JPH03257128A - 複合摺動部材の製造方法 - Google Patents
複合摺動部材の製造方法Info
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- JPH03257128A JPH03257128A JP5597190A JP5597190A JPH03257128A JP H03257128 A JPH03257128 A JP H03257128A JP 5597190 A JP5597190 A JP 5597190A JP 5597190 A JP5597190 A JP 5597190A JP H03257128 A JPH03257128 A JP H03257128A
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- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
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。
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、へ！−黒鉛系の組織からなる複合摺動部材の
製造方法に関する。
製造方法に関する。
〔従来の技術］
Ａｌ系物質を主材とする複合摺動部材としては、Ａ１合
金にＳｉＣウィスカーを複合化して耐摩耗性に優れる摺
動部材を製造する試みが古くからなされており、これま
でに数多くの開発提案がなされている。しかし、ＳｉＣ
ウィスカーは極めて硬度の高い物性を有するため摺動時
に相手部材を耐摩することがある。このため、先行技術
には複合化したＳｉＣウィスカーによる相手部材の耐摩
現象を軽減あるいは調整するためのものが多くみられ、
相手部材との組合せを特定したもの（特開昭５９−７０
７３４号公報、同５９−７０７３５号公報）、固体潤滑
材を混合した強化材を用いるものく特開昭６３−１０３
０３３号公報、同６４−５２０３２号公報等）などが提
案されている。
金にＳｉＣウィスカーを複合化して耐摩耗性に優れる摺
動部材を製造する試みが古くからなされており、これま
でに数多くの開発提案がなされている。しかし、ＳｉＣ
ウィスカーは極めて硬度の高い物性を有するため摺動時
に相手部材を耐摩することがある。このため、先行技術
には複合化したＳｉＣウィスカーによる相手部材の耐摩
現象を軽減あるいは調整するためのものが多くみられ、
相手部材との組合せを特定したもの（特開昭５９−７０
７３４号公報、同５９−７０７３５号公報）、固体潤滑
材を混合した強化材を用いるものく特開昭６３−１０３
０３３号公報、同６４−５２０３２号公報等）などが提
案されている。
例えば特開昭６４−５２０３２号公報には、ＳｉＣウィ
スカーを含む無機質短繊維と黒鉛、ＭｏＳ、、ＢＮのよ
うな固体潤滑剤粉末を所定形状に成形した繊維質多孔体
に、Ａｎ系マトリックス金属の溶湯を加圧下に含浸凝固
させる方法が開示されてい〔発明が解決しようとする課
題］ しかしながら、ＳｉＣウィスカーは非常に高価であるう
え、各種の固体潤滑剤を併用しても相手材に対する前原
性を効果的に排除することが難しい問題点がある。
スカーを含む無機質短繊維と黒鉛、ＭｏＳ、、ＢＮのよ
うな固体潤滑剤粉末を所定形状に成形した繊維質多孔体
に、Ａｎ系マトリックス金属の溶湯を加圧下に含浸凝固
させる方法が開示されてい〔発明が解決しようとする課
題］ しかしながら、ＳｉＣウィスカーは非常に高価であるう
え、各種の固体潤滑剤を併用しても相手材に対する前原
性を効果的に排除することが難しい問題点がある。
本発明の目的は、予め酸化処理を施したＡｌ系粉末と黒
鉛粉末を原料系とし、安価で優れた摩擦性能を備える複
合摺動部材の製造方法を提供するところにある。
鉛粉末を原料系とし、安価で優れた摩擦性能を備える複
合摺動部材の製造方法を提供するところにある。
（課題を解決するための手段）
上記の目的を達成すあうための本発明による複合摺動部
材の製造方法は、予め酸化処理を施した粒径１０〜５０
μｌのＡｌ系粉末と最大粒径が１０μｍ以下の黒鉛微粉
末を重量比９０ ： １０〜７０ ： ３０の割合で混
合し、混合物にピッチバインダーを加えて混練したのち
充填密度が４０〜７０％になるように予備成形し、つい
で予備成形体を不活性雰囲気下で４００〜５５０℃の温
度で予熱してモールドにセットし、６００〜８００℃の
Ａ１合金溶湯を加圧含浸することを構成上の特徴として
いる。
材の製造方法は、予め酸化処理を施した粒径１０〜５０
μｌのＡｌ系粉末と最大粒径が１０μｍ以下の黒鉛微粉
末を重量比９０ ： １０〜７０ ： ３０の割合で混
合し、混合物にピッチバインダーを加えて混練したのち
充填密度が４０〜７０％になるように予備成形し、つい
で予備成形体を不活性雰囲気下で４００〜５５０℃の温
度で予熱してモールドにセットし、６００〜８００℃の
Ａ１合金溶湯を加圧含浸することを構成上の特徴として
いる。
本発明に用いるＡｌ系粉末は、材質的に耐摩耗性を備え
る合金から選択することが望ましく、例えばＪ Ｉｓ
：ＡＣ８Ａ、ＡＣ９Ａのようにｌ Ｑｗ ｔ！以上のＳ
ｉ成分を含有する組成の材料が好適に使用される。また
、更にＣｕ、Ｍｇ、ＮｉｌＭｎ等の成分が添加された組
成であってもよい。Ａｌ系粉末の酸化処理は、空気中で
３００℃程度の低温域で加熱することによりおこなわれ
、好ましくは酸化膜の厚さとして１〜２μ■になるよう
に条件設定する。Ａｌ系粉末の粒径は黒鉛粉末との混合
均質度に影響するため可及的に細かいことが望ましいが
、微細な粉末は酸化度合を制御することが困難となるう
え高純度のＡｌ系粉末の場合は酸化時に爆発などの現象
を招く危険性がある。したがって、１０〜５０μｍの範
囲に調整されたものが使用される。
る合金から選択することが望ましく、例えばＪ Ｉｓ
：ＡＣ８Ａ、ＡＣ９Ａのようにｌ Ｑｗ ｔ！以上のＳ
ｉ成分を含有する組成の材料が好適に使用される。また
、更にＣｕ、Ｍｇ、ＮｉｌＭｎ等の成分が添加された組
成であってもよい。Ａｌ系粉末の酸化処理は、空気中で
３００℃程度の低温域で加熱することによりおこなわれ
、好ましくは酸化膜の厚さとして１〜２μ■になるよう
に条件設定する。Ａｌ系粉末の粒径は黒鉛粉末との混合
均質度に影響するため可及的に細かいことが望ましいが
、微細な粉末は酸化度合を制御することが困難となるう
え高純度のＡｌ系粉末の場合は酸化時に爆発などの現象
を招く危険性がある。したがって、１０〜５０μｍの範
囲に調整されたものが使用される。
黒鉛微粉末は材料に埋収性能を付与するための成分で、
好ましくは２０００℃を越ず高温度域で黒鉛化処理され
た黒鉛結晶の発達したものが選定使用される。黒鉛微粉
末は可及的に粒子径が小さいことが好適で、最大粒径が
１０ｕｓを越えると均質組織の摺動材が得られなくなる
。
好ましくは２０００℃を越ず高温度域で黒鉛化処理され
た黒鉛結晶の発達したものが選定使用される。黒鉛微粉
末は可及的に粒子径が小さいことが好適で、最大粒径が
１０ｕｓを越えると均質組織の摺動材が得られなくなる
。
Ａｌ系粉末と黒鉛微粉末との混合比は９０ ： １０〜
７０ ： ３０の割合とすることが重要で、黒鉛微粉末
の配合量が前記比を越えると得られる摺動材の強度およ
び耐摩耗性が低下し、また前記比を上廻る場合には強度
特性は向上するものの耐摩耗性の減退が大きくなる。
７０ ： ３０の割合とすることが重要で、黒鉛微粉末
の配合量が前記比を越えると得られる摺動材の強度およ
び耐摩耗性が低下し、また前記比を上廻る場合には強度
特性は向上するものの耐摩耗性の減退が大きくなる。
これらの原料成分は、水あるいは適宜な有機溶媒中で十
分に攪拌混合したのち、乾燥する。
分に攪拌混合したのち、乾燥する。
ついで、混合物にバインダーとしてピ・ンチ粉末を加え
て２００℃前後の温度で混練する。ビ・ソチバインダー
は配合量が多いと材料特性が低下し、また余りにも少な
いと形状保持が困難となる。適量範囲は、原料成分の混
合粉末に対して０．５〜１．５重量％である。
て２００℃前後の温度で混練する。ビ・ソチバインダー
は配合量が多いと材料特性が低下し、また余りにも少な
いと形状保持が困難となる。適量範囲は、原料成分の混
合粉末に対して０．５〜１．５重量％である。
原料成分とピッチバインダーの混練物は、充填密度が４
０〜７０％になるような条件で予備成形する。
０〜７０％になるような条件で予備成形する。
予備成形体の充填密度が４０％未満であると後工程によ
るＡｆ合金溶湯の含浸量が多くなって耐摩耗性が減退し
、７０％を越える充填密度では逆にＡｆｆ合金溶湯の含
浸量が不足して強度、耐摩耗性ともに低下する仲間を招
く。
るＡｆ合金溶湯の含浸量が多くなって耐摩耗性が減退し
、７０％を越える充填密度では逆にＡｆｆ合金溶湯の含
浸量が不足して強度、耐摩耗性ともに低下する仲間を招
く。
予備成形体は不活性雰囲気下において４００〜５５０℃
の温度範囲で予熱される。予熱温度が４００’Ｃ未満で
あるとＡ１合金ｌｌ温湯含浸が円滑に進行せず、５５０
’Ｃを土建ると原料ＡＩ！、系成分の溶解する恐れが生
じる。前記の予熱範囲では原料Ａｌ系成分が半溶融状態
を呈し、溶解することはない。
の温度範囲で予熱される。予熱温度が４００’Ｃ未満で
あるとＡ１合金ｌｌ温湯含浸が円滑に進行せず、５５０
’Ｃを土建ると原料ＡＩ！、系成分の溶解する恐れが生
じる。前記の予熱範囲では原料Ａｌ系成分が半溶融状態
を呈し、溶解することはない。
予熱後の予備成形体は引き続きモールドにセットし、６
００〜８００℃の温度に保持されたＡｌ系合金の溶湯を
加圧含浸する。この際、用いられるＡｌ系合金は原料成
分としたＡｌ系粉末と同一組成のものとすることが好ま
しい。加圧含浸の条件は特に設定されるものではないが
、充填密度４０〜７０％の予備成形体ｍ織内にＡ１合金
溶湯を円滑に含浸させるには５００ｋｇｆ／ｃｍ”以上
の静水圧下でおこなうことが好適である。
００〜８００℃の温度に保持されたＡｌ系合金の溶湯を
加圧含浸する。この際、用いられるＡｌ系合金は原料成
分としたＡｌ系粉末と同一組成のものとすることが好ま
しい。加圧含浸の条件は特に設定されるものではないが
、充填密度４０〜７０％の予備成形体ｍ織内にＡ１合金
溶湯を円滑に含浸させるには５００ｋｇｆ／ｃｍ”以上
の静水圧下でおこなうことが好適である。
なお、摺動部を局部的に形成する場合には最終形状のモ
ールド内の摺動部分に相当する位置に予備成形体をセッ
トし、全体を１４２合金溶湯で鋳包すればよい。
ールド内の摺動部分に相当する位置に予備成形体をセッ
トし、全体を１４２合金溶湯で鋳包すればよい。
上記の工程を経てＡｆ−黒鉛系の組織からなる複合摺動
部材が製造される。
部材が製造される。
〔作 用］
本発明の成分組成および製造プロセスによれば、予め酸
化処理を施してアルミナ被覆したＡｌ系粉末が材料の硬
度を向上させるために有効に機能し、これが黒鉛成分の
潤滑性、高埋収性と相俟って耐摩耗性、摺動性、低耐摩
性などの性能が付与される。さらにＡ２合金溶湯の含浸
作用により組織が緻密化されると同時に、摺動材として
好適な強度特性が加味される。
化処理を施してアルミナ被覆したＡｌ系粉末が材料の硬
度を向上させるために有効に機能し、これが黒鉛成分の
潤滑性、高埋収性と相俟って耐摩耗性、摺動性、低耐摩
性などの性能が付与される。さらにＡ２合金溶湯の含浸
作用により組織が緻密化されると同時に、摺動材として
好適な強度特性が加味される。
このような作用が総合して、高度の摺動性能が具備され
る。
る。
（実施例〕
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例１
平均粒径４０μｍのＡｊ２合金粉末（ＪＩＳ ＡＣ８Ａ
）を大気中で３００℃の温度に１時間保持して予め酸化
処理を施した。この酸化処理Ａ／２系粉末を３０００℃
で黒鉛化処理された平均粒径１μ曙、最大粒径２μｍの
黒鉛微粉末とともにブタノール中で各種の配合比率によ
り湿式攪拌混合し、乾燥して均質な混合粉末を得た。
）を大気中で３００℃の温度に１時間保持して予め酸化
処理を施した。この酸化処理Ａ／２系粉末を３０００℃
で黒鉛化処理された平均粒径１μ曙、最大粒径２μｍの
黒鉛微粉末とともにブタノール中で各種の配合比率によ
り湿式攪拌混合し、乾燥して均質な混合粉末を得た。
この混合物をピッチ粉末１ｗｔ％を添加し、２００℃に
加熱しながら混練したのち内径１００ｍｍ 、高さ１０
０ｍｍのモールドを用いて１００ｋｇ／ｃｍ”の圧力で
成形した。得られた予備成形体の充填密度は、４０〜５
０％の範囲の収まった。
加熱しながら混練したのち内径１００ｍｍ 、高さ１０
０ｍｍのモールドを用いて１００ｋｇ／ｃｍ”の圧力で
成形した。得られた予備成形体の充填密度は、４０〜５
０％の範囲の収まった。
ついで、予備成形体をＡｒガス雰囲気中で５００“Ｃの
温度に予熱してモールドにセントし、７００℃に保持さ
れたＡＩ！合金（ＪＩＳ ＡＣ８Ａ）の溶湯を注入して
適用圧力５００ｋｇｆ／ａｍ”により組織内に強制含浸
した。加圧含浸したのち凝固して／ｌ−黒鉛系の組織か
らなる複合摺動部材を製造した。
温度に予熱してモールドにセントし、７００℃に保持さ
れたＡＩ！合金（ＪＩＳ ＡＣ８Ａ）の溶湯を注入して
適用圧力５００ｋｇｆ／ａｍ”により組織内に強制含浸
した。加圧含浸したのち凝固して／ｌ−黒鉛系の組織か
らなる複合摺動部材を製造した。
得られた各摺動部材につき各種物理特性を測定し、結果
を原料配合比と対比させて表１に示した。
を原料配合比と対比させて表１に示した。
なお、摩耗量の測定は下記の条件でおこなった。
試験片寸法：１６Ｘ ６Ｘ１０Ｉ１ｍ＋試験面：１６Ｘ
１抛− 試験装置：Ｌ陣摩擦摩耗試験機 相手材二軸受鋼（ＪＩＳ ５ＩＩＪ−２）相手材寸法：
外径３５ｍｍ、内径３０ｍｍ、幅１０＋＋ｍ面圧： ５
ｋｇ／ｍｍ２ 試験時間＝３０分 また、埋収性の判定は相手材である軸受鋼の試験面の状
態観察によっておこなった。
１抛− 試験装置：Ｌ陣摩擦摩耗試験機 相手材二軸受鋼（ＪＩＳ ５ＩＩＪ−２）相手材寸法：
外径３５ｍｍ、内径３０ｍｍ、幅１０＋＋ｍ面圧： ５
ｋｇ／ｍｍ２ 試験時間＝３０分 また、埋収性の判定は相手材である軸受鋼の試験面の状
態観察によっておこなった。
表 １
く表 注〉 ◎：良好 Ｏ：概ね良好 ×：不良表１の
結果から、Ａｌ系粉末と黒鉛微粉末の重量配合比が７０
： ３０より黒鉛成分が多くなると曲げ強度および耐
摩耗性が低下し、前記比が９０ ： １０より黒鉛成分
が少なくなると曲げ強度は増大するものの摩耗量が再び
上昇して摺動特性が減退することが判明する。したがっ
て、埋収性を含めた総合評価としてはＡＥ系粉末と黒鉛
微粉末の重量配合比が７０ ： ３０〜９０ ： １０
の割合において良好な摺動性能が得られることが認めら
れる。
結果から、Ａｌ系粉末と黒鉛微粉末の重量配合比が７０
： ３０より黒鉛成分が多くなると曲げ強度および耐
摩耗性が低下し、前記比が９０ ： １０より黒鉛成分
が少なくなると曲げ強度は増大するものの摩耗量が再び
上昇して摺動特性が減退することが判明する。したがっ
て、埋収性を含めた総合評価としてはＡＥ系粉末と黒鉛
微粉末の重量配合比が７０ ： ３０〜９０ ： １０
の割合において良好な摺動性能が得られることが認めら
れる。
実施例２
実施例１とＲＩＩＮ Ｎｏ、９と同一組成のピンチ混線
物を成形圧力を変えて成形し、充填密度の異なる予備成
形体を形成した。各予備成形体につき実施例１と同一条
件でＡ１合金溶湯を含浸して複合摺動材を製造した。
物を成形圧力を変えて成形し、充填密度の異なる予備成
形体を形成した。各予備成形体につき実施例１と同一条
件でＡ１合金溶湯を含浸して複合摺動材を製造した。
得られた各摺動材の特性を測定し、成形圧力（ｋｇ／（
ｍ２）および充填密度（ｖｏｌ／％）と対比して表２に
示した。
ｍ２）および充填密度（ｖｏｌ／％）と対比して表２に
示した。
表２の結果から、予備成形体の充填密度が４０％を丁形
る例では曲げ強度は高いものの耐摩耗性が悪く、また７
０％を越えると強度、耐摩耗性ともに低下することが判
る。したがって、予備成形体の充填密度は４０〜７０％
の範囲が好適である。
る例では曲げ強度は高いものの耐摩耗性が悪く、また７
０％を越えると強度、耐摩耗性ともに低下することが判
る。したがって、予備成形体の充填密度は４０〜７０％
の範囲が好適である。
表２
く表 注〉 ◎；良好 Ｏ：概ね良好 ×：不良［発明
の効果〕 以上のとおり、本発明によればＡｆｆ系粉末と黒鉛粉末
とを特定の配合比率で混合し、この予備成形体にＡ１合
金溶湯を加圧含浸することによってＡ１−黒鉛系の＆ｌ
織からなる高摺動特性を備える複合摺動部材を製造する
ことができる。
の効果〕 以上のとおり、本発明によればＡｆｆ系粉末と黒鉛粉末
とを特定の配合比率で混合し、この予備成形体にＡ１合
金溶湯を加圧含浸することによってＡ１−黒鉛系の＆ｌ
織からなる高摺動特性を備える複合摺動部材を製造する
ことができる。
したがって、長期に亘り相手材を耐摩することのない安
定した性能が保証される。
定した性能が保証される。
Claims (1)
- １、予め酸化処理を施した粒径１０〜５０μｍのＡｌ系
粉末と最大粒径が１０μｍ以下の黒鉛微粉末を重量比９
０：１０〜７０：３０の割合で混合し、混合物にピッチ
バインダーを加えて混練したのち充填密度が４０〜７０
％になるように予備成形し、ついで予備成形体を不活性
雰囲気下で４００〜５５０℃の温度で予熱してモールド
にセットし、６００〜８００℃のＡｌ合金溶湯を加圧含
浸することを特徴とする複合摺動部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5597190A JPH03257128A (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | 複合摺動部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5597190A JPH03257128A (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | 複合摺動部材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03257128A true JPH03257128A (ja) | 1991-11-15 |
Family
ID=13013962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5597190A Pending JPH03257128A (ja) | 1990-03-06 | 1990-03-06 | 複合摺動部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03257128A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0747494A1 (en) * | 1995-06-06 | 1996-12-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | A1-based composite material having adhesion resistance property and process for producing the same |
-
1990
- 1990-03-06 JP JP5597190A patent/JPH03257128A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0747494A1 (en) * | 1995-06-06 | 1996-12-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | A1-based composite material having adhesion resistance property and process for producing the same |
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