JPH101704A - 摺動材およびその製造方法 - Google Patents
摺動材およびその製造方法Info
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- JPH101704A JPH101704A JP17571496A JP17571496A JPH101704A JP H101704 A JPH101704 A JP H101704A JP 17571496 A JP17571496 A JP 17571496A JP 17571496 A JP17571496 A JP 17571496A JP H101704 A JPH101704 A JP H101704A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造工程を著しく簡略化するとともに、良好
な接合特性を得ることのできる摺動材およびその製造方
法を提供する。 【解決手段】 鉄系材料よりなる母材（鋼材，鉄系鍛造
材もしくは鉄系焼結材）に銅系焼結摺動材（銅鉛合金，
鉛青銅合金もしくは青銅合金）を接合するに際し、チタ
ンを添加してなる銅系焼結摺動材を用い、この銅系焼結
摺動材を母材上で焼結することによりその焼結と同時に
その母材に接合する。
な接合特性を得ることのできる摺動材およびその製造方
法を提供する。 【解決手段】 鉄系材料よりなる母材（鋼材，鉄系鍛造
材もしくは鉄系焼結材）に銅系焼結摺動材（銅鉛合金，
鉛青銅合金もしくは青銅合金）を接合するに際し、チタ
ンを添加してなる銅系焼結摺動材を用い、この銅系焼結
摺動材を母材上で焼結することによりその焼結と同時に
その母材に接合する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄系材料（鉄もし
くは鉄合金）よりなる母材に銅系焼結摺動材（焼結材よ
りなる銅鉛合金，鉛青銅合金もしくは青銅合金）を接合
してなる摺動材およびその摺動材の製造方法に関するも
のである。
くは鉄合金）よりなる母材に銅系焼結摺動材（焼結材よ
りなる銅鉛合金，鉛青銅合金もしくは青銅合金）を接合
してなる摺動材およびその摺動材の製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、鉄もしくは鉄合金に鉛青銅系の摺
動材を接合する接合方法として、次のような方法が知ら
れている。 鋳造などにより製造された鉛青銅系の摺動材を切削加
工し、この摺動材を、同じく所定の形状に切削加工され
た後に表面に銅めっきが施されてなる鋼材の上に載せ、
約８００℃で加圧して接合を行うもの。 所定の形状に切削加工された鋼材の接合部分に堰を設
け、この堰内に鉛青銅系の材料（鋳造材もしくは合金材
をアトマイズして得られる粉体）を配置し、これを鉛青
銅系材料の溶融温度以上の還元雰囲気の炉内に装入し、
鉛青銅系材料を溶解させた後冷却して、溶融接合した鉛
青銅相を得るもの。 裏金の上に鉛青銅系の合金粉末を散布し、これを電気
炉もしくはガス炉に通して還元性雰囲気中で一次焼結を
行い、多孔性合金層を一次圧延にて潰した後再び電気炉
へ通し二次焼結を行って合金層の焼結度を高め、更に二
次圧延にて裏金の強度向上を図った焼結バイメタルを作
り、このバイメタルを溶接にて接合するもの。なお、こ
の方法は、銅系軸受材料の製造に利用されている。 前記との中間的な方法として、鉛青銅系の合金粉
末を圧粉成形した後、この成形材を、所定の形状に切削
加工された後に表面に銅めっきが施されてなる鋼材の上
に載せ、約８００℃で加圧して焼結度を高めて接合する
もの。なお、この方法によれば、加圧により円錐状の母
材に対しても接合することが可能である。
動材を接合する接合方法として、次のような方法が知ら
れている。 鋳造などにより製造された鉛青銅系の摺動材を切削加
工し、この摺動材を、同じく所定の形状に切削加工され
た後に表面に銅めっきが施されてなる鋼材の上に載せ、
約８００℃で加圧して接合を行うもの。 所定の形状に切削加工された鋼材の接合部分に堰を設
け、この堰内に鉛青銅系の材料（鋳造材もしくは合金材
をアトマイズして得られる粉体）を配置し、これを鉛青
銅系材料の溶融温度以上の還元雰囲気の炉内に装入し、
鉛青銅系材料を溶解させた後冷却して、溶融接合した鉛
青銅相を得るもの。 裏金の上に鉛青銅系の合金粉末を散布し、これを電気
炉もしくはガス炉に通して還元性雰囲気中で一次焼結を
行い、多孔性合金層を一次圧延にて潰した後再び電気炉
へ通し二次焼結を行って合金層の焼結度を高め、更に二
次圧延にて裏金の強度向上を図った焼結バイメタルを作
り、このバイメタルを溶接にて接合するもの。なお、こ
の方法は、銅系軸受材料の製造に利用されている。 前記との中間的な方法として、鉛青銅系の合金粉
末を圧粉成形した後、この成形材を、所定の形状に切削
加工された後に表面に銅めっきが施されてなる鋼材の上
に載せ、約８００℃で加圧して焼結度を高めて接合する
もの。なお、この方法によれば、加圧により円錐状の母
材に対しても接合することが可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
の方法では、鋳造材にめっきを施して昇温加圧接合する
方式であるために、めっき費用が嵩むという問題点があ
る。また、鋳造組織には鉛相が連続して存在し易いこと
から、摺動材自身が強度不足を生じ易く、摺動特性も良
くないといった問題点もある。
の方法では、鋳造材にめっきを施して昇温加圧接合する
方式であるために、めっき費用が嵩むという問題点があ
る。また、鋳造組織には鉛相が連続して存在し易いこと
から、摺動材自身が強度不足を生じ易く、摺動特性も良
くないといった問題点もある。
【０００４】また、前記の方法では、炉内で溶融した
鉛青銅が凝固する際に表面部にひけ巣を生じ易いという
問題点がある。また、接合面の濡れ不足による接合不良
もしくは鋳造欠陥を発生させないためには鉛青銅の量を
多くする必要があり、この結果加工代も多くなってコス
トアップを招いてしまうという問題点がある。また、溶
融させた鉛青銅が凝固する際に、接合界面部近傍に鉛が
重量偏析現象に従って連続して存在し易くなり、接合強
度そのものの顕著な低下に繋がり易い。
鉛青銅が凝固する際に表面部にひけ巣を生じ易いという
問題点がある。また、接合面の濡れ不足による接合不良
もしくは鋳造欠陥を発生させないためには鉛青銅の量を
多くする必要があり、この結果加工代も多くなってコス
トアップを招いてしまうという問題点がある。また、溶
融させた鉛青銅が凝固する際に、接合界面部近傍に鉛が
重量偏析現象に従って連続して存在し易くなり、接合強
度そのものの顕著な低下に繋がり易い。
【０００５】次に、前記の方法では、焼結バイメタル
を製作する工程と、この焼結バイメタルを鋼材に接合す
る工程とからなるために、工程が複雑となってコストア
ップが避けられないという問題点がある。
を製作する工程と、この焼結バイメタルを鋼材に接合す
る工程とからなるために、工程が複雑となってコストア
ップが避けられないという問題点がある。
【０００６】さらに、前記の方法では、焼結により均
一な組織の鉛青銅材を得ることができるが、銅めっき工
程を含むためにコストアップを招くという問題点があ
る。特に、鋼材が大径・大重量のときにそのコストアッ
プが顕著になる。
一な組織の鉛青銅材を得ることができるが、銅めっき工
程を含むためにコストアップを招くという問題点があ
る。特に、鋼材が大径・大重量のときにそのコストアッ
プが顕著になる。
【０００７】さらに、前記〜の方法において母材に
鋳鉄材料を適用した場合には、銅めっきを施す前に接合
面に存在する黒鉛を例えばコーリン処理などで除去し、
めっき処理および銅系材料との接合時の顕著な濡れ性阻
害要因とならないようにする必要があるため、更にコス
トアップが避けられないという問題点がある。
鋳鉄材料を適用した場合には、銅めっきを施す前に接合
面に存在する黒鉛を例えばコーリン処理などで除去し、
めっき処理および銅系材料との接合時の顕著な濡れ性阻
害要因とならないようにする必要があるため、更にコス
トアップが避けられないという問題点がある。
【０００８】本発明は、このような問題点を解消するこ
とを目的として、コスト高となるめっき工程を廃して焼
結による摺動材製造工程を採用することにより、製造工
程を著しく簡略化するとともに、良好な接合特性を得る
ことのできる摺動材およびその製造方法を提供すること
にある。
とを目的として、コスト高となるめっき工程を廃して焼
結による摺動材製造工程を採用することにより、製造工
程を著しく簡略化するとともに、良好な接合特性を得る
ことのできる摺動材およびその製造方法を提供すること
にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用・効果】本発明
は、前述の目的を達成するために、めっきなしで銅系焼
結摺動材を焼結時に鉄系材料よりなる母材に接合させ、
かつ適当な焼結組織を得る方法として、銅系焼結摺動材
に焼結助材としてのチタンを添加することに着目してな
されたものである。すなわち、本発明による摺動材は、
鉄系材料よりなる母材の表面に、チタンを含有する銅系
焼結摺動材を焼結により接合してなることを特徴とする
ものである。
は、前述の目的を達成するために、めっきなしで銅系焼
結摺動材を焼結時に鉄系材料よりなる母材に接合させ、
かつ適当な焼結組織を得る方法として、銅系焼結摺動材
に焼結助材としてのチタンを添加することに着目してな
されたものである。すなわち、本発明による摺動材は、
鉄系材料よりなる母材の表面に、チタンを含有する銅系
焼結摺動材を焼結により接合してなることを特徴とする
ものである。
【００１０】この摺動材によれば、焼結助材としてチタ
ンが含有されていることによって、接合時における銅系
焼結摺動材の鉄系母材への濡れ性が改善され、これら銅
系焼結摺動材と鉄系母材との間に良好な接合状況を得る
ことができ、特に銅系焼結摺動材が鉛青銅材料のように
鉛を含有する材料の場合に、鉛粒子の粗大化が抑えられ
てその鉛が細かく鉄系母材内に分散した組織を得ること
ができる。また、チタンの添加によってその摺動材の耐
摩耗性も向上させることができる。
ンが含有されていることによって、接合時における銅系
焼結摺動材の鉄系母材への濡れ性が改善され、これら銅
系焼結摺動材と鉄系母材との間に良好な接合状況を得る
ことができ、特に銅系焼結摺動材が鉛青銅材料のように
鉛を含有する材料の場合に、鉛粒子の粗大化が抑えられ
てその鉛が細かく鉄系母材内に分散した組織を得ること
ができる。また、チタンの添加によってその摺動材の耐
摩耗性も向上させることができる。
【００１１】前記母材は、鋼材，鋳鉄材もしくは鉄系焼
結材のうちのいずれかであり得る。また、前記銅系焼結
摺動材は、銅鉛合金，鉛青銅合金もしくは青銅合金のう
ちのいずれかであり得る。さらに、前記チタンの添加割
合は、０．２〜３．０重量％とするのが好ましい。
結材のうちのいずれかであり得る。また、前記銅系焼結
摺動材は、銅鉛合金，鉛青銅合金もしくは青銅合金のう
ちのいずれかであり得る。さらに、前記チタンの添加割
合は、０．２〜３．０重量％とするのが好ましい。
【００１２】前記母材に黒鉛の析出した鋳鉄を使用する
際においても、銅系焼結摺動材料にチタンを含有させる
ことによって、接合界面に析出する黒鉛とチタンを積極
的に反応させ、黒鉛を変質させることによって濡れ性の
改善と接合性の改善を図ることができる。
際においても、銅系焼結摺動材料にチタンを含有させる
ことによって、接合界面に析出する黒鉛とチタンを積極
的に反応させ、黒鉛を変質させることによって濡れ性の
改善と接合性の改善を図ることができる。
【００１３】次に、本発明による摺動材の製造方法は、
鉄系材料よりなる母材に銅系焼結摺動材を接合するに際
し、チタンを添加してなる銅系焼結摺動材を用い、この
銅系焼結摺動材を前記母材と組み合わせて焼結すること
によりその焼結と同時にその母材に接合することを特徴
とするものである。
鉄系材料よりなる母材に銅系焼結摺動材を接合するに際
し、チタンを添加してなる銅系焼結摺動材を用い、この
銅系焼結摺動材を前記母材と組み合わせて焼結すること
によりその焼結と同時にその母材に接合することを特徴
とするものである。
【００１４】この製造方法によれば、めっき工程を廃し
て焼結による摺動材製造工程を採用しているので、製造
工程を簡略化することができてコストアップを避けるこ
とができるとともに、銅系焼結摺動材と鉄系材料よりな
る母材との間に良好な接合状況を得ることができる。
て焼結による摺動材製造工程を採用しているので、製造
工程を簡略化することができてコストアップを避けるこ
とができるとともに、銅系焼結摺動材と鉄系材料よりな
る母材との間に良好な接合状況を得ることができる。
【００１５】前記焼結は、露点が−３０℃以下の還元性
もしくは中性雰囲気ガス中で行われるのが好ましい。特
に安定な露点を得て、銅系焼結摺動材料が接合するとき
の濡れ性の安定化を図ることを目的とする場合には、Ｎ
2 のような中性ガス減圧雰囲気で行われるのが更に好ま
しい。ただし、１０ｔｏｒｒ以下の減圧下では焼結途中
において焼結材中に含有されるＰｂ，Ｓｎが蒸発するこ
とによる組成変動が１．０ｗｔ％を越えて大きくなり、
炉内へのＰｂ，Ｓｎの堆積が設備上のメンテナンスコス
トを押し上げることが問題点となる。また、６００ｔｏ
ｒｒ以上では減圧の効果が顕著でなくなるので、適正な
減圧範囲としては１０〜６００ｔｏｒｒが好ましい。
もしくは中性雰囲気ガス中で行われるのが好ましい。特
に安定な露点を得て、銅系焼結摺動材料が接合するとき
の濡れ性の安定化を図ることを目的とする場合には、Ｎ
2 のような中性ガス減圧雰囲気で行われるのが更に好ま
しい。ただし、１０ｔｏｒｒ以下の減圧下では焼結途中
において焼結材中に含有されるＰｂ，Ｓｎが蒸発するこ
とによる組成変動が１．０ｗｔ％を越えて大きくなり、
炉内へのＰｂ，Ｓｎの堆積が設備上のメンテナンスコス
トを押し上げることが問題点となる。また、６００ｔｏ
ｒｒ以上では減圧の効果が顕著でなくなるので、適正な
減圧範囲としては１０〜６００ｔｏｒｒが好ましい。
【００１６】前記母材は、鋼材，鋳鉄材もしくは鉄系焼
結材のうちのいずれかであり得る。また、前記銅系焼結
摺動材は、銅鉛合金，鉛青銅合金もしくは青銅合金のう
ちのいずれかであり得る。
結材のうちのいずれかであり得る。また、前記銅系焼結
摺動材は、銅鉛合金，鉛青銅合金もしくは青銅合金のう
ちのいずれかであり得る。
【００１７】また、前記チタンの添加割合は０．２〜
３．０重量％であるのが好ましい。この添加割合が０．
２重量％未満では発泡性、言い換えれば焼結時に焼結体
内部より発生するガスによりその焼結体にふくれが発生
する性質を呈することとなり、一方３．０重量％を越え
ると、摺動時に相手材（例；ＳＣＭ４４０Ｈ，ＳＵＪ２
等）をアタックすることとなる。
３．０重量％であるのが好ましい。この添加割合が０．
２重量％未満では発泡性、言い換えれば焼結時に焼結体
内部より発生するガスによりその焼結体にふくれが発生
する性質を呈することとなり、一方３．０重量％を越え
ると、摺動時に相手材（例；ＳＣＭ４４０Ｈ，ＳＵＪ２
等）をアタックすることとなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明においては、予め所定の形
状に加工した鋼材に鉛青銅粉よりなる圧粉成形体を載
せ、還元性雰囲気の炉内に通すことにより、焼結と同時
に接合が行われる。
状に加工した鋼材に鉛青銅粉よりなる圧粉成形体を載
せ、還元性雰囲気の炉内に通すことにより、焼結と同時
に接合が行われる。
【００１９】鉛青銅系の焼結材を接合するためには、焼
結時の温度を高くして焼結しなければならない。ところ
が、このように焼結温度を高くすると、摺動特性の上で
なじみ性を確保する鉛粒子が成長し大きくなって、焼結
材の強度低下を招いてしまう。一方、鉛の粒子を細かく
して分散させるためには、低い温度で焼結しなければな
らない。ところが、低い焼結温度では、発生する液相量
が少なくて濡れが十分でなく、接合不十分となってしま
う。
結時の温度を高くして焼結しなければならない。ところ
が、このように焼結温度を高くすると、摺動特性の上で
なじみ性を確保する鉛粒子が成長し大きくなって、焼結
材の強度低下を招いてしまう。一方、鉛の粒子を細かく
して分散させるためには、低い温度で焼結しなければな
らない。ところが、低い焼結温度では、発生する液相量
が少なくて濡れが十分でなく、接合不十分となってしま
う。
【００２０】そこで、本発明においては、接合に十分な
液相を発生させ、かつ鉛を粗大化させないために、鉛青
銅粉に焼結助材としてのチタンを添加して改善を図って
いる。このようにチタンを添加すると、鉛青銅合金の鉛
以外の合金成分からの多量の液相発生が抑えられ、かつ
鉄系母材への鉛青銅合金の濡れ性が改善され、更には鉛
粒子の成長が抑えられることになる。こうして、焼結相
および接合状態の共に良好な摺動材を得ることが可能と
なる。なお、本発明による摺動材は、ブルドーザ等の下
転輪リテーナに適用して好適である。
液相を発生させ、かつ鉛を粗大化させないために、鉛青
銅粉に焼結助材としてのチタンを添加して改善を図って
いる。このようにチタンを添加すると、鉛青銅合金の鉛
以外の合金成分からの多量の液相発生が抑えられ、かつ
鉄系母材への鉛青銅合金の濡れ性が改善され、更には鉛
粒子の成長が抑えられることになる。こうして、焼結相
および接合状態の共に良好な摺動材を得ることが可能と
なる。なお、本発明による摺動材は、ブルドーザ等の下
転輪リテーナに適用して好適である。
【００２１】
【実施例】次に、本発明による摺動材およびその製造方
法の具体的実施例につき説明する。
法の具体的実施例につき説明する。
【００２２】図１に示されているように、Ｃｕ（銅），
Ｓｎ（錫），Ｐｂ（鉛），Ｔｉ（チタン），Ｚｎ（亜
鉛）の各材料の重量比の異なる１１種類の銅系焼結摺動
材料について試験を行った。この試験においては、各材
料をＶ型混合機で混合した後、２ｔ／ｃｍ2 になるよう
な圧力で成形を行って銅系摺動材の圧粉体を得た。圧粉
体形状については図２（ａ）に示されるとおりである。
また、鉄系母材の形状については図２（ｂ）に示されて
いる。母材形状で特徴的な点は焼結時の銅系焼結体の収
縮代を見込んで焼結体内径部に堰となるものを設け、接
合焼結完了時にはこの堰の形状に沿って銅系摺動材料が
正確に接合できるようにしてあることである。つまり、
製造技術的な観点からすれば、焼結体が上置きで接合で
きることは生産性やハンドリングの点で大きなメリット
が生まれる。母材の材質としてはＳＣＭ４４０ＨとＦＣ
Ｄ４２０の鋳鉄を使用した。なお、具体的に使用した材
料としては、Ｃｕは福田金属箔粉工業製の電解銅材ＣＥ
１５，Ｓｎは同じく福田金属箔粉工業製のＳｎ−Ａｔ２
５０，Ｐｂは同じく福田金属箔粉工業製のＰｂ−Ａｔ２
５０であり、Ｔｉは住友スナック製のＴｉ−Ｈ粉末であ
る。
Ｓｎ（錫），Ｐｂ（鉛），Ｔｉ（チタン），Ｚｎ（亜
鉛）の各材料の重量比の異なる１１種類の銅系焼結摺動
材料について試験を行った。この試験においては、各材
料をＶ型混合機で混合した後、２ｔ／ｃｍ2 になるよう
な圧力で成形を行って銅系摺動材の圧粉体を得た。圧粉
体形状については図２（ａ）に示されるとおりである。
また、鉄系母材の形状については図２（ｂ）に示されて
いる。母材形状で特徴的な点は焼結時の銅系焼結体の収
縮代を見込んで焼結体内径部に堰となるものを設け、接
合焼結完了時にはこの堰の形状に沿って銅系摺動材料が
正確に接合できるようにしてあることである。つまり、
製造技術的な観点からすれば、焼結体が上置きで接合で
きることは生産性やハンドリングの点で大きなメリット
が生まれる。母材の材質としてはＳＣＭ４４０ＨとＦＣ
Ｄ４２０の鋳鉄を使用した。なお、具体的に使用した材
料としては、Ｃｕは福田金属箔粉工業製の電解銅材ＣＥ
１５，Ｓｎは同じく福田金属箔粉工業製のＳｎ−Ａｔ２
５０，Ｐｂは同じく福田金属箔粉工業製のＰｂ−Ａｔ２
５０であり、Ｔｉは住友スナック製のＴｉ−Ｈ粉末であ
る。
【００２３】図１に記載のＮｏ．１〜１０の銅系摺動材
の圧粉体をＳＣＭ４４０Ｈ材の鉄系母材の上に載せて、
８５０℃と８９０℃で１時間６００ｔｏｒｒの窒素雰囲
気中で焼結した結果を図３および図４に示した。また、
同様に図１に記載のＮｏ．１，３，５，１１の銅系摺動
材の圧粉体をＳＣＭ４４０Ｈ材の上に載せて、露点−２
７℃のアンモニア分解ガス雰囲気中、８４０℃で焼結接
合した結果を図５に示した。これら図３乃至図５に示し
た硬さは荷重１ｋｇのビッカース硬度計で測定した。ま
た、図中での面積率は超音波非破壊検査機による鉄系母
材と銅系摺動材との接合面積率を測定したものであり、
１００％であれば完全に接合したことを示している。さ
らに、発泡性は、焼結時に焼結時に焼結体内部より発生
するガスにより焼結体にふくれが発生するか否かを評価
したもので、ふくれ発生の場合は×と判断している。な
お、図３中のＮｏ．４＊は鉄系母材にＦＣＤ４２０鋳鉄
を使用したもので、同図中のＮｏ．４と比べて問題なく
前述した本発明の主旨を満足していることが分かる。図
６にＮｏ．４＊の接合部の組織を示した。この界面での
接合せん断強度（下記に示した方法で求めたもの）は１
５．２ｋｇ／ｍｍ2と非常に高い強度を示しており、母
材がＦＣＤ４２０であること以外は違いをほとんで認め
ることができなかった。これは、せん断破壊面が界面の
銅系焼結体側で起こっているためと考えられ、接合界面
が十分に強度の高い状態であることが確認できた。
の圧粉体をＳＣＭ４４０Ｈ材の鉄系母材の上に載せて、
８５０℃と８９０℃で１時間６００ｔｏｒｒの窒素雰囲
気中で焼結した結果を図３および図４に示した。また、
同様に図１に記載のＮｏ．１，３，５，１１の銅系摺動
材の圧粉体をＳＣＭ４４０Ｈ材の上に載せて、露点−２
７℃のアンモニア分解ガス雰囲気中、８４０℃で焼結接
合した結果を図５に示した。これら図３乃至図５に示し
た硬さは荷重１ｋｇのビッカース硬度計で測定した。ま
た、図中での面積率は超音波非破壊検査機による鉄系母
材と銅系摺動材との接合面積率を測定したものであり、
１００％であれば完全に接合したことを示している。さ
らに、発泡性は、焼結時に焼結時に焼結体内部より発生
するガスにより焼結体にふくれが発生するか否かを評価
したもので、ふくれ発生の場合は×と判断している。な
お、図３中のＮｏ．４＊は鉄系母材にＦＣＤ４２０鋳鉄
を使用したもので、同図中のＮｏ．４と比べて問題なく
前述した本発明の主旨を満足していることが分かる。図
６にＮｏ．４＊の接合部の組織を示した。この界面での
接合せん断強度（下記に示した方法で求めたもの）は１
５．２ｋｇ／ｍｍ2と非常に高い強度を示しており、母
材がＦＣＤ４２０であること以外は違いをほとんで認め
ることができなかった。これは、せん断破壊面が界面の
銅系焼結体側で起こっているためと考えられ、接合界面
が十分に強度の高い状態であることが確認できた。
【００２４】次に、図４，図５に示した焼結水準テスト
ピース（ＴＰ）から図７に示されるようなＴＰを準備し
て求めた接合せん断強度を図４，図５中に併せて示し
た。Ｎｏ．１のＴＰについてはできるだけ接合率の高い
部分から切り出しているが、それでも明らかにチタンの
添加によって顕著な接合強度の改善が認められている。
これらの原因として、前述のようにＰｂがチタンの添加
によって微細にかつ均一に焼結材料中に分散し、Ｐｂの
連続的に繋がるような偏析的な作用を防止することと、
更に図６にも示されるように接合焼結時に発生する液相
内に含まれるチタン成分が黒鉛や鉄中の炭素、更には鉄
そのものとの反応によって強固に接合するためと考えら
れる。また、少量のチタンの添加によりＦｅに対する濡
れ性が顕著に改善されることによって接合面積率が改善
されることも液相中に含まれるチタンの顕著な還元力と
上述の反応性に原因していると考えられる。
ピース（ＴＰ）から図７に示されるようなＴＰを準備し
て求めた接合せん断強度を図４，図５中に併せて示し
た。Ｎｏ．１のＴＰについてはできるだけ接合率の高い
部分から切り出しているが、それでも明らかにチタンの
添加によって顕著な接合強度の改善が認められている。
これらの原因として、前述のようにＰｂがチタンの添加
によって微細にかつ均一に焼結材料中に分散し、Ｐｂの
連続的に繋がるような偏析的な作用を防止することと、
更に図６にも示されるように接合焼結時に発生する液相
内に含まれるチタン成分が黒鉛や鉄中の炭素、更には鉄
そのものとの反応によって強固に接合するためと考えら
れる。また、少量のチタンの添加によりＦｅに対する濡
れ性が顕著に改善されることによって接合面積率が改善
されることも液相中に含まれるチタンの顕著な還元力と
上述の反応性に原因していると考えられる。
【００２５】次に、チタンの添加が銅系摺動材の摺動特
性に及ぼす影響を調査するために、前述の試験片Ｎｏ．
１，２，３，５，７，８について図８に示すような形状
の試験片を加工し、次の試験条件にて摺動摩擦摩耗試験
（摩擦係数，摺動材料および相手材の摩耗量の測定）を
行った。この試験結果が図９に示されている。 試験条件：（１）面圧；６００ｋｇ／ｃｍ2 （２）周速；１ｍ／ｓ （３）油量；１５０ｃｃ／ｍｉｎ 油種；ＥＯ３０ （４）相手材；ＳＵＪ２ＱＴ材（ＨＲＣ５０） 面粗さ０．８Ｓ，ラップ仕上げ （５）摺動時間；５０ｈｒ
性に及ぼす影響を調査するために、前述の試験片Ｎｏ．
１，２，３，５，７，８について図８に示すような形状
の試験片を加工し、次の試験条件にて摺動摩擦摩耗試験
（摩擦係数，摺動材料および相手材の摩耗量の測定）を
行った。この試験結果が図９に示されている。 試験条件：（１）面圧；６００ｋｇ／ｃｍ2 （２）周速；１ｍ／ｓ （３）油量；１５０ｃｃ／ｍｉｎ 油種；ＥＯ３０ （４）相手材；ＳＵＪ２ＱＴ材（ＨＲＣ５０） 面粗さ０．８Ｓ，ラップ仕上げ （５）摺動時間；５０ｈｒ
【００２６】これらの試験結果から、銅系摺動材へのチ
タンの添加割合は０．２〜３．０重量％であるのが好ま
しい。この添加割合が０．２重量％未満では、焼結体が
発泡性を呈し、かつ摺動材料としての耐摩耗性に顕著な
効果が期待されない。また、３．０重量％を越えると、
摺動時に相手材料をアタックして摺動特性が悪化する。
タンの添加割合は０．２〜３．０重量％であるのが好ま
しい。この添加割合が０．２重量％未満では、焼結体が
発泡性を呈し、かつ摺動材料としての耐摩耗性に顕著な
効果が期待されない。また、３．０重量％を越えると、
摺動時に相手材料をアタックして摺動特性が悪化する。
【００２７】本実施例においては、銅系摺動材にチタン
を添加するものとしたが、クロム−チタン合金を添加し
ても同様の効果を奏するものである。
を添加するものとしたが、クロム−チタン合金を添加し
ても同様の効果を奏するものである。
【図１】図１は、銅系焼結摺動材料の試験材料を示す表
である。
である。
【図２】図２（ａ）は、銅系摺動材の圧粉体形状，
（ｂ）は鉄系母材の形状である。
（ｂ）は鉄系母材の形状である。
【図３】図３は、図１の材料の焼結結果を示す表であ
る。
る。
【図４】図４は、図１の材料の焼結結果を示す表であ
る。
る。
【図５】図５は、図１の材料の焼結結果を示す表であ
る。
る。
【図６】図６は、接合部の金属組織を示す顕微鏡写真で
ある。
ある。
【図７】図７は、せん断試験片を示す図である。
【図８】図８は、摺動試験片を示す図である。
【図９】図９は、図３の試験片についての摺動摩擦摩耗
試験の結果を示す表である。
試験の結果を示す表である。
Claims (8)
- 【請求項１】 鉄系材料よりなる母材の表面に、チタン
を含有する銅系焼結摺動材を焼結により接合してなるこ
とを特徴とする摺動材。 - 【請求項２】 前記母材は、鋼材，鋳鉄材もしくは鉄系
焼結材のうちのいずれかであることを特徴とする請求項
１に記載の摺動材。 - 【請求項３】 前記銅系焼結摺動材は、銅鉛合金，鉛青
銅合金もしくは青銅合金のうちのいずれかであることを
特徴とする請求項１または２に記載の摺動材。 - 【請求項４】 前記チタンの添加割合が、０．２〜３．
０重量％であることを特徴とする請求項１乃至３のうち
のいずれかに記載の摺動材。 - 【請求項５】 鉄系材料よりなる母材に銅系焼結摺動材
を接合するに際し、チタンを添加してなる銅系焼結摺動
材を用い、この銅系焼結摺動材を前記母材と組み合わせ
て焼結することによりその焼結と同時にその母材に接合
することを特徴とする摺動材の製造方法。 - 【請求項６】 前記母材は、鋼材，鋳鉄材もしくは鉄系
焼結材のうちのいずれかであることを特徴とする請求項
５に記載の摺動材の製造方法。 - 【請求項７】 前記銅系焼結摺動材は、銅鉛合金，鉛青
銅合金もしくは青銅合金のうちのいずれかであることを
特徴とする請求項５または６に記載の摺動材の製造方
法。 - 【請求項８】 前記チタンの添加割合が、０．２〜３．
０重量％であることを特徴とする請求項５乃至７のうち
のいずれかに記載の摺動材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17571496A JP3755932B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 摺動材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17571496A JP3755932B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 摺動材およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH101704A true JPH101704A (ja) | 1998-01-06 |
| JP3755932B2 JP3755932B2 (ja) | 2006-03-15 |
Family
ID=16000962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17571496A Expired - Lifetime JP3755932B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 摺動材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3755932B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020050050A (ko) * | 2000-12-19 | 2002-06-26 | 김재진 | 이중구조로 이루어진 부싱재료 |
| KR100393900B1 (ko) * | 2000-12-28 | 2003-08-06 | 주식회사 다윈프릭션 | 이종금속의 접합방법 |
| KR100399292B1 (ko) * | 2000-09-04 | 2003-09-26 | 정의현 | 이종재질이 압입접합된 복합부싱의 제조방법 |
| JP2004522108A (ja) * | 2001-06-07 | 2004-07-22 | イスパノ・シユイザ | 摩擦皮膜付き滑り軸受とその製造方法 |
| US6844085B2 (en) | 2001-07-12 | 2005-01-18 | Komatsu Ltd | Copper based sintered contact material and double-layered sintered contact member |
-
1996
- 1996-06-13 JP JP17571496A patent/JP3755932B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100399292B1 (ko) * | 2000-09-04 | 2003-09-26 | 정의현 | 이종재질이 압입접합된 복합부싱의 제조방법 |
| KR20020050050A (ko) * | 2000-12-19 | 2002-06-26 | 김재진 | 이중구조로 이루어진 부싱재료 |
| KR100393900B1 (ko) * | 2000-12-28 | 2003-08-06 | 주식회사 다윈프릭션 | 이종금속의 접합방법 |
| JP2004522108A (ja) * | 2001-06-07 | 2004-07-22 | イスパノ・シユイザ | 摩擦皮膜付き滑り軸受とその製造方法 |
| 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 |
| US7261951B2 (en) | 2001-07-12 | 2007-08-28 | Komatsu Ltd | Copper based sintered contact material and double-layered sintered contact member |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3755932B2 (ja) | 2006-03-15 |
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