JPH08176698A - 自己潤滑性複合粉末合金 - Google Patents
自己潤滑性複合粉末合金Info
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- JPH08176698A JPH08176698A JP6328058A JP32805894A JPH08176698A JP H08176698 A JPH08176698 A JP H08176698A JP 6328058 A JP6328058 A JP 6328058A JP 32805894 A JP32805894 A JP 32805894A JP H08176698 A JPH08176698 A JP H08176698A
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- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 自己潤滑性による低摩擦係数と摺動材料とし
ての耐摩耗性とを両立させた摺動材料を提供することを
目的とする。 【構成】 先ず微細な金属粉および固体潤滑材をメカニ
カルアロイングして、固体潤滑材が金属母材中に微細分
散したミリング粉末を製造し、次にこのミリング粉末に
金属母材粉末を混粉して自己潤滑性複合粉末を製造す
る。しかる後、この自己潤滑性複合粉末に焼結あるいは
溶射等の処理を施して製造される自己潤滑性複合粉末合
金である。ミリング粉末中の固体潤滑剤が自己潤滑性を
発揮し、同時に金属母材粉末およびミリング粉末中の金
属母材が耐摩耗性を発揮するので、低摩擦係数と高い耐
摩耗性とが両立される。
ての耐摩耗性とを両立させた摺動材料を提供することを
目的とする。 【構成】 先ず微細な金属粉および固体潤滑材をメカニ
カルアロイングして、固体潤滑材が金属母材中に微細分
散したミリング粉末を製造し、次にこのミリング粉末に
金属母材粉末を混粉して自己潤滑性複合粉末を製造す
る。しかる後、この自己潤滑性複合粉末に焼結あるいは
溶射等の処理を施して製造される自己潤滑性複合粉末合
金である。ミリング粉末中の固体潤滑剤が自己潤滑性を
発揮し、同時に金属母材粉末およびミリング粉末中の金
属母材が耐摩耗性を発揮するので、低摩擦係数と高い耐
摩耗性とが両立される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、軸および軸受け、ブッ
シュ、ワッシャ、摺動プレートなどの摺動面に用いられ
る摺動・耐摩耗性合金に関し、特に自己潤滑性をもつ複
合粉末から形成された耐摩耗性合金に関する。
シュ、ワッシャ、摺動プレートなどの摺動面に用いられ
る摺動・耐摩耗性合金に関し、特に自己潤滑性をもつ複
合粉末から形成された耐摩耗性合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、基地金属粉および硬質粒子をメカ
ニカルアロイングで合金粉末となし、自己潤滑材を添加
混合した上で圧力をかけてビレットにして熱間押し出し
する耐摩耗性合金の製造法が、特開昭６３−４０３１号
公報に開示されている。だが、この方法で製造された耐
摩耗性合金では、金属と自己潤滑材との一体性が悪く両
者が分離しやすい上に、均質分散が困難であるという欠
点があった。
ニカルアロイングで合金粉末となし、自己潤滑材を添加
混合した上で圧力をかけてビレットにして熱間押し出し
する耐摩耗性合金の製造法が、特開昭６３−４０３１号
公報に開示されている。だが、この方法で製造された耐
摩耗性合金では、金属と自己潤滑材との一体性が悪く両
者が分離しやすい上に、均質分散が困難であるという欠
点があった。
【０００３】一方、特開平４−４１６０１号公報には、
焼結、溶射または電着により潤滑性と耐摩耗性を同時に
具備する摺動材料を形成しうる複合粉末の製造法が開示
されている。これは、銅または銅合金と固体潤滑材およ
びセラミックスの混合粉をメカニカルアロイングにより
複合粉となして、これと銅または銅合金を更にメカニカ
ルアロイングして銅−固体潤滑材−セラミックス複合粉
末とするものである。しかし、この方法で製造された複
合粉末を原料とする耐摩耗性合金では、自己潤滑材の粒
子が細かくなりすぎて結晶性が失われたり、アモルファ
ス化したりして、潤滑機能が損なわれるという欠点があ
った。
焼結、溶射または電着により潤滑性と耐摩耗性を同時に
具備する摺動材料を形成しうる複合粉末の製造法が開示
されている。これは、銅または銅合金と固体潤滑材およ
びセラミックスの混合粉をメカニカルアロイングにより
複合粉となして、これと銅または銅合金を更にメカニカ
ルアロイングして銅−固体潤滑材−セラミックス複合粉
末とするものである。しかし、この方法で製造された複
合粉末を原料とする耐摩耗性合金では、自己潤滑材の粒
子が細かくなりすぎて結晶性が失われたり、アモルファ
ス化したりして、潤滑機能が損なわれるという欠点があ
った。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、前述の欠点を
解消し、潤滑機能が高い摺動部材用の原料として優れた
自己潤滑性複合粉末を提供する目的で、特願平５−１７
０３９０号に記載の先行技術が開発された。この先行技
術に基づき、紐状か薄片状の銅系金属粉末と固体潤滑材
粉末とを適当にメカニカルアロイングすることにより製
造された自己潤滑性複合粉末が製造された。そして、こ
の粉末を原料にする摺動材料は、優れた自己潤滑機能を
備えていることが摩擦試験により立証されている。
解消し、潤滑機能が高い摺動部材用の原料として優れた
自己潤滑性複合粉末を提供する目的で、特願平５−１７
０３９０号に記載の先行技術が開発された。この先行技
術に基づき、紐状か薄片状の銅系金属粉末と固体潤滑材
粉末とを適当にメカニカルアロイングすることにより製
造された自己潤滑性複合粉末が製造された。そして、こ
の粉末を原料にする摺動材料は、優れた自己潤滑機能を
備えていることが摩擦試験により立証されている。
【０００５】ところが、この自己潤滑性複合粉末から焼
結あるいは溶射等によって製造された合金では、良好な
自己潤滑性を発揮して低摩擦係数を実現する反面、耐摩
耗性が十分ではなく、長寿命が要求される摺動部材の材
料としては適当でないことが摩擦試験でわかった。そこ
で本発明は、自己潤滑性による低摩擦係数と摺動材料と
しての耐摩耗性とを両立させた自己潤滑性複合粉末合金
を提供することを解決すべき課題とする。
結あるいは溶射等によって製造された合金では、良好な
自己潤滑性を発揮して低摩擦係数を実現する反面、耐摩
耗性が十分ではなく、長寿命が要求される摺動部材の材
料としては適当でないことが摩擦試験でわかった。そこ
で本発明は、自己潤滑性による低摩擦係数と摺動材料と
しての耐摩耗性とを両立させた自己潤滑性複合粉末合金
を提供することを解決すべき課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するす
るため、鋭意研究した結果、本発明者は、先ず微細な金
属粉末および固体潤滑材の粉末をメカニカルアロイング
して、固体潤滑材が金属母材中に微細分散したミリング
粉末を製造し、次にこのミリング粉末に金属母材粉末を
混粉して自己潤滑性複合粉末を得た。そして本発明者
は、この自己潤滑性複合粉末に焼結あるいは溶射等の固
化処理を施すことによって得られた自己潤滑性複合粉末
合金が、低摩擦係数と耐摩耗性とを同時に満足させるも
のであることを、発見、確認して本発明を完成したもの
である。
るため、鋭意研究した結果、本発明者は、先ず微細な金
属粉末および固体潤滑材の粉末をメカニカルアロイング
して、固体潤滑材が金属母材中に微細分散したミリング
粉末を製造し、次にこのミリング粉末に金属母材粉末を
混粉して自己潤滑性複合粉末を得た。そして本発明者
は、この自己潤滑性複合粉末に焼結あるいは溶射等の固
化処理を施すことによって得られた自己潤滑性複合粉末
合金が、低摩擦係数と耐摩耗性とを同時に満足させるも
のであることを、発見、確認して本発明を完成したもの
である。
【０００７】すなわち、本発明の自己潤滑性複合粉末合
金は、微細粉末状の固体潤滑材が金属母材中に微細分散
して固定されたミリング粉末と、該ミリング粉末の間を
埋め各該ミリング粉末と一体化された金属母材粉末とか
らなることを特徴とする。ここで、自己潤滑性複合粉末
合金中に占めるミリング粉末の配合割合は１０〜５０体
積％とすることができる。また、ミリング粉末中に占め
る固体潤滑材の配合割合は１０〜５０体積％とすること
ができる。これは、ミリング粉末中に占める固体潤滑材
の配合割合が１０体積％を割ると、潤滑作用が不足して
不都合であり、逆に５０体積％を越えると、摺動材料と
しての耐摩耗性を含む機械的性質が劣化するためであ
る。前述の自己潤滑性複合粉末合金中に占めるミリング
粉末の配合割合についても、同様のことがいえる。
金は、微細粉末状の固体潤滑材が金属母材中に微細分散
して固定されたミリング粉末と、該ミリング粉末の間を
埋め各該ミリング粉末と一体化された金属母材粉末とか
らなることを特徴とする。ここで、自己潤滑性複合粉末
合金中に占めるミリング粉末の配合割合は１０〜５０体
積％とすることができる。また、ミリング粉末中に占め
る固体潤滑材の配合割合は１０〜５０体積％とすること
ができる。これは、ミリング粉末中に占める固体潤滑材
の配合割合が１０体積％を割ると、潤滑作用が不足して
不都合であり、逆に５０体積％を越えると、摺動材料と
しての耐摩耗性を含む機械的性質が劣化するためであ
る。前述の自己潤滑性複合粉末合金中に占めるミリング
粉末の配合割合についても、同様のことがいえる。
【０００８】さらに、金属母材は銅、アルミニウム、
鉄、チタニウム、あるいは銅系合金、アルミニウム系合
金、鉄系合金、チタニウム系合金のいずれかを使用する
ことが可能である。また、金属母材粉末は銅、アルミニ
ウム、鉄、チタニウム、あるいは銅系合金、アルミニウ
ム系合金、鉄系合金、チタニウム系合金のいずれかを使
用することができる。なお、固体潤滑材はジカルコゲナ
イト（ＷＳ2 ，ＭｏＳ2，ＮｂＳ2 ）、グラファイト、
ＰＴＦＥ、六方晶ＢＮのいずれかを使用することが可能
である。
鉄、チタニウム、あるいは銅系合金、アルミニウム系合
金、鉄系合金、チタニウム系合金のいずれかを使用する
ことが可能である。また、金属母材粉末は銅、アルミニ
ウム、鉄、チタニウム、あるいは銅系合金、アルミニウ
ム系合金、鉄系合金、チタニウム系合金のいずれかを使
用することができる。なお、固体潤滑材はジカルコゲナ
イト（ＷＳ2 ，ＭｏＳ2，ＮｂＳ2 ）、グラファイト、
ＰＴＦＥ、六方晶ＢＮのいずれかを使用することが可能
である。
【０００９】前述のミリング粉末は、先行技術として引
用した特願平５−１７０３９０号に記載の「自己潤滑性
複合粉末」にほぼ相当する。すなわち、ミリング粉末
は、断面積２０μｍ2 以下の紐状もしくは薄片状の金属
母材の金属からなる金属素体が集積された金属組織と、
該金属組織の間を埋め各金属素体の表面に機械的に一体
化された固体潤滑材組織とからなる。
用した特願平５−１７０３９０号に記載の「自己潤滑性
複合粉末」にほぼ相当する。すなわち、ミリング粉末
は、断面積２０μｍ2 以下の紐状もしくは薄片状の金属
母材の金属からなる金属素体が集積された金属組織と、
該金属組織の間を埋め各金属素体の表面に機械的に一体
化された固体潤滑材組織とからなる。
【００１０】より詳しくは、ミリング粉末は以下のよう
に形成される。先ず、メカニカルアロイングによって原
料の粉末が圧縮され薄片状に展延されそして折り曲げら
れて層状に積層された紐状あるいは薄片状の金属素体と
なる。そして、固体潤滑材粉末は機械的圧縮により金属
母材の表面に押しつけられ、紐あるいは薄片状となった
金属素体の表面部に被覆層として一体化するとともに、
積層状に存在する金属素体の間に介在する。ここで、固
体潤滑材粉末自体の量が比較的多い場合には、固体潤滑
材同士が層状に集積した紐状あるいは薄片状になってい
る。
に形成される。先ず、メカニカルアロイングによって原
料の粉末が圧縮され薄片状に展延されそして折り曲げら
れて層状に積層された紐状あるいは薄片状の金属素体と
なる。そして、固体潤滑材粉末は機械的圧縮により金属
母材の表面に押しつけられ、紐あるいは薄片状となった
金属素体の表面部に被覆層として一体化するとともに、
積層状に存在する金属素体の間に介在する。ここで、固
体潤滑材粉末自体の量が比較的多い場合には、固体潤滑
材同士が層状に集積した紐状あるいは薄片状になってい
る。
【００１１】したがってミリング粉末は、個々の粉末が
前述のように層状に積層された紐状あるいは薄片状の金
属素体と、同様に層状に積層された紐状あるいは薄片状
の固体潤滑材とからなる。別の表現をすると、ミリング
粉末は金属母材の金属素体と固体潤滑材とが巴状に入り
組み、積層された構造を持つ。一粒のミリング粉末を構
成する多数の紐状あるいは薄片状の金属素体の平均の断
面積は、２０μｍ2 以下であることが望ましい。平均の
断面積が２０μｍ2 を越えると、母材金属と固体潤滑材
との均一性が不十分となる。反対にこの断面積の下限に
ついては特に制限はないが、この断面積が小さくなるに
つれ固体潤滑材の結晶性は失われる。したがって、より
好ましい１個の紐状あるいは薄片状の金属素体の平均の
断面積は、１〜２０μｍ2 程度である。
前述のように層状に積層された紐状あるいは薄片状の金
属素体と、同様に層状に積層された紐状あるいは薄片状
の固体潤滑材とからなる。別の表現をすると、ミリング
粉末は金属母材の金属素体と固体潤滑材とが巴状に入り
組み、積層された構造を持つ。一粒のミリング粉末を構
成する多数の紐状あるいは薄片状の金属素体の平均の断
面積は、２０μｍ2 以下であることが望ましい。平均の
断面積が２０μｍ2 を越えると、母材金属と固体潤滑材
との均一性が不十分となる。反対にこの断面積の下限に
ついては特に制限はないが、この断面積が小さくなるに
つれ固体潤滑材の結晶性は失われる。したがって、より
好ましい１個の紐状あるいは薄片状の金属素体の平均の
断面積は、１〜２０μｍ2 程度である。
【００１２】一方、紐状あるいは薄片状に集積して存在
する固体潤滑材の断面積は、特に規定するものではない
が、自己潤滑性を損なわないため、結晶性を維持してい
ることは必要である。したがって、１個のミリング粉末
の中に存在する固体潤滑材は、その結晶性を失うことな
く、粒径１０μｍより小さいものが９０体積％以上を占
め、かつ、粒径１．０μｍより小さいものが５０体積％
以下を占めるていることが好ましい。ここで、粒径１０
μｍを越えるものが１０体積％を越えると、金属母材と
固体潤滑材との均一性が不十分になる。逆に、粒径１μ
ｍより小さいものが５０体積％を越えると、固体潤滑材
の結晶性が十分でなくなり、その潤滑機能が低下する。
する固体潤滑材の断面積は、特に規定するものではない
が、自己潤滑性を損なわないため、結晶性を維持してい
ることは必要である。したがって、１個のミリング粉末
の中に存在する固体潤滑材は、その結晶性を失うことな
く、粒径１０μｍより小さいものが９０体積％以上を占
め、かつ、粒径１．０μｍより小さいものが５０体積％
以下を占めるていることが好ましい。ここで、粒径１０
μｍを越えるものが１０体積％を越えると、金属母材と
固体潤滑材との均一性が不十分になる。逆に、粒径１μ
ｍより小さいものが５０体積％を越えると、固体潤滑材
の結晶性が十分でなくなり、その潤滑機能が低下する。
【００１３】ところで、本発明の自己潤滑性複合粉末合
金を製造する当たり、メカニカルアロイング処理および
焼結または溶射等の固化処理を施している。メカニカル
アロイング用の装置としては、ボールミル、アトライ
タ、遊星ボールミル等が使用される。そしてメカニカル
アロイングに際しては、雰囲気ガスとの反応を避けるた
め不活性ガス中または真空減圧中で処理を進めるのが好
ましい。また、メカニカルアロイングの結果得られた固
体潤滑材を含むミリング粉末は活性が高いので、空気に
触れて発火する等の危険性がある。このような不測の事
態を避けるために、数パーセント程度のパラフィン等の
比較的不活性な物質をミリング前に加えておくと良い。
パラフィンは、ミリング中に液体となってミリング粉末
の表面を覆い、ミリング後も活性ガスとの反応を阻止す
る。なお、このパラフィン等の比較的不活性な物質は、
焼結時等加熱された時に蒸発して除去され得るものであ
る必要がある。
金を製造する当たり、メカニカルアロイング処理および
焼結または溶射等の固化処理を施している。メカニカル
アロイング用の装置としては、ボールミル、アトライ
タ、遊星ボールミル等が使用される。そしてメカニカル
アロイングに際しては、雰囲気ガスとの反応を避けるた
め不活性ガス中または真空減圧中で処理を進めるのが好
ましい。また、メカニカルアロイングの結果得られた固
体潤滑材を含むミリング粉末は活性が高いので、空気に
触れて発火する等の危険性がある。このような不測の事
態を避けるために、数パーセント程度のパラフィン等の
比較的不活性な物質をミリング前に加えておくと良い。
パラフィンは、ミリング中に液体となってミリング粉末
の表面を覆い、ミリング後も活性ガスとの反応を阻止す
る。なお、このパラフィン等の比較的不活性な物質は、
焼結時等加熱された時に蒸発して除去され得るものであ
る必要がある。
【００１４】一方、本発明の自己潤滑性複合粉末合金を
製造するには、通常の焼結方法を採用することができ
る。代表的な焼結方法では、先ず前述の自己潤滑性複合
粉末を用いて型成形等でグリーンコンパクトを作り、し
かる後にグリーンコンパクトを焼結して焼結体とする。
焼結のあたっては、真空あるいは保護雰囲気下で加熱し
たり、加圧の下で焼結するホットプレスを採用すること
も好ましい。その外にもＨＩＰや、圧力をかけてビレッ
トにして熱間押し出しにするなど、粉末を合金に固化さ
せる大抵の手法を使用することができる。
製造するには、通常の焼結方法を採用することができ
る。代表的な焼結方法では、先ず前述の自己潤滑性複合
粉末を用いて型成形等でグリーンコンパクトを作り、し
かる後にグリーンコンパクトを焼結して焼結体とする。
焼結のあたっては、真空あるいは保護雰囲気下で加熱し
たり、加圧の下で焼結するホットプレスを採用すること
も好ましい。その外にもＨＩＰや、圧力をかけてビレッ
トにして熱間押し出しにするなど、粉末を合金に固化さ
せる大抵の手法を使用することができる。
【００１５】なお、摺動部材の種類によっては、前述の
自己潤滑性複合粉末を溶射等により部品表面に被覆して
定着させ、本発明の自己潤滑性複合粉末合金を摺動面に
もつ摺動部材を製造することもできる。
自己潤滑性複合粉末を溶射等により部品表面に被覆して
定着させ、本発明の自己潤滑性複合粉末合金を摺動面に
もつ摺動部材を製造することもできる。
【００１６】
【発明の作用および効果】本発明の自己潤滑性複合粉末
合金は、固体潤滑材が金属母材中に微細分散したミリン
グ粉末と硬度が高い金属母材粉末とからなるため、ミリ
ング粉末中の固体潤滑材が自己潤滑性を発揮し、同時に
金属母材粉末およびミリング粉末中の金属母材が耐摩耗
性を発揮する。
合金は、固体潤滑材が金属母材中に微細分散したミリン
グ粉末と硬度が高い金属母材粉末とからなるため、ミリ
ング粉末中の固体潤滑材が自己潤滑性を発揮し、同時に
金属母材粉末およびミリング粉末中の金属母材が耐摩耗
性を発揮する。
【００１７】したがって、本発明の自己潤滑性複合粉末
合金によれば、自己潤滑性による低摩擦係数と摺動材料
としての高い耐摩耗性とを、同時に満足する耐摩耗性摺
動材料を提供することができる。
合金によれば、自己潤滑性による低摩擦係数と摺動材料
としての高い耐摩耗性とを、同時に満足する耐摩耗性摺
動材料を提供することができる。
【００１８】
【実施例】本発明の一実施例として、固体潤滑材として
グラファイト、金属母材および金属母材粉末として銅亜
鉛合金（黄銅・真鍮またはブラス）を使用した自己潤滑
性複合粉末合金を製造した。先ず、銅と４０重量％の亜
鉛とでできた銅亜鉛合金の粉末に対し、２０体積％のグ
ラファイト粉末を加えて混ぜ、メカニカルアロイング処
理を施してミリング粉末を製造した。ここで、銅亜鉛合
金粉末の平均粒径は４０μｍ、最大粒径は６０μｍ、最
小粒径は６μｍであった。一方、グラファイト粉末の平
均粒径は１０μｍであった。なお、前述の銅亜鉛合金粉
末とグラファイト粉末の合計１００ｇに対し、パラフィ
ン５ｇを加えてメカニカルアロイングに供した。
グラファイト、金属母材および金属母材粉末として銅亜
鉛合金（黄銅・真鍮またはブラス）を使用した自己潤滑
性複合粉末合金を製造した。先ず、銅と４０重量％の亜
鉛とでできた銅亜鉛合金の粉末に対し、２０体積％のグ
ラファイト粉末を加えて混ぜ、メカニカルアロイング処
理を施してミリング粉末を製造した。ここで、銅亜鉛合
金粉末の平均粒径は４０μｍ、最大粒径は６０μｍ、最
小粒径は６μｍであった。一方、グラファイト粉末の平
均粒径は１０μｍであった。なお、前述の銅亜鉛合金粉
末とグラファイト粉末の合計１００ｇに対し、パラフィ
ン５ｇを加えてメカニカルアロイングに供した。
【００１９】また、メカニカルアロイング処理は、以下
の諸元の遊星ボールミルにより、ボール／粉末重量比８
かつアルゴン雰囲気中で２５時間に渡って行われた。 〔遊星ボールミル諸元〕 ・ボール ：軸受け鋼（１００Ｃｒ６）製、直径１１ｍ
ｍ ・容器 ：ステンレス製、容量５００ｍｌ ・公転速度：２７０ｒｐｍ ・自転速度：８１０ｒｐｍ こうして得られたミリング粉末を樹脂中に固定埋設し、
その断面を光学顕微鏡で観察した。その一部の写真
（１，０００倍）を、図１に示す。図中、黒色の背景部
分は写真を取るための固定用樹脂、複数の島状の部分が
ミリング粉末である。さらに、ミリング粉末の白い部分
が銅亜鉛合金の金属母材、その中の黒い部分が金属母材
中に微細分散して固定された固体潤滑材としてのグラフ
ァイト粉である。こうして、ミリング粉末中で、微細粉
末状の固体潤滑材が金属母材中に微細分散して固定され
ていることが確認された。
の諸元の遊星ボールミルにより、ボール／粉末重量比８
かつアルゴン雰囲気中で２５時間に渡って行われた。 〔遊星ボールミル諸元〕 ・ボール ：軸受け鋼（１００Ｃｒ６）製、直径１１ｍ
ｍ ・容器 ：ステンレス製、容量５００ｍｌ ・公転速度：２７０ｒｐｍ ・自転速度：８１０ｒｐｍ こうして得られたミリング粉末を樹脂中に固定埋設し、
その断面を光学顕微鏡で観察した。その一部の写真
（１，０００倍）を、図１に示す。図中、黒色の背景部
分は写真を取るための固定用樹脂、複数の島状の部分が
ミリング粉末である。さらに、ミリング粉末の白い部分
が銅亜鉛合金の金属母材、その中の黒い部分が金属母材
中に微細分散して固定された固体潤滑材としてのグラフ
ァイト粉である。こうして、ミリング粉末中で、微細粉
末状の固体潤滑材が金属母材中に微細分散して固定され
ていることが確認された。
【００２０】ここで、ミリング粉末の平均粒径は５μｍ
程度であり、その中に含まれる紐状あるいは薄片状の母
材金属の分散パラメータＤは、１程度である。ここでい
う分散パラメータＤは、Ｓを粉末の断面積、Ｖを金属素
体の体積の体積割合（本実施例では、０．８）、Ｎを粉
末内の金属素体の数として、Ｄ＝（Ｓ×Ｖ）／Ｎの式で
定義される。
程度であり、その中に含まれる紐状あるいは薄片状の母
材金属の分散パラメータＤは、１程度である。ここでい
う分散パラメータＤは、Ｓを粉末の断面積、Ｖを金属素
体の体積の体積割合（本実施例では、０．８）、Ｎを粉
末内の金属素体の数として、Ｄ＝（Ｓ×Ｖ）／Ｎの式で
定義される。
【００２１】次に、粒径１０〜６０μｍ程度の前述の金
属母材と同じ銅亜鉛合金の粉末を金属母材粉末として、
前述のミリング粉末に対し６７体積％加えて、混粉器で
３０分間混粉した混合粉末（前者）と、３４体積％加え
て同様に混粉した混合粉末との２種類の混合粉末（後
者）とを用意した。これら２種類の混合粉末を、それぞ
れアルゴン雰囲気中、５００°Ｃの高温下で４０〔ｋＮ
／ｃｍ2 〕の圧力を１５分間かけてホットプレスし、そ
れぞれの焼結体を得た。参考のため、前者の焼結体の断
面顕微鏡写真（１，０００倍）を図２に、後者の焼結体
の断面顕微鏡写真（１，０００倍）を図３に示す。両図
中、白い部分が銅亜鉛合金の金属母材粉末であり、黒い
部分がミリング粉末に相当する部分である。こうして図
２および図３により、金属母材粉末が各ミリング粉末の
間を埋め、各ミリング粉末と一体化していることが確認
できる。
属母材と同じ銅亜鉛合金の粉末を金属母材粉末として、
前述のミリング粉末に対し６７体積％加えて、混粉器で
３０分間混粉した混合粉末（前者）と、３４体積％加え
て同様に混粉した混合粉末との２種類の混合粉末（後
者）とを用意した。これら２種類の混合粉末を、それぞ
れアルゴン雰囲気中、５００°Ｃの高温下で４０〔ｋＮ
／ｃｍ2 〕の圧力を１５分間かけてホットプレスし、そ
れぞれの焼結体を得た。参考のため、前者の焼結体の断
面顕微鏡写真（１，０００倍）を図２に、後者の焼結体
の断面顕微鏡写真（１，０００倍）を図３に示す。両図
中、白い部分が銅亜鉛合金の金属母材粉末であり、黒い
部分がミリング粉末に相当する部分である。こうして図
２および図３により、金属母材粉末が各ミリング粉末の
間を埋め、各ミリング粉末と一体化していることが確認
できる。
【００２２】さらに、得られた両者の焼結体を１０ｍｍ
×４ｍｍ×２０ｍｍのブロックに機械加工し、試験片と
した。そして両者の試験片ブロックを、フランス規格
「ＮＦＴ ５１１０７」に則り、図４に示すブロック・
オン・リング（リングの直径は４０ｍｍ、材質は軸受け
鋼（ＪＩＳ規格でＳＵＪ２）、表面仕上げはＲａ＝０．
０３）タイプで滑り速度１〔ｍ／ｓ〕、荷重１０
〔Ｎ〕、摺動距離１ｋｍとし、乾燥状態（油等を使用し
ない）で摩擦試験に供した。
×４ｍｍ×２０ｍｍのブロックに機械加工し、試験片と
した。そして両者の試験片ブロックを、フランス規格
「ＮＦＴ ５１１０７」に則り、図４に示すブロック・
オン・リング（リングの直径は４０ｍｍ、材質は軸受け
鋼（ＪＩＳ規格でＳＵＪ２）、表面仕上げはＲａ＝０．
０３）タイプで滑り速度１〔ｍ／ｓ〕、荷重１０
〔Ｎ〕、摺動距離１ｋｍとし、乾燥状態（油等を使用し
ない）で摩擦試験に供した。
【００２３】その結果、前者および後者の試験片の摩擦
係数は、図５に示すように０．７強および０．４程度で
あり、一方、摩耗深さは図６に示すように１３μｍ程度
および２０μｍ程度であった。なお、両図中に「１００
ｖｏｌ％」とあるのは、前述の特願平５−１７０３９０
号の先行技術に基づく比較例のことである。すなわち、
前述のミリング粉末に金属母材粉末を加えることなく、
ミリング粉末１００％を実施例と同様の方法で焼結のう
え機械加工して比較例としての試験片が製作され、その
摩擦試験結果が両図中に「１００ｖｏｌ％」として示さ
れている。
係数は、図５に示すように０．７強および０．４程度で
あり、一方、摩耗深さは図６に示すように１３μｍ程度
および２０μｍ程度であった。なお、両図中に「１００
ｖｏｌ％」とあるのは、前述の特願平５−１７０３９０
号の先行技術に基づく比較例のことである。すなわち、
前述のミリング粉末に金属母材粉末を加えることなく、
ミリング粉末１００％を実施例と同様の方法で焼結のう
え機械加工して比較例としての試験片が製作され、その
摩擦試験結果が両図中に「１００ｖｏｌ％」として示さ
れている。
【００２４】図５および図６から、本発明の自己潤滑性
複合粉末合金において金属母材粉末に混入するミリング
粉末の割合が増えると、摩擦係数は若干増加するもの
の、摩耗深さは大幅に減少し、摺動材料としての寿命が
伸びることがわかった。したがって本発明の自己潤滑性
複合粉末合金は、低摩擦係数と優れた耐摩耗性とを両立
させており、自己潤滑性の摺動材料として優れた特性を
もつものであることが立証された。
複合粉末合金において金属母材粉末に混入するミリング
粉末の割合が増えると、摩擦係数は若干増加するもの
の、摩耗深さは大幅に減少し、摺動材料としての寿命が
伸びることがわかった。したがって本発明の自己潤滑性
複合粉末合金は、低摩擦係数と優れた耐摩耗性とを両立
させており、自己潤滑性の摺動材料として優れた特性を
もつものであることが立証された。
【図１】実施例の銅亜鉛合金−グラファイト系の自己潤
滑性複合粉末合金の製造に供する、ミリング粉末を樹脂
中に固定した金属組織の光学顕微鏡写真（１，０００
倍）
滑性複合粉末合金の製造に供する、ミリング粉末を樹脂
中に固定した金属組織の光学顕微鏡写真（１，０００
倍）
【図２】実施例の、ミリング粉末に銅亜鉛合金６７体積
％を混ぜた銅亜鉛合金−グラファイト系自己潤滑性複合
粉末合金の金属組織の光学顕微鏡写真（１，０００倍）
％を混ぜた銅亜鉛合金−グラファイト系自己潤滑性複合
粉末合金の金属組織の光学顕微鏡写真（１，０００倍）
【図３】実施例の、ミリング粉末に銅亜鉛合金３４体積
％を混ぜた銅亜鉛合金−グラファイト系自己潤滑性複合
粉末合金の金属組織の光学顕微鏡写真（１，０００倍）
％を混ぜた銅亜鉛合金−グラファイト系自己潤滑性複合
粉末合金の金属組織の光学顕微鏡写真（１，０００倍）
【図４】ブロック・オン・リング式の摩擦試験装置の模
式図
式図
【図５】実施例の両試験片と比較例の摩擦係数を示すグ
ラフ
ラフ
【図６】実施例の両試験片と比較例の摩耗深さを示すグ
ラフ
ラフ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年１月１３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
フロントページの続き (72)発明者 金澤 功華 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 ゲオルク ヴィンフリート フェルトル ドイツ連邦共和国 ブレーメン Ｄ− 28755 ヴァルターフレックスシュトラー セ27
Claims (3)
- 【請求項１】 微細粉末状の固体潤滑材が金属母材中に
微細分散して固定されたミリング粉末と、該ミリング粉
末の間を埋め各該ミリング粉末と一体化された金属母材
粉末とからなることを特徴とする自己潤滑性複合粉末合
金。 - 【請求項２】 自己潤滑性複合粉末合金中に占めるミリ
ング粉末の配合割合は１０〜５０体積％である請求項１
記載の自己潤滑性複合粉末合金。 - 【請求項３】 ミリング粉末中に占める固体潤滑材の配
合割合は１０〜５０体積％である請求項１記載の自己潤
滑性複合粉末合金。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6328058A JPH08176698A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 自己潤滑性複合粉末合金 |
| EP95120448A EP0719608A3 (en) | 1994-12-28 | 1995-12-22 | Self-lubricating composite powder alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6328058A JPH08176698A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 自己潤滑性複合粉末合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08176698A true JPH08176698A (ja) | 1996-07-09 |
Family
ID=18206049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6328058A Pending JPH08176698A (ja) | 1994-12-28 | 1994-12-28 | 自己潤滑性複合粉末合金 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0719608A3 (ja) |
| JP (1) | JPH08176698A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011052249A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Shinshu Univ | 金型材料 |
| JP2023120694A (ja) * | 2022-02-18 | 2023-08-30 | セイコーエプソン株式会社 | 射出成形用粉末、射出成形用粉末の製造方法および金属焼結体の製造方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6120575A (en) * | 1996-12-10 | 2000-09-19 | Hoganas Ab | Agglomerated iron-based powders |
| SE9604538D0 (sv) * | 1996-12-10 | 1996-12-10 | Hoeganaes Ab | Agglomerated iron-based powders |
| UA125868C2 (uk) * | 2020-12-09 | 2022-06-22 | Юрій Федорович Бокий | Спосіб виготовлення самозмащувального інструментального матеріалу |
| CN114083230A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-02-25 | 徐州万达回转支承有限公司 | 一种用于齿面自润滑的新型回转支承及其制备方法 |
| CN114293133B (zh) * | 2021-12-31 | 2022-11-04 | 西安交通大学 | 一种宽温域自润滑涂层的喷涂材料、制备方法、及其应用 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3518706A1 (de) * | 1985-05-24 | 1986-11-27 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe | Verfahren zur herstellung von formkoerpern mit verbesserten, isotropen eigenschaften |
| FR2671357A1 (fr) * | 1991-01-07 | 1992-07-10 | Sandvik Hard Materials Sa | Metaux durs a caracteristiques tribologiques ameliorees. |
| JP2914076B2 (ja) * | 1993-03-18 | 1999-06-28 | 株式会社日立製作所 | セラミックス粒子分散金属部材とその製法及びその用途 |
-
1994
- 1994-12-28 JP JP6328058A patent/JPH08176698A/ja active Pending
-
1995
- 1995-12-22 EP EP95120448A patent/EP0719608A3/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011052249A (ja) * | 2009-08-31 | 2011-03-17 | Shinshu Univ | 金型材料 |
| JP2023120694A (ja) * | 2022-02-18 | 2023-08-30 | セイコーエプソン株式会社 | 射出成形用粉末、射出成形用粉末の製造方法および金属焼結体の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0719608A2 (en) | 1996-07-03 |
| EP0719608A3 (en) | 1998-01-14 |
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