JPH03257128A - 複合摺動部材の製造方法 - Google Patents

複合摺動部材の製造方法

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JPH03257128A
JPH03257128A JP5597190A JP5597190A JPH03257128A JP H03257128 A JPH03257128 A JP H03257128A JP 5597190 A JP5597190 A JP 5597190A JP 5597190 A JP5597190 A JP 5597190A JP H03257128 A JPH03257128 A JP H03257128A
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JP
Japan
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powder
preform
alloy
sliding member
molten
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JP5597190A
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English (en)
Inventor
Minoru Fukazawa
深沢 稔
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Tokai Carbon Co Ltd
Original Assignee
Tokai Carbon Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、へ!−黒鉛系の組織からなる複合摺動部材の
製造方法に関する。
〔従来の技術] Al系物質を主材とする複合摺動部材としては、A1合
金にSiCウィスカーを複合化して耐摩耗性に優れる摺
動部材を製造する試みが古くからなされており、これま
でに数多くの開発提案がなされている。しかし、SiC
ウィスカーは極めて硬度の高い物性を有するため摺動時
に相手部材を耐摩することがある。このため、先行技術
には複合化したSiCウィスカーによる相手部材の耐摩
現象を軽減あるいは調整するためのものが多くみられ、
相手部材との組合せを特定したもの(特開昭59−70
734号公報、同59−70735号公報)、固体潤滑
材を混合した強化材を用いるものく特開昭63−103
033号公報、同64−52032号公報等)などが提
案されている。
例えば特開昭64−52032号公報には、SiCウィ
スカーを含む無機質短繊維と黒鉛、MoS、、BNのよ
うな固体潤滑剤粉末を所定形状に成形した繊維質多孔体
に、An系マトリックス金属の溶湯を加圧下に含浸凝固
させる方法が開示されてい〔発明が解決しようとする課
題] しかしながら、SiCウィスカーは非常に高価であるう
え、各種の固体潤滑剤を併用しても相手材に対する前原
性を効果的に排除することが難しい問題点がある。
本発明の目的は、予め酸化処理を施したAl系粉末と黒
鉛粉末を原料系とし、安価で優れた摩擦性能を備える複
合摺動部材の製造方法を提供するところにある。
(課題を解決するための手段) 上記の目的を達成すあうための本発明による複合摺動部
材の製造方法は、予め酸化処理を施した粒径10〜50
μlのAl系粉末と最大粒径が10μm以下の黒鉛微粉
末を重量比90 : 10〜70 : 30の割合で混
合し、混合物にピッチバインダーを加えて混練したのち
充填密度が40〜70%になるように予備成形し、つい
で予備成形体を不活性雰囲気下で400〜550℃の温
度で予熱してモールドにセットし、600〜800℃の
A1合金溶湯を加圧含浸することを構成上の特徴として
いる。
本発明に用いるAl系粉末は、材質的に耐摩耗性を備え
る合金から選択することが望ましく、例えばJ Is 
:AC8A、AC9Aのようにl Qw t!以上のS
i成分を含有する組成の材料が好適に使用される。また
、更にCu、Mg、NilMn等の成分が添加された組
成であってもよい。Al系粉末の酸化処理は、空気中で
300℃程度の低温域で加熱することによりおこなわれ
、好ましくは酸化膜の厚さとして1〜2μ■になるよう
に条件設定する。Al系粉末の粒径は黒鉛粉末との混合
均質度に影響するため可及的に細かいことが望ましいが
、微細な粉末は酸化度合を制御することが困難となるう
え高純度のAl系粉末の場合は酸化時に爆発などの現象
を招く危険性がある。したがって、10〜50μmの範
囲に調整されたものが使用される。
黒鉛微粉末は材料に埋収性能を付与するための成分で、
好ましくは2000℃を越ず高温度域で黒鉛化処理され
た黒鉛結晶の発達したものが選定使用される。黒鉛微粉
末は可及的に粒子径が小さいことが好適で、最大粒径が
10usを越えると均質組織の摺動材が得られなくなる
Al系粉末と黒鉛微粉末との混合比は90 : 10〜
70 : 30の割合とすることが重要で、黒鉛微粉末
の配合量が前記比を越えると得られる摺動材の強度およ
び耐摩耗性が低下し、また前記比を上廻る場合には強度
特性は向上するものの耐摩耗性の減退が大きくなる。
これらの原料成分は、水あるいは適宜な有機溶媒中で十
分に攪拌混合したのち、乾燥する。
ついで、混合物にバインダーとしてピ・ンチ粉末を加え
て200℃前後の温度で混練する。ビ・ソチバインダー
は配合量が多いと材料特性が低下し、また余りにも少な
いと形状保持が困難となる。適量範囲は、原料成分の混
合粉末に対して0.5〜1.5重量%である。
原料成分とピッチバインダーの混練物は、充填密度が4
0〜70%になるような条件で予備成形する。
予備成形体の充填密度が40%未満であると後工程によ
るAf合金溶湯の含浸量が多くなって耐摩耗性が減退し
、70%を越える充填密度では逆にAff合金溶湯の含
浸量が不足して強度、耐摩耗性ともに低下する仲間を招
く。
予備成形体は不活性雰囲気下において400〜550℃
の温度範囲で予熱される。予熱温度が400’C未満で
あるとA1合金ll温湯含浸が円滑に進行せず、550
’Cを土建ると原料AI!、系成分の溶解する恐れが生
じる。前記の予熱範囲では原料Al系成分が半溶融状態
を呈し、溶解することはない。
予熱後の予備成形体は引き続きモールドにセットし、6
00〜800℃の温度に保持されたAl系合金の溶湯を
加圧含浸する。この際、用いられるAl系合金は原料成
分としたAl系粉末と同一組成のものとすることが好ま
しい。加圧含浸の条件は特に設定されるものではないが
、充填密度40〜70%の予備成形体m織内にA1合金
溶湯を円滑に含浸させるには500kgf/cm”以上
の静水圧下でおこなうことが好適である。
なお、摺動部を局部的に形成する場合には最終形状のモ
ールド内の摺動部分に相当する位置に予備成形体をセッ
トし、全体を142合金溶湯で鋳包すればよい。
上記の工程を経てAf−黒鉛系の組織からなる複合摺動
部材が製造される。
〔作 用] 本発明の成分組成および製造プロセスによれば、予め酸
化処理を施してアルミナ被覆したAl系粉末が材料の硬
度を向上させるために有効に機能し、これが黒鉛成分の
潤滑性、高埋収性と相俟って耐摩耗性、摺動性、低耐摩
性などの性能が付与される。さらにA2合金溶湯の含浸
作用により組織が緻密化されると同時に、摺動材として
好適な強度特性が加味される。
このような作用が総合して、高度の摺動性能が具備され
る。
(実施例〕 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例1 平均粒径40μmのAj2合金粉末(JIS AC8A
)を大気中で300℃の温度に1時間保持して予め酸化
処理を施した。この酸化処理A/2系粉末を3000℃
で黒鉛化処理された平均粒径1μ曙、最大粒径2μmの
黒鉛微粉末とともにブタノール中で各種の配合比率によ
り湿式攪拌混合し、乾燥して均質な混合粉末を得た。
この混合物をピッチ粉末1wt%を添加し、200℃に
加熱しながら混練したのち内径100mm 、高さ10
0mmのモールドを用いて100kg/cm”の圧力で
成形した。得られた予備成形体の充填密度は、40〜5
0%の範囲の収まった。
ついで、予備成形体をArガス雰囲気中で500“Cの
温度に予熱してモールドにセントし、700℃に保持さ
れたAI!合金(JIS AC8A)の溶湯を注入して
適用圧力500kgf/am”により組織内に強制含浸
した。加圧含浸したのち凝固して/l−黒鉛系の組織か
らなる複合摺動部材を製造した。
得られた各摺動部材につき各種物理特性を測定し、結果
を原料配合比と対比させて表1に示した。
なお、摩耗量の測定は下記の条件でおこなった。
試験片寸法:16X 6X10I1m+試験面:16X
1抛− 試験装置:L陣摩擦摩耗試験機 相手材二軸受鋼(JIS 5IIJ−2)相手材寸法:
外径35mm、内径30mm、幅10++m面圧: 5
kg/mm2 試験時間=30分 また、埋収性の判定は相手材である軸受鋼の試験面の状
態観察によっておこなった。
表  1 く表 注〉 ◎:良好 O:概ね良好 ×:不良表1の
結果から、Al系粉末と黒鉛微粉末の重量配合比が70
 : 30より黒鉛成分が多くなると曲げ強度および耐
摩耗性が低下し、前記比が90 : 10より黒鉛成分
が少なくなると曲げ強度は増大するものの摩耗量が再び
上昇して摺動特性が減退することが判明する。したがっ
て、埋収性を含めた総合評価としてはAE系粉末と黒鉛
微粉末の重量配合比が70 : 30〜90 : 10
の割合において良好な摺動性能が得られることが認めら
れる。
実施例2 実施例1とRIIN No、9と同一組成のピンチ混線
物を成形圧力を変えて成形し、充填密度の異なる予備成
形体を形成した。各予備成形体につき実施例1と同一条
件でA1合金溶湯を含浸して複合摺動材を製造した。
得られた各摺動材の特性を測定し、成形圧力(kg/(
m2)および充填密度(vol/%)と対比して表2に
示した。
表2の結果から、予備成形体の充填密度が40%を丁形
る例では曲げ強度は高いものの耐摩耗性が悪く、また7
0%を越えると強度、耐摩耗性ともに低下することが判
る。したがって、予備成形体の充填密度は40〜70%
の範囲が好適である。
表2 く表 注〉 ◎;良好 O:概ね良好 ×:不良[発明
の効果〕 以上のとおり、本発明によればAff系粉末と黒鉛粉末
とを特定の配合比率で混合し、この予備成形体にA1合
金溶湯を加圧含浸することによってA1−黒鉛系の&l
織からなる高摺動特性を備える複合摺動部材を製造する
ことができる。
したがって、長期に亘り相手材を耐摩することのない安
定した性能が保証される。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、予め酸化処理を施した粒径10〜50μmのAl系
    粉末と最大粒径が10μm以下の黒鉛微粉末を重量比9
    0:10〜70:30の割合で混合し、混合物にピッチ
    バインダーを加えて混練したのち充填密度が40〜70
    %になるように予備成形し、ついで予備成形体を不活性
    雰囲気下で400〜550℃の温度で予熱してモールド
    にセットし、600〜800℃のAl合金溶湯を加圧含
    浸することを特徴とする複合摺動部材の製造方法。
JP5597190A 1990-03-06 1990-03-06 複合摺動部材の製造方法 Pending JPH03257128A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0747494A1 (en) * 1995-06-06 1996-12-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha A1-based composite material having adhesion resistance property and process for producing the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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