JP2982876B2 - Swash plate compressor swash plate - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、斜板式コンプレッサーの斜板及びその摺動
層の調製方法に関するものであり、さらに詳しく述べる
ならば、斜板式コンプレッサーにおいて鉄系もしくはア
ルミニウム系材料からなる斜板の摺動特性を飛躍的に改
良する表面処理技術に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for preparing a swash plate of a swash plate type compressor and a sliding layer thereof. More specifically, the present invention relates to a swash plate type compressor made of an iron-based or aluminum-based material. The present invention relates to a surface treatment technology for dramatically improving the sliding characteristics of a swash plate.

背景技術 斜板式コンプレッサーは、回転軸に斜めに固着された
斜板又は回転軸に斜めに取り付けられ、傾斜角変更可能
な斜板が、回転軸の回転に応じてコンプレッサー内にて
仕切られた空間の体積を増減することにより圧縮・膨張
を行うものである。かかる斜板はシューと称される密封
部材と摺動しかつ相互に気密な封止を図ることにより冷
却媒体が所定の空間にて圧縮・膨張可能となる。BACKGROUND ART A swash plate type compressor is a space in which a swash plate fixed obliquely to a rotating shaft or a swash plate attached to a rotating shaft at an angle, and a swash plate whose inclination angle can be changed is partitioned in the compressor according to the rotation of the rotating shaft. The compression / expansion is performed by increasing / decreasing the volume. Such a swash plate slides on a sealing member called a shoe, and achieves a hermetic seal with each other, whereby the cooling medium can be compressed and expanded in a predetermined space.

斜板の摺動条件が特長的な点は、コンプレッサー運転
初期に潤滑油が到達する前に冷媒が斜板とシューの間の
摺動部に到達し、これが摺動部に残存する潤滑油を洗浄
する作用をもつために、潤滑油がないドライ条件で摺動
されることである。このように斜板の摺動条件は非常に
厳しい。The characteristic of the sliding condition of the swash plate is that the refrigerant reaches the sliding part between the swash plate and the shoe before the lubricating oil arrives in the early stage of compressor operation, and this lubricates the lubricating oil remaining in the sliding part. In order to have a cleaning action, it is slid under dry conditions without lubricating oil. Thus, the sliding condition of the swash plate is very severe.

このような条件で使用される斜板は耐焼付性、耐摩耗
性などの摺動特性が必要となるので、アルミニウム系材
料に硬質物を添加して耐摩耗性を向上する提案、斜板の
材質を改良する提案、鉄系斜板に熱処理を施し硬度を上
昇させ耐摩耗性を向上させる提案がなされている。又は
次のような表面処理法の提案もされている。The swash plate used under such conditions requires sliding characteristics such as seizure resistance and abrasion resistance. Therefore, a proposal to improve wear resistance by adding a hard material to an aluminum-based material. Proposals have been made to improve the material and to improve the wear resistance by increasing the hardness by subjecting the iron-based swash plate to heat treatment. Alternatively, the following surface treatment method has been proposed.

本出願人は、鉄系斜板と鉄系シューの摺動では焼付が
起り易いので、特開昭51−36611号公報において鉄系斜
板ではシューにCu焼結材料を接着することを提案した。
すなわち、古くは、鉄系斜板に硬化処理を施して来た
が、相手材であるシューも鉄系材料であると、同種材料
の摺動により焼付が発生し易いという問題があった。こ
れを避けるために鉄系斜板の相手材（シュー）に焼結銅
合金を使用したのである。The present applicant has proposed that in a Japanese Patent Laid-Open Publication No. Sho 51-36611, a Cu sintered material should be bonded to a shoe in an iron-based swash plate because the sliding is likely to occur between the iron-based swash plate and the iron-based shoe. .
That is, in the past, hardening treatment has been performed on iron-based swash plates. However, if the shoe as the mating material is also an iron-based material, there is a problem that seizure is likely to occur due to sliding of the same material. To avoid this, a sintered copper alloy was used as the mating material (shoe) of the iron-based swash plate.

また、同種材料の摺動を避けるために鉄系斜板にスズ
めっきを施し、耐焼付性を向上させることも提案され
た。It has also been proposed to improve the seizure resistance by applying tin plating to iron-based swash plates to avoid sliding of similar materials.

鉄系斜板に施されたスズめっきは軟質であるために耐
摩耗性不足の問題が起こった。さらに、アルミニウム合
金に添加された硬質元素は耐摩耗性を向上させたが、耐
焼付性不足の問題を起こした。The tin plating applied to the iron-based swash plate was soft, causing a problem of insufficient wear resistance. Further, the hard element added to the aluminum alloy improved the wear resistance, but caused a problem of insufficient seizure resistance.

したがって、本発明は、鉄系もしくはアルミニウム系
材料の表面に優れた耐焼付性及び耐摩耗性を兼備した表
面層を設けることにより、斜板式コンプレッサーの性能
の向上及び信頼性の向上を図ることを目的とするもので
ある。Therefore, the present invention aims to improve the performance and reliability of a swash plate compressor by providing a surface layer having both excellent seizure resistance and wear resistance on the surface of an iron-based or aluminum-based material. It is the purpose.

発明の開示 本発明者は上記問題点を解決できる表面処理方法につ
き鋭意検討し実験を行い、溶射銅合金は、焼結合金と比
較して（ａ）組織が微細であること、（ｂ）同一組成で
は硬さが高いこと、（ｃ）溶射条件を調節することによ
り完全溶解組織から一部アトマイズ粉の形状・組織が残
った組織まで調節でき、これにより摺動特性を使用条件
に合わせて変えることができること、などの特性をもっ
ており、これらの特性を利用すると優れた耐焼付性及び
耐摩耗性が得られることを見出した。DISCLOSURE OF THE INVENTION The inventor of the present invention has intensively studied and conducted an experiment on a surface treatment method capable of solving the above-mentioned problems. The sprayed copper alloy has (a) a finer structure than a sintered alloy, and (b) the same structure. The composition has high hardness. (C) By adjusting the thermal spraying conditions, it is possible to adjust from the completely dissolved structure to the structure in which a part of the atomized powder remains and the structure of the atomized powder, thereby changing the sliding characteristics according to the use conditions. It has been found that excellent seizure resistance and wear resistance can be obtained by using these characteristics.

かかる知見に基づいて完成した本発明は、斜板式コン
プレッサーに用いられる鉄系又はアルミニウム系材料か
らなる斜板において、重量百分率で、40％以下の鉛,30
％以下のスズ,0.5％以下のリン,15％以下のアルミニウ
ム,10％以下の銀,5％以下のケイ素、５％以下のマンガ
ン,15％以下のクロム,20％以下のニッケル及び30％以下
の亜鉛からなる群から選択された１種又は２種以上を、
総量で0.5％以上、好ましくは１％以上でかつ50％以下
含有する銅系合金の溶射層を少なくともシュー、好まし
くは鉄系シューとの摺動面に形成したことを特徴とする
ものである。本発明において、百分率は特記しない限り
重量百分率を指す。The present invention, which has been completed based on this finding, is based on a swash plate made of an iron-based or aluminum-based material used for a swash plate compressor, and the lead, which is 40% or less by weight, of 30% or less.
Up to 0.5% tin, up to 0.5% phosphorus, up to 15% aluminum, up to 10% silver, up to 5% silicon, up to 5% manganese, up to 15% chromium, up to 20% nickel and up to 30% One or more selected from the group consisting of zinc,
A sprayed layer of a copper-based alloy containing 0.5% or more, preferably 1% or more and 50% or less in total amount is formed on at least a shoe, preferably a sliding surface with an iron-based shoe. In the present invention, percentages refer to weight percentages unless otherwise specified.

以下、本発明の構成を説明する。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described.

上記銅系合金において鉛は一部は鉛粒子として存在し
てなじみ性や低摩擦特性を付与し、残りは固溶して銅マ
トリックスを強化して耐摩耗性と耐焼付性を付与する。
鉛はドライ条件における摺動特性を向上する上で最も好
ましい元素である。しかし鉛の含有量が40％の越えると
銅合金の強度が低下するので、上限を40％とすることが
必要である。好ましい鉛含有量は１〜30％、より好まし
くは２〜15％である。In the above-mentioned copper-based alloy, a part of lead exists as lead particles to impart conformability and low frictional properties, and the rest forms a solid solution to strengthen the copper matrix to provide wear resistance and seizure resistance.
Lead is the most preferred element for improving the sliding characteristics under dry conditions. However, if the lead content exceeds 40%, the strength of the copper alloy decreases, so it is necessary to set the upper limit to 40%. The preferred lead content is 1-30%, more preferably 2-15%.

鉛以外の添加元素は主として銅に固溶してその耐摩耗
性と耐焼付性を高めるものである。この中で銀は潤滑油
が少ない条件で顕著に摺動特性を高める。添加量に関し
ては、スズは10％以上、ケイ素，マンガンは１％以上で
析出して析出物が耐摩耗性を高める。スズが30％を超
え，リンが0.5％を超え、アルミニウムが15％を超え，
銀が10％を超え、ケイ素が５％を超え、マンガン５％を
超え、クロムが５％を超え、ニッケルが20％を超え、亜
鉛が30％を超えると、銅本来の熱伝導性、鉄もしくはア
ルミニウム系相手材料との良好な摺動特性、耐摩耗性、
耐焼付性が失われる。したがってこれらの元素は上記上
限量を超えないようにする必要がある。好ましい含有量
はスズ:0.1〜20％、リン:0.2〜0.5％以下、アルミニウ
ム:0.5〜10％、ケイ素:0.1〜３％、銀:0.1〜８％、マン
ガ:0.5〜４％、クロム:0.5〜３％、ニッケル:0.5〜15
％、亜鉛:5〜25％であり、さらに好ましくはスズ:0.1〜
15％、アルミニウム:1〜８％、ケイ素:0.5〜1.5％、銀:
0.2〜５％、マンガン0.5〜３％、クロム:1〜２％、ニッ
ケル:1〜10％、亜鉛:10〜20％である。また上記の理由
より添加元素の総量は0.5〜50％の範囲とするべきであ
る。The additional elements other than lead mainly form a solid solution in copper to enhance its wear resistance and seizure resistance. Among them, silver significantly enhances the sliding characteristics under the condition that the lubricating oil is small. Regarding the addition amount, tin precipitates at 10% or more, and silicon and manganese precipitate at 1% or more, and the precipitates enhance wear resistance. Tin exceeds 30%, phosphorus exceeds 0.5%, aluminum exceeds 15%,
When silver exceeds 10%, silicon exceeds 5%, manganese exceeds 5%, chromium exceeds 5%, nickel exceeds 20%, and zinc exceeds 30%, the original thermal conductivity of copper, iron Or good sliding characteristics with aluminum mating material, wear resistance,
Seizure resistance is lost. Therefore, it is necessary that these elements do not exceed the above upper limits. Preferred contents are tin: 0.1 to 20%, phosphorus: 0.2 to 0.5% or less, aluminum: 0.5 to 10%, silicon: 0.1 to 3%, silver: 0.1 to 8%, manga: 0.5 to 4%, chromium: 0.5 ~ 3%, nickel: 0.5 ~ 15
%, Zinc: 5 to 25%, more preferably tin: 0.1 to
15%, aluminum: 1-8%, silicon: 0.5-1.5%, silver:
0.2-5%, manganese 0.5-3%, chromium: 1-2%, nickel: 1-10%, zinc: 10-20%. For the above reasons, the total amount of the additional elements should be in the range of 0.5 to 50%.

シュー自体は公知のものであり、例えば本出願人の特
開昭51−36611号などに示されており、鉄系材料として
は鉄を主成分とするすべての材料で摺動面を構成したも
のを使用することができるが、軸受鋼が好ましい。ま
た、その製造方法も一切限定されず、圧延、鍛造、粉末
冶金、表面硬化などの技術を適宜採用することができ
る。The shoe itself is a known shoe, and is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-36611 of the present applicant. As the iron-based material, the sliding surface is made of all materials mainly composed of iron. Can be used, but bearing steel is preferred. Further, the manufacturing method is not limited at all, and techniques such as rolling, forging, powder metallurgy, and surface hardening can be appropriately adopted.

図面の簡単な説明 第１図はCu−Al合金溶射層断面の金属組織写真（倍率
320倍）である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a photograph of a metallographic structure of a cross section of a Cu—Al alloy sprayed layer (magnification:
320 times).

第２図はCu−Al合金溶射層断面の組織及びAl量分布を
模式図である。FIG. 2 is a schematic view showing the structure and the Al content distribution of the cross section of the Cu—Al alloy sprayed layer.

第３図はアトマイズCu−Pb合金粉末の金属組織写真
（倍率1000倍）である。FIG. 3 is a photograph of the metallographic structure of the atomized Cu-Pb alloy powder (at a magnification of 1000).

第４図はアトマイズCu−Pb合金粉末の金属組織写真
（倍率1000倍）である。FIG. 4 is a photograph of the metallographic structure of the atomized Cu-Pb alloy powder (magnification: 1000).

第５図はアトマイズ組織と強制固溶溶射組織が混合し
た組織をもつ溶射層の金属組織写真である。FIG. 5 is a metallographic photograph of a sprayed layer having a mixed structure of an atomized structure and a forced solid solution sprayed structure.

第６図は強制固溶溶射組織のEPMA分析チャートを描い
た電子顕微鏡写真（倍率3000倍）である。FIG. 6 is an electron micrograph (magnification: 3,000) depicting an EPMA analysis chart of the forced solid solution sprayed structure.

第７図は鉛レス溶解組織をもつ溶射組織の金属顕微鏡
写真（倍率320倍）である。FIG. 7 is a metal micrograph (magnification: 320 times) of a sprayed structure having a lead-less dissolved structure.

第８図は黒鉛添加溶射層の特性を示すグラフである。 FIG. 8 is a graph showing characteristics of the graphite-added thermal spray layer.

第９図ピーニングによる耐横割れ防止効果を示すグラ
フである。FIG. 9 is a graph showing the effect of preventing lateral cracking by peening.

第10図は鉄球ピーニングによる変形量を示すグラフで
ある。FIG. 10 is a graph showing the amount of deformation due to iron ball peening.

第11図は亜鉛球ピーニングによる変形量を示すグラフ
である。FIG. 11 is a graph showing the amount of deformation due to zinc ball peening.

第12図は各種斜板の耐焼付性を示すグラフである。 FIG. 12 is a graph showing the seizure resistance of various swash plates.

第13図は実施例４における溶射層及びアトマイズ粉の
金属顕微鏡組織を示す写真である。FIG. 13 is a photograph showing a metallographic structure of the sprayed layer and the atomized powder in Example 4.

第14図は溶射層を構成する組織と物性の関係を示すグ
ラフである。FIG. 14 is a graph showing the relationship between the structure constituting the thermal sprayed layer and the physical properties.

第15図は接着力試験を説明する図である。 FIG. 15 is a diagram illustrating an adhesion test.

第16図は焼付試験を説明する図である。 FIG. 16 is a view for explaining a seizure test.

第17図は試験結果を説明するグラフである。 FIG. 17 is a graph illustrating test results.

第18図は実施例９における耐焼付性試験結果を示すグ
ラフである。FIG. 18 is a graph showing the results of a seizure resistance test in Example 9.

第19図は実施例10における耐焼付性及び耐横割れ性試
験結果を示すグラフである。FIG. 19 is a graph showing the results of the seizure resistance and lateral cracking resistance test in Example 10.

第20図は横割れが生じた溶射層の金属顕微鏡写真（倍
率20倍）である。FIG. 20 is a metal micrograph (magnification: 20 times) of the thermal sprayed layer in which a lateral crack has occurred.

発明を実施するための最良の形態 溶射層の金属組織が特長的な点は、アトマイズ銅粉末
が溶融した組織である。すなわち、溶射フレーム中で溶
融し生じた液滴が斜板表面に衝突して変形され、層断面
で見ると、層状、片状もしくは平板状部分が、層平面で
見ると小円盤、鱗状片などが積み重なる。本発明におい
ては溶射層全体がこのような組織をもっていてもよい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The feature of the metal structure of the sprayed layer is that the atomized copper powder is melted. In other words, droplets generated by melting in the thermal spray frame collide with the surface of the swash plate and are deformed. Stack up. In the present invention, the entire sprayed layer may have such a structure.

溶射組織は上述のような特長の他に次のような特長を
もっている。すなわち、アトマイズ粉はガスによりフレ
ーム内へ圧送されるときは、１個１個がばらまかれた孤
立粒子の形態を保っており、一部は合体するが、そのま
まの形態で溶融すると考えられる。溶融液滴は斜板に衝
突して凝固するが、溶射層の厚みを薄くして冷却を速く
すると１個又は数個の液滴が、他の多数の液滴と融合な
どにより合体せずに、独立粒子として凝固する。このよ
うに比較的小さい液滴が押しつぶされ、全体として多数
の微細層状片が積み重なって、溶射層が作られる。この
ような溶射層の例としてCu−８％Al合金の顕微鏡写真を
第１図に示す。この図のような溶射組織では、第２図に
模式的に示すように溶射層全体の成分の分布（（ｂ）
図）は、微細層状片内での凝固偏析が該片の数だけ繰り
返されていることとなり、マクロ的に見ると成分分布が
均一になる。このような成分均一性は摺動特性を安定さ
せ、特に摩擦力の安定化の面で望ましいと考えられる。
なお、溶射層を融点以下の適当な温度で熱処理し上記の
鋳造偏析を少なくし微細層状片内でも成分の均一化を図
る（（ｃ）図）と、さらに摺動特性が良好になった。た
だし、熱処理により材質が著しく軟化すると、摺動特性
は劣化する傾向が現れた。The sprayed structure has the following features in addition to the features described above. That is, when the atomized powder is fed into the frame by the gas, the atomized powder keeps the form of isolated particles in which the atomized powder is scattered, and a part of the atomized powder is considered to be melted as it is. The molten droplet collides with the swash plate and solidifies, but if the sprayed layer is thinned and the cooling is accelerated, one or several droplets will not coalesce with many other droplets due to fusion etc. Solidifies as independent particles. In this way, relatively small droplets are crushed, and a large number of fine layered pieces are stacked as a whole to form a sprayed layer. FIG. 1 shows a micrograph of a Cu-8% Al alloy as an example of such a sprayed layer. In the thermal spray structure as shown in this figure, as schematically shown in FIG. 2, the distribution of components of the entire thermal spray layer ((b)
In the figure, solidification segregation in the fine layered piece is repeated by the number of the pieces, and the component distribution becomes uniform when viewed macroscopically. It is considered that such component uniformity stabilizes sliding characteristics, and is particularly desirable in terms of stabilizing frictional force.
When the thermal sprayed layer was heat-treated at an appropriate temperature equal to or lower than the melting point to reduce the above-mentioned segregation in the casting and to make the components uniform within the fine layered piece (FIG. 3C), the sliding characteristics were further improved. However, when the material was significantly softened by the heat treatment, the sliding characteristics tended to deteriorate.

また、本発明においては、アトマイズ粉の一部が溶射
中に溶解しないで溶射層に残存することが好ましい。Further, in the present invention, it is preferable that a part of the atomized powder remains in the sprayed layer without being dissolved during the spraying.

以下、溶解組織とアトマイズ粉の未溶解組織の混合組
織の特長をCu−Pb系合金につき説明する。Hereinafter, the characteristics of the mixed structure of the dissolved structure and the undissolved structure of the atomized powder will be described for the Cu-Pb-based alloy.

この組織を構成する鉛青銅アトマイズ粉の未溶解組織
（以下「アトマイズ組織」と言う）は、鉛青銅アトマイ
ズ粉の急冷組織が溶射炎中でも消失せずに溶射層に残っ
ているものである。このアトマイズ粉の組織は、典型的
には第３図のCu−24％Pb合金の顕微鏡組織に示されるよ
うに鉛を主成分とする相が微粒状に分散するかあるいは
銅の粒界に層状に分布しているものである。この組織は
一種の鋳造組織であるが、 （ａ）主たる冷却方向が粒子の周囲から内側に向かう方
向であること、 （ｂ）通常のインゴット鋳造あるいは連続鋳造よりは急
冷組織であり、典型的には鉛は粒径が10ミクロン以下の
微粒であること、もしくは、 （ｃ）鉛が銅の粒界にネットワーク状に分布しているこ
とに特長があるものである。なお、第３図の組織は冷却
が均一な場合であるが、第４図のように粒子の周囲の一
部が強く冷却されるとその部分では鉛の粒子は微細にな
り、冷却が弱い部分では鉛の粒子は粗大となっている。The undissolved structure of the lead bronze atomized powder constituting the structure (hereinafter, referred to as “atomized structure”) is a structure in which the rapidly quenched structure of the lead bronze atomized powder does not disappear during the spraying flame and remains in the sprayed layer. The structure of the atomized powder is typically composed of a phase in which lead is the main component dispersed finely as shown in the microstructure of the Cu-24% Pb alloy in FIG. 3 or a layered structure at the copper grain boundary. Are distributed. This structure is a kind of casting structure. (A) The main cooling direction is a direction inward from the periphery of the particle, (b) It is a quenching structure rather than ordinary ingot casting or continuous casting, and typically, Is characterized in that lead is a fine particle having a particle diameter of 10 microns or less, or (c) lead is distributed in a network at copper grain boundaries. The structure shown in FIG. 3 is a case where the cooling is uniform. However, as shown in FIG. 4, when a part of the periphery of the particle is strongly cooled, the lead particle becomes fine in that part and the part where the cooling is weak. In the figure, the lead particles are coarse.

本発明の一形態の混合組織では鉛が銅合金中に強制固
溶した溶射組織（以下「強制固溶溶射組織」と言う）と
なっている。この混合組織では、溶射炎中で溶解した液
滴が斜板基材に衝突して平坦に圧縮された層状組織内に
鉛が強制的に固溶されている。The mixed structure of one embodiment of the present invention has a sprayed structure in which lead is forcibly solid-dissolved in a copper alloy (hereinafter, referred to as “forced solid-solution sprayed structure”). In this mixed structure, the droplets dissolved in the spray flame collide with the swash plate base material, and lead is forcibly dissolved in the flattened layered structure.

これらの混合組織では第５図に示すようにアトマイズ
組織という平衡組織（白色の鉛相が認められる）と強制
固溶溶射組織（白色の鉛相が認められない）という非平
衡組織が混合している。In these mixed structures, as shown in FIG. 5, an equilibrium structure called an atomized structure (a white lead phase is recognized) and a non-equilibrium structure called a forced solid solution sprayed structure (a white lead phase is not recognized) are mixed. I have.

第５図は本発明による溶射組織（白い粒子又は模様が
鉛に相当する）の一実施例を示し、以下の点が明らかで
ある。この組織ではアトマイズ組織は約13面積％に相当
して、鉛相が認められない層状部位が残りの87面積％存
在し、ここでは鉛が強制固溶されている。アトマイズ粉
が裏金に衝突したときにつぶれるために、あるいは外側
が溶融した可能性もあるために、残存アトマイズ組織の
外形輪郭は粉末のものとはかなり異なっているが、粉末
中の鉛の形態は溶射後も維持されている。FIG. 5 shows an embodiment of the sprayed structure (white particles or patterns correspond to lead) according to the present invention, and the following points are clear. In this structure, the atomized structure corresponds to about 13 area%, and there is a remaining 87 area% of a layered portion in which a lead phase is not recognized, in which lead is forcibly dissolved. The outer shape of the residual atomized structure is significantly different from that of the powder because the atomized powder crushes when it hits the backing metal, or because the outside may have melted, but the form of lead in the powder is It is maintained after thermal spraying.

第６図は、Cu−10％Pb−10％Sn溶射層の断面観察によ
る強制固溶溶射組織のEPMA写真であり、粒子の存在が同
定されていないがPb、Snが存在していることを示してい
る。なお、PbはCu中への固溶度は少ないので強制固溶さ
れており、Snは通常の鋳造条件でも固溶するから強制固
溶ではない。続いて、溶射組織の各構成分の摺動性能を
説明する。FIG. 6 is an EPMA photograph of the forced solid solution sprayed structure obtained by observing the cross section of the Cu-10% Pb-10% Sn sprayed layer. Although the presence of particles was not identified, it was confirmed that Pb and Sn were present. Is shown. Note that Pb has a low solid solubility in Cu and thus is forcibly dissolved, and Sn is a solid solution even under ordinary casting conditions and is not a forced solid solution. Next, the sliding performance of each component of the sprayed structure will be described.

アトマイズ組織は鉛粒子が多数かつ微細に存在するた
めになじみ性、低摩擦性、潤滑性に優れている。また、
アトマイズ粉末は粒径が通常100μｍ以下であり、個々
の粒子がほとんど同じ組織をもつので、粒子間で組織が
均一である。したがって、かかるアトマイズ組織を摺動
材料中に保持することにより、鉛粒子が均一に分散する
ことになり摺動特性が安定する。The atomized structure is excellent in conformability, low friction, and lubricity due to the presence of many and fine lead particles. Also,
The atomized powder has a particle size of usually 100 μm or less, and since each particle has almost the same structure, the structure is uniform among the particles. Therefore, by maintaining such an atomized structure in the sliding material, the lead particles are uniformly dispersed, and the sliding characteristics are stabilized.

次に、強制固溶溶射組織は鉛の強制固溶により硬度が
約Hv200以上と高いために耐摩耗性が優れている。ま
た、この組織は溶射後裏金上で粉末が一旦溶融している
ので、裏金との接着強度を高めることができる。Next, the forced solid solution sprayed structure has a high hardness of about Hv200 or more due to the forced solid solution of lead, and therefore has excellent wear resistance. Further, in this structure, since the powder is once melted on the back metal after thermal spraying, the adhesive strength with the back metal can be increased.

強制固溶溶射組織を示す第６図では縞状パターンが認
められ、その中で白い部位ではPb,Snの固溶量が多い。
縞状パターンから溶射による物質の単位時間当りの堆積
量が周期的ないし脈動的に変化すること、及びこれに対
応して冷却速度も増減していることが推定される。この
ようにして興味深い事実がある。ただし、本発明の強制
固溶溶射組織がこのようなものに限定されないことは言
うまでもない。In FIG. 6 showing the forced solid solution sprayed structure, a striped pattern is observed, and in the white portion, the solid solution amount of Pb and Sn is large.
From the stripe pattern, it is estimated that the amount of material deposited per unit time due to thermal spraying changes periodically or pulsatingly, and that the cooling rate also increases or decreases correspondingly. There are interesting facts in this way. However, it goes without saying that the forced solid solution sprayed structure of the present invention is not limited to such.

アトマイズ組織及び強制固溶溶射組織が何れか一方が
過度に多くなると好ましくないので、アトマイズ組織が
２〜70面積％、より好ましくは２〜50体積％であること
が望ましい。ここで、溶射層が、実質的に全部アトマイ
ズ組織及び強制固溶溶射組織から構成されることが必要
であり、若干量であれば上記以外の組織、例えば鉛粒子
が溶射された青銅合金中で強制固溶されずに析出した組
織が混在していてもよい。ただしその量は10面積％が上
限の目処である。If one of the atomized structure and the forced solid solution sprayed structure is not excessively large, it is not preferable. Therefore, the atomized structure is preferably 2 to 70% by area, more preferably 2 to 50% by volume. Here, it is necessary that the sprayed layer is substantially entirely composed of an atomized structure and a forced solid solution sprayed structure, and if it is a small amount, a structure other than the above, for example, in a bronze alloy sprayed with lead particles. A structure precipitated without forcible solid solution may be present. However, the upper limit of the amount is 10 area%.

本発明者らは溶射摺動層の組織を上記したアトマイズ
組織と強制固溶溶射組織より構成する観点とは別の観点
から制御する研究を行い、以下説明するように、摺動性
能をさらに向上させることができた。The present inventors have conducted research on controlling the structure of the sprayed sliding layer from a different viewpoint from the above-described atomized structure and the forced solid solution sprayed structure, and further improved the sliding performance as described below. I was able to.

青銅（本願説明において、青銅とは銅合金を意味して
おり、スズは必須成分ではない）における鉛の役割は主
として潤滑作用にあるが、溶射青銅ではアトマイズ組織
中の鉛相がその作用を担っている。溶射により生成する
強制固溶溶射組織中では、鉛は銅マトリック中に固溶さ
れており、また一部鉛相が層状に存在しても銅、錫など
も固溶しているから潤滑作用は期待できない。In bronze (in the description of the present application, bronze means a copper alloy, and tin is not an essential component), the role of lead is mainly in lubrication, but in sprayed bronze, the lead phase in the atomized structure plays the role. ing. In the forced solid solution spray structure generated by thermal spraying, lead is dissolved in the copper matrix, and even if a part of the lead phase exists in a layered form, copper, tin, etc. are also dissolved, so the lubricating effect is Can't expect.

一方、溶射時に溶解されるアトマイズ粉粒子は、非溶
解アトマイズ粉の周囲でかつ基材表面で凝固し、凝固の
際溶射層の密着性を高めそして溶射層を強化する。しか
しながら強制固溶組織中の鉛は摺動時の発熱で界面に析
出したり、また長い層状の偏析部は低強度であるために
溶射層の密着及び強化に悪影響を及ぼすことがある。On the other hand, the atomized powder particles that are dissolved at the time of thermal spraying solidify around the non-dissolved atomized powder and on the surface of the base material, increase the adhesion of the thermal sprayed layer during solidification, and strengthen the thermal sprayed layer. However, lead in the forced solid solution structure may precipitate at the interface due to heat generated during sliding, and may adversely affect the adhesion and strengthening of the sprayed layer because the long layered segregated portion has low strength.

アトマイズ組織中にネットワーク状もしくは粒状など
の形態で存在する鉛相を含む溶射青銅層を被覆した摺動
材料が面内に平行な応力にさらされると、鉛は銅より強
度が低いために、層状鉛相は層に沿ってクラックが走り
比較的低い応力でも割れが発生する。一方微細粒子状鉛
相は割れに対する抵抗力が高い。When a sliding material coated with a sprayed bronze layer containing a lead phase that exists in the form of a network or a grain in the atomized structure is exposed to parallel stresses in the plane, lead has a lower strength than copper, so The lead phase cracks along the layer and cracks at relatively low stress. On the other hand, the fine particulate lead phase has high resistance to cracking.

アトマイズ粉末が溶射飛行中にあるいは裏金上でが溶
解され、裏金上で層状、片状、溶射前の形状を留めない
その他の流動形状に凝固した領域、即ち溶解組織内に鉛
が最大で３％含有されるかあるいは全く存在しないこと
が好ましい。以下、この溶解組織を「鉛フリー溶解組
織」と言う。溶解組織内に当該組織に対して３％を超え
る量で存在する鉛は潤滑作用を発揮しないのみならず、
溶射層全体の耐摩耗性を除く特性を損なう原因となる。
したがって、鉛は溶射原料粉末であって、溶射飛行中か
ら溶射により層を形成するまでの過程で溶解を経ない粉
末、すなわち未溶解組織内に存在していることが好まし
い。以下、このような鉛フリー溶解組織と鉛含有未溶解
組織からなる溶射組織を「鉛偏析組織」と言う。The area where the atomized powder is melted during the spraying flight or on the back metal and solidified in a layered, flaked, or other fluid form on the back metal that does not retain its shape before spraying, that is, up to 3% of lead in the melted structure Preferably it is included or not present at all. Hereinafter, this dissolved tissue is referred to as “lead-free dissolved tissue”. Lead present in the dissolved tissue in an amount greater than 3% of the tissue does not only exert a lubricating effect,
This may impair the properties of the sprayed layer except for the wear resistance.
Therefore, it is preferable that lead is a thermal spraying raw material powder and exists in a powder that does not dissolve in the process from the time of thermal spraying to the time when a layer is formed by thermal spraying, that is, an undissolved structure. Hereinafter, such a sprayed structure composed of a lead-free dissolved structure and a lead-containing undissolved structure is referred to as a “lead segregated structure”.

粉体は破砕粉でもよいが、溶射に適したアトマイズ粉
を使用するのが望ましい。以下、アトマイズ粉を例にと
って、その粉末から作られる本発明が特徴とする鉛偏析
溶解組織を説明する。The powder may be crushed powder, but it is desirable to use atomized powder suitable for thermal spraying. Hereinafter, a lead segregation dissolution structure which is characterized by the present invention and made from the atomized powder will be described.

第７図は後述の実施例４において得られた溶射層の光
学顕微鏡写真である。図中、全体として白色の塊状に数
個見える部分がアトマイズ青銅（銅−スズ−鉛）の未溶
解組織である。全体として黒く見えるのが青銅（銅−ス
ズ）溶解組織である。多数の小さい白色部分は断面が切
断された塊状未溶解組織であるか、あるいはアトマイズ
粉が溶射飛行中に分断されて微細な破片になったもので
ある。白色塊状未溶解組織内の細かい白い点がアトマイ
ズ粉内に析出・晶出した鉛相である。FIG. 7 is an optical micrograph of the sprayed layer obtained in Example 4 described later. In the figure, a part that looks like a white block as a whole is an undissolved structure of atomized bronze (copper-tin-lead). The bronze (copper-tin) dissolved structure looks black as a whole. A large number of small white portions are massive undissolved structures whose sections have been cut, or atomized powder that has been divided into fine fragments during thermal spraying. The fine white dots in the white massive undissolved structure are the lead phases precipitated and crystallized in the atomized powder.

鉛偏析組織においては、未溶解組織及び鉛フリー溶解
組織が何れか一方が過度に多くなると好ましくないの
で、未溶解組織が２〜70面積％、より好ましくは２〜50
面積％であることが望ましい。In the lead segregation structure, it is not preferable that any one of the undissolved structure and the lead-free dissolved structure is excessively large. Therefore, the undissolved structure is 2 to 70% by area, more preferably 2 to 50%.
It is desirable to be area%.

未溶解組織（アトマイズ組織）中の鉛相がネットワー
ク状でもよいが、粒状であることが好ましい。鉛相が粒
状であると摺動中にクラックが鉛層に沿って伝播しない
ので、耐割れ性が高められるからである。未溶解組織
（アトマイズ組織）中の鉛相を粒状にするためには、ア
トマイズ粉末中の鉛相が粒状である原料粉末を選択し、
かつ素材への衝突圧力を過度に高くして未溶解粉末中の
鉛相が層状になる程、押し潰さないが必要である。粒状
鉛相の粒径が大き過ぎると強度を低下し、逆に小さ過ぎ
ると潤滑性が低下するために、好ましくは円換算で0.5
〜20μｍの直径範囲内であることが望ましい。The lead phase in the undissolved structure (atomized structure) may be in a network form, but is preferably in a granular form. If the lead phase is granular, cracks do not propagate along the lead layer during sliding, so that crack resistance is enhanced. In order to make the lead phase in the undissolved structure (atomized structure) granular, select the raw material powder in which the lead phase in the atomized powder is granular,
In addition, it is necessary not to crush the material so that the lead pressure in the undissolved powder becomes layered by setting the impact pressure on the material too high. If the particle size of the granular lead phase is too large, the strength is reduced, and if it is too small, the lubricity is reduced.
Desirably, the diameter is in the range of 2020 μm.

鉛偏析組織をもつ溶射層の厚みは５〜500μｍの範囲
であることが好ましい。厚みが厚過ぎると、裏金の溶射
反対面を強制冷却するなどの手間がかかる施工法を採用
しないと溶射層の熱がこもり未溶解アトマイズ粉が溶融
して所望の組織が得られなくなり、一方厚みが薄すぎる
と摺動性能が優れないので、これらの両面を考慮して適
宜厚みを決定する必要がある。ガス圧を高くしかつガス
の速度を大にした高速火炎溶射法を採用するとともに、
溶射距離を180mmとする。溶射層の厚さを制限する条件
を採用したものである。より具体的条件を以下に示す。The thickness of the sprayed layer having a lead segregation structure is preferably in the range of 5 to 500 μm. If the thickness is too thick, the heat of the sprayed layer will be stuck and the undissolved atomized powder will melt and the desired structure will not be obtained unless a laborious method such as forcibly cooling the opposite side of the back metal spraying is adopted. If the thickness is too small, the sliding performance is not excellent, so it is necessary to determine the thickness appropriately in consideration of both sides. While adopting a high-speed flame spraying method that increases the gas pressure and gas velocity,
Spray distance is 180mm. The conditions for limiting the thickness of the sprayed layer are adopted. More specific conditions are shown below.

ガス圧:1MPa フレーム速度:1200m/s 溶射層厚さ:250μｍ 続いてアルミニウムなどの固溶型元素を添加した青銅
の組織について説明する。この組織では、アトマイズ粉
末の原形を留めた組織（すなわち「アトマイズ組織」）
と溶射により層状などに形状が変形した組織（以下「溶
射変形組織」と言う）とが混合している。この点では上
述した銅−鉛合金の溶射組織と同じである。アトマイズ
組織と溶射変形組織を比較して対照的な点を述べると、
アトマイズ組織は溶射中及び斜板に衝突後に加熱された
ために、均熱・焼鈍組織であり、一方溶射変形組織はア
トマイズ粉が再溶融し凝固した鋳造組織であるところに
ある。したがって、アルミニウムはアトマイズ組織では
固溶量が少なくなり均一かつ微細に析出し易くなり、溶
射変形組織ではアルミニウムの固溶量が多くなる。ま
た、アルミニウムの添加量が平衡状態の固溶量よりも非
常に少ないときは、溶射変形組織では鋳造組織に見られ
るようなアルミニウムが偏析しているが、アトマイズ組
織ではアルミニウム分布が均一である。アルミニウムの
溶質元素の分布が均一であることは、相手材が常に均一
な摺動特性の面と微視的に接触していることとなり、摺
動特性上望ましいと考えられる。以上、要約すると、銅
−鉛合金について詳述した通りの摺動特性の二つの面
が，銅−鉛合金ほど顕著な差はないが、発揮されること
になる。Gas pressure: 1 MPa Flame speed: 1200 m / s Thickness of sprayed layer: 250 μm Next, the structure of bronze to which a solid solution element such as aluminum is added will be described. In this structure, the structure intact of the atomized powder (ie, "atomized structure")
And a structure whose shape has been changed into a layer or the like by thermal spraying (hereinafter referred to as “sprayed deformed structure”). This point is the same as the above-described sprayed structure of the copper-lead alloy. When comparing the atomized structure and the spray deformed structure,
The atomized structure is a soaking / annealed structure because it was heated during thermal spraying and after collision with the swash plate, whereas the thermally deformed structure is a cast structure in which atomized powder was re-melted and solidified. Therefore, aluminum has a small amount of solid solution in an atomized structure and tends to precipitate uniformly and finely, and has a large amount of aluminum in a thermally deformed structure. When the addition amount of aluminum is much smaller than the amount of solid solution in the equilibrium state, aluminum is segregated in the spray-deformed structure as seen in the cast structure, but the aluminum distribution is uniform in the atomized structure. The uniform distribution of the solute element in aluminum means that the partner material is always in microscopic contact with a surface having uniform sliding characteristics, which is considered desirable in terms of sliding characteristics. In summary, the two aspects of the sliding properties as described in detail for the copper-lead alloy are exhibited, although not as markedly different as the copper-lead alloy.

ニッケル、アンチモン、鉄、アルミニウム、リン、亜
鉛及びマンガンなどの元素は溶解組織又は強制固溶溶射
組織の何れかにのみ含有されることが好ましい。銀は何
れの組織に含有されてもよい。Elements such as nickel, antimony, iron, aluminum, phosphorus, zinc, and manganese are preferably contained only in either the dissolved structure or the forced solid sprayed structure. Silver may be contained in any tissue.

上記した種々の溶射組織をもつ銅合金に、10％以下好
ましくは１〜10％のAl₂O₃,SiO₂,SiC,ZrO₂,Si₃N₄,BN、Al
N,TiN,TiV,B₄C,鉄−リン化合物、鉄−ホウ素化合物、鉄
−窒素化合物からなる群から選択された１種又は２種以
上の化合物を耐摩性向上成分として添加することができ
る。これらの成分の添加量が10％を超えると、潤滑性、
なじみ性が不良となり、その結果焼付が起こり易くな
る。Copper alloy having a variety of thermal spraying tissues described above, 10% or less preferably 1-10% _{Al 2 O 3, SiO 2,} SiC, ZrO 2, Si 3 N 4, BN, Al
One, two or more compounds selected from the group consisting of N, TiN, TiV, B ₄ C, iron-phosphorus compounds, iron-boron compounds, and iron-nitrogen compounds can be added as an anti-friction component. . If the addition amount of these components exceeds 10%, lubricity,
The conformability is poor, and as a result, seizure is likely to occur.

さらにまた、本発明においては、青銅が重量百分率で
３％以下の黒鉛を含有することができる。黒鉛は潤滑性
を向上させ、斜板摺動層の割れを防止する添加剤であ
る。黒鉛の含有量が３％を超えると、青銅の強度が低下
し好ましくない。なお好ましい黒鉛の含有量は0.15〜1.
5％である。Furthermore, in the present invention, the bronze can contain 3% or less by weight of graphite. Graphite is an additive that improves lubricity and prevents cracking of the swash plate sliding layer. If the graphite content exceeds 3%, the strength of the bronze decreases, which is not preferable. The preferred graphite content is 0.15 to 1.
5%.

第８図はCu−６％Sn合金の溶射摺動層（溶射組織−鉛
偏析組織、厚み200μｍ）に添加した黒鉛の量と物性及
び焼付時間の関係を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the amount of graphite added to the sprayed sliding layer (sprayed structure-lead segregation structure, thickness of 200 μm) of Cu-6% Sn alloy, physical properties and baking time.

試験条件は下記のとおりである。 The test conditions are as follows.

試験機：ピンディスク試験機 摺動速度:20m/秒 荷重:500N 潤滑油：冷凍機油を最初に塗布 相手材:SUJ2焼入れピン 第８図より、硬さ（荷重300gのビッカース硬さ）およ
び剪断応力は黒鉛添加量とともに低下し、溶射層の基礎
的物性は悪化するが、逆に摺動特性の一つである耐焼付
性は向上することが分かる。このような優れた効果は黒
鉛が摩擦係数を低下させることに起因し、限りなくドラ
イに近い条件での焼付には上記した基礎的物性は支配的
ではないと考えられる。Testing machine: Pin disk testing machine Sliding speed: 20m / sec Load: 500N Lubricating oil: Refrigeration oil applied first Counterpart material: SUJ2 quenched pin From Fig. 8, hardness (Vickers hardness at 300g load) and shear stress It can be seen that the value decreases with the amount of graphite added, and the basic physical properties of the sprayed layer deteriorate, but on the contrary, seizure resistance, which is one of the sliding characteristics, improves. Such excellent effects are due to the fact that graphite lowers the coefficient of friction, and it is considered that the above-mentioned basic physical properties are not dominant in printing under conditions that are as dry as possible.

摩擦係数を低下させる効果がある黒鉛は溶射中に燃焼
し易いために、銅をコーティングするなど酸化防止対策
を講じるとよい。Graphite, which has an effect of lowering the friction coefficient, tends to burn during thermal spraying, so it is advisable to take measures against oxidation such as coating with copper.

本発明においては、溶射層の密着性を高めるために、
溶射層と斜板基材の間に、銅、ニッケル、アルミニウ
ム、銅ニッケル系合金、ニッケルアルミ系合金、銅アル
ミ系合金、銅スズ系合金、ニッケ自溶合金及びコバルト
自溶合金からなる群より選択された１種又は２種以上の
材料からなる中間層をめっき、スパッタリング、溶射等
の方法により形成することが好ましい。これらの材料は
何れも、それらの表面が粗なことが必要であるが、青銅
と合金化し易いために、溶射の際に（未）溶解層と強固
に結合して溶射層と裏金との接合強度を高める。なお好
ましい中間層の厚みは５〜100μｍである。銅−スズ−
合金としてはCu−Sn−Ｐ系合金を使用することができ
る。この合金は湯流れが良くかつ酸化され難いので、溶
射により中間層とすると優れた性能が得られる。In the present invention, in order to enhance the adhesion of the sprayed layer,
Between the thermal spray layer and the swash plate substrate, from the group consisting of copper, nickel, aluminum, copper-nickel alloy, nickel aluminum alloy, copper aluminum alloy, copper tin alloy, nickel self-fluxing alloy and cobalt self-fluxing alloy It is preferable to form an intermediate layer made of one or more selected materials by a method such as plating, sputtering, or thermal spraying. All of these materials need to have a rough surface, but since they are easily alloyed with bronze, they are strongly bonded to the (un) dissolved layer during thermal spraying and are bonded to the thermal spray layer and the back metal. Increase strength. The preferred thickness of the intermediate layer is 5 to 100 μm. Copper-tin-
As the alloy, a Cu-Sn-P-based alloy can be used. Since this alloy has a good molten metal flow and is hard to be oxidized, excellent performance can be obtained when the intermediate layer is formed by thermal spraying.

本発明の摺動層は通常の溶射法及び条件で作ることが
できる。しかしながら、溶解組織と未溶解組織が混合し
た溶射組織を作る場合は、溶射条件は、溶射炎中で飛行
中のアトマイズ青銅粉が一部だけ溶融する；裏金に衝突
後に鉛青銅合金全体が再溶融しない（一部は再溶融して
もよい）；溶融合金及び凝固合金の冷却速度が大にする
必要がある。具体的には、ガス圧を高くしかつガスの速
度を大にした高速火炎溶射法を採用するとともに、溶射
距離を180mmとし、溶射層の厚さを制限する条件を採用
したものである。より具体的条件を以下に示す。The sliding layer of the present invention can be formed by a usual spraying method and conditions. However, if a melted and undissolved structure is to be mixed to form a sprayed structure, the spraying conditions are such that the atomized bronze powder in flight during the spray flame only partially melts; the entire lead bronze alloy remelts after impact with the backing metal No (some may re-melt); cooling rate of molten alloy and solidified alloy needs to be high. Specifically, a high-speed flame spraying method in which the gas pressure is increased and the gas velocity is increased is employed, the spraying distance is set to 180 mm, and the conditions for limiting the thickness of the sprayed layer are employed. More specific conditions are shown below.

ガス圧:1MPa フレーム速度:120m/sec 溶射厚さ:250μｍ 上記の条件においてアトマイズ組織の割合を多くする
ときはガスに対する粉末の割合を多くすればよく、溶射
条件の調節により任意に組織の割合を調整することがで
きる。Gas pressure: 1 MPa Flame speed: 120 m / sec Sprayed thickness: 250 μm When increasing the ratio of atomized structure under the above conditions, the ratio of powder to gas may be increased, and the ratio of tissue may be arbitrarily adjusted by adjusting the spraying conditions. Can be adjusted.

続いて、鉛偏析組織を作る製造方法について説明す
る。Subsequently, a manufacturing method for producing a lead segregation structure will be described.

金属（銅）／セラミックス（Al₂O₃）系の溶射では、
後者を一旦溶融した後前者から分離して凝固させること
が示されている（日本金属学界報「まてりあ」Vol.33
（1994）No.3、第271頁、図５）が、銅−鉛系粉末では
鉛が低融点であるためにこのような分離凝固はほとんど
不可能であり、むしろ鉛は銅より溶射中に溶解する可能
性が大である。In metal (copper) / ceramics (Al ₂ O ₃ ) spraying,
It has been shown that the latter is melted once and then separated and solidified from the former (Nippon Institute of Metals Science, “Materia” Vol.33
(1994) No. 3, p. 271; FIG. 5), it is almost impossible to separate and solidify such a copper-lead-based powder due to its low melting point. The possibility of dissolution is great.

この点を避けて、溶射炎中で飛行中に粗粒の鉛含有粉
末は完全には溶融せず、鉛を含有しない微粒の粉末が溶
融する；裏金に衝突後に前記の粗粒粉末が溶融しないよ
うな溶射条件につき検討した結果、第１の粉末は実質的
に鉛を含有せず、銅を主成分とする細粒粉末であり、第
２の粉末は、鉛を含有し銅を主成分とする粗粒の粉末と
することが有効であることが分かった。好ましくは、ガ
ス圧を高くしかつガスの速度を大にした高速火炎溶射法
を採用するとともに、溶射距離を180mmとし、かつ溶射
層の厚さを制限する条件を採用したものである。より具
体的条件を以下に示す。Avoiding this point, the coarse-grained lead-containing powder does not completely melt during flight in a thermal spray flame and the fine-grained lead-free powder melts; the coarse-grained powder does not melt after impact with the backing metal As a result of examining such thermal spraying conditions, the first powder is a fine powder containing substantially no lead and containing copper as a main component, and the second powder contains lead and contains copper as a main component. It has been found that it is effective to obtain a coarse powder. Preferably, a high-speed flame spraying method in which the gas pressure is increased and the speed of the gas is increased is employed, the spraying distance is set to 180 mm, and the conditions for limiting the thickness of the sprayed layer are adopted. More specific conditions are shown below.

ガス圧:1MPa フレーム速度:1200m/s 溶射層厚さ:250μｍ ここで粗粒・細粒とはJIS Ｚ 8801（1981年改正、
標準ふるい目の開き）で平均粒径で２等級以上の差があ
ることである。等級の差が１であると鉛の溶解が起り易
くなる。なお、溶射層の接着強度の面から等級の差は８
等級以下であることが好ましい。Gas pressure: 1MPa Flame speed: 1200m / s Thickness of sprayed layer: 250μm Coarse and fine particles are defined as JIS Z 8801 (revised in 1981,
The difference between the average particle size and the average particle size is 2 or more. When the difference between the grades is 1, lead is likely to dissolve. The difference between the grades in terms of the adhesive strength of the sprayed layer is 8
Preferably it is less than or equal to the grade.

また第１の粉末及び第２の粉末は摺動特性の面から銅
を主成分とすることが必要であり、例えば、鉛，スズな
どの金属元素の粉末を溶射すると摺動特性不良の領域が
溶射層内に形成されるおそれがある。なお、スズ等をど
の粉末に含有させるかは、すでに溶解組織及び未溶解組
織の添加元素について記述したところによる。In addition, the first powder and the second powder need to contain copper as a main component from the viewpoint of sliding characteristics. For example, when a powder of a metal element such as lead or tin is sprayed, a region having poor sliding characteristics may be formed. It may be formed in the thermal spray layer. Which powder contains tin and the like depends on the description of the added elements in the dissolved and undissolved structures.

続いて溶射層の物性につき説明する。 Next, the physical properties of the sprayed layer will be described.

溶射層の硬さは主として添加元素の量に依存し、添加
量が0.5〜40％の場合はHv_（0.3）110〜280の範囲であ
る。この硬さは焼結材料や鋳造材料に比べて高いことに
特徴がある。The hardness of the sprayed layer mainly depends on the amount of the added element, and when the added amount is 0.5 to 40%, it is in the range of Hv _(0.3) 110 to 280. This hardness is characterized in that it is higher than a sintered material or a cast material.

溶射層の厚さは５〜500μｍが好ましい。厚さが500μ
ｍを超えると溶射層内にこもる熱量が多くなるために、
所定以上の熱量となると銅合金が再溶融され硬度や密度
が低くなり、この結果摺動特性が劣化する。好ましい溶
射層の厚みは５〜300μｍ、特に20〜200μｍである。The thickness of the sprayed layer is preferably 5 to 500 μm. 500μ thickness
If it exceeds m, the amount of heat stored in the sprayed layer will increase,
When the heat amount exceeds a predetermined value, the copper alloy is re-melted and the hardness and the density are lowered, and as a result, the sliding characteristics are deteriorated. The preferred thickness of the sprayed layer is 5 to 300 μm, especially 20 to 200 μm.

溶射層は溶射後表面を研磨しあるいは研磨しないで上
記厚みとして摺動層とする。After spraying, the surface of the sprayed layer is polished or not polished, and the above thickness is used as the sliding layer.

斜板表面にはショットブラスト、エッチング、化成処
理などの粗面化処理や接着層を設けるめっき処理などを
適宜施すことができる。The surface of the swash plate may be appropriately subjected to a surface roughening treatment such as shot blasting, etching, or chemical conversion treatment, or a plating treatment for providing an adhesive layer.

また、本発明においては溶射層の成分の均一化を図る
条件で熱処理をすることができる。すなわち、上記組成
の銅系合金を必要により硬質物とともに溶射した後に10
0〜300℃の温度範囲で30〜240分の熱処理を施すことが
できる。この温度及び時間の下限未満では成分均一化の
効果がなく、一方これらの温度及び時間の上限を超える
と溶射層が軟化し、あるいは上記した組織のアトマイズ
組織、溶射変形組織などを構成する結晶粒子、Pb粒子、
片状組織が粗大化して溶射組織の特有の形態が破壊され
ることにより摺動特性が劣化する。好ましい熱処理は15
0〜300℃で10〜120分であり、より好ましくは150〜250
℃で60〜120分の条件である。Further, in the present invention, the heat treatment can be performed under the condition for making the components of the sprayed layer uniform. That is, after spraying a copper-based alloy of the above composition together with a hard material if necessary, 10
The heat treatment can be performed in a temperature range of 0 to 300 ° C. for 30 to 240 minutes. If the temperature and time are less than the lower limits, there is no effect of uniformizing the components, while if the temperature and time exceed the upper limits, the sprayed layer is softened, or the atomized structure of the above-described structure, the crystal particles constituting the spray-deformed structure, etc. , Pb particles,
The flaky structure is coarsened and the specific form of the sprayed structure is destroyed, thereby deteriorating the sliding characteristics. Preferred heat treatment is 15
0-300 ° C for 10-120 minutes, more preferably 150-250
C. for 60 to 120 minutes.

さらに、本発明においては溶射層にピーニング処理
（ショットブラスト処理と言われることもある）を施
し、斜板に発生する表面割れを防止することができる。
ピーニングは、粒径が0.05〜1.0mm程度の鋼、亜鉛など
の粒を0.1〜0.8MPa、10〜80m/秒の速度で投射する条件
を好ましく採用することができる。Further, in the present invention, peening treatment (sometimes referred to as shot blast treatment) is performed on the thermal sprayed layer, so that surface cracks generated on the swash plate can be prevented.
Peening can be preferably carried out under conditions of projecting grains of steel, zinc or the like having a grain size of about 0.05 to 1.0 mm at a rate of 0.1 to 0.8 MPa and a speed of 10 to 80 m / sec.

第９図はピーニング有無による耐表面割れ性を焼付試
験法により表面割れ本数を測定する方法で評価した試験
結果を示すグラフである。使用した粉末は下記（イ）30
重量％、（ロ）70重量％である。FIG. 9 is a graph showing test results obtained by evaluating surface cracking resistance with and without peening by a method of measuring the number of surface cracks by a baking test method. The powder used is (a) 30 below
% And (b) 70% by weight.

（イ）Cu−10％Pb−10％Sn:平均粒径63μｍ （ロ）Cu−６％Sn:平均粒径19μｍ 溶射層は組織が鉛偏析組織であり、厚さが200μｍで
ある。第９図よりピーニング処理は横割れ防止に非常に
有効であることが分かる。(A) Cu-10% Pb-10% Sn: average particle diameter 63 μm (b) Cu-6% Sn: average particle diameter 19 μm The sprayed layer has a lead segregation structure and a thickness of 200 μm. From FIG. 9, it can be seen that the peening process is very effective in preventing lateral cracks.

第10図及び第11図を参照して好ましいピーニング条件
を説明する。Preferred peening conditions will be described with reference to FIGS. 10 and 11.

厚みが1.5mm,幅が40mmである基材（SPCC）にCu−10％
Pb−10％Sn合金を厚み300μｍに溶射した（組織は第５
図に示すもの）。基材は厚みが1.5mm,幅が40mmである。
溶射後試料は基材側が凹に沿ったので反り量（ｄ）を測
定した。その後、第10図に記した鉄球によるピーニング
を行い、変形量を反り量（ｄ）で測定した結果を同図の
グラフに示す。これより約10秒以降でピーニングの効果
が現れることがわかる。なお実際の斜板と試料の寸法差
を考慮すると、実際の斜板では約50秒以上のピーニング
が好ましいと考えられる。第11図は0.5mmの亜鉛球を0.2
MPaでピーニングした以外は第10図と同様の溶射及びピ
ーニングを行った結果を示す。この図から、亜鉛球の場
合は約１分からピーニングの効果が認められる。また斜
板への亜鉛球ピーニング時間は５分以上が好ましいと考
えられる。アルミニウム基材の上にCu−10％Pb−10％Sn
合金を厚み200μｍに溶射し（組織−第５図に示すも
の）、その後熱処理またはピーニングを行った場合の溶
射層の応力変化を表１に示す。Cu-10% for base material (SPCC) with thickness of 1.5mm and width of 40mm
A Pb-10% Sn alloy was sprayed to a thickness of 300 μm (the structure was
(Shown in the figure). The substrate has a thickness of 1.5 mm and a width of 40 mm.
After the thermal spraying, the warpage (d) of the sample was measured because the substrate side was along the concave. Thereafter, peening with an iron ball shown in FIG. 10 was performed, and the result of measuring the amount of deformation by the amount of warpage (d) is shown in the graph of FIG. This shows that the effect of peening appears after about 10 seconds. Considering the dimensional difference between the actual swash plate and the sample, it is considered that peening for about 50 seconds or more is preferable in the actual swash plate. Fig. 11 shows a 0.5 mm zinc ball
FIG. 10 shows the results of the same thermal spraying and peening as in FIG. 10 except for peening at MPa. From this figure, the effect of peening is recognized from about 1 minute in the case of zinc spheres. Further, it is considered that the zinc ball peening time on the swash plate is preferably 5 minutes or more. Cu-10% Pb-10% Sn on aluminum substrate
Table 1 shows the change in stress of the sprayed layer when the alloy was sprayed to a thickness of 200 μm (structure—shown in FIG. 5) and then heat-treated or peened.

この表から溶射層にピーニングを施すと引張歪が緩和
され圧縮歪方向に転換されることが分かり、これにより
表面割れが起こり難くなると考えられる。一方、熱処理
は内部応力を変化させていない。 From this table, it can be seen that when peening is applied to the thermal sprayed layer, the tensile strain is relaxed and the direction is changed to the compressive strain, and it is considered that surface cracks are less likely to occur. On the other hand, the heat treatment does not change the internal stress.

以下、実施例によりさらに具体的に本発明を説明す
る。Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

実施例１ 以下の性状の鉛青銅水アトマイズ粉末を円板（SCM415
（焼入れ），厚み10mm）へ溶射し、厚みが100〜150μｍ
の溶射層を形成した。Example 1 A lead bronze water atomized powder having the following properties was disc-shaped (SCM415).
(Quenching), sprayed to a thickness of 10mm), the thickness is 100 ~ 150μm
Was formed.

鉛含有量:10％ スズ含有量:10％ 粒径:75μｍアンダー 組織：第３図に示すもの 溶射は第１メテコ社製のダイヤモンドジェット型ガン
を使用して下記条件で行った。この結果、未溶解アトマ
イズ粉末が25面積％、残部は溶解組織である溶射層組織
となった。Lead content: 10% Tin content: 10% Particle size: under 75 μm Structure: as shown in FIG. 3 Thermal spraying was performed using a diamond jet gun manufactured by No. 1 Metco Co. under the following conditions. As a result, the undissolved atomized powder was 25 area%, and the remainder was a sprayed layer structure that was a dissolved structure.

ガス種：プロピレン10容量部と酸素、空気90容量部の
混合ガス ガス圧:0.69MPa フレーム速度:1200m/sec 溶射距離:180mm 粉末供給量:50g/分 これらの耐焼付性を以下の条件で試験した。Gas type: mixed gas of 10 parts by volume of propylene, 90 parts by volume of oxygen and air Gas pressure: 0.69 MPa Flame speed: 1200 m / sec Spraying distance: 180 mm Powder supply amount: 50 g / min Test the seizure resistance under the following conditions did.

焼付試験 試験機：ピンディスク型試験機 摺動速度:15m/s 潤滑条件：冷凍機油 荷重付加方法:400N/10分、漸増 相手材（ピン）:SUJ2焼入れ なお、比較のために、焼結銅合金（硬さHv約90）をろ
う付けした円板及びアルミニウム材円板についても試験
を行った。Seizure test Test machine: Pin disk type test machine Sliding speed: 15m / s Lubrication condition: Refrigerator oil Load applying method: 400N / 10 minutes, gradually increased Counterpart material (pin): SUJ2 quenching For comparison, sintered copper The test was also performed on a disk brazed with an alloy (hardness Hv about 90) and an aluminum disk.

試験の結果を第12図に示す。これより本発明の斜板は
比較材料より２倍以上耐焼付性が優れていることが明ら
かである。The test results are shown in FIG. This clearly shows that the swash plate of the present invention is more than twice as good in seizure resistance as the comparative material.

実施例２ アルミニウム合金（アルジル合金）斜板及び本発明実
施例１の溶射斜板を市販の斜板式コンプレッサーに組み
込んでベンチテストを行った。試験結果を次の表に示
す。Example 2 A bench test was conducted by incorporating an aluminum alloy (arzil alloy) swash plate and the sprayed swash plate of Example 1 of the present invention into a commercially available swash plate compressor. The test results are shown in the following table.

実施例３ 溶射材料の組成を表３のように変え、又溶射組織を全
部溶解と一部溶解（すなわち一部アトマイズ組織）の何
れかに変化させるとともに、一部については厚みが100
μｍのCu−６％Sn−0.3％Ｐ合金中間層を形成した試料
を作成した。溶射条件は、「全溶融」（全部溶解組織）
については粉末供給量が40g/分であり、その他について
は実施例１と同じである。表３に焼付試験結果を示す。 Example 3 The composition of the sprayed material was changed as shown in Table 3, and the sprayed structure was changed to either completely melted or partially melted (that is, partially atomized structure).
A sample having a μm Cu-6% Sn-0.3% P alloy intermediate layer formed thereon was prepared. Thermal spraying conditions are “all melted” (all melted structure)
Is about 40 g / min, and the others are the same as in Example 1. Table 3 shows the results of the seizure test.

なお、比較のために試験したアルミニウム鋳造材（Al
−17％Si−４％Cu）及び銅焼結材（Cu−10％Pb−10％S
n）の焼付荷重はそれぞれ4.0kN及び6.0kNであった。 The aluminum casting material (Al
-17% Si-4% Cu) and copper sintered material (Cu-10% Pb-10% S)
The seizure load of n) was 4.0 kN and 6.0 kN, respectively.

又、試料１の10％Snに代えて、0.4％P,5％Al,1％Si,2
％Mn,2％Cr,3％Ni又は15％Znの何れかを添加したところ
ほぼ同じ焼付荷重が得られた。Also, instead of 10% Sn of sample 1, 0.4% P, 5% Al, 1% Si, 2
When any of% Mn, 2% Cr, 3% Ni or 15% Zn was added, almost the same seizure load was obtained.

さらに、試料５のFe−Ｐ化合物に代えてFe−Ｂ又はFe
−Ｎ化合物を使用しても同じ焼付性能が得られた。Further, instead of the Fe—P compound of Sample 5, Fe—B or Fe—B
The same baking performance was obtained even when the -N compound was used.

実施例４ 以下の性状の水アトマイズ青銅粉末を使用して鋼板
（SPCC,厚み1.5mm）への溶射を行った。Example 4 Thermal spraying was performed on a steel plate (SPCC, 1.5 mm thick) using water atomized bronze powder having the following properties.

鉛含有量:8％ 粒径:90μｍアンダー 組織：第７図に示すもの 溶射は第１メテコ社製のダイヤモンドジェット型ガン
を使用して下記条件で行った。Lead content: 8% Particle size: under 90 μm Structure: as shown in FIG. 7 Thermal spraying was performed under the following conditions using a diamond jet gun manufactured by 1st Metco Corporation.

ガス種：プロピレン10容量部と空気、酸素90容量部の
混合ガス ガス圧:0.69MPa フレーム速度:1200m/s 溶射距離:180mm 粉末供給量:30〜100g/分 なお、粉末投入量を上記範囲内で調整することにより
溶射層中でのアトマイズ組織の割合を４面積％、21面積
％及び40面積％の割合で変化させた。第13図にはアトマ
イズ組織割合が４、21面積％の溶射層断面を電子顕微鏡
で観察した組織写真を示す。Gas type: mixed gas of 10 parts by volume of propylene and 90 parts by volume of air and oxygen Gas pressure: 0.69 MPa Flame speed: 1200 m / s Spraying distance: 180 mm Powder supply amount: 30 to 100 g / min. The ratio of the atomized structure in the sprayed layer was changed at the ratios of 4 area%, 21 area%, and 40 area% by adjusting the above conditions. FIG. 13 shows a micrograph of a cross section of the sprayed layer having an atomized microstructure ratio of 4 and 21 area% observed by an electron microscope.

上記方法により得られた溶射層の厚みは約100μｍで
あり、鉛の含有量は８％であった。また溶射層の任意の
部位を30箇所測定した平均硬さはHv205であった。The thickness of the sprayed layer obtained by the above method was about 100 μm, and the lead content was 8%. The average hardness measured at 30 arbitrary portions of the sprayed layer was Hv205.

また、比較のために本発明実施例と同じ組成かつ厚み
を有する焼結材からなる青銅層を作り、これらの耐焼付
性及び耐摩耗性を以下の条件で試験した。For comparison, a bronze layer made of a sintered material having the same composition and thickness as those of the examples of the present invention was prepared, and their seizure resistance and wear resistance were tested under the following conditions.

焼付試験 試験機：ピンディスクテスター 摺動速度:15m/s 潤滑条件：オイル滴下 荷重負荷方法：荷重漸増 相手材：軸受鋼 摩耗試験 試験機：ピンディスクテスター 摺動速度:3m/s 潤滑条件：冷凍機油添加冷媒中 荷重:0.4kN 相手材：軸受鋼焼入れ 試験結果は荷重・摺動距離に対する摩耗量で示す。Seizure test Testing machine: Pin disk tester Sliding speed: 15m / s Lubrication condition: Oil dripping Load loading method: Gradual increase of partner Material: Bearing steel Abrasion test Testing machine: Pin disk tester Sliding speed: 3m / s Lubrication condition: Freezing Load in machine oil added refrigerant Load: 0.4kN Counterpart material: Bearing steel quenching The test results are shown as abrasion against load and sliding distance.

試験の結果を第14図に示す。これより本発明の軸受材
料は耐焼付性及び耐摩耗性の両方において従来材料より
優れていることが明らかである。The test results are shown in FIG. It is clear from this that the bearing material of the present invention is superior to the conventional material in both seizure resistance and wear resistance.

実施例５ 10％スズを含有する鉛スズ青銅粉を用い、アトマイズ
組織の割合が22面積％の組織を作った以外は実施例１と
同じ試験を行ったところ、焼付荷重は8kN、比摩耗量は
1.5×10^-9となった。Example 5 The same test as in Example 1 was performed except that a lead-tin bronze powder containing 10% tin and a structure having an atomized structure ratio of 22 area% were used. The seizure load was 8 kN, and the specific wear amount. Is
It became 1.5 × 10 ^-9 .

実施例６ 表４のとおり硬質物を添加した粉末を実施例４と同じ
方法で溶射し試験を行い、表４に示す結果を得た。Example 6 A powder to which a hard material was added as shown in Table 4 was subjected to a thermal spraying test in the same manner as in Example 4, and the results shown in Table 4 were obtained.

表４と第14図を比較すると、硬質物の添加により耐摩
耗性が改善され、一方耐焼付性はほとんど影響されない
ことが明らかである。 Comparing Table 4 with FIG. 14, it is clear that the addition of a hard material improves the wear resistance while the seizure resistance is hardly affected.

実施例７（鉛偏析組織の実施例） 鋼板（SPCC、厚み5mm）にアルミナグリッドを用いて
ショットブラストを行い、表面を粗した。その上にNi−
５％Al粉を下記条件で溶射した。Example 7 (Example of lead segregation structure) A steel plate (SPCC, 5 mm in thickness) was shot blasted using an alumina grid to roughen the surface. Ni-
5% Al powder was sprayed under the following conditions.

第１メテコ社製のダイヤモンドジェット型ガン ガス種：プロピレン10容量部と、空気、酸素90容量部
の混合ガス ガス圧:0.69MPa フレーム速度:1200m/sec ガス量:80リットル／分 溶射距離:180mm 粉末供給量:30〜60g/分 Ni−５％Al溶射中間層の上に以下の性状の青銅アトマ
イズ粉を下記条件で溶射した。Diamond jet gun manufactured by Daiichi Metco Gas type: mixture of 10 parts by volume of propylene and 90 parts by volume of air and oxygen Gas pressure: 0.69 MPa Flame speed: 1200 m / sec Gas volume: 80 l / min Spraying distance: 180 mm Powder supply amount: 30 to 60 g / min A bronze atomized powder having the following properties was sprayed on the Ni-5% Al sprayed intermediate layer under the following conditions.

a:Cu−3.5％Sn−23％Pb（平均粒径63μｍ） b:Cu−６％Sn（平均粒径19μｍ） 第１メテコ社製のダイヤモンドジェット型ガン ガス種：プロピレン10容量部と、空気、酸素90容量部
の混合ガス ガス圧:0.69MPa フレーム速度:1200m/sec ガス量:60リットル／分 溶射距離:180mm 粉末供給量:30〜100g/分 粉末配合比率:a:30％、b:70％ 上記方法により得られた溶射層の厚みは約100μｍで
あり、鉛の含有量は８％であった。また溶射量の任意の
部位を30箇所測定した平均硬さはHv180であった。a: Cu-3.5% Sn-23% Pb (average particle diameter 63 μm) b: Cu-6% Sn (average particle diameter 19 μm) Diamond jet type gun manufactured by 1st Metco Gas type: propylene 10 parts by volume and air Gas mixture of 90 volume parts of oxygen Gas pressure: 0.69MPa Flame speed: 1200m / sec Gas volume: 60L / min Spraying distance: 180mm Powder supply amount: 30-100g / min Powder blending ratio: a: 30%, b: 70% The thickness of the sprayed layer obtained by the above method was about 100 μm, and the lead content was 8%. In addition, the average hardness measured at 30 arbitrary portions of the spray amount was Hv180.

密着強度試験 接着剤による密着試験（第15図に示す） 接着剤：エポキシ系接着剤（接着層２を板の下面に接
着した） 溶射層：厚み150μm,（第15図に１として示す） 棒３を水平に引抜いた。Adhesion strength test Adhesion adhesion test (shown in Fig. 15) Adhesive: epoxy-based adhesive (adhesive layer 2 adhered to lower surface of plate) Thermal sprayed layer: 150 μm thick (shown as 1 in Fig. 15) Rod 3 was pulled out horizontally.

焼付試験 油切れ焼付試験（第16図に示す） 摺動速度:20m/s 潤滑条件：試験前に油を塗布 荷重:0.5kN 相手材:SUJ2（第16図において４として示す） 試験の結果を第17図に示す。これより本発明の軸受材
料の溶射層は接着性及び耐焼付性の両方において従来材
料より優れていることが明らかである。Seizure test Oil shortage seizure test (shown in Fig. 16) Sliding speed: 20m / s Lubrication condition: Apply oil before the test Load: 0.5kN Counterpart material: SUJ2 (shown as 4 in Fig. 16) As shown in FIG. It is apparent from this that the sprayed layer of the bearing material of the present invention is superior to the conventional material in both adhesiveness and seizure resistance.

実施例８（鉛偏析組織の実施例） 表５のとおり条件を変えた以外は実施例７と同じ試験
を行い、表５に示す結果を得た。表５において、比較材
14はPb含有量が高い例、比較材15はPb含有量が低い例、
比較材16は全体が溶解組織となった例、比較材17は粉末
を１種のみ用いた例であり、何れも鉛偏析組織に対する
比較例である。Example 8 (Example of lead segregation structure) The same test as in Example 7 was performed except that the conditions were changed as shown in Table 5, and the results shown in Table 5 were obtained. In Table 5, comparative materials
14 is an example having a high Pb content, Comparative Material 15 is an example having a low Pb content,
The comparative material 16 is an example in which the whole has a dissolved structure, and the comparative material 17 is an example in which only one type of powder is used, and all are comparative examples for a lead segregation structure.

実施例９（中間層使用の実施例） Cu−10Pb−10Sn粉末を実施例と同様の条件で溶射し
た。中間層は下記の粉末を使用した。 Example 9 (Example using an intermediate layer) Cu-10Pb-10Sn powder was sprayed under the same conditions as in the example. The following powder was used for the intermediate layer.

PBP2（Cu−６％Sn−0.2％Ｐ） NiAl（Ni−５％Al） Ni:Al（95:5） 但し、中間層は円板基板上に予めNi−Al合金を厚み50
μｍ中間層としては溶射した。次に溶射層の耐焼付性試
験を第17図を参照にして説明した方法で行った。結果を
第18図に示す。PBP2 (Cu-6% Sn-0.2% P) NiAl (Ni-5% Al) Ni: Al (95: 5) However, the intermediate layer is made of a Ni-Al alloy with a thickness of 50 in advance on a disk substrate.
Thermal spraying was performed as the μm intermediate layer. Next, the seizure resistance test of the sprayed layer was performed by the method described with reference to FIG. The results are shown in FIG.

第18図より中間層が密着力向上に有効であることが分
かる。FIG. 18 shows that the intermediate layer is effective for improving the adhesion.

実施例10（黒鉛添加の実施例） 下記の粉末を実施例１と同様の条件で溶射した。Example 10 (Example in which graphite was added) The following powder was sprayed under the same conditions as in Example 1.

Cu−10％Ag Cu−１％Ag−10％Sn（平均粒径45μｍ、97％）＋黒鉛
（平均粒径75μｍ以下、３％） 実施例９と同様に耐焼付け試験を行い、またクラック
本数を測定した結果を第19図に示す。第19図により、黒
鉛添加が横割れ防止に有効であり、又耐焼付性も向上
させことが明らかである。Cu-10% Ag Cu-1% Ag-10% Sn (average particle size 45 μm, 97%) + graphite (average particle size 75 μm or less, 3%) A baking resistance test was performed in the same manner as in Example 9, and the number of cracks was also measured. FIG. 19 shows the measurement results. From FIG. 19, it is clear that the addition of graphite is effective for preventing lateral cracking and also improves the seizure resistance.

横割れを生じさせた溶射層の組織写真を第20図に示
す。図示された横割れが微粒除去により抑制されるの
は、連続した鉛相が少なくなることと関連し、一方黒鉛
添加により抑制されるのは摩擦係数の立ち上がりが抑え
られ鉛相以外の場所で起る破断が抑制されることと関連
する。これらの手段の併用によりさらに横割れが起り難
くなる。FIG. 20 shows a micrograph of the structure of the sprayed layer in which the lateral cracks have occurred. The suppression of the lateral cracks shown in the figure by the removal of fine particles is related to the reduction of the continuous lead phase. On the other hand, the suppression by the addition of graphite suppresses the rise of the friction coefficient and occurs in places other than the lead phase. This is related to suppression of breakage. The combined use of these means makes lateral cracks less likely to occur.

産業上の利用可能性 以上説明したように、本発明は銅系材料と溶射の特徴
を組み合わせることにより従来の斜板コンプレッサー斜
板を著しく凌駕する摺動特性を実現した。INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention has realized sliding characteristics far superior to the conventional swash plate compressor swash plate by combining the copper-based material and the characteristics of thermal spraying.

したがって、本発明は斜板に加えられる負荷や潤滑条
件などが厳しい斜板式コンプレッサーの耐久性及び信頼
性を高めるものであり、産業上非常に有益な成果を達成
する。Therefore, the present invention enhances the durability and reliability of the swash plate type compressor in which the load applied to the swash plate and the lubrication conditions are severe, and achieves a very useful result in industry.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹中 健二 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式 会社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 杉浦 学 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式 会社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 徳永 英二 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式 会社豊田自動織機製作所内 (56)参考文献 特公 平６−97033（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭55−36832（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F04B 27/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kenji Takenaka 2-1-1, Toyota-cho, Kariya-shi, Aichi Pref. Inside the Toyota Industries Corporation (72) Inventor Manabu Sugiura 2-1-1, Toyota-cho, Kariya-shi, Aichi Pref. Inside Toyoda Automatic Loom Works (72) Inventor Eiji Tokunaga 2-1-1 Toyota-machi, Kariya City, Aichi Prefecture Inside Toyoda Automatic Loom Works (56) References JP 6-97033 (JP, B2) JP 55- 36832 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁶ , DB name) F04B 27/08

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】斜板式コンプレッサーに用いられる鉄系又
はアルミニウム系材料からなる斜板において、重量百分
率で、40％以下の鉛、30％以下のスズ、0.5％以下のリ
ン、15％以下のアルミニウム、10％以下の銀、５％以下
のケイ素、５％以下のマンガン、５％以下のクロム,20
％以下のニッケル及び30％以下の亜鉛からなる群から選
択された１種又は２種以上を、0.5〜50％の範囲で含有
し、残部が実質的に銅及び不純物からなる銅系合金から
なり、その未溶解組織を含む溶射層を、少なくともシュ
ーとの摺動面に形成したことを特徴とする斜板式コンプ
レッサーの斜板。1. A swash plate made of an iron-based or aluminum-based material used for a swash-plate compressor, wherein the weight percentage is 40% or less of lead, 30% or less of tin, 0.5% or less of phosphorus, and 15% or less of aluminum. 10% or less silver, 5% or less silicon, 5% or less manganese, 5% or less chromium, 20
1% or more selected from the group consisting of not more than 30% nickel and not more than 30% zinc in the range of 0.5 to 50%, with the balance being substantially composed of copper and impurities. A swash plate of a swash plate compressor, wherein a sprayed layer containing the undissolved structure is formed on at least a sliding surface with the shoe. 【請求項２】前記溶射層が、重量百分率で２〜30％の鉛
を含有する銅系合金からなり、その組織が銅合金アトマ
イズ粉の前記未溶解組織と、鉛を銅合金中に強制固溶し
た層状溶射組織との混合組織から実質的になることを特
徴とする請求項１記載の斜板式コンプレッサーの斜板。2. The sprayed layer is made of a copper-based alloy containing 2 to 30% by weight of lead as a weight percent, and its structure is composed of the undissolved structure of the copper alloy atomized powder and lead forcibly solidified in the copper alloy. The swash plate of a swash plate compressor according to claim 1, wherein the swash plate is substantially composed of a mixed structure with a melted layered sprayed structure. 【請求項３】前記溶斜層が、重量百分率で１〜30％の鉛
を含有する銅系合金からなり、その組織が３〜40％の前
記鉛を含有する粉体の前記未溶解組織と、３％以下の鉛
を含有するもしくは鉛を含有しない溶解組織との混合組
織から実質的になることを特徴とする請求項１記載の斜
板式コンプレッサーの斜板。3. The inclining layer is made of a copper-based alloy containing 1 to 30% by weight of lead, and its structure is the same as that of the undissolved structure of powder containing 3 to 40% of lead. 2. The swash plate of a swash plate compressor according to claim 1, wherein the swash plate is substantially composed of a mixed structure containing 3% or less of lead or a dissolved structure containing no lead. 【請求項４】前記未溶解組織中の鉛相が粒状であること
を特徴とする請求項３記載の斜板式コンプレッサーの斜
板。4. The swash plate of a swash plate compressor according to claim 3, wherein the lead phase in the undissolved structure is granular. 【請求項５】前記鉛を含有する粉体がアトマイズ粉であ
ることを特徴とする請求項４記載の斜板式コンプレッサ
ーの斜板。5. The swash plate of a swash plate compressor according to claim 4, wherein said powder containing lead is atomized powder. 【請求項６】前記溶射層が、Al₂O₃、SiO₂、SiC、ZrO₂、
Si₃N₄、BN、AlN、TiN、TiC、B₄C、ならびに鉄−リン、
鉄−ホウ素、鉄−窒素の鉄系化合物からなる群から選択
された１種又は２種以上を、重量百分率で10％以下含有
することを特徴とする請求項１から５までの何れか１項
記載の斜板式コンプレッサーの斜板。6. The thermal spraying layer according to claim 1, wherein said thermal spraying layer comprises Al ₂ O ₃ , SiO ₂ , SiC, ZrO ₂ ,
Si ₃ N ₄ , BN, AlN, TiN, TiC, B ₄ C, and iron-phosphorus,
6. The composition according to claim 1, wherein one or more kinds selected from the group consisting of iron-boron and iron-nitrogen are contained in a weight percentage of 10% or less. 7. The swash plate of the swash plate type compressor described. 【請求項７】前記溶射層が重量百分率で３％以下の黒鉛
を含有することを特徴とする請求項１から５までの何れ
か１項記載の斜板式コンプレッサーの斜板。7. The swash plate compressor according to claim 1, wherein said sprayed layer contains 3% or less by weight of graphite. 【請求項８】前記鉄系又はアルミニウム系材料と前記溶
射層の間にCu,Ni,Al,Ni−Al系合金、Cu−Ni系合金、Ni
自溶合金及びCo自溶合金からなる群から選択された１種
又は２種以上の材料からなる中間層を形成したことを特
徴とする請求項１から５までの何れか１項記載の斜板式
コンプレッサーの斜板。8. A Cu, Ni, Al, Ni—Al alloy, a Cu—Ni alloy, a Ni—Ni alloy between the iron or aluminum material and the sprayed layer.
The swash plate type according to any one of claims 1 to 5, wherein an intermediate layer made of one or more materials selected from the group consisting of a self-fluxing alloy and a Co self-fluxing alloy is formed. Swash plate of compressor. 【請求項９】前記溶射層が重量百分率で３％以下の黒鉛
を含有することを特徴とする請求項６記載の斜板式コン
プレッサーの斜板。9. The swash plate of a swash plate compressor according to claim 6, wherein said sprayed layer contains not more than 3% by weight of graphite. 【請求項１０】前記鉄系又はアルミニウム系材料と前記
溶射層の間にCu,Ni,Al,Ni−Al系合金、Cu−Ni系合金、C
u−Al系合金、Cu−Sn系合金、Ni自溶合金及びCo自溶合
金からなる群から選択された１種または２種以上の材料
からなる中間層を形成したことを特徴とする請求項６記
載の斜板式コンプレッサーの斜板。10. A Cu, Ni, Al, Ni-Al alloy, a Cu-Ni alloy, a C-Ni alloy between the iron or aluminum material and the sprayed layer.
An intermediate layer comprising one or more materials selected from the group consisting of a u-Al-based alloy, a Cu-Sn-based alloy, a Ni self-fluxing alloy, and a Co self-fluxing alloy, is formed. 6. The swash plate of the swash plate compressor according to 6. 【請求項１１】前記溶射層が重量百分率で３％以下の黒
鉛を含有することを特徴とする請求項10記載の斜板式コ
ンプレッサの斜板。11. The swash plate of a swash plate compressor according to claim 10, wherein said sprayed layer contains not more than 3% by weight of graphite. 【請求項１２】鉛を含有する銅合金の粉末を鉄系又はア
ルミニウム系材料からなる斜板に、前記粉末を重量百分
率で３％未満の鉛を含有し銅を主成分とする第１の粉末
と３〜40％の鉛を含有しもしくは含有せず、銅を主成分
をする第２の粉末とを溶射し、第１の粉末を溶解させ、
一方第２の粉末を第１の粉末より粗粒としかつ実質的に
溶解させずに斜板状に層を形成することを特徴とする斜
板式コンプレッサー斜板の摺動層の調製方法。12. A first powder containing copper of less than 3% by weight and containing copper as a main component, wherein the powder of a copper alloy containing lead is placed on a swash plate made of an iron-based or aluminum-based material. And a second powder containing or not containing 3 to 40% of lead and containing copper as a main component, and the first powder is dissolved,
On the other hand, a method for preparing a sliding layer of a swash plate type compressor swash plate, wherein the second powder is formed in a swash plate shape without making the second powder coarser than the first powder and substantially dissolving. 【請求項１３】溶射層にピーニング処理を施すことを特
徴とする請求項12記載の斜板式コンプレッサー斜板の摺
動層の調製方法。13. The method for preparing a sliding layer of a swash plate type compressor swash plate according to claim 12, wherein the sprayed layer is subjected to a peening treatment. 【請求項１４】斜板式コンプレッサーに用いられる斜板
に請求項１記載の銅合金又はさらに請求項６記載の１種
又は２種以上の化合物を含有する銅合金を溶射した後に
100〜300℃の温度範囲で10〜240分の熱処理を施すこと
を特徴とする請求項12又は13記載の斜板式コンプレッサ
ーの斜板の摺動層の調製方法。14. A swash plate used in a swash plate compressor, after spraying the copper alloy according to claim 1 or the copper alloy containing one or more compounds according to claim 6.
14. The method for preparing a sliding layer of a swash plate of a swash plate compressor according to claim 12, wherein a heat treatment is performed for 10 to 240 minutes in a temperature range of 100 to 300 ° C. 【請求項１５】斜板の表面に、Cu,Ni,Al,Ni−Al系合
金、Cu−Ni系合金、Cu−Al系合金及びCu−Sn系合金、Ni
自溶合金及びCo自溶合金からなる群から選択された１種
又は２種以上の材料からなる中間層を形成し、この中間
層に溶射を行うことを特徴とする請求項12から14までの
何れか１項記載の斜板式コンプレッサーの斜板の摺動層
の調製方法。15. A swash plate, comprising Cu, Ni, Al, Ni-Al alloy, Cu-Ni alloy, Cu-Al alloy, Cu-Sn alloy, Ni
Forming an intermediate layer of one or more materials selected from the group consisting of a self-fluxing alloy and a Co self-fluxing alloy, and performing thermal spraying on the intermediate layer; A method for preparing a sliding layer of a swash plate of a swash plate compressor according to any one of the preceding claims. 【請求項１６】溶射を高速火炎溶射法で行う請求項12か
ら15までの何れか１項記載の斜板式コンプレッサーの斜
板の摺動層の調製方法。16. The method for preparing a sliding layer of a swash plate of a swash plate compressor according to claim 12, wherein the spraying is performed by a high-speed flame spraying method.