつ０．５ｗｔ％以下のＦｅを含有し、２．０ｗｔ％以上かつ５．０ｗｔ％以下のＳｎを含有し、残部がＡｌと不可避不純物とからなるギヤポンプのサイドプレートであって、
ＣｕとＦｅの少なくとも一方とＡｌとからなる金属間化合物の粒子を含有し、断面における前記金属間化合物の各粒子の平均面積が直径２．０μｍの円の面積以上かつ直径１０．０μｍの円の面積以下であり、
前記断面におけるＳｎの各粒子の平均面積が直径１５．０μｍの円の面積以下であることを特徴とするギヤポンプのサイドプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転する相手材の荷重を支えるアルミニウム合金およびギヤポンプのサイドプレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
平均粒径が２．０μｍ以上かつ５．０μｍ以下のＳｉの粒子を含むアルミニウム合金が知られている（特許文献１、参照。）。Ｓｉの結晶は硬度が大きいため、アルミニウム合金の表面において相手材を摺動させた場合の耐摩耗性を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１３３１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、引用文献１のアルミニウム合金に対してプレス加工や切削加工等の機械加工を行うと、割れが発生するという問題があった。Ｓｉの結晶は脆いため、Ｓｉの結晶を起点としてアルミニウム合金に割れが発生するからである。
本発明は、前記課題にかんがみてなされたもので、機械加工性を損なうことなく耐摩耗性を向上させたアルミニウム合金およびサイドプレートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の目的を達成するため、本発明のアルミニウム合金は、２．５ｗｔ％以上かつ５．０ｗｔ％以下のＣｕを含有し、０．１ｗｔ％以上かつ０．５ｗｔ％以下のＦｅを含有し、残部がＡｌと不可避不純物とからなる。さらに、ＣｕとＦｅの少なくとも一方とＡｌとからなる金属間化合物（以下、単に金属間化合物と表記）を含有する。断面における金属間化合物の各粒子の平均面積は、直径２．０μｍの円の面積（πμｍ2）以上かつ直径１０．０μｍの円の面積（２５×πμｍ2）以下である。
【０００６】
金属間化合物の粒子は、アルミニウム合金の主成分をなすＡｌよりも強度や硬度が大きい。従って、金属間化合物の粒子が存在することにより、相手材の摺動時における耐摩耗性を向上させることができる。すなわち、金属間化合物によって摺動時における荷重を支えることができ、アルミニウム合金の摩耗を抑制できる。しかも、脆いＳｉの結晶を実質的に含まないため、Ｓｉの結晶を起点として割れが発生することを防止でき、機械加工に耐えられる靱性を確保できる。従って、機械加工性を損なうことなく耐摩耗性を向上させたアルミニウム合金を提供できる。
【０００７】
ここで、断面における金属間化合物の各粒子の平均面積が直径２．０μｍの円の面積未満になると、摺動時において金属間化合物の粒子がアルミニウム合金から脱落することにより耐摩耗性が不足するが、断面における金属間化合物の各粒子の平均面積を直径２．０μｍの円の面積以上とすることにより、摺動時において微小な金属間化合物の粒子がアルミニウム合金から脱落することを防止できる。一方、断面における金属間化合物の各粒子の平均面積を直径１０．０μｍの円の面積以下とすることにより、機械加工時において粗大な金属間化合物の粒子を起点として割れが発生することを防止できる。
【０００８】
金属間化合物は、ＣｕとＦｅの少なくとも一方とＡｌとからなる化合物であり、ＡｌとＣｕとＦｅとからなる金属間化合物と、ＡｌとＣｕとからなる金属間化合物と、ＡｌとＦｅとからなる金属間化合物とを含む。
【０００９】
Ａｌよりも硬度が大きいＣｕの含有量を２．５ｗｔ％以上とすることにより、摺動時における耐摩耗性を向上させることができる。一方、Ｃｕの含有量を５．０ｗｔ％以下とすることにより、アルミニウム合金の延性が低下することを防止し、機械加工時における割れを防止できる。
Ｆｅの含有量を０．１ｗｔ％以上とすることにより、切削加工の加工性を向上させることができる。一方、Ｆｅの含有量を０．５ｗｔ％以下とすることにより、Ｆｅを含む金属間化合物の粒子が粗大となることを防止できる。
【００１０】
上述したアルミニウム合金において、さらに２．０ｗｔ％以上かつ５．０ｗｔ％以下のＳｎを含有させてもよい。そして、断面におけるＳｎの各粒子の平均面積が直径１５．０μｍの円の面積（５６．２５×πμｍ2）以下となるようにしてもよい。Ａｌよりも軟らかいＳｎの含有量を２．０ｗｔ％以上とすることにより、相手材の摺動時におけるなじみ性と異物埋収性とを向上させることができる。一方、Ｓｎの含有量を５．０ｗｔ％以下とすることにより、摺動部材として必要な強度や硬度等の機械特性を確保できる。さらに、断面におけるＳｎの各粒子の平均面積を直径１５．０μｍの円の面積以下とすることにより、Ｓｎの粒子の分布の粗密の差を抑制できる。これにより、Ｓｎの粒子が粗となる領域において、相手材との摩擦抵抗が大きくなって発熱することを防止できる。すなわち、Ｓｎの粒子が粗となる領域が発熱することにより、潤滑油の油膜が薄くなって焼き付き等の損傷が発生することを防止できる。なお、断面におけるＳｎの各粒子の平均面積は、おもにＳｎの含有量によって調整でき、Ｓｎの含有量を５．０ｗｔ％以下とすることにより、断面におけるＳｎの各粒子の平均面積を直径１５．０μｍの円の面積以下とすることができる。
【００１１】
さらに、上述したアルミニウム合金を加工することによりギヤポンプのサイドプレートを形成してもよい。このサイドプレートのうちギヤポンプのギヤの軸を軸受けする軸受面においても、相手材としてのギヤの軸の摺動時における耐摩耗性を向上させることができる。また、上述したアルミニウム合金は機械加工性に優れるため、良好な歩留まりで容易にサイドプレートを形成できる。ただし、機械加工性を損なうことなく耐摩耗性を向上させたアルミニウム合金は、サイドプレートに限られず、相手材が摺動する摺動面を構成する摺動部材のいずれに利用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】サイドプレートの斜視図である。
【図２】摩耗試験を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）サイドプレートの構成：
（２）サイドプレートの製造方法：
（３）実験例：
（４）他の実施形態：
【００１４】
（１）サイドプレートの構成：
図１は、本発明の一実施形態にかかるギヤポンプのサイドプレート１，１の斜視図である。ギヤポンプは、例えばパワーステアリングにおいて操舵を補助するための油圧を生じさせるポンプである。ギヤポンプにおいて、オイルの供給経路上において２個のギヤ２，２が噛み合った状態で駆動することにより、パワーステアリングフルードを巻き込みながら流動させ、油圧を生じさせる。ギヤ２，２は、それぞれ回転軸３，３と結合されている。回転軸３，３は円柱状に形成されており、ギヤ２，２の長さ方向の両側に突出する。
【００１５】
サイドプレート１，１は２個用意される。サイドプレート１，１のそれぞれにおいて２個の穴１ａ，１ａが形成されている。ギヤ２，２が噛み合った状態で、回転軸３，３の長さ方向の一端が一方のサイドプレート１の穴１ａ，１ａに挿入され、回転軸３，３の長さ方向の他端が他方のサイドプレート１の穴１ａ，１ａに挿入される。回転軸３，３の長さ方向の端部の側面とサイドプレート１，１の穴１ａ，１ａの壁面との間にパワーステアリングフルードが保持できるように、サイドプレート１，１の穴１ａ，１ａの内径が回転軸３，３の長さ方向の端部の外径より所定量だけ大きく形成されている。すなわち、ギヤ２，２の回転軸３，３の端部は、潤滑油としてのパワーステアリングフルードが介在する状態でサイドプレート１，１の穴１ａ，１ａに軸受けされる。サイドプレート１，１の穴１ａ，１ａの壁面は、相手材としての回転軸３，３の軸受面を構成する。一方のギヤ２と結合された回転軸３の長さ方向の一端は、モーターの駆動軸に結合される。そして、モーターが駆動することにより、ギヤ２，２が噛み合った状態で駆動し、サイドプレート１，１の穴１ａ，１ａの壁面上にて回転軸３，３の端部の側面が摺動する。
【００１６】
サイドプレート１は、アルミニウム合金によって形成される。サイドプレート１を構成するアルミニウム合金は、４．３ｗｔ％のＣｕを含有し、０．１５ｗｔ％のＦｅを含有し、３．１ｗｔ％のＳｎを含有し、残部がＡｌと不可避不純物とからなる。不可避不純物は精錬もしくはスクラップにおいて混入する不純物（Ｍｇ，Ｔｉ，Ｂ，Ｚｎ，Ｐｂ，Ｃｒ，Ｓｉ等）あり、不可避不純物の含有量は全体で１．０ｗｔ％以下であった。アルミニウム合金における各元素の質量は、ＩＣＰ発光分光分析装置によって計測した。
【００１７】
本実施形態において、サイドプレート１の断面における金属間化合物の各粒子の平均面積は、直径５．１５μｍの円の面積（６．６３×πμｍ2）と等しかった。さらに、サイドプレート１の断面におけるＳｎの各粒子の平均面積が直径５．８４μｍの円の面積（８．５３×πμｍ2）と等しかった。なお、金属間化合物は、ＡｌとＣｕとＦｅとからなる金属間化合物と、ＡｌとＣｕとからなる金属間化合物と、ＡｌとＦｅとからなる金属間化合物とを含む。
【００１８】
ここで、サイドプレート１の任意の断面における金属間化合物の各粒子の平均面積およびＳｎの各粒子の平均面積を以下の手順で計測した。まず、サイドプレート１の断面のうち面積が３．６６×１０4ｍｍ2となる観察視野範囲（縦０．１８４ｍｍ×横０．２４４ｍｍの矩形範囲）を金属顕微鏡によって撮影することにより、観察画像の画像データを得た。そして、観察画像の画像データを画像解析装置（ニレコ社製  ルーゼックスII、計測パラメータ：ＨＥＹＷＯＯＤ（投影面積円相当径））に入力し、観察画像に存在する金属間化合物やＳｎ等の各粒子の像をマトリクスの像から抽出した。金属間化合物やＳｎ等の各粒子の像とマトリクスの像との間にはエッジ（明度や彩度や色相角が所定値以上異なる境界）が存在する。そこで、画像解析装置によって、エッジによって閉じられた領域を金属間化合物やＳｎ等の各粒子の像として観察画像から抽出した。
【００１９】
さらに、観察画像における各粒子の像の位置に対応するサイドプレート１の断面（観察視野範囲）上の部位に存在する物質を、波長分散型のＸ線分析装置（日本電子製  ＪＸＡ−８１００）およびＸ線回折分析装置（リガク製  ＳｍａｒｔＬａｂ）によって特定した。そして、金属間化合物が存在すると特定された部位に対応する粒子の像のみを観察画像から抽出した。すなわち、金属間化合物が存在すると特定された部位に対応する観察画像内の粒子の像を、金属間化合物の粒子の像として抽出した。そして、画像解析装置によって金属間化合物の各粒子の像の投影面積円相当径を計測し、金属間化合物の粒子の像の投影面積円相当径の算術平均値（合計値／粒子数）を光学倍率に基づいて現実の直径に換算した値を平均円相当径として計測した。その結果、サイドプレート１の断面における金属間化合物の各粒子の平均円相当径は直径５．１５μｍであり、サイドプレート１の断面における金属間化合物の各粒子の平均面積は６．６３×πμｍ2であった。なお、投影面積円相当径が１．０μｍ未満の金属間化合物の粒子については、投影面積円相当径の信頼度や物質の特定の信頼度が低くなるため、平均円相当径の算出において考慮しないこととした。
【００２０】
同様に、サイドプレート１の任意の断面上の観察視野範囲を撮影した観察画像のうち、Ｓｎが存在すると特定された部位に対応する粒子の像のみを抽出した。さらに、画像解析装置によってＳｎの各粒子の像の投影面積円相当径を計測し、Ｓｎの粒子の像の投影面積円相当径の算術平均値を光学倍率に基づいて現実の直径に換算した値を平均円相当径として計測した。その結果、サイドプレート１の断面におけるＳｎの各粒子の平均円相当径は直径５．８４μｍであり、サイドプレート１の断面における金属間化合物の各粒子の平均面積は８．５３×πμｍ2であった。なお、投影面積円相当径が１．０μｍ未満のＳｎの粒子については、投影面積円相当径の信頼度や物質の特定の信頼度が低くなるため、平均円相当径の算出において考慮しないこととした。
【００２１】
なお、金属間化合物のうちＡｌとＣｕとＦｅとからなる金属間化合物の主成分はＡｌ7Ｃｕ2Ｆｅであった。サイドプレート１の断面における金属間化合物の粒子の最大面積は、直径７．７２μｍの円の面積と等しかった。また、観察視野範囲に占める金属間化合物の粒子の面積割合は２．５８％であった。
【００２２】
また、サイドプレート１の断面におけるＳｎの粒子の最大面積は、直径７．８３μｍの円の面積（１５．３３×πμｍ2）と等しかった。また、観察視野範囲に占めるＳｎの粒子の面積割合は１．６８％であった。なお、アルミニウム合金において、金属間化合物の粒子およびＳｎの粒子は均一に分布していた。また、金属間化合物の各粒子の平均面積およびＳｎの各粒子の平均面積は、アルミニウム合金における断面の方向、および、断面の表面からの深さに依存しなかった。
【００２３】
次に、サイドプレート１の機械特性について説明する。本実施形態のサイドプレート１を構成するアルミニウム合金の引張り強さは３７８．２ＭＰａであり、破断伸びは６．５７％であった。引張り強さおよび破断伸びは、サイドプレート１のアルミニウム合金と同一条件で形成した試験片（ＪＩＳ１４Ａ号：試験部φ８ｍｍ、評点間距離４０ｍｍ）の軸方向に対して引張り試験機（島津製作所製  オートグラフＡＧ−ＩＳ）によって引張り荷重を与えることにより計測した。室温（１５〜３０℃）において引張り試験を行い、試験片の引張り速度は５．０ｍｍ／ｍｉｎとした。引張り強さは、破断に至るまでの最大荷重を試験部の初期面積で除算することにより得た。破断伸びは、破断後の試験片の引っ張り方向の永久伸びの長さ（評点間距離）を、試験前の試験片の引っ張り方向の長さ（評点間距離）で除算した値の百分率である。
【００２４】
本実施形態のサイドプレート１を構成するアルミニウム合金の硬さ（マイクロビッカース硬さ）は、１２５．２ＨＶであった。サイドプレート１を構成するアルミニウム合金と同一条件で形成した試験片の表面にマイクロビッカース硬さ試験機（明石製作所製  ＭＶＫ−ＥII）によって圧痕を形成することにより硬さを計測した。具体的に、室温（１５〜３０℃）において、２００ｇの荷重を与えることにより形成した圧痕の大きさに基づいて、硬さを計測した。
【００２５】
以上説明したように、本実施形態のサイドプレート１は、１２５．２ＨＶの硬さを有し、ギヤ２，２の回転軸３，３の摺動時において高い耐摩耗性を発揮できる。また、サイドプレート１の引張り強さは３７８．２ＭＰａであるため、ギヤ２，２の回転軸３，３からサイドプレート１に伝達される荷重に耐えることができる。さらに、サイドプレート１の破断伸びは６．５７％であるため、機械加工において割れが発生することを防止でき、良好な歩留まりで容易にサイドプレート１を製造できる。
【００２６】
（２）サイドプレートの製造方法：
本実施形態においてサイドプレート１は、ａ．溶融、ｂ．連続鋳造、ｃ．溶体化処理、ｄ．水冷、ｅ．時効処理、ｆ．自然冷却、ｇ．切断、ｈ．機械加工の各工程を順に行うことにより製造される。以下、各工程についてアルミニウム合金の組織の様子とともに説明する。
【００２７】
ａ．溶融
まず、２．５ｗｔ％以上かつ５．０ｗｔ％以下のＣｕを含有し、０．１ｗｔ％以上かつ０．５ｗｔ％以下のＦｅを含有し、残部がＡｌと不可避不純物とからなるアルミニウム合金が形成できるように、Ａｌのインゴットと、Ａｌ−Ｃｕ合金（組成比は既知）のインゴットと、Ｓｎのインゴットと、Ｆｅの粉とそれぞれを計量して用意する。ここでは、目標とするサイドプレート１の機械特性（硬さや引張り強さや破断伸び）に応じた質量のＡｌのインゴットと、Ａｌ−Ｃｕ合金のインゴットと、Ｓｎのインゴットと、Ｆｅの粉とを用意すればよい。目標とするサイドプレート１の機械特性は、例えば相手材としての回転軸３，３の機械特性に応じて定められる。次に、Ａｌのインゴットと、Ａｌ−Ｃｕ合金のインゴットと、Ｓｎのインゴットと、Ｆｅの粉とを、高周波誘導炉によって８５０℃まで加熱する。これにより、融点に達したＡｌとＣｕとＳｎとが融解するとともに、Ｆｅも溶融金属中に溶け込むこととなる。その後、Ａｒガスの気泡を分散噴出させて、水素ガスや介在物の除去を行った。
【００２８】
ｂ．連続鋳造
次に、溶融したアルミニウム合金の材料を鋳型に注入し、当該鋳型の開口からアルミニウム合金を鋳造方向に引き抜くことにより、アルミニウム合金の連続鋳造棒を形成する。連続鋳造時に凝固するアルミニウム合金中においてＳｎと金属間化合物の初晶が析出することとなる。
【００２９】
ｃ．溶体化処理
次に、アルミニウム合金の連続鋳造棒を溶体化処理が可能な長さ（例えば２４００ｍｍ）に調整した。このアルミニウム合金の鋳造棒に溶体化処理を行う。溶体化処理においてアルミニウム合金の鋳造棒を４８０℃以上かつ５１０℃以下のいずれかの温度で４時間加熱する。連続鋳造において金属間化合物等の初晶として析出したＣｕとＦｅとは、溶体化処理においてＡｌに対して再度固溶する。一方、溶体化処理においてＳｎは、Ａｌに対して固溶することなく粒子の状態を維持するとともに、粒子の形状が球形に近い形状に変化する。溶体化処理の温度は、ＣｕとＦｅとがＡｌに対してすべて固溶する温度であればよく、必ずしも４８０℃以上かつ５１０℃以下の温度でなくてもよい。
【００３０】
ｄ．水冷
次に、溶体化処理したアルミニウム合金の鋳造棒を冷却水に投入することにより、アルミニウム合金の鋳造棒を５０℃以下まで急冷する。アルミニウム合金の鋳造棒が冷却されるとＡｌに対するＣｕとＦｅの固溶限が減少することとなるため、ＣｕとＦｅとは過飽和に固溶することとなる。
【００３１】
ｅ．時効処理
次に、アルミニウム合金の鋳造棒を時効処理（人工時効硬化処理）する。時効処理においてアルミニウム合金の鋳造棒を１８０℃以上かつ２１５℃以下のいずれかの温度で４時間保持する。これにより、Ａｌに対して過飽和に固溶しているＣｕとＦｅとを、金属間化合物として徐々に析出させることができる。具体的に、金属間化合物として、ＡｌとＣｕとからなる金属間化合物と、ＡｌとＦｅとからなる金属間化合物と、ＡｌとＣｕとＦｅとからなる金属間化合物とを析出させることができる。なお、表１に示すように前記実施形態のサイドプレート１（アルミニウム合金の鋳造棒）は、時効処理において１９０℃で４時間だけアルミニウム合金を保持することにより形成されたものである。
【００３２】
ｆ．自然冷却
次に、アルミニウム合金の鋳造棒を室温に放置し、アルミニウム合金の鋳造棒を自然冷却する。
【００３３】
ｇ．切断
次に、アルミニウム合金の鋳造棒をサイドプレート１の厚み（回転軸３の長さ方向の厚み）ごとに切断する。これにより個々のサイドプレート１の原形が形成できる。
【００３４】
ｈ．機械加工
最後に、切断後のアルミニウム合金の鋳造棒に対してプレス加工や切削加工をすることにより、サイドプレート１を完成させる。例えば、サイドプレート１の穴１ａ，１ａの壁面に給油のための溝をプレス加工によって形成する。
【００３５】
（３）実験例：
表１は、アルミニウム合金の組成と溶体化処理の温度と時効処理の温度との組み合わせごとに、硬さと引張り強さと破断伸びと摩耗深さを計測した結果を示す。
【００３６】
【表１】
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図２は、摩耗深さを計測するための摩耗試験の様子を説明する模式図である。摩耗試験は、潤滑油（パワーステアリングフルード）Ｆに一部が浸漬した状態で相手軸Ａを回転させるとともに、相手軸Ａに所定の試験荷重が作用するように試験片Ｔを相手軸Ａに接触させることにより行った。試験片Ｔは、試料１〜３０に示す各条件で形成した。相手軸Ａは、ギヤ２の回転軸３と同一材料で形成した。相手軸Ａの回転数を２４０回転／ｍｉｎとし、試験荷重を１９６Ｎとし、潤滑油の温度を９０℃とし、試験時間を１時間とした。以上の条件で摩耗試験を行った後に、表面粗さ計（小坂研究所製  ＳＥ３４００）よって試験片Ｔにおける相手軸Ａとの接触部の深さのプロフィールを計測した。そして、深さのプロフィールにおける平坦部（非摩耗部）と最深部との深さの差を摩耗深さとして計測した。
【００３７】
表１に示すように、Ｃｕの含有量が２．５ｗｔ％である試料２９，３０においても３４０．０，２５０．０Ｍｐａの引張り強さを得ることができたとともに、摩耗深さを１０，１６μｍに抑制することができた。従って、Ｃｕの含有量を２．５ｗｔ％以上とすることにより、サイドプレート１として十分な強度と耐摩耗性とを得ることができる。一方、Ｃｕの含有量が５．０ｗｔ％である試料２〜７においても最低でも５．６１％の破断伸びを得ることができた。従って、Ｃｕの含有量を５．０ｗｔ％以下とすることにより、サイドプレート１として十分な機械加工性を得ることができる。これに対して、Ｓｉの含有量が３．０ｗｔ％である比較例においては、２．５％の破断伸びしか得ることができず、Ｓｉの粒子により耐摩耗性を確保したサイドプレート１においては容易に機械加工ができないことが理解できる。
【００３８】
Ｓｎの含有量が５．０ｗｔ％である試料１，２５においても３２０，３３０Ｍｐａの引張り強さを得ることができたとともに、摩耗深さを１２，１２μｍに抑制することができた。従って、Ｓｎの含有量を５．０ｗｔ％以下とすることにより、サイドプレート１として十分な強度と耐摩耗性とを得ることができる。さらに、Ｓｎの含有量が５．０ｗｔ％以下であるすべての試料１〜３０において、Ｓｎの各粒子の平均面積を直径１５．０μｍの円の面積以下とすることができ、相手軸Ａとの焼き付き等の損傷が生じることもなかった。また、Ｓｎの含有量を２．０ｗｔ％以上であるすべての試料１〜３０において、最低でも６μｍの摩耗深さを得ることができた。従って、Ｓｎの含有量を２．０ｗｔ％以上とすることにより、サイドプレート１として十分ななじみ性と異物埋収性とを得ることができる。
【００３９】
表１は、一例としてＦｅの含有量が０．１５ｗｔ％である試料１〜３０の機械特性を示すが、Ｆｅの含有量を０．５ｗｔ％以下とすることにより、Ｆｅを含む金属間化合物の各粒子の平均面積を直径１０．０μｍの円の面積以下に抑制できることが確認できた。また、Ｆｅの含有量を０．１ｗｔ％以上とすることにより、サイドプレート１の切削加工の加工性を向上させることが確認できた。
【００４０】
また、溶体化処理の温度を４８０℃以上かつ５１０℃以下とし、かつ、時効処理の温度を１８０℃以上かつ２１５℃以下とすることにより、金属間化合物をアルミニウム合金中において均一に析出させることができた。すなわち、均一に析出した金属間化合物によってサイドプレート１の機械特性を強化することができた。
【００４１】
ところで、Ｓｎの各粒子の平均面積は、Ｓｎの含有量のほかに、連続鋳造時における凝固速度によっても調整できる。例えば、連続鋳造時における凝固速度を約２５℃／ｓｅｃとしてもよい。このように凝固速度を調整することにより、サイドプレート１を構成するサイドプレート１の断面におけるＳｎの各粒子の平均面積を直径１５．０μｍの円の面積以下とすることができる。連続鋳造時における凝固速度は、目標とするＳｎの各粒子の平均面積とに応じて調整されればよく、例えば１５℃／ｓｅｃ以上かつ５０℃／ｓｅｃ以下の範囲で調整されてもよい。また、連続鋳造時の凝固速度は、例えばＡｌのデンドライトアーム間隔が所定の間隔となるように調整されてもよく、Ａｌのデンドライトアーム間隔が２５μｍ以上かつ５０μｍ以下となるように調整されてもよい。なお、Ｓｎの粒子は溶体化処理によってＡｌに固溶することなく粒子の状態を維持するため、Ｓｎの各粒子の平均面積は時効処理の温度に大きく依存しない。
【００４２】
一方、金属間化合物の各粒子の平均面積は、ＡｌやＣｕやＦｅの含有量と、連続鋳造時における凝固速度のほかに、時効処理の温度にも大きく依存する。表１に示すように、時効処理の温度を１８０℃以上かつ２１５℃以下のいずれかの温度とすることにより、金属間化合物の各粒子の平均面積を直径２．０μｍの円の面積以上かつ直径１０．０μｍの円の面積以下とすることができ、良好な機械特性を得ることができた。一般に、凝固速度が大きいほどＡｌのデンドライトが微小化するため、Ａｌの結晶粒界に析出する金属間化合物やＳｎの粒子も微小化する。従って、Ｓｎの各粒子の平均面積を小さく調整する場合には、連続鋳造における凝固速度を大きく設定すればよい。また、金属間化合物の各粒子の平均面積を小さく調整する場合には、連続鋳造や時効処理における凝固速度を大きく設定すればよい。
【００４３】
（４）他の実施形態：
前記実施形態においては、本発明のアルミニウム合金によってサイドプレート１を形成した例を示したが、本発明のアルミニウム合金によって他の摺動部材を形成してもよい。さらに、Ｓｎの含有量を０ｗｔ％としてもよい。Ｓｎを含有しない場合、Ｓｎを含有する場合よりも、引張り強さや破断伸び等の機械特性を向上させることができる。また、Ｓｎを含有しない場合、Ｓｎを含有する場合よりも、なじみ性が低下するが、支える荷重が小さく、すべり速度が小さい摺動部材に用いる場合には、焼付きなどの機械的な損傷や装置の不具合は発生しない。
【符号の説明】
【００４４】
１…サイドプレート、２…ギヤ、３…回転軸。
【図２】
2014058701.tif 000004
【図１】
2014058701.tif 000005