JPH03183744A - 鉄系焼結摺動材 - 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、高速摺動性に冨む鉄系焼結部材に関する。

〔従来の技術〕

油潤滑下での高速摺動においては、高い耐摩耗性と優れ
た耐焼付性が要求される。例えば油圧部品の高速摺動部
にはＬＢＡ、Ｐ３１Ｃ等の青銅系または高力黄銅系の溶
製部材または焼結部材が使用されている。また負荷が余
り大きくない部位に用いられる摺動材では、Ｆｅ−Ｃｕ
−３ｎ系の焼結材や、この種の焼結材に塩浴軟窒化処理
または浸硫窒化処理を施したものが用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記のような銅系の摺動材は、その摺動特性、特に耐焼
付性に優れているが材料が高価であり、さらに油圧部品
等では鋳込みや接合法等の複雑な工程を用いるため部品
コストが一層高くなる。

焼結により得られる摺動材はＦｅ５Ｆｅ−Ｃ。

Ｆｅ−Ｃｕ、Ｆｅ−Ｃｕ−Ｃ番茶が用いられ、価格的に
有利で、高い耐摩耗性を有しているが、鉄系の相手部材
に移着し易く耐焼付性に劣るという問題点がある。さら
に鉄系焼結材に軟窒化処理または浸硫窒化処理等を施し
ても、その生成硬質皮膜は厚さが３〜１５−と薄くて耐
摩耗寿命が短く、処理工程が増える割には利得が少いと
いう問題点もある。

本発明は、前述した問題点の解消を目的とし、銅系摺動
材より廉価な鉄系摺動材でありながら、鉄系の相手部材
に焼付くことを防止することにより、高い耐摩耗性と優
れた耐焼付性を持たせた鉄系焼結摺動材を提供するもの
である。

〔課題を解決するための手段］ 前述した目的を遠戚するため、本発明は、Ｃが０．２〜
２ｗｔ％、Ｃｕが０．５〜２０ｗｔ％、Ｐが０．０５〜
２ｗｔ％、研摩材成分が００１〜１０ｗｔ％、残部が主
としてＦｅの組成成分を有する、 ことを特徴とする鉄系焼結摺動材となっている。

Ｃ作　用〕 本発明の鉄系焼結摺動材は、その＆Ｉｌ威成分中に研摩
材成分を有している。

一方、通常の鉄系焼結摺動材は負荷の下に使用されてい
るときには鉄系の相手部材に移着し、この移着層の生成
により焼付く。

本発明の鉄系焼結摺動材中の研摩材成分は、前記負荷の
下で使用されたときに鉄系の相手部材へ移着した移着物
を常にこすり取り、焼付きの原因となる移着物を相手部
材面に生成させない。従って、相手部材への焼付きが抑
止され、同時に組成成分中のＣｕは前記研摩側成分との
濡れ性がよいことからＦｅ相との結合を強固となし、研
摩剤成分の剥落が防止される。

〔発明の効果〕

したがって、本発明の鉄系焼結摺動材は、材料費が安価
で比較的低度な製造コストで得られるにも拘らず、高速
摺動下においても高い耐摩耗性と優れた耐焼付性が得ら
れ、生産性の向上が図れる。

〔実施例〕

次に本発明の具体的な一実施例につき図面を参照しつつ
説明する。

本発明の鉄系焼結摺動材における高い耐摩耗性と優れた
耐焼付性は、主成分であるＦｅ以外の各組成成分を、そ
れら各組成成分が最も効率よく挙動することができる範
囲に定められることにより得られる。

Ｃについては、ＣはＦｅに固溶し強度を増加するととも
に、ＦｅのＣｕに対する濡れ性を低下させて含Ｃｕ系焼
結体の収縮を抑制し寸法制御を容易にする作用がある。

その量が０．２ｗｔ％未満ではその効果が得られず、逆
に２ｗｔ％を超えると焼付性が低下しそれに伴って強度
が低下するので、Ｃの含有量は０．２〜２ｗｔ％とした
。

Ｃｕについては、ＣｕはＣとともにＦｅに固溶してこれ
を強化し、合金の強度および耐摩耗性を向上させ、さら
に研摩材成分としての金属酸化物との濡れ性がよくこれ
とＦｅ相との結合を強固にし、摺動状態下で前記金属酸
化物等の硬質分散粒子が容易に脱落することを防止する
作用がある。その量が０．５ｗｔ％未満では強度および
耐摩耗性が不足し、逆に２０−ｔ％を超えると系全体の
素地が軟質化して耐摩耗性が劣化するので、Ｃｏの含有
量は０．５〜２０ｗｔ％とした。

Ｐについては、Ｐは焼結を活性化してＣおよびＣｕのＦ
ｅ相への固溶拡散を促進し、Ｐ共晶の析出により焼結体
の高密度化および耐摩耗性の向上に寄与する。その量が
０．０５ｗｔ％未満ではその効果が得られず、逆に２ｗ
ｔ％を超すと強度を低下させるので、Ｐの含有量は０．
０５〜２ｗｔ％とした。

研摩材成分については、例えばＳｉＯ２、Ａ　１　＊　
Ｏｓ、ムライトに代表されるようなアルミノケイ酸塩鉱
物またはスピネル等の金属酸化物が用いられる。

前記のようにＦｅ、、Ｆｅ　−Ｃ，、Ｆｅ　−Ｃｕ、、
Ｆｅ−Ｃｕ−Ｃ系焼結材は鉄系相手部材に移着し、これ
が原因となって焼付くが、この研摩剤成分を含有させる
ことにより、相手部材への移着物をこすり取り、鉄系焼
結材の耐焼付性を向上させる。金属酸化物の含有量は０
．１ｗｔ％未満ではその効果がなく、逆に１０−ｔ％を
超すと相手部材を損耗させるからその含有量は０．１〜
１０ｗｔ％、好ましくは０．５〜１ｗｔ％とした。

以上のように策定した各組成成分にもとづく本発明の鉄
系焼結摺動材として、ブルドーザやパワーショベルの差
動遊星終減速機構に用いられるスラストリングについて
の実施例を示す。このスラストリングｌは第１図に示さ
れるように表裏関係に２つの摺動面２および２”を有す
るリング体となっている。

このスラストリング１は、粉末度が１００メッシュ（１
４９ｚｍ）以下の鉄粉、黒鉛、２００メツシユ（７５−
）以下の電解銅粉、２５０メツシユ（６２ｎ）以下の燐
鉄粉（Ｐ〜２７ｗｔ％、Ｆｅ〜残部）および５〜１０、
ｍのハイシリカ（以上いずれも市販品）を、Ｃ：　０．
８ｉｖｔ％　　　　Ｃｕ：４ｗｔ％Ｐ　：　０．４ｗｔ
％　　　　５ｉ０２　：　０．５ｗｔ％Ｆｅ：残部 とした混合粉に０．５ｗｔ％のステアリン酸亜鉛を外掛
けで加えて充分に混合した後、成形圧５Ｔ／ｃｍ”で圧
粉成形し、第１図に示されるように成形した後、還元雰
囲気が保たれるＡＸ炉で１１５０°Ｃ１１時間の焼結を
行って得られたものである。

このようなｉｉ１′ｌｉとされた本発明の鉄系焼結摺動
材は、高耐摩耗性を有するとともに優れた耐焼付性を示
し、その摺動特性を表わすＰＶ値は第２図に示されるよ
うに、高価な溶製材であるリン青銅または高力黄銅に劣
るが、他の在来の鉄系焼結摺動材に比べて優れた特性を
有し、Ｃｕ系焼結摺動材と殆んど変らない摺動特性が得
られた。

前記ＰＶ値は、摺動材が相手部材にＰ（ｋｇ／ｃ＋ａ”
）の圧力で圧接されるとともに摺動材と相手部材とが相
互にＶ　（ｓ／Ｓ）の速度で摺動関係にある場合に、摺
動材が相手部材に焼付く状態となった時のＰとＶの相乗
値でこの値が高い程摺動性が優れている。

この実施例における摺動材では、相手部材が１０ｍ１ｓ
の速度で定速回転している面に、本発明の鉄系焼結摺動
材より切りだしたテストピースを圧接し、その圧力を増
大していって両者が焼付く圧力の時を終点として、ＰＶ
値を求めたものである。

また、このＰＶ値の測定試験中における本発明摺動材が
相手部材面に擦過痕を生じさせる傾向（いわゆるかじり
性）も検査した。結果は、Ｃｕ系焼結材のかじり性と殆
んど変らず相手部材に与える影響も少く、摺動性がよく
優れた耐焼付性を有することが確認された。

さらに、この実施例における鉄系焼結摺動材であるスラ
ストリングを実体差動遊星終減速機構に用いて１０００
時間連続運転テストを行った。結果は第１表に示すよう
に優れた耐摩耗性を有することが確認された。

第１表 １０００時間連続運転テストの結果

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるスラストリングの斜視
図および 第２図は各材質の摺動材のＰＶ値を示すグラフである。 （ 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　Ｃが０．２〜２ｗｔ％、Ｃｕが０．５〜２０ｗｔ％
   、Ｐが０．０５〜２ｗｔ％、研摩材成分が０．１〜１０
   ｗｔ％、残部が主としてＦｅの組成成分を有する鉄系焼
   結摺動材。 ２　ＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、ムライトを含む金属
   酸化物の少くとも一種が前記研摩材成分として用いられ
   る請求項１に記載の鉄系焼結摺動材。