JPH11131107A - 複合焼結摺動材料 - Google Patents
複合焼結摺動材料Info
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Abstract
的強度を向上させた複合焼結摺動材料を提供すること。 【解決手段】銅系基材粒子と無電解ニッケルリンめっき
を施した固体潤滑剤粒子との焼結体からなる複合焼結摺
動材料。
Description
た複合焼結摺動材料に関し、より詳しくは、無電解ニッ
ケルリンめっきを施した固体潤滑剤を用いることにより
固体潤滑剤による摺動特性を維持したまま機械的強度を
向上させた複合焼結摺動材料に関する。
固体潤滑剤を複合焼結させた複合焼結摺動材料は、低摩
擦係数、耐摩耗性、耐熱性等の摺動特性が要求される部
品に適用されている。しかしながら、このような複合焼
結摺動材料において摺動特性を改善するために固体潤滑
剤を増加させようとしても、ある添加量を超えると圧粉
成形時の粉末相互の凝着性が急激に低下するため、良好
な焼結体を得ることが困難であり、更に、機械的強度が
急激に低下するため、実用面から固体潤滑剤の添加量を
数重量%以下に制限している。
ることなしで銅系基材と多量の固体潤滑剤との複合焼結
を可能にするための手段として、特開昭55−4451
5号公報、特開昭55−134102号公報等に開示さ
れているように、銅めっき処理を施した固体潤滑剤を用
いる技術がある。この技術は圧粉成形時の粉末相互の凝
着力不足を、固体潤滑剤の表面に銅めっき被膜を施すこ
とにより改善するものである。
理を施した固体潤滑剤とを用いて複合焼結摺動材料を製
造する場合には、固体潤滑剤の表面に存在する銅被膜に
より圧粉成形性は改善されるが、複合焼結摺動材料の強
度向上は達成しにくい。この理由は、複合焼結摺動材料
の製造に普通に用いられている銅系基材が銅粉88〜9
2重量%と錫粉12〜8重量%とからなり、そのような
基材の焼結温度は1000K前後であるのに対して、銅
めっきで得られる被膜の組成は純銅に近く、そのような
被膜の焼結温度は約1200Kと高いため、焼結操作に
そのような銅系基材に適した焼結温度(1000K前
後)を用いる場合には、銅めっき被膜における拡散は困
難で、焼結反応が不十分となるからである。
中で分解、劣化温度の低いもの(例えば:二硫化モリブ
デンでは約1000K)を用いる場合、銅系基材と銅め
っき処理を施した固体潤滑剤との焼結反応を十分に行わ
せて複合焼結摺動材料の強度を向上させるために、その
ような銅めっき被膜に適した高い焼結温度(約1200
K)を用いると、固体潤滑剤の分解、劣化が生じて、複
合焼結摺動材料の摺動特性も低下することになる。
て、特開昭55−134102号公報に開示されている
ような置換めっき法及び特開平2−133549号公報
に開示されているような電気めっき法が用いられてい
る。置換めっき法では、粉末表面に均一な銅被膜を安価
に形成できるが、厚付け及び粒径の小さな(350メッ
シュ以下の)粉末へのめっきが難しく、更に、めっき被
膜の密着力が小さいため剥離が生じやすい。
密着力が良好であり且つ厚付けが可能であるが、膜厚が
電流密度によって左右されるため、粉末表面への均一な
銅被膜の形成は難しく、更に、粉末形状が複雑である場
合には粉末表面に無めっき部が形成されやすい。このよ
うに、複合焼結摺動材料の製造に、置換めっき法又は電
気めっき法によって固体潤滑剤表面に銅めっき被膜を形
成したものを用いる場合には、上記した剥離や無めっき
部に起因して、圧粉成形時に銅系基材と固体潤滑剤の一
部表面とが直接接触することになり、圧粉成形時の粉末
相互の凝着性の改良効果が小さくなり、良好な焼結体を
得ることが困難で、強度向上の効果が小さい。本発明は
上記の諸問題を解決するためになされたものであり、本
発明の目的は固体潤滑剤による摺動特性を維持したまま
機械的強度を向上させた複合焼結摺動材料を提供するこ
とにある。
を達成するために鋭意検討の結果、銅系基材粒子と固体
潤滑剤粒子との焼結体において、固体潤滑剤粒子として
無電解ニッケルリンめっきを施した固体潤滑剤を用いる
ことにより、銅系基材との焼結反応を促進して固体潤滑
剤による摺動特性を維持したまま機械的強度を向上させ
た複合焼結摺動材料が得られることを見出し、本発明を
完成した。即ち、本発明の複合焼結摺動材料は、銅系基
材粒子と無電解ニッケルリンめっきを施した固体潤滑剤
粒子との焼結体からなることを特徴とする。
は複合焼結摺動材料の製造に一般に用いられている如何
なるものでもよく、例えば、銅粉88〜92重量%と錫
粉12〜8重量%とからなる基材粒子を用いることがで
きる。このような基材粒子は、銅粉と錫粉とがそれぞれ
独立に粉体として存在していて、焼結に先立って銅粉と
錫粉と無電解ニッケルリンめっきを施した固体潤滑剤粒
子とを混合する形態で用いられるものであってもよく、
或いは銅粉と錫粉との微細凝集体として存在していて、
焼結に先立ってこのような微細凝集体と無電解ニッケル
リンめっきを施した固体潤滑剤粒子とを混合する形態で
用いられるものであってもよい。
焼結摺動材料の製造に一般に用いられている如何なるも
のでもよく、例えば、二硫化モリブデン、黒鉛を用いる
ことができる。本発明においては、これらの固体潤滑剤
粒子の表面に無電解ニッケルリンめっきを施したものを
用いる。このような無電解ニッケルリンめっきを施した
固体潤滑剤粒子は、例えば、親水処理の前処理を行った
固体潤滑剤を無電解めっき液(例えば、金属塩として硫
酸ニッケル又は塩化ニッケル、還元剤として次亜リン酸
ナトリウムを主成分とする水溶液)に浸漬することによ
り得られる。
周知であり、そのめっき浴組成、pH、温度等のめっき
条件は、例えば、電気化学協会編「第4版 電気化学便
覧」(平成5年4月30日第2刷発行)丸善 384〜
385頁、電気鍍金研究会編「めっき教本」(1989
年7月20日初版4刷発行)日刊工業新聞社 219〜
224頁に具体的に記載されている。
リン含有量が増加するにつれて耐磨耗性、耐食性が向上
するが、反面、被膜が脆くなる欠点があるので、本発明
で用いる無電解ニッケルリンめっきを施した固体潤滑剤
粒子においては、無電解ニッケルリンめっき被膜は、そ
の組成がニッケル約88〜97重量%、リン約12〜3
重量%で、固体潤滑剤表面に均一に形成されていること
が好ましい。
を施した固体潤滑剤粒子において、固体潤滑剤成分:無
電解ニッケルリンめっき被膜成分の重量比が1:0.2
〜1.5であることが好ましい。無電解ニッケルリンめ
っき被膜成分の量が固体潤滑剤成分1重量部に対して
0.2重量部未満である場合には、圧粉成形時の粉末相
互の凝着性が低下する傾向があり、その結果として良好
な焼結体を得ることが困難となる傾向があり、更に、機
械的強度が低下する傾向がある。また、無電解ニッケル
リンめっき被膜成分の量が固体潤滑剤成分1重量部に対
して1.5重量部を超える場合には、複合焼結摺動材料
の使用時の固体潤滑剤粒子の露出度が低くなるために複
合焼結摺動材料の摺動特性が低下する傾向がある。
と無電解ニッケルリンめっきを施した固体潤滑剤粒子と
を混合するか、又は銅粉と錫粉との微細凝集体と無電解
ニッケルリンめっきを施した固体潤滑剤粒子とを混合
し、これらの混合物を冷間又は熱間で圧粉成形し、この
圧粉成形物を還元性雰囲気中で約800K〜約1150
Kの焼結温度で焼結処理を行うことによって得られる。
この焼結処理によって、機械的強度が向上しており且つ
良好な摺動特性を有する複合焼結摺動材料が得られる。
その後、使用目的に応じた加工(再圧縮、サイジング
等)を行う。
更に詳細に説明する。 実施例1 無電解ニッケルリンめっきを施した黒鉛粒子であって、
無電解ニッケルリンめっき被膜の組成がニッケル95重
量%及びリン5重量%であり、黒鉛成分:無電解ニッケ
ルリンめっき被膜成分の重量比が1:1である、ニッケ
ルリンめっき被膜付き黒鉛粒子を表1に示す種々の添加
量(全組成に占める重量%)となる量で銅粉9重量部及
び錫粉1重量部と混合した。この混合物をJIS Z
2507の試験方法に準じて試験できるように軸受の形
状に冷間で圧粉成形し、この圧粉成形物を還元性雰囲気
中で1000Kの焼結温度で焼結処理を行った。得られ
た焼結軸受の圧環強さ(MPa)をJIS Z 250
7の試験方法に準じて求めたところ、表1に示す通りで
あった。
無電解銅めっき被膜成分の重量比が1:1である、銅め
っき被膜付き黒鉛粒子を表1に示す種々の添加量(全組
成に占める重量%)となる量で銅粉9重量部及び錫粉1
重量部と混合した。この混合物を用いて実施例1と同様
にして焼結軸受を製造し、実施例1と同様にして圧環強
さ(MPa)を求めたところ、表1に示す通りであっ
た。
占める重量%)となる量で銅粉9重量部及び錫粉1重量
部と混合した。この混合物を用いて実施例1と同様にし
て焼結軸受を製造し、実施例1と同様にして圧環強さ
(MPa)を求めたところ、表1に示す通りであった。
示す通りである。表1及び図1から明らかなように、未
処理の黒鉛粒子を用いた場合(比較例2)には、添加量
の増加と共に圧環強さが急激に低下し、添加量が10重
量%の場合の圧環強さは無添加の場合の約1/2になる
ことが認められる。一方、無電解銅めっきを施した黒鉛
粒子を用いた場合(比較例1)には、未処理の黒鉛粒子
を用いた場合と同様の圧環強さであり、強度改善は見ら
れないが、無電解ニッケルリンめっきを施した黒鉛粒子
を用いた場合(実施例1)には、圧環強さが著しく高
く、強度向上の効果が得られている。
子であって、無電解ニッケルリンめっき被膜の組成がニ
ッケル95重量%及びリン5重量%であり、二硫化モリ
ブデン成分:無電解ニッケルリンめっき被膜成分の重量
比が1:1である、ニッケルリンめっき被膜付き二硫化
モリブデン粒子を表2に示す種々の添加量(全組成に占
める重量%)となる量で銅粉9重量部及び錫粉1重量部
と混合した。この混合物を用いて実施例1と同様にして
焼結軸受を製造し、実施例1と同様にして圧環強さ(M
Pa)を求めたところ、表2に示す通りであった。
て、二硫化モリブデン成分:無電解銅めっき被膜成分の
重量比が1:1である、銅めっき被膜付き二硫化モリブ
デン粒子を表2に示す種々の添加量(全組成に占める重
量%)となる量で銅粉9重量部及び錫粉1重量部と混合
した。この混合物を用いて実施例1と同様にして焼結軸
受を製造し、実施例1と同様にして圧環強さ(MPa)
を求めたところ、表2に示す通りであった。
量(全組成に占める重量%)となる量で銅粉9重量部及
び錫粉1重量部と混合した。この混合物を用いて実施例
1と同様にして焼結軸受を製造し、実施例1と同様にし
て圧環強さ(MPa)を求めたところ、表2に示す通り
であった。
示す通りである。表2及び図2から明らかなように、未
処理の二硫化モリブデン粒子を用いた場合(比較例4)
には、添加量の増加と共に圧環強さが(比較例2との比
較から明らかなように)急激に低下し、添加量が10重
量%の場合の圧環強さは無添加の場合の約1/6になる
ことが認められる。一方、無電解銅めっきを施した二硫
化モリブデン粒子を用いた場合(比較例3)には、未処
理の二硫化モリブデン粒子を用いた場合よりも改善され
ているが、無電解ニッケルリンめっきを施した二硫化モ
リブデン粒子を用いた場合(実施例2)には、圧環強さ
が著しく高く、強度向上の効果が得られている。
子であって、無電解ニッケルリンめっき被膜の組成がニ
ッケル95重量%及びリン5重量%であり、二硫化モリ
ブデン成分:無電解ニッケルリンめっき被膜成分の重量
比が1:1である、ニッケルリンめっき被膜付き二硫化
モリブデン粒子を表3に示す種々の添加量(全組成に占
める重量%)となる量で銅粉9重量部及び錫粉1重量部
と混合した。この混合物を摩擦係数測定用試験片の形状
に冷間で圧粉成形し、この圧粉成形物を還元性雰囲気中
で1000Kの焼結温度で焼結処理を行った。得られた
焼結試験片を用い、摩擦速度0.36m/s、面圧0.
98MPa、無潤滑、大気中で摩擦試験を行ない、摩擦
係数(μ)を求めたところ、表3に示す通りであった。
て、二硫化モリブデン成分:無電解銅めっき被膜成分の
重量比が1:1である、銅めっき被膜付き二硫化モリブ
デン粒子を表3に示す種々の添加量(全組成に占める重
量%)となる量で銅粉9重量部及び錫粉1重量部と混合
した。この混合物を用いて実施例3と同様にして焼結試
験片を製造し、実施例3と同様にして摩擦係数(μ)を
求めたところ、表3に示す通りであった。
量(全組成に占める重量%)となる量で銅粉9重量部及
び錫粉1重量部と混合した。この混合物を用いて実施例
3と同様にして焼結試験片を製造し、実施例3と同様に
して摩擦係数(μ)を求めたところ、表3に示す通りで
あった。
示す通りである。表3及び図3から明らかなように、無
電解ニッケルリンめっきを施した二硫化モリブデン粒子
を用いた場合(実施例3)の摩擦係数(μ)は、未処理
の二硫化モリブデン粒子を用いた場合(比較例6)の摩
擦係数(μ)と同等もしくはより小さい摩擦係数が得ら
れ、良好な摺動特性を示す。
剤による摺動特性を維持したまま機械的強度を向上させ
ており、摺動材料として好適なものである。
複合焼結摺動材料の圧環強さの測定結果を示すグラフで
ある。
複合焼結摺動材料の圧環強さの測定結果を示すグラフで
ある。
複合焼結摺動材料の摩擦係数の測定結果を示すグラフで
ある。
Claims (4)
- 【請求項1】銅系基材粒子と無電解ニッケルリンめっき
を施した固体潤滑剤粒子との焼結体からなることを特徴
とする複合焼結摺動材料。 - 【請求項2】無電解ニッケルリンめっき被膜の組成がニ
ッケル88〜97重量%及びリン12〜3重量%であ
る、請求項1記載の複合焼結摺動材料。 - 【請求項3】無電解ニッケルリンめっきを施した固体潤
滑剤粒子において、該固体潤滑剤成分:該無電解ニッケ
ルリンめっき被膜成分の重量比が1:0.2〜1.5で
ある、請求項1又は2記載の複合焼結摺動材料。 - 【請求項4】銅系基材粒子が銅粒子と錫粒子とからな
る、請求項1、2又は3記載の複合焼結摺動材料。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP29078197A JP3765071B2 (ja) | 1997-10-23 | 1997-10-23 | 複合焼結摺動材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29078197A JP3765071B2 (ja) | 1997-10-23 | 1997-10-23 | 複合焼結摺動材料 |
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---|---|
JPH11131107A true JPH11131107A (ja) | 1999-05-18 |
JP3765071B2 JP3765071B2 (ja) | 2006-04-12 |
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ID=17760436
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29078197A Expired - Fee Related JP3765071B2 (ja) | 1997-10-23 | 1997-10-23 | 複合焼結摺動材料 |
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---|---|
JP (1) | JP3765071B2 (ja) |
Cited By (6)
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---|---|---|---|---|
EP1508693A2 (en) * | 2003-08-18 | 2005-02-23 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Multi layer sliding part and a method for its manufacture |
EP1391620A3 (en) * | 2002-08-23 | 2005-12-07 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Multi-layer sliding part and a method for its manufacture |
US7255933B2 (en) | 2002-08-23 | 2007-08-14 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Multi-layer sliding part and a method for its manufacture |
EP1977894A1 (en) * | 2007-04-03 | 2008-10-08 | Komori Corporation | Gripper device in sheet-fed rotary printing press, and method of manufacturing the same |
US7862238B2 (en) * | 2006-03-31 | 2011-01-04 | Panasonic Corporation | Hydrodynamic bearing rotary device and information apparatus |
CN109047776A (zh) * | 2018-09-17 | 2018-12-21 | 浙江长盛滑动轴承股份有限公司 | 一种耐磨抗咬合复合材料、耐磨抗咬合复合板及其制备方法 |
-
1997
- 1997-10-23 JP JP29078197A patent/JP3765071B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US7195825B2 (en) | 2002-08-23 | 2007-03-27 | Senju Metal Industry Co., Ltd. | Multi-layer sliding part and a method for its manufacture |
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