JPH07166278A - 銅系摺動材とその製造方法 - Google Patents
銅系摺動材とその製造方法Info
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- JPH07166278A JPH07166278A JP5342857A JP34285793A JPH07166278A JP H07166278 A JPH07166278 A JP H07166278A JP 5342857 A JP5342857 A JP 5342857A JP 34285793 A JP34285793 A JP 34285793A JP H07166278 A JPH07166278 A JP H07166278A
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
- F16C33/121—Use of special materials
-
- 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
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
- F16C2204/10—Alloys based on copper
- F16C2204/12—Alloys based on copper with tin as the next major constituent
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 あらゆる摺速領域において優れた摺動特性と
耐摩耗性を発揮し、常に安定して湿式条件下で使用し得
る銅系摺動材とその製造方法を提供する。 【構成】 基板上に銅系合金原料粉末を粉末冶金焼結法
により接合してなる湿式摺動材において、焼結銅合金の
組成が、Ｓｎ４〜12重量％、またはこれとＰｂ 0.1〜10
重量％、Ｍｏ 0.5〜５重量％またはＦｅ−Ｍｏ 0.5〜15
重量％を必須成分とし、残部がＣｕと不可避不純物から
なる。任意成分として、Ｎｉ１〜５重量％または／およ
びＺｎ１〜６重量％を含むことが好ましい。製造方法
は、必要成分の銅系合金原料粉末を秤量して均一混合
し、ついで圧粉成形したのちＣｕ−Ｓｎの二元系相平衡
状態図「α＋Ｌ」の温度範囲内で半液相状態により粉末
冶金焼結を施す。
耐摩耗性を発揮し、常に安定して湿式条件下で使用し得
る銅系摺動材とその製造方法を提供する。 【構成】 基板上に銅系合金原料粉末を粉末冶金焼結法
により接合してなる湿式摺動材において、焼結銅合金の
組成が、Ｓｎ４〜12重量％、またはこれとＰｂ 0.1〜10
重量％、Ｍｏ 0.5〜５重量％またはＦｅ−Ｍｏ 0.5〜15
重量％を必須成分とし、残部がＣｕと不可避不純物から
なる。任意成分として、Ｎｉ１〜５重量％または／およ
びＺｎ１〜６重量％を含むことが好ましい。製造方法
は、必要成分の銅系合金原料粉末を秤量して均一混合
し、ついで圧粉成形したのちＣｕ−Ｓｎの二元系相平衡
状態図「α＋Ｌ」の温度範囲内で半液相状態により粉末
冶金焼結を施す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、機械材料の摺動材、詳
しくは例えば油圧部品および油圧プレスのガイドギブラ
イナー等の湿式摺動部材として優れた摩擦特性を発揮す
る銅系焼結合金系の摺動材に関する。
しくは例えば油圧部品および油圧プレスのガイドギブラ
イナー等の湿式摺動部材として優れた摩擦特性を発揮す
る銅系焼結合金系の摺動材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、相対する摺動面間に潤滑油やグリ
ース等の液状物質が介在する状態で使用される湿式およ
び半湿式摺動材料は、軸受け、ガイドプレート、油圧部
材などとして多用されている。このうち、油圧部材は装
置の高性能化が進むとともに高摺速および高圧化の条件
が厳しさを増しており、それに耐える摺動材の開発が要
請されている。潤滑油中において低速領域で使用される
摺動材に対しては、油切れ現象による摩擦係数の上昇が
なく、機械効率の良好な材料設計が重要な開発上の着眼
点となっている。また、プレスのガイドギブライナーに
ついては、プレスの高速化、高精度化に伴い、例えば油
圧式の金属板打ち抜き装置のように油圧の負荷状態が大
幅に且つ複雑に変動する作動曲線にも対応可能な摺動材
が必要になってきている。
ース等の液状物質が介在する状態で使用される湿式およ
び半湿式摺動材料は、軸受け、ガイドプレート、油圧部
材などとして多用されている。このうち、油圧部材は装
置の高性能化が進むとともに高摺速および高圧化の条件
が厳しさを増しており、それに耐える摺動材の開発が要
請されている。潤滑油中において低速領域で使用される
摺動材に対しては、油切れ現象による摩擦係数の上昇が
なく、機械効率の良好な材料設計が重要な開発上の着眼
点となっている。また、プレスのガイドギブライナーに
ついては、プレスの高速化、高精度化に伴い、例えば油
圧式の金属板打ち抜き装置のように油圧の負荷状態が大
幅に且つ複雑に変動する作動曲線にも対応可能な摺動材
が必要になってきている。
【０００３】一般に、湿式摺動材として要求される主要
な性能は、低摩擦係数（高摺動特性）、耐摩耗性および
高い機械的強度である。ところが、従来の金属系摺動材
でこれら性能条件を全て満足するものは開発されていな
い。すなわち、従来の金属系摺動材は主に鋳造法あるい
は粉末冶金法による銅系（青銅系、鉛青銅系、高力黄銅
系など）の材料で作製されている。鋳造材料は、用途に
応じて青銅系と高力黄銅系の材料が使い分けられている
が、前者の青銅系摺動材は摺動特性は良好であるが機械
的強度が低く、逆に高力黄銅系摺動材は機械的強度には
優れているものの摺動特性に劣る欠点がある。
な性能は、低摩擦係数（高摺動特性）、耐摩耗性および
高い機械的強度である。ところが、従来の金属系摺動材
でこれら性能条件を全て満足するものは開発されていな
い。すなわち、従来の金属系摺動材は主に鋳造法あるい
は粉末冶金法による銅系（青銅系、鉛青銅系、高力黄銅
系など）の材料で作製されている。鋳造材料は、用途に
応じて青銅系と高力黄銅系の材料が使い分けられている
が、前者の青銅系摺動材は摺動特性は良好であるが機械
的強度が低く、逆に高力黄銅系摺動材は機械的強度には
優れているものの摺動特性に劣る欠点がある。
【０００４】一方、粉末冶金による金属系摺動材として
は、鉛青銅（ＬＢＣ系；Cu-Sn-Pb)、青銅（ＢＣ系；Cu-
Sn)、その他ケルメット系のものが実用化されている。
しかし、これら摺動材は一般に成形工程で圧力を加えず
に焼結する方法で製造されるため、焼結後の組織密度が
低く、機械的強度が十分でない。
は、鉛青銅（ＬＢＣ系；Cu-Sn-Pb)、青銅（ＢＣ系；Cu-
Sn)、その他ケルメット系のものが実用化されている。
しかし、これら摺動材は一般に成形工程で圧力を加えず
に焼結する方法で製造されるため、焼結後の組織密度が
低く、機械的強度が十分でない。
【０００５】粉末冶金法による金属系材料の摺動特性
は、Ｐｂ添加量を増加させると改善されることが知られ
ているが、Ｐｂの増量は機械的強度の減退を招き、同時
に耐エロージョン（高圧油による耐侵食）特性を悪化さ
せる関係で添加量には限界があり、適切な改善手段とは
ならない。このほか、Ｍｏ2 Ｏ3 、ＭｏＳ2 、黒鉛等の
固体潤滑材物質を配合することも知られているが、この
方法は前記のＰｂ増量以上に機械的強度や耐エロージョ
ン特性の低下を招き、高負荷摺動材としては使用に耐え
ない。
は、Ｐｂ添加量を増加させると改善されることが知られ
ているが、Ｐｂの増量は機械的強度の減退を招き、同時
に耐エロージョン（高圧油による耐侵食）特性を悪化さ
せる関係で添加量には限界があり、適切な改善手段とは
ならない。このほか、Ｍｏ2 Ｏ3 、ＭｏＳ2 、黒鉛等の
固体潤滑材物質を配合することも知られているが、この
方法は前記のＰｂ増量以上に機械的強度や耐エロージョ
ン特性の低下を招き、高負荷摺動材としては使用に耐え
ない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来技術
による湿式摺動材には、高速領域から低速領域の摺動範
囲において要求性能を満足するものは現在のところ開発
されていない。本発明者らは、かかる実情に鑑み粉末冶
金による銅系焼結合金の摺動性能を改善するための添加
物質について研究を重ねた結果、鉛青銅（ＬＢＣ系；Cu
-Sn-Pb) 、青銅（ＢＣ系；Cu-Sn)等を母材とする銅合金
に高融点のＭｏまたはＦｅ−Ｍｏ（フェロモリブデン）
を添加した合金組成は、高度の機械的強度を維持しなが
ら優れた摺動特性、耐摩耗性および耐エロージョン性を
発揮することを確認した。
による湿式摺動材には、高速領域から低速領域の摺動範
囲において要求性能を満足するものは現在のところ開発
されていない。本発明者らは、かかる実情に鑑み粉末冶
金による銅系焼結合金の摺動性能を改善するための添加
物質について研究を重ねた結果、鉛青銅（ＬＢＣ系；Cu
-Sn-Pb) 、青銅（ＢＣ系；Cu-Sn)等を母材とする銅合金
に高融点のＭｏまたはＦｅ−Ｍｏ（フェロモリブデン）
を添加した合金組成は、高度の機械的強度を維持しなが
ら優れた摺動特性、耐摩耗性および耐エロージョン性を
発揮することを確認した。
【０００７】本発明は前記の知見に基づいて開発された
もので、その目的は、あらゆる摺速領域において優れた
摺動特性と耐摩耗性を発揮し、常に安定して湿式（半湿
式を含む）条件下で使用することができる粉末冶金焼結
体からなる銅系摺動材とその製造方法を提供することに
ある。
もので、その目的は、あらゆる摺速領域において優れた
摺動特性と耐摩耗性を発揮し、常に安定して湿式（半湿
式を含む）条件下で使用することができる粉末冶金焼結
体からなる銅系摺動材とその製造方法を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による銅系摺動材は、基板上に銅系合金原料
粉末を粉末冶金焼結法により接合してなる湿式摺動材に
おいて、必須成分としてそれぞれ表１に示す焼結銅合金
の組成を備えることを構成上の特徴とするものである。
めの本発明による銅系摺動材は、基板上に銅系合金原料
粉末を粉末冶金焼結法により接合してなる湿式摺動材に
おいて、必須成分としてそれぞれ表１に示す焼結銅合金
の組成を備えることを構成上の特徴とするものである。
【０００９】
【表１】
【００１０】本発明の銅系摺動材は、鉄材からなる芯金
基板上に銅系合金原料粉末を粉末冶金焼結法により拡散
接合して摺動部を形成するもので、基板部分は全体の強
度を確保し、摺動部は必要最低限の厚み（摩耗代）とし
て摺動性能を発揮する。
基板上に銅系合金原料粉末を粉末冶金焼結法により拡散
接合して摺動部を形成するもので、基板部分は全体の強
度を確保し、摺動部は必要最低限の厚み（摩耗代）とし
て摺動性能を発揮する。
【００１１】焼結銅合金を構成する必須成分のうち、Ｓ
ｎは焼結時にＣｕに拡散して焼結を促進して青銅母材を
形成する成分で、４〜１２重量％の範囲で含有する。こ
の含有量が４重量％未満であると焼結性が不十分となっ
て組織の機械的強度が低下するうえ、基板との拡散接合
が円滑に進行しなくなる。また、１２重量％を越えると
偏析が生じて組織が脆弱化し、摺動特性も悪化する。
ｎは焼結時にＣｕに拡散して焼結を促進して青銅母材を
形成する成分で、４〜１２重量％の範囲で含有する。こ
の含有量が４重量％未満であると焼結性が不十分となっ
て組織の機械的強度が低下するうえ、基板との拡散接合
が円滑に進行しなくなる。また、１２重量％を越えると
偏析が生じて組織が脆弱化し、摺動特性も悪化する。
【００１２】鉛青銅を母材とする場合（表１の組成２、
４）に添加するＰｂの含有量は０．１〜１０重量％の範
囲とする。０．１重量％未満であると、Ｃｕ−Ｓｎ合金
化の促進および潤滑性の改善に効果が認められず、１０
重量％を越えると焼結時に溶融して湯引けの巣を発生さ
せ、強度低下の原因となる。
４）に添加するＰｂの含有量は０．１〜１０重量％の範
囲とする。０．１重量％未満であると、Ｃｕ−Ｓｎ合金
化の促進および潤滑性の改善に効果が認められず、１０
重量％を越えると焼結時に溶融して湯引けの巣を発生さ
せ、強度低下の原因となる。
【００１３】本発明の焼結銅合金は、上記の青銅系また
は鉛青銅系母材に加えて特定量のＭｏまたはＦｅ−Ｍｏ
（フェロモリブデン）成分を含有する。これらは本発明
の目的を達成するための重要な組成成分となるもので、
焼結合金に優れた潤滑機能と油に対する親和性を与えて
湿式摺動材に要求される低摩擦係数と高耐摩耗性を付与
するための要件となる。Ｍｏは表１の組成１、２におい
て０．５〜５重量％の範囲で含有する。この含有量が
０．５重量％未満では潤滑性付与の機能が発揮できず、
５重量％を越えると母材成分(Cu-Sn) との融点の相違か
ら濡れ性が低下して組織強度を低下させる。
は鉛青銅系母材に加えて特定量のＭｏまたはＦｅ−Ｍｏ
（フェロモリブデン）成分を含有する。これらは本発明
の目的を達成するための重要な組成成分となるもので、
焼結合金に優れた潤滑機能と油に対する親和性を与えて
湿式摺動材に要求される低摩擦係数と高耐摩耗性を付与
するための要件となる。Ｍｏは表１の組成１、２におい
て０．５〜５重量％の範囲で含有する。この含有量が
０．５重量％未満では潤滑性付与の機能が発揮できず、
５重量％を越えると母材成分(Cu-Sn) との融点の相違か
ら濡れ性が低下して組織強度を低下させる。
【００１４】Ｆｅ−Ｍｏは０．５〜１５重量％の範囲で
含有させる。０．５重量％未満では潤滑性能が十分に付
与されず、１５重量％を越えると摺動する相手材を摩耗
させる結果を与える。特に超低速領域において潤滑油の
油切れ現象に対して正常な摺動特性を付与するために
は、Ｆｅ−Ｍｏの含有量範囲を３〜５重量％とすること
が好適である。なお、Ｆｅ−Ｍｏ成分としては、フェロ
モリブデン合金であればどのような組成でも適用可能で
あるが、本発明の目的にはＭｏ含有率が５５〜７０重量
％のフェロモリブデン合金を適用することが好ましい。
含有させる。０．５重量％未満では潤滑性能が十分に付
与されず、１５重量％を越えると摺動する相手材を摩耗
させる結果を与える。特に超低速領域において潤滑油の
油切れ現象に対して正常な摺動特性を付与するために
は、Ｆｅ−Ｍｏの含有量範囲を３〜５重量％とすること
が好適である。なお、Ｆｅ−Ｍｏ成分としては、フェロ
モリブデン合金であればどのような組成でも適用可能で
あるが、本発明の目的にはＭｏ含有率が５５〜７０重量
％のフェロモリブデン合金を適用することが好ましい。
【００１５】上記の必須合金成分のほか、任意に含有さ
せる成分としてＮｉおよびＺｎがある。Ｎｉは機械的強
度や耐摩耗性を付与する機能があるが、１重量％未満で
は効果が発現せず、５重量％を上廻ると母材の融点が上
昇して、その融点以下の温度による芯金基板との拡散接
合が不可能となる。また、ＺｎはＳｎの安価な代替材料
となるもので、６重量％までの範囲で含有させることが
できる。しかし、この含有量が６重量％を越えるとＺｎ
の蒸発揮散量が多くなって巣の発生が増大し、強度と耐
エロージョン性が低下する。
せる成分としてＮｉおよびＺｎがある。Ｎｉは機械的強
度や耐摩耗性を付与する機能があるが、１重量％未満で
は効果が発現せず、５重量％を上廻ると母材の融点が上
昇して、その融点以下の温度による芯金基板との拡散接
合が不可能となる。また、ＺｎはＳｎの安価な代替材料
となるもので、６重量％までの範囲で含有させることが
できる。しかし、この含有量が６重量％を越えるとＺｎ
の蒸発揮散量が多くなって巣の発生が増大し、強度と耐
エロージョン性が低下する。
【００１６】上記の焼結合金組成を有する銅系摺動材を
得るための本発明の製造方法は、必要成分の銅系合金原
料粉末を秤量して均一に混合し、ついで圧粉成形したの
ちＣｕ−Ｓｎの二元系相平衡状態図「α−Ｌ」の温度範
囲内で半液相状態により粉末冶金焼結を施すことを構成
的特徴とする。
得るための本発明の製造方法は、必要成分の銅系合金原
料粉末を秤量して均一に混合し、ついで圧粉成形したの
ちＣｕ−Ｓｎの二元系相平衡状態図「α−Ｌ」の温度範
囲内で半液相状態により粉末冶金焼結を施すことを構成
的特徴とする。
【００１７】原料となる銅系合金原料粉末には、Ｃｕ粉
として粒径３〜２０μm の電解粉、アトマイズ粉、還元
粉、スタンプ粉などが、Ｓｎ粉、Ｐｂ粉およびＺｎ粉と
しては粒度２０メッシュ以下のスタンプ粉、アトマイズ
粉、ボールミル粉などが、またＮｉ粉としては２〜１０
μm のカーボニル粉、電解粉などが好ましく用いられ
る。このほか、予め必須成分を含有するＣｕ−Ｓｎ合金
粉末、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｂ合金粉末のような合金系のアト
マイズ粉を用いることも有効である。Ｍｏ粉およびＦｅ
−Ｍｏ粉は粒度２５０メッシュ以下のものが用いられる
が、Ｆｅ−Ｍｏ粉は鉄鋼原料(JIS G2307) のチップを微
粉砕した粒径７０μm 以下（平均粒径３０μm)のフェロ
モリブデン粉末を使用することが望ましい。
として粒径３〜２０μm の電解粉、アトマイズ粉、還元
粉、スタンプ粉などが、Ｓｎ粉、Ｐｂ粉およびＺｎ粉と
しては粒度２０メッシュ以下のスタンプ粉、アトマイズ
粉、ボールミル粉などが、またＮｉ粉としては２〜１０
μm のカーボニル粉、電解粉などが好ましく用いられ
る。このほか、予め必須成分を含有するＣｕ−Ｓｎ合金
粉末、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｂ合金粉末のような合金系のアト
マイズ粉を用いることも有効である。Ｍｏ粉およびＦｅ
−Ｍｏ粉は粒度２５０メッシュ以下のものが用いられる
が、Ｆｅ−Ｍｏ粉は鉄鋼原料(JIS G2307) のチップを微
粉砕した粒径７０μm 以下（平均粒径３０μm)のフェロ
モリブデン粉末を使用することが望ましい。
【００１８】これら銅系合金原料粉末は、焼結後の組成
が表１に示す含有量範囲になるように秤量し、機械的混
合手段により均一に混合したのち、圧粉成形する。圧粉
成形は、混合粉末を金型に充填して０．５〜５ton/cm2
の圧力を加えて成形する方法、あるいは混合粉末を焼結
治具に充填して焼結する方法でおこなわれる。
が表１に示す含有量範囲になるように秤量し、機械的混
合手段により均一に混合したのち、圧粉成形する。圧粉
成形は、混合粉末を金型に充填して０．５〜５ton/cm2
の圧力を加えて成形する方法、あるいは混合粉末を焼結
治具に充填して焼結する方法でおこなわれる。
【００１９】ついで、圧粉成形体を基板（芯金材）の片
面に重ね、分解アンモニアガス（Ｈ2,Ｎ2)や石油系変成
ガス（Ｎ2,Ｈ2,ＣＯ）などの還元性雰囲気下で１０kg/c
m2までの圧力を付加しながら粉末冶金焼結をおこなって
接合する。この際の焼結処理は、Ｃｕ−Ｓｎの二元系相
平衡状態図における「α＋Ｌ」の温度範囲内でおこなう
ことが重要で、このようにして半液相状態で焼結処理す
ることにより組織の機械的強度が向上するとともに、耐
エロージョン性が改善されて油圧部材のような高圧の苛
酷条件下の使用に対する耐久性が著しく増大する。得ら
れた摺動材は、所定の加工を施して製品とする。
面に重ね、分解アンモニアガス（Ｈ2,Ｎ2)や石油系変成
ガス（Ｎ2,Ｈ2,ＣＯ）などの還元性雰囲気下で１０kg/c
m2までの圧力を付加しながら粉末冶金焼結をおこなって
接合する。この際の焼結処理は、Ｃｕ−Ｓｎの二元系相
平衡状態図における「α＋Ｌ」の温度範囲内でおこなう
ことが重要で、このようにして半液相状態で焼結処理す
ることにより組織の機械的強度が向上するとともに、耐
エロージョン性が改善されて油圧部材のような高圧の苛
酷条件下の使用に対する耐久性が著しく増大する。得ら
れた摺動材は、所定の加工を施して製品とする。
【００２０】
【作用】本発明に係る銅系摺動材は、青銅または鉛青銅
を母材とする特定の銅合金系に限定範囲量のＭｏまたは
Ｆｅ−Ｍｏ成分が均質分散した組成に特徴づけられる。
これらＭｏまたはＦｅ−Ｍｏ成分は、潤滑性を高めると
同時に油との親和性を改善する作用を営み、かつ従来潤
滑材として使用されているＭｏの酸化物や硫化物のよう
に組織強度を損ねることはない。したがって、潤滑油の
油皮膜が生成しにくい超低速領域から高圧の高速領域に
至るあらゆる苛酷な湿式摺動条件において優れた摺動性
能と耐摩耗性能が発揮される。更に、低速領域において
油切れ現象が発生した場合にも、潤滑作用が機能して摩
擦係数が増大することがなくなる。
を母材とする特定の銅合金系に限定範囲量のＭｏまたは
Ｆｅ−Ｍｏ成分が均質分散した組成に特徴づけられる。
これらＭｏまたはＦｅ−Ｍｏ成分は、潤滑性を高めると
同時に油との親和性を改善する作用を営み、かつ従来潤
滑材として使用されているＭｏの酸化物や硫化物のよう
に組織強度を損ねることはない。したがって、潤滑油の
油皮膜が生成しにくい超低速領域から高圧の高速領域に
至るあらゆる苛酷な湿式摺動条件において優れた摺動性
能と耐摩耗性能が発揮される。更に、低速領域において
油切れ現象が発生した場合にも、潤滑作用が機能して摩
擦係数が増大することがなくなる。
【００２１】また、本発明による銅系摺動材の製造方法
に従えば、焼結処理をＣｕ−Ｓｎの平衡状態「α＋Ｌ」
内の半液相でおこなうことにより、機械的強度が向上
し、耐エロージョン性に優れた焼結組織を得ることが可
能となる。
に従えば、焼結処理をＣｕ−Ｓｎの平衡状態「α＋Ｌ」
内の半液相でおこなうことにより、機械的強度が向上
し、耐エロージョン性に優れた焼結組織を得ることが可
能となる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して具
体的に説明する。
体的に説明する。
【００２３】実施例１〜１８ 必須成分となるＣｕ粉末に電解銅粉（平均粒径15μm)、
Ｓｎ粉にスタンプ粉（粒度200#以下) 、Ｐｂ粉にスタン
プ粉 (粒度200#以下) 、Ｆｅ−Ｍｏ粉にフェロモリブデ
ンのスタンプ粉（Ｍｏ含有率70重量％、粒度350#以下)
、Ｍｏ粉に微粉末（粒度240#以下) を用い、任意成分
となるＺｎ粉にはスタンプ粉 (粒度200#以下) 、Ｎｉ粉
には電解粉 (平均粒径15μm)を用いた。これら銅系合金
原料粉末を表２に示す秤量成分の比率でＶ型混合機
〔（株）徳寿製、容量10〕に投入し、３０分間乾式混合
して均質な混合粉末を得た。
Ｓｎ粉にスタンプ粉（粒度200#以下) 、Ｐｂ粉にスタン
プ粉 (粒度200#以下) 、Ｆｅ−Ｍｏ粉にフェロモリブデ
ンのスタンプ粉（Ｍｏ含有率70重量％、粒度350#以下)
、Ｍｏ粉に微粉末（粒度240#以下) を用い、任意成分
となるＺｎ粉にはスタンプ粉 (粒度200#以下) 、Ｎｉ粉
には電解粉 (平均粒径15μm)を用いた。これら銅系合金
原料粉末を表２に示す秤量成分の比率でＶ型混合機
〔（株）徳寿製、容量10〕に投入し、３０分間乾式混合
して均質な混合粉末を得た。
【００２４】各混合粉末をリング状金型（外径120mm 、
内径80mm) に充填し、２トン/cm2の圧力を加えて厚さ
１．５mmの円板状に圧粉成形した。ついで、圧粉成形体
を銅メッキを施した鉄基板（厚さ５mm）の片面に重ねて
セットし、３kg/cm2の圧力を付与しながら分解アンモニ
ア雰囲気下にＣｕ−Ｓｎの二元系相平衡状態「α＋Ｌ」
範囲内で焼結温度（表２）を変えて焼結処理した。得ら
れた焼結銅合金の組成を表３に示した。
内径80mm) に充填し、２トン/cm2の圧力を加えて厚さ
１．５mmの円板状に圧粉成形した。ついで、圧粉成形体
を銅メッキを施した鉄基板（厚さ５mm）の片面に重ねて
セットし、３kg/cm2の圧力を付与しながら分解アンモニ
ア雰囲気下にＣｕ−Ｓｎの二元系相平衡状態「α＋Ｌ」
範囲内で焼結温度（表２）を変えて焼結処理した。得ら
れた焼結銅合金の組成を表３に示した。
【００２５】上記の素材を旋盤加工および研磨加工して
湿式摺動材を作製し、摩擦特性試験およびエロージョン
試験をおこなった。その結果を表４および表５に示し
た。なお、各特性は以下の測定方法によった。
湿式摺動材を作製し、摩擦特性試験およびエロージョン
試験をおこなった。その結果を表４および表５に示し
た。なお、各特性は以下の測定方法によった。
【００２６】摩擦特性 下記の摺動試験条件により摺動特性と摺動材および相手
材の摩耗状態（摩耗厚；μm ）を測定した。 試験機：ＪＩＳ定速型摩擦試験機(JIS D4311) 摺動板：摩擦面積９．１４cm2 、有効半径９７mmを１枚 相手材：ＦＣＤ４５を１枚 試験条件：摺動面；１面、面圧；４０kg/cm2、摺速；
０．０３m/sec(超低速時）、０．３m/sec 、０．６m/se
c の３段階、潤滑油；油圧作動油（出光ダフニＬＷ#46
）、油温；６０℃、油量；０．６l/min.摺動距離；２
５００m(0.03m/sec 時) 、２５０００m(0.3m/secおよび
0.6m/sec時)
材の摩耗状態（摩耗厚；μm ）を測定した。 試験機：ＪＩＳ定速型摩擦試験機(JIS D4311) 摺動板：摩擦面積９．１４cm2 、有効半径９７mmを１枚 相手材：ＦＣＤ４５を１枚 試験条件：摺動面；１面、面圧；４０kg/cm2、摺速；
０．０３m/sec(超低速時）、０．３m/sec 、０．６m/se
c の３段階、潤滑油；油圧作動油（出光ダフニＬＷ#46
）、油温；６０℃、油量；０．６l/min.摺動距離；２
５００m(0.03m/sec 時) 、２５０００m(0.3m/secおよび
0.6m/sec時)
【００２７】エロージョン試験 主に油圧部品（ピストンポンプ等）に使用される際に
は、高圧、低圧の切り換えが瞬時におこなわれるため、
油の流れがジェット噴流となって材料を侵食（エロージ
ョン）する。このため、評価方法として、超音波発振機
の発振ホーン先端に試料を付け、水中で発振させて試料
片にエロージョン減耗を生じさせ、その減耗厚さを測定
した。試験条件は下記によった。 試料片：外径１８mm、厚さ１０mm（ライニング厚み1.0m
m) 試験機：超音波試験機〔日本精機製作所製、ＶＳ６０
０〕 試験条件：発振周波数；２０kHz 、振幅；±３７μ、試
験流体；水道水、水温；５０℃±５℃、テスト時間：２
時間（１時間毎に重量減を測定し、２時間分を累計）
は、高圧、低圧の切り換えが瞬時におこなわれるため、
油の流れがジェット噴流となって材料を侵食（エロージ
ョン）する。このため、評価方法として、超音波発振機
の発振ホーン先端に試料を付け、水中で発振させて試料
片にエロージョン減耗を生じさせ、その減耗厚さを測定
した。試験条件は下記によった。 試料片：外径１８mm、厚さ１０mm（ライニング厚み1.0m
m) 試験機：超音波試験機〔日本精機製作所製、ＶＳ６０
０〕 試験条件：発振周波数；２０kHz 、振幅；±３７μ、試
験流体；水道水、水温；５０℃±５℃、テスト時間：２
時間（１時間毎に重量減を測定し、２時間分を累計）
【００２８】実施例１９ 銅系合金粉末として、Ｃｕ−Ｓｎ合金粉末（アトマイズ
粉）、Ｃｕ粉（電解銅粉）、Ｓｎ粉（スタンプ粉、200#
以下) 、Ｐｂ粉（スタンプ粉、200#以下) 、Ｎｉ粉（カ
ーボニル粉）、Ｆｅ−Ｍｏ粉（Ｍｏ含有率70重量％のフ
ェロモリブデンスタンプ粉、350#以下) を用い、表２に
示す秤量成分の比率に配合した。その後の工程は全て実
施例１と同一条件により湿式摺動材を作製した。得られ
た摺動材の焼結銅合金組成を表３に、また実施例１と同
様にして摩擦特性およびエロージョン特性を測定した結
果を表４および表５に併載した。
粉）、Ｃｕ粉（電解銅粉）、Ｓｎ粉（スタンプ粉、200#
以下) 、Ｐｂ粉（スタンプ粉、200#以下) 、Ｎｉ粉（カ
ーボニル粉）、Ｆｅ−Ｍｏ粉（Ｍｏ含有率70重量％のフ
ェロモリブデンスタンプ粉、350#以下) を用い、表２に
示す秤量成分の比率に配合した。その後の工程は全て実
施例１と同一条件により湿式摺動材を作製した。得られ
た摺動材の焼結銅合金組成を表３に、また実施例１と同
様にして摩擦特性およびエロージョン特性を測定した結
果を表４および表５に併載した。
【００２９】実施例２０ 銅系合金粉末として、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｂ合金粉末（アト
マイズ粉）、Ｎｉ粉（カーボニル粉）、Ｆｅ−Ｍｏ粉
（Ｍｏ含有率70重量％のフェロモリブデンスタンプ粉、
350#以下) を用い、表２に示す秤量成分の比率に配合し
た。その後の工程は全て実施例１と同一条件により湿式
摺動材を作製した。得られた摺動材の焼結銅合金組成を
表３に、また実施例１と同様にして摩擦特性およびエロ
ージョン特性を測定した結果を表４および表５に併載し
た。
マイズ粉）、Ｎｉ粉（カーボニル粉）、Ｆｅ−Ｍｏ粉
（Ｍｏ含有率70重量％のフェロモリブデンスタンプ粉、
350#以下) を用い、表２に示す秤量成分の比率に配合し
た。その後の工程は全て実施例１と同一条件により湿式
摺動材を作製した。得られた摺動材の焼結銅合金組成を
表３に、また実施例１と同様にして摩擦特性およびエロ
ージョン特性を測定した結果を表４および表５に併載し
た。
【００３０】実施例２１ 実施例１の必須成分組成のうち、Ｆｅ−Ｍｏ粉をＭｏ含
有率が５５重量％のフェロモリブデンに代えて、表２に
示す秤量成分の比率に配合した。その後の工程は全て実
施例１と同一条件により湿式摺動材を作製した。得られ
た摺動材の焼結銅合金組成を表３に、また実施例１と同
様にして摩擦特性およびエロージョン特性を測定した結
果を、表４および表５に併載した。
有率が５５重量％のフェロモリブデンに代えて、表２に
示す秤量成分の比率に配合した。その後の工程は全て実
施例１と同一条件により湿式摺動材を作製した。得られ
た摺動材の焼結銅合金組成を表３に、また実施例１と同
様にして摩擦特性およびエロージョン特性を測定した結
果を、表４および表５に併載した。
【００３１】
【表２】
【００３２】
【表３】
【００３３】
【表４】
【００３４】
【表５】
【００３５】表２〜表５から、本発明の要件を満たす実
施例の摺動材は摺速の変動に係わりなく優れた低摩擦係
数と耐摩耗性能を示し、耐エロージョン性も良好である
ことが認められる。また、実施例の摺動材はいずれも材
質組織が強固で、実用上十分な機械的強度を有するもの
であった。
施例の摺動材は摺速の変動に係わりなく優れた低摩擦係
数と耐摩耗性能を示し、耐エロージョン性も良好である
ことが認められる。また、実施例の摺動材はいずれも材
質組織が強固で、実用上十分な機械的強度を有するもの
であった。
【００３６】比較例１〜１２ 実施例１と同種の銅系合金原料粉末を原料とし、表６に
示す秤量比率で配合した。この混合原料を用い、実施例
１と同一のプロセスにより本願発明の要件を外れる焼結
銅合金組成の摺動材を作製した。この場合の各焼結銅合
金組成は表７のとおりであった。得られた摺動材につ
き、実施例１と同様に摩擦特性およびエロージョン特性
を測定し、その結果を表８および表９に示した。
示す秤量比率で配合した。この混合原料を用い、実施例
１と同一のプロセスにより本願発明の要件を外れる焼結
銅合金組成の摺動材を作製した。この場合の各焼結銅合
金組成は表７のとおりであった。得られた摺動材につ
き、実施例１と同様に摩擦特性およびエロージョン特性
を測定し、その結果を表８および表９に示した。
【００３７】比較例１３〜１５ 表７に示す組成をもつ市販の青銅系連続鋳造合金につ
き、実施例１と同様にして摩擦特性およびエロージョン
特性を測定した結果を表８、表９に併載した。
き、実施例１と同様にして摩擦特性およびエロージョン
特性を測定した結果を表８、表９に併載した。
【００３８】比較例１６ 表７に示す組成をもつ市販の鉛青銅（ＬＢＣ−３）鋳造
品につき、実施例１とと同様にして摩擦特性およびエロ
ージョン特性を測定した。その結果を表８および表９に
併載した。
品につき、実施例１とと同様にして摩擦特性およびエロ
ージョン特性を測定した。その結果を表８および表９に
併載した。
【００３９】比較例１７ 市販の鉛青銅（ＬＢＣ−３）にＦｅ−Ｍｏ粉（フェロモ
リブデンスタンプ粉）を５重量％添加して表７に示す組
成の銅合金鋳造品を作製した。しかし、Ｆｅ−Ｍｏ成分
が母材と結合せず、合金組織とはならなかった。この材
料につき、実施例１と同様にして摩擦特性およびエロー
ジョン特性を測定し、その結果を表８および表９に併載
した。
リブデンスタンプ粉）を５重量％添加して表７に示す組
成の銅合金鋳造品を作製した。しかし、Ｆｅ−Ｍｏ成分
が母材と結合せず、合金組織とはならなかった。この材
料につき、実施例１と同様にして摩擦特性およびエロー
ジョン特性を測定し、その結果を表８および表９に併載
した。
【００４０】
【表６】
【００４１】
【表７】
【００４２】
【表８】
【００４３】
【表９】
【００４４】表６〜表９から、比較例による摺動材は実
施例品に比べて摩擦係数、耐摩耗性および耐エロージョ
ン性のいずれかが劣ることが判明する。なお、比較例
７、８の材料はＦｅ−Ｍｏ成分が多すぎるため相手材の
摩耗が著しく、試験の継続ができなかった。比較例１１
の摺動材はＰｂ成分が多い関係で、焼結時にＰｂ溶け出
しによる組織巣が発生した。また、比較例１２では基板
と摺動材が剥離したため試験不能であった。
施例品に比べて摩擦係数、耐摩耗性および耐エロージョ
ン性のいずれかが劣ることが判明する。なお、比較例
７、８の材料はＦｅ−Ｍｏ成分が多すぎるため相手材の
摩耗が著しく、試験の継続ができなかった。比較例１１
の摺動材はＰｂ成分が多い関係で、焼結時にＰｂ溶け出
しによる組織巣が発生した。また、比較例１２では基板
と摺動材が剥離したため試験不能であった。
【００４５】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば高速から
超低速領域において湿式摺動材に要求される低摩擦係
数、耐摩耗性および機械的強度を満足する高性能の銅系
摺動材を提供することができる。したがって、油圧部材
やガイドギブライナーのような用途に適用して、常に安
定した耐久性が保証される。
超低速領域において湿式摺動材に要求される低摩擦係
数、耐摩耗性および機械的強度を満足する高性能の銅系
摺動材を提供することができる。したがって、油圧部材
やガイドギブライナーのような用途に適用して、常に安
定した耐久性が保証される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｈ 53/02 Ｂ // Ｃ１０Ｎ 10:02 10:08 10:12 30:06 40:02 50:08
Claims (7)
- 【請求項１】 基板上に銅系合金原料粉末を粉末冶金焼
結法により接合してなる湿式摺動材において、焼結銅合
金の組成が、Ｓｎ４〜１２重量％およびＭｏ０．５〜５
重量％を必須成分として含有し、残部がＣｕおよび不可
避不純物からなることを特徴とする銅系摺動材。 - 【請求項２】 基板上に銅系合金原料粉末を粉末冶金焼
結法により接合してなる湿式摺動材において、焼結銅合
金の組成が、Ｓｎ４〜１２重量％、Ｐｂ０．１〜１０重
量％およびＭｏ０．５〜５重量％を必須成分として含有
し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなることを特徴
とする銅系摺動材。 - 【請求項３】 基板上に銅系合金原料粉末を粉末冶金焼
結法により接合してなる湿式摺動材において、焼結銅合
金の組成が、Ｓｎ４〜１２重量％およびＦｅ−Ｍｏ０．
５〜１５重量％を必須成分として含有し、残部がＣｕお
よび不可避不純物からなることを特徴とする銅系摺動
材。 - 【請求項４】 基板上に銅系合金原料粉末を粉末冶金焼
結法により接合してなる湿式摺動材において、焼結銅合
金の組成が、Ｓｎ４〜１２重量％、Ｐｂ０．１〜１０重
量％およびＦｅ−Ｍｏ０．５〜１５重量％を必須成分と
して含有し、残部がＣｕおよび不可避不純物からなるこ
とを特徴とする銅系摺動材。 - 【請求項５】 焼結銅合金の組成として、Ｎｉ１〜５重
量％または／およびＺｎ１〜６重量％を含有する請求項
１、２、３又は４記載の銅系摺動材。 - 【請求項６】 Ｆｅ−Ｍｏが、Ｍｏ含有率５５〜７０重
量％のフェロモリブデン合金である請求項３又は４記載
の銅系摺動材。 - 【請求項７】 必要成分の銅系合金原料粉末を秤量して
均一に混合し、ついで圧粉成形したのちＣｕ−Ｓｎの二
元系相平衡状態図「α＋Ｌ」の温度範囲内で半液相状態
により粉末冶金焼結を施すことを特徴とする銅系摺動材
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5342857A JPH07166278A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 銅系摺動材とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5342857A JPH07166278A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 銅系摺動材とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07166278A true JPH07166278A (ja) | 1995-06-27 |
Family
ID=18357034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5342857A Pending JPH07166278A (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 銅系摺動材とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07166278A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11293368A (ja) * | 1998-04-07 | 1999-10-26 | Daido Metal Co Ltd | 銅系摺動合金 |
| GB2359563A (en) * | 2000-02-08 | 2001-08-29 | Daido Metal Co | Copper sliding alloy |
| EP1270753A1 (en) * | 2000-03-27 | 2003-01-02 | Komatsu Ltd. | Sintered material and composite sintered contact component |
| GB2386610A (en) * | 2002-03-18 | 2003-09-24 | Daido Metal Co | A sliding bearing material |
| US6844085B2 (en) | 2001-07-12 | 2005-01-18 | Komatsu Ltd | Copper based sintered contact material and double-layered sintered contact member |
| JP2005030513A (ja) * | 2003-07-08 | 2005-02-03 | Senju Metal Ind Co Ltd | 複層摺動部材およびその製造方法 |
| US7438979B2 (en) | 2003-05-26 | 2008-10-21 | Komatsu Ltd. | Thermal spray membrane contact material, contact member and contact part, and apparatuses to which they are applied |
| JP2010514935A (ja) * | 2006-12-29 | 2010-05-06 | ホガナス アクチボラゲット | 粉末、部品の製造方法および部品 |
| JP2014188546A (ja) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Kurimoto Ltd | クランクプレス及びそれに使用するギブライナ |
| WO2018185944A1 (ja) * | 2017-04-07 | 2018-10-11 | 新日鐵住金株式会社 | 焼結摩擦材 |
| WO2019115524A1 (en) * | 2017-12-14 | 2019-06-20 | Metallo Belgium | Improvement in copper/tin/lead production |
| RU2772863C2 (ru) * | 2017-12-14 | 2022-05-26 | Металло Белджиум | Усовершенствование производства меди/олова/свинца |
-
1993
- 1993-12-15 JP JP5342857A patent/JPH07166278A/ja active Pending
Cited By (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6844085B2 (en) | 2001-07-12 | 2005-01-18 | Komatsu Ltd | Copper based sintered contact material and double-layered sintered contact member |
| US7056598B2 (en) | 2001-07-12 | 2006-06-06 | Komatsu, Ltd. | Copper based sintered contact material and double-layered sintered contact member |
| US7087318B2 (en) | 2001-07-12 | 2006-08-08 | Komatsu Ltd. | Copper based sintered contact material and double-layered sintered contact member |
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| US7648773B2 (en) | 2003-05-26 | 2010-01-19 | Komatsu Ltd. | Thermal spray membrane contact material, contact member and contact part, and apparatuses to which they are applied |
| US7438979B2 (en) | 2003-05-26 | 2008-10-21 | Komatsu Ltd. | Thermal spray membrane contact material, contact member and contact part, and apparatuses to which they are applied |
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| US11534829B2 (en) | 2017-04-07 | 2022-12-27 | Nippon Steel Corporation | Sintered friction material |
| JPWO2018185944A1 (ja) * | 2017-04-07 | 2019-12-12 | 日本製鉄株式会社 | 焼結摩擦材 |
| CN110650812A (zh) * | 2017-04-07 | 2020-01-03 | 日本制铁株式会社 | 烧结摩擦材料 |
| CN110650812B (zh) * | 2017-04-07 | 2022-04-05 | 日本制铁株式会社 | 烧结摩擦材料 |
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| CN111542623A (zh) * | 2017-12-14 | 2020-08-14 | 梅塔洛比利时公司 | 铜/锡/铅生产中的改进 |
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