JPS62192557A - 摩擦摩耗特性に優れた金属基複合材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、複合材料に係り、更に詳細にはマトリックス
金属が強化材及び固体潤滑剤にて複合化された金属基複
合材料に係る。

従来の技術 金属材料の比強度や耐摩耗性を向上さぼるべく強化繊維
や分散粒子の如き強化材にて複合強化されたＭ＆紺強化
金ａｍ合材料及び粒子分散金ｆｆ１１合材料に於ては、
一般に強化材が硬質であるため、強化材にて複合強化さ
れていないマトリックス金属のみよりなる材料に比して
、それに当接して相対的に摺動する相手材の摩耗量が大
きくなり易いという問題がある。

かかる問題を解消すべく、例えば特開昭５３−１０２８
２４号、同５４−６４２６３号、同５８−９３８４４号
、同５８−９３８４５号、同５８−９３８４７号、同５
８−１１３３３５号、同５９−５９８５５号、同５９−
５９８５６号の各公報に記載されている如く、複合材料
に自己ｒ＋＋滑性に優れた減摩物質を添加することが既
に知られている。かかる複合材料によれは、減摩物質を
含まない複合材料に比して摩擦摩耗特性、即ち自らの耐
摩耗性及び相手攻撃性の両方に優れた金属材料を嵜るこ
とができる。

発明が解決しようとする問題点 しかし本願発明者等が行った実験的研究の結果によれば
、添加される減摩物質の種類や川等の如何によっては、
複合材料の摩ｗＡＩ！Ｊ粍特性を十分向上させることが
できないばかりが、却って複合材料のＩ！！擦摩耗特性
や強度等が低下することがあることが判明した。即ち減
摩物質の中には金属基複合材料に適したものと不適当な
ものとがあり、従って複合材料に適した減摩物質が選定
されなければならず、また減摩物質の量等は上述の如き
複合材料を製造する際に当業者により随意に設定されて
よい設計的事項に係るものではなり、ｌ！！ｗＡｒｌｋ
耗特性に優れた複合材料を待るためには、減摩物質及び
強化材の硬度、大きさ、体積率がそれら相互の関連に於
て最適に設定されなければならないことが判明した。

例えば上述の特開昭５８　９３８４４Ｍ、同５８−９３
８４５号、同５８−９３８４７号の各公報に於ては、減
摩物質として黒鉛等の粒子や鉛、亜鉛、スズ等の粒子が
使用されてよいことが示されているが、黒鉛等の粒子の
場合にも、その直径が大きい場合は、複合材料自身が脆
くなり、摩耗粉が増大することに起因して複合材料及び
相手材の摩耗量が増大し、また複合材料の強度も低下す
る。また鉛、亜鉛、スズ等の粒子の場合には、複合材料
製造時にこれらの粒子が溶融して複合材料中に偏析し易
く、そのため十分なｒＩＪ８！！効果が得られず、複合
材料の摩擦摩耗特性を十分に向上させることが困難であ
り、また偏析に起因して複合材料の強度も低下し易い。

更にかかる問題は複合材料の製造に従来より一般に採用
されている溶融含浸法や焼結法に於て顕著であるため、
これらの減摩物質を含む複合材料をこれらの方法にて良
好に製造することは困難である。

また上述の特開昭５３−１０３８２４号、同５４−６４
２６３号、同５８−１１３３３５号、同５９−５９８５
５号、同５９−５９８５６号の各公報に記載された固体
潤滑剤の如く、複合材料に適した減摩物質が使用される
場合に６、固体潤滑剤の硬さが成る特定の値以下の場合
には複合材料自身の摩耗量が大きくなり（減摩物質を含
まない場合よりも摩耗量が大きい）、摩耗粉の発生に起
因して相手材の摩耗量も大きくなる。逆に強化材の硬さ
が成る特定の値以上の場合にも、その直径が成る特定の
値以上である場合には、複合材料の相手攻撃性が大きく
、摩耗粉の発生に起因して複合材料自身の摩耗量も増大
する。更に強化材の量が少なすぎる場合には、固体潤滑
剤の硬さが低いため、固体潤滑剤を含まない通常の複合
材料の場合よりも複合材料の摩耗量が大きくなる。逆に
強化材の量が多すぎる場合には、固体潤滑剤の量を多く
しても複合材料の相手攻撃性は減小しない。

更に固体１［剤の硬さが成る特定の値以上の場合には、
当然の如く複合材料の相手攻撃性が増大する。固体潤滑
剤の硬さが適正な値であってもその量が少なすぎる場合
には、複合材料の相手攻撃性を十分に低減することがで
きず、逆に固体潤滑剤が多すぎる場合には複合材料が脆
くなり、複合材料自身の摩耗量が増大し、摩耗粉の発生
に起因して相手材の摩耗量も増大する。

本発明は、本願発明者等が行った実験的研究の結果得ら
れた知見に基づき、固体潤滑剤を含む従来より公知の複
合材料よりも更に一層摩擦摩耗特性に優れた金属基複合
材料を提供することを目的としている。

問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、本発明によれば、モース硬度が６以
上であり直径が３０μｌ以下である短繊維、粒子、及び
それらの混合物よりなる群より選択された体積率１〜４
０％の強化材と、モース硬度が４．５以下であり直径が
１００μｍ以下である短雑雑、粒子、及びそれらの混合
物よりなる群より選択された体積率３〜５０％の固体ａ
ｆｆ１ｍ剤とによりマトリックス金属が複合化された金
属基複合材料によって達成される。

発明の作用及び効果 本発明によれば、強化材及び固体ＷＪ潤滑剤モース硬度
、直径、及び体積率が相互の関連に於て上述の好適な範
囲に設定されるので、後に詳細に説明する本願発明者等
が行った実験的研究の結果より明らかぐある如く、従来
の複合材料に比して摩擦摩耗特性に優れた金属基複合材
料を１りることかできる。

本発明の一つの詳細な特徴によれば、マトリックス金属
としてアルミニウム、マグネシウム、銅、亜鉛、鉛、ス
ズ及びそれらの何れかを主成分とする合金よりなる群よ
り選択された金属が使用される。

本発明の他の一つの詳細な特徴によれば、固体ｒＩＪ滑
剤は酸化物、硫化物、窒化物、黒鉛、及びそれらの混合
物の何れかである。本発明に於て好適な酸化物の固体潤
滑剤としては、酸化タングステン（ＷＯｓ）、酸化亜鉛
（Ｚｎ　Ｏ）　、−酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化スズ（Ｓｎ
　Ｏ）、亜酸化銅（Ｃｕ２０）等があり、硫化物の固体
ｒｄ潤滑剤しては二硫化モリブデン（ＭＯ８ｇ）、二硫
化タングステン（ＷＳｚ＞があり、窒化物の固体潤滑剤
としては窒化ホウ素（ＢＮ）がある。

本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、強化材の
直径は２０μｍ以下に設定され、固体潤滑剤のモース硬
度及び直径はそれぞれ４以下、５０μｍ以下に設定され
る。

本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、強化材の
モース硬度及び直径はそれぞれ７以上、２０μｌ以下に
設定され、固体潤滑剤のモース硬度、直径、体積率はそ
れぞれ３以下、５０μｍ以下、５〜４０％に設定される
。

本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、固体潤滑
剤の体積率は１０〜４０％に設定される。

尚本発明の複合材料に於ける強化材及び固体潤滑剤の短
繊維のＩＩ、ＩＩ長は１０μｍ〜５Ｃ−程度であること
が好ましい。また本願発明者等が行った実験的研究の結
果によれば、強化材若しくは固体潤滑剤が短繊維である
場合に於て、それらが本発明の要件を満す場合には、短
繊維の配向に拘らず複合材料及び相手材の摩耗量を低減
することができ、従って短繊維の配向は一方向配向、二
次元ランダム配向、三次元ランダム配向の何れであって
もよい。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。

実施例１ 強化繊維として如何なる硬さのものが適しているかの検
討を行った。

まず下記の表１に示されている如く、脱粒処理された種
々のモース硬度の繊維Ａｌ−Ａ３を用意した。次いで各
繊維とＢＮ粒子とを２＝３の体積比にて混合し、該混合
物をコロイダルシリカ中にて攪拌した。次いでかくして
得られた繊維及び粒子が均一に分散されたコロイダルシ
リカに対し圧縮成形を行うことにより、第１図に示され
ている如く、強化繊Ｍ２ａ及びＢＮ粒子２ｂが互いに均
一に混合され８０Ｘ８０Ｘ２０ｍ＋１の寸法を有する成
形体１を形成した。

次いで成形体を５００’Ｃに予熱した後、第２図に示さ
れている如く鋳型３のモールドキャビディ４内に配置し
、該モールドキャビディ内に７２０℃のアルミニウム合
金（ＪＩＳ規格ＡＣ８Ａ）の１１１１８５を注渇し、該
溶湯を鋳型３に１１！合するプランジャ６により１５０
０ｋｇ／ＩＩ２の圧力に加圧し、その加圧状態を溶湯が
完全に凝固するまで保持した。かくして第３図に示され
ている如く外径１１Ｑ＋＋＋ｓ１、高さ５Ｑｍｎｉの円
柱状の凝固体７を鋳造し、該凝固体に対し熱処理Ｔｒを
施し、各凝固体より実質的に三次元ランダムにて配向さ
れた体積率１０％の強化ｍＮ及び体積率１５％のＢＮ粒
子にて複合化されたアルミニウム合金よりなる複合材料
１゛を切出し、各複合材料より摩耗試験用のブロック試
験片Ａ１〜Ａ５を機械加工により作成した。

次いで各ブロック試験片を順次ｍ擦摩耗試験機にセット
し、相手部材である球状黒鉛鋳鉄（ＪｒＳ規格ＦＣＤ７
０．Ｈｖ−２５０）及びクロム鋼（Ｊ　ＩＳＭＩＦ４８
Ｃｒ　２０、ＨＶ−７２０）製（７）円筒試験片の外周
面と接触させ、それらの試験片の接触部に常温（２０℃
）の潤滑油くキャッスルモータオイル５Ｗ−３０＞を供
給しつつ、接触面圧２０ｋｇ／ｌｌ１１２）滑り速度０
．３ａ＋ｍ／　ｓｅｃにて円筒試験片を１時間回転ざぜ
る摩耗試験を行った。

これらの摩耗試験の結果をそれぞれ第４図に示す。尚第
４図（及び模述の他の摩耗試験の結果を示す図）に於て
、上半分はブロック試験片の摩耗量（摩耗痕深さμ翔）
を表わしており、下半分は相手材である円筒試験片の摩
耗ｆｆ１（１’ｆｌ！耗減ｆｆ１ｌｌｌ（Ｊ）を表わし
ている。また白抜きの棒グラフ及びハツチングが施され
た棒グラフはそれぞれ球状黒鉛鋳鉄、クロム鋼を相手材
とする摩耗試験の結果を示している。

第４図より、相手材が球状黒鉛鋳鉄及びクロム鋼の何れ
の場合にも、強化繊維のモース硬度が６以上の場合に、
複合材料及び相手材両方の摩耗損が小さい値になること
が解る。

実施例２ 強化材としての粒子（以下強化粒子という）として如何
なる硬さのものが適しているかの検討を行った。

まず下記の表２に示されている如ぎ強化粒子Ｂ！〜Ｂ４
を用意した。次いでこれらの粒子と黒鉛粒子とを３：４
の体積比にて混合し、それらの混合物を使用して実施例
１の場合と同一の要領及び条件にて強化粒子及び黒鉛粒
子の体積率がそれぞれ１５％、２０％である複合材料を
製造し、それらの複合材料よりブロック試験片８＋＝８
４を作成し、それらのブロック試験片について実施例１
の場合と同一の要領及び条件にて摩耗試験を行った。こ
れらの摩耗試験の結果を第５図に示す。

第５図より、強化材が粒子である場合にも、そのモース
硬度が６以上の場合に複合材料及び相手材の摩耗■が小
さい値になることが解る。

実施例３ 固体潤滑剤として如何なる硬さのものが適しているかの
検討を行った。

まず下記の表３及び表４に示されている如き固体ｒｊＪ
ｉｆｌ剤Ｃ＋　〜Ｃａ　　（Ｄ＋　−Ｄｅ　）ｔｒ用意
した。

次いで各固体ｒＡ涜削Ｃ１〜Ｃ６とアルミナ繊維とが１
：１の体積比にて混合され、マトリックス金属がＪＩＳ
規格ＡＣ１Ａのアルミニウム合金＜ｔＳ温７２０℃〉に
置換えられ、熱処理がＴ６に変更された点を除き、実施
例１の場合と同一のｇ１領及び条件にて固体潤滑剤及び
アルミナ繊維の体積率が共に１５％である複合材料を製
造し、各複合材料よりブロック試験片Ｃ＋−Ｃａを作成
し、各ブロック試験片について実施例１と同一の要領及
び条件にて摩耗試験を行った。これらの摩耗試験の結果
を第６図に示す。

また上述の場合に於て、下記の表４に示されている如く
、強化材が炭化チタン粒子に置換えられた点を除き同一
の要領及び条件にて作成されたブロック試験片Ｄ＋−Ｄ
θについて実施例１の場合と同一の要領及び条件にて摩
耗試験を行った。これらの摩耗試験の結果を第７図に示
す。

第６図及び第７図より、固体潤滑剤のモース硬度が４．
５以下、好ましくは３以下である場合に複合材料及び相
手材の摩耗量が小さくなることが解る。

実施例４ 強化材として如何なる直径のものが適しているかの検討
を行った。

まず下記の表５に示されている如き強化材Ｅ１〜Ｅ９を
用意した。次いで強化材と黒鉛粒子とが２：３の体積比
にて混合された点を除ぎ、実施例１の場合と同一の要領
及び条件にて強化材及び黒鉛粒子の体積率がそれぞれ１
０％、１５％である複合材料を製造し、各複合材料より
ブロック試験片Ｅ１〜Ｅｓを作成し、各ブロック試験片
について実施例１の場合と同一の要領及び条件にて摩耗
試験を行った。これらの摩耗試験の結果を第８図に示す
。

第８図より、強化材が繊維であるか粒子であるかを問わ
ず、強化材の直径が３０μｍ以下、好ましくは２０ｕｎ
＋以下の場合に複合材料及び相手材の摩耗量が小さくな
ることが解る。

実施例５ 固体＃１滑剤として如何なる直径のものが適しているか
の検討を行った。

まず下記の表６に示されている如き固体潤滑剤Ｆ１〜Ｆ
９を用意した。次いで固体潤滑剤とアルミナ繊維とが４
：３の体積比にて混合され、マトリックス金属としてＪ
ＡＳ規格ＡＣ７Ｂのアルミニウム合金（１１６９０℃）
が使用され、熱処理が丁４に置換えられた点を除き、実
施例１の場合と同一の要領及び条件にて固体潤滑剤及び
アルミナ繊維の体積率がそれぞれ２０％、１５％である
複合材料を製造し、各複合材料よりブロック試験片Ｆ＋
〜Ｆ９を作成し、各ブロック試験片について実施例１の
場合と同一の要領及び条件にて摩耗試験を行った。これ
らの摩耗試験の結果を第９図に示す。

第９図より、固体潤滑剤が粒子であるか繊維であるかを
問わず、固体潤滑剤の直径が１００μｍ以下、好ましく
は５０μ羨以下の場合に複合材料及び相手材の摩耗量が
小さくなることが解る。

実施例６ 強化材の体積率が如何なる値が適切であるかの検討を行
った。

まず強化材として下記の表７に示された炭化ケイ素ホイ
スカＧＩ＝Ｇｑ及び表８に示された炭化タングステン粒
子Ｈ！〜Ｈ９用意した。次いでこれらのＩａｍ及び粒子
をそれぞれ表７及び表８に示された黒鉛粒子及び８Ｎ粒
子と種々の体積比にて混合し、かくして得られた混合物
を用いて実施例１の場合と同一の要領及び条件にてブロ
ック試験片０１〜Ｇ９及びＨ＋−Ｈｓを作成した。また
強化材及び固体ｒｊＪ滑剤を含まないマトリックス金属
のみよりなるブロック試験片Ｇｏ（及びＨｏ　）を作成
した。次いでこれらのブロック試験片について実施例１
の場合と同−要領及び条件にて摩耗試験を行った。これ
らの摩耗試験の結果をそれぞれ第１０図及び第１１図に
示す。尚第１０図及び第１１図はそれぞれ球状黒鉛鋳鉄
及びクロム鋼を相手材とする摩耗試験の結果を示してい
る。

第１０図及び第１１図より、強化材が繊維であるか粒子
であるかを問わず、強化材の体積率が１〜４０％である
場合に複合材料及び相手材の摩耗ｍが小さい値になるこ
とが解る。

実施例７ 固体潤滑剤の体積率が如何なる値であることが適切であ
るかの検討を行った。

まず下記の表９に示されている如き黒鉛粒子■！〜■９
を用意した。次いでこれらの黒鉛粒子とアルミナ繊維と
を種々の体積比にて混合し、それらの混合物を用いて実
施例１の場合と同一の要領及び条件にてブロック試験片
！１〜■９を作成した。また強化材及び固体潤滑剤を含
まないマトリックス金属のみよりなるブロック試験片１
ｏを作成した。次いでこれらのブロック試験片について
実施例１の場合と同一の要領及び条件にて摩耗試験を行
った。これらの摩耗試験の結果を第１２図及び第１３図
に示す。尚第１２図及び第１３図はそれぞれ球状黒鉛鋳
鉄及びクロム鋼を相手材とする摩耗試験の結果を示して
いる。

第１２図及び第１３図より、固体潤滑剤の体積率が３〜
５０％である場合に１８材料及び相手材の摩耗量が小さ
い値になることが解る。

実施例８ ２種類の強化材又は固体潤滑剤を含む複合材料の摩擦摩
耗特性についての検討を行った。

上述の実施例１の場合と同一の要領及び条４′ｌにて、
体積率１０％のアルミナ−シリカ繊維（表１のＡ４）と
、体積率５％の炭化ケイ素粒子（表５のＥｐ　）と、体
積率１５％の黒鉛粒子（表２）とにより複合化されたア
ルミニウム合金（Ｊｒｓ規ｌｌ８ＡＣ８Ａ）よりなるブ
ロック試験片Ｊを作成した。また同様に体積率５％のア
ルミナ繊Ｍ（表１のＡ３）と、体積率１０％のチタン酸
カリウムボイス力〈表３の０４　）と、体積率１５％の
ＢＮ粒子（表１）とにより複合化されたアルミニウム合
金（Ｊ■Ｓ規格ＡＣ８Ａ）よりなるブロック試験片Ｋを
作成した。

また比較の目的で、固体潤滑剤としての黒鉛粒子が含ま
れていない点を除きブロック試験片Ｊと同一のブロック
試験片Ｊ′を作成し、固体潤滑剤としてのチタン酸カリ
ウムホイスカ及びＢＮ粒子が含まれていない点を除きブ
ロック試験片にと同一のブロック試験片に′を作成した
。

次いでこれらのブロック試験片について実施例１の場合
と同一の要領及び条件にて摩耗試験を行った。これらの
摩耗試験の結果を第１４図に示す。

第１４図より、２種類の強化材を含む場合及び２種類の
固体潤滑剤を含む場合の何れの場合にも、固体ｒ！ｌ滑
剤を含まない複合材料に比してそれ自身及び相手材の摩
耗端が小さい値になることが解る。

実施例９ マトリックス金属がマグネシウム合金、亜鉛合金、鉛合
金、スズ合金、銅合金である複合材料の（１！擦摩耗特
性の検討を行った。

まずマトリックス金属の溶湯の、湯温及び加圧力がそれ
ぞれ６９０℃、１０００ｋ（＋／ｃ１に設定された点を
除き、実施例１の場合と同一の要領及び条ｆｌにて体積
率３０％のアルミナ繊維（表１のＡ３）と、体積率１０
％の黒鉛粒子〈表２）とにより複合化されたマグネシウ
ム合金（ＪＩＳ規格ＭＤＣ１−Ａ）よりなるブロック試
験片Ｌ＋を作成した。

また温湯及び加圧力がそれぞれ５００℃、１０００　ｋ
Ｑ／　ｃｏ＋２に設定された点を除き、実施例１の場合
と同一の要領及び条件にて体積率４０％の炭化タングス
テン粒子（表５のＥｓ　）と、体積率２０％のＢＮ粒子
（表１）とにより複合化された亜鉛合金（Ｊ　１８ＭＩ
ＺＤＣ１）よりなるブロック試験片Ｍｌを作成した。

また湯温及び加圧力がそれぞれ４１０℃、１０００ｋｇ
／Ｃ１１１２に設定された点を除き、上述の実施例１の
場合と同一の要領及び条件にて体積率２０％のアルミナ
−シリカ繊維（表１のＡ４　）と、体積率５０％のＢＮ
粒子（表１）とにより複合化された鉛合金（ＪＩＳ規格
ＷＪ８）よりなるブロック試験片Ｎ１を作成した。

またＷＡｍ及び加圧力がそれぞれ３３０’Ｃ１１゜Ｏｏ
ｋｇ／Ｃ１に設定された点を除き、実施例１の場合と同
一の要領及び条件にて体積率５％の炭化ケイ素粒子（表
５のＥｇ　）と、体積率５％のチタン酸カリウムボイス
力（表３の０４　）とにより複合化されたスズ合金（Ｊ
ＩｓＭ格ＷＪ２）とよりなるブロック試験片０１を作成
した。

更に窒化ケイ素ボイス力（タテホ化学工業株式％式％ ９９％以上Ｓｉ　＊　Ｎ４　、粒径１５０μｎ＋ｉＸ上
の粒子ａｔｏ、１ｗｔ％以下）と、ＢＮ粒子（表１）と
、銅合金（Ｃｕ−１０ｗｔ％Ｓｎ）粉末トラ、窒化ケイ
素小イス力及びＢＮ粒子の体積率がそれぞれ１％、３％
となるよう秤毒して混合し、該混合物に少量のエタノー
ルを添加してスターラーにて約３０分間混合した。かく
して得られた混合物を８０℃にて５時間乾燥した後、金
型内に所定聞の混合物を充填し、その混合物をパンチに
て４０００　ｋｇ／Ｃ−２の圧力にて圧縮することによ
り板状に成形した。次いで分解アンモニアガス（ｆｉ点
−３０”Ｃ）雰囲気に設定されたバッチ型焼結炉にて板
状体を７７０℃にて３０分間加熱することにより焼結し
、焼結炉内の冷却ゾーンにて徐冷することにより複合材
料を製造し、該複合材料よりブロック試験片Ｐ＋を作成
した。　。

また比較の目的で上述のブロック試験片Ｌ＋〜Ｐ１の複
合材料のマトリックス金属のみよりなる材料よりそれぞ
れブロック試験片Ｌｏ〜Ｐａを作成した。

次いでこれらのブロック試験片について球状黒鉛鋳鉄製
及びクロム鋼製の円筒試験片を相手部材とする摩耗試験
を実施例１の場合と同一の要領及び条件にて行った。こ
れらの摩耗試験の結果をそれぞれ下記の表１０及び表１
１に示す。尚これらの表に於て、ブロック試験片の摩耗
量比率とはそれぞれ試験片Ｌｏ＝Ｐｏの摩耗量に対する
ブロック試験片し１〜Ｐ１の摩耗量（摩耗痕深さμ■）
の百分率を意味し、円筒試験片の摩耗量の上段及び下段
の数値はそれぞれブロック試験片Ｌ＋・〜Ｐ掌及びり。

〜Ｐａと摩擦された円筒試験片の摩耗ｆｆ１（＋！ｉ粍
減聞−〇）である。

表１０及び表１１より、マトリックス金属がマグネシウ
ム合金、亜鉛合金、鉛合金、スズ合金、及び銅合金であ
る場合にも、強化材及び固体潤滑剤のモース硬度や体積
率等が本発明の範囲内にある」８合には、マトリックス
金属のみよりなる材料に比して相手材の摩耗量を実質的
に増大させることなく複合材料の摩耗量を大幅に低減し
得ることができることが解る。

以」二に於ては本発明を本願発明者等が行った実験的研
究との関連に於て詳細に説明したが、本発明はこれらの
実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて
他の種々の実施例が可能であることは当栗考にとって明
らかであろう。

表１０ 表１１

【図面の簡単な説明】

第１図は互いに均一に混合された強化繊維とＢＮ粒子と
よりなる成形体を示す斜視図、第２図は第１図に示され
た成形体を用いて行われる高圧鋳造による複合材料の製
造の鋳造工程を示す解図、第３図は第２図の高圧＆Ｉ造
により形成された凝固体を示す斜視図、第４図は種々の
強化繊維とＢＮ粒子とにより複合化されたアルミニウム
合金よりなる複合材料について行われた摩耗試験の結果
を示すグラフ、第５図は種々の強化粒子と黒鉛粒子とに
より複合化されたアルミニウム合金よりなる複合材料に
ついて行われた摩耗試験の結果を示すグラフ、第６図は
種々の固体潤滑剤とアルミナ繊維とにより複合化された
アルミニウム合金よりなる複合材料について行われた摩
耗試験の結果を示すグラフ、第７図は種々の固体潤滑剤
と炭化チタンとにより複合化されたアルミニウム合金よ
りなる複合材料について行われた摩耗試験の結果を示す
グラフ、第８図は種々の直径の強化繊維及び強化粒子と
黒鉛粒子とにより複合化されたアルミニウム合金よりな
る複合材料について行われた摩耗試験の結果を示すグラ
フ、第９図は種々の直径の固体、１１消剤とアルミナ繊
維とにより複合化されたアルミニウム合金よりなる複合
材料について行われた摩耗試験の結果を示すグラフ、第
１０図及び第１１図は種々の体積率の炭化ケイ素ボイス
力と黒鉛粒子とにより複合化されたアルミニウム合金及
び種々の体積率の炭化タングステン粒子とＢＮ粒子とに
より複合化されたアルミニウム合金よりなる複合材料に
ついて、それぞれ球状黒鉛鋳鉄及びクロム鋼を相手材と
して行われた摩耗試験の結果を示すグラフ、第１２図及
び第１３図は種々の体積率の黒鉛粒子とアルミナ繊維と
により複合化されたアルミニウム合金よりなる複合材料
についてそれぞれ球状黒鉛鋳鉄及びクロム鋼を相手材と
して行われた摩耗試験の結果を示すグラフ、第１４図は
アルミナ−シリカ繊維と炭化ケイ素粒子と黒鉛粒子とに
より複合化されたアルミニウム合金よりなる複合材料、
及びアルミナ繊維とヂタン酸カリウムボイスカとＢＮ粒
子とにより凌合化されたアルミニウム合金よりなる複合
材料について行われた摩耗試験の結果を固体潤滑剤を含
まない比較例としての複合材料について行われた摩耗試
験の結果と対比して示すグラフである。 １・・・成形体、１′・・・複合材料、　２ａ・・・強
化ｍＮ。 ２ｂ・・・ＢＮ粒子、３・・・鋳型、４・・・モールド
キャピテイ、５・・・溶湯、６・・・プランジャ、７・
・・凝固体筒　許　出　願　人　　トヨタ自動車株式会
社代　　　理　　　人　　弁理士　　明石　昌毅第１図
　　　第３図 第２図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）モース硬度が６以上であり直径が３０μｍ以下で
   ある短繊維、粒子、及びそれらの混合物よりなる群より
   選択された体積率１〜４０％の強化材と、モース硬度が
   ４．５以下であり直径が１００μｍ以下である短繊維、
   粒子、及びそれらの混合物よりなる群より選択された体
   積率３〜５０％の固体潤滑剤とによりマトリックス金属
   が複合化された金属基複合材料。 （２）特許請求の範囲第１項の金属基複合材料に於て、
   前記マトリックス金属はアルミニウム、マグネシウム、
   銅、亜鉛、鉛、スズ及びそれらの何れかを主成分とする
   合金よりなる群より選択された金属であることを特徴と
   する金属基複合材料。（３）特許請求の範囲第１項又は
   第２項の金属基複合材料に於て、前記固体潤滑剤は酸化
   物、硫化物、窒化物、黒鉛、及びそれらの混合物の何れ
   かであることを特徴とする金属基複合材料。 （４）特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れかの金属
   基複合材料に於て、前記強化材の直径は２０μｍ以下で
   あり、前記固体潤滑剤のモース硬度及び直径はそれぞれ
   ４以下、５０μｍ以下であることを特徴とする金属基複
   合材料。 （５）特許請求の範囲第１項乃至第３項の何れかの金属
   基複合材料に於て、前記強化材のモース硬度及び直径は
   それぞれ７以上、２０μｍ以下であり、前記固体潤滑剤
   のモース硬度、直径、体積率はそれぞれ３以下、５０μ
   ｍ以下、５〜４０％であることを特徴とする金属基複合
   材料。 （６）特許請求の範囲第５項の金属基複合材料に於て、
   前記固体潤滑剤の体積率は１０〜４０％であることを特
   徴とする金属基複合材料。