JPH04320495A - 自己潤滑性複合材料及びその製造方法 - Google Patents
自己潤滑性複合材料及びその製造方法Info
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- JPH04320495A JPH04320495A JP8692091A JP8692091A JPH04320495A JP H04320495 A JPH04320495 A JP H04320495A JP 8692091 A JP8692091 A JP 8692091A JP 8692091 A JP8692091 A JP 8692091A JP H04320495 A JPH04320495 A JP H04320495A
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種の機械部品として
用いられる軸受材料又はしゅう動材料に適する自己潤滑
性複合材料とその製造方法に関するものである。
用いられる軸受材料又はしゅう動材料に適する自己潤滑
性複合材料とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、二硫化タングステン、二硫化モリ
ブデン、黒鉛、フッ化黒鉛、フッ化カルシウムなどの潤
滑性物質と、各種の金属及び合金とからなる焼結体が自
己潤滑性材料として使用されている。これら従来の自己
潤滑性材料が記載されている代表的なものとしては特開
昭５３−１２２０５９号公報、特開昭６２−１９６３５
１号公報などがある。
ブデン、黒鉛、フッ化黒鉛、フッ化カルシウムなどの潤
滑性物質と、各種の金属及び合金とからなる焼結体が自
己潤滑性材料として使用されている。これら従来の自己
潤滑性材料が記載されている代表的なものとしては特開
昭５３−１２２０５９号公報、特開昭６２−１９６３５
１号公報などがある。
【０００３】二硫化タングステン、二硫化モリブデン又
は黒鉛などの潤滑性物質と、各種の金属及び合金の結合
相からなる自己潤滑性材料は、潤滑性物質としての出発
原料粉末と結合相としての出発原料粉末とを混合、成形
後、焼結しているが、こうして得た焼結体の中の潤滑性
物質は結合相の金属及び合金と反応して潤滑性のない物
質に変化して、その歩留りを低下させるか、金属又は合
金との濡れ性が悪いために結合力が低く、自己潤滑性材
料の摩耗の増大及び強度低下をもたらし、寿命が著しく
低下してしまうという問題がある。さらに、二硫化タン
グステン、二硫化モリブデン又は黒鉛などの潤滑性物質
を含む自己潤滑性材料は大気中で３００℃以上の温度に
なると酸化して潤滑性が無くなってしまう。そのため大
気中にて、高温で使用することが困難である。
は黒鉛などの潤滑性物質と、各種の金属及び合金の結合
相からなる自己潤滑性材料は、潤滑性物質としての出発
原料粉末と結合相としての出発原料粉末とを混合、成形
後、焼結しているが、こうして得た焼結体の中の潤滑性
物質は結合相の金属及び合金と反応して潤滑性のない物
質に変化して、その歩留りを低下させるか、金属又は合
金との濡れ性が悪いために結合力が低く、自己潤滑性材
料の摩耗の増大及び強度低下をもたらし、寿命が著しく
低下してしまうという問題がある。さらに、二硫化タン
グステン、二硫化モリブデン又は黒鉛などの潤滑性物質
を含む自己潤滑性材料は大気中で３００℃以上の温度に
なると酸化して潤滑性が無くなってしまう。そのため大
気中にて、高温で使用することが困難である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な問題点を解決したもので、高温での摩擦係数及び比摩
耗率が低く、機械的性質及び耐熱、耐食に優れた自己潤
滑性複合材料及びその製造方法の提供を目的とするもの
である。
な問題点を解決したもので、高温での摩擦係数及び比摩
耗率が低く、機械的性質及び耐熱、耐食に優れた自己潤
滑性複合材料及びその製造方法の提供を目的とするもの
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、自己潤滑性複
合材料における潤滑性物質と結合相の金属及び合金との
反応性や濡れ性について検討した結果、潤滑性物質の組
成、そのサイズと結合相の金属及び合金との結合性に少
量の元素が効果的に作用するという知見を得ることによ
って発明を完成するに至ったものである。
合材料における潤滑性物質と結合相の金属及び合金との
反応性や濡れ性について検討した結果、潤滑性物質の組
成、そのサイズと結合相の金属及び合金との結合性に少
量の元素が効果的に作用するという知見を得ることによ
って発明を完成するに至ったものである。
【０００６】すなわち、本発明は、窒化ホウ素を５〜８
０体積％と、残りが０．５〜５．０重量％のＮｉと０．
０５〜１．０重量％のＢを含む金属及び合金を主成分と
する結合相とからなる自己潤滑性複合材料であって、前
記窒化ホウ素が粒径３μｍ 以上２０００μｍ 以下の
大きさであることを特徴とする自己潤滑性複合材料、お
よび、窒化ホウ素を主成分とし、０．５〜５．０重量％
のＮｉと０．０５〜１．０重量％のＢを含む粒状相を５
〜８０体積％、残りが金属及び合金を主成分とする結合
相とからなる自己潤滑性複合材料であって、前記粒状相
が粒径３μｍ 以上２０００μｍ 以下の大きさである
ことを特徴としている。
０体積％と、残りが０．５〜５．０重量％のＮｉと０．
０５〜１．０重量％のＢを含む金属及び合金を主成分と
する結合相とからなる自己潤滑性複合材料であって、前
記窒化ホウ素が粒径３μｍ 以上２０００μｍ 以下の
大きさであることを特徴とする自己潤滑性複合材料、お
よび、窒化ホウ素を主成分とし、０．５〜５．０重量％
のＮｉと０．０５〜１．０重量％のＢを含む粒状相を５
〜８０体積％、残りが金属及び合金を主成分とする結合
相とからなる自己潤滑性複合材料であって、前記粒状相
が粒径３μｍ 以上２０００μｍ 以下の大きさである
ことを特徴としている。
【０００７】窒化ホウ素は化学的に安定な物質で、大気
中では最も高温まで摩擦係数の低い物質である。しかし
ながら、化学的に安定であることは金属および合金との
濡れ性、結合性が悪く、これまで窒化ホウ素を主成分と
した金属および合金の自己潤滑性複合材料はほとんどな
く、あっても機械的強度が低く、使用に耐えられなかっ
た。そこで、窒化ホウ素と金属及び合金との反応性、濡
れ性等について詳細に検討した結果、少量のＮｉとＢと
を存在させることによって窒化ホウ素と金属及び合金と
が強固に結合した材料を製造することに成功した。すな
わち、焼結中にＮｉとＢとが反応して融点の低い化合物
を形成し、それが液相となって窒化ホウ素同士及び窒化
ホウ素と金属及び合金との界面に浸透し、その液相は焼
結後の冷却時に固化して強固な結合層を形成することを
明らかにして、潤滑性および機械的性質に優れた複合材
料を造ることができた。ＮｉとＢはそれぞれ単独に加え
るか、Ｎｉ−Ｂの合金として添加するか、いずれの方法
を採用しても差し支えはない。
中では最も高温まで摩擦係数の低い物質である。しかし
ながら、化学的に安定であることは金属および合金との
濡れ性、結合性が悪く、これまで窒化ホウ素を主成分と
した金属および合金の自己潤滑性複合材料はほとんどな
く、あっても機械的強度が低く、使用に耐えられなかっ
た。そこで、窒化ホウ素と金属及び合金との反応性、濡
れ性等について詳細に検討した結果、少量のＮｉとＢと
を存在させることによって窒化ホウ素と金属及び合金と
が強固に結合した材料を製造することに成功した。すな
わち、焼結中にＮｉとＢとが反応して融点の低い化合物
を形成し、それが液相となって窒化ホウ素同士及び窒化
ホウ素と金属及び合金との界面に浸透し、その液相は焼
結後の冷却時に固化して強固な結合層を形成することを
明らかにして、潤滑性および機械的性質に優れた複合材
料を造ることができた。ＮｉとＢはそれぞれ単独に加え
るか、Ｎｉ−Ｂの合金として添加するか、いずれの方法
を採用しても差し支えはない。
【０００８】金属及び合金の結合相は、使用環境によっ
て種々の構成にすることができ、例えば耐食性を必要と
する場合は、青銅又はモネルなどの銅系合金、耐食性及
び耐熱性を必要とする場合は、炭素鋼、合金鋼、ステン
レス鋼などの鉄系合金、インコネル、ハステロイなどの
ニッケル系合金、ステライトなどのコバルト系合金、Ｔ
ｉ及びＴｉ−６Ａｌ−４Ｖなどのチタン系合金等とする
ことができる。
て種々の構成にすることができ、例えば耐食性を必要と
する場合は、青銅又はモネルなどの銅系合金、耐食性及
び耐熱性を必要とする場合は、炭素鋼、合金鋼、ステン
レス鋼などの鉄系合金、インコネル、ハステロイなどの
ニッケル系合金、ステライトなどのコバルト系合金、Ｔ
ｉ及びＴｉ−６Ａｌ−４Ｖなどのチタン系合金等とする
ことができる。
【０００９】
【作用】本発明の自己潤滑性複合材料は、潤滑性物質を
主成分とする粉体相を金属又は合金の結合相が取り囲ん
だ構造によって焼結体の強度が高く、しかも粉体相中に
含まれる潤滑性物質が使用時に相手材との接触面に被膜
として供給されることによって大気中で高温まで、比摩
耗率と摩耗係数の両者を著しく低下しているものである
。
主成分とする粉体相を金属又は合金の結合相が取り囲ん
だ構造によって焼結体の強度が高く、しかも粉体相中に
含まれる潤滑性物質が使用時に相手材との接触面に被膜
として供給されることによって大気中で高温まで、比摩
耗率と摩耗係数の両者を著しく低下しているものである
。
【００１０】すなわち、本発明の自己潤滑性複合材料は
大きく分けると２種類からなる。その第一は窒化ホウ素
を５体積％以上〜８０体積％と残り０．５〜５．０重量
％のＮｉと０．０５〜１．０重量％のＢを含む金属及び
合金を主成分とする結合相とからなる自己潤滑性複合材
料であって、前記窒化ホウ素が粒径３μｍ 以上２００
０μｍ 以下の大きさのものが含まれていることを特徴
とするものである。
大きく分けると２種類からなる。その第一は窒化ホウ素
を５体積％以上〜８０体積％と残り０．５〜５．０重量
％のＮｉと０．０５〜１．０重量％のＢを含む金属及び
合金を主成分とする結合相とからなる自己潤滑性複合材
料であって、前記窒化ホウ素が粒径３μｍ 以上２００
０μｍ 以下の大きさのものが含まれていることを特徴
とするものである。
【００１１】窒化ホウ素の占める体積が５％未満である
と潤滑性が発揮できず、逆に８０％超になると結合相が
少なくなりすぎて焼結体の強度が低下して複合材料の形
成が困難となる。このため窒化ホウ素の割合は５〜８０
体積％、好ましくは１０〜６０体積％とする。
と潤滑性が発揮できず、逆に８０％超になると結合相が
少なくなりすぎて焼結体の強度が低下して複合材料の形
成が困難となる。このため窒化ホウ素の割合は５〜８０
体積％、好ましくは１０〜６０体積％とする。
【００１２】窒化ホウ素の粒径が、３μｍ 未満である
と分散性が悪く複合材料の摩擦係数が増大して潤滑性が
低下し、２０００μｍ を越えて大きくなると結合相の
厚みが増大して摩擦係数が増大する。このために、窒化
ホウ素の大きさは３μｍ 以上２０００μｍ 以下、好
ましくは１０μｍ 以上１０００μｍ 以下とする。こ
の窒化ホウ素を取り囲む結合相は窒化ホウ素を保持する
とともに強固な結合を形成するものである。この結合相
は使用環境によって種々の構成にすることができる。耐
食性を必要とする場合は、青銅又はモネルなどの銅系合
金、耐食性及び耐熱性を必要とする場合は、炭素鋼、合
金鋼、ステンレス鋼などの鉄系合金、インコネル、ハス
テロイなどのニッケル系合金、ステライトなどのコバル
ト系合金，Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖなどのチタン系合金等を
結合相にすることができる。いずれの金属及び合金を結
合相にする場合にも、０．５重量％以上５．０重量％以
下のＮｉと０．０５重量％以上１．０重量％以下のＢを
含むことが必要である。
と分散性が悪く複合材料の摩擦係数が増大して潤滑性が
低下し、２０００μｍ を越えて大きくなると結合相の
厚みが増大して摩擦係数が増大する。このために、窒化
ホウ素の大きさは３μｍ 以上２０００μｍ 以下、好
ましくは１０μｍ 以上１０００μｍ 以下とする。こ
の窒化ホウ素を取り囲む結合相は窒化ホウ素を保持する
とともに強固な結合を形成するものである。この結合相
は使用環境によって種々の構成にすることができる。耐
食性を必要とする場合は、青銅又はモネルなどの銅系合
金、耐食性及び耐熱性を必要とする場合は、炭素鋼、合
金鋼、ステンレス鋼などの鉄系合金、インコネル、ハス
テロイなどのニッケル系合金、ステライトなどのコバル
ト系合金，Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖなどのチタン系合金等を
結合相にすることができる。いずれの金属及び合金を結
合相にする場合にも、０．５重量％以上５．０重量％以
下のＮｉと０．０５重量％以上１．０重量％以下のＢを
含むことが必要である。
【００１３】ＮｉとＢは焼結時に反応して液相となり、
結合相の焼結を促進すると同時に窒化ホウ素と結合相と
を強固に結合させる。Ｎｉの量が０．５重量％未満、Ｂ
の量が０．０５重量％未満では低融点の化合物が形成さ
れず、Ｎｉの量が５．０重量％超、Ｂの量が１．０重量
％超では非常に脆い結合相が形成されて、窒化ホウ素と
金属または合金の結合相との結合力は逆に低下してしま
う。そのためＮｉ量を０．５重量％以上５．０重量％以
下、Ｂｉ量を０．０５重量％以上１．０重量％以下とす
ることが必要である。しかも、ＮｉとＢの両者は共存さ
せる必要があり、どちらかの１元素だけではその効果を
発揮できない。なお、ニッケル合金を結合相として用い
る場合にもＮｉの添加はより効果的である。
結合相の焼結を促進すると同時に窒化ホウ素と結合相と
を強固に結合させる。Ｎｉの量が０．５重量％未満、Ｂ
の量が０．０５重量％未満では低融点の化合物が形成さ
れず、Ｎｉの量が５．０重量％超、Ｂの量が１．０重量
％超では非常に脆い結合相が形成されて、窒化ホウ素と
金属または合金の結合相との結合力は逆に低下してしま
う。そのためＮｉ量を０．５重量％以上５．０重量％以
下、Ｂｉ量を０．０５重量％以上１．０重量％以下とす
ることが必要である。しかも、ＮｉとＢの両者は共存さ
せる必要があり、どちらかの１元素だけではその効果を
発揮できない。なお、ニッケル合金を結合相として用い
る場合にもＮｉの添加はより効果的である。
【００１４】本発明の第二は、窒化ホウ素を主成分とし
、０．５〜５．０重量％のＮｉと０．０５〜１０．重量
％のＢを含む粒状相を５〜８０体積％、残りが金属及び
合金を主成分とする結合相とからなる自己潤滑性複合材
料であって、前記粒状相が粒径３μｍ 以上２０００μ
ｍ 以下の大きさであることを特徴とする自己潤滑性複
合材料である。窒化ホウ素は化学的に安定であるため、
窒化ホウ素粉末同志の焼結性及び金属及び合金の結合相
との結合性が悪く、これまで窒化ホウ素を主成分とした
自己潤滑性複合材料はほとんどなかった。しかも窒化ホ
ウ素の粉末は微細なものが多く、５００μｍ を越える
ものを入手するのは困難である。しかしながら、微細な
窒化ホウ素粉末に、Ｎｉを０．５重量％以上５．０重量
％以下、Ｂを０．０５重量％以上１．０重量％以下添加
することにより、窒化ホウ素粉末同志を強固に結合させ
、金属及び合金の結合相との結合力が強い粒状相を造る
ことができる。ＮｉとＢは焼結時に反応して低融点の化
合物を形成して液相となり、窒化ホウ素粉末同志の間及
び窒化ホウ素と金属及び合金の結合相の間に浸透し、焼
結後の冷却時に固化して、それらを強固に結合させる。
、０．５〜５．０重量％のＮｉと０．０５〜１０．重量
％のＢを含む粒状相を５〜８０体積％、残りが金属及び
合金を主成分とする結合相とからなる自己潤滑性複合材
料であって、前記粒状相が粒径３μｍ 以上２０００μ
ｍ 以下の大きさであることを特徴とする自己潤滑性複
合材料である。窒化ホウ素は化学的に安定であるため、
窒化ホウ素粉末同志の焼結性及び金属及び合金の結合相
との結合性が悪く、これまで窒化ホウ素を主成分とした
自己潤滑性複合材料はほとんどなかった。しかも窒化ホ
ウ素の粉末は微細なものが多く、５００μｍ を越える
ものを入手するのは困難である。しかしながら、微細な
窒化ホウ素粉末に、Ｎｉを０．５重量％以上５．０重量
％以下、Ｂを０．０５重量％以上１．０重量％以下添加
することにより、窒化ホウ素粉末同志を強固に結合させ
、金属及び合金の結合相との結合力が強い粒状相を造る
ことができる。ＮｉとＢは焼結時に反応して低融点の化
合物を形成して液相となり、窒化ホウ素粉末同志の間及
び窒化ホウ素と金属及び合金の結合相の間に浸透し、焼
結後の冷却時に固化して、それらを強固に結合させる。
【００１５】Ｎｉの量が０．５重量％未満、Ｂの量が０
．０５重量％未満では低融点の化合物が形成され難く、
Ｎｉの量が５．０重量％超、Ｂの量が１．０重量％超で
は非常に脆い結合相が形成されるため、Ｎｉ量を０．５
重量％以上５．０重量％以下、Ｂ量を０．０５重量％以
上１．０重量％以下とすることが必要である。このよう
にして製造した窒化ホウ素を主成分にした粒状相の自己
潤滑性複合材料における体積は５体積％以上８０体積％
以下とする必要がある。粒状相の占める体積が５％未満
では摩擦係数が大きくなり、８０％超では焼結体の機械
的性質が劣化する。そのため粒状相の占める体積を５体
積％以上８０体積％以下とする必要がある。さらに、粒
状相の大きさが３μｍ 未満であると分散性が悪くなっ
て摩擦係数が増大し、また、２０００μｍ を越えると
結合相が厚くなり過ぎて潤滑性が劣化する。そのため粒
状相の大きさは３μｍ 以上２０００μｍ 以下とする
必要がある。
．０５重量％未満では低融点の化合物が形成され難く、
Ｎｉの量が５．０重量％超、Ｂの量が１．０重量％超で
は非常に脆い結合相が形成されるため、Ｎｉ量を０．５
重量％以上５．０重量％以下、Ｂ量を０．０５重量％以
上１．０重量％以下とすることが必要である。このよう
にして製造した窒化ホウ素を主成分にした粒状相の自己
潤滑性複合材料における体積は５体積％以上８０体積％
以下とする必要がある。粒状相の占める体積が５％未満
では摩擦係数が大きくなり、８０％超では焼結体の機械
的性質が劣化する。そのため粒状相の占める体積を５体
積％以上８０体積％以下とする必要がある。さらに、粒
状相の大きさが３μｍ 未満であると分散性が悪くなっ
て摩擦係数が増大し、また、２０００μｍ を越えると
結合相が厚くなり過ぎて潤滑性が劣化する。そのため粒
状相の大きさは３μｍ 以上２０００μｍ 以下とする
必要がある。
【００１６】本発明の自己潤滑性複合材料の製造方法は
、窒化ホウ素粉末と、０．５〜５．０重量％のＮｉと０
．０５〜１．０重量％のＢを含む結合相形成用の合金粉
末とを、混合及び成形後、非酸化性雰囲気中で７００℃
以上１３００℃以下の温度で焼結すること、及び０．５
〜５．０重量％のＮｉと０．０５〜１．０重量％のＢを
含む窒化ホウ素を主成分にした粒状相粉末と、結合相形
成用の合金粉末とを、混合及び成形後、非酸化性雰囲気
中で７００℃以上１３００℃以下の温度で焼結すること
を特徴とする。
、窒化ホウ素粉末と、０．５〜５．０重量％のＮｉと０
．０５〜１．０重量％のＢを含む結合相形成用の合金粉
末とを、混合及び成形後、非酸化性雰囲気中で７００℃
以上１３００℃以下の温度で焼結すること、及び０．５
〜５．０重量％のＮｉと０．０５〜１．０重量％のＢを
含む窒化ホウ素を主成分にした粒状相粉末と、結合相形
成用の合金粉末とを、混合及び成形後、非酸化性雰囲気
中で７００℃以上１３００℃以下の温度で焼結すること
を特徴とする。
【００１７】本発明の自己潤滑性複合材料の製造方法に
おいて、粒状相を造る造粒工程は一般に行われている造
粒方法が利用できる。例えば、回転ドラム中で、潤滑性
物質を主成分とする混合粉末に、水、アルコール、エチ
ルシリケート、水ガラスなどを添加しながら造粒する方
法、あるいは潤滑性物質を主成分とする混合粉末を加圧
成形し、次いで粉砕及び篩い分けを行って造粒する方法
などである。造粒後は非酸化性雰囲気中で５００〜１２
００℃で加熱処理を行うと粉末に含まれているガスなど
を追い出すことができ、また造粒粉が硬くなり取扱が容
易になって好ましい。
おいて、粒状相を造る造粒工程は一般に行われている造
粒方法が利用できる。例えば、回転ドラム中で、潤滑性
物質を主成分とする混合粉末に、水、アルコール、エチ
ルシリケート、水ガラスなどを添加しながら造粒する方
法、あるいは潤滑性物質を主成分とする混合粉末を加圧
成形し、次いで粉砕及び篩い分けを行って造粒する方法
などである。造粒後は非酸化性雰囲気中で５００〜１２
００℃で加熱処理を行うと粉末に含まれているガスなど
を追い出すことができ、また造粒粉が硬くなり取扱が容
易になって好ましい。
【００１８】これらの潤滑性物質の粉末及び金属又は合
金の結合相の粉末とを混合し、成形後焼結する際、焼結
温度を７００℃〜１３００℃とすることが重要である。 ７００℃未満では焼結の進行が遅くて機械的強度の低い
焼結体になり、１３００℃超では潤滑性物質の変質と歩
留りの低下を招く。そのため焼結温度を７００℃〜１３
００℃とした。
金の結合相の粉末とを混合し、成形後焼結する際、焼結
温度を７００℃〜１３００℃とすることが重要である。 ７００℃未満では焼結の進行が遅くて機械的強度の低い
焼結体になり、１３００℃超では潤滑性物質の変質と歩
留りの低下を招く。そのため焼結温度を７００℃〜１３
００℃とした。
【００１９】酸化性雰囲気中では潤滑性物質が酸化して
しまうため非酸化性雰囲気とすることが望ましい。この
ようにして低温の焼結で機械的強度が高く、大気中、高
温において潤滑性に優れた焼結体を造ることができる。
しまうため非酸化性雰囲気とすることが望ましい。この
ようにして低温の焼結で機械的強度が高く、大気中、高
温において潤滑性に優れた焼結体を造ることができる。
【００２０】
【実施例】実施例１
窒化ホウ素粉末と結合相の銅粉末、ステンレス鋼などの
金属及び合金の粉末、さらにＮｉ，Ｂなどの粉末とをボ
ールミルを用いて混合した後、プレス成形機により３ト
ン／ｃｍ２ の圧力で圧粉体を作成した。その圧粉体を
真空中で焼結した後、引張試験と摩擦摩耗試験を行った
。
金属及び合金の粉末、さらにＮｉ，Ｂなどの粉末とをボ
ールミルを用いて混合した後、プレス成形機により３ト
ン／ｃｍ２ の圧力で圧粉体を作成した。その圧粉体を
真空中で焼結した後、引張試験と摩擦摩耗試験を行った
。
【００２１】引張試験には３×２×３０ｍｍの試験片を
用いた。摩擦係数は円板状の試料にＳＵＳ３０４を相手
材にして、速度６０ｍ／ｍｉｎ 、面圧５０ｋｇ／ｃｍ
２ の条件で端面接触して求めたものであり、比摩耗率
は面圧１００ｋｇ／ｃｍ２ 、摩擦距離５００ｍ の条
件より求めたものである。
用いた。摩擦係数は円板状の試料にＳＵＳ３０４を相手
材にして、速度６０ｍ／ｍｉｎ 、面圧５０ｋｇ／ｃｍ
２ の条件で端面接触して求めたものであり、比摩耗率
は面圧１００ｋｇ／ｃｍ２ 、摩擦距離５００ｍ の条
件より求めたものである。
【００２２】本発明の潤滑性物質として、窒化ホウ素粉
末を使用した自己潤滑性複合材料の粒度、配合量および
その組成と結合相の組成と製造条件を表１に示した。焼
結体の引張強度と摩擦係数及び比摩耗率を表２に示した
。本発明をはずれた比較例の組成と、製造条件、焼結体
の特性も表１、表２に記載した。本発明の試料番号１、
２は結合相が銅系合金、鉄系合金を用いた例である。本
発明の材料は、引張強度がともに２０ｋｇ／ｍｍ２ 以
上で、室温での摩擦係数は０．２以下であり、５００℃
での摩擦係数も０．２以下であり、強度、潤滑性ともに
優れた自己潤滑性複合材料である。本発明の範囲外であ
る比較例の試料番号３、４は、結合相中にＮｉとＢが含
まれていないために強度が低い。
末を使用した自己潤滑性複合材料の粒度、配合量および
その組成と結合相の組成と製造条件を表１に示した。焼
結体の引張強度と摩擦係数及び比摩耗率を表２に示した
。本発明をはずれた比較例の組成と、製造条件、焼結体
の特性も表１、表２に記載した。本発明の試料番号１、
２は結合相が銅系合金、鉄系合金を用いた例である。本
発明の材料は、引張強度がともに２０ｋｇ／ｍｍ２ 以
上で、室温での摩擦係数は０．２以下であり、５００℃
での摩擦係数も０．２以下であり、強度、潤滑性ともに
優れた自己潤滑性複合材料である。本発明の範囲外であ
る比較例の試料番号３、４は、結合相中にＮｉとＢが含
まれていないために強度が低い。
【００２３】実施例２
窒化ホウ素を主成分とし、ＮｉとＢを含む粒状粉末と結
合相のニッケル合金及びチタン合金粉末とをボールミル
を用いて混合した後、プレス成形機により３トン／ｃｍ
２ の圧力で圧粉体を作成した。その圧粉体を真空中で
焼結した後、引張試験と摩擦摩耗試験をおこなった。
合相のニッケル合金及びチタン合金粉末とをボールミル
を用いて混合した後、プレス成形機により３トン／ｃｍ
２ の圧力で圧粉体を作成した。その圧粉体を真空中で
焼結した後、引張試験と摩擦摩耗試験をおこなった。
【００２４】引張試験には３×２×３０ｍｍの試験片を
用いた。摩擦係数は円板状の試料にＳＵＳ３０４を相手
材にして、速度６０ｍ／ｍｉｎ 、面圧５０ｋｇ／ｃｍ
２ の条件で端面接触して求めたものであり、比摩耗率
は面圧１００ｋｇ／ｃｍ２ 、摩擦距離５００ｍ の条
件より求めたものである。
用いた。摩擦係数は円板状の試料にＳＵＳ３０４を相手
材にして、速度６０ｍ／ｍｉｎ 、面圧５０ｋｇ／ｃｍ
２ の条件で端面接触して求めたものであり、比摩耗率
は面圧１００ｋｇ／ｃｍ２ 、摩擦距離５００ｍ の条
件より求めたものである。
【００２５】本発明の潤滑性物質として、窒化ホウ素を
主体にした自己潤滑性複合材料の粒度、配合量およびそ
の組成と結合相の組成と製造条件を表３に示した。焼結
体の引張強度と摩擦係数及び比摩耗率を表４に示した。 本発明をはずれた比較例の組成と、製造条件、焼結体の
特性も表３、表４に記載した。本発明の試料番号１、２
は引張強度がともに３０ｋｇ／ｍｍ２ 以上で、室温で
の摩擦係数は０．２以下であり、５００℃での摩擦係数
も０．２以下であり、強度、潤滑性ともに優れた自己潤
滑性複合材料である。本発明の範囲外である比較例の試
料番号３は、結合相中にＢが含まれていないために強度
が低く、試料番号４は配合量が少なすぎるために、強度
は高いものの摩擦係数は大きく、比摩耗率も高いもので
あった。
主体にした自己潤滑性複合材料の粒度、配合量およびそ
の組成と結合相の組成と製造条件を表３に示した。焼結
体の引張強度と摩擦係数及び比摩耗率を表４に示した。 本発明をはずれた比較例の組成と、製造条件、焼結体の
特性も表３、表４に記載した。本発明の試料番号１、２
は引張強度がともに３０ｋｇ／ｍｍ２ 以上で、室温で
の摩擦係数は０．２以下であり、５００℃での摩擦係数
も０．２以下であり、強度、潤滑性ともに優れた自己潤
滑性複合材料である。本発明の範囲外である比較例の試
料番号３は、結合相中にＢが含まれていないために強度
が低く、試料番号４は配合量が少なすぎるために、強度
は高いものの摩擦係数は大きく、比摩耗率も高いもので
あった。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】
【表３】
【００２９】
【表４】
【００３０】
【発明の効果】本発明の自己潤滑性複合材料は摩擦係数
と比摩耗率が低く、かつ機械的性質に優れたもので、こ
れまで使用できなかった５００℃のような高温ならびに
苛酷な雰囲気で使用することができる画期的な材料であ
る。
と比摩耗率が低く、かつ機械的性質に優れたもので、こ
れまで使用できなかった５００℃のような高温ならびに
苛酷な雰囲気で使用することができる画期的な材料であ
る。
Claims (5)
- 【請求項１】 窒化ホウ素を５〜８０体積％と、残り
が０．５〜５．０重量％のＮｉと０．０５〜１．０重量
％のＢを含む金属及び合金を主成分とする結合相とから
なる自己潤滑性複合材料であって、前記窒化ホウ素が粒
径３μｍ 以上２０００μｍ 以下の大きさであること
を特徴とする自己潤滑性複合材料。 - 【請求項２】 窒化ホウ素を主成分とし、０．５〜５
．０重量％のＮｉと０．０５〜１．０重量％のＢを含む
粒状相を５〜８０体積％、残りが金属及び合金を主成分
とする結合相とからなる自己潤滑性複合材料であって、
前記粒状相が粒径３μｍ 以上２０００μｍ 以下の大
きさであることを特徴とする自己潤滑性複合材料。 - 【請求項３】 結合相が、銅系合金、鉄系合金、ニッ
ケル系合金、コバルト系合金及びチタン系合金の少なく
とも１種からなる請求項１または２記載の自己潤滑性複
合材料。 - 【請求項４】 窒化ホウ素粉末と、０．５〜５．０重
量％のＮｉと０．０５〜１．０重量％のＢを含む結合相
形成用の合金粉末とを、混合及び成形後、非酸化性雰囲
気中で７００℃以上１３００℃以下の温度で焼結するこ
とを特徴とする自己潤滑性複合材料の製造方法。 - 【請求項５】 ０．５〜５．０重量％のＮｉと０．０
５〜１．０重量％のＢを含む窒化ホウ素を主成分とした
粒状相粉末と、結合相形成用の合金粉末とを、混合及び
成形後、非酸化性雰囲気中で７００℃以上１３００℃以
下の温度で焼結することを特徴とする自己潤滑性複合材
料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8692091A JPH04320495A (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 自己潤滑性複合材料及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8692091A JPH04320495A (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 自己潤滑性複合材料及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04320495A true JPH04320495A (ja) | 1992-11-11 |
Family
ID=13900295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8692091A Withdrawn JPH04320495A (ja) | 1991-04-18 | 1991-04-18 | 自己潤滑性複合材料及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04320495A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010533756A (ja) * | 2007-07-20 | 2010-10-28 | フェデラル−モーグル ヴィースバーデン ゲーエムベーハー | 無鉛焼結潤滑材料及びその製造のための焼結粉末 |
| CN109604620A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-04-12 | 安阳工学院 | 一种具有自我调控功能的NiTiCr-MgLiZn复合材料及其制备方法 |
-
1991
- 1991-04-18 JP JP8692091A patent/JPH04320495A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010533756A (ja) * | 2007-07-20 | 2010-10-28 | フェデラル−モーグル ヴィースバーデン ゲーエムベーハー | 無鉛焼結潤滑材料及びその製造のための焼結粉末 |
| CN109604620A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-04-12 | 安阳工学院 | 一种具有自我调控功能的NiTiCr-MgLiZn复合材料及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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