JPH05230670A - 耐焼付性に優れた多層複合摺動材料 - Google Patents

耐焼付性に優れた多層複合摺動材料

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Abstract

(57)【要約】 【構成】 鋼板あるいはＣｕなどの表面メッキされた鋼
板上に、Ｓｎ５〜１６重量％、Ｐｂ０〜１５重量％、Ｐ
０〜０．５重量％、残部Ｃｕの接着層を設け、その表面
に重量％でＳｎ５〜１６、ＭｏＳ2 １〜１２、残部Ｃｕ
の粉末焼結された銅合金から成る多層摺動材料。この材
料には、更にＰｂ２０％以下、Ｐ１％以下、Ｎｉ
１２％以下をそれぞれ添加すること。ＭｏＳ2 がＣｕ
等でコーティングされた粉末を使用する変形形態があ
る。 【効果】 この銅合金から成る多層複合摺動材料は、耐
焼付性において優れた性能を発揮する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車、産業機械、農
業機械等におけるブシュ、ワッシャーなどの使用に好適
な複合摺動材料に係わり、特に潤滑条件の苛酷な境界潤
滑状態において、従来品に比して優れた耐焼付性を有す
る複合摺動材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、前記のブシュ、ワッシャー等に
は、主として青銅、鉛青銅、黒鉛含有青銅のような焼結
銅合金が使用されており、これらの合金は潤滑油が存在
する使用条件下ではそれなりの摺動性能を発揮する。し
かしながら、該合金は境界潤滑領域においては特に耐焼
付性に劣り十分な摺動性能が得られていなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来より、耐焼付性に
優れた材料として前記の青銅、鉛青銅、黒鉛含有青銅が
広く使用されているが、最近の内燃機関の高性能化に伴
い、摺動材料として従来より更に耐焼付性に優れる材料
が要求されるようになってきた。本発明は、斯かる技術
的背景下で創案されたものであり、境界潤滑条件下にお
ける耐焼付性が改善された摺動材料を提供することを目
的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたものでその要旨は、 １．鋼板あるいは銅などの表面メッキされた鋼板上に、
Ｓｎ５〜１６重量％、Ｐｂ０〜１５重量％、Ｐ０〜０．
５重量％、残部Ｃｕの粉末焼結より成る０．０５〜０．
５ｍｍ厚さの接着層を有し、更にその表面にＳｎ５〜１
６重量％、ＭｏＳ2 １〜１２重量％、残部Ｃｕの粉末焼
結からなる０．１〜１．０ｍｍ厚さの合金層を有するこ
とを特徴とする耐焼付性に優れた多層複合摺動材料。 ２．前記１記載の合金層中のＭｏＳ2 がＣｕまたはＮｉ
でコーディングされた粉末を使用することを特徴とする
耐焼付性に優れた多層複合摺動材料。 ３．前記１または２記載の合金層中にＰｂ２０重量％以
下を含むことを特徴とする耐焼付性に優れた多層複合摺
動材料。 ４．前記請求項１ないし３記載の合金層中にＰ１重量％
以下を含むことを特徴とする耐焼付性に優れた多層複合
摺動材料。 ５．前記請求項１ないし４記載の合金層中にＮｉ１２重
量％以下を含むことを特徴とする耐焼付性に優れた多層
複合摺動材料。 である。
【０００５】
【作用】次に、本発明の限定理由および作用について述
べる。 Ｓｎ：５〜１６重量％ ＳｎはＣｕと合金化してマトリックスの強度を高める。
５％未満では材料強度が不足するとともに耐摩耗性に劣
り、１６％を越えると合金が脆弱になる。 ＭｏＳ2 ：１〜１２重量％ ＭｏＳ2 は潤滑油膜が形成されない金属接触の状態にお
いて、自己潤滑性を有する成分として潤滑性能を発揮す
る。１％未満では潤滑作用が不足し、また１２％を越え
ると合金強度が極度に低下する。 Ｐｂ：２０重量％以下 Ｐｂは軟質成分として潤滑性に効果を発揮する。また潤
滑油が存在する場合においてＰｂは親油性の良好な成分
として潤滑性に効果を発揮する。２０％を越えると合金
強度が低下し、摺動材料として不適当である。 Ｐ：１重量％以下 耐摩耗性および焼結性を向上させるために１％以下を添
加する。１％を越えると機械的性質のうち靱性が低下す
る。 Ｎｉ：１２重量％以下 Ｎｉは後述するＭｏＳ2 粉末のコーティング成分として
添加されるものであり、ＭｏＳ2 の添加量から１２％以
下をとり得る。また、Ｃｕマトリックスに固溶し機械的
性質を高める。
【０００６】 接着層について 鋼板と合金層成分との接着力を高める。また、合金層以
上の強度を有する目的から、Ｓｎ５〜１６重量％、Ｐｂ
０〜１５重量％、Ｐ０〜０．５重量％、残部がＣｕから
なる成分が最適である。接着層の厚さは、極力薄い方が
望ましいが、粉末散布の技術上０．０５〜０．５ｍｍが
良好である。 ＣｕまたはＮｉでコーティングされたＭｏＳ2 粉末
を使用する目的は、焼結体の接着強度を増し、更にはマ
トリックス中へＭｏＳ2 を均一に分散させるためであ
る。
【０００７】以下実施例を具体的に説明する （１） 厚さ約１０μｍの銅メッキ層を表面に有する厚
さ１．００ｍｍで幅１２０ｍｍの鋼板（ＪＩＳ：ＳＰＣ
Ｃ）上に、重量で１１％Ｓｎ、４％Ｐｂ、０．３Ｐ％、
残部Ｃｕからなり且つ粒度−１００μｍの銅合金粉末を
散布し、それを７００℃〜９００℃の水素雰囲気炉内で
１０〜３０分間加熱焼結を行い接着層を設けた。更に接
着層上に表１に示す各合金粉末を散布し、それを７００
℃〜９００℃の水素雰囲気炉内で１０〜３０分間加熱焼
結を行い複合体を得た。次に複合体を圧延し、次に７０
０〜９００℃の水素雰囲気中で１０〜３０分保持する再
焼結処理を施して本発明品（試料Ｎｏ．２、４）を得
た。このときの接着層の厚さは０．２ｍｍで合金層の厚
さは０．５ｍｍであった。この複合摺動材の機械的性質
を表２に、焼付試験結果を図１に示し、その試験条件を
表３に示す。
【０００８】（２） 前記（１）と同じようにして得ら
れた摺動材料において、表１に示すＭｏＳ2 に従来法の
電気メッキによりＣｕをコーディングしたものを使用
し、本発明品（試料Ｎｏ．１、３、５〜１０）を得た。
更に同じようにしてＭｏＳ2 にＮｉをコーディングした
ものを使用し、本発明品（試料Ｎｏ１１）を得た。その
ものの機械的性質を表２に、焼付試験結果を図１に示
し、その試験条件を表３に示す。
【０００９】（３） 次に比較材を以下の方法で作成し
た。即ち表面に厚さ約１０μｍの銅メッキ層を有する厚
さ１．２ｍｍ幅１２０ｍｍの鋼板（ＪＩＳ：ＳＰＣＣ）
上に、表１に示す試料Ｎｏ．の各合金粉末（粒度−１５
０μｍ）を散布し、それを７００℃〜９００℃の水素雰
囲気炉内で１０〜３０分間加熱焼結を行い複合体を得
た。次に複合体を圧延し、前記焼結と同じ条件で再焼結
処理を施して従来品（試料Ｎｏ．１２〜１４）を得た。
この時の合金層の厚さは０．５ｍｍであった。そのもの
の機械的性質を表２に、焼付試験結果を図１に示し、そ
の試験条件を表３に示す。
【００１０】〔試験結果の評価〕類似組成の従来品Ｎ
ｏ．１２と、本発明品Ｎｏ．９とを図１に示す焼付試験
結果で比較すると、従来品Ｎｏ．１２に対しＭｏＳ2 を
８重量％加えた本発明品Ｎｏ．９の焼きつかない最大面
圧が１００Ｋｇｆ／ｃｍ2 大きく、耐焼付性に優れてい
ることがわかる。また、従来品Ｎｏ．１３と、本発明品
Ｎｏ．１０を比較するとＭｏＳ2 を２重量％添加するこ
とによって本発明品Ｎｏ．１０の焼きつかない最大面圧
が５０Ｋｇｆ／ｃｍ2 大きく、耐焼付性に優れているこ
とがわかる。
【００１１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、焼結銅
合金層を有する本発明多層複合摺動材料では、銅合金中
にＭｏＳ2 を含有させたことにより従来の青銅、鉛青
銅、黒鉛含有青銅等の焼結合金に比して耐焼付性が特に
良好である。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【００１４】
【表３】
【００１５】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明品と従来品の比較焼付試験結果を示すグ
ラフである。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 鋼板あるいは銅などの表面メッキされた
    鋼板上に、Ｓｎ５〜１６重量％、Ｐｂ０〜１５重量％、
    Ｐ０〜０．５重量％、残部Ｃｕの粉末焼結より成る０．
    ０５〜０．５ｍｍ厚さの接着層を有し、更にその表面に
    Ｓｎ５〜１６重量％、ＭｏＳ2 １〜１２重量％、残部Ｃ
    ｕの粉末焼結からなる０．１〜１．０ｍｍ厚さの合金層
    を有することを特徴とする耐焼付性に優れた多層複合摺
    動材料。
  2. 【請求項２】 前記請求項１記載の合金層中のＭｏＳ2
    がＣｕまたはＮｉでコーディングされた粉末を使用する
    ことを特徴とする耐焼付性に優れた多層複合摺動材料。
  3. 【請求項３】 前記請求項１または請求項２記載の合金
    層中にＰｂ２０重量％以下を含むことを特徴とする耐焼
    付性に優れた多層複合摺動材料。
  4. 【請求項４】 前記請求項１ないし請求項３記載の合金
    層中にＰ１重量％以下を含むことを特徴とする耐焼付性
    に優れた多層複合摺動材料。
  5. 【請求項５】 前記請求項１ないし請求項４記載の合金
    層中にＮｉ１２重量％以下を含むことを特徴とする耐焼
    付性に優れた多層複合摺動材料。
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