JPS6117895B2

JPS6117895B2 -

Info

Publication number: JPS6117895B2
Application number: JP14822582A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Iijima; Hidetoshi Akutsu; Masahiro Imai
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1982-08-26
Filing date: 1982-08-26
Publication date: 1986-05-09
Also published as: JPS5938350A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、自己潤滑性、耐焼付性、およびな
じみ性（以下これら特性を総称して摺動特性とい
う）にすぐれ、かつすぐれた耐摩耗性を有し、特
に車両や動力機械などにおけるブレーキやクラツ
チなどに用いられている摩擦部材、並びに車両の
集電スライダなどの摺動部材として用いるのに適
した焼結Al合金に関するものである。従来、一般に、この種の分野で使用されている
摩擦部材や摺動部材は、主として重質の焼結Fe
合金や焼結Cu合金で製造されているが、省エネ
ルギー化がさけばれている今日、これら部材に対
する軽量化の要求も厳しくなりつつあるのが現状
である。そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、これら摩擦部材および摺動部材の軽量化をは
かるべく材料面から研究を行なつた結果、重量％
で、硫化モリブデン（以下MoS₂で示す）、硫化タ
ングステン（以下WS₂で示す）、硫化銅（以下
Cu₂Sで示す）、のうちの１種または２種以上の潤
滑成分：0.5〜30％、Si、Al、およびZrの酸化
物、炭化物、および窒化物、並びにこれらの２種
以上の固溶体からなる群のうちの１種または２種
以上の硬質成分：0.2〜20％を含有し、さらに必
要に応じて、Cu、Mg、Si、およびZnのうちの１
種または２種以上の素地強化成分：0.2〜20％
と、Fe、Ni、およびCrのうちの１種または２種
以上の耐摩耗性向上成分：0.2〜20％のいずれ
か、または両方を含有し、残りがAlと不可避不
純物からなる組成を有する焼結Al合金は、Alま
たはAl合金素地に上記潤滑成分および硬質成分
が均一に分散した組織をもつことから、前記の
AlまたはAl合金素地によつて軽量化がはから
れ、かつ上記硬質成分によつてすぐれた耐摩耗性
が、また上記潤滑成分によつてすぐれた摺動特性
がそれぞれ確保され、したがつてこの結果の焼結
Al合金を前記の特性が要求される摩擦部材およ
び摺動部材として使用した場合にすぐれた性能を
発揮するという知見を得たのである。この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、以下に成分組成範囲を上記の通りに
限定した理由を説明する。 (a) 潤滑成分これらの成分には、素地中に均一に分散して
分散相を形成し、もつて合金にすぐれた潤滑特
性を付与する作用があるが、その合有量が0.5
％未満では所望の潤滑特性を確保することがで
きず、一方30％を越えて合有させると、合金の
強度低下が著しくなることから、その含有量を
0.5〜30％と定めた。 (b) 硬質成分これらの成分には、潤滑成分と同様に素地中
に均一に分散して分散相を形成し、もつて合金
の耐摩耗性を向上させる作用があるが、その含
有量が0.2％末満では所望の耐摩耗性向上効果
を得ることができず、一方20％を越えて合有さ
せると、合金の強度が低下するようになること
から、その含有量を0.2〜20％と定めた。 (c) Cu、Mg、Si、およびZn これらの成分には、焼結時に低温で液相を発
生させて焼結性を改善し、かつ素地のAlと合
金化して素地を強化する作用があるので、これ
らの特性が要求される場合に必要に応じて含有
されるが、その合有量が0.2％未満では前記作
用に所望の向上効果が得られず、一方20％を越
えて含有させると、合金の軽量化が損なわれる
ようになることから、その含有量を0.2〜20％
と定めた。 (d) Fe、Ni、およびCr これらの成分には、素地に均一に分散して素
地の耐摩耗性を向上させる作用があるので、特
に耐摩耗性が要求される場合に必要に応じて含
有されるが、その含有量が0.2％未満では所望
の耐摩耗性向上効果を確保することができず、
一方20％を越えて含有させると合金の強度が低
下するようになるばかりでなく、所望の軽量化
をはかることが困難になることから、その含有
量を0.2〜20％と定めた。つぎに、この発明の焼結Al合金を実施例によ
り具体的に説明する。実施例原料粉末として、粒度：−200meshのAl粉末、
いずれも同−100meshのMoS₂粉末、WS₂粉末、
およびCu₂S粉末、いずれも−60meshのSiO₂粉
末、Al₂O₃粉末、ZrO₂粉末、SiC粉末、ZrC粉
末、Si₃N₄粉末、AlN粉末、ZrN粉末、およびSiO₂
−Al₂O₃固溶体粉末（Al₂O₃：30重量％含有）、い
ずれも同一200meshのAl−Cu合金粉末（Cu：30
重量％含有）、Mg粉末、Al−Cu−Si−Mg合金粉
末（重量％で、Cu：７％、Si：２％、Mg：２％
含有）、Al−Mg合金粉末（Mg：25重量％含有）、
およびAl−Si合金粉末（Si：30重量％含有）、同
−150meshの電解Cu粉末、いずれも同−
100meshのZn粉末、アトマイズFe粉末、および
Fe−Cr合金粉末（Cr：70重量％含有）、さらに
同−350meshのNi粉末、同−100meshのCr粉末を
用意し、これら原料粉末をそれぞれ第１表に示さ
れる配合組成に配合し、Ｖ型ミキサーにて30分間
混合３〜６ton/cm²の範囲内の所定の圧力にて圧粉
体に成形し、ついでこの圧粉体を、露点−40℃の
窒素ガス雰囲気中で、500〜650℃の温度範囲内の
所定温度に加熱保持して焼結することによつて、
実質的に配合組成と同一の成分組成をもつた本発
明焼結Al合金１〜15をそれぞれ製造した。

【表】ついで、この結果得られた本発明焼結Al合金
１〜15について、密度および抗折力を測定すると
共に、定速摩擦試験機を用い、試験片形状：25mm
□×10mmの寸法を有し、摩擦方向に対して直角方
向に等分に設けられた幅：１mm×深さ：１mmの溝
が６本あり、面圧：13Kg/cm²、摩擦速度：6.8mm/s
ｅｃ、摩擦時間：５時間、油使用：あり、相手材：
S45C（調質材にしてロツクウエル硬さ（Ｃスケ
ール）：35〜45）、使用試験片数：２個／回の条
件で摩擦摺動試験を行ない、摩耗深さと摩擦係数
を測定した。これらの測定結果を第１表に合せて
示した。なお、第１表には比較の目的で、市販の
焼結Cu合金（以下従来焼結Cu合金という）の同
一条件での試験結果も示した。第１表に示される結果から、本発明焼結Al合
金１〜15は、いずれも軽質であるにもかかわら
ず、重質の従来焼結Cu合金に匹敵するすぐれた
耐摩耗性および摺動特性をもつことが明らかであ
る。上述のように、この発明の焼結Al合金は、す
ぐれた耐摩耗性および摺動特性を具備しているの
で、特に各種工業分野における摩擦部材や摺動部
材として用いた場合に著しく長期に亘つてすぐれ
た性能を発揮するのである。

Claims

【特許請求の範囲】１硫化モリブデン、硫化タングステン、および
硫化銅のうちの１種または２種以上の潤滑成分：
0.5〜30％、Si、Al、およびZrの酸化物、炭化
物、および窒化物、並びにこれらの２種以上の固
溶体からなる群のうちの１種または２種以上の硬
質成分：0.2〜20％を含有し、残りがAlと不可避
不純物からなる組成（以上重量％）、並びに素地
中に上記潤滑成分と硬質成分が均一に分散した組
織を有することを特徴とする摩擦部材および摺動
部材用焼結Al合金。２硫化モリブデン、硫化タングステン、および
硫化銅のうちの１種または２種以上の潤滑成分：
0.5〜30％、Si、Al、およびZrの酸化物、炭化
物、および窒化物、並びにこれらの２種以上の固
溶体からなる群のうちの１種または２種以上の硬
質成分：0.2〜20％を含有し、さらにCu、Mg、
Si、およびZnのうちの１種または２種以上の素
地強化成分：0.2〜20％を含有し、残りがAlと不
可避不純物からなる組成（以上重量％）、並びに
素地中に上記潤滑成分と硬質成分が均一に分散し
た組織を有することを特徴とする摩擦部材および
摺動部材用焼結Al合金。３硫化モリブデン、硫化タングステン、および
硫化銅のうちの１種または２種以上の潤滑成分：
0.5〜30％、Si、Al、およびZrの酸化物、炭化
物、および窒化物、並びにこれらの２種以上の固
溶体からなる群のうちの１種または２種以上の硬
質成分：0.2〜20％を含有し、さらにFe、Ni、お
よびCrのうちの１種または２種以上の耐摩耗性
向上成分：0.2〜20％を含有し、残りがAlと不可
避不純物からなる組成（以上重量％）、並びに素
地中に上記潤滑成分と硬質成分が均一に分散した
組織を有することを特徴とする摩擦部材および摺
動部材用焼結Al合金。４硫化モリブデン、硫化タングステン、および
硫化銅のうちの１種または２種以上の潤滑成分：
0.5〜30％、Si、Al、およびZrの酸化物、炭化
物、および窒化物、並びにこれらの２種以上の固
溶体からなる群のうちの１種または２種以上の硬
質成分：0.2〜20％を含有し、さらにCu、Mg、
Si、およびZnのうちの１種または２種以上の素
地強化成分：0.2〜20％と、Fe、Ni、およびCrの
うちの１種または２種以上の耐摩耗性向上成分：
0.2〜20％とを含有し、残りがAlと不可避不純物
からなる組成（以上重量％）、並びに素地中に上
記潤滑成分と硬質成分とが均一に分散した組織を
有することを特徴とする摩擦部材および摺動部材
用焼結Al合金。