JPH08283884A - 高強度カーボン系摺動材およびその製造方法 - Google Patents
高強度カーボン系摺動材およびその製造方法Info
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- JPH08283884A JPH08283884A JP7110232A JP11023295A JPH08283884A JP H08283884 A JPH08283884 A JP H08283884A JP 7110232 A JP7110232 A JP 7110232A JP 11023295 A JP11023295 A JP 11023295A JP H08283884 A JPH08283884 A JP H08283884A
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Abstract
(57)【要約】
【発明の目的】 機械的強度、摺動特性ともにすぐ
れ、安価で、さらに使用用途、環境によりすぐれた性質
を発揮できる摺動材を提供する。 【発明の構成】 鉄系合金、銅系合金のいずれかの
材料よりなる芯材に、炭素質または黒鉛質のカーボンと
銅系合金、鉄系合金、錫合金、鉛合金、アルミ合金、有
機質ボンド、ガラス質のいずれかの材料を組合せたカー
ボン複合体を被覆してなる摺動材およびその製造方法。
れ、安価で、さらに使用用途、環境によりすぐれた性質
を発揮できる摺動材を提供する。 【発明の構成】 鉄系合金、銅系合金のいずれかの
材料よりなる芯材に、炭素質または黒鉛質のカーボンと
銅系合金、鉄系合金、錫合金、鉛合金、アルミ合金、有
機質ボンド、ガラス質のいずれかの材料を組合せたカー
ボン複合体を被覆してなる摺動材およびその製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は機械的強度が高くかつ摺
動特性にもすぐれたカーボン系摺動材およびその製造方
法に関する。
動特性にもすぐれたカーボン系摺動材およびその製造方
法に関する。
【従来の技術】従来、ロータリーエアーコンディショナ
ーのベーン等に使用する摺動材の材料として、金属製の
ものやカーボン・金属複合体のものが用いられている。
金属製のものは機械的強度は高いが、摺動特性が必ずし
も良好ではなく、また非常に重いという欠点がある。
ーのベーン等に使用する摺動材の材料として、金属製の
ものやカーボン・金属複合体のものが用いられている。
金属製のものは機械的強度は高いが、摺動特性が必ずし
も良好ではなく、また非常に重いという欠点がある。
【０００２】カーボン・金属複合体のものは摺動特性は
すぐれているが、強度が低く、脆材であるため欠割損を
起こしやすい。また製造にあたっては、ブロックより切
り出しとなるため高価である。
すぐれているが、強度が低く、脆材であるため欠割損を
起こしやすい。また製造にあたっては、ブロックより切
り出しとなるため高価である。
【０００３】こうした点を踏まえ、機械強度が大で、か
つ摺動特性にもすぐれた摺動材を安価に提供するため特
開昭６２−８１２６５号には、炭素金属複合材の成型体
に金属めっきを施し、めっき体と金属の成形体とをはん
だ付けしてなる摺動部材が記載されている。かかる摺動
部材は、機械的強度、摺動特性ともにすぐれたものであ
るが、さらに使用用途、環境によりすぐれた性質を発揮
できる製品が望まれていた。
つ摺動特性にもすぐれた摺動材を安価に提供するため特
開昭６２−８１２６５号には、炭素金属複合材の成型体
に金属めっきを施し、めっき体と金属の成形体とをはん
だ付けしてなる摺動部材が記載されている。かかる摺動
部材は、機械的強度、摺動特性ともにすぐれたものであ
るが、さらに使用用途、環境によりすぐれた性質を発揮
できる製品が望まれていた。
【０００４】
【発明の課題】本発明の目的は機械的強度、摺動特性と
もにすぐれ、安価で、さらに使用用途、環境によりすぐ
れた性能を発揮できる摺動材を提供することにある。
もにすぐれ、安価で、さらに使用用途、環境によりすぐ
れた性能を発揮できる摺動材を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
め本発明者が提供するのは、鉄系合金、銅系合金、いず
れかの材料よりなる芯材に、特定のカーボン・複合体よ
りなるコートを被覆してなる摺動材である。
め本発明者が提供するのは、鉄系合金、銅系合金、いず
れかの材料よりなる芯材に、特定のカーボン・複合体よ
りなるコートを被覆してなる摺動材である。
【０００６】すなわち前記のカーボン・複合体において
は、カーボンが炭素質か黒鉛質のいずれかでまた組合せ
る材料が銅系合金、鉄系合金、錫合金、鉛合金、アルミ
合金、有機質ボンド、ガラス質のいずれかであることを
特徴とするものである。以下に本発明の摺動材およびそ
の製造方法について詳細に説明する。
は、カーボンが炭素質か黒鉛質のいずれかでまた組合せ
る材料が銅系合金、鉄系合金、錫合金、鉛合金、アルミ
合金、有機質ボンド、ガラス質のいずれかであることを
特徴とするものである。以下に本発明の摺動材およびそ
の製造方法について詳細に説明する。
【０００７】まず、本発明の摺動材の芯材は、鉄系合
金、銅系合金のいずれかの材料とすることにより、ベー
ン・ブッシュ等に使用した場合、高強度、高剛性の製品
が得られる。上記の鉄系合金等は、高強度、高剛性率で
あるが、摺動特性は必ずしも良好ではない。
金、銅系合金のいずれかの材料とすることにより、ベー
ン・ブッシュ等に使用した場合、高強度、高剛性の製品
が得られる。上記の鉄系合金等は、高強度、高剛性率で
あるが、摺動特性は必ずしも良好ではない。
【０００８】そこで鉄系合金等を芯材とし、これに摺動
特性がよいカーボン複合体の粉末のコートを被覆する。
これにより、高強度、高剛性率でしかも、摺動特性にも
すぐれた摺動材が得られる。
特性がよいカーボン複合体の粉末のコートを被覆する。
これにより、高強度、高剛性率でしかも、摺動特性にも
すぐれた摺動材が得られる。
【０００９】カーボン複合体のカーボンはコークス等炭
素質のもの、膨張黒鉛、カーボンブラック等の黒鉛質の
もののいずれかを使用し、粒径は１．０μｍ〜１５０μ
ｍが適当である。
素質のもの、膨張黒鉛、カーボンブラック等の黒鉛質の
もののいずれかを使用し、粒径は１．０μｍ〜１５０μ
ｍが適当である。
【００１０】またカーボンと組合せる材料は銅系合金、
鉄系合金、錫合金、鉛合金、アルミ合金、有機質ボン
ド、ガラス質のいずれかであり、粒径は１５μｍ〜３０
０μｍの範囲が均一なコートを得るために適当である。
鉄系合金、錫合金、鉛合金、アルミ合金、有機質ボン
ド、ガラス質のいずれかであり、粒径は１５μｍ〜３０
０μｍの範囲が均一なコートを得るために適当である。
【００１１】カーボンと銅系合金等の容積比は、１：１
〜１：５とすることが良好な耐焼き付き性を得るため好
ましい。上記のような材料よりなる本発明の摺動材は、
高強度、高剛性で、摺動特性にもすぐれ、またニャーネ
ットシェイプが可能なため安価に製造できる。さらに、
本発明によると、使用用途や、環境に応じて、芯材とカ
ーボン複合体の材質を選択することにより、好ましい製
品を得ることが可能となる。
〜１：５とすることが良好な耐焼き付き性を得るため好
ましい。上記のような材料よりなる本発明の摺動材は、
高強度、高剛性で、摺動特性にもすぐれ、またニャーネ
ットシェイプが可能なため安価に製造できる。さらに、
本発明によると、使用用途や、環境に応じて、芯材とカ
ーボン複合体の材質を選択することにより、好ましい製
品を得ることが可能となる。
【００１２】例えば、熱がかかるときは、熱膨張係数が
同等である鉄系合金とアルミ−炭素質となる。水中で使
用する場合は、銅系合金と鉛−炭素質（黒鉛質）が好ま
しい。このように芯材とカーボン・複合体の材質は使用
用途により選択することができる。
同等である鉄系合金とアルミ−炭素質となる。水中で使
用する場合は、銅系合金と鉛−炭素質（黒鉛質）が好ま
しい。このように芯材とカーボン・複合体の材質は使用
用途により選択することができる。
【００１３】次に本発明の摺動材の製造法について述べ
る。本発明の摺動材の製造方法としては、冷圧法、ホッ
トプレス法、溶射によりコートを被覆する方法の三通り
がある。まず、冷圧法によると、鉄系合金の粉末、銅系
合金の粉末いずれかの芯材粉末とカーボン複合体粉末の
圧縮比が同等となるように、カーボン複合体粉末に造粒
などの処理を行なってから成形型内に２層ないし３層に
充填し、加圧成型、焼結して摺動材を得る。
る。本発明の摺動材の製造方法としては、冷圧法、ホッ
トプレス法、溶射によりコートを被覆する方法の三通り
がある。まず、冷圧法によると、鉄系合金の粉末、銅系
合金の粉末いずれかの芯材粉末とカーボン複合体粉末の
圧縮比が同等となるように、カーボン複合体粉末に造粒
などの処理を行なってから成形型内に２層ないし３層に
充填し、加圧成型、焼結して摺動材を得る。
【００１４】ここで圧縮比とは粉末が押型に充てんされ
たときの体積とそれが圧縮された圧粉体（粉末を押型に
入れて常温で圧縮成形した未焼結のもの）となったとき
の体積の比を示す。
たときの体積とそれが圧縮された圧粉体（粉末を押型に
入れて常温で圧縮成形した未焼結のもの）となったとき
の体積の比を示す。
【００１５】異種の粉末を成形型内に充填し、加圧成形
焼結し成形体を得る場合、上記の粉末の圧縮比が異なる
と緻密で均質な成形体が得られない。この圧縮比を同等
にするためには異質の粉体の間において充填率を同等に
することが必要である。
焼結し成形体を得る場合、上記の粉末の圧縮比が異なる
と緻密で均質な成形体が得られない。この圧縮比を同等
にするためには異質の粉体の間において充填率を同等に
することが必要である。
【００１６】本発明において、カーボン複合体粉末の気
孔率を鉄系合金、銅系合金の粉末を均一充填するために
造粒などの処理を行なう。造粒の処理については、カー
ボン複合体粉末にＰＶＡなど造粒バインダーを加え、ヘ
ンシェルミキサー等の手段で、造粒後、熱処理、乾燥を
する。
孔率を鉄系合金、銅系合金の粉末を均一充填するために
造粒などの処理を行なう。造粒の処理については、カー
ボン複合体粉末にＰＶＡなど造粒バインダーを加え、ヘ
ンシェルミキサー等の手段で、造粒後、熱処理、乾燥を
する。
【００１７】ホットプレス法によると、成形型内に芯材
粉末とカーボン複合体粉末の気孔率をやはり造粒などで
同等にし芯材を中間にして、上下を、カーボン複合体と
して三層に充填し、加熱しながら、加圧成型して摺動材
を得る。溶射によるコート被覆によると、芯材のソリッ
ドに約５０μｍ〜５００μｍにカーボン・金属複合体コ
ートを溶射して摺動材を得る。
粉末とカーボン複合体粉末の気孔率をやはり造粒などで
同等にし芯材を中間にして、上下を、カーボン複合体と
して三層に充填し、加熱しながら、加圧成型して摺動材
を得る。溶射によるコート被覆によると、芯材のソリッ
ドに約５０μｍ〜５００μｍにカーボン・金属複合体コ
ートを溶射して摺動材を得る。
【００１８】
【本発明の効果】本発明の摺動材は芯材を高強度、高剛
性の鉄系合金または銅系合金の材質とし、これに特定の
カーボン複合体のコートを被覆することにより、高強
度、高剛性でかつ摺動特性にもすぐれた摺動材を得るこ
とができる。
性の鉄系合金または銅系合金の材質とし、これに特定の
カーボン複合体のコートを被覆することにより、高強
度、高剛性でかつ摺動特性にもすぐれた摺動材を得るこ
とができる。
【００１９】また、ニヤーネットシェイプが可能なため
安価に製造できる。さらに、芯材とカーボン複合体の材
質を使用用途や環境に応じて選択して組合せることによ
り、好ましい製品を得ることができる。
安価に製造できる。さらに、芯材とカーボン複合体の材
質を使用用途や環境に応じて選択して組合せることによ
り、好ましい製品を得ることができる。
【００２０】
【実施例１】冷圧法による本発明の製造を以下のように
行なった。芯材として粉末冶金用鉄粉（Ｄ50＝６０μ
ｍ）、またカーボン複合体として、天然黒鉛質（Ｄ50＝
２５μｍ）、電解銅粉（Ｄ50＝１５μｍ）を用いて、以
下のように冷圧法によって、ブッシュ材、ベーン材を製
造した。
行なった。芯材として粉末冶金用鉄粉（Ｄ50＝６０μ
ｍ）、またカーボン複合体として、天然黒鉛質（Ｄ50＝
２５μｍ）、電解銅粉（Ｄ50＝１５μｍ）を用いて、以
下のように冷圧法によって、ブッシュ材、ベーン材を製
造した。
【００２１】カーボン複合体の天然黒鉛質と電解銅粉の
重量で９：１の割合で配合し、造粒バインダーとしてＰ
ＶＡ０．５％溶液２０部加え、ヘンセルミキサーを用い
て８００ｒｐｍ、５分間で造粒後、１２０℃で８時間熱
処理して乾燥した。
重量で９：１の割合で配合し、造粒バインダーとしてＰ
ＶＡ０．５％溶液２０部加え、ヘンセルミキサーを用い
て８００ｒｐｍ、５分間で造粒後、１２０℃で８時間熱
処理して乾燥した。
【００２２】上記の造粒によりカーボン複合体と粉末冶
金用鉄粉の圧縮比を同等にした。上記カーボン複合体粉
末と粉末冶金用鉄粉を成形型内に２層にリング状及び板
状に充填し成形圧力５，０００Ｋｇ／ｃｍ2 、焼結温度
９００℃でＮ2 雰囲気で、時間焼結し、φ３０×φ２０
×３０のブッシュ材および、４ｔ×１０×２５のベーン
材を得た。
金用鉄粉の圧縮比を同等にした。上記カーボン複合体粉
末と粉末冶金用鉄粉を成形型内に２層にリング状及び板
状に充填し成形圧力５，０００Ｋｇ／ｃｍ2 、焼結温度
９００℃でＮ2 雰囲気で、時間焼結し、φ３０×φ２０
×３０のブッシュ材および、４ｔ×１０×２５のベーン
材を得た。
【００２３】上記のブッシュ材、ベーン材はいずれも約
５００μｍのカーボン複合体がコートされており、次の
ようにローラーチップ法によりベーンの摺動特性、リン
グオンリング法によりブッシュの摺動特性を調査した。
その摺動性、特性値を表１に示す。
５００μｍのカーボン複合体がコートされており、次の
ようにローラーチップ法によりベーンの摺動特性、リン
グオンリング法によりブッシュの摺動特性を調査した。
その摺動性、特性値を表１に示す。
【００２４】摺動中にカーボン複合体のはく離、ヒビ割
は生じなかった。 ローラーチップ：相手材質鋳鉄で、オイル噴霧をしなが
ら荷圧７Ｋｇ／ｍｍ、周速３ｍ／ｓｅｃで ４時間行な
った。 リングオンリング：相手材質鋳鉄で、ドライ状態で荷圧
を１Ｋｇ／ｃｍ2 、周速２ｍ／ｓｅｃで４時間行った。
は生じなかった。 ローラーチップ：相手材質鋳鉄で、オイル噴霧をしなが
ら荷圧７Ｋｇ／ｍｍ、周速３ｍ／ｓｅｃで ４時間行な
った。 リングオンリング：相手材質鋳鉄で、ドライ状態で荷圧
を１Ｋｇ／ｃｍ2 、周速２ｍ／ｓｅｃで４時間行った。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【実施例２】ホットプレスによる本発明の製造を以下の
ように行なった。芯材として粉末冶金用鉄分（Ｄ５０＝
６０μｍ）、カーボン複合体として、アルミ粉末（Ｄ＝
２３μｍ）、炭素質（Ｄ５０＝２５μｍ）を用いて、以
下のようにホットプレス法によりベーン材、ブッシュ材
を製造した。
ように行なった。芯材として粉末冶金用鉄分（Ｄ５０＝
６０μｍ）、カーボン複合体として、アルミ粉末（Ｄ＝
２３μｍ）、炭素質（Ｄ５０＝２５μｍ）を用いて、以
下のようにホットプレス法によりベーン材、ブッシュ材
を製造した。
【００２７】アルミ粉末と炭素質を重量比で１：１に配
合し、実施例１の方法で造粒、乾燥した粉末と粉末冶金
用鉄粉を２層にリング状及び板状に充填し、成型圧力１
５０Ｋｇ／ｃｍ2 、温度７００℃に加熱しながら、成
形、焼結して得られた、ブッシュ材、ベーン材の特性と
摺動特性を表２に示す。
合し、実施例１の方法で造粒、乾燥した粉末と粉末冶金
用鉄粉を２層にリング状及び板状に充填し、成型圧力１
５０Ｋｇ／ｃｍ2 、温度７００℃に加熱しながら、成
形、焼結して得られた、ブッシュ材、ベーン材の特性と
摺動特性を表２に示す。
【００２８】
【表２】
【００２９】
【実施例３】芯材、カーボン複合体につき次のような材
料を組合わせ溶射によるコートによりベーン材を製造し
た。 芯材：鉄系合金（６０μｍ）、銅系合金（１５μｍ） カーボン質：炭素質（ ７μｍ）、黒鉛質（１３μｍ）
料を組合わせ溶射によるコートによりベーン材を製造し
た。 芯材：鉄系合金（６０μｍ）、銅系合金（１５μｍ） カーボン質：炭素質（ ７μｍ）、黒鉛質（１３μｍ）
【００３０】カーボン質と複合させる材料：錫合金
（錫、アンチモン合金粉末Ｄ50＝２５μｍ） 鉛合金（ハンダ粉末、Ｄ50＝２５μｍ） アルミ合金粉末（Ｄ50＝２３μｍ） ガラス質（ホウーケイ酸ガラス粉末 Ｄ50＝８０μｍ）
（錫、アンチモン合金粉末Ｄ50＝２５μｍ） 鉛合金（ハンダ粉末、Ｄ50＝２５μｍ） アルミ合金粉末（Ｄ50＝２３μｍ） ガラス質（ホウーケイ酸ガラス粉末 Ｄ50＝８０μｍ）
【００３１】上記の材料を表３のように組合せて、３．
８ｔ×９．８×２４．８の芯材をショットブラストによ
り表面処理し、約１００μｍの溶射によりコートを施し
た。得られたベーン材の特性値、摺動特性を表３に示
す。
８ｔ×９．８×２４．８の芯材をショットブラストによ
り表面処理し、約１００μｍの溶射によりコートを施し
た。得られたベーン材の特性値、摺動特性を表３に示
す。
【００３２】
【表３】
【００３３】カーボン複合体は、実施例１、２と同様の
方法で造粒し、Ｄφ＝２５μｍ〜３００μｍの範囲に粒
度調整すると均一なコートを被覆することができる。
方法で造粒し、Ｄφ＝２５μｍ〜３００μｍの範囲に粒
度調整すると均一なコートを被覆することができる。
【００３４】
【比較例】表４のように市販されている、カーボン・金
属複合体につき、実施例１、２と同様のローラーチッ
プ、リングオンリングによる摺動特性と特性値を測定し
た。その結果を表４に示す。摺動特性は、本発明の実施
例と同等であるが、曲げ強度は本発明によると大幅に改
善できる。
属複合体につき、実施例１、２と同様のローラーチッ
プ、リングオンリングによる摺動特性と特性値を測定し
た。その結果を表４に示す。摺動特性は、本発明の実施
例と同等であるが、曲げ強度は本発明によると大幅に改
善できる。
【００３５】
【表４】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０４Ｃ 29/00 Ｃ０４Ｂ 35/52 Ｃ
Claims (4)
- 【請求項１】鉄系合金、銅系合金のいずれかの材料より
なる芯材に、炭素質または黒鉛質のカーボンと銅系合
金、鉄系合金、錫合金、鉛合金、アルミ合金、有機質ボ
ンド、ガラス質のいずれかの材料を組合せたカーボン複
合体を被覆してなる摺動材。 - 【請求項２】鉄系合金、銅系合金のいずれかの粉末とカ
ーボン複合体の粉末を、成形型内に２層ないし３層に充
填し、加圧成形、焼結して得られる請求項１記載の摺動
材の製造方法。 - 【請求項３】鉄系合金、銅系合金のいずれかの粉末とカ
ーボン複合体の粉末を、成形型内に中間が鉄系合金、銅
系合金のいずれかの粉末で上下がカーボン複合体の粉末
となるように、３層に充填しホットプレス法により加熱
しながら加圧成型して得られる請求項１記載の摺動材の
製造方法。 - 【請求項４】鉄系合金、銅系合金のいずれかの材料より
なる芯材のソリッドにカーボン複合体を約１０μｍ〜５
００μｍに溶射して得られる請求項１記載の摺動材の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7110232A JPH08283884A (ja) | 1995-04-12 | 1995-04-12 | 高強度カーボン系摺動材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7110232A JPH08283884A (ja) | 1995-04-12 | 1995-04-12 | 高強度カーボン系摺動材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08283884A true JPH08283884A (ja) | 1996-10-29 |
Family
ID=14530452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7110232A Pending JPH08283884A (ja) | 1995-04-12 | 1995-04-12 | 高強度カーボン系摺動材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08283884A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007146274A (ja) * | 2005-10-28 | 2007-06-14 | Frontier Carbon Corp | カーボン膜およびその製造方法 |
| CN114804876A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-07-29 | 哈尔滨电碳厂有限责任公司 | 一种高耐磨端面密封石墨材料的制备方法 |
-
1995
- 1995-04-12 JP JP7110232A patent/JPH08283884A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007146274A (ja) * | 2005-10-28 | 2007-06-14 | Frontier Carbon Corp | カーボン膜およびその製造方法 |
| CN114804876A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-07-29 | 哈尔滨电碳厂有限责任公司 | 一种高耐磨端面密封石墨材料的制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010123 |