JPH08100227A - 焼結摺動部材 - Google Patents
焼結摺動部材Info
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- JPH08100227A JPH08100227A JP7191311A JP19131195A JPH08100227A JP H08100227 A JPH08100227 A JP H08100227A JP 7191311 A JP7191311 A JP 7191311A JP 19131195 A JP19131195 A JP 19131195A JP H08100227 A JPH08100227 A JP H08100227A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 クラッチやブレーキ等の摺動部材へ適用され
る銅系焼結部材に関し、摩擦係数を向上させるために添
加する硬質粒子をＣｕ−Ｓｎ系合金中に微細かつ均一に
分散させ、この分散した硬質粒子が摺動時にＣｕ−Ｓｎ
合金素地から脱落することがなく、乾式下および湿式下
で優れた摩擦摺動特性を確保でき、さらに機械的特性を
改善した焼結部材を提供する。 【構成】 銅系焼結合金において、最大粒径１５μｍ以
下、平均粒径５μｍ以下の硬質粒子が合金素地の旧粉末
粒内部に１５〜２５重量％均一に分散する組織を有して
いる焼結摺動部材。
る銅系焼結部材に関し、摩擦係数を向上させるために添
加する硬質粒子をＣｕ−Ｓｎ系合金中に微細かつ均一に
分散させ、この分散した硬質粒子が摺動時にＣｕ−Ｓｎ
合金素地から脱落することがなく、乾式下および湿式下
で優れた摩擦摺動特性を確保でき、さらに機械的特性を
改善した焼結部材を提供する。 【構成】 銅系焼結合金において、最大粒径１５μｍ以
下、平均粒径５μｍ以下の硬質粒子が合金素地の旧粉末
粒内部に１５〜２５重量％均一に分散する組織を有して
いる焼結摺動部材。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は銅系焼結摺動部材に関す
るものであり、耐摩耗性・耐焼付き性に優れ、乾式摺動
条件下において、約０．４〜０．６といった比較的高い
摩擦係数を安定して確保できる。また、潤滑油中におい
て、０．１を越える摩擦係数を安定して確保することが
でき、更に、相手材に対する攻撃性が極めて少なく、し
かも高強度・高靭性・高硬度を有することから乾式およ
び湿式クラッチ板やブレーキ材等の摺動部材へ適用でき
るものである。
るものであり、耐摩耗性・耐焼付き性に優れ、乾式摺動
条件下において、約０．４〜０．６といった比較的高い
摩擦係数を安定して確保できる。また、潤滑油中におい
て、０．１を越える摩擦係数を安定して確保することが
でき、更に、相手材に対する攻撃性が極めて少なく、し
かも高強度・高靭性・高硬度を有することから乾式およ
び湿式クラッチ板やブレーキ材等の摺動部材へ適用でき
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、乾式下で使用される摩擦クラッチ
およびブレーキ用材料としてアスベスト系摩擦材料に代
わり青銅系焼結合金が開発されており、例えば特開昭５
８−１２６９４８号「乾式焼結摩擦材料」においては青
銅系焼結合金で高い摩擦係数を得るために硬質粒子を添
加している。
およびブレーキ用材料としてアスベスト系摩擦材料に代
わり青銅系焼結合金が開発されており、例えば特開昭５
８−１２６９４８号「乾式焼結摩擦材料」においては青
銅系焼結合金で高い摩擦係数を得るために硬質粒子を添
加している。
【０００３】しかしながら、これらの焼結材料では合金
中に分散している硬質粒子と素地との間には反応層がな
く、隙間が存在する。そのため、高速・高荷重の摺動条
件下では摩擦時に素地から硬質粒子が脱落するために高
い摩擦係数を安定して確保することができなくなり、ま
た脱落部を起点として相手材と焼付きを生じ、さらには
脱落粒子のかみ込みや相手材を攻撃するといった問題が
ある。
中に分散している硬質粒子と素地との間には反応層がな
く、隙間が存在する。そのため、高速・高荷重の摺動条
件下では摩擦時に素地から硬質粒子が脱落するために高
い摩擦係数を安定して確保することができなくなり、ま
た脱落部を起点として相手材と焼付きを生じ、さらには
脱落粒子のかみ込みや相手材を攻撃するといった問題が
ある。
【０００４】一方、摩擦材の機械的特性の観点から上記
の隙間は焼結体の強度・靭性さらに硬度等の機械的特性
を低下させるといった問題がある。また、分散する硬質
粒子は粒径が約３０〜８０μｍと大きく、これが破壊の
起点となることから強度・靭性の低下を誘発するといっ
た問題が生じる。
の隙間は焼結体の強度・靭性さらに硬度等の機械的特性
を低下させるといった問題がある。また、分散する硬質
粒子は粒径が約３０〜８０μｍと大きく、これが破壊の
起点となることから強度・靭性の低下を誘発するといっ
た問題が生じる。
【０００５】一方、従来の湿式摩擦材に関しては、一般
に多孔質な紙製摩擦材料もしくは炭素焼結材料が用いら
れている。例えば、前者に関して、特開平６−２５６５
３号「ペーパー摩擦材」はフェノール樹脂等の熱硬化性
樹脂と黒鉛粉、有機ダスト等の摩擦調整剤を主成分に、
有機繊維や炭素繊維等を補強材とする、摩擦材を提案し
ている。一方、後者に関して、特開平４−７６０８６号
「湿式摩擦材」は未炭化炭素質繊維と炭素質粉末からな
る複合体を焼結して得られる炭素繊維強化炭素焼結体を
提案している。両者の材料は共に、弾性変形可能である
為、偏った係合力を該摩擦材側で吸収することができる
といった特徴を有する。
に多孔質な紙製摩擦材料もしくは炭素焼結材料が用いら
れている。例えば、前者に関して、特開平６−２５６５
３号「ペーパー摩擦材」はフェノール樹脂等の熱硬化性
樹脂と黒鉛粉、有機ダスト等の摩擦調整剤を主成分に、
有機繊維や炭素繊維等を補強材とする、摩擦材を提案し
ている。一方、後者に関して、特開平４−７６０８６号
「湿式摩擦材」は未炭化炭素質繊維と炭素質粉末からな
る複合体を焼結して得られる炭素繊維強化炭素焼結体を
提案している。両者の材料は共に、弾性変形可能である
為、偏った係合力を該摩擦材側で吸収することができる
といった特徴を有する。
【０００６】しかしながら、このような摩擦材では、オ
イル中での摩擦係数は一般に０．１〜０．１５と小さ
く、そのため、例えば、クラッチにおいて十分な伝達ト
ルクを得るには、摩擦材の大径化・大面積化が必要とな
り、その結果、現状の小型・軽量化のニーズには応えら
れない。更に、紙製摩擦材に関しては耐熱性に欠けるこ
とから、高温下での摩擦摺動の際において、摩擦材が摩
耗損傷したり、また特性が劣化することで摩擦係数が低
下するといった問題がある。
イル中での摩擦係数は一般に０．１〜０．１５と小さ
く、そのため、例えば、クラッチにおいて十分な伝達ト
ルクを得るには、摩擦材の大径化・大面積化が必要とな
り、その結果、現状の小型・軽量化のニーズには応えら
れない。更に、紙製摩擦材に関しては耐熱性に欠けるこ
とから、高温下での摩擦摺動の際において、摩擦材が摩
耗損傷したり、また特性が劣化することで摩擦係数が低
下するといった問題がある。
【０００７】そこで、このような問題に対して、特開平
４−７６０８６号「摩擦材」は２種類の金属からなる疑
似合金溶射皮膜を摩擦材（ガラス繊維やゴムバインダ）
の摺動面に形成することにより、０．２５を越える高い
摩擦係数を確保できる摩擦材を提案している。
４−７６０８６号「摩擦材」は２種類の金属からなる疑
似合金溶射皮膜を摩擦材（ガラス繊維やゴムバインダ）
の摺動面に形成することにより、０．２５を越える高い
摩擦係数を確保できる摩擦材を提案している。
【０００８】しかしながら、この製法によると、基板上
の摩擦材に加えて溶射皮膜処理が必要となるため、経済
性の面における問題や工程が複雑になるといった問題が
ある。また、溶射処理を必要とするために、優れた生産
性は期待できない。
の摩擦材に加えて溶射皮膜処理が必要となるため、経済
性の面における問題や工程が複雑になるといった問題が
ある。また、溶射処理を必要とするために、優れた生産
性は期待できない。
【０００９】一方で、従来から含油軸受材として使用さ
れている青銅（銅−錫）系焼結合金は、耐摩耗性および
耐焼付性に優れていることから、このような焼結合金に
硬質粒子を添加・分散した摩擦材では、摩耗損傷を生じ
ることなく、高い摩擦係数を得ることが予想できる。
れている青銅（銅−錫）系焼結合金は、耐摩耗性および
耐焼付性に優れていることから、このような焼結合金に
硬質粒子を添加・分散した摩擦材では、摩耗損傷を生じ
ることなく、高い摩擦係数を得ることが予想できる。
【００１０】しかしながら、上述したように、添加する
硬質粒子が素地の青銅粉末の粒界に存在するために摺動
時に脱落し、かえって相手材を攻撃したり、また、焼結
材自身も焼付きや摩耗するといった問題が生じた。更
に、軸受け用焼結合金では、内部に分散する空孔が多い
ため、例えば、２０ｍ／秒を越えるような高滑り速度域
では、焼結合金内に存在する潤滑油が内部から流出し、
且つ、摺動面の空孔に油溜まりを生じることで、摩擦材
の摺動面と相手鋼材との間で厚い油膜が形成され、その
結果、摩擦係数が０．０１〜０．０２に低下するといっ
た問題が生じた。
硬質粒子が素地の青銅粉末の粒界に存在するために摺動
時に脱落し、かえって相手材を攻撃したり、また、焼結
材自身も焼付きや摩耗するといった問題が生じた。更
に、軸受け用焼結合金では、内部に分散する空孔が多い
ため、例えば、２０ｍ／秒を越えるような高滑り速度域
では、焼結合金内に存在する潤滑油が内部から流出し、
且つ、摺動面の空孔に油溜まりを生じることで、摩擦材
の摺動面と相手鋼材との間で厚い油膜が形成され、その
結果、摩擦係数が０．０１〜０．０２に低下するといっ
た問題が生じた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を克服するため、乾式および湿式摺動下において、摩擦
係数を向上させることを目的に添加する硬質粒子をＣｕ
−Ｓｎ系合金素地中に微細且つ均一に分散させ、しかも
この分散硬質粒子が摺動時にＣｕ−Ｓｎ合金基地から脱
落することを抑制して優れた摩擦摺動特性を確保すると
共に機械的特性を改善した焼結部材を経済的に製造する
ことを課題とする。
を克服するため、乾式および湿式摺動下において、摩擦
係数を向上させることを目的に添加する硬質粒子をＣｕ
−Ｓｎ系合金素地中に微細且つ均一に分散させ、しかも
この分散硬質粒子が摺動時にＣｕ−Ｓｎ合金基地から脱
落することを抑制して優れた摩擦摺動特性を確保すると
共に機械的特性を改善した焼結部材を経済的に製造する
ことを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上述の問題を解決するために種々の実験・検討を行った
結果、乾式および湿式摺動摩擦条件下において高い摩擦
係数を安定して確保でき、且つ、相手材を攻撃すること
が無く、しかも摩耗量も少なく、さらに相手材と焼付き
を生じないような高強度焼結摺動部材を開発した。
上述の問題を解決するために種々の実験・検討を行った
結果、乾式および湿式摺動摩擦条件下において高い摩擦
係数を安定して確保でき、且つ、相手材を攻撃すること
が無く、しかも摩耗量も少なく、さらに相手材と焼付き
を生じないような高強度焼結摺動部材を開発した。
【００１３】その具体的な焼結摺動部材の合金組成およ
び製造方法は本発明によれば以下の通りである。
び製造方法は本発明によれば以下の通りである。
【００１４】（１）銅系焼結合金において、最大粒径１
５μｍ以下、平均粒径５μｍ以下の硬質粒子が合金素地
の旧粉末粒内部に１５〜２５重量％均一に分散する組織
を有しており、乾式環境下にて鋼材と摺動した際に０．
４以上の摩擦係数を有し、且つ潤滑油中にて鋼材と摺動
した際に０．１以上の摩擦係数を有することを特徴とす
る焼結摺動部材。
５μｍ以下、平均粒径５μｍ以下の硬質粒子が合金素地
の旧粉末粒内部に１５〜２５重量％均一に分散する組織
を有しており、乾式環境下にて鋼材と摺動した際に０．
４以上の摩擦係数を有し、且つ潤滑油中にて鋼材と摺動
した際に０．１以上の摩擦係数を有することを特徴とす
る焼結摺動部材。
【００１５】（２）乾式環境下にて鋼材と摺動した際
に、静止摩擦係数と動摩擦係数の差が０．１以下である
ことを特徴とする上記（１）項記載の焼結摺動部材。
に、静止摩擦係数と動摩擦係数の差が０．１以下である
ことを特徴とする上記（１）項記載の焼結摺動部材。
【００１６】（３）前記銅系焼結合金において、平均径
が３０μｍ以下である空孔が１容量％以上３０容量％以
下、均一に合金内部に分散することを特徴とする上記
（１）項記載の焼結摺動部材。
が３０μｍ以下である空孔が１容量％以上３０容量％以
下、均一に合金内部に分散することを特徴とする上記
（１）項記載の焼結摺動部材。
【００１７】（４）前記銅系焼結合金の素地の組成は、
Ｓｎ；３〜２０重量％で、残部が実質的にＣｕおよび不
可避的不純物からなることを特徴とする上記（１）項記
載の焼結摺動部材。
Ｓｎ；３〜２０重量％で、残部が実質的にＣｕおよび不
可避的不純物からなることを特徴とする上記（１）項記
載の焼結摺動部材。
【００１８】（５）前記硬質粒子は、ＦｅＭｏ，ＦｅＣ
ｒ，ＦｅＴｉ，ＦｅＷ，ＦｅＢの群からなる鉄系金属間
化合物のうち、少なくとも１種または２種以上からなる
ことを特徴とする上記（１）項記載の焼結摺動部材。
ｒ，ＦｅＴｉ，ＦｅＷ，ＦｅＢの群からなる鉄系金属間
化合物のうち、少なくとも１種または２種以上からなる
ことを特徴とする上記（１）項記載の焼結摺動部材。
【００１９】（６）前記銅系焼結合金において、必要に
応じて固体潤滑剤を３重量％以下含有することを特徴と
する上記（１）項記載の焼結摺動部材。
応じて固体潤滑剤を３重量％以下含有することを特徴と
する上記（１）項記載の焼結摺動部材。
【００２０】（７）前記固体潤滑剤は球状黒鉛，ＭｏＳ
2，ＣａＦ2，ＢＮのうち少なくとも１種または２種以上
からなることを特徴とする上記（６）項記載の焼結摺動
部材。
2，ＣａＦ2，ＢＮのうち少なくとも１種または２種以上
からなることを特徴とする上記（６）項記載の焼結摺動
部材。
【００２１】（８）前記銅系焼結合金において、必要に
応じて天然鱗片状黒鉛粉末、或いは天然鱗片状黒鉛粉末
を厚み方向に膨張させた膨張化黒鉛粉末を１５重量％以
下含有することを特徴とする上記（１）項記載の焼結摺
動部材。
応じて天然鱗片状黒鉛粉末、或いは天然鱗片状黒鉛粉末
を厚み方向に膨張させた膨張化黒鉛粉末を１５重量％以
下含有することを特徴とする上記（１）項記載の焼結摺
動部材。
【００２２】（９）前記銅系焼結合金は、Ｓｎ；３〜２
０重量％を含有し、残部が実質的にＣｕおよび不可避的
不純物からなる組成のＣｕ−Ｓｎ合金粉末と１５〜２５
重量％の硬質粒子からなる混合粉末を、機械的合金化法
（メカニカルアロイング法）、機械的混合法（メカニカ
ルグラインディング法）、造粒法のいずれかの混合・粉
砕処理を施すことにより硬質粒子を最大粒径１５μｍ以
下、平均粒径５μｍ以下に粉砕し、且つＣｕ−Ｓｎ合金
素地中にこれを均一に分散させた硬質粒子分散型複合銅
合金粉末を原料粉末に使用することを特徴とする上記
（１）項記載の焼結摺動部材。
０重量％を含有し、残部が実質的にＣｕおよび不可避的
不純物からなる組成のＣｕ−Ｓｎ合金粉末と１５〜２５
重量％の硬質粒子からなる混合粉末を、機械的合金化法
（メカニカルアロイング法）、機械的混合法（メカニカ
ルグラインディング法）、造粒法のいずれかの混合・粉
砕処理を施すことにより硬質粒子を最大粒径１５μｍ以
下、平均粒径５μｍ以下に粉砕し、且つＣｕ−Ｓｎ合金
素地中にこれを均一に分散させた硬質粒子分散型複合銅
合金粉末を原料粉末に使用することを特徴とする上記
（１）項記載の焼結摺動部材。
【００２３】（１０）前記銅系焼結合金は、該硬質粒子
分散型複合銅合金粉末と３重量％以下の固体潤滑剤を混
合した粉末を原料粉末に使用することを特徴とする上記
（１）項または（９）項記載の焼結摺動部材。
分散型複合銅合金粉末と３重量％以下の固体潤滑剤を混
合した粉末を原料粉末に使用することを特徴とする上記
（１）項または（９）項記載の焼結摺動部材。
【００２４】（１１）前記銅系焼結合金は、該硬質粒子
分散型複合銅合金粉末と１５重量％以下の天然鱗片状黒
鉛粉末、或いは天然鱗片状黒鉛粉末を厚み方向に膨張さ
せた膨張化黒鉛粉末を原料粉末に使用することを特徴と
する上記（９）項記載の焼結摺動部材。
分散型複合銅合金粉末と１５重量％以下の天然鱗片状黒
鉛粉末、或いは天然鱗片状黒鉛粉末を厚み方向に膨張さ
せた膨張化黒鉛粉末を原料粉末に使用することを特徴と
する上記（９）項記載の焼結摺動部材。
【００２５】（１２）前記銅系焼結合金は、Ｓｎ粉末；
３〜２０重量％、硬質粒子；１５〜２５重量％、残部が
実質的にＣｕ粉末および不可避的不純物からなる混合粉
末を、機械的合金化法、機械的混合法、造粒法のいずれ
かの混合・粉砕処理を施すことにより、硬質粒子を最大
粒径１５μｍ以下、平均粒径５μｍ以下に粉砕し、且つ
Ｃｕ−Ｓｎ合金素地中にこれを均一に分散させた硬質粒
子分散型複合銅合金粉末を原料粉末に使用することを特
徴とする上記（１）項記載の焼結摺動部材。
３〜２０重量％、硬質粒子；１５〜２５重量％、残部が
実質的にＣｕ粉末および不可避的不純物からなる混合粉
末を、機械的合金化法、機械的混合法、造粒法のいずれ
かの混合・粉砕処理を施すことにより、硬質粒子を最大
粒径１５μｍ以下、平均粒径５μｍ以下に粉砕し、且つ
Ｃｕ−Ｓｎ合金素地中にこれを均一に分散させた硬質粒
子分散型複合銅合金粉末を原料粉末に使用することを特
徴とする上記（１）項記載の焼結摺動部材。
【００２６】（１３）前記銅系焼結合金は、該硬質粒子
分散型複合銅合金粉末と３重量％以下の固体潤滑剤を混
合した粉末を原料粉末に使用することを特徴とする上記
（１）項または（１２）項記載の焼結摺動部材。
分散型複合銅合金粉末と３重量％以下の固体潤滑剤を混
合した粉末を原料粉末に使用することを特徴とする上記
（１）項または（１２）項記載の焼結摺動部材。
【００２７】（１４）前記銅系焼結合金は、該硬質粒子
分散型複合銅合金粉末と１５重量％以下の天然鱗片状黒
鉛粉末、或いは天然鱗片状黒鉛粉末を厚み方向に膨張さ
せた膨張化黒鉛粉末を混合した粉末を原料粉末に使用す
ることを特徴とする上記（１２）項記載の焼結摺動部
材。
分散型複合銅合金粉末と１５重量％以下の天然鱗片状黒
鉛粉末、或いは天然鱗片状黒鉛粉末を厚み方向に膨張さ
せた膨張化黒鉛粉末を混合した粉末を原料粉末に使用す
ることを特徴とする上記（１２）項記載の焼結摺動部
材。
【００２８】次に、上述した銅系焼結合金において、合
金組成および空孔量を上記の如く設定した理由について
説明する。
金組成および空孔量を上記の如く設定した理由について
説明する。
【００２９】Ｓｎ ＳｎはＣｕと共に本合金の素地を形成し、合金の高温強
度および靭性を向上させる作用があり、また、高温での
相手材との耐焼付き性を向上させる作用がある。添加量
が３重量％未満ではそれらの効果がなく、また２０重量
％を越えて添加すると硬くて脆い相が析出するために強
度、靭性を低下させる。そこで、Ｓｎの含有量は３〜２
０重量％と設定した。
度および靭性を向上させる作用があり、また、高温での
相手材との耐焼付き性を向上させる作用がある。添加量
が３重量％未満ではそれらの効果がなく、また２０重量
％を越えて添加すると硬くて脆い相が析出するために強
度、靭性を低下させる。そこで、Ｓｎの含有量は３〜２
０重量％と設定した。
【００３０】硬質粒子（鉄系金属間化合物） 硬質粒子は本焼結合金の素地中に、微細且つ均一に分散
して乾式および湿式摩擦条件下にて、常温および高温で
相手材との凝着発生を抑制し、耐焼付き性を向上させる
と共に相手材素地表面と直接接触して摩擦係数を大きく
し、耐摩耗性を向上させる効果がある。
して乾式および湿式摩擦条件下にて、常温および高温で
相手材との凝着発生を抑制し、耐焼付き性を向上させる
と共に相手材素地表面と直接接触して摩擦係数を大きく
し、耐摩耗性を向上させる効果がある。
【００３１】その大きさおよび添加量の影響に関しては
次に示す通りである。含有量１５重量％未満では焼結材
の摩擦係数は低下し、耐摩耗性を向上させる効果は得ら
れない。また最大粒径が１５μｍを越えるか、もしくは
平均粒径が５μｍを越えるか、もしくはその含有量が２
５重量％を越えると硬質粒子が亀裂発生の起点となりや
すく、その結果、焼結材の強度・靭性が低下し、また相
手攻撃性の観点からもこのような範囲での硬質粒子の添
加は相手材を激しく摩耗させるために好ましくない。
次に示す通りである。含有量１５重量％未満では焼結材
の摩擦係数は低下し、耐摩耗性を向上させる効果は得ら
れない。また最大粒径が１５μｍを越えるか、もしくは
平均粒径が５μｍを越えるか、もしくはその含有量が２
５重量％を越えると硬質粒子が亀裂発生の起点となりや
すく、その結果、焼結材の強度・靭性が低下し、また相
手攻撃性の観点からもこのような範囲での硬質粒子の添
加は相手材を激しく摩耗させるために好ましくない。
【００３２】さらに最大粒径１５μｍ以下、平均粒径５
μｍ以下の硬質粒子を１５〜２５重量％含有した場合、
それら粒子が微細且つ均一に素地中に分散することで、
摩擦係数が安定するといった効果が得られる。そこで硬
質粒子は最大粒径１５μｍ以下、平均粒径が５μｍ以下
とし、且つ合計含有量は１５〜２５重量％が適切であ
る。
μｍ以下の硬質粒子を１５〜２５重量％含有した場合、
それら粒子が微細且つ均一に素地中に分散することで、
摩擦係数が安定するといった効果が得られる。そこで硬
質粒子は最大粒径１５μｍ以下、平均粒径が５μｍ以下
とし、且つ合計含有量は１５〜２５重量％が適切であ
る。
【００３３】尚、上記の鉄系金属間化合物としてはＦｅ
Ｍｏ，ＦｅＣｒ，ＦｅＴｉ，ＦｅＷ，ＦｅＢのうち少な
くとも１種または２種以上から構成されることが望まし
い。鉄系金属間化合物の他に、Ａｌ2Ｏ3，ＳｉＯ2，Ｚ
ｒＯ2等の金属酸化物やＳｉＣ，ＡｌＮ等のセラミック
も摩擦係数を向上させる効果はあるが、これら粒子は鉄
系金属間化合物に比べて被削性に劣るため、経済性の面
において問題があることから、本摺動部材に対しては鉄
系金属間化合物の適用が望ましい。
Ｍｏ，ＦｅＣｒ，ＦｅＴｉ，ＦｅＷ，ＦｅＢのうち少な
くとも１種または２種以上から構成されることが望まし
い。鉄系金属間化合物の他に、Ａｌ2Ｏ3，ＳｉＯ2，Ｚ
ｒＯ2等の金属酸化物やＳｉＣ，ＡｌＮ等のセラミック
も摩擦係数を向上させる効果はあるが、これら粒子は鉄
系金属間化合物に比べて被削性に劣るため、経済性の面
において問題があることから、本摺動部材に対しては鉄
系金属間化合物の適用が望ましい。
【００３４】しかしながら、これら鉄系金属間化合物が
摺動時に素地から脱落するとその脱落部を起点として相
手材と移着・凝着をおこして焼付きが発生したり、また
脱落粒子が相手材にかみ込むことで相手材を摩耗・損傷
させるといった問題がある。よって、このような現象を
抑えて、安定して高い摩擦係数を確保するには微細な金
属間化合物をＣｕ−Ｓｎ合金素地中に均一に分散させて
且つそれら粒子の脱落を抑制する必要がある。
摺動時に素地から脱落するとその脱落部を起点として相
手材と移着・凝着をおこして焼付きが発生したり、また
脱落粒子が相手材にかみ込むことで相手材を摩耗・損傷
させるといった問題がある。よって、このような現象を
抑えて、安定して高い摩擦係数を確保するには微細な金
属間化合物をＣｕ−Ｓｎ合金素地中に均一に分散させて
且つそれら粒子の脱落を抑制する必要がある。
【００３５】その具体的な方法としては、以下の通りで
ある。つまり、上記の金属間化合物をＣｕ−Ｓｎ系合金
粉末もしくはＣｕ粉末とＳｎ粉末の混合粉末とを、機械
的に合金化することで最大粒径１５μｍ以下、平均粒径
５μｍ以下に粉砕された金属間化合物をＣｕ−Ｓｎ系合
金粉末粒内に微細且つ均一に分散ことができる。そし
て、この粉末を型押・成形し、焼結した後、素地のＣｕ
−Ｓｎ系合金と金属間化合物の界面に反応層を形成させ
ることで金属間化合物を素地中に強固に固定できる。具
体的にはメカニカルアロイング法やメカニカルグライン
ディング法、造粒法といった機械的な粉末の混合・粉砕
処理法を適用することにより初めて金属間化合物がＣｕ
−Ｓｎ系合金粉末粒内に微細且つ均一に分散し、しかも
摺動時にそれら粒子が焼結体素地から脱落することのな
いようなＣｕ−Ｓｎ系合金粉末が得られることが判っ
た。
ある。つまり、上記の金属間化合物をＣｕ−Ｓｎ系合金
粉末もしくはＣｕ粉末とＳｎ粉末の混合粉末とを、機械
的に合金化することで最大粒径１５μｍ以下、平均粒径
５μｍ以下に粉砕された金属間化合物をＣｕ−Ｓｎ系合
金粉末粒内に微細且つ均一に分散ことができる。そし
て、この粉末を型押・成形し、焼結した後、素地のＣｕ
−Ｓｎ系合金と金属間化合物の界面に反応層を形成させ
ることで金属間化合物を素地中に強固に固定できる。具
体的にはメカニカルアロイング法やメカニカルグライン
ディング法、造粒法といった機械的な粉末の混合・粉砕
処理法を適用することにより初めて金属間化合物がＣｕ
−Ｓｎ系合金粉末粒内に微細且つ均一に分散し、しかも
摺動時にそれら粒子が焼結体素地から脱落することのな
いようなＣｕ−Ｓｎ系合金粉末が得られることが判っ
た。
【００３６】尚、この機械的な粉末混合処理は従来のボ
ールミル粉砕や混合のような湿式法ではなく、乾式法で
行う。また、場合によってはＰＣＡ（Process Control
Agent）としてステアリン酸やアルコールなどを少量添
加することで過度の凝集を防ぐこともある。処理装置は
アトライターやボールミルが適当である。前者は粉砕効
率に優れていることから高速処理には適しており、また
後者は長時間処理が必要となるが雰囲気制御が容易であ
り、投入エネルギーの設計さえ適切に行えば比較的経済
性に優れている。
ールミル粉砕や混合のような湿式法ではなく、乾式法で
行う。また、場合によってはＰＣＡ（Process Control
Agent）としてステアリン酸やアルコールなどを少量添
加することで過度の凝集を防ぐこともある。処理装置は
アトライターやボールミルが適当である。前者は粉砕効
率に優れていることから高速処理には適しており、また
後者は長時間処理が必要となるが雰囲気制御が容易であ
り、投入エネルギーの設計さえ適切に行えば比較的経済
性に優れている。
【００３７】固体潤滑剤 固体潤滑剤は乾式摩擦条件下において相手材に対する攻
撃性を改善すると共に高温状態での乾式摺動条件下で約
０．４〜０．６程度の比較的高い摩擦係数を安定させる
効果があり、これにより摺動面間の潤滑性を改善するこ
とができ、また摺動時の鳴きの問題や振動・ビビリ等の
発生が抑制できる。
撃性を改善すると共に高温状態での乾式摺動条件下で約
０．４〜０．６程度の比較的高い摩擦係数を安定させる
効果があり、これにより摺動面間の潤滑性を改善するこ
とができ、また摺動時の鳴きの問題や振動・ビビリ等の
発生が抑制できる。
【００３８】また、湿式摩擦条件下においては滑り速度
が大きくなると、摺動面に存在する空孔における楔効果
により、潤滑油が空孔内に取り込まれることで、焼結摩
擦材と相手鋼材との摺動面間に潤滑膜が形成される。特
に、２０ｍ／秒を越えるような高滑り速度域で使用する
場合、摩擦係数が変動・低下するといった問題がある。
しかし、このような問題に対して、固体潤滑剤を含有す
ることで滑り速度に対する摩擦係数の安定性を改善する
ことができる。
が大きくなると、摺動面に存在する空孔における楔効果
により、潤滑油が空孔内に取り込まれることで、焼結摩
擦材と相手鋼材との摺動面間に潤滑膜が形成される。特
に、２０ｍ／秒を越えるような高滑り速度域で使用する
場合、摩擦係数が変動・低下するといった問題がある。
しかし、このような問題に対して、固体潤滑剤を含有す
ることで滑り速度に対する摩擦係数の安定性を改善する
ことができる。
【００３９】Ｃｕ−Ｓｎ系焼結合金において、上記の効
果を有する固体潤滑成分は経済的にも問題の少ない黒
鉛，ＭｏＳ 2，ＣａＦ2およびＢＮである。一方、他の潤
滑成分として例えば、ＰｂはＣｕ−Ｓｎ合金製軸受けに
おいて使用されるが、素地と化合物を生成せずに微粒子
としてα相のデンドライト間に存在するため、摺動部材
に適用すると摺動時に脱落する可能性がある。尚、黒
鉛，ＭｏＳ2，ＣａＦ2，ＢＮのうち少なくとも１種以上
で３重量％以下の添加が有効である。添加量が３重量％
を越えると焼結体の強度・靭性が著しく低下するので好
ましくない。
果を有する固体潤滑成分は経済的にも問題の少ない黒
鉛，ＭｏＳ 2，ＣａＦ2およびＢＮである。一方、他の潤
滑成分として例えば、ＰｂはＣｕ−Ｓｎ合金製軸受けに
おいて使用されるが、素地と化合物を生成せずに微粒子
としてα相のデンドライト間に存在するため、摺動部材
に適用すると摺動時に脱落する可能性がある。尚、黒
鉛，ＭｏＳ2，ＣａＦ2，ＢＮのうち少なくとも１種以上
で３重量％以下の添加が有効である。添加量が３重量％
を越えると焼結体の強度・靭性が著しく低下するので好
ましくない。
【００４０】しかしながら、本発明者らは、黒鉛粉末の
中でも従来の粉末冶金に用いられてきた球状黒鉛粉末と
は異なる特性を有する天然鱗片状黒鉛粉末、或いはこの
天然鱗片状黒鉛粉末を厚み方向に膨張させた膨張化黒鉛
粉末を適用することを試みた。
中でも従来の粉末冶金に用いられてきた球状黒鉛粉末と
は異なる特性を有する天然鱗片状黒鉛粉末、或いはこの
天然鱗片状黒鉛粉末を厚み方向に膨張させた膨張化黒鉛
粉末を適用することを試みた。
【００４１】具体的な特性としては、従来の球状黒鉛粉
末に比べて（１）成形性・圧縮性に優れていること、
（２）潤滑性能に優れていることである。つまり、従来
の球状黒鉛粉末では全体の３重量％を越えて添加すると
焼結体の機械的特性が低下するのに対して、鱗片状黒鉛
粉末或いは膨張化黒鉛粉末は成形性が良好であることか
ら、１５重量％まで添加しても上記のような焼結体の機
械的特性の低下を誘発することはない。また、潤滑性能
がより優れていることから、上述したような摺動時のび
びり・振動や鳴きといった問題をより抑制できる効果を
有すると共に、摺動初期段階の相手材との馴染み性を改
善して摩擦係数をより安定化させる効果がある。
末に比べて（１）成形性・圧縮性に優れていること、
（２）潤滑性能に優れていることである。つまり、従来
の球状黒鉛粉末では全体の３重量％を越えて添加すると
焼結体の機械的特性が低下するのに対して、鱗片状黒鉛
粉末或いは膨張化黒鉛粉末は成形性が良好であることか
ら、１５重量％まで添加しても上記のような焼結体の機
械的特性の低下を誘発することはない。また、潤滑性能
がより優れていることから、上述したような摺動時のび
びり・振動や鳴きといった問題をより抑制できる効果を
有すると共に、摺動初期段階の相手材との馴染み性を改
善して摩擦係数をより安定化させる効果がある。
【００４２】更には、焼結体中に分散した場合、これら
の黒鉛粉末の優れた圧縮性を利用することで、加圧時の
焼結体自身の圧縮性が向上し、その結果、相手材の摺動
面との局所的な接触を抑制でき、全面接触を可能とする
ことで摩擦摺動性能の安定化が図れる。
の黒鉛粉末の優れた圧縮性を利用することで、加圧時の
焼結体自身の圧縮性が向上し、その結果、相手材の摺動
面との局所的な接触を抑制でき、全面接触を可能とする
ことで摩擦摺動性能の安定化が図れる。
【００４３】したがって、本発明の特徴である硬質粒子
分散型複合銅合金粉末とこれらの鱗片状黒鉛粉末、或い
は膨張化黒鉛粉末、或いは両方を混合・固化し得た焼結
体は、更により優れた機械的特性と摩擦摺動特性、特
に、摺動時の初期段階から安定した摩擦係数を発現でき
るといった特徴を有する。
分散型複合銅合金粉末とこれらの鱗片状黒鉛粉末、或い
は膨張化黒鉛粉末、或いは両方を混合・固化し得た焼結
体は、更により優れた機械的特性と摩擦摺動特性、特
に、摺動時の初期段階から安定した摩擦係数を発現でき
るといった特徴を有する。
【００４４】空孔量 空孔は３０μｍ以下の大きさであり、焼結合金の摺動摩
擦面に均一に分布することで、摺動の際に空孔が変形す
ることと、摺動の際にくさび効果により空孔内に空気が
流れ込むことで浮力が発生し、乾式摺動下においては、
耐焼付き性および相手材とのなじみ性を改善する効果が
ある。また、湿式摺動下では、上述したような含油効果
により空孔部に油溜まり（油膜）が形成され、耐焼付き
性を改善する効果が得られる。
擦面に均一に分布することで、摺動の際に空孔が変形す
ることと、摺動の際にくさび効果により空孔内に空気が
流れ込むことで浮力が発生し、乾式摺動下においては、
耐焼付き性および相手材とのなじみ性を改善する効果が
ある。また、湿式摺動下では、上述したような含油効果
により空孔部に油溜まり（油膜）が形成され、耐焼付き
性を改善する効果が得られる。
【００４５】空孔の大きさが３０μｍを越えるとこれが
亀裂発生の起点となり、焼結体の強度・靭性が著しく低
下する。また、その量が１容量％未満では上記の効果は
少なく、３０容量％を越えて分布すると焼結合金の強度
・靭性が低下する。更に、空孔が不均一に分布すると摺
動時における相手材とのなじみ性が局所的に低下するた
め、安定した摩擦係数が得られず、また相手材との焼付
きを生じる。従って、本焼結摺動部材において、空孔は
大きさが３０μｍ以下であり、且つ摺動部材中に均一に
１〜３０容量％分布することが適切である。尚、本発明
においては上記のような空孔量の大きさ・量は粉末を型
押し・成形する際の圧力により制御することが可能であ
る。
亀裂発生の起点となり、焼結体の強度・靭性が著しく低
下する。また、その量が１容量％未満では上記の効果は
少なく、３０容量％を越えて分布すると焼結合金の強度
・靭性が低下する。更に、空孔が不均一に分布すると摺
動時における相手材とのなじみ性が局所的に低下するた
め、安定した摩擦係数が得られず、また相手材との焼付
きを生じる。従って、本焼結摺動部材において、空孔は
大きさが３０μｍ以下であり、且つ摺動部材中に均一に
１〜３０容量％分布することが適切である。尚、本発明
においては上記のような空孔量の大きさ・量は粉末を型
押し・成形する際の圧力により制御することが可能であ
る。
【００４６】以上のような合金組成を有し、且つ上記の
製造方法に基づいて作成した焼結摺動部材は、補強材無
しで単体で構造用部材として十分使用可能な強度・靭性
・硬度等の機械的特性と耐摩耗性および自己潤滑性を有
している。また、通常のＣｕ−Ｓｎ系合金では、乾式摩
擦摺動条件下において摺動初期の摩擦係数は約０．２〜
０．３程度であり、また、湿式摩擦摺動条件下におい
て、摩擦係数は０．０２〜０．０５程度であり、且つ、
摩擦の進行と共に摩擦係数は変動・増加し、最終的には
相手材と焼付きを生じるかもしくは焼結材自身が摩耗す
る。
製造方法に基づいて作成した焼結摺動部材は、補強材無
しで単体で構造用部材として十分使用可能な強度・靭性
・硬度等の機械的特性と耐摩耗性および自己潤滑性を有
している。また、通常のＣｕ−Ｓｎ系合金では、乾式摩
擦摺動条件下において摺動初期の摩擦係数は約０．２〜
０．３程度であり、また、湿式摩擦摺動条件下におい
て、摩擦係数は０．０２〜０．０５程度であり、且つ、
摩擦の進行と共に摩擦係数は変動・増加し、最終的には
相手材と焼付きを生じるかもしくは焼結材自身が摩耗す
る。
【００４７】これに対して、本焼結摺動部材は乾式摺動
下で約０．４〜０．６、湿式摺動下で約０．１以上とい
った比較的高い摩擦係数を安定して保持でき、しかも相
手鋼材を攻撃すること無く、更に相手材との焼付きや摩
耗損傷を生じることがない。
下で約０．４〜０．６、湿式摺動下で約０．１以上とい
った比較的高い摩擦係数を安定して保持でき、しかも相
手鋼材を攻撃すること無く、更に相手材との焼付きや摩
耗損傷を生じることがない。
【００４８】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【００４９】＜実施例１＞本発明の焼結摩擦材および比
較材料の合金組成を表１に、その焼結摩擦材料の機械的
特性および摩擦試験結果（摩擦係数、摩擦材および相手
材ＳＳ４１材の摩耗量）を表２に示す。
較材料の合金組成を表１に、その焼結摩擦材料の機械的
特性および摩擦試験結果（摩擦係数、摩擦材および相手
材ＳＳ４１材の摩耗量）を表２に示す。
【００５０】製造条件に関しては図１に示す工程に基づ
き、各粉末の成形・焼結を実施した。（図中の『機械的
粉砕・混合処理』は機械的合金化法、機械的混合法、造
粒法を意味する）尚、摩擦試験は図２に示す乾式摩擦試
験機により実施し、摩擦係数は試験開始から１分間隔で
測定しており、安定した値を表中に記載した。
き、各粉末の成形・焼結を実施した。（図中の『機械的
粉砕・混合処理』は機械的合金化法、機械的混合法、造
粒法を意味する）尚、摩擦試験は図２に示す乾式摩擦試
験機により実施し、摩擦係数は試験開始から１分間隔で
測定しており、安定した値を表中に記載した。
【００５１】本表においてNo.１〜１７が本発明の焼結
部材、No.１８〜２８が比較材である。ここで、空孔量
のみ容積％で表示しており、他は全て重量％で表した数
値である。また、固体潤滑剤の記号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはそ
れぞれＡ；黒鉛、Ｂ；ＭｏＳ2、Ｃ；ＣａＦ2、Ｄ；ＢＮ
を意味する。
部材、No.１８〜２８が比較材である。ここで、空孔量
のみ容積％で表示しており、他は全て重量％で表した数
値である。また、固体潤滑剤の記号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはそ
れぞれＡ；黒鉛、Ｂ；ＭｏＳ2、Ｃ；ＣａＦ2、Ｄ；ＢＮ
を意味する。
【００５２】尚、表１備考欄の※１，※２，※３は以下
の通りである。 ※１）図１の製造工程（ａ）に基づいて混合粉末を機械
的粉砕・混合処理を施すが、粉砕条件を変更することで
分散硬質粒子であるＦｅ系金属間化合物の平均粒径を１
５μｍとし、これを成形・焼結した合金。 ※２）図１の製造工程（ａ）に基づいて混合粉末に機械
的粉砕・混合処理を施すが、粉末成形時の面圧条件を変
更することで粉末成形体中に分布する空孔径を平均４５
μｍとし、これを焼結した合金。 ※３）所定の組成を有する各粉末を機械的合金化法、機
械的混合法、造粒法等の機械的粉砕・混合処理を施さず
に混合のみした後、焼結した合金。
の通りである。 ※１）図１の製造工程（ａ）に基づいて混合粉末を機械
的粉砕・混合処理を施すが、粉砕条件を変更することで
分散硬質粒子であるＦｅ系金属間化合物の平均粒径を１
５μｍとし、これを成形・焼結した合金。 ※２）図１の製造工程（ａ）に基づいて混合粉末に機械
的粉砕・混合処理を施すが、粉末成形時の面圧条件を変
更することで粉末成形体中に分布する空孔径を平均４５
μｍとし、これを焼結した合金。 ※３）所定の組成を有する各粉末を機械的合金化法、機
械的混合法、造粒法等の機械的粉砕・混合処理を施さず
に混合のみした後、焼結した合金。
【００５３】
【表１】
【００５４】
【表２】
【００５５】材料No.１〜１７は本発明の合金であり、
その機械的特性および摩擦試験結果は表２に見るように
良好である。
その機械的特性および摩擦試験結果は表２に見るように
良好である。
【００５６】一方、比較材での試験結果は以下のようで
ある。 １８：Ｓｎ量が２％と少ない為に素地の強度不足により
摩擦材が摩耗してμ値が増加。 １９：Ｓｎ量が３５％と多い為に素地が著しく硬化して
相手材を攻撃してμ値が増加。 ２０：硬質粒子が１０ｗｔ％と少ない為に十分なμ値が
得られない。 ２１：硬質粒子が３０ｗｔ％と多く含まれている為に十
分なμ値が得られない。 ２２：固体潤滑剤を含まない為に潤滑不良を生じて相手
材と焼付きを発生する。 ２３：固体潤滑剤が４％と多い為に強度・靭性が低下す
る。 ２４：空孔量が０％である為に耐焼付き性が低下して相
手材と焼付きを生じる。 ２５：空孔量が３５％と大きい為に強度・靭性が不足し
て摩擦材が摩耗する。 ２６：硬質粒子の平均粒径が１５μｍと大きい為に強度
・靭性が低下し、また相手材を攻撃する。 ２７：空孔の大きさが平均４５μｍと大きい為に強度・
靭性が不足して摩擦材が摩耗する。 ２８：機械的粉砕・混合処理を行わず、単に所定成分を
有する各粉末を混合のみした後焼結した為に、硬質粒子
と素地との反応層が形成されず、また粗大な硬質粒子が
存在する為に摺動時に硬質粒子が素地から脱落して相手
材と焼付きを生じ、更に焼結材の強度・靭性が低下す
る。
ある。 １８：Ｓｎ量が２％と少ない為に素地の強度不足により
摩擦材が摩耗してμ値が増加。 １９：Ｓｎ量が３５％と多い為に素地が著しく硬化して
相手材を攻撃してμ値が増加。 ２０：硬質粒子が１０ｗｔ％と少ない為に十分なμ値が
得られない。 ２１：硬質粒子が３０ｗｔ％と多く含まれている為に十
分なμ値が得られない。 ２２：固体潤滑剤を含まない為に潤滑不良を生じて相手
材と焼付きを発生する。 ２３：固体潤滑剤が４％と多い為に強度・靭性が低下す
る。 ２４：空孔量が０％である為に耐焼付き性が低下して相
手材と焼付きを生じる。 ２５：空孔量が３５％と大きい為に強度・靭性が不足し
て摩擦材が摩耗する。 ２６：硬質粒子の平均粒径が１５μｍと大きい為に強度
・靭性が低下し、また相手材を攻撃する。 ２７：空孔の大きさが平均４５μｍと大きい為に強度・
靭性が不足して摩擦材が摩耗する。 ２８：機械的粉砕・混合処理を行わず、単に所定成分を
有する各粉末を混合のみした後焼結した為に、硬質粒子
と素地との反応層が形成されず、また粗大な硬質粒子が
存在する為に摺動時に硬質粒子が素地から脱落して相手
材と焼付きを生じ、更に焼結材の強度・靭性が低下す
る。
【００５７】＜実施例２＞表１に記載した合金組成およ
び製造方法に基づいて作製した、本発明の焼結摩擦材お
よび比較材料に関する摩擦試験結果（滑り速度に対する
摩擦係数、摩擦材および相手材Ｓ３５Ｃ材の摩耗量）を
表３に示す。尚、摩擦試験は図３に示す湿式摩擦試験機
により実施し、摩擦係数は試験開始から１分間隔で測定
しており、安定した値を表中に記載した。
び製造方法に基づいて作製した、本発明の焼結摩擦材お
よび比較材料に関する摩擦試験結果（滑り速度に対する
摩擦係数、摩擦材および相手材Ｓ３５Ｃ材の摩耗量）を
表３に示す。尚、摩擦試験は図３に示す湿式摩擦試験機
により実施し、摩擦係数は試験開始から１分間隔で測定
しており、安定した値を表中に記載した。
【００５８】
【表３】
【００５９】本表においてNo.１〜１０が本発明の焼結
部材、No.１１〜１８が比較材である。本発明の合金No.
１〜１０の摩擦試験結果は表３に見るように良好であ
る。
部材、No.１１〜１８が比較材である。本発明の合金No.
１〜１０の摩擦試験結果は表３に見るように良好であ
る。
【００６０】一方、比較材での試験結果は以下のようで
ある。 １１：Ｓｎ量が２％と少ない為に素地の強度不足により
摩擦材が摩耗・焼付きが生じてμ値が増加。 １２：Ｓｎ量が３５％と多い為に素地が著しく硬化して
相手側のＳ３５Ｃ材を攻撃して焼付きが発生し、その結
果μ値が増加。 １３：硬質粒子が１０ｗｔ％と少ない為に十分なμ値が
得られない。 １４：硬質粒子が３０ｗｔ％と多く含まれている為、相
手側のＳ３５Ｃ材を攻撃して焼付きが発生し、その結果
μ値が増加。 １５：固体潤滑剤を含まない為に、高速度下で摺動する
と摩擦係数が変動する。 １６：空孔量が０％である為、油膜（油溜まり）が形成
されず、相手材と焼付きを生じる。 １７：機械的粉砕・混合処理を行わず、単に所定成分を
有する各粉末を混合のみした後焼結した為に、硬質粒子
と素地との反応層が形成されず、また粗大な硬質粒子が
存在する為、摺動時に硬質粒子が素地から脱落して相手
材と焼付きを生じ、その結果μ値が増加する。 １８：機械的粉砕・混合処理を行わず、単に所定成分を
有する各粉末を混合のみした後焼結した為に、硬質粒子
と素地との反応層が形成されず、また粗大な硬質粒子が
存在する為、摺動時に硬質粒子が素地から脱落して相手
材と焼付きを生じ、その結果μ値が増加する。
ある。 １１：Ｓｎ量が２％と少ない為に素地の強度不足により
摩擦材が摩耗・焼付きが生じてμ値が増加。 １２：Ｓｎ量が３５％と多い為に素地が著しく硬化して
相手側のＳ３５Ｃ材を攻撃して焼付きが発生し、その結
果μ値が増加。 １３：硬質粒子が１０ｗｔ％と少ない為に十分なμ値が
得られない。 １４：硬質粒子が３０ｗｔ％と多く含まれている為、相
手側のＳ３５Ｃ材を攻撃して焼付きが発生し、その結果
μ値が増加。 １５：固体潤滑剤を含まない為に、高速度下で摺動する
と摩擦係数が変動する。 １６：空孔量が０％である為、油膜（油溜まり）が形成
されず、相手材と焼付きを生じる。 １７：機械的粉砕・混合処理を行わず、単に所定成分を
有する各粉末を混合のみした後焼結した為に、硬質粒子
と素地との反応層が形成されず、また粗大な硬質粒子が
存在する為、摺動時に硬質粒子が素地から脱落して相手
材と焼付きを生じ、その結果μ値が増加する。 １８：機械的粉砕・混合処理を行わず、単に所定成分を
有する各粉末を混合のみした後焼結した為に、硬質粒子
と素地との反応層が形成されず、また粗大な硬質粒子が
存在する為、摺動時に硬質粒子が素地から脱落して相手
材と焼付きを生じ、その結果μ値が増加する。
【００６１】＜実施例３＞本発明の焼結摩擦材および比
較材料の合金組成を表４に、その焼結摩擦材料の機械的
特性および摩擦試験結果（摩擦係数、摩擦材および相手
材ＳＳ４１材の摩耗量）を表５に示す。
較材料の合金組成を表４に、その焼結摩擦材料の機械的
特性および摩擦試験結果（摩擦係数、摩擦材および相手
材ＳＳ４１材の摩耗量）を表５に示す。
【００６２】製造条件に関しては図１に示す工程に基づ
き、各粉末の成形・焼結を実施した。（図中の『機械的
粉砕・混合処理』は機械的合金化法、機械的混合法、造
粒法を意味する）尚、摩擦試験は図２に示す乾式摩擦試
験機により実施し、摩擦係数は試験開始から１分間隔で
測定しており、安定した値を表中に記載した。
き、各粉末の成形・焼結を実施した。（図中の『機械的
粉砕・混合処理』は機械的合金化法、機械的混合法、造
粒法を意味する）尚、摩擦試験は図２に示す乾式摩擦試
験機により実施し、摩擦係数は試験開始から１分間隔で
測定しており、安定した値を表中に記載した。
【００６３】表５においてNo.１〜８が本発明の焼結部
材、No.９〜１１が比較材である。ここで、空孔量のみ
容積％で表示しており、他は全て重量％で表した数値で
ある。また、黒鉛粉末の記号Ａ、ＢはそれぞれＡ；天然
鱗片状黒鉛粉末、Ｂ；膨張化黒鉛粉末を意味する。
材、No.９〜１１が比較材である。ここで、空孔量のみ
容積％で表示しており、他は全て重量％で表した数値で
ある。また、黒鉛粉末の記号Ａ、ＢはそれぞれＡ；天然
鱗片状黒鉛粉末、Ｂ；膨張化黒鉛粉末を意味する。
【００６４】
【表４】
【００６５】
【表５】
【００６６】本発明の焼結摺動部材であるNo.１〜８の
機械的特性ならびに摩擦試験結果は同表５に見るように
良好である。また、鱗片状黒鉛粉末と膨張化黒鉛粉末を
共に用いることも可能であることが判る。一方、比較材
No.９〜１１では、黒鉛粉末の添加量が全て１５重量％
を越えているために、焼結体の機械的特性が低下し、そ
の結果、摩擦試験において焼結体試料に欠けが発生し
た。
機械的特性ならびに摩擦試験結果は同表５に見るように
良好である。また、鱗片状黒鉛粉末と膨張化黒鉛粉末を
共に用いることも可能であることが判る。一方、比較材
No.９〜１１では、黒鉛粉末の添加量が全て１５重量％
を越えているために、焼結体の機械的特性が低下し、そ
の結果、摩擦試験において焼結体試料に欠けが発生し
た。
【００６７】＜実施例４＞本発明の焼結摩擦材におい
て、球状黒鉛粉末を添加した場合と、鱗片状黒鉛粉末或
いは膨張化黒鉛粉末を用いた場合との、摩擦摺動特性を
図２に示す乾式摩擦試験機を用いて評価した。尚、球状
黒鉛粉末を添加した焼結体である表１中のNo.１１の試
料を記号Ａ、また鱗片状黒鉛粉末或いは膨張化黒鉛粉末
を添加した焼結体である表４中のNo.１および２を記号
Ｂ、Ｃとした。試験結果として試験開始直後から５秒間
隔で測定した動摩擦係数の推移を表６および図４に示
す。
て、球状黒鉛粉末を添加した場合と、鱗片状黒鉛粉末或
いは膨張化黒鉛粉末を用いた場合との、摩擦摺動特性を
図２に示す乾式摩擦試験機を用いて評価した。尚、球状
黒鉛粉末を添加した焼結体である表１中のNo.１１の試
料を記号Ａ、また鱗片状黒鉛粉末或いは膨張化黒鉛粉末
を添加した焼結体である表４中のNo.１および２を記号
Ｂ、Ｃとした。試験結果として試験開始直後から５秒間
隔で測定した動摩擦係数の推移を表６および図４に示
す。
【００６８】
【表６】
【００６９】これに見るように従来の球状黒鉛粉末を用
いた場合に比べて、鱗片状黒鉛粉末或いは膨張化黒鉛粉
末を添加した焼結体は、試験開始後の初期に見られる摩
擦係数の一時上昇現象（初期馴染み現象）は全く見られ
ず、摺動初期の段階から摩擦係数の安定性が確保できる
ことが判る。
いた場合に比べて、鱗片状黒鉛粉末或いは膨張化黒鉛粉
末を添加した焼結体は、試験開始後の初期に見られる摩
擦係数の一時上昇現象（初期馴染み現象）は全く見られ
ず、摺動初期の段階から摩擦係数の安定性が確保できる
ことが判る。
【００７０】
【発明の効果】本発明の青銅基焼結摩擦材においては自
己潤滑効果を有していることから、乾式摩擦摺動条件に
おいて約０．４〜０．６程度を、また、湿式摩擦摺動条
件において０．１を越えるような比較的高い摩擦係数を
安定して保持でき、しかも相手鋼材を攻撃すること無
く、更に相手材と焼付きを生じることがない。また、十
分な強度・靭性・硬度等の機械的特性を有していること
から本焼結摩擦材単体で構造用部材として使用すること
ができる。従って、本材料の用途としてコンプレッサー
用クラッチ材や自動車・バイク・車両等のブレーキ摩擦
材、湿式摺動部材としては自動変速機用のクラッチ材等
がある。
己潤滑効果を有していることから、乾式摩擦摺動条件に
おいて約０．４〜０．６程度を、また、湿式摩擦摺動条
件において０．１を越えるような比較的高い摩擦係数を
安定して保持でき、しかも相手鋼材を攻撃すること無
く、更に相手材と焼付きを生じることがない。また、十
分な強度・靭性・硬度等の機械的特性を有していること
から本焼結摩擦材単体で構造用部材として使用すること
ができる。従って、本材料の用途としてコンプレッサー
用クラッチ材や自動車・バイク・車両等のブレーキ摩擦
材、湿式摺動部材としては自動変速機用のクラッチ材等
がある。
【図１】本発明の焼結摺動部材の製造工程を示す工程図
である。
である。
【図２】本発明の焼結摺動部材の乾式摩擦試験の説明図
である。
である。
【図３】本発明の焼結摺動部材の湿式摩擦試験の説明図
である。
である。
【図４】本発明の乾式摩擦試験における動摩擦係数の推
移を示す図である。
移を示す図である。
Claims (14)
- 【請求項１】 銅系焼結合金において、最大粒径１５μ
ｍ以下、平均粒径５μｍ以下の硬質粒子が合金素地の旧
粉末粒内部に１５〜２５重量％均一に分散する組織を有
しており、乾式環境下にて鋼材と摺動した際に０．４以
上の摩擦係数を有し、且つ潤滑油中にて鋼材と摺動した
際に０．１以上の摩擦係数を有することを特徴とする焼
結摺動部材。 - 【請求項２】 乾式環境下にて鋼材と摺動した際に、静
止摩擦係数と動摩擦係数の差が０．１以下であることを
特徴とする請求項１記載の焼結摺動部材。 - 【請求項３】 前記銅系焼結合金において、平均径が３
０μｍ以下である空孔が１容量％以上３０容量％以下、
均一に合金内部に分散することを特徴とする請求項１記
載の焼結摺動部材。 - 【請求項４】 前記銅系焼結合金の素地の組成は、Ｓ
ｎ；３〜２０重量％で、残部が実質的にＣｕおよび不可
避的不純物からなることを特徴とする請求項１記載の焼
結摺動部材。 - 【請求項５】 前記硬質粒子は、ＦｅＭｏ，ＦｅＣｒ，
ＦｅＴｉ，ＦｅＷ，ＦｅＢの群からなる鉄系金属間化合
物のうち、少なくとも１種または２種以上からなること
を特徴とする請求項１記載の焼結摺動部材。 - 【請求項６】 前記銅系焼結合金において、必要に応じ
て固体潤滑剤を３重量％以下含有することを特徴とする
請求項１記載の焼結摺動部材。 - 【請求項７】 前記固体潤滑剤は球状黒鉛，ＭｏＳ2，
ＣａＦ2，ＢＮのうち少なくとも１種または２種以上か
らなることを特徴とする請求項６記載の焼結摺動部材。 - 【請求項８】 前記銅系焼結合金において、必要に応じ
て天然鱗片状黒鉛粉末、或いは天然鱗片状黒鉛粉末を厚
み方向に膨張させた膨張化黒鉛粉末を１５重量％以下含
有することを特徴とする請求項１記載の焼結摺動部材。 - 【請求項９】 前記銅系焼結合金は、Ｓｎ；３〜２０重
量％を含有し、残部が実質的にＣｕおよび不可避的不純
物からなる組成のＣｕ−Ｓｎ合金粉末と１５〜２５重量
％の硬質粒子からなる混合粉末を、機械的合金化法（メ
カニカルアロイング法）、機械的混合法（メカニカルグ
ラインディング法）、造粒法のいずれかの混合・粉砕処
理を施すことにより硬質粒子を最大粒径１５μｍ以下、
平均粒径５μｍ以下に粉砕し、且つＣｕ−Ｓｎ合金素地
中にこれを均一に分散させた硬質粒子分散型複合銅合金
粉末を原料粉末に使用することを特徴とする請求項１記
載の焼結摺動部材。 - 【請求項１０】 前記銅系焼結合金は、該硬質粒子分散
型複合銅合金粉末と３重量％以下の固体潤滑剤を混合し
た粉末を原料粉末に使用することを特徴とする請求項１
または９記載の焼結摺動部材。 - 【請求項１１】 前記銅系焼結合金は、該硬質粒子分散
型複合銅合金粉末と１５重量％以下の天然鱗片状黒鉛粉
末、或いは天然鱗片状黒鉛粉末を厚み方向に膨張させた
膨張化黒鉛粉末を原料粉末に使用することを特徴とする
請求項９記載の焼結摺動部材。 - 【請求項１２】 前記銅系焼結合金は、Ｓｎ粉末；３〜
２０重量％、硬質粒子；１５〜２５重量％、残部が実質
的にＣｕ粉末および不可避的不純物からなる混合粉末
を、機械的合金化法、機械的混合法、造粒法のいずれか
の混合・粉砕処理を施すことにより、硬質粒子を最大粒
径１５μｍ以下、平均粒径５μｍ以下に粉砕し、且つＣ
ｕ−Ｓｎ合金素地中にこれを均一に分散させた硬質粒子
分散型複合銅合金粉末を原料粉末に使用することを特徴
とする請求項１記載の焼結摺動部材。 - 【請求項１３】 前記銅系焼結合金は、該硬質粒子分散
型複合銅合金粉末と３重量％以下の固体潤滑剤を混合し
た粉末を原料粉末に使用することを特徴とする請求項１
または１２記載の焼結摺動部材。 - 【請求項１４】 前記銅系焼結合金は、該硬質粒子分散
型複合銅合金粉末と１５重量％以下の天然鱗片状黒鉛粉
末、或いは天然鱗片状黒鉛粉末を厚み方向に膨張させた
膨張化黒鉛粉末を混合した粉末を原料粉末に使用するこ
とを特徴とする請求項１２記載の焼結摺動部材。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7191311A JPH08100227A (ja) | 1994-07-30 | 1995-07-03 | 焼結摺動部材 |
| US08/506,566 US5518519A (en) | 1994-07-30 | 1995-07-25 | Sintered contact component |
| CN95108696A CN1121117A (zh) | 1994-07-30 | 1995-07-28 | 烧结接触元件 |
| EP95305276A EP0703382B1 (en) | 1994-07-30 | 1995-07-28 | Sintered contact component |
| DE69519009T DE69519009T2 (de) | 1994-07-30 | 1995-07-28 | Gesintertes Kontaktbauteil |
| KR1019950023073A KR100193606B1 (ko) | 1994-07-30 | 1995-07-29 | 소결접동부재 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6197985A JPH07102335A (ja) | 1993-08-09 | 1994-07-30 | 焼結摺動部材 |
| JP6-197985 | 1994-07-30 | ||
| JP7191311A JPH08100227A (ja) | 1994-07-30 | 1995-07-03 | 焼結摺動部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08100227A true JPH08100227A (ja) | 1996-04-16 |
Family
ID=26506618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7191311A Pending JPH08100227A (ja) | 1994-07-30 | 1995-07-03 | 焼結摺動部材 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5518519A (ja) |
| EP (1) | EP0703382B1 (ja) |
| JP (1) | JPH08100227A (ja) |
| KR (1) | KR100193606B1 (ja) |
| CN (1) | CN1121117A (ja) |
| DE (1) | DE69519009T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09301256A (ja) * | 1996-05-09 | 1997-11-25 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 車両用ローラーブレーキ |
| JP2010151214A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Ntn Corp | 導電性転がり軸受 |
| CN103639404A (zh) * | 2013-11-29 | 2014-03-19 | 国网河南省电力公司平顶山供电公司 | 一种大功率风电机组用制动闸片材料及其制备工艺 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08253826A (ja) * | 1994-10-19 | 1996-10-01 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 焼結摩擦材およびそれに用いられる複合銅合金粉末とそれらの製造方法 |
| JPH09269026A (ja) * | 1996-03-29 | 1997-10-14 | Honda Motor Co Ltd | 焼結摩擦材 |
| JPH109294A (ja) * | 1996-06-19 | 1998-01-13 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 二輪車用ローラーブレーキとその製造方法 |
| US6245443B1 (en) * | 1996-08-28 | 2001-06-12 | Norton Company | Removable bond for abrasive tool |
| US5832360A (en) * | 1997-08-28 | 1998-11-03 | Norton Company | Bond for abrasive tool |
| DE19815648C2 (de) * | 1998-04-07 | 2000-07-13 | Maxon Motor Gmbh | Verfahren zum Herstellen eines Sintergleitlagers und Sintergleitlager |
| US6187071B1 (en) | 1999-01-14 | 2001-02-13 | Norton Company | Bond for abrasive tool |
| CH710862B1 (de) | 1999-11-26 | 2016-09-15 | Imerys Graphite & Carbon Switzerland Sa | Verfahren zur Herstellung von Graphitpulvern mit erhöhter Schüttdichte. |
| US6521201B1 (en) | 2001-02-14 | 2003-02-18 | Uop Llc | Process for recovery of high purity hydrophilic sulfur |
| US20060204777A1 (en) * | 2001-05-04 | 2006-09-14 | Alto Products Corp. | Process for making adhesive bonded sintered plates |
| JP2003089831A (ja) * | 2001-07-12 | 2003-03-28 | Komatsu Ltd | 銅系焼結摺動材料および複層焼結摺動部材 |
| ATE506708T1 (de) * | 2001-10-08 | 2011-05-15 | Timcal Ag | Elektrochemische zelle |
| JP5303102B2 (ja) † | 2006-05-24 | 2013-10-02 | ナブテスコ株式会社 | ディスクブレーキ用パッド |
| US9028582B2 (en) * | 2008-01-23 | 2015-05-12 | Taiho Kogyo Co., Ltd. | Process for production of sintered copper alloy sliding material and sintered copper alloy sliding material |
| JP5384014B2 (ja) * | 2008-02-21 | 2014-01-08 | Ｎｔｎ株式会社 | 焼結軸受 |
| RU2458165C1 (ru) * | 2011-05-04 | 2012-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Способ изготовления порошкового материала на основе меди |
| RU2458166C1 (ru) * | 2011-05-04 | 2012-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Способ изготовления порошкового материала на основе меди |
| RU2457268C1 (ru) * | 2011-05-10 | 2012-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" | Материал для фрикционных деталей |
| KR102387244B1 (ko) * | 2014-05-12 | 2022-04-14 | 아이티티 이탈리아 에스.알.엘. | 마찰재 |
| CN104525949B (zh) * | 2014-12-30 | 2017-07-07 | 广东省材料与加工研究所 | 一种高耐磨铜基摩擦复合材料及其制备方法 |
| RU2599070C1 (ru) * | 2015-04-06 | 2016-10-10 | Государственное научное учреждение "Институт порошковой металлургии" | Спеченный фрикционный материал на основе меди |
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| RU2651930C1 (ru) * | 2017-08-24 | 2018-04-24 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Спеченный фрикционный материал на основе меди |
| CN112654446B (zh) * | 2018-08-29 | 2023-09-29 | 株式会社力森诺科 | 铁基烧结滑动构件及其制造方法 |
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| JPS58126948A (ja) | 1982-01-25 | 1983-07-28 | Toshiba Tungaloy Co Ltd | 乾式焼結摩擦材料 |
| GB2212517B (en) * | 1987-11-19 | 1992-01-15 | Ferodo Ltd | Sintered metal friction facing |
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-
1995
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- 1995-07-25 US US08/506,566 patent/US5518519A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-07-28 EP EP95305276A patent/EP0703382B1/en not_active Expired - Lifetime
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