JPS5814500B2 - 耐摩性に優れた焼結合金 - Google Patents
耐摩性に優れた焼結合金Info
- Publication number
- JPS5814500B2 JPS5814500B2 JP51014460A JP1446076A JPS5814500B2 JP S5814500 B2 JPS5814500 B2 JP S5814500B2 JP 51014460 A JP51014460 A JP 51014460A JP 1446076 A JP1446076 A JP 1446076A JP S5814500 B2 JPS5814500 B2 JP S5814500B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wear resistance
- lead
- sulfur
- cuprous sulfide
- excellent wear
- Prior art date
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- Expired
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- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は粉末冶金法による耐摩性に優れた摺動部材に関
するものである。
するものである。
金属の摺動耐摩性を改善する方法の一つとして、金属マ
トリツ多ス中に潤滑性を有する硫黄、二硫化モリブデン
あるいは鉛、ビスマス、アンチモン等の低融点金属を含
有せしめる方法が知られている。
トリツ多ス中に潤滑性を有する硫黄、二硫化モリブデン
あるいは鉛、ビスマス、アンチモン等の低融点金属を含
有せしめる方法が知られている。
しかしながら、実際にこの種の材料を製造し、目的とす
る効果を得ることはかなりの困難を併う。
る効果を得ることはかなりの困難を併う。
例えば硫黄、二硫化モリブデンを含有する鉄系の焼結合
金を得ようとする場合、その焼結温度は１１００℃前後
となるが、この温度で硫黄は雰囲気がＨ２を含む還元性
の雰囲気であれば、これと反応して硫化水素となって消
失するばかりか、これによって焼結の進行が阻害され、
更に焼結炉の発熱体の損傷を招く。
金を得ようとする場合、その焼結温度は１１００℃前後
となるが、この温度で硫黄は雰囲気がＨ２を含む還元性
の雰囲気であれば、これと反応して硫化水素となって消
失するばかりか、これによって焼結の進行が阻害され、
更に焼結炉の発熱体の損傷を招く。
二硫化モリブデンの場合も、ほぼ同様で５００℃前後の
温度で硫黄と金属モリブデンとに分解し、硫黄がＨ２と
反応して消失し、元の潤滑剤としての機能を失う為、こ
の様な焼結法ではなかなか所期の目的を達成することが
困難である。
温度で硫黄と金属モリブデンとに分解し、硫黄がＨ２と
反応して消失し、元の潤滑剤としての機能を失う為、こ
の様な焼結法ではなかなか所期の目的を達成することが
困難である。
一方低融点金属を含有する焼結合金の場合は多孔質の焼
結合金に溶融状態の低融点金属を高圧力で含浸するなど
の方法で製造されているがこの方法は含浸の為の工程が
必要であり安価な部品製造技術としては余り適切とは言
えない。
結合金に溶融状態の低融点金属を高圧力で含浸するなど
の方法で製造されているがこの方法は含浸の為の工程が
必要であり安価な部品製造技術としては余り適切とは言
えない。
本発明はこれらの欠点を補い、高速摺動下又は高温雰囲
気下に於でも充分な潤滑機能を有しかつ比較的簡単に製
造出来る耐摩性に優れた焼結合金を提供せんとするもの
である。
気下に於でも充分な潤滑機能を有しかつ比較的簡単に製
造出来る耐摩性に優れた焼結合金を提供せんとするもの
である。
かかる材料は例えば次の様な方法で作られる。
鉄粉に赤燐ないしは燐化合物粉を燐％で０．１〜１．０
％、硫化第一銅粉末を０．１〜６％、炭素粉を０．５〜
３．０％、鉛粉を０．５〜１０％の範囲で加えるか、硫
化第一銅の一部又は全部の代りに銅又び硫黄が焼結後所
望の組成となるように銅、硫黄粉末を適宜に加えて混合
し、プレス成形後９５０〜１１５０℃の還元性雰囲気中
で焼結して得られる。
％、硫化第一銅粉末を０．１〜６％、炭素粉を０．５〜
３．０％、鉛粉を０．５〜１０％の範囲で加えるか、硫
化第一銅の一部又は全部の代りに銅又び硫黄が焼結後所
望の組成となるように銅、硫黄粉末を適宜に加えて混合
し、プレス成形後９５０〜１１５０℃の還元性雰囲気中
で焼結して得られる。
成分中燐は鉄中に固溶し、マトリックスのフエライトを
強化し耐摩性の改善を行なうものであるが、焼結時、Ｆ
ｅ−Ｐ共晶により焼結温度を引き下げ、硫化第一銅の分
解温度以下での焼結を可能とする。
強化し耐摩性の改善を行なうものであるが、焼結時、Ｆ
ｅ−Ｐ共晶により焼結温度を引き下げ、硫化第一銅の分
解温度以下での焼結を可能とする。
燐ｏ．１％以下の添加では焼結促進の効果はなく、又遊
離フエライトの強化作用も小さい。
離フエライトの強化作用も小さい。
逆に１．０％以上になるとフエライトは著しく強化され
、硬化するが、粒界にＦｅ３ Ｐが析出して来て材料と
して脆化するので、機械的性質を考慮すると０．１〜１
．０％の範囲とする。
、硬化するが、粒界にＦｅ３ Ｐが析出して来て材料と
して脆化するので、機械的性質を考慮すると０．１〜１
．０％の範囲とする。
炭素は鉄中に固溶しフエライトを強化する一方、一部セ
メンタイトとして析出し、耐摩性の改善に寄与する。
メンタイトとして析出し、耐摩性の改善に寄与する。
又次に述べる硫化第一銅、鉛等と共に低温焼結下では一
部の炭素は遊離状態で残り潤滑剤としての役割を演じ耐
摩摺動特性を改善する。
部の炭素は遊離状態で残り潤滑剤としての役割を演じ耐
摩摺動特性を改善する。
炭素が０． ５ ％以下ではフエライトの強化、セメン
タイトの析出による耐摩性の改善効果が小さく３％以上
となっても、析出セメンタイトの量が増し、材料の機械
的性質の劣化を招くので０．５〜３％とする。
タイトの析出による耐摩性の改善効果が小さく３％以上
となっても、析出セメンタイトの量が増し、材料の機械
的性質の劣化を招くので０．５〜３％とする。
硫化第一銅は、潤滑成分として添加されるものであるが
、その融点は１１００〜１１３０℃で、硫化物としては
二硫化モリブデンらより熱的に安定である。
、その融点は１１００〜１１３０℃で、硫化物としては
二硫化モリブデンらより熱的に安定である。
融点付近で焼結すると硫化第一銅が分解し、銅の一部が
鉄に固溶し、硬さを増加させる。
鉄に固溶し、硬さを増加させる。
硫化第一銅の潤滑剤としての機能を最大限に発揮させる
には融点以下の温度で焼結させることが大事でこれが既
に述べた燐の添加による、低温焼結化で可能となる。
には融点以下の温度で焼結させることが大事でこれが既
に述べた燐の添加による、低温焼結化で可能となる。
硫化第一銅を使用する代りに、合金中の銅と硫黄の含有
量を所望の値にするため、銅粉と硫黄粉を用いてもよい
。
量を所望の値にするため、銅粉と硫黄粉を用いてもよい
。
これらは焼結によって硫化第一銅や、硫化鉛あるいはＣ
ｕ−Ｓ−Ｐｂ化合物を生成して潤滑剤としての機能を有
せしめるが、これらがあまり少なくては潤滑剤としての
機能が不充分であり、多すぎても材質強度の低下が著し
くなるのでＣｕＯ．５〜５％、８０．０２〜２％とする
。
ｕ−Ｓ−Ｐｂ化合物を生成して潤滑剤としての機能を有
せしめるが、これらがあまり少なくては潤滑剤としての
機能が不充分であり、多すぎても材質強度の低下が著し
くなるのでＣｕＯ．５〜５％、８０．０２〜２％とする
。
合金中の潤滑成分としての硫化第一銅は上述の如く焼結
温度によって全てＣｕ２Ｓとして存在する場合やＣｕ２
ＳとＳの形で分散している場合があるが、潤滑剤の機
能としてはいずれでも同じである。
温度によって全てＣｕ２Ｓとして存在する場合やＣｕ２
ＳとＳの形で分散している場合があるが、潤滑剤の機
能としてはいずれでも同じである。
鉛も硫化第一銅と同様潤滑剤として添加され、耐摩摺動
特性を改善するものであるが、融点が３２９℃と低く又
鉄との濡れ性も悪いので一般にＦｅ−Ｐｂ系では焼結中
かなりのＰｂ揮発は免かれ得ない。
特性を改善するものであるが、融点が３２９℃と低く又
鉄との濡れ性も悪いので一般にＦｅ−Ｐｂ系では焼結中
かなりのＰｂ揮発は免かれ得ない。
しかしながら本発明材の場合、一つに燐含有による低温
焼結化と、硫化第一銅あるいは銅、硫黄との共存により
、銅一硫黄一鉛の化合物が焼結時に形成されるものと思
われるが、焼結時の鉛損失はかなり抑えられ、優れた耐
摩摺動特性の引き出しが可能となる。
焼結化と、硫化第一銅あるいは銅、硫黄との共存により
、銅一硫黄一鉛の化合物が焼結時に形成されるものと思
われるが、焼結時の鉛損失はかなり抑えられ、優れた耐
摩摺動特性の引き出しが可能となる。
鉛が０． ５ ％以下では鉛添加の効果が小さく、又１
０％超えると強度低下が４しくなるので、０．５〜１０
％の添加範囲とする。
０％超えると強度低下が４しくなるので、０．５〜１０
％の添加範囲とする。
以下実施例について詳しく述べる。
実施例
−３５２メッシュの炭素粉及び赤燐粉末、−２５０メッ
シュの硫化第一銅粉末、噴霧鉛粉、−１００メッシュの
ミルスケール還元鉄粉ヲ下ｉ組成に配合（型潤滑剤の添
加は不用）、混合、８１％の密度に成形後、１１００℃
の温度で３０分勾結した。
シュの硫化第一銅粉末、噴霧鉛粉、−１００メッシュの
ミルスケール還元鉄粉ヲ下ｉ組成に配合（型潤滑剤の添
加は不用）、混合、８１％の密度に成形後、１１００℃
の温度で３０分勾結した。
（雰囲気はエンドサーミツクガス）得くれた材料につい
て機械的性質、耐摩性、のテスを実施した。
て機械的性質、耐摩性、のテスを実施した。
（以下の組成中数字は％を示す）Ａ Ｆ ｅ Ｏ．
３ Ｐ １． Ｏ Ｃ − ２ Ｃ ｕ ２ ＳＢ
Ｆｅ ０．３Ｐ １．ＯＣ ６Ｃｕ２Ｓ
ｏ．ｓｓＣ Ｆｅ−０．８Ｐ−１．ＯＣ−２Ｃｕ２Ｓ
ＤＦｅ−０、３Ｐ−１．ＯＣ−２Ｃｕ２Ｓ−３ＰｂＥ
Ｆｅ Ｏ．３Ｐ ２．５Ｃ ３Ｃｕ２Ｓ ５
ＰｂＦ Ｆｅ Ｏ．８Ｐ Ｏ．５Ｃ ５Ｃｕ２
Ｓ ５Ｐｂ１，機械的性質 ２．耐摩耗性テスト Ａ−Ｆの材料について以下に述べるピン回転円板式の摩
耗試験を実施した。
３ Ｐ １． Ｏ Ｃ − ２ Ｃ ｕ ２ ＳＢ
Ｆｅ ０．３Ｐ １．ＯＣ ６Ｃｕ２Ｓ
ｏ．ｓｓＣ Ｆｅ−０．８Ｐ−１．ＯＣ−２Ｃｕ２Ｓ
ＤＦｅ−０、３Ｐ−１．ＯＣ−２Ｃｕ２Ｓ−３ＰｂＥ
Ｆｅ Ｏ．３Ｐ ２．５Ｃ ３Ｃｕ２Ｓ ５
ＰｂＦ Ｆｅ Ｏ．８Ｐ Ｏ．５Ｃ ５Ｃｕ２
Ｓ ５Ｐｂ１，機械的性質 ２．耐摩耗性テスト Ａ−Ｆの材料について以下に述べるピン回転円板式の摩
耗試験を実施した。
（１）試験片寸法 ３０φＸ１０ｍｍ
（２）接触圧力 ２ ｋｇ．／ｃｒｉｔ， １ ０ ｋ
ｙ／ｆｆｌ（３）摩擦速度 ２７７Ｌ ／ｓｅｃ （４）摩擦距離 ３００ｍ （５）相手材質 ＪＩＳ ＳＵＨ３種（硬さＨＲＣ３５
）比較材としてＦＣ２５、焼結合金Ｆ ｅ −０．３
Ｐ−Ｉ Ｃ−３Ｐｂ ，及びＦｅ−２Ｃｕ−ＩＣを選
び同時に試験を行なった。
ｙ／ｆｆｌ（３）摩擦速度 ２７７Ｌ ／ｓｅｃ （４）摩擦距離 ３００ｍ （５）相手材質 ＪＩＳ ＳＵＨ３種（硬さＨＲＣ３５
）比較材としてＦＣ２５、焼結合金Ｆ ｅ −０．３
Ｐ−Ｉ Ｃ−３Ｐｂ ，及びＦｅ−２Ｃｕ−ＩＣを選
び同時に試験を行なった。
以上の実施例にて判る様に本発明材は従来より耐摩性の
優れている材料として知られている鋳鉄や鉛成分を含む
焼結合金とほぼ同等ないしはそれ以上の耐摩耗性を示し
た。
優れている材料として知られている鋳鉄や鉛成分を含む
焼結合金とほぼ同等ないしはそれ以上の耐摩耗性を示し
た。
これは本発明材が、フエライトが燐によって強化され、
軟かい遊離フエライトが存在しないこと、それに加え潤
滑成分として、硫化第一銅、鉛、遊離グラファイトを適
度に含有する為と考えられる。
軟かい遊離フエライトが存在しないこと、それに加え潤
滑成分として、硫化第一銅、鉛、遊離グラファイトを適
度に含有する為と考えられる。
この様に本発明材は耐摩性と摺動特性に優れるのでオイ
ル潤滑の不十分な箇所の摺動部材は３００℃前後で使用
される高温軸受、シール材などとして適切であるが、機
械的強度、被削性にも優れているので一般の構造用機械
部品材としても使うことが出来る。
ル潤滑の不十分な箇所の摺動部材は３００℃前後で使用
される高温軸受、シール材などとして適切であるが、機
械的強度、被削性にも優れているので一般の構造用機械
部品材としても使うことが出来る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量％で燐０．１〜１．０％、銅０．５〜５％、硫
黄０．０２〜２％、炭素０．５〜３．０％、残り鉄の組
成より成り、合金中に硫化第一銅として又は硫化第一銅
と硫黄との両方が潤滑成分として存在していることを特
徴とする耐摩性に優れた焼結合金。 ２ 重量％で燐０．１〜１．０％、銅０．５〜５％、硫
黄０．０２〜２％、炭素０．５〜２，０％、鉛０．５〜
１０％、残り鉄の組成より成り、合金中に潤滑成分とし
て硫化第一銅と鉛又は硫化第一銅、硫黄及び鉛が存在し
ていることを特徴とする耐摩性に優れた焼結合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51014460A JPS5814500B2 (ja) | 1976-02-13 | 1976-02-13 | 耐摩性に優れた焼結合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51014460A JPS5814500B2 (ja) | 1976-02-13 | 1976-02-13 | 耐摩性に優れた焼結合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5297309A JPS5297309A (en) | 1977-08-16 |
| JPS5814500B2 true JPS5814500B2 (ja) | 1983-03-19 |
Family
ID=11861649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51014460A Expired JPS5814500B2 (ja) | 1976-02-13 | 1976-02-13 | 耐摩性に優れた焼結合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5814500B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5075510A (ja) * | 1973-11-09 | 1975-06-20 |
-
1976
- 1976-02-13 JP JP51014460A patent/JPS5814500B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5297309A (en) | 1977-08-16 |
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