JPS616243A

JPS616243A - 耐摩耗性のすぐれたＡｌ焼結合金製摺動部材

Info

Publication number: JPS616243A
Application number: JP12608684A
Authority: JP
Inventors: Mutsuhiko Sugano; 菅野　睦彦; Hidetoshi Akutsu; 阿久津　英俊; Koji Kobayashi; 孝司小林
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1984-06-19
Filing date: 1984-06-19
Publication date: 1986-01-11

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）この発明は、すぐれた耐摩耗性を有するＡｌ焼結合金で
製造された摺動部材に関するものである。

（従来の技術）従来、一般に、車両や動力機械などにおけるブレーキや
クラッチ、シリンダやベーン材、さらに集電スライダな
どの摺動部材の製造には、主として重質のＦｅ焼結合金
やＣＬＩ焼結合金が使用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、これらの摺動部材は１．Ｆ記のように重質であ
るために、省エネルギー化がさけばれている今日では適
合し難い傾向にあり、これら摺動部材に対する軽量化の
要求は増大しつつあるのが現状である。

（問題点を解決するための手段）そこで、本発明者等は、上述のような観点から、これら
摺動部材の軽量化をはかるべく軽質のへｌ焼結合金に看
目し、材料面から研究を行なった結果、Ａｌ焼結合金素地に１〜１５％の金属表面被覆セラミッ
ク粒子が均一に分散した組織を有し、かつ、前記焼結合
金素地が、Ｓｉ　　：　　０．５〜２５％。

ＣＬＩ：１〜１０％。

Ｍｕ　：　　０．２〜３％。

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％、以下％はΦ邑％を示す）を有するＡｌ焼結合
金で贋動部材を構成すると、上配素地中に分散したセラ
ミック粒子が、イれ自体硬質であることから、よく摺動
面を支え、かつ表面被覆された金属層によって素地の△
！合金と強固に結合するので脱落現象の発ノ［がなくな
ることがら、前記摺動部材は、苛酷な条ｆｉ下での使用
でもづぐれた耐摩耗性を示すばかりでなく、前記素地の
Ａｌ焼結合金によって軽石化がはかられるようになり、
さらに前記素地中に０．５〜１０％のＮｉ。

Ｆｅ　、　Ｃｒ　、およびＭｏ粒子、並びにこれらの２
種以上の成分の合金粒子のうちの１種また番ま２種以上
を分散含有させると一段と耐摩耗性が向上づるＪ：うに
なるという知見を得たのである。

この発明は、」−記知見に基いてなされたものであって
、以下に成分組成を上記の通りに限定した卵白を説明覆
る。

（ａ）金属表面被覆セラミックｌ！１ＩＴ−このセラミ
ック粒子は、上記の通り金属表面被覆層の介在によって
素地のＡｌ焼結合金と強固に結合し、もって脱落現象な
どの発生なく、漕動面をにり支え、かつそれ自体が硬質
であることと相まって、摺動部材の耐摩耗性を著しく向
」ニさせる作用があるが、その含有量が部材全体に対す
る割合で１％未満では所望の耐摩耗性を確保することが
できず、一方向１５％を越えて含有させると強度低下を
きたすようになることから、その含有層を部材全体に対
する割合で１〜１５％と定めた。

なお、セラミック粒子は、潤滑性を具備した窒化けい素
やサイアロンなどで構成するのがよく、また金属表面被
覆層はＮ１やＭｏ、あるいはこれらの合金などで構成す
るのが望ましい。

（ｂ）Ｎｉ　、Ｆｅ、Ｃｒ、およびＭｏ粒子、並びに合
金粒子これらの粒子にも、セラミック粒子と同様に、素地中に
均一に分散し、それ自体のもつ硬質特性によって部材の
耐摩耗性を一段と向上させる作用があるので、必要に応
じて含有されるが、その含有量が、部材全体に対する割
合で０．５％未満では前記作用に所望の効果が得られず
、一方向１０％を越えて含有させると強度低下をきたす
にうになることから、その含有層を部材全体に対する割
合−５＝で０５〜１０％と定めた。

（Ｃ）　Ｃｕ素地を構成するＣｕ成分には、素地の強１１１　Ｊ３よ
び耐摩耗性を向上させるばかりでなく、摺動時における
素地の塑ｆｌ疫形抵抗を増大させ、さらにセラミック粒
子などの硬質粒子の脱落を抑制する０用があるが、その
含有量が、素地に占める割合で１％未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方向１０％を越えて含有さゼ
ると、素地の強度低下が著しくなることから、その含有
量を素地に占める割合で１〜１０％と定めた。

（ｄ）Ｓｉ３ｉ成分には、その一部が素地に固溶して、その強度を
高めるほか、残りの部分が初晶として析出して素地の耐
摩耗性および耐焼付性を白土させる作用があるが、その
含有量が、素地に占める割合で０．５％未満では前記作
用に所望の効果が得られず、一方向２５％を越えて含有
させると、素地の強度低下が著しくなることから、その
含有量を、素地に占める割合で０５〜２５％と定めた。

（ｅ）Ｍ。

Ｍｕ酸成分は、焼結時に、１−Ｍｇ系の液相を形成して
焼結性を著しく向上させるほか、素地の耐摩耗性および
耐焼付性を向上させる作用があるが、その含有量が、素
地に占める割合で０．２％未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方向３％を越えて含有させても前記作
用により一層の向上効果が得られないことから、その含
有量を、素地に占める割合で、０．２〜３％と定めた。

（実施例）つぎに、この発明の摺動部材を実施例により具体的に説
明する。

原料粉末として、いずれも粒度：　−２００ｉｅｓｈの
Ａｌ粉末、Ａｆ−ＣＬＩ合金（Ｃｕ：３０％含有）粉末
、Ｍｇ粉末、Ａｆ−Ｍ！Ｉｆ合金（ＭＵ：２５％含有）
粉末、Ａｌ−５＋金合金８１　　：３０％含有）粉末、
よびＡｌ　−Ｃｕ　−８１−Ｍｇ合金（Ｃｕ　ニア％、
Ｓｉ：２％、ＭＵ：２％含有）粉末、粒度ニー　１５０
ｉｅｓｈの電解Ｃｕ粉末、金属表面被覆セラミック粒子
形成用として、粒度：　−３５０ｉｅｓｈのＳｆ　３　
Ｎ４粉末の表面にそれぞれＮ１およびＭｏをメッキした
ものからなるＮＩ表面被覆Ｓ！３Ｎ４１）末およびＭｏ
表面被覆３ｉ３Ｎｓ？５）末、さらにいずれも粒度：　
−ｌ　Ｑ　Ｑｍｅｓｈのアｌ−マイズ鉄粉、Ｎｉ粉末、
Ｆｅ−Ｃｒ合金（Ｃｒ　ニア０％含右）粉末、Ｃ「粉末
、Ｍｏ粉末、およびＦｅ−Ｍｏ合金（Ｍｏ：６０％含有
）粉末を用意し、これらの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型ミキ會すにて３０分間
混合した後、３〜６１０ｎ／ｃｄの範囲内の所定のバカ
にてｆｆ１）体にプレス成形し、ついでこれらの圧粉体
を、アンモニア分解ガス雰囲気中、２Ｋｇ／ａＡの荷重
を付加状態で、５００〜６５０℃の範囲内の所定温度に
６０分間保持の条件で焼結Ｊることによって、実質的に
配合組成と同一の成分組成をもった本発明Ａｌ焼結合金
製摺動部材１〜２２をそれぞれＩＩＩ造した。

ついで、この結束得られた本発明Ａｌ焼結合金ｖ１円動
部材１〜２２について、抗折力を測定すると共に、摩耗
試験を行なった。

なお、摩耗試験は、定速摩擦試験機を用い、試験片形状
：２５馴Ｘ１０ｍ。

面圧：２Ｋｙ／ｃｄ。

摩擦速度ニアｍ／ｓｅｃ、。

試験時間：６０分。

雰囲気：乾式。

相手材：焼入れ、焼戻し処理した５Ｋ−５（硬さ：ＨＲ
Ｃ４５）。

の条件で行ない、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。

（発明の効果〕第１表に示されるように、通常、この種の摺動部材が具
備する特性として、抗折カニ７Ｋｙ／−以上、摩耗深さ
：０．３０５ｍ以下、摩擦係数：　　（１，９０以下が
要求されるが、本発明Ａ！焼焼結合金１開１〜２２は、
いずれも前記の特性を十分に具備するすぐれた摺動特性
をもつことが明らかである。

このように、この発明のＡｌ焼結合金製摺動部材は、素
地のＡｌ焼結合金によって十分な軽石化がはかられ、か
つ実用に際しては、素地を構成するＡｌ焼結合金は勿論
のこと、特に素地と強固に結合した金属表面被覆セラミ
ック粒子、さらにＮｉ　、Ｆｅ，　Ｃｒ，およびＭｏ粒
子によってすぐれた耐摩耗性が確保され、著しく長期に
日ってすぐれた摺動特性を発揮するのである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　Ａｌ焼結合金素地に１〜１５％の金属表面被覆
セラミック粒子が均一に分散した組織を有し、かつ、前
記Ａｌ焼結合金素地が、Ｓｉ：０．５〜２５％，ＣＵ：１〜１０％，Ｍｇ：０．２〜３％，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％）を有することを特徴とする耐摩耗性のすぐれ
たＡｌ焼結合金製摺動部材。
（２）　Ａｌ焼結合金素地に１〜１５％の金属表面被覆
セラミック粒子と、０．５〜１０％のＮｉ，Ｆｅ，Ｃｒ
，およびＭｏ粒子、並びにこれらの２種以上の成分の合
金粒子のうちの１種または２種以上とが均一に分散した
組織を有し、かつ前記Ａｌ焼結合金素地が、Ｓｉ：０．５〜２５％，Ｃｕ：１〜１０％，Ｍｇ：０．２〜３％，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％）を有することを特徴とする耐摩耗性のすぐれ
たＡｌ焼結合金製摺動部材。