JPH0771735B2 - 複合摺動部材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、プレス機等の、摺動部に用いられる複合摺動
部材の製造方法に関するものである。

（従来の技術） 従来の複合摺動部材は、金属製基体に機械加工して嵌合
穴を設け、この嵌合穴に接着剤と共に固体潤滑剤を埋め
込んで固着する方法で製造していた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、かかる従来の方法では、機械加工を必要
とするため、加工コストが高く、また、固体潤滑剤を基
体に接着剤で固着するので、当該接着剤の耐熱温度以下
で使用しなければならない使用温度制限があるという欠
点があった。

本発明は、上述のような従来の欠点に鑑み、機械加工を
必要とせず、接着剤を用いないで済む複合摺動部材の製
造方法を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） かかる本発明の目的は、金属製の基体に固体潤滑剤を一
部突出させた状態で埋設してなる複合摺動部材の製造方
法において、発泡合成樹脂からなり前記基体と同形の消
失模型を用い、該消失模型には前記固体潤滑剤の形状に
合わせて成型時に嵌合穴を設けておき、該嵌合穴に前記
固体潤滑剤を嵌合固着して潤滑剤組込み模型を形成し、
該潤滑剤組込み模型の外周に塗型剤を塗布し乾燥処理し
て塗型剤層を形成した後に、該潤滑剤組込み模型を鋳造
ボックス内の鋳物砂中に埋め込み、前記基体用溶融金属
を前記消失模型の位置に注湯しつつ前記鋳造ボックス内
のガス抜きをし、前記溶融金属の熱で前記消失模型を消
失させつつ前記基体を固体潤滑剤と一体化して鋳造する
ことによって達成される。

（作用） 本発明では、発泡合成樹脂からなり複合摺動部材を構成
する金属製の基体と同形の消失模型を用い、該消失模型
には固体潤滑剤の形状に合わせて成型時に嵌合穴を設け
ておき、該嵌合穴に前記固体潤滑剤を嵌合固着して潤滑
剤組込み模型を形成するので、機械加工の必要がない。
また、潤滑剤組込み模型の外周に塗型剤を塗布し乾燥処
理して塗型剤層を形成するので、該塗型剤層が固体潤滑
剤を消失模型に固定する役割と鋳込みの際の消失模型の
保護の役割を果たす。そして、該潤滑剤組込み模型を鋳
造ボックス内の鋳物砂中に埋め込み、前記基体用溶融金
属を前記消失模型の位置に注湯しつつ前記鋳造ボックス
内のガス抜きをするので、不要なガスが消失模型の中に
残ることがなくブローホールやピンホール等のガス欠陥
が生じない。更に、前記溶融金属の熱で前記消失模型を
消失させつつ前記基体を固体潤滑剤と一体化して鋳造す
るので、固体潤滑剤を基体に固着するための接着剤が不
要になる。

（実施例） 以下において、本発明の実施例につき、図面を参照しな
がら詳細に説明する。

第１図は本発明の実施例において使用する消失模型を示
す斜視図、第２図は潤滑剤組込み模型を示す斜視図、第
３図は本発明の実施例に係る複合摺動部材の製造方法の
説明用断面図である。

先ず本実施例で使用する装置及び部材等について説明す
る。

本実施例では、消失模型１に円形断面の固体潤滑剤２を
固着させてなる潤滑剤組込み模型６と、当該潤滑剤組込
み模型６が埋め込まれる鋳物砂８と、これらを収容する
鋳造ボックス11とが使用され、潤滑剤組込み模型６の外
周には鋳物砂８に埋め込まれる前に塗型剤を塗布して塗
型剤層７が形成されている。

消失模型１は、ろう型などと同様に、湯の熱で消失する
発泡合成樹脂からなり、複合摺動部材を構成する金属製
の基体と同形に成形する際に、第４図に示す中実円形断
面の縦型固体潤滑剤２の形状に適合した複数の嵌合穴1a
を配列して設けてある。これらの嵌合穴1aは、固体潤滑
剤２よりも若干小さ目に形成し、当該固体潤滑剤２の上
端を所定寸法だけ突出させる深さに寸法設定してある。
固体潤滑剤２には、黒鉛を主成分とするものを用いる。

第５図は潤滑剤組込み模型を示す部分断面図である。

潤滑剤組込み模型６は、固体潤滑剤２を各嵌合穴1aに１
個宛嵌合させ消失模型１に固着させることによって、複
合摺動部材と同形のものとして形成される。

塗型剤層７は、ジルコン、ベントナイト及びシリコンを
主成分とする50゜〜105゜ボーメの濃度範囲の泥状の塗
型剤を、基体用の溶融金属に適合させて潤滑剤組込み模
型６の外周全体に塗布し、乾燥処理して、厚さ0.5〜1.0
mm程度に形成される。これは、消失模型１への固体潤滑
剤２の固定と鋳込みの際の消失模型１の保護の役割を果
たすものである。

鋳物砂８は、粘結剤を添加してない乾燥したものを用
い、潤滑剤組込み模型６を埋め込むとともに、当該潤滑
剤組込み模型６に通ずる湯道９及び湯口10を形成する。
鋳物砂８として崩れ易いものを使用するのは複合摺動部
材を取出し易くするためである。また、上記湯道９は、
固体潤滑剤２側の塗型剤層７を避けた位置で潤滑剤組込
み模型６に接続している。

鋳造ボックス11は、鋳物砂８の粒径よりも小径のガス抜
き穴12aを一部に有する側板12の両側に減圧室13,14を備
え、これらの減圧室13,14に図示しない吸引ポンプが接
続されていて、鋳込みの際に消失模型１から発生するガ
スをガス抜きできるようになっている。

次に、本発明に係る複合摺動部材の製造方法の一例につ
いて説明する。

複合摺動部材の基体と同形の発泡合成樹脂からなる
消失模型１を、一方の板面に複数の嵌合穴1aを配列させ
て成形する。

消失模型１の複数の各嵌合穴1aに固体潤滑剤２を１
個宛圧入嵌合させて当該消失模型１に固体潤滑剤２を配
列固着させ、潤滑剤組込み模型６を形成する。

この潤滑剤組込み模型６の外周全体に塗型剤７を50
゜〜105゜ボーメの濃度範囲で塗布し乾燥させて塗型剤
層７を形成する。

塗型剤層７で保護された潤滑剤組込み模型６を鋳造
ボックス11内に収納し、適当な湯道９及び湯口10を形成
しつつ鋳物砂８を鋳造ボックス11の空間に入れて、当該
消失模型１を鋳物砂８中に埋め込み、振動を与える加振
工程を経て消失鋳型を造形する。

湯口10に注湯し、湯道９を通じて基体用の溶融金属
を消失模型１の箇所へ送り込みつつ鋳造ボックス11内の
ガス抜きをする。溶融金属によって固体潤滑剤２が流動
移動することなく基体を固体潤滑剤２と一体に鋳造して
複合摺動部材を成形し、粘結剤が含まれていない乾燥し
た鋳物砂８中から容易に取出すことができる。

鋳込みに際して、固体潤滑剤が流動移動しない理由は、
次のような作用によると考えられる。

発泡合成樹脂製の消失模型１を使用して、鉄系又は
非鉄系金属の基体を鋳造する場合、従来の鋳造方法と異
なり、鋳型が空洞でなく、塗型剤７にて保護されている
発泡合成樹脂製消失模型１が埋設されるので、注湯され
た高温の溶融金属は、順次消失模型１からガスを発生さ
せる。消失模型１は瞬間的に燃焼しないで高熱で溶融過
程を経てガスを発生し、そのガスを受け溶融金属で置換
される。そのため、従来の鋳造方法と異なり、溶融金属
の指向性的凝固が静かに行われ、溶融金属による固体潤
滑剤２の移動が回避される。

消失模型１に400℃〜1600℃の各溶融金属を注湯す
ると、順次消失模型１が瞬間的に燃焼せず、溶融しなが
ら炭酸ガス系のガスを発生する。そのため、溶融金属は
従来の空洞鋳型に注湯するのでなく、消失模型１が鋳物
砂８の中に埋め込まれているので、発生したガス圧とバ
ランスしながら静かに一定の流れで溶融金属が入り、且
つ静かに指向性的凝固を行う。

消失模型１及びこれに嵌め込まれ固着された固体潤
滑剤２は、塗型剤を基体用の金属に合わせて、50゜〜10
5゜ボーメの濃度範囲で塗布し乾燥して形成した塗型剤
層７の固定保護される。さらに粘結剤を含まない鋳物砂
８で鋳型ボックス11の中に埋められ、固体潤滑剤２は、
消失模型１から一部が突出し一定の振動を与えられて固
められた鋳物砂８によっても位置決め保持される。

一般に金属及び合金は、凝固した後1000分の10〜10
00分の25の範囲で温度収縮するが、固体潤滑剤２の方は
温度収縮がこれよりも遥かに小さいので、金属は凝縮す
る際に固体潤滑剤２を確実に抱き込んで離さず、しかも
固体潤滑剤２を崩壊させることもない。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではな
く、潤滑剤組込み模型６を形成する際に、第６図（ａ）
に示すように円形断面の縦型固体潤滑剤2aを貫通嵌合穴
1bに圧嵌入し固着させ、又は第６図（ｂ）に示すように
環状溝型の嵌合穴1cに円筒形の縦型固体潤滑剤３を嵌合
固着させてもよく、第６図（ｃ）及び第６図（ｄ）に示
すように台形断面及び長方形断面の横型固体潤滑剤4,5
を溝型の嵌合穴1d,1eに嵌合固着させることもでき、固
体潤滑剤として黒鉛以外に二硫化タングステン又は窒化
硼素を主成分とするものを用いることもでき、鋳物砂８
中に埋め込む際の潤滑剤組込み模型６の姿勢も任意に選
定でき、その他種々の変形が可能である。

（発明の効果） 本発明は、以上の説明から明らかなように、基体を固体
潤滑剤と一体に鋳造するので、当該固体潤滑剤の冷却効
果が加わり、金属の組織が緻密になり、高品質の複合摺
動部材を提供することができ、消失模型を用いる精密鋳
造によっているので、鋳造後の加工工程を削減すること
ができる。そして、従来の如く接着剤を使用する必要が
ないので、複合摺動部材の使用温度が接着剤の耐熱温度
によって制限されることがなく、基体を構成する金属に
合わせた温度まで使用温度範囲を大幅に広げることがで
きる。また、潤滑剤組込み模型の外周に塗型剤と塗布し
乾燥処理して塗型剤層を形成するので、該塗型剤層が固
体潤滑剤を消失模型に固定する役割を果たし、鋳込みの
際に固体潤滑剤が流動移動しない。更に、基体用溶融金
属を前記消失模型の位置に注湯しつつ前記鋳造ボックス
内のガス抜きをするので、不要なガスが消失模型の中に
残ることがなくブローホールやピンホール等のガス欠陥
が生じないので、高品質の製品を製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例において使用する消失模型を示
す斜視図、第２図は潤滑剤組込み模型を示す斜視図、第
３図は本発明の実施例に係る複合摺動部材の製造方法の
説明用断面図、第４図は固体潤滑剤を示す斜視図、第５
図は潤滑剤組込み模型を示す部分断面図、第６図（ａ）
及び同図（ｂ）は夫々異なる形状の固体潤滑剤を用いた
場合の潤滑剤組込み模型の部分を示す断面図、第６図
（ｃ）及び同図（ｄ）は他の異なる形状の固体潤滑剤を
用いた場合の潤滑剤組込み模型の部分を示す断面図であ
る。 １……消失模型、1a,1b,1c,1d,1e……嵌合穴、2,3,4,5
……固体潤滑剤、６……潤滑剤組込み模型、７……塗型
剤層、８……鋳物砂、11……鋳造ボックス、12a……ガ
ス抜き穴。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属製の基体に固体潤滑剤を一部突出させ
   た状態で埋設してなる複合摺動部材の製造方法におい
   て、 発泡合成樹脂からなり前記基体と同形の消失模型を用
   い、該消失模型には前記固体潤滑剤の形状に合わせて成
   型時に嵌合穴を設けておき、該嵌合穴に前記固体潤滑剤
   を嵌合固着して潤滑剤組込み模型を形成し、該潤滑剤組
   込み模型の外周に塗型剤を塗布し乾燥処理して塗型剤層
   を形成した後に、該潤滑剤組込み模型を鋳造ボックス内
   の鋳物砂中に埋め込み、前記基体用溶融金属を前記消失
   模型の位置に注湯しつつ前記鋳造ボックス内のガス抜き
   をし、前記溶融金属の熱で前記消失模型を消失させつつ
   前記基体を固体潤滑剤と一体化して鋳造することを特徴
   とする複合摺動部材の製造方法。