JP3042539B2 - Sliding material - Google Patents

Sliding material

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JP3042539B2
JP3042539B2 JP2201248A JP20124890A JP3042539B2 JP 3042539 B2 JP3042539 B2 JP 3042539B2 JP 2201248 A JP2201248 A JP 2201248A JP 20124890 A JP20124890 A JP 20124890A JP 3042539 B2 JP3042539 B2 JP 3042539B2
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栄治 浅田
貴志 冨川
憲一朗 二村
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、摺動材料に関するものであり、さらに詳し
く述べるならばすべり軸受、特に相手軸の粗さが粗いか
かつ/または軸材質が鋳鉄のようにマトリックスの一部
が脱落しやすい軸が相手材として使用されるために耐摩
耗性が要求されるか、あるいは潤滑油に対する耐食性が
要求される摺動材料に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a sliding material, and more particularly to a sliding bearing, in particular, a mating shaft having a coarse roughness and / or a shaft material of cast iron. The present invention relates to a sliding material which is required to have abrasion resistance because a shaft from which a part of the matrix is likely to fall off is used as a mating material, or to have corrosion resistance to lubricating oil.

(従来の技術) 従来ブシュ材料として多用されていた青銅及び鉛青銅
は、耐摩耗性、耐荷重性に優れた摺動材料であるが、最
近の軸受の使用条件の変化特に、高面圧化、高油温化等
に伴ない、軸受の摩耗トラブルが多発するようになり、
特に耐摩耗性に優れる摺動材料の出現が期待されてい
た。
(Prior art) Bronze and lead bronze, which have been frequently used as bushing materials, are sliding materials having excellent wear resistance and load resistance. As the oil temperature rises, bearing troubles occur frequently,
In particular, the appearance of a sliding material having excellent wear resistance has been expected.

このような使用条件変化に応じて、鉛青銅に硬質物を
添加し、鋼板上に焼結した摺動材料が使用されている。
A sliding material obtained by adding a hard material to lead bronze and sintering it on a steel sheet according to such a change in use conditions is used.

本出願人が提案した特公昭57-50844号号の発明はかか
る摺動材料に属し、その特徴とするところは、10〜40%
のPb,1〜30%の硬質材料、残部Cuの組成、あるいは10〜
40%のPb,1〜30%の硬質材料、0.1〜10%のSnおよび/
または0.1〜5%のSb,残部Cuの組成を有し、硬質材料と
して、Mo,Co,Fe3P,FeB,Fe2Bまたは特定組成のNi,Co系自
溶合金を使用するところにある。
The invention of Japanese Patent Publication No. 57-50844 proposed by the present applicant belongs to such a sliding material.
Pb, 1-30% of hard material, balance of Cu composition, or 10 ~
40% Pb, 1-30% hard material, 0.1-10% Sn and / or
Or a 0.1% to 5% of Sb, the composition of the balance Cu, is a hard material, Mo, Co, Fe 3 P , FeB, Fe 2 B or a specific composition Ni, where the use of Co-based self-fluxing alloy .

従来、無潤滑または境界潤滑条件下で使用される摺動
材料としてグラファイトを添加したあるいはSnとグラフ
ァイトを添加したCu系焼結合金が、特公昭36-67号、特
公昭39-27985号、特公昭36-13058号、特公昭46-43681号
公報等で知られている。
Conventionally, Cu-based sintered alloys to which graphite or Sn and graphite are added as sliding materials used under non-lubricated or boundary lubricating conditions have been disclosed in JP-B-36-67, JP-B-39-27985, and JP-B-39-27985. Known in Japanese Patent Publication Nos. 36-13058 and 46-43681.

前掲特公昭46-43681号公報は、Cu-SnまたはCu-Sn-Pb
系合金に高融点物質として、Zr,Cr,V,Mo,Ta,W等の金
属、Al2O3,ZrO2,TiO2,ThO2などの酸化物、SiC,WC等の炭
化物、AlN,TaN,TiN等の窒化物、MoB,WBなどのホウ化
物、CrSi2などのケイ化物、グラファイト、ホウ素など
を含有させた対摩耗性部品、ブレーキ材料等の用途に用
いられる材料を提案している。
JP-B-46-43681, cited above, discloses Cu-Sn or Cu-Sn-Pb
As refractory material system alloy, Zr, Cr, V, Mo , Ta, metals such as W, Al 2 O 3, ZrO 2 , TiO 2, oxides such as ThO 2, SiC, and WC, etc., AlN, TaN, nitrides such as TiN, proposes MoB, borides such as WB, silicides such as CrSi 2, graphite, etc. wear resistance component which contains boron, a material used for applications such as a brake material .

(発明が解決しようとする課題) 前掲特公昭46-43681号公報で硬質物として提案される
酸化物、窒化物、炭化物等はブレーキ材料としての性質
は向上させるが、境界潤滑条件下で使用される摺動部材
の耐焼付性は不十分である。さらに、Zr,Cr,V,Mo,Ta,W
等の金属は酸化物、窒化物、炭化物よりも良好な耐焼付
性を発揮するが、いずれもCuと合金を作り難い元素であ
り、このためCu中に合金化されたとしてもマトリックス
となじみが悪く、脱落し易く、脱落した金属粒子に起因
するアブレーシブな摩耗が起こり、続いて焼付きが起こ
るために耐焼付性は不十分である。
(Problems to be Solved by the Invention) Oxides, nitrides, carbides, etc. proposed as hard materials in Japanese Patent Publication No. 46-43681 cited above improve the properties as brake materials, but are used under boundary lubrication conditions. The sliding resistance of such sliding members is insufficient. Furthermore, Zr, Cr, V, Mo, Ta, W
Metals exhibit better seizure resistance than oxides, nitrides, and carbides, but are all elements that are difficult to alloy with Cu, and are therefore familiar with the matrix even when alloyed in Cu. Poor, easy to fall off, abrasive wear due to the dropped metal particles, followed by seizure, resulting in poor seizure resistance.

前掲特公昭57-50844号の摺動材料ではPb量が10〜40%
と定められている。このPb量はなじみ性を良好にはする
が、摺動中に硬質物がPb相から脱落してしまい、硬質物
の効果を十分に発揮できない欠点があることが分かっ
た。また、特にオートマテッィクのトランスミッション
などに上記摺動材料を使用すると、高油温の潤滑油によ
りPbが腐食されやすく、軸受強度が低下するなどの欠点
もあることが分かった。さらに、特公昭57-50844号の摺
動材料は摩擦特性、潤滑性が不十分であった。
In the sliding material described in JP-B-57-50844, the Pb content is 10-40%.
It has been established. Although this Pb content makes the conformability good, it has been found that the hard material falls off from the Pb phase during sliding, and there is a disadvantage that the effect of the hard material cannot be sufficiently exerted. In addition, it has been found that when the above sliding material is used particularly for an automatic transmission or the like, Pb is easily corroded by a high oil temperature lubricating oil, and there are disadvantages such as a decrease in bearing strength. Furthermore, the sliding material of Japanese Patent Publication No. 57-50844 was insufficient in friction characteristics and lubricity.

したがって、本発明は、耐焼付性、耐摩耗性、および
摩擦特性に優れた摺動材料、加えてこれらの性質の他に
耐食性がすぐれた摺動材料を提供することを目的とす
る。
Therefore, an object of the present invention is to provide a sliding material having excellent seizure resistance, abrasion resistance, and friction characteristics, and a sliding material having excellent corrosion resistance in addition to these properties.

(課題を解決するための手段) 本発明は、重量百分率で、1〜10%のグラファイト、
MoS2及びWS2の少なくとも1種と、1〜30%の下記
(a)〜(b)群の少なくとも1群から選択された少な
くとも1種の硬質物と、残部が実質的に、0.1〜15%のS
nを含有するCu系焼結合金とから構成される摺動材料を
第1の発明とし、重量百分率で、1〜10%のグラファイ
ト、MoS2およびWS2の少なくとも1種と、1〜30%の下
記(a)〜(b)群の少なくとも1群から選択された少
なくとも1種及び、必要によりこれに加えてさらに
(c)群から選択された少なくとも1種の硬質物と、残
部が実質的に、0.1〜15%のSnと0.1〜30%以下のPbを含
有するCu系焼結合金と、から構成される摺動材料を第2
の発明とする。
(Means for Solving the Problems) The present invention provides 1 to 10% by weight of graphite,
At least one of MoS 2 and WS 2 , 1 to 30% of at least one hard material selected from at least one of the following groups (a) to (b), and the balance substantially 0.1 to 15: % S
A sliding material composed of a Cu-based sintered alloy containing n and 1 to 10% by weight of graphite, at least one of MoS 2 and WS 2 and 1 to 30% At least one selected from at least one of the following groups (a) and (b), and if necessary, at least one hard material selected from the group (c), and the balance substantially A sliding material composed of a Cu-based sintered alloy containing 0.1 to 15% of Sn and 0.1 to 30% or less of Pb,
Invention.

(a)Fe2P,Fe3P,FeB,Fe3B,Ni系自溶性合金 (b)Fe-Ni,Fe-W,Fe-V,Fe-Ti,Fe-Nb,CuP (c)Co,Co系自溶性合金、Fe-Cr,Fe-Mn,Fe-Si及びFe-M
o 以下、本発明の構成を説明する。
(A) Fe 2 P, Fe 3 P, FeB, Fe 3 B, Ni-based self-fluxing alloy (b) Fe-Ni, Fe-W, Fe-V, Fe-Ti, Fe-Nb, CuP (c) Co , Co-based self-fluxing alloys, Fe-Cr, Fe-Mn, Fe-Si and Fe-M
o Hereinafter, the configuration of the present invention will be described.

本発明は、耐食性向上の手段として第1発明において
はPbを含有させないCu-Snの2元系合金に、摩擦特性向
上の手段としてグラファイト、MoS2、WS2などを添加
し、耐摩耗性向上の手段として硬質物を添加することを
特徴とする。従来Cu系軸受合金においてはなじみ性や潤
滑性を高めるためにPbが添加されていたが、潤滑油によ
る腐食が起こり易い状況ではPbの腐食が先ず起こり、続
いて硬質物や金属相の脱落が起こり、強度が低下して軸
受の寿命が尽きてしまうことがあった。これに対して、
第1発明に係るPb無添加・Cu系軸受合金はなじみ性は不
満足と考えられるが、耐食性は良好であり、Pb不存在と
硬質物分散の結果耐摩耗性は非常に優れており、またグ
ラファイトなどの存在によって摩擦特性と潤滑性は良好
であり、これらの結果なじみ性よりも腐食と摩耗が重要
視される環境では第1発明の軸受合金は優れた特性を示
す。
The present invention provides a method of improving wear resistance by adding graphite, MoS 2 , WS 2, etc. as a means of improving frictional properties to a Cu-Sn binary alloy containing no Pb in the first invention as a means of improving corrosion resistance. The method is characterized in that a hard material is added as a means. Conventionally, Pb has been added to Cu-based bearing alloys in order to improve conformability and lubricity.However, in situations where corrosion by lubricating oil is likely to occur, Pb corrosion occurs first, followed by hard material and metal phase falling off. In some cases, the strength was reduced and the life of the bearing was exhausted. On the contrary,
The Pb-free and Cu-based bearing alloy according to the first invention is considered to be unsatisfactory in conformability, but has good corrosion resistance, and has excellent wear resistance as a result of the absence of Pb and dispersion of hard materials. The bearing alloy of the first invention exhibits excellent properties in an environment where corrosion and wear are more important than conformability as a result of these properties.

第1発明におけるSnは機械的強度および耐食性を向上
させる。その結果を得るためには0.1%以上のSnを添加
することが必要であり、15%を超えて添加すると脆いCu
-Snの金属間化合物を析出させて、Cuマトリックスの耐
荷重性、耐衝撃性を劣化させる。好ましいSnの添加量は
3〜10%である。
Sn in the first invention improves mechanical strength and corrosion resistance. To obtain the results, it is necessary to add 0.1% or more of Sn.
-Precipitates the intermetallic compound of Sn, deteriorating the load resistance and impact resistance of the Cu matrix. The preferred amount of Sn to be added is 3 to 10%.

耐摩耗性向上の方策として、青銅マトリクスに硬質物
(Fe3P、FeB、Fe2Bなど)の1種又は2種以上を重量%
で1〜30%添加して焼結する。上記各種の硬質物の粉末
をCu-Sn粉末に混合して焼結し、焼結体を粉砕した粉末
とグラファイトなどを混合し再び焼結すると、粒子中に
ほとんど全部の硬質物が分散して強固に保持され、相手
材と摺動する時に相手材と接触して荷重を受け、摺動材
の摩耗を防止するとともに硬質物の脱落が防止される。
As a measure to improve wear resistance, one or more hard materials (Fe 3 P, FeB, Fe 2 B, etc.) are added to the bronze matrix by weight%.
And add 1 to 30% and sinter. The powders of the above various hard materials are mixed with Cu-Sn powder and sintered, and the powder obtained by crushing the sintered body and graphite etc. are mixed and sintered again, and almost all the hard materials are dispersed in the particles. It is held firmly and receives a load by coming into contact with the mating material when sliding with the mating material, preventing wear of the sliding material and preventing falling off of the hard material.

硬質物のA群はリン化物およびこれと同等の特性を有
する自溶合金であり、Cu合金となじみがよい物質を特に
選択したものである。すなわち、リン化物およびホウ化
物はいずれもCuとなじみがよいFeの化合物としている。
したがって摺動材料中に添加されたリン化物等のFeはCu
と焼結中に活発に反応して焼結を促進する作用により、
リン化物等はCu合金マトリックスに強固に保持されるこ
とが期待される。
The group A of the hard material is a phosphide and a self-fluxing alloy having the same characteristics as the phosphide, and a material which is well-compatible with the Cu alloy is particularly selected. That is, both the phosphide and the boride are Fe compounds that are familiar with Cu.
Therefore, Fe such as phosphide added to the sliding material is Cu
And sintering to promote sintering
It is expected that phosphides and the like are firmly retained in the Cu alloy matrix.

硬質物のB群はフェロアロイおよびこれと同等の特性
を有するCuPである。フェロアロイのFeはCuとなじみが
良いので、Cu合金マトリックスとの接着強度が高い。
Group B of the hard material is ferroalloy and CuP having properties equivalent thereto. Ferroalloy Fe has good adhesion to Cu, and therefore has high adhesive strength to Cu alloy matrix.

硬質物は添加量が1%未満であると耐摩耗性向上に有
効ではなく、一方30%を超えると相手材を疵つける欠点
や合金の焼結性を低下させる欠点が現れる。好ましい硬
質物の添加量は2〜10%、より好ましくは3〜6%であ
る。
If the addition amount of the hard material is less than 1%, it is not effective in improving the wear resistance. On the other hand, if it exceeds 30%, defects such as damaging the mating material and decreasing the sinterability of the alloy appear. A preferable addition amount of the hard material is 2 to 10%, more preferably 3 to 6%.

グラファイト、MoS2、WS2は摩擦係数を低下させかつ
潤滑性を発揮する添加物質である。これらは硬質物を分
散させたCu合金粒子の間に分散している。グラファイト
等の粒子中には硬質物は出来るだけ分散していないこと
が望ましい。グラファイト等の粒子中に分散している硬
質物はグラファイト等による保持力が弱いために脱落し
易いからである。グラファイト等の量が1%未満である
と、境界潤滑条件下での耐焼付性向上効果が少なく、一
方10%を超えると銅合金粒子どうしの接触が割合が少な
くなるとともにグラファイト等によりCu粒子が囲まれ孤
立するので、強度と耐摩耗性が低下する。
Graphite, MoS 2 , and WS 2 are additives that reduce the coefficient of friction and exhibit lubricity. These are dispersed among the Cu alloy particles in which the hard material is dispersed. It is desirable that hard materials are not dispersed as much as possible in particles such as graphite. This is because hard materials dispersed in particles such as graphite easily fall off due to weak holding power of graphite or the like. If the amount of graphite or the like is less than 1%, the effect of improving seizure resistance under boundary lubrication conditions is small. On the other hand, if it exceeds 10%, the contact ratio between copper alloy particles is reduced and Cu particles are reduced by graphite or the like. Because it is surrounded and isolated, its strength and wear resistance are reduced.

第2発明の合金は、なじみ性および潤滑性を第1発明
に対して向上させるために、若干の耐食性劣化を犠牲に
して0.1〜30%Pbを添加するものである。Pbは添加量が
0.1%未満ではなじみ性等の向上に寄与せず、30%を超
えると耐食性が著しく低下する。好ましいPbの添加量は
3〜9%である。
In the alloy of the second invention, in order to improve conformability and lubricity as compared with the first invention, 0.1 to 30% of Pb is added at the expense of a slight deterioration in corrosion resistance. Pb is added
If it is less than 0.1%, it does not contribute to improvement in conformability and the like, and if it exceeds 30%, the corrosion resistance is significantly reduced. A preferable addition amount of Pb is 3 to 9%.

上記合金を製造するには、Cu,Sn,Pbなどの金属粉末ま
たは合金粉末(粒度177μm以下)および硬質物粉末
(粒度100μm以下)をV型ブレンダにより混合し、混
合粉を仮焼結し、焼結粉を粉砕し、得られた粉末にグラ
ファイトなど(粒度100μm以下)を混合して裏金鋼板
に散布し、650〜900℃で焼結を行う。焼結後ロールによ
り圧下を行うと密な焼結体を得ることができる。
In order to manufacture the above alloy, a metal powder such as Cu, Sn, and Pb or an alloy powder (particle size of 177 μm or less) and a hard material powder (particle size of 100 μm or less) are mixed by a V-type blender, and the mixed powder is temporarily sintered, The sintered powder is pulverized, and the obtained powder is mixed with graphite or the like (having a particle size of 100 μm or less), sprayed on a back metal steel plate, and sintered at 650 to 900 ° C. After the sintering, if a reduction is performed by a roll, a dense sintered body can be obtained.

なお、銅合金粉末としては本出願人が特開昭63-31293
3号で開示したように電解銅粉を使用することができ
る。この場合は、銅合金粉末、硬質物粉末およびグラフ
ァイトなどを一緒に混合して、硬質物を銅合金マトリッ
クス中に分散させることができる。
In addition, as the copper alloy powder, the present applicant disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-31293.
As disclosed in No. 3, electrolytic copper powder can be used. In this case, the hard material can be dispersed in the copper alloy matrix by mixing together the copper alloy powder, the hard material powder, and graphite.

(作用) 本発明の摺動材料に添加される硬質物粒子は通常用い
られている摺動相手材より硬いため、相手材によって損
耗することが少ない。このことは相手材面粗さが大きい
場合の摺動特性の維持に役立つ。例えば表面粗さの大き
い材料としてDCI(球状黒鉛鋳鉄)またはねずみ鋳鉄を
想定すると、これらの材料は摺動表面の球状または片状
の黒鉛が脱落して表面が粗くなるため、この粗い表面の
突部が摺動材料を傷つけCu粒子を脱落させる傾向を生じ
させる。このような理由から従来のこの種摺動材料では
相手材の表面粗さが大きくなると急激に耐焼付性が悪化
していた。しかるに硬質物粒子はこれらの相手材より硬
いため、相手材の表面粗さが大きい場合でもこれによっ
て損耗することが少なく、この結果これらの相手材に対
しても優れた耐焼付性を示す。なおDCIの硬度はヴィッ
カース硬さ(Hv)で鋳造時200前後であり、これを熱処
理して400前後であり、これに対し硬質物はいずれもこ
れ以上の硬さを示す。
(Function) Since the hard particles added to the sliding material of the present invention are harder than the generally used sliding partner, they are less likely to be worn by the partner. This helps maintain the sliding characteristics when the surface roughness of the mating material is large. For example, assuming DCI (spheroidal graphite cast iron) or gray cast iron as a material having a large surface roughness, these materials lose their spherical or flaky graphite on the sliding surface and become rough. The part damages the sliding material and causes a tendency for the Cu particles to fall off. For this reason, in conventional sliding materials of this kind, seizure resistance rapidly deteriorates when the surface roughness of the mating material increases. However, since the hard material particles are harder than these mating materials, even if the mating material has a large surface roughness, the hard material particles are less likely to be worn away, and as a result, exhibit excellent seizure resistance to these mating materials. The hardness of DCI is about Vickers hardness (Hv) of about 200 at the time of casting, and about 400 after heat treatment of the VCI, and all of the hard materials show higher hardness.

さらに硬質物としてはCu合金中に強固に保持されるも
のを選択した。
Further, a hard material that was firmly held in the Cu alloy was selected.

また、本発明においてはグラファイト、MoS2、WS2
どを使用することによって摺動部材の摩擦係数を低くし
かつ安定することによって、焼付きおよび摩耗が起こり
にくいようにした。なお、グラファイト粒子内などに硬
質物が存在していると、硬質物が容易に脱落し、摩擦係
数が直ちに高くなり、グラファイトなどの性能は単に摺
動初期に摩擦係数を低くすることに尽きる。このような
事態を避けるために本発明においてはCu合金となじみ性
がよい硬質物を選択し、硬質物が粉末冶金工程でグラフ
ァイトなどに潜り込まないようにし、その結果として耐
摩耗性及び耐焼付性が向上する。
Further, in the present invention, the friction coefficient of the sliding member is reduced and stabilized by using graphite, MoS 2 , WS 2 and the like, so that seizure and wear are less likely to occur. If a hard material is present in the graphite particles or the like, the hard material easily falls off, and the friction coefficient immediately increases, and the performance of graphite or the like is merely reduced to the friction coefficient at the beginning of sliding. In order to avoid such a situation, in the present invention, a hard material having good compatibility with the Cu alloy is selected to prevent the hard material from sneaking into graphite or the like in the powder metallurgy process, and as a result, wear resistance and seizure resistance Is improved.

摺動材料表面は潤滑油にさらされており、腐食がさら
に進行すると、Pb粒子は表面のみならず焼結体の内部ま
でも腐食により脱落してしまい、軸受の強度が低下し寿
命が尽きてしまう。潤滑油によるPbの腐食機構は電気化
学的(PbとCuの電位が後者が貴、前者が卑であることに
よる)腐食よりも化学的なものであると考えられ、腐食
性媒体は、潤滑油に混入したエンジンの燃焼ガスによ
り生成する無機酸による腐食、潤滑油中の有機酸によ
る腐食、潤滑油への添加剤による腐食などが考えられ
る。これらの腐食媒体のうちどの媒体がPb粒子を腐食さ
せるかは、摺動材料の用途と機器の使用条件による。例
えば、自動変速機のトランスミッションに使用される軸
受ではの可能性が最も高く、過酷な運転をされるエン
ジン周りの軸受ではの可能性が最も高い。潤滑油への
添加剤が種々使用されているが、軸受の摩耗までは念頭
に入れないで添加剤が考えられているのが実情であるの
で、添加剤により思いもよらない腐食が起こっている
疑いもある。
The surface of the sliding material is exposed to the lubricating oil, and if the corrosion progresses further, the Pb particles will fall off not only on the surface but also inside the sintered body due to corrosion, reducing the strength of the bearing and ending its life. I will. The mechanism of corrosion of Pb by lubricating oil is considered to be more chemical than electrochemical corrosion (because the potential of Pb and Cu is higher in the latter and lower in the former). Corrosion due to inorganic acids generated by the combustion gas of the engine mixed into the oil, corrosion due to organic acids in the lubricating oil, corrosion due to additives to the lubricating oil, and the like are conceivable. Which of these corrosive media corrodes Pb particles depends on the use of the sliding material and the operating conditions of the equipment. For example, bearings used in transmissions of automatic transmissions are most likely, and bearings around engines that are subjected to severe operation are most likely. Various additives have been used in lubricating oils, but the fact is that additives are considered without bearing in mind the wear of the bearings. There is doubt.

本発明者はPb粒子を合金化することによりPb粒子の化
学的耐食性を向上する方法を検討したが、試験したあら
ゆる種類の合金元素がCu粒子に合金化されてしまったの
で、これに代わる方法としてPbの含有量を少なくしてPb
粒子を少量にするかあるいは全く存在させない方法を考
案した。この結果、軸受寿命が高められたので、耐食性
を高めることが、硬質物による上記効果を発揮する上で
の前提になっていることが分かった。
The present inventor studied a method of improving the chemical corrosion resistance of Pb particles by alloying Pb particles, but since all types of alloy elements tested have been alloyed into Cu particles, an alternative method To reduce the content of Pb
A method was devised in which the particles were small or not present at all. As a result, since the bearing life was increased, it was found that enhancing corrosion resistance was a prerequisite for exhibiting the above-described effects of a hard material.

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

(実施例) 実施例1 Cu-10%Snの成分をもつ青銅をガスアトマイズ法によ
り粉末とし、この粉末のうち177μm以下の粉末を原料
として用いた。一方、硬質物としては63μm以下のFe3P
粉末を準備した。青銅粉末と5%のFe3P粉末をV型ブレ
ンダーで約30分間混合した。この混合粉末を直径10cm、
高さ10cmの黒鉛製型内に入れ、1ton/cm2の圧力で成形し
た後H2ガス中で450℃、30分間の仮焼結を行った。その
後、仮焼結体を取り出し、粉砕機で−100メッシュに粉
砕した。この粉末に黒鉛粉末(平均粒径20μm)を6%
添加してV型ブレンダにて約30分間混合した。その後こ
の混合粉を脱脂、サンディングされた厚さ1.36mmの鋼板
上に厚さ1mm散布して、温度820℃のH2雰囲気中で30分間
焼結した。続いて焼結材をロールで厚さ1.5mmまで圧延
加工を施した後、再度同じ条件で2回目の焼結を行いバ
イメタル材を得た。この材料を所定の大きさに切断し
て、焼付及び摩耗試験用のテストピースを得た。
(Example) Example 1 Bronze having a component of Cu-10% Sn was formed into a powder by a gas atomization method, and a powder having a size of 177 μm or less was used as a raw material. On the other hand, as a hard material, Fe 3 P
Powder was prepared. Bronze powder and 5% Fe 3 P powder were mixed in a V-type blender for about 30 minutes. This mixed powder is 10 cm in diameter,
It was placed in a graphite mold having a height of 10 cm, molded at a pressure of 1 ton / cm 2 , and then temporarily sintered at 450 ° C. for 30 minutes in H 2 gas. Thereafter, the temporary sintered body was taken out and pulverized to −100 mesh with a pulverizer. 6% of graphite powder (average particle size 20μm)
The mixture was added and mixed in a V-type blender for about 30 minutes. Thereafter, the mixed powder was degreased, sprayed 1 mm thick on a sanded 1.36 mm thick steel plate, and sintered in an H 2 atmosphere at a temperature of 820 ° C. for 30 minutes. Subsequently, the sintered material was rolled to a thickness of 1.5 mm with a roll, and then again sintered for the second time under the same conditions to obtain a bimetal material. This material was cut into a predetermined size to obtain a test piece for a seizure and wear test.

耐摩耗試験の条件を以下に示す。 The conditions of the wear resistance test are shown below.

試験条件 試験機 :円筒平板型摩擦摩耗試験機 荷重 :10kgf 油種 :ATF油(Automatic trans-mission fluid
油) 油温 :100℃ 相手軸 :S55C(焼入れ) 軸回転数 :200rpm 軸あらさ :1.5〜2μmRz 試験時間 :60min 焼付試験条件を以下に示す。
Testing conditions Testing machine: Cylindrical flat plate friction and wear testing machine Load: 10kgf Oil type: ATF oil (Automatic trans-mission fluid
Oil) Oil temperature: 100 ° C Mating shaft: S55C (quenched) Shaft rotation speed: 200 rpm Shaft roughness: 1.5 to 2 μmRz Test time: 60 min The baking test conditions are shown below.

試験機 :箱形ブシュテスタ 回転数 :4800rpm 荷重 :150kg 潤滑 :油種−ATF油、潤滑法−どぶ漬け法 油温 :20℃ 相手軸 :SCM420 軸あらさ :0.8μmRz オイルクリアランス:50μm 耐焼付性の評価は試験開始後軸受温度が安定した時に
オイルを抜いてからの軸受温度が200℃に上昇するまで
の時間の判定により行った。
Testing machine: Box-type bush tester Rotational speed: 4800rpm Load: 150kg Lubrication: Oil type-ATF oil, lubrication method-Dipping method Oil temperature: 20 ° C Mating shaft: SCM420 Shaft roughness: 0.8μmRz Oil clearance: 50μm Evaluation of seizure resistance The test was performed by judging the time from when oil was drained to when the bearing temperature rose to 200 ° C. when the bearing temperature was stabilized after the test was started.

比較のために下記の比較材についても同様の試験を行
った。
For comparison, a similar test was performed for the following comparative materials.

(1)比較材1 JIS-LBC3(Cu-10%Pb,10%Sn,鉛青銅) (2)比較材2 JIS-LBC6(Cu-23%Pb,3%Sn,鉛青銅) (3)比較材3(LBC6の鉛青銅に5%のFe3Pを添加した
もの) 結果を次表に示す。
(1) Comparative material 1 JIS-LBC3 (Cu-10% Pb, 10% Sn, lead bronze) (2) Comparative material 2 JIS-LBC6 (Cu-23% Pb, 3% Sn, lead bronze) (3) Comparison Material 3 (LBC6 lead bronze with 5% Fe 3 P added) The results are shown in the following table.

この表に示される結果より本発明材は耐焼付性及び耐
摩耗性が優れることが明らかである。また、本発明と比
較材3を比較することによって、グラファイトを添加す
ることにより耐焼付性及び耐摩耗性が向上することが明
らかである。
From the results shown in this table, it is clear that the material of the present invention has excellent seizure resistance and abrasion resistance. Further, by comparing the present invention with Comparative Material 3, it is clear that the addition of graphite improves seizure resistance and abrasion resistance.

実施例2 表2に示すように、Sn,Pbおよび硬質物の組成を変化
させた混合粉末に付き実施例1と同様の方法でバイメタ
ル材の製造を行った。
Example 2 As shown in Table 2, a bimetal material was manufactured in the same manner as in Example 1 for a mixed powder in which the compositions of Sn, Pb and a hard material were changed.

耐摩耗試験の条件を以下に示す。 The conditions of the wear resistance test are shown below.

試験条件 試験機 :円筒平板型摩擦摩耗試験機 すべり速度:0.42m/s 荷重 :10kgf 油種 :ATF油(Automatic trans-mission fluid
油) 油温 :120℃ 相手軸 :S55C(焼入れ) 軸あらさ :1.5-2μmRz 試験時間 :60min 耐摩耗性の評価は体積摩耗量により行った。
Test conditions Testing machine: Cylindrical flat plate friction and wear testing machine Sliding speed: 0.42m / s Load: 10kgf Oil type: ATF oil (Automatic trans-mission fluid
Oil) Oil temperature: 120 ° C Mating shaft: S55C (quenched) Shaft roughness: 1.5-2 μmRz Test time: 60 min The wear resistance was evaluated based on the volume wear.

摩耗試験条件 試験機 :スラスト試験機 回転数 :1000rpm 荷重 :20kg/10分の割合で増加 潤滑 :油種−ATF油、潤滑法−どぶ漬け法 油温 :50℃ 相手軸 :S55C 軸あらさ :3μmRz 焼付荷重単位:10kgm 耐焼付性の評価は焼き付いた時の荷重で行った。Abrasion test conditions Testing machine: Thrust testing machine Rotation speed: 1000rpm Load: Increased at a rate of 20kg / 10 minutes Lubrication: Oil type-ATF oil, lubrication method-Dipping method Oil temperature: 50 ° C Mating shaft: S55C Shaft roughness: 3μmRz Seizure load unit: 10 kgm Seizure resistance was evaluated by the load at the time of seizure.

耐食性試験条件は以下のとおりである。 The corrosion resistance test conditions are as follows.

試験機:静的油煮試験機 油種 :ATF油 油温 :170±5℃ 時間 :200hr 試験結果を表2、表3に示す。Testing machine: Static oil boiling tester Oil type: ATF oil Oil temperature: 170 ± 5 ° C Time: 200hr The test results are shown in Tables 2 and 3.

表2より本発明の試料は耐食性、耐摩耗性および耐焼
付性が比較材より優れていることが明らかである。
From Table 2, it is clear that the sample of the present invention has better corrosion resistance, abrasion resistance and seizure resistance than the comparative material.

表3はSn含有量を10%、Pb含有量を5%、グラファイ
ト含有量を4%と一定にして各種硬質物を使用した結果
を示す。硬質物の種類により耐焼付性は最低値と最高値
で約2倍の範囲で変化しているが、いずれにせよ比較材
よりは優れていることが分かる。
Table 3 shows the results when various hard materials were used while keeping the Sn content at 10%, the Pb content at 5%, and the graphite content at 4%. Depending on the type of the hard material, the seizure resistance varies between the minimum value and the maximum value in a range of about twice, but it can be seen that in any case, it is superior to the comparative material.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明に係る摺動材料は相手軸
の粗さが大きく摩耗が起こり易い環境、潤滑油による腐
食が起こり易い環境、あるいは摩耗と腐食が同時に進行
する環境で使用された時に優れた性能を発揮する。
(Effects of the Invention) As described above, the sliding material according to the present invention has an environment in which the mating shaft has a large roughness and is likely to be worn, an environment in which corrosion due to lubricating oil is likely to occur, or an environment in which wear and corrosion simultaneously progress. Demonstrates excellent performance when used in

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−169739(JP,A) 特開 平2−107731(JP,A) 特開 昭55−164049(JP,A) 特開 昭53−146902(JP,A) 特開 昭55−122841(JP,A) 特開 平4−17635(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 9/00 - 9/10 Continuation of front page (56) References JP-A-56-169739 (JP, A) JP-A-2-107773 (JP, A) JP-A-55-164049 (JP, A) JP-A-53-146902 (JP) , A) JP-A-55-122842 (JP, A) JP-A-4-17635 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C22C 9/00-9/10

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】重量百分率で、1〜10%のグラファイト、
MoS2及びWS2の少なくとも1種と、1〜30%の下記
(a)〜(b)群の少なくとも1群から選択された少な
くとも1種の硬質物とを含み、残部が実質的に、0.1〜1
5%のSnを含有するCu系焼結合金から構成されているこ
とを特徴とする摺動材料。 (a)Fe2P,Fe3P,FeB,Fe3B,Ni系自溶性合金 (b)Fe-Ni,Fe-W,Fe-V,Fe-Ti,Fe-Nb,CuP
1 to 10% by weight of graphite,
At least one MoS 2 and WS 2, and at least one hard material selected from 1% to 30% below (a) ~ (b) at least one group of group, the balance being substantially 0.1 ~ 1
A sliding material comprising a Cu-based sintered alloy containing 5% Sn. (A) Fe 2 P, Fe 3 P, FeB, Fe 3 B, Ni self-fluxing alloy (b) Fe-Ni, Fe-W, Fe-V, Fe-Ti, Fe-Nb, CuP
【請求項2】請求項1の摺動材料において、Co,Co系自
溶性合金、Fe-Cr,Fe-Mn,Fe-Si及びFe-Moからなる(c)
群の少なくとも1種をさらに含み、かつ、前記Fe2P,Fe3
P,FeB,Fe3B,Ni系自溶性合金からなる(a)群及び前記F
e-Ni,Fe-W,Fe-V,Fe-Ti,Fe-Nb,CuPからなる(b)群と前
記(c)群との合計量が1〜30%である摺動材料。
2. A sliding material according to claim 1, wherein said sliding material comprises Co, a Co-based self-fluxing alloy, Fe-Cr, Fe-Mn, Fe-Si and Fe-Mo.
Further comprising at least one member of the group, and wherein the Fe 2 P, Fe 3
Group (a) consisting of P, FeB, Fe 3 B, Ni-based self-fluxing alloy and F
A sliding material comprising e-Ni, Fe-W, Fe-V, Fe-Ti, Fe-Nb, and CuP, wherein the total amount of the group (b) and the group (c) is 1 to 30%.
【請求項3】重量百分率で、1〜10%のグラファイト、
MoS2及びWS2の少なくとも1種と、1〜30%の下記
(a)〜(b)群の少なくとも1群から選択された少な
くとも1種の硬質物とを含み、残部が実質的に、0.1〜1
5%のSnと、0.1〜30%のPbを含有するCu系焼結合金から
構成されていることを特徴とする摺動材料。 (a)Fe2P,Fe3P,FeB,Fe3B,Ni系自溶性合金 (b)Fe-Ni,Fe-W,Fe-V,Fe-Ti,Fe-Nb,CuP
3. 1% to 10% by weight of graphite,
At least one MoS 2 and WS 2, and at least one hard material selected from 1% to 30% below (a) ~ (b) at least one group of group, the balance being substantially 0.1 ~ 1
A sliding material comprising a Cu-based sintered alloy containing 5% of Sn and 0.1 to 30% of Pb. (A) Fe 2 P, Fe 3 P, FeB, Fe 3 B, Ni self-fluxing alloy (b) Fe-Ni, Fe-W, Fe-V, Fe-Ti, Fe-Nb, CuP
【請求項4】請求項3の摺動材料において、Co,Co系自
溶性合金、Fe-Cr,Fe-Mn,Fe-Si及びFe-Moからなる(c)
群の少なくとも1種をさらに含み、かつ、前記Fe2P,Fe3
P,FeB,Fe3B,Ni系自溶性合金からなる(a)群及び前記F
e-Ni,Fe-W,Fe-V,Fe-Ti,Fe-Nb,CuPからなる(b)群と前
記(c)群との合計量が1〜30%である摺動材料。
4. A sliding material according to claim 3, wherein the sliding material comprises Co, a Co-based self-fluxing alloy, Fe-Cr, Fe-Mn, Fe-Si and Fe-Mo.
Further comprising at least one member of the group, and wherein the Fe 2 P, Fe 3
Group (a) consisting of P, FeB, Fe 3 B, Ni-based self-fluxing alloy and F
A sliding material comprising e-Ni, Fe-W, Fe-V, Fe-Ti, Fe-Nb, and CuP, wherein the total amount of the group (b) and the group (c) is 1 to 30%.
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