JPS61194133A - 部材の組合せ - 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】 産業上の利用分野 本発明は、ηいに当接して相対的に１ト１動覆る二つの
部材の組合せに係り、川に詳細には一方の部材がムライ
ト結晶を含むアルミナ−シリカ繊維を強化材とする複合
材料にて構成され他方の部材がｕ１畝にて構成された二
つの部材の組合せに係る。

従来の技術 各種機械の構成要素や部材に於ては、部分的に特別な機
械的特性を要求されることが多い。例えば、自動重用エ
ンジンに於ては、エンジンの性能に対する要求が高くな
るにつれて、ピストンの如き部材は（の比強度や剛性が
優れ−Ｃいることに加えて、その摺動向が耐摩耗性に優
れていることが強く要請されるようになってさた。かか
る部材の比強度や耐摩耗性等を向上させる一つの手段と
して、それらの部材を各種の無Ｒ賀４ａ紺等を強化材と
しアルミニウム合金の如き金属をマトリックスとする複
合材料にて構成することが試られている。

かかる繊維強化金属複合材料の一つとして１本願出願人
と同一の出願人の出願にかかる特願昭６０−　　　　　
＠に於て、ムライ１〜結晶を含むアルミナ−シリカ繊維
を強化材とし、アルミニウム合金などをマトリックスと
する繊維強化金属複合材料が既に提案されており、かか
る０１繍強化金属複合材料によれば、それらにて構成さ
れた部材の比強度や耐摩耗性等を向上さぜることができ
、またアルミナ繊紺二９を強化材とづる複合材料に比し
て低＠へ複ｒ１祠杓を得ることができる。

発明が解決しＪ、うとづる問題点 しかし、互いに当接して相対的に摺動する二つの部材の
組合Ｌｋ、於“Ｃ１その一方の部材を−［述の如き織材
を強化金属複合材料にて構成した場合には、その他力の
部材の材質によってはでの他方の部材の摩耗が著しく増
大し、従ってそれらを互いに当接して相対的に摺動する
摺動部材の帽合せとして使用すること１まできない。

本願発明？！１等は、互いに当接して相対的に１靜）初
する二つの部材の組合せであって、その一方の部材が強
瓜及び剛（’Ｊに優れ低０１１であるムライ、ト結晶を
含むアルミナ−シリカ繊維を強化材としアルミニウム合
金の如き金属をマトリックスとする繊維強化金属複合材
料にて構成され、その他方の部材が＆２Ｉ鉄にて構成さ
れた部材の組合せに於て、イれら両方の部材の摩耗損を
最小限に抑えるためには、それらの材質や１り質の組合
Ｕとして【ま如何なるしのが適切であるかについで種々
の実験的研究を行なった結果、それぞれ特定の特徴及び
特定の性質をイｊするものでなければならないことを見
出した。

本発明は、本願発明者等が行なった上述の如き実験的研
究の結１得られた知見に基さ、一方の部材がムライ１−
結晶を含むアルミナ−シリカ繊維を強化材としアルミニ
ウム合金の如き金属をマトリックスとする繊維強化金属
複合材料にて構成され、その他方の部材が鋳鉄にて構成
された７７いに当接して相対的に摺動する二つの部材の
組合せであって、それら両方の部材の互いに他に対する
摺動向に於ける摩耗特性が改善された二つの部材の組合
せを提供することを目的どしている３゜問題点を解決す
るための手段 上述の如き１コ的は、本発明によれば、互いに当接して
相対的に摺動する第一の部材と第二の部材との組合じに
して、前記第一の部Ｈの少イＴくとも前記第二の部材に
対する摺動面部は３５〜６５ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３，６−５
〜３５ｗｔ％Ｓ　Ｉ　０２　、Ｏ〜１０ｗｔ％他の成分
なる組成を有しムライト結晶嬶が１５ｗｔ％以上である
アルミブーシリｔＪ　Ａｓ！ｉ帷であつ（、その集合体
中に含まれる粒径１５０μ以上の非繊維化粒子の３１１
品が５ｗｔ％以下であるアルミブーシリカ繊維を強化材
としアルミニウム、マグネシウム、スズ、銅、鉛、！Ｉ
Ｉ鉛、及びこれらを主成分とする０金よりなる群より選
択され！ご金属をマトリックスとし、アルミツー−シリ
カ繊維の体積率が１％以上である複合材料に゛Ｃ構成さ
れており、前記第二の部材の少なくとも前記第一の部材
に対する摺動面部は＆８鉄にて構成されＣいることを特
徴とする部材の組合せによって達成される。

発明の作用及び幼宋 本発明によれば、第一の部材の摺動面部を構成りる複合
材料に於ては、アルミナ繊維笠に比して遥かに低寵であ
り硬＜’Ｕ安定なムライト結晶を含むフルミナーシリ力
繊維により体積率１％以上にて７トリツクス金属が強化
され、粒径が１５０μ以上の巨人で硬い非繊維化粒子の
含有乳が５ｗｔ％以下にＩ（ｌ持され、第二の部材の摺
動面部は３１Ｇ＃ｉ黒鉛を含み自己潤滑性に優れた鋳鉄
にて構成されるのて゛、ηいに当接して相対的に摺動づ
る二つの部材の組合Ｕて゛あって、それら両方の部材の
互いに他に対する１Ｍ動向は耐摩耗性に優れており、従
ってそれら両方の部材のそれぞれの摺動画に於（プる摩
耗量を最小限に抑えるとともに、粒子の脱落に起因する
異常摩耗を回避Ｊることかで・き、しからそ゛の一方の
部材は比強度、剛性の如き機械的性質や機械加に性にも
優れた部材のＩ１重合金ｔすることができる。

一般にアルミナ−シリカ系繊維はその組成及び製法の点
からアルミナ繊維とアルミナ−シリカ繊維に大別される
。Ａｌ２Ｏ３含ａｍが７Ｑｗｔ％以上であり５ｉＯｙ含
有量が３Ｑｗｔ％以下の所謂アルミナ繊維は、ＴｊＩａ
の語調な溶液とアルミニウムの無機塩との混合物にて繊
維化し、これを高温にて酸化焙焼づることにより’ａｉ
されるので、強化繊維としての性能には優れているが、
非常に高価である。一方Ａｌ２Ｏ３含有吊が３５・〜６
５ｗｔ％でありＳｉＯ２含有開が３５〜６５ｗｔ％であ
るいわゆるアルミナ−シリカ４１１１は、アルミナとシ
リカの混合物がアルミナに比して低融点であるため、ア
ルミナとシリｈの混合物を電気炉むとにて溶融し、その
融ｉｔ＆をグＬ１−インク法やスピニング法にて繊維化
することにより比較的紙庫に且大計に生産されている１
、特にＡｌ２Ｏ３含右ｈ！が６５ｗｔ％以上であり５ｉ
Ｏｐ含有Δが３５ｗｊ％以下の場合にはアルミナとシリ
カとの混合物の融点が１さりなり過ぎまた融液の粘性が
低く、　７’ｉ’Ａｌ２Ｏ＊含右吊が３５ｗｔ％以下で
あり５ｉ０２含イ」吊が６５ｗｔ％以上の場合には、ブ
ローイングやスピニングに必要な適正な粘性が得られな
い等の理由から、これらの紙庫な製造法を適用し難い。

またアルミナとシリカとの混合物の融点費粘性を調整し
たり、繊維に特殊な性能を付与する目的から、アルミナ
とシリカとの混合物にＣａ　Ｏ，ｈｌｌ　Ｏ，Ｎａ　２
０゜Ｆｅ　２０＋　、Ｃｒ　ｔ　Ｏａ　、７ｒ　Ｏｐ　
、Ｔｉ　Ｏ＋＋、ＰｂＯ，５ｎＯｔ　　、Ｚｒｌ０．Ｍ
ＯＯ３、Ｎｉ　　Ｏ。

ＫＩ！０．１ｙｌｎ　０２　、１３２０３　ｔ’　Ｖ２
０５　、ＣＬＩ　０１Ｃ（１３０４などの金ｒｄＳＳ化
物が添加されることがある。本願発明者等が行なった実
験的研究の結果によれば、これらの成分は１０ｗｔ％以
下に抑えられるごとが好ましいことが認められた。従っ
て本発明の部材の組合せに於ける強化材としてのアルミ
ナ−シリカｌｊＭｔの組成は３５〜．６５　ｗｔ％Ａｌ
２０ａ　、６５〜３５ｗｔ％Ｓ　！　０２、’Ｏ〜１０
Ｗｊ％他の成分に設定される。

ブローイング法やスピニング法にて製ｊａされたアルミ
ナ−シリカ繊維は非晶質の繊維であり、繊維の硬さはＨ
ｖ７００稈痘である。かかる非晶質状態のアルミナ−シ
リカ繊維を９５０℃以上の温爪に加熱するとムライト結
晶が析出し、繊維のゆざが上昇する。本願発明者等行っ
た実験的研究の結果によれぽムライ［・結晶量が１５ｗ
ｔ％程麿に於て繊維の硬さが急激に増大し、ムライト結
晶量が１９ｗｔ％に於ては繊維の砂さがｌ−１ｖｌＯＯ
Ｏ稈磨となり、ムライト結晶量がこれ以上に増大されて
ら繊維の砂ざはそれ稈増大しないことが認められた。か
かるムライト結晶を含むアルミナ−シリカ繊維にて強化
された金属の耐摩耗性ヤ）強庶はアルミナ−シリカ繊維
自身の硬さとよく対応しており、ムライト結晶Ｂｙ４が
１５ｗｔ％以上、特に１９ｗｔ％以］の場合に耐摩耗性
や強度に優れた複合材料を得ることができる。従って本
発明の部材の組合せに於てはアルミナ−シリカ繊維のム
ラーイト結晶小は″１５Ｗ１％以上、好ましくは１ｇｗ
ｔ％以上とされる。

またブト１１インク法等によるアルミナ−シリカ繊維の
製造に於ては、繊維と同時に非ｇｌｉＩＩＦ化粒子が不
１１ｉＪ避的に多（ｌに生成し、従ってアルミナ−シリ
カ繊維の集合体中には比較的多量の非繊維化粒子が含ま
れている。アルミナ−シリカ繊維の特性を向上させるべ
く繊維を熱処理してムライト結晶の析出を１１うど、非
繊維化粒子もムラ−イト結晶化して硬化する。本願発明
者等が行った実験的研究の結果によれば、特に粒径が１
５０μを越える巨人な粒子は複合材料の機械的性質や加
に性を悪化さ１．′Ｅ！合月料の強廓を低下Ｖしめる原
因となり、史には粒？１／）脱落に起因して相手材に対
し異常摩耗の如き不ｌ′１．合を発生さ口る原因とも’
Ｊる。従って本発明の部材の組合ぜに於ては、アルミナ
−シリカ繊維の集合体中に含まれる粒径１５０ｆ１以上
の巽繊維化粒子の３１１句は５ｗｔ％以下、特に２ｗｔ
％以下、更には１ｗｔ％以下に抑えられる。

また本願発明省苫が行った実験的研究の結果によれば、
上述の如き優れた性質を有するムライト結晶を含むアル
ミナ−＝シリカ繊維を強化繊組とし、アルミニラｔいマ
グネシウム、銅、０鉛、鉛、スズ及びこれらを主成分と
する合金をマトリックス金属とする複合材料が鋳鉄と摩
擦される場合に於ては、アルミブーシリカｍ紺の体積率
がＯ・〜１゜５％、特に０〜１％の範囲に於てアルミナ
−シリカＡｌｌ絹の体積率の増大とともに複合材料の摩
耗量が著しく減少し、アルミナ−シリカ［ｔの体積率が
２．５・〜２５％の範囲にて増大されても複合材料の摩
耗機は殆んど変化しないが、アルミナ−シリカ繊維の体
積率が２５％を越えるとアルミブーシリカ繊維の体積率
の増大につれて僅かに増大する。一方相手材としての＆
８鉄の厚耗１ルはアルミナ−シリカ繊維の体積率が０〜
２３％の範囲に於てはアルミナ−シリカｍｒ４の体積率
の値に拘らず実質的に一定であるが、アルミナ−シリカ
繊維の体積率が２３％、特に２５％以上になるとアルミ
ナ−シリカＩＪＪｉ紺の体ＩＭ　Ｉの増大ととしに漸次
増大する。従って本発明の部材の組合せに於ては、アル
ミノーシリノ」繊維の体積率は１％以上、特に１゜５〜
２５％、史には２．５〜２３％とされる。

更に本願発明者等が行った実験的１１！；究の結果によ
れば、第二の部材の摺動面部を構成する鋳鉄は任意のＵ
鉄であってよいが、特に球状黒１）鋳鉄又は低合金片状
黒鉛鋳鉄であることが好ましい。

尚本発明の部材の組合せに於番ノる一方の部材用の複合
材料として、強度、耐摩耗性の如き機械的ｆｌ質に優れ
、しかも相手材に対するＦ！Ｆ擦摩耗特性に優れた複合
材料４Ｌ得るためには、ムライト結晶を含む？ルミノー
・シリカ繊維は、本願発明者等が行った実験的研究の結
果によれば、短繊維の場合には１．５〜５．０μの平均
ｍ組径及び２０μ〜３ｍｍの平均繊Ｎ長を４１し、艮ｍ
ｒａの場合には３〜３０μの繊緒径を右することが好ま
しいことが認められた。

尚本発明による８１４４４の組合せは、例えば自動１９
１用］−ンジンのシリンダピストン、ピストンリングと
ピストンの如く、種々の機械装置等の部材の組合Ｕに対
し適用されてよい。

以下に添付の図を参照し°つつ、本発明を実施例につい
て詳細に説明Ｍる。

Ｘ痙ａｉ −イソライト・バブコック耐火株式会社製アルミナ−シ
リカ繊維（商品名［カオウールＪ、５１ｗｔ％Ａｌ　２
０３．４９ｗｔ％５ｉＯ２）に対し脱粒処理を行い、繊
維集合体中に含まれる粒径１５０μ以１の粒子含イ］量
をＱ、４ｗｔ％とした後、それらの繊維集合体を種々の
ｔ％湯温度て熱処理することにより、下記の表１に小さ
れている如き種々のムライト結晶量を有する繊維を形成
した。

次いで］−述の各１ルミナーシリカ繊紺を（れぞれ］ロ
イダルシリカ中に分散させ、その」ロイダルシリカを攪
拌し、かくしてアルミプ　−シリカ繊維が均一に分散さ
れた＝１０イダルシリ力より真空成形法により第１図に
示されている如＜　８０　Ｘ　８０Ｘ２０ｍｍの繊維形
成体１を形成し、更にそれを６００　’Ｃにて焼成する
ことにより個々のアルミナ−シリカ繊維２をシリカにて
結合させた。この場合、第１四に示されている如く、個
々のアルミブーシリカ繊維２はｘ−ｙ平面内に於てはラ
ンダムＬ：配面され、１方向に梢Φねられた状態に配向
された。

次いで第２図に示されている如く、繊維成形体１をｖｔ
型３の七−ルドヤヤビティ４内に配置し、該［−ルドキ
ャビティ内に７３０℃のアルミニウム合金（ＪＩＳ規格
ＡＣ８Ａ＞の溶湯５含注瀉し、該溶湯を鋳型３１．′、
ｂＸ合するプランジャ６により１５０　（１ｋｔｉ／＋
ｖ″の圧力に加圧し、その加圧状態を溶湯５が完全に凝
固するＪ、で保持し、かくして第３図に示されている如
く外径１１０ＩＲＩｌ１１高さ５Ｑｉ＋ｍの円柱状の凝
固体７を鋳造し、史に該凝固体に対し熱処理Ｔｒを施し
、各凝固体より／／ルミナーシリ力織繊維強化繊維とし
アルミニウム合金をマトリックスとづる複合材料１″を
切出し、てれらの複合材１１より硬さ試験片及び摩耗試
験用のブ［１ツク試験片を機械側］によって作成した。

かくして形成された硬さ試験片の被試験面を研磨した後
、アルミナ−シリカ繊維のビッカース硬さを測定した。

但し繊組自体の大きさは平均繊維径が２．９μと」を常
に小さいため、硬さの測定が可能な比較的粒径の大きい
非繊維化粒子の硬さを測定し、その伯を以てアルミナ−
シリカ繊維の硬さとした。その測定結果をアルミナ−シ
リカ繊維中のムライト結晶量を横軸どしアルミブーシリ
カ繊維の硬さを縦軸とする第４図に示す。この第４図よ
り、アルミナ−シリカ繊組の硬さは約１０ｗｔ％以下の
範囲に於ては低いが、ムライト結品含０吊が約１５ｗｔ
％以上になると著しく増大し、ムライト結晶量が約２０
ｗ（％以上に於てはほぼ一定の植となることが解る。

次に１述のブロック試験片を順次摩擦摩耗試験機に廿ツ
１〜し、相手部材ｌ・ある球状黒鉛鋳鉄（、〕ＩＳ規格
Ｆ（：：Ｄ７０）％Ｊの円筒試験片の外周部と接触さ口
、それらの試験片の接触部に常温（２０℃）の潤滑油（
−ｔ−１１ツスルモータオイル５Ｗ−３０）をＤｊ給し
つつ、接触面圧２０　ｋ（＋／＋１１ｍＱ％ｆｆ）　’
）速瓜０　、３ｍ、−’　ｓａｃにて１時間円筒試験片
を回転させ８摩耗試験を行な−）た。尚このＭ粍試験に
於ｔするブロック試験片の被試験面は第１図に示され／
、：ｘ−ｙ平面に垂直な平面て−あった。１？耗試験の
結果を第５図に示づ。尚第５図に於て、上半分はブ１−
１ツク試験）Ｙの１１？耗皐（淳耗痕深さμ）を表わし
でおり、Ｆ２１分は相手部材である円筒試験片の１１を
耗Ｌ１１　（１！ｉ’耗減ｆｌｉｎ＋ｇ）を表ワシテイ
ル。

第５図より、球状黒鉛鋳鉄を相手部材とする場合には、
１０ツク試験ハの摩耗量は、アルミブーシリカ繊維中の
１１ライ］・結晶量が０〜１ｉｆｔ％よ【・の範囲（Ｊ
於ては実質的に変化せず、ムラ−イト結晶量が１１〜１
９ｗｔ％の範囲に於てはムライト結晶量の増大につれて
汎しく減少し、ムライト結晶量が１９ｗｔ％以上に於て
は実質的に一定の１内になるのに対し、円筒試験Ｈの摩
耗量はアルミツー−シリカ繊維中のムライト結晶ωの値
に拘らず実質的に一定の値であることが解る。尚この摩
耗試験と同様の摩耗試験をね３ｒみ鋳鉄製の円筒試験ハ
を相手部材として行ったところ、第５図に示された結果
と同様の傾向を示づ結果が）りられた。

この第５図のムライト結晶量とブロック試験片の摩耗ω
との関係は第４図に示されたアルミノ−シリカ繊維の硬
さとムライト結晶間との関係に一致しており、これら第
４図及び第５図より、アルミノ−シリカ繊Ｉｌｔを強（
ヒ繊紐としアルミニウム合金を７トリツクスとりる複合
材料にて構成された部材の摩耗量及びこれと摩擦摺動づ
る鋳鉄製の相手部材の１９耗１Ｂの両方を低減Ｊるため
には、アルミナ−シリカ１１維はムライト結晶を含む結
晶質のアルミブーシリカ繊維Ｅて゛あることが好：Ｊ：
　Ｌ、　＜　、特にアルミナ−シリカ繊維中のムライト
結晶量は１５ｗｔ％以上、更には１９ｗｔ％以上ぐある
ことがりｆましいことが解る。

二遍；−一〇６Ｌ−１に哩−２−一 １述の実施例１より？ルミナーシリ力繊維の１１ンイ［
・結晶量はＩＦ５Ｗｊ９６ＬＡ上であることが好ましい
ことが解ったので、アルミブーシリカ［１の体積・かが
如何く鵞る値であることが適切であるかについての摩耗
試験をアルミナ−シリカ繊維のムライト結晶品を２０Ｗ
【％に設定して行った。

マス４９ｗｔ％ＡＩ　２０３．５１ｗｔ％５ｔｏ２なる
組成を有づ゛るアルミナ−シリカ繊維に対し脱粒蛤埋を
行うことにより、粒径１５０μ以−にの粒子間を０．１
％とした後、熱処理によりムライト結晶＋ｆｉを２０ｗ
ｔ％どしｌζ。次いで繊維の体積率が下記の表２に示さ
れている如き種々の値となるよう、１述の実施例１の場
合と同一の要領にてアルミノ′−シリカ１ｍ鰭よりなる
繊維成形体を形成し、該繊１１４ｇ成形体を強化材どじ
、アルミニウム合金（、ＪＩＳ規格ＡＣ８Δ）を７トリ
ツクスとする複合材料を＾１〔鋳造法（′１ｇ、渇７ご
３０℃、溶湯に対する加ＬＦ力１５００　ｋ（Ｌ’ｍ’
　）にてＩＩ造し、各複合材料に対しＴ　ｒ熱処理を施
した後、人ささが１６Ｘ６Ｘ１０Ｉｌ１ｍであり、その
一つの而（１６Ｘ　１０１１ｍ＞を試験面とするブロッ
ク試験片８１〜Ｂ５を作成した。

また比較例として、アルミニウム合金ＬＪＩＳ規格ＡＣ
ＯＡ＞のみよりなる同一寸法のブロック試験片Ｂｏを作
成した。

次い（・かくして作成された各ブロック試験Ｊ１につい
て、１述の実施例１の場合と同一の条件にて。

ｌｉｔ　状黒’１４１　Ｓｋｉ　ｖＸ（Ｊ　Ｉ　Ｓ規格
Ｆ　ＣＤ　７０　）製の円筒試験片を相手部材とする摩
耗試験を行った。この摩耗試験の結果を第６図に示ず。

第６図に於て上゛１つ分はブロック試験片の摩耗量（摩
耗痕深ざμ）を表し−（（１１す、下半分は相手部材で
ある円筒試験片の摩耗間（Ｉ４１１ｉ耗減ｆｆｉｍｏ＞
を表している。

第６図より、ムライト結晶を含むアルミブーシリカ繊維
にて強化された複合材料の摩耗間は、アルミノ　−シリ
カ繊維の体積率が０〜１．５％の範囲、特に０〜１％の
範囲に於てはアルミナ−シリカ繊維の体積率の増大とと
もに茗しく減少し、アルミナ−シリカ繊維の体積率が２
．５〜２５％の範囲にて増大されても複合材料の摩耗間
１．Ｌ実２；１的に変化けず、アルミブーシリカ繊維の
体積率が２５％を越λると］′ルミナーシリカ繊紺の体
積率の増大とどもに僅かに増大することが解る。一方法
１大黒鉗’＋ＡｔスのＩ’？耗量は、アルミナ−シリカ
繊尉１の体積率が０−２３％の範囲に於て（よアルミナ
ーシリカｍ紺の休ｖ４″＄に拘らず実質的に一定である
が、アルミナ−シリカＩＩ　ｔ（ｔの休（＾率が２３％
、特に２５％を越えるとアルミナ−シリカ繊維の体積率
の増大ととらに瀬次増大することが解る。従１て複合材
料及び球状黒鉛鋳鉄の斤耗品を低減づるためにはアルミ
ナ−シリカＩａ　ｔ（ｔの体積率が１％以上、特に１．
５〜２５％、更には２．５〜２３％であることが好まし
いことが解る。

尚アルミナーシリカ繊維の体積率をパラメータとする上
述の実施例２ど同様の貯・耗試験をマトリックス金屑が
マグネシウム合金、銅合金、亜鉛合金、鉛合金、スズ合
金である複合材料より＜Ｔるブロック試験片及びねずみ
鋳鉄、低合金球状黒鉛鋳鉄製の円筒試験片についても行
ったところ、第６図に示された結果と同様の傾向を示す
結果が得られた。

実施例３ 上述の実施例１の場合と同一の要領（こより下記の表３
に示されたアルミナ−シリカ繊維にて繊維成形体を形成
し、該繊維成形体を強化材とし、アルミニウム【）金（
、Ｊ　Ｉ　７；現（８八Ｃ８△）をマトリックスとづる
複合材料をｒ！ｉ　Ｊ−、ｆ鋳造法（測温７３０′℃、
溶湯に対する加ｌｆ力１５００に９／ｍ’）にて装；Δ
し、各複合材料に対し’Ｔ−Ｔ熱処理を施した後、大さ
さが１６Ｘ６Ｘ１０ｍｍであり、その一つの而（１５ｘ
　１０＋１１１６）を試験面とするブロック試験片Ｃ２
及びＣ５を作成した。　また前述の実施例１の場合と同
一の要領にて下記の表４に示されたフルミ゛ノ　シリカ
繊維よりなる繊維成形体を形成し、該繊維成形体を強化
材とし、マグネシウム合金（ＪＩＳ規格ＭＤＣＩ−Ａ）
をマトリックスとする複合材料を高圧鋳造法（測温７０
０℃、溶湯に対りるＭＩ　ＪＴ力１５００ｋ（＋／Ｃ１
１９＞にて製造し、ブロック試験片Ｃ２及びＣ５と同一
の寸法のブロック試験片Ｃ６を作成した。

表　　　３ 表　　　４ Ｊ、たノフルミノ゛−シリカ繊維の体積率が２．０％に
イｊるＪ、）、−１掲の表４に示されたアルミノ−シリ
カ繊維と銅合金（ＣＩＪ　−１０ｗｔ％５１１）粉末ト
を秤１１１シ、これに少１讐蚤の１−タノールを添加し
てスターツーにて約３０分間混合した。かくして得られ
た（Ｑ　ｉ”ｉ物を８０℃にて５時間乾燥した後、横断
面の１１法が１５．０２ｘ６．５２＋ｎ＋ｅのキャビｉ
−イを右する金型内に所定１ｊｌの混合物を充填し、そ
の混合物をパンチにて４０００ｋＱ／ｎ９の圧力にＴ　
ｒＥ縮りることにより板状に成形した。次いで分解）７
ンし二Ｊ）ガス（ｎ点−３０℃）雰囲気に設定されたパ
ップ型焼結炉にて各板状体を７７０℃にて３０分間加熱
することにより焼結し、焼結炉内の冷却ゾーンにて徐冷
づることにより複合材料を製造した。次いでかくして製
造された複合材料よりブ自ツク試験）１’　Ｃ２イ鵞ど
と同様のブ［：１ツク試験ハＣＴを作成した。

更に比較の目的で、アルミニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＣ
８Ａ＞のみよりなる同一寸法のプｌ二１ツク試験）’＋
ＣＩを作成し、またブロック試験片ｃ２の場合と同一の
条ｎの高圧鋳造法により、Ｊｌ、１ｉ＋’＋　Ｔ！ｔの
アルミナ−シリカ繊維４強化（Ａとしアルミニウム合金
を７１〜リツクスとし繊維体積率が７．４％で・ある複
合材料、及びフルミを繊維を強化材としアルミニウム合
金をマ（・リックスどし繊維体積率が５．７％である複
合材料を製造し、これらの複合材料より同様の１０ツク
試験（１Ｃ３及びＣ４を作成した。

これらの１［１ツク試験ｊ〜を順次１．、　Ｆ　Ｗ　Ｐ
ｆｉ　Ｆ　摩耗試験機にセットし、相手部材である外径
３５ｎ＋ｍ、内径３０ＩＩＩｍ、幅１０１１１Ｉ１１の
球状黒鉛鋳鉄又は低合金片状黒鉛鋳鉄製の円筒試験片の
外周面と接触さけ、それら試験片の接触部に常温の潤滑
油（ギヤッスル七−タオイル５　Ｗ　−３０＞を供給し
つつ、面几２０　ｋ（１，／　ｌｌｐ、すべり速ＩＵ０
．３　ｍ＋／ｓｅｃにて円筒試験片を１時間回転させる
摩耗試験を以下の表５に示ずブロック試験片と円筒試験
片との組合せ０１〜Ｃｒについて行なった。

表　　　　５ Ｆｔ　　＋　　１　　＞　　、］　Ｉｓ　規格ＡＣ８Ａ
２）４８ｗｔ％Ａｌ　　２　０ａ　　、５２ｗｔ％Ｓｔ
ｏｐ３）９５ｗｔ％Ａｌ　　２　０３　　、５ｗｔ％５
ｔｏ２４）Ｊ［ＳＡＱ格Ｍｌ）ＣＩ−Ａ ５）ＣｕＩＱｗｔ％Ｓｎ この摩耗試験の結果を第７図に示す。第７図に於て上半
分はブロック試験片の摩耗ａ（摩耗痕深さＵ　）を表わ
しており、下１２分は相手部材である円筒試験片の摩耗
量（摩耗域ｉ１ｍｃ＋）を表わしている。

第７図に於て、組合ｔＩＣ２、Ｃ５〜Ｃ７ど組合せＣＩ
、Ｃ３、Ｃ４との比較より、アルミナ−シリカ繊維の体
積率、アルミナ−シリカ繊維のムライト結晶Ｉ１１及び
粒径１５０μ以上の非繊維化粒子の含有１−笠が本発明
の範囲に属づるしのである場合には、ブ［１ライフ試験
片及び円筒試験片両方のＩ’？耗吊が非常に小さい値に
＜’にることが解る。特に組合せＣ２とＣ５との比較よ
り、円筒試験片の構成材料が低合金片状黒鉛鋳鉄ぐある
場合には、球状黒鉛鋳鉄の場合に比してブロック試験片
及び円筒試験片両方の蹟耗量が更に小さくなることが解
る。

また組合せＣ２及びＣ５と組合せＣ６及びＣｒとの比較
にす、Ｐｉ合材料のマｔ・リックスがそれ自身の摩耗特
性に優れている銅合金である場合は、マトリックスがア
ルミニウム合金性の場合に比してアルミブーシリカ繊維
の体積率が小さい蛸であってにいのに対し、複合材料の
マトリックスが比較的軟らかいングネシウム合金である
場合には、７１〜リツクスがアルミニウム合金等の場合
に比してノＩルミノーシリカ繊紺の体積率が幾分か高い
１めに設定されることが好ましいことが解る。

尚実施例３）の摩耗試験と同様のＩ！を耗試験を、７１
−リツクスがスズ合金、鉛合金、亜鉛合金である点を除
さｌ１１１様に形成された複合材料より切出された−７
１１ツク試験片についても行なったところ、第７図に示
された結果ど同様、アルミナ−シリカ繊維の体積率、ア
ルミナ−シリカ繊維のムライト結晶ｒｉ１及び粒径１５
０μ以上の非繊維化粒子の含４ｊ吊等が本発明の範囲に
属する場合には、ブロック試験片及び円筒試験片両方の
ｐ１耗呈が非常に小さい幀に（７ることが解った。

−１）ホの各実施）４の結果より、ｎいに当接して相対
的に摺動する二つの部材の組合せであって、その−ｈの
部材が１１ライト結晶を含むアルミナ−シリカ繊維を強
化材とし、アルミニウム合金の如き金属を７トリツクス
とする複合材料にて構成されており、その他方の部材が
鋳鉄にて構成されている如き二つの部材の組合せに於て
は、前記一方の部材を構成する複合材料は３５〜５５ｗ
ｔ％Ａ＋２０３　、６５〜３５ｗｔ％Ｓｉ　Ｏ２，０〜
１０ｗｔ％他の成分なる組成を有しムライト結晶ｉａが
１５ｗｔ％以上であるアルミナ−シリカ繊維であって、
その集合体中に含まれる粒径１５０μ以上の非繊維化粒
子の含有量が５ｗｔ％以下であるアルミナ−シリカ繊維
を強化材としアルミニウム、マグネシウム、スズ、銅、
鉛、亜鉛、及びこれらを主成分とする合金よりなるＪｆ
ｆより選択された金属を７トリツクスとし、アルミナ−
シリカ繊維の体積率が′１％以上である複合材料であり
、前記他方の部材を構成する鋳鉄は球状黒鉛鋳鉄、特に
低合金片状黒鉛鋳鉄であることが好ましいことが解る。

以上に於ては本発明を幾つかの実施例について詳細に説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能で
あることは当業名にとって明らかぐイｂろう。

【図面の簡単な説明】

り１１図１．１ムライト帖晶を含むアルミナ−シリカ繊
Ｍ【よりなる繊維成形体の繊維配向状態を示す解図、第
２図は高圧鋳込法による複合材料の製造二Ｉ゛稈を示Ｉ
Ｍ図、第３図は第２図の高圧鋳造により形成された凝固
体を承り斜視図、第４図１１アルミｔ−シリカ繊維中の
ムライト結晶檄とアルミナ−シリカ繊維の硬さとの関係
を示すグラフ、第５閃はムライ１−結晶を含むアルミｔ
−シリカ繊維にて強化されＩＣアルミニウム合金Ｊ、り
なる複合材料に−）いて球状黒鉛ｖｉ鉄を相手材として
行われた摩耗Ｉ１１を験のｉ’ｉ’＋宝をムライト結晶
１′ｉ！を横軸にとって示１グラノ、第０図は神々のｖ
ｊＮ積率のアルミナ−シリカ繊維にて強化されたアルミ
ニウム合金よりなる複合（イ石について球状黒鉛鋳鉄を
相手材どして行われた摩耗試験ｄ）結果を承りグラフ、
第７図はムライト結晶を含むアルミノ−シリカ繊維にて
強化−きれたアルミニウム合金よりなる複合材料を含む
神々の複合材料について、球状黒鉛鋳鉄及び低合金片状
黒鉛鋳鉄を相手材として行われた摩耗試験の結果を示す
グラフである。 １・・・ｍＮ成形体、１′・・・複合材料、２・・・ア
ルミナ−シリカ繊維、３・・・鋳型、４・・・モールド
１ニヤビイデイ、５・・・溶湯、６・・・プランジ１ν
、７・・・凝固体Ｖｉ許　　出　願　人　　−イソライ
ト・パブコック耐火株式会社 代　　　理　　　人　　弁理士　　明石　昌毅第　３　
図 第１図 第２図 第　４　図 アルミナ−シリカ繊維中のムライトＡｅ、１％量（ｗＬ
％）第５図 第６図 第　７　図 （白　発） ｒ続補正１１１ 昭和６０年５月３０日 １、事ヂ１の表示　昭和６０年特８’ｌ［！０３４１７
３ｊＪ２．１明の名称　部材の組合せ ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　愛知県宝飯郡音羽町大字萩字向山７番地名　
称　　イソライト・バブコック耐火株式会社４、代理人 居　所　　０１０４東京都中央区新川１丁目５番１９号
＄場町艮岡ピル３階　電話５５１−４１７１６、補正の
対象　　明細書 ７、補正の内容

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに当接して相対的に摺動する第一の部材と第
   二の部材との組合せにして、前記第一の部材の少なくと
   も前記第二の部材に対する摺動面部は３５〜６５ｗｔ％
   Ａｌ＿２Ｏ＿３、６５〜３５ｗｔ％ＳｉＯ＿２、０〜１
   ０ｗｔ％他の成分なる組成を有しムライト結晶量が１５
   ｗｔ％以上であるアルミナ−シリカ繊維であって、その
   集合体中に含まれる粒径１５０μ以Ｌの非繊維化粒子の
   含有量が５ｗｔ％以下であるアルミナ−シリカ繊維を強
   化材としアルミニウム、マグネシウム、スズ、銅、鉛、
   亜鉛、及びこれらを主成分とする合金よりなる群より選
   択された金属をマトリックスとし、アルミナ−シリカ繊
   維の体積率が１％以上である複合材料にて構成されてお
   り、前記第二の部材の少なくとも前記第一の部材に対す
   る摺動面部は鋳鉄にて構成されていることを特徴とする
   部材の組合せ。
2. （２）特許請求の範囲第１項の部材の組合せに於て、前
   記アルミナ−シリカ繊維のムライト結晶量は１９ｗｔ％
   以上であることを特徴とする部材の組合せ。
3. （３）特許請求の範囲第１項又は第２項の部材の組合せ
   に於て、アルミナ−シリカ繊維の集合体中に含まれる粒
   径１５０μ以上の非繊維化粒子の含有間は１ｗｔ％以下
   であることを特徴とする部材の組合せ。
4. （４）特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れかの部材
   の組合せに於て、アルミナ−シリカ繊維の体積率は１．
   ５〜２５％であることを特徴とする部材の組合せ。