JP3342972B2 - 含油軸受用耐摩耗性焼結合金 - Google Patents
含油軸受用耐摩耗性焼結合金Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、建設機械用のすべり軸
受のように高荷重で用いる場合に、優れた耐摩耗性を発
揮する含油軸受用焼結合金に関するものである。
受のように高荷重で用いる場合に、優れた耐摩耗性を発
揮する含油軸受用焼結合金に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、高荷重下で使用されるすべり軸受
としては、切削加工した一般構造用炭素鋼に焼き入れお
よび焼き戻しを行ったものや、同様な合金組成および金
属組織の焼結含油合金が使用されている。マルテンサイ
ト組織の炭素鋼は、高荷重下の摺動において優れた耐摩
耗性を示すためである。
としては、切削加工した一般構造用炭素鋼に焼き入れお
よび焼き戻しを行ったものや、同様な合金組成および金
属組織の焼結含油合金が使用されている。マルテンサイ
ト組織の炭素鋼は、高荷重下の摺動において優れた耐摩
耗性を示すためである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】後者の焼結合金は、前
者の構造用炭素鋼に比べて潤滑油の補給頻度が少なくて
済む半面、強度および見掛け硬さが低く、摩耗量が比較
的大きくなる欠点があった。上記の欠点を解決するた
め、鉄合金基地を強化する元素を添加した焼結合金鋼が
考えられるが、そのような合金は硬い金属間化合物が多
く存在するため、見掛け硬さが高くなり過ぎ、摺動中に
相手部材を攻撃して摩耗させるので望ましくない。この
発明は、軸受自体の摩耗が少なく、かつ摺動する相手部
材を摩耗させ難い性質を有する高面圧用の含油軸受用焼
結合金を得ることを目的とするものである。
者の構造用炭素鋼に比べて潤滑油の補給頻度が少なくて
済む半面、強度および見掛け硬さが低く、摩耗量が比較
的大きくなる欠点があった。上記の欠点を解決するた
め、鉄合金基地を強化する元素を添加した焼結合金鋼が
考えられるが、そのような合金は硬い金属間化合物が多
く存在するため、見掛け硬さが高くなり過ぎ、摺動中に
相手部材を攻撃して摩耗させるので望ましくない。この
発明は、軸受自体の摩耗が少なく、かつ摺動する相手部
材を摩耗させ難い性質を有する高面圧用の含油軸受用焼
結合金を得ることを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明の軸受用焼結合金は、合金の組織が、マル
テンサイトまたはマルテンサイトとトルースタイトの鉄
炭素合金基地中に、Ｃu粒子またはＣu合金粒子が分散し
ており、Ｃu含有量が７〜３０重量％であると共に、前
記鉄炭素合金基地より硬質な相として、組成が重量比で
（１）Ｃ：０.６〜１.７％、Ｃr：３〜５％、Ｗ：１〜
２０％、Ｖ：０.５〜６％を含有するＦe基合金粒子、
（２）Ｃ：０.６〜 １.７％、Ｃr：３〜５％、Ｗ：１〜
２０％、Ｖ：０.５〜６％、ＭoまたはＣoの少なくとも
１種：２０％以下を含有するＦe基合金粒子、（３）Ｍ
o：５５〜７０％を含有するＭo−Ｆe合金粒子、ならび
に（４）Ｃr：５〜１５％、Ｍo：２０〜 ４０％、Ｓi：
１〜５％を含有するＣo基合金粒子、から選ばれるいず
れかの合金粒子５〜３０重量％が分散しており、かつそ
の合金の気孔率が８〜３０％であることを特徴とするも
のである。
め、この発明の軸受用焼結合金は、合金の組織が、マル
テンサイトまたはマルテンサイトとトルースタイトの鉄
炭素合金基地中に、Ｃu粒子またはＣu合金粒子が分散し
ており、Ｃu含有量が７〜３０重量％であると共に、前
記鉄炭素合金基地より硬質な相として、組成が重量比で
（１）Ｃ：０.６〜１.７％、Ｃr：３〜５％、Ｗ：１〜
２０％、Ｖ：０.５〜６％を含有するＦe基合金粒子、
（２）Ｃ：０.６〜 １.７％、Ｃr：３〜５％、Ｗ：１〜
２０％、Ｖ：０.５〜６％、ＭoまたはＣoの少なくとも
１種：２０％以下を含有するＦe基合金粒子、（３）Ｍ
o：５５〜７０％を含有するＭo−Ｆe合金粒子、ならび
に（４）Ｃr：５〜１５％、Ｍo：２０〜 ４０％、Ｓi：
１〜５％を含有するＣo基合金粒子、から選ばれるいず
れかの合金粒子５〜３０重量％が分散しており、かつそ
の合金の気孔率が８〜３０％であることを特徴とするも
のである。
【０００５】以下、本発明を詳細に説明する。なお、組
成は重量％である。 （Ａ）鉄炭素合金基地 基地は、従来技術で実証されているマルテンサイトを主
とする組織の鉄炭素系合金である。鉄の不可避不純物と
しては、鉄粉中に通常含まれているＭnおよびＳiが挙げ
られる。Ｃr、Ｍo、Ｖ等の炭化物生成元素は添加されて
いない。Ｃは、黒鉛の形で添加され、焼結時にＦe中に
拡散して炭素鋼となり、焼き入れおよび焼戻しによって
マルテンサイト中に一部トルースタイトが認められる組
織となって、適度に強固な基地が形成される。試験荷重
２５ｇｆによるマイクロビッカース硬さは約４５０〜７
５０程度である。鉄炭素系合金基地中のＣ量が０.３％
未満の添加量では、強度の向上はあまり期待できない。
また、１.５％を越えると硬さが増大して相手摺動材へ
の攻撃性が高まり、強度もあまり期待できない。これら
の点を考慮してＣの添加量を０.３〜１.５％とする。
成は重量％である。 （Ａ）鉄炭素合金基地 基地は、従来技術で実証されているマルテンサイトを主
とする組織の鉄炭素系合金である。鉄の不可避不純物と
しては、鉄粉中に通常含まれているＭnおよびＳiが挙げ
られる。Ｃr、Ｍo、Ｖ等の炭化物生成元素は添加されて
いない。Ｃは、黒鉛の形で添加され、焼結時にＦe中に
拡散して炭素鋼となり、焼き入れおよび焼戻しによって
マルテンサイト中に一部トルースタイトが認められる組
織となって、適度に強固な基地が形成される。試験荷重
２５ｇｆによるマイクロビッカース硬さは約４５０〜７
５０程度である。鉄炭素系合金基地中のＣ量が０.３％
未満の添加量では、強度の向上はあまり期待できない。
また、１.５％を越えると硬さが増大して相手摺動材へ
の攻撃性が高まり、強度もあまり期待できない。これら
の点を考慮してＣの添加量を０.３〜１.５％とする。
【０００６】（Ｂ）ＣuまたはＣu合金 前記の基地中に分散する軟質のＣuまたはＣu合金の粒子
は、相手材への攻撃を抑える作用をする。Ｃuの添加に
おいては、Ｃu溶浸による方法では気孔を封鎖し、含油
能力を低下させるので、銅粉の形で添加することが必要
である。銅粉を用いると、焼結時に溶融した場合でも、
流出孔が形成されるので、含油能力が損なわれることは
ない。Ｃuは、焼結中に一部は鉄基地に拡散し、一部は
鉄を溶かし込んで銅合金となり、冷却すると基地にＣu
またはＣu合金相の形で分散した組織状態になる。用い
られる銅粉は、粒度が市販の１００メッシュ以下のもの
でも、３５０メッシュ以下の量が７０〜８０重量％程度
のものであっても同様な作用および効果を示す。Ｃuの
添加量は、７％未満であるとＣuがＦeの中に拡散して、
Ｃu相またはＣu合金相の量が少なすぎるため、相手摺動
材への攻撃を抑える効果は小さい。また、３０％を越え
て添加した場合には、相手摺動材への攻撃を抑える効果
は高いが、基地強度を低下させる。従って、Ｃuの添加
量は７〜３０％とする。なお、好ましくは１０〜２０％
であり、さらに好ましくは１６〜１８％である。
は、相手材への攻撃を抑える作用をする。Ｃuの添加に
おいては、Ｃu溶浸による方法では気孔を封鎖し、含油
能力を低下させるので、銅粉の形で添加することが必要
である。銅粉を用いると、焼結時に溶融した場合でも、
流出孔が形成されるので、含油能力が損なわれることは
ない。Ｃuは、焼結中に一部は鉄基地に拡散し、一部は
鉄を溶かし込んで銅合金となり、冷却すると基地にＣu
またはＣu合金相の形で分散した組織状態になる。用い
られる銅粉は、粒度が市販の１００メッシュ以下のもの
でも、３５０メッシュ以下の量が７０〜８０重量％程度
のものであっても同様な作用および効果を示す。Ｃuの
添加量は、７％未満であるとＣuがＦeの中に拡散して、
Ｃu相またはＣu合金相の量が少なすぎるため、相手摺動
材への攻撃を抑える効果は小さい。また、３０％を越え
て添加した場合には、相手摺動材への攻撃を抑える効果
は高いが、基地強度を低下させる。従って、Ｃuの添加
量は７〜３０％とする。なお、好ましくは１０〜２０％
であり、さらに好ましくは１６〜１８％である。
【０００７】（Ｃ）硬質合金粒子 前述の鉄炭素系のマルテンサイト基地に銅または銅合金
相が分散した状態の組織に加えて、マルテンサイト基地
より硬さの高い合金粒子を適当量分散して含有させる
と、硬質合金粒子が基地の塑性変形を低減し、すべり摺
動時に基地合金にかかる負担が低減されて、優れた耐摩
耗性を示す焼結含油軸受合金が得られる。硬質合金粒子
の添加量が５％未満では摩耗量低減の効果が顕著でな
く、３０％を越えると相手摺動材への攻撃が大きくなる
ために、硬質粒子の量は５〜３０％とする。但し、硬質
合金粒子は、焼結中に変質を起こし難く、かつ焼結後に
高い硬さを有する合金となることが必要である。不適当
な例としては、高炭素工具鋼のように、焼結中に周辺の
基地に炭素が拡散して硬さが均一化してしまうものや、
Ｎi基硬質合金のように、相互拡散せずに硬質合金から
周辺基地部へ一方的な拡散を起こして硬質合金の硬さが
低下し、周辺基地との固着性が悪くなるものなどが挙げ
られる。好ましい硬質合金粒子としては、以下の４種類
が挙げられる。 （１）Ｃ：０.６〜１.７％、Ｃr：３〜５％、Ｗ：１〜
２０％、Ｖ：０.５〜６％を含有するＦe基合金。この合
金は、炭化物を形成する元素としてＣr、Ｗ、Ｖを含む
高速度工具鋼（ハイス）に相当する組成であり、合金粉
の形で添加される。 （２）Ｃ：０.６〜１.７％、Ｃr：３〜５％、Ｗ：１〜
２０％、Ｖ：０.５〜６％、ＭoまたはＣoの少なくとも
１種：２０％以下を含有するＦe基合金。この合金は、
ＭoまたはＣoを含む高速度工具鋼（ハイス）に相当する
組成であり、合金粉の形で添加される。 （３）Ｍo：５５〜７０％を含有するＭo−Ｆe合金。こ
の合金は、ＪＩＳ規格のフェロモリブデンに相当する組
成であり、Ｍoの含有量が少ないと満足し得る硬さが得
られず、含有量が多いと硬さが高くなりすぎて相手材に
対する攻撃性を増すため、Ｍoを５５％〜７０％とす
る。炭素含有量が少ないフェロモリブデン粉の形で添加
される。 （４）Ｃr：５〜１５％、Ｍo：２０〜４０％、Ｓi：１
〜５％を含有するＣo基合金。この合金としては、肉盛
り溶射用に市販されている耐熱耐摩耗性合金粉（例え
ば、キャボット社製、商品名：コバメット）が挙げられ
る。
相が分散した状態の組織に加えて、マルテンサイト基地
より硬さの高い合金粒子を適当量分散して含有させる
と、硬質合金粒子が基地の塑性変形を低減し、すべり摺
動時に基地合金にかかる負担が低減されて、優れた耐摩
耗性を示す焼結含油軸受合金が得られる。硬質合金粒子
の添加量が５％未満では摩耗量低減の効果が顕著でな
く、３０％を越えると相手摺動材への攻撃が大きくなる
ために、硬質粒子の量は５〜３０％とする。但し、硬質
合金粒子は、焼結中に変質を起こし難く、かつ焼結後に
高い硬さを有する合金となることが必要である。不適当
な例としては、高炭素工具鋼のように、焼結中に周辺の
基地に炭素が拡散して硬さが均一化してしまうものや、
Ｎi基硬質合金のように、相互拡散せずに硬質合金から
周辺基地部へ一方的な拡散を起こして硬質合金の硬さが
低下し、周辺基地との固着性が悪くなるものなどが挙げ
られる。好ましい硬質合金粒子としては、以下の４種類
が挙げられる。 （１）Ｃ：０.６〜１.７％、Ｃr：３〜５％、Ｗ：１〜
２０％、Ｖ：０.５〜６％を含有するＦe基合金。この合
金は、炭化物を形成する元素としてＣr、Ｗ、Ｖを含む
高速度工具鋼（ハイス）に相当する組成であり、合金粉
の形で添加される。 （２）Ｃ：０.６〜１.７％、Ｃr：３〜５％、Ｗ：１〜
２０％、Ｖ：０.５〜６％、ＭoまたはＣoの少なくとも
１種：２０％以下を含有するＦe基合金。この合金は、
ＭoまたはＣoを含む高速度工具鋼（ハイス）に相当する
組成であり、合金粉の形で添加される。 （３）Ｍo：５５〜７０％を含有するＭo−Ｆe合金。こ
の合金は、ＪＩＳ規格のフェロモリブデンに相当する組
成であり、Ｍoの含有量が少ないと満足し得る硬さが得
られず、含有量が多いと硬さが高くなりすぎて相手材に
対する攻撃性を増すため、Ｍoを５５％〜７０％とす
る。炭素含有量が少ないフェロモリブデン粉の形で添加
される。 （４）Ｃr：５〜１５％、Ｍo：２０〜４０％、Ｓi：１
〜５％を含有するＣo基合金。この合金としては、肉盛
り溶射用に市販されている耐熱耐摩耗性合金粉（例え
ば、キャボット社製、商品名：コバメット）が挙げられ
る。
【０００８】（Ｄ）気孔率 油を含浸させるために気孔が必要であり、気孔率が８％
未満では含浸する油の量および摺動中に滲み出る油の量
が少なく、所望の潤滑効果が得られない。気孔率が３０
％を越えると、焼結合金の強度が低下し、摩耗量が大き
くなるために、気孔率は８〜３０％とする。
未満では含浸する油の量および摺動中に滲み出る油の量
が少なく、所望の潤滑効果が得られない。気孔率が３０
％を越えると、焼結合金の強度が低下し、摩耗量が大き
くなるために、気孔率は８〜３０％とする。
【０００９】
【実施例】次に、実施例と比較例により本発明を説明す
る。配合割合および組成は重量％である。まず、下記の
各粉末を準備した。 (1) アトマイズ鉄粉：粒度１００メッシュ以下（(株)神
戸製鋼所製：３００Ｍ） (2) 電解銅粉：粒度１００メッシュ以下（福田金属箔粉
工業(株)製：ＣＥ５６） (3) 黒鉛粉：粒度２００メッシュ以下 (4) 合金粉Ａ：高速度工具鋼ＳＫＨ２相当組成、粒度２
００メッシュ以下、組成Ｆe−４％Ｃr−１８％Ｗ−１％
Ｖ−０.８％Ｃ (5) 合金粉Ｂ：高速度工具鋼ＳＫＨ５１相当組成、粒度
２００メッシュ以下、組成Ｆe−４％Ｃr−５％Ｍo−６
％Ｗ−１％Ｖ−０.８％Ｃ、 (6) 合金粉Ｃ：組成Ｆe−６５％Ｍo、粒度２００メッシ
ュ以下、 (7) 合金粉Ｄ：組成Ｃo−８.５％Ｃr−２８％Ｍo−２.
５％Ｓi、粒度２００メッシュ以下（キャボット社製、
商品名：コバメット）、 (8) ステアリン酸亜鉛粉
る。配合割合および組成は重量％である。まず、下記の
各粉末を準備した。 (1) アトマイズ鉄粉：粒度１００メッシュ以下（(株)神
戸製鋼所製：３００Ｍ） (2) 電解銅粉：粒度１００メッシュ以下（福田金属箔粉
工業(株)製：ＣＥ５６） (3) 黒鉛粉：粒度２００メッシュ以下 (4) 合金粉Ａ：高速度工具鋼ＳＫＨ２相当組成、粒度２
００メッシュ以下、組成Ｆe−４％Ｃr−１８％Ｗ−１％
Ｖ−０.８％Ｃ (5) 合金粉Ｂ：高速度工具鋼ＳＫＨ５１相当組成、粒度
２００メッシュ以下、組成Ｆe−４％Ｃr−５％Ｍo−６
％Ｗ−１％Ｖ−０.８％Ｃ、 (6) 合金粉Ｃ：組成Ｆe−６５％Ｍo、粒度２００メッシ
ュ以下、 (7) 合金粉Ｄ：組成Ｃo−８.５％Ｃr−２８％Ｍo−２.
５％Ｓi、粒度２００メッシュ以下（キャボット社製、
商品名：コバメット）、 (8) ステアリン酸亜鉛粉
【００１０】アトマイズ鉄粉８０％に電解銅粉２０％を
添加混合した粉末に、所定量の各種の硬質合金粉、黒鉛
粉および１％のステアリン酸亜鉛粉を添加して混合し
た。各混合粉を成形圧力２〜４ton/cm2で、円筒形状に
圧粉成形し、成形体はアンモニア分解ガス雰囲気中にお
いて１１００℃で焼結を行った。各焼結体を温度８５０
℃の浸炭雰囲気中で６０分間保持した後、焼き入れを行
い、１８０℃で４０分間焼き戻しを行った後、切削加工
により軸受形状に成形した。含浸させた潤滑油はＩＳＯ
ＶＧ５６相当のタービン油である。各試料の金属組織
は、基地部分がマルテンサイトであり、基地部分の粒子
界に銅色の相が分散し、硬質合金粉を添加したものは、
添加量にほぼ見合う面積で硬質合金相が分散しており、
また気孔が認められた。硬質合金粒子のマイクロビッカ
ース硬さ（試験荷重２５ｇｆ）は、合金粉ＡおよびＢは
８００〜９００、合金粉Ｃは１４００〜１５００、合金
粉Ｄは８５０〜９５０である。軸受試料は各材料共に密
度比を８０％（気孔率２０％）とし、軸受試験機を用い
て１００時間連続運転を行い、軸受および回転軸の摩耗
量を測定した。用いた回転軸は機械構造用炭素鋼Ｓ４５
Ｃ材に焼き入れおよび焼戻しを行ったものであり、表面
硬さはＨＲＣ５５である。試験機の運転条件は、周速１
５m/min、面圧３０ＭＰaである。表１に、硬質合金粉の
添加量、全体組成、軸受および軸の摩耗量を示す。
添加混合した粉末に、所定量の各種の硬質合金粉、黒鉛
粉および１％のステアリン酸亜鉛粉を添加して混合し
た。各混合粉を成形圧力２〜４ton/cm2で、円筒形状に
圧粉成形し、成形体はアンモニア分解ガス雰囲気中にお
いて１１００℃で焼結を行った。各焼結体を温度８５０
℃の浸炭雰囲気中で６０分間保持した後、焼き入れを行
い、１８０℃で４０分間焼き戻しを行った後、切削加工
により軸受形状に成形した。含浸させた潤滑油はＩＳＯ
ＶＧ５６相当のタービン油である。各試料の金属組織
は、基地部分がマルテンサイトであり、基地部分の粒子
界に銅色の相が分散し、硬質合金粉を添加したものは、
添加量にほぼ見合う面積で硬質合金相が分散しており、
また気孔が認められた。硬質合金粒子のマイクロビッカ
ース硬さ（試験荷重２５ｇｆ）は、合金粉ＡおよびＢは
８００〜９００、合金粉Ｃは１４００〜１５００、合金
粉Ｄは８５０〜９５０である。軸受試料は各材料共に密
度比を８０％（気孔率２０％）とし、軸受試験機を用い
て１００時間連続運転を行い、軸受および回転軸の摩耗
量を測定した。用いた回転軸は機械構造用炭素鋼Ｓ４５
Ｃ材に焼き入れおよび焼戻しを行ったものであり、表面
硬さはＨＲＣ５５である。試験機の運転条件は、周速１
５m/min、面圧３０ＭＰaである。表１に、硬質合金粉の
添加量、全体組成、軸受および軸の摩耗量を示す。
【００１１】
【表１】
【００１２】試料番号１〜１２が本発明の合金であり、
試料番号１３〜１５が比較試料である。試料１３は硬質
合金粉を含まないもの、試料１４は硬質合金粉が少ない
もの、および試料１５は硬質合金粉を過剰に含むもので
ある。本発明に係る試料１〜１２は、軸受と軸の摩耗量
が少ないことが判る。試料４〜６および１３〜１５のデ
ータは、硬質合金粒子の量と摩耗量との関係を示してお
り、硬質粒子のないもの（試料１３）および硬質粒子の
少ないもの（試料１４）は軸受自身の摩耗が大きく、そ
れにより軸の摩耗も大きくなっている。硬質粒子量が４
０％の試料１５は、軸の摩耗量が大きく、その結果軸受
の摩耗量も大きい傾向を示している。すなわち、相手材
を攻撃する性質があることが判る。
試料番号１３〜１５が比較試料である。試料１３は硬質
合金粉を含まないもの、試料１４は硬質合金粉が少ない
もの、および試料１５は硬質合金粉を過剰に含むもので
ある。本発明に係る試料１〜１２は、軸受と軸の摩耗量
が少ないことが判る。試料４〜６および１３〜１５のデ
ータは、硬質合金粒子の量と摩耗量との関係を示してお
り、硬質粒子のないもの（試料１３）および硬質粒子の
少ないもの（試料１４）は軸受自身の摩耗が大きく、そ
れにより軸の摩耗も大きくなっている。硬質粒子量が４
０％の試料１５は、軸の摩耗量が大きく、その結果軸受
の摩耗量も大きい傾向を示している。すなわち、相手材
を攻撃する性質があることが判る。
【００１３】次に、硬質合金粒子として前記実施例の試
料５と同じ合金粉Ｂ（ＳＫＨ５１相当）２０％を用い、
銅粉の添加量を０〜３５％の範囲で変化させた組成の軸
受試料を作製し、軸受試験を行った。試料の作製手順お
よび軸受試験方法は前記実施例と同様である。表２に、
Ｃu含有量と軸受および軸の摩耗量の関係を示す。
料５と同じ合金粉Ｂ（ＳＫＨ５１相当）２０％を用い、
銅粉の添加量を０〜３５％の範囲で変化させた組成の軸
受試料を作製し、軸受試験を行った。試料の作製手順お
よび軸受試験方法は前記実施例と同様である。表２に、
Ｃu含有量と軸受および軸の摩耗量の関係を示す。
【００１４】
【表２】
【００１５】試料１６は、マルテンサイト基地中に硬質
合金粒子が分散した組織を有し、銅相を含まないもので
ある。硬質粒子が分散していることにより、表１に示す
試料１３の銅粒子のみを分散させた合金より摩耗量が少
ない。試料１６に比べて、Ｃu５％の試料１７は、軸受
および軸の摩耗量が減少しているが、試料１６と試料１
８の摩耗量の差が大きいことから判るように、Ｃu量に
対する摩耗量の変化率が大きく、Ｃuの減少と共に摩耗
量が大きくなるので好ましくない。耐摩耗性の向上は、
Ｃuを含有することにより基地が強化されたこと、およ
び相手材を攻撃しない作用が現れていることによるもの
と考えられる。Ｃuの量が７〜２５％では、軸受、軸共
に摩耗が少ない。すなわち、銅相は摺動材になじみ性を
付与していることが判る。Ｃuの量が３０％より多くな
ると、軸を摩耗させないが、軸受摩耗量が増加する傾向
を示す。合金全体の組織構成に占める軟質な銅相が多く
なるためと考えられる。Ｃuの量が３５％では、軸受摩
耗量が増大することが判る。また、Ｃuの量が３０％を
越えると、焼結による寸法変化が大きくなるので好まし
くない。なお、銅粉の粒度が２５０メッシュ以下のもの
（福田金属箔粉工業(株)製：ＣＥ１５）を用いて製作し
た合金、ならびに焼結温度を１０８０℃および１１５０
℃として製作した合金においても摩耗特性は同様な傾向
を示した。
合金粒子が分散した組織を有し、銅相を含まないもので
ある。硬質粒子が分散していることにより、表１に示す
試料１３の銅粒子のみを分散させた合金より摩耗量が少
ない。試料１６に比べて、Ｃu５％の試料１７は、軸受
および軸の摩耗量が減少しているが、試料１６と試料１
８の摩耗量の差が大きいことから判るように、Ｃu量に
対する摩耗量の変化率が大きく、Ｃuの減少と共に摩耗
量が大きくなるので好ましくない。耐摩耗性の向上は、
Ｃuを含有することにより基地が強化されたこと、およ
び相手材を攻撃しない作用が現れていることによるもの
と考えられる。Ｃuの量が７〜２５％では、軸受、軸共
に摩耗が少ない。すなわち、銅相は摺動材になじみ性を
付与していることが判る。Ｃuの量が３０％より多くな
ると、軸を摩耗させないが、軸受摩耗量が増加する傾向
を示す。合金全体の組織構成に占める軟質な銅相が多く
なるためと考えられる。Ｃuの量が３５％では、軸受摩
耗量が増大することが判る。また、Ｃuの量が３０％を
越えると、焼結による寸法変化が大きくなるので好まし
くない。なお、銅粉の粒度が２５０メッシュ以下のもの
（福田金属箔粉工業(株)製：ＣＥ１５）を用いて製作し
た合金、ならびに焼結温度を１０８０℃および１１５０
℃として製作した合金においても摩耗特性は同様な傾向
を示した。
【００１６】
【発明の効果】本発明の含油軸受用焼結合金は、高面圧
摺動に優れた性能を発揮する鉄炭素系のマルテンサイト
基地に、摺動なじみ性のよい銅相または銅合金相と、耐
摩耗性のよい前記マルテンサイトより硬質な合金粒子と
が分散した複合組織からなるものであり、高面圧下にお
いて、軸受自体が優れた耐摩耗性を有すると共に、相手
材に対する攻撃性が低いため、給油することなく長時間
使用することができ、軸受要素の保守を省略し得る効果
が得られる。
摺動に優れた性能を発揮する鉄炭素系のマルテンサイト
基地に、摺動なじみ性のよい銅相または銅合金相と、耐
摩耗性のよい前記マルテンサイトより硬質な合金粒子と
が分散した複合組織からなるものであり、高面圧下にお
いて、軸受自体が優れた耐摩耗性を有すると共に、相手
材に対する攻撃性が低いため、給油することなく長時間
使用することができ、軸受要素の保守を省略し得る効果
が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−259351（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−47951（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−263200（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−216948（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−33184（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−247605（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−124248（ＪＰ，Ａ) 特公 平１−16294（ＪＰ，Ｂ２) 特表 平２−500755（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 38/00 304 C22C 33/02 C22C 38/24 C22C 38/30 F16C 33/12
Claims (5)
- 【請求項１】 全体組成が重量比でＣ：０.２２５〜１.
４５％、Ｃr：０.１〜１.５％、Ｗ：０.０５〜６％、
Ｖ：０.０２〜１.８％、Ｃu：７〜３０％、ならびに残
部のＦeおよび不可避不純物からなる合金であって、そ
の合金の組織は、マルテンサイト基地中に、Ｃu粒子ま
たはＣu合金粒子が分散していると共に、前記マルテン
サイト基地より硬質で、組成が重量比でＣ：０.６〜１.
７％、Ｃr：３〜５％、Ｗ：１〜２０％、Ｖ：０.５〜６
％を含有するＦe基合金の粒子５〜３０重量％が分散し
ており、かつその合金の気孔率が８〜３０％であること
を特徴とする含油軸受用耐摩耗性焼結合金。 - 【請求項２】 全体組成が重量比でＣ：０.２２５〜１.
４５％、Ｃr：０.１〜１.５％、Ｗ：０.０５〜６％、
Ｖ：０.０２〜１.８％、Ｃu：７〜３０％、Ｍoまたは
Ｃoの少なくとも１種：６％以下、ならびに残部のＦeお
よび不可避不純物からなり、その合金の組織は、マルテ
ンサイト基地中に、Ｃu粒子またはＣu合金粒子が分散し
ていると共に、前記マルテンサイト基地より硬質で、組
成が重量比でＣ：０.６〜１.７％、Ｃr：３〜５％、
Ｗ：１〜２０％、Ｖ：０.５〜６％、ＭoまたはＣoの少
なくとも１種：２０％以下を含有するＦe基合金の粒子
５〜３０重量％が分散しており、かつその合金の気孔率
が８〜３０％であることを特徴とする含油軸受用耐摩耗
性焼結合金。 - 【請求項３】 全体組成が重量比でＣ：０.１２〜１.３
２％、Ｍo：２.８〜２１％、Ｃu：７〜３０％、ならび
に残部のＦeおよび不可避不純物からなり、その合金の
組織は、マルテンサイト基地中に、Ｃu粒子またはＣu合
金粒子が分散していると共に、前記マルテンサイト基地
より硬質で、組成が重量比でＭo：５５〜７０％を含有
するＭo−Ｆe合金の粒子５〜３０重量％が分散してお
り、かつその合金の気孔率が８〜３０％であることを特
徴とする含油軸受用耐摩耗性焼結合金。 - 【請求項４】 全体組成が重量比でＣ：０.１２〜１.３
２％、Ｃr：０.２〜４.５％、Ｍo：１〜１２％、Ｓi：
０.０５〜１.５％、Ｃo：２〜２２.２％、Ｃu：７〜３
０％、ならびに残部のＦeおよび不可避不純物からな
り、その合金の組織は、マルテンサイト基地中に、Ｃu
粒子またはＣu合金粒子が分散していると共に、前記マ
ルテンサイト基地より硬質で、組成が重量比でＣr：５
〜１５％、Ｍo：２０〜４０％、Ｓi：１〜５％を含有す
るＣo基合金の粒子５〜３０重量％が分散しており、か
つその合金の気孔率が８〜３０％であることを特徴とす
る含油軸受用耐摩耗性焼結合金。 - 【請求項５】 前記マルテンサイト基地中にトルースタ
イトが分散することを特徴とする請求項１ないし４のい
ずれかに記載の含油軸受用耐摩耗性焼結合金。
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-
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