JPH0967630A - 摺動材料 - Google Patents
摺動材料Info
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- JPH0967630A JPH0967630A JP22037595A JP22037595A JPH0967630A JP H0967630 A JPH0967630 A JP H0967630A JP 22037595 A JP22037595 A JP 22037595A JP 22037595 A JP22037595 A JP 22037595A JP H0967630 A JPH0967630 A JP H0967630A
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- Japan
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- sliding
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- corrosion resistance
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/08—Alloys based on copper with lead as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/02—Alloys based on copper with tin as the next major constituent
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 生分解性油中での耐腐食性に優れているし、
相対材とのなじみ性が良い材料とする。 【構成】 Ｓｎ９．０〜１５．０重量％、Ｐｂ８．５〜
１１．０重量％、Ｎｉ３重量％以下、Ｚｎ３．０〜１
０．０重量％、残りＣｕより成る摺動材料。
相対材とのなじみ性が良い材料とする。 【構成】 Ｓｎ９．０〜１５．０重量％、Ｐｂ８．５〜
１１．０重量％、Ｎｉ３重量％以下、Ｚｎ３．０〜１
０．０重量％、残りＣｕより成る摺動材料。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、油圧機器の摺動部品等
に用いられ、摺動性に優れていると共に、生分解性油に
対して優れた耐腐食性を示す摺動材料に関する。
に用いられ、摺動性に優れていると共に、生分解性油に
対して優れた耐腐食性を示す摺動材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】油圧機器、例えば油圧ポンプ・油圧モー
タはシリンダーブロック、バルブプレート、クレード
ル、ピストンシュー等の油に触れながら摺動する部品を
多数備え、これらの摺動部品は摺動材料により製作され
てている。
タはシリンダーブロック、バルブプレート、クレード
ル、ピストンシュー等の油に触れながら摺動する部品を
多数備え、これらの摺動部品は摺動材料により製作され
てている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述の油圧ポンプ・油
圧モータ等の油圧機器には一般的に石油系の油が使用さ
れており、この石油系の油は良好な潤滑特性を示すが自
然界では分解しないため、環境汚染の原因の一つになっ
ている。
圧モータ等の油圧機器には一般的に石油系の油が使用さ
れており、この石油系の油は良好な潤滑特性を示すが自
然界では分解しないため、環境汚染の原因の一つになっ
ている。
【０００４】例えば、建設機械は工事現場等の屋外で点
検、修理することがあり、前述の油圧ポンプ・油圧モー
タ等の油圧機器を点検、修理する際に内部の油が地面に
落下すると、その油が分解しないので環境汚染の原因の
一つになっている。
検、修理することがあり、前述の油圧ポンプ・油圧モー
タ等の油圧機器を点検、修理する際に内部の油が地面に
落下すると、その油が分解しないので環境汚染の原因の
一つになっている。
【０００５】この環境汚染を防止するため自然界で自然
に分解するようにバクテリアによる分解性（生分解性）
を付与した油が知られているが、このような生分解性油
を油圧機器に使用すると、前述の摺動材料を腐食させて
油圧機器の耐久性を低下させるという問題がある。
に分解するようにバクテリアによる分解性（生分解性）
を付与した油が知られているが、このような生分解性油
を油圧機器に使用すると、前述の摺動材料を腐食させて
油圧機器の耐久性を低下させるという問題がある。
【０００６】そこで、本発明は前述の課題を解決できる
ようにした摺動材料を提供することを目的とする。
ようにした摺動材料を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は前述の生分解
性油が摺動材料を腐食させる事由について鋭意研究した
とところ、生分解性油としては植物油をベースにしたも
のが多いが、焼きつき防止を目的としてイオウ（Ｓ）な
どを極圧添加材として添加しているものもある。このＳ
は特に鉛青銅系材料（Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｂ系）に対してＣ
ｕを溶出させ、腐食の原因となること、及び同じ生分解
性油に対して黄銅系（Ｃｕ−Ｚｎ系）材料では腐食がし
にくいことを見い出した。
性油が摺動材料を腐食させる事由について鋭意研究した
とところ、生分解性油としては植物油をベースにしたも
のが多いが、焼きつき防止を目的としてイオウ（Ｓ）な
どを極圧添加材として添加しているものもある。このＳ
は特に鉛青銅系材料（Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｂ系）に対してＣ
ｕを溶出させ、腐食の原因となること、及び同じ生分解
性油に対して黄銅系（Ｃｕ−Ｚｎ系）材料では腐食がし
にくいことを見い出した。
【０００８】この青銅系材料と黄銅系材料の生分解性油
に対する耐腐食性の差については明確な原因については
不明であるが、亜鉛の存在がサルファーアタック防止に
対して有効である可能性がある。一方、鉛青銅系材料と
黄銅系材料の摺動特性を比較した場合、黄銅系材料は硬
度、強度が高いため、高い面圧下には良い摺動特性を有
するが、比較的、面圧が低い場合には、むしろ、なじみ
性が良い比較的硬度の低い鉛青銅系材料が有効である。
なじみ性というのは、摺動した場合、局部的に摩耗して
相手材との接触面積を増やすことをいうが、比較的柔ら
かい鉛青銅材では局部面圧を下げて結果として耐面圧性
を向上する効果がある。
に対する耐腐食性の差については明確な原因については
不明であるが、亜鉛の存在がサルファーアタック防止に
対して有効である可能性がある。一方、鉛青銅系材料と
黄銅系材料の摺動特性を比較した場合、黄銅系材料は硬
度、強度が高いため、高い面圧下には良い摺動特性を有
するが、比較的、面圧が低い場合には、むしろ、なじみ
性が良い比較的硬度の低い鉛青銅系材料が有効である。
なじみ性というのは、摺動した場合、局部的に摩耗して
相手材との接触面積を増やすことをいうが、比較的柔ら
かい鉛青銅材では局部面圧を下げて結果として耐面圧性
を向上する効果がある。
【０００９】以上のことから、摺動材料としては生分解
性油に対する耐腐食性が優れているばかりでなく、なじ
み性が良いことが必要であることが判明し、この条件を
満足する摺動材料を得るために種々の実験をした結果本
発明に至り、本発明の摺動材料は、Ｓｎ９．０〜１５．
０重量％、Ｐｂ８．５〜１１．０重量％、Ｎｉ３重量％
以下、Ｚｎ３．０〜１０．０重量％、残りＣｕである成
分範囲の摺動材料である。
性油に対する耐腐食性が優れているばかりでなく、なじ
み性が良いことが必要であることが判明し、この条件を
満足する摺動材料を得るために種々の実験をした結果本
発明に至り、本発明の摺動材料は、Ｓｎ９．０〜１５．
０重量％、Ｐｂ８．５〜１１．０重量％、Ｎｉ３重量％
以下、Ｚｎ３．０〜１０．０重量％、残りＣｕである成
分範囲の摺動材料である。
【００１０】以下に本発明の摺動材料における成分範囲
の規定理由について述べる。 Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｂ 本成分は鉛青銅材の基本成分であり、摺動性の確保より
以下のように上下限を設定した。 Ｓｎ：９〜１５ｗｔ％，Ｐｂ：８．５〜１１．０ｗｔ％
の規定理由について述べる。 Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｂ 本成分は鉛青銅材の基本成分であり、摺動性の確保より
以下のように上下限を設定した。 Ｓｎ：９〜１５ｗｔ％，Ｐｂ：８．５〜１１．０ｗｔ％
【００１１】Ｓｎは鉛青銅の基本元素であるが、Ｃｕの
結晶強化に必要な９ｗｔ％を下限とした。また、Ｃｕに
完全固溶させる上限として１５％を設定した。Ｐｂも鉛
青銅の基本元素であるが、切削加工性の確保から下限を
８．５％とした。またＰｂは増加するにつれて、強度を
低下させる傾向にあり、摺動材の強度（硬さ）を確保す
るために上限を１１％とした。
結晶強化に必要な９ｗｔ％を下限とした。また、Ｃｕに
完全固溶させる上限として１５％を設定した。Ｐｂも鉛
青銅の基本元素であるが、切削加工性の確保から下限を
８．５％とした。またＰｂは増加するにつれて、強度を
低下させる傾向にあり、摺動材の強度（硬さ）を確保す
るために上限を１１％とした。
【００１２】Ｚｎ 本成分は、耐腐食性向上のための必須元素である。その
結果は３ｗｔ％以上で顕著になる。一方、添加量が０ｗ
ｔ％を越えると酸化亜鉛になりやすく材料欠陥となる確
率が高い。以上のような理由より最大１０ｗｔ％とし
た。
結果は３ｗｔ％以上で顕著になる。一方、添加量が０ｗ
ｔ％を越えると酸化亜鉛になりやすく材料欠陥となる確
率が高い。以上のような理由より最大１０ｗｔ％とし
た。
【００１３】Ｎｉ ＮｉはＰｂの偏析を防止するとともに強度向上に寄与す
る元素であるが、３ｗｔ％をこえると硬さが増加し、反
面相手摺動材とのなじみ性が低下するので、なじみ性確
保のため最大３ｗｔ％とした。
る元素であるが、３ｗｔ％をこえると硬さが増加し、反
面相手摺動材とのなじみ性が低下するので、なじみ性確
保のため最大３ｗｔ％とした。
【００１４】
【００１５】
【表１】
【００１６】前記表１に試験材料の化学成分を示す。開
発材としてはＺｎ量の異なる３種類を試験した。また比
較材として黄銅系材料２種類、青銅系材料１種類を試験
した。耐腐食性の試験方法として、生分解性油である植
物油に複数の所定温度で２４０時間加熱保持して、試験
前後のテストピースの重量変化量により評価した。
発材としてはＺｎ量の異なる３種類を試験した。また比
較材として黄銅系材料２種類、青銅系材料１種類を試験
した。耐腐食性の試験方法として、生分解性油である植
物油に複数の所定温度で２４０時間加熱保持して、試験
前後のテストピースの重量変化量により評価した。
【００１７】この結果は図１、図２、図３に示すように
なり、このことより従来の鉛青銅系材料であるベース材
（記号Ｃ）に比較して開発材は１００℃以上での環境下
における耐腐食性が大幅に改善されていることがわか
り、黄銅系材料と同等の耐腐食性を有することが確認さ
れた。
なり、このことより従来の鉛青銅系材料であるベース材
（記号Ｃ）に比較して開発材は１００℃以上での環境下
における耐腐食性が大幅に改善されていることがわか
り、黄銅系材料と同等の耐腐食性を有することが確認さ
れた。
【００１８】図４、図５に青銅系材料（Ｃ）と開発材１
を対象に摺動速度を４，１０ｍ／秒の２水準で定速摩擦
摩耗試験した結果を示す。試験方法はピン状に成形した
被試験材を円盤状のディスク（ＳＣＭ４２０Ｈ 浸炭焼
入れ材）と一定の荷重、回転速度の条件下で摺動させな
がら摩耗量を計測するもので、荷重を徐々にあげながら
焼き付きに至る限界面圧を測定した。下記にはテスト条
件をまとめて示す。
を対象に摺動速度を４，１０ｍ／秒の２水準で定速摩擦
摩耗試験した結果を示す。試験方法はピン状に成形した
被試験材を円盤状のディスク（ＳＣＭ４２０Ｈ 浸炭焼
入れ材）と一定の荷重、回転速度の条件下で摺動させな
がら摩耗量を計測するもので、荷重を徐々にあげながら
焼き付きに至る限界面圧を測定した。下記にはテスト条
件をまとめて示す。
【００１９】（定速摩擦摩耗試験条件） （１）相手材：ＳＣＭ４２０Ｈ （２）潤滑油：８０℃ （３）速度：４ｍ／秒、１０ｍ／秒 （４）荷重条件：２００Ｋｇ／ｃｍ2 以上の面圧領域は
一定荷重で５分試験後５０Ｋｇ／ｃｍ2 づつ荷重を上げ
ていく。
一定荷重で５分試験後５０Ｋｇ／ｃｍ2 づつ荷重を上げ
ていく。
【００２０】図４（速度４ｍ／秒）、図５（１０ｍ／
秒）より従来の青銅材（Ｃ）と比較してＺｎを３ｗｔ％
添加した開発材（Ａ１材）の摩耗量、限界面圧は同等レ
ベルであることが分かる。
秒）より従来の青銅材（Ｃ）と比較してＺｎを３ｗｔ％
添加した開発材（Ａ１材）の摩耗量、限界面圧は同等レ
ベルであることが分かる。
【００２１】次に本発明の銅系の摺動材料より成る摺動
部品の一例を説明する。図６に示すように、油圧ポンプ
のおけるピストン１が摺動自在に嵌挿するシリンダー孔
２を有するシリンダーブロック３、このシリンダーブロ
ック３と摺動するバルブプレート４、クレードル５、ピ
ストンシュー６等である。
部品の一例を説明する。図６に示すように、油圧ポンプ
のおけるピストン１が摺動自在に嵌挿するシリンダー孔
２を有するシリンダーブロック３、このシリンダーブロ
ック３と摺動するバルブプレート４、クレードル５、ピ
ストンシュー６等である。
【００２２】また、図７（ａ）に示すようにシリンダー
ブロク３のシリンダー２内とバルブプレート摺動面３ａ
及び図７（ｂ）に示すようバルブプレート４の摺動面４
ａ並びに図７（ｃ）に示すようにクレードル５の摺動面
５ａに銅系の摺動材料を溶着したもの。
ブロク３のシリンダー２内とバルブプレート摺動面３ａ
及び図７（ｂ）に示すようバルブプレート４の摺動面４
ａ並びに図７（ｃ）に示すようにクレードル５の摺動面
５ａに銅系の摺動材料を溶着したもの。
【００２３】図８に示すように、油圧モータのシリンダ
ーブロク１０、バルブプレート１１、ベアリング１２、
センタボール１３等である。
ーブロク１０、バルブプレート１１、ベアリング１２、
センタボール１３等である。
【００２４】図９に示すように、シリンダのピストンロ
ッド２０を摺動ガイドするブッシュ２１である。
ッド２０を摺動ガイドするブッシュ２１である。
【００２５】
【発明の効果】生分解性油中での耐腐食性が優れている
と共に、相手材とのなじみ性の良い摺動材料となる。
と共に、相手材とのなじみ性の良い摺動材料となる。
【図１】生分解性油による腐食減量を示す図表である。
【図２】生分解性油による腐食減量を示す図表である。
【図３】生分解性油による腐食減量を示す図表である。
【図４】青銅系材料と開発材１との限界面圧と摩耗量を
示す図表である。
示す図表である。
【図５】青銅系材料と開発材１との限界面圧と摩耗量を
示す図表である。
示す図表である。
【図６】油圧ポンプの断面図である。
【図７】油圧ポンプの摺動部品における摺動部に装着し
た状態を示す断面図である。
た状態を示す断面図である。
【図８】油圧モータの断面図である。
【図９】シリンダーの断面図である。
３…シリンダーブロック ４…バルブプレート ５…クレードル １０…シリンダーブロック １１…バルブプレート １２…ベアリング １３…センタボール ２０…ピストンロッド ２１…ブッシュ
フロントページの続き (72)発明者 大川 聡 川崎市川崎区中瀬３−20−１ 株式会社小 松製作所建機研究所内 (72)発明者 小西 晃子 川崎市川崎区中瀬３−20−１ 株式会社小 松製作所建機研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｓｎ９．０〜１５．０重量％、Ｐｂ８．
５〜１１．０重量％、Ｎｉ３重量％以下、Ｚｎ３．０〜
１０．０重量％、残りＣｕより成る摺動材料。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22037595A JPH0967630A (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | 摺動材料 |
| PCT/JP1996/002429 WO1997008352A1 (fr) | 1995-08-29 | 1996-08-29 | Materiau de surface coulissante |
| EP96928696A EP0860508A4 (en) | 1995-08-29 | 1996-08-29 | SLIDING SURFACE MATERIAL |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22037595A JPH0967630A (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | 摺動材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0967630A true JPH0967630A (ja) | 1997-03-11 |
Family
ID=16750145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22037595A Pending JPH0967630A (ja) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | 摺動材料 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0860508A4 (ja) |
| JP (1) | JPH0967630A (ja) |
| WO (1) | WO1997008352A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103710571A (zh) * | 2013-12-02 | 2014-04-09 | 中航力源液压股份有限公司 | 一种摩擦副青铜合金材料及其生产工艺 |
| CN104498767A (zh) * | 2015-01-20 | 2015-04-08 | 铜陵市三圆特种铸造有限责任公司 | 一种锡铅青铜合金 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4806823B2 (ja) * | 2008-05-09 | 2011-11-02 | 石川県 | 青銅合金及びその製造方法、青銅合金を用いた摺動部材 |
| CN102796918A (zh) * | 2011-05-27 | 2012-11-28 | 中国科学院金属研究所 | 一种具有抑制液体中蜡的析出和团聚功能的特种合金 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5428726A (en) * | 1977-08-09 | 1979-03-03 | Tadao Kimura | High lead bronze casted rolling material for axle and bearing |
| DE2747545C2 (de) * | 1977-10-22 | 1987-01-22 | Glyco-Metall-Werke Daelen & Loos Gmbh, 6200 Wiesbaden | Verwendung einer binären bzw. ternären Kupfer-Blei-Zinn-Legierung für Gleitschichten |
| JPS569346A (en) * | 1979-06-29 | 1981-01-30 | Daido Metal Kogyo Kk | Copper base alloy for bearing |
| JPS5794501A (en) * | 1981-09-28 | 1982-06-12 | Taiho Kogyo Co Ltd | Sliding material and its manufacture |
| US4551395A (en) * | 1984-09-07 | 1985-11-05 | D.A.B. Industries, Inc. | Bearing materials |
| DE3576833D1 (de) * | 1985-11-04 | 1990-05-03 | Jpi Transport Prod | Werkstoffe fuer lager. |
| JPH08941B2 (ja) * | 1992-03-31 | 1996-01-10 | 大同メタル工業株式会社 | 耐摩耗性摺動合金、摺動部材およびその製造方法 |
-
1995
- 1995-08-29 JP JP22037595A patent/JPH0967630A/ja active Pending
-
1996
- 1996-08-29 EP EP96928696A patent/EP0860508A4/en not_active Withdrawn
- 1996-08-29 WO PCT/JP1996/002429 patent/WO1997008352A1/ja not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103710571A (zh) * | 2013-12-02 | 2014-04-09 | 中航力源液压股份有限公司 | 一种摩擦副青铜合金材料及其生产工艺 |
| CN104498767A (zh) * | 2015-01-20 | 2015-04-08 | 铜陵市三圆特种铸造有限责任公司 | 一种锡铅青铜合金 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1997008352A1 (fr) | 1997-03-06 |
| EP0860508A1 (en) | 1998-08-26 |
| EP0860508A4 (en) | 1999-12-22 |
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