JPS61210155A - 鉄−黄銅系焼結摺動材料 - Google Patents
鉄−黄銅系焼結摺動材料Info
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- JPS61210155A JPS61210155A JP5164685A JP5164685A JPS61210155A JP S61210155 A JPS61210155 A JP S61210155A JP 5164685 A JP5164685 A JP 5164685A JP 5164685 A JP5164685 A JP 5164685A JP S61210155 A JPS61210155 A JP S61210155A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は軸受その他の摺動部材に好適な鉄−黄銅系焼
結合金に関するものである。
結合金に関するものである。
鉄−黄銅系の焼結合金は鉄系、銅系それぞれの短所を補
い長所を併せ持つ材料として、軸受その他の摺動部材の
分野で用途を拡大しつつある。
い長所を併せ持つ材料として、軸受その他の摺動部材の
分野で用途を拡大しつつある。
ところでこの材料は、焼結時に蒸発し易く且つ摺動部材
の焼結温度では鉄と合金化し難い亜鉛を含むので、所望
の組織および特性を得るためには種々の工夫を要する合
金である。
の焼結温度では鉄と合金化し難い亜鉛を含むので、所望
の組織および特性を得るためには種々の工夫を要する合
金である。
そしてこの工夫の一端として、先に本発明者は錫の添加
によって焼結温度を下げて亜鉛の蒸発を抑制するととも
に、ホウ素を単味で、もしくは鉄または銅との合金粉の
形で添加して基材の耐摩耗性を高める方法（特開昭５７
−１６９０６４号。
によって焼結温度を下げて亜鉛の蒸発を抑制するととも
に、ホウ素を単味で、もしくは鉄または銅との合金粉の
形で添加して基材の耐摩耗性を高める方法（特開昭５７
−１６９０６４号。
同５８−９６８５０号公報参照）を発明した。
しかし、この手段により得られる焼結材料は、これを軸
受に用いた場合通常の使用条件では優れた軸受特性を示
すが、面圧１０ ｋ！＋／ ｃｒＡ以上の場合とか、環
境温度６０℃以上、相対湿度３０％以下などの過酷な条
件下では軸受や軸の摩耗が大ぎくなり、痔命が短いとい
う不満があった。
受に用いた場合通常の使用条件では優れた軸受特性を示
すが、面圧１０ ｋ！＋／ ｃｒＡ以上の場合とか、環
境温度６０℃以上、相対湿度３０％以下などの過酷な条
件下では軸受や軸の摩耗が大ぎくなり、痔命が短いとい
う不満があった。
ここでその原因について考察すると、上述した鉄−黄銅
系焼結材は、鉄部分と黄銅部分とが斑になった基地中に
Ｆｅ−Ｂ、ＣＬＩ −Ｂなどの硬い相が分布して基地の
耐摩耗性を高めている訳であるが、この硬い相の種類に
、言い換えればホウ素の添加方法に問題があると考えら
れる。
系焼結材は、鉄部分と黄銅部分とが斑になった基地中に
Ｆｅ−Ｂ、ＣＬＩ −Ｂなどの硬い相が分布して基地の
耐摩耗性を高めている訳であるが、この硬い相の種類に
、言い換えればホウ素の添加方法に問題があると考えら
れる。
即ち、Ｆｅ −８の場合は基地との固着性が悪いために
過酷な条件での摺動時に脱落し易く、また硬すぎるため
に相手部材の軸を傷付は易いことに原因があり、一方、
ＣＵ−Ｓは基地との固着性はよいが、自身の硬さが前者
はど高くないために、摺動条件が高負荷になると基地の
塑性変形を阻止できなくなる結果、摺動面に開口してい
る給油孔が減少して油膜切れを生じ易くなることに原因
があるものと考えられる。
過酷な条件での摺動時に脱落し易く、また硬すぎるため
に相手部材の軸を傷付は易いことに原因があり、一方、
ＣＵ−Ｓは基地との固着性はよいが、自身の硬さが前者
はど高くないために、摺動条件が高負荷になると基地の
塑性変形を阻止できなくなる結果、摺動面に開口してい
る給油孔が減少して油膜切れを生じ易くなることに原因
があるものと考えられる。
この発明は、上述の事情に基づき基地中に分散させるホ
ウ素合金相の改良に努めた結果得られたもので、即ちホ
ウ素合金としてニッケル含有量が１〜３０％、ホウ素含
有量が１〜１０％残部銅のＣｕ −Ｎｉ−８合金、また
はこれに１〜２５％の鉄を加えたＣｕ −Ｎｉ −Ｆｅ
−３合金を採択し、これを基地中に０１〜３％分散さ
せることをその骨子とするものである。
ウ素合金相の改良に努めた結果得られたもので、即ちホ
ウ素合金としてニッケル含有量が１〜３０％、ホウ素含
有量が１〜１０％残部銅のＣｕ −Ｎｉ−８合金、また
はこれに１〜２５％の鉄を加えたＣｕ −Ｎｉ −Ｆｅ
−３合金を採択し、これを基地中に０１〜３％分散さ
せることをその骨子とするものである。
以下この発明の実施例について説明する。
先ず、原料粉として粒度１００メツシユ以下の還元鉄粉
、亜鉛含量４０％の黄銅粉２粒度２５０メツシユζ下の
錫粉１粒度２００メツシユ以下の鉛粉および天然黒鉛粉
を、それにホウ素添加用の合金として、各々粒度２００
メツシユ以下の次の６種類の合金粉を用意した。この内
イル二は前述の従来方法で用いた合金および添加効果の
乏しい合金、ホおよびへがこの発明の特徴とする合金粉
である。
、亜鉛含量４０％の黄銅粉２粒度２５０メツシユζ下の
錫粉１粒度２００メツシユ以下の鉛粉および天然黒鉛粉
を、それにホウ素添加用の合金として、各々粒度２００
メツシユ以下の次の６種類の合金粉を用意した。この内
イル二は前述の従来方法で用いた合金および添加効果の
乏しい合金、ホおよびへがこの発明の特徴とする合金粉
である。
イ： Ｆｅ−２０Ｂ
口： Ｃｕ −３８
ハ： Ｎｔ−１ｏｓ
二： Ｃｕ −２ＯＦｅ −５８
ホ： Ｃｕ −１５Ｎｉ −１，５Ｂへ： Ｃｕ
−２７Ｎ１−２５Ｆｅ −９８次に順序として、従来方
法による比較例を先に述べる。先ず鉄粉に黄銅粉を２５
％、錫粉を２％およびホウ素合金粉イを０．７５％配合
し、これに潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を０３％添加
して充分に混合した。次にこの混合粉を内径１０ｎｕａ
。
−２７Ｎ１−２５Ｆｅ −９８次に順序として、従来方
法による比較例を先に述べる。先ず鉄粉に黄銅粉を２５
％、錫粉を２％およびホウ素合金粉イを０．７５％配合
し、これに潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を０３％添加
して充分に混合した。次にこの混合粉を内径１０ｎｕａ
。
外径１６ｍｍ、長さ１５ｍｍで圧粉密度６．１ｉ１１／
ｃｉの円筒形に成形後、分解アンモニア雰囲気炉中温度
７４０℃で２０分間焼結して比較例の試料Ｎ ｏ、 １
を作成した。
ｃｉの円筒形に成形後、分解アンモニア雰囲気炉中温度
７４０℃で２０分間焼結して比較例の試料Ｎ ｏ、 １
を作成した。
以下同様にして、第１表に示した原料粉の配合割合に従
い、比較例の試料Ｎ０９２〜４．実施例の試料Ｎ０１５
〜１０を作成した。
い、比較例の試料Ｎ０９２〜４．実施例の試料Ｎ０１５
〜１０を作成した。
このようにして得られた各試料は、鉄と黄銅とが斑に混
在する基地中に、ホウ素合金の硬質相が分散した組織を
呈している。なお参考までに、各試料の全体組成を第２
表の左欄に記しである。
在する基地中に、ホウ素合金の硬質相が分散した組織を
呈している。なお参考までに、各試料の全体組成を第２
表の左欄に記しである。
次いで各試料にサイジングを施してその内径を軸受所定
の寸法に仕上げてタービン油を含浸し、軸受試験機に掛
けて下記の条件で試験を行なった後、軸受自身の摩耗量
、および相手部材である軸については摩耗量の代用とし
て表面粗さく試験前の粗さは１μ）と軸の表面状態を調
べ、その結果を第２表の右欄に示した。
の寸法に仕上げてタービン油を含浸し、軸受試験機に掛
けて下記の条件で試験を行なった後、軸受自身の摩耗量
、および相手部材である軸については摩耗量の代用とし
て表面粗さく試験前の粗さは１μ）と軸の表面状態を調
べ、その結果を第２表の右欄に示した。
軸の材質・・・３４５Ｃ，焼なまし材
摺動速度・・・１２０ｍ／關
面 圧＝ １ ２ ｋＱ／ ｃＴａ環境温度・・・
７０℃ 環境湿度・・・ＲＨ３０％ 運転時間・・・１５０時間 以上の実験結果から、比較例の試料Ｎ０１１〜４と実施
例のＮｏ、５〜１０とは基地の組成が共通しているにも
拘らず、苛酷な条件下では軸受特性が著しく異なること
が分るが、この理由は、基地に分散するホウ素合金の種
類の差異に基づくものと判断される。
７０℃ 環境湿度・・・ＲＨ３０％ 運転時間・・・１５０時間 以上の実験結果から、比較例の試料Ｎ０１１〜４と実施
例のＮｏ、５〜１０とは基地の組成が共通しているにも
拘らず、苛酷な条件下では軸受特性が著しく異なること
が分るが、この理由は、基地に分散するホウ素合金の種
類の差異に基づくものと判断される。
即ち、比較例の試料Ｎ００１と２では軸受の摩耗と軸の
・摩耗の傾向が相反しているが、Ｆｅ −ＢとＣｕ−Ｂ
の硬さの影響であろう。また、鉄および銅との３元合金
にしても、Ｎ０９４が示す通り結果に大差はなく、軸と
軸受の双方にかなりの摩耗を生じている。
・摩耗の傾向が相反しているが、Ｆｅ −ＢとＣｕ−Ｂ
の硬さの影響であろう。また、鉄および銅との３元合金
にしても、Ｎ０９４が示す通り結果に大差はなく、軸と
軸受の双方にかなりの摩耗を生じている。
これに対して実施例のＮ０１５〜１０は、ホウ素がニッ
ケルおよび銅を含む３元以上の合金の形で添加されたこ
とにより軸受特性が著しく向上している。しかし、この
効果が単なるニッケルの影響ではないことは、ホウ素合
金にＮｉ −８を用いたＮ０９３の結果から明らかであ
る。
ケルおよび銅を含む３元以上の合金の形で添加されたこ
とにより軸受特性が著しく向上している。しかし、この
効果が単なるニッケルの影響ではないことは、ホウ素合
金にＮｉ −８を用いたＮ０９３の結果から明らかであ
る。
このように材質の僅かな改良がその軸受特性に大きく影
響する事実は、摩耗現象の複雑で微妙な性格を示してい
る。
響する事実は、摩耗現象の複雑で微妙な性格を示してい
る。
このホウ素合金において、ニッケルの含有量は１〜３０
％が適当で、１％未満ではＣｕ−８合金と変わらず、３
０％を越えると、硬くなりすぎて軸の摩耗が多くなる。
％が適当で、１％未満ではＣｕ−８合金と変わらず、３
０％を越えると、硬くなりすぎて軸の摩耗が多くなる。
ホウ素の含有量は５％前後が好ましいが、主としてホウ
素合金粉の製造上の都合から決められる１〜１０％の範
囲内ならば、基地への添加量の加減により同程度の効果
を保つことができる。なお、この合金中の銅の一部を鉄
と置換できればその分コストの低下に役立つが、実験の
結果によればホウ素合金の効果を損わずに置換できる量
は最大２５％である。
素合金粉の製造上の都合から決められる１〜１０％の範
囲内ならば、基地への添加量の加減により同程度の効果
を保つことができる。なお、この合金中の銅の一部を鉄
と置換できればその分コストの低下に役立つが、実験の
結果によればホウ素合金の効果を損わずに置換できる量
は最大２５％である。
また、これらのホウ素合金の基地への添加量は０．１〜
３％が適当で、０．１％未満では添加しない場合との有
意差が認められず、一方３％を越えて添加すると、基材
の強度が低下するので好ましくない。
３％が適当で、０．１％未満では添加しない場合との有
意差が認められず、一方３％を越えて添加すると、基材
の強度が低下するので好ましくない。
次に、この発明に係る合金の他の成分・組成について述
べる。ちなみに合金の全体組成は、各種原料粉の配合比
率から自ずから算出される範囲を示す以外、特別の意義
を持つ訳ではない。
べる。ちなみに合金の全体組成は、各種原料粉の配合比
率から自ずから算出される範囲を示す以外、特別の意義
を持つ訳ではない。
鉄および黄銅は、言うまでもなくこの摺動材料の基地を
形成する主要成分である。黄銅としては通常亜鉛含量１
０〜４０％のものが多く、また、鉄−黄銅系焼結材料で
は、（黄銅／鉄＋黄銅）の割合が１０〜６０％の場合に
基地の硬さや靭性が最もよく調和するとされている。従
ってこの発明でも、これをそのまま踏襲している。
形成する主要成分である。黄銅としては通常亜鉛含量１
０〜４０％のものが多く、また、鉄−黄銅系焼結材料で
は、（黄銅／鉄＋黄銅）の割合が１０〜６０％の場合に
基地の硬さや靭性が最もよく調和するとされている。従
ってこの発明でも、これをそのまま踏襲している。
錫は、焼結時に液相を発生して低温での焼結を可能にす
るとともに、黄銅中に拡散して基地を強化する。その添
加量は０５〜３％が適量であり、０５％未満では添加し
ない場合との有意差が認められず、一方３％を越えると
、鉄中にも拡散して硬く脆い相を生じ、相手部材を傷付
は易くなる。
るとともに、黄銅中に拡散して基地を強化する。その添
加量は０５〜３％が適量であり、０５％未満では添加し
ない場合との有意差が認められず、一方３％を越えると
、鉄中にも拡散して硬く脆い相を生じ、相手部材を傷付
は易くなる。
ここで、錫の添加に関連して焼結温度に触れると、黄銅
中への錫の拡散を侶進するには７００℃以上でなるべく
高いことが望ましく、一方、高温になるにつれて亜鉛の
蒸発および焼結体の肌荒れを生じるため、その許容限界
の８００℃を上限として焼結温度を設定するべきである
。
中への錫の拡散を侶進するには７００℃以上でなるべく
高いことが望ましく、一方、高温になるにつれて亜鉛の
蒸発および焼結体の肌荒れを生じるため、その許容限界
の８００℃を上限として焼結温度を設定するべきである
。
鉛および黒鉛は、摺動材料の添加成分としては固体潤滑
機能が期待され、Ｎｏ、５と６．Ｎｏ、８と９の比較か
ら分るようにその作用効果は両者はぼ均等で、摺動条件
がより苛酷な場合に一層の効果を示すと考えられる。但
し、その添加量が４％を超えると、基材の強度が低下し
好ましくない。
機能が期待され、Ｎｏ、５と６．Ｎｏ、８と９の比較か
ら分るようにその作用効果は両者はぼ均等で、摺動条件
がより苛酷な場合に一層の効果を示すと考えられる。但
し、その添加量が４％を超えると、基材の強度が低下し
好ましくない。
以上説明した通り、この発明に係る摺動材料は比較的高
面圧・高温下においてもそれ自身および相手部材双方の
摩耗が少なく、これら機械部品の寿命を延長させる効果
を奏する。
面圧・高温下においてもそれ自身および相手部材双方の
摩耗が少なく、これら機械部品の寿命を延長させる効果
を奏する。
なお、本発明でホウ素の添加に用いた２種類の銅−ニッ
ケル系ホウ素含有合金は、本発明の用途以外に、青銅な
どの銅系焼結摺動材料への添加も有効である。とくに、
その焼結を窒素濃度の高い雰囲気中で行なうと焼結材中
に窒化ホウ素が生成されて摺動特性を更に高めるようで
あるが、その詳細については目下研究中である。
ケル系ホウ素含有合金は、本発明の用途以外に、青銅な
どの銅系焼結摺動材料への添加も有効である。とくに、
その焼結を窒素濃度の高い雰囲気中で行なうと焼結材中
に窒化ホウ素が生成されて摺動特性を更に高めるようで
あるが、その詳細については目下研究中である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量比で全体組成が Ｃｕ・・・６〜５４％ Ｚｎ・・・１〜２４％Ｓｎ・・
・０．５〜３％ Ｎｉ・・・０．９％以下Ｂ・・・０．
３％以下 Ｆｅ・・・残部 からなり、且つ鉄部分と黄銅部分とが互いに斑に存在す
る複合基地中に、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｂ合金およびＣｕ−Ｎｉ
−Ｆｅ−Ｂ合金の少なくとも一種が０．１〜３％分散し
た組織を呈することを特徴とする鉄−黄銅系焼結摺動材
料。 ２ 重量比で全体組成が Ｃｕ・・・６〜５４％ Ｚｎ・・・１〜２４％Ｓｎ・・
・０．５〜３％ Ｎｉ・・・０．９％以下Ｐｂおよび黒
鉛の少なくとも一方・・・４％以下Ｂ・・・０．３％以
下 Ｆｅ・・・残部 からなり、且つ鉄部分と黄銅部分とが互いに斑に存在す
る複合基地中に、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｂ合金およびＣｕ−Ｎｉ
−Ｆｅ−Ｂ合金の少なくとも一種が０．１〜３％分散し
た組織を呈することを特徴とする鉄−黄銅系焼結摺動材
料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5164685A JPS61210155A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 鉄−黄銅系焼結摺動材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5164685A JPS61210155A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 鉄−黄銅系焼結摺動材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61210155A true JPS61210155A (ja) | 1986-09-18 |
| JPH0461064B2 JPH0461064B2 (ja) | 1992-09-29 |
Family
ID=12892616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5164685A Granted JPS61210155A (ja) | 1985-03-15 | 1985-03-15 | 鉄−黄銅系焼結摺動材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61210155A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01283345A (ja) * | 1988-05-09 | 1989-11-14 | Isamu Kikuchi | 焼結合金材およびその製造法 |
| JPH036342A (ja) * | 1989-06-01 | 1991-01-11 | Isamu Kikuchi | 焼結合金およびその製造法 |
| CN108679136A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-10-19 | 宁波市奇强精密冲件有限公司 | 减震器弹簧盘 |
| CN111961984A (zh) * | 2019-05-20 | 2020-11-20 | 海安县鹰球粉末冶金有限公司 | 一种粉末冶金含油轴承配方 |
-
1985
- 1985-03-15 JP JP5164685A patent/JPS61210155A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01283345A (ja) * | 1988-05-09 | 1989-11-14 | Isamu Kikuchi | 焼結合金材およびその製造法 |
| JP2617334B2 (ja) * | 1988-05-09 | 1997-06-04 | 菊池 勇 | 焼結合金材およびその製造法 |
| JPH036342A (ja) * | 1989-06-01 | 1991-01-11 | Isamu Kikuchi | 焼結合金およびその製造法 |
| CN108679136A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-10-19 | 宁波市奇强精密冲件有限公司 | 减震器弹簧盘 |
| CN108679136B (zh) * | 2018-05-18 | 2020-01-31 | 宁波市奇强精密冲件有限公司 | 减震器弹簧盘 |
| CN111961984A (zh) * | 2019-05-20 | 2020-11-20 | 海安县鹰球粉末冶金有限公司 | 一种粉末冶金含油轴承配方 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0461064B2 (ja) | 1992-09-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |