JPS6342342A - 摺動部材用アルミニウム合金材料 - 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、摺動部材用アルミニウム合金材料に関する。

従来技術とその問題点 従来、シリンダーライナーやロータリーコンプレッサー
のベーン等の摺動部材としては、Ｆｅ合金或いはアルミ
ニウムダイカスト等が用いられている。しかしながら、
Ｆｅ合金は、重量か大きく且つ熱伝導率が低いという欠
点を有している。一方アルミニウムダイカストは、耐摩
耗性及び強度か低く、特に抗折力が弱いため、負荷に限
度があるという欠点を有している。

問題点を解決するための手段 本発明者は、上記の如き従来技術の問題点に鑑みて、伸
々実験及び研究を重ねた結果、特定組成のアルミニウム
合金材料が、摺動部材の材料として好適であること、及
びこのアルミニウム合金材料を特定の成形方法により成
形する場合には、軽量で、且つ耐摩耗性及び強度に優れ
た摺動部材が得られることを見出した。

即ち、本発明は、以下に示すアルミニウム合金材料を提
供するものである。

（１）ｉ）Ｓｉ２０〜３０重量％ ｉｉ）　Ｃｕ　１０〜２０１Ｍ％ ｉｉｉ　）それぞれか５小母％未満のＦｅ、Ｎｉ。

ＭＱ、Ｍｎ及びＺｎから選ばれた１手重または２種以上
の合計が２乃至１０単得％ て、残部がＡｌと不可避不純物とからなることを特徴と
するＩｎ動部月田アルミニウム合金（Ａ料。

以下、本発明アルミニウム合金材料の各成分について説
明する。これ等の各成分は十〇互に関連しつつ、１８動
部材用材料としての物性に影響するので、それぞれの限
定理由を個別に論することは必ずしも妥当ではないが、
一応の限定理由を併せて示す。

（イ）８１２０〜３０千吊％ マトリックスにＣｕ、１０％以上を含む場合には、３ｉ
は、強度及び耐摩耗性を向上さける。

３ｉ添加量が２０％を越えると、３ｉの初品による耐摩
耗性向上の効果が顕著に現われる。しかしながら、Ｓｉ
添加量が３０％を越える場合には、材料が急激に脆くな
り、衝撃値が低下するので好ましくない。３ｉ添加但の
より好ましい範囲は、１２〜２５手ｆｆ１ｆ％でおる。

１）Ｃｕ１０〜２０重吊ソロ Ｃｕ吊か１０％を上回ると、硬質のθ相（ＣＵＡ９２＞
が形成されるので、３ｉ初品の析出の場合と同様に、６
ｊ摩耗性が向上する。更に、Ｃｕの佇在は、本発明材料
粉末を真空ポットプレス成形に供り−る際に、成形性を
大巾に改善′す”るので、成形体の強度特にシャルピー
衝撃値か飛躍的に増大する。しかしながら、Ｃｕｍか２
０％を上回ると、引張強度及び衝撃１直が次第に低下す
る。

（ハ）Ｆｅ、Ｎ　ｉ　、Ｍｇ、Ｍｎ及びＺｎの１・種又
は２種以上２〜１０重量％ これ等の元素は、マトリックスの硬化剤としてその耐摩
耗性を向上させ、更に耐熱性を改善する。

これ等の元素のぞれぞれが、５％を越えると、粗大な析
出物が形成され、抗折力及び耐衝撃力が低下する。また
加工性も低下する。これ等元素のそれぞれの徂が５％未
満で市って、同時にこれ等の少なくとも１種が２〜１０
％の場合には、本発明アルミニウム合金材料か著しく強
化される。これ等の元素の１種又は２種以上の渚が２％
未満ではマトリックス強化の効果が不充分となり、一方
１０％を上回る場合には材料が脆くなり且つ耐摩耗１生
も低下する。

一般に合金粉末から成形体を製造する方法としては、種
々の方法がある。しかしながら、本発明においては、真
空ホットプレス成形又は押し出し成形を採用することを
必須とする。即ち、この両方法以外で成形を行なう場合
には、所望の諸性能を備えたｌ冨動部材は１ワられない
。

真空ホットプレス成形を行なう場合には、温度４５０〜
５５０’Ｃ，圧力１トン／ｃ〃１以上とする。

成形品の密度は、圧力が高まるにつれて増大する。

本発明において、前記温度条件下で圧力１トン／Ｃ屑の
場合、密度９０％以上（理論密度に対し）が得られ、ま
た圧力５トン／　ｃｔｉでは密度９７％以上が１９られ
る。またシＶルビー衝撃値は、２ジユ一ル以上となり、
抗折力も７０ＫＦ１以上となる。ざらに大抵式摩耗試験
機による試験では、５Ｘ１０−６ｍｍ２／にび以下の摩
耗量を示す。また真空ホットプレス成形を行なう場合に
は、粉末あるいは予備成形時の脱ガス工程が省略できる
。真空ホットプレス成形により１！？られた摺動部材中
には、ボアは観察されない。

本発明方法において、押し出し成形により摺動部材を製
造する場合には、アルミニウム合金粒子の塑性変形が大
きくなり、！占動部材の密度も更に高くなる。また、真
空ポットプレスによる製品に比べて、製品中の組織がよ
り均一となり、抗折力、引張り強度等の機械的特性にも
より優れた製品か得られ。

発明の効果 本発明によれば、軽量で、耐摩耗性及び強度に潰れた活
動部材並びに該摺動部材用のアルミニウム合金材料が得
られる。

実施例 以下実施例及び比較例を示し、本発明を更に詳細に説明
する。

実施例　１ 第１表に示す組成のアルミニウム合金をアルゴンガスを
噴霧媒とするアトマイズ法により粉末化し、−１００メ
ツシユに分板した。

得られたアルミニウム合金粉末を圧力４トン／Ｃ屑で直
径４０／ＩＩＩＩＩＸ高さ２０ｍｎの大きざに冷間予備
成形した後、加熱温度４５０’Ｃ１圧力２トン／　ｃｒ
ｉで真空ホットプレスに供した。ｊｑられた試験片を使
用して耐摩耗試験を行なった。

一方、幅２０ｍＸ厚ざ１０＃×長ざ９０＃の試験片を上
記と同様の条件で作成し、シャルピー衝撃試験の試験片
として使用した。

更に押し出し成形法により、直径３０ｍに予備成形され
たビレツ１へから直径１０ｍｔｎの引張り試験用試験片
を作成した。押し出し条件は、温度４００°Ｃ１押出し
比１：９でおった。

なＪ３、耐摩耗性試験は、大抵式乾式摩耗試験機を使用
して、摩１寮速度０．２５ｍ／秒及び’１．６３ｍ／秒
、摩隙距Ｎｔ　２００　ｍ、押イ」け圧力２．３ｋｇｆ
、相手材［Ｃ４５リングで行なった。

各試験の結果を第２表に示す。

第２表中試別Ｎｏ、　１．２及び８は、本発明組成範囲
外の材料を使用した結果を比較例として示したものでお
る。また、試料Ｎｏ、　９は、ＪＩＳダイキＡ７スト合
金ＡＤＣ１２を使用した結果を示す。

第　　１　　表 第　　２　　表 注　第１表に於て各成分のωは車量％を示し、残余は実
質的にＡＩである。

第２表に示す結果から明らかな如く、Ｃｕｆｍか１０％
未満の試料Ｎα１は、耐摩耗性、シャルピー衝撃値及び
引張強度のいずれにおいても、劣っている。

また試料Ｎα２は、３ｉ量が２０％未満なので、耐摩耗
性が極めて低く、引張強度も十分でない。

更に、５ｉ（７）ｆｆｌが３０％を上回る試料Ｎｏ、　
８の場合には、摩擦速度１．６３ｍ／秒での摩耗量が極
めて大きいのみならず、シャルピー衝撃値か低下し、引
張強度も満足すべきものとは言い難い。

（以　上） ＋（４、、、。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ｉ）Ｓｉ２０〜３０重量％ ｉｉ）Ｃｕ１０〜２０重量％ ｉｉｉ）それぞれが５重量％未満のＦｅ、Ｎｉ、Ｍｇ、
   Ｍｎ及びＺｎから選ばれた１種または２種以上の合計が
   ２乃至１０重量％ で、残部がＡｌと不可避不純物とからなることを特徴と
   する摺動部材用アルミニウム合金材料。