JPH068475B2 - 摺動用部材 - Google Patents
摺動用部材Info
- Publication number
- JPH068475B2 JPH068475B2 JP10647686A JP10647686A JPH068475B2 JP H068475 B2 JPH068475 B2 JP H068475B2 JP 10647686 A JP10647686 A JP 10647686A JP 10647686 A JP10647686 A JP 10647686A JP H068475 B2 JPH068475 B2 JP H068475B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- alumina
- silicon nitride
- sliding
- fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
- F05C2203/00—Non-metallic inorganic materials
- F05C2203/04—Phosphor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
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第一の部材
と第二の部材とよりなる摺動用部材に係り、更に詳細に
は第一の部材がアルミナ−シリカ系繊維にて複合強化さ
れたアルミニウム合金若しくはマグネシウム合金よりな
る複合材料にて構成され、第二の部材が窒化ケイ素粒子
分散Ｎｉ−Ｐ合金にてめっきされた金属にて構成された
摺動用部材に係る。
と第二の部材とよりなる摺動用部材に係り、更に詳細に
は第一の部材がアルミナ−シリカ系繊維にて複合強化さ
れたアルミニウム合金若しくはマグネシウム合金よりな
る複合材料にて構成され、第二の部材が窒化ケイ素粒子
分散Ｎｉ−Ｐ合金にてめっきされた金属にて構成された
摺動用部材に係る。
従来の技術 繊維強化金属複合材料の耐摩耗性や耐焼付き性を改善す
べく、本願出願人は本願出願人と同一の出願人の出願に
かかる特願昭６１−６１７９８号明細書に於て、無機質
繊維を強化繊維としアルミニウム合金若しくはマグネシ
ウム合金をマトリックスとする繊維強化金属複合材料の
特定の表面が電解エッチングされることにより形成さ
れ、前記強化繊維の一部が前記特定の表面に露出してお
り、前記特定の表面に露出する前記強化繊維の間の前記
マトリックスの表面に凹部を有し、前記凹部の平均深さ
が１．５μ以上であり、前記凹部の開口径に対する深さ
の比の平均値が０．０１以上である繊維強化金属複合材
料を提案した。
べく、本願出願人は本願出願人と同一の出願人の出願に
かかる特願昭６１−６１７９８号明細書に於て、無機質
繊維を強化繊維としアルミニウム合金若しくはマグネシ
ウム合金をマトリックスとする繊維強化金属複合材料の
特定の表面が電解エッチングされることにより形成さ
れ、前記強化繊維の一部が前記特定の表面に露出してお
り、前記特定の表面に露出する前記強化繊維の間の前記
マトリックスの表面に凹部を有し、前記凹部の平均深さ
が１．５μ以上であり、前記凹部の開口径に対する深さ
の比の平均値が０．０１以上である繊維強化金属複合材
料を提案した。
発明が解決しようとする問題点 上述の複合材料は耐摩耗性や耐焼付き性に優れている
が、互いに当接して相対的に摺動する二つの部材よりな
る摺動用部材の一方の部材に上述の複合材料が適用され
る場合には、他方の部材の材質によって一方の部材若し
くは他方の部材の摩耗量が増大する虞れがある。
が、互いに当接して相対的に摺動する二つの部材よりな
る摺動用部材の一方の部材に上述の複合材料が適用され
る場合には、他方の部材の材質によって一方の部材若し
くは他方の部材の摩耗量が増大する虞れがある。
本願発明者等は、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よりなる摺動用部材であって、第
一の部材がアルミナ−シリカ系繊維を強化繊維とする上
述の如き複合材料にて構成され、第二の部材が金属にて
構成される場合に於て、それら二つの部材の摩耗量を低
減し焼付きを防止するためには第一の部材を構成する複
合材料及び第二の部材を構成する金属が如何なる特徴を
有するものであることが適切であるかについて種々の実
験的研究を行った結果、複合材料の凹部の面積率が或る
特定の範囲内に設定されると共に第二の部材を構成する
金属が或る特定のめっきを施されていることが好ましい
ことを見出した。
の部材と第二の部材とよりなる摺動用部材であって、第
一の部材がアルミナ−シリカ系繊維を強化繊維とする上
述の如き複合材料にて構成され、第二の部材が金属にて
構成される場合に於て、それら二つの部材の摩耗量を低
減し焼付きを防止するためには第一の部材を構成する複
合材料及び第二の部材を構成する金属が如何なる特徴を
有するものであることが適切であるかについて種々の実
験的研究を行った結果、複合材料の凹部の面積率が或る
特定の範囲内に設定されると共に第二の部材を構成する
金属が或る特定のめっきを施されていることが好ましい
ことを見出した。
本発明は、本願発明者等が行った種々の実験的研究の結
果得られた知見に基づき、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よりなる摺動用部材であ
って、第一の部材がアルミナ−シリカ系繊維を強化繊維
としアルミニウム合金若しくはマグネシウム合金をマト
リックス金属とし摺動面にアルミナ−シリカ系繊維が露
出し且摺動面のマトリックスの表面に凹部を有する繊維
強化金属複合材料にて構成され、第二の部材がめっきさ
れた金属にて構成され、それら両部材の耐摩耗性及び耐
焼付き性等に優れた摺動用部材を提供することを目的と
している。
果得られた知見に基づき、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よりなる摺動用部材であ
って、第一の部材がアルミナ−シリカ系繊維を強化繊維
としアルミニウム合金若しくはマグネシウム合金をマト
リックス金属とし摺動面にアルミナ−シリカ系繊維が露
出し且摺動面のマトリックスの表面に凹部を有する繊維
強化金属複合材料にて構成され、第二の部材がめっきさ
れた金属にて構成され、それら両部材の耐摩耗性及び耐
焼付き性等に優れた摺動用部材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 上述の如き目的は、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の第二の部材とよりなる摺動
用部材にして、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４０wt％以上Ａｌ２Ｏ３、残部
実質的にＳｉＯ２なる組成を有する体積率３〜３０％の
アルミナ−シリカ系繊維を強化繊維としアルミニウム合
金若しくはマグネシウム合金をマトリックスとする繊維
強化金属複合材料にて構成され、摺動面が電解エッチン
グされることにより前記アルミナ−シリカ系繊維の一部
が前記摺動面に露出しており且前記摺動面に露出する前
記アルミナ−シリカ系繊維の間の前記マトリックスの表
面に凹部が形成されており、前記凹部の平均深さが１．
５μ以上であり、前記凹部の開口径に対する深さの比の
平均値が０．０１以上であり、前記凹部の面積率が５〜
４０％であり、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窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合
金にてめっきされた金属にて構成され、前記Ｎｉ−Ｐ合
金のＰ含有量は５〜１５wt％であり、前記Ｎｉ−Ｐ合金
に含まれる窒化ケイ素粒子の体積率は５〜３０％である
ことを特徴とする摺動用部材によって達成される。
対的に摺動する第一の部材の第二の部材とよりなる摺動
用部材にして、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４０wt％以上Ａｌ２Ｏ３、残部
実質的にＳｉＯ２なる組成を有する体積率３〜３０％の
アルミナ−シリカ系繊維を強化繊維としアルミニウム合
金若しくはマグネシウム合金をマトリックスとする繊維
強化金属複合材料にて構成され、摺動面が電解エッチン
グされることにより前記アルミナ−シリカ系繊維の一部
が前記摺動面に露出しており且前記摺動面に露出する前
記アルミナ−シリカ系繊維の間の前記マトリックスの表
面に凹部が形成されており、前記凹部の平均深さが１．
５μ以上であり、前記凹部の開口径に対する深さの比の
平均値が０．０１以上であり、前記凹部の面積率が５〜
４０％であり、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窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合
金にてめっきされた金属にて構成され、前記Ｎｉ−Ｐ合
金のＰ含有量は５〜１５wt％であり、前記Ｎｉ−Ｐ合金
に含まれる窒化ケイ素粒子の体積率は５〜３０％である
ことを特徴とする摺動用部材によって達成される。
発明の作用及び効果 本発明によれば、体積率３〜３０％のアルミナ−シリカ
系繊維を強化繊維としアルミニウム合金若しくはマグネ
シウム合金をマトリックスとする繊維強化金属複合材料
であって、その摺動面が電解エッチングされることによ
りアルミナ−シリカ系繊維の一部が摺動面に露出してお
り且摺動面に露出するアルミナ−シリカ系繊維の間のマ
トリックスの表面に凹部が形成されており、凹部の平均
深さが１．５μ以上であり、凹部の開口径に対する深さ
の比の平均値が０．０１以上であり、更には凹部の面積
率が５〜４０％である複合材料にて第一の部材が構成さ
れ、これにより摺動面に露出するアルミナ−シリカ系繊
維によりマトリックスが直接第二の部材に接触する度合
が低減されるだけでなく、上述の好ましい深さ、形態、
及び面積率の凹部が油溜りとして良好に作用することに
より複合材料の良好な保油性が確保されると共に、強化
繊維がマトリックスによって強固に保持される状態が確
保され、また第二の部材がＮｉ−Ｐ合金のＰ含有量が５
〜１５wt％に設定されＮｉ−Ｐ合金に含まれる窒化ケイ
素粒子の体積率が５〜３０％の設定されることにより前
記複合材料に対する摺動特性に優れた窒化ケイ素粒子分
散Ｎｉ−Ｐ合金にてめっきされた金属にて構成されるの
で、後に説明する本願発明者等が行った実験的研究の結
果より明らかである如く、耐摩耗性及び耐焼付き性等に
優れた二つの部材の組合せよりなる摺動用部材を得るこ
とができる。
系繊維を強化繊維としアルミニウム合金若しくはマグネ
シウム合金をマトリックスとする繊維強化金属複合材料
であって、その摺動面が電解エッチングされることによ
りアルミナ−シリカ系繊維の一部が摺動面に露出してお
り且摺動面に露出するアルミナ−シリカ系繊維の間のマ
トリックスの表面に凹部が形成されており、凹部の平均
深さが１．５μ以上であり、凹部の開口径に対する深さ
の比の平均値が０．０１以上であり、更には凹部の面積
率が５〜４０％である複合材料にて第一の部材が構成さ
れ、これにより摺動面に露出するアルミナ−シリカ系繊
維によりマトリックスが直接第二の部材に接触する度合
が低減されるだけでなく、上述の好ましい深さ、形態、
及び面積率の凹部が油溜りとして良好に作用することに
より複合材料の良好な保油性が確保されると共に、強化
繊維がマトリックスによって強固に保持される状態が確
保され、また第二の部材がＮｉ−Ｐ合金のＰ含有量が５
〜１５wt％に設定されＮｉ−Ｐ合金に含まれる窒化ケイ
素粒子の体積率が５〜３０％の設定されることにより前
記複合材料に対する摺動特性に優れた窒化ケイ素粒子分
散Ｎｉ−Ｐ合金にてめっきされた金属にて構成されるの
で、後に説明する本願発明者等が行った実験的研究の結
果より明らかである如く、耐摩耗性及び耐焼付き性等に
優れた二つの部材の組合せよりなる摺動用部材を得るこ
とができる。
またマトリックスの表面に油溜りとして作用する凹部が
形成されない場合に於て複合材料の耐摩耗性等を十分に
向上させるためには、アルミナ−シリカ系繊維の露出高
さを例えば１０〜３０μの如く比較的大きく設定しなけ
ればならず、そのため複合材料の相手材に対する攻撃性
が増大すると共にアルミナ−シリカ系繊維の脱落に起因
する異常摩耗の発生の虞れが増大し、その結果相手材及
び複合材料両方の摩耗量が増大してしまうのに対し、本
発明によれば、マトリックスの表面に油溜りとして良好
に作用する凹部が形成されるので、アルミナ−シリカ系
繊維の露出高さを例えば１μ以下に低減することがで
き、これにより相手材に対する攻撃性及び異常摩耗の発
生の虞れを低減することができ、このことによっても二
つの部材の摩耗量を低減することができる。
形成されない場合に於て複合材料の耐摩耗性等を十分に
向上させるためには、アルミナ−シリカ系繊維の露出高
さを例えば１０〜３０μの如く比較的大きく設定しなけ
ればならず、そのため複合材料の相手材に対する攻撃性
が増大すると共にアルミナ−シリカ系繊維の脱落に起因
する異常摩耗の発生の虞れが増大し、その結果相手材及
び複合材料両方の摩耗量が増大してしまうのに対し、本
発明によれば、マトリックスの表面に油溜りとして良好
に作用する凹部が形成されるので、アルミナ−シリカ系
繊維の露出高さを例えば１μ以下に低減することがで
き、これにより相手材に対する攻撃性及び異常摩耗の発
生の虞れを低減することができ、このことによっても二
つの部材の摩耗量を低減することができる。
本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、凹部
の面積率、即ち複合材料の摺動面の任意の領域の全面積
に対する凹部の開口面積の合計の比が５％未満の場合に
は複合材料の表面に十分な量の潤滑油を保持させること
ができず、凹部の面積率が４０％を越えると凹部に保有
される潤滑油の量が却って少なくなり、また複合材料の
表面に露出するアルミナ−シリカ系繊維を保持するマト
リックスの強度が低下し、そのためアルミナ−シリカ系
繊維が脱落し易くなって複合材料の摩耗量が増大する。
従って本発明の摺動用部材に於ては、凹部の面積率は５
〜４０％に設定される。
の面積率、即ち複合材料の摺動面の任意の領域の全面積
に対する凹部の開口面積の合計の比が５％未満の場合に
は複合材料の表面に十分な量の潤滑油を保持させること
ができず、凹部の面積率が４０％を越えると凹部に保有
される潤滑油の量が却って少なくなり、また複合材料の
表面に露出するアルミナ−シリカ系繊維を保持するマト
リックスの強度が低下し、そのためアルミナ−シリカ系
繊維が脱落し易くなって複合材料の摩耗量が増大する。
従って本発明の摺動用部材に於ては、凹部の面積率は５
〜４０％に設定される。
また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、
窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金のＰ含有量が７wt％未
満、特に５wt％未満の場合には、第二の部材の耐摩耗性
や耐焼付き性を十分に向上させることができず、逆にＰ
含有量が１３wt％、特に１５wt％を越えると第二の部材
の相手攻撃性が大きくなって複合材料の摩耗量が増大
し、また耐焼付き性が低下する。従って本発明の摺動用
部材に於ては、窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金のＰ含
有量は５〜１５wt％、好ましくは７〜１３wt％に設定さ
れる。
窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金のＰ含有量が７wt％未
満、特に５wt％未満の場合には、第二の部材の耐摩耗性
や耐焼付き性を十分に向上させることができず、逆にＰ
含有量が１３wt％、特に１５wt％を越えると第二の部材
の相手攻撃性が大きくなって複合材料の摩耗量が増大
し、また耐焼付き性が低下する。従って本発明の摺動用
部材に於ては、窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金のＰ含
有量は５〜１５wt％、好ましくは７〜１３wt％に設定さ
れる。
また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、
窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金に含まれる窒化ケイ素
粒子の体積率が１０％未満、特に５％未満の場合には第
二の部材の摩耗量を十分に低減することができず、逆に
窒化ケイ素粒子の体積率が２８％、特に３０％を越える
と第一の部材の摩耗量が大きくなる。従って本発明の摺
動用部材に於ては、窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金に
含まれる窒化ケイ素粒子の体積率は５〜３０％、好まし
くは１０〜２８％に設定される。
窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金に含まれる窒化ケイ素
粒子の体積率が１０％未満、特に５％未満の場合には第
二の部材の摩耗量を十分に低減することができず、逆に
窒化ケイ素粒子の体積率が２８％、特に３０％を越える
と第一の部材の摩耗量が大きくなる。従って本発明の摺
動用部材に於ては、窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金に
含まれる窒化ケイ素粒子の体積率は５〜３０％、好まし
くは１０〜２８％に設定される。
また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、
複合材料の特定の表面に於けるアルミナ−シリカ系繊維
の露出高さの平均値が１μを越えると、複合材料の表面
より露出するアルミナ−シリカ系繊維により相手材が過
剰に擦過されることにより却っえ摩耗量が増大し、また
アルミナ−シリカ系繊維の脱落に起因する異常摩耗が発
生し易くなる。従って本発明の一つの詳細な特徴によれ
ば、第一の部材を構成する複合材料の摺動面に於けるア
ルミナ−シリカ系繊維の露出高さの平均値は１μ以下に
設定される。
複合材料の特定の表面に於けるアルミナ−シリカ系繊維
の露出高さの平均値が１μを越えると、複合材料の表面
より露出するアルミナ−シリカ系繊維により相手材が過
剰に擦過されることにより却っえ摩耗量が増大し、また
アルミナ−シリカ系繊維の脱落に起因する異常摩耗が発
生し易くなる。従って本発明の一つの詳細な特徴によれ
ば、第一の部材を構成する複合材料の摺動面に於けるア
ルミナ−シリカ系繊維の露出高さの平均値は１μ以下に
設定される。
また本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば、
窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金に含まれる窒化ケイ素
粒子の平均粒径が０．５μ未満、特に０．３μ未満、更
には０．１μ未満の場合に於ては、複合材料の耐摩耗性
や耐焼付き性を十分に向上させることができず、逆に窒
化ケイ素粒子の平均粒径が２．５μ、特に５μ、更には
１０μを越えると、複合材料の相手攻撃性が大きくな
る。従って窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金に含まれる
窒化ケイ素粒子の平均粒径は０．１〜１０μ、好ましく
は０．３〜５μ、更に好ましくは０．５〜２．５μに設
定される。
窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金に含まれる窒化ケイ素
粒子の平均粒径が０．５μ未満、特に０．３μ未満、更
には０．１μ未満の場合に於ては、複合材料の耐摩耗性
や耐焼付き性を十分に向上させることができず、逆に窒
化ケイ素粒子の平均粒径が２．５μ、特に５μ、更には
１０μを越えると、複合材料の相手攻撃性が大きくな
る。従って窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金に含まれる
窒化ケイ素粒子の平均粒径は０．１〜１０μ、好ましく
は０．３〜５μ、更に好ましくは０．５〜２．５μに設
定される。
また窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金のめっき層の厚さ
が小さすぎる場合には、摩耗により該めっき層がなくな
って第二の部材の金属が露出してしまい、逆にめっき層
の厚さが大きすぎる場合には、窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ
−Ｐ合金が必要以上に使用されることになり、摺動用部
材が高コストになる。従って窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−
Ｐ合金のめっき層の厚さは１０〜１５０μ程度であるこ
とが好ましい。
が小さすぎる場合には、摩耗により該めっき層がなくな
って第二の部材の金属が露出してしまい、逆にめっき層
の厚さが大きすぎる場合には、窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ
−Ｐ合金が必要以上に使用されることになり、摺動用部
材が高コストになる。従って窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−
Ｐ合金のめっき層の厚さは１０〜１５０μ程度であるこ
とが好ましい。
本発明の一つの実施例に於ては、本発明の摺動用部材は
内燃機関であり、第一の部材はシリンダライナであり、
第二の部材はピストンリングである。
内燃機関であり、第一の部材はシリンダライナであり、
第二の部材はピストンリングである。
尚第一の部材の複合材料の強化繊維としてのアルミナ−
シリカ系繊維、即ちＡｌ２Ｏ３及びＳｉＯ２を主成分と
する繊維のＡｌ２Ｏ３含有量が４０wt％未満の場合に
は、複合材料の耐摩耗性を十分に向上させることができ
ない。従って本発明に於てはＡｌ２Ｏ３含有量が４０wt
％以上のアルミナ−シリカ系繊維が使用される。このア
ルミナ−シリカ系繊維は長繊維又は短繊維の何れであっ
てもよく、平均繊維径は１００μ以下、特に１〜４０μ
程度であることが好ましい。またアルミナ−シリカ系繊
維を体積率が５％未満、特に３％未満の場合には、複合
材料の耐摩耗性等を十分に向上させることができず、逆
にアルミナ−シリカ系繊維の体積率が１５％、特に３０
％を越えると、複合材料の摩耗量が増大する。従ってア
ルミナ−シリカ系繊維の体積率は３〜３０％、好ましく
は５〜１５％に設定される。更にアルミナ−シリカ系繊
維の配向は一方向配向、二次元ランダム配向、三次元ラ
ンダム配向等任意の配向であってよいが、特に一方向配
向及び二次元ランダム配向の場合には、摺動面が一方向
配向の方向又は二次元ランダム配向平面に対しできるだ
け垂直又はこれに近い角度をなすよう設定されることが
好ましい。
シリカ系繊維、即ちＡｌ２Ｏ３及びＳｉＯ２を主成分と
する繊維のＡｌ２Ｏ３含有量が４０wt％未満の場合に
は、複合材料の耐摩耗性を十分に向上させることができ
ない。従って本発明に於てはＡｌ２Ｏ３含有量が４０wt
％以上のアルミナ−シリカ系繊維が使用される。このア
ルミナ−シリカ系繊維は長繊維又は短繊維の何れであっ
てもよく、平均繊維径は１００μ以下、特に１〜４０μ
程度であることが好ましい。またアルミナ−シリカ系繊
維を体積率が５％未満、特に３％未満の場合には、複合
材料の耐摩耗性等を十分に向上させることができず、逆
にアルミナ−シリカ系繊維の体積率が１５％、特に３０
％を越えると、複合材料の摩耗量が増大する。従ってア
ルミナ−シリカ系繊維の体積率は３〜３０％、好ましく
は５〜１５％に設定される。更にアルミナ−シリカ系繊
維の配向は一方向配向、二次元ランダム配向、三次元ラ
ンダム配向等任意の配向であってよいが、特に一方向配
向及び二次元ランダム配向の場合には、摺動面が一方向
配向の方向又は二次元ランダム配向平面に対しできるだ
け垂直又はこれに近い角度をなすよう設定されることが
好ましい。
またアルミニウム合金及びマグネシウム合金は電解エッ
チング可能なものであれば任意の組成のものであっても
よいが、特にケイ素を含有するアルミニウム合金の如
く、それ自身耐摩耗性に優れたアルミニウム合金やマグ
ネシウム合金であることが好ましい。また第二の部材を
構成する金属は窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金にてめ
っきし得る金属である限り任意の金属であってよい。
チング可能なものであれば任意の組成のものであっても
よいが、特にケイ素を含有するアルミニウム合金の如
く、それ自身耐摩耗性に優れたアルミニウム合金やマグ
ネシウム合金であることが好ましい。また第二の部材を
構成する金属は窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金にてめ
っきし得る金属である限り任意の金属であってよい。
更に本発明に於ける電解エッチングの電解液は硝酸水溶
液又は塩化ナトリウム水溶液であってよく、硝酸水溶液
が使用される場合にはその濃度、電位差、通電量がそれ
ぞれ８０〜１６０ml／ｌ、４．５〜６．０Ｖ、２００〜
４５０クーロン／dm2に設定されることが好ましく、塩
化ナトリウム水溶液が使用される場合にはその濃度、電
位差、通電量が８０〜１６０ｇ／、３．０〜４．０
Ｖ、１００〜４００クーロン／dm2に設定されることが
好ましい。
液又は塩化ナトリウム水溶液であってよく、硝酸水溶液
が使用される場合にはその濃度、電位差、通電量がそれ
ぞれ８０〜１６０ml／ｌ、４．５〜６．０Ｖ、２００〜
４５０クーロン／dm2に設定されることが好ましく、塩
化ナトリウム水溶液が使用される場合にはその濃度、電
位差、通電量が８０〜１６０ｇ／、３．０〜４．０
Ｖ、１００〜４００クーロン／dm2に設定されることが
好ましい。
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。
詳細に説明する。
実施例１ 互いに当接して相対的に摺動する二つの部材よりなる摺
動用部材であって、その一方の部材がアルミナ−シリカ
繊維を強化繊維としアルミニウム合金をマトリックスと
する電解エッチングされた繊維強化金属複合材料にて構
成されており、その他方の部材が窒化ケイ素粒子分散Ｎ
ｉ−Ｐ合金にてめっきされた鋼にて構成された摺動用部
材について行われた焼付き試験及び摩耗試験を、他の材
質の組合せによりなる摺動用部材について行われた焼付
き試験及び摩耗試験と対比し説明する。
動用部材であって、その一方の部材がアルミナ−シリカ
繊維を強化繊維としアルミニウム合金をマトリックスと
する電解エッチングされた繊維強化金属複合材料にて構
成されており、その他方の部材が窒化ケイ素粒子分散Ｎ
ｉ−Ｐ合金にてめっきされた鋼にて構成された摺動用部
材について行われた焼付き試験及び摩耗試験を、他の材
質の組合せによりなる摺動用部材について行われた焼付
き試験及び摩耗試験と対比し説明する。
まず平均繊維径２．８μ、平均繊維長６mmのアルミナ−
シリカ繊維（５５wt％Ａｌ２Ｏ３、残部実質的にＳｉＯ
２）が実質的に三次元ランダムて配向された繊維成形体
を形成し、該繊維成形体を用いて行われる高圧鋳造（溶
湯の温度７３０℃、溶湯に対する加圧力５００kg／cm2
により、体積率８％のアルミナ−シリカ繊維を強化繊維
としアルミニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＤＣ１２）をマト
リックスとする複合材料を製造した。次いでこの複合材
料より外径２５．６mm、内径２０．０mm、長さ１６mmの
寸法を有し一方の端面を被試験面とする円筒試験片を多
数作成し、各試験片の被試験面の面粗さを研削により
０．６μＲｚに仕上げた。
シリカ繊維（５５wt％Ａｌ２Ｏ３、残部実質的にＳｉＯ
２）が実質的に三次元ランダムて配向された繊維成形体
を形成し、該繊維成形体を用いて行われる高圧鋳造（溶
湯の温度７３０℃、溶湯に対する加圧力５００kg／cm2
により、体積率８％のアルミナ−シリカ繊維を強化繊維
としアルミニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＤＣ１２）をマト
リックスとする複合材料を製造した。次いでこの複合材
料より外径２５．６mm、内径２０．０mm、長さ１６mmの
寸法を有し一方の端面を被試験面とする円筒試験片を多
数作成し、各試験片の被試験面の面粗さを研削により
０．６μＲｚに仕上げた。
次いで硝酸水溶液を用いて行われる電解エッチングによ
り被試験面のマトリックスの表面に凹部を形成した。第
１図はかくして形成された試験片の被試験面近傍の端面
を示す模式図であり、図に於ては強化繊維としてのアル
ミナ−シリカ繊維を示しており、２はマトリックスとし
てのアルミニウム合金を示しており、３は凹部を示して
いる。
り被試験面のマトリックスの表面に凹部を形成した。第
１図はかくして形成された試験片の被試験面近傍の端面
を示す模式図であり、図に於ては強化繊維としてのアル
ミナ−シリカ繊維を示しており、２はマトリックスとし
てのアルミニウム合金を示しており、３は凹部を示して
いる。
尚この場合電解エッチングの条件を適宜に設定すること
により、被試験面の任意の断面に現われる凹部３の深さ
Ｄｉの平均値▲▼が２．０μであり、凹部３の開口
径に対する深さの比の平均値、即ち被試験面の任意の断
面に現われる凹部３の開口部長さＷｉに対する深さＤｉ
の比の平均値 が０．０２であり、複合材料の表面４よりのアルミナ−
シリカ繊維の露出高さＨｉの平均値▲▼が０．５μ
であり、凹部の面積率、即ち複合材料の任意の断面に或
る基準長さＬに対する凹部３の開口部長さＷｉの合計の
比の百分率が２０％である４個の円筒試験片Ａ、Ｃ〜Ｅ
を形成した。
により、被試験面の任意の断面に現われる凹部３の深さ
Ｄｉの平均値▲▼が２．０μであり、凹部３の開口
径に対する深さの比の平均値、即ち被試験面の任意の断
面に現われる凹部３の開口部長さＷｉに対する深さＤｉ
の比の平均値 が０．０２であり、複合材料の表面４よりのアルミナ−
シリカ繊維の露出高さＨｉの平均値▲▼が０．５μ
であり、凹部の面積率、即ち複合材料の任意の断面に或
る基準長さＬに対する凹部３の開口部長さＷｉの合計の
比の百分率が２０％である４個の円筒試験片Ａ、Ｃ〜Ｅ
を形成した。
次いでこれらの円筒試験片及び電解エッチングが行われ
ず、従って凹部の深さ、アルミナ−シリカ繊維の露出高
さ及び凹部の面積率が０である複合材料よりなる円筒試
験片Ｂを順次摩擦摩耗試験機にセットし、種々の鋼より
なり、大きさが３０×３０×５mmであり、その一つの面
（３０×３０mm）を被試験面とする平板試験片の被試験
面と接触させ、それらの試験片の接触部に常温の潤滑油
（キャッスルモータオイルＳＡＥ３０）を供給し、円筒
試験片を回転数１０００rpmにて回転させつつ、平板試
験片に対する円筒試験片の押圧荷重を１０Kgより７００
Kgまで増加させ、これにより焼付き限度荷重を測定する
焼付き試験を行った。尚この焼付き試験に於ける円筒試
験片と平板試験片との組合せは下記の表１に示す通りで
あった。
ず、従って凹部の深さ、アルミナ−シリカ繊維の露出高
さ及び凹部の面積率が０である複合材料よりなる円筒試
験片Ｂを順次摩擦摩耗試験機にセットし、種々の鋼より
なり、大きさが３０×３０×５mmであり、その一つの面
（３０×３０mm）を被試験面とする平板試験片の被試験
面と接触させ、それらの試験片の接触部に常温の潤滑油
（キャッスルモータオイルＳＡＥ３０）を供給し、円筒
試験片を回転数１０００rpmにて回転させつつ、平板試
験片に対する円筒試験片の押圧荷重を１０Kgより７００
Kgまで増加させ、これにより焼付き限度荷重を測定する
焼付き試験を行った。尚この焼付き試験に於ける円筒試
験片と平板試験片との組合せは下記の表１に示す通りで
あった。
上述の焼付き試験の結果を第２図に示す。この第２図よ
り、相手材が表面処理されていない鋼（組合せＡ）、ガ
ス窒化された鋼（組合せＤ）、及びクロムめっきされた
鋼（組合せＥ）の何れの場合にも焼付き限度荷重が低い
値であり、また相手材が窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合
金にてめっきされた鋼である場合にも、複合材料が電解
エッチングされない場合（組合せＢ）には焼付き限度荷
重が比較的低い値であるのに対し、複合材料が電解エッ
チングされ相手材が窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金に
てめっきされた鋼である場合（組合せＣ）には、焼付き
限度荷重が高い値であることが解る。
り、相手材が表面処理されていない鋼（組合せＡ）、ガ
ス窒化された鋼（組合せＤ）、及びクロムめっきされた
鋼（組合せＥ）の何れの場合にも焼付き限度荷重が低い
値であり、また相手材が窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合
金にてめっきされた鋼である場合にも、複合材料が電解
エッチングされない場合（組合せＢ）には焼付き限度荷
重が比較的低い値であるのに対し、複合材料が電解エッ
チングされ相手材が窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金に
てめっきされた鋼である場合（組合せＣ）には、焼付き
限度荷重が高い値であることが解る。
この焼付き試験の結果より、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り電解エッチングさ
れた複合材料と窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金にてめ
っきされた金属との組合せは耐焼付き性に優れているこ
とが解る。
強化されたアルミニウム合金よりなり電解エッチングさ
れた複合材料と窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金にてめ
っきされた金属との組合せは耐焼付き性に優れているこ
とが解る。
また上掲の表１に示された試験片組合せＡ〜Ｅについ
て、荷重を２００Kg（一定）に設定して上述の焼付き試
験と同様の要領の摩耗試験を１時間に亙り行った。この
摩耗試験を結果を第３図に示す。尚第３図に於て、上半
分及び下半分はそれぞれ円筒試験片及び平板試験片の摩
耗量（摩耗減量mg）を表わしている。
て、荷重を２００Kg（一定）に設定して上述の焼付き試
験と同様の要領の摩耗試験を１時間に亙り行った。この
摩耗試験を結果を第３図に示す。尚第３図に於て、上半
分及び下半分はそれぞれ円筒試験片及び平板試験片の摩
耗量（摩耗減量mg）を表わしている。
この第３図より、組合せＣの摩耗量は、円筒試験片及び
平板試験片の何れについても他の組合せの場合よりも小
さく、従ってアルミナ−シリカ繊維にて強化されたアル
ミニウム合金よりなる電解エッチングされた複合材料と
窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金にてめっきされた金属
との組合せは耐摩耗性にも優れていることが解る。
平板試験片の何れについても他の組合せの場合よりも小
さく、従ってアルミナ−シリカ繊維にて強化されたアル
ミニウム合金よりなる電解エッチングされた複合材料と
窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金にてめっきされた金属
との組合せは耐摩耗性にも優れていることが解る。
実施例２ 上述の実施例１の場合と同一の要領にて、体積率８％に
て実質的に三次元ランダムにて配向されたアルミナ−シ
リカ繊維（実施例１に於て使用されたアルミナ−シリカ
系繊維と同一）を強化繊維とし、マグネシウム合金（Ｊ
ＩＳ規格ＭＣ２）をマトリックスとする複合材料（溶湯
の温度７００℃、溶湯に対する加圧力８００kg／c
m2）、体積率５％にて実質的に三次元ランダムに配向さ
れたアルミナ繊維（９５wt％Ａｌ２Ｏ３、残部実質的に
ＳｉＯ２、平均繊維径３．２μ、平均繊維長８mm）を強
化繊維とし、アルミニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＤＣ１
２）をマトリックスとする複合材料、体積率５％にて実
質的に三次元ランダムに配向されたアルミナ繊維（９５
wt％Ａｌ２Ｏ３、残部実質的にＳｉＯ２、平均繊維径
３．２μ、平均繊維長８mm）を強化繊維とし、マグネシ
ウム合金（ＪＩＳ規格ＭＣ２）をマトリックスとする複
合材料よりそれぞれ実施例１の場合と同一の寸法の円筒
試験片Ｆ１及びＦ２、Ｇ１及びＧ２、Ｈ１及びＨ２を形
成し、各円筒試験片の被試験面を電解エッチングするこ
とにより、凹部の深さＤｉの平均値▲▼が２．０μ
であり、凹部の開口部長さＷｉに対する深さＤｉの比の
平均値 が０．０２であり、強化繊維の露出高さＨｉの平均値▲
▼が０．５μであり、凹部の面積率が２０％となる
よう処理した。
て実質的に三次元ランダムにて配向されたアルミナ−シ
リカ繊維（実施例１に於て使用されたアルミナ−シリカ
系繊維と同一）を強化繊維とし、マグネシウム合金（Ｊ
ＩＳ規格ＭＣ２）をマトリックスとする複合材料（溶湯
の温度７００℃、溶湯に対する加圧力８００kg／c
m2）、体積率５％にて実質的に三次元ランダムに配向さ
れたアルミナ繊維（９５wt％Ａｌ２Ｏ３、残部実質的に
ＳｉＯ２、平均繊維径３．２μ、平均繊維長８mm）を強
化繊維とし、アルミニウム合金（ＪＩＳ規格ＡＤＣ１
２）をマトリックスとする複合材料、体積率５％にて実
質的に三次元ランダムに配向されたアルミナ繊維（９５
wt％Ａｌ２Ｏ３、残部実質的にＳｉＯ２、平均繊維径
３．２μ、平均繊維長８mm）を強化繊維とし、マグネシ
ウム合金（ＪＩＳ規格ＭＣ２）をマトリックスとする複
合材料よりそれぞれ実施例１の場合と同一の寸法の円筒
試験片Ｆ１及びＦ２、Ｇ１及びＧ２、Ｈ１及びＨ２を形
成し、各円筒試験片の被試験面を電解エッチングするこ
とにより、凹部の深さＤｉの平均値▲▼が２．０μ
であり、凹部の開口部長さＷｉに対する深さＤｉの比の
平均値 が０．０２であり、強化繊維の露出高さＨｉの平均値▲
▼が０．５μであり、凹部の面積率が２０％となる
よう処理した。
次いでシリコンクロム鋼（ＪＩＳ規格ＳＷＯＳＣ−Ｖ）
よりなる平板試験片及び試験面が窒化ケイ素粒子分散Ｎ
ｉ−Ｐ合金（窒化ケイ素粒子の平均粒径０．８μ、窒化
ケイ素粒子の体積率１０％）にてめっきされたシリコン
クロム鋼（ＪＩＳ規格ＳＷＯＳＣ−Ｖ）よりなる平板試
験片を用意し、下記の表２に示された試験片の組合せに
て上述の実施例１の場合と同一の要領及び条件にて焼付
き試験及び摩耗試験を行った。
よりなる平板試験片及び試験面が窒化ケイ素粒子分散Ｎ
ｉ−Ｐ合金（窒化ケイ素粒子の平均粒径０．８μ、窒化
ケイ素粒子の体積率１０％）にてめっきされたシリコン
クロム鋼（ＪＩＳ規格ＳＷＯＳＣ−Ｖ）よりなる平板試
験片を用意し、下記の表２に示された試験片の組合せに
て上述の実施例１の場合と同一の要領及び条件にて焼付
き試験及び摩耗試験を行った。
これら焼付き試験及び摩耗試験の結果をそれぞれ第４図
及び第５図に示す。尚第５図に於て、上半分及び下半分
はそれぞれ円筒試験片及び平板試験片の摩耗量（摩耗減
量mg）を表わしている。
及び第５図に示す。尚第５図に於て、上半分及び下半分
はそれぞれ円筒試験片及び平板試験片の摩耗量（摩耗減
量mg）を表わしている。
第４図及び第５図より、強化繊維がアルミナ−シリカ繊
維でありマトリックスがマグネシウム合金である場合、
強化繊維がアルミナ繊維でありマトリックスがアルミニ
ウム合金である場合、強化繊維がアルミナ繊維でありマ
トリックスがマグネシウム合金である場合の何れの場合
にも、複合材料の表面が電解エッチングされ、相手材が
窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金にてめっきされる場合
には、焼付き限度荷重が高く、また複合材料及び相手材
の摩耗量が少なく、従ってこれらの組合せは耐焼付き性
及び耐摩耗性に優れていることが解る。
維でありマトリックスがマグネシウム合金である場合、
強化繊維がアルミナ繊維でありマトリックスがアルミニ
ウム合金である場合、強化繊維がアルミナ繊維でありマ
トリックスがマグネシウム合金である場合の何れの場合
にも、複合材料の表面が電解エッチングされ、相手材が
窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金にてめっきされる場合
には、焼付き限度荷重が高く、また複合材料及び相手材
の摩耗量が少なく、従ってこれらの組合せは耐焼付き性
及び耐摩耗性に優れていることが解る。
実施例３ 電解エッチングにより形成される凹部の面積率が如何な
る範囲であることが適切であるかの検討を行った。
る範囲であることが適切であるかの検討を行った。
上述の実施例１に於て作成された６個の円筒試験片の被
試験面を種々の条件にて電解エッチングすることによ
り、下記の表３に示されている如き円筒試験片Ｉ１〜Ｉ
６を形成し、各試験片について実施例１及び２の場合と
同一の要領及び条件にて、窒化ケイ素粒子の平均粒径が
０．８μであり、窒化ケイ素粒子の体積率が１０％であ
る窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金にてめっきされたシ
リコンクロム鋼（ＪＩＳ規格ＳＷＯＳＣ−Ｖ）を相手材
として焼付き試験及び摩耗試験を行った。
試験面を種々の条件にて電解エッチングすることによ
り、下記の表３に示されている如き円筒試験片Ｉ１〜Ｉ
６を形成し、各試験片について実施例１及び２の場合と
同一の要領及び条件にて、窒化ケイ素粒子の平均粒径が
０．８μであり、窒化ケイ素粒子の体積率が１０％であ
る窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金にてめっきされたシ
リコンクロム鋼（ＪＩＳ規格ＳＷＯＳＣ−Ｖ）を相手材
として焼付き試験及び摩耗試験を行った。
これらの試験の結果をそれぞれ第６図及び第７図に示
す。尚第７図に於て、上半分及び下半分はそれぞれ円筒
試験片及び平板試験片の摩耗量（摩耗減量mg）を示して
いる。
す。尚第７図に於て、上半分及び下半分はそれぞれ円筒
試験片及び平板試験片の摩耗量（摩耗減量mg）を示して
いる。
第６図より、凹部の面積率が５〜４０％程度の場合に焼
付き限度荷重が高くなり、焼き付きが生じ難くなること
が解る。また第７図より、凹部の面積率が５〜４０％程
度の場合に円筒試験片及び平板試験片の摩耗量が低い値
になることが解る。
付き限度荷重が高くなり、焼き付きが生じ難くなること
が解る。また第７図より、凹部の面積率が５〜４０％程
度の場合に円筒試験片及び平板試験片の摩耗量が低い値
になることが解る。
これらの焼付き試験及び摩耗試験の結果より、凹部の面
積率は５〜４０％であることが好ましいことが解る。
積率は５〜４０％であることが好ましいことが解る。
実施例４ 第二の部材を構成する金属の表面にめっきされるＮｉ−
Ｐ合金のＰ含有量が如何なる範囲であることが適切であ
るかの検討を行った。
Ｐ合金のＰ含有量が如何なる範囲であることが適切であ
るかの検討を行った。
まず上述の実施例１場合と同一の要領及び条件の高圧鋳
造及び電解エッチングにより実施例１の円筒試験片Ａ、
Ｃ〜Ｅと同一の７個の円筒試験片を形成した。またＰ含
有量が種々の値である窒化ケイ素分散Ｎｉ−Ｐ合金（窒
化ケイ素粒子の平均粒径０．８μ、窒化ケイ素粒子の体
積率１０％）にてめっきされたシリコンクロム鋼（ＪＩ
Ｓ規格ＳＷＯＳＣ−Ｖ）よりなる７個の平板試験片を形
成した。
造及び電解エッチングにより実施例１の円筒試験片Ａ、
Ｃ〜Ｅと同一の７個の円筒試験片を形成した。またＰ含
有量が種々の値である窒化ケイ素分散Ｎｉ−Ｐ合金（窒
化ケイ素粒子の平均粒径０．８μ、窒化ケイ素粒子の体
積率１０％）にてめっきされたシリコンクロム鋼（ＪＩ
Ｓ規格ＳＷＯＳＣ−Ｖ）よりなる７個の平板試験片を形
成した。
次いでこれらの円筒試験片及び平板試験片を組合せて上
述の実施例１の場合と同一の要領及び条件にて摩耗試験
を行った。この摩耗試験の結果を第８図に示す。尚第８
図に於て、横軸はＮｉ−Ｐ合金のＰ含有量（wt％）を示
している。
述の実施例１の場合と同一の要領及び条件にて摩耗試験
を行った。この摩耗試験の結果を第８図に示す。尚第８
図に於て、横軸はＮｉ−Ｐ合金のＰ含有量（wt％）を示
している。
第８図より、Ｐ含有量が１３wt％、特に１５wt％を越え
る領域に於ては円筒試験片の摩耗量が比較的高い値であ
り、またＰ含有量が７wt％未満、特に５wt％未満及び１
３wt％、特に１５wt％を越える領域に於ては平板試験片
の摩耗量が比較的高い値であり、従って円筒試験片及び
平板試験片の両方の摩耗量を低減するためには、Ｐ含有
量は５〜１５wt％、特に７〜１３wt％であるとが好まし
いことが解る。
る領域に於ては円筒試験片の摩耗量が比較的高い値であ
り、またＰ含有量が７wt％未満、特に５wt％未満及び１
３wt％、特に１５wt％を越える領域に於ては平板試験片
の摩耗量が比較的高い値であり、従って円筒試験片及び
平板試験片の両方の摩耗量を低減するためには、Ｐ含有
量は５〜１５wt％、特に７〜１３wt％であるとが好まし
いことが解る。
実施例５ 第二の部材を構成する金属の表面にめっきされる窒化ケ
イ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金の窒化ケイ素粒子の体積率が
如何なる範囲であることが適切であるかの検討を行っ
た。
イ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金の窒化ケイ素粒子の体積率が
如何なる範囲であることが適切であるかの検討を行っ
た。
まず上述の実施例１の場合と同一の要領及び条件の高圧
鋳造及び電解エッチングにより、表１に示された円筒試
験片Ａ、Ｃ〜Ｅと同一の仕様の７個の円筒試験片を形成
した。また窒化ケイ素粒子の体積率が種々の値である窒
化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金（窒化ケイ素粒子の平均
粒径０．８μ、Ｐ含有量８wt％）にてめっきされたシリ
コンクロム鋼（ＪＩＳ規格ＳＷＯＳＣ−Ｖ）よりなる７
個の平板試験片を形成した。
鋳造及び電解エッチングにより、表１に示された円筒試
験片Ａ、Ｃ〜Ｅと同一の仕様の７個の円筒試験片を形成
した。また窒化ケイ素粒子の体積率が種々の値である窒
化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金（窒化ケイ素粒子の平均
粒径０．８μ、Ｐ含有量８wt％）にてめっきされたシリ
コンクロム鋼（ＪＩＳ規格ＳＷＯＳＣ−Ｖ）よりなる７
個の平板試験片を形成した。
次いでこれらの円筒試験片及び平板試験片を組合せて上
述の実施例１の場合と同一の要領及び条件にて摩耗試験
を行った。この摩耗試験の結果を第９図に示す。尚第９
図に於て横軸は窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金中に含
まれる窒化ケイ素粒子の体積率（％）を示している。
述の実施例１の場合と同一の要領及び条件にて摩耗試験
を行った。この摩耗試験の結果を第９図に示す。尚第９
図に於て横軸は窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金中に含
まれる窒化ケイ素粒子の体積率（％）を示している。
第９図より、窒化ケイ素粒子の体積率が２８％、特に３
０％を越える領域に於ては円筒試験片の摩耗量が高い値
であり、また窒化ケイ素粒子の体積率が１０％未満、特
に５％未満の領域に於ては平板試験片の摩耗量が高い値
であり、従って円筒試験片及び平板試験空の両方の摩耗
量を低減するためには、窒化ケイ素粒子の体積率は５〜
３０％、特に１０〜２８％であることが好ましいことが
解る。
０％を越える領域に於ては円筒試験片の摩耗量が高い値
であり、また窒化ケイ素粒子の体積率が１０％未満、特
に５％未満の領域に於ては平板試験片の摩耗量が高い値
であり、従って円筒試験片及び平板試験空の両方の摩耗
量を低減するためには、窒化ケイ素粒子の体積率は５〜
３０％、特に１０〜２８％であることが好ましいことが
解る。
実施例６ 上述の実施例１に於て使用されたアルミナ−シリカ繊維
及びアルミニウム合金を用いて、実質的に三次元ランダ
ムにて配向された体積率１０％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シリンダライ
ナを高圧鋳造（溶湯の温度７３０℃、溶湯に対する加圧
力５００kg／cm2）により製造し、該ライナをグラビテ
イ鋳造により鋳ぐるむことにより、シリンダボア径８０
mmの４気筒４サイウル内燃機関用シリンダブロックを５
個形成した。次いで一つのシリンダブロックのシリンダ
ボアをボーニング加工によって表面粗さ０．６μＲｚに
仕上げることによりシリンダブロック（強化繊維の露出
高さ０μ、凹部の面積率０％）を形成した。また他の残
りのシリンダブロックのシリンダボアをホーニング加工
によって表面粗さ０．６μＲｚに仕上げた後、硝酸水溶
液よる電解エッチングにより、凹部の平均深さ１．９
μ、凹部の開口径に対する深さの比の平均値０．０１
８、強化繊維の露出高さの平均値０．３μ、凹部の面積
率６％のシリダブロックを形成した。
及びアルミニウム合金を用いて、実質的に三次元ランダ
ムにて配向された体積率１０％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シリンダライ
ナを高圧鋳造（溶湯の温度７３０℃、溶湯に対する加圧
力５００kg／cm2）により製造し、該ライナをグラビテ
イ鋳造により鋳ぐるむことにより、シリンダボア径８０
mmの４気筒４サイウル内燃機関用シリンダブロックを５
個形成した。次いで一つのシリンダブロックのシリンダ
ボアをボーニング加工によって表面粗さ０．６μＲｚに
仕上げることによりシリンダブロック（強化繊維の露出
高さ０μ、凹部の面積率０％）を形成した。また他の残
りのシリンダブロックのシリンダボアをホーニング加工
によって表面粗さ０．６μＲｚに仕上げた後、硝酸水溶
液よる電解エッチングにより、凹部の平均深さ１．９
μ、凹部の開口径に対する深さの比の平均値０．０１
８、強化繊維の露出高さの平均値０．３μ、凹部の面積
率６％のシリダブロックを形成した。
次いで実施例１の組合せＡ〜Ｅに対応してこれらのシリ
ンダブロック及び種々鋼製のピストンリングが組込まれ
た内燃機関を６０００rpmにて２００時間に亙る高速耐
久性試験に供したところ、組合せＡ、Ｂ、Ｄ、Ｅのシリ
ンダブロックのシリンダボアにはスカッフィングが発生
していることが認められたのに対し、組合せＣのシリン
ダブロックのシリンダボアにはスカッフィングの発生は
全く認められなかった。また組合せＣのシリンダブロッ
クのシリンダボア及びピストンリングの外周面の平均摩
耗量はそれぞれ２０μ以下、５．０μ以下であるのに対
し、他の組合せのシリンダブロックのシリンダボア及び
ピストンリングの外周面の平均摩耗量はそれぞれ４０〜
８０μ、２０〜５０μであり、従って組合せＣのシリン
ダブロック及びピストンは他の組合せのシリンダブロッ
ク及びピストンよりも遥かに耐摩耗性に優れていること
が認められた。
ンダブロック及び種々鋼製のピストンリングが組込まれ
た内燃機関を６０００rpmにて２００時間に亙る高速耐
久性試験に供したところ、組合せＡ、Ｂ、Ｄ、Ｅのシリ
ンダブロックのシリンダボアにはスカッフィングが発生
していることが認められたのに対し、組合せＣのシリン
ダブロックのシリンダボアにはスカッフィングの発生は
全く認められなかった。また組合せＣのシリンダブロッ
クのシリンダボア及びピストンリングの外周面の平均摩
耗量はそれぞれ２０μ以下、５．０μ以下であるのに対
し、他の組合せのシリンダブロックのシリンダボア及び
ピストンリングの外周面の平均摩耗量はそれぞれ４０〜
８０μ、２０〜５０μであり、従って組合せＣのシリン
ダブロック及びピストンは他の組合せのシリンダブロッ
ク及びピストンよりも遥かに耐摩耗性に優れていること
が認められた。
以上に於ては本発明を本願発明者等が行った実験的研究
の結果との関連に於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
の他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって
明らかであろう。
の結果との関連に於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
の他の種々の実施例が可能であることは当業者にとって
明らかであろう。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による摺動用部材の第一の部材を構成す
る繊維強化金属複合材料の表面部の断面を示す模式図、
第２図及び第３図はそれぞれアルミナ−シリカ繊維を強
化繊維とアルミニウム合金をマトリックスとする複合材
料と種々の鋼との組合せについて行われた焼付き試験及
び摩耗試験の結果を示すグラフ、第４図及び第５図はそ
れぞれ種々の部材の組合せについて行われた焼付き試験
及び摩耗試験の結果を示すグラフ、第６図及び第７図は
それぞれ複合材料のマトリックス表面の凹部の面積率を
パラメータとして行われた焼付き試験及び摩耗試験の結
果を示すグラフ、第８図は窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ
合金のＰ含有量をパラメータとして行われた摩耗試験の
結果を示すグラフ、第９図は窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−
Ｐ合金に含まれる窒化ケイ素粒子の体積率をパラメータ
として行われた摩耗試験の結果を示すグラフである。 １…アルミナ−シリカ繊維，２…アルミニウム合金，３
…凹部，４…表面
る繊維強化金属複合材料の表面部の断面を示す模式図、
第２図及び第３図はそれぞれアルミナ−シリカ繊維を強
化繊維とアルミニウム合金をマトリックスとする複合材
料と種々の鋼との組合せについて行われた焼付き試験及
び摩耗試験の結果を示すグラフ、第４図及び第５図はそ
れぞれ種々の部材の組合せについて行われた焼付き試験
及び摩耗試験の結果を示すグラフ、第６図及び第７図は
それぞれ複合材料のマトリックス表面の凹部の面積率を
パラメータとして行われた焼付き試験及び摩耗試験の結
果を示すグラフ、第８図は窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ
合金のＰ含有量をパラメータとして行われた摩耗試験の
結果を示すグラフ、第９図は窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−
Ｐ合金に含まれる窒化ケイ素粒子の体積率をパラメータ
として行われた摩耗試験の結果を示すグラフである。 １…アルミナ−シリカ繊維，２…アルミニウム合金，３
…凹部，４…表面
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｆ 1/00 Ｄ 8503−3Ｇ
Claims (4)
- 【請求項１】互いに当接して相対的に摺動する第一の部
材と第二の部材とよりなる摺動用部材にして、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
４０wt％以上Ａｌ２Ｏ３、残部実質的にＳｉＯ２なる組
成を有する体積率３〜３０％のアルミナ−シリカ系繊維
を強化繊維としアルミニウム合金若しくはマグネシウム
合金をマトリックスとする繊維強化金属複合材料にて構
成され、摺動面が電解エッチングされることにより前記
アルミナ−シリカ系繊維の一部が前記摺動面に露出して
おり且前記摺動面に露出する前記アルミナ−シリカ系繊
維の間の前記マトリックスの表面に凹部が形成されてお
り、前記凹部の平均深さが１．５μ以上であり、前記凹
部の開口径に対する深さの比の平均値が０．０１以上で
あり、前記凹部の面積率が５〜４０％であり、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
窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ合金にてめっきされた金属
にて構成され、前記Ｎｉ−Ｐ合金のＰ含有量は５〜１５
wt％であり、前記Ｎｉ−Ｐ合金に含まれる窒化ケイ素粒
子の体積率は５〜３０％であることを特徴とする摺動用
部材。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項の摺動用部材に於
て、前記摺動面に於ける前記アルミナ−シリカ系繊維の
露出高さの平均値は１μ以下であることを特徴とする摺
動用部材。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項又は第２項の何れか
の摺動用部材に於て、前記窒化ケイ素粒子分散Ｎｉ−Ｐ
合金に含まれる窒化ケイ素粒子の平均粒径は０．１〜１
０μであることを特徴とする摺動用部材。 - 【請求項４】特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れか
の摺動用部材に於て、前記第一の部材は内燃機関用シリ
ンダライナであり、前記第二の部材はピストンリングで
あることを特徴とする摺動用部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10647686A JPH068475B2 (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | 摺動用部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10647686A JPH068475B2 (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | 摺動用部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62263941A JPS62263941A (ja) | 1987-11-16 |
| JPH068475B2 true JPH068475B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=14434557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10647686A Expired - Lifetime JPH068475B2 (ja) | 1986-05-09 | 1986-05-09 | 摺動用部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH068475B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07116985B2 (ja) * | 1988-07-29 | 1995-12-18 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関 |
| JPH03117779A (ja) * | 1989-09-29 | 1991-05-20 | Nissan Motor Co Ltd | 摺動用部材 |
| CN106337150A (zh) * | 2016-08-29 | 2017-01-18 | 桂林新艺制冷设备有限责任公司 | 一种汽油机活塞材料 |
-
1986
- 1986-05-09 JP JP10647686A patent/JPH068475B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62263941A (ja) | 1987-11-16 |
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