JPH04131345A

JPH04131345A - 複合摺動材料

Info

Publication number: JPH04131345A
Application number: JP2251295A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Tanaka; 正田中; Masaaki Sakamoto; 雅昭坂本; Koichi Yamamoto; 康一山本; Yoshiaki Sato; 善昭佐藤
Original assignee: Daido Metal Co Ltd
Current assignee: Daido Metal Co Ltd
Priority date: 1990-09-20
Filing date: 1990-09-20
Publication date: 1992-05-06
Anticipated expiration: 2010-01-18
Also published as: KR920006525A; KR940002690B1; GB9120163D0; JPH072980B2; GB2248629A; GB2248629B; US5128213A

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、粉末押出し加工された単体および複合摺動材
料に係り、さらに詳しくは耐摩耗性と非焼付性に優れた
粉末押出し加工されたアルミ系の単体および複合摺動材
料に関する。

（従来の技術）従来の粉末押出しによるアルミ系摺動材料としては、例
えば特公平１−２７１２２号公報がある。

この材料の組成は、Ａｌにｐｂ、３ｎまたはその合金、
金属硫化物、金属酸化物、金属フッ化物、黒鉛、ＰＴＦ
Ｅ、ポリアミドなどのプラスチック材料の中から少なく
とも一種以上を０．５〜４０重量％添加することを必須
条件とし、選択成分としてＣＵ、Ｎｉ、Ｓｉ、ＭＯｌＺ
ｎを少なくとも一種以上添加することを特徴とするアル
ミ系摺動材料に関するものである。

（発明が解決しようとする課題）前記公知のアルミ系摺動材料は優れた性能を有するもの
であるが、最近の内燃機関の発達により、高負荷高回転
等の過酷な条件下で使用されるケースが増えており、異
常摩耗、焼付きなどのトラブルを起こす可能性がでてき
た。

本発明が解決しようとする課題は、どのような種類の成
分を添加すれば目的とする耐摩耗性および非焼付性の改
善をはかることができるかという点にある。

（課題を解決するための手段）本発明は、以上のような課題解決の手段として、従来の
アルミまたはアルミ合金に新たにビッカース硬さで２０
０以上を有するところの金属窒化物、金属炭化物、金属
りん化物および金属ホウ化物からなる群から選択された
少なくとも一種の添加物を総計で０．５〜３０重優％含
ませたアルミ系の重体摺動材料および複合摺動材料であ
って、詳しくは次の（１）〜（７）が本発明の要旨であ
る。

１１１ＡＩを主成分とし、ビッカース硬さで２００以上
を有する金属窒化物、金属炭化物、金′属りん化物およ
び金属ホウ化物からなる群から選択された少なくとも一
種の金属化合物を総計で０．５〜３０重量％含み、該金
属化合物がＡ中に微細均一に分布された組織を有する粉
末押出し加工された単体摺動材料。

（２）　　前記（１）の材料に、さらに低融点金属潤滑
剤を総計で０．１〜２０重拳％含む単体摺動材料。

（３）　　前記（１）の材料に、さらに固体潤清剤を総
計で０．１〜２０重置％含む重体摺動材料。

（４）　　前記（１）の材料に、さらに低融点金属潤滑
剤を総計で０．１〜２０重量％含み、さらに固体潤清剤
を総計で０．１〜２０重量％含む単体摺動材料。

（５）　　前記（１）〜（４）のいずれか一つの材料に
、さらにＡｌ強度上昇剤を総計で０．１〜２０重量％含
む単体摺動材料。

（６）　　前記（１）〜（５）のいずれか一つの材料が
、鋼裏金と結合されている複合摺動材料。

（７）　　前記（１）〜（５）のいずれか一つの材料と
鋼裏金との間に、接着層が設けられている複合摺動材料
。

（作用）本発明のアルミ系摺動材料における各成分組成の用語の
解説および前記（１）〜（５）に記載のごとき各成分組
成に限定した理由と作用を、以下に列記する。

（１）　　ビッカース硬さで２００以上を有する金属窒
化物、金属炭化物、金属りん化物、金属ホウ化物からな
る群から選択された少なくとも一種の金属化合物を総計
で０．５〜３０重量％：リ　添加物が微細均一に分布す
ることにより、すべり軸受として使用する場合、表面に
軟らかいＡｌマトリックスのみ摩耗し、ミクロ的に表面
が凹凸となる。凸部の金属化合物は荷重に耐えながら、
その非凝着性を維持し、耐摩耗性、非焼付性を発揮する
。また、凹部は油溜まりの役割を果たし、油膜の保持を
しやすく、油切れの防止をする。２００Ｈｖよりも小さ
な硬度の添加材では耐摩耗性の改善に寄与しない。

峙　金属化合物の添加量が０．５重醋％以下では、前記
に）のような特性は得られない。

３０重量％以上では、脆くなる。また、衝撃疲労強さに
劣る。しかも、製造上も押出しなどの塑性加工性も悪く
なる。

（２）　　低融点金属潤滑剤を総計で０，１〜２０重量
％：リ　非焼付性を向上させ、機械加工性を改善する。

（へ）　添加量が０．１重量％以下では、前記りのよう
な効果はなく、また２０重量％以上ではＡｌマトリック
ス中への均一分散が、非常に困難となる。さらに強度に
も影響する。

（３）　　固体潤清剤を総計で０．１〜２０重量％：に
）　非焼付性を向上させる。

峙　添加量が０．１重量％以下では、前記りのような効
采はなく、また２０重−％以上では脆くなり、さらに疲
労強さが低下する。

しかも製造上、押出しなどの組成加工性もわるくなる。

（４１ＡＩ強度上昇剤を総計で０．１〜２０重量％：に）　ＡＩマトリックスの機械的な強度を向上させる。

曽　添加量が０．１重置％以下では、前記ωのような効
果は得られず、また２０重量％以上では硬くなりすぎ、
塑性加工性、なじみ性が極端に悪くなる。

（５）　　金属化合物とは、金属窒化物、金属炭化物、金属りん化物および金属ホウ
化物をいう。

（６）　　金属窒化物とはｈ−ＢＮ　＜硬さ３００Ｈｖ）　、ｃ−ＢＮ　（硬さ４
５００ＨＶ）　、Ｓ　ｉ３Ｎ４　（硬さ２０００ＨＶ）
、ＡＩＮ（硬さ１２００Ｈｖ）、ＴｉＮ　（硬さ１９５
０ＨＶ）などをいう。

（７）　　金属炭化物とは、５ｉＣ（硬さ２４００Ｈｖ）　、Ｂ４Ｃ（硬さ３００Ｈ
Ｖ）　、　ＷＣ（硬さ１７８０１（ｖ）　、Ｔ　＋　Ｃ
（硬さ３０００Ｈｖ）などをいう。

（８）　　金属りん化物とは、Ｆｅ２Ｐ（硬さ１１００Ｈｖ）　、Ｎ　ｉ　３　Ｐ（硬
さ９００ＨＶ）などをいう。

（９）　　金属ホウ化物とは、Ｎｉ４Ｂ３　（Ｉｉｊ！
、さ１０００Ｈｖ）　、Ｎ　ｉ　２　Ｂ　（硬さ１００
０Ｈｖ）などをいう。

（１０）低融点金属潤滑剤とは、ｐｂ、ｓｎ、ｓ　ｒまたは、これらの合金などをいう。

（１１）固体潤清剤とは、金属硫化物、金属酸化物、金属フッ化物、黒鉛などをい
う。

（１２）金属硫化物とは、Ｍｏｂ、ＰｂＳなどをいう。

（１３）金属酸化物とは、ＰｂＯ，Ｐｂ　　Ｏ、ＴｉＯ、Ｃｄ０１ＺｒＯ、Ａｌ２
Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｍｑｏ。

Ｙ　Ｏ、Ｂｅ０１Ｃａｏ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｃｒ２０３など
をいう。

（１４）金属フッ化物とは、Ｃ（ｊＦ２　、ＢａＦ　　、ＰｂＦ２などをいう。

（１５１Ａｌ強度上昇剤とは、ｓｉ、ｖｇ、Ｃｕ５Ｎ　ｉ、　Ｚｎ、　Ｍｎをいう。

（実施例）例１（単体摺動材料の製造方法）表１に示した試料順１〜２０の各成分粉末を混合し、こ
の混合粉末を１　、５〜２．５ｔｏｎ　／ｃｘ２（７）
圧力で加圧形成した。ＡＩ、ＳｉＳＭＧ、Ｃｕ、Ｎ　ｉ
　％　Ｚ　ｎ及び３ｎは一６０メツシュの単体粉あるい
は合金粉を使用し、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｂ及びＣは一３５０メ
ツシュの単体あるいは合金粉を使用し、金属化合物は１
〜２０μｍの粒径の粉体を使用した。つぎにＡｌ合金の
凝固開始温度以下の３５０℃の温度で４時間熱処理し、
その後前記熱処理済加圧成形（圧粉）材料を工具銅製コ
ンテナーに嵌装した。つぎに押し棒で２〜３ｔｏｎ／α
２の圧力で押出し加工をおこなった。押出し比は１０〜
３０倍（断面減少率１／１０〜１／３０）である。

つぎに３５０”Ｃの温度で４時間熱処理し、しかる後、
圧延機のロール間に前記熱処理済押し出し加工材料を送
給し、断面減少率５０％で圧延し所定寸法の厚さに調整
した。

前記材料から外径２７．２ｎｗｗで内径２２ａｍの円環
状の焼付試験用試験片（スラストワッシャータイプ）を
作成し、表２に示す条件で焼付試験をおこなった。その
試験結果は図１に示す通りである。

（試料ＮＱ４．５．１５を参照。）また、前記材料から摩擦試験用試験片（スラストワッシ
ャータイプ）を作成し、表３に示す条件で摩擦試験をお
こなった。その試験結果は、図２に示す通りである。、
（試料社４．５．１５を参照。） λｌ（接着層なしの複合摺動材料の製造方法）例１で製
造した単体摺動材料の試料随１．２．６．７．１６を厚
さ２層の鋼板と重ねあわせて４０％の圧下率でロール圧
接し、複合摺動材料を作成した。この時の鋼板の厚さは
１．２ａｍであり摺動層の厚さは０．５ａｗ＋であった
。表２に示ず条件で焼付試験をおこなった。その試験結
果は図１の通りである。同様に、例１のように摩耗試験
をおこなった。試験結果は、図２に示す通りである。

伊Ｌβ、（接着層を有する複合摺動材料の製造方法）試
料順３．８．９．１１．１２．１３．１４．１７．１８
．１９．２０、と鋼板との間については、例１で記述の
製造工程において、押出し加工をおこなうとき、合金圧
粉体の厚さの１／１５の厚さを有する純アルミ板を重ね
て押出し、純アルミ／摺動材料の複合体を作り、圧延加
工後、鋼板の圧下率が４０％となる条件で鋼裏金とロー
ル圧接し、複合摺動材料を作成した。この時の合金層の
厚さは０．４難であり、純アルミニウム層の厚さは０．
１ｍｇ＋であり、鋼板の厚さは１．２ＪＩＩであった。

表２に示す条件で焼付試験をおこなった。その試験結果
は、図１の通りである。

また、例１のように摩耗試験をおこない、その試験結果
は図２に示す通りである。

例３では、接着層として純アルミ板を用いたが、これに
固執することなく、アルミ合金板、純アルミ粉、アルミ
合金粉を例１の材料と同時に押出し加工してもよい。

（発明の効果）図１、図２の試験結果を分析すると、本発明の材料は従
来の材料と比べて、同等以上の優れた非焼付性を有し、
なおかつ耐摩耗性が向上していることがわかる。例えば
、従来品の試料社１８．１９．２０の同一成分に、本発
明の必須成分であるｈ−ＢＮ、Ｓ　ｉ　Ｃ，ＷＣを加え
ると、本発明品の試料随８．９．１０の実験結果が示す
ように、非焼付性および耐摩耗性がすこぶる改善されて
いることがわかる。したがって本発明は、所期の目的を
達成することができる。

第１図表４、

【図面の簡単な説明】

第１図は従来および本発明の摺動材料の焼付試験結果を
示す図表であり、第２図は従来および本発明の摺動材料
の摩耗試験結果を示す図表である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ａｌを主成分とし、ビッカース硬さで２００以上
を有する金属窒化物、金属炭化物、金属りん化物および
金属ホウ化物からなる群から選択された少なくとも一種
の金属化合物を総計で０．５〜３０重量％含み、該金属
化合物がＡｌ中に微細均一に分布された組織を有する粉
末押出し加工された単体摺動材料。
（２）さらに低融点金属潤滑剤を総計で０．１〜２０重
量％含む請求項１の単体摺動材料。
（３）さらに固体潤滑剤を総計で０．１〜２０重量％含
む請求項１の単体摺動材料。
（４）さらに低融点金属潤滑剤を総計で０．１〜２０重
量％含み、さらに固体潤清剤を総計で０．１〜２０重量
％含む請求項１の単体摺動材料。
（５）さらにＡｌ強度上昇剤を総計で０．１〜２０重量
％含む請求項１から４までのいずれか１項による単体摺
動材料。
（６）請求項１から５のいずれかの摺動材料が鋼裏金と
結合されている複合摺動材料。
（７）請求項１から５までのいずれか１項の摺動材料と
鋼裏金との間に、接着層が設けられている複合摺動材料
。