(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａｌマトリクスと、
前記Ａｌマトリクスの組織中に複数析出しており、短径及び長径を有する針状の針状化合物と、を備え、
前記針状化合物は、
任意に選択した選択針状化合物と、前記選択針状化合物の長径を延長した仮想直線上に位置する近隣針状化合物と、を含み、
前記近隣針状化合物は、前記仮想直線と前記近隣針状化合物の長径との角度の差である角度差が３５°〜５５°であるものを含むとともに、
前記針状化合物は、予め設定された設定領域において、
前記角度差が３５°〜５５°のものを３０％以上、含むＡｌ基軸受合金。
【請求項２】
前記針状化合物は、予め設定された設定領域において、
前記角度差が３５°〜５５°のものを３０％〜７０％、
前記角度差が０°〜１０°のものを１０％以下、
前記角度差が８０°〜９０°のものを１０％以上、含む請求項１記載のＡｌ基軸受合金。
【請求項３】
前記針状化合物は、短径が５０ｎｍ以下である請求項１又は２記載のＡｌ基軸受合金。
【請求項４】
Ａｌを主成分とし、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｓｉから選択される２種以上の元素を含む請求項１から３のいずれか一項記載のＡｌ基軸受合金。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項記載のＡｌ基軸受合金で形成されている軸受合金層と、
前記軸受合金層と重ねて設けられている基材と、
を備えるすべり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、Ａｌ基軸受合金及びこれを用いたすべり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】  車両のエンジン等に用いられるすべり軸受は、高温下、及び繰り返しの温度変化が生じても高い強度を保持することが求められている。従来、これらへの対応として、添加元素を固溶することにより高温での疲労強度を高めるＡｌ基軸受合金が提案されている（特許文献１参照）。また、高温における物性の安定性が高い硬質粒子を添加することにより、高温での疲労強度を高めるＡｌ基軸受合金が提案されている（特許文献２参照）。【０００３】  しかしながら、特許文献１の場合、添加元素としてＡｇを用いている。そのため、Ａｌ基軸受合金が高価になるという問題がある。また、特許文献２のように硬質粒子を添加しても、Ａｌを主成分とするＡｌ基軸受合金は、さらなる高温に晒される近年のディーゼルエンジンでは十分な強度を確保できないという問題がある。そのため、従来、温度環境が厳しいディーゼルエンジンでは、Ｃｕを主成分とするＣｕ基の軸受合金が用いられている。しかし、Ｃｕ基の軸受合金は、高価であり、燃料に含まれる硫黄分に対する耐食性が優れないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１７２２１５号公報
【特許文献２】特開２００７−０１６２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  そこで、本発明の目的は、耐食性が高く、高温の環境下でも高い強度が長期間維持されるＡｌ基軸受合金及びこれを用いたすべり軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  上記の課題を解決するために、本実施形態のＡｌ基軸受合金は、Ａｌマトリクスと、前記Ａｌマトリクスの組織中に複数析出しており、短径及び長径を有する針状の針状化合物とを備える。  このように、本実施形態は、Ａｌを主成分とするＡｌ基軸受合金である。そのため、本実施形態のＡｌ基軸受合金は、従来のＣｕ基の軸受合金と比較して安価であるだけでなく、燃料に由来する硫化物に対する耐食性も向上する。そして、本実施形態の場合、Ａｌ基軸受合金は、Ａｌマトリクスの組織中に針状化合物が析出している。このＡｌマトリクスに析出する針状化合物は、Ａｌマトリクスにおいて粒内でのすべりを抑制する。その結果、高温の環境下でも強度が低下しにくくなる。したがって、耐食性を高めることができるだけでなく、Ａｌ基であっても高温の環境下で高い強度を長期間維持することができる。【０００７】  また、本実施形態のＡｌ基軸受合金では、前記針状化合物は、任意に選択した選択針状化合物と、前記選択針状化合物の長径を延長した仮想直線上に位置する近隣針状化合物と、を含んでいる。そして、前記近隣針状化合物は、前記仮想直線と前記近隣針状化合物の長径との角度の差である角度差が３５°〜５５°であるものを含む。  このように、本実施形態のＡｌ基軸受合金では、選択針状化合物の長径の延長線に一致する仮想直線と近隣針状化合物の長径との角度差が設定されている。これにより、仮に微小なクラックが生じても、伸長した微小なクラックは針状化合物によって方向が変換される。その結果、その微小なクラックが伸長してそのままＡｌ基軸受合金を貫くような大きなクラックへの進展は妨げられる。したがって、高温の環境下でも高い強度を長期間維持することができる。【０００８】  さらに、本実施形態のＡｌ基軸受合金では、前記針状化合物は、予め設定された設定領域において、前記角度差が３５°〜５５°のものを３０％以上、即ち、近隣針状化合物としては選択針状化合物に対する角度差が３５°〜５５°となる近隣針状化合物を３０％以上含むことが好ましい。  そして、本実施形態のＡｌ基軸受合金では、前記針状化合物は、予め設定された設定領域において、前記角度差が３５°〜５５°のものを３０％〜７０％、前記角度差が０°〜１０°のものを１０％以下、前記角度差が８０°〜９０°のものを１０％以上、含むことがより好ましい。  このように、本実施形態のＡｌ基軸受合金では、角度差が３５°以上５５°以下となる針状化合物を多く含むことにより、伸長した微小なクラックの方向の変換が促され、大きなクラックへの進展が妨げられる。したがって、高温の環境下でも高い強度を長期間維持することができる。選択針状化合物に対する角度差が３５°以上５５°以下となる近隣針状化合物が最も多く含む形態が好ましい。また、角度差が１０°より大きく３５°未満となる近隣針状化合物と、角度差が５５°より大きく８０°未満となる近隣針状化合物とが同程度含まれている形態が好ましい。これにより、大きなクラックへの進展の抑制を効率よく行うことができる。【０００９】  本実施形態のＡｌ基軸受合金では、前記針状化合物は、短径が５０ｎｍ以下である。  Ａｌ基軸受合金に析出する針状化合物は、微細であるほどクラックの起点と��るおそれが少ない。そこで、針状化合物は、短径を５０ｎｍ以下と十分に微細であるのが好ましい。これにより、針状化合物は、クラックの起点とならない。したがって、高い強度を長期間維持することができる。【００１０】  本実施形態のＡｌ基軸受合金は、Ａｌを主成分とし、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｓｉから選択される２種以上の元素を含む。  このように、本実施形態のＡｌ基軸受合金は、Ａｌを主成分とし、高価なＡｇ等を含まなくてもよい。  したがって、安価な添加元素で高い強度を長期間維持することができる。【００１１】  また、本発明の他の観点によれば、Ａｌ基軸受合金は、Ａｌを主成分とし、すべり軸受に用いられるＡｌ基軸受合金であって、下記の試験条件（１）〜（３）のすべてを満たす試験後において、疲労破壊が生じないＡｌ基軸受合金でありさえすればよい。  （１）相手部材との摺動時における接触面圧は７５ＭＰａ  （２）前記相手部材との摺動時における温度は１７０℃  （３）前記相手部材との摺動時における回転回数は６５００ｒｐｍで１０７回【００１２】  本実施形態のすべり軸受は、上記のＡｌ基軸受合金で形成されている軸受合金層と、前記軸受合金層と重ねて設けられている基材と、を備える。  したがって、耐食性を高めることができるだけでなく、Ａｌ基であっても高温の環境下で高い強度を長期間維持することができる。【００１３】  本実施形態のすべり軸受は、例えば半割軸受等のすべり軸受であることができるが、その他ブシュ、スラストワッシャ等のすべり軸受であってもよい。  本発明の更に他の観点によれば、前記すべり軸受と軸とを有する軸受装置が提供される。  この軸受装置は、軸と軸受とのユニットを構成していればよく、より具体的には各種エンジンとしての適用が好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態によるＡｌ基軸受合金の組織を示す模式図
【図２】一実施形態によるＡｌ基軸受合金を適用したすべり軸受を示す模式的な断面図
【図３】一実施形態によるすべり軸受の製造方法を示す模式図
【図４】一実施形態によるＡｌ基軸受合金における針状化合物の関係を説明するための説明図
【図５】一実施形態によるＡｌ基軸受合金における微小なクラックの伸長を説明するための説明図
【図６】一実施形態によるＡｌ基軸受合金の実施例及び比較例を示す概略図
【図７】一実施形態によるＡｌ基軸受合金の試験条件を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【００１５】  以下、Ａｌ基軸受合金の一実施形態を図面に基づいて説明する。  図１に示すように、一実施形態のＡｌ基軸受合金（以下、「軸受合金」と省略する。）１０は、Ａｌを主成分とするＡｌ基の合金である。軸受合金１０は、添加物としてＺｎ、Ｃｕ及びＳｉから選択される２種以上を含むとともに、不可避的な不純物を含んでいる。また、軸受合金１０は、その組織を構成するＡｌマトリクス１１に針状化合物１２を含んでいる。この針状化合物１２は、軸受合金を構成するＡｌ、Ｚｎ、Ｃｕ及びＳｉのうちいずれか２つ以上を構成元素とする。針状化合物１２は、その名が示すように、短径に比較して長径が大きな針状を呈している。本実施形態の場合、針状化合物１２の短径は、５０ｎｍ以下に設定することが好ましい。また、針状化合物１２の長径は、その短径にとの比率によるものの１００ｎｍ以上に設定することが好ましい。
【００１６】  このように本実施形態の軸受合金１０は、Ａｌマトリクス１１中に針状化合物１２が析出している。この軸受合金１０のＡｌマトリクス１１中に析出する針状化合物１２は、Ａｌマトリクス１１に分散している。そのため、軸受合金１０の疲労によってＡｌマトリクス１１に微小なクラックが生じたとき、その微小なクラックはＡｌマトリクス１１に分散する針状化合物１２に突き当たる。このように微小なクラックが針状化合物１２に突き当たると、その微小なクラックは針状化合物１２によって方向が変えられ、大きなクラックへの進展が妨げられる。このように、針状化合物１２は、軸受合金１０の疲労によってＡｌマトリクス１１に生じる微小なクラックが大きなクラックへと進展するのを妨げる。その結果、軸受合金１０は、その強度に影響を及ぼす大きなクラックが生じることなく、Ａｌ基であっても高温の環境下において長期間、高い疲労強度を維持することができる。
【００１７】  また、本実施形態の軸受合金１０は、Ａｌマトリクス１１中に微細な針状化合物１２が析出している。この軸受合金１０のＡｌマトリクス１１中に析出する針状化合物１２は、Ａｌマトリクス１１における粒内でのすべり、いわゆる粒内すべりを抑制する。その結果、軸受合金１０は、Ａｌ基であっても、高温の環境下で高い強度を長期間維持することができる。
【００１８】  さらに、軸受合金１０は、図２に示すようにすべり軸受２０に適用することができる。すべり軸受２０は、上述の軸受合金１０からなる軸受合金層２１に加え、中間層２２、及び基材層２３を備えている。軸受合金層２１は、基材層２３の摺動面２４側、つまり摺動する相手部材側に設けられている。本実施形態のようにすべり軸受２０は、基材層２３と軸受合金層２１との間に中間層２２を備えていてもよい。中間層２２は、これら軸受合金層２１と基材層２３との接合力を高める。基材層２３は、例えばＦｅ、又はＦｅを主成分とする合金で形成されている。中間層２２は、Ａｌ、又はＡｌを主成分とする合金で形成されている。
【００１９】  次に、上記の構成による軸受合金１０の製造方法の複数の実施形態を説明する。      （製造方法の第１実施形態）  軸受合金１０は、熱処理によってＡｌマトリクス１１中に針状化合物１２が析出している。軸受合金１０の前駆体は、予め設定した処理温度まで加熱された後、その処理温度で一定時間保持される。その後、熱処理時における処理温度及び処理時間を制御することにより、軸受合金１０のＡｌマトリクス１１には針状化合物１２が析出した状態になっている。このように、実施例の軸受合金１０は、熱処理時の過時効となる処理温度及び処理時間を制御することにより、上述のような微小な針状化合物１２が析出した組織になっている。処理温度を高くするほど、また、処理時間を長くするほど、針状化合物１２の大きさは大きくなる傾向があり、角度差が３５°〜５５°となる針状化合物１２が増える傾向があった。
【００２０】      （製造方法の第２実施形態）  製造方法の第２実施形態は、図２に示すように軸受合金層２１と基材層２３とを接合する場合に用いることができる。  製造方法の第２実施形態では、軸受合金層２１と基材層２３とは、図３に示すように圧延によって接合される。この場合、基材層２３と軸受合金層２１との間には、それらの接合力を高めるために中間層２２を備えていてもよい。ここで、圧延機２５に供給される軸受合金層２１と基材層２３とは、その供給速度に差が設定されている。つまり、実施例の軸受合金層２１と基材層２３とは、１４〜３２％もの大きな供給速度差で圧延機２５に供給される。そして、軸受合金層２１と基材層２３との圧延は、１回又は複数回施される。なお、図３は圧延方法を示す例であり、軸受合金層２１及び基材層２３の図面上の上下関係などは任意に変更することができる。供給速度差を大きくするほど、また、圧延回数を多くするほど、針状化合物１２の大きさは小さくなる傾向があり、角度差が３５°〜５５°となる針状化合物１２が増える傾向があった。
【００２１】  軸受合金層２１は、圧延前の段階において、Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｓｉを構成元素とする化合物を含んでいる。このとき、圧延前の軸受合金層２１に含まれる化合物の形状は、必ずしも針状ではなく、Ａｌマトリクス１１に分散する粒状である。粒状の化合物を含む軸受合金層２１と基材層２３とを異なる速度で供給しながら圧延することにより、軸受合金層２１に含まれる粒状の化合物は劈開する。これにより、劈開した化合物は、図１に示すように微細な針状化合物１２となって軸受合金層２１のＡｌマトリクス１１に分散する。軸受合金層２１に含まれる針状化合物１２の寸法及び数は、圧延時における軸受合金層２１及び基材層２３の供給速度の差及び圧延の回数によって制御することができる。  なお、製造方法の第１実施形態で説明した熱処理による針状化合物１２の生成方法、及び第２実施形態で説明した圧延時の速度差による針状化合物１２の生成方法は、一例にすぎない。Ａｌマトリクス１１中に針状化合物１２が含まれるのであれば、上記の方法によらず任意の方法を用いることができる。また、製造工程としては、第１実施形態の熱処理による針状化合物１２の生成方法と第２実施形態の圧延時の速度差による針状化合物１２の生成方法とを組み合わせてもよい。
【００２２】  軸受合金１０に含まれる針状化合物１２の角度差について、図４を用いて説明する。針状化合物１２の角度差θは、図１に示すような予め設定した観察視野３０において計測している。この観察視野３０は、本実施形態では、例えば２００，０００倍に設定し、約６２６ｎｍ×４３０ｎｍの範囲に相当する。  上述の観察視野３０では、図１に示すようにＡｌマトリクス１１に分散する複数の針状化合物１２が観察される。模式的に示された選択針状化合物３１は、図４に示すようにこの観察視野３０に含まれる複数の針状化合物１２の中から任意に選択される。針状化合物１２は、その形状から短径及び長径を有する。より詳細には、観察視野での個々の針状化合物外形の面積重心点を求める。そして、面積重心点を中心にした針状化合物外形の最大外接円及びその外接点、並びに最小内接円及びその内接点を求める。求めた外接点と面積重心点とを結ぶ方向は長径方向、外接点と面積重心点とを結ぶ距離の２倍の長さは長径長さ、内接点と面積重心点とを結ぶ方向は短径方向、内接点と面積重心点とを結ぶ距離の２倍の長さは短径長さ、と設定している。選択針状化合物３１の長径を延長することにより、仮想的な直線である仮想直線３２が設定される。選択針状化合物３１の長径を延長した仮想直線３２は、その延長線上で選択針状化合物３１とは別の針状化合物１２である近隣針状化合物３３と交差する。この近隣針状化合物３３と仮想直線３２との角度の差は、角度差θである。仮に、近隣針状化合物３３が図４の破線で示す位置関係にある場合でも、近隣針状化合物３３と仮想直線３２との角度の差は、角度差θである。このように、角度差θは、仮想直線３２を対称軸として対称に位置する実線に示す近隣針状化合物３３と破線で示す近隣針状化合物３３とで等価である。したがって、角度差θは、０°≦θ≦９０°の範囲となる。
【００２３】  図４に示すように角度差θを定義したとき、観察視野３０に含まれる複数の針状化合物１２は、角度差θが３５°〜５５°のものが含まれる。具体的には、観察視野３０に含まれるすべての針状化合物１２について、それぞれを選択針状化合物３１として長径を両端方向に延長して仮想直線３２を引き、両端方向でそれぞれ最初に交差する近隣針状化合物３３の長径との角度差θを測定したとき、観察視野３０には角度差θが３５°〜５５°となるものが３０％以上含まれている。観察視野３０は、設定領域に相当する。そして、観察視野３０に含まれるすべての針状化合物１２について角度差θを測定したとき、観察視野３０には、  ３５°≦θ≦５５°のものが３０％以上、７０％以下、  ０°≦θ≦１０°のものが１０％以下、  ８０°≦θ≦９０°のものが１０％以上、含まれていることが好ましい。
【００２４】  上記のように２つの針状化合物１２において角度差θが３５°≦θ≦５５°となることにより、図５に模式的に示すように任意の針状化合物１２つまり選択針状化合物３１から矢印Ａ方向へ伸長した微小なクラック３４は、その延長線上に存在する針状化合物１２つまり近隣針状化合物３３によって方向が変換される。このように、針状化合物１２の配置を特定することにより、大きなクラックへの進展が妨げられる。その結果、軸受合金１０は、その強度に影響を及ぼす大きなクラックが生じることなく、Ａｌ基であっても高温の環境下において長期間、高い疲労強度を維持することができる。
【００２５】  次に、上記の構成による軸受合金１０の実施例及び比較例を図６に基づいて説明する。  実施例及び比較例に用いる軸受合金１０は、Ｚｎを０．０〜８．０質量％、Ｃｕを０．０〜４．０質量％、及びＳｉを０．０〜１０．０質量％含み、残部がＡｌ、添加元素及び不可避的不純物で構成されている。添加元素は、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｖ等である。そして、実施例及び比較例の軸受合金１０に含まれる針状化合物１２は、その角度差及び短径が制御される。上述のように針状化合物１２の角度差及び短径は、熱処理時における温度及び処理時間、並びに軸受合金層２１と基材層２３との圧延時の速度差によって制御される。なお、比較例１には、過時効にならない時効処理の熱処理が施されている。比較例２には、熱処理は施されていないが、圧延時に１０％未満の供給速度差が施されている。得られた実施例及び比較例の軸受合金は、基材層２３と接合されて半割軸受形状の試験片となる。このうち、実施例１〜実施例９及び実施例１５〜実施例１８の試験片は、製造方法の第１実施形態で製造された軸受合金１０を軸受合金層２１として基材層２３に接合されている。また、実施例１０〜実施例１４の試験片は、軸受合金１０の前駆体を用いて製造方法の第２実施形態で製造されている。基材層２３は、例えばＦｅを主成分とするＦｅ系の合金で形成する。得られた実施例及び比較例の試験片は、図７に示す条件に基づいて試験を実施する。
【００２６】  得られた試験片は、例えばディーゼルエンジン等の車両用のエンジン又はこれを模した試験機に取り付けられ、摺動する対象となる相手部材と摺動する。車両用のエンジンを模した試験機の場合、相手部材はクランクシャフト等の軸部材に相当する。この相手部材との摺動時において、試験条件（第１試験）は以下の通りである。  （１）相手部材と試験片との摺動時における接触面圧は、７５ＭＰａ、８０ＭＰａ、８５ＭＰａ、９０ＭＰａに設定する。  （２）相手部材と試験片との摺動時における温度は、１７０℃に設定する。  （３）相手部材と試験片との摺動時における回転回数は、６５００ｒｐｍで１０７回に設定する。
【００２７】  ここで接触面圧Ｐは、相手部材から試験片へ加わる荷重Ｌを、試験片の摺動部分の投影面積Ｓで除することにより、Ｐ＝Ｌ／Ｓで算出される。よって、試験条件は、Ｐ＝Ｌ／Ｓ＝７５ＭＰａである。相手部材と試験片との摺動時における温度は、摺動部分へ供給する潤滑油によって調整する。つまり、相手部材と試験片との摺動時における温度は摺動部分へ供給される潤滑油によって調整され、その温度は１７０℃に調整している。なお、潤滑油の温度は、厳密に一定とすることが困難であるため、１７０℃±２℃で調整している。試験片が取り付けられた試験機は、上記の接触面圧及び温度の条件を満たしつつ相手部材を１０７回、回転させる。このように、本実施形態の試験条件は、車両用のエンジンにおける過酷環境下を模した条件に設定している。
【００２８】  上記の条件の他、実施例及び比較例の検証に用いた試験条件は、次の通りである。  摺動部分へ供給する潤滑油の供給圧力は、０．４ＭＰａ±０．０３ＭＰａに設定した。潤滑油は、ＶＧ６８を用いた。試験片サイズは、内径φ４８ｍｍ×軸線方向長さ１４ｍｍ×厚さ１．５ｍｍに設定した。相手部材と試験片との間のオイルクリアランスは、５０μｍに設定した。相手部材の材質は、Ｓ５５Ｃ焼き入れ材とした。相手部材の軸粗さは、ＪＩＳによるＲｚ＝０．５ｓ以下とした。
【００２９】  上記の第１試験における試験後において、面圧９０ＭＰａで試験片に大きなクラックによる疲労破壊が発見されなければ合格「Ａ」判定とした。同様に、面圧８５ＭＰａで試験片に疲労破壊が発見されなければ合格「Ｂ」判定とした。面圧８０ＭＰａで試験片に疲労破壊が発見されなければ合格「Ｃ」判定とした。面圧７５ＭＰａで試験片に疲労破壊が発見されなければ合格「Ｄ」判定とした。面圧７５ＭＰａで疲労破壊が発見されると不合格「Ｘ」判定とした。上記の試験条件は、車両のエンジン等に求められる要求品質に基づくものである。  また、実施例及び比較例の試験片１４における針状化合物１２の個数は、予め設定した上述の観察視野３０において計測している。
【００３０】  上記の試験条件に加え、実際のエンジンの運転条件温度を想定した「運転環境下」でも試験（第２試験）を行なった。この「運転環境下」の第２試験では、試験片は、３０００時間、１５０℃の条件に保持する。このような温度条件下に保持することにより、試験片は硬さに変化が生じる。このとき、試験片の硬さの低下率が３％以下であれば最良品「Ａ」判定とし、硬さの低下率が３％より大きく５％以下であれば良品「Ｂ」判定とし、硬さの低下率が５％より大きく８％以下であれば合格品「Ｃ」判定とし、硬さの低下率が８％よりも大きければ不合格品「Ｘ」判定とした。３０００時間、１５０℃という条件は、車両のエンジン等に求められる要求品質に基づくものである。
【００３１】  図６から明らかなように、軸受合金層２１に含まれる針状化合物１２は、針状化合物の大きさ、即ちその指標となる針状化合物の最大短径と個数との間に相関性がある。これは、針状化合物１２は、製造方法の第１実施形態のように熱処理、又は第２実施形態のように粒状化合物の劈開によって生じる。そのため、針状化合物１２は、最大短径が小さくなるほど微細化して個数が増加するからである。なお、最大短径とは、観察視野における針状化合物のそれぞれの短径の中で最大の長さの短径をいう。
【００３２】  軸受合金１０に針状化合物１２を含む実施例１〜実施例１８は、比較例１及び比較例２と異なり、試験後の疲労破壊が確認されないことがわかる。また、実施例１〜実施例１８は、運転環境下における試験でも硬さの低下率が８％以下と小さいことがわかる。比較例１及び比較例２は、軸受合金１０に針状化合物１２を含んでいない。このことから、軸受合金１０に含まれる針状化合物１２は、軸受合金１０における大きなクラックの進展の阻害に寄与するとともに、硬さの低下を抑制していることがわかる。
【００３３】  一方、実施例４のように針状化合物１２の最大短径が５０ｎｍよりも大きくなったり、実施例３のように針状化合物１２の最大短径が１ｎｍ以下に小さくなると、より条件が厳しい９０ＭＰａの環境下において疲労破壊が確認される。また、実施例３及び実施例４では、実施例１及び実施例２に比較して硬さの低下率が大きくなっている。これは、実施例４のように針状化合物１２の短径が大きくなると、軸受合金１０におけるＡｌマトリクス１１と針状化合物１２との間の不連続面の影響が出やすくなる。そのため、このＡｌマトリクス１１と針状化合物１２との間の不連続面を基点として微小なクラックが発生する可能性が増加しうると考えられる。その結果、針状化合物１２の短径が５０ｎｍよりも大きいと、より厳しい条件下における試験後において疲労破壊や硬さの低下を招くと考えられる。一方、実施例３のように針状化合物１２の短径が最大１ｎｍと小さくなると、軸受合金１０におけるＡｌマトリクス１１に含まれる針状化合物１２は非常に微細になる。そのため、Ａｌマトリクス１１において微小なクラックが伸長すると、伸長するクラックは非常に微細な針状化合物１２を回避つまり迂回して伸長しやすくなる。その結果、短径が１ｎｍ以下に微細な針状化合物１２は、より厳しい条件下においては大きなクラックへの進展や硬さの低下を阻害する能力が低下する傾向にあると考えられる。  以上のような実施例から、針状化合物１２は、短径を２ｎｍ〜５０ｎｍ程度に設定することが好ましいと考えられる。
【００３４】  また、針状化合物１２の短径を設定しても、実施例１６及び実施例１７のように角度差θの条件によっては、より試験条件が厳しい８０ＭＰａの環境下において疲労破壊が確認されるとともに、硬さの低下を招く。これは、大きなクラックへの進展は、針状化合物１２の角度差θの影響を受けることを示している。つまり、軸受合金１０は、角度差θが３５°〜５５°となる針状化合物１２を３０％以上含むことにより、微小なクラックの方向の転換が図られ、大きなクラックへの進展が効果的に妨げられるとともに、硬さの低下を抑制することを示している。特に、実施例１のように針状化合物１２の角度差θにおける条件を満たす場合、より厳しい条件下においても高い強度を維持することができる。  以上のような実施例から、針状化合物１２は、角度差θが３５°〜５５°となるものが３０％以上含まれることが好ましいことがわかる。また、製造コストを鑑みると、７０％以下含まれることが好ましいことも見出した。
【００３５】  実施例２〜実施例７のように針状化合物１２の角度差θにおける条件を満たす場合、厳しい条件下においても高い強度を維持することができる。例えば、実施例２の場合、角度差θを下限付近で満たせば、厳しい条件下においても高い強度を維持することができる。実施例４の場合、角度差θが３５°〜５５°で下限付近であっても、８０°〜９０°及び０°〜１０°を適切に制御することにより、厳しい条件下においても高い強度を維持することができる。実施例７のように角度差θが３５°〜５５°となるものを制御することにより、厳しい条件下においても高い強度を維持することができる。  一方、実施例８及び実施例９のように針状化合物１２の短径が大きい又は小さい場合でも、角度差θを適切に制御することにより、十分な強度を維持することができる。また、実施例１〜実施例１８からわかるように、いずれの製造方法を用いても軸受合金１０の強度は維持することができる。
【００３６】  以上説明したように、本実施形態の軸受合金１０は、近年のディーゼルエンジンに要求される高温の環境下であっても、その運転期間に相当する間、十分な強度を維持する。そのため、本実施形態の軸受合金１０は、上記のような試験条件における試験後においても、疲労にともなう疲労破壊が生じない。そして、本実施形態の軸受合金１０は、Ａｌを主成分としている。そのため、Ｃｕ基の軸受合金と比較して安価であり、硫黄分に対する耐食性も高い。したがって、耐食性を高めることができるとともに、Ａｌ基であっても高温の環境下において高い強度を長期間維持することができる。
【００３７】  また、本実施形態では、軸受合金１０は、添加元素としてＺｎ、Ｃｕ、Ｓｉのうち２種以上を含んでいる。したがって、Ａｌ基であっても安価な添加元素で高温の環境下において高い強度を長期間維持することができる。  さらに、本実施形態では、軸受合金１０は、Ａｌマトリクス１１の組織中に針状化合物１２が析出している。この針状化合物１２は、Ａｌマトリクス１１の組織中に一見すると無配向に分散している。そのため、Ａｌマトリクス１１に生じた微小なクラックは、特定の方向に規定されることなく不規則に分散する針状化合物１２によって伸長が妨げられるとともに、その伸長方向が変更される。その結果、軸受合金１０の強度に影響するような大きなクラックへの進展が阻害される。特に、針状化合物１２の角度差θ及びこの割合を規定することにより、大きなクラックへの進展が効果的に阻害される。したがって、Ａｌ基であっても高温の環境下において高い強度を長期間維持することができる。
【００３８】  本実施形態では、軸受合金１０に析出する針状化合物１２は、微細である程クラックの起点となりにくい。そこで、針状化合物１２は、短径を５０ｎｍ以下と十分に微細にする。これにより、針状化合物１２は、クラックの起点とならなかった。したがって、Ａｌ基であっても高温の環境下において高い強度を長期間維持することができる。一方、針状化合物１２が小さくなると、伸長するクラックは針状化合物１２を迂回して伸長しやすくなり、大きなクラックへの進展を阻害する効果が低下する。そこで、針状化合物１２の短径は、２ｎｍ以上に設定することが好ましい。
【００３９】  以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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