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【発明の名称】 摺動用メタルおよびその製造方法
【発明者】 【氏名】藤 田 正 仁

【氏名】斉 藤 康 志
【要約】 【課題】Ｐｂ含有量に関して相反する特性である耐荷重性と耐焼付性の両方共に優れた摺動用メタルを提供する。

【解決手段】自己および／または相手材が摺動する摺動面を有し且つ少なくともＰｂを含有するＣｕ系焼結合金からなる摺動側メタルと、摺動側メタルを支える裏金をそなえ、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗な部分ＭとＣｕ系合金マトリックスが密な部分ｍとを交互に形成してなる摺動用メタル３。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 自己および／または相手材が摺動する摺動面を有し且つ少なくともＰｂを含有するＣｕ系焼結合金からなる摺動側メタルと、摺動側メタルを支える裏金をそなえ、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗な部分とＣｕ系合金マトリックスが密な部分とを交互に形成してなることを特徴とする摺動用メタル。
【請求項２】 自己および／または相手材が摺動する摺動面を有し且つ少なくともＰｂを含有するＣｕ系焼結合金からなる摺動側メタルと、摺動側メタルを支える裏金をそなえ、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗で且つＰｂ含有量の多い部分とＣｕ系合金マトリックスが密で且つＰｂ含有量の少ない部分とを交互に形成してなる請求項１に記載の摺動用メタル。
【請求項３】 Ｐｂ含有量の多い部分のＰｂ量が５〜３０重量％の範囲であり、Ｐｂ含有量の少ない部分のＰｂ量が１〜２５重量％の範囲である請求項２に記載の摺動用メタル。
【請求項４】 自己および／または相手材が摺動する摺動面を有し且つ少なくともＰｂを含有するＣｕ系焼結合金からなる摺動側メタルと、摺動側メタルを支える裏金をそなえ、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗な部分とＣｕ系合金マトリックスが密な部分とを交互に形成してなる摺動用メタルを製造するに際し、Ｃｕ系合金粉末を裏金上で散布高さを交互に異ならせて散布したのち１次焼結し、ついで、一体化したＣｕ系焼結合金と裏金をロール加圧してＣｕ系焼結合金と裏金の合計厚さを一定にし、さらに、２次焼結することによって、摺動側メタルの摺動方向においてＣｕ系合金マトリックスが粗な部分とＣｕ系合金マトリックスが密な部分とを交互に形成することを特徴とする摺動用メタルの製造方法。
【請求項５】 自己および／または相手材が摺動する摺動面を有し且つ少なくともＰｂを含有するＣｕ系焼結合金からなる摺動側メタルと、摺動側メタルを支える裏金をそなえ、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗で且つＰｂ含有量の多い部分とＣｕ系合金マトリックスが密で且つＰｂ含有量の少ない部分とを交互に形成してなる摺動用メタルを製造するに際し、少なくともＰｂを含むＣｕ系合金粉末を裏金上で散布高さを交互に異ならせて散布したのち１次焼結し、ついで、一体化したＣｕ系焼結合金と裏金をロール加圧してＣｕ系焼結合金と裏金の合計厚さを一定にし、さらに、２次焼結することによって、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗で且つＰｂ含有量の多い部分とＣｕ系合金マトリックスが密で且つＰｂ含有量の少ない部分とを交互に形成する請求項４に記載の摺動用メタルの製造方法。
【請求項６】 自己および／または相手材が摺動する摺動面を有し且つ少なくともＰｂを含有するＣｕ系焼結合金からなる摺動側メタルと、摺動側メタルを支える裏金をそなえ、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗な部分とＣｕ系合金マトリックスが密な部分とを交互に形成してなる摺動用メタルを製造するに際し、Ｃｕ系合金粉末を裏金上で散布高さを交互に異ならせて散布したのち１次焼結し、ついで、一体化したＣｕ系焼結合金と裏金をロール加圧してＣｕ系焼結合金と裏金の合計厚さを一定にすると同時にＣｕ系焼結合金と裏金との界面を凹凸状に形成し、さらに、２次焼結することによって、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗な部分とＣｕ系合金マトリックスが密な部分とを交互に形成することを特徴とする摺動用メタルの製造方法。
【請求項７】 自己および／または相手材が摺動する摺動面を有し且つ少なくともＰｂを含有するＣｕ系焼結合金からなる摺動側メタルと、摺動側メタルを支える裏金をそなえ、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗で且つＰｂ含有量の多い部分とＣｕ系合金マトリックスが密で且つＰｂ含有量の少ない部分とを交互に形成してなる摺動用メタルを製造するに際し、少なくともＰｂを含むＣｕ系合金粉末を裏金上で散布高さを交互に異ならせて散布したのち１次焼結し、ついで、一体化したＣｕ系焼結合金と裏金をロール加圧してＣｕ系焼結合金と裏金の合計厚さを一定にすると同時にＣｕ系焼結合金と裏金との界面を凹凸状に形成し、さらに、２次焼結することによって、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗で且つＰｂ含有量の多い部分とＣｕ系合金マトリックスが密で且つＰｂ含有量の少ない部分とを交互に形成する請求項６に記載の摺動用メタルの製造方法。
【請求項８】 Ｐｂ含有量の多い部分のＰｂ量を５〜３０重量％の範囲とし、Ｐｂ含有量の少ない部分のＰｂ量を１〜２５重量％の範囲とする請求項５または７に記載の摺動用メタルの製造方法。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自己および／または相手材が摺動する場合の軸受等の用途に適する摺動用メタルに係わり、特に、摺動面における耐荷重性、耐摩耗性、耐焼付性に優れた摺動用メタルおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、自己および／または相手材が摺動する場合の軸受等の用途に適する摺動用メタルとしては、例えば、ホワイトメタルと称される錫基（Ｓｎ−Ｓｂ−Ｃｕ系）、鉛基（Ｐｂ−Ｓｎ−Ｓｂ系）、ケルメットと称される銅鉛合金（Ｃｕ−Ｐｂ系合金）があり、さらには、ケルメットの強度をより一層高めるために錫（Ｓｎ）を添加したＣｕ−Ｐｂ−Ｓｎ系合金などがある。
【０００３】これらの摺動用メタルは、例えば、所定の成分をもつ合金を溶製し、これにより得た合金溶湯をアトマイズすることによって粉末としたのち、この粉末を鋼製裏金の上に均一な厚さで散布し、その後焼結することによって製造される。
【０００４】また、他の方法として、所定の成分をもつ合金を溶製し、これにより得た合金溶湯を鋼製裏金の上に直接注湯して合金層を鋳造により形成することによって製造される。
【０００５】これらの製造方法では、いずれも、潤滑成分である鉛（Ｐｂ）が均一に分布することが要求されており、特に、先に説明した焼結による方法の場合には、合金粉末の粒度分布を制御することによって均質な組織を得ることができるようにしていた。
【０００６】また、これらの摺動用メタルでは、Ｃｕ合金やＣｕ−Ｓｎ系合金などの合金中に軟質なＰｂが連結して混在しており、表面温度が上昇したときに焼付の発生を防止するために、有効に機能するような組織をもつものとしている。
【０００７】そして、Ｐｂを多く含有する材料では、表面にＰｂオーバーレイを設けたものとすることによって、高速高荷重用軸受として適したものにし、例えば、自動車エンジンのコネクティングロッドの摺動用メタルとして一般に使用されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このようなＣｕ−Ｐｂ系合金やＣｕ−Ｓｎ−Ｐｂ系摺動用メタルにおいては、自動車エンジンの高出力化、ならびに摩擦係数の低減化、などに伴って、従来よりもさらに優れた耐荷重性を有することが要求されるようになってきているが、一般的なＣｕ−Ｐｂ系，Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｂ系等の軸受メタルにおいては、図１より明らかであるように、Ｐｂ含有量が増加すれば耐焼付性は向上するものの、耐荷重性が低下する傾向をもつものとなっており、耐荷重性を向上させるにあたっては、Ｃｕ−Ｐｂ系，Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｂ系軸受メタルにおいてマトリックス強度を高めて耐荷重性を向上させるために、Ｐｂ含有量を減らすことで対応しなければならない。
【０００９】しかしながら、周速が２０ｍ／ｓｅｃにも達する自動車エンジンのコネクティングロッド用軸受メタルにおいては、潤滑油による油膜の形成が不十分なものとなりがちであって、焼付の発生を防止するためにはＰｂ含有量を減らすことができないという問題点があった。
【００１０】このように、摺動用メタルにおいてその耐荷重性と耐焼付性のいずれをも良好なものとすることはなかなか困難であるという課題があった。
【００１１】
【発明の目的】本発明は、このような従来の課題にかんがみてなされたものであって、Ｐｂ含有量に関して相反する特性である耐荷重性と耐焼付性について、いずれも良好な特性をもつものとすることができる摺動用メタルを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる摺動用メタルは、請求項１に記載しているように、自己および／または相手材が摺動する摺動面を有し且つ少なくともＰｂを含有するＣｕ系焼結合金からなる摺動側メタルと、摺動側メタルを支える裏金をそなえ、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗な部分とＣｕ系合金マトリックスが密な部分とを交互に形成してなるものとしたことを特徴としている。
【００１３】そして、本発明に係わる摺動用メタルの実施態様においては、請求項２に記載しているように、自己および／または相手材が摺動する摺動面を有し且つ少なくともＰｂを含有するＣｕ系焼結合金からなる摺動側メタルと、摺動側メタルを支える裏金をそなえ、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗で且つＰｂ含有量の多い部分とＣｕ系合金マトリックスが密で且つＰｂ含有量の少ない部分とを交互に形成してなるものとすることができる。
【００１４】同じく、本発明に係わる摺動用メタルの実施態様においては、請求項３に記載しているように、Ｐｂ含有量の多い部分のＰｂ量が５〜３０重量％の範囲であり、Ｐｂ含有量の少ない部分のＰｂ量が１〜２５重量％の範囲であるものとすることができる。
【００１５】本発明に係わる摺動用メタルの製造方法は、請求項４に記載しているように、自己および／または相手材が摺動する摺動面を有し且つ少なくともＰｂを含有するＣｕ系焼結合金からなる摺動側メタルと、摺動側メタルを支える裏金をそなえ、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗な部分とＣｕ系合金マトリックスが密な部分とを交互に形成してなる摺動用メタルを製造するに際し、Ｃｕ系合金粉末を裏金上で散布高さを交互に異ならせて散布したのち１次焼結し、ついで、一体化したＣｕ系焼結合金と裏金をロール加圧してＣｕ系焼結合金と裏金の合計厚さを一定にし、さらに、２次焼結することによって、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗な部分とＣｕ系合金マトリックスが密な部分とを交互に形成するようにしたことを特徴としている。
【００１６】そして、上記本発明に係わる摺動用メタルの製造方法の実施態様においては、請求項５に記載しているように、自己および／または相手材が摺動する摺動面を有し且つ少なくともＰｂを含有するＣｕ系焼結合金からなる摺動側メタルと、摺動側メタルを支える裏金をそなえ、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗で且つＰｂ含有量の多い部分とＣｕ系合金マトリックスが密で且つＰｂ含有量の少ない部分とを交互に形成してなる摺動用メタルを製造するに際し、少なくともＰｂを含むＣｕ系合金粉末を裏金上で散布高さを交互に異ならせて散布したのち１次焼結し、ついで、一体化したＣｕ系焼結合金と裏金をロール加圧してＣｕ系焼結合金と裏金の合計厚さを一定にし、さらに、２次焼結することによって、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗で且つＰｂ含有量の多い部分とＣｕ系合金マトリックスが密で且つＰｂ含有量の少ない部分とを交互に形成するようになすことができる。
【００１７】同じ目的を達成する他の発明による摺動用メタルの製造方法は、請求項６に記載しているように、自己および／または相手材が摺動する摺動面を有し且つ少なくともＰｂを含有するＣｕ系焼結合金からなる摺動側メタルと、摺動側メタルを支える裏金をそなえ、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗な部分とＣｕ系合金マトリックスが密な部分とを交互に形成してなる摺動用メタルを製造するに際し、Ｃｕ系合金粉末を裏金上で散布高さを交互に異ならせて散布したのち１次焼結し、ついで、一体化したＣｕ系焼結合金と裏金をロール加圧してＣｕ系焼結合金と裏金の合計厚さを一定にすると同時にＣｕ系焼結合金と裏金との界面を凹凸状に形成し、さらに、２次焼結することによって、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗な部分とＣｕ系合金マトリックスが密な部分とを交互に形成するようにしたことを特徴としている。
【００１８】そして、上記本発明に係わる摺動用メタルの製造方法の実施態様においては、請求項７に記載しているように、自己および／または相手材が摺動する摺動面を有し且つ少なくともＰｂを含有するＣｕ系焼結合金からなる摺動側メタルと、摺動側メタルを支える裏金をそなえ、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗で且つＰｂ含有量の多い部分とＣｕ系合金マトリックスが密で且つＰｂ含有量の少ない部分とを交互に形成してなる摺動用メタルを製造するに際し、少なくともＰｂを含むＣｕ系合金粉末を裏金上で散布高さを交互に異ならせて散布したのち１次焼結し、ついで、一体化したＣｕ系焼結合金と裏金をロール加圧してＣｕ系焼結合金と裏金の合計厚さを一定にすると同時にＣｕ系焼結合金と裏金との界面を凹凸状に形成し、さらに、２次焼結することによって、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗で且つＰｂ含有量の多い部分とＣｕ系合金マトリックスが密で且つＰｂ含有量の少ない部分とを交互に形成するようになすことができる。
【００１９】また、本発明による摺動用メタルの製造方法の実施態様においては、請求項８に記載しているように、Ｐｂ含有量の多い部分のＰｂ量を５〜３０重量％の範囲とし、Ｐｂ含有量の少ない部分のＰｂ量を１〜２５重量％の範囲とするようになすことができる。
【００２０】
【発明の作用】図１に示したように、Ｐｂを含むＣｕ系摺動用メタルにおいて、Ｐｂの均一な分布を求める限り、Ｐｂ含有量によって摺動用メタルの耐荷重性がほぼ定まってしまう。
【００２１】そこで、このような従来は常套とされていた均一なＰｂの分布をもつものとはせず、意図的にＰｂ含有量を少なくした部分を形成すると共に、それに隣接して意図的にＰｂ含有量を多くした部分を形成するというように、不均一な組織をもつものにあえて形成し、Ｐｂ含有量の少ない部分で耐荷重性をより一層向上させたものにすると同時に、Ｐｂ含有量の多い部分で良好なる耐焼付性を維持させるようになすことによって、相反する特性である耐荷重性と耐焼付性の両方共が良好であるようにした。
【００２２】このような不均一組織をもつ摺動用メタルを製造するに際しては、例えば、図２に示すような工程を採用することができる。
【００２３】まず、図２（Ａ）に示すように、少なくともＰｂを含むＣｕ系合金粉末１ｐを裏金２上において散布高さを交互に異ならせて散布する。
【００２４】次いで、図２（Ｂ）に示すように、１次焼結を行うことによって、裏金２上でＣｕ系焼結合金１ｓが支持されている状態とする。
【００２５】その後、Ｃｕ系焼結合金１ｓと裏金２とを加圧することによって、図２（Ｃ）に示すように、Ｃｕ系焼結合金１ｓと裏金２の合計厚さを一定にし、さらに２次焼結することによって、摺動用メタル３においてＣｕ系合金マトリックスが粗な部分ＭとＣｕ系合金マトリックスが密な部分ｍとが交互に形成されてなるものとする。
【００２６】そして、一実施態様においては、摺動用メタル３において、Ｃｕ系合金マトリックスが粗で且つＰｂ含有量が多い部分Ｍと、Ｃｕ系合金マトリックスが密で且つＰｂ含有量が少ない部分ｍとが形成されてなるものとする。
【００２７】この場合、同じく図２（Ｃ）に示すように、Ｃｕ系焼結合金１ｓと裏金２との界面が凹凸状に形成されているもの、すなわち、Ｃｕ系合金マトリックスが密な部分ｍで凹状部２ｍが形成されていると共にＣｕ系合金マトリックスが粗な部分Ｍで凸状部２Ｍが形成されているものとすることによって、Ｃｕ系焼結合金１ｓと裏金２との間での密着性はさらに向上したものとなる。
【００２８】図２をもとにして説明したように、裏金２上においてＣｕ系合金粉末１ｐが厚く散布された部分は、１次焼結後の加圧において強い圧下力を受けることとなるので、この部分の１次焼結されたＣｕ系焼結合金１ｓはほぼ偏平になった状態で圧下されると共に、この部分の裏金２も強い加圧力を受けることとなって、Ｃｕ系合金マトリックスが密な部分ｍが形成されると共に裏金２には凹状部２ｍが形成されることとなる。
【００２９】また、裏金２上においてＣｕ系合金粉末１ｐが前記厚く散布された部分に比べて薄く散布された部分は、１次焼結後のロール加圧において前記強い圧下力よりも弱い圧下力を受けることとなるので、この部分の１次焼結されたＣｕ系焼結合金１ｓはほぼ球状を保つ（ないしはさほど偏平にならない）状態で圧下され、この部分の裏金２はさほど強い圧下力を受けないこととなるので、Ｃｕ系合金マトリックスが粗な部分Ｍが形成されると共に裏金２には前記凹状部２ｍに隣接して凸状部２Ｍが形成されることとなる。
【００３０】従来、ケルメット（Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｂ系合金）粉末の焼結は、Ｐｂ液相を介在することとなる液相焼結であると言われている。すなわち、アトマイズされた原料粉末の段階では、Ｃｕ−Ｓｎマトリックス中にＰｂが微細に分散しているが、焼結することによって、Ｐｂ液相が粉末の外部表面を濡らすことによって、粉末同士の焼結を進行させることとなる。
【００３１】このとき、Ｐｂ液相にＣｕ成分が若干溶解し、このＣｕ成分が粉末同士の焼結時のネックの成長を助けると言われている。
【００３２】従って、上記のごとく比較的強く加圧された部分と比較的弱く加圧された部分とが混在する不均一加圧焼結においては、原則的に、強く加圧された部分は強く焼結されることとになる。
【００３３】すなわち、図３に示すように、Ｃｕ系合金粉末が厚く散布された部分（図示右側の部分）は１次焼結後の加圧によって高い歪を与えられることとなり、焼結の際の昇温時においてこの歪を解放する力が、すなわち、焼結力の増大につながる。
【００３４】また、この焼結力の増大は、Ｐｂ液相の粉末外部への移動をも加速させることとなるので、結果的に、Ｃｕ系合金マトリックスが密な部分ｍで移動を生じたＰｂは、Ｐｂの放出量が比較的少なく且つ一部空間が残っているＣｕ系合金マトリックスが粗な部分Ｍに流れることとなる。
【００３５】その結果、Ｃｕ系合金マトリックスが比較的粗で且つＰｂ含有量が比較的多い部分Ｍと、Ｃｕ系合金マトリックスが比較的密で十分に焼結され且つＰｂ含有量が比較的少ない部分ｍとが形成されることとなる。
【００３６】このように、図３（Ｂ）に模式的に示す如く、ｍ部（図示右部）の強い焼結によるネックの形成が生じることとなり、偏平化された合金粒子と強いネックの形成はきわめて圧縮応力に有効な耐力を持つことになり、耐荷重性のより一層の向上を促すことになる。
【００３７】本発明においては、図２および図３に示したように、マトリックスであるＣｕ−Ｓｎ系合金とＰｂの分布状態について、従来の均一な組織から不均一な組織に変えることによって、それぞれの組織が持っている特長を合理的に引き出そうとしたものである。
【００３８】すなわち、Ｃｕ系合金マトリックスは粗であるもののＰｂ含有量の多い部分（Ｍ）で十分良好な耐焼付性を発揮させ、Ｐｂ含有量は少ないものの骨格がしっかりしていてＣｕ系合金マトリックスが密なっている部分（ｍ）で十分良好な耐荷重性を発揮させるようにしており、それぞれの部分で各々の機能を発揮するようになすことによって、より高いレベルの複合材料からなる摺動用メタルとすることが可能となる。
【００３９】さらに、具体的に説明すれば、Ｃｕ系合金マトリックスが粗で且つＰｂ含有量が多い部分ＭのＰｂ量は５〜３０重量％の範囲であり、Ｃｕ系合金マトリックスが密で且つＰｂ含有量が少ない部分ｍのＰｂ量は１〜２５重量％の範囲のものとすることができるが、例えば、部分ＭのＰｂ量が２０重量％であり且つ部分ｍのＰｂ量が１０重量％であるとした場合に、平均のＰｂ量は約１５重量％となるが、耐荷重性は部分ｍのＰｂ量１０重量％相当の約７００ｋｇｆ／ｃｍ２を得ることができ、耐焼付性は部分ＭのＰｂ量２０重量％相当の約４５０ｋｇｆ／ｃｍ２を得ることができるものとなる。
【００４０】
【実施例】この実施例では、表１の従来例１，２および発明例３〜８に示す粉末成分のＣｕ系合金粉末を使用し、表および図４（Ａ）に示す形態でＣｕ系合金粉末１ｐを鋼製裏金２上に散布した。
【００４１】次いで、焼結温度が８１０〜８５０℃、焼結雰囲気がプロパン分解ガス、焼結時間が２０分である条件の１次焼結を行った。
【００４２】次に、散布高さが異なっているＣｕ系焼結合金と裏金とをロール加圧することによって、Ｃｕ系焼結合金の表面の凹凸をなくしてＣｕ系焼結合金と支持側メタルの合計厚さを一定にし、続いて、前記１次焼結条件と同じ条件による２次焼結を行い、その後わずかにロールダウンを行うことによって所定厚さの摺動用バイメタルを得た。
【００４３】このようにして得た摺動用バイメタルの界面における凹凸形態（図４（Ｂ）に示す寸法ｄ）は同じく表１に示すものとなっていた。
【００４４】また、マトリックスが粗である部分Ｍおよび密である部分ｍのそれぞれにおけるＰｂ量を調べたところ、同じく表１に示す結果であった。
【００４５】さらに、発明例Ｎｏ．５で得た摺動用メタルの金属組織を調べたところ、図５に示すものとなっていた。
【００４６】次に、各摺動用メタルを用いて軸受形状に加工し、下記に示す試験条件により疲労荷重と焼付荷重を求めた。
【００４７】
【表１】

【００４８】［疲労荷重］疲労荷重は、実際のエンジンでの使用条件と同じようにし、製作した軸受をコネクティングロッドに固定し、軸に偏心荷重をかけて、表２に示す条件で耐久テストを実施するものとし、２００時間のテスト後、破損のないものの割合が７０％を超えた場合にその材料の疲労荷重とした。この結果を同じく表１に示す。
【００４９】
【表２】

【００５０】［焼付荷重］焼付荷重は、表３に示す条件で５０ｋｇｆ／ｃｍ２づつ荷重をステップアップさせ、軸摩擦トルクが３ｋｇｆ・ｍを超えた時の荷重を焼付荷重とした。この結果を同じく表１に示す。
【００５１】
【表３】

【００５２】表１に示した結果より明らかであるように、発明例Ｎｏ．３〜８の摺動用メタルでは、いずれも疲労荷重と焼付荷重の両方共が高い値を示しており、耐荷重性と耐焼付性が共に優れていることが認められた。
【００５３】すなわち、Ｐｂ含有量が少ないにもかかわらず焼付荷重が改善されており、また、従来はＰｂ含有量が多く焼付性は良好であったものの耐荷重性が劣ったものにおいても、疲労荷重が改善されていることが認められた。
【００５４】このように、Ｃｕ系合金粉末の不均一散布による不均一組織をもつ摺動用焼結メタルとすることによって、著しく有効な軸受性能の改善効果がもたらされることが判明した。
【００５５】
【発明の効果】本発明による摺動用メタルでは、請求項１に記載しているように、自己および／または相手材が摺動する摺動面を有し且つ少なくともＰｂを含有するＣｕ系焼結合金からなる摺動側メタルと、摺動側メタルを支える裏金をそなえ、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗な部分とＣｕ系合金マトリックスが密な部分とを交互に形成してなるものとしたから、従来は相反する特性とされていた耐荷重性と耐焼付性の両方共に優れた摺動用メタルを提供することが可能であるという著大なる効果がもたらされる。
【００５６】そして、請求項２に記載しているように、自己および／または相手材が摺動する摺動面を有し且つ少なくともＰｂを含有するＣｕ系焼結合金からなる摺動側メタルと、摺動側メタルを支える裏金をそなえ、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗で且つＰｂ含有量の多い部分とＣｕ系合金マトリックスが密で且つＰｂ含有量の少ない部分とを交互に形成してなるものとすることによって、Ｃｕ系合金マトリックスが粗で且つＰｂ含有量の多い部分で耐焼付性を向上させ、Ｃｕ系合金マトリックスが密で且つＰｂ含有量の少ない部分で耐荷重性を向上させたものとすることによって、耐焼付性と耐荷重性の両方共に優れた摺動用メタルを提供することが可能であるという著大なる効果がもたらされる。
【００５７】そして、請求項３に記載しているように、Ｐｂ含有量の多い部分のＰｂ量が５〜３０重量％の範囲であり、Ｐｂ含有量の少ない部分のＰｂ量が１〜２５重量％の範囲であるものとすることによって、耐荷重性と耐焼付性が共に優れた摺動用メタルを提供することが可能であるという著大なる効果がもたらされる。
【００５８】本発明による摺動用メタルの製造方法では、請求項４に記載しているように、自己および／または相手材が摺動する摺動面を有し且つ少なくともＰｂを含有するＣｕ系焼結合金からなる摺動側メタルと、摺動側メタルを支える裏金をそなえ、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗な部分とＣｕ系合金マトリックスが密な部分とを交互に形成してなる摺動用メタルを製造するに際し、Ｃｕ系合金粉末を裏金上において散布高さを交互に異ならせて散布したのち１次焼結し、ついで、一体化したＣｕ系焼結合金と裏金をロール加圧してＣｕ系焼結合金と裏金の合計厚さを一定にし、さらに、２次焼結することによって、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗な部分とＣｕ系合金マトリックスが密な部分とを交互に形成するようにしたから、従来は相反する特性とされていた耐荷重性と耐焼付性に共に優れた摺動用メタルを製造することが可能であるという著大なる効果がもたらされる。
【００５９】そして、請求項５に記載しているように、自己および／または相手材が摺動する摺動面を有し且つ少なくともＰｂを含有するＣｕ系焼結合金からなる摺動側メタルと、摺動側メタルを支える裏金をそなえ、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗で且つＰｂ含有量の多い部分とＣｕ系合金マトリックスが密で且つＰｂ含有量の少ない部分とを交互に形成してなる摺動用メタルを製造するに際し、少なくともＰｂを含むＣｕ系合金粉末を裏金上で散布高さを交互に異ならせて散布したのち１次焼結し、ついで、Ｃｕ系焼結合金と裏金をロール加圧してＣｕ系焼結合金と裏金の合計厚さを一定にし、さらに、２次焼結することによって、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗で且つＰｂ含有量の多い部分とＣｕ系合金マトリックスが密で且つＰｂ含有量の少ない部分とを交互に形成するようになすことによって、Ｃｕ系合金マトリックスが粗で且つＰｂ含有量の多い部分で耐焼付性を向上させ、Ｃｕ系合金マトリックスが密で且つＰｂ含有量の少ない部分で耐荷重性を向上させたものとすることによって、耐焼付性と耐荷重性の両方共に優れた摺動用メタルを製造することが可能であるという著大なる効果がもたらされる。
【００６０】さらに、請求項６に記載しているように、自己および／または相手材が摺動する摺動面を有し且つ少なくともＰｂを含有するＣｕ系焼結合金からなる摺動側メタルと、摺動側メタルを支える裏金をそなえ、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗な部分とＣｕ系合金マトリックスが密な部分とを交互に形成してなる摺動用メタルを製造するに際し、Ｃｕ系合金粉末を裏金上で散布高さを交互に異ならせて散布したのち１次焼結し、ついで、Ｃｕ系焼結合金と裏金をロール加圧してＣｕ系焼結合金と裏金の合計厚さを一定にすると同時にＣｕ系焼結合金と裏金との界面を凹凸状に形成し、さらに、２次焼結することによって、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗な部分とＣｕ系合金マトリックスが密な部分とを交互に形成するようになすことによって、耐荷重性と耐焼付性に優れ、摺動側メタルと裏金との間での耐剥離性にも優れた摺動用メタルを製造することが可能であるという著しく優れた効果がもたらされる。
【００６１】さらにまた、請求項７に記載しているように、自己および／または相手材が摺動する摺動面を有し且つ少なくともＰｂを含有するＣｕ系焼結合金からなる摺動側メタルと、摺動側メタルを支える裏金をそなえ、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗で且つＰｂ含有量の多い部分とＣｕ系合金マトリックスが密で且つＰｂ含有量の少ない部分とを交互に形成してなる摺動用メタルを製造するに際し、少なくともＰｂを含むＣｕ系合金粉末を裏金上で散布高さを交互に異ならせて散布したのち１次焼結し、ついで、一体化したＣｕ系焼結合金と裏金をロール加圧してＣｕ系焼結合金と裏金の合計厚さを一定にすると同時にＣｕ系焼結合金と裏金との界面を凹凸状に形成し、さらに、２次焼結することによって、摺動側メタルにおいてＣｕ系合金マトリックスが粗で且つＰｂ含有量の多い部分とＣｕ系合金マトリックスが密で且つＰｂ含有量の少ない部分とを交互に形成するようになすことによって、Ｃｕ系合金マトリックスが粗で且つＰｂ含有量の多い部分で耐焼付性を向上させ、Ｃｕ系合金マトリックスが密で且つＰｂ含有量の少ない部分で耐荷重性を向上させ、さらには摺動側メタルと裏金との間での耐剥離性を向上させた摺動用メタルを製造することが可能であるという著大なる効果がもたらされる。
【００６２】さらにまた、請求項８に記載しているように、Ｐｂ含有量の多い部分のＰｂ量を５〜３０重量％の範囲とし、Ｐｂ含有量の少ない部分のＰｂ量を１〜２５重量％の範囲とするようになすことによって、耐荷重性と耐焼付性が共に優れた摺動用メタルを製造することが可能であるという著しく優れた効果がもたらされる。
【出願人】 【識別番号】０００１０２９０２
【氏名又は名称】エヌデーシー株式会社
【出願日】 平成９年（１９９７）８月１１日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】小塩 豊
【公開番号】 特開平１１−６１２０４
【公開日】 平成１１年（１９９９）３月５日
【出願番号】 特願平９−２１６７６３