JPS641523B2 - - Google Patents
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- JPS641523B2 JPS641523B2 JP58048975A JP4897583A JPS641523B2 JP S641523 B2 JPS641523 B2 JP S641523B2 JP 58048975 A JP58048975 A JP 58048975A JP 4897583 A JP4897583 A JP 4897583A JP S641523 B2 JPS641523 B2 JP S641523B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
- C22C32/0084—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ carbon or graphite as the main non-metallic constituent
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
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- F16C33/121—Use of special materials
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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- Sliding-Contact Bearings (AREA)
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Description
本発明は、自動車、産業機械、農業機械の軸受
用等に使用されているブツシユ、ワツシヤなどの
材料に適した複層の黒鉛含有燐青銅軸受材料の製
造方法の改良に係わる。 従来の、複合の黒鉛含有燐青銅軸受材料におい
て使用されている典型的な燐青銅合金粉末は、
120メツシユを通過（以下、単に−120メツシユと
略記する）する粗い粉末および150メツシユを通
過する粗い黒鉛粉末（以下、単に−150メツシユ
と略記する）であることから、つぎのような欠点
があつた。 (a) 鋼板上への散布厚が厚くなり、鋼板端部にお
ける合金の緻密さが不充分に行なわれるので、
材料の歩留りが極めて悪くなる。 (b) 鋼板と燐青銅合金との接着力が弱くなる。 (c) 粉末粒子間の結合力が弱いため、該合金の曲
げ性、靭性および該合金と鋼板との接着力が劣
り、例えば半円形軸受や、円筒形（巻きブツシ
ユ）軸受に加工すると、該合金内にクラツクが
入つたり、合金と鋼板との剥離が生じやすい等
の欠点があつた。 本発明の目的は、上記欠点を除くと共に、軸受
製造時に材料の歩留りが良好で、加工が容易で、
しかも軸受材料にとつて極めて重要な曲げ性と、
引張強さ、接着強さ、合金硬さなどの機械的性質
と耐焼付性にすぐれた複層の黒鉛含有燐青銅軸受
材料の製造方法を提供することである。 上記目的を達成するため本発明においては、燐
青銅合金粉末と黒鉛粉末との混合粉末を鋼板上に
散布し、焼結し、圧延を加えてなる複層の黒鉛含
有燐青銅軸受材料の製造方法において；前記混合
粉末の組成が、燐0.03―１重量％、錫7.5―16重
量％、黒鉛１―８重量％及び残部の銅からなり、
燐青銅合金粉末は200メツシユを通過する大きさ
であり、黒鉛粉末は350メツシユを通過する大き
さであることを特徴とする。 つぎに、本発明の使用する燐青銅合金粉末およ
び黒鉛粉末から成る混合粉末の成分含有範囲と粉
末粒子の限定理由を述べる。 (イ) 燐（Ｐ）：0.03―１重量％ 0.03重量％以下では強度が不足し、１重量％以
上では粉末を製造するとき、偏析しやすく、また
機械的性質のうち、特に靭性が低下する。 (ロ) 錫（Sn）：7.5―16重量％ 7.5重量％以下では強度が低下し、耐摩耗性が
劣り、16重量％以上では、脆弱となる。 (ハ) 黒鉛（Gr）：１―８重量％ １重量％以下では潤滑効果が不足し、８重量％
以上では合金強度が極端に低下し、合金の曲げ性
が悪くなる。 (ニ) 燐青銅合金粉末の粒度 −200メツシユより粗いと合金の曲げ性が劣り、
さらに燐青銅合金の引張強さ、鋼裏金層と該合金
層との接着強さが低下する。 (ホ) 黒鉛粉末の粒度 −350メツシユより粗いと不均一分布などによ
り所期の目的を達成することができない。 なお、本発明で使用する前記−200メツシユと
は200メツシユを全体の粒子のうちの少なくとも
95％の粒子が通過することを意味し、また−350
メツシユとは350メツシユを全体の粒子のうちの
少なくとも95％の粒子が通過することを意味す
る。 以下本発明の実施例を説明する。 実施例 −200メツシユの燐青銅合金粉末と−350メツシ
ユの黒鉛粉末とを混合して混合粉末（組成wt
％：0.25％Ｐ−10.6％Sn−４％黒鉛―残部Cu）と
し、該混合粉末を銅が表面メツキされた鋼板上に
散布し、水素（気流中の）還元雰囲気炉内で700
〜900℃の温度で10−30分間焼結し、その後ロー
ル間にこの焼結複合材を通して圧下率５〜20％で
圧延して圧着し、総肉厚1.6mmで燐青銅と黒鉛と
の混合粉末の焼結によつて作られた合金層の厚さ
0.4mmを有するバイメタル形状をした複層の黒鉛
含有燐青銅軸受材料を得た。この軸受材料の曲げ
性及び機械的性質（引張強さ、鋼裏金と黒鉛含有
燐青銅焼結合金との間での接着強さ及び該合金の
硬さ）を表１に示し、軸受性能の試験しておこな
つた焼付試験の結果を表２に示した。焼付試験の
試験条件は表３に示した。なお必要に応じて前記
焼結及び圧延を必要回数だけ繰返す工程を備えて
もよいことはもちろんである。 本発明の軸受材料の製造方法と比較するため、
従来技術による以下に説明する軸受材料を製作し
試験した。即ち−120メツシユの燐青銅合金粉末
と−150メツシユの黒鉛粉末とを混合して混合粉
末（組成wt％：0.25％Ｐ−７％Sn−４％黒鉛―
残部Cu）とし、以下、実施例１と同一の製造条
件にて、複層の黒鉛含有燐青銅軸受材料を得た。
この従来技術による軸受材料の曲げ性及び機械的
性質を表１に示し、焼付試験の結果を表２に示し
た。なお、曲げ性の試験は、鋼の裏金層と燐青銅
焼結合金層とから成るバイメタル状の軸受材料を
鋼の裏金層表面が互いに合わさるように180゜曲
げ、その曲げによつて合金層に生じたクラツクが
大である場合を曲げ性が悪いと評価し、クラツク
が小である場合を曲げ性が良いと評価した。 また、前記焼付試験に使用した試験片は、実施
例で得られたバイメタル状平板材の合金層表面に
ダイヤインデント加工（菱形凹部を付与する加
工）を施し、しかる後この平板材を外径23mm、幅
20mm、肉厚1.5mmの円筒形状の巻きブツシユ軸受
に加工したものを使用し、第３表に示す試験条件
にて、おのおのの試験片について、３回づつの焼
付試験を行ない、その試験結果を第２表に示し
た。 なお、前記試験条件では円筒形状の巻きブツシ
ユ軸受の合金面に設けられたダイヤインデント
（菱形凹部）形状に限定されるわけではなく、ボ
ールインデント（半球形凹部）形状などでもよ
い。そして、前記インデント部に充填される潤滑
剤としては、本実施例のごときグリースなどの粘
稠な半固体潤滑剤に限定されず例えば黒鉛、
MoS2などの固体潤滑剤でもよい。本実施例で
は、軸受合金面にインデントを設けたが、用途に
応じてインデントを設ける必要はない。 また、前記裏金層と燐青銅合金層との接着強さ
の試験方法は、実施例により作成した軸受材料か
ら採取した幅Ｂ（mm）の裏金層付軸受合金板（バ
イメタル状平板）の軸受合金側の外表面と裏金側
の外表面とから接着境界面に達する２本の平行溝
を切り込み、両溝間の間隔をＬ（mm）として試験
片の両端を掴んで引張り、裏金と軸受合金部とが
破断したときの引張荷重（Kg）を接着部面積Ｂ×
Ｌ（mm2）で割つて求めたものである。 第１表及び第２表から明らかなように、本発明
製造方法による材料の曲げ性は良好であり、しか
も引張強さ、鋼裏金との接着強さ、合金硬さ；お
よび焼付試験結果（耐焼付性）に関しては従来品
より、はるかにすぐれていることが判明した。第
２表の耐焼付性評価試験で本発明製造方法の軸受
材料は約120Kg／cm2の面圧で焼付が生じなかつた
のに対し、従来技術による軸受材料は70Kg／cm2あ
るいは100Kg／cm2において焼付が生じた。 以上、本発明製造方法による複層の黒鉛含有燐
青銅軸受材料は、従来技術で使用されていた黒鉛
粉末、燐青銅合金粉末よりもはるかに細かい粒子
の粉末を使用したことにより、散布厚が厚くなら
ず、鋼板端部における合金の緻密化が充分に行な
われるので、材料の歩留まりの向上が図られ、か
つ、半円形または円筒形（巻きブツシユ）軸受な
どに成形しても、クラツクや、合金層と鋼裏金と
の剥離などを生じることがない良好な曲げ性を有
し、引張強さ、鋼裏金との接着強さ及び合金層の
硬さなどの機械的性質および耐焼付性がすこぶる
改善された。
用等に使用されているブツシユ、ワツシヤなどの
材料に適した複層の黒鉛含有燐青銅軸受材料の製
造方法の改良に係わる。 従来の、複合の黒鉛含有燐青銅軸受材料におい
て使用されている典型的な燐青銅合金粉末は、
120メツシユを通過（以下、単に−120メツシユと
略記する）する粗い粉末および150メツシユを通
過する粗い黒鉛粉末（以下、単に−150メツシユ
と略記する）であることから、つぎのような欠点
があつた。 (a) 鋼板上への散布厚が厚くなり、鋼板端部にお
ける合金の緻密さが不充分に行なわれるので、
材料の歩留りが極めて悪くなる。 (b) 鋼板と燐青銅合金との接着力が弱くなる。 (c) 粉末粒子間の結合力が弱いため、該合金の曲
げ性、靭性および該合金と鋼板との接着力が劣
り、例えば半円形軸受や、円筒形（巻きブツシ
ユ）軸受に加工すると、該合金内にクラツクが
入つたり、合金と鋼板との剥離が生じやすい等
の欠点があつた。 本発明の目的は、上記欠点を除くと共に、軸受
製造時に材料の歩留りが良好で、加工が容易で、
しかも軸受材料にとつて極めて重要な曲げ性と、
引張強さ、接着強さ、合金硬さなどの機械的性質
と耐焼付性にすぐれた複層の黒鉛含有燐青銅軸受
材料の製造方法を提供することである。 上記目的を達成するため本発明においては、燐
青銅合金粉末と黒鉛粉末との混合粉末を鋼板上に
散布し、焼結し、圧延を加えてなる複層の黒鉛含
有燐青銅軸受材料の製造方法において；前記混合
粉末の組成が、燐0.03―１重量％、錫7.5―16重
量％、黒鉛１―８重量％及び残部の銅からなり、
燐青銅合金粉末は200メツシユを通過する大きさ
であり、黒鉛粉末は350メツシユを通過する大き
さであることを特徴とする。 つぎに、本発明の使用する燐青銅合金粉末およ
び黒鉛粉末から成る混合粉末の成分含有範囲と粉
末粒子の限定理由を述べる。 (イ) 燐（Ｐ）：0.03―１重量％ 0.03重量％以下では強度が不足し、１重量％以
上では粉末を製造するとき、偏析しやすく、また
機械的性質のうち、特に靭性が低下する。 (ロ) 錫（Sn）：7.5―16重量％ 7.5重量％以下では強度が低下し、耐摩耗性が
劣り、16重量％以上では、脆弱となる。 (ハ) 黒鉛（Gr）：１―８重量％ １重量％以下では潤滑効果が不足し、８重量％
以上では合金強度が極端に低下し、合金の曲げ性
が悪くなる。 (ニ) 燐青銅合金粉末の粒度 −200メツシユより粗いと合金の曲げ性が劣り、
さらに燐青銅合金の引張強さ、鋼裏金層と該合金
層との接着強さが低下する。 (ホ) 黒鉛粉末の粒度 −350メツシユより粗いと不均一分布などによ
り所期の目的を達成することができない。 なお、本発明で使用する前記−200メツシユと
は200メツシユを全体の粒子のうちの少なくとも
95％の粒子が通過することを意味し、また−350
メツシユとは350メツシユを全体の粒子のうちの
少なくとも95％の粒子が通過することを意味す
る。 以下本発明の実施例を説明する。 実施例 −200メツシユの燐青銅合金粉末と−350メツシ
ユの黒鉛粉末とを混合して混合粉末（組成wt
％：0.25％Ｐ−10.6％Sn−４％黒鉛―残部Cu）と
し、該混合粉末を銅が表面メツキされた鋼板上に
散布し、水素（気流中の）還元雰囲気炉内で700
〜900℃の温度で10−30分間焼結し、その後ロー
ル間にこの焼結複合材を通して圧下率５〜20％で
圧延して圧着し、総肉厚1.6mmで燐青銅と黒鉛と
の混合粉末の焼結によつて作られた合金層の厚さ
0.4mmを有するバイメタル形状をした複層の黒鉛
含有燐青銅軸受材料を得た。この軸受材料の曲げ
性及び機械的性質（引張強さ、鋼裏金と黒鉛含有
燐青銅焼結合金との間での接着強さ及び該合金の
硬さ）を表１に示し、軸受性能の試験しておこな
つた焼付試験の結果を表２に示した。焼付試験の
試験条件は表３に示した。なお必要に応じて前記
焼結及び圧延を必要回数だけ繰返す工程を備えて
もよいことはもちろんである。 本発明の軸受材料の製造方法と比較するため、
従来技術による以下に説明する軸受材料を製作し
試験した。即ち−120メツシユの燐青銅合金粉末
と−150メツシユの黒鉛粉末とを混合して混合粉
末（組成wt％：0.25％Ｐ−７％Sn−４％黒鉛―
残部Cu）とし、以下、実施例１と同一の製造条
件にて、複層の黒鉛含有燐青銅軸受材料を得た。
この従来技術による軸受材料の曲げ性及び機械的
性質を表１に示し、焼付試験の結果を表２に示し
た。なお、曲げ性の試験は、鋼の裏金層と燐青銅
焼結合金層とから成るバイメタル状の軸受材料を
鋼の裏金層表面が互いに合わさるように180゜曲
げ、その曲げによつて合金層に生じたクラツクが
大である場合を曲げ性が悪いと評価し、クラツク
が小である場合を曲げ性が良いと評価した。 また、前記焼付試験に使用した試験片は、実施
例で得られたバイメタル状平板材の合金層表面に
ダイヤインデント加工（菱形凹部を付与する加
工）を施し、しかる後この平板材を外径23mm、幅
20mm、肉厚1.5mmの円筒形状の巻きブツシユ軸受
に加工したものを使用し、第３表に示す試験条件
にて、おのおのの試験片について、３回づつの焼
付試験を行ない、その試験結果を第２表に示し
た。 なお、前記試験条件では円筒形状の巻きブツシ
ユ軸受の合金面に設けられたダイヤインデント
（菱形凹部）形状に限定されるわけではなく、ボ
ールインデント（半球形凹部）形状などでもよ
い。そして、前記インデント部に充填される潤滑
剤としては、本実施例のごときグリースなどの粘
稠な半固体潤滑剤に限定されず例えば黒鉛、
MoS2などの固体潤滑剤でもよい。本実施例で
は、軸受合金面にインデントを設けたが、用途に
応じてインデントを設ける必要はない。 また、前記裏金層と燐青銅合金層との接着強さ
の試験方法は、実施例により作成した軸受材料か
ら採取した幅Ｂ（mm）の裏金層付軸受合金板（バ
イメタル状平板）の軸受合金側の外表面と裏金側
の外表面とから接着境界面に達する２本の平行溝
を切り込み、両溝間の間隔をＬ（mm）として試験
片の両端を掴んで引張り、裏金と軸受合金部とが
破断したときの引張荷重（Kg）を接着部面積Ｂ×
Ｌ（mm2）で割つて求めたものである。 第１表及び第２表から明らかなように、本発明
製造方法による材料の曲げ性は良好であり、しか
も引張強さ、鋼裏金との接着強さ、合金硬さ；お
よび焼付試験結果（耐焼付性）に関しては従来品
より、はるかにすぐれていることが判明した。第
２表の耐焼付性評価試験で本発明製造方法の軸受
材料は約120Kg／cm2の面圧で焼付が生じなかつた
のに対し、従来技術による軸受材料は70Kg／cm2あ
るいは100Kg／cm2において焼付が生じた。 以上、本発明製造方法による複層の黒鉛含有燐
青銅軸受材料は、従来技術で使用されていた黒鉛
粉末、燐青銅合金粉末よりもはるかに細かい粒子
の粉末を使用したことにより、散布厚が厚くなら
ず、鋼板端部における合金の緻密化が充分に行な
われるので、材料の歩留まりの向上が図られ、か
つ、半円形または円筒形（巻きブツシユ）軸受な
どに成形しても、クラツクや、合金層と鋼裏金と
の剥離などを生じることがない良好な曲げ性を有
し、引張強さ、鋼裏金との接着強さ及び合金層の
硬さなどの機械的性質および耐焼付性がすこぶる
改善された。
【表】
【表】
第 ３ 表
軸回転数…………478r.p.m.
軸速度……………0.5m／sec
潤滑………………組付時グリス塗付
雰囲気温度………室温
軸材質……………S55C
荷重………………累積負荷方法（下図参照）
焼付評価法………軸受背面温度が200℃を越え
た時の荷重を測定する。
た時の荷重を測定する。
添付図面は第３表に示された焼付試験で試験片
に荷重を負荷する時の累積負荷方法を示したグラ
フである。
に荷重を負荷する時の累積負荷方法を示したグラ
フである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 燐青銅合金粉末と黒鉛粉末との混合粉末を鋼
板上に散布し、これを焼結且つ圧延することによ
つて作られた複層の黒鉛含有燐青銅軸受材料の製
造方法において； 前記混合粉末は200メツシユを通過する燐青銅
合金粉末と、350メツシユを通過する黒鉛粉末と
から成り、前記混合粉末の組成は重量百分率で燐
0.03―１％、錫7.5―16％、黒鉛１―８％、銅残
部から成ることを特徴とする複層の黒鉛含有燐青
銅軸受材料の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58048975A JPS59177341A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | 複層の黒鉛含有燐青銅軸受材料の製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58048975A JPS59177341A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | 複層の黒鉛含有燐青銅軸受材料の製造方法 |
Publications (2)
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| JPS59177341A JPS59177341A (ja) | 1984-10-08 |
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Family Applications (1)
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1984
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