JPH10265887A - Sintering alloy material - Google Patents
Sintering alloy materialInfo
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- JPH10265887A JPH10265887A JP7519097A JP7519097A JPH10265887A JP H10265887 A JPH10265887 A JP H10265887A JP 7519097 A JP7519097 A JP 7519097A JP 7519097 A JP7519097 A JP 7519097A JP H10265887 A JPH10265887 A JP H10265887A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば宇宙空間
や真空環境等の極限環境で使用するボールねじ機構等の
摺動潤滑部に配設するのに好適する焼結合金材に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sintered alloy material suitable for being disposed in a sliding lubricating portion such as a ball screw mechanism used in an extreme environment such as space or vacuum environment.
【０００２】[0002]
【従来の技術】周知のように、宇宙空間においては、熱
真空環境であることから地上で使用されるオイルやグリ
ースを用いた潤滑が困難なために、宇宙ステーション等
の宇宙航行体に設けられる駆動機構部のボールねじ機構
等の潤滑部に二硫化モリブデン等の固体潤滑剤を使用し
た固体潤滑方式が採用されている。2. Description of the Related Art As is well known, in a space space, since it is difficult to lubricate with oil or grease used on the ground because of a thermal vacuum environment, it is provided in a space vehicle such as a space station. A solid lubrication system using a solid lubricant such as molybdenum disulfide for a lubricating portion such as a ball screw mechanism of a drive mechanism is employed.
【０００３】この固体潤滑方式としては、従来、ボール
ねじ機構のボール及びねじ軸とナットのねじ溝等の摺動
潤滑部にスパッタリングやメッキにより固体潤滑膜を被
膜形成したり、あるいは塗布により固体潤滑膜を塗布形
成したり、あるいは焼結合金で形成したいわゆる自己潤
滑体を摺動潤滑部に接着や圧入等により機械的に取付け
る方法が知られている。Conventionally, a solid lubrication system has been used in which a solid lubrication film is formed by sputtering or plating on a sliding lubrication portion such as a ball of a ball screw mechanism and a screw groove of a screw shaft and a nut, or a solid lubrication film is formed by coating. There is known a method in which a so-called self-lubricating body formed by coating a film or a sintered alloy is mechanically attached to a sliding lubricating portion by bonding, press fitting, or the like.
【０００４】ところが、上記固体潤滑方式にあっては、
固体潤滑膜を被膜形成する方法では、膜厚を薄く高精度
に形成することが可能で、比較的容易な製作が実現され
るが、その構成上、固体潤滑膜を摺動潤滑部に多量に形
成することが困難で、その絶対量が少ないために、寿命
が短命であるという問題を有する。However, in the above-mentioned solid lubrication system,
In the method of forming a solid lubricating film, it is possible to form a thin film with high precision and achieve relatively easy production.However, due to its configuration, a large amount of the solid lubricating film is applied to the sliding lubricating portion. Since it is difficult to form and its absolute amount is small, there is a problem that its life is short.
【０００５】また、固体潤滑膜を塗布形成する方法で
は、膜厚を薄く被着することが困難で、必要以上厚くな
るために、摩耗粉により摩擦抵抗が増大して高精度な駆
動制御が困難となると共に、被膜損耗により、潤滑摺動
部にいわゆる「がた」が発生し易いという問題を有す
る。In the method of forming a solid lubricating film by coating, it is difficult to apply the film in a thin film thickness, and the film becomes thicker than necessary. In addition, there is a problem that so-called "play" is apt to occur in the lubricated sliding portion due to wear of the coating.
【０００６】さらに、自己潤滑性部材を摺動潤滑部に機
械的に取付ける方法では、高精度な潤滑性能と共に、長
期間に亘る膜寿命を確保することが可能であるが、強度
的に弱く、耐荷重性が劣るために、使用条件に制約を受
けるという問題を有する。なお、係る事情は、宇宙環境
に限ることなく、保守点検が困難な地上における真空環
境等の極限環境においても同様のものである。Further, in the method of mechanically attaching the self-lubricating member to the sliding lubricating portion, it is possible to secure a long-term film life together with high-precision lubricating performance, but the strength is weak. There is a problem that the use conditions are restricted due to poor load-bearing capacity. In addition, such a situation is not limited to the space environment, and is the same in an extreme environment such as a vacuum environment on the ground where maintenance and inspection are difficult.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の固体潤滑方式では、寿命が短命であったり、非摩耗
損により「がた」や摩耗粉により摩擦抵抗が増大とな
り、耐荷重性が劣るという問題を有している。As described above, in the conventional solid lubrication system, the life is short, the frictional resistance is increased by non-abrasion loss, and the frictional resistance is increased by abrasion powder. Is inferior.
【０００８】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、長期間に亘る信頼性の高い固体潤滑を確保したう
えで、耐荷重性の向上を図り得るようにした焼結合金材
を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a sintered alloy material capable of improving load resistance while ensuring reliable solid lubrication for a long period of time. The purpose is to do.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】この発明は、重量比２０
％以下の銅で形成される金属相と、重量比４０〜６０％
の二硫化タングステンにタングステン繊維を２０〜６０
％含有した潤滑相とを備えて焼結合金材を構成した。According to the present invention, a weight ratio of 20 is provided.
% By weight of a metal phase formed of less than 40% by weight of copper
Tungsten fiber to 20-60 tungsten disulfide
% Of the lubricating phase was provided to form a sintered alloy material.
【００１０】上記構成によれば、金属相と潤滑相がタン
グステン繊維を介して強固に結合され、その潤滑相によ
り、潤滑機能が得られ、その金属相が母材して機能して
強固な機械的強度を実現する。これにより、潤滑機能を
確保したうえで、耐荷重性能の向上が図れ、使用条件の
多様化が図れる。According to the above construction, the metal phase and the lubricating phase are firmly bonded via the tungsten fiber, and the lubricating phase provides a lubricating function. Achieve the appropriate strength. Thereby, while ensuring the lubrication function, the load-bearing performance can be improved, and the use conditions can be diversified.
【００１１】また、この発明は、さらに潤滑相に錫、
銀、コバルトのいずれか一つを重量比１０％以下含有す
るように構成した。上記構成によれば、摩擦の低摩擦化
が促進されて、さらに寿命の長寿命化が図れる。Further, the present invention further provides a lubricating phase comprising tin,
It was configured so that either one of silver and cobalt was contained in a weight ratio of 10% or less. According to the above configuration, the reduction of friction is promoted, and the life can be further extended.
【００１２】さらに、この発明は、さらに添加剤を重量
比１０％以下含有するように構成した。上記構成によれ
ば、添加剤により耐摩耗性の向上が図れると共に、摩擦
性能の温度、荷重及び速度に対する安全性の向上が図れ
る。Further, the present invention is configured so that the additive is further contained in a weight ratio of 10% or less. According to the above configuration, the additive can improve the wear resistance, and can also improve the safety of the friction performance with respect to temperature, load and speed.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して詳細に説明する。すなわち、この
発明の特徴とする焼結合金材は、金属相を形成する銅
（Ｃu ）が重量比（含有率）２０％以下、潤滑相を形成
する二硫化タングステン（ＷＳ2）が重量比（含有率）
４０〜６０％含有される。そして、これら銅と二硫化タ
ングステンは、結合強化剤として、例えば直径０．０１
ｍｍ以下のタングステン（Ｗ）繊維が重量比（含有率）
２０〜６０％含有されて、周知の焼結合金製造方法によ
り形成する。この場合、タングステン（Ｗ）繊維は、そ
の長さ寸法が、例えば０．１ｍｍ以下の長さのものが用
いられる。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. That is, in the sintered alloy material characterized by the present invention, the weight ratio (content) of copper (Cu) forming the metal phase is 20% or less, and the weight ratio of tungsten disulfide (WS 2 ) forming the lubricating phase is (%). Content)
40-60% is contained. Then, these copper and tungsten disulfide are used as a bond strengthening agent, for example, with a diameter of 0.01.
mm or less of tungsten (W) fiber is weight ratio (content ratio)
It is contained by 20 to 60% and is formed by a well-known sintered alloy manufacturing method. In this case, a tungsten (W) fiber having a length of, for example, 0.1 mm or less is used.
【００１４】上記焼結合金材においては、例えばタング
ステン（Ｗ）繊維の含有率を３０％として、金属相を形
成する銅の含有率を２０％以下の所定含有率に設定し、
二硫化タングステン（ＷＳ2 ）の含有率を変化させた場
合、図１に示すように二硫化タングステン（ＷＳ2 ）の
含有率を少なくすると、曲げ強さ（×１０6 Ｐa ）が向
上され、その含有率が７０％の時に比して３５％で、そ
の曲げ強さ（×１０6Ｐa ）が約２倍に向上されること
が確認される。In the above sintered alloy material, for example, the content of tungsten (W) fiber is set to 30%, and the content of copper forming a metal phase is set to a predetermined content of 20% or less;
When the content of tungsten disulfide (WS 2 ) was changed, as shown in FIG. 1, when the content of tungsten disulfide (WS 2 ) was reduced, the bending strength (× 10 6 Pa) was improved. It is confirmed that the flexural strength (× 10 6 Pa) is improved about twice as much as 35% as compared with the case where the content is 70%.
【００１５】そして、二硫化タングステン（ＷＳ2 ）の
含有率を６０％として、金属相を形成する銅の含有率を
２０％以下の所定含有率に設定し、タングステン（Ｗ）
繊維の含有率を変化させた場合には、図２に示すように
タングステン（Ｗ）の含有率を多くすると、その曲げ強
さ（×１０6 Ｐa ）が向上され、無添加の時に比べて４
０％含有した場合に比して約１．７倍に向上されること
が確認される。Then, the content of tungsten forming a metal phase is set to a predetermined content of 20% or less, with the content of tungsten disulfide (WS 2 ) being 60%, and the tungsten (W)
When the content of the fiber was changed, the bending strength (× 10 6 Pa) was improved by increasing the content of tungsten (W) as shown in FIG.
It is confirmed that the content is improved about 1.7 times as compared with the case of containing 0%.
【００１６】また、タングステン（Ｗ）繊維の含有率を
３０％として、金属相を形成する銅の含有率を２０％以
下の所定含有率に設定した場合には、図３に示すように
二硫化タングステンの含有率を多くすると、その比摩耗
量（×１０-6ｍｍ3 ／Ｎｍ）が低下され、該二硫化タン
グステンの含有率を４０〜５０％とすると、約一桁まで
激減されることが確認される。When the content of tungsten (W) fiber is set to 30% and the content of copper forming the metal phase is set to a predetermined content of 20% or less, as shown in FIG. When the content of tungsten is increased, the specific wear amount (× 10 −6 mm 3 / Nm) is reduced, and when the content of the tungsten disulfide is set to 40 to 50%, it can be drastically reduced to about one digit. It is confirmed.
【００１７】さらに、二硫化タングステンの含有率を６
０％として、金属相を形成する銅の含有率を２０％以下
の所定含有率に設定した場合には、図４に示すようにタ
ングステン繊維の含有率を多くすると、その曲げ強さが
向上され、該タングステン繊維の含有率を２０％以上と
すると、無添加時に比べて比摩耗量（×１０-6ｍｍ3／
Ｎｍ）が約一桁まで激減されることが確認される。Further, the content of tungsten disulfide is set to 6
When the content of copper forming the metal phase is set to a predetermined content of 20% or less by setting it to 0%, the bending strength is improved by increasing the content of tungsten fiber as shown in FIG. When the content of the tungsten fiber is 20% or more, the specific wear amount (× 10 −6 mm 3 /
It is confirmed that Nm) is drastically reduced to about one digit.
【００１８】この結果、その曲げ強さ（×１０6 Ｐa ）
がタングステン繊維を含有しない場合に比して曲げ強さ
が約１．５倍向上され、しかも、その比摩耗量（×１０
-6ｍｍ3 ／Ｎｍ）を約一桁までに設定することが可能と
なり、強固で耐摩耗特性の優れた自己潤滑機能が得られ
る。As a result, the bending strength (× 10 6 Pa)
Has about 1.5 times the bending strength as compared with the case where no tungsten fiber is contained, and the specific wear amount (× 10
−6 mm 3 / Nm) can be set to about one digit, and a self-lubricating function that is strong and has excellent wear resistance can be obtained.
【００１９】このように、上記焼結合金材は、銅で形成
される金属相と二硫化タングステンで形成される潤滑相
とをタングステン繊維を介して強固に結合して、その潤
滑相により、耐摩耗特性の優れた潤滑機能が得られ、そ
の金属相が母材して機能して強固な機械的強度が実現さ
れて、潤滑機能を確保したうえで、耐荷重性能の向上が
図れるため、使用条件の多様化が図れる。従って、信頼
性の高い高精度な潤滑性能を長期間に亘って確保するこ
とが可能となり、宇宙環境等の極限環境における駆動機
構等の潤滑の要求される部材としての使用に好適され
る。As described above, in the sintered alloy material, the metal phase formed of copper and the lubricating phase formed of tungsten disulfide are firmly bonded via the tungsten fiber, and the lubricating phase allows the lubricating phase to withstand resistance. Used because lubrication function with excellent wear characteristics is obtained, and the metal phase functions as a base material to achieve strong mechanical strength, while ensuring lubrication function and improving load-bearing performance. The conditions can be diversified. Therefore, highly reliable lubrication performance with high precision can be ensured over a long period of time, and the lubrication system is suitable for use as a member requiring lubrication such as a drive mechanism in an extreme environment such as a space environment.
【００２０】また、この発明による焼結合金材は、銅
（Ｃu ）を重量比（含有率）２０％以下、二硫化タング
ステン（ＷＳ2 ）を重量比（含有率）４０〜６０％で、
結合強化剤として、例えば直径０．０１ｍｍ以下のタン
グステン（Ｗ）繊維が重量比（含有率）２０〜６０％含
有されて一体的に形成するように構成したものに、その
潤滑相に、さらに錫（Ｓｎ）、あるいは銀（Ａｇ）、あ
るいはコバルト（Ｃｏ）の少なくともいずれか一つを重
量比（含有率）１０％以下含有して形成する。この場合
においても、タングステン繊維は、その長さ寸法が０．
１ｍｍ以下に設定される。In the sintered alloy material according to the present invention, the weight ratio (content) of copper (Cu) is 20% or less, and the weight ratio (content) of tungsten disulfide (WS 2 ) is 40 to 60%.
As a bond strengthening agent, for example, a structure in which tungsten (W) fibers having a diameter of 0.01 mm or less are contained in a weight ratio (content ratio) of 20 to 60% so as to be integrally formed, and the lubricating phase is further provided with tin (Sn), silver (Ag), or cobalt (Co) at least one of 10% or less by weight (content). Also in this case, the tungsten fiber has a length of 0.1 mm.
It is set to 1 mm or less.
【００２１】これによれば、潤滑相の二硫化タングステ
ン（ＷＳ2 ）に対してさらに重量比１０％以下加えた錫
（Ｓｎ）、あるいは銀（Ａｇ）、あるいはコバルト（Ｃ
ｏ）の働きにより、摩擦の低摩擦化が促進されて、さら
に潤滑特性の向上が図れる。According to this method, tin (Sn), silver (Ag), or cobalt (C) is further added in a weight ratio of 10% or less with respect to tungsten disulfide (WS 2 ) as a lubricating phase.
By the action of o), the reduction of friction is promoted, and the lubrication characteristics can be further improved.
【００２２】さらに、銅（Ｃu ）を重量比（含有率）２
０％以下、二硫化タングステン（ＷＳ2 ）を重量比（含
有率）４０〜６０％で、結合強化剤として、例えば直径
０．０１ｍｍ以下のタングステン（Ｗ）繊維が重量比
（含有率）２０〜６０％含有されて一体的に形成するよ
うに構成したものに、例えば酸化鉛（ＰｂＯ）、あるい
はモリブデン（Ｍｏ）、あるいは三酸化クロム（Ｃｒ2
Ｏ3 ）の少なくともいずれか一つを重量比（含有率）１
０％以下を添加して形成する。Further, a weight ratio (content) of copper (Cu) is 2
0% or less, tungsten disulfide (WS 2 ) in a weight ratio (content) of 40 to 60%, and a tungsten (W) fiber having a diameter of 0.01 mm or less, for example, as a bonding reinforcing agent, in a weight ratio (content) of 20 to For example, lead oxide (PbO), molybdenum (Mo), or chromium trioxide (Cr 2
O 3 ) by weight ratio (content) of 1
It is formed by adding 0% or less.
【００２３】これによると、図５に示すようにこれらを
添加しない場合（試料Ａ）に比して酸化鉛を添加した試
料Ｂ、あるいは三酸化クロムを添加した試料Ｃにおいて
は、比摩耗量が約二桁軽減される。そして、添加剤とし
て、モリブデンを添加した試料Ｄにおいては、比摩耗量
が約一桁、軽減されることが確認され、さらに比摩耗量
の向上が図れることができる。According to this, as shown in FIG. 5, the specific wear amount of Sample B to which lead oxide was added or Sample C to which chromium trioxide was added was lower than the case where these were not added (Sample A). Approximately two orders of magnitude. Then, in Sample D to which molybdenum was added as an additive, it was confirmed that the specific wear amount was reduced by about one digit, and the specific wear amount could be further improved.
【００２４】なお、これら酸化鉛（ＰｂＯ）、あるいは
モリブデン（Ｍｏ）、あるいは三酸化クロム（Ｃｒ2 Ｏ
3 ）は、上述した錫（Ｓｎ）、あるいは銀（Ａｇ）、あ
るいはコバルト（Ｃｏ）と共に、潤滑相に添加するよう
にしてもよい。よって、この発明は上記実施の形態に限
ることなく、その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々の変形を実施し得ることは勿論のことである。The lead oxide (PbO), molybdenum (Mo), or chromium trioxide (Cr 2 O)
3 ) may be added to the lubricating phase together with tin (Sn), silver (Ag), or cobalt (Co) described above. Therefore, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、長期間に亘る信頼性の高い固体潤滑を確保したうえ
で、耐荷重性の向上を図り得るようにした焼結合金材を
提供することができる。As described above in detail, according to the present invention, there is provided a sintered alloy material capable of improving the load resistance while ensuring reliable solid lubrication for a long period of time. Can be provided.
【図１】この発明の一実施の形態に係る焼結合金材の曲
げ強さのＷＳ2 量の影響を示した図。FIG. 1 is a diagram showing the effect of the WS 2 amount on the bending strength of a sintered alloy material according to one embodiment of the present invention.
【図２】この発明に係る焼結合金材の曲げ強さのＷ繊維
化率の影響を示した図。FIG. 2 is a diagram showing the influence of the W fiberization rate on the bending strength of the sintered alloy material according to the present invention.
【図３】この発明に係る焼結合金材の比摩耗量のＷＳ2
量の影響を示した図。FIG. 3 shows the specific wear amount WS 2 of the sintered alloy material according to the present invention.
The figure which showed the influence of the amount.
【図４】この発明に係る焼結合金材の比摩耗量のＷ繊維
化率の影響を示した図。FIG. 4 is a view showing the influence of the W fiberization rate on the specific wear amount of the sintered alloy material according to the present invention.
【図５】この発明の他の実施の形態に係る焼結合金材の
比摩耗量の関係を示した図。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between specific wear amounts of a sintered alloy material according to another embodiment of the present invention.
Ｃu …銅。 ＷＳ2 …二硫化タングステン。 Ｗ…タングステン。Cu: copper. WS 2 … Tungsten disulfide. W: tungsten.
Claims (5)
相と、 重量比４０〜６０％の二硫化タングステンにタングステ
ン繊維を２０〜６０％含有した潤滑相とを具備した焼結
合金材。1. A sintered alloy material comprising: a metal phase formed of copper having a weight ratio of 20% or less; and a lubricating phase containing 20 to 60% of tungsten fiber in tungsten disulfide having a weight ratio of 40 to 60%. .
１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の焼結
合金材。2. The tungsten fiber having a diameter of 0.0
The sintered alloy material according to claim 1, wherein the size is 1 mm or less.
ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の焼結合
金材。3. The tungsten fiber has a length of 0.1.
3. The sintered alloy material according to claim 2, wherein the diameter is less than or equal to mm.
のうち少なくとも一種類を重量比１０％以下含有したこ
とを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の焼結合
金材。4. The sintered alloy material according to claim 1, wherein the lubricating phase further contains at least one of tin, silver and cobalt in a weight ratio of 10% or less.
ン、三酸化クロムのうち少なくとも一種類を重量比１０
％以下含有したことを特徴とする請求項１乃至４のいず
れか記載の焼結合金材。5. The lubricating phase further contains at least one of lead oxide, molybdenum and chromium trioxide in a weight ratio of 10%.
The sintered alloy material according to any one of claims 1 to 4, wherein the content of the sintered alloy material is not more than 5%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7519097A JPH10265887A (en) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | Sintering alloy material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7519097A JPH10265887A (en) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | Sintering alloy material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10265887A true JPH10265887A (en) | 1998-10-06 |
Family
ID=13569040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7519097A Pending JPH10265887A (en) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | Sintering alloy material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10265887A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102061431A (en) * | 2010-12-17 | 2011-05-18 | 上海工程技术大学 | Tungsten-copper composite material and preparation method thereof |
-
1997
- 1997-03-27 JP JP7519097A patent/JPH10265887A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102061431A (en) * | 2010-12-17 | 2011-05-18 | 上海工程技术大学 | Tungsten-copper composite material and preparation method thereof |
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