JP3013946B2 - 耐焼付性に優れた多層複合摺動材料 - Google Patents

耐焼付性に優れた多層複合摺動材料

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車、産業機械、農
業機械等におけるブシュ、ワッシャーなどの使用に好適
な複合摺動材料に係わり、特に潤滑条件の苛酷な境界潤
滑状態において、従来品に比して優れた耐焼付性を有す
る複合摺動材料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、前記のブシュ、ワッシャー等に
は、主として青銅、鉛青銅、黒鉛含有青銅のような焼結
銅合金が使用されており、これらの合金は潤滑油が存在
する使用条件下ではそれなりの摺動性能を発揮する。し
かしながら、該合金は境界潤滑領域においては特に耐焼
付性に劣り十分な摺動性能が得られていなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来より、耐焼付性に
優れた材料として前記の青銅、鉛青銅、黒鉛含有青銅が
広く使用されているが、最近の内燃機関の高性能化に伴
い、摺動材料として従来より更に耐焼付性に優れる材料
が要求されるようになってきた。本発明は、斯かる技術
的背景下で創案されたものであり、境界潤滑条件下にお
ける耐焼付性が改善された摺動材料を提供することを目
的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたものでその要旨は、 1.鋼板あるいは銅などの表面メッキされた鋼板上に、
Sn5〜16重量%、任意成分であるPb0〜15重量
%、任意成分であるP0〜0.5重量%、残部Cuの粉
末焼結より成る0.05〜0.5mm厚さの接着層を有
し、更にその表面にSn5〜16重量%、MoS1〜
12重量%、残部Cuの粉末焼結からなる0.1〜1.
0mm厚さの合金層を有することを特徴とする耐焼付性
に優れた多層複合摺動材料。 2.前記1記載の合金層中のMoSがCuまたはN
iでコーディングされた粉末を使用することを特徴とす
る耐焼付性に優れた多層複合摺動材料。 3.前記1または2記載の合金層中に任意成分である
Pb20重量%以下を含むことを特徴とする耐焼付性に
優れた多層複合摺動材料。 4.前記 請求項1ないし3に記載の合金層中に任意成分
であるNi12重量%以下を含むことを特徴とする耐焼
付性に優れた多層複合摺動材料。である。
【0005】
【作用】次に、本発明の限定理由および作用について述
べる。 Sn:5〜16重量% SnはCuと合金化してマトリックスの強度を高める。
5%未満では材料強度が不足するとともに耐摩耗性に劣
り、16%を越えると合金が脆弱になる。 MoS:1〜12重量% MoSは潤滑油膜が形成されない金属接触の状態にお
いて、自己潤滑性を有する成分として潤滑性能を発揮す
る。1%未満では潤滑作用が不足し、また12%を越え
ると合金強度が極度に低下する。 任意成分であるPb:20重量%以下 Pbは軟質成分として潤滑性に効果を発揮する。また潤
滑油が存在する場合においてPbは親油性の良好な成分
として潤滑性に効果を発揮する。20%を越えると合金
強度が低下し、摺動材料として不適当である。 任意成分であるNi:12重量%以下 Niは後述するMoS粉末のコーティング成分として
添加されるものであり、MoSの添加量から12%以
下をとり得る。また、Cuマトリックスに固溶し機械的
性質を高める。
【0006】 接着層について 鋼板と合金層成分との接着力を高める。また、合金層以
上の強度を有する目的から、Sn5〜16重量%、任意
成分であるPb0〜15重量%、任意成分であるP0〜
0.5重量%、残部がCuからなる成分が最適である。
接着層の厚さは、極力薄い方が望ましいが、粉末散布の
技術上0.05〜0.5mmが良好である。 Cuま
たはNiでコーティングされたMoS粉末を使用する
目的は、焼結体の接着強度を増し、更にはマトリックス
中へMoSを均一に分散させるためである。
【0007】以下実施例を具体的に説明する (1) 厚さ約10μmの銅メッキ層を表面に有する厚
さ1.00mmで幅120mmの鋼板(JIS:SPC
C)上に、重量で11%Sn、4%Pb、0.3P%、
残部Cuからなり且つ粒度−100μmの銅合金粉末を
散布し、それを700℃〜900℃の水素雰囲気炉内で
10〜30分間加熱焼結を行い接着層を設けた。更に接
着層上に表1に示す各合金粉末を散布し、それを700
℃〜900℃の水素雰囲気炉内で10〜30分間加熱焼
結を行い複合体を得た。次に複合体を圧延し、次に70
0〜900℃の水素雰囲気中で10〜30分保持する再
焼結処理を施して本発明品(試料No.2、4)を得
た。このときの接着層の厚さは0.2mmで合金層の厚
さは0.5mmであった。この複合摺動材の機械的性質
を表2に、焼付試験結果を図1に示し、その試験条件を
表3に示す。
【0008】(2) 前記(1)と同じようにして得ら
れた摺動材料において、表1に示すMoSに従来法の
電気メッキによりCuをコーディングしたものを使用
し、本発明品(試料No.1、3、)を得た。更に同
じようにしてMoSにNiをコーディングしたものを
使用し、本発明品(試料No)を得た。そのものの機
械的性質を表2に、焼付試験結果を図1に示し、その試
験条件を表3に示す。
【0009】(3) 次に比較材を以下の方法で作成し
た。即ち表面に厚さ約10μmの銅メッキ層を有する厚
さ1.2mm幅120mmの鋼板(JIS:SPCC)
上に、表1に示す試料No.の各合金粉末(粒度−15
0μm)を散布し、それを700℃〜900℃の水素雰
囲気炉内で10〜30分間加熱焼結を行い複合体を得
た。次に複合体を圧延し、前記焼結と同じ条件で再焼結
処理を施して従来品(試料No.7〜9)を得た。この
時の合金層の厚さは0.5mmであった。そのものの機
械的性質を表2に、焼付試験結果を図1に示し、その試
験条件を表3に示す。
【0010】〔試験結果の評価〕 類似組成の従来品と本発明品とを図1に示す焼付試験
結果で比較すると、従来品に対しMoS を加えた本発
明品の焼きつかない最大面圧が50〜100Kgf/c
大きく、耐焼付性に優れていることがわかる。
【0011】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、焼結銅
合金層を有する本発明多層複合摺動材料では、銅合金中
にMoS2 を含有させたことにより従来の青銅、鉛青
銅、黒鉛含有青銅等の焼結合金に比して耐焼付性が特に
良好である。
【0012】
【表1】
【0013】
【表2】
【0014】
【表3】
【0015】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明品と従来品の比較焼付試験結果を示すグ
ラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 康一 愛知県小牧市大字小牧原新田745番地の 60 (72)発明者 樋口 月光 岐阜県可児郡御嵩町御嵩1822番地の608 (56)参考文献 特開 平3−274237(JP,A) 特開 昭56−5901(JP,A) 特開 平1−42537(JP,A) 特公 昭61−3859(JP,B2)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板あるいは銅などの表面メッキされた
    鋼板上に、Sn5〜16重量%、任意成分であるPb0
    〜15重量%、任意成分であるP0〜0.5重量%、残
    部Cuの粉末焼結より成る0.05〜0.5mm厚さの
    接着層を有し、更にその表面にSn5〜16重量%、M
    oS2 1〜12重量%、残部Cuの粉末焼結からなる
    0.1〜1.0mm厚さの合金層を有することを特徴と
    する耐焼付性に優れた多層複合摺動材料。
  2. 【請求項2】 前記請求項1記載の合金層中のMoS2
    がCuまたはNiでコーディングされた粉末を使用す
    ることを特徴とする耐焼付性に優れた多層複合摺動材
    料。
  3. 【請求項3】 前記請求項1または請求項2記載の合金
    層中に任意成分であるPb20重量%以下を含むことを
    特徴とする耐焼付性に優れた多層複合摺動材料。
  4. 【請求項4】 前記請求項1から請求項3までのいずれ
    か一項に記載の合金層中に任意成分であるNi12重
    量%以下含むことを特徴とする耐焼付性に優れた多層複
    合摺動材料。
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