JPH1192846A - 焼結摩擦材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐摩耗性、耐焼付き性および耐熱性に優れた
ニッケル基焼結摩擦材を優れた経済性の下で提供する。 【解決手段】 焼結材のマトリックス２は、Ｎｉまたは
Ｎｉ合金からなる。マトリックス２中にＮｉ−Ａｌ系金
属間化合物粒子４が分散している。このＮｉ−Ａｌ系金
属間化合物粒子４の最大粒径は１５μｍ以下で、平均粒
径は１０μｍ以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、クラッチやブレ
ーキ材料のような摩擦材に関し、特に、高い負荷が与え
られて著しく高温状態になるような状況でも使用するこ
とのできる焼結摩擦材およびその原料粉末ならびにそれ
らの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から提案されている金属系摩擦材に
おいては、Ｃｕ−Ｓｎ、Ｃｕ−Ｚｎ、Ｃｕ−Ｚｎ−Ｎ
ｉ、またはそれらの相互合金からなる銅系焼結材をマト
リックスにしたものが主流である。このような金属系摩
擦材を高圧・高速条件といったより過酷な条件下で使用
すると、摺動面に発生する摩擦熱によって焼結体の温度
が上昇し、その結果、銅系焼結材の耐熱性の不足に起因
した摩耗損傷や相手材との焼付き現象、またマトリック
スの塑性変形による摩擦係数の低下といった問題が生ず
る。

【０００３】そこで、銅合金よりも耐熱性に優れた金
属、たとえばニッケル（Ｎｉ）をベースにした焼結材の
適用が考えられる。このような焼結材は、たとえば、特
公昭４５−２１１６８号公報、特公平３−８４０９号公
報、特開平８−２８３７０１号公報などに開示されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
先行技術においては、マトリックスの耐熱性に欠け
る、硬質成分の脱落による焼付き現象（凝着）の発
生、といった２つの課題がある。１つ目の課題は、マト
リックスが、耐熱性に優れた金属間化合物粒子（たとえ
ば、Ｎｉ−Ａｌ、Ｎｉ−Ｔｉ、Ｔｉ−Ａｌ、Ｎｉ−Ｔｉ
−Ａｌ、Ｎｉ−Ｃｒ系）を含有しておらず、単にＮｉま
たはＮｉ合金からなるために生じる。２つ目の課題につ
いては、硬質成分粒子または硬質成分繊維をＮｉ基粉末
と単に混合して成形・焼結しただけであるために生じ
る。すなわち、硬質成分とマトリックスとの界面に拡散
反応層を有しないので、摩擦摺動時に硬質成分がマトリ
ックスから脱落して摩耗粉となり、その結果、相手材と
の焼付き（凝着）現象を誘発する。

【０００５】この発明は、上述したような課題を解決す
るためになされたものであり、その目的は、耐摩耗性、
耐焼付き性、耐熱性に優れたニッケル基焼結摩擦材を優
れた経済性の下で提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、要約すれ
ば、 ｉ） Ａｌを含有する金属間化合物粒子をＮｉ素地、ま
たはＮｉ合金素地中に均一に分散させたＮｉ基複合粉末
を作製し、 ii） 上記Ｎｉ基複合粉末を型押し成形して圧粉体と
し、 iii ）上記圧粉体を焼結する過程で、金属間化合物粒子
とＮｉとを反応させて耐熱性に優れた微細なＮｉ−Ａｌ
系金属間化合物粒子をＮｉ基焼結体のマトリックス中に
分散して生成する、ことにより達成される。

【０００７】本発明の具体的な構成は、次のとおりであ
る。本発明に従った焼結摩擦材は、Ｎｉ基複合粉末を圧
粉・加熱して得られるものである。焼結材のマトリック
スは、ＮｉまたはＮｉ合金からなる。マトリックス中に
は、Ｎｉ−Ａｌ系金属間化合物粒子が分散している。こ
のＮｉ−Ａｌ系金属間化合物粒子の最大粒径は１５μｍ
以下で、平均粒径は１０μｍ以下である。

【０００８】好ましくは、Ｎｉ−Ａｌ系金属間化合物粒
子は、マトリックスを形成している旧粉末粒の内部に分
散している。また、好ましい実施例では、潤滑成分粒子
として、黒鉛、ビスマスおよび二硫化モリブデンからな
る群から選ばれた少なくとも１種を含有する。潤滑成分
粒子の含有量は、摩擦材全体に対して重量基準で３〜１
５％である。焼結材中の空孔率は、２０％以下が好まし
い。

【０００９】焼結摩擦材の原料粉末であるＮｉ基複合粉
末は、次の特徴を有する。すなわち、Ｎｉを主成分とす
る粉末の素地中に、Ａｌを含有する金属間化合物粒子が
分散している。この金属間化合物粒子の硬度は、素地よ
りも大きい。金属間化合物粒子の最大粒径は２５μｍ以
下で、平均粒径は２０μｍ以下である。

【００１０】好ましい実施例では、金属間化合物粒子の
含有量は、複合粉末全体に対して重量基準で５〜４０％
である。また、金属間化合物粒子中のＡｌの含有量は、
金属間化合物粒子全体に対して重量基準で２０〜８０％
であるのが望ましい。金属間化合物粒子の硬さは、マイ
クロビッカース硬さ３００以上１０００以下であるのが
よい。好ましくは、素地を構成する成分は、素地全体に
対して重量基準で、Ｎｉを６０％以上、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｏおよびこれらの相互合金か
らなる群から選ばれた少なくとも１種を５〜４０％含
む。

【００１１】この発明に従ったＮｉ基複合粉末の製造方
法では、まず、Ｎｉ粉末またはＮｉ合金粉末からなる素
地用粉末と、Ａｌを含有する金属間化合物粒子とを準備
する。準備した素地用粉末と金属間化合物粒子とを所定
の割合で配合して混合する。この混合粉末を機械的粉砕
・混合・合金化処理することによって、ＮｉまたはＮｉ
合金の素地中に金属間化合物粒子を分散させる。機械的
粉砕・混合・合金化処理は、好ましくは、乾式ボールミ
ルによって行なわれる。

【００１２】この発明に従った焼結摩擦材の製造方法で
は、まず、Ｎｉ粉末またはＮｉ合金粉末からなる素地用
粉末と、Ａｌを含有する金属間化合物粒子とを準備す
る。準備した素地用粉末と金属間化合物粒子とを所定の
割合で配合して混合する。この混合粉末を機械的粉砕・
混合・合金化処理することによって、ＮｉまたはＮｉ合
金の素地中に金属間化合物粒子を分散させたＮｉ基複合
粉末を得る。得られたＮｉ基複合粉末を圧粉・成形して
粉末固化体にする。この粉末固化体を加熱下で保持して
焼結する。

【００１３】１つの実施例では、粉末固化体の加熱温度
は１０５０〜１２５０℃である。他の実施例では粉末固
化体の加熱温度は９５０〜１２５０℃であり、この温度
で加熱された状態で粉末固化体は４ｔ／ｃｍ² 以上の面
圧で加圧・圧縮される。

【００１４】この発明の特徴的な構成およびその作用に
ついて以下に詳細に説明する。 （Ａ） Ｎｉ基複合粉末およびその製造方法 Ｎｉ基複合粉末の組織構造 本発明に従ったＮｉ基複合粉末の特徴は、ｉ）Ｎｉを主
成分とする粉末の素地中に、Ａｌを含有する金属間化合
物粒子が分散し、ii）金属間化合物粒子の硬度が素地よ
りも大きく、iii ）金属間化合物粒子の最大粒径が２５
μｍ以下で、平均粒径が２０μｍ以下である点、にあ
る。

【００１５】図１に示すように、Ｎｉ基複合粉末１のＮ
ｉ基素地２中には、Ａｌを含有する金属間化合物粒子３
が分散している。金属間化合物粒子３がＡｌを含む理由
は、後の焼結過程において、金属化合物粒子中に含まれ
るＡｌと素地のＮｉとを反応させて、耐熱性に優れた微
細なＮｉ−Ａｌ系金属間化合物粒子を生成させるためで
ある。Ｎｉ基焼結摩擦材を示す図２を参照して、Ｎｉ−
Ａｌ系金属間化合物粒子４はＮｉ基素地２中に分散して
いる。特に、Ｎｉ−Ａｌ系金属間化合物粒子４は、旧粉
末粒５の内部に分散している。図中６は空孔である。微
細なＮｉ−Ａｌ系金属間化合物粒子が焼結体のマトリッ
クス中に分散することにより、焼結体自身の耐熱性およ
び高温での耐摩耗性が向上する。

【００１６】図３および図４は、比較のために、Ｎｉ基
粉末７と、Ａｌを含有する金属間化合物粒子８とを単に
混合した場合の状態を示している。図３に示すように、
金属間化合物粒子８がＮｉ基粉末７の素地中、すなわち
粉末内部に分散せずに、単にＮｉ基粉末７と接触した状
態で焼結すると、反応によってＮｉ−Ａｌ系金属間化合
物粒子を生成させることが可能である。この状態が図４
に示される。生成したＮｉ−Ａｌ系金属間化合物粒子１
０は粗大に成長する。また、図示するように、Ｎｉ−Ａ
ｌ系金属間化合物粒子１０は、焼結体のマトリックス９
中に存在するのではなく、旧粉末粒界１１に沿って分散
することになる。図示するように、粗大なＮｉ−Ａｌ系
金属間化合物粒子１０が焼結体中に不均一に分散するこ
とになるので、焼結体の耐熱性を顕著に改善させること
は困難である。

【００１７】上記のことから明らかなように、Ａｌを含
む金属間化合物粒子はＮｉ基粉末の素地中に分散させる
必要がある。つまり、優れた耐熱性および耐摩耗性を有
するＮｉ基焼結摩擦材を得るためには、Ａｌを含む金属
間化合物粒子が内部に分散したＮｉ基複合粉末を原料粉
末として用いる必要がある。Ａｌを含む硬質の金属間化
合物粒子としては、たとえば、ＦｅＡｌ、ＴｉＡｌ、Ｎ
ｉＡｌ、ＣｒＡｌ、ＮｉＴｉＡｌ、ＦｅＴｉＡｌ等が有
効である。

【００１８】Ｎｉ基粉末と、Ａｌを含む金属間化合物粒
子とを所定の比率で配合した後、たとえば乾式ボールミ
ルによる機械的混合・粉砕・合金化処理を施すことによ
り、金属間化合物粒子をＮｉ基粉末の素地内部に均一に
分散させたＮｉ基複合粉末が得られる。このとき、金属
間化合物粒子の硬さがＮｉ基粉末素地の硬さよりも小さ
ければ、機械的粉砕・混合処理によっても金属間化合物
粒子をＮｉ基粉末の素地内部にまで分散させることがで
きない。その場合、図５に示すように、Ｎｉ基粉末２０
の表面にのみ金属間化合物粒子２１が付着した状態とな
ってしまう。したがって、本発明で使用するＡｌを含む
金属間化合物粒子は、Ｎｉ基粉末の素地よりも硬いこと
が望ましい。

【００１９】金属間化合物粒子の大きさとしては、最大
粒径が２５μｍ以下で、かつ平均粒径が２０μｍ以下で
あるのが望ましい。Ａｌを含む金属間化合物粒子は、焼
結過程でＮｉと反応してＮｉ−Ａｌ系金属間化合物粒子
を新たに生成する。この際、Ｎｉ−Ａｌ系金属間化合物
粒子が粗大に成長すると、焼結体の強度を低下させると
いった問題が生じる。このような問題を避けるために、
焼結する前のＮｉ基粉末素地中に分散する金属間化合物
粒子の大きさを限定する必要がある。具体的には、上述
のように、最大粒径が２５μｍ以下で、かつ平均粒径が
２０μｍ以下であるのが望ましい。最大粒径が２５μｍ
を超える場合、または平均粒径が２０μｍを超える場合
には、焼結反応によって生成するＮｉ−Ａｌ系金属間化
合物粒子が適正な範囲よりも粗大化し、その結果、焼結
体の強度低下を誘発する。ただし、Ｎｉ基複合粉末中の
金属間化合物粒子の粒径は、機械的粉砕・混合・合金化
処理における運転条件（たとえば、処理時間や粉末とボ
ールとの割合）により制御することが可能である。

【００２０】 金属間化合物粒子の含有量 Ｎｉ基複合粉末において、粉末素地中に分散する金属間
化合物粒子の含有量は、Ｎｉ基複合粉末全体に対して重
量基準で５〜４０％であるのが望ましい。

【００２１】Ａｌを含有する金属間化合物粒子は、Ｎｉ
基粉末中に分散し、焼結過程で素地中のＮｉと反応して
Ｎｉ−Ａｌ系金属間化合物粒子を生成する。そのためＡ
ｌを含有する金属間化合物粒子は必須の存在であるが、
その量が多くなりすぎると、Ｎｉ基粉末が硬くなり、成
形性を著しく低下させるおそれがある。したがって、Ａ
ｌを含有する金属間化合物粒子の含有量は、Ｎｉ基複合
粉末全体に対して５〜４０重量％の範囲にあるのが望ま
しい。

【００２２】Ｎｉ基複合粉末全体に対して、Ａｌを含む
金属間化合物粒子の含有量が５重量％未満の場合には、
反応によって生成するＮｉ−Ａｌ系金属間化合物粒子の
量が不十分となるため、焼結体の耐熱性や高温での耐摩
耗性を顕著に向上させることが困難になる。一方、Ａｌ
を含む金属間化合物粒子の含有量が４０重量％を超える
場合には、複合粉末の成形性が低下し、圧粉体に亀裂等
が発生して健全な成形体および焼結体を得ることが困難
になる。

【００２３】 金属間化合物粒子の成分（Ａｌの含有
量） 金属間化合物粒子中のＡｌの含有量は、好ましくは、金
属間化合物粒子全体に対して重量基準で２０〜８０％で
ある。焼結体の耐熱性を改善するのに十分な量のＮｉ−
Ａｌ系金属間化合物粒子を焼結過程で反応生成させるた
めには、金属間化合物粒子は２０重量％以上のＡｌを含
有する必要がある。Ａｌの含有量が２０重量％未満であ
る場合、焼結体の耐熱性を改善するのに十分必要なＮｉ
−Ａｌ系金属間化合物粒子を反応生成することができな
い。一方、Ａｌの含有量が８０重量％を超えて多くなる
と、Ａｌを含む金属間化合物粒子の硬さがマイクロビッ
カース硬度３００よりも小さくなり、その結果、乾式ボ
ールミルによる機械的混合・粉砕・合金化処理におい
て、この金属間化合物粒子をＮｉ基粉末の素地内部にま
で分散させることができなくなる。この場合、図４に示
すように、Ｎｉ基粉末の表面にのみ金属間化合物粒子が
付着することになり、本発明で規定するようなＮｉ基複
合粉末を得ることができなくなる。

【００２４】 金属間化合物粒子の硬さ 金属間化合物粒子の硬さは、好ましくは、マイクロビッ
カース硬さ３００以上１０００以下である。上述のよう
に、金属間化合物粒子の硬さがマイクロビッカース硬さ
３００よりも小さい場合には、乾式ボールミルによる機
械的混合・粉砕・合金化処理において、この金属間化合
物粒子をＮｉ基粉末の素地内部にまで均一に分散させる
ことができない。一方、金属間化合物粒子の硬さが１０
００を超える場合には、Ｎｉ基複合粉末が硬くなりすぎ
るために、粉末の成形性が低下し、その結果、圧粉体に
亀裂等が発生して健全な成形体および焼結体を得ること
が困難となる。したがって、金属間化合物粒子の硬さは
マイクロビッカース硬さ３００以上１０００以下である
ことが望ましい。

【００２５】 Ｎｉ基複合粉末の素地に含まれる成分 Ｎｉ基複合粉末の素地を構成する成分は、素地全体に対
して重量基準で、Ｎｉを６０％以上、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｏおよびこれらの相互合金か
らなる群から選ばれた少なくとも１種を５〜４０％含む
のが望ましい。

【００２６】複合粉末中のＮｉの含有量が６０重量％未
満となると、Ｎｉの持つ本来の耐熱性が得られず、焼結
体の高温での耐摩耗性が低下するといった問題が生じ
る。また、Ｎｉ以外の成分としては、上記のような各種
の金属元素をＮｉ基粉末の素地中に５重量％以上含有す
ることにより、焼結体の強度や耐熱性、耐摩耗性、およ
び耐焼付き性を改善することができる。中でも、Ｔｉは
金属間化合物粒子中のＡｌと反応してＴｉ−Ａｌ系金属
間化合物粒子やＮｉ−Ａｌ−Ｔｉ系金属間化合物粒子等
を生成し、これにより焼結体の耐熱強度および耐摩耗性
をさらに向上させる。また、ＣｒはＮｉと全率固溶元素
であることから、焼結性を向上させて焼結体の強度を改
善する効果を発揮するとともに、Ａｌと反応してＡｌ−
Ｃｒ系金属間化合物粒子やＮｉ−Ａｌ−Ｃｒ系金属間化
合物粒子等を生成して焼結体の耐熱性を向上させる効果
を発揮する。Ｍｏについては、Ｎｉとの化合物を形成し
て焼結体の強度を改善する効果を有する。Ｓｎについて
は、摺動時における滑り性を改善して相手材との焼付き
現象を抑制する効果がある。Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕについて
は、焼結体の強度を向上させる効果をそれぞれ有してい
る。なお、これらの元素の相互合金によっても、それぞ
れ同様の効果を得ることができる。

【００２７】しかしながら、Ｎｉ基複合粉末全体に対す
るこれらの金属元素の合計含有量が４０重量％を超える
場合、焼結体の耐熱強度が低下するといった問題が生じ
る。なお、上記の各金属元素は、Ｎｉ基合金粉末を製造
する際に事前にＮｉの溶湯中に溶解しておき、これを噴
霧することで各金属元素をＮｉ粉末の素地中に合金元素
として添加することができる。

【００２８】 硬質粒子の添加 高摩擦係数の発現や耐摩耗性の改善のために硬質粒子を
添加する場合、素地用のＮｉ基粉末やＡｌを含む金属間
化合物粒子とともに、所定量の硬質粒子を配合した混合
粉末に対して機械的粉砕・混合・合金化処理を施すのが
望ましい。このようにすれば、各種硬質粒子をＮｉ基粉
末の素地中に分散させることができる。

【００２９】従来の金属系摩擦材と同様、硬質粒子は、
相手材と接触することにより、摩擦係数を上昇させる効
果や耐摩耗性を改善する効果がある。しかしながら、硬
質粒子が摺動時に焼結摩擦材から脱落すると、摩耗粉を
形成し相手材を攻撃したり、摩耗損傷を促進するといっ
た問題を誘発する。したがって、硬質粒子の脱落を抑制
する観点から、焼結体中に添加する硬質粒子は、Ａｌを
含む金属間化合物粒子と同様に、事前にＮｉ基粉末の素
地中に分散させておく方法が有効である。具体的な方法
としては、機械的粉砕・混合・合金化といった処理方法
が有効である。

【００３０】本発明で適用できる硬質粒子の組成に関す
る制約は一切なく、各種の金属間化合物粒子や、酸化
物、窒化物、炭化物等のセラミックス粒子を用いること
ができる。ただし、硬質粒子の硬さについては次のよう
な制約がある。すなわち、機械的混合・粉砕・合金化処
理によって各種の硬質粒子をＮｉ基粉末の素地内部に分
散させるためには、上記の項で記載したのと同様の理
由により、硬質粒子の硬さはマイクロビッカース硬さ３
００以上であることが必要である。なお、一般には、上
記の各種硬質粒子の硬さはマイクロビッカース硬さ３０
０以上であることから、本発明のＮｉ基焼結摩擦材を作
製する場合においてはすべての硬質粒子が適用可能であ
る。

【００３１】 Ｎｉ基複合粉末の製造方法 Ｎｉ基複合粉末は、次のようにして製造される。まず、
Ｎｉ粉末またはＮｉ合金粉末からなる素地用粉末と、Ａ
ｌを含有する金属間化合物粒子とを準備する。そしてこ
れらを所定の割合で配合して混合し、この混合粉末をた
とえば乾式ボールミルによって機械的粉砕・混合・合金
化処理することによって、ＮｉまたはＮｉ合金の素地中
に金属間化合物粒子を微細に粉砕して分散させる。

【００３２】機械的粉砕・混合・合金化処理とは、メカ
ニカルアロイング法やメカニカルグラインディング法と
いった粉末冶金法であり、回転ボールミル、振動ボール
ミル、遊星ボールミル、またはアトライタボールミルと
いった設備を用いる。

【００３３】乾式で行なうのは、次の理由である。ボー
ルミルにおいては、ボール同士が衝突する際のエネルギ
を粉末の粉砕・合金化のためのエネルギへと変換するわ
けであるが、その際に溶媒を用いた湿式中で粉砕処理を
行なうと、エネルギの変換効率の低下を招き、処理時間
が長くなるといった経済性の問題を生じる。したがっ
て、本発明では、エネルギ変換効率の低下を抑制する目
的で乾式ボールミルを用いる。なお、ボール表面または
ボールミル容器の内壁への粉末の付着を抑制するため
に、粉末とともにステアリン酸などの助剤を少量添加す
る場合もある。

【００３４】（Ｂ） Ｎｉ基焼結摩擦材およびその製造
方法 Ｎｉ基焼結摩擦材の組織構造 焼結摩擦材は、上述したようなＮｉ基複合粉末を圧粉・
加熱して得られる。焼結材のマトリックスは、Ｎｉまた
はＮｉ合金からなり、このマトリックス中にＮｉ−Ａｌ
系金属間化合物粒子が分散している。Ｎｉ−Ａｌ系金属
間化合物粒子の最大粒径は１５μｍ以下で、平均粒径は
１０μｍ以下である。

【００３５】本発明に従ったＮｉ基焼結摩擦材の特徴
は、後述する加熱条件によりＮｉ基複合粉末同士を焼結
する際、粉末素地中に分散する金属間化合物粒子中に含
まれるＡｌと素地のＮｉとを反応させて微細でかつ耐熱
性に優れたＮｉ−Ａｌ系金属間化合物粒子を生成させ、
これらの化合物粒子をＮｉ基マトリックス中に分散させ
ることである。焼結摩擦材がこのような組織構造を有す
ることにより、マトリックス中に存在する微細なＮｉ−
Ａｌ系金属間化合物粒子の分散強化により、焼結体の耐
熱強度および高温での耐摩耗性が著しく改善する。

【００３６】上記効果を発現させるために必要な、焼結
体のマトリックス中に分散するＮｉ−Ａｌ系金属間化合
物粒子の大きさに関しては、最大粒径１５μｍ以下で、
かつ平均粒径１０μｍ以下であるのが望ましい。焼結体
のマトリックス中に生成・分散するＮｉ−Ａｌ系金属間
化合物粒子の最大粒径が１５μｍよりも大きい場合、ま
たは平均粒径が１０μｍよりも大きい場合には、上述し
たような分散強化による耐熱性、耐摩耗性の改善に対す
る顕著な効果が得られない。

【００３７】 Ｎｉ基焼結摩擦材の空孔率 焼結体中の空孔率は、２０％以下であるのが望ましい。
空孔率が２０％を超えて多くなると、焼結体の強度が低
下する。そのため、高負荷条件下にて使用する場合に、
焼結摩擦材の摩耗損傷を誘発するといった問題が生ず
る。したがって、好ましい空孔率は２０％以下である。

【００３８】 Ｎｉ基焼結摩擦材に添加する潤滑成分 焼結摩擦材は、好ましくは、潤滑成分粒子として、黒
鉛、ビスマス、二硫化モリブデンからなる群から選ばれ
た少なくとも１種を含有する。この潤滑成分粒子の含有
量は、摩擦材全体に対して重量基準で３〜１５％である
のが望ましい。

【００３９】添加する各種潤滑成分は、相手材との焼付
き現象の抑制や摩擦係数の変動の抑制といった摩擦摺動
特性の改善に対して効果を有する。このような効果を発
現するためには、潤滑成分粒子を焼結摩擦材全体に対し
て重量基準で３％以上添加する必要がある。添加量が３
％未満では十分な効果が得られない。一方、潤滑成分粒
子の添加量が１５％を超えると、焼結体の強度低下を誘
発するといった問題が生じる。

【００４０】なお、上記の潤滑成分は、焼結体のマトリ
ックスとの界面での濡れ性が良好でないために、強度低
下を誘発するといった問題を生じさせるおそれがある。
そこで、潤滑成分粒子の表面にＮｉやＣｕ等のめっき被
膜処理を施したものを使用すれば、強度低下の抑制とい
った観点から有効である。

【００４１】 Ｎｉ基焼結摩擦材の製造方法 Ｎｉ基焼結摩擦材は次のようにして製造される。前述の
Ｎｉ基複合粉末を圧粉・成形して粉末固化体とし、この
粉末固化体を加熱下で保持して焼結する。粉末固化体の
加熱温度は１０５０〜１２５０℃である。または、粉末
固化体の加熱温度は９５０〜１２５０℃であり、この温
度で加熱された状態で粉末固化体は４ｔ／ｃｍ² 以上の
面圧で加圧・圧縮される。

【００４２】Ａｌを含む金属間化合物粒子が素地中に均
一に分散しているＮｉ基複合粉末を型押し・成形して得
られた圧粉体を焼結すると、Ｎｉ基粉末の素地中に分散
する金属間化合物粒子中に含まれるＡｌが素地のＮｉと
反応し、微細でかつ耐熱性に優れたＮｉ−Ａｌ系金属間
化合物粒子を生成する。これらの化合物粒子がＮｉ基マ
トリックス中に分散することにより、耐摩耗性、耐焼付
き性および耐熱性に優れた焼結摩擦材となる。

【００４３】ＮｉとＡｌとの反応を引き起こして、Ｎｉ
Ａｌ、Ｎｉ₃ Ａｌ、ＮｉＡｌ₃ といった二元系の金属間
化合物粒子や、ＮｉＡｌＴｉ、ＮｉＡｌＣｒ等のＮｉ−
Ａｌ−Ｘの三元系金属間化合物粒子を生成させるわけで
あるが、この反応を支配するのは焼結温度である。具体
的には、９５０℃〜１２５０℃の温度域で加熱・保持す
ることにより、反応によって上記のＮｉ−Ａｌ系金属間
化合物粒子を生成することができる。加熱温度が９５０
℃未満の場合、十分に反応が進まないために、上記の金
属間化合物粒子が得られない。また、焼結温度が１２５
０℃を超えると、これらの金属間化合物粒子が粗大に成
長し、たとえば、最大粒径が１５μｍよりも大きくなる
場合や、平均粒径が１０μｍよりも大きくなる場合が生
じ、その結果、微細なＮｉ−Ａｌ系金属間化合物粒子の
分散強化による耐熱性および耐摩耗性の改善に対する十
分な効果が得られない。

【００４４】粉末固化体を常圧下で加熱・保持する場合
には、１０５０℃以上の温度が必要である。常圧下で９
５０℃の温度で加熱・保持した場合、Ｎｉ基複合粉末は
十分に焼結せず、得られた焼結体の強度低下を誘発す
る。

【００４５】ホットプレスやＨＩＰ等の加圧条件下で圧
粉体を加熱する場合、面圧４ｔ／ｃｍ² 以上の加圧力が
付加されると、Ｎｉ基複合粉末同士が十分に焼結し、そ
の結果、加熱温度が９５０℃以上であれば、本発明で規
定するような組織構造を有するＮｉ基焼結摩擦材を得る
ことができる。焼結雰囲気については、非酸化性雰囲気
であることが望ましく、特に１×１０^-2ｔｏｒｒ以上の
真空度に保持した雰囲気で焼結することがより望まし
い。

【００４６】一般にＮｉ基粉末は、鉄粉末や銅粉末に比
べて高価であり、経済性の面において若干の課題があ
る。しかしながら、本発明のＮｉ基焼結摩擦材において
は、焼結温度が９５０℃〜１２５０℃であることから、
鉄系粉末やステンレス系粉末等の圧粉体、さらには銅系
粉末圧粉体と合せて同時に焼結することが可能であるの
で、高負荷条件が作用して摺動特性が要求される部分に
のみ本発明のＮｉ基焼結摩擦体を使用し、他の部分には
これらの鉄系、ステンレス系、銅系粉末からなる焼結体
を使用した２層構造とすることが可能である。このよう
にすれば、経済性の問題を解決できる。

【００４７】上述のようにして製造された本発明による
Ｎｉ基焼結摩擦材は、従来のＮｉ基焼結摩擦材に比べ
て、耐熱性および高温での耐摩耗性・耐焼付き性に優れ
ていることが確認できた。この特徴を利用すれば、たと
えば、チタン合金のような熱伝導率が小さい金属材料を
相手材にする場合であっても、本発明のＮｉ基焼結摩擦
材は十分に優れた機能を発揮する。この場合、摺動面に
発生する摩擦熱が相手材側よりも摩擦材側に伝達するの
で、Ｎｉ基焼結摩擦材は高温条件下で使用されることに
なる。

【００４８】

【実施例】

（実施例１）Ｎｉ粉末（マイクロビッカース硬さ１１０
〜１３５ｍＨｖ、平均粒径７５μｍ）と、Ｓｎ粉末（平
均粒径５２μｍ）と、ＦｅＡｌ金属間化合物粒子（マイ
クロビッカース硬さ４０５〜５３０ｍＨｖ、平均粒径４
８μｍ）とを準備し、重量基準でＮｉ：７０％、Ｓｎ：
１０％、ＦｅＡｌ：２０％となるように配合した。な
お、ここで用いたＦｅＡｌ粒子の組成は、重量基準で、
Ｆｅ：Ａｌ＝５２：４８であった。

【００４９】上記混合粉末を乾式振動ボールミルを用い
て、運転時間４〜１６ｈｒで機械的粉砕・混合・合金化
処理を行ない、ＦｅＡｌ金属間化合物粒子が素地中に分
散したＮｉ基複合粉末を作製した。この際、運転時間を
異ならせて、ＦｅＡｌ金属間化合物粒子の粒径が異なる
５種類のＮｉ基複合粉末を作製した。

【００５０】それぞれのＮｉ基複合粉末を型押し・成形
した後、１１５０℃の温度に保持された真空炉（真空
度：１×１０^-3ｔｏｒｒ）で１ｈｒ焼結を行なった。焼
結過程で各焼結体中に生成した金属間化合物の同定は、
Ｘ線回折により行なった。

【００５１】機械的粉砕・合金化法によって作製したＮ
ｉ基複合粉末中のＦｅＡｌ粒子の最大粒径および平均粒
径と、焼結体のマトリックス中に分散するＮｉＡｌおよ
びＮｉ₃ Ａｌの金属間化合物粒子の最大粒径および平均
粒径の測定結果を表１に示す。

【００５２】表１からわかるように、乾式振動ボールミ
ルによる機械的粉砕・合金化処理時間を変えることによ
って、Ｎｉ基粉末中のＦｅＡｌ金属間化合物粒子の粒径
を制御することが可能である。比較例である試料およ
びについては、それぞれ最大粒径が２５μｍよりも大
きく、また平均粒径が１５μｍよりも大きい。これらを
焼結して得られたＮｉ−Ａｌ系金属間化合物粒子の粒径
についても、本発明で規定する最大粒径１５μｍ以下、
平均粒径１０μｍ以下を満足していないことが認められ
る。

【００５３】一方、本発明例である試料〜のＮｉ基
複合粉末については、粉末素地中に分散するＦｅＡｌ金
属間化合物粒子の最大粒径および平均粒径は、ともに、
本発明で規定する適正範囲域を満足しており、その結
果、焼結体がマトリックスに生成するＮｉ−Ａｌ系金属
間化合物粒子の最大粒径および平均粒径も、それぞれ本
発明の規定範囲である１５μｍ以下、および１０μｍ以
下を満足していることが認められる。

【００５４】

【表１】

【００５５】（実施例２）焼結体のマトリックス用粉末
として、Ｎｉ粉末（マイクロビッカース硬さ１１０〜１
３５ｍＨｖ、平均粒径７５μｍ）と、Ｓｎ粉末（平均粒
径５２μｍ）とを準備し、また、表２に示すようなＡｌ
含有量の異なるＦｅＡｌ金属間化合物粒子を準備し、重
量基準でＮｉ：７０％、Ｓｎ：１０％、ＦｅＡｌ：２０
％となるように配合した後、この混合粉末に対して乾式
振動ボールミルを用いて１４ｈｒの機械的粉砕・混合・
合金化処理を施した。得られた粉末の金属組織を光学顕
微鏡により観察した結果を表２に示す。なお、ＦｅＡｌ
金属間化合物粒子中のＡｌ成分を除いた残部はすべてＦ
ｅである（試料は純Ａｌ粉末を意味する）。

【００５６】表２からわかるように、本発明例試料〜
では、使用するＦｅＡｌ金属間化合物粒子におけるＡ
ｌ含有量および硬さは、ともに、本発明で規定する適正
範囲を満足している。その結果、機械的粉砕・混合・合
金化処理を施したＮｉ基複合粉末において、ＦｅＡｌ金
属間化合物粒子の最大および平均粒径は本発明の規定範
囲になるまで微細に粉砕されると同時に、Ｎｉ基粉末素
地中に均一に分散した組織構造を有していることが確認
できた。

【００５７】一方、比較例試料およびについては、
ＦｅＡｌ金属間化合物粒子のＡｌ含有量が多く、そのた
めに粒子の硬さが本発明で規定する適正範囲を満足しな
い。その結果、ＦｅＡｌ金属間化合物粒子、または純Ａ
ｌ粉末は、Ｎｉ基粉末素地中に均一に分散せず、本発明
で規定するような複合粉末を得ることができなかった。
なお、試料については、実施例３で説明するように、
このようなＮｉ基複合粉末を焼結して得られる摩擦材で
は、Ａｌ含有量が少ないためにその耐熱性を改善するの
に必要なＮｉ−Ａｌ系金属間化合物粒子を反応生成する
ことができないことを確認した。

【００５８】

【表２】

【００５９】（実施例３）実施例２で作製した各Ｎｉ基
複合粉末を用いて、空孔率１５％の圧粉成形体を作製
し、これらを１１５０℃の温度に保持された真空炉（真
空度：１×１０^-3ｔｏｒｒ）で１ｈｒ焼結を行なった。
得られた焼結体の常温および６００℃における抗折強度
を測定した。なお、６００℃での測定に際しては、各焼
結体の試験片を事前に６００℃の雰囲気中で１００ｈｒ
加熱した後に行なった。また、焼結過程で焼結体中に反
応生成したＮｉ−Ａｌ系金属間化合物粒子（ＮｉＡｌお
よびＮｉ₃ Ａｌ）の同定は、Ｘ線回折により行なった。
さらに、Ｎｉ基焼結体全体に対するＮｉ−Ａｌ系金属間
化合物粒子の生成量の比率（重量基準）についても、併
せて表３に示す。

【００６０】本発明例である試料〜のＮｉ基複合粉
末を用いた場合、焼結体のマトリックス中に反応生成し
たＮｉ−Ａｌ系金属間化合物粒子の最大粒径および平均
粒径は、それぞれ、本発明の規定範囲である１５μｍ以
下および１０μｍ以下を満足していることがわかる。ま
た、焼結体の抗折強度の測定結果からも、優れた耐熱性
を有していることがわかる。

【００６１】一方、比較例試料およびについては、
粗大なＮｉ−Ａｌ系金属間化合物粒子がＮｉ基のマトリ
ックス中ではなく、旧粉末粒界またはマトリックスの外
側の空孔の周辺部分に分散しているために、焼結体の抗
折強度が低下している。また、比較例試料について
は、反応生成したＮｉ−Ａｌ系金属間化合物粒子の生成
量が５重量％と少ないため、常温での抗折強度に比べて
６００℃での高温抗折強度の測定値が大きく低減してい
ることがわかる。

【００６２】

【表３】

【００６３】（実施例４）Ｎｉ粉末（マイクロビッカー
ス硬さ１１０〜１３５ｍＨｖ、平均粒径７５μｍ）と、
Ｓｎ粉末（平均粒径５２μｍ）と、ＦｅＡｌ金属間化合
物粒子（組成Ａｌ：Ｆｅ＝４８：５２、硬さ４０５〜５
３０ｍＨｖ、平均粒径４８μｍ）とを準備し、表４に示
すような比率でＮｉ粉末、Ｓｎ粉末、ＦｅＡｌ粒子を配
合した。その後、各混合粉末に対して、乾式振動ボール
ミルを用いて１２〜１８ｈｒの機械的粉砕・混合・合金
化処理を施し、Ｎｉ基素地中に分散するＦｅＡｌ金属間
化合物粒子の最大粒径および平均粒径に関する本発明で
規定する適正範囲を満足するようなＮｉ基複合粉末を作
製した。

【００６４】得られた各Ｎｉ基複合粉末を用いて、空孔
率１５％の圧粉成形体を作製し、これらを１１５０℃の
温度に保持された真空炉（真空度：１×１０^-3ｔｏｒ
ｒ）で１ｈｒ焼結した。その後、各焼結体の常温および
６００℃における抗折強度を測定した。なお、６００℃
での測定に際しては、各焼結体の試験片を事前に６００
℃の雰囲気中で１００ｈｒ加熱した後に行なった。さら
に、Ｎｉ基焼結体全体に対するＮｉ−Ａｌ系金属間化合
物粒子の生成量の比率（重量基準）についても併せて表
４に示す。

【００６５】本発明例である試料〜のＮｉ基複合粉
末を用いた場合、亀裂のない良好な圧粉成形体および焼
結体が得られ、また、焼結体の抗折強度の測定結果から
も優れた耐熱性を有していることが認められる。

【００６６】一方、比較例試料およびについては、
ＦｅＡｌ金属間化合物粒子の含有量が本発明で規定する
適正範囲よりも多いため、Ｎｉ基複合粉末が硬くなり、
その結果、粉末の成形性が低下し、圧粉成形体および焼
結体に亀裂が発生し、良好な試験片が得られなかった。
また、比較例試料については、Ｎｉ基複合粉末中Ｆｅ
Ａｌ金属間化合物粒子の含有量が３重量％と少ないため
に、反応生成したＮｉ−Ａｌ系金属間化合物粒子が５重
量％と少なくなり、その結果、常温での抗折強度に比べ
て６００℃での高温抗折強度の測定値が大きく低減して
いることがわかる。

【００６７】

【表４】

【００６８】（実施例５）Ｎｉ粉末（マイクロビッカー
ス硬さ１１０〜１３５ｍＨｖ、平均粒径７５μｍ）と、
Ｓｎ粉末（平均粒径５２μｍ）と、硬質粒子として表５
に示すような各種金属間化合物粒子（平均粒径４４〜６
２μｍ）とを準備し、重量基準でＮｉ：Ｓｎ：金属間化
合物粒子＝７５：１０：１５の比率でそれぞれ配合し
た。その後、これらの各混合粉末に対して、乾式振動ボ
ールミルを用いて１４ｈｒの機械的粉砕・混合・合金化
処理を施し、微細に粉砕された金属間化合物粒子がＮｉ
基粉末の素地中に分散する複合粉末を作製した。

【００６９】得られた各Ｎｉ基複合粉末を用いて、空孔
率１０％の圧粉成形体を作製し、これらを１２００℃の
温度に保持された真空炉（真空度：１×１０^-3ｔｏｒ
ｒ）で１ｈｒ焼結を行なった後、各焼結体の常温および
６００℃における抗折強度を測定した。なお、６００℃
での測定に際しては、各焼結体の試験片を事前に６００
℃の雰囲気中で１００ｈｒ加熱した後に行なった。その
結果を表５に示す。

【００７０】本発明例である試料〜のＮｉ基複合粉
末を用いた場合、金属間化合物粒子がＡｌを含有するの
で、焼結過程において、耐熱性に優れた微細なＮｉ−Ａ
ｌ系金属間化合物を生成し、これらが焼結体の素地中に
分散する結果、６００℃での焼結体の抗折強度は高い値
を示しており、優れた耐熱性を有していることが認めら
れる。

【００７１】一方、比較例試料およびについては、
Ａｌを含まない金属間化合物粒子を用いているので、焼
結体中にＮｉ−Ａｌ系金属間化合物を生成することがで
きず、その結果、優れた高温強度が望めないことがわか
る。

【００７２】

【表５】

【００７３】（実施例６）実施例５で作製した本発明例
の粉末試料を用いて、これに固体潤滑成分として、
Ａ）黒鉛粉末（平均粒径８４μｍ）、Ｂ）Ｂｉ粉末（平
均粒径５７μｍ）、Ｃ）ＭｏＳ₂ 粉末（平均粒径９２μ
ｍ）およびＤ）Ｎｉめっきを施した黒鉛粉末（平均粒径
８７μｍ、黒鉛含有量７０重量％）を表６に示す比率で
配合した（残部はＮｉ基複合粉末）。

【００７４】各混合粉末を用いて空孔率１０％の圧粉形
成体を作製し、これらを１２００℃に保持された真空炉
（真空度：１×１０^-3ｔｏｒｒ）で１ｈｒ焼結を行なっ
た後、各焼結体の常温における抗折強度を測定した。ま
た、チップオンディスク摩擦試験機を用いて摩擦特性を
評価した。なお、チップ側にはＮｉ基焼結材を、相手材
のディスクにはＳＣＭ４２０浸炭材（表面硬さ５８０〜
６５０ｍＨｖ）を用い、滑り速度：６ｍ／ｓ（一定）、
加圧力：５０ｋｇｆ／ｃｍ² （一定）の条件で３０分
間、大気中で摩擦試験を行なった。その際、摩擦係数
μ、焼結体および相手材の摩耗量、および試験後の摺動
面の観察による凝着（焼付き）現象の有無を確認した。
それらの結果を表６に示す。なお、摩耗量の測定結果に
おいて「＋」は凝着により厚みが増加したことを意味す
る。また、摺動面近傍の温度の測定結果（試験開始１５
分経過後に摩擦係数が安定した状態で測定）も併せて表
６に示す。

【００７５】本発明例であるＮｉ基焼結摩擦材試料〜
においては、相手材との凝着現象を生じることなく、
０．４を超える摩擦係数を発現するとともに、耐摩耗性
および相手攻撃性においても優れていることがわかる。
また、試料の黒鉛含有量は１０．５％であるが、同等
の黒鉛含有量である試料およびに比べて高い抗折強
度と優れた耐摩耗性を有している。これは、黒鉛粉末表
面のＮｉめっきにより、焼結体の素地のＮｉとの結合力
を向上した結果である。

【００７６】一方、比較例である試料〜(10)において
は、以下のような問題があることが確認された。

【００７７】試料：潤滑成分を含まないため、相手材
との焼付き現象を生じた。 試料：潤滑成分（黒鉛）が２重量％と少ないため、相
手材との焼付き現象を生じた。

【００７８】試料：潤滑成分（黒鉛）が２０重量％と
多いため、焼結体の強度が低下し、摩耗損傷が生じた。

【００７９】試料(10)：潤滑成分（Ｂｉ）が１８重量％
と多いため、焼結体の強度が低下し、摩耗損傷が生じ
た。

【００８０】

【表６】

【００８１】（実施例７）実施例５で作製した本発明の
粉末試料を用いて、成形時の面圧を変えることで種々
の空孔率を有する圧粉成形体を作製し、これらを１２０
０℃の温度に保持された真空炉（真空度：１×１０^-3ｔ
ｏｒｒ）で１ｈｒ焼結を行なった後、各焼結体の常温に
おける抗折強度を測定した。その結果を表７に示す。

【００８２】本発明例であるＮｉ基焼結摩擦材試料〜
においては、適正な空孔率を有することにより、十分
高い強度を示している。一方、比較例である試料にお
いては、空孔率が２５％と多いため、焼結体の強度低下
を生じる。

【００８３】

【表７】

【００８４】（実施例８）実施例５で作製した本発明例
である粉末試料を用いて、空孔率１２％を有する圧粉
成形体を作製し、これを表８に示すような条件で焼結
し、得られた各焼結体の常温における抗折強度を測定し
た。その結果を表８に示す。なお、焼結は真空炉（真空
度：１×１０^-3ｔｏｒｒ）、または水素炉中で行なっ
た。

【００８５】本発明例であるＮｉ基焼結摩擦材試料〜
においては、適正な焼結条件を与えることにより、十
分高い強度を示している。

【００８６】一方、比較例である試料〜において
は、以下のような問題が確認された。 試料：焼結温度が１０００℃と低いため、十分に焼結
が進行しない結果、焼結体の強度が低下した。

【００８７】試料：焼結温度が１３００℃と高いた
め、金属間化合物が粗大化した結果、焼結体の強度が低
下した。

【００８８】試料：大気中で焼結したため、粉末表面
が酸化し、焼結が十分進行しない結果、焼結体の強度が
低下した。

【００８９】

【表８】

【００９０】（実施例９）実施例５で作製した本発明例
である粉末試料を用いて、空孔率１０％を有する圧粉
成形体を作製し、これを表９に示すような条件において
ホットプレスを行ない、得られた各焼結体の常温におけ
る抗折強度を測定した。その結果を表９に示す。なお、
ホットプレスでの加熱は減圧窒素雰囲気（１×１０^-2ｔ
ｏｒｒ）で行なった。

【００９１】本発明例であるＮｉ基焼結摩擦材試料〜
においては、適正な焼結条件の下でホットプレスを行
なうことにより、十分高い強度を有している。

【００９２】一方、比較例である試料〜において
は、以下のような問題が確認された。 試料：加熱温度が９００℃と低いため、十分に焼結が
進行しない結果、焼結体の強度が低下した。

【００９３】試料：加圧力が３ｔ／ｃｍ² と小さいた
め、十分に焼結が進行しない結果、焼結体の強度が低下
した。

【００９４】試料：加熱温度が１３００℃と高いた
め、金属間化合物が粗大化した結果、焼結体の強度が低
下した。

【００９５】

【表９】

【００９６】（実施例１０）Ｎｉ粉末（マイクロビッカ
ース硬さ１１０〜１３５ｍＨｖ、平均粒径７５μｍ）
と、Ｓｎ粉末（平均粒径５２μｍ）と、ＦｅＡｌ金属間
化合物粒子（組成Ａｌ：Ｆｅ＝４８：５２、硬さ４０５
〜５３０ｍＨｖ、平均粒径４８μｍ）と、ＺｒＯ₂ 粒子
（平均硬さ８６０ｍＨｖ、平均粒径５２μｍ）と、Ｍｇ
Ｏ₂ 粒子（平均硬さ７４５ｍＨｖ、平均粒径４２μｍ）
とを準備し、表１０に示すような比率でＮｉ粉末、Ｓｎ
粉末、ＦｅＡｌ粒子および上記の酸化物セラミックス粒
子を配合した。その後、各混合粉末に対して、乾式振動
ボールミルを用いて１４〜１８ｈｒの機械的粉砕・混合
・合金化処理を施し、Ｎｉ基素地中に分散するＦｅＡｌ
金属間化合物粒子の最大粒径および平均粒径に関する本
発明で規定する適正範囲を満足させるとともに、添加し
たセラミックス粒子もＮｉ基素地中に分散するようなＮ
ｉ基複合粉末を作製した。

【００９７】得られた各Ｎｉ基複合粉末に固体潤滑成分
として、黒鉛粉末（平均粒径８４μｍ）を添加した。な
お、黒鉛粉末は、両者の混合粉末全体に対して７重量％
となるように添加した。

【００９８】各混合粉末を用いて空孔率１０％の圧粉成
形体を作製し、これらを１２００℃の温度に保持された
真空炉（真空度：１×１０^-3ｔｏｒｒ）で１ｈｒ焼結を
行なった後、チップオンディスク摩擦試験機を用いて摩
擦特性を評価した。なお、チップ側にはＮｉ基焼結材
を、相手材のディスクにはＳＣＭ４２０浸炭材（表面硬
さ５８０〜６５０ｍＨｖ）を用い、滑り速度：６ｍ／ｓ
（一定）、加圧力：５０ｋｇｆ／ｃｍ² （一定）の条件
で３０分間、大気中で摩擦試験を行なった。その際、摩
擦係数μ、焼結体および相手材の摩耗量、および試験後
の摺動面の観察による凝着（焼付き）現象の有無を確認
した。それらの結果を表１０に示す。

【００９９】表１０からわかるように、たとえば、硬質
粒子としてＺｒＯ₂ やＭｇＯ₂ 等の酸化物セラミックス
粒子をＮｉ基素地中に分散させた複合粉末を用いたＮｉ
基焼結摩擦材（試料、、）においては、これらの
酸化物粒子を添加しない焼結材（試料）に比べて、高
い摩擦係数と耐摩耗性の改善効果が認められる。以上の
ことから、本発明のＮｉ基焼結摩擦材においては、メカ
ニカルアロイング法等の機械的混合・粉砕・合金化手法
により各種硬質粒子をＮｉ基素地中に分散させた複合粉
末を用いることで、摩擦摺動特性はさらに向上すること
が明らかである。

【０１００】

【表１０】

【０１０１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、Ｎｉ基
焼結体のマトリックス中に、耐熱性に優れたＮｉ−Ａｌ
系金属間化合物粒子を微細かつ均一に分散させることに
より、焼結体の耐熱性を向上させることができる。その
結果、高負荷条件が付与されて使用環境が著しく高温状
態にあるような状況でも使用できるＮｉ基焼結摩擦材料
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に従ったＮｉ基複合粉末の組織構造を
模式的に示す図である。

【図２】この発明に従ったＮｉ基焼結摩擦材の組織構造
を模式的に示す図である。

【図３】Ａｌを含有する金属間化合物粒子がＮｉ基粉末
の表面上に付着している状態を示す模式図である。

【図４】Ｎｉ−Ａｌ系金属間化合物粒子が摩擦材のマト
リックスの旧粉末粒界に沿って分散している状態を示す
模式図である。

【図５】Ａｌを含有する金属間化合物粒子がＮｉ基粉末
の表面上に付着している状態を示す模式図である。

【符号の説明】

１ Ｎｉ基複合粉末 ２ Ｎｉ基素地 ３ Ａｌを含有する金属間化合物粒子 ４ Ｎｉ−Ａｌ系金属間化合物粒子 ５ 旧粉末粒界 ６ 空孔

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｎｉ基複合粉末を圧縮・加熱して得られ
   る焼結摩擦材において、 焼結材のマトリックスは、ＮｉまたはＮｉ合金からな
   り、 前記マトリックス中にＮｉ−Ａｌ系金属間化合物粒子が
   分散しており、 前記Ｎｉ−Ａｌ系金属間化合物粒子の最大粒径は１５μ
   ｍ以下で、平均粒径は１０μｍ以下であることを特徴と
   する、焼結摩擦材。
2. 【請求項２】 前記Ｎｉ−Ａｌ系金属間化合物粒子は、
   マトリックスを形成している旧粉末粒の内部に分散して
   いる、請求項１に記載の焼結摩擦材。
3. 【請求項３】 潤滑成分粒子として、黒鉛、ビスマスお
   よび二硫化モリブデンからなる群から選ばれた少なくと
   も１種を含有し、 前記潤滑成分粒子の含有量は、摩擦材全体に対して重量
   基準で３〜１５％である、請求項１または２に記載の焼
   結摩擦材。
4. 【請求項４】 前記焼結材中の空孔率は２０％以下であ
   る、請求項１〜３のいずれかに記載の焼結摩擦材。
5. 【請求項５】 Ｎｉを主成分とする粉末の素地中に、Ａ
   ｌを含有する金属間化合物粒子が分散し、 前記金属間化合物粒子の硬度は、前記素地よりも大き
   く、 前記金属間化合物粒子の最大粒径は２５μｍ以下で、平
   均粒径は２０μｍ以下である、Ｎｉ基複合粉末。
6. 【請求項６】 前記金属間化合物粒子の含有量は、複合
   粉末全体に対して重量基準で５〜４０％である、請求項
   ５に記載のＮｉ基複合粉末。
7. 【請求項７】 前記金属間化合物粒子中のＡｌの含有量
   は、金属間化合物粒子全体に対して重量基準で２０〜８
   ０％である、請求項５または６に記載のＮｉ基複合粉
   末。
8. 【請求項８】 前記金属間化合物粒子の硬さは、マイク
   ロビッカース硬さ３００以上１０００以下である、請求
   項５〜７のいずれかに記載のＮｉ基複合粉末。
9. 【請求項９】 前記素地を構成する成分は、素地全体に
   対して重量基準で、Ｎｉを６０％以上、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍ
   ｏ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｃｏおよびこれらの相互合金か
   らなる群から選ばれた少なくとも１種を５〜４０％含
   む、請求項５〜８のいずれかに記載のＮｉ基複合粉末。
10. 【請求項１０】 Ｎｉ粉末またはＮｉ合金粉末からなる
    素地用粉末と、Ａｌを含有する金属間化合物粒子とを準
    備する工程と、 前記素地用粉末と前記金属間化合物粒子とを所定の割合
    で配合して混合する工程と、 前記混合粉末を機械的粉砕・混合・合金化処理すること
    によって、ＮｉまたはＮｉ合金の素地中に前記金属間化
    合物粒子を分散させる工程とを備える、Ｎｉ基複合粉末
    の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記機械的粉砕・混合・合金化処理
    は、乾式ボールミルによって行なわれる、請求項１０に
    記載のＮｉ基複合粉末の製造方法。
12. 【請求項１２】 Ｎｉ粉末またはＮｉ合金粉末からなる
    素地用粉末と、Ａｌを含有する金属間化合物粒子とを準
    備する工程と、 前記素地用粉末と前記金属間化合物粒子とを所定の割合
    で配合して混合する工程と、 前記混合粉末を機械的粉砕・混合・合金化処理すること
    によって、ＮｉまたはＮｉ合金の素地中に前記金属間化
    合物粒子を分散させたＮｉ基複合粉末を得る工程と、 前記Ｎｉ基複合粉末を圧粉・成形して粉末固化体を得る
    工程と、 前記粉末固化体を加熱下で保持して焼結する工程とを備
    える、焼結摩擦材の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記粉末固化体の加熱温度は１０５０
    〜１２５０℃である、請求項１２に記載の焼結摩擦材の
    製造方法。
14. 【請求項１４】 前記粉末固化体の加熱温度は９５０〜
    １２５０℃であり、この温度で加熱された状態で前記粉
    末固化体は４ｔ／ｃｍ² 以上の面圧で加圧・圧縮され
    る、請求項１２に記載の焼結摩擦材の製造方法。