JPH0270032A - 黒鉛含有鉛青銅複層摺動材料及びその製造方法 - Google Patents
黒鉛含有鉛青銅複層摺動材料及びその製造方法Info
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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。
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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、自動車、産業機械、農業機械等に使用されて
いる軸受、ブツシュ、ワッシャなどの月利に適した黒鉛
含有鉛青銅複層摺動材料およびその製造方法に関する。
いる軸受、ブツシュ、ワッシャなどの月利に適した黒鉛
含有鉛青銅複層摺動材料およびその製造方法に関する。
[従来の技術]
従来の上記分野で軸受、ブツシュ、ワッシャなどの材料
として使用されている複層の摺動材料は鋼裏金と、Cu
−8n−Pb系、もしくは、CU3、n−黒鉛系の焼結
合金とから成るバイメタルタイプの摺動材料が主であり
その焼結合金の硬さは1−IV60へ・100の範囲の
ものであった。又硬さが!」 100以」−の焼結合金
どしては、鉛や潤滑剤を含有していない燐青銅ど鋼裏金
とから成るバイメタルタイプの摺動月利がある。
として使用されている複層の摺動材料は鋼裏金と、Cu
−8n−Pb系、もしくは、CU3、n−黒鉛系の焼結
合金とから成るバイメタルタイプの摺動材料が主であり
その焼結合金の硬さは1−IV60へ・100の範囲の
ものであった。又硬さが!」 100以」−の焼結合金
どしては、鉛や潤滑剤を含有していない燐青銅ど鋼裏金
とから成るバイメタルタイプの摺動月利がある。
[発明が解決しようとする課題]
従来の鋼裏金とCu−8n−Pb系又はCLJ3n−黒
鉛系の焼結合金とから成るバイメタルタイプの摺動月利
は、それぞれpb:10〜30Wし%、黒鉛:2〜8w
t%を含有したものが使用されているが、最近の内燃機
関の進歩にともないより高荷重が軸受にかかる用途では
、これらの軸受材料では耐荷重性が不足しより高血圧に
耐える軸受材料が要求されるようになった。又燐青銅の
焼結合金のバイメタルタイプでは、耐荷重性にはJぐれ
るが非焼イ」性に問題があった。
鉛系の焼結合金とから成るバイメタルタイプの摺動月利
は、それぞれpb:10〜30Wし%、黒鉛:2〜8w
t%を含有したものが使用されているが、最近の内燃機
関の進歩にともないより高荷重が軸受にかかる用途では
、これらの軸受材料では耐荷重性が不足しより高血圧に
耐える軸受材料が要求されるようになった。又燐青銅の
焼結合金のバイメタルタイプでは、耐荷重性にはJぐれ
るが非焼イ」性に問題があった。
本発明の[]的は、耐荷重性にすぐれるよう従来の合金
中の[)L)、及び黒鉛の含有間を減らし且つ高圧延す
ることにより、合金硬さ引張強ざ耐りリプ特性などの機
械的性質を改善し又、Pb1黒鉛を共に含有さけること
ににり非焼付性のより−層覆ぐれたすべり軸受などの黒
鉛含有鉛青銅複層摺動材料を提供りることである。
中の[)L)、及び黒鉛の含有間を減らし且つ高圧延す
ることにより、合金硬さ引張強ざ耐りリプ特性などの機
械的性質を改善し又、Pb1黒鉛を共に含有さけること
ににり非焼付性のより−層覆ぐれたすべり軸受などの黒
鉛含有鉛青銅複層摺動材料を提供りることである。
「課題を解決づるための手段]
上記目的を達成づるための本発明の黒鉛含有鉛青銅複層
摺動材料は、鋼板又は銅などの表面メツキされた鋼板と
、該鋼板に接合された焼結銅合金から成るバイメタル状
摺動材料に於いC1銅合金の組成がSn:5〜16重量
%、Pb : 2=20重量%、P:0.03へ・1重
量%、黒鉛0.5〜・4重量%、Cu残部であり、その
合金堅さが1−IV100以上であり、非焼(=j性ど
耐荷重性に優れることを特徴とする。
摺動材料は、鋼板又は銅などの表面メツキされた鋼板と
、該鋼板に接合された焼結銅合金から成るバイメタル状
摺動材料に於いC1銅合金の組成がSn:5〜16重量
%、Pb : 2=20重量%、P:0.03へ・1重
量%、黒鉛0.5〜・4重量%、Cu残部であり、その
合金堅さが1−IV100以上であり、非焼(=j性ど
耐荷重性に優れることを特徴とする。
潤滑の役割りをするpb及び黒鉛は、必ず両力ともに含
有させる必要がある。その理由としで、潤滑油が存在す
る場合は、親油性の良い1〕1)が右動であり、油膜が
完全に切れた金属接触の状態では固体潤滑剤で゛ある黒
鉛がその威力を発揮覆る。
有させる必要がある。その理由としで、潤滑油が存在す
る場合は、親油性の良い1〕1)が右動であり、油膜が
完全に切れた金属接触の状態では固体潤滑剤で゛ある黒
鉛がその威力を発揮覆る。
又pbは焼結T程中溶融し多孔質であるグラフアイI〜
の中に浸透する為プラノアイ1〜添加による材料の脆化
現象が緩和され、pbど黒鉛の同時添加はより一層効果
的Cある巾が判明した。
の中に浸透する為プラノアイ1〜添加による材料の脆化
現象が緩和され、pbど黒鉛の同時添加はより一層効果
的Cある巾が判明した。
この材料のl#造方法は、200メツシユを通過(以F
単に一200メツシュと略記する)する鉛青銅合金粉末
と、350メツシコを通過(以下単に一350メツシー
]−と略記する)する黒鉛粉末との混合粉末を鋼板又は
銅などの表面メツキされた鋼板の上に散布し焼結及び圧
延を繰り返し、最終圧延を高FF下圧延する事によって
合金硬さをト1v100以1−にすることを特徴とする
ものである。
単に一200メツシュと略記する)する鉛青銅合金粉末
と、350メツシコを通過(以下単に一350メツシー
]−と略記する)する黒鉛粉末との混合粉末を鋼板又は
銅などの表面メツキされた鋼板の上に散布し焼結及び圧
延を繰り返し、最終圧延を高FF下圧延する事によって
合金硬さをト1v100以1−にすることを特徴とする
ものである。
1作用1
つぎに本梵明層動材料における銅合金の成分組成範囲と
、銅合金製造時に使用する鉛青銅粉末及び黒鉛粉末の粒
子の限定理由を述べる。
、銅合金製造時に使用する鉛青銅粉末及び黒鉛粉末の粒
子の限定理由を述べる。
イ)Sn:5−16重量%
5重量%未満では、強度が低下し、耐摩耗性が劣り、1
6重量%を超えると脆弱となる。
6重量%を超えると脆弱となる。
口)Pb:2〜20重頃%
2重量%未満Cは潤滑効果が不足し、20Φ吊%を超え
ると合金強度が極端に低下づ−る。
ると合金強度が極端に低下づ−る。
ハ)P:0.03〜1重半%
0.03重量%未満Cは強度が不足1ノ、1重量%を超
えると粉末を製造づ−るとさpbの偏析が生じやすく、
また機械的性質のうち特に靭性が低下する。
えると粉末を製造づ−るとさpbの偏析が生じやすく、
また機械的性質のうち特に靭性が低下する。
二)黒鉛;0.5へ・4重量%
0.5重量%未満では潤滑効果が不足し、4重量%を越
えると合金強度が極端に低下する。
えると合金強度が極端に低下する。
ホ)鉛青銅合金粉末の粒度
200メツシユより粗いと黒鉛分イb状態が粗くなる為
に焼結合金の機械的強度が低下する。
に焼結合金の機械的強度が低下する。
へ)黒鉛粉末の粒度
350メツシコ−より粗いと黒鉛の分イ5が粗く焼結合
金の靭性が低トし、潤滑特性も悪くなる。
金の靭性が低トし、潤滑特性も悪くなる。
なお本発明で使用する曲間−200メツシコ−とは、2
00メツシコ−のふるいを全体の粒子のう15の少なく
とも95%の粒子が通過することを意味し、−350メ
ツシユとは350メツシユのふるいを全体の粒子のうち
の少なくとも95%の粒子が通過すること・を意味する
。
00メツシコ−のふるいを全体の粒子のう15の少なく
とも95%の粒子が通過することを意味し、−350メ
ツシユとは350メツシユのふるいを全体の粒子のうち
の少なくとも95%の粒子が通過すること・を意味する
。
又適用条件によっては黒鉛の代りにMO82を使用した
方が良い場合もあるが、若干高価となる。
方が良い場合もあるが、若干高価となる。
[実施例]
以下本発明の詳細な説明する。
200メツシユの鉛青銅合金粉末と一350メツシュの
黒鉛粉末とを混合して3種類の混合粉末を作り(混合粉
末(ハ)の組成: 5.5%Sn、2.5%Pb、0.
05%P、0.6%黒鉛及び残部CU; 粉末0の組成
:10.1%3n。
黒鉛粉末とを混合して3種類の混合粉末を作り(混合粉
末(ハ)の組成: 5.5%Sn、2.5%Pb、0.
05%P、0.6%黒鉛及び残部CU; 粉末0の組成
:10.1%3n。
5.1%Pb、0.25%P、1.0%黒鉛及び残部C
u: 粉末(C)の組成:15.5%3n。
u: 粉末(C)の組成:15.5%3n。
19.5%pb、0.95%P、3.9%黒鉛及び残部
CU)、該混合粉末のそれぞれを銅が表面メツキされた
鋼板状に散布し、水素気流中の還元雰囲気炉内で700
〜900℃の温度で10〜30分間焼結し、その後ロー
ル間にこの焼結複合材を通してさらに再焼結後の最終圧
延を7〜30%の高圧下率で圧延することにより3種類
の摺動材料(1A、1B及びIC)を得た。摺動材料の
寸法は総肉厚1.6#、銅合金層の厚さは0.5mm、
幅100#であった。
CU)、該混合粉末のそれぞれを銅が表面メツキされた
鋼板状に散布し、水素気流中の還元雰囲気炉内で700
〜900℃の温度で10〜30分間焼結し、その後ロー
ル間にこの焼結複合材を通してさらに再焼結後の最終圧
延を7〜30%の高圧下率で圧延することにより3種類
の摺動材料(1A、1B及びIC)を得た。摺動材料の
寸法は総肉厚1.6#、銅合金層の厚さは0.5mm、
幅100#であった。
なお必要に応じて前記焼結及び圧延をさらに必要回数だ
け繰返し最終圧延にて焼結合金の硬さをHv 100
以上にしてしよいことはもちろんである。
け繰返し最終圧延にて焼結合金の硬さをHv 100
以上にしてしよいことはもちろんである。
次に第1の比較例として、−200メツシユの青銅合金
粉末と、−350メツシユの黒鉛粉末とを、混合して、
混合粉末を作り(組成 wt%:0.25%P−10.
6%5n−4,3%黒鉛残部Cu)、この混合粉末を使
用した以外は上記本発明の実施例(1B)と同じ製造条
件で摺動材料を作り、銅合金層の硬さがt−1v 9
0の複層の摺動材料を作製した。
粉末と、−350メツシユの黒鉛粉末とを、混合して、
混合粉末を作り(組成 wt%:0.25%P−10.
6%5n−4,3%黒鉛残部Cu)、この混合粉末を使
用した以外は上記本発明の実施例(1B)と同じ製造条
件で摺動材料を作り、銅合金層の硬さがt−1v 9
0の複層の摺動材料を作製した。
次に第2の比較例として鉛青銅合金粉末の成分組成が重
量%で、0.10%P−10,3%3n10.2%Pb
−残部Cuの粉末を使用した以外は本発明の上記実施例
(1B)と同じ製造条件で摺動材料を作り、硬さHv
125の複層の摺動材料が得られた。
量%で、0.10%P−10,3%3n10.2%Pb
−残部Cuの粉末を使用した以外は本発明の上記実施例
(1B)と同じ製造条件で摺動材料を作り、硬さHv
125の複層の摺動材料が得られた。
次に第3の比較例として一200メツシュの鉛青銅合金
粉末と一350メツシュの黒鉛粉末とを混合して、混合
粉末(組成wt%: 0.25P10.1%5n−5
,1%Pb−1,0%黒黒鉛部Cu)を作り、この混合
粉末を使用し且つ上記本発明の実施例(1A)と比較し
て最終圧延の圧下率を小さくした以外は該実施例と同じ
製造条件で摺動材料を作り、銅合金層の硬さHv 8
1の複層の摺動材料を得た。
粉末と一350メツシュの黒鉛粉末とを混合して、混合
粉末(組成wt%: 0.25P10.1%5n−5
,1%Pb−1,0%黒黒鉛部Cu)を作り、この混合
粉末を使用し且つ上記本発明の実施例(1A)と比較し
て最終圧延の圧下率を小さくした以外は該実施例と同じ
製造条件で摺動材料を作り、銅合金層の硬さHv 8
1の複層の摺動材料を得た。
次に第4の比較例として一120メツシュの鉛青銅合金
粉末と一150メツシュの黒鉛粉末とを混合して、混合
粉末(組成:wt% 0.25%P8.6%3n−!3
./1%Pb−1,2%黒鉛残部Cu)を作り、この混
合粉末を使用した以外は一上記本発明の実施例(1B)
の場合ど同じ製造条件で摺動材料を作り、銅合金層の硬
さ1」v83の複層の摺動材料を得た。
粉末と一150メツシュの黒鉛粉末とを混合して、混合
粉末(組成:wt% 0.25%P8.6%3n−!3
./1%Pb−1,2%黒鉛残部Cu)を作り、この混
合粉末を使用した以外は一上記本発明の実施例(1B)
の場合ど同じ製造条件で摺動材料を作り、銅合金層の硬
さ1」v83の複層の摺動材料を得た。
上記本発明の実施例(1A、1B、及び1C)及び比較
例での摺動材料の詳細と、機械的性質を第1表及び第2
表に示した。更に摺動材料の摺動特性を調べるためにお
こなった焼付試験と摩耗試験の結果を第3表及び第4表
に示した。焼イ4試験は第5表の試験条件により第1図
に示す累積負荷方法によりおこなった。摩耗試験は第6
表の試験条件によりおこなった。
例での摺動材料の詳細と、機械的性質を第1表及び第2
表に示した。更に摺動材料の摺動特性を調べるためにお
こなった焼付試験と摩耗試験の結果を第3表及び第4表
に示した。焼イ4試験は第5表の試験条件により第1図
に示す累積負荷方法によりおこなった。摩耗試験は第6
表の試験条件によりおこなった。
第2表に示されている裏金層と焼結合金層との接着強さ
の試験方法は、実施例及び比較例により作製した摺動材
料から採取した幅B(mm)の裏金層句摺動合金板(バ
イメタル状平板)の摺動合金側の外表面と裏金側の外表
面とから、接着境界面に達する2本の平行溝を切り込み
、両溝間の間隔をL(#)として試験片の両端をつかん
で引張り、裏金と軸受台金部とが破断したときの引張荷
重(Kg)を接着部面積BXL(第2)で割って求めた
ものである。
の試験方法は、実施例及び比較例により作製した摺動材
料から採取した幅B(mm)の裏金層句摺動合金板(バ
イメタル状平板)の摺動合金側の外表面と裏金側の外表
面とから、接着境界面に達する2本の平行溝を切り込み
、両溝間の間隔をL(#)として試験片の両端をつかん
で引張り、裏金と軸受台金部とが破断したときの引張荷
重(Kg)を接着部面積BXL(第2)で割って求めた
ものである。
また前記焼付試験、摩耗試験に使用した試験片は、実施
例等で得られたバイメタル状平板月を、外径23mm
幅20mm 肉厚1.5mmの円筒形状の巻きブツ
シコ軸受に加]ニジたものを使用し第5表と第6表に示
す試験条件にて実施した。
例等で得られたバイメタル状平板月を、外径23mm
幅20mm 肉厚1.5mmの円筒形状の巻きブツ
シコ軸受に加]ニジたものを使用し第5表と第6表に示
す試験条件にて実施した。
第2表から明らかなように、本発明品の機械的性質は同
条件の製造条件(圧延率)にもかかわらず、優れる側に
あることが分かり、使用粉末に関しては粗い粉末より細
かな粉末の場合により優れた特性が得られた。
条件の製造条件(圧延率)にもかかわらず、優れる側に
あることが分かり、使用粉末に関しては粗い粉末より細
かな粉末の場合により優れた特性が得られた。
また第3表から本発明品の非焼付性は、pbのみを含有
した材料及び黒鉛のみを含有した材料や、低圧延や粗い
粉末を使用し機械的強度が低くなった月利J:り優れる
ことが分かり、第4表から耐摩耗性も機械的強度の低い
材料より機械的強度の高い材料の方がより優れることが
分かる。
した材料及び黒鉛のみを含有した材料や、低圧延や粗い
粉末を使用し機械的強度が低くなった月利J:り優れる
ことが分かり、第4表から耐摩耗性も機械的強度の低い
材料より機械的強度の高い材料の方がより優れることが
分かる。
「発明の効果J
以上本発明による黒鉛含有鉛青銅複層摺動材料は従来技
術で使用されていた、CIJ−8n−pb系及びCu−
8n−黒鉛系の成分の材料より非焼イ」性、′#4摩耗
性等の摺動特性が改善された材料である。また、合金の
硬さをト1v 100以上とし、使用粉末の粒度を細
かくすることにより機械的f(質が向上し耐摩耗性と耐
荷重性が大幅に改善され1こ 。
術で使用されていた、CIJ−8n−pb系及びCu−
8n−黒鉛系の成分の材料より非焼イ」性、′#4摩耗
性等の摺動特性が改善された材料である。また、合金の
硬さをト1v 100以上とし、使用粉末の粒度を細
かくすることにより機械的f(質が向上し耐摩耗性と耐
荷重性が大幅に改善され1こ 。
尚、今回の摺動試験では、摺動合金面に油溝加工は行な
わなかったが用途に応じてインデント及び油溝加工を設
けてもよいことはもちろlυである1、第3表 第 表 第 表 第4表 4、
わなかったが用途に応じてインデント及び油溝加工を設
けてもよいことはもちろlυである1、第3表 第 表 第 表 第4表 4、
第1図は、
第3表に示される耐焼付特性を得る
ための焼付試験で採用した累積負荷方法を示すグラフで
ある。
ある。
Claims (3)
- (1)鋼板または銅などの表面メツキされた鋼板と、該
鋼板に接合されている焼結銅合金から成るバイメタル状
摺動材料に於いて、上記銅合金の組成がSn:5〜16
重量%、Pb:2〜20重量%、P:0.03〜1重量
%、黒鉛:0.5〜4重量%、Cu:残部であり、その
合金の硬さがHv100以上であることを特徴とする黒
鉛含有鉛青銅複層摺動材料。 - (2)鋼板又は銅などの表面メツキされた鋼板と、該鋼
板に接合されている焼結銅合金から成るバイメタル状摺
動材料に於いて、上記銅合金の組成がSn:5〜16重
量%、Ni:1〜8重量%、Pb:2〜29重量%、P
:0.03〜1重量%、黒鉛:0.5〜4重量%、Cu
:残部であり、その合金の硬さがHv100以上である
ことを特徴とする黒鉛含有鉛青銅複層摺動材料。 - (3)前記バイメタル状摺動材料は、200メツシユを
通過する鉛青銅合金粉末と350メツシユを通過する黒
鉛粉末との混合粉末を鋼板又は銅などの表面メツキされ
た鋼板の上に散布し、焼結且つ圧延を繰り返し、特に最
終圧延工程に於いて、高圧下圧延をすることによつて合
金硬さをHv100以上にすることを特徴とする黒鉛含
有鉛青銅複層摺動材料の製造方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63221404A JPH0684528B2 (ja) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | 黒鉛含有鉛青銅複層摺動材料及びその製造方法 |
US07/396,403 US5041339A (en) | 1988-09-06 | 1989-08-21 | Multilayered sliding material of lead bronze containing graphite and method of manufacturing the same |
DE3928943A DE3928943A1 (de) | 1988-09-06 | 1989-08-31 | Mehrschichtiges gleitmaterial auf der basis graphithaltiger bleibronze und verfahren zu seiner herstellung |
KR1019890012799A KR910008841B1 (ko) | 1988-09-06 | 1989-09-05 | 흑연함유 연청동복층 슬라이딩재료 및 그 제조방법 |
GB8920089A GB2223506B (en) | 1988-09-06 | 1989-09-06 | Sliding material |
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---|---|---|---|
JP63221404A JPH0684528B2 (ja) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | 黒鉛含有鉛青銅複層摺動材料及びその製造方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0270032A true JPH0270032A (ja) | 1990-03-08 |
JPH0684528B2 JPH0684528B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=16766222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP63221404A Expired - Lifetime JPH0684528B2 (ja) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | 黒鉛含有鉛青銅複層摺動材料及びその製造方法 |
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DE (1) | DE3928943A1 (ja) |
GB (1) | GB2223506B (ja) |
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1989
- 1989-08-21 US US07/396,403 patent/US5041339A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-08-31 DE DE3928943A patent/DE3928943A1/de active Granted
- 1989-09-05 KR KR1019890012799A patent/KR910008841B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1989-09-06 GB GB8920089A patent/GB2223506B/en not_active Expired - Lifetime
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GB2223506B (en) | 1992-11-18 |
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