KR940009673B1 - 음극분산법(스퍼터링법)에 의해서 생성된 적어도 하나의 마찰면을 함유하는 결합 합성물질 재료 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

음극분산법(스퍼터링법)에 의해서 생성된 적어도 하나의 마찰면을 함유하는 결합 합성물질 재료 및 이의 제조 방법

제 1 도는 본 발명에 따르는 결합 합성물질 재료의 거대확대 단면도.

제 2 도는 본 발명에 따르는 마찰층(b)의 외부 표면에 대한 망상 전자현미경에 의한 촬영사진 및 선행기술에 사용되던 마찰층(a)의 촬영사진.

본 발명은 음극 분산법(스퍼터링법)에 의해서 형성된 적어도 하나의 마찰층을 함유하는 결합 합성 물질재료에 관한 것이며, 여기에서 이 마찰층은 주조시에 함께 사용되는 적어도 하나의 고형의 금속성 합성물질 및 적어도 하나의 다른 금속성 합성물질, 즉 고체상태로는 실제적으로 주조과정에서 합성물질중에 불용성인 물질들로부터 분산화과정에 의해서 생성된 입자들을 통계학적으로 분포시키는 방법에 의해 생성된다.

또 본 발명은 이와 같은 종류의 결합 합성 물질재료의 제조 방법에 관한 것이다.

결합 합성 물질재료의 외부 표면층으로써 마찰층은 예를들어 내연기관의 축받이에 사용되는데 이는 아래와 같은 특성이 요구된다. 즉 회전축에 사용되는 금속보다 강도가 낮아야 한다. 동적인 최대한 교환 작동에 대해서 상대적으로 높은 견고성을 나타낸다.

또한 마모 저항성의 높은 능력과 기계적인 특성의 열에 대한 안전도 및 부식현상에 대한 높은 견고도를 가진다.

이와 같은 요구 조건을 만족시키는 것으로서 금속과 납이나 주석과 같은 것의 혼합물이 있다. 이들은 함께 주조물을 형성하면 형성된 층이 기계적인 견고도를 나타내고 이와 동시에 부식현상에 대한 견고성을 갖게 되는바 이는 주석이나 납에 대해서 어떠한 용해성도 나타내지 않는 예를 들어 알루미늄, 크롬 또는 닉켈과 같은 금속의 사용을 그 예로 들수 있다.

납 또는 주석을 함유하는 마찰층을 가지는 결합 합성 물질재료 뿐만 아니라 음극 분산법(스퍼터링법)에 의해서 이들을 생성하는 방법은 DE-PS 2853 724 및 2914 618 및 DE-OS 34 04 880에 서술되어 있다.

이와 같은 방법을 사용할 경우, 이들의 높은 접착 견고도 및 결합 능력을 기초면과 그위에 생성되는 마찰층 사이에 가질수 있도록 하는 과정에서 대단히 큰 어려움들이 야기되게 된다.

본 방법은 여기에서 탈피 상대적으로 거칠은 마찰층의 구조에 이르게 되는데, 이는 여러가지 ㎛의 직경을 갖는 주석 또는 납덩어리가 처리되면서 생성되는 현상이다. 이와 같은 층의 구조는 부식 현상에 상응하는 저항력을 가진다.

더나아가서 방법의 면에서도 다음과 같은 점들이 우수한 것임을 들수있다.

즉, AlSn₂O를 기본적인 합금 성분으로 하고 여기에 음극 분산법(스퍼터링법)에 의해서 수득된 마찰층이 적어도 Sn-을 함유하는 입자의 미세한 분산이 통상적인 철강-CuPb-로된 세층의 구조내에 아주 통상적인 방법에 의해서 수득되어 코팅된 층으로 존재한다는 점이다. 이러한 종류의 층이 너무 나쁘게 정의되거나 헤테로인 알루미늄과 주석의 혼합물인 것으로 오도되는 것은 지양하여야만 한다.

이와 같은 종류의 마찰층에서 중간치의 입자크기들에 대해서 또 이들의 생성 방법에 대한 재생산 가능성이 있는 전체적인 반응조건들에 대해서 정확한 것은 아직까지는 미지의 사실이다[참조 문헌 : U.ENGEL, 현대적인 엔진 베아링용 새로운 댜층재료의 개발 및 검사 Development and Testing of New Multi-Layer-Materials for Modern Engine Bearings) ; 분산된 윗층을 가진 구리-납-삼층베아링(Copper-Lead-Three-layer Bearings with Sputtered Overlay), in SAE Technical Paper Series, Int, Congress and Exposition, Detroit, 1986년 2월 24일-28일, 76Page 및 77Page.].

또한 현재의 방법상 산소를 목적에 따라 유입에 시켜 주조물의 견고성을 높이려하는 방법은(분산강성화법)실제 수행상 엄청난 어려움이 따르는 방법이다.

이렇게 알루미늄에 형성된 주조물에 산소입자들의 농도는 0.1 내지 0.5중량 퍼센트의 값을 가지는바(DE-PS 29 14 618, 5Page), 이와 같은 값의 농도치는 예를 들어 마찰장치와 같은 커다란 물건들의 마무리 작업시에 커다란 어려움을 줄뿐이거나 또는 전혀 조절할 수 없게 될뿐이다.

이는 다시 말해서 결과상 너무 변화가 많은 층의 특성을 유발하게 되며, 원하는 층의 생성 방법에서도 아주 만족스럽지 못한 재생산성을 나타낸다.

따라서 본 발명은 이와 같은 문제점을 개선하기 위한 것이며 또한 이의 견고성 및 부식강화도를 아주 탁월하게 높여주기 위한 방안 및 이의 구체적 제조 방법을 제공하려는 것이다.

본 발명은 재생산성을 전혀 떨어뜨리지 않고 결합 합성 물질 재료를 효율적으로 제조하는데 또한 목적을 둔다.

본 발명에 따른 방법에서는 다음의 문제점을 해결하였다.

즉 (a)주조과정에서 불용성인 합성물질들이 주조 합성 물질로서 낮은 융점을 나타낸다. 또한, (b)주조상에서는 불용성인 합성물질로부터 생성된 입자들의 직경이 평균치

의 값을 갖는 통계학적 표준분포도를 나타내는 특징을 가진다.

이러한 본 발명의 목적은 단순히 음극 분산법에 따라서 생성된 마찰층의 형성에 의해서 달성되는 것이 아니라, 이러한 마찰층을 형성하는 방법에 있어서 구체적인 특징을 갖는다는데 그 목적이 있다.

여기에서 놀라웁게도 다음과 같은 현상이 증명되었다.

즉, 산소입자들이 관여치 않고서 불용성인 합성 물질들을 함유하는 입자들의 약 10번에 걸친 아주 미세한 분산에 의해서 생성된 본 발명의 마찰층이 이제까지의 방법에 의해서 생성된 층과는 달리 마찰면에서 필수적으로 요구되는 기계적인 특성을 가진다는 점이다.

이러한 특성은 예를 들어서 비커(Vicker) 강도 35의 AlSn 20Cu 주조물이 산소 입자들의 분산강화 방법에 의해서 약 130의 비커 강도를 나타내는데(DE-PS 28 53 724, 6Page), 본 발명에 따르는 층은 산소가 사용되지 않고서도 약 180의 비커 강도를 나타낸다(HV 0.1)

이는 최대 0.2 중량 퍼센트의 산소를 목적적으로 더 첨가할 경우에는 약 200까지 강도를 높일수도 있다. 이외에도 본 발명에 따르는 층들은 공정 방법상에 있어서 아주 탁월한 상승된 치금 견고성을 나타낸다. 170℃에서 300시간 동안 가열 처리하는 동안에 지금까지 사용된 통상적인 마찰면들은 아주 대단한 강도의 저하를 나타내는데(DE-PS 28 53 724와 비교 할것), 본 발명에 따르는 층은 이와 동일한 조건하에서 170비커 이하로 저하되지 않는다.

본 발명에 따르면 층들은 이밖에도 산소의 분산 강화방법에 의해서 생성된 층에 비해서 높은 부식 견고성을 나타낸다. 이는 주조물과 불용성인 입자들 사이의 아주 작은 구멍들의 크기에 기인하는 것으로 볼수 있다. 마찰층내 주조물내에서는 불용성인 입자들의 아주 미세하고도 균일한 분포에 의해서 이러한 현상이 가능하고, 실질적으로 이러한 불용성 합성물질들을 임의의 퍼센트양만큼 첨가가 가능하며, 이때에 이들 입자들이 기계적인 압박에 기인하여, 특히 동적인 교환 압박에 의해서 주조물질들로부터 외부로 튀어나오거나 또는 마찰층내 틈바구니에서 기인되는 내부눈금 효과가 나타날지도 모르는 위험부담없이 가능하다.

이러한 점에서 이에 상응한 통상적인 마찰층들은 본 발명에 따른 마찰층에 비해서 대단히 상승된 동적인 반복압박에 대한 견고성을 지님을 알수 있으며, 동시에 이러한 층들의 기계적인 특성은 상승된 열에 대한 안전성이 있음이 증명된다.

본 발명에서는 각기 독립적으로 주조물내에서 불용성의 성분들이 적어도 비교적으로 낮은 융점을 가진 원소들, 즉 주석(융점 231.89℃), 납(융점 327.4℃), 또는 인듐(융점 156.4℃)들이 사용된다. 특별한 경우에는 낮은 융점을 갖는 다른 종류의 금속 및 또는 이들의 합금이 사용될 수 있다(예를 들어 카드뮴, 융점 320.9℃ ; 비스무트, 융점 271.3℃ ; 탈륨, 융점 302℃ ; 아연, 융점 419.5℃ ; 및 칼륨, 융점 29.8℃).

본 발명은 특히 결합 합성 물질재료나 또는 결합 합성 인자들에 대해서도 아주 특별하게 유익한 점을 가지는데 이는 주조를 형성하는 합성물질에서 아주 통상적인 마찰면을 형성하는 합금을 함유할때 이의 주성분은 적어도 아래의 원소중의 한개를 함유한다 ; 알루미늄, 크롬, 닉켈, 마그네슘 또는 구리. 실제는 특별히 유익한 점은 마찰층이 전체적으로 다음의 조합과 같은 성분으로 구성되는 경우에 나타낸다 ; AlCuSn, AlCuPb, AlCuSnPb, AlSiSn, AlSiPb, AlSiSnPb, CuSnPb, CuSn, CuPb 등을 들수 있다.

본 발명에 따르는 마찰층들은 유익하게 층의 두께가 약 10 및 30㎛에 이르는데, 이 범위의 반이하의 범위에서 대부분 사용되기 때문에 (12 내지 16㎛의 범위) 문제들은 해결된다. 방법론에서 볼때 이미 정의된 바 있는 통상적으로 사용되는 이상적인 두개의 성분들의 마찰층 두께가 18㎛에 이른다는 사실은 이 실험에서는 증명될 수 없었다.(비교문헌, ENGEL, a.a.O.S.76).

본 발명에 따르는 실시 과정에서 입자들의 직경은, 주조물내에서 불용성의 합성물질로부터 바람직하게는

의 값이 0.05 내지 0.4㎛에 이르는 통계적 표준 분포도를 나타내며 이때 이 실험들은

〈0.8㎛의 값을 가지는 경우까지 본 발명에 따른 효과를 계산하여 낼수 있다.

방법적인 면에서 볼때(DE-P 29 14 618, 5면, DE-PS 28 53 724, 5면) 언급된 기존의 분산 견고성에 이르기 위한 산소의 함량은 0.1 내지 0.5%의(볼륨 %) 값임을 알수 있다.

이에 반해서 놀랍게도 본 발명에 따른 층들은 적합한 방법에 의해서 생성될때에(불활성 기체내에서 생성된 목표물을 사용해서 형성할때) O₂함유도는 0.2중량%보다도 낮은 값을 가지며, 이와 같은 종류의 분산견고법에 의해서 생성된 마찰층에 비해서 대단히 향상된 기계적 특성을 나타냄을 알수 있다.

분산된 산소 입자들의 견고화는 또한 삽입된 입자들의 직경 감소에 의해 견고화 작업으로 대치될 수 있다.

본 발명에 따르는 마찰층들은 특히 세층으로 구성된 마찰층의 표면층으로서 적합한데, 여기에서 기본 합성물질(층의 등면)과 마찰층 사이에는 아주 훌륭한 비상 진행성 특성을 가지는 합성 물질로부터 생성된 매개체층이 설치된다. 이렇게 설치되는 층을 위해서 여러종류의 다른 물질의 혼합 형태가 고려될수 있다.

이때 이의 견고도가 이와 같은 종류의 마찰층에 비해서 약하다는 점은 주의하여야 할 필요가 있다. 각각의 경우에 이와 같은 층들의 원소들로서는 주석, 납, 안티몬, 구리 또는 공지된 합금이 사용될 수 있으며 (DIN 1705, 1716, 1718 및 17662와 비교) 또는 백납(DIN 1703과 비교)을 함유할 수 있다(M. J. NEALE(Hg.)와 비교, Tribology Hand book, London, 1975, 표 C-1).

이와 같이 설치된 매개체층의 경우에 브리넬경도(brinell)는 30 내지 100㎏/㎡의 범위에 놓이게 된다.

유익하게도 다음과 같은 사실들이 증명되었는데 이는 마찰층과 기본 합성물질사이에서와 마찬가지로 음극분산법에 의해서 생성된 얇은 폐쇄층을 볼수 있는데 이는 마찰층으로부터 기본 합성물질내로 내지는 여기서 설치된 매개체층 내부로 금속이 확산되는 것을 방지하는 것을 의미한다.

이와같은 확산 폐쇄층은 바람직하게는 층의 두께가 약 2㎛에 다다르며 중요 성분으로서 마찰층의 주조물을 형성하는 합성물질중의 하나를 함유한다.

이와같은 것으로서 특별히 적합한 것은 크롬 및 닉켈로 부터의 혼합물 형태를 들수 있다. 이 확산 폐쇄층은 유익한 방법에 의해서 마찰층과 이의 하부에 놓여 있는 매개체층 사이에 위치하게 된다.

특별한 사용처로서는 아래에 위치하는 매개체층과 기본 합성물질(층의 등면) 사이에 이와 같은 폐쇄층을 설치하는 것이 전혀 불가능한 것은 아니다. 이와 마찬가지로 특별하게 사용하기 위해서 여러개의 마찰층이 서로 겹쳐서 사용될 수도 있다.

본 발명에서는 더나아가서 여기에 제한한 결합 합성물질의 생성에 대한 것이다. 이때에 마찰층은 음극 분산법(스퍼터링법)에 의해서 생성된다. 본 발명에 있어 이부분의 목적은 지금까지 통상적으로 사용되어 온 방법에 따라 생산시에 발생하는 뒤떨어지는 재생산 능력을 제거하고 그로부터 일정한 기계적인 그리고 부식특성을 가지는 물질을 생산하는데 있다.

이러한 목적은 층으로 입혀지는 기질이 층상화 되는 과정에서 계속 150℃이하의 범위로 온도를 고정 시켜줌으로서 해결된다. 놀랍게도 기질의 이와 같은 온도의 하락은 음극 분산법에서는 기대치 않았던 주조물내에서의 불용성 입자의 평균직경의 큰 감소를 유도하여, 즉 대개 0.05로부터 0.8㎛로 몇 ㎛의 감소를 가져오므로서 이로부터 생성된 마찰층이 본 발명에 따르는 고유 특성에다 더 높은 교환 견고성 및 부식 현상 견고성을 가져오게 된다.

층화온도의 감소 이외에도 지금까지 사용된 방법에 비하여 본 발명에 따르는 방법에서는 불용성 성분들의 미세한 분산방법에 따라서 더 높은 층화속도(0.2㎛/분 이상)를 가진다. 이와 같은 현상들은 충분한 양의 냉각수가 이와 같은 방법을 수행하는데에 제공되지 않을 경우에 유익하게 사용될 수 있다.

이와 같은 방법에서 설치된 장비에는 마찰층의 여러층의 여러종류의 합성 물질들이 직접적으로 주조물을 형성하는 것과 주조물내에서 불용성인 물질들로 볼수 있는데 이들은 동시에 음극 분산법을 사용하여 아랫층에 설치될 수 있으며 이에 따라서 본 발명에 따르는 불용성 성분들의 균일한 분포가 부수적으로 더 잘 될 수 있다.

이는 유익한 본 방법에서 사용된 목적물의 절반 이상의 주조물의 주성분으로서 뿐만아니라 주조물내에서 불용성인 물질들로 이루어짐으로서 다다르게 된다.

원하는 마찰층의 주복합성분들로는 아래에 언급된 합금들과 같은 성분을 예로 들수 있다 ; 즉 AlCuSn, AlCuPb, AlSiSn, AlSiPb, AlSiSnPb, CuSn, CuPb, CuSnPb.

마찰층내의 산소-내지는 옥 사이드의 함유량을 0.2중량% 이하로 유지하기 위해서 본 과정에서 사용될 목표물은 진공하에서나 또는 불활성 기체내에서, 실질적으로 산소가 전혀 없는 가운데에서 부어서 만들도록하는 것이 요구된다.

본 발명에서의 다른 장치로서는 마찰층의 여러가지 다른 성분들이 시간적으로 서로서로 아랫면위에 설치되도록 하는 방법이다.

여기에 덧붙여서 유익하게는 마찰층의 주성분들로 구성된 목표물등은 예를 들어 순수한 알루미늄과 순수한 주석들로 처리되며, 여기에 상응하는 적합한 층을 이루는 물질등의 여러다른 성분들이 분산화되어서 고정된다.

특히 유익하게는 확산 폐쇄층 및 마찰층을 생성하기 위해서 동일한 목표물을 사용할수 있으며 두개의 서로 다른 층들이 직접적으로 서로 서로 뒤이어서 층이 이루어진 합성 물질위에 형성됨을 알수 있다.

본 발명에 따르는 또다른 변형 방법으로는 기질의 온도가 여러가지 방법에서 변형되는 것인데 이때 주조물을 형성하는 성분들은 더 높은 온도에서는 주조물내에서 불용성인 물질로서 사용된다. 이는 다른 변형 방법에서는 주조물을 형성하는 성분들이 마찰층내에서 더높은 기질의 온도에서 불용성인 성분들보다 시간적으로 먼저 사용이 되며 이 온도는 검사전과정에서 다시 저하된다.

본 발명에 따르는 또 다른 변형 가능성이 있는 방법으로서는 층상화된 기질에 나타난 긴장정도가 이에 상응하는 적합한 적응방법에 따라서 변형되어짐으로서 가능하게 된다.

이는 유익하게 이 성분들이 더 높은 융점을 가지고서 주조물을 형성하는 성분들로서 또는 확산 폐쇄층의 주성분으로서 더 높은 긴장도에서는 낮은 융점을 가진 주조물내에서 불용성인 성분들로서 사용된다.

본 발명에 따르는 마찰층들은 마찰면에 따라 어떤 종류로든지 아주 성공적으로 첨가 조성된다. 특히 목적적으로 위에서 이미 언급된 세가지 성분이나 또는 세층면의 면은 80N/㎟과 120N/㎟사이의 면에 대한 압박이 있을때에 사용되며, 이때 면의 등판에 대한 온도는 150℃ 내지 200℃의 온도범위에서 성공적으로 수행된다. 이러한 조건하에서 본 발명에 따르는 층들은 720시간에 걸친 계속적인 압박하에서의 조사에서도 전혀 측정될 만한 닮은 면을 찾을 수가 없었다.

본 발명의 두개의 전체적인 구조는 첨부된 제 1 도 및 제 2 도의 도면에서 좀더 상세히 설명된다.

제 1 도의 실시 형태에 있어서는 강철면(기본 합성물질)(1)위에 비상 진행 특성을 가진 합성물질로부터 형성된 매개체(2)가 200 내지 700㎛에 이르는 층의 두께로 덮혀진다. 이에 매개체층으로 납이나 납아연청동이 사용되는 경우에, 생성된 층의 브리넬강도 50 내지 100kp/㎟에 다다르게 된다.

이 매개체층에 음극 분산방법에 따라 얇은 확산 폐쇄층(3)이 일반적인 방법으로 약 2 내지 4㎛에 이르는 얇은 두께로 덮혀진다.

이러한 확산폐쇄층(3)은 유익하게 주조물을 형성하는 합성물질의 하나 또는 여러개의 원소들로 구성이 되는데 이때의 원소들로는 닉켈, 크롬 또는 이 두 원소의 합금이 사용된다. 이 폐쇄층(3)에 음극 분산법에 따라 본 발명에 따르는 마찰층(4)이 덮혀진다. 이렇게 하여 생성된 것은 지금까지 통상적으로 사용되던 마찰층에 비해서 아주 미세한 불용성 물질의 분산도를 가지는데 이는 제 2 도에서 망판성 전자 현미경에 의해서 촬영된 사진으로 나타나며 이때의 마찰층은 마찰층내의 성분들의 중량 퍼센트의 비교치가 80 : 20 : 1에 이르게 된다.

본 발명에 따르는 결합 합성 물질재료들의 생성을 위해서는 다음과 같은 실시예에서와 같은 반응조건하에서 수득될 수 있다.

[실시예 1]

층의 형성은 실제로는 이미 공지된 음극 분산법에 의한 장치를 사용하여 실시된다. 이는 환의 형태로서 아주 조밀한 자기장을 사용하는 플라스마가 직접적으로 음극앞에서 농축된다. 이 장치는 실린더형태의 진행관을 두고 있는데 이때 외부면에는 최대한도로 4개의 구멍을 가진 각기 322.6㎠의 표면이 수직으로 장치되어 있다. 이렇게 층이 입혀진 기질은 마찬가지로 수직으로 매개체위에 이전된다. 이렇게하여 회전장치가 회전될 수 있으며 이는 일분당 0.2에서 24.5의 회전속도로 조정될 수 있다(예를 들어서 BALZERS 생산품 안내서 BB 800 246 PD/ 1985년 8월, 이와 마찬가지로 BB 800 039 RD/1985년 7월의 문헌을 비교).

비합금의 공구용 강철에서 형성된 축받이 (예를들어서 물질-번호 1.162, 단축된 이름 C80W2)는 이 분산용 기계내에서 기질의 온도가 60℃인 경우에, 아르곤내에서 압력이 1.2pa인 상태에서 0.8부피 퍼센트의 산소와 혼합되고 8시간동안 층이 입혀져서 생성된다. 이때 기질의 온도를 항상 일정하게 유지하기 위하여 0.024㎥의 냉각수가 시간당 사용되며 이는 층이 입혀진 축받이를 위해서 소용되는 것이다. 목표물로서는 한편으로는 순수한 알루미늄(99.99)이 470볼트의 전압하에서 또 다른 한편으로는 620볼트의 전합하에서 아연청동이 SnCu5와 혼합되어서 사용된다.

일분당 15회전이 규칙적인 회전속도를 가지고 기질을 회전 시킬때에 층이 생성되는 속도는 0.3㎛/분의 속도를 나타낸다. 또, 이 전체의 반응이 종료된 후의 층의 두께는 150㎛에 이른다.

이와 같은 방법에 따라 생성된 층은 중량 퍼센트의 관계에 있어서 80 : 20 : 1의 비율로 Al : Sn : Cu의 값을 나타내며(이에 상응하는 혼합도는 AlSn20Cul), 이때 옥사이드 함유도는 0.2중량 퍼센트의 값을 나타낸다. 이의 브리넬강도는 약 83에 이르며 이때 170℃에서 200시간 동안 열처리한 후에도 전혀 변화가 없었다.

250시간 동안 층의 검사 기계내에서 70N/㎟의 압박속에서 또 층의 저장온도를 T=160℃로 고정시켜서 작용한 다음 측정하여도 전혀 어떠한 측정할 만한 틈을 나타내지 않았다.

[실시예 2]

동일한 공구용 강철로부터 형성된 축받이 (물질번호 Nr 1.1625)는 담금법에 의해서 생성되는데 이는 200㎛ 두께의 CuPb23Sn4에서 형성된 (납청동)매개체층이 30℃의 기질온도와 완전히 산소가 제거된 상태에서의 반응조건등을 제외하고는 반응 1의 조건과 동일한 가운데에 형성되었다. 이때에 소요되는 냉각수는 0.035㎥/시간이며 이는 층상화된 축받이에도 소용되는 것이다. 마찰층을 입혀주기 위해서는 다음과 같은 목표물들 및 효과적인 두께가 사용된다 ; 2목표물 AlSi(20KW/322㎠), 한 목표물 주석(10.3KW/322㎠), 또 다른 목표물 납(11KW/322㎠). 여기에서 수득된 마찰층은 AlSi4Sn15Pb10의 조합형태를 가지며 이의 강도는 175빅커를(HV0.1)나타낸다.

[실시예 3]

실시예2에서 서술한 것과 마찬가지로 납청동으로부터 형성된 매개체 층을 가진 축받이는 얇은 확산 폐쇄층을 가지고 마찰층의 형상화 반응이전에 수행되었다. 이러한 목적을 위해서 12분 동안 30℃에서 단지 두개의 목표물이 AlSi-합금의 형태로 만들어져 사용된다(20KW/332㎠). 이렇게 생성된 확산 폐쇄층의 두께는 약 20㎛에 다다른다.

계속해서 두개의 다른 목표물들이 더 첨가되고 실시예2에서와 동일한 반응조건하에서 층상화 반응이 진행되었다.

[실시예 4]

실시예3의 반응과정의 조건은 실시예4에서 약간 변형되어서, 12분동안 냉각하지 않고 AlSi-합금에서 생성된 확산 폐쇄층에 기질이 덮혀지는데 이때 기질의 온도는 200℃로 고정되어 있다.

계속해서 두개의 다른 목표물들이 더 첨가되고 냉각은 위와 같이 조절되어서 기질의 온도가 80℃로 저하된다. 전체의 층상화 반응은 실시예2에서 언급된 조건하에서 일상적으로 계속된다.

[실시예 5]

실시예 1의 반응조건이 약간 변형되어서 기질의 온도가 20℃에서부터 출발하고 마찰층이 생성되는 전체의 반응과정에서는 냉각장치를 사용하여서 지속적으로 190℃이상으로 유지 시켜주도록 한다.

여기에서 생성된 마찰층은 더욱 커진 불용성 성분들의 평균 입자의 크기로 인해서 확대된 표면을 가지게 되며 이로 인해서 지속적으로 감소하는 강도를 나타내게 된다.

[실시예 6]

실시예 2 및 3의 반응조건들의 약간 변형된 형태로서 확산 폐쇄층이 50℃에서 그리고 기질의 전압이-200볼트인 상태에서 분산화된다.

이때에 마찰층은 이에 반해서 4개의 서로 다른 목표물을 사용하여서 기질의 전압이 40볼트인 경우에 수득된다.

본 예에서 수득된 마찰층은 실시예2에 상응하는 것은 (AlSi4Sn15Pb10), 약간 상승된 180빅커 정도의 (HV 0.1)강도를 가진다.

[실시예 7]

1.5㎛의 층의 두께를 가진 NiCu30에서 수득된 확산 폐쇄층에 실시예1에서의 반응조건하에서 AlSn20Cul의 조합을 가지는 마찰층이 입혀진다. 마찰층의 다공성을 방지하기 위해서 기질의 온도를 130℃로 유지시키며 전체적으로 50분이 소요되는 반응조건하에서 기질의 전압은 지속적으로 -40볼트에서 -180볼트로 상승시켜 이와 같이 생성된 층은 실시예1에서 생성된 층에 비해서 부식현상에 대해서 견고성을 나타내었다.

Claims (23)

1. 주조과정에서 함께 사용되는 적어도 하나의 고형의 금속성 합성물질, 및 적어도 하나의 다른 금속성 합성물질, 즉 고체상태로는 주조과정에서 합성물질중에 불용성인 물질들로 부터 분산된 입자들을 통계학적으로 분포시키는 방법에 의해 생성되는 음극 분산법(스퍼터링법)에 의해서 생성된 적어도 하나의 마찰면을 함유하는 결합 합성물질재료에 있어서, (a)주조과정에서 불용성인 합성물질들이 주조 합성물질로서의 낮은 융점을 나타내며, (b)주조과정에서는 불용성인 합성물질들로부터 생성된 입자의 직경이 평균치

   

   0.8㎛의 값을 갖고 통계학적 표준 분포도를 나타냄을 특징으로 하는 결합 합성물질재료.
2. 제 1 항에 있어서, 주조과정에서 불용성인 합성물질이 주성분으로 주석, 납, 인0듐, 및 아연으로 이루어진 그룹중 적어도 하나의 성분을 함유하는 특징으로 하는 결합 합성물질재료.
3. 제 1 항에 있어서, 주조형성시에 사용되는 합성물질이 합금을 함유하며, 그 주구성 성분으로 알루미늄, 크롬, 닉켈, 마그네슘, 및 구리 중의 적어도 하나를 함유함을 특징으로 하는 결합 합성물질재료.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중의 어느 하나에 있어서, 마찰면이 AlCuSn, AlCuPb, AlCuSnPB, AlSiSn, AlSiPb, AlSiSnPb, CuSn, CuPb 또는 CuSnPb의 구성요소를 가지는 합금을 함유함을 특징으로 하는 결합 합성물질재료.
5. 제 1 항에 있어서, 마찰면의 층의 두께가 10 내지 30㎛, 바람직하게는 12 내지 16㎛임을 특징으로 하는 결합 합성물질재료.
6. 제 1 항에 있어서, 주조과정에서 불용성인 물질로부터 형성된 입자들의 직경이 0.05 내지 04㎛의 평균치

   

   값을 갖는 통계학적 표준 분포도를 나타냄을 특징으로 하는 결합 합성물질재료.
7. 제 1 항에 있어서, 마찰면의 산소 함유도가 0.2 중량 퍼센트 이하의 값을 가짐을 특징으로 하는 결합 합성물질재료.
8. 제 1 항에 있어서, 기초 합성 물질과 마찰면 사이의 매개체 층이 비상진행 특성을 가지는 합성물질로 구성되어 있음을 특징으로 하는 결합 합성물질재료.
9. 제 8 항에 있어서, 매개체 층이 주석, 납, 안티몬, 구리, 주석 및 청동의 합금, 주석 및 납과 청동의 합금 또는 백납과 같은 원소나 또는 합성 물질을 함유함을 특징으로 하는 결합 합성물질재료.
10. 제 8 항 또는 제 9항에 있어서, 기본 합성 물질과 마찰면 사이에서 위치하는 매개체층에 부수적으로 음극의 분산법에 의해서 형성된 확산 폐쇄층을 가지고 있음을 특징으로 하는 결합 합성물질재료.
11. 제 10 항에 있어서, 확산 폐쇄층이 제 3 항에 따르는 주조 형성용 합성물질 적어도 하나를 함유하는 특징으로 하는 결합 합성물질재료.
12. 제 1 항에 있어서, 여러개의 마찰층을 함유하고 있음을 특징으로 하는 결합 합성물질 재료.
13. 기본 물질위에 음극 분산법(스퍼터링법)에 의해서 마찰면을 생성시켜 제 1 항 내지 12 항중의 어느 하나에 따르는 결합 합성물질을 제조하는 방법에 있어서 150℃이하의 기질의 온도 범위에서 층을 형성시킴을 특징으로 하는 방법.
14. 제 13 항에 있어서, 층을 입히는 속도가 0.2㎛/분보다 빠른 속도로 수행됨을 특징으로 하는 방법.
15. 제 13 항에 있어서, 마찰층의 합성 물질등의 여러종류들이 동시에 사용됨을 특징으로 하는 방법.
16. 제 13 항에 있어서, 사용된 목표물의 적어도 50%가 주조시의 주성분 뿐만 아니라 주조과정에서 불용성인 합성 물질도 함유함을 특징으로 하는 방법.
17. 제 16 항에 있어서, 사용된 목표물의 적어도 50%가 AlCuSn, AlCuPb, AlCuSnPb, AlSiSn, AlSiPb, AlSiSnPb, CuSn, CuPb 또는 CuSnPb와 같은 합금으로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
18. 제 13 항에 있어서, 마찰층의 여러 종류의 구성 성분들이 차례 차례로 사용됨을 특징으로 하는 방법.
19. 제 18 항에 있어서, 동일한 목표물의 사용하에서 확산 폐쇄층이 마찰층과 같이 사용됨을 특징으로 하는 방법.
20. 제 18 항에 있어서, 높은 기질 온도에서 주조물을 형성하는 성분들이 주조물중에서 불용성인 성분으로서 사용이 됨을 특징으로 하는 방법.
21. 제 10 항에 있어서, 불용성분전에 주조물을 형성하는 성분들이 사용되며 층을 형성하는 이전 단계 동안에는 기질의 온도가 저하됨을 특징으로 하는 방법.
22. 제 18 항에 있어서, 높은 기질의 장력하에서 높은 융점을 갖는 성분들이 낮은 융점을 가지는 성분으로서 사용됨을 특징으로 하는 방법.
23. 제 13 항 내지 제 22 항중 어느 하나에 있어서, 높은 기질의 온도 범위에서 확산 폐쇄층이 마찰층의 성분으로서 사용됨을 특징으로 하는 방법.

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