JPS5896850A - 低摩耗焼結含油摺動材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 軸受その他のＷｌ動部材に用いられる焼結合金の材質は
一般に＃！錫糸と鉄鋼系とに大別され、後者は安価な反
面錆びや丁く、また相手部材たとえば軸ｔ［Ｉ耗させや
すいことが短所となっている。

摩耗対策としては銅の増量があるが、銅単味の軟質相が
増えると摺動面の表層が塑性変形しや丁くな１１、その
結果、摺剛面Ｃ：開口する空孔が銅基されて給油不足を
来たすことになる。

このため銅ン合金化して硬化させ、摺動に伴う塑性変形
ケ減少させる目的で亜鉛の添加が行なわれるが、鉄粉、
銅粉Ｃ：亜鉛粉Ｙ混合して焼結する従来の方式にはつぎ
のような問題がある。即ち。

鋼中への亜鉛の拡散が不充分な場合は摩耗に有害なβ°
相Ｙ生じる。他方、亜鉛ケ充分（：拡散させてこれＹ防
止しようとすると、焼結時間が必然的（−長くなって製
造コストが上昇し゛、ソた亜鉛の蒸発量が多くなるが、
これは品質管理および作業Ｉｌｌ壇の面で好ましくない
ことである。

このような事情Ｃニーみ、さきＣ二本件発明者らｌユ亜
鉛の配合を亜鉛含有率１０〜４０％の黄銅粉（：Ｊるこ
とＹ骨子とする特願昭５５−１０３１８１号およびこれ
３ニホウ素Ｙ追加して耐摩耗性の改善を肖った特願昭５
６−５４５２５号？提示した。

この発明は、上記先順発明の組成にさらに錫を添加し、
低温焼結Ｙ可能Ｃニジて亜鉛の蒸発Ｙ抑えるととも４二
基地ケ強化し、もってその摺動特性ＹＪｌｌ一層向上さ
せたもσ）である。

以下この発明ケ実施例ｆ二より詳細Ｉ：説明する。

先ず、焼結合盆成分の配合源として下記の粒度（メッシ
３Ｌ）８よび組成（合菫の場合）の単味粉および合盆粉
Ｙ用意した。

次に、この原料粉を第１表に示す各試料所定の組成Ｃ：
なるよう配合し、滴清剤としてステアリン酸亜鉛０．３
％Ｙ添加混合して密度が６．１１１／ｃｄ。

内径１０ｒｍ、外径１６ｆｌ、長さ１５１ｍの円筒Ｖ（
二成形会、分解アンモニア雰囲気炉中で２０分間、試料
Ａ１〜扁４＃１８５０℃、４５以下は７００℃の温度で
焼結して軸受素材ン作成し、それぞれに同一の条件でサ
イジングおよび２号タービン油の含浸Ｙ行なって摺動試
験に供した。

なおスペースの関係から、＠１表には第一成分である鉄
（残部）の欄を省いである。

第１表 番号Ｃｕ　　Ｚｎ　　　Ｂ　　　Ｓｎ　　Ｐｂ　　Ｇｒ
腐１１５１０−−−− ４２１５１０　　−　　−　　１　　−４５１５１０　
　−　　−　　−　　ＩＡ４　　Ｉｓ　　１０　　Ｑ、
１５　−　　−　　−＆５１５１０　　−　　２　　−
　　−Ａ６　１５　１０　　　α１５　２　　−　　−
Ａ７　１５　１０　　０．１５　２　　１　　−Ａ８　
１５　１０　　　α１５２−ｊ Ａ９１５１０　　０．１５　２　　１　　１ここに、試
料Ａ６〜Ａ９がこの発明の実施例であ−１，ＡｓはＡ６
からホウ素を除外した比較例。

Ａ１〜Ａ４は前述した先願に係る比較例である。

次ｇ：％これら９種の軸受Ｙ軸受試験機（：かけて軸の
材質・・・８４５Ｃ，焼なまし材 摺動速度・・・１２０７１１／騙 向　　圧・・・　　９ゆ／ａＩＩ 塘墳渇度・・・　６０℃ の条件で各所定の時間（：達するまで連続運転し。

摺動後の軸受、軸それぞれの摩耗量′Ｉｋ−測り、また
向粗さ計５二より軸の表向状Ｉｔ（１５０時間後）を調
べた。そｆ）結果＃１Ｌ第１図、第２図および第２表Ｃ
：示す通りである。

先ずグラフＹみると、各材質間の優劣は、軸受自身（二
ついてはごく短時間の試験で現われるのに対して、相手
部材の軸１：ついては４０時間以上の試験ＣＪりて漸く
明らかになっている。しかし。

その優劣の序列は軸受の場合も軸の場合も同一であＩＩ
、今回の供試材は全て、摺動材料としてつり合いのとれ
た耐摩耗性ン持つことＹ示している。

第２表 試料　軸の面粗さ　　　軸の表面状態 番号　　（μ）　　　　（記録波形） Ａ１　　４．５０　　　凹凸が大きく、多い。

４２　　５．００　　　凹凸がいく分生さい。

４３　　２．９５ Ａ４　　１３０　　　［！ｌ凸は少ないが尖鋭。

４５　　３．５０　　　凹凸が大きい。

Ａ６　　α６０　　凹凸無く、なめらか。

Ａ７　　α５５ Ａ８　　α５５ 崖９　　０．５５ 次に添加成分の影響をみると、鉄と黄銅だけのＡ１＋＝
比較して→これにホウ素Ｙ添加した４４→さらに８ｗ併
用したＡ６とその耐＊耗性が著しく向上し、とくにこの
発明に係るＡ６では軸の表面が試験前よりも平滑化する
など、その優れた効果を表わしている。

なおＡ１およびム４と腐５との比較に明らかなように、
鉤単味の添加は有効ではあるが、ホウ素単味よＩＩはそ
の効果が劣っている。

ｆた船、黒鉛など固体＋１１１ｗ剤の添加は、Ａ１と４
２　、Ａ３との比較Ｃ：明らかなように、耐摩耗性のレ
ベルが低い場合には顕著な効果を現わすが、Ａ６とＡ７
〜Ａ９とが殆ど等しいことかられかるように、基材のレ
ベルが充分高い場合は有意差ン示さない。しかし、より
過酷な摺鋤条件下Ｃ二使用される場合６二は当然Ｃ：有
用である。

前述の如く、この発明は前掲先着発明から一貫して、銅
と亜鉛ケ予めＩＩＩ適の状態に合金化させた黄銅粉の形
で用いることを骨子とし、これＣ：逐次他の有効成分ケ
添加することにより、その特性ＹさらＣ：向上させたも
のである。

ｉ＃銅粉の組成１：ついてｒｉ、亜鉛が１０％未満の場
合は銅相の塑性変形を駆出Ｔる効果が少なく、また４０
％より多い場合は耐摩耗性ン害するβ°相゛二生じるこ
とから、亜鉛の範囲ケ１０〜４０％と宕めた。

次に黄銅粉の添加量は、それが１０％未満では軟質の相
手材に対する焼き付き防止の効果が少なく、一方、６０
％をこえると鉄相の強固な骨格が形成されず、鉄系本来
の耐荷重性が低下するためその範１１’ｒｌＯ〜６０％
と定めた。

以上（：よって定まる鉄−銅一亜鉛の組成範囲を図示す
れば第３図の如くであって、点Ａ、８．ＣおＪびＯの囲
む範囲がこの発明の骨格をなす鉄鋼系焼結合金の組成を
示し、これＩ：他の成分が添加置換されるわけである。

ホウ素の添加は軸受自身の耐摩耗性ン萬めるとともに、
相手部材である回転軸のば耗ｒ著しく低減するが、添加
量０．０３％未満では有意差が認められず、一方、５％
を超えると材質が過庸（＝硬化して軸の摩耗が再び増加
することから、その範囲ｖ０．０３〜５％とじに。

４１１１は１５％以上の添加によって低温での焼結を可
能１ニジて亜鉛の蒸発を抑えるとともに、黄銅中に拡散
して基材の強度ｒ高める。しかし、その量が５％を超え
ると鉄中にも拡散して硬く脆い相【生じ、相手部材に悪
影響？及ぼすことから、その範囲ＹＯ１５〜３％とした
。

船と黒鉛はともＣ：固体＃滑作用により相手部材の摩耗
？低減するので、摺動条件が厳しい場合にと＜３−有用
である。しかしその量が４％Ｙ超えると基材の強度が低
下するので、最大４％に止めるべきである。

以上詳述した！’５ｃ、この発明に係る摺動材料はそれ
自身おＪび相手部材双方の耐摩耗性Ｙ向上させ、これら
機械部品の寿命Ｙ延長させる効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

ｗｉ図＃１この発明Ｃ二係る合金Ｙ軸受に適用した実−
例（４６〜ム９）および従来材による比較例（Ａｌ〜扁
５）の軸受試験における軸受の摩耗Ｙ示すグラフ、ＩＦ
！２図は同じ試験Ｃ：おける軸の摩耗ケ示すグラフ、第
３図はこの発明Ｃ：係る合金の成分中鉄、銅、亜船三者
の組成範囲を示すグラフである。 代理人増渕邦彦 馬１図 篤２図 宿重り開開（／ｌ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　重量比６二て鉄、＃Ａおよび亜鉛Ｙ第３図に示Ｔ点
   Ａ（Ｆｅ９０％、Ｃｕ　　９％、Ｚｎ　　１％）。 点８（Ｆｅ９０％、Ｃｕ　　６％、Ｚｎ　　４％）。 点Ｃ（Ｆｅ４０％、ｃｕｓ４％、Ｚｎ　　６％）。 点Ｄ（Ｆｅ４０％、Ｃｕ５６％、Ｚｎ２４％）を結ぶ四
   辺杉内の組成範囲で含有し、ざら（ニホウ素Ｙ００５〜
   ５％、＃ン０，５〜３％含有することを１１壷とＴる低
   摩耗焼結含油摺動材料。 ２　重量比Ｃ：て鉄１おＪび亜鉛ケ第３図（：示７点Ａ
   （Ｆｅ９０％、Ｃｕ　　９％、Ｚｎ　　１％）。 点８（Ｆｅ９０％、　Ｃｕ　　６　％＋　２　’　　４
   ％）。 点Ｃ（Ｆｅ４０％、Ｃｕ５４％、Ｚｎ　　６％）。 点［）（Ｆｅ４０％、Ｃｕ５６％、Ｚｎ２４％）を結ぶ
   四辺形内の組成部囲で含有し、かつその一部が船および
   黒船の少なくとも一方４％以下で置換され、さらＣニホ
   ウ素を０．０３〜５％、ｍ？０．５〜３％含有すること
   ケ特徴とする低摩耗焼結含油摺動材料。