JPS61253335A - 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、互いに当接して相対的に摺動する二つの部材
の組合せに係り、更に詳細には一方の部材がアルミナ繊
維及びアルミナ−シリカ繊維を強化繊維とする複合材料
にて構成され他方の部材が鋳鉄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、自動車用エ
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　“き部材はその比強度や剛
性が優れていることに加えて、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きた。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機質繊維等を強化材と
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、本願出願人
と同一の出願人の出願にかかる特願昭６０−　　　　　
号に於て、アルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維を強
化繊維とし、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
繊維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せることができ、ま
たアルミナ繊維等を強化ａｌｌとする複合材料に比して
低廉な複合材料を得ることができる。

発明が解決しようとする問題点 しかし、互いに当接して相対的に摺動する二つの部材の
組合せに於て、その一方の部材を上述の如き繊維強化金
属複合材料にて構成した場合には、その他方の部材の材
質によってはそ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
の組合せとして使用することはできない。

本願発明者等は、互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、その一方の部材が強度及び剛
性に優れたアルミナ繊維及びアルミナ繊維に比して遥か
に低廉であるアルミナ−シリカ繊維を強化、繊維としア
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
て構成された部材の組合せに於て、それら両方の部材の
摩耗愚を最小限に抑えるためには、それらの材質や性質
の組合せとしては如何なるものが適切であるかについて
種々の実験的研究を行なった結果、それぞれ特定の特徴
及び特定の性質を有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
究の結果得られた知見に基づき、一方の部材がアルミナ
繊維及びアルミナ−シリカ繊維を強化ＩＩｍ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
成された互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
摺動面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−ることを目的としている。

問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、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８０ｗｔ％以上のＡＩ！０１１１残部実質
的にＳｔＯ，なる組成を有するアルミナ繊維雑と、３５
〜６５ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３，６５〜３５ｗｔ％Ｓｉ　Ｏ！
　、Ｏ〜ＩＱｗｔ％他の成分なる組成を有するアルミナ
−シリカ繊維であって、その集合体中に含まれる非繊維
化粒子の総量及び粒径１５０μ以上の非繊維化粒子含有
量がそれぞれ１７ｗｔ％以下、７ｗｔ％以下であるアル
ミナ−シリカ繊維とよりなるハイブリッド繊維を強化繊
維とし、アルミニウム、マグネシウム、銅、亜鉛、鉛、
スズ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金属とし、前記ハイブリッド
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
る部材の組合せによって達成される。

発明の作用及び効果 本発明によれば、第一の部材の摺動面部を構成する複合
材料に於ては、強度及び硬度が高く炭化ケイ素繊維等に
比して低廉であるアルミナ繊維と、アルミナ繊維よりも
更に一層低廉であるアルミナ−シリカ繊維とよりなるハ
イブリッド繊維により体積率１％以上にてマトリックス
金属が強化され、またアルミナ−シリカ繊維の集合体中
に含まれる非ｌ１ｗ１化粒子の総量及び粒径１５０μ以
上の非繊維化粒子含有量がそれぞれ２０ｗｔ％以下、７
ｗｔ％以下に維持され、第二の部材の摺動面部は遊離黒
鉛を含み自己潤滑性に優れた鋳鉄にて構成されるので、
互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は
耐摩耗性に優れており、従つ　　・てそれら両方の部材
のそれぞれの摺動面に於ける摩耗量を最小限に抑えると
共に、粒子の脱落に起因する異常摩耗を回避することが
でき、しかもその一方の部材は比強度、剛性の如き機械
的性質や機械加工性にも優れ非常に低廉である部材の組
合せを得ることができる。

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Ｉ１Ｍとアルミナ−シリカ繊維に大別され
る。Ａｌ９ｈａ含有量が７０ｗｔ％以上でありＳｉ０ｇ
含有量が３Ｑｗｔ％以下の所謂アルミナ繊維は、有機の
粘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することにより製造され
ている。かかるアルミナ繊維は特にＡｌ２Ｏ＋１含有量
が８，０ｗｔ％以上の場合に安定であり、マトリックス
金属の溶湯との反応やそれに伴う繊維の劣化が少ない。

従って本発明の部材の組合せに於ては、８０ｗｔ％以上
のＡｌ　２０ｓ　、残部実質的にＳ：０２なる組成を有
するアルミナ繊維が使用される。

また前述の如くアルミナには種々の結晶構造のものがあ
り、これらのうちαアルミナが最も安定な構造であり、
硬さや弾性率も高いことが知られている。例えば耐熱材
として市販されているアルミナ繊維は、耐熱性や寸法安
定性等の点から、αアルミナ含有率（アルミナ繊維中の
全アルミナの重量に対するαアルミナの重量の割合）が
５Ｑｗｔ％以上であるものが多い。かかるαアルミナ及
びαアルミナを含有するアルミナ繊維の性質から判断す
ると、αアルミナを含有するアルミナ繊維を強化繊維と
しアルミニウム合金等をマトリックス金属とする複合材
料に於ては、αアルミナ含有率が高くなればなるほどそ
の複合材料自身の機械的強度、剛性、耐摩耗性等は向上
するが、相手部材の摩耗量が増大し、また加工性が低下
するものと推測される。

しかるに本願発明者等が行った実験的研究の結果によれ
ば、上述の如き予想に反し、アルミナ繊維のαアルミナ
含有率が５〜ｅｏｗｔ％、特に１０〜５０ｗｔ％の範囲
にある場合に複合材料の耐摩耗性や加工性を向上させる
ことができ、しかも相手部材の摩耗量を低減することが
でき、更に上述の範囲は疲労強度の如き機械的性質にと
っても好ましいという特筆すべき事実が認められた。従
って本発明の一つの詳細な特徴によれば、アルミナ繊維
のαアルミナ含有率は５〜６０ｗｔ％、好ましく）は１
０〜５Ｑｗｔ％とされる。

一方ＡＩｇＯａ含有量が３５〜５５ｗｔ％でありＳｉ０
ｇ含有量が３５〜６５ｗｔ％であるいわゆるアルミナ−
シリカＩｌｌ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、アルミナとシリカの混合物
を電気炉などにて溶融し、その融液をブローイング法や
スピニング法にて繊維化することにより比較的低廉に且
大山に生産されている。特にＡＩ　２０ｎ含有量が６５
ｗｔ％以上でありＳｉ０ｇ含有量が３５ｗｔ％以下の場
合にはアルミナとシリカとの混合物の融点が高くなり過
ぎまた融液の粘性が低く、一方Ａｌ２ｈａ含有量が３５
ｗｔ％以下でありＳｉ０ｇ含有量が５５ｗｔ％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、これらの低廉な製造法
を適用し難い。

またアルミナとシリカとの混合物の融点や粘性を調整し
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　ＯｌＭｏｏ、Ｎａ２ｏ、Ｆ
ｅ２０ａ　、Ｃｒｉ！０ａＳＺｒＯＩ！、Ｔ’　Ｏｘ　
、Ｐｂ　０１Ｓｎ　ＯＨＮ　Ｚｎ　ＯｌＭｏ　Ｏａ　、
Ｎｉ　Ｏ，Ｋｇ　ＯｌＭｎ　ｏ、　、Ｂ、Ｏｓ、ｖｔ　
Ｏ８、Ｃｔｊ　０１ｃｏ　３０４なトノ金ＩＩ　Ｗｌ　
化１１１１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１０
ｗｔ％以下に抑えられることが好ましいことが認められ
た。更にアルミナ−シリカｍＮに於ては、アルミナ含有
率が高い程マトリックス金属の溶湯との反応による劣化
及びこれに起因する繊維の強度低下が少なくなる。従っ
て本発明の部材の組合せに於けるアルミナ−シリカ繊維
の組成は３５〜６５ｗｔ％Ａｌ　２０３，６５〜３５ｗ
ｔ％５ｉｆｔ、Ｏ〜１ｏｗｔ％他の成分、好ましくは４
０〜６５ｗｔ％Ａ１２ｈ＋＋１４０〜３５ｗｔ％Ｓｉ　
Ｏｐ　、Ｏ〜１０ｗｔ％他の成分に設定される。

またブローイング法やスピニング法によるアルミナ−シ
リカ繊維の製造に於ては、繊維と同時に非繊維化粒子が
不可避的に多量に生成し、従ってアルミナ−シリカｌ１
ｌｌｔ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。本願発明者等が行った実験的研究の結果によ
れば、かかる非繊維化粒子は複合材料の機械的性質及び
加工性を悪化させ、複合材料の強度を低下せしめる原因
となり、更には粒子の脱落に起因して相手材に対し異常
摩耗の如き不具合を発生させる原因ともなり、かかる不
具合は粒径が１５０μを越える粒子の場合に特に顕著で
ある。従って本発明の部材の組合せに於ては、アルミナ
−シリカ繊維の集合体中に含まれる非ＩＩＩＩＩＩ化粒
子の総量は１７ｗｔ％以下、特に１０ｗｔ％以下、更に
は７ｗｔ％以下に抑えられ、また粒径１５０μ以上の非
繊維化粒子の含有量は７ｗｔ％以下、特に２ｗｔ％以下
、更にはｉｗｔ％以下に抑えられる。

また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、
アルミナ繊維とアルミナ−シリカ繊維とよりなるハイブ
リッドｌｌＨを強化ｍ維とし、アルミニウム、マグネシ
ウム、銅、亜鉛、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に於ては、ハイブ
リッド繊維の体積率が１％程度であっても複合材料の耐
摩耗性が著しく向上する。従って本発明の部材の組合せ
に於ては、ハイブリッド繊維の体積率は１％以上、特に
２％以上、更には５％以上とされる。

また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、
アルミナ繊維とアルミナ−シリカＩＮとを組合せてハイ
ブリッド化することによる複合材料の耐摩耗性向上効果
は、特に相手材が鋳鉄である場合には後に詳細に説明す
る如く、ハイブリッド繊維中のアルミナ繊維の体積比が
２．５〜６０％の場合に、特に５〜５０％の場合に顕著
である。

また複合材料と摩擦する相手材の摩耗量はハイブリッド
繊維中のアルミナ繊維の体積比が４５％、特に５０％を
越えるとアルミナ繊維の体積比の増大と共に急激に増大
する。従って本発明の他の一つの詳細な特徴によれば、
ハイブリッド繊維中のアルミナ繊維雑の体積比は２．５
〜５０％、好ましくは５〜４５％とされる。

また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、
相手材が鋳鉄であってハイブリッドＨａｍ中のアルミナ
繊維の体積比が上述の好ましい範囲２．５〜５０％にあ
る場合には、ハイブリッド繊維の体積率が１％、特に２
％以上でなければ複合材料の十分な耐摩耗性を確保する
ことが困難であり、ハイブリッド繊維の体積率が２０％
、特に２５％を越えると相手材の摩耗量が増大する。従
って本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、ハイ
ブリッド繊維中のアルミナ繊維の体積比は２゜５〜５０
％、特に５〜４５％であり、ハイブリッドｍＨの体積率
は１〜２５％、好ましくは２〜２０％とされる。

また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、
ハイブリッド繊維中のアルミナ繊維の体積比の如何に拘
らず、アルミナ−シリカ繊維の体積率が２０％、特に２
２．５％を越えると複合材料の強度及び耐摩耗性が低下
する。従うて本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれ
ば、ハイブリッド繊維中のアルミナ繊維の体積比の如何
に拘らず、アルミナ−シリカ繊維の体積率は２２．５％
以下、好ましくは２０％以下とされる。

更にアルミナ繊維及びアルミナ−シリカａｉｍ相互の混
合状態が不均一である場合には、複合材料の強度や耐摩
耗性が不均一になり易い。従って本発明の更に他の一つ
の詳細な特徴によれば、ハイブリッド繊維中のアルミ繊
維及びアルミナ−シリカ繊維は互いに実質的に均一に混
合された状態にされる。

同第−の部材の構成材料として、強度、耐摩耗性の如き
機械的性質に優れ、しかも相手材に対する摩擦摩耗特性
に優れた複合材料を得るためには、アルミナ繊維は、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０．５〜３０μの平均繊維径及び１μ〜５０
Ｉｌ−の平均繊維長を有し、艮Ｉｌ維の場合には５〜３
０μの繊維径を有することが好ましい。一方アルミナー
シリカ繊　、雌はその構成材料たるアルミナ−シリカ繊
維の溶融状態に於ける粘性が比較的小さく、またアルミ
ナ−シリカ繊維がアルミナ繊維等に比して比較的脆弱で
あることから、アルミナ−シリカ繊維は繊維径０．５〜
１０μ、ｒａＩｐＨ長１μ〜約５ＣＩｌｌ程度ノ短繊Ｉ
Ｉ！（不連続繊維〉の形態にて製造されている。

従って低廉なアルミナ−シリカ繊維の入手性を考慮すれ
ば、本発明の部材の組合せに於て使用されるアルミナ−
シリカ繊維の平均！ｌＮ径は１〜７μ程度であり、平均
繊維長は１０μ〜Ｑ、５ｃｍ程度であることが好ましい
。また複合材料の製造方法を考慮すると、アルミナ−シ
リカｍ雑の平均繊維長は加圧鋳造法の場合には１０μ〜
Ｑ、５ｃｍ程度、粉末冶金法の場合には１０μ〜３ＩＩ
Ｉｌ程度であることが好ましい。

また本発明に於ける第一の部材を構成する複合材料のマ
トリックス金属としての合金は、それぞれＪｒＳＩ格で
ＡＣ４Ｃ，ＡＣ８Ａ、ＡＣ８Ｂ。

ＡＤＣＩ　０１ＡＤＣ１２の如きアルミニウム合金、Ｍ
ＤＣｌ−Ａ、ＭＣ２）ＭＣ７、ＭＣ８の如きマグネシウ
ム合金、ＫＪ３、ＫＪ４、Ｐ８Ｃ２Ａ。

Ｈａｓ　ＢＥｌ（７）如き銅合金、ＺＤＣｌ、ＺＤＣ２
の如き亜鉛合金、ＷＪ８、ＷＪ　１０の如き鉛合金、Ｗ
Ｊｌ、ＷＪ２の如きスズ合金であってよい。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。

ＩＬＬ二 ＩＣＩ株式会社製のアルミナ繊維（商品名「サフィルＪ
）に対し脱粒処理を行い、Ｉ維集合体中に含まれる非繊
維化粒子の総量及び粒径１５０μ以上の非繊維化粒子含
有量をそれぞれＱ、１ｗｔ％、０．０２ｗｔ％とするこ
とにより、下記の表１に示されている如きアルミナ繊維
を用意した。

また下記の表２に示されたイソライト・バブコック耐火
株式会社製のアルミナ−シリカ繊Ｈ（商品名「カオウー
ル」）に対し脱粒処理を行うことにより、繊維集合体中
に含まれる非繊維化粒子のｌＩａ量及び粒径１５０μ以
上の非繊維化粒子含有量をそれぞれ０，５ｗｔ％、０．
１ｗｔ％とした。

表　　　　１ 表　　　　２ 次いで上述のアルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維を
種々の体積比にてコロイダルシリカ中に分散させ、その
コロイダルシリカを攪拌することによりアルミナ繊維及
びアルミナ−シリカ繊維を均一に混合し、かくしてアル
ミナＩＩＡＨ及びアルミナ−シリカ繊維が均一に分散さ
れたコロイダルシリカより真空成形法により第１図に示
されている如く８０×８０×２０１１Ｉｌの繊維形成体
１を形成し、更にそれを６００℃にて焼成することによ
り個々のアルミナ繊Ｈ２及びアルミナ−シリカｍ維２ａ
をシリカにて結合させた。この場合、第１図に示されて
いる如く、個々のアルミナ繊維２及びアルミナ−シリカ
繊維２ａはｘ−ｙ平面内に於てはランダムに配向され、
２方向に８Ｉ重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を鋳型
３のモールドキャビティ４内に配置し、該モールドキャ
ピテイ内に７３０℃のアルミニウム合金（ＪＩＳＭ格Ａ
Ｃ８Ａ）（７）１１５を注湯し、該溶湯を鋳型３に嵌合
するプランジャ６により１５００ｋｌ）／ｃＩＩの圧力
に加圧し、その加圧状態を溶１５が完全に凝固するまで
保持し、かくして第３図に示されている如く外径１１０
ＩＩｌ１１高さ５Ｑ＋ｍの円柱状の凝固体７を鋳造し、
更に該凝固体に対し熱処理Ｔ６を施し、各凝固体よりア
ルミナｍｔ４及びアルミナ−シリカ繊維を強化ｔｌＡＨ
としアルミニウム合金をマトリックスとする複合材料１
１を切出し、それらの複合材料より大きさが１６×６×
１０１−であり、その一つの面（１６ｘ　１０＋ｍ。

第１図のｘ−ｙ平面に垂直〉を試験面とする摩耗試験用
のブロック試験片ＡＯ”−Ａ１００を機械加工によって
作成した。尚上述の各複合材料Ａｏ−Ａ＋ｏＯのアルミ
ナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維の体積率、強化繊維の
総体積率、強化繊維の総量に対するアルミナ繊維の体積
比はそれぞれ下記の表３に示されている通りであった。

また比較の目的で、アルミニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＣ
８Ａ）のみよりなり熱処理Ｔ６が施された同一寸法のブ
ロック試験片Ａを作成した。

次いで各ブロック試験片を順次摩擦摩耗試験機にセット
し、相手部材である外径３５ｅｍ、内径３０Ｉｌ１１幅
１Ｃ）＋ｓの球状黒鉛鋳鉄（ＪＩＳＭ格ＦＣ０７０、ｌ
−１ｖ−２５０）製の円筒試験片の外周面と接触させ、
それらの試験片の接触部に常温（２０℃）の潤滑油（キ
ャッスルモータオイル５Ｗ−３０）を供給しつつ、接触
面圧２０　ｋｇ　／　１１２）滑り速度Ｑ、　３１／　
ＳｅＣにて１時間円筒試験片を回転させる摩耗試験を行
なった。この摩耗試験の結果を第４図に示す。第４図に
於て、上半分はブロック試験片の摩耗ｍ（摩耗痕深さμ
）を表わしており、下半分は相手部材である円筒試験片
の摩耗Ｉ（摩耗減量−ｇ）を表わしており、横軸は強化
繊維の総量に対するアルミナ繊維の体積比（％）を表わ
している。

第４図より、アルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維に
於て強化されたアルミニウム合金よりなるブロック試験
片の摩耗量はアルミニウム合金のみよりなるブロック試
験片Ａの摩耗量に比して遥かに小さい値であることが解
る。またブロック試験片の摩耗量はアルミナ繊維の体積
比が０〜２０％の範囲に於てはアルミナ繊維の体積比の
増大につれて低下し、特にアルミナ繊維の体積比が０〜
１０％の範囲に於て著しく低下し、アルミナ繊維の体積
比が４０〜７０％の範囲に於てはアルミナ繊維の体積比
の増大につれて僅かに増大し、アルミナ繊維の体積比が
７０％以上の範囲に於ては実質的に一定の値になり、ア
ルミナ繊維の体積比が２．５〜６０％の範囲に於て、特
に５〜５０％の範囲に於て小さい値になることが解る。

また円筒試験片の摩耗量はアルミナ繊維の体積比が２０
％以下の範囲に於てはアルミナ繊維の体積比の如何に拘
らず実質的に一定の値であり、アルミナ繊維の体積比が
２０〜４０％の範囲に於てはアルミナ繊維の体積比の増
大と共に減小するが、アルミナ繊維の体積比が４０％以
上の範囲に於てはアルミナ繊維の体積比の増大と共に増
大し、特にアルミナ繊維の体積比が４５〜６０％の範囲
、特に５０〜６０％の範囲に於てアルミナ繊維の体積比
の増大と共に著しく増大することが解る。また円筒試験
片の摩耗量がブロック試験片Ａと摩擦された円筒試験片
の摩耗量より小さくなるのは、アルミナ繊維の体積比が
５０％以下の場合であることが解る。

従って鋳鉄を相手部材とする場合に於てブロック試験片
及び円筒試験片両方の摩耗量を低減するためには、アル
ミナ繊維の体積比は２．５〜５０％、特に５〜４５％で
あることが好ましいことが解る。

複合材料は一般に設計可能な材料といわれており、複合
則が成立すると考えられている。今強化繊維の総量に対
するアルミナ繊維の体積比をＸ％とすれば、Ｘ−０％で
ある場合のブロック試験片の摩耗量は２０μであり、ｘ
−ｉｏｏ％である場合のブロック試験片の摩耗量は１０
μであるので、複合材料の摩耗量について複合則が成立
するとすれば、Ｘ−０〜１００％の範囲に於けるブロッ
ク試験片の摩耗量Ｙは Ｙ−（２０−１０）Ｘ／１００＋１０ であるものと推測される。第４図に於ける仮想線はかか
る複合内に基づくブロック試験片の摩耗量の推測値を表
わしている。また第５図はかかる複合内に基づくブロッ
ク試験片の摩耗量の推測値と実測値との差ΔＹを強化５
ｓｉａの総量に対するアルミナ繊維の体積比Ｘを横軸に
とって示している。

この第５図より、体積比Ｘが２．５〜５０％の範囲に於
て、特に５〜４０％の範囲に於てブロック試験片の摩耗
量が推測値より著しく低減されることが認められ、この
ことが複合材料の摩耗量に関しアルミナ繊維とアルミナ
−シリカ繊維とをハイブリッド化することによる効果と
考えられる。

実施例２ 下記の表４に示されたＩＣ！株式会社製のアルミナ繊ｌ
１１（商品名「サフィル］）と下記の表５に示されたイ
ソライト・パブコック耐火株式会社製のアルミナ−シリ
カ繊維（商品名「カオウール」）とを使用して、上述の
実施＠１の場合と同一の要領の真空成形法により、互い
に均一に混合された種々の体積比のアルミナ繊維とアル
ミナ−シリカ繊維とよりなる８０ｘ８０Ｘ２０−■の繊
維成形体を形成した。次いで上述の実施例１の場合と同
様の要領の高圧鋳造法（溶湯温度１１００℃、溶湯に対
する加圧力１１０００ｋ、ｊ）にて、アルミナ繊維とア
ルミナ−シリカ繊維とよりなるハイブリッド繊維を強化
繊維とし銅合金（Ｃｕ−１０ｗｔ％Ｓｎ）をマトリック
ス金属とする複合材料を製造した。次いで各複合材料よ
り大きさが１６×６×１０ｍ−であり、その一つの面（
１６Ｘ１０ｍｍ１第１図のＸ−ｙ平面に垂直）を試験面
とするブロック試験片Ｂｏ＝Ｂ＋ａａを機械加工によっ
て作成した。

尚上述の各複合材料Ｓ、−ａ、、、のアルミナ繊維及び
アルミナ−シリカ繊維の体積率、強化ｉｉｍの総体積率
、強化５ｓｅｉの総量に対するアルミナ繊維の体積比は
それぞれ下記の表６に示されている通りであった。

また比較の目的で、銅合金（Ｃｕ−１０ｗｔ％Ｓｎ）の
みよりなる同一寸法のブロック試験片Ｂを作成した。

表　　　　４ 表　　　　５ 次いで各プロッ試験片について上述の実施例１の場合と
同一の条件にて球状黒鉛鋳鉄ＬＩＩＳＭ格ＦＣＣ７０，
５ｖ−２５０）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図に承す。第６
図に於て、上半分はブロック試験片の摩耗ｍ（摩耗痕深
さμ）を表わしており、下半分は相手部材である円筒試
験片の摩耗量（摩耗域１１ｕ）を表わしており、横軸は
強化繊維の総量に対するアルミナ繊維の体積比（％）を
表わしており、仮想線は複合剤に基づくブロック試験片
の摩耗量の推測値を表わしている。

第６図より、アルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維に
て強化された銅合金よりなるブロック試験片の摩耗−は
銅合金のみよりなるブロック試験片８の摩耗量に比して
遥かに小さい値であることが解る。またこの実施例に於
てもブロック試験片の摩耗量はアルミナ繊維の体積比が
０〜２０％の範囲に於てはアルミナｍＨの体積比の増大
につれて著しく低下し、アルミナＩ１Ｍの体積比が４０
〜７０％の範囲に於てはアルミナ繊維の体積比の増大に
つれて僅かに増大し、アルミナｍＨの体積比が７０％以
上の範囲に於ては実質的に一定の値になり、アルミナｌ
ｉＭの体積比が５〜７０％の範囲に於て、特に１０〜６
０％の範囲に於て小さい値になることが解る。

また円筒試験片の摩耗量はアルミナ繊維の体積比が２０
％以下の範囲に於てはアルミナ繊維の体積比の如何に拘
らず実質的に一定の値であり、アルミナ繊維の体積比が
２０〜４０％の範囲に於てはアルミナ繊維の体積比の増
大と共に減小するが、アルミナ繊維の体積比が４０％以
上の範囲に於てはアルミナ繊維の体積比の増大と共に増
大し、特にアルミナ繊維の体積比が４５〜６０％の範囲
、特に５０〜６０％の範囲に於てアルミナ繊維の体積比
の増大と共に著しく増大することが解る。従ってマトリ
ックス金属が銅合金であり、鋳鉄を相手部材とする場合
に於けるブロック試験片及び円筒試験片両方の摩耗量を
低減するためには、アルミナ繊維の体積比は５〜５０％
、特に１０〜４５％であることが好ましいことが解る。

また第７図は複合剤に基づくブロック試験片の摩耗量の
推測値と実測値ΔＹを強化繊維の総量に対するアルミナ
繊維の体積比Ｘを横軸にとって示す第５図と同様のグラ
フである。この第７図より、アルミナＩ維の体積比Ｘが
２．５〜６０％の範囲、特に５〜５０％の範囲に於てブ
ロック試験片の摩耗面が推測値より大きく低減されるこ
とが解る。

え１１工 αアルミナ含有率が３４％、４８％、８３％である点を
除き上掲の表１に示されたアルミナ繊維と同一の諸元の
１０１株式会社製の三種類のアルミナ繊維（商品名「サ
フィル」）と上掲の表２に示されたアルミナ−シリカ繊
維とを使用して、上述の実施例１の場合と同一の要領の
真空成形法により、互いに均一に混合された種々の体積
比のアルミナ繊維雑とアルミナ−シリカ［１とよりなる
８０Ｘ８０Ｘ２０＋ｅ園の繊維形成体を形成した。次い
で上述の実施例１の場合と同様の要領の高圧鋳造法（溶
ｗＡ温度７３０℃、溶湯に対する加圧力１５００　ｋａ
／♂）にてアルミニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＣ８Ａ）を
マトリックス金属とし、強化繊維の総体積率が７，５％
であり、強化繊維の総量に対するアルミナ繊維の体積比
が０％、２０％、４０％、６０％、８０％、１００％で
ある１８種類の複合材料を製造し、各複合材料に対し熱
処理Ｔ６を施した。

次いでかくして得られた複合材料より摩擦摩耗試験用の
ブロック試験片を形成し、上述の実施例１の場合と同一
の条件にて球状黒鉛鋳鉄（ＪＩＳ規格ＦＣＤ７０、Ｈｖ
−２５０）Ｉｉ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８図に示す。第８図
に於て、上半分はブロック駒片の摩耗ｆｆ１（＊粍痕深
さμ）を表しており、下半分は相手部材である円筒試験
片の摩耗量（摩耗減量ｎ）を表しており、横軸は強化繊
維の総量に対するアルミナ繊維の体積比（％）を表わし
ている。

第８図より、鋳鉄を相手材とする場合に於てブロック試
験片及び円筒試験片両方の摩耗量を低減するに好ましい
アルミナ繊維の体積比の範囲５〜５０％に於てブロック
試験片及び円筒試験片両方の摩耗量を低減するためには
、アルミナ繊維のαアルミナ含有率は５０％以下の如く
比較的少い値であることが好ましいことが解る。

実施例４ αアルミナ含有率がＱｗｔ％、４　Ｗｊ％、１６ｗｔ％
、２５ｗｔ％、３４ｗｔ％、４８ｗｔ％、６２ｗｔ％、
８３ｗｔ％、１００ｗｔ％である点を除き上掲の表１に
示されたアルミナ繊維と同一の諸元のアルミナＩＩＭと
、上掲の表２に示されたアルミナ−シリカ［１とを使用
して、上述の実施例１の場合と同一の要領及び同一の条
件にてアルミナ繊維とアルミナ−シリカ繊維とよりなる
ハイブリッド繊維を強化繊維とし、アルミニウム合金（
ＪＩＳＩ格ＡＣ８Ａ）をマトリックス金属とし、強化繊
維の総体積率が６％であり、強化繊維の総量に対するア
ルミナ繊維の体積比が３０％である複合材料を製造し、
各複合材料に対し熱処理Ｔ６を施した。

次いで各複合材料より摩擦摩耗試験用のブロック試験片
を形成し、上述の実施例１の場合と同一の条件にて球状
黒鉛鋳鉄（ＪＩＳ規格ＦＣＤ７０、ＨＶ＝２５０）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９図に示す。第９図に於て、上半分は
ブロック試験片の摩耗量（摩耗痕深さμ）を表わしてお
り、下半分は相手部材である円筒試験片の摩耗量（摩耗
域ｆｆｉｍｏ＞を表わしており、横軸はアルミナ繊維の
αアルミナ含有率（ｗｔ％）を表わしている。

第９図より、ブロック試験片の摩耗量はαアルミナ含有
率が５〜９５ｗｔ％、特に１０〜８５育ｔ％の範囲に於
て小さい値であり、円筒試験片の摩耗量はαアルミナ含
有率が５〜５Ｑｗｔ％、特に１０〜５Ｑｗｔ％の範囲に
於て小さい値になり、従って鋳鉄を相手部材とする場合
に於けるブロック試験片及び円筒試験片両方の摩耗量を
低減するためには、アルミナ繊維のαアルミナ含有率は
５〜６０ｗｔ％、特に１０〜５Ｑｗｔ％であることが好
ましいことが解る。

実施例５ 上述の実施例１に於て使用されたアルミナ繊維及びアル
ミナ−シリカ繊維を使用して、上述の実施例１の場合と
同一の要領及び同一の条件にてアルミナ繊維とアルミナ
−シリカ繊維とよりなるハイブリッド繊維を強化繊維と
し、アルミニウム合金（ＪＩＳＩ格八Ｃ８へ）をマトリ
ックス金属とし、強化繊維の総体積率が２．７％及び５
．７％であり、強化繊維の総量に対するアルミナ繊維の
体積比が０％、２０％、４０％、６０％、８０％、１０
０％である１２種類の複合材料を製造し、各複合材料に
対し熱処理下６を施した。

次いで各複合材料より摩擦摩耗試験用のブロック試験片
を形成し、上述の実施例１の場合と同一の条件にて球状
黒鉛鋳鉄ＬＩＩＳ規格ＦＣＤ７０、Ｈｖ−２５０）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１０図に示す。尚第１０因に於て、上
半分はブロック試験片の摩耗ｆｆ１（摩耗痕深ざμ）を
表わしており、下半分は円筒試験片の摩耗量（摩耗減量
１１Ｇ）を表わしており、横軸は強化繊維の総量に対す
るアルミナ繊維の体積比（％）を表わしている。

第１０図より、ブロック試験片の摩耗量は強化繊維の総
体積率が大きい値である場合に小さくなるが、円筒試験
片の摩耗量は強化ｍ雑の総体積率が小さい場合に小さい
値になることが解る。また円筒試験片の摩耗層は強化繊
維の総体積率が５゜７％である場合には、強化繊維の総
量に対するアルミナ繊維の体積比が４０〜６０％、特に
５０〜６０％の範囲に於てはアルミナ繊維の体積比の増
大につれて著しく増大することが解る。

１ｉｌ団 上述の実施例１に於て使用されたアルミナｍ１ｌｌｉ及
びアルミナ−シリカ繊維を使用して、上述の実施例１の
場合と同一の要領及び同一の条件にてアルミナ繊維とア
ルミナ−シリカ繊維とよりなるハイブリッド繊維を強化
繊維とし、アルミニウム合金（ＪＩＳＭ格ＡＣ８Ａ）を
マトリックス金属とし、強化繊維の総量に対するアルミ
ナ繊維の体積比が３０％であり、強化繊維の総体積率が
１％、１０％、２０％、３０％、３５％である複合材料
を製造し、各複合材料に対し熱処理下６を施した。

次いでかくして製造された各複合材料より大きさが１６
Ｘ６Ｘ１０ｉｍであり、その一つの而（１６Ｘ１０Ｉｌ
ｌ園、第１図のｘ−ｙ平面に垂直）を試験面とするブロ
ック試験片を形成した。また比較の目的でアルミニウム
合金のみよりなり熱処理Ｔ６が施された同一寸法のブロ
ック試験片を形成した。

次いで各ブロック試験片について上述の実施例１の場合
と同一の条件にて球状黒鉛鋳鉄（ＪＩＳ規格ＦＣＤ７０
、Ｈｖ−２５０）！ＩＩ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１１図に示
す。尚第１１図に於て、上半分はブロック試験片の摩耗
量（摩耗痕深さμ）を表わしており、下半分は円筒試験
片の摩耗量（摩耗域ｆｆ１ｉａ＞を表しており、横軸は
強化繊維の総体積率（％）を表わしている。

第１１図より、ブロック試験片の摩耗量は強化繊維の総
体積率が１％以上、特に２％以上、更には５％以上の場
合に小さく、円筒試験片の摩耗量は強化繊維の総体積率
が２０％、特に２５％を越えると急激に増大することが
解る。従って鋳鉄を相手部材とする場合に於てブロック
試験片及び円筒試験片両方の摩耗層を低減するためには
、強化繊維の総体積率は１〜２５％、特に２〜２０％で
あることが好ましいことが解る。

実施例７ 上述の実施例１に於て使用されたアルミナ繊維及びアル
ミナ−シリカ繊維を用いて上述の実施例１の場合と同様
の要領にて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ＭＤＣ１−Ａ＞を
マトリックス金属とし、強化繊維の総体積率が１０％で
あり、強化繊維の総量に対するアルミナ繊維の体積比が
３０％である複合材料を高圧鋳造法（湯温６９０℃、溶
湯に対する加圧力１５００ｋｌＪ／ａ？）にて製造し、
該複合材料より大きさが１６Ｘ６Ｘ１０１１１１であり
、その一つの面（１６Ｘ１０ｍｍ、第１図のｘ−ｙ平面
に垂直）を試験面とするブロック試験片Ｃ１を作成した
。

また上述の実施例１に於て使用されたアルミナｇａ１／
＃及びアルミナ−シリカＩ！ｉ雑を用いて、上述の実施
例１の場合と同様の要領にて繊維成形体を形成し、該繊
維成形体を強化材とし、亜鉛合金（ＪＴＳ規格ＺＤＣ１
）　、鉛合金（ＪＩＳＪ！格ＷＪ８）、スズ合金（ＪＩ
Ｓ規格ＷＪ２）をマトリックス金属とし、強化繊維の総
体積率が１０％であり、強化繊維の総量に対するアルミ
ナ繊維の体積比が３０％である複合材料を高圧鋳造法（
′それぞれ湯温５００℃、４１０℃、３３０℃、溶湯に
対する加圧力５００ｋｌｊ／ｃｊ）にて製造し、各複合
材料より大きさが１６Ｘ６Ｘ１０１ｍであり、その一つ
の面（１６×１０１０ｌ１１第１図（７）　Ｘ−ｙ　平
１ｉｆ１．Ｉｉ）を試験面とするブロック試験片Ｄ＋〜
Ｆ１を作成した。更に比較の目的で、マグネシウム合金
（ＪＩｓ規格ＭＤＣ１−Ａ）、亜鉛合金（ＪＩＳ規格Ｚ
ＤＣ１）、鉛合金（Ｊ　Ｉ　ｓｍ！８ｗＪ　８　）　、
スス合金ＪＩＳ規格ＷＪ２）のみよりなる同一寸法のブ
ロック試験片Ｃｏ＝Ｆｏを作成した。

次いでブロック試験片Ｃｏ　、Ｃ＋については上述の実
施例１の場合と同一の条件にて、また他のブロック試験
片については面圧が５　ｋｏ／　ａｍ！！、試験時間が
３０分にそれぞれ設定された点を除き上述の実施例１の
場合と同一の条件にて、球状黒鉛鋳鉄ＬＩＩＳ規格ＦＣ
Ｄ７０、Ｈｖ−２５０）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下記の表７に示す。同表７に於て
、ブロック試験片の摩耗層比率とはそれぞれブロック試
験片Ｃｏ−Ｆｏの摩耗量（摩耗痕深さ畿■）に対するブ
ロック試験片Ｃ１〜ＦＩの摩耗量（摩耗痕深さｌ１ｌＩ
１１）の百分率を意味し、円筒試験片の摩耗量とはブロ
ック試験片Ｃ＋　”−□Ｆ＋　と摩擦された円筒試験片
の摩耗量（摩耗域Ｉｍｇ＞を意味する。尚ブロック試験
片Ｇｏと摩擦された円筒試験片の摩耗量は０．３１１１
３であり、ブロック試験片Ｄ０〜Ｆｏと摩擦された円筒
試験片の摩耗量は測定不可能なほど小さく、実質的にＯ
であった。

五−一一一二し 表７より、アルミナ編線とアルミナ−シリカ繊維とより
なるハイブリッド繊維にてマグネシウム合金、亜鉛合金
、鉛合金、スズ合金を強化すれば、相手材の摩耗量を実
質的に増大させることなくそれらの合金の摩耗量を大幅
に低減し得ることが解る。この実施例の結果より、マト
リックス金属がマグネシウム合金、スズ合金、鉛合金、
亜鉛合金であって相手材が鋳鉄である場合にも、ハイブ
リッド繊維の体積率、非繊維化粒子の総量、粒径１５０
μ以上の非繊維化粒子の含有量、アルミナ繊維のαアル
ミナ含有率など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摩耗間が非常に小さい
値になることが解る。

尚上述の実施例１〜７の摩耗試験と同様の摩耗試験をね
ずみ鋳鉄（ＪＩｓ規格ＦＣ２３＞を相手材として各実施
例と同一の条件にて行ったところ、それぞれ対応する各
実施例の結果と同様の結果が得られた。

次にエンジン用ピストンとピストンリングとの組合せに
対し適用された本発明による部材の組合せの具体的実施
例について説明する。

第１２図は上述の実施例を示す両図的縦断面図、第１３
図はその要部を示す解図的拡大部分縦断面図、第１４図
はピストンリング（トップリング）を拡大して示す両図
的部分縦断面図である。これらの図に於て、１１はピス
トンであり、アルミニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＣ８Ａ）
にて構成されている。ピストン１１の側部外周面１２に
は、燃焼ガスがピストン１１とシリンダブロック１３の
シリンダ壁面との間を経てエンジンの燃焼室より漏洩す
るのを防止するコンプレッションリング１４及び１５を
受入れる二つのリング溝１６及び１７と、余分のオイル
を掻落すオイルリング１８を受入れるリング溝１９とが
形成されている。

図示の実施例に於ては、ピストン１１の側部外周面１２
に沿うピストンヘッド２０よりトップリング溝１６の下
面２１の下方までの部分は、平均繊維径３．２μ、平均
繊維長２．５ｎｓ＋、αアルミナ含有率３０ｗｔ％のア
ルミナ繊Ｍ（９３ｗｔ％Ａ１ｔ　Ｏａ　、７　ｗｔ％５
ｉＯ２）と平均繊維径２．８μ、平均Ｉｌ雑長３．０Ｌ
ＩＩｌのアルミナ−シリカ繊ｔ４（５７１１１ｔ％Ａｌ
　２０３１４３ｗｔ％Ｓｉ　Ｃ）＋　）とを種々の体積
比にて均一に混合し、カサ密度０．１８（Ｊ／ａｍ”　
　（体積率６％に相当）にて実質的に無作為に配向して
なる繊維成形体を強化材とし、ピストン１１の他の部分
を構成するアルミニウム合金（Ｊ　ＩＳＪ＃４＠ＡＣ８
Ａ）をマトリックスとする複合材料２２にて構成されて
いる。この複合材料２２はトップリング１４を受入れる
トップリング溝１６の壁面を郭定しており、またピスト
ンの側部外周面１２に露出する部分にてトップランド２
３及びセカンドランド２４の一部を郭定している。

尚、かかるピストンはそれを鋳造するための鋳型のモー
ルドキャピテイ底壁土に繊維成形体を載置し、その鋳型
内にアルミニウム合金の溶湯を注渇し、その鋳型に液密
的に嵌合するプランジャにより溶湯を加圧しつつ凝固さ
せてピストン予成形体とし、それに熱処理Ｔ６を施した
後所定の寸法に加工し、更にリング溝１６．１７．１９
を形成することによって製造されてよい。

上述の如きピストン１１と互いに当接して相対的に摺動
するトップリング１４は、球状黒鉛鋳鉄（ＪＩＳ規格Ｆ
ＣＤ７０．Ｈｖ−２５０）にて構成されている。特に図
示の実施例は７°のキーストンリングとして構成されて
おり、そのシリンダブロック１３のシリンダ壁面との摺
動面部にモリブデン溶射層２５が形成されたものである
。

上述の如く構成されたピストンとピストンリングとを４
気筒４サイクルデイーゼルエンジンに組込み、下記の表
８に示す試験条件にて摩耗試験を行なった。

匡Ｊ二」腹周ｍ 使用エンジン：　　４気筒４サイクル デイーゼルエンジン シリンダボア径：　　９Ｑｎ＋ｍ ストローク：　　　　８５＋＋＋ｓ 圧縮比：　　　　　　２１．５ 総排気ｊｉ：　　　２１８８ｃｃ 使用燃料：　　　　軽油 エンジン回転数＋　　５２００　ｒｐｍエンジン負荷：
　　全負荷 試験時間：　　　　　５００時間 この摩耗試験の結果、トップリング溝１６の上面２６及
び下面２１の摩耗量はアルミナ繊維の体積比が５ｗｔ％
以上の範囲に於ては３．２μ以下であり、特にアルミナ
ＩＩＩの体積比が２０〜５０ｗｔ％範囲に於ては３．０
μと小さい値になり、またトップリング１４の下面２７
の摩耗量はアルミナ繊維の体積比がＯ〜７Ｑｗｔ％の範
囲に於ては３゜０μ以下であるが、アルミナ繊維の体積
比が７０ｗｔ％以上の範囲に於ては７μと高い値になる
ことが解った。この試験結果より、上述の実施例による
ピストンとピストンリングとの組合せによれば、現在汎
用されているアルミニウム合金〈ＪｒＳ規格ＡＣ８Ａ＞
！Ｍのピストンと鋳鉄製のピストンリングとの組合せと
比較して、リング溝の摩耗量は約１／９に低減され、ま
たピストンリング上下面の摩耗量は約１／２に低減され
ることが解る。

以上に於ては本発明を本願発明者等が行った実験的研究
の一部との関連に於て種々の実施例及び一つの具体的実
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者にとって明らか
であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はアルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維よりな
る繊維成形体の繊維配向状態を示す斜視図、第２図は高
圧鋳造法による複合材料の製造工程を示す両図、第３図
は第２図の高圧鋳造により形成された凝固体を示す斜視
図、第４図はアルミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維を
強化繊維としアルミニウム合金をマトリックス金属とす
る複合材料と球状黒鉛鋳鉄との間にて行われた摩耗試験
の結果を、強化繊維の総量に対するアルミナ繊維の体積
比を横軸にとって示すグラフ、第５図は第４図に示され
たデータに基づき複合材料の摩耗量の複合則に基づく推
測値と実測値との差を強化繊維の総量に対するアルミナ
繊維の体積比を横軸にとって示すグラフ、第６図はアル
ミナ繊維及びアルミナ−シリカ繊維を強化ｗ４維とし銅
合金をマトリックス金属とする複合材料と球状黒鉛鋳鉄
との間にて行われた摩耗試験の結果を強化繊維のＬ重量
に対するアルミナ繊維の体積比を横軸にとって示すグラ
フ、第７図は第６図に示されたデータに基づき複合材料
の摩耗量の複合則に基づく推測値と実測値と差を強化繊
維の総量に対するアルミナ繊維の体積比を横軸にとって
示すグラフ、第８図はαアルミナ含有率が種々の値に設
定されたアルミす繊維及びアルミナ−シリカ繊維を強化
繊維としアルミニウム合金をマトリックス金属とする複
合材料と球状黒鉛鋳鉄との間にて行われた摩耗試験の結
果を、強化繊維の総量に対するアルミナ繊維の体積比を
横軸にとって示すグラフ、第９図はαアルミナ含有率が
積々の値に設定されたアルミナ繊維及びアルミナ−シリ
カ繊維を強化繊維としアルミニウム合金をマトリックス
金属とする複合材料と球状黒鉛鋳鉄との間にて行われた
摩耗試験の結果をアルミナｍ維のαアルミナ含有率を横
軸にとって示すグラフ、第１０図はアルミナ繊維雑及び
アルミナ−シリカ繊維を強化繊維としアルミニウム合金
をマトリックス金属とし、強化繊維の総体積率が異なる
２種類の複合材料と球状黒鉛鋳鉄との間にて行われた摩
耗試験の結果を、強化繊維の総量に対するアルミナｍ維
の体積比を横軸にとって示すグラフ、第１１図はアルミ
ナ繊維及びアルミナ−シリカ１ｉｌｆｆｌを強化繊維と
しアルミニウム合金をマトリックス金属とし強化繊維の
総体積率が樟々の値に設定された複合材料と球状黒鉛鋳
鉄との間にて行われた摩耗試験の結果を強化繊維の総体
積率を横軸にとって示すグラフ、第１２図はエンジン用
ピストンとピストンリングとの組合せに対し適用された
本発明による部材の組合せの具体的実施例を示す両図的
縦断面図、第１３図は第１２図に示された実施例の要部
を示す両図的拡大部分縦断面図、第１４図はピストンリ
ング（トップリング）を拡大して示す両図的部分縦断面
図である。 １・・・繊維成形体　ｌ　ｌ・・・複合材料、２・・・
アルミナ繊維、２ａ・・・アルミナ−シリカ繊維、３・
・・鋳型。 ４・・・モールドキャビティ、５・・・溶湯、６・・・
プランジャ、７・・・凝固体１１・・・ピストン、１２
・・・側部外周面、１３・・・シリンダブロック、１４
．１５・・・コンプレッションリング、１６．１７・・
・リング溝。 １８・・・オイルリング、１９・・・リング溝、２０・
・・ピストンヘッド、２１・・・下面、２２・・・複合
材料、２３・・・トップランド、２４・・・セカンドラ
ンド、２５・・・モリブデン溶射層、２６・・・上面、
２７・・・下面図面の浄書（内容に変更なし） 第１図　　　５７１３３図 第２図 第４　図 第５図 アルミナ繊維の体積比Ｘ　（ｏ／、） 第６図 第７図 アルミナ繊維の体積比×（％） 第９図 第１０図 ｉ　ＩＩ図 第１２図 第１３図　　　第１４図 （自　発） （方　式）（自　発） 手続補正書 昭和６０年６月１４日 １、事件の表示　昭和６０年特許願第０９４８７８号２
）発明の名称 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　　愛知県豊田布トヨタ町１番地名　称　　（３
２０）　トヨタ自動車株式会社代表者　松　本　　清 ４、代理人 居　所　　０１０４東京都中央区新川１丁目５番１９号
茅場町長岡ピル３階　電話５５１−４１７１昭和６０年
６月１４日 １、事件の表示　昭和６０年特許願第０９４８７８号２
）発明の名称　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　　愛知県豊田布トヨタ町１番地名　称　　（３
２０）　トヨタ自動車株式会社４、代理人 居　所　　・１０４東京都中央区新川１丁目５番１９号
茅場町長岡ピル３階　電話５５１−４１７１７、補正の
対象　　明細書 ８、補正の内容

Claims (7)

【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８０ｗｔ％以上の
   Ａｌ＿２Ｏ＿３、残部実質的にＳｉＯ＿２なる組成を、
   有するアルミナ繊維と、３５〜６５ｗｔ％Ａｌ＿２Ｏ＿
   ３、６５〜３５ｗｔ％ＳｉＯ＿２、０〜１０ｗｔ％他の
   成分なる組成を有するアルミナ−シリカ繊維であって、
   その集合体中に含まれる非繊維化粒子の総量及び粒径１
   ５０μ以上の非繊維化粒子含有量がそれぞれ１７ｗｔ％
   以下、７ｗｔ％以下であるアルミナ−シリカ繊維とより
   なるハイブリッド繊維を強化繊維とし、アルミニウム、
   マグネシウム、銅、亜鉛、鉛、スズ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
   ス金属とし、前記ハイブリッド繊維の体積率が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
   記アルミナ繊維のαアルミナ含有率は５〜６０ｗｔ％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項の部材に組合せ
   に於て、前記ハイブリッド繊維中の前記アルミナ繊維の
   体積比は２．５〜５０％であり、前記ハイブリッド繊維
   の体積率は１〜２５％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項のいずれかの部
   材の組合せに於て、前記アルミナ−シリカ繊維の体積率
   は２２．５％以下であることを特徴とする部材の組合せ
   。
5. （５）特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかの部
   材の組合せに於て、前記アルミナ−シリカ繊維の前記集
   合体中に含まれる非繊維化粒子の総量及び粒径１５０μ
   以上の非繊維化粒子含有量はそれぞれ１０ｗｔ％以下、
   ２ｗｔ％以下であることを特徴とする部材の組合せ。
6. （６）特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかの部
   材の組合せに於て、前記アルミナ繊維のαアルミナ含有
   率は１０〜５０ｗｔ％であることを特徴とする部材の組
   合せ。
7. （７）特許請求の範囲第１項乃至第６項のいずれかの部
   材の組合せに於て、前記ハイブリッド繊維中の前記アル
   ミナ繊維及び前記アルミナ−シリカ繊維は互いに実質的
   に均一に混合された状態にあることを特徴とする部材の
   組合せ。