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JPH0472892B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0472892B2
JPH0472892B2 JP60034174A JP3417485A JPH0472892B2 JP H0472892 B2 JPH0472892 B2 JP H0472892B2 JP 60034174 A JP60034174 A JP 60034174A JP 3417485 A JP3417485 A JP 3417485A JP H0472892 B2 JPH0472892 B2 JP H0472892B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alumina
silica
wear
fibers
fiber
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP60034174A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS61194134A (en
Inventor
Tadashi Donomoto
Masahiro Kubo
Haruo Kito
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP3417485A priority Critical patent/JPS61194134A/en
Publication of JPS61194134A publication Critical patent/JPS61194134A/en
Publication of JPH0472892B2 publication Critical patent/JPH0472892B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

産業上の利用分野 本発明は、互いに当接して相対的に摺動する二
つの部材の組合せに係り、更に詳細には一方の部
材がムライト結晶を含むアルミナ−シリカ繊維を
強化材とする複合材料にて構成され他方の部材が
鋼にて構成された二つの部材の組合せに係る。 従来の技術 各種機械の構成要素や部材に於ては、部分的に
特別な機械的特性を要求されることが多い。例え
ば、自動車用エンジンに於ては、エンジンの性能
に対する要求が高くなるにつれて、ピストンの如
き部材はその比強度や剛性が優れていることに加
えて、その摺動面が耐摩耗性に優れていることが
強く要請されるようになつてきた。かかる部材の
比強度や耐摩耗性等を向上させる一つの手段とし
て、それらの部材を各種の無機質繊維等を強化材
としアルミニウム合金の如き金属をマトリツクス
とする複合材料にて構成することが試られてい
る。 かかる繊維強化金属複合材料の一つとして、本
願出願人と同一の出願人の出願にかかる特願昭60
−034172号に於て、ムライト結晶を含むアルミナ
−シリカ繊維を強化材とし、アルミニウム合金な
どをマトリツクスとする繊維強化金属複合材料が
既に提案されており、かかる繊維強化金属複合材
料によれば、それらにて構成された部材の比強度
や耐摩耗性等を向上させることができ、またアル
ミナ繊維等を強化材とする複合材料に比して低廉
な複合材料を得ることができる。 発明が解決しようとする問題点 しかし、互いに当接して相対的に摺動する二つ
の部材の組合せに於て、その一方の部材を上述の
如き繊維強化金属複合材料にて構成した場合に
は、その他方の部材の材質によつてはその他方の
部材の摩耗が著しく増大し、従つてそれらを互い
に当接して相対的に摺動する摺動部材の組合せと
して使用することはできない。 本願発明者等は、互いに当接して相対的に摺動
する二つの部材の組合せであつて、その一方の部
材が強度及び剛性に優れ低廉であるムライト結晶
を含むアルミナ−シリカ繊維を強化材としアルミ
ニウム合金の如き金属をマトリツクスとする繊維
強化金属複合材料にて構成され、その他方の部材
が鋼にて構成された部材の組合せに於て、それら
両方の部材の摩耗量を最小限に抑えるためには、
それらの材質や性質の組合せとしては如何なるも
のが適切であるかについて種々の実験的研究を行
なつた結果、それぞれ特定の特徴及び特定の性質
を有するものでなければならないことを見出し
た。 本発明は、本願発明者等が行なつた上述の如き
実験的研究の結果得られた知見に基き、一方の部
材がムライト結晶を含むアルミナ−シリカ繊維を
強化材としアルミニウム合金の如き金属をマトリ
ツクスとする繊維強化金属複合材料にて構成さ
れ、その他方の部材が鋼にて構成された互いに当
接して相対的に摺動する二つの部材の組合せであ
つて、それら両方の部材の互いに他に対する摺動
面に於ける摩耗特性が改善された二つの部材の組
合せを提供することを目的としている。 問題点を解決するための手段 かかる目的は、本発明によれば、互いに当接し
て相対的に摺動する第一の部材と第二の部材との
組合せにして、前記第一の部材の少なくとも前記
第二の部材に対する摺動面部は35〜65wt%
Al2O3、65〜35wt%SiO2、残部10wt%以下の他
の金属酸化物なる組成を有しムライト結晶量が
15wt%以上であるアルミナ−シリカ繊維であつ
て、その集合体中に含まれる粒径150μ以上の非
繊維化粒子の含有量が5wt%以下であるアルミナ
−シリカ繊維を強化材としアルミニウム、マグネ
シウム、スズ、銅、鉛、亜鉛、及びこれらを主成
分とする合金よりなる群より選択された金属をマ
トリツクスとし、アルミナ−シリカ繊維の体積率
が0.5%以上である複合材料にて構成されており、
前記第二の部材の少なくとも前記第一の部材に対
する摺動面部は硬さHv(10Kg)が200以上の鋼に
て構成されていることを特徴とする部材の組合せ
によつて達成される。 発明の作用及び効果 本発明によれば、第一の部材の摺動面部を構成
する複合材料に於ては、アルミナ繊維等に比して
遥かに低廉であり硬くて安定な所定量のムライト
結晶を含むアルミナ−シリカ繊維により体積率
0.5%以上にてマトリツクス金属が強化され、ま
た粒径が150μ以上の巨大で硬い非繊維化粒子の
含有量が5wt%以下に抑制され、第二の部材の摺
動面部は硬さHv(10Kg)が200以上の鋼にて構成
されるので、互いに当接して相対的に摺動する二
つの部材の組合せであつて、それら両方の部材の
互いに他に対する摺動面は耐摩耗性に優れてお
り、従つてそれら両方の部材のそれぞれの摺動面
に於ける摩耗量を最小限に抑えるとともに、粒子
の脱落に起因する異常摩耗を回避することがで
き、しかもその一方の部材は比強度、剛性の如き
機械的性質や機械加工性にも優れた部材の組合せ
を得ることができる。 一般にアルミナ−シリカ系繊維はその組成及び
製法の点からアルミナ繊維とアルミナ−シリカ繊
維に大別される。Al2O3含有量が70wt%以上であ
りSiO2含有量が30wt%以下の所謂アルミナ繊維
は、有機の粘調な溶液とアルミニウムの無機塩と
の混合物にて繊維化し、これを高温にて酸化焙焼
することにより製造されるので、強化繊維として
の性能には優れているが、非常に高価である。一
方Al2O3含有量が35〜65wt%でありSiO2含有量が
35〜65wt%であるいわゆるアルミナ−シリカ繊
維は、アルミナとシリカの混合物がアルミナに比
して低融点であるため、アルミナとシリカの混合
物を電気炉などにて溶融し、その融液をブローイ
ング法やスピニング法にて繊維化することにより
比較的低廉に且大量に生産されている。特に
Al2O3含有量が65wt%以上でありSiO2含有量が
35wt%以下の場合にはアルミナとシリカとの混
合物の融点が高くなり過ぎまた融液の粘性が低
く、一方Al2O3含有量が35wt%以下でありSiO2
有量が65wt%以上の場合には、ブローイングや
スピニングに必要な適正な粘性が得られない等の
理由から、これらの低廉な製造法を適用し難い。
またアルミナとシリカとの混合物の融点や粘性を
調整したり、繊維に特殊な性能を付与する目的か
ら、アルミナとシリカとの混合物にCaO、MgO、
Na2O、Fe2O3、Cr2O3、ZrO2、TiO2、PbO、
SnO2、ZnO、MoO3、NiO、K2O、MnO2
B2O3、V2O5、CuO、CoCO4などの金属酸化物が
添加されることがある。本願発明者等が行なつた
実験的研究の結果によれば、これらの成分は
10wt%以下に抑えられることが好ましいことが
認められた。従つて本発明の部材の組合せに於け
る強化材としてのアルミナ−シリカ繊維の組成は
35〜65wt%Al2O3、65〜35wt%SiO2、残部10wt
%以下の他の金属酸化物に設定される。 ブローイング法やスピニング法にて製造された
アルミナ−シリカ繊維は非晶質の繊維であり、繊
維の硬さはHv700程度である。かかる非晶質状態
のアルミナ−シリカ繊維を950℃以上の温度に加
熱するとムライト結晶が析出し、繊維の硬さが上
昇する。本願発明者等行つた実験的研究の結果に
よればムライト結晶量が15wt%程度に於て繊維
の硬さが急激に増大し、ムライト結晶量が19wt
%に於ては繊維の硬さがHv1000程度となり、ム
ライト結晶量がこれ以上に増大されても繊維の硬
さはそれ程増大しないことが認められた。かかる
ムライト結晶を含むアルミナ−シリカ繊維にて強
化された金属の耐摩耗性や強度はアルミナ−シリ
カ繊維自身の硬さとよく対応しており、ムライト
結晶量が15wt%以上、特に19wt%以上の場合に
耐摩耗性や強度に優れた複合材料を得ることがで
きる。従つて本発明の部材の組合せに於てはアル
ミナ−シリカ繊維のムライト結晶量は15wt%以
上、好ましくは19wt%以上とされる。 またブローイング法等によるアルミナ−シリカ
繊維の製造に於ては、繊維と同時に非繊維化粒子
が不可避的に多量に生成し、従つてアルミナ−シ
リカ繊維の集合体中には比較的多量の非繊維化粒
子が含まれている。アルミナ−シリカ繊維の特性
を向上させるべく繊維を熱処理してムライト結晶
の析出を行うと、非繊維化粒子もムライト結晶化
して硬化する。本願発明者等が行つた実験的研究
の結果によれば、特に粒径が150μを越える巨大
な粒子は複合材料の機械的性質や加工性を悪化さ
せ、複合材料の強度を低下せしめる原因となり、
更には粒子の脱落に起因して相手材に対し異常摩
耗の如き不具合を発生させる原因ともなる。従つ
て本発明の部材の組合せに於ては、アルミナ−シ
リカ繊維の集合体中に含まれる粒径150μ以上の
非繊維化粒子の含有量は5wt%以下、特に2wt%
以下、更には1wt%以下に抑えられる。 更に本願発明者等が行つた実験的研究の結果に
よれば、上述の如き優れた性質を有するムライト
結晶を含むアルミナ−シリカ繊維を強化繊維と
し、アルミニウム、マグネシウム、銅、亜鉛、
鉛、スズ及びこれらを主成分とする合金をマトリ
ツクス金属とする複合材料に於ては、アルミナ−
シリカ繊維の体積率が0.5%程度であつても複合
材料の耐摩耗性が著しく向上し、これ以上アルミ
ナ−シリカ繊維の体積率が高くされても相手材の
摩耗量はそれ程増大しない。従つて本発明の部材
の組合せに於ては、アルミナ−シリカ繊維の体積
率は0.5%以上、特に1%以上、更には2%以上
とされる。 尚本発明の部材の組合せに於ける一方の部材用
の複合材料として、強度、耐摩耗性の如き機械的
性質に優れ、しかも相手材に対する摩擦摩耗特性
に優れた複合材料を得るためには、ムライト結晶
を含むアルミナ−シリカ繊維は、本願発明者等が
行つた実験的研究の結果によれば、短繊維の場合
には1.5〜5.0μの平均繊維径及び20μ〜3mmの平均
繊維長を有し、長繊維の場合には3〜30μの繊維
径を有することが好ましいことが認められた。 尚本発明による部材の組合せは、例えば自動車
用エンジンのシリンダピストン、ピストンリング
とピストンの如く、種々の機械装置等の部材の組
合せに対し適用されてよい。 以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例
について詳細に説明する。 実施例 1 イソライト・バブコツク耐火株式会社製アルミ
ナ−シリカ繊維(商品名「カオウール」、公称組
成:51wt%Al2O3、49wt%SiO2)に対し脱粒処
理を行い、繊維集合体中に含まれる粒径150μ以
上の粒子含有量を0.4wt%とした後、それらの繊
維集合体を種々の高温度にて熱処理することによ
り、下記の表1に示されている如き種々のムライ
ト結晶量を有する繊維を形成した。
INDUSTRIAL APPLICATION FIELD The present invention relates to a combination of two members that come into contact with each other and slide relative to each other, and more specifically, one member is a composite material reinforced with alumina-silica fibers containing mullite crystals. This relates to a combination of two members, one made of steel and the other made of steel. BACKGROUND OF THE INVENTION Special mechanical properties are often required in parts of the components and members of various machines. For example, in automobile engines, as demands for engine performance become higher, members such as pistons not only have excellent specific strength and rigidity, but also require that their sliding surfaces have excellent wear resistance. It has become a strong requirement to be present. As a means of improving the specific strength and abrasion resistance of such members, attempts have been made to construct them from composite materials in which various inorganic fibers are used as reinforcement materials and metals such as aluminum alloys are used as a matrix. ing. As one of such fiber-reinforced metal composite materials, a patent application filed in 1983 filed by the same applicant as the present applicant
In No. 034172, a fiber-reinforced metal composite material using alumina-silica fibers containing mullite crystals as a reinforcing material and an aluminum alloy or the like as a matrix has already been proposed. It is possible to improve the specific strength, abrasion resistance, etc. of a member made of the above materials, and it is also possible to obtain a composite material that is less expensive than a composite material using alumina fiber or the like as a reinforcing material. Problems to be Solved by the Invention However, in a combination of two members that are in contact with each other and slide relative to each other, when one of the members is made of the fiber-reinforced metal composite material as described above, Depending on the material of the other member, the wear of the other member increases significantly, and therefore, they cannot be used as a combination of sliding members that abut each other and slide relative to each other. The present inventors proposed a combination of two members that come into contact with each other and slide relative to each other, one of which is reinforced with alumina-silica fibers containing mullite crystals, which have excellent strength and rigidity and are inexpensive. In order to minimize the amount of wear of both parts in a combination of parts made of fiber-reinforced metal composite material with a metal matrix such as aluminum alloy and the other part made of steel. for,
As a result of conducting various experimental studies on the appropriate combination of materials and properties, it was found that each material must have specific characteristics and properties. The present invention is based on the knowledge obtained as a result of the above-mentioned experimental research conducted by the inventors of the present invention, and is based on the findings that one member is reinforced with alumina-silica fibers containing mullite crystals and is made of a metal such as an aluminum alloy as a matrix. It is a combination of two members made of fiber-reinforced metal composite material and the other member made of steel, which abut each other and slide relatively. The object is to provide a combination of two members with improved wear characteristics on sliding surfaces. Means for Solving the Problems According to the present invention, this object is achieved by combining a first member and a second member that abut each other and slide relatively, so that at least one of the first members The sliding surface portion for the second member is 35 to 65 wt%
It has a composition of Al 2 O 3 , 65 to 35 wt% SiO 2 , and the balance is 10 wt% or less of other metal oxides, and the amount of mullite crystals is
Alumina-silica fibers containing 15 wt% or more of alumina-silica fibers, in which the content of non-fibrous particles with a particle size of 150 μ or more contained in the aggregate is 5 wt% or less, are used as reinforcement materials, and aluminum, magnesium, It is composed of a composite material with a matrix of metals selected from the group consisting of tin, copper, lead, zinc, and alloys containing these as main components, and a volume percentage of alumina-silica fibers of 0.5% or more,
This is achieved by a combination of members characterized in that at least the sliding surface of the second member relative to the first member is made of steel having a hardness Hv (10Kg) of 200 or more. Effects and Effects of the Invention According to the present invention, the composite material constituting the sliding surface portion of the first member includes a predetermined amount of mullite crystals, which is much cheaper, harder, and more stable than alumina fibers, etc. volume ratio due to alumina-silica fiber containing
At 0.5% or more, the matrix metal is strengthened, and the content of giant hard non-fibrous particles with a particle size of 150μ or more is suppressed to 5wt% or less, and the sliding surface of the second member has a hardness of Hv (10Kg). ) is made of over 200 steel, so it is a combination of two parts that touch each other and slide relative to each other, and the sliding surfaces of both parts relative to each other have excellent wear resistance. Therefore, it is possible to minimize the amount of wear on the respective sliding surfaces of both members, and to avoid abnormal wear caused by falling particles.Moreover, one of the members has a specific strength of It is possible to obtain a combination of members with excellent mechanical properties such as rigidity and machinability. Generally, alumina-silica fibers are broadly classified into alumina fibers and alumina-silica fibers in terms of their composition and manufacturing method. So-called alumina fibers with an Al 2 O 3 content of 70 wt% or more and a SiO 2 content of 30 wt% or less are made into fibers using a mixture of a viscous organic solution and an inorganic salt of aluminum, and then heated at high temperatures. Since it is produced by oxidative roasting, it has excellent performance as a reinforcing fiber, but is very expensive. On the other hand, the Al2O3 content is 35~65wt% and the SiO2 content is
So-called alumina-silica fiber, which has a content of 35 to 65 wt%, is produced by melting a mixture of alumina and silica in an electric furnace or the like, and then blowing the melt, since the mixture of alumina and silica has a lower melting point than that of alumina. It is produced relatively inexpensively and in large quantities by making it into fibers using a spinning method. especially
Al 2 O 3 content is 65wt% or more and SiO 2 content is
If it is less than 35wt%, the melting point of the mixture of alumina and silica will be too high and the viscosity of the melt will be low; on the other hand, if the Al 2 O 3 content is less than 35wt% and the SiO 2 content is more than 65wt% It is difficult to apply these inexpensive manufacturing methods to these methods because the appropriate viscosity required for blowing and spinning cannot be obtained.
In addition, CaO, MgO,
Na2O , Fe2O3 , Cr2O3 , ZrO2 , TiO2 , PbO,
SnO2 , ZnO, MoO3 , NiO, K2O , MnO2 ,
Metal oxides such as B 2 O 3 , V 2 O 5 , CuO, CoCO 4 may be added. According to the results of experimental research conducted by the inventors, these components
It was recognized that it is preferable to suppress the content to 10 wt% or less. Therefore, the composition of the alumina-silica fiber as a reinforcing material in the member combination of the present invention is
35~65wt% Al2O3 , 65~35wt% SiO2 , balance 10wt
% or less of other metal oxides. Alumina-silica fibers produced by a blowing method or a spinning method are amorphous fibers, and the hardness of the fibers is about Hv700. When such amorphous alumina-silica fibers are heated to a temperature of 950° C. or higher, mullite crystals are precipitated, increasing the hardness of the fibers. According to the results of experimental research conducted by the inventors of the present invention, the hardness of the fiber increases rapidly when the amount of mullite crystals is about 15wt%, and when the amount of mullite crystals is about 19wt%.
%, the hardness of the fibers was approximately Hv1000, and it was observed that even if the amount of mullite crystals was increased beyond this, the hardness of the fibers did not increase significantly. The wear resistance and strength of metals reinforced with alumina-silica fibers containing mullite crystals correspond well to the hardness of the alumina-silica fibers themselves, and when the amount of mullite crystals is 15wt% or more, especially 19wt% or more. Composite materials with excellent wear resistance and strength can be obtained. Therefore, in the member combination of the present invention, the amount of mullite crystals in the alumina-silica fibers is 15 wt% or more, preferably 19 wt% or more. In addition, in the production of alumina-silica fibers by a blowing method etc., a large amount of non-fiber particles are inevitably produced at the same time as fibers, and therefore a relatively large amount of non-fiber particles are produced in the alumina-silica fiber aggregate. Contains particles. In order to improve the properties of alumina-silica fibers, when the fibers are heat-treated to precipitate mullite crystals, the non-fibrous particles also crystallize into mullite and harden. According to the results of experimental research conducted by the inventors of the present application, large particles, particularly those with a particle size exceeding 150μ, deteriorate the mechanical properties and workability of composite materials, causing a decrease in the strength of composite materials.
Furthermore, particles falling off may cause problems such as abnormal wear on the mating material. Therefore, in the member combination of the present invention, the content of non-fibrous particles with a particle size of 150μ or more contained in the alumina-silica fiber aggregate is 5wt% or less, particularly 2wt%.
It can be further suppressed to 1wt% or less. Furthermore, according to the results of experimental research conducted by the inventors of the present application, alumina-silica fibers containing mullite crystals having the above-mentioned excellent properties are used as reinforcing fibers, and aluminum, magnesium, copper, zinc,
In composite materials whose matrix metals are lead, tin, and alloys containing these as main components, alumina
Even when the volume fraction of silica fibers is about 0.5%, the wear resistance of the composite material is significantly improved, and even if the volume fraction of alumina-silica fibers is increased further, the amount of wear on the mating material does not increase significantly. Therefore, in the member combination of the present invention, the volume percentage of alumina-silica fibers is set to be 0.5% or more, particularly 1% or more, and even 2% or more. In order to obtain a composite material for one member in the combination of members of the present invention, which has excellent mechanical properties such as strength and wear resistance, and also has excellent friction and wear characteristics against the mating member, According to the results of experimental studies conducted by the inventors of the present invention, alumina-silica fibers containing mullite crystals have an average fiber diameter of 1.5 to 5.0μ and an average fiber length of 20μ to 3mm in the case of short fibers. However, in the case of long fibers, it has been found that it is preferable to have a fiber diameter of 3 to 30μ. The combination of members according to the present invention may be applied to combinations of members of various mechanical devices, such as a cylinder piston, a piston ring and a piston of an automobile engine. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention will be explained in detail below by way of example embodiments with reference to the accompanying figures. Example 1 Alumina-silica fiber manufactured by Isolite Babkotsu Fireproofing Co., Ltd. (trade name "Kaowool", nominal composition: 51wt% Al 2 O 3 , 49wt% SiO 2 ) was subjected to grain removal treatment to remove the particles contained in the fiber aggregate. After reducing the content of particles with a particle size of 150μ or more to 0.4wt%, the fiber aggregates are heat-treated at various high temperatures to produce fibers with various amounts of mullite crystals as shown in Table 1 below. Formed fibers.

【表】 次いで上述の各アルミナ−シリカ繊維をそれぞ
れコロイダルシリカ中に分散させ、そのコロイダ
ルシリカを撹拌し、かくしてアルミナ−シリカ繊
維が均一に分散されたコロイダルシリカより真空
成形法により第1図に示されている如く80×80×
20mmの繊維形成体1を形成し、更にそれを600℃
にて焼成することにより個々のアルミナ−シリカ
繊維2をシリカにて結合させた。この場合、第1
図に示されている如く、個々のアルミナ−シリカ
繊維2はx−y平面内に於てはランダムに配向さ
れ、z方向に積重ねられた状態に配向された。 次いで第2図に示されている如く、繊維成形体
1を鋳型3のモールドキヤビテイ4内に配置し、
該モールドキヤビテイ内に730℃のアルミニウム
合金(JIS規格AC8A)の溶湯5を注湯し、該溶
湯を鋳型3に嵌合するプランジヤ6により1500
Kg/cm2の圧力に加圧し、その加圧状態を溶湯5が
完全に凝固するまで保持し、かくして第3図に示
されている如く外径110mm、高さ50mmの円柱状の
凝固体7を鋳造し、更に該凝固体に対し熱処理
T7を施し、各凝固体よりアルミナ−シリカ繊維
を強化繊維としアルミニウム合金をマトリツクス
とする複合材料1′を切出し、それらの複合材料
より硬さ試験片及び摩耗試験用のブロツク試験片
を機械加工によつて作成した。 かくして形成された硬さ試験片の被試験面を研
磨した後、アルミナ−シリカ繊維のビツカース硬
さを測定した。但し繊維自体の大きさは平均繊維
径が2.9μと非常に小さいため、硬さの測定が可能
な比較的粒径の大きい非繊維化粒子の硬さを測定
し、その値を以てアルミナ−シリカ繊維の硬さと
した。その測定結果をアルミナ−シリカ繊維中の
ムライト結晶量を横軸としアルミナ−シリカ繊維
の硬さを縦軸とする第4図に示す。この第4図よ
り、アルミナ−シリカ繊維の硬さは約10wt%以
下の範囲に於ては低いが、ムライト結晶含有量が
約15wt%以上になると著しく増大し、ムライト
結晶量が約20wt%以上に於てはほぼ一定の値と
なることが解る。 次に上述のブロツク試験片を順次摩擦摩耗試験
機にセツトし、相手部材である軸受鋼(JIS規格
SUJ2)の焼入れ焼戻し材(硬さHv630)製の円
筒試験片の外周面と接触させ、それらの試験片の
接触部に常温(20℃)の潤滑油(キヤツスルモー
タオイル5W−30)を供給しつつ、接触面圧20
Kg/mm2、滑り速度0.3m/secにて1時間円筒試験
片を回転させる摩耗試験を行なつた。尚この摩耗
試験に於けるブロツク試験片の被試験面は第1図
に示されたx−y平面に垂直な平面であつた。摩
耗試験の結果を第5図に示す。尚第5図に於て、
上半分はブロツク試験片の摩耗量(摩耗痕深さ
μ)を表わしており、下半分は相手部材である円
筒試験片の摩耗量(摩耗減量mg)を表わしてい
る。 第5図より、軸受鋼を相手部材とする場合に
は、ブロツク試験片の摩耗量は、アルミナ−シリ
カ繊維中のムライト結晶量が0〜11wt%までの
範囲に於ては実質的に変化せず、ムライト結晶量
が11〜19wt%の範囲に於てはムライト結晶量の
増大につれて著しく減少し、ムライト結晶量が
19wt%以上に於ては実質的に一定の値になるの
に対し、円筒試験片の摩耗量はアルミナ−シリカ
繊維中のムライト結晶量の値に拘らず実質的に一
定の値であることが解る。 この第5図のムライト結晶量とブロツク試験片
の摩耗量との関係は第4図に示されたアルミナ−
シリカ繊維の硬さとムライト結晶量との関係に一
致しており、これら第4図及び第5図より、アル
ミナ−シリカ繊維を強化繊維としアルミニウム合
金をマトリツクスとする複合材料にて構成された
部材の摩耗量及びこれと摩耗摺動する鋼製の相手
部材の摩耗量の両方を低減するためには、アルミ
ナ−シリカ繊維はムライト結晶を含む結晶質のア
ルミナ−シリカ繊維であることが好ましく、特に
アルミナ−シリカ繊維中のムライト結晶量は
15wt%以上、更には19wt%以上であることが好
ましいことが解る。 実施例 2 上述の実施例1よりアルミナ−シリカ繊維のム
ライト結晶量は15wt%以上であることが好まし
いことが解つたので、アルミナ−シリカ繊維の体
積率が如何なる値であることが適切であるかにつ
いての摩耗試験をアルミナ−シリカ繊維のムライ
ト結晶量を62wt%に設定して行つた。 まず55wt%Al2O3、45wt%SiO2なる公称組成
を有するアルミナ−シリカ繊維に対し脱粒処理を
行うことにより、粒径150μ以上の粒子量を0.2%
とした後、熱処理によりムライト結晶量を62wt
%とした。次いで繊維の体積率が下記の表2に示
されている如き種々の値となるよう、上述の如く
処理されたアルミナ−シリカ繊維と銅合金(Cu
−10wt%Sn)粉末とを秤量し、これに少量のエ
タノールを添加してスターラーにて約30分間混合
した。かくして得られた混合物を80℃にて5時間
乾燥した後、横断面の寸法が15.02×6.52mmのキ
ヤビテイを有する金型内に所定量の混合物を充填
し、その混合物をパンチにて4000Kg/cm2の圧力に
て圧縮することにより板状に成形した。次いで分
解アンモニアガス(露点−30℃)雰囲気に設定さ
れたバツチ型焼結炉にて各板状体を770℃にて30
分間加熱することにより焼結し、焼結炉内の冷却
ゾーンにて除冷することにより複合材料を製造し
た。
[Table] Next, each of the above-mentioned alumina-silica fibers was dispersed in colloidal silica, the colloidal silica was stirred, and the colloidal silica in which the alumina-silica fibers were uniformly dispersed was formed by vacuum forming as shown in Fig. 1. 80×80× as shown
Form a 20 mm fiber forming body 1 and heat it at 600°C.
The individual alumina-silica fibers 2 were bonded with silica by firing. In this case, the first
As shown in the figure, the individual alumina-silica fibers 2 were oriented randomly in the x-y plane and stacked in the z-direction. Next, as shown in FIG. 2, the fiber molded body 1 is placed in the mold cavity 4 of the mold 3,
A molten metal 5 of aluminum alloy (JIS standard AC8A) at 730°C is poured into the mold cavity, and the molten metal is heated to 1500°C by a plunger 6 that fits into the mold 3.
The pressure is increased to Kg/cm 2 and the pressurized state is maintained until the molten metal 5 is completely solidified. Thus, as shown in FIG. is cast, and the solidified body is further heat treated.
T 7 was applied, and composite materials 1' with alumina-silica fibers as reinforcing fibers and aluminum alloy as a matrix were cut out from each solidified body, and hardness test pieces and block test pieces for wear tests were machined from these composite materials. Created by. After polishing the test surface of the hardness test piece thus formed, the Vickers hardness of the alumina-silica fiber was measured. However, since the size of the fiber itself is very small with an average fiber diameter of 2.9μ, the hardness of non-fibrous particles with a relatively large particle size that can be measured is measured, and that value is used to determine the alumina-silica fiber. hardness. The measurement results are shown in FIG. 4, where the horizontal axis represents the amount of mullite crystals in the alumina-silica fibers and the vertical axis represents the hardness of the alumina-silica fibers. From this Figure 4, the hardness of alumina-silica fiber is low in the range of about 10wt% or less, but increases significantly when the mullite crystal content exceeds about 15wt%, and when the mullite crystal content exceeds about 20wt%. It can be seen that the value is almost constant. Next, the above-mentioned block test pieces were sequentially set in a friction and wear tester, and the bearing steel (JIS standard
Contact with the outer circumferential surface of a cylindrical test piece made of quenched and tempered material (hardness Hv630) of SUJ2), and apply lubricating oil (cathle motor oil 5W-30) at room temperature (20℃) to the contact area of the test piece. Contact surface pressure 20 while supplying
A wear test was conducted by rotating a cylindrical test piece for 1 hour at a sliding speed of 0.3 m/sec and a sliding speed of 0.3 m/sec. The test surface of the block test piece in this abrasion test was a plane perpendicular to the xy plane shown in FIG. The results of the wear test are shown in Figure 5. Furthermore, in Figure 5,
The upper half represents the wear amount (wear scar depth μ) of the block test piece, and the lower half represents the wear amount (wear loss mg) of the cylindrical test piece that is the mating member. From Figure 5, when bearing steel is used as the mating member, the wear amount of the block test piece does not substantially change in the range where the amount of mullite crystals in the alumina-silica fiber is from 0 to 11 wt%. First, in the range of 11 to 19 wt% mullite crystal content, it decreases significantly as the mullite crystal content increases, and the mullite crystal content decreases.
In contrast, the wear amount of the cylindrical test piece remains essentially constant regardless of the amount of mullite crystals in the alumina-silica fibers. I understand. The relationship between the amount of mullite crystals in Fig. 5 and the wear amount of the block test piece is similar to that of the alumina crystal shown in Fig. 4.
This corresponds to the relationship between the hardness of silica fibers and the amount of mullite crystals, and from these figures 4 and 5, it is clear that a member made of a composite material with alumina-silica fibers as reinforcing fibers and aluminum alloy as a matrix. In order to reduce both the amount of wear and the amount of wear of the steel mating member on which the abrasion slides, it is preferable that the alumina-silica fiber is a crystalline alumina-silica fiber containing mullite crystals. -The amount of mullite crystals in silica fiber is
It can be seen that the content is preferably 15 wt% or more, and more preferably 19 wt% or more. Example 2 From Example 1 above, it was found that the amount of mullite crystals in the alumina-silica fibers is preferably 15 wt% or more, so what is the appropriate value for the volume percentage of the alumina-silica fibers? A wear test was conducted with the mullite crystal content of the alumina-silica fiber set at 62 wt%. First, alumina-silica fibers with a nominal composition of 55wt% Al 2 O 3 and 45wt% SiO 2 are subjected to degranulation treatment to reduce the amount of particles with a particle size of 150μ or more to 0.2%.
After that, heat treatment reduces the amount of mullite crystals to 62wt.
%. The alumina-silica fibers treated as described above and copper alloy (Cu
-10wt%Sn) powder was weighed, a small amount of ethanol was added thereto, and the mixture was mixed using a stirrer for about 30 minutes. After drying the mixture thus obtained at 80°C for 5 hours, a predetermined amount of the mixture was filled into a mold having a cavity with cross-sectional dimensions of 15.02 x 6.52 mm, and the mixture was punched to a density of 4000 kg/cm. It was molded into a plate by compressing it at a pressure of 2 . Next, each plate was heated at 770℃ for 30 minutes in a batch-type sintering furnace set in an atmosphere of decomposed ammonia gas (dew point -30℃).
A composite material was produced by sintering by heating for a minute and gradually cooling in a cooling zone in a sintering furnace.

【表】 かくして得られた複合材料より摩擦摩耗試験用
のブロツク試験片を形成し、上述の実施例1の場
合と同一の条件にて軸受鋼(JIS規格SUJ2、硬さ
Hv710)製の円筒試験片を相手部材とする摩耗試
験を行つた。この摩耗試験の結果を第6図に示
す。第6図に於て上半分はブロツク試験片の摩耗
量(摩耗痕深さμ)を表しており、下半分は相手
部材である円筒試験片の摩耗量(摩耗減量mg)を
表している。 第6図より、ムライト結晶を含むアルミナ−シ
リカ繊維にて強化された複合材料の摩耗量はアル
ミナ−シリカ繊維の体積率が0.5%程度であつて
も著しく減少し、複合材料の耐摩耗性を確保する
ためにはアルミナ−シリカ繊維の体積率が0.5%
以上、特に1.0%以上、更には2.0%以上であるこ
とが好ましいことが解る。また相手部材の摩耗量
はアルミナ−シリカ繊維の体積率が0.5%以上に
増大されても実質的に増大することは無いことが
解る。 尚アルミナ−シリカ繊維の体積率をパラメータ
とする上述の実施例2と同様の摩耗試験をマトリ
ツクス金属がアルミニウム合金、マグネシウム合
金、亜鉛合金、鉛合金、スズ合金である複合材料
よりなるブロツク試験片についても行つたとこ
ろ、第6図に示された結果と同様の傾向を示す結
果が得られた。 実施例 3 上述の実施例2よりアルミナ−シリカ繊維の体
積率は0.5%以上であることが好ましいことが解
つたので、他方の部材を構成する鋼の性質が如何
なるものであるのが適切であるかについての摩耗
試験を、アルミナ−シリカ繊維の体積率を6.9%
に設定して行なつた。 上述の実施例1の場合と同一の要領により下記
の表3(化学組成は公称組成)に示されたアルミ
ナ−シリカ繊維にて繊維成形体を形成し、該繊維
成形体を強化材とし、アルミニウム合金(JIS規
格AC8A)をマトリツクスとする複合材料を高圧
鋳造法(湯温730℃、溶湯に対する加圧力1500
Kg/cm2)にて製造し、各複合材料に対しT7熱処
理を施した後、大きさが16×6×10mmであり、そ
の一つの面(16×10mm)を試験面とするブロツク
試験片C1〜C6を作成した。また比較例として、
アルミニウム合金(JIS規格AC8A)のみよりな
る同一寸法のブロツク試験片C0、及び平均繊維
径3.0μ、平均繊維長3mmの非晶質のアルミナ−シ
リカ繊維(55wt%Al2O3、45wt%SiO2)よりな
り繊維体積率が6.5%である繊維成形体を強化材
とし、アルミニウム合金(JIS規格AC8A)をマ
トリツクスとする複合材料より同一寸法のブロツ
ク試験片C7を作成した。
[Table] Block test pieces for friction and wear tests were formed from the composite material thus obtained, and bearing steel (JIS standard SUJ2, hardness:
A wear test was conducted using a cylindrical specimen made of Hv710) as the mating member. The results of this wear test are shown in FIG. In FIG. 6, the upper half represents the wear amount (wear scar depth μ) of the block test piece, and the lower half represents the wear amount (wear loss mg) of the cylindrical test piece, which is the mating member. Figure 6 shows that the amount of wear of a composite material reinforced with alumina-silica fibers containing mullite crystals is significantly reduced even when the volume fraction of alumina-silica fibers is about 0.5%, and the wear resistance of the composite material is significantly reduced. In order to ensure that the volume ratio of alumina-silica fiber is 0.5%
From the above, it can be seen that it is particularly preferable that the content is 1.0% or more, and more preferably 2.0% or more. Furthermore, it can be seen that the amount of wear on the mating member does not substantially increase even if the volume fraction of alumina-silica fiber is increased to 0.5% or more. Abrasion tests similar to those in Example 2 above using the volume fraction of alumina-silica fibers as a parameter were conducted on block specimens made of composite materials whose matrix metals were aluminum alloys, magnesium alloys, zinc alloys, lead alloys, and tin alloys. The results obtained showed a similar tendency to the results shown in FIG. 6. Example 3 From Example 2 above, it was found that the volume fraction of alumina-silica fibers is preferably 0.5% or more, so it is appropriate to have any properties of the steel constituting the other member. The abrasion test was conducted on the alumina-silica fiber volume percentage of 6.9%.
I set it to . A fiber molded body was formed from the alumina-silica fibers shown in Table 3 below (the chemical composition is the nominal composition) in the same manner as in Example 1 above, and the fiber molded body was used as a reinforcing material. A composite material with an alloy (JIS standard AC8A) as a matrix is cast using a high-pressure casting method (water temperature 730℃, pressure applied to the molten metal 1500℃).
Kg/cm 2 ), and after T7 heat treatment for each composite material, the size is 16 x 6 x 10 mm, and a block test using one side (16 x 10 mm) as the test surface. Pieces C1 to C6 were created. Also, as a comparative example,
A block specimen C 0 of the same dimensions made only of aluminum alloy (JIS standard AC8A), and amorphous alumina-silica fibers (55wt% Al 2 O 3 , 45wt% SiO) with an average fiber diameter of 3.0 μ and an average fiber length of 3 mm. 2 ) A block specimen C7 of the same size was prepared from a composite material consisting of a fiber molded body with a fiber volume fraction of 6.5% as a reinforcing material and an aluminum alloy (JIS standard AC8A) as a matrix.

【表】 これらの試験片を順次LFW摩擦摩耗試験機に
セツトし、相手部材である外径35mm、内径30mm、
幅10mmの鋼製の円筒試験片の外周面と接触させ、
それら試験片の接触部に常温の潤滑油(キヤツス
ルモータオイル5W−30)を供給しつつ、面圧20
Kg/mm2、すべり速度0.3m/secにて円筒試験片を
1時間回転させる摩耗試験を行なつた。尚この摩
耗試験に於ては、熱処理により円筒試験片の硬さ
Hv(10Kg)を種々の値に設定し、以下の表4に示
すブロツク試験片と円筒試験片との組合せC0
C7について試験を行なつた。
[Table] These test pieces were sequentially set in the LFW friction and wear tester, and the mating parts, which were 35 mm in outer diameter, 30 mm in inner diameter,
Contact with the outer peripheral surface of a steel cylindrical specimen with a width of 10 mm,
While supplying room temperature lubricating oil (castle motor oil 5W-30) to the contact parts of these test pieces,
A wear test was conducted by rotating a cylindrical test piece for 1 hour at a sliding speed of 0.3 m/sec and a sliding speed of 0.3 m/sec. In this wear test, the hardness of the cylindrical test piece was
Hv (10Kg) was set to various values, and combinations of block test pieces and cylindrical test pieces shown in Table 4 below C 0 ~
Tests were conducted on C7 .

【表】【table】

【表】 上述の摩耗試験の結果を第7図に示す。尚第7
図に於てて、上半分はブロツク試験片の摩耗量
(摩耗痕深さμ)を表しており、下半分は相手材
である円筒試験片の摩耗量(摩耗減量mg)を表し
ており、記号C0〜C7はそれぞれ上掲の表4に於
ける試験片の組合せC0〜C7に対応している。 この第7図より、ブロツク試験片の摩耗量は、
アルミニウム合金のみよりなるブロツク試験片
C0及び強化繊維が非晶質のアルミナ−シリカ繊
維であるブロツク試験片C7を除き、非常に小さ
く且相手材としての鋼の材質やその硬さによつて
は殆ど差異がなく、また相手材としての円筒試験
片の摩耗量は、その材質に拘らず、硬さHv(10
Kg)が200以上、好ましくは250以上である場合に
小さい値であることが解る。 実施例 4 前述の実施例1の場合と同一の要領にて下記の
表5(化学組成は公称組成)に示されたアルミナ
−シリカ繊維よりなる繊維成形体を形成し、該繊
維成形体を強化材とし、マグネシウム合金(JIS
規格MDC1−A)をマトリツクスとする複合材料
を高圧鋳造法(湯温700℃、溶湯に対する加圧力
1500Kg/cm2)にて製造し、上述の実施例3の場合
と同一の寸法のブロツク試験片D1を作成した。
また比較例としてマグネシウム合金(JIS規格
MDC1−A)のみよりなる同一寸法のブロツク試
験片D0を作成した。これらのブロツク試験片に
ついて上述の実施例3の場合と同様の摩耗試験を
行なつた。但しこの場合相手材としての円筒試験
片はステンレス鋼(JIS規格SUS420J2)製であ
り、面圧を5Kg/mm2に設定して30分間に亙り試験
を行なつた。
[Table] Figure 7 shows the results of the above wear test. The 7th
In the figure, the upper half represents the wear amount (wear scar depth μ) of the block test piece, and the lower half represents the wear amount (wear loss mg) of the cylindrical test piece, which is the mating material. Symbols C 0 to C 7 correspond to test piece combinations C 0 to C 7 in Table 4 above, respectively. From this Figure 7, the wear amount of the block test piece is
Block test piece made only of aluminum alloy
Except for C 0 and block specimen C 7 , in which the reinforcing fibers are amorphous alumina-silica fibers, they are very small and there is almost no difference depending on the material and hardness of the steel used as the mating material. Regardless of the material, the wear amount of a cylindrical test piece as a material is determined by the hardness Hv (10
It can be seen that the value is small when Kg) is 200 or more, preferably 250 or more. Example 4 A fiber molded body made of alumina-silica fibers shown in Table 5 below (chemical composition is nominal composition) was formed in the same manner as in Example 1, and the fiber molded body was reinforced. Magnesium alloy (JIS
A composite material using standard MDC1-A) as a matrix is cast using high-pressure casting method (water temperature 700℃, pressure applied to the molten metal).
1500Kg/cm 2 ), and a block test piece D1 having the same dimensions as in Example 3 above was prepared.
In addition, as a comparative example, magnesium alloy (JIS standard
A block test piece D0 of the same size was prepared consisting only of MDC1-A). These block test pieces were subjected to the same wear test as in Example 3 above. However, in this case, the cylindrical test piece serving as the mating material was made of stainless steel (JIS standard SUS420J2), and the test was conducted for 30 minutes with the surface pressure set at 5 kg/mm 2 .

【表】 この摩耗試験の結果を第8図に示す。この第8
図より、マトリツクスがマグネシウム合金である
場合にも、アルミナ−シリカ繊維の体積率、アル
ミナ−シリカ繊維のムライト結晶量及び鋼の硬さ
が本発明の範囲に属するものである場合には、ブ
ロツク試験片及び円筒試験片両方の摩耗量が非常
に小さい値になることが解る。 またこの実施例の摩耗試験と同様の摩耗試験
を、マトリツクスが銅合金、スズ合金、鉛合金、
亜鉛合金である点を除き同様に形成された複合材
料より切出されたブロツク試験片についても行な
つたところ、第8図に示す結果と同様、アルミナ
−シリカ繊維の体積率、アルミナ−シリカ繊維の
ムライト結晶量及び鋼の硬さが本発明の範囲に属
する場合には、ブロツク試験片及び円筒試験片両
方の摩耗量が非常に小さい値になることが解つ
た。 上述の各実施例の結果より、互いに当接して相
対的に摺動する二つの部材の組合せであつて、そ
の一方の部材がムライト結晶を含むアルミナ−シ
リカ繊維を強化材とし、アルミニウム合金の如き
金属をマトリツクスとする複合材料にて構成され
ており、その他方の部材が鋼にて構成されている
如き二つの部材の組合せに於ては、前記一方の部
材を構成する複合材料は35〜65wt%Al2O3、65〜
35wt%SiO2、残部10wt%以下の他の金属酸化物
なる組成を有しムライト結晶量が15wt%以上で
あるアルミナ−シリカ繊維であつて、その集合体
中に含まれる粒径150μ以上の非繊維化粒子の含
有量が5wt%以下であるアルミナ−シリカ繊維を
強化材としアルミニウム、マグネシウム、スズ、
銅、鉛、亜鉛、及びこれらを主成分とする合金よ
りなる群より選択された金属をマトリツクスと
し、アルミナ−シリカ繊維の体積率が0.5%以上
である複合材料であり、前記他方の部材を構成す
る鋼はその硬さHv(10Kg)が200以上、更には250
以上の鋼であることが好ましいことが解る。 以上に於ては本発明を幾つかの実施例について
詳細に説明したが、本発明はこれらの実施例に限
定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の
種々の実施例が可能であることは当業者にとつて
明らかであろう。
[Table] The results of this wear test are shown in Figure 8. This eighth
From the figure, even if the matrix is a magnesium alloy, if the volume fraction of the alumina-silica fibers, the amount of mullite crystals in the alumina-silica fibers, and the hardness of the steel are within the scope of the present invention, the block test can be carried out. It can be seen that the wear amount of both the blank and the cylindrical specimen is very small. In addition, a wear test similar to the wear test in this example was carried out when the matrix was copper alloy, tin alloy, lead alloy.
A block test piece cut out from a composite material formed in the same manner except that it was made of zinc alloy was also tested, and the results showed that the volume percentage of alumina-silica fiber, the alumina-silica fiber It was found that when the amount of mullite crystals and the hardness of the steel fall within the range of the present invention, the amount of wear of both the block test piece and the cylindrical test piece becomes a very small value. From the results of the above-mentioned examples, it is clear that the combination of two members that come into contact with each other and slide relative to each other, one of which is reinforced with alumina-silica fibers containing mullite crystals, and made of aluminum alloy, etc. In a combination of two parts, such as one made of a composite material with a metal matrix and the other part made of steel, the composite material making up one part weighs 35 to 65wt. % Al2O3 , 65~
An alumina-silica fiber having a composition of 35wt% SiO 2 and the balance 10wt% or less of other metal oxides, and a mullite crystal content of 15wt% or more, and non-silica fibers with a particle size of 150μ or more contained in the aggregate. Aluminum, magnesium, tin,
A composite material in which the matrix is a metal selected from the group consisting of copper, lead, zinc, and alloys containing these as main components, and the volume percentage of alumina-silica fibers is 0.5% or more, and constitutes the other member. The hardness of steel Hv (10Kg) is 200 or more, and even 250
It can be seen that the above steel is preferable. Although the present invention has been described above in detail with reference to several embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various other embodiments are possible within the scope of the present invention. It will be clear to those skilled in the art that

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はムライト結晶を含むアルミナ−シリカ
繊維よりなる繊維成形体の繊維配向状態を示す解
図、第2図は高圧鋳造法による複合材料の製造工
程を示す解図、第3図は第2図の高圧鋳造により
形成された凝固体を示す斜視図、第4図はアルミ
ナ−シリカ繊維中のムライト結晶量とアルミナ−
シリカ繊維の硬さとの関係を示すグラフ、第5図
はムライト結晶を含むアルミナ−シリカ繊維にて
強化されたアルミニウム合金よりなる複合材料に
ついて軸受鋼を相手材として行われた摩耗試験の
結果をムライト結晶量を横軸にとつて示すグラ
フ、第6図は種々の体積率のアルミナ−シリカ繊
維にて強化された銅合金よりなる複合材料につい
て軸受鋼を相手材として行われた摩耗試験の結果
を示すグラフ、第7図はムライト結晶を含むアル
ミナ−シリカ繊維にて強化されたアルミニウム合
金よりなる複合材料について相手材としての鋼の
硬さなどをパラメータとして行われた摩耗試験の
結果を示すグラフ、第8図はムライト結晶を含む
アルミナ−シリカ繊維にて強化されたマグネシウ
ム合金よりなる複合材料及びマグネシウム合金に
ついてステンレス鋼を相手材として行われた摩耗
試験の結果を示すグラフである。 1…繊維成形体、1′…複合材料、2…アルミ
ナ−シリカ繊維、3…鋳型、4…モールドキヤビ
イテイ、5…溶湯、6…プランジヤ、7…凝固
体。
Figure 1 is an illustration showing the fiber orientation state of a fiber molded body made of alumina-silica fibers containing mullite crystals, Figure 2 is an illustration showing the manufacturing process of a composite material by high-pressure casting method, and Figure 3 is Figure 4 shows the amount of mullite crystals in alumina-silica fibers and the amount of alumina crystals in the alumina-silica fibers.
A graph showing the relationship between the hardness of silica fibers and mullite. Figure 6, a graph showing the amount of crystals on the horizontal axis, shows the results of wear tests conducted on composite materials made of copper alloys reinforced with alumina-silica fibers of various volume fractions, using bearing steel as the mating material. Figure 7 is a graph showing the results of an abrasion test conducted on a composite material made of an aluminum alloy reinforced with alumina-silica fibers containing mullite crystals, using parameters such as the hardness of steel as a mating material. FIG. 8 is a graph showing the results of an abrasion test conducted on a composite material made of a magnesium alloy reinforced with alumina-silica fibers containing mullite crystals and a magnesium alloy using stainless steel as a mating material. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Fiber molded object, 1'... Composite material, 2... Alumina-silica fiber, 3... Mold, 4... Mold cavity, 5... Molten metal, 6... Plunger, 7... Solidified body.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 互いに当接して相対的に摺動する第一の部材
と第二の部材との組合せにして、前記第一の部材
の少なくとも前記第二の部材に対する摺動面部は
35〜65wt%Al2O3、65〜35wt%SiO2、残部10wt
%以下の他の金属酸化物なる組成を有しムライト
結晶量が15wt%以上であるアルミナ−シリカ繊
維であつて、その集合体中に含まれる粒径150μ
以上の非繊維化粒子の含有量が5wt%以下である
アルミナ−シリカ繊維を強化材としてアルミニウ
ム、マグネシウム、スズ、銅、鉛、亜鉛、及びこ
れらを主成分とする合金よりなる群より選択され
た金属をマトリツクスとし、アルミナ−シリカ繊
維の体積率が0.5%以上である複合材料にて構成
されており、前記第二の部材の少なくとも前記第
一の部材に対する摺動面部は硬さHv(10Kg)が
200以上の鋼にて構成されていることを特徴とす
る部材の組合せ。 2 特許請求の範囲第1項の部材の組合せに於
て、前記アルミナ−シリカ繊維のムライト結晶量
は19wt%以上であることを特徴とする部材の組
合せ。 3 特許請求の範囲第1項又は第2項の部材の組
合せに於て、アルミナ−シリカ繊維の集合体中に
含まれる粒径150μ以上の非繊維化粒子の含有量
は1wt%以下であることを特徴とする部材の組合
せ。
[Scope of Claims] 1. A combination of a first member and a second member that are in contact with each other and slide relative to each other, and at least a sliding surface portion of the first member with respect to the second member is
35~65wt% Al2O3 , 65~35wt% SiO2 , balance 10wt
% or less of other metal oxides, and the amount of mullite crystals is 15 wt% or more, and the particle size contained in the aggregate is 150μ
Alumina-silica fibers having a content of 5 wt% or less of the above non-fibrous particles are used as reinforcing materials selected from the group consisting of aluminum, magnesium, tin, copper, lead, zinc, and alloys containing these as main components. It is made of a composite material having a metal matrix and a volume percentage of alumina-silica fibers of 0.5% or more, and at least the sliding surface of the second member relative to the first member has a hardness of Hv (10 kg). but
A combination of members characterized by being composed of 200 or more steels. 2. The combination of members according to claim 1, wherein the alumina-silica fiber has a mullite crystal content of 19 wt% or more. 3. In the combination of members set forth in claim 1 or 2, the content of non-fibrous particles with a particle size of 150μ or more contained in the alumina-silica fiber aggregate is 1wt% or less. A combination of parts characterized by:
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