JPH07150333A - 自己潤滑性金属製品およびその製造方法 - Google Patents
自己潤滑性金属製品およびその製造方法Info
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- JPH07150333A JPH07150333A JP29565793A JP29565793A JPH07150333A JP H07150333 A JPH07150333 A JP H07150333A JP 29565793 A JP29565793 A JP 29565793A JP 29565793 A JP29565793 A JP 29565793A JP H07150333 A JPH07150333 A JP H07150333A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 製造コストを低く抑えつつ硬質層および潤滑
層を形成することにより、硬度・耐磨耗性・耐傷性が高
めると共に、硬質層および潤滑層の剥離を防ぎ、優れた
信頼性を確保する。 【構成】 本発明の自己潤滑性金属製品は、アルミニウ
ム材またはアルミニウム合金材から成る母材１の表面
に、銅を被覆した後、加熱拡散処理を施して、銅とアル
ミニウムとの金属間化合物から成るＣｕx-Ａｌy 化合物
層２が形成される。その際、Ｃｕx-Ａｌy 化合物層２の
最表面には潤滑層として純Ｃｕ層３が残される。なお、
Ｃｕx-Ａｌy 化合物層２はそれぞれ硬度が異なる第１層
〜第３層が母材１側から順に形成されている。このうち
第１層の硬度が最も低く、第２層の硬度が最も高い。
層を形成することにより、硬度・耐磨耗性・耐傷性が高
めると共に、硬質層および潤滑層の剥離を防ぎ、優れた
信頼性を確保する。 【構成】 本発明の自己潤滑性金属製品は、アルミニウ
ム材またはアルミニウム合金材から成る母材１の表面
に、銅を被覆した後、加熱拡散処理を施して、銅とアル
ミニウムとの金属間化合物から成るＣｕx-Ａｌy 化合物
層２が形成される。その際、Ｃｕx-Ａｌy 化合物層２の
最表面には潤滑層として純Ｃｕ層３が残される。なお、
Ｃｕx-Ａｌy 化合物層２はそれぞれ硬度が異なる第１層
〜第３層が母材１側から順に形成されている。このうち
第１層の硬度が最も低く、第２層の硬度が最も高い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自ら潤滑性を発揮する
自己潤滑性金属製品およびその製造方法に係り、特に、
アルミニウム材またはアルミニウム合金材の表面に銅を
被覆した自己潤滑性金属製品およびその製造方法に関す
る。
自己潤滑性金属製品およびその製造方法に係り、特に、
アルミニウム材またはアルミニウム合金材の表面に銅を
被覆した自己潤滑性金属製品およびその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウムは、熱および電気伝導性が
高い、軽量で耐食性が強い、展性・延性に富み加工が容
易であるといった長所を持っている。そのためアルミニ
ウム製品は様々な分野で使用されている。例えば、シリ
ンダやピストンのように他の物体と繰り返し接触する部
品にもアルミニウム製品を用いているが、このようなア
ルミニウム製品は潤滑性を持つことが望ましい。製品自
体が潤滑性を持つ金属製品をここでは自己潤滑性金属製
品と呼ぶ。自己潤滑性金属製品の従来例としては、潤滑
アルマイトが知られている。これは、いわゆるアルマイ
ト法を施したアルミニウム製品の表面に、潤滑層をメッ
キコーティングしたものである。潤滑層は硬度の低い金
属層から成り、他の物体とスムーズに接触することがで
きる。
高い、軽量で耐食性が強い、展性・延性に富み加工が容
易であるといった長所を持っている。そのためアルミニ
ウム製品は様々な分野で使用されている。例えば、シリ
ンダやピストンのように他の物体と繰り返し接触する部
品にもアルミニウム製品を用いているが、このようなア
ルミニウム製品は潤滑性を持つことが望ましい。製品自
体が潤滑性を持つ金属製品をここでは自己潤滑性金属製
品と呼ぶ。自己潤滑性金属製品の従来例としては、潤滑
アルマイトが知られている。これは、いわゆるアルマイ
ト法を施したアルミニウム製品の表面に、潤滑層をメッ
キコーティングしたものである。潤滑層は硬度の低い金
属層から成り、他の物体とスムーズに接触することがで
きる。
【０００３】ところで、前記のアルマイト法とは、アル
ミニウム製品の表面に硬化処理を施す方法の一種であ
る。アルミニウムは硬度の点で他の金属に劣るという短
所がある。そのため、アルミニウム製品に対しては、そ
の表面の硬度を高める表面硬化処理方法が従来より用い
られている。アルマイト法とは次のような方法である。
すなわち、硫酸またはしゅう酸の水溶液を電解液とし、
アルミニウムを陽極、黒鉛または鉛板を陰極として電気
を通す。このとき電解液の電気分解により酸素が発生
し、この酸素がアルミニウム表面を酸化させて多孔質の
酸化被膜を形成する。その後、アルミニウムを水蒸気加
熱して酸化被膜の孔を塞ぐことにより、酸化被膜を硬度
の高い硬質層とする。以上のようなアルマイト法以外に
も、通常のメッキ法や金属溶射、レーザあるいは電子ビ
ームによる肉盛法などがある。
ミニウム製品の表面に硬化処理を施す方法の一種であ
る。アルミニウムは硬度の点で他の金属に劣るという短
所がある。そのため、アルミニウム製品に対しては、そ
の表面の硬度を高める表面硬化処理方法が従来より用い
られている。アルマイト法とは次のような方法である。
すなわち、硫酸またはしゅう酸の水溶液を電解液とし、
アルミニウムを陽極、黒鉛または鉛板を陰極として電気
を通す。このとき電解液の電気分解により酸素が発生
し、この酸素がアルミニウム表面を酸化させて多孔質の
酸化被膜を形成する。その後、アルミニウムを水蒸気加
熱して酸化被膜の孔を塞ぐことにより、酸化被膜を硬度
の高い硬質層とする。以上のようなアルマイト法以外に
も、通常のメッキ法や金属溶射、レーザあるいは電子ビ
ームによる肉盛法などがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】アルミニウム製品の表
面に形成される硬質層は通常、薄膜の単一相から構成さ
れており、硬度が高い故に潤滑層には成り得ない。その
ため、この製品を他の物体と繰り返し接触する部品に使
用した場合、耐磨耗性、耐傷性が低く、初期なじみに劣
り、焼付が生じるといった問題が生じる。
面に形成される硬質層は通常、薄膜の単一相から構成さ
れており、硬度が高い故に潤滑層には成り得ない。その
ため、この製品を他の物体と繰り返し接触する部品に使
用した場合、耐磨耗性、耐傷性が低く、初期なじみに劣
り、焼付が生じるといった問題が生じる。
【０００５】これに対して前記潤滑アルマイトのような
従来の自己潤滑性金属製品は、これらの問題をクリアし
ているものの、製造工程が多く製造コストが高いという
不具合を持っている。
従来の自己潤滑性金属製品は、これらの問題をクリアし
ているものの、製造工程が多く製造コストが高いという
不具合を持っている。
【０００６】また、表面硬化処理を施した後で潤滑層を
コーティングする自己潤滑性のアルミニウム製品の場
合、アルミニウム、硬質層、潤滑層が互いに密着すると
いう３層構造を構成している。このとき、アルミニウム
および潤滑層の硬度は低く、硬質層の硬度は高い。すな
わち密着し合う２層の硬度差は極めて大きくなり、アル
ミニウムから硬質層が剥れ易く、また硬質層から潤滑層
が剥れ易い。硬質層が剥れると、アルミニウム製品の疲
労強度が弱まる。しかも剥れた硬質層の断片が相手攻撃
性を発揮し、母材自体またはアルミニウム製品が接触す
る物体を傷付ける危険がある。一方、潤滑層が剥れる
と、自己潤滑性がなくなり、上述したように、耐磨耗
性、耐傷性が低くなり、初期なじみに劣り、焼付が生じ
る。
コーティングする自己潤滑性のアルミニウム製品の場
合、アルミニウム、硬質層、潤滑層が互いに密着すると
いう３層構造を構成している。このとき、アルミニウム
および潤滑層の硬度は低く、硬質層の硬度は高い。すな
わち密着し合う２層の硬度差は極めて大きくなり、アル
ミニウムから硬質層が剥れ易く、また硬質層から潤滑層
が剥れ易い。硬質層が剥れると、アルミニウム製品の疲
労強度が弱まる。しかも剥れた硬質層の断片が相手攻撃
性を発揮し、母材自体またはアルミニウム製品が接触す
る物体を傷付ける危険がある。一方、潤滑層が剥れる
と、自己潤滑性がなくなり、上述したように、耐磨耗
性、耐傷性が低くなり、初期なじみに劣り、焼付が生じ
る。
【０００７】本発明は、以上のような従来技術の問題点
を解消するために提案されたものであり、その主たる目
的は、製造コストを低く抑えつつ硬質層および潤滑層を
形成することにより、硬度・耐磨耗性・耐傷性が高い自
己潤滑性金属製品およびその製造方法を提供することで
ある。また本発明の第２の目的は、硬質層および潤滑層
の剥離を防ぎ、優れた信頼性を確保する自己潤滑性金属
製品およびその製造方法を提供することである。
を解消するために提案されたものであり、その主たる目
的は、製造コストを低く抑えつつ硬質層および潤滑層を
形成することにより、硬度・耐磨耗性・耐傷性が高い自
己潤滑性金属製品およびその製造方法を提供することで
ある。また本発明の第２の目的は、硬質層および潤滑層
の剥離を防ぎ、優れた信頼性を確保する自己潤滑性金属
製品およびその製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達するため
に、請求項１記載の自己潤滑性金属製品は、アルミニウ
ム材またはアルミニウム合金材から成る母材の表面に銅
とアルミニウムとの金属間化合物が形成され、この金属
間化合物の最表面に純銅層が形成されていることを特徴
とする。
に、請求項１記載の自己潤滑性金属製品は、アルミニウ
ム材またはアルミニウム合金材から成る母材の表面に銅
とアルミニウムとの金属間化合物が形成され、この金属
間化合物の最表面に純銅層が形成されていることを特徴
とする。
【０００９】また、請求項２記載の自己潤滑性金属製品
は、前記金属間化合物が硬度の異なる３層以上の硬質層
から構成され、このうち母材表面および純銅層に接する
硬質層の硬度が低く設けられていることを特徴とする。
は、前記金属間化合物が硬度の異なる３層以上の硬質層
から構成され、このうち母材表面および純銅層に接する
硬質層の硬度が低く設けられていることを特徴とする。
【００１０】請求項３記載の自己潤滑性金属製品の製造
方法は、アルミニウム材またはアルミニウム合金材から
成る母材の表面に対し、銅を被覆した後、純銅層が残る
程度に加熱拡散処理を施して、前記銅とアルミニウムと
の金属間化合物を形成することを特徴とする。
方法は、アルミニウム材またはアルミニウム合金材から
成る母材の表面に対し、銅を被覆した後、純銅層が残る
程度に加熱拡散処理を施して、前記銅とアルミニウムと
の金属間化合物を形成することを特徴とする。
【００１１】請求項４記載の自己潤滑性金属製品の製造
方法は、前記母材の表面に対して５〜３０μｍ銅を被覆
し、３００〜５００℃で１〜２００時間にわたって加熱
拡散処理を施すことを特徴とする。
方法は、前記母材の表面に対して５〜３０μｍ銅を被覆
し、３００〜５００℃で１〜２００時間にわたって加熱
拡散処理を施すことを特徴とする。
【００１２】
【作用】上記のような構成を有する請求項１の発明にお
いては、母材表面に形成される銅とアルミニウムとの金
属間化合物が硬質層となるため、硬度を高めることがで
きる。また、この金属間化合物の最表面に形成される純
銅層が潤滑層となるので、自己潤滑作用を発揮でき、優
れた耐磨耗性、耐傷性を確保できる。
いては、母材表面に形成される銅とアルミニウムとの金
属間化合物が硬質層となるため、硬度を高めることがで
きる。また、この金属間化合物の最表面に形成される純
銅層が潤滑層となるので、自己潤滑作用を発揮でき、優
れた耐磨耗性、耐傷性を確保できる。
【００１３】請求項２の発明においては、金属間化合物
を構成する硬質層のうち、母材表面および潤滑層に接す
る硬質層の硬度を低くしているため、母材と硬質層およ
び硬質層と潤滑層の硬度差を小さくすることができる。
したがって、硬質層および潤滑層が剥れ難くなり、疲労
強度の低下や相手攻撃性の発生を防ぐと共に、自己潤滑
性を長期間維持することができる。
を構成する硬質層のうち、母材表面および潤滑層に接す
る硬質層の硬度を低くしているため、母材と硬質層およ
び硬質層と潤滑層の硬度差を小さくすることができる。
したがって、硬質層および潤滑層が剥れ難くなり、疲労
強度の低下や相手攻撃性の発生を防ぐと共に、自己潤滑
性を長期間維持することができる。
【００１４】請求項３の発明においては、銅を被覆後、
加熱拡散処理して銅およびアルミニウムの金属間化合物
層を形成することにより、安定した硬質層を均一に成長
させることができる。また、被覆した銅を残してこれを
潤滑層とすることにより、硬質層と潤滑層とを同時に形
成することができる。そのため、従来技術のように硬質
層を形成した後に潤滑層を形成するといった工程をとる
必要がなく、製造工程の簡略化を進めることができる。
加熱拡散処理して銅およびアルミニウムの金属間化合物
層を形成することにより、安定した硬質層を均一に成長
させることができる。また、被覆した銅を残してこれを
潤滑層とすることにより、硬質層と潤滑層とを同時に形
成することができる。そのため、従来技術のように硬質
層を形成した後に潤滑層を形成するといった工程をとる
必要がなく、製造工程の簡略化を進めることができる。
【００１５】請求項４の発明においては、母材の表面に
対して５〜３０μｍ銅を被覆し、３００〜５００℃で１
〜２００時間にわたって加熱拡散処理を施すことによ
り、硬度が異なる複数の金属間化合物層を形成すること
ができる。したがって、硬質層の硬度を段階的に変化さ
せ、母材と硬質層および硬質層と潤滑層における硬度差
を小さくすることができる。これにより、硬質層および
潤滑層が剥離し難い金属製品を製造することができる。
対して５〜３０μｍ銅を被覆し、３００〜５００℃で１
〜２００時間にわたって加熱拡散処理を施すことによ
り、硬度が異なる複数の金属間化合物層を形成すること
ができる。したがって、硬質層の硬度を段階的に変化さ
せ、母材と硬質層および硬質層と潤滑層における硬度差
を小さくすることができる。これにより、硬質層および
潤滑層が剥離し難い金属製品を製造することができる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図１〜図３を参
照して具体的に説明する。本実施例は、アルミニウム合
金材の表面に銅を被覆した自己潤滑性金属製品の製造方
法である。
照して具体的に説明する。本実施例は、アルミニウム合
金材の表面に銅を被覆した自己潤滑性金属製品の製造方
法である。
【００１７】図１を参照して、本実施例の製造工程を説
明する。まず、鋳造材・展伸材であるＡＣ４Ｃのアルミ
ニウム合金材を母材１として用意する。そしてこの母材
１の表面に対し、電気メッキによりＣｕを３０μｍ被覆
する。続いて、母材１に対して加熱拡散処理を施し、Ｃ
ｕとＡｌとの金属間化合物から成るＣｕx-Ａｌy 化合物
層２を形成する。このとき、加熱温度が３００℃では加
熱時間が２４〜２００時間、加熱温度が４５０℃では加
熱時間が１〜２４時間が好ましい。
明する。まず、鋳造材・展伸材であるＡＣ４Ｃのアルミ
ニウム合金材を母材１として用意する。そしてこの母材
１の表面に対し、電気メッキによりＣｕを３０μｍ被覆
する。続いて、母材１に対して加熱拡散処理を施し、Ｃ
ｕとＡｌとの金属間化合物から成るＣｕx-Ａｌy 化合物
層２を形成する。このとき、加熱温度が３００℃では加
熱時間が２４〜２００時間、加熱温度が４５０℃では加
熱時間が１〜２４時間が好ましい。
【００１８】図２の帯グラフは、母材１にＣｕメッキを
行う際のＣｕx-Ａｌy 化合物層２の成長過程を示してい
る。グラフ中のＨｖ数値は、各層の硬度の平均値であ
る。このグラフから分かるように、母材１表面にＣｕを
コーティングした後、３００℃で加熱し２４時間経過す
ると、ＣｕとＡｌとが金属間化合物Ｃｕx-Ａｌy とな
り、硬度が異なる２層のＣｕx-Ａｌy 化合物層２が表れ
る。１００時間経過した以降はＣｕx-Ａｌy 化合物層２
は３層になり、その硬度は飛躍的に高くなる。なお、Ｃ
ｕx-Ａｌy 化合物層２を構成する３層は、母材１側から
順に、第１層、第２層、第３層とする。さらに加熱時間
が２００時間になると、Ｃｕx-Ａｌy 化合物層２と純Ｃ
ｕ層３の全体の厚さを１００とした場合、Ｃｕx-Ａｌy
化合物層２の厚さ比率は４０％を越える。これを純Ｃｕ
層３の観点から見れば、加熱時間が２００時間で厚さ比
率にして約６０％残っていると言える。なお、純Ｃｕ層
３も加熱拡散処理によりその硬度が多少高まるが、加熱
時間２００時間でもＨｖ９０程度である。
行う際のＣｕx-Ａｌy 化合物層２の成長過程を示してい
る。グラフ中のＨｖ数値は、各層の硬度の平均値であ
る。このグラフから分かるように、母材１表面にＣｕを
コーティングした後、３００℃で加熱し２４時間経過す
ると、ＣｕとＡｌとが金属間化合物Ｃｕx-Ａｌy とな
り、硬度が異なる２層のＣｕx-Ａｌy 化合物層２が表れ
る。１００時間経過した以降はＣｕx-Ａｌy 化合物層２
は３層になり、その硬度は飛躍的に高くなる。なお、Ｃ
ｕx-Ａｌy 化合物層２を構成する３層は、母材１側から
順に、第１層、第２層、第３層とする。さらに加熱時間
が２００時間になると、Ｃｕx-Ａｌy 化合物層２と純Ｃ
ｕ層３の全体の厚さを１００とした場合、Ｃｕx-Ａｌy
化合物層２の厚さ比率は４０％を越える。これを純Ｃｕ
層３の観点から見れば、加熱時間が２００時間で厚さ比
率にして約６０％残っていると言える。なお、純Ｃｕ層
３も加熱拡散処理によりその硬度が多少高まるが、加熱
時間２００時間でもＨｖ９０程度である。
【００１９】また、母材１表面にＣｕをコーティング
後、４５０℃で加熱した場合、１時間で２層のＣｕx-Ａ
ｌy 化合物層２が急速に成長し、その厚さ比率は約６０
％に達する。このときＣｕx-Ａｌy 化合物層２は十分高
い硬度を得ている。
後、４５０℃で加熱した場合、１時間で２層のＣｕx-Ａ
ｌy 化合物層２が急速に成長し、その厚さ比率は約６０
％に達する。このときＣｕx-Ａｌy 化合物層２は十分高
い硬度を得ている。
【００２０】図３の断面模式図は、加熱温度３００℃、
加熱時間が２００時間経過したときのＣｕx-Ａｌy 化合
物層２の状態を示している。このとき、純Ｃｕ層３のＨ
ｖ９０程度、母材１側の硬度はＨｖ３０程度である。Ｃ
ｕx-Ａｌy 化合物層２を構成する３層のうち、第１層が
７．３μｍ、第２層が３．３μｍ、第３層が６．７μｍ
まで成長しており、純Ｃｕ層３は２２．７μｍ残ってい
る。また、図中に示した各層の硬度分布曲線からも明ら
かなように、母材１に密着する第１層および純Ｃｕ層３
に密着する第３層の硬度は低く、第１層および第３層に
挟まれた第２層の硬度は高くなっている。
加熱時間が２００時間経過したときのＣｕx-Ａｌy 化合
物層２の状態を示している。このとき、純Ｃｕ層３のＨ
ｖ９０程度、母材１側の硬度はＨｖ３０程度である。Ｃ
ｕx-Ａｌy 化合物層２を構成する３層のうち、第１層が
７．３μｍ、第２層が３．３μｍ、第３層が６．７μｍ
まで成長しており、純Ｃｕ層３は２２．７μｍ残ってい
る。また、図中に示した各層の硬度分布曲線からも明ら
かなように、母材１に密着する第１層および純Ｃｕ層３
に密着する第３層の硬度は低く、第１層および第３層に
挟まれた第２層の硬度は高くなっている。
【００２１】以上のような本実施例においては、Ｃｕを
被覆後、加熱拡散処理して硬度の高いＣｕx-Ａｌy 化合
物層２を形成することにより、安定した硬質層を均一に
成長させることができる。また、加熱拡散処理を終了す
る時点でコーティングした銅の一部を純Ｃｕ層３として
残し、これを潤滑層とすることができる。したがって、
本実施例によれば加熱拡散処理を終了した段階で硬質層
と潤滑層とをが同時に形成することができる。その結
果、従来技術のように硬質層を形成した後に潤滑層を形
成するといった工程をとる必要がなく、製造工程の簡略
化を図ることができる。しかも本実施例においては、一
般的な電気メッキを利用しているので、極めて安価にあ
り、且つ厚さ３０μｍのＣｕのコーティングを容易に確
保することができる。さらに母材１の溶解加工や後の仕
上加工は不要である。したがって、製造コストを削減す
ることが可能であり、経済的に有利である。
被覆後、加熱拡散処理して硬度の高いＣｕx-Ａｌy 化合
物層２を形成することにより、安定した硬質層を均一に
成長させることができる。また、加熱拡散処理を終了す
る時点でコーティングした銅の一部を純Ｃｕ層３として
残し、これを潤滑層とすることができる。したがって、
本実施例によれば加熱拡散処理を終了した段階で硬質層
と潤滑層とをが同時に形成することができる。その結
果、従来技術のように硬質層を形成した後に潤滑層を形
成するといった工程をとる必要がなく、製造工程の簡略
化を図ることができる。しかも本実施例においては、一
般的な電気メッキを利用しているので、極めて安価にあ
り、且つ厚さ３０μｍのＣｕのコーティングを容易に確
保することができる。さらに母材１の溶解加工や後の仕
上加工は不要である。したがって、製造コストを削減す
ることが可能であり、経済的に有利である。
【００２２】以上のように製造された自己潤滑性金属製
品は、高い硬度と自己潤滑作用を発揮することができ
る。したがって、強い強度が要求される機械部品などに
適しており、この製品を他の物体と繰り返し接触する部
品に使用した場合も、初期なじみに優れ、しかも焼付が
生じることがないため、好適である。さらに、母材１、
Ｃｕx-Ａｌy 化合物層２および純Ｃｕ層３とが冶金敵な
連続性を有しているため、熱および電気伝導性を阻害す
ることなく、且つ化合物層２（硬質層）および純Ｃｕ層
３（潤滑層）は剥離することがない。特に本実施例で
は、Ｃｕx-Ａｌy 化合物層２を多層構造とし、各層の硬
度を段階的に変化させ、母材１と化合物層２、および化
合物層２と純Ｃｕ層３における硬度差を小さくしてい
る。したがって、母材１、化合物層２および純Ｃｕ層３
の三者は密着性が非常に高く、強い強度を保持しつつ一
体化を実現している。
品は、高い硬度と自己潤滑作用を発揮することができ
る。したがって、強い強度が要求される機械部品などに
適しており、この製品を他の物体と繰り返し接触する部
品に使用した場合も、初期なじみに優れ、しかも焼付が
生じることがないため、好適である。さらに、母材１、
Ｃｕx-Ａｌy 化合物層２および純Ｃｕ層３とが冶金敵な
連続性を有しているため、熱および電気伝導性を阻害す
ることなく、且つ化合物層２（硬質層）および純Ｃｕ層
３（潤滑層）は剥離することがない。特に本実施例で
は、Ｃｕx-Ａｌy 化合物層２を多層構造とし、各層の硬
度を段階的に変化させ、母材１と化合物層２、および化
合物層２と純Ｃｕ層３における硬度差を小さくしてい
る。したがって、母材１、化合物層２および純Ｃｕ層３
の三者は密着性が非常に高く、強い強度を保持しつつ一
体化を実現している。
【００２３】これにより、製品の疲労強度の低下や、硬
質層の断片による相手攻撃性の発生を防ぐことができる
と同時に、自己潤滑性を長期間維持することが可能とな
る。なお、金属溶射や、レーザあるいは電子ビームによ
る肉盛法による表面硬化処理方法では、Ｃｕx-Ａｌy 化
合物層２を多層構造にすることは工程管理が複雑でコス
トが高くなるが、本実施例では簡単にこれを実施するこ
とができる。
質層の断片による相手攻撃性の発生を防ぐことができる
と同時に、自己潤滑性を長期間維持することが可能とな
る。なお、金属溶射や、レーザあるいは電子ビームによ
る肉盛法による表面硬化処理方法では、Ｃｕx-Ａｌy 化
合物層２を多層構造にすることは工程管理が複雑でコス
トが高くなるが、本実施例では簡単にこれを実施するこ
とができる。
【００２４】本発明は、上記のような実施例に限定され
るものではなく、母材としては、純アルミニウム、高純
度アルミニウム、５０００系のＡｌ−Ｍｇ系合金、７０
００系のＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金、３０００系のＡｌ−
Ｍｎ系合金などからなるものが用いられるが、これらの
ものに限定されない。また、メッキ方法も電気メッキに
限らず、真空メッキや化学メッキなど、各種メッキ方法
を利用することが可能である。さらにＣｕのコーティン
グの厚さは形成すべき硬質層の厚さや硬度などを考慮し
て適宜決定することができる。また、拡散処理はＡｒガ
ス雰囲気中で実施するのが好ましいが、それ以外でも、
真空中やＮ2 などのアルミニウムに対して不活性ガス雰
囲気中などで行うことができる。さらに、本発明による
自己潤滑性金属製品の用途例としては、ピストンやシリ
ンダをはじめとして、ギヤ、カムシャフト、リフタ、リ
テーナ、コンロッドなどの各部品に用いることが適して
いる。
るものではなく、母材としては、純アルミニウム、高純
度アルミニウム、５０００系のＡｌ−Ｍｇ系合金、７０
００系のＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金、３０００系のＡｌ−
Ｍｎ系合金などからなるものが用いられるが、これらの
ものに限定されない。また、メッキ方法も電気メッキに
限らず、真空メッキや化学メッキなど、各種メッキ方法
を利用することが可能である。さらにＣｕのコーティン
グの厚さは形成すべき硬質層の厚さや硬度などを考慮し
て適宜決定することができる。また、拡散処理はＡｒガ
ス雰囲気中で実施するのが好ましいが、それ以外でも、
真空中やＮ2 などのアルミニウムに対して不活性ガス雰
囲気中などで行うことができる。さらに、本発明による
自己潤滑性金属製品の用途例としては、ピストンやシリ
ンダをはじめとして、ギヤ、カムシャフト、リフタ、リ
テーナ、コンロッドなどの各部品に用いることが適して
いる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の自己潤滑
性金属製品およびその製造方法によれば、製造コストを
低く抑えつつ硬質層および潤滑層を形成することがで
き、硬度・耐磨耗性・耐傷性を高めると共に、硬質層お
よび潤滑層の剥離を防いで優れた信頼性を確保すること
ができた。
性金属製品およびその製造方法によれば、製造コストを
低く抑えつつ硬質層および潤滑層を形成することがで
き、硬度・耐磨耗性・耐傷性を高めると共に、硬質層お
よび潤滑層の剥離を防いで優れた信頼性を確保すること
ができた。
【図１】本発明の自己潤滑性金属製品の製造方法を説明
するブロック図
するブロック図
【図２】アルミニウム材に銅メッキを行う際の金属間化
合物層の成長を示すグラフ
合物層の成長を示すグラフ
【図３】本発明の自己潤滑性金属製品の一実施例の断面
模式図
模式図
１：母材 ２：Ｃｕx-Ａｌy 化合物層 ３：純Ｃｕ層
Claims (4)
- 【請求項１】 アルミニウム材またはアルミニウム合金
材から成る母材の表面に銅とアルミニウムとの金属間化
合物が形成され、 前記金属間化合物の最表面に純銅層が形成されているこ
とを特徴とする自己潤滑性金属製品。 - 【請求項２】 前記金属間化合物は硬度が異なる３層以
上の硬質層から構成され、 前記硬質層のうち前記母材表面および前記純銅層に接す
る硬質層の硬度が低く設けられていることを特徴とする
請求項１記載の自己潤滑性金属製品。 - 【請求項３】 アルミニウム材またはアルミニウム合金
材から成る母材の表面に対し、銅を被覆した後、純銅層
が残る程度に加熱拡散処理を施して、前記銅とアルミニ
ウムとの金属間化合物を形成することを特徴とする自己
潤滑性金属製品の製造方法。 - 【請求項４】 前記母材の表面に対して５〜３０μｍ銅
を被覆し、３００〜５００℃で１〜２００時間にわたっ
て前記加熱拡散処理を施すことを特徴とする請求項３記
載の自己潤滑性金属製品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29565793A JPH07150333A (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | 自己潤滑性金属製品およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29565793A JPH07150333A (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | 自己潤滑性金属製品およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07150333A true JPH07150333A (ja) | 1995-06-13 |
Family
ID=17823486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29565793A Pending JPH07150333A (ja) | 1993-11-25 | 1993-11-25 | 自己潤滑性金属製品およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07150333A (ja) |
-
1993
- 1993-11-25 JP JP29565793A patent/JPH07150333A/ja active Pending
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