JPS6313683A - 粒子分散複合金属 - 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〕 本発明扛、高温強度、耐摩耗性、耐食性ｔ−ｉ求される
部材、防振材料等に使用される粒子分散複合金属に関す
る。

〔従来の技術〕

従来製造されている粒子分散複合金属としては、 （１）　　金属溶湯中に粒子を添加して分散させて得ら
れる粒子分散複合金属 （２）　　溶接肉盛り時に溶金中へ粒子管添加して分散
させて得ら扛る粒子分散複合金属 がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記（りの粒子分散複合金属には、つぎのような問題点
がある。

（イ）溶融金属と粒子の密度が異る九め、凝固後粒子の
偏析が生じる。すなわち、粒子の密度が溶融金属より小
さい場合は、凌同時に粒子が上部に浮上し、下部、中心
部には分散していない。

（１０）　　溶融金属とセラきツクス粒子は一般的にヌ
レ性が悪い。従って金属と粒子間の結合力が弱い。

ｅｌ　　溶融金属が凝固する時の体積収縮により粒子と
金属の境界にすき間が生じている。

に）有機高分子材のような融点の低い粒子を分散させた
ものは製造されていない。

また上記（２）の粒子分散複合金属に扛つぎのような問
題点がある。上記（りの粒子分散複合金属の問題点に加
えて、さらにっぎのような問題点がある。すなわち、溶
接時の温度社、上記（１）Ｋおける溶湯の温度に比較し
、さらに高くなるためセラミックス粒子の分解が生じ粒
子本来の性質が損わ扛ている。

以上述べたように従来の粒子分散複合金属扛粒子分散の
効果がほとんどない、従って、はとんど実用化されてい
ないのが現状である。

〔問題点全解法するための手段］ 本発明は、面が対向する複数の金属基板と、該金属基板
の表面に析出し金属基板間に光填される金属メッキ層と
、該金属メッキ層中に分散する粒子と、１つの金属基板
から金属メッキ層金へて他の金属基板に至るまでの間に
設けられた拡散接合境界と全具備した粒子分散複合金属
である。

本発明の粒子分散複合金属は、金属板を基材とし、この
表面にセラミックス粉末の分散メッキを行って複合金属
シー）Ｔｈ作成し、このシートを積層して、各棟雰囲気
中で加圧、加熱したメッキ層中のマトリックス同志によ
る拡散反応音生ぜしめ積層材とすることによって得ら扛
る。

本発明を第１図に基づき説明する。

第１図は基板となる金属板１の表面、この場合は両表面
にメッキ層２を得ると同時に粒子５を分散共析させた分
散メッキ材の単体を示す図である。このようにして得ら
れたシート管状み１ね、ｑ！ｒｉ雰四気中（大気中、真
空中、還元ガス中８不活性ガス中）で加圧、加熱を行い
、メッキ層２同志の拡散反厄會生じさせ、積層材を成形
する。

基板金属としては、鉄系をはじめ希望する金属、合金い
かなるものでも良く、またその基板金属の厚さは自由で
ある。例えば現在、新素材として市販されている鉄フォ
イル（最低厚み約２０μｗＬ）　ｔ−初めとし、上限は
必要に応じ厚さを選ぶことができる。

次にセラミックス粒子については、酸化物、窒化物、炭
化物、硼化物、有機高分子材料等多くの中から選定でき
、その粒子の大きさ、形状も目的に応じて選定さｎる。

又、メッキ法については電気メッキ、無電解メッキ（化
学メッキ）いずれも可能であり、メッキ層の材質もＯｕ
、Ｆｅ。

Ｎｉ、　Ｏｒ　等目的に応じて選定は自由である。更に
、加圧、加熱時の雰囲気は、材料の種類により最適のも
のが選に牡、圧力、温度も材料構成。

目的に応じて設定される。

ｔｆｃ低温で容易に粒子分散が可能であるので、有機高
分子材料のような融点の低い粒子全分散した複合金属も
本発明の特徴の一つである。

〔実施例〕

実施例１ 第２図は、本発明の一実施例である粒子分散複合金属の
断面の顕微鏡組織写真（倍率１５０倍）を示す、１は金
属基板、２はメッキ層である。すなわち、厚さ約２０μ
ｍの鉄箔１の両面に電気Ｎ１　　メッキ法により平均粒
径［１７μｍのアルミナ微粒子を分散共析させた粒子分
散板（メッキ厚５片面約５０μ５）ｉ４枚重ね合わせた
後に、真空中（５Ｘ１０−’　Ｔｏｒｒ）で２Ｋｇバー
圧力で９０００．１時間の加熱処理全行った後に切断断
面の顕微鏡組織を示すもので、その両サイドの黒い部分
は試料固定用の樹脂を示す、鉄箔１とメッキ層２は完全
に接着し、夫々の境界で拡散現象が生じていることがわ
かる。又、アルミナ粒子も均一に分散している。

更にこの粒子分散複合金属と同様にして作製した粒子非
分散複合金属について、高温引張り試験を行った。その
結果粒子非分散複合金属に対して粒子分散複合金属は３
０〜Ｓａ＊の強度向上會示した。

実施例２ ５００℃〜４００℃の温度域、無潤滑状態で使用さｎる
部材の耐摩耗、耐焼付防止を目的として本発明を適用し
た。すなわち、厚さ約２０μｍＶ）Ｎｉ箔の両面に無電
解Ｎ１−ｐメッキ法により平均粒径３μｍの弗化黒鉛粒
子を分散共析させた粒子分散板（メッキ厚さ、片面的１
００μｍ）を７枚重ね合わせた後、不活性ガス（ムｒ）
で、２　Ｋ９７　ｍ冨の圧力で８００℃、１時間の加熱
処理を行った後、厚さ５００μｍとし、所定の形状に仕
上加工を行い、温度５５０℃、真空中（５Ｘ　１０−ｓ
Ｔｏｒｒ）、無潤滑で使用さ【る構造部材を作製した。

この部材を接触面圧１００　Ｋｇ／ｌｙ＊”　。

摺動速度１１／ＢθＣの粂件で使用した結果、Ｎ１−Ｐ
皮膜の３５０℃加熱における皮膜の硬化および弗化黒鉛
含有による低ｊＩＩ擦係数により、焼付、ＪＩＩ耗現象
が認められず優れた性質を示した。

なお、この種部品は、他の潤滑材料や表面処理では形状
、大きさ等超精密を要するため困難な部品である。従っ
て、本発明品は、特殊機能を有する新素材である。

〔発明の効果］ 本発明の粒子分散複合金属は、酸化物、炭化物、窪化物
、硼化物あるいは有機高分子材料等の微粒子が金属中に
均一に分散されており、かつ、粒子分散金属板が積層さ
扛ているので、高温強度、耐摩耗性、耐食性等が優れて
おり、新素材としての利用価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は５本発明の粒子分散複合金属の構成の一部を示
す模式図であり５第２図は、本発明の実施例の粒子分散
複合金属材の断面顕微鏡組繊を示す写真である。 １・・・金属基板　　　２・・・金属メッキ層３・・・
粒　子 復代理人　　内　１）　　明 復代理人　　萩　原　亮　− 復代理人　　安　西　篤　夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、面が対向する複数の金属基板と、該金属基板の表面
   に析出し金属基板間に充填される金属メッキ層と、該金
   属メッキ層中に分散する粒子と、１つの金属基板から金
   属メッキ層をへて他の金属基板に至るまでの間に設けら
   れた拡散接合境界とを具備した粒子分散複合金属。