JPH0475300B2 - - 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
鋳鉄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せることが多い。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
が鋳鉄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
強化材として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、その他の部材が鋳鉄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系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１％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
する摺動面部は鋳鉄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
〓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１
％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
遊離黒鉛を含み自己潤滑性に優れた鋳鉄にて構成
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−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で、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プ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
熱すると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
リカ繊維の集合対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さに於ては、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鋳鉄と摩擦される場
合に於ては、アルミナ−シリカ繊維の体積率が０
〜1.5％、特に０〜１％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2.5〜25％の範囲にて増大されても複合材
料の摩耗量は殆んど変化しないが、アルミナ−シ
リカ繊維の体積率が25％を越えるとアルミナ−シ
リカ繊維の体積率の増大につれて僅かに増大す
る。一方相手材としての鋳鉄の摩耗量はアルミナ
−シリカ繊維の体積率が０〜23％の範囲に於ては
アルミナ−シリカ繊維の体積率の値に拘らず実質
的に一定であるが、アルミナ−シリカ繊維の体積
率が23％、特に25％以上になるとアルミナ−シリ
カ繊維の体積率の増大とともに漸次増大する。従
つて本発明の部材の組合せに於ては、アルミナ−
シリカ繊維の体積率は１％以上、特に1.5〜25％、
更には2.5〜23％とされる。 更に本願発明者等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鋳鉄は
任意の鋳鉄であつてよいが、特に球状黒鉛鋳鉄又
は低合金片状黒鉛鋳鉄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
を含むアリムナ−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アより真空
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片
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−シリカ繊維の中
のムライト結晶量を横軸としてアルミナ−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
にセツトし、相手部材である球状黒鉛鋳鉄（JIS
規格FCD70）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の常温（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、球状黒鉛鋳鉄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。尚この摩耗試験と同
様の摩耗試験をねずみ鋳鉄製の円筒試験片を相手
部材として行つたところ、第５図に示された結果
と同様の傾向を示す結果が得られた。 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鋳鉄製の相手
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20wt％に設定して行つた。 まず49wt％Al₂O₃、51wt％SiO₂な公称組成を
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20wt％
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の場合と同一の要素にてアルミナ−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1500Kg／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16×16×10mm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】 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、球状黒鉛鋳鉄（JIS規格FCD70）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の摩耗量は、ア
ルミナ−シリカ繊維の体積率が０〜1.5％の範囲、
特に０〜１％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2.5〜25％の範囲にて
増大されても複合材料の摩耗量は実質的に変化せ
ず、アルミナ−シリカ繊維の体積率が25％を越え
るとアルミナ−シリカ繊維の体積率の増大ととも
に僅かに増大することが解る。一方球状黒鉛鋳鉄
の摩耗量は、アルミナ−シリカ繊維の体積率が０
〜23％の範囲に於てはアルミナ−シリカ繊維の体
積率に拘らず実質的に一定であるが、アルミナ−
シリカ繊維の体積率が23％、特に25％を越えると
アルミナ−シリカ繊維の体積率の増大とともに漸
次増大することが解る。従つて複合材料及び球状
黒鉛鋳鉄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１％以上、特に1.5〜25％、
更には2.5〜23％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
ロツク試験片及びねじみ鋳鉄、低合金球状黒鉛鋳
鉄製の円筒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（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1500
Kg／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
一つの面（16×10mm）を試験面とするブロツク試
験片C₂及びC₅を作成した。また前述のアルミナ
−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700℃、溶湯に対する加圧力
1500Kg／cm²）にて製造し、ブロツク試験片C₂及
びC₅と同一の寸法のブロツク試験片C₆を作成し
た。

【表】

【表】

【表】 またアルミナ−シリカ繊維の体積率が2.0％に
なるよう、上掲の表４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。次いでかくして製造され
た複合材料によりブロツク試験片C₂などと同様
のブロツク試験片C₇を作成した。 更に比較の目的で、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C₁を作成し、またブロツク試験片C₂の場合と
同一の条件の高圧鋳造法により、非晶質のアルミ
ナ−シリカ繊維を強化材としてアルミニウム合金
をマトリツクスとし繊維体積率が7.4％である複
合材料、及びアルミナ繊維を強化材としアルミニ
ウム合金をマトリツクスとし繊維体積率が5.7％
である複合材料を製造し、これらの複合材料より
同様のブロツク試験片C₃及びC₄を作成した。 これらのブロツク試験片を順次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の球状黒鉛鋳鉄又は低合金片状黒
鉛鋳鉄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）を提供しつつ、面圧20Kg／
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５に示すブロツ
ク試験片と円筒試験片との組合せC₁〜C₇につい
て行なつた。

【表】 この摩耗試験の結果を第７図に示す。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７図に於て、組合せC₂、C₅〜C₇と組合せC₁、
C₃、C₄との比較より、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
及び粒径150μ以上の非繊維化粒子の含有量等が
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。特に組合せC₂とC₅
との比較より、円筒試験片の構成材料が低合金片
状黒鉛鋳鉄である場合には、球状黒鉛鋳鉄の場合
に比してブロツク試験片及び円筒試験片両方の摩
耗量が更に小さくなることが解る。また組合せ
C₂及びC₅と組合せC₆及びC₇との比較より、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のに対し、
複合材料のマトリツクスが比較的軟らかいマグネ
シウム合金である場合には、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
繊維の体積率が幾分か高い値に設定されることが
好ましことが解る。 尚実施例３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も行なつたところ、第７
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
量及び粒径150μ以上の非繊維化粒子の含有量等
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、その他方の部材が鋳鉄にて構成されてい
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
を強化材としてアルミニウム、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
金に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１％以
上である複合材料であり、前記他方の部材を構成
する鋳鉄は球状黒鉛鋳鉄、特に低合金片状黒鉛鋳
鉄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
ついて球状黒鉛鋳鉄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
複合材料について球状黒鉛鋳鉄を相手材として行
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を含む
種々の複合材料について、球状黒鉛鋳鉄及び低合
金片状黒鉛鋳鉄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−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１％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鋳鉄にて構成されてい
   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。 ４ 特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れかの
   部材の組合せに於て、アルミナ−シリカ繊維の体
   積率は1.5〜25％であることを特徴とする部材の
   組合せ。