JPH0480983B2 - - Google Patents
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- JPH0480983B2 JPH0480983B2 JP60238693A JP23869385A JPH0480983B2 JP H0480983 B2 JPH0480983 B2 JP H0480983B2 JP 60238693 A JP60238693 A JP 60238693A JP 23869385 A JP23869385 A JP 23869385A JP H0480983 B2 JPH0480983 B2 JP H0480983B2
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- Japan
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- sprayed
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- sliding
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J1/00—Pistons; Trunk pistons; Plungers
- F16J1/02—Bearing surfaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/18—Other cylinders
- F02F1/20—Other cylinders characterised by constructional features providing for lubrication
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/04—Heavy metals
- F05C2201/0403—Refractory metals, e.g. V, W
- F05C2201/0409—Molybdenum
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/04—Heavy metals
- F05C2201/0469—Other heavy metals
- F05C2201/0475—Copper or alloys thereof
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は高面圧下でも耐摩耗性及び耐焼付性に
優れた摺動部材に関するものである。 （従来の技術） 近年、自動車の高出力化及び低熱費化の要求か
ら各種摺動部材、例えばシフトフオーク爪部、シ
ンクロナイザリング内面、シリンダライナ内面、
ピストンリング、ミツシヨン摩擦板等はより高面
圧下で使用されるようになつてきた。そうした場
合の摺動部では焼付きや異常摩耗を引き起こしや
すいことから摺動部材の性能、特に耐焼付性、耐
摩耗性を従来以上に向上させることが要求されて
いる。摺動部材のうち例えばシフトフオークにつ
いてみると、従来は爪部に高周波焼入、硬質クロ
ムめつき、アルミブロンズ溶射などが行なわれて
きたが、最近の過酷な摺動条件下ではもはや適応
できなくなりつつある。このため、摺動部表面に
より摺動特性の優れた材料をプラズマ溶射等によ
り溶射して、摺動特性を向上させる方法が広く用
いられている。従来用いられている溶射材料とし
ては、例えばモリブデン（Mo）、鉄−クロム
（Fe−Cr）、鉄−炭素（Fe−0.8C；炭素含有量0.8
重量％）、アルミナ−チタニア（Al2O3−TiO2）
等が挙げられる。 しかしながら、上記従来の溶射材料を用いる場
合には以下のような問題点があつた。すなわち、
Mo溶射においてはMoが資源上の問題もあり非
常に高コストとなる。Fe−Cr溶射は溶射材料自
体の耐摩耗性は優れているが、相手材に対する攻
撃性が大きく相手材を摩耗させ易い。又、Fe−
0.8C溶射は溶射材料自体の耐摩耗性に問題があ
る。更に、Al2O3−TiO2溶射に代表されるセラミ
ツク粉末を用いた溶射は、耐摩耗性は優れている
が相手材に対する攻撃性が大きいため相手材を摩
耗させ易く、又、金属母材との十分な密着力が得
られ難く、衝撃荷重や振動等の作用する部品では
金属母材と剥離し易い。 他に最近の公知技術として、２ないし30重量％
のモリブデンと残部アルミニウム合金又は銅合金
とからなる溶射層を基材上に設けたことを特徴と
する摺動部材が提案されている。（特公昭58−
10986号公報参照）。該部材は硬さHv：100〜200
程度の過共晶Al−Si等のAl合金溶射層に、単独
溶射層としてはHv：500〜600程度の硬さを持ち
且つ耐焼付性の良いMoを２〜30重量％添加した
溶射層とすることによりMo単独層と同等の性能
を得ようとするものであつた。このような部材に
よつて得られたシフトフオーク、シンクロナイザ
リング等の自動車部品は通常の摺動条件、すなわ
ち面圧が約２Kg／mm2以下においては優れた耐摩
耗性並びに耐焼付性を示す。しかしこの場合２な
いし30重量％のMo含有率では第５図に示すよう
にAl−Si合金２中にMo３が点在するような分布
状態であり、今後求められるより高面圧の摺動条
件、例えば後述の性能試験２で示すように、面圧
５Kg／mm2、シンクロ回転数6000rpmという条件
下では、上記摺動部材は充分な耐摩耗性を有する
とはいえないことが判つた。上記試験での摺動面
の観察から、第４図に示したように溶射層の表面
にMo３が露出している部分では、溶射表面が残
存しているが、摺動前表層面４の大部分を占める
硬さの低いAl−Si２は削られており、これによ
り生じる表層部の凹凸により摩擦係数の低下をき
たすことが判つた。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記従来技術における問題点を解決す
るためのものであり、その目的とするところは３
〜６Kg／mm2にも及ぶ程度の高面圧下に置かれて
も耐摩耗性が優れ、相手材に対する攻撃性が小さ
く且つ耐焼付性にも優れた安価な摺動部材を提供
することにある。 （問題点を解決するための手段） すなわち本発明の摺動部材は基材の摺動部表面
に２ないし30重量％のモリブデン（Mo）と残部
アルミニウム合金または銅合金とからなる溶射層
（以下「下層」という）の上に、30ないし95重量
％のMoと残部アルミニウム合金または銅合金と
からなる少なくとも5μm以上の厚さをもつ別の溶
射層（以下「上層」という）を設けたことを特徴
とする。 以下に本発明をさらに詳しく説明する。 本発明にて使用されるアルミニウム合金として
はアルミニウム−ケイ素（Al−Si）合金、また
はアルミニウム−鉛（Al−Pb）合金などがある
が特に過共晶Al−Si合金が好ましい。また、銅
合金としてはアルミブロンズ合金または燐青銅合
金などが使用され特にアルミブロンズ合金が好ま
しい。 溶射材料の調整としては、マトリツクス材料と
してのアルミニウム合金や銅合金とMoの各粉末
溶射材料（100〜400メツシユ）を別個に溶射装置
に供給し同時に溶射させて目的とする溶射層を形
成させてもよいし、また溶射装置への供給前にあ
らかじめマトリツクス材料とMo粉末とを混合さ
せたもの、またはマトリツクス材料表面にMo粉
末を付着させた複合材料を用いて行なつてもよ
い。なお基材の摺動中の面圧を保つために25μRZ
程度以上の表面の凹凸が必要であるから、下層用
のマトリツクス材料は溶射後30ないし70μRZの凹
凸を有するAl−Si系が好ましい。 溶射方法としてはガス溶線式、ガス粉末式プラ
ズマ式、爆発式のいずれでもよい。これらの場
合、上層のMo含有量と下層のMo含有量に差異
を設けるよう溶射する必要があるが、それには前
述のマトリツクス材料とMo粉末の供給量比を変
化させること、途中より両粉末の混合比を変える
こと、もしくはマトリツクス材料表面にMo粉末
の付着量を変化させた複合材料を用いることによ
り達成できる。 基材としては鋳鉄、鋼などの鉄系合金またはア
ルミ合金などの軽合金が使用されるが、これら基
材表面は通常30〜50μm程度の凹凸があるため、
充分な厚さに溶射しないと基材の露出が起つた
り、溶射層と基材との接着力が弱くなるため、溶
射層（上層＋下層）の厚さは50μm以上が好まし
い。また上層の厚さとしては、高面圧時の耐摩耗
性、耐焼付性を保つために5μm以上あればよいこ
とが判つた。このことはMo低含有の下層を設け
ることにより、Mo高含有の上層をかなり薄くで
きること即ち、全体的にMo使用量を減少できる
ことを意味しており、資源問題上及びコスト面で
有利となる。 Mo含有量について述べると、上層において30
％以下では、３〜６Kg／mm2程の高面圧による圧
縮応力に耐えることができず耐摩耗性、耐焼付性
が低下し、また100％近いものでは相手部材の摩
耗が著しく増加する。従つて上層のMo含有量を
30ないし95％とした。この場合、下層がAl−Si
のみのようなやわらかい（Hv：150〜200）もの
である場合には高圧縮力により上層が下層に沈み
こむようになり、上層の耐摩耗性の効果が十分で
なくなるため、下層の硬さはHv：200〜250程度
が好ましくそのためには下層中のMo含有量は２
ないし30％必要である。 以上のことより、上層の硬さがHv：250ないし
500であつて、想定断面が第２図の如く、Al−Si
合金２の中にMo３が低率分布した下層と、
中・高率分布した上層とからなる溶射層を基材
１上に有する摺動部材が得られる。 以下に実施例を揚げ本発明を更に詳しく説明す
る。また本発明の効果を確認するための性能試験
を併記した。
優れた摺動部材に関するものである。 （従来の技術） 近年、自動車の高出力化及び低熱費化の要求か
ら各種摺動部材、例えばシフトフオーク爪部、シ
ンクロナイザリング内面、シリンダライナ内面、
ピストンリング、ミツシヨン摩擦板等はより高面
圧下で使用されるようになつてきた。そうした場
合の摺動部では焼付きや異常摩耗を引き起こしや
すいことから摺動部材の性能、特に耐焼付性、耐
摩耗性を従来以上に向上させることが要求されて
いる。摺動部材のうち例えばシフトフオークにつ
いてみると、従来は爪部に高周波焼入、硬質クロ
ムめつき、アルミブロンズ溶射などが行なわれて
きたが、最近の過酷な摺動条件下ではもはや適応
できなくなりつつある。このため、摺動部表面に
より摺動特性の優れた材料をプラズマ溶射等によ
り溶射して、摺動特性を向上させる方法が広く用
いられている。従来用いられている溶射材料とし
ては、例えばモリブデン（Mo）、鉄−クロム
（Fe−Cr）、鉄−炭素（Fe−0.8C；炭素含有量0.8
重量％）、アルミナ−チタニア（Al2O3−TiO2）
等が挙げられる。 しかしながら、上記従来の溶射材料を用いる場
合には以下のような問題点があつた。すなわち、
Mo溶射においてはMoが資源上の問題もあり非
常に高コストとなる。Fe−Cr溶射は溶射材料自
体の耐摩耗性は優れているが、相手材に対する攻
撃性が大きく相手材を摩耗させ易い。又、Fe−
0.8C溶射は溶射材料自体の耐摩耗性に問題があ
る。更に、Al2O3−TiO2溶射に代表されるセラミ
ツク粉末を用いた溶射は、耐摩耗性は優れている
が相手材に対する攻撃性が大きいため相手材を摩
耗させ易く、又、金属母材との十分な密着力が得
られ難く、衝撃荷重や振動等の作用する部品では
金属母材と剥離し易い。 他に最近の公知技術として、２ないし30重量％
のモリブデンと残部アルミニウム合金又は銅合金
とからなる溶射層を基材上に設けたことを特徴と
する摺動部材が提案されている。（特公昭58−
10986号公報参照）。該部材は硬さHv：100〜200
程度の過共晶Al−Si等のAl合金溶射層に、単独
溶射層としてはHv：500〜600程度の硬さを持ち
且つ耐焼付性の良いMoを２〜30重量％添加した
溶射層とすることによりMo単独層と同等の性能
を得ようとするものであつた。このような部材に
よつて得られたシフトフオーク、シンクロナイザ
リング等の自動車部品は通常の摺動条件、すなわ
ち面圧が約２Kg／mm2以下においては優れた耐摩
耗性並びに耐焼付性を示す。しかしこの場合２な
いし30重量％のMo含有率では第５図に示すよう
にAl−Si合金２中にMo３が点在するような分布
状態であり、今後求められるより高面圧の摺動条
件、例えば後述の性能試験２で示すように、面圧
５Kg／mm2、シンクロ回転数6000rpmという条件
下では、上記摺動部材は充分な耐摩耗性を有する
とはいえないことが判つた。上記試験での摺動面
の観察から、第４図に示したように溶射層の表面
にMo３が露出している部分では、溶射表面が残
存しているが、摺動前表層面４の大部分を占める
硬さの低いAl−Si２は削られており、これによ
り生じる表層部の凹凸により摩擦係数の低下をき
たすことが判つた。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記従来技術における問題点を解決す
るためのものであり、その目的とするところは３
〜６Kg／mm2にも及ぶ程度の高面圧下に置かれて
も耐摩耗性が優れ、相手材に対する攻撃性が小さ
く且つ耐焼付性にも優れた安価な摺動部材を提供
することにある。 （問題点を解決するための手段） すなわち本発明の摺動部材は基材の摺動部表面
に２ないし30重量％のモリブデン（Mo）と残部
アルミニウム合金または銅合金とからなる溶射層
（以下「下層」という）の上に、30ないし95重量
％のMoと残部アルミニウム合金または銅合金と
からなる少なくとも5μm以上の厚さをもつ別の溶
射層（以下「上層」という）を設けたことを特徴
とする。 以下に本発明をさらに詳しく説明する。 本発明にて使用されるアルミニウム合金として
はアルミニウム−ケイ素（Al−Si）合金、また
はアルミニウム−鉛（Al−Pb）合金などがある
が特に過共晶Al−Si合金が好ましい。また、銅
合金としてはアルミブロンズ合金または燐青銅合
金などが使用され特にアルミブロンズ合金が好ま
しい。 溶射材料の調整としては、マトリツクス材料と
してのアルミニウム合金や銅合金とMoの各粉末
溶射材料（100〜400メツシユ）を別個に溶射装置
に供給し同時に溶射させて目的とする溶射層を形
成させてもよいし、また溶射装置への供給前にあ
らかじめマトリツクス材料とMo粉末とを混合さ
せたもの、またはマトリツクス材料表面にMo粉
末を付着させた複合材料を用いて行なつてもよ
い。なお基材の摺動中の面圧を保つために25μRZ
程度以上の表面の凹凸が必要であるから、下層用
のマトリツクス材料は溶射後30ないし70μRZの凹
凸を有するAl−Si系が好ましい。 溶射方法としてはガス溶線式、ガス粉末式プラ
ズマ式、爆発式のいずれでもよい。これらの場
合、上層のMo含有量と下層のMo含有量に差異
を設けるよう溶射する必要があるが、それには前
述のマトリツクス材料とMo粉末の供給量比を変
化させること、途中より両粉末の混合比を変える
こと、もしくはマトリツクス材料表面にMo粉末
の付着量を変化させた複合材料を用いることによ
り達成できる。 基材としては鋳鉄、鋼などの鉄系合金またはア
ルミ合金などの軽合金が使用されるが、これら基
材表面は通常30〜50μm程度の凹凸があるため、
充分な厚さに溶射しないと基材の露出が起つた
り、溶射層と基材との接着力が弱くなるため、溶
射層（上層＋下層）の厚さは50μm以上が好まし
い。また上層の厚さとしては、高面圧時の耐摩耗
性、耐焼付性を保つために5μm以上あればよいこ
とが判つた。このことはMo低含有の下層を設け
ることにより、Mo高含有の上層をかなり薄くで
きること即ち、全体的にMo使用量を減少できる
ことを意味しており、資源問題上及びコスト面で
有利となる。 Mo含有量について述べると、上層において30
％以下では、３〜６Kg／mm2程の高面圧による圧
縮応力に耐えることができず耐摩耗性、耐焼付性
が低下し、また100％近いものでは相手部材の摩
耗が著しく増加する。従つて上層のMo含有量を
30ないし95％とした。この場合、下層がAl−Si
のみのようなやわらかい（Hv：150〜200）もの
である場合には高圧縮力により上層が下層に沈み
こむようになり、上層の耐摩耗性の効果が十分で
なくなるため、下層の硬さはHv：200〜250程度
が好ましくそのためには下層中のMo含有量は２
ないし30％必要である。 以上のことより、上層の硬さがHv：250ないし
500であつて、想定断面が第２図の如く、Al−Si
合金２の中にMo３が低率分布した下層と、
中・高率分布した上層とからなる溶射層を基材
１上に有する摺動部材が得られる。 以下に実施例を揚げ本発明を更に詳しく説明す
る。また本発明の効果を確認するための性能試験
を併記した。
【表】
実施例 １
外径35mm、内径30mm、幅10mmの鋼（JIS規格
SUJ2相当）製の円筒試験片の外周面に第１表に
示すような組成の混合粉末をプラズマ溶射により
200μmの厚さに溶射して摩擦摩耗試験片を作成し
た。ここで過共晶Al−Si合金としてAl−23％Si
合金を用い、粉末粒度はAl−Si合金、Moとも
100〜400メツシユの範囲内のものを用いた。これ
らのAl−Si合金とMoの混合比をＢ〜Ｋの範囲で
変化させた。また比較材として円筒試験片にCr
メツキを施したものも作成した。溶射は基剤を脱
脂、シヨツトブラストの前処理をした後150〜200
℃に予熱して次の条件で行なつた。 ガスはN2（7.08／分）＋H2（4.7／分）を使
用し、溶射距離120mm、粉末供給速度を50g／分
に設定して行なつた。また相手側試験片としては
SUJ2の板状試験片を用いた。なお溶射装置とし
てメトコ（METCO）社製3M型プラズマ溶射装
置を用いた。 上記のごとく次の性能試験１に付すための試験
用溶射リング材Ｂ〜Ｋ、並びにCrメツキリング
材Ａを得た。 性能試験 １ 実施例１で得た試験片Ａ〜ＫをLFW（摩擦摩
耗）試験にかけ、各試験片の溶射層と相手材の摩
耗量を測定した。なお相手材としてはSUJ2の板
状試験片を用い、摩耗条件としては面圧５Kg／
mm2、円筒試験片の回転数200rpm、オイルはトラ
ンスミツシヨンオイルを使用し、試験開始１時間
後に測定した。この摩耗試験の結果を第１図に示
す。なお第１図中、棒グラフ下の数字は溶射層中
のMo含有率を示す。 比較材のCrメツキ品Ａは30分程度で焼き付を
生じたのに対しＢ〜Ｋの溶射品では試験終了まで
（１時間後まで）焼付きはおこらなかつた。 第１図からもわかるようにMo含有率が30％未
満のもの（Ｂ〜Ｄ）では著しく試験片の摩耗が多
く、Moの含有量が高まるにつれ摩耗は少なくな
つたが100％MoのものＫでは相手材の摩耗が著
しく増加した。 また試験後の溶射層断面を顕微鏡で観察すると
低いMo添加率のＣ〜ＥではAl−Si層が著しくけ
ずりとられ平滑表面になつておりMo層が表面に
露出している部分が多かつたのに対し、高いMo
添加率のＦ〜Ｊでは初期の溶射層の凹凸を殆んど
残していた。 実施例 ２ 実施例１と同様な円筒試験片複数用意し、一方
にはAl−23.9％Si合金粉末のみを、また、他方に
はAl−23.9％Si：Mo（５：１）混合粉末をそれぞ
れ100μmの厚さに溶射して下層を形成させた。次
いでそれぞれに上層としてAl−23.9％Si：Mo
（１：１）混合粉末を100μmの厚さに溶射した。
なお他の溶射条件は実施例１と同様である。この
ようにして、下層０％、上層50％のMo含有溶射
層を有する比較用の溶射リング材Ｌと下層20％、
上層50％のMo含有溶射層を有する本発明溶射リ
ング材Ｍの２種の試験片を得た。 性能試験 ２ 実施例２で得た溶射リング材Ｌ及びＭを用いて
性能試験１と同様の試験を行なつた。その摩耗試
験の結果、比較用リング材Ｌの摩耗量が11mgであ
つたのに対し、本発明リング材Ｍは５mgであり実
施例１で示した50％Mo含有品Ｇの結果とほぼ同
等の値を得た。 すなわち下層としてはAl−Si合金単独の場合
（硬さHv：約100〜150）より、Moを添加したも
の（硬さHv：200〜250）の方が耐摩耗性が良い
ことがわかつた。 実施例 ３ 下層には10％、上層には70％のMoを含有する
Al−23％Si溶射層を形成するように、また上層
と下層の合計厚さが200μmという条件のもと、上
層の厚さが第２表に示すものとなるよう溶射条件
を変えた他は、実施例２と同様にして、低Mo含
有下層と高Mo含有上層のそれぞれの厚さが異な
る各種溶射リング材Ｎ〜Ｔの摩耗試験片を得た。
SUJ2相当）製の円筒試験片の外周面に第１表に
示すような組成の混合粉末をプラズマ溶射により
200μmの厚さに溶射して摩擦摩耗試験片を作成し
た。ここで過共晶Al−Si合金としてAl−23％Si
合金を用い、粉末粒度はAl−Si合金、Moとも
100〜400メツシユの範囲内のものを用いた。これ
らのAl−Si合金とMoの混合比をＢ〜Ｋの範囲で
変化させた。また比較材として円筒試験片にCr
メツキを施したものも作成した。溶射は基剤を脱
脂、シヨツトブラストの前処理をした後150〜200
℃に予熱して次の条件で行なつた。 ガスはN2（7.08／分）＋H2（4.7／分）を使
用し、溶射距離120mm、粉末供給速度を50g／分
に設定して行なつた。また相手側試験片としては
SUJ2の板状試験片を用いた。なお溶射装置とし
てメトコ（METCO）社製3M型プラズマ溶射装
置を用いた。 上記のごとく次の性能試験１に付すための試験
用溶射リング材Ｂ〜Ｋ、並びにCrメツキリング
材Ａを得た。 性能試験 １ 実施例１で得た試験片Ａ〜ＫをLFW（摩擦摩
耗）試験にかけ、各試験片の溶射層と相手材の摩
耗量を測定した。なお相手材としてはSUJ2の板
状試験片を用い、摩耗条件としては面圧５Kg／
mm2、円筒試験片の回転数200rpm、オイルはトラ
ンスミツシヨンオイルを使用し、試験開始１時間
後に測定した。この摩耗試験の結果を第１図に示
す。なお第１図中、棒グラフ下の数字は溶射層中
のMo含有率を示す。 比較材のCrメツキ品Ａは30分程度で焼き付を
生じたのに対しＢ〜Ｋの溶射品では試験終了まで
（１時間後まで）焼付きはおこらなかつた。 第１図からもわかるようにMo含有率が30％未
満のもの（Ｂ〜Ｄ）では著しく試験片の摩耗が多
く、Moの含有量が高まるにつれ摩耗は少なくな
つたが100％MoのものＫでは相手材の摩耗が著
しく増加した。 また試験後の溶射層断面を顕微鏡で観察すると
低いMo添加率のＣ〜ＥではAl−Si層が著しくけ
ずりとられ平滑表面になつておりMo層が表面に
露出している部分が多かつたのに対し、高いMo
添加率のＦ〜Ｊでは初期の溶射層の凹凸を殆んど
残していた。 実施例 ２ 実施例１と同様な円筒試験片複数用意し、一方
にはAl−23.9％Si合金粉末のみを、また、他方に
はAl−23.9％Si：Mo（５：１）混合粉末をそれぞ
れ100μmの厚さに溶射して下層を形成させた。次
いでそれぞれに上層としてAl−23.9％Si：Mo
（１：１）混合粉末を100μmの厚さに溶射した。
なお他の溶射条件は実施例１と同様である。この
ようにして、下層０％、上層50％のMo含有溶射
層を有する比較用の溶射リング材Ｌと下層20％、
上層50％のMo含有溶射層を有する本発明溶射リ
ング材Ｍの２種の試験片を得た。 性能試験 ２ 実施例２で得た溶射リング材Ｌ及びＭを用いて
性能試験１と同様の試験を行なつた。その摩耗試
験の結果、比較用リング材Ｌの摩耗量が11mgであ
つたのに対し、本発明リング材Ｍは５mgであり実
施例１で示した50％Mo含有品Ｇの結果とほぼ同
等の値を得た。 すなわち下層としてはAl−Si合金単独の場合
（硬さHv：約100〜150）より、Moを添加したも
の（硬さHv：200〜250）の方が耐摩耗性が良い
ことがわかつた。 実施例 ３ 下層には10％、上層には70％のMoを含有する
Al−23％Si溶射層を形成するように、また上層
と下層の合計厚さが200μmという条件のもと、上
層の厚さが第２表に示すものとなるよう溶射条件
を変えた他は、実施例２と同様にして、低Mo含
有下層と高Mo含有上層のそれぞれの厚さが異な
る各種溶射リング材Ｎ〜Ｔの摩耗試験片を得た。
【表】
性能試験 ３
下層に10％Mo、上層に70％Moを含む２層の
Al−23.9％Si溶射層（計200μm）を形成させて摺
動部材を作成するとき上層の厚さがどれだけ必要
であるかを試験するため、実施例３で作成した試
験片Ｎ〜Ｔを用い、性能試験１と同様の試験を行
なつた。結果を第３図に示す。なお第３図中の棒
グラフ下の数字は上層の厚さ（μm）を表わす。
その図から判るように上層の厚さとして5μm以上
あるもの（Ｐ〜Ｔ）はほぼ同等の良い耐摩耗性を
示したがＮとＯの5μm未満では上層の硬質溶射層
の効果はあらわれなかつた。 実施例 ４ 実施例１〜３と同様な方法でシンクロナイザリ
ングのギヤとの摺動面に厚さ200μmに溶射層を形
成させた。溶射層組成としては、いずれもマトリ
ツクス材料としてAl−23.9％Si合金を用いて、下
層（厚さ170μm）に10％、上層（厚さ30μm）に
50％のMoを含むものと、全層（厚さ200μm）
に10％Moを含むものを作成した。 性能試験 ４ 実施例４で得られた摺動試験部品，それぞ
れを面圧５Kg／mm2、シンクロ回転数6000rpmの
シンクロシフト耐久試験に供した。この結果本発
明品は1000回のシフト回数では何の異常も示さ
なかつたが比較品は10回程度で急激に摩擦係数
が下がりギヤ鳴りが生じてくることがわかつた。
このことよりマトリツクス材料としてAl−23％
Siを用いて厚さ200μmの溶射層を形成させる場
合、全層に10％のMoを含有させるより、下層
（厚さ170μm）50％とMo含有率を変えて二層とし
た方が明らかに摩耗が少なくなることを示してい
る。 （発明の効果） 性能試験１，２、及び３はそれぞれ本発明構成
要件であるところの30％以上Mo含有上層、低
Mo含有下層及び上層厚5μm以上の必要性を示し
ている。 また性能試験４は、上層におけるMo含有量の
上限95％を示唆している。 前記性能試験１〜４の結果から明らかなよう
に、本発明摺動部材は５Kg／mm2という厳しい面
圧下でも耐摩耗性、耐焼付性、相手部材に対する
非攻撃性を示す。従つて本発明は従来よりさらに
高面圧におかれることが要求されている各種摺動
部品例えばピストンリング、シリンダボア、ピス
トン、エアコンプレツサー部品、ピストンロツ
ド、シフトフオーク、シンクロナイザリングなど
に使用した場合に耐摩耗性、耐焼付性、耐食性、
耐熱性の諸物性を向上させる効果を奏する。
Al−23.9％Si溶射層（計200μm）を形成させて摺
動部材を作成するとき上層の厚さがどれだけ必要
であるかを試験するため、実施例３で作成した試
験片Ｎ〜Ｔを用い、性能試験１と同様の試験を行
なつた。結果を第３図に示す。なお第３図中の棒
グラフ下の数字は上層の厚さ（μm）を表わす。
その図から判るように上層の厚さとして5μm以上
あるもの（Ｐ〜Ｔ）はほぼ同等の良い耐摩耗性を
示したがＮとＯの5μm未満では上層の硬質溶射層
の効果はあらわれなかつた。 実施例 ４ 実施例１〜３と同様な方法でシンクロナイザリ
ングのギヤとの摺動面に厚さ200μmに溶射層を形
成させた。溶射層組成としては、いずれもマトリ
ツクス材料としてAl−23.9％Si合金を用いて、下
層（厚さ170μm）に10％、上層（厚さ30μm）に
50％のMoを含むものと、全層（厚さ200μm）
に10％Moを含むものを作成した。 性能試験 ４ 実施例４で得られた摺動試験部品，それぞ
れを面圧５Kg／mm2、シンクロ回転数6000rpmの
シンクロシフト耐久試験に供した。この結果本発
明品は1000回のシフト回数では何の異常も示さ
なかつたが比較品は10回程度で急激に摩擦係数
が下がりギヤ鳴りが生じてくることがわかつた。
このことよりマトリツクス材料としてAl−23％
Siを用いて厚さ200μmの溶射層を形成させる場
合、全層に10％のMoを含有させるより、下層
（厚さ170μm）50％とMo含有率を変えて二層とし
た方が明らかに摩耗が少なくなることを示してい
る。 （発明の効果） 性能試験１，２、及び３はそれぞれ本発明構成
要件であるところの30％以上Mo含有上層、低
Mo含有下層及び上層厚5μm以上の必要性を示し
ている。 また性能試験４は、上層におけるMo含有量の
上限95％を示唆している。 前記性能試験１〜４の結果から明らかなよう
に、本発明摺動部材は５Kg／mm2という厳しい面
圧下でも耐摩耗性、耐焼付性、相手部材に対する
非攻撃性を示す。従つて本発明は従来よりさらに
高面圧におかれることが要求されている各種摺動
部品例えばピストンリング、シリンダボア、ピス
トン、エアコンプレツサー部品、ピストンロツ
ド、シフトフオーク、シンクロナイザリングなど
に使用した場合に耐摩耗性、耐焼付性、耐食性、
耐熱性の諸物性を向上させる効果を奏する。
第１図は溶射層（厚さ200μm）中のMo含有率
を変化させたときの摺動部材の耐摩耗性を示すグ
ラフである。第２図は本発明摺動部材の溶射層の
模式断面図である。第３図は下層（10％Mo含有
量）と上層（70％Mo含有量）の合計厚さを
200μmとするという条件のもとで上層の厚さを変
化させたときの摺動部材の耐摩耗性を示すグラフ
である。第４図はMo２ないし30％含有Al−Si溶
射層の高面圧摺動後の拡大観察断面図である。第
５図はMo10％含有Al−23.9％Si溶射層表面の金
属組織の顕微鏡写真である。 図中、１……基材、２……Al−Si合金、３…
…Mo、４……摺動前表層面、……低Mo含有
溶射層、……中・高Mo含有溶射層、アルフア
ベツト……試験片記号、棒グラフ下の数字……第
３図では上層の厚さ（μm）を、第４図では溶射
層中のMo含有率（％）を示わす。
を変化させたときの摺動部材の耐摩耗性を示すグ
ラフである。第２図は本発明摺動部材の溶射層の
模式断面図である。第３図は下層（10％Mo含有
量）と上層（70％Mo含有量）の合計厚さを
200μmとするという条件のもとで上層の厚さを変
化させたときの摺動部材の耐摩耗性を示すグラフ
である。第４図はMo２ないし30％含有Al−Si溶
射層の高面圧摺動後の拡大観察断面図である。第
５図はMo10％含有Al−23.9％Si溶射層表面の金
属組織の顕微鏡写真である。 図中、１……基材、２……Al−Si合金、３…
…Mo、４……摺動前表層面、……低Mo含有
溶射層、……中・高Mo含有溶射層、アルフア
ベツト……試験片記号、棒グラフ下の数字……第
３図では上層の厚さ（μm）を、第４図では溶射
層中のMo含有率（％）を示わす。
Claims (1)
- １ 基材の摺動部表面に２ないし30重量％のモリ
ブデンと残部アルミニウム合金または銅合金とか
らなる溶射層を設け、更にこの溶射層の上に30な
いし95重量％のモリブデンと残部アルミニウム合
金または銅合金とからなる5μm以上の厚さの溶射
層を設けたことを特徴とする摺動部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60238693A JPS6299450A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 摺動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60238693A JPS6299450A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 摺動部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6299450A JPS6299450A (ja) | 1987-05-08 |
| JPH0480983B2 true JPH0480983B2 (ja) | 1992-12-21 |
Family
ID=17033891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60238693A Granted JPS6299450A (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 摺動部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6299450A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6456245B2 (ja) * | 2015-05-26 | 2019-01-23 | 株式会社クボタ | 溶射皮膜形成方法および弁体肉盛り構造 |
| CN106011728A (zh) * | 2016-05-31 | 2016-10-12 | 芜湖卓越空调零部件有限公司 | 一种涂覆有耐磨防腐蚀涂层的压缩机 |
-
1985
- 1985-10-25 JP JP60238693A patent/JPS6299450A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6299450A (ja) | 1987-05-08 |
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