JPH02209444A - グラファイト分散Ｃｏ―Ｎｉ基自己潤滑性合金 - Google Patents
グラファイト分散Ｃｏ―Ｎｉ基自己潤滑性合金Info
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- JPH02209444A JPH02209444A JP2892989A JP2892989A JPH02209444A JP H02209444 A JPH02209444 A JP H02209444A JP 2892989 A JP2892989 A JP 2892989A JP 2892989 A JP2892989 A JP 2892989A JP H02209444 A JPH02209444 A JP H02209444A
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Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は流体潤滑が不可能な各種摺動部材や高温下で使
用される各種摺動部材において、その金属母材上に、肉
盛溶接などの方法により簡単に固体潤滑性を有するグラ
ファイトを均一に分散させた肉盛層を形成させるための
グラファイト分散Ｃ。
用される各種摺動部材において、その金属母材上に、肉
盛溶接などの方法により簡単に固体潤滑性を有するグラ
ファイトを均一に分散させた肉盛層を形成させるための
グラファイト分散Ｃ。
Ｎｉ基自己潤滑性合金に関するものである。
グラファイトや二硫化モリブデンは結晶構造上異方性が
強く、特定な結晶面間や原子間でその結合力が弱く、せ
ん断によって切れやすく、このため内部すべりを起こし
、低摩擦を与えることから、固体潤滑剤として用いられ
る。特にグラファイトは熱安定性にも優れていることか
ら多用されている。
強く、特定な結晶面間や原子間でその結合力が弱く、せ
ん断によって切れやすく、このため内部すべりを起こし
、低摩擦を与えることから、固体潤滑剤として用いられ
る。特にグラファイトは熱安定性にも優れていることか
ら多用されている。
従来グラファイトを固体潤滑剤として用いる場合１）母
材表面に直接塗布するかスプレーした後乾燥させて用い
る方法、２）油や樹脂類などの中に懸濁又は分散させて
用いる方法、３）金属や油脂と混合して複合材料の形で
用いる方法がある。しかしながら１）の方法ではグラフ
ァイトを分散させた流体を部材表面に塗布（又はスプレ
ー）し、乾燥させるため手間がかかり、かつ被膜が薄い
ため長時間の潤滑効果は期待できない。２）の方法では
、潤滑油に添加して用いるため、その粒度や表面物性、
油との密度差さらには他の添加剤との共存など、グラフ
ァイトの安定した油中分散が得にくく、このためグラフ
ァイト粒子表面にあらかしめ界面活性剤の吸着膜を形成
させるなど、親油化処理をして油に濡れやすくしてやる
ことが必要である。
材表面に直接塗布するかスプレーした後乾燥させて用い
る方法、２）油や樹脂類などの中に懸濁又は分散させて
用いる方法、３）金属や油脂と混合して複合材料の形で
用いる方法がある。しかしながら１）の方法ではグラフ
ァイトを分散させた流体を部材表面に塗布（又はスプレ
ー）し、乾燥させるため手間がかかり、かつ被膜が薄い
ため長時間の潤滑効果は期待できない。２）の方法では
、潤滑油に添加して用いるため、その粒度や表面物性、
油との密度差さらには他の添加剤との共存など、グラフ
ァイトの安定した油中分散が得にくく、このためグラフ
ァイト粒子表面にあらかしめ界面活性剤の吸着膜を形成
させるなど、親油化処理をして油に濡れやすくしてやる
ことが必要である。
また、３）の方法では部材内部にグラファイトが分散し
ているため、長時間の潤滑効果が期待できるが、グラフ
ァイトの分散性の問題や強度及び作成の難しさなどの問
題がある。
ているため、長時間の潤滑効果が期待できるが、グラフ
ァイトの分散性の問題や強度及び作成の難しさなどの問
題がある。
本発明者等は摺動部にグラファイトを塗布又は油と共に
供給する方法ではなく、部材内部にグラファイトが分散
したものでしかも強度が大きく、製造も容易なものを種
々検討した結果、ある特定の合金組成においてはグラフ
ァイトが均一に晶出し、潤滑が良好で耐摩耗性、耐食性
も良好な合金組成を見出し、本発明を完成した。
供給する方法ではなく、部材内部にグラファイトが分散
したものでしかも強度が大きく、製造も容易なものを種
々検討した結果、ある特定の合金組成においてはグラフ
ァイトが均一に晶出し、潤滑が良好で耐摩耗性、耐食性
も良好な合金組成を見出し、本発明を完成した。
また本発明の合金は、肉盛溶接などの方法で肉盛層を形
成させると同時にこの肉盛層中に球状もしくは片状のグ
ラファイトを均一に分散させることも可能で作成が容易
であることも見出した。
成させると同時にこの肉盛層中に球状もしくは片状のグ
ラファイトを均一に分散させることも可能で作成が容易
であることも見出した。
即ち本発明は、重量％でＣ１，０〜５，０％、Ｂ Ｏ，
１〜４．５％、Ｓｉ ０．１〜９．０χを含有し、さら
に必要に応してＣｒ １．０〜１５．ＯＸ又は／および
Ｃｕ １．０〜５．ＯＸを含有し、残部がＣｏとＮ１の
二種及び不可避的不純物よりなる組成を有することを特
徴とするグラファイト分散Ｃｏ−Ｎｉ基自己潤滑性合金
である。
１〜４．５％、Ｓｉ ０．１〜９．０χを含有し、さら
に必要に応してＣｒ １．０〜１５．ＯＸ又は／および
Ｃｕ １．０〜５．ＯＸを含有し、残部がＣｏとＮ１の
二種及び不可避的不純物よりなる組成を有することを特
徴とするグラファイト分散Ｃｏ−Ｎｉ基自己潤滑性合金
である。
〔作用］
次に本発明合金の成分限定理由を説明する。
ＣはＣｏ−Ｎｉを主体とした基質中に球状又は片状のグ
ラファイトとして晶出し、固体潤滑剤として働き耐摩耗
性の向上に寄与する。Ｃ含有量が重量％で１．０χ未満
では基質のＣｏ−Ｎｉ中に固溶し、はとんどグラファイ
トとして晶出せず、５．０％以上ではＣｏ−Ｎｉに対す
る最大溶解度を越えるため、溶湯中に溶解しなくなる。
ラファイトとして晶出し、固体潤滑剤として働き耐摩耗
性の向上に寄与する。Ｃ含有量が重量％で１．０χ未満
では基質のＣｏ−Ｎｉ中に固溶し、はとんどグラファイ
トとして晶出せず、５．０％以上ではＣｏ−Ｎｉに対す
る最大溶解度を越えるため、溶湯中に溶解しなくなる。
このためＣ含有量は１．０〜５゜ＯＸに定めた。
ＢはＣｏ−Ｎｉ との間で金属間化合物を形成し、合金
の硬さを上げる働きがある他、合金に自溶性を与え、肉
盛溶接を容易にする働きを有する。Ｂ含有量が重量％で
０．１χ未満では硬さの向上及び自溶性が得られず、４
．５％以上では硬さが高くなりすぎ肉盛層に割れを生じ
るようになり好ましくない。
の硬さを上げる働きがある他、合金に自溶性を与え、肉
盛溶接を容易にする働きを有する。Ｂ含有量が重量％で
０．１χ未満では硬さの向上及び自溶性が得られず、４
．５％以上では硬さが高くなりすぎ肉盛層に割れを生じ
るようになり好ましくない。
また、４．５％以上になるとＣｏ−Ｎｉに対するＣの最
高溶解度が下がり、グラファイトの晶出がほとんど見ら
れなくなる。このためＢ含有量は０．１〜４．５χに定
めた。
高溶解度が下がり、グラファイトの晶出がほとんど見ら
れなくなる。このためＢ含有量は０．１〜４．５χに定
めた。
ｔ
ＳｉはＢと同じようにＣｏ−旧との間で金属間化合物を
形成し、合金の硬さを上げる働きがある他合金に自溶性
を与え、肉盛溶接を容易にする働きを有する。Ｓｔ含有
量が重量％で１．０χ未満では、硬さの向上及び自溶性
が得られず、９．０％以上では硬さが高くなりすぎ、肉
盛層に割れを生じるようになり好ましくない。また９、
０％以上になるとＣｏ−旧に対するＣの最高溶解度が下
がり、グラファイトの晶出がほとんど見られなくなる。
形成し、合金の硬さを上げる働きがある他合金に自溶性
を与え、肉盛溶接を容易にする働きを有する。Ｓｔ含有
量が重量％で１．０χ未満では、硬さの向上及び自溶性
が得られず、９．０％以上では硬さが高くなりすぎ、肉
盛層に割れを生じるようになり好ましくない。また９、
０％以上になるとＣｏ−旧に対するＣの最高溶解度が下
がり、グラファイトの晶出がほとんど見られなくなる。
このためＳｉ含有量は１．０〜９．０χに定めた。
Ｃｒ
Ｃｒは添加しなくても摺動部材としての特性に影響はな
いが、耐食性を必要とする場合にはＣｒを添加する・方
が好ましい。
いが、耐食性を必要とする場合にはＣｒを添加する・方
が好ましい。
Ｃｒは合金の耐食性を向上させる働きを有し、Ｃｒ含有
量が重量％で１．０χ未満ではこの働きがほとんど見ら
れず、１５．０％以上になるとＣとの間で炭化物を形成
するようになり、グラファイトの晶出量が低下し自己潤
滑性が得られなくなる。また炭化物の形成にともない肉
盛層の割れ感受性が高くなる。このためＣｒ含有量は１
．０〜１５．０χに定めた。
量が重量％で１．０χ未満ではこの働きがほとんど見ら
れず、１５．０％以上になるとＣとの間で炭化物を形成
するようになり、グラファイトの晶出量が低下し自己潤
滑性が得られなくなる。また炭化物の形成にともない肉
盛層の割れ感受性が高くなる。このためＣｒ含有量は１
．０〜１５．０χに定めた。
Ｃｕ
Ｃｕは添加しなくても摺動部材としての特性に影響はな
いが、耐食性を要求される場合にはＣｒと同じ＜Ｃｕを
添加する方が好ましい。また、ＣｒとＣｕを複合して添
加すればより好ましい。
いが、耐食性を要求される場合にはＣｒと同じ＜Ｃｕを
添加する方が好ましい。また、ＣｒとＣｕを複合して添
加すればより好ましい。
ＣｕはＣｒと同じように合金の耐食性を向上させる働き
を有するが、Ｃｕ含有量が重量％で１．０％未満ではこ
の働きがほとんどみられず、５．０％以上になると肉盛
溶接待偏析を起こし、肉盛層に割れを誘発する恐れがあ
る。
を有するが、Ｃｕ含有量が重量％で１．０％未満ではこ
の働きがほとんどみられず、５．０％以上になると肉盛
溶接待偏析を起こし、肉盛層に割れを誘発する恐れがあ
る。
なお、ＣｒとＣｕを複合して添加する場合はそれぞれの
下限及び上限を添加すればよい。
下限及び上限を添加すればよい。
Ｃｏ、Ｎｉ
Ｃｏ、旧は本合金において基質となるものである。
Ｃｏに対するＮｉの比率が高くなると、グラファイトの
晶出量が若干減少する傾向がある。しかしながらいずれ
の比率においても、本合金の目的である自己潤滑性を得
るためのグラファイトの晶出は見られる。これはＣｏと
Ｎｉが同族元素でかつ全率固溶体を形成するためと考え
られる。
晶出量が若干減少する傾向がある。しかしながらいずれ
の比率においても、本合金の目的である自己潤滑性を得
るためのグラファイトの晶出は見られる。これはＣｏと
Ｎｉが同族元素でかつ全率固溶体を形成するためと考え
られる。
次に本発明の合金を実施例により比較例と対比しながら
具体的に説明する。
具体的に説明する。
アトマイズ法により、それぞれ第１表に示される成分組
成をもつ本発明の合金及び比較例合金を粉末化（粒子径
１０５〜１７７μｍ）Ｌ、これをプラズマ粉末肉盛装置
を用い、５Ｓ−４１母材上に約２．５１の厚みに肉盛を
行った。こうして肉盛した試験片を所定の大きさに切断
し、肉盛層表面を耐水研磨紙及びパフ研磨により研磨し
、ビッカース硬さ計で肉盛層の硬さを測定後、摩耗試験
に供した。摩耗試験は第２図に示すように、肉盛した試
験片を固定側、白銑製リングを回転側にして行った。第
２表にこの摩耗試験条件を示す。
成をもつ本発明の合金及び比較例合金を粉末化（粒子径
１０５〜１７７μｍ）Ｌ、これをプラズマ粉末肉盛装置
を用い、５Ｓ−４１母材上に約２．５１の厚みに肉盛を
行った。こうして肉盛した試験片を所定の大きさに切断
し、肉盛層表面を耐水研磨紙及びパフ研磨により研磨し
、ビッカース硬さ計で肉盛層の硬さを測定後、摩耗試験
に供した。摩耗試験は第２図に示すように、肉盛した試
験片を固定側、白銑製リングを回転側にして行った。第
２表にこの摩耗試験条件を示す。
第２表
腐食試験は、それぞれ第１表に示される成分組成をもつ
本発明の合金及び比較例の合金をアルゴン気流中で溶解
しシェル鋳型に鋳造後、１０ｍｍＸＩＱ１１１１ｎ Ｘ
１０ｍｍに切断したものを試験片とし、５χＨ２Ｓ０
４（沸騰中）に６時間浸漬し、その時の腐食減量を測定
した。
本発明の合金及び比較例の合金をアルゴン気流中で溶解
しシェル鋳型に鋳造後、１０ｍｍＸＩＱ１１１１ｎ Ｘ
１０ｍｍに切断したものを試験片とし、５χＨ２Ｓ０
４（沸騰中）に６時間浸漬し、その時の腐食減量を測定
した。
第１表は、この摩耗試験・肉盛試験及び肉盛層の測定結
果を示したものである。
果を示したものである。
また、第１図は摩耗試験の結果得られた試験片及び相手
材（リング）の摩耗減量を図示したものである。第３図
は、本発明の合金Ｎｏ、 ２及びＮｏ、 ４における肉
盛層断面のＸ線写真である。組成かられかるように、Ｃ
ｏ−Ｎｉ合金基質中にグラファイトが均−に分散してい
ることがわかる。
材（リング）の摩耗減量を図示したものである。第３図
は、本発明の合金Ｎｏ、 ２及びＮｏ、 ４における肉
盛層断面のＸ線写真である。組成かられかるように、Ｃ
ｏ−Ｎｉ合金基質中にグラファイトが均−に分散してい
ることがわかる。
第１表、第１図に示すように、本発明の合金は比較例の
合金に比べ摩耗が少なく、かつ相手の摩耗も少ない。こ
うしたことから、無潤滑の状態において良好な潤滑性を
示していることがわかる。
合金に比べ摩耗が少なく、かつ相手の摩耗も少ない。こ
うしたことから、無潤滑の状態において良好な潤滑性を
示していることがわかる。
本発明によるグラファイト分散Ｃｏ−Ｎｉ基自己潤滑性
合金は、金属母材にプラズマアークやレーザービームな
どの熱源により肉盛すると同時に、その肉盛層中に球状
及び片状グラファイトを均一に分散させようとするもの
で、こうして形成した肉盛層は、比較例の合金に比べて
耐摩耗性に優れ、かつグラファイトが肉盛層全体にわた
り均一に分散しているため、グラファイトを塗布（また
はスプレー）した場合に比べ長時間潤滑効果が得られる
。
合金は、金属母材にプラズマアークやレーザービームな
どの熱源により肉盛すると同時に、その肉盛層中に球状
及び片状グラファイトを均一に分散させようとするもの
で、こうして形成した肉盛層は、比較例の合金に比べて
耐摩耗性に優れ、かつグラファイトが肉盛層全体にわた
り均一に分散しているため、グラファイトを塗布（また
はスプレー）した場合に比べ長時間潤滑効果が得られる
。
なお、上記実施例では、本発明の合金を金属母材上に粉
末肉盛して用いたが、これを鋳物として用いても肉盛同
様、優れた特性を示す。
末肉盛して用いたが、これを鋳物として用いても肉盛同
様、優れた特性を示す。
上述のように、本発明の合金は、流体潤滑が不可能な各
種摺動部材に使用することで、潤滑の効果が得られると
ともに、装置の小型集約化に寄与する。
種摺動部材に使用することで、潤滑の効果が得られると
ともに、装置の小型集約化に寄与する。
第１図は、摩耗試験後の試験片及び相手材の摩耗減量、
第２図は摩耗試験概略図、第３図は本発明の合金Ｎｏ、
２及びＮ０１４における肉盛層断面のＸ線写真でｋＡ
、１−Ｂは合金Ｎｏ、 ２で、２−Ａ、２Ｂは合金Ｎ０
１４である。また、Ａは反射電子像でＢはＣＫαの特性
Ｘ線像である。
第２図は摩耗試験概略図、第３図は本発明の合金Ｎｏ、
２及びＮ０１４における肉盛層断面のＸ線写真でｋＡ
、１−Ｂは合金Ｎｏ、 ２で、２−Ａ、２Ｂは合金Ｎ０
１４である。また、Ａは反射電子像でＢはＣＫαの特性
Ｘ線像である。
Claims (4)
- （１）重量％でＣ１．０〜５．０％、Ｂ０．１〜４．５
％、Ｓｉ０．１〜９．０％を含有し、残部がＣｏとＮｉ
の二種及び不可避的不純物よりなる組成を有することを
特徴とするグラファイト分散Ｃｏ−Ｎｉ基自己潤滑性合
金。 - （２）重量％でＣ１．０〜５．０％、Ｂ０．１〜４．５
％、Ｓｉ０．１〜９．０％を含有し、さらにＣｒ１．０
〜１５．０％を含有し、残部がＣｏとＮｉの二種及び不
可避的不純物よりなる組成を有することを特徴とするグ
ラファイト分散Ｃｏ−Ｎｉ基自己潤滑性合金。 - （３）重量％でＣ１．０〜５．０％、Ｂ０．１〜４．５
％、Ｓｉ０．１〜９．０％を含有し、さらにＣｕ１．０
〜５．０％を含有し、残部がＣｏとＮｉの二種及び不可
避的不純物よりなる組成を有することを特徴とするグラ
ファイト分散Ｃｏ−Ｎｉ基自己潤滑性合金。 - （４）重量％でＣ１．０〜５．０％、Ｂ０．１〜４．５
％、Ｓｉ０．１〜９．０％を含有し、さらにＣｒ１．０
〜１５．０％とＣｕ１．０〜５．０％を含有し、残部が
ＣｏとＮｉの二種及び不可避的不純物よりなる組成を有
することを特徴とするグラファイト分散Ｃｏ−Ｎｉ基自
己潤滑性合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2892989A JP2778972B2 (ja) | 1989-02-08 | 1989-02-08 | グラファイト分散Ｃｏ―Ｎｉ基自己潤滑性合金 |
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1989
- 1989-02-08 JP JP2892989A patent/JP2778972B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012130455A2 (en) * | 2011-03-29 | 2012-10-04 | Mahle International Gmbh | Slide component and method for production of cladding on a substrate |
| WO2012130455A3 (en) * | 2011-03-29 | 2013-02-28 | Mahle International Gmbh | Slide component and method for production of cladding on a substrate |
| CN112011249A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-12-01 | 新昌县旭辉新材料科技有限公司 | 一种高强度阻燃性的水性环氧树脂涂料及其制法 |
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