JPS6320425A - アルミニウム合金製シ−ルリング - Google Patents

アルミニウム合金製シ−ルリング

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JPS6320425A
JPS6320425A JP16383086A JP16383086A JPS6320425A JP S6320425 A JPS6320425 A JP S6320425A JP 16383086 A JP16383086 A JP 16383086A JP 16383086 A JP16383086 A JP 16383086A JP S6320425 A JPS6320425 A JP S6320425A
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JP
Japan
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seal ring
aluminum alloy
powder
billet
extrusion
Prior art date
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Pending
Application number
JP16383086A
Other languages
English (en)
Inventor
Tatsuo Fujita
藤田 達生
Tatsue Sakata
坂田 辰栄
Fumio Kiyota
清田 文夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Riken Corp
Original Assignee
Riken Corp
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は油圧機器等に用いられる軸シールリングに係り
、更に詳しくは低圧、高周速条件で使用されるアルミニ
ウム合金製シールリングに関する。
従来技術と問題点 従来軸シールリングとして、PBC,Mn−ブロンズ等
の銅合金が用いられている。高圧条件ではシールリング
を軸のシールリング溝側壁に押しつける力が大きいため
、その摩擦力によってシールリングは軸と一体となって
回転するが、低圧条件ではシールリングを軸のシールリ
ング溝側壁に押しつける力が小さいため、シールリング
とスリーブ間の摩擦力が相対的に大きくなりシールリン
グとシールリング溝側壁に滑りが生じてしまう。
この滑り面に潤滑油を供給するためにシールリングB面
に外周から内周に通じる溝を設けて油だまりとしている
が、高周速条件の場合これではまだ不充分で油ぎれを起
こしシールリングが大きく摩耗するという問題がある。
又油溝側壁面の粗さによって、銅合金層のシールリング
はその摩耗量に大きな差が生じるが、その粗さの管理が
困難なため製品毎の摩耗にバラツキが大きいことも問題
であった。
問題点を解決するための手段 本発明は、このような従来の問題点に着目してなされて
もので、摺動特性に優れたアルミニウム合金を用いてシ
ールリングを製作することにより前述したような、油切
れを生じやすい低圧高周速条件でもB面摩耗が小さく且
つ軸溝側壁面の粗さにあまり影響されないシールリング
を提供することを目的とする。
以上の目的を達成するための本発明の構成について説明
する。
(1)急冷凝固したアルミニウム合金粉末と硬質粉末を
混合したものを熱間塑性加工して得られる材料からなる
こと。
(2)アルミニウム合金粉末の組成がSiを5〜25重
量%含むこと。
(3)硬質粉末が粒径が3μm以上、平均粒径が60μ
m以下で、硬度がH+mV 600以上のSiC。
S 13 N* t A l i Os等の炭化物、窒
化物、酸化物等の粉末からなり、その1種又は2種以上
を合わせて材料全体の2〜10体積%を占めるように配
合されていること。
次に以上の構成の限定理由について述べる。
Siは本質的な摺動は硬質粉末で担うが基地のアルミニ
ウム合金も耐摩耗性を有する必要があるために添加する
もので、5重量%以下ではその効果がなく、25重量%
を超えて添加しても効果が飽和してしまい、かえって材
料の延性が低下し望ましくないのでSiの添加量として
5〜25重量%の範囲とした。
硬質粉末の硬度は、HmV 600以下では耐摩耗性に
対する効果がないため硬度をH+++V600以上とし
た。
硬質粉末の粒径は3μm以下の粒子は細かすぎて耐摩耗
性への効果が期待できないばかりか、かえって押出性を
著しく阻害するので粒径を3μ道以上とした。平均粒径
が60μmを超えると材料の靭性を著しく低下させ、更
に押出し作業性1機械加工性、仕上げ表面粗さを著しく
悪くするため平均粒径を60μm以下とした。
硬質粉末の粒子が2体積%以下では耐摩耗性に対する効
果が充分でなく、又10体積%を超えて添加しても耐摩
耗性の効果は飽和してしまい、かえって材料の延性を低
下させ又押出し作業性、機械加工性を著しく悪くするた
め配合範囲を2〜10体積%とした。
又ここで示していない通常の合金添加元素例えば基地の
強化に有効なCu、MgeZnや金属間化合物を形成し
て分散強化に有効なFe t N i+Mn等を添加す
ることは、本発明の効果を妨げるものではない。
実施例 本発明の実施例について説明する。
高Siアルミニウム合金溶湯をガスアトマイズ法により
急冷凝固させて、第1表に示す4種類のアルミニウム合
金粉末を得た。
第1表 得られたアルミニウム合金粉末に硬質相として第2表に
示すようなSiC,Si、N、、TiN+A1□03等
の炭化物、窒化物、酸化物等の硬質粒子を所定体積%加
えて混合したのち金型成形法により、加圧成形し押出し
用ビレットとした。この押出しビレットを350〜45
0℃の窒素ガス、アルゴン等の非酸化性雰囲気中で加熱
した後、はぼ同様の温度に加熱しである押出用コンテナ
に挿入し熱間間接押出しを実施し真密度に焼結された8
種類の成形体を得た。
第2表 次にこれらの成形体をO処理酸いはT6処理を行った後
下記の試験を行った。
(1)引張り試験 上記の成形体から引張り試験片を採取して引張試験と硬
度測定を行った。引張試験の結果と硬度測定の結果を第
3表に示す。
第3表 第3表よりT6処理を施したものは、硬度がHRB 7
5〜85、引張り強さが43〜45 kg/cm2と著
しく優れていることが認められる。
ちなみにJIS5205rアルミニウム合金鋳造」に規
定されている本発明材と類似の化学組成を有するAC8
AはT6処理を施したものであっても、規格値は引張り
強さ28 kg / c+a”である。
(2)耐焼付き性試験 試験片は前記引っ張り試験に供したものと同一の供試材
から採取したものを使用して行った。
焼付き試験の装置及び試験条件は次の通りである。
試験装置は第3図及び第3図のA−A、t!に沿う矢視
側面図である第4図に概要を図解的に示すものであって
、ステータホルダ11に取外し可能に取付けられた直径
80mm、厚さ10mmの研磨仕上げを施した円板12
の中央には裏側から注油孔13を通゛じて潤滑油が注油
される。ステータホルダ11には図示しない油圧装置に
よって図において右方へ向けて所定圧力Pが作用するよ
うにしである0円板12に相対向してロータ14があり
、図示しない駆動装置によって所定速度で回転するよう
にしである。
ロータ14の円板12に対する端面に取付けられた試験
片保持具14aには正方形端面を摺動面として試験片1
5が同心円上に等間隔に4個取外し可能に、且つ円板1
2に対して摺動自在に取付けである。
このような装置において、ステータホルダ11に所定の
押圧力Pをかけ、所定の面圧で円板(相手材)12と試
験片15とが接触するようにしておいて、注油孔13か
ら摺動面に所定給油速度で給油しながらロータ14を回
転させる。一定時間毎にステータホルダ11に作用する
圧力を段階的に増加して行き、ロータ14の回転によっ
て試験片15と相手の円板12との摩擦によってステー
タホルダ11に生ずるトルク(摩擦力によって生ずるト
ルク)Tをスピンドル16を介してロードセル17に作
用せしめ、その変化を動歪計18で読み取り記録計19
に記録させる。トルクTが急激に上昇するときに焼付き
が生じたものとして、この時の接触面圧をもって焼付き
面圧としこの大小をもって耐焼付き性の良否を判断する
試験条件は次に示す通りである。
摩擦速度 8m/sec 潤滑油  モータオイルI30 @度80℃給油量  
60cc/win 接触圧力 試験開始時20kg/c+a2から焼き付き
まで3分経過毎に10kg/cm”づつ増加 相手材  FCD45材 仕上げ面粗さ 3.2RZ 尚比較材として従来のPBC,Mn−ブロンズの銅合金
を用い同様の試験を行った。
試験結果を第1図に示す。
比較材が接触面圧はPBCが51 kg/ c+m” 
、 Mn−ブロンズが54kg/c+a”で焼付きが発
生したが、本発明材はIが138kg/cm”+ Vが
102kg/cm”、 VIが96kg/cm”と著し
く耐焼付き性が著しく改善されていることが認められた
(3)摩耗試験 試験片は前記引張り試験に供したものと同一の供試材か
ら採取したものを使用して行った。
試験装置は(2)耐焼付き性試験に用いた試験機により
、摺動距離1100k当りの最大摩耗高さをもって耐摩
耗性の良否を判断した。
試験条件は下記の通りである。
摩擦速度 6 r 8 t 12 t 14 m/ s
ec潤滑油  モータオイル$30  温度80℃供給
量  60cc/+ain 接触圧力 30kg/cm” 摺動距離 1100k 相手材  (A)S43G (B)FCD45 尚比較材として従来のPBC,Mn−ブロンズの銅合金
を用い同様の試験を行った。
試験結果を第2図に示す。
第2図より、本発明材は相手材が(A)の343Cの場
合、(B)のFCD45の場合とも何れも摩耗値は12
μ+a/1100k以下に対し、比較材の摩耗値は38
〜198μm/1100kと大きく且つ摩擦速度12m
/secと14m/seeで異常摩耗が発生しており耐
摩耗性が大幅に改善されていることが認められる。
(4)シールリングによる実態試験 第2表の試験材の中からI材とV材の2種類を選んで8
X8mm角の押出棒材としたものをカム形状にコイリン
グし、歪取り焼鈍を行なった後、機械加工によって直径
300■のリングに加工し、延機用トランスミッション
の軸シールリングとして、下記の条件にて運転し実体試
験を行った。
潤滑はモーター油#35で温度95℃、1.5kg/c
+a”の油圧力がかかりシールリングの挿入される溝部
で周速16+m/secで軸が回転する条件で、摺動距
離6000に+運転した。
尚比較材として従来のPBC,Mn−ブロンズの銅合金
を用い同様の実体試験を行った。
実体試験の結果を第4表に示す。
第4表 第4表より、試験片での試験結果と良い対応を示してお
り、比較材の最大摩耗高さ1.3mm。
1.8m1sに対して本発明材最大摩耗高さは0.05
IIm以下と殆ど摩耗しておらず耐摩耗性が著しく改善
されていることが認められた。
効果 本発明による急冷凝固したアルミニウム合金粉末と硬質
粉末を混合したものを、熱間塑性加工して得られた摺動
特性に優れたアルミニウム合金複合材にて、従来の銅合
金の軸シールリングに代わって、軸溝部の粗さにあまり
影響を受けず油切れを生じやすい低圧、高周速条件でも
耐摩耗性が従来の銅合金に比べ非常に良好である優れた
アルミニウム合金製軸シールリングが得られた実用的効
果は顕著である。
【図面の簡単な説明】
第1図 耐焼付き試験結果を示すグラフ図第2図 耐摩
耗性試験結果を示すグラフ図(A)相手材が343Cの
場合 (B)相手材がFCD45の場合 第3図 耐焼付き試験機のB−B断面図第4図 第4図
のA−A線に沿う矢視側面図11=ステータホルダー 
  12:相手材14:ロータ     14a:試験
片保持具15:試験片

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)急冷凝固したアルミニウム合金粉末と硬質粉末を
    混合したものを、熱間塑性加工して得られる材料からな
    ることを特徴とするアルミニウム合金製シールリング。
  2. (2)アルミニウム合金粉末の組成が、Siを5〜25
    重量%含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のアルミニウム合金製シールリング。
  3. (3)硬質粉末が一、粒径が3μm以上、平均粒径が6
    0μm以下で、硬度がHmV600以上のSiC、Si
    _3N_4、TiN、Al_2O_3等の炭化物、窒化
    物、酸化物等の粉末からなり、その1種または2種以上
    を合わせて材料全体の2〜10体積%を占めるように配
    合されたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    アルミニウム合金製シールリング。
JP16383086A 1986-07-14 1986-07-14 アルミニウム合金製シ−ルリング Pending JPS6320425A (ja)

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