Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP5436510B2 - 銅系摺動材料 - Google Patents

銅系摺動材料 Download PDF

Info

Publication number
JP5436510B2
JP5436510B2 JP2011222373A JP2011222373A JP5436510B2 JP 5436510 B2 JP5436510 B2 JP 5436510B2 JP 2011222373 A JP2011222373 A JP 2011222373A JP 2011222373 A JP2011222373 A JP 2011222373A JP 5436510 B2 JP5436510 B2 JP 5436510B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
copper
compound
acicular
sliding material
length
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2011222373A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013082958A (ja
Inventor
和昭 戸田
覚 栗本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daido Metal Co Ltd
Original Assignee
Daido Metal Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daido Metal Co Ltd filed Critical Daido Metal Co Ltd
Priority to JP2011222373A priority Critical patent/JP5436510B2/ja
Priority to CN201210375447.8A priority patent/CN103031465B/zh
Priority to US13/633,168 priority patent/US9039965B2/en
Priority to KR1020120110403A priority patent/KR101409956B1/ko
Priority to GB1217951.1A priority patent/GB2495407B/en
Priority to DE102012218207.1A priority patent/DE102012218207A1/de
Publication of JP2013082958A publication Critical patent/JP2013082958A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5436510B2 publication Critical patent/JP5436510B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C9/00Alloys based on copper
    • C22C9/05Alloys based on copper with manganese as the next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C9/00Alloys based on copper
    • C22C9/04Alloys based on copper with zinc as the next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C9/00Alloys based on copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C9/00Alloys based on copper
    • C22C9/10Alloys based on copper with silicon as the next major constituent
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/12Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load
    • F16C17/18Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement characterised by features not related to the direction of the load with floating brasses or brushing, rotatable at a reduced speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/12Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
    • F16C33/121Use of special materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2204/00Metallic materials; Alloys
    • F16C2204/10Alloys based on copper
    • F16C2204/14Alloys based on copper with zinc as the next major constituent
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/22Internal combustion engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/23Gas turbine engines
    • F16C2360/24Turbochargers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Description

本発明は、耐焼付性に優れた内燃機関の過給機に好適な銅系摺動材料に関する。
従来から、内燃機関用過給機に適用されるラジアル軸受には、耐食性や耐摩耗性が要求されており、ラジアル軸受の材料として、特許文献1に示すように、Cu、Zn、Al、Mn−Si系化合物を主成分とする銅合金が用いられている。そして、特許文献1に開示される技術においては、黄銅生地中に針状に晶出させた晶出型Mn−Si系化合物(以下、「針状Mn−Si系化合物」という)が回転軸の軸方向に伸長して分散することにより、ラジアル軸受の耐摩耗性が向上するという効果が得られるとしている。
特開2003−42145号公報
しかしながら、特許文献1に開示される技術のように、針状Mn−Si系化合物が回転軸の軸方向に伸長して分散したとしても、針状Mn−Si系化合物の粒子の大きさ(長軸方向の長さ)として大きすぎるものが存在すると、耐摩耗性が高められる反面、摺動中に針状Mn−Si系化合物が摺動面から脱落した際に、軸受表面および軸表面を傷つけ、最終的には焼付に至る懸念がある。一方、針状Mn−Si系化合物の全ての粒子の大きさ(長軸方向の長さ)が小さすぎると、十分な耐摩耗性を確保することができない。
本発明は、上記した事情に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、黄銅組織中に晶出する針状Mn−Si系化合物の分散状態を制御することにより、優れた耐焼付性を有する銅系摺動材料を提供することにある。
上記した目的を達成するために、請求項1に係る発明は、Znが20〜45質量%、Siが0.3〜2.0質量%、Mnが1.0〜6.0質量%、残部がCu及び不可避的不純物から構成される銅系摺動材料であって、該銅系摺動材料の黄銅組織中にMn−Si系化合物を分散させた黄銅からなる銅系摺動材料において、前記Mn−Si系化合物は、長軸方向の長さが50μm以上である針状Mn−Si系化合物の粒子を含み、該針状Mn−Si系化合物の総数の50%以上が複数の小粒子から構成されることを特徴とする。
請求項2に係る発明は、請求項1記載の銅系摺動材料において、前記銅系摺動材料中の前記長軸方向の長さが50μm以上である針状Mn−Si系化合物の全てが複数の小粒子から構成されることを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2記載の銅系摺動材料において、前記銅系摺動材料中の前記長軸方向の長さが50μm以上である針状Mn−Si系化合物を構成する前記小粒子の総数の70%以上で、前記長軸方向の長さが50μm以上である針状Mn−Si系化合物の長軸方向に対する前記小粒子の長さが45μm以下であることを特徴とする。
請求項4に係る発明は、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の銅系摺動材料において、前記銅系摺動材料は、前記長軸方向の長さが50μm以上である針状Mn−Si系化合物を3〜50体積%含有することを特徴とする。
請求項に係る発明は、請求項1乃至請求項のいずれかに記載の銅系摺動材料において、前記銅系摺動材料は、さらにFe、Al、Ni、Sn、Cr、Ti、Mo、Co、Zr、Sbより選択される少なくとも1種以上を総量で0.1〜5質量%含有することを特徴とする。
請求項に係る発明は、請求項1乃至請求項のいずれかに記載の銅系摺動材料において、前記銅系摺動材料は、さらにPb、Biより選択される少なくとも1種以上を総量で0.1〜5質量%含有することを特徴とする。
請求項1に係る発明は、黄銅組織中にMn−Si系化合物として針状Mn−Si系化合物を分散させているが、この針状Mn−Si系化合物は、耐摩耗性の向上に寄与する化合物である。特に、針状Mn−Si系化合物の長軸方向の長さが50μm以上であると、耐摩耗性が向上するという効果が得られる。この針状Mn−Si系化合物は、鋳造時にMnとSiが針状の粒子の形態として黄銅組織中に晶出して形成されるものである。
また、請求項1に係る発明は、針状Mn−Si系化合物が複数の小粒子から構成されているが、これらの複数の小粒子は、針状Mn−Si系化合物を分散させた銅系摺動材料を、制御された加工率で塑性加工することで、針状Mn−Si系化合物を分断することによって形成されるものである。
そして、請求項1に係る発明は、図1に示すように、黄銅組織2中に針状Mn−Si系化合物3を分散させた銅系摺動材料1において、長軸方向の長さが50μm以上である針状Mn−Si系化合物3の総数の50%以上が複数の小粒子4から構成されることで、摺動中に針状Mn−Si系化合物3が脱落するとしても、針状Mn−Si系化合物3を構成する小粒子4が脱落するようになり、軸および軸受を傷つけるような粗大な針状Mn−Si系化合物3が脱落する頻度が減るため、焼付き難くなる。また、図2に示すように、黄銅組織2中に針状Mn−Si系化合物3を分散させた銅系摺動材料1において、長軸方向の長さが50μm以上の針状Mn−Si系化合物3だけでなく、長軸方向の長さが50μm未満のMn−Si系化合物5を含んだとしても、摺動中に脱落した際に有害な異物にはならないため、耐焼付性には影響を及ぼさない。
また、針状Mn−Si系化合物を構成する小粒子同士の間の隙間は、5μm以下であることが望ましい。この小粒子同士の表面間距離が5μm以下であると、摺動中に小粒子が脱落し易くならず、針状Mn−Si系化合物の形態を長く維持することができる。また、針状Mn−Si系化合物を分散させた銅系摺動材料を塑性加工した際、針状Mn−Si系化合物は、長軸方向に対して主に垂直方向に分断されるが、長軸方向に対して平行方向に分断される場合も許容される。
また、針状Mn−Si系化合物を分散させた銅系摺動材料を軸受として用いる場合、軸受表面から少なくとも深さ100μm以内の領域において、本発明の針状Mn−Si系化合物の形態を成していれば、上記と同様の効果が得られることを実験で確認している。
また、黄銅組織中に晶出する針状Mn−Si系化合物の分散状態の制御方法について説明する。針状Mn−Si系化合物の大きさは、鋳造時の条件によって長軸方向の長さを50μm以上にすることができる。そして、鋳造後、ビレットを所定形状の棒材に加工率を制御して押出加工をすると、針状Mn−Si系化合物を複数の小粒子に分断することができる。これは、図3に示すように、黄銅組織2中に針状Mn−Si系化合物3を分散させた銅系摺動材料1の押出加工をする際、黄銅組織2の塑性変形量Aに対し、針状Mn−Si系化合物3の塑性変形量Bが小さいためである。ただし、銅系摺動材料に分散した長軸長さが50μm未満のMn−Si系化合物は、分断されてもされなくても良い。
また、引抜加工、鍛造加工など鋳物内部に塑性変形を起こさせる加工法であれば、その加工率を制御することで、本発明の針状Mn−Si系化合物の形態を形成することが可能であるため、押出加工に限定されない。
請求項2に係る発明は、図4に示すように、黄銅組織2中に針状Mn−Si系化合物3を分散させた銅系摺動材料1において、長軸方向の長さが50μm以上である針状Mn−Si系化合物3の全てが複数の小粒子4から構成されることで、摺動中に針状Mn−Si系化合物3が脱落するとしても、複数の小粒子4から構成されない長軸方向の長さが50μm以上である針状Mn−Si系化合物3が含まれておらず、軸および軸受を傷つけるような粗大な針状Mn−Si系化合物3が脱落する頻度がより減るため、より焼付き難くなる。
請求項3に係る発明は、黄銅組織中に針状Mn−Si系化合物を分散させた銅系摺動材料において、長軸方向の長さが50μm以上である針状Mn−Si系化合物を構成する小粒子の総数の70%以上で、長軸方向の長さが50μm以上である針状Mn−Si系化合物の長軸方向に対する小粒子の長さが45μm以下であることで、摺動中に針状Mn−Si系化合物が脱落するとしても、針状Mn−Si系化合物の長軸方向に対する長さが45μm以下の小粒子が脱落するようになり、軸および軸受を傷つけるような粗大な針状Mn−Si系化合物が脱落する頻度がより減るため、より焼付き難くなる。
請求項4に係る発明は、黄銅組織中に針状Mn−Si系化合物を分散させた銅系摺動材料において、長軸方向の長さが50μm以上である針状Mn−Si系化合物を3〜50体積%含有することで、耐摩耗性に好適である。長軸方向の長さが50μm以上である針状Mn−Si系化合物が50体積%を超えると、黄銅組織中に針状Mn−Si系化合物が過剰に晶出した状態であり、材料が硬くなりすぎる。一方、長軸方向の長さが50μm以上である針状Mn−Si系化合物が3体積%未満であると、耐摩耗性の向上の効果が十分でない。
なお、請求項に係る発明は、銅系摺動材料は、Znが20〜45質量%、Siが0.3〜2.0質量%、Mnが1.0〜6.0質量%、残部がCu及び不可避的不純物から構成されている。Znは、耐腐食性に寄与する元素であり、20〜45質量%含有させている。Znが20質量%未満では、高温環境下での耐腐食性が十分でなく、45質量%を超えると、材料が硬くなりすぎる。より好ましくは、Znの含有量が28〜40質量%の範囲である。
Siは、Mnと反応し、摺動特性の向上に寄与するMn−Si系化合物を形成する元素であり、0.3〜2.0質量%含有させている。Siが0.3質量%未満では、Mn−Si系化合物の形成量が少ないため、摺動特性の向上の効果が不十分となり、2.0質量%を超えると、材料が硬くなりすぎる。より好ましくは、Siの含有量が0.6〜1.2質量%の範囲である。
Mnは、Siと反応し、摺動特性の向上に寄与するMn−Si系化合物を形成する元素であり、1.0〜6.0質量%含有させている。Mnが1.0質量%未満では、Mn−Si系化合物の形成量が少ないため、摺動特性の向上の効果が不十分となり、6.0質量%を超えると、材料が硬くなりすぎる。より好ましくは、Mnの含有量が2.0〜4.0質量%の範囲である。
請求項に係る発明のように、銅系摺動材料には、さらにFe、Al、Ni、Sn、Cr、Ti、Mo、Co、Zr、Sbより選択される少なくとも1種以上を総量で0.1〜5質量%含有させてもよい。これらの元素は、銅系摺動材料のマトリクスの強化に寄与する元素であるが、0.1質量%未満では、材料が軟らかくなり、5質量%を超えると、材料が硬くなりすぎる。また、これらの元素は、MnやSiと結合し、化合物を形成することもある。本発明における針状Mn−Si系化合物は、上記の元素との化合物であってもよい。
請求項に係る発明のように、銅系摺動材料には、さらにPb、Biより選択される少なくとも1種以上を総量で0.1〜5質量%含有させてもよい。これらの元素は、潤滑性の向上に寄与する元素であるが、0.1質量%未満では、潤滑性の向上の効果が不十分であり、5質量%を超えると、材料が硬くなりすぎる。
黄銅組織中に晶出した長軸方向の長さが50μm以上の針状Mn−Si系化合物が複数の小粒子から構成される銅系摺動材料を示す模式図である。 黄銅組織中に長軸方向の長さが50μm未満のMn−Si系化合物が含まれる銅系摺動材料を示す模式図である。 銅系摺動材料の押出加工時における針状Mn−Si系化合物の分断による複数の小粒子の形成を説明するための図である。 黄銅組織中に晶出した針状Mn−Si系化合物の全てが複数の小粒子から構成される銅系摺動材料を示す模式図である。
本実施形態に係る針状Mn−Si系化合物を分散させた銅系摺動材料を用いた実施例および比較例の作製方法として、まず、所定の化学組成で鋳造し、銅系摺動材料中に針状Mn−Si系化合物を晶出させた。この銅合金鋳物は、その後押出加工、引抜加工または鍛造加工が施される。また、鋳造時の冷却温度、熱間加工時の加工率を制御することにより、針状Mn−Si系化合物の分散状態を制御した。特に、実施例は、多くの針状Mn−Si系化合物の長軸方向の長さが50μm以上に成長するよう、鋳物を徐冷して凝固させ、熱間加工時の加工率を従来よりも高くすることで、長軸方向の長さが50μm以上の針状Mn−Si系化合物が複数の小粒子に分断するようにした。また、比較例は、実施例と同様に多くの針状Mn−Si系化合物の長軸方向の長さが50μm以上に成長するよう、鋳物を徐冷して凝固させ、熱間加工時の加工率を従来のように低くし、長軸方向の長さが50μm以上の針状Mn−Si系化合物が複数の小粒子に分断しないようにした。
上記した針状Mn−Si系化合物の分散状態は、銅系摺動材料において、押出方向、引抜方向、鍛造方向に対して垂直な方向から見た断面の組成像を500倍で撮影し、得られた組成像から一般的な画像解析手法(解析ソフト:Image−ProPlus(Version4.5);(株)プラネトロン製)等を用いて測定した。
本実施形態に係る針状Mn−Si系化合物を分散させた銅系摺動材料を用いた実施例A,Bおよび比較例Aについて、軸受試験機を用いた摩耗試験を行った。表1に摩耗試験条件を示す。表2には、実施例A,Bおよび比較例Aの化学組成、針状Mn−Si系化合物の分散状態に関わるパラメータおよび摩耗量を示す。表2に示す「針状粒子の長径の平均」とは、長軸方向の長さが50μm以上の針状Mn−Si系化合物の最大フェレ径の平均値を示している。また、「針状粒子の体積%」とは、銅系摺動材料の表面および内部が同等の分散状態になるため、長軸方向の長さが50μm以上の針状Mn−Si系化合物の観察視野に対する面積%を測定し、その測定結果を示している。また、「分断された針状粒子の個数割合」とは、観察視野内にある長軸方向の長さが50μm以上の針状Mn−Si系化合物の総数のうち、複数の小粒子に分断されている針状Mn−Si系化合物の割合を測定し、その測定結果を示している。また、「摩耗量」とは、摩耗試験の前後における試験片の肉厚を測定し、摩耗試験の前後の差から算出した値を示している。
Figure 0005436510
Figure 0005436510
実施例A,Bおよび比較例Aは、いずれも、針状Mn−Si系化合物の長軸方向の長さが50μm以上であり、且つ銅系摺動材料中に長軸方向の長さが50μm以上の針状Mn−Si系化合物を3〜50体積%含有している。そして、実施例A,Bは、長軸方向の長さが50μm以上の針状Mn−Si系化合物の総数の50%以上が複数の小粒子に分断されているのに対し、比較例Aは、従来品のように針状Mn−Si系化合物が分断されていないが、摩耗試験において、表2に示すように、実施例A,Bは、比較例Aと同等の耐摩耗性を有している。
次に、本実施形態に係る針状Mn−Si系化合物を分散させた銅系摺動材料を用いた実施例A〜Fおよび比較例A〜Eについて、軸受試験機を用いた焼付試験を行った。表3に焼付試験条件を示す。なお、実施例A,Bは、摩耗試験に供した実施例A,Bと同じものであり、比較例Cは、摩耗試験に供した比較例Aと同じものである。表4には、実施例A〜Fおよび比較例A〜Eの化学組成、針状Mn−Si系化合物の分散状態に関わるパラメータおよび焼付限界面圧を示す。表4に示す「針状粒子の長径の平均」、「針状粒子の体積%」、「分断された針状粒子の個数割合」とは、摩耗試験で説明したものと同じである。また、「45μm以下の小粒子の個数割合」とは、測定視野内にある長軸方向の長さが50μm以上の針状Mn−Si系化合物を構成する小粒子の総数に対する長軸方向の長さが45μm以下の小粒子の割合を測定し、その測定結果を示している。また、「焼付限界面圧」とは、焼き付かなかった最大の面圧の平均値を示している。
Figure 0005436510
Figure 0005436510
実施例A〜Fおよび比較例A〜Eは、いずれも、針状Mn−Si系化合物の長軸方向の長さが50μm以上であり、且つ比較例Dを除いては銅系摺動材料中に長軸方向の長さが50μm以上の針状Mn−Si系化合物を3〜50体積%含有している。そして、実施例A〜Fは、長軸方向の長さが50μm以上の針状Mn−Si系化合物の総数の50%以上が複数の小粒子に分断されているのに対し、比較例A〜Eは、従来品のように針状Mn−Si系化合物が分断されておらず、焼付試験において、表4に示すように、実施例A〜Fは、比較例A〜Eと比べて耐焼付性が優れている。
また、実施例A〜Fは、「分断された針状粒子の個数割合」および「45μm以下の小粒子の個数割合」が高いほど、耐焼付性が優れている。すなわち、長軸方向の長さが50μm以上の針状Mn−Si系化合物の全てが複数の小粒子に分断されている実施例C〜Fは、複数の小粒子に分断されていない針状Mn−Si系化合物が含まれる実施例A,Bと比べて耐焼付性が優れている。また、長軸方向の長さが50μm以上の針状Mn−Si系化合物を構成する小粒子の総数の70%以上が、長軸方向の長さが45μm以下の小粒子に分断されている実施例C〜Fは、長軸方向の長さが45μm以下の小粒子の個数割合が少ない実施例A〜Cと比べて耐焼付性が優れている。特に、実施例C〜Fのうち、長軸方向の長さが50μm以上の針状Mn−Si系化合物を構成する小粒子の総数の全てが、長軸方向の長さが45μm以下の小粒子に分断されている実施例D〜Fは、長軸方向の長さが45μm以下に分断されていない小粒子が含まれる実施例Cと比べてさらに耐焼付性が優れている。
また、実施例Fは、銅系摺動材料にAlが2.4質量%、Feが0.1質量%、Biが0.5質量%添加されており、これらの元素を添加していない実施例A〜Dよりも耐焼付性が優れている。なお、実施例Fに添加されている元素以外に、Ni、Sn、Cr、Ti、Mo、Co、Zr、Sb、Pb等の元素を添加しても、同様の効果が得られることを実験で確認している。
また、比較例A〜Eは、「分断された針状粒子の個数割合」および「45μm以下の小粒子の個数割合」が低いほど、耐焼付性が劣っており、焼付試験後の軸および軸受表面に線状傷が見られる傾向にあった。これは、摺動中にMn−Si系化合物が脱落する際に、軸および軸受表面を傷つけるような粗大な針状Mn−Si系化合物が脱落する頻度が増えたことによるものと推定する。
また、比較例Eは、実施例Fと同じく、銅系摺動材料にAlが2.4質量%、Feが0.1質量%、Biが0.5質量%添加されているが、耐焼付性が向上することがなかった。なお、比較例Eに添加されている元素以外に、Ni、Sn、Cr、Ti、Mo、Co、Zr、Sb、Pb等の元素を添加しても、耐焼付性が向上しないことを実験で確認している。
上記の結果から、長軸方向の長さが50μm以上の針状Mn−Si系化合物の総数の50%以上が複数の小粒子から構成されている等、針状Mn−Si系化合物の分散状態が適正であると、耐焼付性が優れることを確認することができた。
1 銅系摺動材料
2 黄銅組織
3 針状Mn−Si系化合物(長軸方向の長さが50μm以上の針状Mn−Si系化合物)
4 小粒子
5 Mn−Si系化合物(長軸方向の長さが50μm未満のMn−Si系化合物)

Claims (6)

  1. Znが20〜45質量%、Siが0.3〜2.0質量%、Mnが1.0〜6.0質量%、残部がCu及び不可避的不純物から構成される銅系摺動材料であって、該銅系摺動材料の黄銅組織中にMn−Si系化合物を分散させた黄銅からなる銅系摺動材料において、
    前記Mn−Si系化合物は、長軸方向の長さが50μm以上である針状Mn−Si系化合物の粒子を含み、該針状Mn−Si系化合物の総数の50%以上が複数の小粒子から構成されることを特徴とする銅系摺動材料。
  2. 前記銅系摺動材料中の前記長軸方向の長さが50μm以上である針状Mn−Si系化合物の全てが複数の小粒子から構成されることを特徴とする請求項1記載の銅系摺動材料。
  3. 前記銅系摺動材料中の前記長軸方向の長さが50μm以上である針状Mn−Si系化合物を構成する前記小粒子の総数の70%以上で、前記長軸方向の長さが50μm以上である針状Mn−Si系化合物の長軸方向に対する前記小粒子の長さが45μm以下であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の銅系摺動材料。
  4. 前記銅系摺動材料は、前記長軸方向の長さが50μm以上である針状Mn−Si系化合物を3〜50体積%含有することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の銅系摺動材料。
  5. 前記銅系摺動材料は、さらにFe、Al、Ni、Sn、Cr、Ti、Mo、Co、Zr、Sbより選択される少なくとも1種以上を総量で0.1〜5質量%含有することを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれかに記載の銅系摺動材料。
  6. 前記銅系摺動材料は、さらにPb、Biより選択される少なくとも1種以上を総量で0.1〜5質量%含有することを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれかに記載の銅系摺動材料。
JP2011222373A 2011-10-06 2011-10-06 銅系摺動材料 Active JP5436510B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011222373A JP5436510B2 (ja) 2011-10-06 2011-10-06 銅系摺動材料
CN201210375447.8A CN103031465B (zh) 2011-10-06 2012-09-27 铜类滑动材料
US13/633,168 US9039965B2 (en) 2011-10-06 2012-10-02 Copper-based slide member
KR1020120110403A KR101409956B1 (ko) 2011-10-06 2012-10-05 구리계 슬라이딩 재료
GB1217951.1A GB2495407B (en) 2011-10-06 2012-10-05 Copper-based slide member
DE102012218207.1A DE102012218207A1 (de) 2011-10-06 2012-10-05 Gleitelement auf Kupferbasis

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011222373A JP5436510B2 (ja) 2011-10-06 2011-10-06 銅系摺動材料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013082958A JP2013082958A (ja) 2013-05-09
JP5436510B2 true JP5436510B2 (ja) 2014-03-05

Family

ID=47294399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011222373A Active JP5436510B2 (ja) 2011-10-06 2011-10-06 銅系摺動材料

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9039965B2 (ja)
JP (1) JP5436510B2 (ja)
KR (1) KR101409956B1 (ja)
CN (1) CN103031465B (ja)
DE (1) DE102012218207A1 (ja)
GB (1) GB2495407B (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5869511B2 (ja) * 2013-03-25 2016-02-24 大同メタル工業株式会社 銅系摺動部材
JP2015175059A (ja) * 2014-03-18 2015-10-05 大豊工業株式会社 すべり軸受用銅合金およびすべり軸受
WO2016097766A1 (en) 2014-12-19 2016-06-23 Cummins Ltd A turbomachine shaft and journal bearing assembly
DE102015004221A1 (de) * 2015-03-31 2016-10-06 Wieland-Werke Ag Kupfer-Zink-Legierung, bandförmiger Werkstoff daraus, Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugs aus einer Kupfer-Zink-Legierung und Gleitelemente aus einer Kupfer-Zink-Legierung
CN105220054A (zh) * 2015-09-19 2016-01-06 合肥海畅电气技术有限公司 电流互感器的感应线圈材料配方
CN107400818A (zh) * 2017-07-17 2017-11-28 太仓森楚源机械设备有限公司 一种合金压铆螺母凸模
JP7389600B2 (ja) * 2019-09-26 2023-11-30 大同メタル工業株式会社 摺動部材

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2145065A (en) * 1935-07-15 1939-01-24 Ver Deutsche Metallwerke Ag Drawn brass bearing alloys
US3337335A (en) * 1964-06-08 1967-08-22 Mueller Brass Company Leaded silicon manganese bearing brass
JPS56127741A (en) * 1980-03-06 1981-10-06 Honda Motor Co Ltd Abrasion resistant copper alloy
JPS5952944B2 (ja) * 1980-10-30 1984-12-22 三菱マテリアル株式会社 強靭性および耐摩耗性を有するMn−Si系金属間化合物分散型高力黄銅
DE3427740A1 (de) * 1984-07-27 1986-02-06 Diehl GmbH & Co, 8500 Nürnberg Messinglegierung, herstellungsverfahren und verwendung
KR900006104B1 (ko) * 1987-04-10 1990-08-22 풍산금속공업 주식회사 고강도 내마모성 동합금
US5288683A (en) * 1990-10-30 1994-02-22 Chuetsu Metal Works Co., Ltd. Wear-resistant copper alloys and synchronizer rings for automobiles comprising the same
JP2738999B2 (ja) * 1991-09-20 1998-04-08 株式会社日立製作所 高耐摩耗性アルミニウム青銅鋳造合金、該合金を用いた摺動部材
US5282908A (en) * 1992-11-03 1994-02-01 Chuetsu Metal Works Co., Ltd. High strength α brass containing Mn, Si, Co, Fe, Sn and Pb
JP3956322B2 (ja) * 1996-05-30 2007-08-08 中越合金鋳工株式会社 ワンウェイクラッチ用エンドベアリング及びその他の摺動部品
JP2001146922A (ja) * 1999-09-07 2001-05-29 Nsk Ltd 保持器
JP3421724B2 (ja) 1999-09-13 2003-06-30 大同メタル工業株式会社 銅系摺動材料
JP3718147B2 (ja) 2001-07-31 2005-11-16 株式会社日立製作所 内燃機関用のターボ式過給機
JP2003042125A (ja) 2001-08-01 2003-02-13 San Buresu:Kk 木材連結用ナット及び木材連結具
JP4817039B2 (ja) * 2004-11-11 2011-11-16 大豊工業株式会社 摺動装置
JP5253440B2 (ja) * 2010-03-01 2013-07-31 大同メタル工業株式会社 内燃機関用過給機のすべり軸受
WO2011145220A1 (ja) * 2010-05-21 2011-11-24 オイレス工業株式会社 摺動部材用高力黄銅合金および摺動部材
JP5312510B2 (ja) * 2011-03-31 2013-10-09 大同メタル工業株式会社 内燃機関用過給機のスラスト軸受

Also Published As

Publication number Publication date
CN103031465B (zh) 2015-02-11
CN103031465A (zh) 2013-04-10
KR101409956B1 (ko) 2014-06-19
GB2495407B (en) 2016-04-27
US9039965B2 (en) 2015-05-26
JP2013082958A (ja) 2013-05-09
US20130089459A1 (en) 2013-04-11
GB201217951D0 (en) 2012-11-21
DE102012218207A1 (de) 2014-04-24
GB2495407A (en) 2013-04-10
KR20130037645A (ko) 2013-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5436510B2 (ja) 銅系摺動材料
JP5253440B2 (ja) 内燃機関用過給機のすべり軸受
JP5312510B2 (ja) 内燃機関用過給機のスラスト軸受
JP3472284B2 (ja) アルミニウム系軸受合金
KR101688358B1 (ko) 절삭성이 우수한 알루미늄 합금 압출재 및 그의 제조 방법
JP5954483B2 (ja) 鉛快削鋼
JP5869511B2 (ja) 銅系摺動部材
JP2014095127A (ja) 銅合金
WO2023190873A1 (ja) 摺動材
JP6161665B2 (ja) 銅系摺動部材
CN104160049B (zh) 耐磨损性、挤出性、锻造加工性优良的铝合金
KR20120137492A (ko) Al기재 베어링 합금
JP5433916B2 (ja) シリンダスリーブ用合金及びそれを使用したシリンダスリーブ
JP2010280980A (ja) Al基摺動合金及びその鋳造装置
JP4148801B2 (ja) 切削性に優れた耐摩耗Al−Si系合金及びその鋳造方法
WO2016072405A1 (ja) すべり軸受用銅合金およびすべり軸受
JP6602737B2 (ja) 肉盛合金および肉盛部材
WO2018174259A1 (ja) 耐摩耗性銅亜鉛合金及びこれを用いた機械装置
TW202124736A (zh) 快削鋼及其製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130927

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131001

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131119

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131210

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131210

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5436510

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250