JPS63103035A - 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】 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
よりなる摺動用部材に係り、更に詳細には一方の部材が
強化繊維と固体潤滑剤との混合物を種化材とする複合材
料にて構成され他方の部材が窒化処理された鋼にて構成
された二つの部材よりなる摺動用部材に係る。

従来の技術 金属材料の比強度や耐摩耗性を向上させるべく強化繊維
や分散粒子の如き強化材にて複合強化された繊維強化金
属複合材料及び粒子分散金属複合材料に於ては、一般に
強化材が硬質であるため、強化材にて複合強化されてい
ないマトリックス金属のみよりなる材料に比して、それ
に当接して相対的に摺動する相手材の摩耗量が大きくな
り易いという問題がある。

かかる問題を解消すべく、例えば特開昭５３−１０２８
２４号、同５４−６４２６３号、同５８−９３８４４号
、同５８−９３８４５号、同５８−９３８４７号、同５
８−１１３３３５号、同５９−５９８５５号、同５９−
５９８５６号の各公報に記載されている如く、複合材料
に自己潤滑性に優れた減摩物質を添加することが既に知
られている。かかる複合材料によれば、減摩物質を含ま
ない複合材料に比して摩擦摩耗特性、即ち自らの耐摩耗
性及び相手攻撃性の両方に優れた金属材料を得ることが
できる。

かかる複合材料の一つとして、本願発明者等は、本願出
願人と同一の出願人の出願にかかる特願昭６１−３３４
２６号に於て、モース硬度が６以上であり直径が３０μ
ｍ以下である短繊維、粒子、及びそれらの混合物よりな
る群より選択された体積率１〜４０％の強化材と、モー
ス硬度が４．５以下であり直径が１００μα以下である
短維維、粒子、及びそれらの混合物よりなる群より選択
された体積率３〜５０％の固体潤滑剤とによりマトリッ
クス金属が複合化された金属基複合材料を提案した。

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摺動用
部材に於て、その一方の部材を上述の如き複合材料にて
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用部材として使用す
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
の部材よりなる摺動用部材であって、その一方の部材が
上述の如き複合材料にて構成され、その他方の部材が窒
化処理された鋼にて構成された摺動用部材に於て、それ
ら両方の部材の摩耗量を最小限に抑えるためには、それ
らの材質及び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、複
合材料及び窒化処理された鋼がそれぞれ成る特定の特徴
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き、一方の部材が強化繊維と
固体潤滑剤との混合物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され、
その他方の部材が窒化処理された鋼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よりなる摺動用
部材であって、それら両方の部材の互いに他に対する摺
動面に於ける耐摩耗性が改善さ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モース硬度が７以上であり直径
が２０μｃ以下である体積率１〜４５％の強化繊維と、
モース硬度が４．５以下であり直径が１００μｍ以下で
ある短繊維、粒子、及びそれらの混合物よりなる群より
選択された体積率５〜５０％の固体潤滑剤との混合物を
強化材とし、アルミニウム、マグネシウム、銅、亜鉛、
鉛、スズ及びそれらの何れか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する複合
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硬さＨｖ（５０ｇ）
が５５０以上の窒化処理された鋼にて構成されているこ
とを特徴とする摺動１用部材によって達成される。

発明の作用及び効果 本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、添加
される固体潤滑剤（減摩物質）の種類や量等の如何によ
っては、複合材料の摩擦摩耗特性を十分向上させること
ができないばかりか、却って複合材料の摩擦摩耗特性や
強度等が低下することがあることが判明した。即ち固体
潤滑剤の中には金属をマトリ′ツクスとする複合材料に
適したものと不適当なものとがあり、従って複合材料に
適した固体潤滑剤が選定されなければならず、また固体
潤滑剤の量等は上述の如き複合材料を製造する際に当業
者により随意に設定されてよい設計的事項に係るもので
はなく、摩擦摩耗特性に優れた複合材料を得るためには
、固体潤滑剤及び強化繊維の硬度、大きさ、体積率がそ
れら相互の関連に於て最適に設定されなければならない
ことが判明した。

例えば上述の特開昭５８−９３８４４号、同５８−９３
８４５号、同５８−９３８４７号の各公報に於ては、固
体潤滑剤として黒鉛等の粒子や鉛、亜鉛、スズ等の粒子
が使用されてよいことが示されているが、黒鉛等の粒子
の場合にも、その直径が大きい場合は、複合材料自身が
脆くなり、摩耗粉が増大することに起因して複合材料及
び相手材の摩耗量が増大し、また複合材料の強度も低下
する。また鉛、亜鉛、スズ等の粒子の場合には、腹合材
料製造時にこれらの粒子が溶融して複合材料中に偏析し
易く、そのため十分な潤滑効果が得られず、複合材料の
摩擦摩耗特性を十分に向上させることが困難であり、ま
た偏析に起因して複合材料の強度も低下し易い。更にか
かる問題は複合材料の製造に従来より一般に採用されて
いる溶融含浸法や焼結法に於て顕著であるため、これら
の固体潤滑剤を含む複合材料をこれらの方法にて良好に
製造することは困難である。

また上述の特開昭５３−１０３８２４号、同５４−６４
２６３号、同５８−１１３３３５号、同５９−５９８５
５号、同５９−５９８５６号の各公報に記載された固体
潤滑剤の如＜、複合材料に適した固体潤滑剤が使用され
る場合にも、固体潤滑剤の硬さが成る特定の値以下の場
合には複合材料自身の摩耗量が大きくなり（固体潤滑剤
を含まない場合よりも摩耗量が大きい）、摩耗粉の発生
に起因して相手材の摩耗量も大きくなる。逆に強化材の
硬さが成る特定の値以上の場合にも、その直径が成る特
定の値以上である場合には、複合材料の相手攻撃性が大
きく、摩耗粉の発生に起因して複合材料自身の摩耗量も
増大する。更に強化材の量が少なすぎる場合には、固体
潤滑剤の硬さが低いため、固体潤滑剤を含まない通常の
複合材料の場合よりも複合材料の摩耗量が大きくなる。

逆に強化材の量が多すぎる場合には、固体潤滑剤の量を
多くしても複合材料の相手攻撃性は減小しない。

更に固体潤滑剤の硬さが成る特定の値以上の場合には、
当然の如く複合材料の相手攻撃性が増大する。固体潤滑
剤の硬さが適正な値であってもその量が少なすぎる場合
には、複合材料の相手攻撃性を十分に低減することがで
きず、逆に固体潤滑剤が多すぎる場合には複合材料が脆
くなり、ｈｕ合材料自身の摩耗量が増大し、摩耗粉の発
生に起因して相手材の摩耗量も増大する。

本発明によれば、第一の部材を構成する複合材料はその
強化繊維及び固体潤滑剤のモース硬度、直径、及び体積
率が相互の関連に於て上述の好適な範囲に設定されるの
で、後に詳細に説明する本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、従来の複合材料に比し
て摩擦摩耗特性に優れており、また第二の部材は硬さＨ
ｖ（５０ｇ）が５５０以上の鋼にて構成される。従って
本発明によれば、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、それら両方の部材
の互いに他に対する摺動面が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面に於ける摩耗
量を最小限に抑えることができ、しかもその一方の部材
は比強度や剛性などにも優れている如き摺動用部材を得
ることができる。

本発明の他の一つの詳細な特徴によれば、固体潤滑剤は
酸化物、窒化物、及びそれらの混合物の何ｄかである。

本発明に於て好適な酸化物の固体潤滑剤としては、酸化
タングステン（ＷＯ：］）、酸化亜鉛（Ｚｎ　Ｏ）　、
−酸化鉛（Ｐｂ　Ｏ）　、チタン酸カリウム（Ｋ２０・
５Ｔｉ０２）等があり、窒化物の固体潤滑剤としては窒
化ホウ素（ＢＮ）がある。

本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、強化繊維
の体積率は３〜４０％に設定され、固体潤滑剤のモース
硬度、直径、体積率はそれぞれ４以下、５０μ屯以下、
５〜４５％に設定される。

本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、強化繊維
の体積率は５〜３５％に設定され、固体潤滑剤のモース
硬度及び体積率はそれぞれ３以下、１０〜４０％に設定
される。

尚本発明の摺動用部材に於ける複合材料の強化繊維及び
固体潤滑剤の短繊維の繊維長は１０μｍ〜５ｃｍ程度で
あることが好ましい。また本願発明者等が行つた実験的
研究の結果によれば、強化繊維若しくは固体潤滑剤が短
繊維である場合に於て、それらが本発明の要件を満す場
合には、短繊維の配向に拘らず複合材料及び相手材の摩
耗量を低減することができ、従って短繊維の配向は一方
向配向、二次元ランダム配向、三次元ランダム配向の何
れであってもよい。

また本明細書に於て、「結晶質アルミナ−シリカ繊維」
はムライト結晶を含むアルミナ−シリカ繊維を意味し、
「粒子」はアスペクト比が３以下のものを意味し、本明
細書に於けるパーセントは体積率の場合を除き重量パー
セントである。

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 先ず強化繊維としてモース硬度が７である結晶質アルミ
ナ−シリカ繊維（４８％Ａｌ２Ｏ３，５２％５ｔｏ２）
ムライト結晶量３０％、平均繊維径２．８μ１１平均繊
維長３　ｍｍ）を用意し、また固体潤滑剤としてモース
硬度が２であるＢＮ粒子（電気化学工業株式会社製、平
均粒径８μｍ）を用意した。次いで強化繊維とＢＮ粒子
とを１：１の体積比にて混合し、該混合物をコロイダル
シリカ中にて撹拌した。次いでかくして得られた繊維及
び粒子が均一に分散されたコロイダルシリカに対し圧縮
成形を行うことにより、Ｔｓ１図に示されている如く、
強化繊維２ａ及びＢＮ粒子２ｂが互いに均一に混合され
８０×８０×２０１１ＩＩ１１の寸法を有する成形体１
を形成した。

次いで成形体を５００℃に予熱した後、第２図に示され
ている如く鋳型３のモールドキャビティ４内に配置し、
該モールドキャビティ内に７２０℃のアルミニウム合金
（ＪＩＳ規格ＡＣ８Ａ）の溶湯５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１２００　ｋｇ／　
ａｍ’の圧力に加圧し、その加圧状態を溶湯が完全に凝
固するまで保持した。かくして第３図に示されている如
く外径１１０ＩＩＩＩ１１１高さ５０ｍ＋＋＋の円柱状
の凝固体７を鋳造し、該凝固体に対し熱処理Ｔ７を施し
、各凝固体より実質的に三次元ランダムにて配向された
体積率１０％の強化繊維及び体積率１０％のＢＮ粒子に
て複合化されたアルミニウム合金よりなる複合材料１′
を切出し、該複合材料より摩耗試験用のブロック試験片
Ａ１〜Ａ５を機械加工により作成した。

同様にＢＮ粒子が使用されなかった点を除き上述のブロ
ック試験片Ａ、−Ａ５と同一の要領及び条件にてブロッ
ク試験片Ａ、を作成し、また結晶質アルミナ−シリカ繊
維がモース硬度６のアルミナ−シリカ繊維（４８％Ａｌ
２Ｏ３，５２％５ｔ０２）平均繊維径２．８μｍ、平均
繊維長３　ｍａ＋）及びモース硬度８のアルミナ繊維（
９５％Ａｌ２Ｏ３，５％５ＩＯ２）平均繊維径３ａｍ、
平均繊維長３ｆｆｌｆｆｌ）に置換えられた点を除き、
それぞれ上述のブロック試験片Ａ６と同一の要領及び条
件にてブロック試験片Ａ丁及び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、相手部材である種々の硬さの窒化処理された鋼製の
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？ｍ　（２０℃）の潤滑油（キャッスルモータ矛
イル５Ｗ−３０）を供給しつつ、接触面圧２０　ｋｇ／
　ｔＡｍ”　、滑り速度０．　３ｍｍ／　ｓｅｅにて円
筒試験片を１時間回転させる摩耗試験を行った。尚この
摩耗試験に於けるブロック試験Ｊ４と円筒試験片との組
合せは下記の表１に示す通りであり、表１の軸受鋼及び
ステンレス鋼はそれぞれＪＩＳ規格ＳＵＪ　２）ＪＩＳ
規格５ＵＳ４２０Ｊ２であった。

これらの摩耗試験の結果を第４図に示す。尚第４図（及
び後述の他の摩耗試験の結果を示す図）に於て、上半分
はブロック試験片の摩耗量（摩耗痕深さμｍｌ１）を表
わしており、下半分は相手材である円筒試験片の摩耗Ｑ
（摩耗減量ｍｇ）を表わしている。

第４図より、比較例の組合せＡ７のブロック試験片及び
組合せＡ６　、Ａ　Ｂの円筒試験片の摩耗量は組合せＡ
、−Ａ５の摩耗量よりも高い値であり、組合せＡ、−Ａ
、の中でも組合せＡ１〜八４がブロック試験片及び円筒
試験片の何れの点でも摩耗特性に優れており、従って強
化繊維と固体潤滑剤との混合物を強化材とする複合材料
と組合される窒化処理された鋼の硬さはＨｖ（５０ｇ）
で５５０以上であることが好ましいことが解る。

実施例２ 強化繊維として如何なる硬さのものが適しているかの検
討を行った。

まず下記の表２に示されている如く、脱粒処理された種
々のモース硬度の繊維８１〜Ｂ５及びＷＯ３粒子を用意
した。次いで各繊維とＷ　０３粒子とを１：１の体積比
にて混合し、それらの混合物を使用して実施例１の場合
と同一の要領及び条件にて強化繊維及びＷ　０３粒子の
体積率が共に１０％である複合材料を製造し、それらの
腹合材料よりブロック試験片Ｂ、−８５を作成し、それ
らのブロック試験片について実施例１の場合と同一の要
領及び条件にて窒化ステンレス鋼（ＪＩＳ規格５ＵＳ４
２０Ｊ２）Ｈｖ−８００）をｔ目手材とする摩耗試験を
行った。これらの摩耗試験の結果を第５図に示す。

第５図より、強化繊維のモース硬度が７以上、好ましく
は８以上の場合に、複合材料及び相手材両方の摩耗量が
小さい値になることが解る。

実施例３ 固体潤滑剤として如何なる硬さのものが適しているかの
検討を行った。

まず下記の表３に示されている如き固体潤滑剤０１〜Ｃ
６及びアルミナ繊維を用意した。次いで各固体潤滑剤ｃ
、−Ｃ，とアルミナ繊維とが１：１の体積比にて混合さ
れ、マトリックス金属がＪＩＳ規格ＡＣＩＡのアルミニ
ウム合金（湯温７２０°Ｃ）に置換えられ、熱処理がＴ
６に変更された点を除き、実施例１の場合と同一の要領
及び条件にて固体潤滑剤及びアルミナ繊維の体積率が共
に１５％である複合材料を製造し、各複合材料よりブロ
ック試験片０１〜Ｃ６を作成し、各ブロック試験片につ
いて実施例１の場合と同一の要領及び条件にて窒化ステ
ンレス鋼（ＪＩＳ規ｒ６ＳＵＳ４２０Ｊ２）Ｈｖ　＝８
００）を１目手材とする摩耗試験を行った。これらの摩
耗試験の結果を第６図に示す。

第６図より、固体潤滑剤のモース硬度が４．５以下、好
ましくは４以下、更に好ましくは３以下である場合に腹
合材料及び相手材の１９耗量が小さ・　くなることが解
る。

実施例４ 固体潤滑剤として如何なる直径のものが適しているかの
検討を行った。

まず下記の表４に示されている如き固体潤滑剤Ｄ１〜Ｄ
Ｂ及びアルミナ−シリカ繊維を用意した。

次いで固体潤滑剤とアルミナ−シリカ繊維とが１：１の
体積比にて混合され、マトリックス金属としてＪ　Ｉ　
ＳＪＱｍＡＣ７Ｂのアルミニウム合金（湯温６９０℃）
が使用され、熱処理がＴ４に置換えられた点を除き、実
施例１の場合と同一の要領及び条件にて固体潤滑剤及び
アルミナ−シリカ繊維の体積率が共に１５％である腹合
材料を製造し、各複合材料よりブロック試験片Ｄ１〜Ｄ
８を作成し、各ブロック試験片について実施例１の場合
と同一の要領及び条件にて軟窒化ステンレスＩｊｌ（Ｊ
ＩＳ規格５ＵＳ４２０Ｊ２）Ｈｖ−６００）を相手材と
する摩耗試験を行った。これらの摩耗試験の結果を第７
図に示す。

第７図より、固体潤滑剤が粒子であるか繊維であるかを
問わず、固体潤滑剤の直径が１００μｍ以下、好ましく
は５０μａ以下の場合に複合材料及び相手材の摩耗量が
小さくなることが解る。

実施例５ 強化繊維の体積率が如何なる値が適切であるかの検討を
行った。

まず下記の表５に示された窒化ケイ素ホイスカ及びＰｂ
Ｏ粒子を用意した。次いでこのホイスカとＰｂＯ粒子と
を種々の体積比にて混合し、かくして得られた混合物を
用いてガ施例１の場合と同一の要領及び条件にてブロッ
ク試験片Ｅ１〜Ｅ９を作成した。また強化繊維及び固体
潤滑剤を含まないマトリックス金属のみよりなるブロッ
ク試験片Ｅｏを作成した。次いでこれらのブロック試験
片について実施例１の場合と同一の要領及び条件にて窒
化軸受鋼（ＪＩＳ規格５ＵＪ２）Ｈｖ　−１０００）を
相手材とする摩耗試験を行った。これらの摩耗試験の結
果を第８図に示す。

第８図より、強化繊維の体積率が１〜４５％、特に３〜
４０％、更には５〜３５％である場合に複合材料及び相
手材の摩耗量が小さい値になることが解る。

実施例６ 固体潤滑剤の体積率が如何なる値であることが適切であ
るかの検討を行った。

まず下記の表６に示されている如きＢＮ粒子及びアルミ
ナ繊維を用意した。次いでこのＢＮ粒子とアルミナ繊維
とを種々の体積比にて混合し、それらの混合物を用いて
実施例１の場合と同一の要領及び条件にてブロック試験
片ＰＩ−ｍｐｓを作成した。また強化繊維のみにて複合
化されたマトリックス金属よりなるブロック試験片Ｆｏ
を作成した。次いでこれらのブロック試験片について実
施例１の場合と同一の要領及び条件にて窒化軸受鋼（Ｊ
ＩＳ規格ＳＵＪ　２）Ｈｖ−１０００）を相手材とする
摩耗試験を行った。これらの摩耗試験の結果を第９図に
示す。

第９図より、固体潤滑剤の体積率が５〜５０％、特に５
〜４５％、更には１０〜４０％である場合に複合材料及
び相手材の摩耗量が小さい値になることが解る。

実施例７ マトリックス金属がマグネシウム合金、亜鉛合金、鉛合
金、スズ合金、銅合金である複合材料と鋼との組合せに
ついて摩耗試験を行った。

まずマトリックス金属の溶湯の湯温及び加圧力がそれぞ
れ６９０℃、１０００　ｋｇ／　ｃｍ”に設定された点
を除き、実施例１の場合と同一の要領及び条件にて体積
率２５％のアルミナ繊維（表６）と、体積率２５％のＢ
Ｎ粒子（表３のＣ２）とにより複合化されたマグネシウ
ム合金（ＪＩＳ規格ＭＤ−Ｃ１−Ａ）よりなるブロック
試験片Ｇ１を作成した。

また湯温及び加圧力がそれぞれ５００℃、１０００　ｋ
ｇ／　Ｃｍ”に設定された点を除き、実施例１の場合と
同一の要領及び条件にて体積率４０％のアルミナ繊維（
表６）と、体積率２０９６のＢＮ粒子（表３のＣ２）と
により複合化された亜鉛合金（ＪＩＳ規洛ＺＤＣ１）よ
りなるブロック試験片Ｈ，を作成した。

また湯７Ｈ及び加圧力がそれぞれ４１０°０１１０００
　ｋｇ／　Ｃｍ：に設定された点を除き、上述の実施例
１の場合と同一の要領及び条件にて体積率２０％のアル
ミナ−シリカ繊維（表２のＢ３）と、体積率５０％のＷ
　０３粒子（表３のＣ３）とにより複合化された鉛合金
（ＪＩＳ規格ＷＪ　８）よりなるブロック試験片１．を
作成した。

また湯温及び加圧力がそれぞれ３３０℃、１０００　ｋ
ｇ／　ａｍ”に設定された点を除き、実施例１の場合と
同一の要領及び条件にて体積率５％のアルミナ−シリカ
繊維（表２の８３）と、体積率５％のチタン酸カリウム
ホイスカ（表３のＣ４）とにより複合化されたスズ合金
（ＪＩＳ規格ＷＪ　２）とよりなるブロック試験片Ｊｌ
を作成した。

更に炭化ケイ素ホイスカ（東海カーボン株式会社製、平
均繊維径０．５μｍ、平均繊維長５０μｍ１９９％以上
β−８ｉＣｓ粒径１５０μｍ以上の粒子Ｗ０．１ｗｔ％
以下）と、ＢＮ粒子（表３のＣ２）と、銅合金（Ｃｕ−
１０ｗｔ％Ｓｎ）粉末とを、炭化ケイ素ホイスカ及びＢ
Ｎ粒子の体積率がそれぞれ１％、３％となるよう秤量し
て混合し、該混合物に少量のエタノールを添加してスタ
ーラ−にて約３０分間混合した。かくして得られた混合
物を８０℃にて５時間乾燥した後、金型内に所定量の混
合物を充填し、その混合物をパンチにて４０００　ｋｇ
／　ｃｍ”の圧力にて圧縮することにより板状に成形し
た。次いで分解アンモニアガス（露点−３０℃）雰囲気
に設定されたバッチ型焼結炉にて板状体を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
ーンにて徐冷することにより複合材料を製造し、該複合
材料よりブロック試験片に１を作成した。

また比較の目的で上述のブロック試験片Ｇ、〜に、の複
合材料のマトリックス金属のみよりなる材料よりそれぞ
れブロック試験片ｃｏ−に、を作成した。

次いでこれらのブロック試験片について窒化軸受鋼（Ｊ
ＩＳ規格ＳＵＪ　２）Ｈｖ−１０００）製の円筒試験片
を相手部材とする摩耗試験を実施例１の場合と同一の要
領及び条件にて行った。これらの摩耗試験の結果をそれ
ぞれ下記の表７に示す。

同表７に於て、ブロック試験片の摩耗量比率とはそれぞ
れ試験片ｃｏ−に、の摩耗量に対するブロック試験片Ｇ
、−に、の摩耗量（摩耗痕深さμｍ）の百分率を意味し
、円筒試験片の摩耗量の上段及び下段の数値はそれぞれ
ブロック試験片Ｇ、　−に重及びｃｏ−ＫＯと摩擦され
た円筒試験片の摩耗量（摩耗減量ｍｇ）である。

表７より、マトリックス金属がマグネシウム合金、亜鉛
合金、鉛合金、スズ合金、及び銅合金である場合にも、
強化繊維及び固体潤滑剤のモース硬度や体積率等が本発
明の範囲内にある場合には、マトリックス金属のみより
なる材料に比して１口手材の摩耗量を実質的に増大させ
ることなく複合材料の摩耗量を大幅に低減し得ることが
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
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。

表　　７

【図面の簡単な説明】

第１図は互いに均一に混合された強化繊維としての結晶
質アルミナ−シリカ繊維と固体潤滑剤としてのＢＮ粒子
とよりなる成形体を示す斜視図、第２図は第１図に示さ
れた成形体を用いて行われる高圧鋳造による複合材料の
製造の鋳造工程を示す解図、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図は結晶質
アルミナ−シリカ繊維とＢＮ粒子とにより複合化された
アルミニウム合金よりなる複合材料及び比較例の複合材
料について種々の硬さの窒化処理された鋼を相手材とし
て行われた摩耗試験の結果を示すグラフ、第５図は種々
の強化繊維とＷＯ３粒子とにより複合化されたアルミニ
ウム合金よりなる複合材料について窒化ステンレス鋼を
相手材として行われた摩耗試験の結果を示すグラフ、第
６図は種々の固体潤滑剤とアルミナ繊維とによりｉ腹合
化されたアルミニウム合金よりなる複合材料について窒
化ステンレス鋼を相手材として行われた摩耗試験の結果
を示すグラフ、第７図は種々の直径の固体潤滑剤とアル
ミナ−シリカ繊維とにより複合化されたアルミニウム合
金よりなる複合材料について軟窒化ステンレス鋼を相手
材として行われた摩耗試験の結果を示すグラフ、第８図
は種々の体積率の窒化ケイ素ホイスカとＰｂＯ粒子とに
より複合化されたアルミニウム合金よりなる複合材料に
ついて窒化軸受鋼を相手材として行われた摩耗試験の結
果を示すグラフ、第９図は種々の体積率のＢＮ粒子とア
ルミナ繊維とにより複合化されたアルミニウム合金より
なる複合材料について窒化軸受鋼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・・・成形体、１′・・・複合材料、２ａ・・・強化
繊維２ｂ・・・ＢＮ粒子、３・・・鋳型、４・・・モー
ルドキャビティ、５・・・溶湯、６・・・プランジャ、
７・・・凝固住持　許　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　　　第３図 第２図 第４図 第５図 Ｒ＾ 第６図 第７区 第８図 第９図

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モース
   硬度が７以上であり直径が２０μｍ以下である体積率１
   〜４５％の強化繊維と、モース硬度が４．５以下であり
   直径が１００μｍ以下である短繊維、粒子、及びそれら
   の混合物よりなる群より選択された体積率５〜５０％の
   固体潤滑剤との混合物を強化材とし、アルミニウム、マ
   グネシウム、銅、亜鉛、鉛、スズ及びそれらの何れかを
   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
   リックス金属とす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
   部は硬さＨｖ（５０ｇ）が５５０以上の窒化処理された
   鋼にて構成されていることを特徴とする摺動用部材。
2. （２）特許請求の範囲第１項の摺動用部材に於て、前記
   固体潤滑剤は酸化物、窒化物、及びそれらの混合物の何
   れか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、前記強化繊維の体積率は３〜４０％であり、前記
   固体潤滑剤のモース硬度、直径、体積率はそれぞれ４以
   下、５０μｍ以下、５〜４５％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３項の摺動用部材に於て、前記
   強化繊維の体積率は５〜３５％であり、前記固体潤滑剤
   のモース硬度及び体積率はそれぞれ３以下、１０〜４０
   ％であることを特徴とする摺動用部材。