JP2002038235A - 銅系摺動材料、その製造方法およびすべり軸受 - Google Patents
銅系摺動材料、その製造方法およびすべり軸受Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 銅系摺動材料において、Ｐｂを使用しなくと
も高い非焼付性を得ることができ、しかも、高温、高面
圧下においても良好なる耐疲労性を呈する上、境界潤滑
に近い条件下で使用しても、良好なる耐摩耗性を得る。 【解決手段】 焼結銅系合金であって硬質銅合金相と軟
質銅合金相とが混在した組織とし、硬質銅合金相には金
属化合物よりなる硬質粒子を含有させる。硬質粒子は平
均粒径が０．１〜１０μｍで０．１〜１０体積％分散す
る。Ｃｕ合金相は１５質量％以下のＳｎを含む。摺動材
料４は軟質合金相７と硬質合金相６とが混在した状態に
なっている。硬質合金相６には、金属のホウ化物、ケイ
化物、酸化物等からなる金属化合物が分散されている。
も高い非焼付性を得ることができ、しかも、高温、高面
圧下においても良好なる耐疲労性を呈する上、境界潤滑
に近い条件下で使用しても、良好なる耐摩耗性を得る。 【解決手段】 焼結銅系合金であって硬質銅合金相と軟
質銅合金相とが混在した組織とし、硬質銅合金相には金
属化合物よりなる硬質粒子を含有させる。硬質粒子は平
均粒径が０．１〜１０μｍで０．１〜１０体積％分散す
る。Ｃｕ合金相は１５質量％以下のＳｎを含む。摺動材
料４は軟質合金相７と硬質合金相６とが混在した状態に
なっている。硬質合金相６には、金属のホウ化物、ケイ
化物、酸化物等からなる金属化合物が分散されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐疲労性、非焼付
性の向上を図った銅系摺動材料、その製造方法およびす
べり軸受に関する。
性の向上を図った銅系摺動材料、その製造方法およびす
べり軸受に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】銅系摺動材料としてケ
ルメットを用いた軸受がある。ケルメット軸受は、銅鉛
系焼結合金を鋼製の裏金上に被着し、更に銅鉛系焼結合
金の表面にオーバレイ層を設けて自動車用エンジンなど
のすべり軸受として用いられる。このケルメット軸受で
は、オーバレイ層が摩耗しても、下地である銅鉛系焼結
合金中のＰｂが摺動面に供給されるので、良好なる非焼
付性を呈する。
ルメットを用いた軸受がある。ケルメット軸受は、銅鉛
系焼結合金を鋼製の裏金上に被着し、更に銅鉛系焼結合
金の表面にオーバレイ層を設けて自動車用エンジンなど
のすべり軸受として用いられる。このケルメット軸受で
は、オーバレイ層が摩耗しても、下地である銅鉛系焼結
合金中のＰｂが摺動面に供給されるので、良好なる非焼
付性を呈する。
【０００３】このようにケルメット軸受に代表される従
来の銅系摺動材料では、Ｐｂを含有（約２０質量％）す
ることによって非焼付性を向上させるようにしている。
しかし、Ｐｂは環境に悪影響を及ぼすため、できるだけ
含有量を少なくし、或いは使用しないようにすることが
好ましい。
来の銅系摺動材料では、Ｐｂを含有（約２０質量％）す
ることによって非焼付性を向上させるようにしている。
しかし、Ｐｂは環境に悪影響を及ぼすため、できるだけ
含有量を少なくし、或いは使用しないようにすることが
好ましい。
【０００４】また、最近の自動車用エンジンは高回転、
高出力化の傾向にあり、軸受の温度や面圧が高くなる傾
向にある。
高出力化の傾向にあり、軸受の温度や面圧が高くなる傾
向にある。
【０００５】しかしながら、従来のケルメット軸受は軟
質で低融点であるＰｂが約２０質量％と多いため、強度
が低く、特に高温、高面圧下では耐疲労性に問題があ
る。
質で低融点であるＰｂが約２０質量％と多いため、強度
が低く、特に高温、高面圧下では耐疲労性に問題があ
る。
【０００６】そこで、本出願人は、Ｐｂを使用しなくと
も高い非焼付性を得ることができ、また高温、高面圧下
でも良好なる耐疲労性を得ることができる銅系摺動材料
として、先に、軟質なＣｕ合金相と硬質なＣｕ合金相と
からなる銅系摺動材料を出願（特願２０００―５１３２
３号）した。
も高い非焼付性を得ることができ、また高温、高面圧下
でも良好なる耐疲労性を得ることができる銅系摺動材料
として、先に、軟質なＣｕ合金相と硬質なＣｕ合金相と
からなる銅系摺動材料を出願（特願２０００―５１３２
３号）した。
【０００７】ところで、ピストンピンブシュ、ピストン
ボスブシュなどでは、境界潤滑に近い条件で摺動するた
め、高い耐疲労性、非焼付性および耐摩耗性が要求され
る。これらピストンピンブシュやピストンボスブシュの
ような境界潤滑に近い条件で用いるには、上記の硬軟２
相からなる銅系摺動材料は、耐摩耗性の点で不充分であ
る。
ボスブシュなどでは、境界潤滑に近い条件で摺動するた
め、高い耐疲労性、非焼付性および耐摩耗性が要求され
る。これらピストンピンブシュやピストンボスブシュの
ような境界潤滑に近い条件で用いるには、上記の硬軟２
相からなる銅系摺動材料は、耐摩耗性の点で不充分であ
る。
【０００８】耐摩耗性を向上させるには、本出願人が特
願平１１−２５８８０２号において提案したように、硬
質粒子を添加すると効果がある。
願平１１−２５８８０２号において提案したように、硬
質粒子を添加すると効果がある。
【０００９】しかし、この特願平１１−２５８８０２号
の発明では、Ｂｉを使用しているため、耐荷重性に劣
る。また、硬質粒子の粒径が大きいと、１個の硬質粒子
に作用する荷重が大となってマトリクスとの境界に発生
する剪断力が大きくなり、そこを起点として疲労が始ま
り易くなって耐疲労性に悪影響を及ぼす。その上、粒径
の大きな硬質粒子は脱落し易く、脱落した場合、硬質粒
子の存在によって流出が防止されていたＢｉが摺動面に
運び去られ易くなり、Ｂｉによる埋収性がなくなるた
め、軸受および相手材を傷付けるという問題があり、ア
ブレッシブ摩耗による耐摩耗性の低下、非焼付性の低下
をもたらす、という未解決の問題を含むものであった。
の発明では、Ｂｉを使用しているため、耐荷重性に劣
る。また、硬質粒子の粒径が大きいと、１個の硬質粒子
に作用する荷重が大となってマトリクスとの境界に発生
する剪断力が大きくなり、そこを起点として疲労が始ま
り易くなって耐疲労性に悪影響を及ぼす。その上、粒径
の大きな硬質粒子は脱落し易く、脱落した場合、硬質粒
子の存在によって流出が防止されていたＢｉが摺動面に
運び去られ易くなり、Ｂｉによる埋収性がなくなるた
め、軸受および相手材を傷付けるという問題があり、ア
ブレッシブ摩耗による耐摩耗性の低下、非焼付性の低下
をもたらす、という未解決の問題を含むものであった。
【００１０】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、Ｐｂを使用しなくとも高い非焼付性を
得ることができ、しかも、高温、高面圧下においても良
好なる耐疲労性を呈する上、境界潤滑に近い条件下で使
用しても、良好なる耐摩耗性を得ることができる銅系摺
動材料、その製造方法およびすべり軸受を提供すること
にある。
で、その目的は、Ｐｂを使用しなくとも高い非焼付性を
得ることができ、しかも、高温、高面圧下においても良
好なる耐疲労性を呈する上、境界潤滑に近い条件下で使
用しても、良好なる耐摩耗性を得ることができる銅系摺
動材料、その製造方法およびすべり軸受を提供すること
にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者は銅系摺動材料
において、軟質相と硬質相とが混在する組織にすると、
非焼付性および耐疲労性が向上することを見出した。即
ち、軟質相と硬質相とが混在する摺動材料の表面では、
荷重を受けて、或いは摺動摩耗によって硬質相が凸、軟
質相が凹の状態となる。そして、この凹部分に潤滑油が
保持されるので、非焼付性が向上する。この場合、発明
者は、軟質相のビッカース硬さをＨ１、硬質相のビッカ
ース硬さをＨ２としたとき、（Ｈ２／Ｈ１）≧１．２を
条件に、軟質相と硬質相とに潤滑油溜めとして機能し得
る凹凸関係が生ずることを併せて究明した。
において、軟質相と硬質相とが混在する組織にすると、
非焼付性および耐疲労性が向上することを見出した。即
ち、軟質相と硬質相とが混在する摺動材料の表面では、
荷重を受けて、或いは摺動摩耗によって硬質相が凸、軟
質相が凹の状態となる。そして、この凹部分に潤滑油が
保持されるので、非焼付性が向上する。この場合、発明
者は、軟質相のビッカース硬さをＨ１、硬質相のビッカ
ース硬さをＨ２としたとき、（Ｈ２／Ｈ１）≧１．２を
条件に、軟質相と硬質相とに潤滑油溜めとして機能し得
る凹凸関係が生ずることを併せて究明した。
【００１２】また、摺動材料の表面部分に軟質相と硬質
相とが混在することにより、軟質相がなじみ性を受け持
ち、硬質相が荷重を受け持つ。通常、硬質相で受け持っ
た荷重は、硬質相と軟質相との境界に剪断力として作用
するが、硬質相と軟質相とがＣｕまたはＣｕ合金により
構成されていると、濡れ性が良く、両相の明確な境界が
なくなるため、硬質相で受けた荷重が硬質相と軟質相の
間の領域に分散されるようになり、耐疲労性が向上す
る。
相とが混在することにより、軟質相がなじみ性を受け持
ち、硬質相が荷重を受け持つ。通常、硬質相で受け持っ
た荷重は、硬質相と軟質相との境界に剪断力として作用
するが、硬質相と軟質相とがＣｕまたはＣｕ合金により
構成されていると、濡れ性が良く、両相の明確な境界が
なくなるため、硬質相で受けた荷重が硬質相と軟質相の
間の領域に分散されるようになり、耐疲労性が向上す
る。
【００１３】以上のようなことから、請求項１記載の銅
系摺動材料によれば、ＣｕまたはＣｕ合金からなる軟質
相および硬質相が混在した組織となっており、且つ硬質
相のビッカース硬さが軟質相のそれの１．２倍以上とな
っているので、Ｐｂを含有しなくとも優れた非焼付性を
得ることができる。また、なじみ性が良く、耐疲労性に
優れたものとなる。
系摺動材料によれば、ＣｕまたはＣｕ合金からなる軟質
相および硬質相が混在した組織となっており、且つ硬質
相のビッカース硬さが軟質相のそれの１．２倍以上とな
っているので、Ｐｂを含有しなくとも優れた非焼付性を
得ることができる。また、なじみ性が良く、耐疲労性に
優れたものとなる。
【００１４】しかも、凸となって相手材の荷重を受け持
つ硬質相には硬質粒子が含まれている。硬質粒子は一般
に耐摩耗性を向上させると共に、相手軸を平滑にし、凝
着した軸受合金成分を削り取る作用があるため、非焼付
性を向上させる。また、硬質相で受けた荷重は微視的に
見ると、当該硬質相中の硬質粒子が受け持つ。硬質粒子
は０．１〜１０μｍの小さなものであるから、含有量が
同じ場合、その数が多く、硬質粒子１個１個に作用する
荷重は小さい。従って、硬質粒子とマトリックスとの間
に作用する剪断力が小さく、その割に硬質粒子の表面積
が大きいから剥離し難く、耐疲労性が向上する。硬質粒
子の含有量が０．１体積％未満では非焼付性、耐摩耗
性、耐疲労性の向上に効果がなく、１０体積％を超える
と、逆に相手材へのアタック性が増し、非焼付性を低下
させる。
つ硬質相には硬質粒子が含まれている。硬質粒子は一般
に耐摩耗性を向上させると共に、相手軸を平滑にし、凝
着した軸受合金成分を削り取る作用があるため、非焼付
性を向上させる。また、硬質相で受けた荷重は微視的に
見ると、当該硬質相中の硬質粒子が受け持つ。硬質粒子
は０．１〜１０μｍの小さなものであるから、含有量が
同じ場合、その数が多く、硬質粒子１個１個に作用する
荷重は小さい。従って、硬質粒子とマトリックスとの間
に作用する剪断力が小さく、その割に硬質粒子の表面積
が大きいから剥離し難く、耐疲労性が向上する。硬質粒
子の含有量が０．１体積％未満では非焼付性、耐摩耗
性、耐疲労性の向上に効果がなく、１０体積％を超える
と、逆に相手材へのアタック性が増し、非焼付性を低下
させる。
【００１５】硬質粒子としては、請求項２記載の発明に
示すように、金属のホウ化物、 珪化物、酸化物、窒化
物、炭化物、金属間化合物のうちから１種以上を選択す
ることができる。請求項３記載の発明では、Ｃｕ合金相
の成分を、Ｓｎを１５質量％以下、Ｎｉ、Ｐ、Ｚｎ、Ａ
ｌ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｇ、Ｆｅのうちから１種または２種
以上を総量で４０質量％以下を含み、残部が実質的にＣ
ｕとした。その理由を次に述べる。
示すように、金属のホウ化物、 珪化物、酸化物、窒化
物、炭化物、金属間化合物のうちから１種以上を選択す
ることができる。請求項３記載の発明では、Ｃｕ合金相
の成分を、Ｓｎを１５質量％以下、Ｎｉ、Ｐ、Ｚｎ、Ａ
ｌ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｇ、Ｆｅのうちから１種または２種
以上を総量で４０質量％以下を含み、残部が実質的にＣ
ｕとした。その理由を次に述べる。
【００１６】（ａ）Ｓｎを１５質量％以下 Ｓｎはマトリックスを強化させ、耐疲労性を向上させ
る。また、添加することにより、Ｃｕ合金の焼付性を向
上させる。添加量が１５質量％を越えるとＣｕ−Ｓｎ系
金属間化合物が多く生成されて脆くなる。 （ｂ）Ｎｉ、Ｐ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｇ、Ｆｅ
のうちから１種または２種以上を総量で４０質量％以下 これらの元素はマトリックスを強化させ、耐疲労性を向
上させる。また、特にＭｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅについて
は、８００〜９２０℃の焼結温度で原子の移動が起き難
い元素であるため、基本的に硬質なＣｕ合金相に存在
し、軟質なＣｕ合金相との硬度差を付ける場合に有利に
作用する。総量で４０質量％を越えると銅系燒結合金全
体の硬さが硬くなりすぎ、軸受材料として好ましくな
い。
る。また、添加することにより、Ｃｕ合金の焼付性を向
上させる。添加量が１５質量％を越えるとＣｕ−Ｓｎ系
金属間化合物が多く生成されて脆くなる。 （ｂ）Ｎｉ、Ｐ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｇ、Ｆｅ
のうちから１種または２種以上を総量で４０質量％以下 これらの元素はマトリックスを強化させ、耐疲労性を向
上させる。また、特にＭｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅについて
は、８００〜９２０℃の焼結温度で原子の移動が起き難
い元素であるため、基本的に硬質なＣｕ合金相に存在
し、軟質なＣｕ合金相との硬度差を付ける場合に有利に
作用する。総量で４０質量％を越えると銅系燒結合金全
体の硬さが硬くなりすぎ、軸受材料として好ましくな
い。
【００１７】ところで、硬質のＣｕ合金相と軟質のＣｕ
合金相との硬度の差を明確に付けるようにしないと、ビ
ッカース硬さで硬質のＣｕ合金相の硬さが軟質のＣｕ合
金相のそれの１．２倍以上とならない。そのためには、
硬質のＣｕ合金相を硬くするための元素（強化元素）が
軟質相側に拡散しないようにすることが望ましい。しか
しながら、強化元素が全く軟質相側に拡散しないとする
と、硬質のＣｕ合金相と軟質のＣｕ合金相との境界が明
確となってしまい、耐疲労性の点で好ましくない。
合金相との硬度の差を明確に付けるようにしないと、ビ
ッカース硬さで硬質のＣｕ合金相の硬さが軟質のＣｕ合
金相のそれの１．２倍以上とならない。そのためには、
硬質のＣｕ合金相を硬くするための元素（強化元素）が
軟質相側に拡散しないようにすることが望ましい。しか
しながら、強化元素が全く軟質相側に拡散しないとする
と、硬質のＣｕ合金相と軟質のＣｕ合金相との境界が明
確となってしまい、耐疲労性の点で好ましくない。
【００１８】このことに関し、請求項４記載の発明で
は、２種以上のＣｕ合金粉末、または純Ｃｕと１種以上
のＣｕ合金粉末を混合した後、焼結するようにしたの
で、少なくとも１種の粉末を、硬度を高めるための元素
（Ｎｉ、Ｐ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｇ、Ｆｅ）を
含んだ粉末としておくことにより、軟質相と硬質相とを
容易に形成でき、しかも、両者に所定の硬度差を持たせ
ることが容易にできる。その上、硬質相と軟質相とは共
に純ＣｕまたはＣｕ合金で濡れ性が良いから、硬質相側
に含まれた強化元素が一部軟質相側に拡散し両者の境界
を不明確にする。
は、２種以上のＣｕ合金粉末、または純Ｃｕと１種以上
のＣｕ合金粉末を混合した後、焼結するようにしたの
で、少なくとも１種の粉末を、硬度を高めるための元素
（Ｎｉ、Ｐ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｇ、Ｆｅ）を
含んだ粉末としておくことにより、軟質相と硬質相とを
容易に形成でき、しかも、両者に所定の硬度差を持たせ
ることが容易にできる。その上、硬質相と軟質相とは共
に純ＣｕまたはＣｕ合金で濡れ性が良いから、硬質相側
に含まれた強化元素が一部軟質相側に拡散し両者の境界
を不明確にする。
【００１９】請求項５記載の発明によれば、最終の焼結
工程以降に、２００〜５００℃で１〜２０時間熱処理を
行うことから、例えばＣｕ−Ｓｎ−Ｎｉ合金では時効硬
化によって更に硬さが増すが、Ｃｕ−Ｓｎ合金は時効硬
化を起こさないので、軟質のＣｕ合金相と硬質のＣｕ合
金相との硬度差を容易に持たせることができる。また、
硬質なＣｕ合金相が時効硬化しない成分であっても各合
金相の加工硬化後の軟化温度が成分によって異なるた
め、最終のロール圧延以降に熱処理を行うことにより軟
質なＣｕ合金相のみ軟化させることも、軟質なＣｕ合金
相と硬質なＣｕ合金相の成分の組み合わせでは可能であ
り、硬度差を更に広げることができる。
工程以降に、２００〜５００℃で１〜２０時間熱処理を
行うことから、例えばＣｕ−Ｓｎ−Ｎｉ合金では時効硬
化によって更に硬さが増すが、Ｃｕ−Ｓｎ合金は時効硬
化を起こさないので、軟質のＣｕ合金相と硬質のＣｕ合
金相との硬度差を容易に持たせることができる。また、
硬質なＣｕ合金相が時効硬化しない成分であっても各合
金相の加工硬化後の軟化温度が成分によって異なるた
め、最終のロール圧延以降に熱処理を行うことにより軟
質なＣｕ合金相のみ軟化させることも、軟質なＣｕ合金
相と硬質なＣｕ合金相の成分の組み合わせでは可能であ
り、硬度差を更に広げることができる。
【００２０】請求項６の発明によれば、上記の銅系摺動
材料を裏金上に被着して軸受を構成したので、高回転、
高出力の自動車用エンジンのすべり軸受として使用する
ことができる。請求項７の発明によれば、銅系摺動材料
の表面に金属および／または樹脂からなるオーバレイ層
を設けたので、初期なじみ性、異物埋収性、非焼付性に
優れたすべり軸受とすることができる。
材料を裏金上に被着して軸受を構成したので、高回転、
高出力の自動車用エンジンのすべり軸受として使用する
ことができる。請求項７の発明によれば、銅系摺動材料
の表面に金属および／または樹脂からなるオーバレイ層
を設けたので、初期なじみ性、異物埋収性、非焼付性に
優れたすべり軸受とすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を自動車
用エンジンの軸受に適用して図面を参照しながら説明す
る。図５に示す軸受１は半割軸受と称されるもので、２
個１組にして自動車用エンジンなどのすべり軸受として
使用される。この軸受１は例えば薄肉の鋼板により形成
された裏金２上にＣｕメッキ層からなる接着層３を介し
て本発明に係る銅系摺動材料（軸受合金）４を被着し、
更にその銅系摺動材料４の表面に軟質金属や樹脂などの
オーバレイ層５を設けてなる。
用エンジンの軸受に適用して図面を参照しながら説明す
る。図５に示す軸受１は半割軸受と称されるもので、２
個１組にして自動車用エンジンなどのすべり軸受として
使用される。この軸受１は例えば薄肉の鋼板により形成
された裏金２上にＣｕメッキ層からなる接着層３を介し
て本発明に係る銅系摺動材料（軸受合金）４を被着し、
更にその銅系摺動材料４の表面に軟質金属や樹脂などの
オーバレイ層５を設けてなる。
【００２２】上記銅系摺動材料４の組織を見ると、図１
に示すように、２相以上のＣｕ合金相、同図では２相の
Ｃｕ合金相６，７が混在した状態になっている。それら
Ｃｕ合金相６，７は硬さが異なり、硬質側のＣｕ合金相
６には、図４に示すように、金属のホウ化物、ケイ化
物、酸化物、窒化物、炭化物、金属間化合物からなる硬
質粒子８が分散されている。そして、硬質側のＣｕ合金
相（以下、硬質相）６のビッカース硬さをＨ１とし、軟
質側のＣｕ合金相（以下、軟質相）７のビッカース硬さ
をＨ２としたとき、Ｈ２／Ｈ１≧１．２になっている。
に示すように、２相以上のＣｕ合金相、同図では２相の
Ｃｕ合金相６，７が混在した状態になっている。それら
Ｃｕ合金相６，７は硬さが異なり、硬質側のＣｕ合金相
６には、図４に示すように、金属のホウ化物、ケイ化
物、酸化物、窒化物、炭化物、金属間化合物からなる硬
質粒子８が分散されている。そして、硬質側のＣｕ合金
相（以下、硬質相）６のビッカース硬さをＨ１とし、軟
質側のＣｕ合金相（以下、軟質相）７のビッカース硬さ
をＨ２としたとき、Ｈ２／Ｈ１≧１．２になっている。
【００２３】次に銅系摺動材料４が２相以上のＣｕ合金
相を持つ半割軸受１の製法について述べる。まず、２種
以上のＣｕ合金の粉末を混合、或いは純Ｃｕの粉末と一
種以上のＣｕ合金の粉末を混合する。２種以上のＣｕ合
金の粉末を混合する場合には、Ｓｎ１５質量％以下、残
部Ｃｕの成分のＣｕ合金粉末、或いはＳｎ１５質量％以
下、強化元素であるＮｉ、Ｐ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｍ
ｎ、Ａｇ、Ｆｅの群から少なくとも１種の元素を総量で
４０質量％以下、残部ＣｕのＣｕ合金粉末を用い、最軟
質のＣｕ合金粉末を除く少なくとも１種のＣｕ合金粉末
には、粒径が０．１〜１０μｍの硬質粒子を０．１〜１
０体積％分散して含むものとする。
相を持つ半割軸受１の製法について述べる。まず、２種
以上のＣｕ合金の粉末を混合、或いは純Ｃｕの粉末と一
種以上のＣｕ合金の粉末を混合する。２種以上のＣｕ合
金の粉末を混合する場合には、Ｓｎ１５質量％以下、残
部Ｃｕの成分のＣｕ合金粉末、或いはＳｎ１５質量％以
下、強化元素であるＮｉ、Ｐ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｍ
ｎ、Ａｇ、Ｆｅの群から少なくとも１種の元素を総量で
４０質量％以下、残部ＣｕのＣｕ合金粉末を用い、最軟
質のＣｕ合金粉末を除く少なくとも１種のＣｕ合金粉末
には、粒径が０．１〜１０μｍの硬質粒子を０．１〜１
０体積％分散して含むものとする。
【００２４】また、純Ｃｕの粉末と１種以上のＣｕ合金
の粉末を混合する場合には、そのＣｕ合金粉末はＳｎ１
５質量％以下、残部Ｃｕの成分のＣｕ合金粉末、或いは
Ｓｎ１５質量％以下、強化元素であるＮｉ、Ｐ、Ｚｎ、
Ａｌ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｇ、Ｆｅの群から少なくとも１種
の元素を総量で40質量％以下、残部ＣｕのＣｕ合金粉末
を用い、そのうち少なくとも１種のＣｕ合金粉末には、
粒径０．１〜10μｍの硬質粒子を０．１〜１０体積％分
散して含むものとする。なお、以上のＣｕ合金粉末のう
ち、硬質粒子を含むＣｕ合金はメカニカルアロイング
法、粉砕法にて作成した粉末を使用した。また、以上の
Ｃｕ合金、純Ｃｕの各粉末は平均粒径で２５０μｍ以下
であることが好ましい。
の粉末を混合する場合には、そのＣｕ合金粉末はＳｎ１
５質量％以下、残部Ｃｕの成分のＣｕ合金粉末、或いは
Ｓｎ１５質量％以下、強化元素であるＮｉ、Ｐ、Ｚｎ、
Ａｌ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｇ、Ｆｅの群から少なくとも１種
の元素を総量で40質量％以下、残部ＣｕのＣｕ合金粉末
を用い、そのうち少なくとも１種のＣｕ合金粉末には、
粒径０．１〜10μｍの硬質粒子を０．１〜１０体積％分
散して含むものとする。なお、以上のＣｕ合金粉末のう
ち、硬質粒子を含むＣｕ合金はメカニカルアロイング
法、粉砕法にて作成した粉末を使用した。また、以上の
Ｃｕ合金、純Ｃｕの各粉末は平均粒径で２５０μｍ以下
であることが好ましい。
【００２５】そして、上記の混合粉末を、表面に純Ｃｕ
粉末やＣｕ合金粉末との接着性を高めるためにＣｕメッ
キ（接着層３）が施された鋼板（裏金２）上に均一に散
布し、還元雰囲気中で８００〜９２０℃の温度で約１５
分間焼結し、その後、ロール圧延する。このロール圧延
後に、再度上記したと同一条件で焼結し、その後、ロー
ル圧延する。これにより、鋼板上に銅系摺動材料４を被
着したバイメタルが製造される。
粉末やＣｕ合金粉末との接着性を高めるためにＣｕメッ
キ（接着層３）が施された鋼板（裏金２）上に均一に散
布し、還元雰囲気中で８００〜９２０℃の温度で約１５
分間焼結し、その後、ロール圧延する。このロール圧延
後に、再度上記したと同一条件で焼結し、その後、ロー
ル圧延する。これにより、鋼板上に銅系摺動材料４を被
着したバイメタルが製造される。
【００２６】ここで、純Ｃｕの粉末とＣｕ合金（例えば
Ｃｕ−Ｓｎ−Ｎｉ）の粉末とを焼結した場合には、Ｃｕ
合金粉末中に含まれるＳｎが純Ｃｕ粉末に拡散してＣｕ
−Ｓｎ合金を形成するので、Ｓｎは銅系摺動材料４の全
体にほぼ均一に含まれるようになる。これに対し、Ｎ
ｉ、Ｐ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｇ、Ｆｅなどの強
化元素、特にＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｆｅは８００〜９２０
℃の焼結温度では原子の移動が起き難いため、それらの
強化元素は、他の粉末中へほとんど拡散せずにＣｕ合金
中にそのまま残る。
Ｃｕ−Ｓｎ−Ｎｉ）の粉末とを焼結した場合には、Ｃｕ
合金粉末中に含まれるＳｎが純Ｃｕ粉末に拡散してＣｕ
−Ｓｎ合金を形成するので、Ｓｎは銅系摺動材料４の全
体にほぼ均一に含まれるようになる。これに対し、Ｎ
ｉ、Ｐ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｇ、Ｆｅなどの強
化元素、特にＮｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｆｅは８００〜９２０
℃の焼結温度では原子の移動が起き難いため、それらの
強化元素は、他の粉末中へほとんど拡散せずにＣｕ合金
中にそのまま残る。
【００２７】上記のようにしてバイメタルを製造した
後、そのバイメタルを所定幅、所定長さに切断して半円
状に曲げ加工し、そして摺動材料４の表面を機械加工に
より仕上げ、その後、オーバレイ層５を被着する。ま
た、更に軟質なＣｕ合金相と硬質なＣｕ合金相との硬度
差を大きくしたい場合、最終の焼結工程以降、オーバレ
イ層５を被着するまでの間に、２００〜５００℃で１〜
２０時間の熱処理を行っても良い。
後、そのバイメタルを所定幅、所定長さに切断して半円
状に曲げ加工し、そして摺動材料４の表面を機械加工に
より仕上げ、その後、オーバレイ層５を被着する。ま
た、更に軟質なＣｕ合金相と硬質なＣｕ合金相との硬度
差を大きくしたい場合、最終の焼結工程以降、オーバレ
イ層５を被着するまでの間に、２００〜５００℃で１〜
２０時間の熱処理を行っても良い。
【００２８】以上により図５に示す半割軸受１が形成さ
れる。この軸受１は２個突き合わされて円筒状に構成さ
れ、自動車用エンジンのクランク軸を受ける主軸受、コ
ネクティングロッド軸受などに用いられる。
れる。この軸受１は２個突き合わされて円筒状に構成さ
れ、自動車用エンジンのクランク軸を受ける主軸受、コ
ネクティングロッド軸受などに用いられる。
【００２９】さて、本発明者は、次の表１に示す組成の
粉末を混合して上記のようにして製造した実施例品と比
較例品とについて、硬質Ｃｕ合金相と軟質Ｃｕ合金相と
のビッカース硬さ試験、焼付試験、疲労試験および摩耗
試験を行い、ビッカース硬さ試験の結果は表１に示し、
焼付試験、疲労試験および摩耗試験はそれぞれ図６、図
７および図８に示した。
粉末を混合して上記のようにして製造した実施例品と比
較例品とについて、硬質Ｃｕ合金相と軟質Ｃｕ合金相と
のビッカース硬さ試験、焼付試験、疲労試験および摩耗
試験を行い、ビッカース硬さ試験の結果は表１に示し、
焼付試験、疲労試験および摩耗試験はそれぞれ図６、図
７および図８に示した。
【００３０】ここで、表１において、Ａ粉末、Ｂ粉末と
して示したものは、燒結のために混合する金属粉末であ
る。元素記号の前の数字は含有量（質量％）を示す。ま
た、実施例品１〜７、９、比較例品２，４，５のＡ粉末
はメカニカルアロイング法によって作成したもの、実施
例品８のＡ粉末は粉砕法にて作成したものである。更
に、実施例品１〜４、６、７、９、比較例品２、４、６
は平均粒径１．５μｍのＷＣ、比較例品５は平均粒径１
５μｍのＷＣ、実施例品５は平均粒径２μｍのＭｏ
２Ｃ、実施例品８は平均粒径５μｍのＮｉ―Ｂを使用し
ている。そして、ビッカース硬さ試験はマイクロビッカ
ース硬さ試験機を用い、断面で測定した。なお、元素の
前の数字は含有量（質量％）を示す。
して示したものは、燒結のために混合する金属粉末であ
る。元素記号の前の数字は含有量（質量％）を示す。ま
た、実施例品１〜７、９、比較例品２，４，５のＡ粉末
はメカニカルアロイング法によって作成したもの、実施
例品８のＡ粉末は粉砕法にて作成したものである。更
に、実施例品１〜４、６、７、９、比較例品２、４、６
は平均粒径１．５μｍのＷＣ、比較例品５は平均粒径１
５μｍのＷＣ、実施例品５は平均粒径２μｍのＭｏ
２Ｃ、実施例品８は平均粒径５μｍのＮｉ―Ｂを使用し
ている。そして、ビッカース硬さ試験はマイクロビッカ
ース硬さ試験機を用い、断面で測定した。なお、元素の
前の数字は含有量（質量％）を示す。
【００３１】また、焼付試験は、モータによって駆動さ
れる回転軸を図４と同様の軸受（ただし、銅系摺動材料
４の特性をより顕著に確認するため、オーバレイ層５は
ない）により支持し、そして最初６０分間のなじみ運転
を行い、その後、潤滑油を絞って軸受面圧を５ＭＰａず
つ高めて行き、各軸受面圧毎に１０分間運転し、軸受の
背面温度が２２０℃を越えるか、または回転軸を駆動す
るモータの駆動電流が異常値を示した時の軸受面圧より
１段低い軸受面圧を焼付かない最高面圧とした。焼付試
験の他の試験条件は表２に示した。
れる回転軸を図４と同様の軸受（ただし、銅系摺動材料
４の特性をより顕著に確認するため、オーバレイ層５は
ない）により支持し、そして最初６０分間のなじみ運転
を行い、その後、潤滑油を絞って軸受面圧を５ＭＰａず
つ高めて行き、各軸受面圧毎に１０分間運転し、軸受の
背面温度が２２０℃を越えるか、または回転軸を駆動す
るモータの駆動電流が異常値を示した時の軸受面圧より
１段低い軸受面圧を焼付かない最高面圧とした。焼付試
験の他の試験条件は表２に示した。
【００３２】疲労試験は、銅系摺動材料４だけの小片を
用い、その小片に試験荷重を加えて行う。試験荷重は５
０ＭＰａから１０ＭＰａずつ増加され、各試験荷重毎に
その試験荷重を５万回ずつ正弦波状に加え、クラックを
生じた時の試験荷重を疲労破断荷重とする内容のもので
ある。
用い、その小片に試験荷重を加えて行う。試験荷重は５
０ＭＰａから１０ＭＰａずつ増加され、各試験荷重毎に
その試験荷重を５万回ずつ正弦波状に加え、クラックを
生じた時の試験荷重を疲労破断荷重とする内容のもので
ある。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】上記の試験結果を分析する。比較例品３は
Ｐｂを２３質量％と多量に含有しており、従来のケルメ
ット軸受に相当する。この比較例品３と実施例品１〜９
とを対比してみると、実施例品１〜９は、非焼付性では
比較例品３よりやや高い程度であるが、耐疲労性および
耐摩耗性においては各段に優れている。実施例品１〜９
はＰｂを含んでいないため、疲労強度に優れ、高回転、
高出力の自動車用エンジンに使用しても、非焼付性が維
持され、耐疲労性は向上する。
Ｐｂを２３質量％と多量に含有しており、従来のケルメ
ット軸受に相当する。この比較例品３と実施例品１〜９
とを対比してみると、実施例品１〜９は、非焼付性では
比較例品３よりやや高い程度であるが、耐疲労性および
耐摩耗性においては各段に優れている。実施例品１〜９
はＰｂを含んでいないため、疲労強度に優れ、高回転、
高出力の自動車用エンジンに使用しても、非焼付性が維
持され、耐疲労性は向上する。
【００３６】そして、実施例品１〜９がＰｂを含まなく
ともケルメット軸受と同等或いはそれよりやや高い良好
なる非焼付性を示すと共に、耐疲労性および耐摩耗性に
おいて各段に優れた特性を示す理由は次のようなものと
考えられる。まず、非焼付性について述べると、実施例
品１〜９の組織を見ると、前述したように硬質Ｃｕ合金
相６と軟質Ｃｕ合金相７とが混在した状態となってい
る。このように硬質Ｃｕ合金相６と軟質Ｃｕ合金相７と
が混在していると、図２の模式図に示すように、荷重を
受けて、或いは相手軸９との摺動摩耗によって軟質Ｃｕ
合金相７が凹んだ状態になり、その凹部分に潤滑油が保
持されるようになるので、非焼付性が向上するものと思
われる。
ともケルメット軸受と同等或いはそれよりやや高い良好
なる非焼付性を示すと共に、耐疲労性および耐摩耗性に
おいて各段に優れた特性を示す理由は次のようなものと
考えられる。まず、非焼付性について述べると、実施例
品１〜９の組織を見ると、前述したように硬質Ｃｕ合金
相６と軟質Ｃｕ合金相７とが混在した状態となってい
る。このように硬質Ｃｕ合金相６と軟質Ｃｕ合金相７と
が混在していると、図２の模式図に示すように、荷重を
受けて、或いは相手軸９との摺動摩耗によって軟質Ｃｕ
合金相７が凹んだ状態になり、その凹部分に潤滑油が保
持されるようになるので、非焼付性が向上するものと思
われる。
【００３７】例えば、実施例品１と比較例品２では、実
施例品１の方が非焼付性において各段に優れている。両
者のＡ粉末の成分は同じであるが、実施例品１はＢ粉末
を純Ｃｕとしているのに対し、比較例品２のＢ粉末は強
化元素のＮｉを含むＣｕ合金粉末としている。このた
め、実施例品１では硬質Ｃｕ合金相６と軟質Ｃｕ合金相
７とが混在した状態となって硬さが不均一な状態となる
が、比較例品２は硬さの差があまり大きくない。そし
て、硬さが不均一な状態となる実施例品１では軟質なＣ
ｕ合金相７が凹んで潤滑油を保持するが、硬さがほぼ均
一である比較例品２では凹みができず、潤滑油保持機能
を待たないので、非焼付性に劣るものである。
施例品１の方が非焼付性において各段に優れている。両
者のＡ粉末の成分は同じであるが、実施例品１はＢ粉末
を純Ｃｕとしているのに対し、比較例品２のＢ粉末は強
化元素のＮｉを含むＣｕ合金粉末としている。このた
め、実施例品１では硬質Ｃｕ合金相６と軟質Ｃｕ合金相
７とが混在した状態となって硬さが不均一な状態となる
が、比較例品２は硬さの差があまり大きくない。そし
て、硬さが不均一な状態となる実施例品１では軟質なＣ
ｕ合金相７が凹んで潤滑油を保持するが、硬さがほぼ均
一である比較例品２では凹みができず、潤滑油保持機能
を待たないので、非焼付性に劣るものである。
【００３８】軟質Ｃｕ合金相７が凹んで潤滑油の保持効
果を持つようになるための硬質Ｃｕ合金相６と軟質Ｃｕ
合金相７との硬度差については、軟質Ｃｕ合金相７のビ
ッカース硬さをＨ１、硬質Ｃｕ合金相６のビッカース硬
さをＨ２とした場合、（Ｈ２／Ｈ１）≧１．２のときで
あることが確かめられている。比較例品２はＡ粉末とＢ
粉末との硬度比（Ｈ２／Ｈ１）が１．０である。このた
め、比較例品２では、軟質Ｃｕ合金相７における凹み度
合いが小さく、潤滑油保持性が低いので、非焼付性に劣
る。
果を持つようになるための硬質Ｃｕ合金相６と軟質Ｃｕ
合金相７との硬度差については、軟質Ｃｕ合金相７のビ
ッカース硬さをＨ１、硬質Ｃｕ合金相６のビッカース硬
さをＨ２とした場合、（Ｈ２／Ｈ１）≧１．２のときで
あることが確かめられている。比較例品２はＡ粉末とＢ
粉末との硬度比（Ｈ２／Ｈ１）が１．０である。このた
め、比較例品２では、軟質Ｃｕ合金相７における凹み度
合いが小さく、潤滑油保持性が低いので、非焼付性に劣
る。
【００３９】次に、実施例品１〜７が耐疲労性において
各段に優れた特性を示す理由について考察する。一般
に、摺動材料の表面部分に硬質相と軟質相とが混在する
場合、軟質相がなじみ性を受け持ち、硬質相が荷重を受
け持つ。そして、硬質相で受け持った荷重は図３（ｂ−
３）に示すように、硬質相Ｈと軟質相Ｓとの境界に剪断
力Ｆとして作用し、その剪断力Ｆが繰り返し作用する両
相の境界が疲労の起点となってき裂を生ずるようにな
る。
各段に優れた特性を示す理由について考察する。一般
に、摺動材料の表面部分に硬質相と軟質相とが混在する
場合、軟質相がなじみ性を受け持ち、硬質相が荷重を受
け持つ。そして、硬質相で受け持った荷重は図３（ｂ−
３）に示すように、硬質相Ｈと軟質相Ｓとの境界に剪断
力Ｆとして作用し、その剪断力Ｆが繰り返し作用する両
相の境界が疲労の起点となってき裂を生ずるようにな
る。
【００４０】この場合、図３（ｂ−２）に示すように、
硬さが硬質相Ｈと軟質相Ｓとの境界で急激に変化する
と、硬質相Ｈと軟質相Ｓとの境界が明確に現れ、そこに
剪断力Ｆが集中して早期に疲労する。しかしながら、実
施例品１〜９は硬質相６と軟質相７とが共にＣｕ合金に
より構成されているため、硬質Ｃｕ合金相６と軟質Ｃｕ
合金相７の濡れ性が良好で、また硬質Ｃｕ合金相６中の
ＮｉやＦｅなどの強化元素が軟質Ｃｕ合金相７に若干で
はあるが拡散して両Ｃｕ合金相６および７の境界部分で
は、強化元素の含有量が硬質Ｃｕ合金相６側から軟質Ｃ
ｕ合金相７に向かって徐々に減少するようになる。その
結果、硬質Ｃｕ合金相６側と軟質Ｃｕ合金相７との境界
部分では、硬度が急激ではなく、図３（ａ−２）に示す
ように徐々に変化するようになって両相の明確な境界が
なくなる。このため、硬質Ｃｕ合金相６で受けた荷重が
図３（ａ−１）にＥで示す領域に分散されるようにな
り、耐疲労性が向上する。
硬さが硬質相Ｈと軟質相Ｓとの境界で急激に変化する
と、硬質相Ｈと軟質相Ｓとの境界が明確に現れ、そこに
剪断力Ｆが集中して早期に疲労する。しかしながら、実
施例品１〜９は硬質相６と軟質相７とが共にＣｕ合金に
より構成されているため、硬質Ｃｕ合金相６と軟質Ｃｕ
合金相７の濡れ性が良好で、また硬質Ｃｕ合金相６中の
ＮｉやＦｅなどの強化元素が軟質Ｃｕ合金相７に若干で
はあるが拡散して両Ｃｕ合金相６および７の境界部分で
は、強化元素の含有量が硬質Ｃｕ合金相６側から軟質Ｃ
ｕ合金相７に向かって徐々に減少するようになる。その
結果、硬質Ｃｕ合金相６側と軟質Ｃｕ合金相７との境界
部分では、硬度が急激ではなく、図３（ａ−２）に示す
ように徐々に変化するようになって両相の明確な境界が
なくなる。このため、硬質Ｃｕ合金相６で受けた荷重が
図３（ａ−１）にＥで示す領域に分散されるようにな
り、耐疲労性が向上する。
【００４１】しかも、硬質相Ｈには、硬質粒子が含まれ
ている。硬質粒子は耐摩耗性の向上に寄与する。このた
め、本発明の銅系摺動材料４は、ピストンブシュ、ピス
トンボスブシュなど、境界潤滑に近い条件で摺動するも
のに使用できる。
ている。硬質粒子は耐摩耗性の向上に寄与する。このた
め、本発明の銅系摺動材料４は、ピストンブシュ、ピス
トンボスブシュなど、境界潤滑に近い条件で摺動するも
のに使用できる。
【００４２】そして、上記のように硬質相Ｈで受けた荷
重は、その硬質相Ｈにおいて微視的に見ると、硬質部分
である硬質粒子が受ける。硬質粒子は平均粒径０．１〜
１０μｍと小さく、従って含有量が同じ場合、その数が
多いから、硬質粒子１個の負担荷重は小さく、その割に
硬質粒子の表面積が大きいから、剥離し難く、耐疲労性
が向上する。
重は、その硬質相Ｈにおいて微視的に見ると、硬質部分
である硬質粒子が受ける。硬質粒子は平均粒径０．１〜
１０μｍと小さく、従って含有量が同じ場合、その数が
多いから、硬質粒子１個の負担荷重は小さく、その割に
硬質粒子の表面積が大きいから、剥離し難く、耐疲労性
が向上する。
【００４３】しかし、硬質粒子の含有量が１０容量％を
越えると、非焼付性が低下する。例えば、実施例３と比
較例４とはＡ粒子とＢ粒子の成分は同じであるが、比較
例４では硬質粒子( ＷＣ) の含有量が２５容量％と多い
ため、耐疲労性は高いが、非焼付性は低下している。こ
れは、硬質粒子が多いと、相手材へのアタック性が強く
なるからである。
越えると、非焼付性が低下する。例えば、実施例３と比
較例４とはＡ粒子とＢ粒子の成分は同じであるが、比較
例４では硬質粒子( ＷＣ) の含有量が２５容量％と多い
ため、耐疲労性は高いが、非焼付性は低下している。こ
れは、硬質粒子が多いと、相手材へのアタック性が強く
なるからである。
【００４４】また、硬質粒子の平均粒径が１０μｍを超
えると、耐疲労性が低下する。実施例６と比較例５と
は、Ａ成分とＢ成分の混合割合は同じであるが、使用し
ている硬質粒子の粒径が異なり、比較例５は平均粒径が
１０μｍを超えている。このため、比較例５は、耐疲労
性に劣り、また、相手材へのアタック性が強くなるの
で、非焼付性が低下し、耐摩耗性も低下する。
えると、耐疲労性が低下する。実施例６と比較例５と
は、Ａ成分とＢ成分の混合割合は同じであるが、使用し
ている硬質粒子の粒径が異なり、比較例５は平均粒径が
１０μｍを超えている。このため、比較例５は、耐疲労
性に劣り、また、相手材へのアタック性が強くなるの
で、非焼付性が低下し、耐摩耗性も低下する。
【００４５】ところで、上述したように硬質Ｃｕ合金相
６と軟質Ｃｕ合金相７との硬度差がないと、非焼付性は
向上しない。強化元素のうちでも、特に、Ｍｎ、Ｃｏ、
Ｎｉ、Ｆｅは８００〜９２０℃の焼結温度で原子の移動
が起き難いので、硬質Ｃｕ合金相６と軟質Ｃｕ合金相７
との硬度差を付ける場合に有利に作用する。つまり、強
化元素でも、原子の移動が起き易い元素は焼結時に硬質
Ｃｕ合金中から軟質Ｃｕ合金中に拡散し、そのために硬
質Ｃｕ合金相の硬さが低下すると共に、軟質Ｃｕ合金相
の硬さが高くなって両相間の硬度差が小さくなる。原子
の移動が起き難いＭｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅは焼結時に軟
質Ｃｕ合金相への移動が少なく、硬質Ｃｕ合金相の硬さ
を維持して硬質Ｃｕ合金相６と軟質Ｃｕ合金相７との硬
度比を１．２以上に保持する効果がある。
６と軟質Ｃｕ合金相７との硬度差がないと、非焼付性は
向上しない。強化元素のうちでも、特に、Ｍｎ、Ｃｏ、
Ｎｉ、Ｆｅは８００〜９２０℃の焼結温度で原子の移動
が起き難いので、硬質Ｃｕ合金相６と軟質Ｃｕ合金相７
との硬度差を付ける場合に有利に作用する。つまり、強
化元素でも、原子の移動が起き易い元素は焼結時に硬質
Ｃｕ合金中から軟質Ｃｕ合金中に拡散し、そのために硬
質Ｃｕ合金相の硬さが低下すると共に、軟質Ｃｕ合金相
の硬さが高くなって両相間の硬度差が小さくなる。原子
の移動が起き難いＭｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅは焼結時に軟
質Ｃｕ合金相への移動が少なく、硬質Ｃｕ合金相の硬さ
を維持して硬質Ｃｕ合金相６と軟質Ｃｕ合金相７との硬
度比を１．２以上に保持する効果がある。
【００４６】実施例品６と実施例品９との比較により理
解されるように、非焼付性および耐疲労性は、硬質Ｃｕ
合金相６と軟質Ｃｕ合金相７との硬度差が大きくなる
と、更に向上する。両相６および７の硬度差を更に大き
くするには、最終の焼結工程以降に熱処理することが好
ましい。実施例品６と実施例品９は、Ａ粉末（Ｃｕ−６
Ｓｎ−１０Ｎｉ―ＷＣ１０容量％）とＢ粉末（Ｃｕ−２
Ｓｎ）の成分および混合割合は同じであるが、実施例品
９が最終のロール圧延後に熱処理（３５０℃、７時間）
を行っているところで相違する。
解されるように、非焼付性および耐疲労性は、硬質Ｃｕ
合金相６と軟質Ｃｕ合金相７との硬度差が大きくなる
と、更に向上する。両相６および７の硬度差を更に大き
くするには、最終の焼結工程以降に熱処理することが好
ましい。実施例品６と実施例品９は、Ａ粉末（Ｃｕ−６
Ｓｎ−１０Ｎｉ―ＷＣ１０容量％）とＢ粉末（Ｃｕ−２
Ｓｎ）の成分および混合割合は同じであるが、実施例品
９が最終のロール圧延後に熱処理（３５０℃、７時間）
を行っているところで相違する。
【００４７】Ｃｕ−Ｓｎ−Ｎｉは時効硬化性を有する
が、Ｃｕ−Ｓｎは時効硬化性がないので、熱処理を行っ
た実施例品９は硬質Ｃｕ合金相６であるＣｕ−Ｓｎ−Ｎ
ｉが時効硬化して硬度を上げるため、軟質Ｃｕ合金相７
との硬度差が大きくなる。この結果、実施例品９では硬
質Ｃｕ合金相６と軟質Ｃｕ合金相７との硬度比が３．６
と高くなっているが、実施例品６のそれは２．８と低
い。そして、硬質Ｃｕ合金相６と軟質Ｃｕ合金相７との
硬度比が大きい実施例品９は、実施例品６に比べて非焼
付性は同等であるが、耐疲労性については良い結果とな
っている。
が、Ｃｕ−Ｓｎは時効硬化性がないので、熱処理を行っ
た実施例品９は硬質Ｃｕ合金相６であるＣｕ−Ｓｎ−Ｎ
ｉが時効硬化して硬度を上げるため、軟質Ｃｕ合金相７
との硬度差が大きくなる。この結果、実施例品９では硬
質Ｃｕ合金相６と軟質Ｃｕ合金相７との硬度比が３．６
と高くなっているが、実施例品６のそれは２．８と低
い。そして、硬質Ｃｕ合金相６と軟質Ｃｕ合金相７との
硬度比が大きい実施例品９は、実施例品６に比べて非焼
付性は同等であるが、耐疲労性については良い結果とな
っている。
【００４８】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
例に限定されるものではなく、例えば摺動材料は自動車
用エンジンに使用するものに限られない等、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更することができる。
例に限定されるものではなく、例えば摺動材料は自動車
用エンジンに使用するものに限られない等、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す摺動材料の組織を示す
模式図
模式図
【図２】潤滑油保持作用を説明するための図１相当図
【図３】耐疲労性の向上作用を説明するための図で、
（ａ−１）は硬質Ｃｕ合金相と軟質Ｃｕ合金相を示す模
式図、（ａ−２）は（ａ−１）中のア−ア線に沿う硬さ
の変化を示す図、（ｂ−１）は硬質相と軟質相を示す模
式図、（ｂ−２）は（ｂ−１）中のイ−イ線に沿う硬さ
の変化を示す図、（ｂ−３）は硬質相と軟質相の境界に
作用する剪断力を示す図
（ａ−１）は硬質Ｃｕ合金相と軟質Ｃｕ合金相を示す模
式図、（ａ−２）は（ａ−１）中のア−ア線に沿う硬さ
の変化を示す図、（ｂ−１）は硬質相と軟質相を示す模
式図、（ｂ−２）は（ｂ−１）中のイ−イ線に沿う硬さ
の変化を示す図、（ｂ−３）は硬質相と軟質相の境界に
作用する剪断力を示す図
【図４】硬質Ｃｕ合金相の組織を示す模式図
【図５】半割軸受の断面図
【図６】焼付試験の結果を示すグラフ
【図７】疲労試験の結果を示すグラフ
【図８】摩耗試験の結果を示すグラフ
１は半割軸受、２は裏金、３は接着層、４は銅系摺動材
料、５はオーバレイ層、６は硬質Ｃｕ合金相、７は軟質
Ｃｕ合金相、８は硬質粒子である。
料、５はオーバレイ層、６は硬質Ｃｕ合金相、７は軟質
Ｃｕ合金相、８は硬質粒子である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 9/02 Ｃ２２Ｃ 9/02 9/06 9/06 Ｆ１６Ｃ 33/12 Ｆ１６Ｃ 33/12 Ｂ Ｚ 33/20 33/20 Ｚ (72)発明者 栗本 覚 愛知県犬山市大字前原字天道新田１−５ 大同メタル工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 因幡 隆 愛知県犬山市大字前原字天道新田１−５ 大同メタル工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 山本 康一 愛知県犬山市大字前原字天道新田１−５ 大同メタル工業株式会社技術研究所内 (72)発明者 柴山 隆之 愛知県犬山市大字前原字天道新田１−５ 大同メタル工業株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 3J011 NA01 QA03 QA05 SB02 SB03 SB04 SB05 SB15 SB19 SB20 SD01 SD02 SD03 SD10 4K018 AA04 AC01 BA02 BA11 DA11 FA09 JA22 KA02 KA03 4K020 AA22 AC04 BB29
Claims (7)
- 【請求項１】 燒結により形成された銅系摺動材料にお
いて、 硬さの異なるＣｕまたはＣｕ合金相を２相以上有し、そ
のうち最軟質相を除く少なくとも１相には平均粒径が
０．１〜１０μｍの硬質粒子が銅系摺動材料全体の０．
１〜１０体積％分散し、最軟質相のビッカース硬さをＨ
１、前記硬質粒子を含んだ最硬質相のビッカース硬さを
Ｈ２としたとき、（Ｈ２／Ｈ１）≧１．２であることを
特徴とする銅系摺動材料。 - 【請求項２】 前記硬質粒子は、金属のホウ化物、珪化
物、酸化物、窒化物、炭化物、金属間化合物のうち１種
以上からなることを特徴とする請求項１記載の銅系摺動
材料。 - 【請求項３】 前記Ｃｕ合金相は、Ｓｎを１５質量％以
下、Ｎｉ、Ｐ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｇ、Ｆｅの
うちから１種以上を総量で４０質量％以下、残部が実質
的にＣｕからなることを特徴とする請求項１または２記
載の銅系摺動材料。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の銅
系摺動材料を製造する方法において、 ２種以上のＣｕ合金粉末、または純Ｃｕと１種以上のＣ
ｕ合金粉末であって、そのうち最軟質の粉末を除く少な
くとも１種に硬質粒子を分散した粉末を混合し、その
後、焼結することを特徴とする銅系摺動材料の製造方
法。 - 【請求項５】 最終の焼結工程以降に、２００〜５００
℃で１〜２０時間熱処理を行うことを特徴とする請求項
４の銅系摺動材料の製造方法。 - 【請求項６】 請求項１ないし３のいずれかに記載の銅
系摺動材料を裏金上に被着して構成したすべり軸受。 - 【請求項７】 銅系摺動材料の表面に金属および／また
は樹脂からなるオーバレイ層を設けたことを特徴とする
請求項６記載のすべり軸受。
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