JPH0472893B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は、互いに当接して相対的に摺動する二
つの部材の組合せに係り、更に詳細には一方の部
材がムライト結晶を含むアルミナ−シリカ繊維を
強化材とする複合材料にて構成され他方の部材が
表面に窒化層を有する鋼にて構成された二つの部
材の組合せに係る。 従来の技術 各種機械の構成要素や部材に於ては、部分的に
特別な機械的特性を要求されることが多い。例え
ば、自動車用エンジンに於ては、エンジンの性能
に対する要求が高くなるにつれて、ピストンの如
き部材はその比強度や剛性が優れていることに加
えて、その摺動面が耐摩耗性に優れていることが
強く要請されるようになつてきた。かかる部材の
比強度や耐摩耗性等を向上させる一つの手段とし
て、それらの部材を各種の無機質繊維等を強化材
としアルミニウム合金の如き金属をマトリツクス
とする複合材料にて構成することが試られてい
る。 かかる繊維強化金属複合材料の一つとして、本
願出願人と同一の出願人の出願にかかる特願昭60
−034172号に於て、ムライト結晶を含むアルミナ
−シリカ繊維を強化材とし、アルミニウム合金な
どをマトリツクスとする繊維強化金属複合材料が
既に提案されており、かかる繊維強化金属複合材
料によれば、それらにて構成された部材の比強度
や耐摩耗性等を向上させることができ、またアル
ミナ繊維等を強化材とする複合材料に比して低廉
な複合材料を得ることができる。 発明が解決しようとする問題点 しかし、互いに当接して相対的に摺動する二つ
の部材の組合せに於て、その一方の部材を上述の
如き繊維強化金属複合材料にて構成した場合に
は、その他方の部材の材質によつてはその他方の
部材の摩耗が著しく増大し、従つてそれらを互い
に当接して相対的に摺動する摺動部材の組合せと
して使用することはできない。 本願発明者等は、互いに当接して相対的に摺動
する二つの部材の組合せであつて、その一方の部
材が強度及び剛性に優れ低廉であるムライト結晶
を含むアルミナ−シリカ繊維を強化材としアルミ
ニウム合金の如き金属をマトリツクスとする繊維
強化金属複合材料にて構成され、その他方の部材
が鋼にて構成された部材の組合せに於て、それら
両方の部材の摩耗量を最小限に抑えるためには、
それらの材質や性質の組合せとしては如何なるも
のが適切であるかについて種々の実験的研究を行
なつた結果、それぞれ特定の特徴及び特定の性質
を有するものでなければならないことを見出し
た。 本発明は、本願発明者等が行なつた上述の如き
実験的研究の結果得られた知見に基き、一方の部
材がムライト結晶を含むアルミナ−シリカ繊維を
強化材としアルミニウム合金の如き金属をマトリ
ツクスとする繊維強化金属複合材料にて構成さ
れ、その他方の部材が鋼にて構成された互いに当
接して相対的に摺動する二つの部材の組合せであ
つて、それら両方の部材の互いに他に対する摺動
面に於ける摩耗特性が改善された二つの部材の組
合せを提供することを目的としている。 問題点を解決するための手段 かかる目的は、本発明によれば、互いに当接し
て相対的に摺動する第一の部材と第二の部材との
組合せにして、前記第一の部材の少なくとも前記
第二の部材に対する摺動面部は35〜65wt％
Al₂O₃、65〜35wt％SiO₂、残部10wt％以下の他
の金属酸化物なる組成を有しムライト結晶量が
15wt％以上であるアルミナ−シリカ繊維であつ
て、その集合体中に含まれる粒径150〓以上の非
繊維化粒子の含有量が5wt％以下であるアルミナ
−シリカ繊維を強化材としアルミニウム、マグネ
シウム、スズ、銅、亜鉛、及びこれらを主成分と
する合金よりなる群より選択された金属をマトリ
ツクスとし、アルミナ−シリカ繊維の体積率が２
％以上である複合材料にて構成されており、前記
第二の部材の少なくとも前記第一の部材に対する
摺動面部は表面硬さHv（50g）が600以上の窒化層
を含む鋼にて構成されていることを特徴とする部
材の組合せによつて達成される。 発明の作用及び効果 本発明によれば、第一の部材の摺動面部を構成
する複合材料に於ては、アルミナ繊維等に比して
遥かに低廉であり硬くて安定な所定量のムライト
結晶を含むアルミナ−シリカ繊維により体積率２
％以上にてマトリツクス金属が強化され、粒径が
150μ以上の巨大で硬い非繊維化粒子の含有量が
5wt％以下に抑制され、第二の部材の摺動面部は
表面硬さHv（50g）が600以上の窒化層を含む鋼に
て構成されるので、互いに当接して相対的に摺動
する二つの部材の組合せであつて、それら両方の
部材の互いに他に対する摺動面は耐摩耗性に優れ
ており、従つてそれら両方の部材のそれぞれの摺
動面に於ける摩耗量を最小限に抑えるとともに、
粒子の脱落に起因する異常摩耗を回避することが
でき、しかもその一方の部材は比強度、剛性の如
き機械的性質や機械加工性にも優れた部材の組合
せを得ることができる。 一般にアルミナ−シリカ系繊維はその組成及び
製法の点からアルミナ繊維とアルミナーシリカ繊
維に大別される。Al₂O₃含有量が70wt％以上であ
りSiO₂含有量が30wt％以下の所謂アルミナ繊維
は、有機の粘調な溶液とアルミニウムの無機塩と
の混合物にて繊維化し、これを高温にて酸化焙焼
することにより製造されるの、強化繊維としての
性能には優れているが、非常に高価である。一方
Al₂O₃含有量が35〜65wt％でありSiO₂含有量が35
〜65wt％であるいわゆるアルミナ−シリカ繊維
は、アルミナとシリカの混合物がアルミナに比し
て低融点であるため、アルミナとシリカの混合物
を電気炉などにて溶融し、その融液をブローイン
グ法やスピニング法にて繊維化することにより比
較的低廉に且大量に生産されている。特にAl₂O₃
含有量が65wt％以上でありSiO₂含有量が35wt％
以下の場合にはアルミナとシリカとの混合物の融
点が高くなり過ぎまた融液の粘性が低く、一方
Al₂O₃含有量が35wt％以下でありSiO₂含有量が
65wt％以上の場合には、ブローイングやスピニ
ングに必要な適正な粘性が得られない等の理由か
ら、これらの低廉な製造法を適用し難い。またア
ルミナとシリカとの混合物の融点や粘性を調整し
たり、繊維に特殊な性能を付与する目的から、ア
ルミナとシリカとの混合物にCaO、MgO、
Na₂O、Fe₂O₃、Cr₂O₃、ZrO₂、TiO₂、PbO、
SnO₂、ZnO、MoO₃、NiO、K₂O、MnO₂、
B₂O₃、V₂O₅、CuO、Co₃O₄などの金属酸化物が
添加されることがある。本願発明者等が行なつた
実験的研究の結果によれば、これらの成分は
10wt％以下に抑えられることが好ましいことが
認められた。従つて本発明の部材の組合せに於け
る強化材としてのアルミナ−シリカ繊維の組成は
35〜65wt％Al₂O₃、65〜35wt％SiO₂、残部10wt
％以下の他の金属酸化物に設定される。 ブローイング法やスピニング法にて製造された
アルミナ−シリカ繊維は非晶質の繊維であり、、
繊維の硬さはHv700程度である。かかる非晶質状
態のアルミナ−シリカ繊維を950℃以上の温度に
加熱するムライト結晶が析出し、繊維の硬さが上
昇する。本願発明者等行つた実験的研究の結果に
よればムライト結晶量が15wt％程度に於て繊維
の硬さが急激に増大し、ムライト結晶量が19wt
％に於ては繊維の硬さがHv1000程度となり、ム
ライト結晶量がこれ以上に増大されても繊維の硬
さはそれ程増大しないことが認められた。かかる
ムライト結晶を含むアルミナ−シリカ繊維にて強
化された金属の耐摩耗性や強度はアルミナ−シリ
カ繊維自身の硬さとよく対応しており、ムライト
結晶量が15wt％以上、特に19wt％以上の場合に
耐摩耗性や強度に優れた複合材料を得ることがで
きる。従つて本発明の部材の組合せに於てはアル
ミナ−シリカ繊維のムライト結晶量は15wt％以
上、好ましくは19wt％以上とされる。 またブローイング法等によるアルミナ−シリカ
繊維の製造に於ては、繊維と同時に非繊維化粒子
が不可避的に多量に生成し、従つてアルミナ−シ
リカ繊維の集合体中には比較的多量の非繊維化粒
子が含まれている。アルミナ−シリカ繊維の特性
を向上させるべく繊維を熱処理してムライト結晶
の析出を行うと、非繊維化粒子もムライト結晶化
して硬化する。本願発明者等が行つた実験的研究
の結果によれば、特に粒径が150μを越える巨大
な粒子は複合材料の機械的性質や加工性を悪化さ
せ、複合材料の強度を低下せしめる原因となり、
更には粒子の脱落に起因して相手材に対し異常摩
耗の如き不具合を発生させる原因ともなる。従つ
て本発明の部材の組合せに於ては、アルミナ−シ
リカ繊維の集合体中に含まれる粒径150μ以上の
非繊維化粒子の含有量は5wt％以下、特に2wt％
以下、更には1wt％以下に抑えられる。 また本願発明者等が行つた実験的研究の結果に
よれば、上述の如き優れた性質を有するムライト
結晶を含むアルミナ−シリカ繊維を強化繊維と
し、アルミニウム、マグネシウム、銅、亜鉛、
鉛、スズ及びこれらを主成分とする合金をマトリ
ツクス金属とする複合材料が表面に窒化層を有す
る鋼と摩擦される場合に於ては、アルミナ−シリ
カ繊維の体積率が０〜３％、特に０〜２％の範囲
に於てアルミナ−シリカ繊維の体積率の増大とと
もに複合材料及び鋼の摩耗量が著しく減少し、ア
ルミナ−シリカ繊維の体積率が３％以上に、特に
４％以上に増大されても複合材料及び鋼の摩耗量
は殆んど変化しない。従つて本発明の部材の組合
せに於ては、アルミナ−シリカ繊維の体積率は２
％以上、特に３％以上、更には４％以上とされ
る。 更に本願発明者らが行つた実験的研究の結果に
よれば、第二の部材の摺動面部を構成する窒化さ
れた鋼の表面硬さHv（50g）は600以上、特に800
以上であることが好ましく、窒化層の厚さは5μ
以上、特に10μ以上であることが好ましい。 尚本発明の部材の組合せに於ける一方の部材用
の複合材料として、強度、耐摩耗性の如き機械的
性質に優れ、しかも相手材に対する摩擦摩耗特性
に優れた複合材料を得るためには、ムライト結晶
を含むアルミナ−シリカ繊維は、本願発明者等が
行つた実験的研究の結果によれば、短繊維の場合
には1.5〜5.0μの平均繊維径及び20μ〜３mmの平均
繊維長を有し、長繊維の場合には３〜30μの繊維
径を有することが好ましいことが認められた。 尚本発明による部材の組合せは、例えば自動車
用エンジンのシリンダピストン、ピストンリング
とピストンの如く、種々の機械装置等の部材の組
合せに対し適用されてよい。 以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例
について詳細に説明する。 実施例 １ イソライト・バブコツク耐火株式会社製アルミ
ナ−シリカ繊維（商品名「カオウール」、公称組
成：51wt％Al₂O₃、49wt％SiO₂）に対し脱粒処
理を行い、繊維集合体中に含まれる粒径150μ以
上の粒子含有量を0.4wt％とした後、それらの繊
維集合体を種々の高温度にて熱処理することによ
り、下記の表１に示されている如き種々のムライ
ト結晶量を有する繊維を形成した。

【表】 次いで上述の各アルミナ−シリカ繊維をそれぞ
れコロイダルシリカ中に分散させ、そのコロイダ
ルシリカを撹拌し、かくしてアルミナ−シリカ繊
維が均一に分散されたコロイダルシリカより真空
成形法により第１図に示されている如く80×80×
20mmの繊維形成体１を形成し、更にそれを600℃
にて焼成することにより個々のアルミナ−シリカ
繊維２をシリカにて結合させた。この場合、第１
図に示されている如く、個々のアルミナ−シリカ
繊維２はｘ−ｙ平面内に於てはランダムに配向さ
れ、ｚ方向に積重ねられた状態に配向された。 次いで第２図に示されている如く、繊維成形体
１を鋳型３のモールドキヤビテイ４内に配置し、
該モールドキヤビテイ内に730℃のアルミニウム
合金（JIS規格AC8A）の溶湯５を注湯し、該溶
湯を鋳型３に嵌合するプランジヤ６により1500
Kg／cm²の圧力に加圧し、その加圧状態を溶湯５が
完全に凝固するまで保持し、かくして第３図に示
されている如く外径110mm、高さ50mmの円柱状の
凝固体７を鋳造し、更に該凝固体に対し熱処理
T₇を施し、各凝固体よりアルミナ−シリカ繊維
を強化繊維としアルミニウム合金をマトリツクス
とする複合材料１′を切出し、それらの複合材料
より硬さ試験片及び摩耗試験用のブロツク試験を
機械加工によつて作成した。 かくして形成された硬さ試験片の被試験面を研
磨した後、アルミナ−シリカ繊維のビツカース硬
さを測定した。但し繊維自体の大きさは平均繊維
径が2.9μと非常に小さいため、硬さの測定が可能
な比較的粒径の大きい非繊維化粒子の硬さを測定
し、その値を以てアルミナ−シリカ繊維の硬さと
した。その測定結果をアルミナ−シリカ繊維中の
ムライト結晶量を横軸としアルミナ−シリカ繊維
の硬さを縦軸とする第４図に示す。この第４図よ
り、アルミナ−シリカ繊維の硬さは約10wt％以
下の範囲に於ては低いが、ムライト結晶含有量が
約15wt％以上になると著しく増大し、ムライト
結晶量が約20wt％以上に於てはほぼ一定の値と
なることが解る。 次に上述のブロツク試験片を順次摩擦摩耗試験
機にセツトし、相手部材である窒化処理されたス
テンレス鋼（JIS規格SUS420J2、表面硬さ
Hv1000、窒化層厚さ40μ）製の円筒試験片の外周
面と接触させ、それらの試験片の接触部に常温
（20℃）の潤滑油（キヤツスルモータオイル5W−
30）を供給しつつ、接触面圧20Kg/mm²、滑り速度
0.3m/secにて１時間円筒試験片を回転させる摩
耗試験を行なつた。尚この摩耗試験に於けるブロ
ツク試験片の被試験面は第１図に示されたｘ−ｙ
平面に垂直な平面であつた。摩耗試験の結果を第
５図に示す。尚第５図に於て、上半分はブロツク
試験片の摩耗量（摩耗痕深さμ）を表わしてお
り、下半分は相手部材である円筒試験片の摩耗量
（摩耗減量mg）を表わしている。 第５図より、軸受鋼を相手部材とする場合に
は、ブロツク試験片の摩耗量は、アルミナ−シリ
カ繊維中のムライト結晶量が０〜11wt％までの
範囲に於ては実質的に変化せず、ムライト結晶量
が11〜19wt％の範囲に於てはムライト結晶量の
増大につれて著しく減少し、ムライト結晶量が
19wt％以上に於ては実質的に一定の値になるの
に対し、円筒試験片の摩耗量はアルミナ−シリカ
繊維中のムライト結晶量の値に拘らず実質的に一
定の値であることが解る。 この第５図のムライト結晶量とブロツク試験片
の摩耗量との関係は第４図に示されたアルミナ−
シリカ繊維の硬さとムライト結晶量との関係に一
致しており、これら第４図及び第５図より、アル
ミナ−シリカ繊維を強化繊維としアルミニウム合
金をマトリツクスとする複合材料にて構成された
部材の摩耗量及びこれと摩擦摺動する窒化処理さ
れた鋼製の相手部材の摩耗量の両方を低減するた
めには、アルミナ−シリカ繊維はムライト結晶を
含む結晶質のアルミナ−シリカ繊維であることが
好ましく、特にアルミナ−シリカ繊維中のムライ
ト結晶量は15wt％以上、更には19wt％以上であ
ることが好ましいことが解る。 実施例 ２ 上述の実施例１よりアルミナ−シリカ繊維のム
ライト結晶量は15wt％以上であることが好まし
いことが解つたので、アルミナ−シリカ繊維の体
積率が如何なる値であることが適切であるかにつ
いての摩耗試験をアルミナ−シリカ繊維のムライ
ト結晶量を30wt％に設定して行つた。 まず49wt％Al₂O₃、51wt％SiO₂なる公称組成
を有するアルミナ−シリカ繊維に対し脱粒処理を
行うことにより、粒径150μ以上の粒子量を0.1％
とした後、熱処理によりムライト結晶量を30wt
％とした。次いで繊維の体積率が下記の表２に示
されている如き種々の値となるよう、上述の実施
例１の場合と同一の要領にてアルミナ−シリカ繊
維よりなる繊維成形体を形成し、該繊維成形体を
強化材とし、アルミニウム合金（JIS規格AC8A）
をマトリツクスとする複合材料を高圧鋳造法（湯
温730℃、溶湯に対する加圧力1000Kg/cm²）にて製
造し、各複合材料に対しT₇熱処理を施した後、
大きさが16×６×10mmであり、その一つの面（16
×10mm）を試験面とするブロツク試験片B₁〜B₅
を作成した。また比較例としてアルミニウム合金
（JIS規格AC8A）のみよりなる同一寸法のブロツ
ク試験片B₀を作成した。

【表】

【表】 次いでかくして作成された各ブロツク試験片に
ついて、上述の実施例１の場合と同一の条件に
て、窒化処理されたステンレス鋼（JIS規格
SUS420J2、表面硬さHv1000、窒化層厚さ40μ）
製の円筒試験片を相手部材とする摩耗試験を行つ
た。この摩耗試験の結果を第６図に示す。第６図
に於て上半分はブロツク試験片の摩耗量（摩耗痕
深さμ）を表しており、下半分は相手部材である
円筒試験片の摩耗量（摩耗減量mg）を表してい
る。 第６図より、ムライト結晶を含むアルミナ−シ
リカ繊維にて強化された複合材料及び窒化処理さ
れた鋼の摩耗量は、アルミナ−シリカ繊維の体積
率が０〜３％の範囲、特に０〜２％の範囲に於て
はアルミナ−シリカ繊維の体積率の増大とともに
著しく減少し、アルミナ−シリカ繊維の体積率が
４％以上、特に６％以上に増大されても複合材料
及び窒化処理された鋼の摩耗量は実質的に変化さ
ず、従つて複合材料及び鋼の摩耗量を低減するた
めにはアルミナ−シリカ繊維の体積率は２％以
上、特に３％以上、更には４％以上であることが
好ましいことが解る。 尚アルミナ−シリカ繊維の体積率をパラメータ
とする上述の実施例２と同様の摩耗試験をマトリ
ツクス金属がマグネシウム合金、銅合金、亜鉛合
金、鉛合金、スズ合金である複合材料よりなるブ
ロツク試験片についても行つたところ、第６図に
示された結果と同様の傾向を示す結果が得られ
た。 実施例 ３ 上述の実施例１の場合と同一の要領により下記
の表３に（化学組成は公称組成）に示されたアル
ミナ−シリカ繊維にて繊維成形体を形成し、該繊
維成形体を強化材とし、アルミニウム合金（JIS
規格AC8A）をマトリツクスとする複合材料を高
圧鋳造法（湯温730℃、溶湯に対する加圧力1000
Kg／cm²）にて製造し、複合材料に対しT₇熱処理を
施した後、大きさが16×６×10mmであり、その一
つの面（16×10mm）を試験面とするブロツク試験
片C₁及びC₂を作成した。また比較例として、ア
ルミニウム合金（JIS規格AC8A）のみよりなる
同一寸法のブロツク試験片C₀を作成した。

【表】 これらの試験片を順次LFW摩擦摩耗試験機に
セツトし、相手部材である外径35mm、内径30mm、
幅10mmの鋼製の円筒試験片の外周面と接触させ、
それら試験片の接触部に常温の潤滑油（キヤツス
ルモータオイル5W−30）を供給しつつ、面圧20
Kg／mm²、すべり速度0.3m/secにて円筒試験片を１
時間回転させる摩耗試験を以下の表４に示すブロ
ツク試験片と円筒試験片との組合せC₀〜C₂につ
いて行なつた。尚組合せC₂の円筒試験片の窒化
層の厚さは20μであつた。

【表】

【表】 上述の摩耗試験の結果を第７図に示す。尚第７
図に於て、上半分はブロツク試験片の摩耗量（摩
耗痕深さμ）を表しており、下半分は相手材であ
る円筒試験片の摩耗量（摩耗減量mg）を表してお
り、記号C₀〜C₂はそれぞれ上掲の表４に於ける
試験片の組合せC₀〜C₂に対応している。 この第７図より、ブロツク試験片C₁及びC₂の
摩耗量はアルミニウム合金のみよりなるブロツク
試験片C₀に比して遥かに小さく、特にブロツク
試験片C₂の摩耗量はブロツク試験片C₁よりも小
さいことが解る。また相手材としての円筒試験片
の摩耗量は組合せC₂の場合が最も小さい値であ
ることが解る。 実施例 ４ 前述の実施例１の場合と同一の要領にて下記の
表５（化学組成は公称組成）に示されたアルミナ
−シリカ繊維よりなる繊維成形体を形成し、該繊
維成形体を強化材とし、マグネシウム合金（JIS
規格MDC1−Ａ）をマトリツクスとする複合材料
を高圧鋳造法（湯温750℃、溶湯に対する加圧力
1500Kg/cm²）にて製造し、上述の実施例３の場合
と同一の寸法のブロツク試験片D₁を作成した。
また比較例としてマグネシウム合金（JIS規格
MDC1−Ａ）のみよりなる同一寸法のブロツク試
験片D₀を作成した。これらのブロツク試験片に
ついて上述の実施例３の場合と同様の摩耗試験を
行なつた。但しこの場合相手材としての円筒試験
片は上掲の表４に示されている如く窒化処理され
た軸受鋼（JIS規格SUJ2、表面硬さHv（50Kg）
630、窒化層厚さ7μ）製であり、面圧を５Kg/mm²
に設定して30分間に亙り試験を行なつた。尚組合
せD₁の円筒試験片の窒化層の厚さは7μであつた。

【表】 この摩耗試験の結果を第８図に示す。第８図に
於て上半分はブロツク試験片の摩耗量（摩耗痕深
さμ）を表わしており、下半分は相手部材である
円筒試験片の摩耗量（摩耗減量mg）を表わしてい
る。この第８図より、マトリツクスがマグネシウ
ム合金である場合にも、アルミナ−シリカ繊維の
体積率、アルミナ−シリカ繊維のムライト結晶量
及び窒化処理された鋼の硬さが本発明の範囲に属
するものである場合には、ブロツク試験片及び円
筒試験片両方の摩耗量が非常に小さい値になるこ
とが解る。 実施例 ５ まずアルミナ−シリカ繊維の体積率が2.0％に
なるよう、下記の表６（化学組成は公称組成）に
示されたアルミナ−シリカ繊維と銅合金（Cu−
10wt％Sn）粉末とを秤量し、これに少量のエタ
ノールを添加してスターラーにて約30分間混合し
た。かくして得られた混合物を80℃にて５時間乾
燥した後、横断面の寸法が15.02×6.52mmのキヤ
ビテイを有する金型内に所定量の混合物を充填
し、その混合物をパンチにて4000Kg/cm²の圧力に
て圧縮することにより板状に成形した。次いで分
解アンモニアガス（露点−30℃）雰囲気に設定さ
れたバツチ型焼結炉にて各板状体を770℃にて30
分間加熱することにより焼結し、焼結炉内の冷却
ゾーンにて徐冷することにより複合材料を製造し
た。

【表】 かくして得られた複合材料より摩擦摩耗試験用
のブロツク試験片E₁を形成し、上述の実施例１
の場合と同一の条件にて窒化処理されたステンレ
ス鋼（JIS規格SUS420J2、表面硬さHv1000、窒
化層厚さ40μ）製の円筒試験片を相手部材とする
摩耗試験を行つた。また比較の目的で銅合金
（Cu−10wt％Sn）のみよりなるブロツク試験片
E₀についても同様の摩耗試験を行つた。尚組合
せE₁の円筒試験片の窒化層の厚さは40μであつ
た。 この摩耗試験の結果を第９図に示す。第９図に
於て上半分はブロツク試験片の摩耗量（摩耗痕深
さμ）を表わしており、下半分は相手部材である
円筒試験片の摩耗量（摩耗減量mg）を表わしてい
る。第９図より、マトリツクスが銅合金である場
合にも、アルミナーシリカ繊維の体積率、アルミ
ナ−シリカ繊維のムライト結晶量及び窒化処理さ
れた鋼の硬さが本発明の範囲に属するものである
場合には、ブロツク試験片及び円筒試験片両方の
摩耗量が非常に小さい値になることが解る。また
この実施例より、複合材料のマトリツクスがそれ
自身の摩耗特性に優れている銅合金である場合
は、マトリツクスがアルミニウム合金等の場合に
比してアルミナ−シリカ繊維の体積率が小さい値
であつてよいことが解る。 尚実施例４及び５の摩耗試験と同様の摩耗試験
を、マトリツクスがスズ合金、鉛合金、亜鉛合金
である点を除き同様に形成された複合材料より切
出されたブロツク試験片についても行なつたとこ
ろ、第８図及び第９図に示された結果と同様、ア
ルミナ−シリカ繊維の体積率、アルミナ−シリカ
繊維のムライト結晶量及び窒化処理された鋼の硬
さが本発明の範囲に属する場合には、ブロツク試
験片及び円筒試験片両方の摩耗量が非常に小さい
値になることが解つた。 上述の各実施例の結果より、互いに当接して相
対的に摺動する二つの部材の組合せであつて、そ
の一方の部材がムライト結晶を含むアルミナ−シ
リカ繊維を強化材とし、アルミニウム合金の如き
金属をマトリツクスとする複合材料にて構成され
ており、その他方の部材が窒化処理された鋼にて
構成されている如き二つの部材の組合せに於て
は、前記一方の部材を構成する複合材料は35〜
65wt％Al₂O₃、65〜35wt％SiO₂、残部10wt％以
下の他の金属酸化物なる組成を有しムライト結晶
量が15wt％以上であるアルミナ−シリカ繊維で
あつて、その集合体中に含まれる粒径150μ以上
の非繊維化粒子の含有量が5wt％以下であるアル
ミナ−シリカ繊維を強化材としアルミニウム、マ
グネシウム、スズ、銅、鉛、亜鉛、及びこれらを
主成分とする合金よりなる群より選択された金属
をマトリツクスとし、アルミナ−シリカ繊維の体
積率が２％以上である複合材料であり、前記他方
の部材を構成する窒化処理された鋼はその硬さ
Hv（50g）が600以上の鋼であることが好ましいこ
とが解る。 以上に於ては本発明を幾つかの実施例について
詳細に説明したが、本発明はこれらの実施例に限
定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の
種々の実施例が可能であることは当業者にとつて
明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はムライト結晶を含むアルミナ−シリカ
繊維よりなる繊維成形体の繊維配向状態を示す解
図、第２図は高圧鋳造法による複合材料の製造工
程を示す解図、第３図は第２図の高圧鋳造により
形成された凝固体を示す斜視図、第４図はアルミ
ナ−シリカ繊維中のムライト結晶量とアルミナ−
シリカ繊維の硬さとの関係を示すグラフ、第５図
はムライト結晶を含むアルミナ−シリカ繊維にて
強化されたアルミニウム合金よりなる複合材料に
ついて窒化処理されたステンレス鋼を相手材とし
て行われた摩耗試験の結果をムライト結晶量を横
軸にとつて示すグラフ、第６図は種々の体積率の
アルミナ−シリカ繊維にて強化されたアルミニウ
ム合金よりなる複合材料について窒化処理された
ステンレス鋼を相手材として行われた摩耗試験の
結果を示すグラフ、第７図はムライト結晶を含む
アルミナ−シリカ繊維にて強化されたアルミニウ
ム合金よりなる複合材料及びアルミニウム合金に
ついて、ステンレス鋼及び窒化処理されたステン
レス鋼を相手材として行われた摩耗試験の結果を
示すグラフ、第８図はムライト結晶を含むアルミ
ナ−シリカ繊維にて強化されたマグネシウム合金
よりなる複合材料及びマグネシウム合金について
軸受鋼及び窒化処理された軸受鋼を相手材として
行われた摩耗試験の結果を示すグラフ、第９図は
ムライト結晶を含むアルミナ−シリカ繊維にて強
化されたアルミニウム合金よりなる複合材料及び
アルミニウム合金についてステンレス鋼及び窒化
処理されたステンレス鋼を相手材として行われた
摩耗試験の結果を示すグラフである。 １…繊維成形体、１′…複合材料、２…アルミ
ナ−シリカ繊維、３…鋳型、４…モールドキヤビ
イテイ、５…溶湯、６…プランジヤ、７…凝固
体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに当接して相対的に摺動する第一の部材
   と第二の部材との組合せにして、前記第一の部材
   の少なくとも前記第二の部材に対する摺動面部は
   35〜65wt％Al₂O₃、65〜35wt％SiO₂、残部10wt
   ％以下の他の金属酸化物なる組成を有しムライト
   結晶量が15wt％以上であるアルミナーシリカ繊
   維であつて、その集合体中に含まれる粒径150μ
   以上の非繊維化粒子の含有量が5wt％以下である
   アルミナ−シリカ繊維を強化材としアルミニウ
   ム、マグネシウム、スズ、銅、鉛、亜鉛、及びこ
   れらを主成分とする合金よりなる群より選択され
   た金属をマトリツクスとし、アルミナ−シリカ繊
   維の体積率が２％以上である複合材料にて構成さ
   れており、前記第二の部材の少なくとも前記第一
   の部材に対する摺動面部は表面硬さHv（50g）が
   600以上の窒化層を含む鋼にて構成されているこ
   とを特徴とする部材の組合せ。 ２ 特許請求の範囲第１項の部材の組合せに於
   て、前記アルミナ−シリカ繊維のムライト結晶量
   は19wt％以上であることを特徴とする部材の組
   合せ。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項の部材の組
   合せに於て、アルミナ−シリカ繊維の集合体中に
   含まれる粒径150μ以上の非繊維化粒子の含有量
   は1wt％以下であることを特徴とする部材の組合
   せ。