JP3173452B2 - 耐摩耗性被覆部材及びその製造方法 - Google Patents
耐摩耗性被覆部材及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主な構成成分とし
てアルミニウム（Ａｌ）及び初晶珪素（Ｓｉ）を含み、
ＳｉがＡｌマトリックスに３重量％以上固溶しており、
所望により更に、マグネシウム（Ｍｇ），銅（Ｃｕ），
錫（Ｓｎ），鉛（Ｐｂ）；周期律表のIVＡ族の元素〔例
えばチタン（Ｔｉ），ジルコニウム（Ｚｒ），ハフニウ
ム（Ｈｆ）〕，ＶＡ族の元素〔例えばバナジウム
（Ｖ），ニオブ（Ｎｂ），タンタル（Ｔａ）〕，VIＡ族
の元素〔例えばクロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ），
タングステン（Ｗ）〕，VII Ａ族の元素〔例えばマンガ
ン（Ｍｎ）〕，VIII族の元素〔例えば鉄（Ｆｅ），コバ
ルト（Ｃｏ），ニッケル（Ｎｉ）〕等のうちから選択さ
れた１種以上の添加成分を含む、耐摩耗性に優れたアル
ミニウム合金を被覆層とする耐摩耗性被覆部材及びその
製造方法に関するものである。
てアルミニウム（Ａｌ）及び初晶珪素（Ｓｉ）を含み、
ＳｉがＡｌマトリックスに３重量％以上固溶しており、
所望により更に、マグネシウム（Ｍｇ），銅（Ｃｕ），
錫（Ｓｎ），鉛（Ｐｂ）；周期律表のIVＡ族の元素〔例
えばチタン（Ｔｉ），ジルコニウム（Ｚｒ），ハフニウ
ム（Ｈｆ）〕，ＶＡ族の元素〔例えばバナジウム
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の元素〔例えばクロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ），
タングステン（Ｗ）〕，VII Ａ族の元素〔例えばマンガ
ン（Ｍｎ）〕，VIII族の元素〔例えば鉄（Ｆｅ），コバ
ルト（Ｃｏ），ニッケル（Ｎｉ）〕等のうちから選択さ
れた１種以上の添加成分を含む、耐摩耗性に優れたアル
ミニウム合金を被覆層とする耐摩耗性被覆部材及びその
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、耐摩耗性アルミニウム合金材料か
らなる製品としては、Ｓｉを１０〜２０重量％程度含有
したＡｌ−Ｓｉ系合金材料（例えば、ＡＣ３Ａ、ＡＣ８
Ａ〜Ｃ、ＡＣ９Ａ〜Ｂ等）からなる鋳物が知られてい
る。ところが、これらのアルミニウム合金鋳物は鋳造さ
れたものであるため、耐摩耗性の向上に寄与するＳｉの
初晶粒子が粒径２０〜１５０μｍと相当に大きく、且つ
その量も充分ではなく、必要とする耐摩耗性が得られな
い場合が多い。又、前記合金材料から得られる鋳造製品
の耐摩耗性を高めるために合金材料のＳｉ量を更に増す
と、鋳造性が悪くなり、且つ鋳造製品の被削性も極端に
低下するため、実用上問題がある。そのため、Ｓｉ量を
増したＡｌ−Ｓｉ系合金を得ようとすると、製造に際し
て、粉末押し出し法，焼結法，溶射法等を用いることが
多い。
らなる製品としては、Ｓｉを１０〜２０重量％程度含有
したＡｌ−Ｓｉ系合金材料（例えば、ＡＣ３Ａ、ＡＣ８
Ａ〜Ｃ、ＡＣ９Ａ〜Ｂ等）からなる鋳物が知られてい
る。ところが、これらのアルミニウム合金鋳物は鋳造さ
れたものであるため、耐摩耗性の向上に寄与するＳｉの
初晶粒子が粒径２０〜１５０μｍと相当に大きく、且つ
その量も充分ではなく、必要とする耐摩耗性が得られな
い場合が多い。又、前記合金材料から得られる鋳造製品
の耐摩耗性を高めるために合金材料のＳｉ量を更に増す
と、鋳造性が悪くなり、且つ鋳造製品の被削性も極端に
低下するため、実用上問題がある。そのため、Ｓｉ量を
増したＡｌ−Ｓｉ系合金を得ようとすると、製造に際し
て、粉末押し出し法，焼結法，溶射法等を用いることが
多い。
【０００３】特開平２−７００３６号公報には、Ｓｉを
５〜３５重量％含む耐摩耗性アルミニウム合金材が記載
されており、この合金は、原料粉末を焼結（冷間圧縮成
形、次いで熱間プレス成形）した後、熱間押し出しを行
って製造される。前記原料粉末としては、例えばガスア
トマイズ法などを用いて製造された急冷凝固粉末が用い
られる。
５〜３５重量％含む耐摩耗性アルミニウム合金材が記載
されており、この合金は、原料粉末を焼結（冷間圧縮成
形、次いで熱間プレス成形）した後、熱間押し出しを行
って製造される。前記原料粉末としては、例えばガスア
トマイズ法などを用いて製造された急冷凝固粉末が用い
られる。
【０００４】特開昭５３−６８６１１号公報には、共晶
相を有するアルミニウム合金を常温以下の基材上に溶射
する工程と、前記溶射金属の粒子間粒界が消滅する温度
以上にて加熱処理する工程と、を包含する溶射によるア
ルミニウム合金の製造方法が記載されている。この方法
により、重量比でＳｉ８〜２５％、Ｍｇ０．１〜６％、
Ｃｕ０．５〜５％を含有し、残部は実質的にＡｌよりな
るアルミニウム合金が得られる。
相を有するアルミニウム合金を常温以下の基材上に溶射
する工程と、前記溶射金属の粒子間粒界が消滅する温度
以上にて加熱処理する工程と、を包含する溶射によるア
ルミニウム合金の製造方法が記載されている。この方法
により、重量比でＳｉ８〜２５％、Ｍｇ０．１〜６％、
Ｃｕ０．５〜５％を含有し、残部は実質的にＡｌよりな
るアルミニウム合金が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】粉末押し出し法を用い
ると、鋳造法を用いる場合に比べて一層微細化した（平
均粒径１０μｍ程度）Ｓｉ粒子を有するアルミニウム合
金が得られるが、このアルミニウム合金は耐摩耗性が充
分ではなく、特開平２−７００３６号公報に記載された
製造方法（加工方法）によると鋳造法に比べ製造（加
工）コストが高くなり、又、Ａｌ−Ｓｉ系合金中のＳｉ
量もせいぜい３５重量％止まりで、これ以上Ｓｉ量を増
加させることは加工性を著しく阻害する。
ると、鋳造法を用いる場合に比べて一層微細化した（平
均粒径１０μｍ程度）Ｓｉ粒子を有するアルミニウム合
金が得られるが、このアルミニウム合金は耐摩耗性が充
分ではなく、特開平２−７００３６号公報に記載された
製造方法（加工方法）によると鋳造法に比べ製造（加
工）コストが高くなり、又、Ａｌ−Ｓｉ系合金中のＳｉ
量もせいぜい３５重量％止まりで、これ以上Ｓｉ量を増
加させることは加工性を著しく阻害する。
【０００６】溶射法、例えば、特開昭５３−６８６１１
号公報に記載された製造方法では、Ｓｉを８〜２５重量
％程度含有したアルミニウム合金を基材上に溶射して、
過飽和に固溶したＳｉを有する層を形成し、次いでこれ
を熱処理して微細に共晶Ｓｉ相を析出させ、耐摩耗性を
向上させようとしている。しかし、この方法により得ら
れたアルミニウム合金はＳｉ量も少なく、４００℃以上
での熱処理を施すため硬さが低下し、それ故、耐摩耗性
は充分ではない。又、製造上、溶射後、熱処理を必要と
するなど生産性の上からも問題が多い。
号公報に記載された製造方法では、Ｓｉを８〜２５重量
％程度含有したアルミニウム合金を基材上に溶射して、
過飽和に固溶したＳｉを有する層を形成し、次いでこれ
を熱処理して微細に共晶Ｓｉ相を析出させ、耐摩耗性を
向上させようとしている。しかし、この方法により得ら
れたアルミニウム合金はＳｉ量も少なく、４００℃以上
での熱処理を施すため硬さが低下し、それ故、耐摩耗性
は充分ではない。又、製造上、溶射後、熱処理を必要と
するなど生産性の上からも問題が多い。
【０００７】上述の如く、鋳造法を用いて得られたアル
ミニウム合金は、Ｓｉの平均粒径が大きいため、充分な
耐摩耗性を得ることはできない。又、従来の溶射法を用
いて得られたアルミニウム合金は、Ｓｉ量も少なく、溶
射後に熱処理しなければ耐摩耗性は向上しない。粉末押
し出し法を用いて得られたＳｉ粒径の微細なアルミニウ
ム合金の場合でも、硬さはＨｖ１８０程度であり、耐摩
耗性は充分ではない。
ミニウム合金は、Ｓｉの平均粒径が大きいため、充分な
耐摩耗性を得ることはできない。又、従来の溶射法を用
いて得られたアルミニウム合金は、Ｓｉ量も少なく、溶
射後に熱処理しなければ耐摩耗性は向上しない。粉末押
し出し法を用いて得られたＳｉ粒径の微細なアルミニウ
ム合金の場合でも、硬さはＨｖ１８０程度であり、耐摩
耗性は充分ではない。
【０００８】本発明者らは前記従来技術の問題点を解決
すべく鋭意研究した結果、Ａｌ−Ｓｉ系合金の耐摩耗性
を高めるため高Ｓｉ化（含有率２６重量％以上）を計り
つつ、被削性を確保するためには、Ｓｉ微粒子の大きさ
を平均粒径０．０１μｍ以上１０μｍ未満の範囲とな
し、更にＳｉをＡｌマトリックスに３重量％以上強制的
に固溶させることにより固溶強化することが有効である
こと見出し、本発明を想到するに至った。
すべく鋭意研究した結果、Ａｌ−Ｓｉ系合金の耐摩耗性
を高めるため高Ｓｉ化（含有率２６重量％以上）を計り
つつ、被削性を確保するためには、Ｓｉ微粒子の大きさ
を平均粒径０．０１μｍ以上１０μｍ未満の範囲とな
し、更にＳｉをＡｌマトリックスに３重量％以上強制的
に固溶させることにより固溶強化することが有効である
こと見出し、本発明を想到するに至った。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の耐摩耗性被覆部
材は、珪素（Ｓｉ）を２６〜８０重量％及び所望により
他の添加成分を含有し、残部がアルミニウム（Ａｌ）及
び不可避不純物からなり、Ｓｉが微粒子状で且つ平均粒
径が０．０１μｍ以上１０μｍ未満の範囲で、ＳｉがＡ
ｌマトリックスに３重量％以上固溶していることを特徴
とする。本発明の耐摩耗性被覆部材は、例えば、以下の
本発明の方法により製造することができる。 本発明の耐
摩耗性被覆部材の第一の製造方法は、基板表面に、Ｓｉ
を２６〜８０重量％及び所望により他の添加成分を含有
し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム
合金を溶射し、該基板表面上に急冷凝固させて耐摩耗性
被覆部材を形成することを特徴とする。 本発明の耐摩耗
性被覆部材の第二の製造方法は、基板表面に、Ｓｉを２
６〜８０重量％及び所望により他の添加成分を含有し、
残部がＡｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金
を配置し、該アルミニウム合金をレーザで短時間に加熱
溶融し、その後急冷凝固させて該基板表面上に耐摩耗性
被覆部材を形成することを特徴とする。
材は、珪素（Ｓｉ）を２６〜８０重量％及び所望により
他の添加成分を含有し、残部がアルミニウム（Ａｌ）及
び不可避不純物からなり、Ｓｉが微粒子状で且つ平均粒
径が０．０１μｍ以上１０μｍ未満の範囲で、ＳｉがＡ
ｌマトリックスに３重量％以上固溶していることを特徴
とする。本発明の耐摩耗性被覆部材は、例えば、以下の
本発明の方法により製造することができる。 本発明の耐
摩耗性被覆部材の第一の製造方法は、基板表面に、Ｓｉ
を２６〜８０重量％及び所望により他の添加成分を含有
し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム
合金を溶射し、該基板表面上に急冷凝固させて耐摩耗性
被覆部材を形成することを特徴とする。 本発明の耐摩耗
性被覆部材の第二の製造方法は、基板表面に、Ｓｉを２
６〜８０重量％及び所望により他の添加成分を含有し、
残部がＡｌ及び不可避不純物からなるアルミニウム合金
を配置し、該アルミニウム合金をレーザで短時間に加熱
溶融し、その後急冷凝固させて該基板表面上に耐摩耗性
被覆部材を形成することを特徴とする。
【００１０】本発明の耐摩耗性被覆部材は、以下のよう
に耐摩耗性及び被削性に優れたものである。 （１）高Ｓｉ化により、Ｓｉ分散粒子の体積割合が増加
し、合金自体の耐摩耗性や耐焼付性が大幅に向上する。 （２）Ｓｉ粒径が微細なため、摺動時の相手材の摩耗が
小さい。又、切削加工の際の工具の損傷が少なく、研
削、研磨工程が容易になり、被削性が改善される。 （３）上記（１）と（２）の相乗効果により、摩擦係数
の低い材料が得られる。 （４）ＳｉがＡｌマトリックスに３重量％以上固溶する
ことにより、硬さが増加し、耐摩耗性が向上する（固溶
強化）。
に耐摩耗性及び被削性に優れたものである。 （１）高Ｓｉ化により、Ｓｉ分散粒子の体積割合が増加
し、合金自体の耐摩耗性や耐焼付性が大幅に向上する。 （２）Ｓｉ粒径が微細なため、摺動時の相手材の摩耗が
小さい。又、切削加工の際の工具の損傷が少なく、研
削、研磨工程が容易になり、被削性が改善される。 （３）上記（１）と（２）の相乗効果により、摩擦係数
の低い材料が得られる。 （４）ＳｉがＡｌマトリックスに３重量％以上固溶する
ことにより、硬さが増加し、耐摩耗性が向上する（固溶
強化）。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の耐摩耗性被覆部材におい
て、珪素以外の他の添加成分が、マグネシウム（Ｍ
ｇ）：０．０５〜１０重量％及び銅（Ｃｕ）：０．５〜
１０重量％から選択された１種又は２種の元素であるも
のが好ましい。又、本発明の耐摩耗性被覆部材におい
て、珪素以外の他の添加成分が、Ｍｇ及びＣｕに加え
て、更に錫（Ｓｎ）及び鉛（Ｐｂ）から選択された１種
又は２種の元素０．１〜２０重量％であるものが特に好
ましい。更に、本発明の耐摩耗性被覆部材において、珪
素以外の他の添加成分が、周期律表のIVＡ族，ＶＡ族，
VIＡ族，VII Ａ族，VIII族から選択された１種以上の元
素であるものが好ましい。上記IVＡ〜VIII族の元素のう
ちでも、コストを考慮すると、IVＡ族はチタン（Ｔ
ｉ），ジルコニウム（Ｚｒ），ハフニウム（Ｈｆ），Ｖ
Ａ族はバナジウム（Ｖ），ニオブ（Ｎｂ），タンタル
（Ｔａ），VIＡ族はクロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍ
ｏ），タングステン（Ｗ），VII Ａ族はマンガン（Ｍ
ｎ）〕，VIII族は鉄（Ｆｅ），コバルト（Ｃｏ），ニッ
ケル（Ｎｉ）が望ましい。
て、珪素以外の他の添加成分が、マグネシウム（Ｍ
ｇ）：０．０５〜１０重量％及び銅（Ｃｕ）：０．５〜
１０重量％から選択された１種又は２種の元素であるも
のが好ましい。又、本発明の耐摩耗性被覆部材におい
て、珪素以外の他の添加成分が、Ｍｇ及びＣｕに加え
て、更に錫（Ｓｎ）及び鉛（Ｐｂ）から選択された１種
又は２種の元素０．１〜２０重量％であるものが特に好
ましい。更に、本発明の耐摩耗性被覆部材において、珪
素以外の他の添加成分が、周期律表のIVＡ族，ＶＡ族，
VIＡ族，VII Ａ族，VIII族から選択された１種以上の元
素であるものが好ましい。上記IVＡ〜VIII族の元素のう
ちでも、コストを考慮すると、IVＡ族はチタン（Ｔ
ｉ），ジルコニウム（Ｚｒ），ハフニウム（Ｈｆ），Ｖ
Ａ族はバナジウム（Ｖ），ニオブ（Ｎｂ），タンタル
（Ｔａ），VIＡ族はクロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍ
ｏ），タングステン（Ｗ），VII Ａ族はマンガン（Ｍ
ｎ）〕，VIII族は鉄（Ｆｅ），コバルト（Ｃｏ），ニッ
ケル（Ｎｉ）が望ましい。
【００１２】＜本耐摩耗性被覆部材の添加成分＞本発明
の耐摩耗性被覆部材の各成分元素の作用、並びにその含
有率範囲の数値限定理由を以下に説明する。 珪素 従来の耐摩耗性アルミニウム合金では、Ｓｉ粒径（鋳造
製品では数十μｍ、粉末押し出し製品では１０μｍ程
度）が大きく、耐摩耗性が充分ではない。本発明の耐摩
耗性被覆部材は、Ｓｉが微粒子状で且つ平均粒径が０．
０１μｍ以上１０μｍ未満の範囲で、例えば製造時にお
ける急冷効果により、ＳｉがＡｌマトリックスに３重量
％以上固溶しているため硬さの向上がみられ、耐摩耗性
が向上する。更に、本発明の耐摩耗性被覆部材を摺動部
材として使用すると、Ｓｉが微粒子であり、相手材に対
する攻撃性が小さい。本発明の耐摩耗性被覆部材を製造
する際に冷却速度を高めることにより、Ｓｉ含有量が少
ない場合は平衡状態での初晶Ｓｉの晶出が阻止されるた
め、合金の耐摩耗性が充分でない。Ｓｉ含有率が２６重
量％以上になると初晶Ｓｉが合金全体に対して充分な体
積量で晶出し、合金の耐摩耗性が向上する。反対に、Ｓ
ｉ含有率が８０重量％を越えると、合金を摺動部材とし
て使用したときに相手材に対する攻撃性が許容限度を越
えて大きくなる。 マグネシウム，銅 アルミニウム基地の固溶体及び析出強化により、合金の
機械的な性質を改善する。これにより、合金自体の硬さ
を向上させるとともに、摺動時の微細なＳｉの脱落も防
止する。含有率が０．０５重量％未満では、強化の効果
は少なく、１０重量％を越えると、合金が脆くなる。 錫，鉛 合金の被削性を向上させる。含有率が０．１重量％未満
では被削性の向上は期待できず、反対に２０重量％を越
えると、本合金の強度や耐摩耗性を低下させる。 IVＡ〜VIII族の元素（チタン，ジルコニウム，ハフニ
ウム，バナジウム，ニオブ，タンタル，クロム，モリブ
デン，タングステン，マンガン，鉄，コバルト，ニッケ
ル） アルミニウム基地の強度を向上させる。特に、IVＡ〜VI
II族の元素はアルミニウム中の拡散速度が遅いため、合
金の耐熱性を顕著に改善する。これらの含有率の総量が
０．０５重量％未満では強度向上の効果は少なく、反対
に１５重量％を越えると、合金は脆くなる。珪素を除く
他の添加成分を含む含有率の総量が１５重量％を越えな
いことが好ましい。
の耐摩耗性被覆部材の各成分元素の作用、並びにその含
有率範囲の数値限定理由を以下に説明する。 珪素 従来の耐摩耗性アルミニウム合金では、Ｓｉ粒径（鋳造
製品では数十μｍ、粉末押し出し製品では１０μｍ程
度）が大きく、耐摩耗性が充分ではない。本発明の耐摩
耗性被覆部材は、Ｓｉが微粒子状で且つ平均粒径が０．
０１μｍ以上１０μｍ未満の範囲で、例えば製造時にお
ける急冷効果により、ＳｉがＡｌマトリックスに３重量
％以上固溶しているため硬さの向上がみられ、耐摩耗性
が向上する。更に、本発明の耐摩耗性被覆部材を摺動部
材として使用すると、Ｓｉが微粒子であり、相手材に対
する攻撃性が小さい。本発明の耐摩耗性被覆部材を製造
する際に冷却速度を高めることにより、Ｓｉ含有量が少
ない場合は平衡状態での初晶Ｓｉの晶出が阻止されるた
め、合金の耐摩耗性が充分でない。Ｓｉ含有率が２６重
量％以上になると初晶Ｓｉが合金全体に対して充分な体
積量で晶出し、合金の耐摩耗性が向上する。反対に、Ｓ
ｉ含有率が８０重量％を越えると、合金を摺動部材とし
て使用したときに相手材に対する攻撃性が許容限度を越
えて大きくなる。 マグネシウム，銅 アルミニウム基地の固溶体及び析出強化により、合金の
機械的な性質を改善する。これにより、合金自体の硬さ
を向上させるとともに、摺動時の微細なＳｉの脱落も防
止する。含有率が０．０５重量％未満では、強化の効果
は少なく、１０重量％を越えると、合金が脆くなる。 錫，鉛 合金の被削性を向上させる。含有率が０．１重量％未満
では被削性の向上は期待できず、反対に２０重量％を越
えると、本合金の強度や耐摩耗性を低下させる。 IVＡ〜VIII族の元素（チタン，ジルコニウム，ハフニ
ウム，バナジウム，ニオブ，タンタル，クロム，モリブ
デン，タングステン，マンガン，鉄，コバルト，ニッケ
ル） アルミニウム基地の強度を向上させる。特に、IVＡ〜VI
II族の元素はアルミニウム中の拡散速度が遅いため、合
金の耐熱性を顕著に改善する。これらの含有率の総量が
０．０５重量％未満では強度向上の効果は少なく、反対
に１５重量％を越えると、合金は脆くなる。珪素を除く
他の添加成分を含む含有率の総量が１５重量％を越えな
いことが好ましい。
【００１３】＜本耐摩耗性被覆部材の製造方法＞本発明
の耐摩耗性被覆部材の製造方法を以下に説明する。Ｓｉ
は硬さが高く（ＨＶ１０００）、それ自身耐摩耗性があ
るが、脆いため、切削や摺動時に欠け易く、欠けた場合
にはＳｉ粒子が工具等の相手材の摩耗を進める。したが
って、高い耐摩耗性を有し、しかも、切削性等の加工性
を得るためには、合金中の組成として、高ＳｉでＡｌマ
トリックスにＳｉが固溶することにより固溶強化され、
且つＳｉ粒子の微細化が重要である。Ｓｉ粒子の平均粒
径が１０μｍ以上であると、合金中のＳｉ粒子が工具等
の相手材の摩耗を進めるために、この合金を使用するこ
とは問題がある。反対に、Ｓｉ粒子の平均粒径が０．０
１μｍ未満では、合金自身の耐摩耗性が低下し、且つ相
手材への凝着性が高まるため、この合金を使用すること
は問題がある。合金中のＳｉ粒子の平均粒径は０．０１
〜３μｍ未満が好ましい。この範囲であると、相手材の
摩耗を抑えるとともに、自身の耐摩耗性を著しく向上さ
せることができる。
の耐摩耗性被覆部材の製造方法を以下に説明する。Ｓｉ
は硬さが高く（ＨＶ１０００）、それ自身耐摩耗性があ
るが、脆いため、切削や摺動時に欠け易く、欠けた場合
にはＳｉ粒子が工具等の相手材の摩耗を進める。したが
って、高い耐摩耗性を有し、しかも、切削性等の加工性
を得るためには、合金中の組成として、高ＳｉでＡｌマ
トリックスにＳｉが固溶することにより固溶強化され、
且つＳｉ粒子の微細化が重要である。Ｓｉ粒子の平均粒
径が１０μｍ以上であると、合金中のＳｉ粒子が工具等
の相手材の摩耗を進めるために、この合金を使用するこ
とは問題がある。反対に、Ｓｉ粒子の平均粒径が０．０
１μｍ未満では、合金自身の耐摩耗性が低下し、且つ相
手材への凝着性が高まるため、この合金を使用すること
は問題がある。合金中のＳｉ粒子の平均粒径は０．０１
〜３μｍ未満が好ましい。この範囲であると、相手材の
摩耗を抑えるとともに、自身の耐摩耗性を著しく向上さ
せることができる。
【００１４】それ故、本発明の耐摩耗性被覆部材ではＳ
ｉが微粒子状で且つ平均粒径が０．０１μｍ以上１０μ
ｍ未満の範囲で、ＳｉがＡｌマトリックスに３重量％以
上固溶していることが必要である。この様な合金を得る
ための好ましい方法としては、例えば、所定組成の原料
合金を溶融し、その後、冷却速度を制御して、ガス冷却
速度を越える冷却速度で、すなわち冷却速度を固体冷却
速度相当の冷却速度として、冷却する方法により、Ｓｉ
の微粒子化とＡｌマトリックスにＳｉを３重量％以上固
溶することが可能となる。Ｓｉ固溶量の上限は、Ｓｉ微
粒子の量とＳｉ固溶量とのバランスを考えて適宜選択さ
れる。
ｉが微粒子状で且つ平均粒径が０．０１μｍ以上１０μ
ｍ未満の範囲で、ＳｉがＡｌマトリックスに３重量％以
上固溶していることが必要である。この様な合金を得る
ための好ましい方法としては、例えば、所定組成の原料
合金を溶融し、その後、冷却速度を制御して、ガス冷却
速度を越える冷却速度で、すなわち冷却速度を固体冷却
速度相当の冷却速度として、冷却する方法により、Ｓｉ
の微粒子化とＡｌマトリックスにＳｉを３重量％以上固
溶することが可能となる。Ｓｉ固溶量の上限は、Ｓｉ微
粒子の量とＳｉ固溶量とのバランスを考えて適宜選択さ
れる。
【００１５】すなわち、本発明の耐摩耗性被覆部材は、
例えば、珪素（Ｓｉ）を２６〜８０重量％、好ましくは
３６〜７０重量％及び所望により他の添加成分を含有
し、残部がアルミニウム（Ａｌ）及び不可避不純物から
なる原料合金を溶融し、その後、冷却速度を制御して、
固体冷却速度で冷却することにより、得られる合金中の
Ｓｉ微粒子の平均粒径を０．０１μｍ以上１０μｍ未満
の範囲、好ましくは０．０１μｍ以上３μｍ未満の範囲
で、ＳｉをＡｌマトリックスに３重量％以上固溶させる
ことにより製造することができる。
例えば、珪素（Ｓｉ）を２６〜８０重量％、好ましくは
３６〜７０重量％及び所望により他の添加成分を含有
し、残部がアルミニウム（Ａｌ）及び不可避不純物から
なる原料合金を溶融し、その後、冷却速度を制御して、
固体冷却速度で冷却することにより、得られる合金中の
Ｓｉ微粒子の平均粒径を０．０１μｍ以上１０μｍ未満
の範囲、好ましくは０．０１μｍ以上３μｍ未満の範囲
で、ＳｉをＡｌマトリックスに３重量％以上固溶させる
ことにより製造することができる。
【００１６】冷却速度が早いと、晶出するＳｉ粒子が成
長する時間が短く、Ｓｉは微細な粒子となる。それ故、
ガス冷却よりも速い固体冷却並の冷却速度が得られる冷
却方法を用いれば、Ｓｉが従来の焼結品よりも微細な粒
子で且つＡｌマトリックスに３重量％以上固溶している
ものが得られる。具体的には、例えば溶射法或いはレー
ザクラッド法などの方法を用いると、シリコン含有率が
高く且つシリコン粒子が微細化した本発明の耐摩耗性被
覆部材を容易に得ることができる。通常、一般的なガス
アトマイズ法を用いると、ガス冷却速度１０2 〜１０4
℃／秒であるが、溶射或いはレーザクラッドなどの方法
では、固体冷却並の１０5 ℃／秒以上の冷却速度が得ら
れる。
長する時間が短く、Ｓｉは微細な粒子となる。それ故、
ガス冷却よりも速い固体冷却並の冷却速度が得られる冷
却方法を用いれば、Ｓｉが従来の焼結品よりも微細な粒
子で且つＡｌマトリックスに３重量％以上固溶している
ものが得られる。具体的には、例えば溶射法或いはレー
ザクラッド法などの方法を用いると、シリコン含有率が
高く且つシリコン粒子が微細化した本発明の耐摩耗性被
覆部材を容易に得ることができる。通常、一般的なガス
アトマイズ法を用いると、ガス冷却速度１０2 〜１０4
℃／秒であるが、溶射或いはレーザクラッドなどの方法
では、固体冷却並の１０5 ℃／秒以上の冷却速度が得ら
れる。
【００１７】これらの製造方法においては、通常、適す
る原料合金、例えば原料合金粉末を溶融させた後、固体
上で冷却する。すなわち、溶射法では、原料合金粉末を
溶融して基板に付着させて膜を形成し、又、レーザクラ
ッド法では、基板上に原料合金粉末をそのまま塗布する
か又は溶射する等で一旦所望の場所に被覆した後、レー
ザで加熱溶融し、肉盛りする。
る原料合金、例えば原料合金粉末を溶融させた後、固体
上で冷却する。すなわち、溶射法では、原料合金粉末を
溶融して基板に付着させて膜を形成し、又、レーザクラ
ッド法では、基板上に原料合金粉末をそのまま塗布する
か又は溶射する等で一旦所望の場所に被覆した後、レー
ザで加熱溶融し、肉盛りする。
【００１８】前記方法で用いる基板として熱伝導性の大
きな金属材料を用いると、溶融合金の冷却速度が高ま
る。それ故、銅系、アルミニウム系、鉄系等の金属材料
からなる基板が好ましく、前記基板には前処理として、
機械的な研削加工面或いは研磨面を形成すると良い。溶
射法の場合、密着性を確保するために、機械的な研削加
工面にブラスト処理した面に溶射膜を形成すると良い。
なお、セラミックスなどの熱伝導性の小さな材料からな
る基板を用いる場合には、溶融合金の冷却速度を高める
（例えば、適する方法で基板及び／又は雰囲気を冷却す
る、予め冷却した基板を用いる等）ことが必要である。
又、基材と被覆層との熱膨張差が異なると、被覆処理後
或いは使用時に熱サイクルを受けるような環境下で使用
される場合に被覆層が剥離するなどのトラブルが予想さ
れるが、この様な場合に、被覆層中のシリコンの組成比
を制御した傾斜組成を持った被覆層にすることは、前記
トラブルを防止する上で有効な手段となる。すなわち、
本耐摩耗性被覆部材中のシリコン量が多いと相対的に熱
膨張係数が小さくなることを利用して、用いる基材の熱
膨張係数に近づけるように、基材近傍の被覆層中のシリ
コン量を変えると良い。
きな金属材料を用いると、溶融合金の冷却速度が高ま
る。それ故、銅系、アルミニウム系、鉄系等の金属材料
からなる基板が好ましく、前記基板には前処理として、
機械的な研削加工面或いは研磨面を形成すると良い。溶
射法の場合、密着性を確保するために、機械的な研削加
工面にブラスト処理した面に溶射膜を形成すると良い。
なお、セラミックスなどの熱伝導性の小さな材料からな
る基板を用いる場合には、溶融合金の冷却速度を高める
（例えば、適する方法で基板及び／又は雰囲気を冷却す
る、予め冷却した基板を用いる等）ことが必要である。
又、基材と被覆層との熱膨張差が異なると、被覆処理後
或いは使用時に熱サイクルを受けるような環境下で使用
される場合に被覆層が剥離するなどのトラブルが予想さ
れるが、この様な場合に、被覆層中のシリコンの組成比
を制御した傾斜組成を持った被覆層にすることは、前記
トラブルを防止する上で有効な手段となる。すなわち、
本耐摩耗性被覆部材中のシリコン量が多いと相対的に熱
膨張係数が小さくなることを利用して、用いる基材の熱
膨張係数に近づけるように、基材近傍の被覆層中のシリ
コン量を変えると良い。
【００１９】溶射法或いはレーザクラッド法で形成した
本発明の耐摩耗性被覆部材は、機械的な研削加工面或い
は研磨面に仕上げ、自動車の摺動部品（例えば、コンプ
レッサー部品やエンジン部品や軸受け材料）や機械部品
などに使用することができる。
本発明の耐摩耗性被覆部材は、機械的な研削加工面或い
は研磨面に仕上げ、自動車の摺動部品（例えば、コンプ
レッサー部品やエンジン部品や軸受け材料）や機械部品
などに使用することができる。
【００２０】本発明の耐摩耗性被覆部材中のＳｉ微粒子
の平均粒径は、例えば、合金を鏡面研磨した表面を光学
顕微鏡ないし走査型電子顕微鏡を用いて高倍率（×１０
００以上）で観察し、その結果を画像にし、該画像を解
析することにより測定することができる。又、本発明の
耐摩耗性被覆部材におけるＡｌマトリックス中のＳｉ固
溶率は、Ｘ線強度比（ＳｉのＸ線強度／ＡｌのＸ線強
度）や合金組織の画像解析により求めた。
の平均粒径は、例えば、合金を鏡面研磨した表面を光学
顕微鏡ないし走査型電子顕微鏡を用いて高倍率（×１０
００以上）で観察し、その結果を画像にし、該画像を解
析することにより測定することができる。又、本発明の
耐摩耗性被覆部材におけるＡｌマトリックス中のＳｉ固
溶率は、Ｘ線強度比（ＳｉのＸ線強度／ＡｌのＸ線強
度）や合金組織の画像解析により求めた。
【００２１】
【実施例】以下の実施例及び比較例により、本発明を更
に詳細に説明する。Ｉ．アルミニウム合金の製造 （ａ）プラズマ溶射法 原料合金粉末をガスアトマイズ法により製造し、プラズ
マ溶射法を用いて、Ａ２０１７アルミニウム合金基板上
に厚さ０．３ｍｍの膜を形成することにより、本発明の
耐摩耗性被覆部材（合金）及び比較例の耐摩耗性アルミ
ニウム合金を製造した。 （ｂ）鋳造法 原料合金を金型鋳造することにより、比較例の合金を製
造した。 （Ｃ）粉末押し出し法 原料合金の粉末を成形し、５００℃前後で熱間押し出し
後時効処理し、硬さを向上させて比較例の合金を製造し
た。
に詳細に説明する。Ｉ．アルミニウム合金の製造 （ａ）プラズマ溶射法 原料合金粉末をガスアトマイズ法により製造し、プラズ
マ溶射法を用いて、Ａ２０１７アルミニウム合金基板上
に厚さ０．３ｍｍの膜を形成することにより、本発明の
耐摩耗性被覆部材（合金）及び比較例の耐摩耗性アルミ
ニウム合金を製造した。 （ｂ）鋳造法 原料合金を金型鋳造することにより、比較例の合金を製
造した。 （Ｃ）粉末押し出し法 原料合金の粉末を成形し、５００℃前後で熱間押し出し
後時効処理し、硬さを向上させて比較例の合金を製造し
た。
【００２２】各合金の組成を表１に示す。試料No１，
２，４，４′は本発明の耐摩耗性被覆部材の組成に比べ
てＳｉ含有率の少ない比較例の合金を、試料No７〜１７
は本発明の耐摩耗性被覆部材を、試料No１８は本発明の
耐摩耗性被覆部材に比べてＳｉ含有率の多い比較例の合
金を示す。又、試料No７′，７″，８′，９′，１
０′，１２′は本発明の耐摩耗性被覆部材と組成が等し
い比較例の合金を示す。
２，４，４′は本発明の耐摩耗性被覆部材の組成に比べ
てＳｉ含有率の少ない比較例の合金を、試料No７〜１７
は本発明の耐摩耗性被覆部材を、試料No１８は本発明の
耐摩耗性被覆部材に比べてＳｉ含有率の多い比較例の合
金を示す。又、試料No７′，７″，８′，９′，１
０′，１２′は本発明の耐摩耗性被覆部材と組成が等し
い比較例の合金を示す。
【００２３】 表１中のａ〜ｖは以下の意味を表わす。 ａ：比較例（プ），ｂ：比較例（プ），ｃ：比較例
（鋳），ｄ：比較例（プ），ｅ：本発明（プ），ｆ：比
較例（鋳），ｇ：比較例（粉），ｈ：本発明（プ），
ｉ：比較例（粉），ｊ：本発明（プ），ｋ：比較例
（粉），ｌ：本発明（プ），ｍ：比較例（粉），ｎ：本
発明（プ），ｏ：本発明（プ），ｐ：比較例（粉），
ｑ：本発明（プ），ｒ：本発明（プ），ｓ：本発明
（プ），ｔ：本発明（プ），ｕ：本発明（プ），ｖ：比
較例（プ） 又、上記の各試料において、（プ）はプラズマ溶射法に
より製造したことを、（鋳）は鋳造法により製造したこ
とを、（粉）は粉末押し出し法により製造したことを示
す。
（鋳），ｄ：比較例（プ），ｅ：本発明（プ），ｆ：比
較例（鋳），ｇ：比較例（粉），ｈ：本発明（プ），
ｉ：比較例（粉），ｊ：本発明（プ），ｋ：比較例
（粉），ｌ：本発明（プ），ｍ：比較例（粉），ｎ：本
発明（プ），ｏ：本発明（プ），ｐ：比較例（粉），
ｑ：本発明（プ），ｒ：本発明（プ），ｓ：本発明
（プ），ｔ：本発明（プ），ｕ：本発明（プ），ｖ：比
較例（プ） 又、上記の各試料において、（プ）はプラズマ溶射法に
より製造したことを、（鋳）は鋳造法により製造したこ
とを、（粉）は粉末押し出し法により製造したことを示
す。
【００２４】II．耐摩耗性評価試験１ 種々の製造方法を用いて作成した各試験片について、耐
摩耗性評価試験を行った。 Ａ）試験片の作成 １）プラズマ溶射法の場合 所定組成のアルミニウム合金を、プラズマ溶射法により
厚さ０．３ｍｍの膜として形成した後、この膜を研磨
し、表面粗さＲｚ１．０μｍ以下にして、耐摩耗性の評
価を行った。 ２）鋳造法の場合 所定組成のアルミニウム合金を鋳造法により製造し、以
下、プラズマ溶射法の場合と同様に研磨して、耐摩耗性
の評価を行った。 ３）粉末押し出し法の場合 所定組成のアルミニウム合金を粉末押し出し法により製
造し、以下、プラズマ溶射法の場合と同様に研磨して、
耐摩耗性の評価を行った。
摩耗性評価試験を行った。 Ａ）試験片の作成 １）プラズマ溶射法の場合 所定組成のアルミニウム合金を、プラズマ溶射法により
厚さ０．３ｍｍの膜として形成した後、この膜を研磨
し、表面粗さＲｚ１．０μｍ以下にして、耐摩耗性の評
価を行った。 ２）鋳造法の場合 所定組成のアルミニウム合金を鋳造法により製造し、以
下、プラズマ溶射法の場合と同様に研磨して、耐摩耗性
の評価を行った。 ３）粉末押し出し法の場合 所定組成のアルミニウム合金を粉末押し出し法により製
造し、以下、プラズマ溶射法の場合と同様に研磨して、
耐摩耗性の評価を行った。
【００２５】Ｂ）耐摩耗性の評価 耐摩耗性の評価方法としては、ボールオンディスク試験
を用いた。ディスク側に本発明の耐摩耗性被覆部材又は
比較例の合金を用い、ボール側に軸受け鋼ＳＵＪ２を用
いた。ディスクの最大摩耗深さを耐摩耗性の尺度として
評価し、ボール側の摩耗径を相手材への攻撃性の尺度と
して評価した。
を用いた。ディスク側に本発明の耐摩耗性被覆部材又は
比較例の合金を用い、ボール側に軸受け鋼ＳＵＪ２を用
いた。ディスクの最大摩耗深さを耐摩耗性の尺度として
評価し、ボール側の摩耗径を相手材への攻撃性の尺度と
して評価した。
【００２６】Ｃ）結果 表１の試料No４，４′，７，７′，７″，１０，１
０′，１２，１２′を用いて得られた耐摩耗性試験の結
果を下記表２に示す。なお、試料No７′の鋳造品は試験
片の内部に巣や欠陥ができたため、試験を行うことがで
きなかった。そのため、試料No４′，７，１０，１２の
プラズマ溶射品４点と試料No４の鋳造品及び試料No
７″，１０′，１２′の粉末押し出し品３点で比較し
た。
０′，１２，１２′を用いて得られた耐摩耗性試験の結
果を下記表２に示す。なお、試料No７′の鋳造品は試験
片の内部に巣や欠陥ができたため、試験を行うことがで
きなかった。そのため、試料No４′，７，１０，１２の
プラズマ溶射品４点と試料No４の鋳造品及び試料No
７″，１０′，１２′の粉末押し出し品３点で比較し
た。
【００２７】表２から明らかな如く、試料No７，１０，
１２の原料合金にプラズマ溶射法を用いた本発明品は、
Ｓｉ粒径（平均Ｓｉ粒径）が小さく、ディスク摩耗深さ
が浅く、且つボール摩耗径が小さい。これに対して、試
料No４，７′の原料合金に鋳造法を用いた比較例品は、
本発明品に比べてＳｉ粒径は非常に大きく、且つディス
ク摩耗深さは非常に深く、更にボール摩耗径も大きい。
又、試料No７″，１０′，１２′の原料合金に粉末押し
出し法を用いた比較例品も、本発明品に比べてＳｉ粒径
が大きく、且つディスク摩耗深さも非常に深い。それ
故、本発明品は、耐摩耗性は大きく（ディスク摩耗深さ
が浅い）、且つ相手材攻撃性は小さい（ボール摩耗径が
小さい）ことが判る。
１２の原料合金にプラズマ溶射法を用いた本発明品は、
Ｓｉ粒径（平均Ｓｉ粒径）が小さく、ディスク摩耗深さ
が浅く、且つボール摩耗径が小さい。これに対して、試
料No４，７′の原料合金に鋳造法を用いた比較例品は、
本発明品に比べてＳｉ粒径は非常に大きく、且つディス
ク摩耗深さは非常に深く、更にボール摩耗径も大きい。
又、試料No７″，１０′，１２′の原料合金に粉末押し
出し法を用いた比較例品も、本発明品に比べてＳｉ粒径
が大きく、且つディスク摩耗深さも非常に深い。それ
故、本発明品は、耐摩耗性は大きく（ディスク摩耗深さ
が浅い）、且つ相手材攻撃性は小さい（ボール摩耗径が
小さい）ことが判る。
【００２８】本発明の耐摩耗性被覆部材及び比較例の耐
摩耗性アルミニウム合金の金属組織の顕微鏡写真を図１
に示す。図１（ａ）は、試料No１０にプラズマ溶射法を
用いて得られた本発明品の金属組織の顕微鏡写真、図１
（ｂ）は、試料No４に鋳造法を用いて得られた比較例品
の金属組織の顕微鏡写真である。図１（ｂ）の比較例品
では、Ｓｉの初晶の平均粒径は２０μｍで大きく、これ
に対して、図１（ａ）の本発明品では、Ｓｉの平均粒径
は０．５μｍであり、比較例品に比べて非常に小さいこ
とが良く判る。なお、試料３〜１７のＳｉの平均粒径は
０．０１μｍ以上１０μｍ未満の範囲内であった。
摩耗性アルミニウム合金の金属組織の顕微鏡写真を図１
に示す。図１（ａ）は、試料No１０にプラズマ溶射法を
用いて得られた本発明品の金属組織の顕微鏡写真、図１
（ｂ）は、試料No４に鋳造法を用いて得られた比較例品
の金属組織の顕微鏡写真である。図１（ｂ）の比較例品
では、Ｓｉの初晶の平均粒径は２０μｍで大きく、これ
に対して、図１（ａ）の本発明品では、Ｓｉの平均粒径
は０．５μｍであり、比較例品に比べて非常に小さいこ
とが良く判る。なお、試料３〜１７のＳｉの平均粒径は
０．０１μｍ以上１０μｍ未満の範囲内であった。
【００２９】III ．耐摩耗性評価試験２ 表１の比較例品である試料No１，２，１８と本発明品で
ある試料No１０，１１，１３，１４，１５，１６，１７
を用い、プラズマ溶射して形成した皮膜の摩耗試験の結
果を下記表３に示す。
ある試料No１０，１１，１３，１４，１５，１６，１７
を用い、プラズマ溶射して形成した皮膜の摩耗試験の結
果を下記表３に示す。
【００３０】表３から明らかな如く、本発明の耐摩耗性
被覆部材のＳｉ含有率よりもＳｉ含有率が低い合金（試
料No１，２）及びＳｉ含有率が高い合金（試料No１８）
では、本発明の耐摩耗性被覆部材に比べてディスク摩耗
深さは深く（耐摩耗性は小さい）、且つボール摩耗径は
大きかった（相手材攻撃性は大きい）。これに対して、
本発明の耐摩耗性被覆部材は、ディスク摩耗深さは浅
く、ボール摩耗径も小さく、耐摩耗性及び相手材攻撃性
ともに良好であった。又、本発明の耐摩耗性被覆部材に
おいてＭｇ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｔ
ｉを含有するものは、アルミニウム基地の固溶強化があ
ることが判り、加えて更にＳｎ，Ｐｂを含有するもの
は、被削性が向上し、且つ高Ｓｉ含有率を有することに
よって、耐摩耗性及び相手材攻撃性が良好であることが
判った。
被覆部材のＳｉ含有率よりもＳｉ含有率が低い合金（試
料No１，２）及びＳｉ含有率が高い合金（試料No１８）
では、本発明の耐摩耗性被覆部材に比べてディスク摩耗
深さは深く（耐摩耗性は小さい）、且つボール摩耗径は
大きかった（相手材攻撃性は大きい）。これに対して、
本発明の耐摩耗性被覆部材は、ディスク摩耗深さは浅
く、ボール摩耗径も小さく、耐摩耗性及び相手材攻撃性
ともに良好であった。又、本発明の耐摩耗性被覆部材に
おいてＭｇ，Ｃｕ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｔ
ｉを含有するものは、アルミニウム基地の固溶強化があ
ることが判り、加えて更にＳｎ，Ｐｂを含有するもの
は、被削性が向上し、且つ高Ｓｉ含有率を有することに
よって、耐摩耗性及び相手材攻撃性が良好であることが
判った。
【００３１】IV．耐熱性評価試験 表１の比較例品である試料No４と本発明品である試料No
１０，１１を用い、加熱時間を一定（１時間）とし、加
熱温度を変化させた場合の硬さを調べた。結果を表４に
示す。 表４から明らかな如く、本発明品である試料No１０，１
１は比較例品である試料No４に比べて、高温に晒されて
も硬さの低下は小さく、耐熱性が優れている。又、試料
No１０と試料No１１を比較すると試料No１０の方が耐熱
性が高く、この事から、周期律表のVIＡ族のＣｒ，Ｍｏ
を添加した本発明品は本発明品のうちでも耐熱性が一層
優れていることが判る。前記の効果は、周期律表のVIＡ
族の元素に限らず、周期律表のIVＡ族の元素，ＶＡ族の
元素，VII Ａ族の元素，VIII族の元素を添加した場合に
も得られる。
１０，１１を用い、加熱時間を一定（１時間）とし、加
熱温度を変化させた場合の硬さを調べた。結果を表４に
示す。 表４から明らかな如く、本発明品である試料No１０，１
１は比較例品である試料No４に比べて、高温に晒されて
も硬さの低下は小さく、耐熱性が優れている。又、試料
No１０と試料No１１を比較すると試料No１０の方が耐熱
性が高く、この事から、周期律表のVIＡ族のＣｒ，Ｍｏ
を添加した本発明品は本発明品のうちでも耐熱性が一層
優れていることが判る。前記の効果は、周期律表のVIＡ
族の元素に限らず、周期律表のIVＡ族の元素，ＶＡ族の
元素，VII Ａ族の元素，VIII族の元素を添加した場合に
も得られる。
【００３２】
【発明の効果】本発明の耐摩耗性被覆部材を使用する
と、以下に例示する如く、各種機械部品の耐摩耗性及び
被削性を大巾に改善することができた。 （１）高Ｓｉ化により、Ｓｉ分散粒の体積割合が増加
し、合金自体の耐摩耗性や耐焼付性が大幅に向上した。 （２）Ｓｉ粒径が微細なため、摺動時の相手材の摩耗が
小さい。又、切削加工の際に工具の損傷が少く、切削時
の切り粉も細かくなるなど研削、研磨工程が容易にな
り、被削性が改善された。 （３）前記（１），（２）の相乗効果により、摩擦係数
の低い材料が得られた。 （４）ＳｉがＡｌマトリックスに３重量％以上固溶する
ことにより、硬さが増加し、耐摩耗性が向上した（固溶
強化）。
と、以下に例示する如く、各種機械部品の耐摩耗性及び
被削性を大巾に改善することができた。 （１）高Ｓｉ化により、Ｓｉ分散粒の体積割合が増加
し、合金自体の耐摩耗性や耐焼付性が大幅に向上した。 （２）Ｓｉ粒径が微細なため、摺動時の相手材の摩耗が
小さい。又、切削加工の際に工具の損傷が少く、切削時
の切り粉も細かくなるなど研削、研磨工程が容易にな
り、被削性が改善された。 （３）前記（１），（２）の相乗効果により、摩擦係数
の低い材料が得られた。 （４）ＳｉがＡｌマトリックスに３重量％以上固溶する
ことにより、硬さが増加し、耐摩耗性が向上した（固溶
強化）。
【図１】本発明の耐摩耗性被覆部材及び比較例の耐摩耗
性アルミニウム合金の金属組織の顕微鏡写真である。
性アルミニウム合金の金属組織の顕微鏡写真である。
フロントページの続き (72)発明者 太刀川 英男 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１ 株式会社 豊田中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−1851（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 4/08 C23C 30/00 C22C 21/02
Claims (8)
- 【請求項１】 珪素（Ｓｉ）を２６〜８０重量％及び所
望により他の添加成分を含有し、残部がアルミニウム
（Ａｌ）及び不可避不純物からなり、Ｓｉが微粒子状で
且つ平均粒径が０．０１μｍ以上１０μｍ未満の範囲
で、ＳｉがＡｌマトリックスに３重量％以上固溶してい
ることを特徴とする耐摩耗性被覆部材。 - 【請求項２】 前記他の添加成分は０．０５〜１０重量
％のマグネシウム（Ｍｇ）であることを特徴とする請求
項１記載の耐摩耗性被覆部材。 - 【請求項３】 前記他の添加成分は０．５〜１０重量％
の銅（Ｃｕ）であることを特徴とする請求項１又は２記
載の耐摩耗性被覆部材。 - 【請求項４】 前記他の添加成分は周期律表のIVＡ族，
ＶＡ族，VIＡ族，VII Ａ族，VIII族から選択された１種
以上の元素で、その総含有率が０．０５〜１５重量％で
あることを特徴とする請求項１ないし３のうちの何れか
一項記載の耐摩耗性被覆部材。 - 【請求項５】 前記Ｓｉの含有率が３６〜７０重量％で
あることを特徴とする請求項１ないし４のうちの何れか
一項記載の耐摩耗性被覆部材。 - 【請求項６】 基板表面に、Ｓｉを２６〜８０重量％及
び所望により他の添加成分を含有し、残部がＡｌ及び不
可避不純物からなるアルミニウム合金を溶射し、該基板
表面上に急冷凝固させて耐摩耗性被覆部材を形成するこ
とを特徴とする耐摩耗性被覆部材の製造方法。 - 【請求項７】 前記溶射はプラズマ溶射であることを特
徴とする請求項６記載の耐摩耗性被覆部材の製造方法。 - 【請求項８】 基板表面に、Ｓｉを２６〜８０重量％及
び所望により他の添加成分を含有し、残部がＡｌ及び不
可避不純物からなるアルミニウム合金を配置し、該アル
ミニウム合金をレーザで短時間に加熱溶融し、その後急
冷凝固させて該基板表面上に耐摩耗性被覆部材を形成す
ることを特徴とする耐摩耗性被覆部材の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05281498A JP3173452B2 (ja) | 1997-02-28 | 1998-02-18 | 耐摩耗性被覆部材及びその製造方法 |
| EP98103513A EP0861912B9 (en) | 1997-02-28 | 1998-02-27 | Wear-resistant coated member |
| DE69809616T DE69809616T2 (de) | 1997-02-28 | 1998-02-27 | Verschleissfestes beschichtetes Teil |
| US09/032,068 US6090497A (en) | 1997-02-28 | 1998-02-27 | Wear-resistant coated member |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6219797 | 1997-02-28 | ||
| JP28908697 | 1997-10-06 | ||
| JP9-289086 | 1997-10-06 | ||
| JP9-62197 | 1997-10-06 | ||
| JP05281498A JP3173452B2 (ja) | 1997-02-28 | 1998-02-18 | 耐摩耗性被覆部材及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11172465A JPH11172465A (ja) | 1999-06-29 |
| JP3173452B2 true JP3173452B2 (ja) | 2001-06-04 |
Family
ID=27294751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05281498A Expired - Fee Related JP3173452B2 (ja) | 1997-02-28 | 1998-02-18 | 耐摩耗性被覆部材及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6090497A (ja) |
| EP (1) | EP0861912B9 (ja) |
| JP (1) | JP3173452B2 (ja) |
| DE (1) | DE69809616T2 (ja) |
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| JP4293295B2 (ja) * | 1998-03-27 | 2009-07-08 | 大豊工業株式会社 | 斜板式コンプレッサーの斜板 |
| JP2000179453A (ja) * | 1998-12-17 | 2000-06-27 | Taiho Kogyo Co Ltd | 斜板式コンプレッサーの斜板 |
| JP2003525351A (ja) * | 2000-02-28 | 2003-08-26 | ファーアーベー アルミニウム アクチェンゲゼルシャフト | 表面が合金とされた円筒形、部分円筒形又は中空円筒形の構成要素を製造する方法とこの方法を実施する装置 |
| ES2202283T3 (es) * | 2000-02-28 | 2004-04-01 | Hydro Aluminium Deutschland Gmbh | Componente en forma de cilindro, cilindro parcial o cilindro hueco, con aleacion superficial. |
| CH694664A5 (de) * | 2000-06-14 | 2005-05-31 | Sulzer Metco Ag | Durch Plasmaspritzen eines Spritzpulvers aufgebrachte eisenhaltige Schicht auf einer Zylinderlauffläche. |
| US7459219B2 (en) | 2002-11-01 | 2008-12-02 | Guy L. McClung, III | Items made of wear resistant materials |
| US6888088B2 (en) * | 2002-11-01 | 2005-05-03 | Jimmie Brooks Bolton | Hardfacing materials & methods |
| 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 |
| JPWO2007015508A1 (ja) * | 2005-08-02 | 2009-02-19 | 昭和電工株式会社 | リチウム二次電池負極用合金 |
| US20080147174A1 (en) * | 2006-12-11 | 2008-06-19 | Trireme Medical, Inc. | Apparatus and method of using markers to position stents in bifurcations |
| JP4564082B2 (ja) * | 2008-06-20 | 2010-10-20 | 大同メタル工業株式会社 | 摺動部材 |
| 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 |
| US9976664B2 (en) | 2010-11-05 | 2018-05-22 | Hamilton Sundtrand Corporation | Furnace braze deposition of hardface coating on wear surface |
| US9816619B2 (en) | 2011-01-17 | 2017-11-14 | Hamilton Sundstrand Corporation | Thrust plate for butterfly valve |
| US9315904B2 (en) * | 2014-01-15 | 2016-04-19 | Siemens Energy, Inc. | Material deposition using powder and foil |
| WO2018220946A1 (ja) * | 2017-06-01 | 2018-12-06 | 株式会社Ｊｃｕ | 樹脂表面の多段エッチング方法およびこれを利用した樹脂へのめっき方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH04100693A (ja) * | 1990-08-21 | 1992-04-02 | Showa Alum Corp | アルミニウム材の表面改質用溶加材 |
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| JPH05125475A (ja) * | 1991-11-02 | 1993-05-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 磁気テープ接触部品用アルミニウム合金およびその製造方法 |
| JP2965774B2 (ja) * | 1992-02-13 | 1999-10-18 | ワイケイケイ株式会社 | 高強度耐摩耗性アルミニウム合金 |
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| DE19523484C2 (de) * | 1995-06-28 | 2002-11-14 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zum Herstellen einer Zylinderlaufbüchse aus einer übereutektischen Aluminium/Silizium-Legierung zum Eingießen in ein Kurbelgehäuse einer Hubkolbenmaschine und danach hergestellte Zylinderlaufbüchse |
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