JPS60121250A - 摩擦および摺動部材用焼結Al合金 - Google Patents

摩擦および摺動部材用焼結Al合金

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JPS60121250A
JPS60121250A JP22949383A JP22949383A JPS60121250A JP S60121250 A JPS60121250 A JP S60121250A JP 22949383 A JP22949383 A JP 22949383A JP 22949383 A JP22949383 A JP 22949383A JP S60121250 A JPS60121250 A JP S60121250A
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friction
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Masayuki Iijima
正幸 飯島
Hidetoshi Akutsu
阿久津 英俊
Masahiro Imai
正洋 今井
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Mitsubishi Metal Corp
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Mitsubishi Metal Corp
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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】 この発明は、すぐれた耐摩耗性を有し、特に車両や動力
機械などにおけるブレーキやクラッチなどに用いられて
いる摩擦部拐、並びに車両の集電スライダなどの摺動部
材として用いるのに適した焼結M合金に関するものであ
る。
従来、一般に、この種の分野で使用されている摩擦部材
や摺動部材は、主として重質の焼結Fe合今や焼結Cu
合金で製造されているが、省エネルギー化がさけばれて
いる今日、これら部材に対する軽量化の要求も厳しくな
υつつあるのが現状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、これら
摩擦部材および摺動部材の軽量化をはかるべくM合金に
着目し、材料面から研究を行なった結果、重量%で(以
下係は重量%を示す)、Cu 5〜20係、 Si、IV、およびZrの酸化物、炭化物、および窒化
物、並びにこれらの2種以上の固溶体からなる群のうち
の1種寸たけ2種以上の硬質成分、02〜20循、 を含有し、さらに必要に応じて、 Mg、 Si、 Sn、 Mn、およびZnのうちの1
種寸たけ2種以上の素地強化成分、02〜20係と、F
e、 Ni、 C!r、およびMo、並びにこれらの2
種以上の合金からなる群のうちの1種寸たけ2種以上の
耐摩耗性向上成分、0.2〜20係、のいずれか、また
は両方を含有し、残りがMと不可避不純物からなる組成
を有する焼結M合金は、MまたはM合金素地に上記硬質
成分、あるいは上記硬質成分と耐摩耗性向上成分が均一
に分散した組織をもつことから、前記のMまたはM合金
素地によって軽量化がはかられ、かつ上記硬質成分によ
ってすぐれた而」摩耗性が確保され、したがってこの焼
結M合金を摩擦部材および摺動部材として使用した場合
に、特に苛酷な条件下での使用においてもすぐれた性能
で発揮するという知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、以下に成分組成を上記の通りに限定した理由全説明
する。
(a) C!u Cu成分には、θ相(/J(Eu2化合物)全形成して
素地の硬さを向上させ、素地の耐摩耗性を改善するほか
、摩擦および摺動時における素地の耐塑性変形性を高め
て硬質成分や耐摩耗性向上成分の脱落を防止する作用が
あるが、その含有量が5係未満でばθ相の析出が少なす
ぎて前記作用に所望の効果が得られず、一方20%を越
えて含有させると、θ相の析出量が多くなりすぎ、脆化
現象が現われるようになることから、その含有量を5〜
20係と定めた。
(b)硬質成分 これらの成分には、素地中に均一に分散して分散相を形
成し、自身のもつ硬質特性によって合金の耐摩耗性を向
上させる作用があるが、その含有・量が02係未満では
所望の耐摩耗性向上効果が得られず、一方20係を越え
て含有させると、合金の強度が低下するようになること
から、その含有量を02〜20係と定めた。
(C)素地強化成分 これらの成分には、焼結時に低温で液相を発生させて焼
結性を改善し、かつ素地を構成するMと合金化して素地
を強化する作用があるので、特に合金に強度が要求され
る場合に必要に応じて含有されるが、その含有量が0.
2%未満では所望の素地強化作用が得られず、一方20
%を越えて含有させると、合金の軽量化が損なわれるよ
うになることから、その含有量k 0.2〜20係と定
めた。
(d)耐摩耗性向上成分 これらの成分には、素地中に均一に分−散して素地の耐
摩耗性を向上させる作用があるので、特に素地に耐摩耗
性が要求される場合に必要に応じて含有されるが、その
含有量が0.2%未満では所望の耐摩耗性向上効果が得
られず、一方20%を越えて含有させると、合金の強度
が低下するようになるばかシでなく、所望の軽量化をは
かることが困難になることから、その含有量を0.2〜
20係と定めた。
つぎに、この発明の焼結M合金を実施例により具体的に
説明する。
実施例 原料粉末として、粒度: −200meehのM粉末。
いずれも同一5Qmeshの5102粉末、 A#20
3粉末。
ZrO2粉末、 SiC!粉末、 ZrO粉末、 Si
3N4粉末。
AAN粉末、 ZrN粉末、 5i02−A403固溶
体粉末(M2O3:30係含有)、Zr0N粉末、 (
A6. Zr ?、O,N粉末。
およびZr0NO粉末、いずれも同一200mθshの
M−Cu合金粉末(C!u:30%含有) 、 Mg粉
末。
M−Mg合金粉末(Mg:25係含有)、M−Si合金
粉末(Si:30%含有)、M−Mn合金粉末(Mn:
50妬含有)、およびM −Ou −Sl−Mg合金粉
末(cuニア%、IEi: 2%、Mg: 2%含有)
、同一150mesl〕の電解Ou粉粉末量同一 00
meshのSn粉末およびZn粉末、さらに、いずれも
同一100mθshのアトマイズFe粉末およびFe 
−Or合金粉末(Crニア0係含有)、いずれも同一3
50meehのN1粉末およびMO粉末、同一100m
eshのOr粉末およびFe −M。
合金粉末(Mo:60%含有)を用意し、これらの原料
粉末をそれぞれ第1表に示される配合組成に配合し、■
型ミキサーにて30分間混合した後、3〜5 ton 
/ cnlの範囲内の所定の圧力で圧粉体にプレス成形
し、ついで、これらの圧粉体を、アンモニア分解ガス雰
囲気中、これに2 Ky / caの荷重全付加した状
態で、500〜650℃の範囲内の所定温度に60分間
保持の条件で焼結することによって、実質的に配合組成
と同一の成分組成をもった本発明焼結M合金1〜34、
および構成成分のうちのいずれかの含有量(第1表に※
印を付したもの)がこの発明の範囲から外れた組成を有
する比較焼結M合金1〜9をそれぞれ製造した。
ついで、この結果得られた本発明焼結M合金1〜34お
よび比較焼結M合金1〜9について、密度および抗折力
を測定すると共に、定速摩擦試験機を用い、試験片形状
:25那口×10簡の寸法を有し、摩擦方向に対して直
角方向に幅、1箇×深さ:1mmの溝−6本を等分に設
けたもの、面圧:10Ky/ca、摩擦速度: 6.8
 m / eec、、摩擦時間:5時間、雰囲気:油中
、相手材:焼入・焼戻し処理した5K−5(硬さ: H
RO45)、使用試験片数:2個/回の条件で摩擦試験
を行ない、摩耗深さと摩擦係数を測定した。これらの測
定結果を第1表に合せて示した。
第1表に示されるように、本発明焼結M合金1〜34は
、いずれもすぐれた耐摩耗性を有し、摩擦部材および摺
動部材とL7て実用に供した場合にすぐれた性能を発揮
するのに対して、比較焼結M合金1〜9に見られるよう
に、構成成分のうちのいずれかの成分含有量でもこの発
明の範囲から外れると耐摩耗性の劣ったものになること
が明らかである。
上述のように、この発明の焼結M合金は、軽量に−もか
かわらず、すぐれた耐摩耗性を有しているので、これを
各種の摩擦部材および摺動部材として用いた場合にはす
ぐれた性能を発揮することが明らかである。
出願人 三菱金属株式会社 代理人 富 1)和 夫 外1名 昭和59年1月20日 特願昭58−229493号 2、発明の名称 摩擦および摺動部利用焼結A7合金 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 (1) Cu: 5〜2 0 %、 Si、ACおよびZrの酸化物、炭化物、および窒化物
、並びにこれらの2種以上の固溶体からなる群のうちの
1種丑たは2種以上の硬質成分;0.2〜20%、 を含有し、残りがAlと不可避不純物からなる組成(以
上重量%)、並びに素地中に」二記硬質成分が均一に分
散した組織を有することを特徴とする摩擦および摺動部
材用焼結M合金。
(3Cu: 5〜20%、 Si、ACおよびZrの酸化物、炭化物、および窒化物
、並びにこれらの2種以上の固溶体からなる群のうちの
1種または2種以上の硬質成分二02〜20%、 を含有し、さらに、 Mg、 Si、 Sn、 Mn、およびZnのうちの1
種または2種以上の素地強化成分二〇、2〜20%、を
含有し、残りがA、lと不可避不純物からなる組成(以
上重量%)、並びに素地中に」二記硬質成分が均一に分
散した組織を有することを特徴とする摩擦および摺動部
制用焼結A1合金。
(3)Cu:5〜20%、 Si、ACおよびZrの酸化物、炭化物、および窒化物
、並びにこれらの2種以上の固溶体からなる群のうちの
1種または2種以上の硬質成分二02−−20 %、 を含有し、さらに、 Fe、 ’Nj、、 Cr、およびMo、並びにこれら
の2種以上の合金からなる群のうちの1種または2種以
上 jの耐摩耗性向上成分、0.2〜20%、を含有し
、残りがAlと不可避不純物からなる組成 ′(以上重
量%)、並びに素地中に上記硬質成分と耐摩耗性向上成
分が均一に分散した組織を有することを特徴とする摩擦
および摺動部利用焼結A1合金。
((1)Cu 5〜20%、 Si、ACおよびZrの酸化物、炭化物、および窒化物
、並びにこれらの2種以上の固溶体からなる群のうちの
1種または2種以上の硬質成分=0.2〜20 %、 2含有し、さらに、 Mg、 Si、 Sn、 Mn、およびZnのうちの1
種または2種以上の素地強化成分°02〜20%と、F
e、 Ni、 Cr+およびMo、並びにこれらの2種
以上の合金からなる群のうちの1種または2種以上り耐
摩耗性向上成分°02〜20%、 k含有し、残りがA4と不可避不純物からなる組成(以
上重量%)、並びに素地中に上記硬質成分と汁摩耗性向
上成分が均一に分散した組織を有することを特徴とする
摩擦および摺動部材用焼結A1合亡。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1) Ou: 5−204、 Si、M、およびZrの酸化物、炭化物、および窒化物
    、並びにこれらの2種以上の固溶体からなる群のうちの
    1種または2種以上の硬質成分0.2〜20チ、 を含有し、残りがMと不可避不純物からなる組成(以上
    重量幅)、並びに素地中に上記硬質成分が均一に分散し
    た組織を有することを特徴とする摩擦および摺動部材用
    焼結M合金。 (210u: 5〜20%、 Si、Al?、およびZrの酸化物、炭化物、および窒
    化物、並びにこれらの2種以上の固溶体からなる群のう
    ちの1種または2種以上の硬質成分°0.2〜20 %
    、 を含有し、さらに、 Mg、 el、 Sn、 Mn、およびZnのうちの1
    種または2種以上の素地強化成分、0.2〜20係、を
    含有し、残りがAuと不可避不純物からなる組成(以上
    重量幅)、並びに素地中に上記硬質成分が均一に分散し
    た組織を有することを特徴とする摩擦および摺動部材用
    焼結M合金。 (31C!u: 5〜20%、 Si、/u、およびZrの酸化物、炭化物、および窒化
    物、並びにこれらの2種以上の固溶体からなる群のうち
    の1種または2種以上の硬質成分:0.2〜20 係、 全含有し、さらに、 Fe、 Ni、 Or、およびMO,並びにこれらの2
    種以上の合金からなる群のうちの1種または2種以上の
    耐摩耗性向上成分02〜20係、 を含有し、残りがMと不可避不純物からなる組成(以上
    重量L1))、並びに素地中に上記硬質成分と耐摩耗性
    向上成分が均一に分散した組織を有することを特徴とす
    る摩擦および摺動部材用焼結M合金。 (4)Cu:5〜20LI)、 Si、 M、およびZrの酸化物、炭化物、および窒化
    物、並びにこれらの2種以」二の固溶体からなる群のう
    ちの1種または2種以上の硬質成分:0.2〜20係、 全含有し、さらに、 Mg、 lEi、 ’Sn、 Mn、およびZnのうち
    の1種または2種以上の素地強化成分:0.2〜20%
    と、Fe、 Ni、 Or、およびMo、並びにとれら
    の2種以上の合金からなる群のうちの1種または2種以
    上の耐摩耗性向上成分902〜20係、 全含有し、残りがMと不可避不純物からなる組成(以上
    重量%)、並びに素地中に上記硬質成分と耐摩耗性向上
    成分が均一に分散した組織を有することを特徴とする摩
    擦および摺動部制用焼結層合金。
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