JPH0234763A - 摺動部材 - Google Patents

摺動部材

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JPH0234763A
JPH0234763A JP18316988A JP18316988A JPH0234763A JP H0234763 A JPH0234763 A JP H0234763A JP 18316988 A JP18316988 A JP 18316988A JP 18316988 A JP18316988 A JP 18316988A JP H0234763 A JPH0234763 A JP H0234763A
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seizure resistance
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Yoshio Fuwa
良雄 不破
Shinji Kato
慎治 加藤
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2253/00Other material characteristics; Treatment of material
    • F05C2253/12Coating

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、潤滑油膜の形成されにくい条件下でも優れた
耐焼付性等を示す摺動部材に関するものである。
〈従来の技術〉 近年、自動車の高出力化及び低熱費化の要求から各種摺
動部材、例えばシフトフォーク爪部、シンクロナイザリ
ング内面、シリンダライナ内面、ピストンリング、ミッ
ション摩擦板等はより高面圧下で使用されるようになっ
てきた。そうした場合の摺動部では焼付きや異常摩耗を
引き起こしやすいことから摺動部材の性能、特に耐焼付
性、耐摩耗性を従来以上に向上させることが要求されて
いる。摺動部材のうち例えばシフトフォークについてみ
ると、従来は爪部に高周波焼入、硬質クロムめっき、ア
ルミブロンズ溶射などが行なわれてきたが、最近の過酷
な摺動条件下では吃はや適応できなくなりつつある。
このため、摺動部表面によシ摺動特性の優れた材料をプ
ラズマ溶射等により溶射して、摺動特性を向上させる方
法が提案、採用されている。
その主な従来技術としては、5〜85重量%高炭素フエ
ロクロムと残部アルミブロンズ合金とからなる溶射層を
設けたもの(特開昭56−99525号公報参照)、粒
径5μ以下の初晶ケイ素をマトリックス中に面積率で2
〜20%分散させた過共晶AA−8i合金溶射層を設け
たもの(特開昭56−166568号公報参照)、及び
、2〜50重量%のモリブデンと残部アルミニウム合金
または銅合金とからなる溶射層を設けたもの(特開昭5
7−19370号公報参照)が知らnでいる。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、ごく最近、摩擦損失を低減するために摩
擦面積を縮小し、高速・高面圧下で摺動させ、潤滑油を
低粘度化する方向がより強く追求されるに至り、場合に
よっては上記従来品では使用できないという問題が生じ
ている。
これは、各摺動部では油膜が今まで以上く形成されにく
くなっており、焼付きや異常摩耗を引き起こし易い状況
になったためで、摺動部材自身に自己潤滑性が不足して
いることに起因している。
本発明は、上記問題を解決することを目的としてなされ
たものであり、その解決しようとする課題は、潤滑油膜
の形成されにくい条件下で使用されても、優れた耐焼付
性及び耐摩耗性を発揮する摺動部材を提供することであ
る。
〈課題を解決するための手段〉 上記課題を解決できる本発明の摺動部材は、基材の摺動
部表面に、2〜35重量%の銀と残部アルミニウム合金
又は銅合金とからなる溶射層を設けたことを特徴とする
本発明(使用されるアルミニウム合金としては、Ap 
−s を合金、人!−pb合金などがあるが、過共晶A
A−8i合金が好ましい。また銅合金としてはアルミブ
ロンズ合金または燐青銅合金などが好ましい。
銀の量を2〜35重量%とする必要があるのは、2重量
%より少ないと耐焼付性の向上がみられず、一方35重
景%を超えると溶射層自体の強度が低下し摩耗が多くな
り、その結果として耐焼付性も低下するからである。
基材としては鋼、鋳鉄などの鉄系合金、またはアルミニ
ウム合金、マグネシウム合金などの軽金属合金を使用す
ることができる。
溶射は、マトリックス材としてのアルミニウム合金又は
銅合金粉末、及び銀粉末の各溶射材料を別個に溶射装置
に供給し、同時に溶射して目的とする溶射層を形成させ
てもよいし、或は溶射装置への供給前に予めマトリック
ス材粉末と銀粉末とを混合させたもの、またはマトリッ
クス材粉末の表面に銀粉末を付着させた複合材料を用い
て行なってもよい。粉末の粒度はいずれも350メツシ
ユ(44μ)より細かいものが望ましい。これFi44
μより粗いと溶射層に気孔が多くなり耐摩耗性が低下す
るからである。
溶射層の厚さとしては、溶射層の粗さが30〜50μ程
度であるため、50μ以上の溶射層が適当であり、20
0μ程度が好ましい。
溶射法としてはプラズマ式、ガス溶融式、ガス粉末式、
線爆式など、いずれの方法を用いてもよい。
く作用〉 以上のように構成してなる本摺動部材は、マトリックス
材単独溶射層を有する摺動部材に比べ、耐摩耗性につい
ては同等以上の、耐焼付性については一段と向上した性
能を示し、また相手材(鋳鉄FC25、炭素鋼545C
等)の摩耗を一層少なくするが、これは次の作用による
ものと思われる。
潤滑油膜の形成が少ない場合に焼付き易いというマトリ
ックス材の欠点を、自己潤滑に優れる銀が補い、また銀
の摩耗弱さを耐摩耗性に優れたマトリックス材が補って
いる。油膜の形成きれにくい条件下でも、鋏の自己潤滑
性によって焼付きが回避され、このことがまた自身及び
相手材の異常摩耗の予防に好影響を与えている。
〈実施例〉 以下、本発明の摺動部材を実施例に基づき具体的に説明
する。なお例中、%ti特記しない限り重量%(wt%
)を表わす。
実施例1 外径2a6■、内径2α0■、長さ16■の炭素鋼(J
IS  545C)でできた円筒片の端面に1それぞれ
下記第1表に示す処理を施した後、処理面を研削加工し
て各種の回転摩擦試験片(実施例F〜工、比較例A−E
、 J、、K)を製作した。なおメツキ層及び溶射層の
厚さはα02〜(1361mであり、処理操作自体は常
法に従って行なった。
上記各試験片A−にと、別途用意した相手材とを、荷重
を増加させながら回転接触させ、焼付限度荷重を測定す
る焼付試験を次の条件にて行なった。
相手材−・炭素鋼JIS  545Cの高周波焼入(形
状寸法は試験片に同じ、Hv ?11 ffi ?’1lll ・・・モータオイル5
AEso(キャッスル社製) 荷 重−・25Kfから500KFまで回転数・・・7
ooorpm(接触面の潤滑条件が遠心力で非常に悪化
する回転数) この焼付試験結果を第1図に示す。
ついでに50Kgの一定荷重で1時間回転摩擦させる摩
耗試験を行ない、試験片自身と相手材の両方の摩耗量を
測定した。この摩耗試験の結果を第2図に示す。
上記の焼付試験及び摩耗試験の結果から次のことが判か
る。
印 過共晶人1−8i合金を用いて溶射したもの(C〜
J)は他のもの(A、 B、 K )に比べ耐焼付性、
耐摩耗性に優れている。
(ロ) その中でも過共晶Al−3i合金単独溶射(C
)よりは、MOやAgを添加して溶射したもの(D〜J
)の方が優れている。
ヒ9 そのMo添加とAg添加の比較では、Ag添加の
方が耐摩耗性、特に耐焼付性に大巾な向上がみられる。
に) しかしAg添加量によって影響され、Ag2O重
量%添加で耐焼付性が最大となり、10重重量添加で自
身の摩耗量が最小となる。2〜35重量%が好ましい範
囲といえる。
実施例2 各々λg粉末を10重t%添加した種々の溶射材料を用
い、実施例1と同様に回転摩擦試験片(実施例M−Q、
比較例り、R−T)を製作した。
それらのマトリックス材料を第2表に示す。
上記試験片L−Tについて、実施例1の場合と同様にし
て焼付試験及び摩耗試験を行ない、第5表に示す結果を
得た。
けの溶射層の試験結果を示す。
該第3表に示された結果から以下のことが判る。
(1)  耐焼付性については、アルミニウム合金(M
〜0)及び銅合金(P、Q)をマトリックス材料とした
ものが良い。
(11)  耐摩耗性についても同様であるが、特にM
−15%Si合金(N)及びアルミブロンズ合金(P)
が良い。
(町 Ag添加効果(耐焼付性向上効果)はアルミニウ
ム合金、銅合金(おいて著しいが、18%炭素鋼、純C
r、純Niにおいては僅かである。なお耐摩耗性に関し
てはAg添加よりもマトリックス材料自体の影響が高い
ものと思われる。
実施例3 機械構造用の炭素鋼材CJIS  545C)を鍛造し
てシフトフォーク本体部分を製造し、その摺動部分に対
応する爪部に実施例1のA、 C,D。
Gの溶射層を形成させ、シフトフォークを試作した。
このシフトフォークを自動車用駆動変速装置に装着し、
低粘度ギヤオイルを用いて次の条件:シフト荷重:10
0Kf スリーブ回転数:5000rpm 耐久サイクル: 50000− にて実機評価を行ない、シフトフォーク爪部及びハブス
リーブ(JIS  5Cr420)(、浸炭焼入品)の
摩耗深さを測定した。その結果を第4表に示す。
第4表 第4表かられかるように、本発明の摺動部材で爪部を形
成したシフトフォークは、従来の汎用シフトフォークと
比較して、耐摩耗性に著しく優れ、また相手材の摩耗を
著しく少なくしている。
この実機評価に係る実施例ではシフトフォークの例を述
べたが、それに限らず他の摺動部材、例えばシリンダラ
イチ内面、シンクロナイザリング内面などへ適用した場
合も同様の効果が得られることは明らかである。
〈発明の効果〉 以上の説明から判るように、本発明の摺動部材は、潤滑
油膜が形成されにくい条件下で使用されても優れた耐焼
付性、耐摩耗性(相手材も含めて)を示す。
また本発明の摺動部材は溶射法で製造するため、基材の
自由度が大きくとれ、アルミ合金、鋼、鋳鉄等各種の基
材が使用できるので、基材を適宜選択することによって
生産性、強さ、耐摩耗性等の要求に広範に対応できる利
点を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は其れ其れ、各種摺動部材の焼付試験
結果及び摩耗試験結果を示すグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  基材の摺動部表面に、2〜35重量%の銀と残部アル
    ミニウム合金又は銅合金とからなる溶射層を設けたこと
    を特徴とする摺動部材。
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