JPH04157107A - 金属摺接部材の製造方法 - Google Patents
金属摺接部材の製造方法Info
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- JPH04157107A JPH04157107A JP28361390A JP28361390A JPH04157107A JP H04157107 A JPH04157107 A JP H04157107A JP 28361390 A JP28361390 A JP 28361390A JP 28361390 A JP28361390 A JP 28361390A JP H04157107 A JPH04157107 A JP H04157107A
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Landscapes
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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。
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
この発明は、たとえば機械要素である歯車、軸受などの
金属摺接部材を製造する方法に関し、さらに詳しくいえ
ば、他の部材との摺接面となるべき面が優れた潤滑性能
を有する金属摺接部材を製造する方法に関する。
金属摺接部材を製造する方法に関し、さらに詳しくいえ
ば、他の部材との摺接面となるべき面が優れた潤滑性能
を有する金属摺接部材を製造する方法に関する。
従来の技術
機械要素である歯車など金属摺接部材における他の部材
との摺接面には、潤滑性を付与する必要がある。
との摺接面には、潤滑性を付与する必要がある。
従来、このような金属製摺接部材は、通常の焼結法によ
り最終製品に要求される密度比、たとえば９７％以上の
密度比の金属焼結体をつくり、この金属焼結体の摺接面
となるべき面に、気相メッキ法により、たとえば黒鉛、
Ｍｏ Ｓ２、ＷＳ２、ＭｏＳｅ２、ＷＳｅ２などの層状
固体潤滑剤や、Ａ ｇ ％ Ａ ｕ ＳＰ ｂ ｓ Ｃ
ｕなどの軟質金属固体潤滑剤を蒸着させて潤滑剤皮膜を
形成する方法によって製造されている。また、金属製摺
接部材は、金属粉末と固体潤滑剤の粉末とを混合し、こ
の混合粉末を用いて最終製品に要求される密度比、たと
えば９７％以上の密度比を有する焼結体をつくる方法に
よっても製造されている。
り最終製品に要求される密度比、たとえば９７％以上の
密度比の金属焼結体をつくり、この金属焼結体の摺接面
となるべき面に、気相メッキ法により、たとえば黒鉛、
Ｍｏ Ｓ２、ＷＳ２、ＭｏＳｅ２、ＷＳｅ２などの層状
固体潤滑剤や、Ａ ｇ ％ Ａ ｕ ＳＰ ｂ ｓ Ｃ
ｕなどの軟質金属固体潤滑剤を蒸着させて潤滑剤皮膜を
形成する方法によって製造されている。また、金属製摺
接部材は、金属粉末と固体潤滑剤の粉末とを混合し、こ
の混合粉末を用いて最終製品に要求される密度比、たと
えば９７％以上の密度比を有する焼結体をつくる方法に
よっても製造されている。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、従来の方法のうち前者の方法では、潤滑
剤皮膜の焼結体に対する密着性が十分ではないので使用
時の摩擦により摺接面がら剥かれ易く、長期間にわたっ
ての潤滑性能の維持か困難であるという問題かある。ま
た、後者の方法では、焼結体の強度が弱くなって、荷重
を受けたさいに割れるおそれかある。
剤皮膜の焼結体に対する密着性が十分ではないので使用
時の摩擦により摺接面がら剥かれ易く、長期間にわたっ
ての潤滑性能の維持か困難であるという問題かある。ま
た、後者の方法では、焼結体の強度が弱くなって、荷重
を受けたさいに割れるおそれかある。
この発明の目的は、上記問題を解決した金属製摺接部材
を提供することにある。
を提供することにある。
課題を解決するための手段
この発明による金属摺接部材の製造方法は、密度比８５
〜９５％の金属焼結体を成形する工程と、金属焼結体の
摺接面となるべき面に、気相メッキ法により固体潤滑剤
を蒸着させて潤滑剤皮膜を形成する工程と、固体潤滑剤
の皮膜か形成された金属焼結体を真空雰囲気で圧縮成形
する工程とよりなることを特徴とするものである。
〜９５％の金属焼結体を成形する工程と、金属焼結体の
摺接面となるべき面に、気相メッキ法により固体潤滑剤
を蒸着させて潤滑剤皮膜を形成する工程と、固体潤滑剤
の皮膜か形成された金属焼結体を真空雰囲気で圧縮成形
する工程とよりなることを特徴とするものである。
上記において、第１工程で成形する金属焼結体の密度比
を８５〜９５９６の範囲に限定したのは、次の理由によ
る。すなわち、焼結体の密度比か下限値未満であると焼
結体の空孔か連通状となるので、第２工程の気相メッキ
時に、摺接面となるべき面に開口した空孔内に多くの固
体潤滑剤が浸透してしまい、第２工程で形成する潤滑剤
皮膜の膜厚か薄くなるとともに、その表面に大きな凹凸
か発生して所望の潤滑性能を得られないからである。ま
た、上限値を越えると空孔率が小さくなるので、摺接面
となるべき面に開口した空孔が少なくなり、第２工程に
おいて潤滑剤皮膜を形成したさいに、このような空孔の
存在に起因する投錨効果か小さくなって潤滑剤皮膜の密
着性が十分ではなくなるからである。
を８５〜９５９６の範囲に限定したのは、次の理由によ
る。すなわち、焼結体の密度比か下限値未満であると焼
結体の空孔か連通状となるので、第２工程の気相メッキ
時に、摺接面となるべき面に開口した空孔内に多くの固
体潤滑剤が浸透してしまい、第２工程で形成する潤滑剤
皮膜の膜厚か薄くなるとともに、その表面に大きな凹凸
か発生して所望の潤滑性能を得られないからである。ま
た、上限値を越えると空孔率が小さくなるので、摺接面
となるべき面に開口した空孔が少なくなり、第２工程に
おいて潤滑剤皮膜を形成したさいに、このような空孔の
存在に起因する投錨効果か小さくなって潤滑剤皮膜の密
着性が十分ではなくなるからである。
上記第２工程において金属焼結体の摺接面となるべき面
に、気相メッキ法により固体潤滑剤を蒸着させて潤滑剤
皮膜を形成すると、固体潤滑剤は、波面に開口した空孔
内にも浸透し、この浸透した固体潤滑剤の投錨効果によ
り皮膜の密着性が向上する。しかも、焼結体の表面から
内部に向かって潤滑材濃度が徐々に低くなった、いわゆ
る傾斜機能材料が得られる。気相メッキ法としては、た
とえばスパッタリング法、プラズマコーティング法、イ
オンブレーティング法、イオンビーム法、ＣＶＤ法など
が適用される。
に、気相メッキ法により固体潤滑剤を蒸着させて潤滑剤
皮膜を形成すると、固体潤滑剤は、波面に開口した空孔
内にも浸透し、この浸透した固体潤滑剤の投錨効果によ
り皮膜の密着性が向上する。しかも、焼結体の表面から
内部に向かって潤滑材濃度が徐々に低くなった、いわゆ
る傾斜機能材料が得られる。気相メッキ法としては、た
とえばスパッタリング法、プラズマコーティング法、イ
オンブレーティング法、イオンビーム法、ＣＶＤ法など
が適用される。
固体潤滑剤としては、たとえば黒鉛、ＭｏＳ２、Ｗ Ｓ
２ 、Ｍ ｏ Ｓ ｅ ２ 、Ｗ Ｓ ｅ ２などの
層状固体潤滑剤や、Ａｇ５Ａｕ、Ｐｂ、Ｃｕなどの軟質
金属固体潤滑剤が用いられる。また、焼結体の表面に形
成する潤滑剤皮膜の膜厚は、数μｍ〜数十μｍの範囲内
にあることが好ましい。
２ 、Ｍ ｏ Ｓ ｅ ２ 、Ｗ Ｓ ｅ ２などの
層状固体潤滑剤や、Ａｇ５Ａｕ、Ｐｂ、Ｃｕなどの軟質
金属固体潤滑剤が用いられる。また、焼結体の表面に形
成する潤滑剤皮膜の膜厚は、数μｍ〜数十μｍの範囲内
にあることが好ましい。
上記第３工程において真空雰囲気で圧縮成形を施すと、
傾斜機能材料としての機能を維持したままで焼結体の密
度比が高められるとともに、焼結体内部の空孔内のガス
を焼結体外に引き出し、摺接面となるべき面に開口した
空孔内に固体潤滑剤を密に充填することができ、焼結体
の強度を損なうことなく潤滑剤皮膜の焼結体に対する密
着性が一層向上する。しかも、皮膜表面の凹凸をなくす
ことができる。この圧縮成形は、内部が真空となされた
カプセル中に封入して熱間等方圧プレスや冷間等方圧プ
レスにより行うのがよい。
傾斜機能材料としての機能を維持したままで焼結体の密
度比が高められるとともに、焼結体内部の空孔内のガス
を焼結体外に引き出し、摺接面となるべき面に開口した
空孔内に固体潤滑剤を密に充填することができ、焼結体
の強度を損なうことなく潤滑剤皮膜の焼結体に対する密
着性が一層向上する。しかも、皮膜表面の凹凸をなくす
ことができる。この圧縮成形は、内部が真空となされた
カプセル中に封入して熱間等方圧プレスや冷間等方圧プ
レスにより行うのがよい。
発明の効果
この発明の製造方法によれば、密度比８５〜９５％の金
属焼結体を成形した後、この金属焼結体の摺接面となる
べき面に、気相メッキ法により固体潤滑剤を蒸着させて
潤滑剤皮膜を形成するので、皮膜形成時にこれと連なっ
た固体潤滑剤が、波面に開口した空孔内に浸透し、さら
に後工程において固体潤滑剤の皮膜が形成された金属焼
結体を真空雰囲気で圧縮成形するので、得られた金属摺
接部材における潤滑剤皮膜の密着性は、密度比９７％以
上の金属焼結体の摺接面となるべき面に気相メッキ法に
より固体潤滑剤皮膜を形成することにより得られた金属
摺接部材に比べて、はるかに優れたものとなる。したが
って、使用時の摩擦によっても剥離しにくくなって潤滑
性能が長期間にわたって維持される。しかも、金属粉末
と固体潤滑剤の粉末との混合粉末を用いて焼結すること
により得られたものに比べて、強度が大きくなる。また
、得られた金属摺接部材は、傾斜機能材料の性質を維持
しているので、摺接部材として使用した場合、摺動部の
初期潤滑は表面部の潤滑剤皮膜か摺動部分に作用し、こ
の摺動部分に広く行きわたるが、−旦摺動部分に行きわ
たるとその後の潤滑剤は少なくてすむので、表面部の潤
滑剤皮膜がかきとられても焼結体内の潤滑剤で十分な潤
滑機能を果たし、効果的な摺動状態か得られる。
属焼結体を成形した後、この金属焼結体の摺接面となる
べき面に、気相メッキ法により固体潤滑剤を蒸着させて
潤滑剤皮膜を形成するので、皮膜形成時にこれと連なっ
た固体潤滑剤が、波面に開口した空孔内に浸透し、さら
に後工程において固体潤滑剤の皮膜が形成された金属焼
結体を真空雰囲気で圧縮成形するので、得られた金属摺
接部材における潤滑剤皮膜の密着性は、密度比９７％以
上の金属焼結体の摺接面となるべき面に気相メッキ法に
より固体潤滑剤皮膜を形成することにより得られた金属
摺接部材に比べて、はるかに優れたものとなる。したが
って、使用時の摩擦によっても剥離しにくくなって潤滑
性能が長期間にわたって維持される。しかも、金属粉末
と固体潤滑剤の粉末との混合粉末を用いて焼結すること
により得られたものに比べて、強度が大きくなる。また
、得られた金属摺接部材は、傾斜機能材料の性質を維持
しているので、摺接部材として使用した場合、摺動部の
初期潤滑は表面部の潤滑剤皮膜か摺動部分に作用し、こ
の摺動部分に広く行きわたるが、−旦摺動部分に行きわ
たるとその後の潤滑剤は少なくてすむので、表面部の潤
滑剤皮膜がかきとられても焼結体内の潤滑剤で十分な潤
滑機能を果たし、効果的な摺動状態か得られる。
実 施 例
以下、この発明の実施例を比較例とともに示す。
実施例
第１図は実施例の方法の各工程で得られたものを順に示
し、第２図はその一部を拡大して示す。まず、第１図（
ａ）および第２図（ａ）に示すように、ＪＩＳＳＵＳ４
１０Ｌの粉末を用いて密度比８５％の板状焼結体（１）
を形成した。ついで、第１図（ｂ）に示すように、この
焼結体（１）の片面に、スパッタリング法により銀（固
体潤滑剤）を蒸着させて膜厚１０μｍの皮膜（２）を形
成した。このとき、第２図（ｂ）に示すように、皮膜（
２）は、焼結体（１）の片面に開口した空孔（１ａ）内
に入り込んでおり、その表面には細かい凹部（２ａ）か
存在していた。その後、皮膜（２）か形成された焼結体
（１）を、カプセル中に入れるとともにこのカプセル中
を真空状態として密封し、温度９００℃、時間３０分間
、Ａｒガス圧２０ ｋｇ／ ａｍ２の条件で熱間等方圧
プレスを行い、第１図（ｅ）に示すような金属摺接部材
（３）を製造した。金属摺接部材（３）における焼結体
（１）の密度比は１００％であった。また、金属摺接部
材（３）の摺接面となるべき面に開口した空孔（１ａ）
内には、第２図（Ｃ）に示すように、皮膜（２）を構成
する銀が密に充填されていた。しかも、皮膜（２）の表
面は平滑面であった。
し、第２図はその一部を拡大して示す。まず、第１図（
ａ）および第２図（ａ）に示すように、ＪＩＳＳＵＳ４
１０Ｌの粉末を用いて密度比８５％の板状焼結体（１）
を形成した。ついで、第１図（ｂ）に示すように、この
焼結体（１）の片面に、スパッタリング法により銀（固
体潤滑剤）を蒸着させて膜厚１０μｍの皮膜（２）を形
成した。このとき、第２図（ｂ）に示すように、皮膜（
２）は、焼結体（１）の片面に開口した空孔（１ａ）内
に入り込んでおり、その表面には細かい凹部（２ａ）か
存在していた。その後、皮膜（２）か形成された焼結体
（１）を、カプセル中に入れるとともにこのカプセル中
を真空状態として密封し、温度９００℃、時間３０分間
、Ａｒガス圧２０ ｋｇ／ ａｍ２の条件で熱間等方圧
プレスを行い、第１図（ｅ）に示すような金属摺接部材
（３）を製造した。金属摺接部材（３）における焼結体
（１）の密度比は１００％であった。また、金属摺接部
材（３）の摺接面となるべき面に開口した空孔（１ａ）
内には、第２図（Ｃ）に示すように、皮膜（２）を構成
する銀が密に充填されていた。しかも、皮膜（２）の表
面は平滑面であった。
比較例Ｉ
ＪＩＳＳＵＳ４１０Ｌの粉末を用いて密度比９８％の板
状焼結体を形成した。ついで、この焼結体の片面に、ス
パッタリング法により銀を蒸着させて銀皮膜を形成し、
金属摺接部材を製造した。皮膜の膜厚は２μｍとした。
状焼結体を形成した。ついで、この焼結体の片面に、ス
パッタリング法により銀を蒸着させて銀皮膜を形成し、
金属摺接部材を製造した。皮膜の膜厚は２μｍとした。
比較例２
ＪＩＳＳＵＳ４１０Ｌの粉末５０重量部と、銀の粉末５
０重量部とを混合し、この混合粉末を用いて密度比９０
％の板状焼結体を形成し、金属摺接部材を製造した。
０重量部とを混合し、この混合粉末を用いて密度比９０
％の板状焼結体を形成し、金属摺接部材を製造した。
評価試験１
実施例および比較例１で得られた金属摺接部材の表面に
形成されている潤滑剤皮膜の密着性を調べるために、引
掻き速度１ ａｒＡ／秒で引掻き試験を行なって引掻き
剥離荷重を測定し、剥離荷重比を求めた。その結果、実
施例を１．０とした場合に比較例１では０．４であった
。
形成されている潤滑剤皮膜の密着性を調べるために、引
掻き速度１ ａｒＡ／秒で引掻き試験を行なって引掻き
剥離荷重を測定し、剥離荷重比を求めた。その結果、実
施例を１．０とした場合に比較例１では０．４であった
。
評価試験２
実施例および比較例２で得られた金属摺接部材の強度を
調べるために、クロスヘツド速度０゜５■■／分で圧砕
試験を行なって圧砕荷重を測定し、圧砕荷重比を求めた
。その結果、実施例を１．０とした場合に比較例２では
０．６であった。
調べるために、クロスヘツド速度０゜５■■／分で圧砕
試験を行なって圧砕荷重を測定し、圧砕荷重比を求めた
。その結果、実施例を１．０とした場合に比較例２では
０．６であった。
図面はこの発明の実施例の方法の各工程で得られたもの
を順に示し、第１図（ａ）は第１工程で形成された焼結
体の斜視図、同図（ｂ）は第２工程により固体潤滑剤の
皮膜を形成した焼結体の斜視図、同図（Ｃ）は製造され
た金属摺接部材の斜視図、第２図（ａ）は第１図（ａ）
の部分拡大断面図、同図（ｂ）は第１図（ｂ）の部分拡
大断面図、同図（Ｃ）は第１図（ｃ）の部分拡大断面図
である。 （１）焼結体、（２）・・・皮膜、（３）・・・金属摺
接部材。 以 上
を順に示し、第１図（ａ）は第１工程で形成された焼結
体の斜視図、同図（ｂ）は第２工程により固体潤滑剤の
皮膜を形成した焼結体の斜視図、同図（Ｃ）は製造され
た金属摺接部材の斜視図、第２図（ａ）は第１図（ａ）
の部分拡大断面図、同図（ｂ）は第１図（ｂ）の部分拡
大断面図、同図（Ｃ）は第１図（ｃ）の部分拡大断面図
である。 （１）焼結体、（２）・・・皮膜、（３）・・・金属摺
接部材。 以 上
Claims (1)
- 密度比８５〜９５％の金属焼結体を成形する工程と、
金属焼結体の摺接面となるべき面に、気相メッキ法によ
り固体潤滑剤を蒸着させて潤滑剤皮膜を形成する工程と
、固体潤滑剤の皮膜が形成された金属焼結体を真空雰囲
気で圧縮成形する工程とよりなることを特徴とする金属
摺接部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28361390A JPH04157107A (ja) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | 金属摺接部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28361390A JPH04157107A (ja) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | 金属摺接部材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04157107A true JPH04157107A (ja) | 1992-05-29 |
Family
ID=17667775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28361390A Pending JPH04157107A (ja) | 1990-10-19 | 1990-10-19 | 金属摺接部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04157107A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1099868A2 (en) * | 1999-11-12 | 2001-05-16 | Ebara Corporation | Sliding member and process for producing the same |
| JP2003021056A (ja) * | 2001-07-05 | 2003-01-24 | Calsonic Harrison Co Ltd | カーエアコン用スワッシュプレートおよびその製造方法 |
| JP2003328060A (ja) * | 2002-05-02 | 2003-11-19 | Mitsubishi Materials Corp | 焼結合金とその製造方法 |
| JP2011012767A (ja) * | 2009-07-02 | 2011-01-20 | Toyota Motor Corp | 摺動部材及び摺動部材の製造方法 |
-
1990
- 1990-10-19 JP JP28361390A patent/JPH04157107A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1099868A2 (en) * | 1999-11-12 | 2001-05-16 | Ebara Corporation | Sliding member and process for producing the same |
| JP2003021056A (ja) * | 2001-07-05 | 2003-01-24 | Calsonic Harrison Co Ltd | カーエアコン用スワッシュプレートおよびその製造方法 |
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