JPS62263941A - 摺動用部材 - 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】 １１１−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第一の部材
と第二の部材とよりなる摺動用部材に係り、更に詳細に
は第一の部材がアルミナ−シリカ系ｍｓにて複合強化さ
れたアルミニウム合金若しくはマグネシウム合金よりな
る複合材料にて構成され、第二の部材が窒化ケイ素粒子
分散Ｎｉ　−Ｐ合金にてめっきされた金属にて構成され
た摺動用部材に係る。

従来の技術 繊維強化金属複合材料の耐摩耗性や耐焼付き性を改善す
べく、本願出願人は本願出願人と同一の出願人の出願に
かかる特願昭６１−６１７９８号明細書に於て、無機質
繊維を強化繊維どしアルミニウム合金若しくはマグネシ
ウム合金をマトリックスとする繊維強化金属複合材料の
特定の表面が電解エツチングされることにより形成され
、前記強化ｍｓの一部が前記特定の表面に露出しており
、前記特定の表面に露出する前記強化繊維の間の前記７
１〜リツクスの表面に凹部を右し、前記凹部の平均深さ
が１．５μ以上であり、前記凹部の間口径に対する深さ
の比の平均値が０．０１以上である繊維強化金属複合材
料を提案した。

発明が解決しようとする問題点 上述の複合材料は耐摩耗性や耐焼伺ぎ性に優れているが
、互いに当接して相対的に摺動する二つの部材よりなる
摺動用部材の一方の部材に上述の複合材料が適用される
場合には、他力の部材の祠質によっては該他方の部材の
摩耗量が増大する虞れがある。

本願発明者等は、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よりなる摺動用部材であって、第
一の部材がアルミナ−シリカ系繊維を強化繊維とする１
述の如き複合材料にて構成され、第二の部材が金属にて
構成される場合に於て、第二の部材を構成する金属が如
何なる特徴を有するものであることが適切であるかにつ
いて種々の実験的研究を行った結果、金属が成る特定の
めっきを施されていることが好ましいことを見出した。

本発明は、本願発明者等が行った種々の実験的研究の結
果得られた知見に基づき、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よりなる摺動用部材であ
って、第一の部材がアルミナ−シリカ系ＩＮを強化繊維
としアルミニウム合金若しくはマグネシウム合金をマト
リックス金属とじ摺動面にアルミナ−シリカ系繊維が露
出し且摺動面のマトリックスの表面に凹部を有する繊維
強化金属複合材料にて構成され、第二の部材がめつきさ
れた金属にて構成され、それら両部材の耐ｒｆｉｔ性及
び耐焼付き性等に優れた摺動用部材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よりなる摺動
用部材にして、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４０ｗｔ％以上Ａ　’　２０ｓ
　、残部実質的にＳｉＯ２なる組成をイー１する体積率
３〜３０％のアルミナ−シリカ系繊維を強化繊維としア
ルミニウム合金若しくはマグネシウム合金を７１−リッ
クスとする繊維強化金属複合材料にて構成され、摺動向
が電解エツチングされることにより前記アルミナ−シリ
カ系繊維の一部が前記摺動面に露出しており且前記摺動
面に露出する前記アルミナ−シリカ系繊維の間の前記マ
トリックスの表面に凹部が形成されており、前記凹部の
平均深さが１．５μ以上であり、前記凹部の開口径に対
する深さの比の平均値が０゜０１以上であり、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
窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ　−Ｐ合金にてめっきされた金
属にて構成された摺動用部材によって達成される。

発明の作用及び効果 −〇− 本発明によれば、体積率３〜３０％のアルミナ−シリカ
系ｍａｔを強化繊維としアルミニウム合金若しくはマグ
ネシウム合金をマトリックスとする繊維強化金属複合材
料であって、摺動向が電解エツチングされることにより
アルミナ−シリカ系繊維の一部が摺動向に露出しており
４摺動而に露出するアルミナ−シリカ系繊維の間のマト
リックスの表面に凹部が形成されており、凹部の平均深
さが１．５μ以上であり、凹部の間Ｌ１径に対する深さ
の比の平均値が０．０１以上である複合材料にて第一の
部材が構成され、第二の部材が摺動特性に優れた窒化ケ
イ素粒子分散Ｎ＋　−ｐ合金にてめっきされた金属にて
構成され、摺動向に露出するアルミナ−シリカ系繊維に
よりマトリックスが直接第二の部材に接触する度合が低
減され、また凹部が油溜りとして作用することにより複
合材料の保油性が確保されるので、後に説明する木願発
明者等が行った実験的研究の結果より明らかである如く
、二つの部材の耐摩耗性及び耐焼付き性等に■れた摺動
用部材を得ることができる。

本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、複合
材料の特定の表面に於けるアルミナ−シリカ系Ｉ！ｉ紺
の露出高さの平均的が１μを越えると、複合材料の表面
より露出するアルミナ−シリカ系繊維により相手材が過
剰に擦過されることにより却って摩耗量が増大し、また
アルミナ−シリカ系繊維の脱落に起因する異常摩耗が発
＜、Ｌ、　Ｌ易くなる、。

従って本発明の一つの詳細な特徴によれば、第一の部材
を構成する複合材料の摺動面に於けるアルミナ−シリカ
系ｍ雑の露出高さの平均値は１μ以下に設定される。

また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、
凹部の面積率、即ち複合材料の摺動向の任意の領域の全
面積に対Ｊる凹部の開口面積の合計の比が５％未満の場
合には複合材料の表面に十分な量の潤滑油を保持さＵる
ことができず、凹部の面積率が４０％を越えると凹部に
保有される潤滑油の量が却って少なくなり、また複合材
料の表面に露出するアルミナ−シリカ系繊維を保持する
マトリックスの強度が低下し、ぞのためアルミブーシリ
カ系繊維が脱落し易くなって複合材料の摩耗量が増大す
る。従って本発明の他の一つの詳細な特徴によれば、凹
部の面積率は５〜４０％に設定される。

また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、
窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ　−Ｐ合金のＰ含有量が７ｗｔ
％未渦、特に５ｗｔ％未渦の場合には、第二の部材の耐
摩耗性や耐焼付き性を１分に向上させることができず、
逆にＰ含有量が１３ｗｔ％、特に１５ｗｔ％を越えると
第二の部材の相手攻撃性が大きくなって複合材料の摩耗
量が増大し、また耐焼付き性が低下する。従って窒化ケ
イ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金のＰ含有量は５〜１５ｗｔ％
、好ましくは７〜１３ｗｔ％に設定される。

また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、
窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ　−Ｐ合金に含まれる窒化ケイ
素粒子の平均粒径が０．５μ未満、特に０．３μ未満、
更には０．１μ未満の場合に於ては、複合材料の耐摩耗
性や耐焼付き性を十分に向上させることができず、逆に
窒化ケイ素粒子の平均粒径が２．５μ、特に５５μ、更
には１０μを越えると、複合材料の相手攻撃性が人ぎく
なる。

従って窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ　−Ｐ合金に含まれる窒
化ケイ素粒子の平均粒径は０．１−１０μ、好ましくは
０．３〜５μ、更に好ましくは０．５〜２．５μに設定
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、
窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ　−Ｐ合金に含ｌ、れる窒化グ
イ素粒子の体積率が１０％未満、’Ｈｉ　＆ｍ５％未満
の場合には第：の部材の摩耗量を１分に低減することが
できず、逆に窒化ケイ素粒子の体積率が２８％、特に３
０％を越えると第一の部材の摩耗量が大きくなる。従っ
て本発明の他の〜つの８￥細な特徴によれば、窒化ケイ
素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金に含まれる窒化ケイ素粒子の体
積率は５５〜３０％、好ましくは１０〜２８％に設定さ
れる。

また窒化ケイ素粒子分散ｘｒ　−ｐ合金のめっき層の卸
さが小さＪぎる場合には、摩耗（こより該めっき層がな
くなって第二の部材の金属が露出してしまい、逆にめっ
き層の厚さが大きＪぎる場合にｉ　　ｏ− は、窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ　−Ｐ合金が必要以上に使
用されることになり、摺動用部材が高コストになる。従
って窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ　−Ｐ合金のめつき層の厚
さは１０〜１５０μ程度であることが好ましい。

本発明の一つの実施例に於ては、本発明の摺動用部材は
内燃機関であり、第一の部材はシリンダライナであり、
第二の部材はピストンリングである。

尚第−の部材の複合材料の強化繊維としてのアルミナ−
シリカ系繊維、即ちＡｌ　２０３及び３ｉ０２を１．成
分とする１Ｖ雑のＡｌ２Ｏ３含有量が４Ｑｗｔ％未渦の
場合には、複合材料の耐摩耗性を十分に向上させること
ができない。従って本発明に於てはＡｌｐｈ３含有量が
４Ｑｗｔ％以上のアルミナ−シリカ系繊維が使用される
。このアルミナ−シリカ系繊維は長繊維又は短繊維の何
れであってもよく、平均繊維径は１００μ以下、特に１
〜４０μ程度であることが好ましい。またアルミナ−シ
リカ系繊維の体積率が５％未満、特に３％未満の場合に
は、複合材料の耐摩耗性等を十分に向上させることがぐ
きず、逆にアルミナ−シリカ系繊維の体積率が１５％、
特に３０％を越えると、複合材料の摩耗量が増大する。

従ってアルミナ−シリカ系繊維の体積率は３〜３０％、
好ましくは５〜１５％に設定される。更にアルミナ−シ
リカ系繊制御の配向は一方向配向、二次元ランダム配向
、三次元ランダム配向等任意の配向であってよいが、特
に一方向配向及び二次元ランダム配向の場合には、摺動
面が一方向配向の方向又は二次元ランダム配向平面に対
しできるだけ垂直又はこれに近い角度をなすよう設定さ
れることが好ましい。

またアルミニウム合金及びマグネシウム合金は電解Ｌツ
ブ−レグ１１１能なものであれば任意の組成のものであ
ってよいが、特にケイ素を含有するアルミニウム合金の
如く、それ自身耐摩耗性に優れたアルミニウム合金やマ
グネシウム合金であることが好ましい。また第二の部材
を構成する金属は窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ　−Ｐ合金に
てめつぎし得る金属である限り任意の金属であってよい
。

更に本発明に於ける電解エツチングの電解液は硝酸水溶
液又は塩化ナトリウム水溶液であってよく、硝酸水溶液
が使用される場合にはその帽り電位差、通電量がそれぞ
れ８０〜１６０ｍ１／ｌ。

４．５〜６．ＯＶ、２００〜４５０クーロン／ｄ＋ａｐ
に設定されることが好ましく、塩化ナトリウム水溶液が
使用される場合にはその帽り電位差、通電量が８０〜１
６０　ｇ／ｌ　、３．０〜４．０Ｖ。

１００〜４００クーロン／　ｄ＋ｅｌｌに設定されるこ
とが好ましい。

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。

実施例１ 互いに当接して相対的に摺動する二つの部材よりなる摺
動用部材であって、その一方の部材がアルミナ−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と
する電解エツチングされた繊維強化金属複合材料にて構
成されており、その他方の部材が窒化ケイ素粒子分散Ｎ
ｉ　−Ｐ合金にてめっきされた鋼にて構成された摺動用
部材について行われた焼付き試験及び摩耗試験を、他の
材質の組合せよりなる摺動用部材について行われた焼付
き試験及び摩耗試験と対比して説明する。

まず平均繊維径２．８μ、平均繊維長６ＩＩＩ１１のア
ルミナ−シリカａｍ（５５ｗｔ％Ａ　ｌ　２０３　、残
部実質的にＳ　ｉ　Ｏ２）が実質的に三次元ランダムに
て配向された繊維成形体を形成し、該繊維成形体を用い
て行われる高圧鋳造（溶湯の温度７３０℃、溶湯に対す
る加圧力５００　ｋｏ／ａｍ”　）により、体積率８％
のアルミナ−シリカ繊維を強化繊維としアルミニウム合
金（ＪＩＳ規格ＡＤＣＩ　２）をマトリックスとする複
合材料を製造した。次いでこの複合材料より外径２５．
６１１１１１１．内径２０．０Ｎｉ０１゜長さ１６ｍｍ
の寸法を有し一方の端面を被試験面とする円筒試験片を
多数作成し、各試験片の被試験面の面粗さを研削により
０．６μＲＺに仕上げた。

次いで硝酸水溶液を用いて行われる電解エツチングによ
り被試験面のマトリックスの表面に凹部を形成した。第
１図はかくして形成された試験片の被試験面近傍の断面
を示す模式図であり、図に於て１は強化繊維としてのア
ルミナ−シリカ繊維を示しており、２はマトリックスど
してのアルミニウム合金を示しており、３は凹部を示し
ている。

尚この場合電解エツチングの条件を適宜に設定すること
により、被試験面の任意の断面に現われる凹部３の深さ
Ｄｉの平均値Ｄｉが２．０μであり、凹部３の開口径に
対する深さの比の平均値、即ち被試験面の任意の断面に
現われる凹部３０開口部長さＷ＋に対する深さＤｌの比
の平均値Ｑｉ／Ｗｉが０．０２であり、複合材料の表面
４よりのアルミナ−シリカ繊維の露出＾さＨｌの平均値
Ｈ１が０．５μであり、凹部の面積率、即ち複合材料の
任意の断面の成る基準長さしに対する凹部３の開口部長
さＷ＋の金側の比の百分率が２０％である４個の円筒試
験片Ａ、Ｃ−Ｅを形成した。

次いでこれらの円筒試験片及び電解エツチングが行われ
ず、従って凹部の深さ、アルミナ−シリカ繊維の露出高
さ及び凹部の面積率がＯである複合材料よりなる円筒試
験片Ｂを順次摩擦摩耗試験機にセットし、種々の鋼より
なり、大きさが３０Ｘ３０Ｘ５ｍ＋ｎであり、その一つ
の而（３０Ｘ３０ＩＩＩＩ１１）を被試験面とする平板
試験片の被試験面と接触させ、それらの試験片の接触部
に常温の潤滑油（キャッスルモータオイル５ＡＥ３０）
を供給し、円筒試験片を回転数１１０００ｒｐにて回転
さけつつ、平板試験片に対する円筒試験片の抑圧荷重を
１０ｋｇより７００ｋ（ｌまで増加させ、これにより焼
付き限１［重を測定する焼付き試験を行った。尚この焼
付き試験に於ける円筒試験片と平板試験片との組合せは
Ｆ記の表１に示す通りであった。

表　　　　１ 注：１）Ｓｉ　　粒子の平均粒径０．８μ、体積率１５
％ ２）めっき層厚さ　約８０μ ３）ガス窒化層厚さ　約９０μ ４）Ｃ「めっき層厚さ　約１５０μ ５）ＪＩＳ規格ｓ　ｗ　ｏ　ｓ　ｃ−ｖ６）Ｊ　Ｉｓ規
格ＳＵＳ４２０Ｊ２ ７）ＪＩＳＭ格５ＬＪＪ　２ 上述の焼付き試験の結果を第２図に示す。この第２図よ
り、相手材が表面処理されていない鋼（組合せＡ）、ガ
ス窒化された鋼（組合Ｉｌ！′Ｄ）、及びクロムめっき
された鋼（組合せＥ）の何れの場合にも焼付き限度荷重
が低い値であり、また相手材が窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ
　−Ｐ合金にてめっきされた鋼である場合にも、複合材
料が電解エツチングされない場合（組合せＢ）には焼（
＝Ｉき限度荷重が比較的低い値であるのに対し、複合材
料が電解エツチングされ相手材が窒化ケイ素粒子分散Ｎ
＋−ｐ合金にてめっきされた鋼である場合（組合せＣ）
には、焼付き限度荷重が高い植【・あることが解る。

この焼付き試験の結果より、アルミナ−シリカ−１８＝ 繊維にて強化されたアルミニウム合金よりなり電解エツ
チングされた複合材料と窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ　−Ｐ
合金にてめっきされた金属との組合せは耐焼付き性に優
れていることが解る。

また１掲の表１に示された試験片の組合せＡ〜Ｆについ
て、荷重を２００　ｋｇ　（一定）に設定して上述の焼
付き試験と同様の要領の摩耗試験を１時間に亙り行った
。この摩耗試験の結果を第３図に示す。尚第３図に於て
、上半分及び下半分はそれぞれ円筒試験片及び平板試験
片の摩耗量〈摩耗減量ｎｏ）を表わしている。

この第３図より、組合ＩＣの摩耗量は、円筒試験片及び
平板試験片の何れについても他の組合せの場合よりも小
ざく、従ってアルミナ−シリカ繊維にて強化されたアル
ミニウム合金よりなり電解エツチングされた複合材料と
窒化ケイ素粒子分散ｘｉ−ｐ合金にてめっきされた金属
との組合せは耐摩耗性にも優れていることが解る。

割ｉ札先 上述の実施例１の場合と同一の要領にて、体積率８％に
て実質的に三次元ランダムにて配向されたアルミナ−シ
リカ繊組（実施例１に於て使用されたアルミナ−シリカ
系繊維と同一）を強化繊維とし、マグネシウム合金（Ｊ
Ｉｓ規格ＭＣ２＞を７トリツクスとする複合材料（溶湯
の温度７００℃、溶湯に対する加圧力８００ｋ（１／ｃ
ｍ２　）　、体積率５％にて実質的に三次元ランダムに
配向されたアルミナ繊維（９５ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３、残部
実質的にＳｉＯ２）平均繊維径３．２μ、平均繊維長８
ｍｇ＋）を強化繊維とし、アルミニウム合金（ＪＩＳ規
格ＡＤＣ１２）をマトリックスとづる複合材料、体積率
５％にて実質的に三次元ランダムに配向されたアルミナ
繊１１＃（９５ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３、残部実質的にＳｉ　
０２　、平均繊維径３．２μ、平均繊維長８ＩＩＩＩＩ
ｌ）を強化繊維とし、マグネシウム合金（ＪＩｓ規格Ｍ
Ｏ２）をマトリックスとする複合材料よりそれぞれ実施
例１の場合と同一の寸法の円筒試験片Ｆ＋及びＦ２）Ｇ
ｌ及びＧ２）ｌ」＋及びＨ２を形成し、各円筒試験片の
被試験面を電解エツチングすることにより、凹部の深さ
Ｑｉの平均値Ｑｉが２．０μであり、凹部の開口部長さ
Ｗ＋に対する深さＤｉの比の平均値Ｏ＋／Ｗ＋がｏ、。

２であり、強化繊維の露出高さＨｉの平均値旧が０．５
μであり、凹部の面積率が２０％となるよう処理した。

次いでシリコンクロム鋼（ＪＩＳ規格ｓｗｏｓＣ−Ｖ）
よりなる平板試験片及び試験面が窒化ケイ素粒子分散Ｎ
ｉ　−Ｐ合金（窒化ケイ素粒子の平均粒径０．８μ、窒
化ケイ素粒子の体積率１０％）にてめっきされたシリコ
ンクロム鋼（ＪＩＳ規格５ＷＯ８Ｃ−Ｖ）よりなる平板
試験片を用意し、下記の表２に示された試験片の組合せ
にて上述の実施例１の場合と同一の要領及び条件にて焼
付き試験及び摩耗試験を行った。

これらの焼付き試験及び摩耗試験の結果をそれぞれ第４
図及び第５図に示す。尚第５図に於て、上半分及び下半
分はそれぞれ円筒試験片及び平板試験片の摩耗間（摩耗
減量＋１１（＋）を表わしている。

第４図及び第５図より、強化４１１１がアルミナ−シリ
カ繊維でありマトリックスがマグネシウム台金である場
合、強化繊維がアルミナ繊維でありマトリックスがアル
ミニウム合金である場合、強化ｉ！ｉ雑がアルミナｍｅ
４＃でありマトリックスがマグネシウム合金である場合
の何れの場合にも、複合材料の表面が電解エツチングさ
れ、相手材が窒化ケイ素粒子分散Ｎｒ　−ｐ合金にてめ
っきされる場合には、焼付き限度荷重が高く、また複合
材料及び相手材の摩耗量が少なく、従ってこれらの組合
せは耐焼付き性及び耐摩耗性に優れていることが解る。

実施例３ 電解エツチングにより形成される凹部の面積率が如何な
る範囲であることが適切であるかの検討を行った。

上述の実施例１に於て作成された６個の円筒試験片の被
試験面を種々の条件にて電解エツチングすることにより
、下記の表３に示されている如き円筒試験片Ｉ＋−１ａ
を形成し、各試験片について実施例１及び２の場合と同
一の要領及び条件にて、窒化ケイ素粒子の平均粒径が０
．８μであり、窒化ケイ素粒子の体積率が１０％である
窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ　−Ｐ合金にてめっきされたシ
リコンクロム鋼（ＪｒＳ規格ｓｗｏｓｃ−ｖ＞を相手材
として焼付き試験及び摩耗試験を行った。

表　　　３ ｒ　区　　　　　１．５　　　　　　０，０２　　　　
　　　０．５　　　　　　　　０Ｉｔ　１，８０．０２
　０，５　２ Ｔ３２　０．０２　０，５　４ Ｉ４２　０，０２　０．５　６ Ｉａ　２　０．０２　０．５　１０ Ｉａ　２　０，０２　０，５　３５ Ｉｖ　２，４０．０２　０．５　４０ Ｉｓ　２，８０，０２　０．５　４５ これらの試験の結果をそれぞれ第６図及び第７図に示す
。尚第７図に於て、上半分及び下半分はそれぞれ円筒試
験片及び平板試験片の摩耗量（摩耗減量ＩＩ１ｇ）を示
している。

第６図より、凹部の面積率が５〜４０％程度の場合に焼
付き限度ｖＪ重が高くなり、焼き付きが生じ難くなるこ
とが解る。また第７図より、凹部の面積率が５〜４０％
程廉の場合に円筒試験片及び平板試験片の摩耗量が低い
値になることが解る。

これらの焼付き試験及び摩耗試験の結果より、凹部の面
積率は５〜４０％であることが好ましいことが解る。

実施例４ 第二の部材を構成する金属の表面にめっぎされるＮｉ　
−Ｐ合金のＰ含有量が如何なる範囲であることが適切で
あるかの検討を行った。

まず上述の実施例１の場合と同一の要領及び条件の高圧
鋳造及び電解エツチングにより実施例１の円筒試験片Ａ
、Ｃ〜Ｆと同一の７個の円筒試験片を形成した。またＰ
含有量が種々の値である窒化ケイ素分散Ｎｉ−Ｐ合金（
窒化ケイ素粒子の平均粒径０．８μ、窒化ケイ素粒子の
体積率１０％）にてめっきされたシリコンクロム鋼（Ｊ
ＴＳ規格ｓｗｏｓｃ−ｖ＞よりなる７＠の平板試験片を
形成した。

次いでこれらの円筒試験１１及び平板試験片を組合せて
上述の実施例１の場合と同一の要領及び条４１にて度肝
試験を行った。この摩耗試験の結果を第８図に示す。尚
第８図に於て、横軸はＮｒ−ｐ合金のＰ含有％（ｗｔ％
）を示している。

第８図より、Ｐ含有量が１３ｗｔ％、特に１５ｗｔ％を
越える領域に於ては円筒試験片の摩耗量が比較的高い値
であり、またＰ含有量が７９１ｔ％未満、特に５ｗｔ％
未満及び１３ｗｔ％、特に１５ｗｔ％を越える領域に於
ては平板試験片の摩耗量が比較的高い値であり、従って
円筒試験片及び平板試験片の両方の摩耗量を低減するた
めには、Ｐ含有量は５〜１５ｖｔ％、特に７〜１３ｗｔ
％であることが好ましいことが解る。

実施例５ 第二の部材を構成づる金属の表面にめっきされる窒化ケ
イ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金の窒化ケイ素粒子の体積率が
如何なる範囲であることが適切であるかの検討を行った
。

まず上述の実施例１の場合と同一の要領及び条件の高圧
鋳造及び電解エツチングにより、表１に示された円筒試
験片ＡＳＣ−Ｅと同一の仕様の７個の円筒試験片を形成
した。また窒化ケイ素粒子の体積率が種々の値である窒
化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金（窒化ケイ素粒子の平均
粒径０．８μ、Ｐ含有量８ｗｔ％）にてめっぎされたシ
リコンクロム鋼ＬＪＩＳ規格ｓｗｏｓｃ−ｖｚ：りなる
７個の平板試験片を形成した。

次いでこれらの円筒試験片及び平板試験片を組合せて上
述の実施例１の場合と同一の要領及び条件にて摩耗試験
を行った。この摩耗試験の結果を第９図に示す。尚第９
図に於て横軸は窒化ケーイ素粒子分散Ｎｉ　−Ｐ合金中
に含まれる窒化ケイ素粒子の体積率（％）を示している
。

第９図より、窒化ケイ素粒子の体積率が２８％、特に３
０％を越える領域に於ては円筒試験片の摩耗量が高い値
であり、また窒化ケイ素粒子の体積率が１０％未満、特
に５％未満の領域に於ては平板試験片の摩耗量が高い値
であり、従って円筒試験片及び平板試験片の両方の摩耗
間を低減するためには、窒化ケイ素粒子の体積率は５〜
３０％、特に１０〜２８％であることが好ましいことが
解る。

実施例６ 上述の実施例１に於て使用されたアルミナ−シリカ繊維
及びアルミニウム合金を用いて、実質的に三次元ランダ
ムにて配向された体積率１０％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シリンダライ
ナを高圧鋳造（溶湯の温痘７３０℃、溶湯に対する加圧
力５００　ｈａ／ｃｍ１１　）により製造し、該ライナ
をグラビテイ鋳造により鋳くるむことにより、シリンダ
ボア径８０ａｌｌの４気８４サイクル内燃機関用シリン
ダブロックを５個形成した。次いで一つのシリンダブロ
ックのシリンダボアをホーニング加工によって表面粗さ
０．６μＲＺに仕上げることによりシリンダブロック（
強化繊維の露出高さＯμ、凹部の面積率Ｏ％）を形成し
た。また他の残りのシリンダブロックのシリンダボアを
ホーニング加工によって表面粗さ０．６μＲｚに仕上げ
た後、硝酸水溶液による電解エツチングにより、凹部の
平均深さ１゜９μ、凹部の開口径に対する深さの比の平
均値０゜０１８、強化繊維の露出高さの平均値０．３μ
、凹部の面積率６％のシリンダブロックを形成した。

次いで実施例１の組合せＡ〜Ｆに対応してこれらのシリ
ンダブロック及び種々の鋼製のピストンリングが組込ま
れた内燃機関を６０００　ｒｌ）ＩＩＩにて２００時間
に亙る高速耐久試験に供したところ、組合せＡＸＢ、Ｄ
、Ｅのシリンダブ［ｌツクのシリンダボアにはスカッフ
ィングが発生していることが認められたのに対し、組合
せＣのシリンダブロックのシリンダボアにはスカッフィ
ングの発生は全く認められなかった。また組合ｔ！：ｃ
のシリンダブロックのシリンダボア及びピストンリング
の外周面の平均摩耗量はそれぞれ２０μ以下、５．０μ
以下であるのに対し、他の組合せのシリンダブロックの
シリンダボア及びピストンリングの外周面の平均摩耗量
はそれぞれ４０〜８０μ、２０〜５０μであり、従って
組合せＣのシリンダブロック及びピストンは他の組合せ
のシリンダブロック及びピストンよりも遥かに耐摩耗性
に優れていることが認められた。

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
の結果との関連に於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、本発明の節回内
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図は本発明による摺動用部材の第一の部材を構成す
る繊維強化金属複合材料の表面部の断面を示す模式図、
第２図及び第３図はそれぞれアルミナ−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とする複合
材料と種々の鋼との組合せについて行われた焼付き試験
及び摩耗試験の結果を示すグラフ、第４図及び第５図は
それぞれ種々の部材の組合せについて行われた焼付き試
験及び摩耗試験の結果を示すグラフ、第６図及び第７図
はそれぞれ複合材料のマトリックス表面の凹部の面積率
をパラメータとして行われた焼付き試験及び摩耗試験の
結果を示すグラフ、第８図は窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ　
−Ｐ合金のＰ含有量をパラメータとして行われた摩耗試
験の結果を示すグラフ、第９図は窒化ケイ素粒子分散Ｎ
ｉ　−Ｐ合金に含まれる窒化ケイ素粒子の体積率をパラ
メータとして行われた摩耗試験の結果を示すグラフであ
る。 １・・・アルミナ−シリカ繊維、２・・・アルミニウム
合金、３・・・凹部、４・・・表面 部　ｎ　出　願　人　　トヨタ自動車株式会社代　　　
理　　　人　　弁理士　明石　昌毅第１図 １アルミナ−シリカ繊維　　　３凹部 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 凹部の面積率（％） 第７図 第８図 第９図 （自　発） 手続補ｉＥ書 昭和６１５ｆ６月１２日 １、事件の表示　昭和６１年特許願第１０６４７６号２
）発明の名称 摺動用部材 ３、補正をする者 事イ９との関係　　特許出願人 住　所　　愛知県豊田市トヨタ町１番地名　称　　（３
２０）　トヨタ自１７Ｊ重株式会ネＩ４、代理人 居　所　　の１０４東京都中央区新川１丁目５番１９＠
茅場町長岡ビル３階　電話５５１−４１７１６、補正の
対象　　明細Ｉｎ ７、補正の内容　　明ｍ棗第１７頁下から第３行の［８
１粒）π＊３Ｎ４粒子」と補正する。 ｒへ− し １、ｔ、３

Claims (6)

【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
   二の部材とよりなる摺動用部材にして、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４０ｗ
   ｔ％以上Ａｌ＿２Ｏ＿３、残部実質的にＳｉＯ＿２なる
   組成を有する体積率３〜３０％のアルミナ−シリカ系繊
   維を強化繊維としアルミニウム合金若しくはマグネシウ
   ム合金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、摺動面が電解エッチングされることにより前
   記アルミナ−シリカ系繊維の一部が前記摺動面に露出し
   ており且前記摺動面に露出する前記アルミナ−シリカ系
   繊維の間の前記マトリックスの表面に凹部が形成されて
   おり、前記凹部の平均深さが１．５μ以上であり、前記
   凹部の開口径に対する深さの比の平均値が０．０１以上
   であり、前記第二の部材の少なくとも前記第一の部材に
   対する摺動面部は窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金にて
   めっきされた金属にて構成された摺動用部材。
2. （２）特許請求の範囲第１項の摺動用部材に於て、前記
   摺動面に於ける前記アルミナ−シリカ系繊維の露出高さ
   の平均値は１μ以下であることを特徴とする摺動用部材
   。
3. （３）特許請求の範囲第１項又は第２項の摺動用部材に
   於て、前記凹部の面積率は５〜４０％であることを特徴
   とする摺動用部材。
4. （４）特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れかの摺動
   用部材に於て、前記窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金の
   Ｐ含有量は５〜１５ｗｔ％であることを特徴とする摺動
   用部材。
5. （５）特許請求の範囲第１項乃至第４項の何れかの摺動
   用部材に於て、前記窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金に
   含まれる窒化ケイ素粒子の平均粒径は０．１〜１０μで
   あることを特徴とする摺動用部材。
6. （６）特許請求の範囲第１項乃至第５項の何れかの摺動
   用部材に於て、前記窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金に
   含まれる窒化ケイ素粒子の体積率は５〜３０％であるこ
   とを特徴とする摺動用部材。（７）特許請求の範囲第１
   項乃至第６項の何れかの摺動用部材に於て、前記第一の
   部材は内燃機関用シリンダライナであり、前記第二の部
   材はピストンリングであることを特徴とする摺動用部材
   。