JPS6149375B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は新規な摺動摩擦材料に関する。 一般に銅系の摺動摩擦材料には摺動面の潤滑あ
るいは摺動特性安定化のため、黒鉛粉や二硫化モ
リブデン粉が配合されている。しかるにこれら黒
鉛粉と二硫化モリブデン粉は極めて破砕されやす
く、また銅素地との結合性が悪いため、配合粉末
を例えばＶ型混合機のような混合機を用いて混合
する際に細かく砕けたり、成形時に偏析する度合
が大きくて材料特性や摩擦特性が劣化しやすかつ
たり、不安定になりやすく、さらに摺動摩擦材料
を銅メツキした鉄板等の裏板に接着させる際に、
黒鉛粉や二硫化モリブデン粉が材料表面から遊離
して接着を阻害する作用をなすという欠点があつ
た。 本発明は上記従来の摺動摩擦材料の欠点を改良
し、金属系のすぐれた材料強度と、黒鉛あるいは
二硫化モリブデン系のすぐれた潤滑あるいは摺動
特性安定化性能を兼備し、さらに裏板との接着性
が良好な摺動摩擦材料を提供することを目的とす
るものである。 すなわち本発明は２〜25重量％の銅被覆黒鉛
粉、１〜15重量％の銅被覆二硫化モリブデン粉、
３〜８重量％のセラミツク粉、残余の銅粉を含む
全銅量とすず量との合計量に対するすずの割合が
５〜13重量％となる量のすず粉、および残余銅粉
からなる混合粉末の焼結体よりなる摺動摩擦材料
に係る。 本発明で使用される銅被覆黒鉛粉は、黒鉛粉の
表面を銅でもつて被覆したものであつて、例えば
約80〜200メツシユの黒鉛粉に厚さ約３〜５μの
銅被覆をできるだけ均一に施したものがましく、
銅被覆黒鉛粉における銅と黒鉛の割合は前者の約
40〜60重量％に対し、後者を約40〜60重量％とす
るのが好ましい。この場合銅被覆黒鉛粉を２〜25
重量％配合した混合粉中の黒鉛の割合は約１〜15
重量％となる。銅被覆二硫化モリブデン粉は、二
硫化モリブデン粉の表面を銅でもつて被覆したも
のであつて、例えば約80〜350メツシユの二硫化
モリブデン粉に、厚さ約３〜５μの銅被覆をでき
るだけ均一に施したものが好ましく、銅被覆二硫
化モリブデン粉における銅と二硫化モリブデンの
割合は前者の約20〜50重量％に対し、後者を約50
〜80重量％とするのが好ましい。この場合銅被覆
二硫化モリブデン粉を１〜15重量％配合した混合
粉中の二硫化モリブデンの割合は約0.5〜12重量
％となる。銅粉に黒鉛粉もしくは二硫化モリブデ
ン粉を配合した場合は、例えば粉末を配合して混
ぜ合わせる際に黒鉛粉あるいは二硫化モリブデン
粉が細かく破砕されやすく、このため焼結体の材
料強度が小さくなり、また成形時に黒鉛粉あるい
は二硫化モリブデン粉が偏析する傾向が大きい。
銅被覆黒鉛粉および銅被覆二硫化モリブデン粉を
用いた場合は、銅の被覆層が黒鉛粉粒子あるいは
二硫化モリブデン粉粒子に対する機械的破壊力を
阻止するし、銅の被覆層が銅粉とからみ合つた
り、また黒鉛粉同士あるいは二硫化モリブデン同
士、または黒鉛粉と二硫化モリブデン粉が直接に
接することがないので黒鉛粉および二硫化モリブ
デン粉の偏析がなくなる。さらにこのように黒鉛
粉と二硫化モリブデン粉が破砕されずに偏析もな
く材料中に散在するために、材料製造単位ごとの
バラツキが少なくて摩擦特性が安定化し、材料強
度が大きいため摩擦特性特に耐摩耗性が向上す
る。また銅メツキをした鉄板等の裏板に接着させ
る際に黒鉛粉や二硫化モリブデン粉が材料表面に
露出しないので銅素地との接着性が向上する。従
つて黒鉛粉および二硫化モリブデン粉を単体で配
合するのではなく、銅を被覆した黒鉛粉および二
硫化モリブデン粉を配合することが本発明の必須
要件の一つである。 本発明において黒鉛粉は焼結材中に散在させて
摺動摩擦時に摺動面の潤滑あるいは摺動特性安定
化のために加えるものであつて、その量が１重量
％より少ないと上述した効果が不充分であり、ま
た15重量％を越えるときは材料強度が低下するた
め材料の耐摩耗性が劣化する。二硫化モリブデン
は焼結材中に散在させて摺動摩擦時におもに摺動
面を潤滑して摺動相手材料との溶着やひつかき作
用を減じるために加えるものであつて、その量が
0.5重量％より少ないと上述した効果が不充分で
あり、また12重量％を越えると材料強度が低下す
るため材料の耐摩耗性が劣化する。セラミツク粉
は焼結材中に硬質相として散在させて耐摩耗性を
向上させると共に摺動相手材料との溶着を防止し
て摩擦性能を安定化させるために加えるものであ
つて、例えば石英、シリカ、ムライト等を使用で
きる。このようなセラミツク粉の量が３重量％よ
り少ないときは上述した効果が不充分であり、ま
た８重量％を越えると材料強度が低下するため材
料の耐摩耗性が劣化する。すず粉は銅成分と焼結
中に合金化して材料強度の大きな青銅素地を構成
するために加えるもので、必要とする強度に応じ
て、銅とすずの合計量に対するすずの割合が５〜
13重量％となるように配合する。この割合が５重
量％より少ないと焼結体の材料強度が小さく、ま
た13重量％を越えるときはそれ以上の強度向上が
期待できないことと、素地の融点が下つて材料の
耐熱性が低下する。 本発明では上記成分にさらに残余として銅粉を
配合して合計100重量％とする。また本発明では
上記成分以外に必要に応じて、鉛、ビスマス等の
潤滑成分あるいは鉄粉、モリブデン粉等の素地劣
化防止成分を配合してもよい。 本発明の摺動摩擦材料を製造するには上記各種
原料粉をＶ型混合機等を用いて均一に混合したの
ち、粉末成形機により成形し、焼結すればよい。
成形は通常約２〜４トン／cm²の圧力で行われ、焼
結は水素、窒素、アンモニア分解ガス等の非酸化
性雰囲気の下、約700〜900℃の温度で約0.5〜３
時間加熱焼結するのがよい。また本発明では材料
強度向上あるいは銅メツキを施した鉄板等の裏板
に該材料を接着する目的で、焼結時に約２〜30
Kg／cm²の圧力を成形体に加えて加圧焼結してもよ
い。 以下に本発明の実施例をあげて説明する。 実施例 １〜３ 80〜200メツシユの黒鉛粉を硫酸銅溶液に浸し
撹拌しながら、亜鉛粉を加え置換法によつて黒鉛
粉の表面に３〜５μの銅被膜を形成し、重量比で
約50％の銅を含む銅被覆黒鉛粉を得た。さらに同
様にして80〜350メツシユの二硫化モリブデン粉
の表面に３〜５μの銅被膜を形成し、重量比で約
40％の銅を含む銅被覆二硫化モリブデン粉を得
た。これら銅被覆黒鉛粉および銅被覆二硫化モリ
ブデン粉と石英粉（80メツシユ以下の粒度）、電
解銅粉、搗砕すず粉を第１表記載の割合で均一に
混合し、４トン／cm²の圧力で圧縮成形ののち、銅
メツキを施した鉄板に成形体を重ね合わせて５
Kg／cm²の加圧力で820℃で１時間アンモニア分解
ガス雰囲気中で加圧焼結して試料を得た。 なお比較品として黒鉛粉あるいは二硫化モリブ
デン粉を単体で配合した場合について示す。 第２表に、これら試料のせん断強さ、裏板との
境界部でのせん断強さおよび摺動摩擦試験の結果
を示す。 摺動摩擦試験は、相手材料FC20、試料寸法20
×22mm×高さ（約15mm）、試料個数２コ摺動速度
100Km／hr、押し付け圧力6.5Kg／cm²、25秒間摺
動、５秒間休止サイクルを50回繰り返すという条
件で行い摩耗重量と摩擦係数を測定した。 第２表の成績の示す通り本発明品と比較品を較
べると、せん断強さ、耐摩耗性ともに本発明品の
ほうがはるかにすぐれている。 以上の結果、本発明品は黒鉛粉、二硫化モリブ
デン粉を単体で加えた場合に比して材料特性およ
び摺動摩擦特性が著しく改善され、安全性と経済
性の立場から有益な摺動摩擦材料である。

【表】

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ２〜25重量％の銅被覆黒鉛粉、１〜15重量％
   の銅被覆二硫化モリブデン粉、３〜８重量％のセ
   ラミツク粉末、残余の銅粉を含む全銅量とすず量
   との合計量に対するすずの割合が５〜13重量％と
   なる量のすず粉、および残余銅粉からなる混合粉
   末の焼結体よりなる摺動摩擦材料。