JPS6352758A - 多孔質部を有する摺動材料の製造方法 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は遠心鋳造を利用して行う摺動材料の製造方法に
関するもので、含油軸受、無潤滑軸受、シリンダー等の
材料に利用されるものである。

（従来の技術） 本発明に関する従来技術としては特開昭５７−１、３１
３３６号の公報がある。

これを第６図により説明すれば、２１は溶融金属と無被
覆黒鉛をいれた振回し鋳型で、回転軸２２を中心に回転
させ遠心力を与える。溶融金属２３の比重が無被覆黒鉛
２４の比重ないし、かさ密度より大のときは黒鉛は高遠
心力側（第６図では型の底）に入れ、金属比重が黒鉛の
比重より小さい場合にはその逆とする。

第７図は空中円筒製品に黒鉛を分散させる回転式遠心分
散方法である。上記の様にして遠心力や鋳造温度を制御
することで、黒鉛を下端より上端面まで、更に外表面か
ら内表面の任意の位置に分散させるものであり、この様
にして製造された材料は、材料の靭性をあまりそこなう
ことなしに耐摩耗性が向上し、かつ黒鉛を無処理のまま
で利用できるものである。

（発明が解決使用とする問題点） 然し前記の遠心鋳造法は、（１）黒鉛に代わってそれよ
り濡れ性の悪いセラミック等のフィラーを使用して摺動
性を向上させる場合には、分散フィラーと母材、（金属
）の比重差のみを利用して任意の位置に遠心力と温度の
制御だけでは分散が困難で、（２）更に前記方法は多層
および数ケ所に適切なフィラーの組合せで特に内周面に
分散させることは困難であり、（３）また前記方法にお
いて内側に均一に分散させるにはフィラーの濡れ性を向
上させると共に、温度と遠心力の微妙なバランスをとる
必要があり、このために分散層の分散密度のコントロー
ルもきわめて困鋪である、という問題点がある。

本発明は遠心鋳造法により軸受などを製造する方法にお
いて摺動面を多孔質化して、この多孔部に適当な材料を
含浸させて摺動特性を向上した軸受材料を形成する製造
方法を技術的課題とするものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） Ｌ記技術的課題を解決するだめの技術的手段は、鋳型内
に水溶性フィラーである硫酸マグネジ６ム、炭酸カリウ
ム、硫酸すＩ・リウム等を入れ、アルミ、銅、マグネ合
金等よりなる溶湯を注湯して遠心力を加えて金属の内表
面（円筒形状物内周面）に前記フィラーを分散させる遠
心分散形成法に於いて（１）鋳型のキャビティに、アル
ミ、銅、マグネ合金等の母材を配置し、中子と母材との
隙間に高融点の水溶性フィラーと母材と銅合金である粉
末、ファイバー、更に黒鉛、鉛粉末を混合したものを充
填固定し、（２）前記鋳型のキャビティ上部に押湯部分
として母材を配置し、（３）前記母材とフィラーを加熱
し、母材を溶解後、（４）１００Ｇ〜２０００Ｇの遠心
力を与えながら回転ずることによって分散複合させて、
形成後、（５）前記形成体を水に浸し、内周面部のフィ
ラーを溶出させることにより内周面を多孔質化させたの
ち、（６）適当な潤滑油を含浸をさせるか、あるいは４
弗化エチレン等のプラスチックを含浸させて、摺動特性
を向上させた軸受材料を形成するものである。

（作用） 前記技術的手段は次のように作用する。すなわち円筒形
状の内周面に」−記フイラーを分散形状に充填セットす
るか、あらかじめ分散形状に形成したフィラーをセット
、更に鋳型のキャビティに部に設けた押湯用の母材の溶
湯が遠心力によって移動することによりフィラーに含浸
複合し、遠心力の付加量及び鋳造前のフィラー形状及び
組成比とを制御することにより内周面に任意の中および
気孔率をもった軸受材料ができる。

また金属間化合物を利用し７て摺動材料を作るのではな
いので製作時間が短縮され、か・つ硬度が高くなりすぎ
ることにより膜化及び相−■−攻撃１４゛の増大が改善
されるものである。

（実施例） 以下実施例について説明する。

（実施例−１） 円筒形状の含油軸受を製造する場合に於いて、第１図は
準備工程でＡは円筒形状のキャビティを有スるルツボで
、ステンレス製のフレーム２の内側にロストワックス法
により１及び５に示ず崩壊性セメンｌ−材を使用して含
油軸受のキャビティ６を有する鋳型を形成し、アルミ又
アルミ合金よりなる母材４をキャビティ内にセットする
。

第２図は充填工程で、中子５と母材４の隙間に水溶性フ
ィラーとしての硫酸マグネシラＪ、粉末さらにアルミ又
はアルミ合金粉末と摺動性向ト、”フィラーとして黒鉛
を混合しまた混合粉６ａを充填し、更に＋７．記押湯用
母材７を−１一部に（セットする。

第３図は鋳造工程で加熱したｆｆｌ材４苓溶解させ鋳造
温度を６５０〜・８５０°０とし、軸８を中心とし゛（
鋳型を約１００Ｇ・〜２０００Ｇの重力倍数で遠心力を
５．えながら回転さ一１ν２、ノイう一層中へ溶湯を含
浸後冷却凝固させる。

第４図は取り出し工程で型をばらして得られた軸受は材
料１０である。押湯部にあたるところでは鋳造欠陥であ
る巣等９が見受けられる。

第５図はカット工程で押湯部は１１に示す位置よりカッ
トして除去し水洗して摺動部１２に多孔質部１１を持つ
軸受材料１０を形成する。

（実施例−２） 実施例１の金型及び手順は基本的に同じであるが、母材
としてアルミ又はアルミ合金を使用し第２図の充填工程
で中子５と母材４の隙間に銅粉末等（アルミニウムより
アノード溶解しやすい物質）を充填し、実施例１と同様
に遠心力を付与して分散複合させる。

次に上記水溶性フィラーを用いた方法を行うかわりに気
孔を作成する方法として硬質アルマイト処理を行うもの
で、その結果第８図（イ）に示すように摺動面１２に分
散された銅粉末１３がアルマイト処理により、銅粉末部
分がアノード溶解して無くなり、多孔質化し更にアルミ
合金部１４には硬質アルマイト処理されることにより、
アルミ母地部は耐摩耗性が向上した軸受材料が出来る。

更に前記含油処理あるいは４弗化エチレン等の摺動特性
を向上させるプラスチックを含浸させるか、あるいは黒
鉛等を埋めこむことにより耐摩耗性のある軸受材料が製
造できるものである。

〔発明の効果〕

本発明は次の特有の効果を有する。すなわち従来の焼結
含油軸受に対して、本発明の軸受材は必要な摺動面の所
だけ気孔（３０〜１０％）を有することがら圧壊強度、
伸び等の特性が全体にわたって気孔をもつ焼結含油軸受
に比べて改善され、又焼結含油軸受に比べて製造工程が
短縮される。

更に水溶性フィラーに少量の黒鉛を混入して同時に複合
させることにより更に摺動特性が向上する。

圧壊強度と材料の気孔幅との関係を第９図〜第１０図に
示す。１５は内周面１６に気孔を有する円筒形状の軸受
でＲ＋　＝１６ｍｍ、Ｒ，＝７ｍｍ、ｈ−分散幅で、鉄
系焼結含油軸受材と、銅系焼結含油軸受材及び本実施例
の母材Ａ２０１７で気孔率１０〜１５％の場合のテスト
ピースにてそれぞれ圧壊強度試験を行いこれを第１０図
に示す。

これによると母材がＪＩＳ２０００系のアルミ合金でも
、鉄系焼結含油軸受材（高荷重中速用−２８ｋｇ／ｍｍ
以上、これをグラフ中Ｓで示す）、及び銅系焼結含油軸
受材（１５ｋｇ／ｍｍ”以上グラフ中Ｔで示す）と比較
して本実施であるＡ２０１７材に気孔率１０〜１５％軸
受材（これをグラフ員に示す）の圧壊強度が向上してお
り、必要な摺動面め所だけ気孔を付与した結果が表れて
いる。

焼結含油軸受材の製造工程と遠心形成含油軸受材料の製
造工程を比較した場合に原料粉末の製造とその調整混合
と焼結の工程で焼結含油軸受は時間を取られるが本実施
例ではこの工程が省略され、更に水溶性フィラーと他フ
ィラーとの混合させる量を調整することにより気孔率が
５０〜３０％のものを作成することが可能であり、金属
フィルターとしての利用も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１〜第５図は本実施例の工程の説明図で、第１図は準
備固定、第２図は充填工程、第３図は鋳造工程、第４図
は取り出し工程、第５図はカット工程であり、第６〜第
７図は従来工程の説明図で、第６図は振り回し方式、第
７図は回転方式、第８図は他の変形実施例で第８図（イ
）は表面処理前、第８図は（ロ）は表面処理後の状況を
示す拡大説明図、第９図はテストピースの断面図、第１
０図は本実施例と従来製品との圧壊強度と分散幅の関係
を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋳型内に水溶性フィラーを入れ、母材であるアルミ、銅
   、又はマグネ合金よりなる溶湯を注湯して遠心分散成形
   法により摺動面に分散複合させ、水溶後気孔を作り摺動
   材料を成形する方法に於いて、鋳型内のキャビティにア
   ルミ、銅、又はマグネ合金よりなる母材を配置し、中子
   と前記母材との隙間に水溶性フィラー及び母材と同合金
   である粉末、ファイバーあるいは更に黒鉛やカーボンフ
   ァイバー、鉛粉末を混合したものを充填固定し、前記鋳
   型のキャビティ上部に押湯部分として母材を配置し、前
   記母材と水溶性フィラーを加熱し母材を溶解後、遠心鋳
   造にて前記母材中にフィラーを複合させ形成後前記形成
   体を水に浸し水溶性フィラーを溶出させることにより摺
   動面を多孔質化させたあと潤滑油又はプラスチックを含
   浸させて摺動部を形成する多孔質部を有する摺動材料の
   製造方法。