JPH08253826A - 焼結摩擦材およびそれに用いられる複合銅合金粉末とそれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐摩耗性，機械的特性，および耐腐食性に優
れた焼結摩擦材を提供する。 【解決手段】 銅合金素地と硬質粒子とを含む焼結摩擦
材は、銅合金素地内に５〜４０重量％の範囲内でＺｎと
Ｎｉの少なくとも一方を含み、さらに、素地を構成する
旧複合銅合金粉末素地内に均一に分散されていて摩擦材
の１０〜３０重量％の範囲内にある硬質粒子を含んでい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は銅合金系焼結摩擦材
に関し、特に、自動車（二輪車も含む）のクラッチやブ
レーキなどの摩擦摺動部品やシンクロリングなどの機械
摺動部品に好ましく用いられ得る焼結摩擦材における耐
摩耗性，耐焼付性，摩擦係数，強度，靱性，硬度などの
種々の機械的特性および耐腐食性の改善に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、高性能化が進められている自動車
用駆動系装置においては高トルクが付加されるので、そ
こで使用される部品材料の改善や設計の見直しに加え
て、使用環境の１要因である潤滑油についても改良がな
されている。その一例として、リン（Ｐ）や硫黄（Ｓ）
をベースとする極圧オイル添加剤は、過酷な摺動条件下
で発生する摩擦摺動部品の摩耗損傷を緩和する効果を有
している。しかしながら、高温における極圧添加剤の分
解によって生じるたとえば硫化水素（Ｈ₂ Ｓ）のような
分解生成物は、非鉄金属と反応を引起こして材料を腐食
させることがよく知られている。

【０００３】このような腐食の問題に対して、たとえ
ば、黄銅（銅−亜鉛合金）は耐硫化腐食性に優れてお
り、現在はそのような硫化腐食環境下において使用され
る機械部品に実用化されている。しかし、黄銅合金は優
れた耐摩耗性や優れた耐焼付性を有しておらず、また、
オイル中において高い摩擦係数を有するような材料設計
がなされていないので、摩擦摺動部品への応用が困難で
ある。

【０００４】そこで、このような課題に対して、たとえ
ば特公平４−８０１０５は、銅−亜鉛−ニッケル系合金
中に珪化ニッケルの金属間化合物および鉄，アルミニウ
ム，マンガンなどの金属成分を添加した鋳造材料によっ
て油中で０．１〜０．１３程度の摩擦係数を実現できる
ことと、その鋳造材料はシンクロリングに利用し得るこ
とを述べている。

【０００５】一方、自動車の高性能化や高級化が要求さ
れる中で、トランスミッション系部品であるシンクロリ
ングにおいては、その摩擦係数を向上させることによっ
てギアシフト時におけるドライバのフィーリングが大き
く改善されることがわかってきた。しかしながら、前述
の特公平４−８０１０５に開示された合金を含む従来の
銅系合金による摺動部材では油中の摩擦係数が０．１〜
０．１５程度であるので、上述のドライバのフィーリン
グの改善に対しては十分な効果を発揮し得ない。

【０００６】ところで、比較的高い摩擦係数を有する摩
擦材として従来から銅合金系焼結摩擦材が知られてお
り、たとえば、特開昭５８−７９０７３，特開昭５８−
１５１４４４，特開昭６０−１１６７５１，特開昭６１
−６７７３７，特開昭６３−１０９１３１などにおいて
開示されている。これらの焼結摩擦材においては、摺動
時に摩擦抵抗を生じさせて摩擦係数を向上させるため
に、硬質粒子または摩擦調整剤が単純に銅合金粉末と混
合され、その混合粉末が成形されて焼結されている。し
たがって、ミクロ的に見れば、硬質粒子または摩擦調整
剤は焼結後においても銅合金素地と反応層を形成してお
らず、旧銅合金粉末粒界（特に粒界三重点）との間に隙
間を有した状態で存在している。

【０００７】その結果、従来の銅合金系焼結摩擦材にお
いては、摩擦摺動時に硬質粒子または摩擦調整剤が焼結
材の粒界（特に粒界三重点）から脱落して摩耗粉とな
り、相手材または焼結摩擦材自体を攻撃することによっ
て、焼付きや摩耗損傷を生じるという問題がある。ま
た、従来の銅合金系焼結摩擦材においては、硬質粒子ま
たは摩擦調整剤が適切な粒径を有しておらず、さらに十
分均一に分散されていないので、高性能の摩擦材として
要求されるような湿式摺動下で０．２以上、乾式摺動下
で０．４以上の安定した摩擦係数を発現させることが困
難である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、銅合金
系焼結摩擦材において、優れた耐硫化腐食性，耐摩耗
性，および耐焼付性を有し、かつオイル中においても安
定した比較的高い摩擦係数を有することが望まれてい
る。

【０００９】そこで、本発明は、種々の機械的特性が改
善されかつ耐腐食性も改善された銅合金系焼結摩擦材を
提供することを目的としており、そのような焼結摩擦材
は自動車の変速機用シンクロリングやトランスミッショ
ン系部品において好ましく用いられ得るものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による焼結摩擦材
は銅合金素地と硬質粒子とを含み、銅合金素地は５〜４
０重量％の範囲内でＺｎとＮｉの少なくとも一方を含
み、硬質粒子は銅合金素地を構成する旧複合銅合金粉末
素地内に均一に分散させられていて焼結摩擦材の１０〜
３０重量％の範囲内で含まれており、これによって、焼
結摩擦材は優れた耐硫化腐食性と耐摩耗性を有すること
を特徴としている。

【００１１】銅合金素地は、好ましくは、さらに３〜２
０重量％の範囲内でＳｎを含んでいる。

【００１２】銅合金素地は、好ましくは、１〜５重量％
のＳｉ，０．１〜５重量％のＡｌおよび０．５〜３重量
％のＰｂのうちの少なくとも１つをさらに含んでいる。

【００１３】焼結摩擦材は、油中において鋼材を相手材
として摩擦摺動した場合に０．２以上の摩擦係数を有し
ている。

【００１４】硬質粒子は、好ましくは、２５μｍ以下の
最大粒径と１０μｍ以下の平均粒径を有している。

【００１５】硬質粒子は、ＦｅＭｏ，ＦｅＣｒ，ＦｅＴ
ｉ，ＦｅＷおよびＦｅＢから選択された少なくとも１つ
の鉄系金属間化合物を含むことが望ましい。

【００１６】焼結摩擦材は、硬質粒子として、鉄系金属
間化合物粒子に加えて５重量％以下のＡｌ₂ Ｏ₃ 粒子を
含んでもよい。

【００１７】焼結摩擦材は、好ましくは、平均径が３０
μｍ以下であって均一に分散された空孔を２０容量％以
下の割合で含んでいる。

【００１８】焼結摩擦材は、好ましくは、さらに固体潤
滑剤を３重量％以下の割合で含んでいる。

【００１９】固体潤滑剤は、好ましくは、黒鉛，ＭｏＳ
₂ ，ＣａＦ₂ およびＢＮのうちの少なくとも１つを含ん
でいる。

【００２０】焼結摩擦材は、４００ＭＰａ以上の引張り
強さを有している。焼結摩擦材は、焼結後に、熱間押出
法，熱間鍛造法，ホットプレス法，およびＨＩＰ法のう
ちの少なくとも１つの熱間塑性加工が施されることによ
って５００ＭＰａ以上の引張り強さを有し得る。

【００２１】本発明による焼結摩擦材の製造方法におい
ては、焼結摩擦材が銅合金素地と硬質粒子とを含み、銅
合金素地は５〜４０重量％の範囲内でＺｎとＮｉの少な
くとも一方を含み、硬質粒子は銅合金素地を構成する旧
複合銅合金粉末素地内に均一に分散させられていて焼結
摩擦材の１０〜３０重量％の範囲内で含まれており、こ
れによって優れた耐硫化腐食性と耐摩耗性を有する焼結
摩擦材の製造方法であって；銅合金粉末と硬質粒子とを
含む混合粉末が調合され、銅合金粉末は５〜４０重量％
の範囲内でＺｎとＮｉの少なくとも一方を含み、硬質粒
子は混合粉末内に１０〜３０重量％の範囲内で含まれて
おり；混合粉末は機械的合金化法（メカニカルアロイン
グ法），機械的混合法（メカニカルグラインディング
法），および造粒法のうちの少なくとも１つの混合粉砕
処理が施されて複合銅合金粉末にされ、これによって硬
質粒子は２５μｍ以下の最大粒径と１０μｍ以下の平均
粒径を有するように粉砕され、かつそれと同時に複合銅
合金粉末素地内に均一に分散させられ；その複合銅合金
粉末が成形されて焼結されることを特徴としている。

【００２２】銅合金粉末の代わりに金属粉末グループを
用いてもよく、その金属粉末グループはＣｕ粉末を含む
とともに５〜４０重量％の範囲内でＺｎ粉末とＮｉ粉末
の少なくとも一方を含んでいる。

【００２３】銅合金粉末は、好ましくは３〜２０重量％
のＳｎをさらに含んでいる。金属粉末グループは、好ま
しくは３〜２０重量％のＳｎ粉末をさらに含んでいる。

【００２４】混合粉末は、硬質粒子として、ＦｅＭｏ，
ＦｅＣｒ，ＦｅＴｉ，ＦｅＷ，およびＦｅＢから選択さ
れた少なくとも１つの鉄系金属間化合物に加えて５重量
％以下の範囲内でＡｌ₂ Ｏ₃ を含んでもよい。

【００２５】銅合金粉末は、好ましくは、１〜５重量％
のＳｉ，０．１〜５重量％のＡｌ，および０．５〜３重
量％のＰｂのうちの少なくとも１つをさらに含んでい
る。

【００２６】金属粉末グループは好ましくは、１〜５重
量％のＳｉ粉末，０．１〜５重量％のＡｌ粉末，および
０．５〜３重量％のＰｂ粉末のうちの少なくとも１つを
さらに含んでいる。

【００２７】複合銅合金粉末素地内に、黒鉛，ＭｏＳ
₂ ，ＣａＦ₂ ，およびＢＮから選択された少なくとも１
つの固体潤滑剤が３重量％以下の割合でさらに含められ
てもよい。

【００２８】複合銅合金粉末の各粒子は長径ＤＬと短径
ＤＳを有し、好ましくは、ＤＬは５０〜３００μｍの範
囲内にあって、アスペクト比ＤＬ／ＤＳは１〜５の範囲
内にある。

【００２９】複合銅合金粉末は、好ましくは、２．５μ
ｍの直径を有するオリフィス管において５０ｇ当たりに
３０秒以下で流下する流動性を有している。

【００３０】複合銅合金粉末は、好ましくは真密度比で
７０％以上に成形され、この粉末成形体が不活性ガスと
還元ガスの少なくともいずれかを含む雰囲気中において
８００℃〜１２００℃の温度範囲で３０分間以上焼結さ
れる。

【００３１】８００℃〜１２００℃の範囲内の焼結温度
Ｔｓにおいて焼結された焼結体は、好ましくは、還元ガ
ス雰囲気中において５００℃以上でかつ焼結温度Ｔｓ以
下に加熱された後に直ちに熱間鍛造と熱間押出のいずれ
かの加工が施されることによって、機械的特性が向上さ
せられる。

【００３２】好ましくは、熱間鍛造の面圧が５〜８ｔ／
ｃｍ² の範囲内にあって、熱間押出の押出比が１０以上
であるので、焼結体が十分に緻密化される。

【００３３】本発明による複合銅合金粉末は、銅合金素
地とその素地内で１０〜３０重量％の範囲内で均一に分
散させられた硬質粒子とを含み、その硬質粒子は２５μ
ｍ以下の最大粒径と１０μｍ以下の平均粒径を有するこ
とを特徴としている。

【００３４】また、本発明による複合銅合金粉末は、銅
合金素地とその素地内で１０〜３０重量％の範囲内で均
一に分散させられた硬質粒子とを含み、銅合金素地は５
〜４０重量％の範囲内でＺｎとＮｉの少なくとも一方を
含むことを特徴としている。

【００３５】本発明による複合銅合金粉末の製造方法
は、銅合金粉末に加えて１０〜３０重量％の硬質粒子を
含む混合粉末が調合され、その混合粉末は機械的合金化
法（メカニカルアロイング法），機械的混合法（メカニ
カルグラインディング法），および造粒法のうちの少な
くとも１つの混合粉砕処理が施されて複合銅合金粉末に
され、これによって硬質粒子は２５μｍ以下の最大粒径
と１０μｍ以下の平均粒径を有するように粉砕され、か
つそれと同時に複合銅合金粉末素地内に均一に分散させ
られることを特徴としている。

【００３６】銅合金粉末の代わりに、その合金組成に対
応する金属粉末グループを用いてもよい。

【００３７】

【発明の実施の形態】まず、本発明において用いられる
硬質粒子は、焼結摩擦材の摺動面内に微細かつ均一に分
散して常温や高温における摩擦摺動時に相手材との凝着
の発生を抑制し、耐焼付き性を改善するとともに、相手
材の素地表面と直接接触して摩擦係数を向上させる役割
を果たし得る。ただし、硬質粒子がこのような役割を果
たすためには、摩擦摺動時に硬質粒子が焼結摩擦材の摺
動面素地から脱落しないことが必要である。

【００３８】そこで、本発明者たちは、硬質粒子に優れ
た効果を発揮させるためには、焼結摩擦材が図１（Ａ）
の模式図に示されているような組織構造を有することが
理想的であろうと考えた。すなわち、所定の組成を有す
る銅合金素地の旧粉末粒内部に微細な硬質粒子が均一に
分散し、しかもそれらの硬質粒子が銅合金素地と強固に
結合して固定された組織が望ましい。このような組織構
造を有する焼結摩擦材においては、摩擦摺動時における
硬質粒子の脱落が抑制され、長期間にわたって安定した
摩擦摺動状態を得ることが可能になる。その結果として
摺動速度の変化に伴なう摩擦係数の変動を抑制すること
ができ、さらには、摺動の開始時や停止時において静止
摩擦係数と動摩擦係数の差を小さくすることができて、
振動、ビビリ、鳴き、異音などの問題も解消し得ること
が見出された。

【００３９】本発明者たちは、図１（Ａ）に示されてい
るような組織を実現するためには、銅合金粉末の素地中
に微細な硬質粒子を事前に均一に分散させた粒子分散型
銅合金粉末を成形して焼結することが必要であると考え
た。すなわち、硬質粒子分散型銅合金粉末を用いて図１
（Ａ）に示されているような組織構造を有する焼結摩擦
材を得ることが本発明の最も重要な特徴である。

【００４０】種々の実験と検討を繰り返した結果、微細
な硬質粒子が均一に分散された粒子分散型銅合金粉末を
経済的に調製する方法として、次のような粉末の機械的
混合粉砕処理を適用するのが有効であることが見出され
た。すなわち、メカニカルアロイング法，メカニカルク
ライディング法，および造粒法などを代表とする粉末の
機械的な混合粉砕処理を適用することによって、硬質粒
子である金属間化合物や金属粉末などを微細に粉砕する
と同時に、銅合金粉末素地中にこれらの微細硬質粒子を
均一に分散し得ることが見出された。

【００４１】これらの機械的な粉砕混合処理は、従来の
ボールミルによる粉砕や混合のような湿式法ではなくて
乾式法で行なわれる。また、望まれる場合には、ＰＣＡ
（プロセス制御剤）としてステアリン酸やアルコールな
どを少量添加することによって、粉末の過度の凝集を防
ぐこともできる。処理装置としては、アトライターやボ
ールミルを好ましく用いることができる。アトライター
は、粉砕効率に優れているので高速処理に適している。
ボールミルは長時間処理が必要となるが、雰囲気制御が
容易であって投入エネルギの設計を適切に行なえば比較
的経済性に優れている。

【００４２】なお、別の方法として、硬質粒子を銅合金
の溶湯中に攪拌して分散させ、これをアトマイズ法で噴
霧することによって内部に硬質粒子が分散された粉末を
作製することができる。しかし、アトマイズ法では硬質
粒子を微細化することができないので、事前に微細な硬
質粒子を作製して銅合金の溶湯中に添加する必要があ
る。その場合、溶湯内での硬質粒子の偏在や凝集を防止
するために十分な攪拌工程が必要となり、複合銅合金粉
末の製造コストが上昇して経済性において問題を生じ
る。また、硬質粒子を多量に添加する場合、硬質粒子を
含む銅合金溶湯の噴霧中に硬質粒子がノズル内に詰まる
という問題も生じる。したがって、本発明の銅合金系焼
結摩擦材の製造においては、機械的な粉末混合粉砕処理
を用いることが望ましい。

【００４３】硬質粒子の望ましい大きさおよび添加量に
関しては、本発明者たちは、所定の組成を有する銅系粉
末について上述の機械的混合粉砕処理を行なう際に種々
の処理条件を変更して評価した結果、機械的特性の低下
を伴なうことなく高い摩擦係数を安定して確保するため
には、以下のような硬質粒子の大きさおよび添加量の適
正範囲があることを見出した。すなわち、２５μｍ以下
の最大粒径と１０μｍ以下の平均粒径を有する硬質粒子
を焼結材中に１０〜３０重量％の範囲で含ませることに
よって、それらの硬質粒子が微細かつ均一に素地の合金
結晶粒内部に分散して、焼結摩擦材の機械的特性を低下
させることなく安定した高摩擦係数が確保され得ること
が確認された。

【００４４】他方、焼結摩擦材全体における硬質粒子の
含有量が１０重量％未満では、たとえばＪＩＳのＳＰＣ
Ｃ材，Ｓ１０Ｃ材，Ｓ３５Ｃ材等の鋼材を相手材として
摺動した際に、オイル中の湿式摩擦摺動下において焼付
を生じることなく０．２を超えかつ乾式摩擦摺動下にお
いて焼付を生じることなく０．４を超えるような高摩擦
係数が得られず、耐摩耗性を向上させる効果も得られな
い。また、硬質粒子が２５μｍを超える最大粒径もしく
は１０μｍを超える平均粒径を有するかまたはその含有
量が焼結摩擦材全体の３０重量％を超えれば、硬質粒子
が亀裂発生の起点となりやすく、焼結摩擦材の強度や靱
性が低下する。さらに、３０重量％を超える硬質粒子の
添加は、相手材を激しく摩耗させるとともに、上述の振
動，ビビリ，異音などの問題の抑制効果を低減させるの
で好ましくない。

【００４５】硬質粒子としての鉄系金属間化合物は、Ｆ
ｅＭｏ，ＦｅＣｒ，ＦｅＴｉ，ＦｅＷ，およびＦｅＢか
ら選択された少なくとも１つを含むことが望ましい。な
ぜならば、これらの鉄系金属間化合物は十分な硬度を有
していて硬質粒子として適しているとともに、脆性であ
るので粉砕性に優れており、本発明において用いられる
機械的混合粉砕処理に際して硬質粒子の微細化が容易と
なるからである。なお、金属間化合物の他にＡｌ₂ Ｏ
₃ ，ＳｉＯ₂ ，ＺｒＯなどの金属酸化物やＳｉＣ，Ａｌ
Ｎなどのセラミックスも摩擦係数を向上させる効果を生
じるが、これらの粒子は鉄系金属間化合物に比べて焼結
摩擦材の被削性を劣化させるので、経済的な面において
好ましくない。すなわち、硬質粒子としては鉄系金属間
化合物がより好ましい。

【００４６】しかし、硬質粒子としてのアルミナは、焼
結摩擦材の高温強度や高温硬さを向上させる効果を生じ
る。したがって、優れた高温特性が要求される焼結摩擦
材においては、合金素地中で鉄系金属間化合物粒子に加
えてアルミナ粒子を均一に分散させてもよい。但し、焼
結摩擦材が５重量％を超えるアルミナを含む場合には、
その靱性が低下するという問題を生じる。なお、焼結材
の機械的特性や摩擦摺動特性を低下させないためには、
アルミナ粒子が１０μｍ以下の平均粒径を有することが
望まれる。

【００４７】以上要約すれば、所定の組成からなる銅系
粉末と鉄系金属間化合物粒子とが機械的に混合粉砕処理
されることによって、金属間化合物粒子が２５μｍ以下
の最大粒径と１０μｍ以下の平均粒径を有するように粉
砕されるとともに、銅系合金粉末粒内に微細かつ均一に
分散させられる。そして、このように混合粉砕処理され
た粉末を押型で成形後に焼結することによって素地の銅
系合金と金属間化合物の硬質粒子との界面に反応層が形
成されるので、金属間化合物の硬質粒子を素地中に強固
に固定することができる。その結果、摩擦摺動時に焼結
体の素地中から硬質粒子が脱落することがなく、安定し
た摩擦摺動状態を実現でき、そして焼付き現象を伴なう
ことなく高い摩擦係数を安定して確保し得る焼結摩擦材
を得ることができる。

【００４８】なお、従来の粉末冶金法による単純な粉末
混合方法では、硬質粒子が粉砕されないので、図１
（Ｂ）の模式的な組織図に示されているように、硬質粒
子は銅合金粉末に混合された状態のままの粒径を有して
いる。そのような硬質粒子は銅合金粉末素地内部に分散
することがなく、銅合金粉末と反応することもない。し
たがって、このような従来の粉末冶金法による混合粉末
を成形して焼結すれば、粗大な硬質粒子が素地である銅
合金の旧粉末粒界（特に粒界三重点）に存在し、摩擦摺
動時に硬質粒子が素地から脱落して摩耗粉となって、却
って相手材や焼結材自身を攻撃したり焼付き現象を誘発
するという問題を生じる。また、焼結摩擦材に応力が付
加されている場合に、硬質粒子が素地の旧粉末粒界に存
在すれば、それが亀裂の発生起点および伝播経路となる
ので、焼結摩擦材の機械的特性を低下させるという問題
を生じる。

【００４９】次に、硬質粒子分散型銅合金粉末の流動性
に関して説明する。一般に、粉末は金型に給粉された後
に、上下のパンチによって加圧成形される。しかし、こ
のときに粉末が均一に金型内に充填されていない状態で
加圧すれば、成形体内部において密度が不均一となり、
その結果として端部に欠けや割れが生じたり、焼結した
後に焼結体が反るという問題を生じる。これらの問題を
抑制するためには、金型の端部から内部まで均一に粉末
を供給充填しなければならない。粉末の流動性は、この
ような金型への粉末の充填における均一性を支配する主
要な因子である。

【００５０】ところで、粉末は擬似流体であるので、粉
末粒度を調整することによって優れた流動性を得ること
が可能である。そこで、本発明者たちが種々の実験と検
討を繰返した結果、粉末を均一に金型内に充填できて経
済的に量産し得る成形工程を用いることができるために
は、直径２．５ｍｍのオリフィス管において５０ｇの粉
末が流れ終わるのに３０秒以下である粉末流動性が必要
であることが見出された。すなわち、流動性が３０秒／
５０ｇを超えるような粉末を用いれば、金型内への均一
充填に長時間を必要として生産性を阻害するという経済
面での問題を生じる。また、このような流動性の悪い粉
末では金型内に均一充填され得ない場合も生じるので、
上述のような成形体の欠けや割れの問題をも生じる。

【００５１】そして好ましい流動性を示す複合銅合金粉
末は長径ＤＬと短径ＤＳを有し、ＤＬが５０〜３００μ
ｍの範囲内にあって、アスペクト比ＤＬ／ＤＳが１〜５
の範囲内にあることが見出された。すなわち、複合銅合
金粉末が５０μｍより小さなＤＬを有する場合には、そ
の流動性が阻害される。また、ＤＬが３００μｍを超え
るかまたはアスペクト比ＤＬ／ＤＳが５を超える場合に
は、複合銅合金粉末の成形性が阻害される結果、粉末成
形体の角部において欠けや割れが生じる。特に、アスペ
クト比ＤＬ／ＤＳが５を超える偏平状の粉末では流動性
も著しく損なわれる。

【００５２】ところで、上述のような複合銅合金粉末を
製造する場合、本発明による粉末の機械的な混合粉砕処
理方法は、銅合金素地の組成に関係なく、あらゆる組成
に対応する銅系粉末に対して適用可能である。したがっ
て、以下に詳述するような合金組成以外で、たとえばＣ
ｕ−Ｃｒ，Ｃｕ−Ｂｅ，Ｃｕ−Ｚｒ，Ｃｕ−Ｎｉなどお
よびこれらを組合せた組成を有する銅系合金粉末を用い
る場合においても、本発明を適用することによって硬質
粒子が分散された複合銅合金粉末を製造することができ
る。

【００５３】次に、本発明による焼結摩擦材および複合
銅合金粉末において望まれる銅合金素地の組成に関して
説明する。

【００５４】Ｚｎは脱酸効果を有し、これを素地に添加
すれば安定なＺｎＯ層を焼結体素地の表面全体に均一に
形成することができる。そして、この酸化亜鉛層は保護
膜として働き得るので、硫黄を含む雰囲気中において銅
イオンとＳとの反応を阻害し、硫化腐食の原因である硫
化銅の生成を抑制することができる。他方、銅合金素地
中へのＺｎの添加量が増大すればβ′相が現れ、その結
果として、合金素地は硬くて脆くなり、強度低下を誘発
するとともに冷間加工性が著しく低下するという問題を
生じる。

【００５５】硫化腐食の抑制に必要なＺｎ量は素地の５
重量％以上であり、また素地の脆化現象を抑制するため
には４０重量％を超えるＺｎの添加は好ましくない。す
なわち、合金素地におけるＺｎの好ましい添加量は５〜
４０重量％である。

【００５６】ＮｉはＺｎと同様に硫化銅の生成を抑制す
る効果を有するとともに、合金素地の硬度を向上させ、
さらに、後述するＳｉとの金属間化合物（珪化ニッケ
ル）を微細な球状粒子として存在せしめ、この珪化ニッ
ケル粒子が摩擦摺動時の抵抗を生じることによって摩擦
係数を向上させる。このような好ましい効果を生じさせ
るためには、素地中に５重量％以上のＮｉの添加が必要
である。他方、Ｎｉ添加量が４０重量％を超えれば合金
素地が脆くなり、その結果として冷間および熱間におけ
る加工性が低下するという問題を生じる。すなわち、合
金素地における好ましいＮｉの添加量は５〜４０重量％
である。

【００５７】合金素地中のＺｎとＮｉの合計含有量が４
０重量％を超えれば焼結材素地が著しく硬化して靱性の
低下を誘発し、焼結摩擦材の冷間および熱間における加
工性が低下するという問題を生じる。すなわち、合金素
地におけるＺｎとＮｉを合わせた好ましい含有量は４０
重量％以下である。

【００５８】合金素地中へのＳｎの添加は素地の高温強
度および靱性を向上させる作用があり、また、高温にお
ける耐焼付性を向上させる効果を生じる。したがって、
摩擦摺動条件が過酷な場合には、合金素地中へＳｎを添
加することが好ましい。なお、Ｓｎの添加量が３重量％
未満では好ましい効果を生じず、２０重量％を超えれば
素地中に硬くて脆い相が析出するために強度や靱性を低
下させる。すなわち、合金素地における好ましいＳｎの
添加量は３〜２０重量％である。

【００５９】Ａｌは合金の硬度を向上させるとともに、
摩擦摺動時における抵抗粒子を形成するので、摩擦係数
を向上させる効果を生じる。しかし、０．１重量％未満
のＡｌの添加では、十分な硬度および摩擦抵抗性の改善
が得られない。他方、５重量％を超えてＡｌを添加すれ
ば、合金の脆化を誘発して冷間加工性を低下させるとと
もに、粉末表面に強固な酸化物（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）層を形成
し、焼結性を妨げたり合金素地の切削性を低下させると
いう問題を生じる。すなわち、合金素地における好まし
いＡｌの添加量は０．１〜５重量％である。

【００６０】上述したように、ＳｉはＮｉとともに微細
な球状の金属間化合物（珪化ニッケル）を形成し、この
金属間化合物が摩擦摺動時の抵抗となって摩擦係数を向
上させる効果を生じる。１重量％未満のＳｉ添加では摩
擦係数の向上に対する十分な効果が得られず、Ｓｉの添
加量が５重量％を超えれば合金素地の熱間および冷間に
おける加工性が低下するという問題を生じる。すなわ
ち、合金素地におけるＳｉの好ましい添加量は１〜５重
量％である。

【００６１】Ｐｂは銅合金素地のα相の粒界やデンドラ
イトの間に均一に存在し、素地の切削性や摩擦摺動時の
潤滑性を改善する効果を生じる。そのような効果を得る
ためには０．５重量％以上のＰｂの添加が必要である
が、３重量％を超えてＰｂを添加すれば合金素地内部に
偏析を生じ、機械的特性を低下させるという問題を生じ
る。すなわち、合金素地におけるＰｂの好ましい添加量
は０．５〜３重量％である。

【００６２】固体潤滑剤は、より過酷な摩擦摺動条件に
おいて相手材に対する焼結摩擦材の攻撃性を低減すると
ともに、滑り速度や加圧力などの摩擦摺動条件が変動し
てもオイル中で約０．２以上の安定した摩擦係数を維持
する助けとなり、また、摺動面間の潤滑性を改善するこ
とによって摺動時の振動やビビリなどを抑制する効果を
も生じる。銅合金系焼結摩擦材においてこのような効果
を有する固体潤滑成分として、経済的にも好ましい黒
鉛，ＭｏＳ₂ ，ＣａＦ₂ ，およびＢＮを用いることがで
きる。このとき、黒鉛，ＭｏＳ₂ ，ＣａＦ₂ ，およびＢ
Ｎのうちの少なくとも１つを３重量％以下の範囲で添加
することが好ましい。固体潤滑剤の添加量が３重量％を
超えれば、焼結体の強度や靱性が低下するので好ましく
ない。

【００６３】ところで、本発明者達は、固体潤滑剤であ
る黒鉛として従来の粉末冶金法で用いられている球状黒
鉛粉末と異なる特性を有する天然鱗片状黒鉛粉末、また
はこの天然鱗片状黒鉛粉末がその厚さ方向に膨張させら
れた膨張化黒鉛粉末を用いることを試みた。より具体的
には、これらの天然鱗片状黒鉛粉末および膨張化黒鉛粉
末は、球状黒鉛粉末に比べて、成形性，圧縮性，および
潤滑性において優れている。

【００６４】したがって、球状黒鉛粉末が３重量％を越
えて添加された場合には成形体に欠けや亀裂が発生して
焼結体の機械的特性が低下するのに対して、良好な成形
性を有する鱗片状黒鉛粉末または膨張化黒鉛粉末は、１
５重量％まで添加されても焼結体の機械的特性の低下を
誘発することがない。また、鱗片状黒鉛粉末および膨張
化黒鉛粉末は優れた潤滑性能を有しているので、上述の
ような摺動時のビビリ，振動および鳴きをより抑制し得
るとともに、初期摺動段階における相手材との馴染み性
を改善して摩擦係数をより安定化させる効果を生じる。
さらには、鱗片状黒鉛粉末または膨張化黒鉛粉末が焼結
体中に分散させられた場合、これらの黒鉛粉末の優れた
圧縮性に基づいて加圧時の焼結体自身の圧縮性が向上
し、その結果として、相手材の摺動面との局所的な接触
ではなくて全面接触を可能にすることによって摩擦摺動
特性の安定化が図られ得る。

【００６５】すなわち、硬質粒子分散型複合銅合金粉末
と鱗片状黒鉛粉末および膨張化黒鉛粉末の少なくとも一
方と混合して得られた焼結体は、球状黒鉛粉末を用いた
場合に比べて、さらに優れた機械的特性と摩擦摺動特
性、特に摺動時の初期段階から安定した摩擦係数を発現
し得るという特徴を有している。

【００６６】次に、混合粉砕処理された複合銅合金粉末
の成形と焼結の条件について説明する。まず、成形体の
密度は、真密度比で７０％以上であることが望ましい。
なぜならば、真密度比が７０％よりも小さい場合には、
十分な成形体強度が得られないので、成形体を焼結する
までの搬送過程において欠けや割れを生じやすくてハン
ドリング性の低下を招く。したがって、量産工程におい
て成形体が十分なハンドリング性を有するためには、真
密度比が７０％以上であることが望ましい。

【００６７】焼結条件に関して、まず、不活性ガスまた
は還元ガスの雰囲気中で焼結する必要がある。焼結雰囲
気が不活性ガスまたは還元ガスの雰囲気でない場合、複
合銅合金粉末表面に酸化被膜が形成されて焼結性が著し
く阻害され、その結果として焼結体の強度や靱性の低下
を招く。焼結温度に関しては、本発明における複合銅合
金粉末成形体は６００℃より低い温度でほとんど焼結現
象が進行しないので、焼結温度としては少なくとも６０
０℃以上が必要である。しかし、このような比較的低い
温度で焼結現象を完全に進行させるためには、焼結時間
が長くなって経済性の問題を生じる。したがって、経済
性を損なうことなく焼結を進行させるためには、８００
℃以上の焼結温度が望ましい。なお、６００℃〜８００
℃の温度範囲で焼結を短時間で進行させる方法として、
加圧した還元ガスの雰囲気中で焼結することが有効であ
ることを本発明者たちが確認している。他方、焼結温度
が１２００℃を超えれば、粉末成形体中に液相が現れて
焼結体が収縮する。その結果、焼結体の寸法精度が低下
するという問題を生じるので、焼結温度は１２００℃以
下であることが望ましい。そして、８００℃〜１２００
℃の焼結温度で十分な機械的特性を有する焼結体を得る
ためには、３０分以上の焼結時間が必要である。

【００６８】焼結摩擦材中の空孔は、潤滑油中での焼結
材の摩擦摺動特性および強度や硬さなどの機械的特性と
相関を有しているので、これらの相関に関して種々の実
験および検討が行なわれた。その結果、焼結体内の空孔
の大きさ，量，および分散性を制御することによって、
焼結摩擦材として十分な機械的特性を有しかつオイル中
で０．２を超える安定した摩擦係数を実現し得ることを
見出された。

【００６９】まず、空孔の平均径が３０μｍを超えれ
ば、空孔は亀裂発生の起点となって焼結材の強度や靱性
が著しく低下するという問題を生じる。また、焼結材の
２０容量％を超えて空孔が分布すれば、焼結材の強度や
靱性が低下し、引張り強度が４００ＭＰａに到達しな
い。他方、３０μｍ以下の平均径を有する空孔が焼結材
内部に２０容量％以下で均一に分散すれば、その焼結材
は４００ＭＰａ以上の引張り強度を有しかつ他の機械的
特性も低下しないので、その焼結材単体で各種摩擦摺動
部材として使用し得ることが明らかとなった。

【００７０】一般に、潤滑油中での摩擦摺動において
は、焼結摩擦材内の空孔は油溜まりとなって摺動面に油
膜を形成させ、相手材との摺動性（耐焼付性）を改善す
る効果を生じる。しかし、このような湿式摩擦材におい
ては、厚くて強固な油膜が形成されれば、摩擦係数が
０．０５〜０．１程度にまで低下する。特に、銅合金系
焼結摩擦材では、空孔量が２５容量％を超えれば摩擦係
数の著しい低下を生じる。また、空孔が不均一に分布す
れば、摺動時における相手材との馴染み性が局所的に低
下するので、安定した摩擦係数が得られなくて摺動時に
相手材との焼付きを生じやすくなる。したがって、焼結
摩擦材において良好な機械的特性および摩擦摺動特性を
得るためには、３０μｍ以下の平均径を有する空孔を焼
結体内部に２０容量％以下の範囲で均一に分散させるこ
とが好ましい。なお、そのような空孔の大きさや量は、
粉末を型押しして成形するときの圧力によって制御する
ことが可能である。

【００７１】以上のように、本発明によって、優れた機
械的特性を有する焼結摩擦材を得ることが可能である。
しかし、焼結材単体で構造用部材をも兼ねた摩擦材を得
るために、さらなる高強度化と高靱性化が望まれる場合
がある。

【００７２】すなわち、自動車部品には、摩擦摺動特性
とともにさらなる高強度特性が要求される部品がある。
たとえば、高負荷が作用する第１速や第２速用のシンク
ロリングでは４００ＭＰａを超える引張り強度が求めら
れる場合がある。このような要求に対しては、二通りの
対処方法がある。

【００７３】その一つは、摩擦摺動特性が必要となるシ
ンクロリングの内径部に本発明の銅系焼結摩擦部材を用
い、強度が要求される外径部には鉄系の材料を用いた２
層構造にすることが可能である。そのとき、外周部と内
周部の両者を拡散接合法や溶接法などによって強固に接
合することができる。

【００７４】もう一つの方法として、たとえば熱間鍛造
法や熱間押出法、またはホットプレス法やＨＩＰ（熱間
静水圧プレス）法などの熱間塑性加工で焼結体中の空孔
量を低減させて緻密化することによって焼結体の機械的
特性を向上させることが可能であり、特に引張り強さで
５００ＭＰａ以上を実現することが可能となる。したが
って、このような高強度特性を付与された銅合金系摩擦
材料では、単体でシンクロリングに適用することができ
る。

【００７５】熱間塑性加工法の例として、熱間鍛造法と
熱間押出法においてはいずれも塑性加工前に焼結体を予
備加熱する必要があるが、その温度範囲は５００℃以上
で焼結温度Ｔｓ以下であることが望ましい。予備加熱の
温度が５００℃より低ければ、焼結体の変形抵抗が大き
すぎて焼結体の緻密化が困難になり、また、緻密化させ
るために焼結体に高圧力を付加するための大型設備が必
要となるという経済性の問題をも生じる。さらに、高圧
力下においては金型や押出ダイスの寿命の低下を招く。
他方、焼結温度Ｔｓを超えて予備加熱すれば、焼結合金
中の析出相が相変化を生じて機械的特性の劣化を誘発す
るという問題を生じる。ここで、熱間鍛造時の面圧は、
経済性をも考慮して５〜８ｔ／ｃｍ² の範囲が望まし
い。また、押出比が１０以上であれば、焼結体の緻密化
を達成できて機械的特性を向上させることができる。

【００７６】以上のように、本発明によって得られた合
金組成と組織を有する焼結摩擦材は、補強材なしで単体
で十分使用可能な強度，靱性，硬度などの機械的特性と
耐摩耗性および耐焼付性を有している。また、そのよう
な焼結摩擦材は硫黄を含む雰囲気中においても硫化腐食
を生じることがなく、さらに、オイル中において約０．
２を超えかつ乾式摺動において０．４を超える高摩擦係
数を有するとともに、摩擦摺動条件の変動に対しても安
定した摩擦係数を有している。したがって、本発明によ
って得られた銅合金系焼結摩擦材は、変速機用のシンク
ロリングを始めとして、クラッチやブレーキなどの摩擦
面材として好ましく使用され得る。

【００７７】

【実施例】まず、銅合金粉末と硬質粒子とを含む混合粉
末の機械的な粉砕混合処理の具体例を述べるとともに、
その処理によって得られた複合銅合金粉末の組織写真の
例を図２に示す。この具体例では、１８重量％のＺｎお
よび１８重量％のＮｉと残部の銅を含むアトマイズ銅合
金粉末に２０重量％のＦｅＭｏ粒子が添加された。添加
されたＦｅＭｏの硬質粒子は５０μｍの平均粒径を有し
ていた。硬質粒子の添加された混合粉末８００ｇと直径
３／８インチの鋼球８ｋｇとがステンレス鋼ＳＵＳ３０
４製の振動ミル用ポット容器（１２５６０ｃｍ³ の容
量）内に投入され、その容器は１×１０^-4ｔｏｒｒまで
真空引きされた後にアルゴンガスによって３０分間の置
換処理が施された。そして、このポットは１１００Ｈｚ
の振動数と１０ｍｍの振幅で５時間の連続した振動を与
えられ、これによって機械的な混合粉砕処理が施され
た。

【００７８】図２は、このようにして得られた複合銅合
金粉末の顕微鏡組織写真の例を示しており、粉末粒子は
樹脂に埋込まれた後に研磨によって断面が露出させられ
ている。図２（Ａ）は、複合銅合金粉末粒子の全体的形
状を表わしている。図２（Ｂ）は図２（Ａ）の一部を拡
大した組織写真であり、ＦｅＭｏの硬質粒子が最大粒径
で９μｍかつ平均粒径で約６μｍ程度まで微細化されて
おり、しかもそれらの硬質粒子が複合銅合金粉末素地中
に均一に分散していることを示している。また、図２
（Ａ）の複合銅合金粉末粒子は、１８８μｍの長径ＤＬ
と１３４μｍの短径ＤＳを有し、したがって１．４のア
スペクト比ＤＬ／ＤＳを有している。

【００７９】

【表１】 表１は、複合銅合金粉末粒子の長径ＤＬ，短径ＤＳおよ
びアスペクト比ＤＬ／ＤＳがその粉末の流動性，成形性
および焼結性に及ぼす影響を示している。表１中の複合
銅合金粉末試料Ａ〜Ｏは図２の粉末と同一の組成を有
し、同じ振動ボールミルを用いて製造された。但し、振
動ボールミルにおけるボール投入量，振動条件，処理時
間などを変更することによって、粉末粒子の長径ＤＬ，
短径ＤＳおよびアスペクト比ＤＬ／ＤＳが種々に変えら
れている。

【００８０】粉末の流動性は、２．５ｍｍの直径を有す
るオリフィス管において５０ｇの粉末が完全に流れ終わ
るまでに要した時間（秒）で評価された。また、粉末の
成形性の評価においては、粉末は１４０ｍｍの外径と８
０ｍｍの内径と３ｍｍの厚さを有するドーナツ形状に金
型によって成形された。金型への給粉は自動給粉装置を
用いて行なわれたが、流動性の著しく悪い粉末または流
れない粉末については、手動による給粉が行なわれた。
金型内に充填された粉末には、６ｔ／ｃｍ² の面圧が加
えられた。このように成形された粉末成形体が、その後
に焼結された。

【００８１】表１からわかるように、本発明に従って５
０〜３００μｍの範囲内の長径ＤＬを有しかつ１〜５の
範囲内のアスペクト比ＤＬ／ＤＳを有する粉末試料Ａ〜
Ｊにおいては、流動性が５０ｇの粉末当りに３０秒以下
であって、割れや欠けのない良好な粉末成形体が得られ
るとともに、その焼結体が反りを生じることもなかっ
た。

【００８２】他方、比較試料Ｋ〜Ｏにおいては、以下の
ような具体的な問題を生じた。試料Ｋにおいては、粉末
粒子の長径ＤＬが極めて小さくて２５μｍであったの
で、粉末がオリフィス管に詰まって流動性を評価するこ
とができなかった。また、手動による金型への粉末充填
によって得られた粉末成形体の内部には密度の不均一が
生じ、成形体の角部に欠けを生じるとともに、焼結体に
反りが発生した。

【００８３】試料Ｌにおいては、長径ＤＬが５０μｍよ
り小さな４０μｍであったので、粉末の流動性が３０秒
／５０ｇより悪い４８秒／５０ｇとなり、量産的な成形
工程に適していなかった。また、成形体の角部と中央部
において密度差を生じたために成形体の角部に欠けを生
じ、焼結体に反りが発生した。

【００８４】試料Ｍにおいては、長径ＤＬが３００μｍ
より大きな３８０μｍであったので、金型内で粉末を均
一に圧縮することが困難であった。その結果として、粉
末成形体内に密度の不均一が生じて成形体の角部に欠け
が発生するとともに、焼結体に反りが生じた。

【００８５】試料ＮとＯにおいては、アスペクト比ＤＬ
／ＤＳが５より大きくて、粉末の流動性が著しく悪くて
５０秒／５０ｇを超えているので、量産的成形工程に用
いることができない。また、粉末粒子が偏平状の形状を
有していたので、金型内で粉末を均一に圧縮することが
困難であり、その結果として成形体内に密の不均一が生
じ、成形体の角部に欠けが発生するとともに焼結体に反
りが生じた。

【００８６】

【表２】

【００８７】

【表３】 表２と表３は、それぞれ、本発明の実施例と比較例とに
よる焼結摩擦材の試料の製造工程と組成を示している。
表２および表３中の工程欄に示された符号（ａ）〜
（ｄ）は、図３に示された工程（ａ）〜（ｄ）のいずれ
かを経た後に工程（ｅ）〜（ｇ）によってリング形状の
摩擦試験試料が製造されたことをを表わしている。

【００８８】図３の工程（ａ）においては、Ｃｕ−Ｚ
ｎ，Ｃｕ−Ｎｉ，またはＣｕ−Ｚｎ−ＮｉのＣｕ系合金
粉末と硬質粒子との混合粉末が機械的に粉砕混合処理さ
れる。工程（ｂ）においては、Ｃｕ，Ｚｎ，および／ま
たはＮｉを含むＣｕ系混合粉末と硬質粒子とが機械的に
粉砕混合処理される。工程（ｃ）においては、Ｃｕ−Ｚ
ｎ−Ｓｎ，Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ，またはＣｕ−Ｚｎ−Ｎｉ
−ＳｎのＣｕ系合金粉末と硬質粒子との混合粉末が機械
的に粉砕混合処理される。工程（ｄ）においては、Ｃ
ｕ，Ｚｎ，Ｎｉ，および／またはＳｎの粉末を含むＣｕ
系混合粉末と硬質粒子とが機械的に粉砕混合処理され
る。このとき、機械的な粉砕混合処理には、機械的合金
化法，機械的混合法，および造粒法の少なくとも１つが
用いられる。なお、工程（ａ）〜（ｄ）において、必要
に応じてＳｉ，Ａｌ，および／またはＰｂも添加され得
る。

【００８９】工程（ａ）〜（ｄ）のいずれかを経た後
に、工程（ｅ）において、必要に応じて固体潤滑剤が添
加される。

【００９０】その後、工程（ｆ）において、処理粉末は
６５ｍｍの外径と４０ｍｍの内径と７ｍｍの厚さを有す
るリング形状で約７５％の真密度比を有するように約６
ｔ／ｃｍ² の面圧で成形され、窒素雰囲気中で約１００
０℃の温度で１時間焼結された後に炉内冷却される。な
お、窒素雰囲気が水素雰囲気と置換えられても、焼結材
の特性にはほとんど影響しない。

【００９１】最後に、工程（ｇ）において、焼結体は機
械加工され、６０ｍｍの外径と４５ｍｍの内径と５ｍｍ
の厚さを有するリング形状に整形される。

【００９２】表２および表３において、Ｚｎ，Ｎｉ，Ｓ
ｎ，Ｓｉ，Ａｌ，ＰｂおよびＣｕに関する数値は、合金
素地中の重量％を表わしている。他方、硬質粒子と固体
潤滑剤に関する数値は焼結材全体に対する重量％を表わ
している。また、空孔に関する数値は、焼結材全体に対
する容量％を表わしている。さらに、固体潤滑剤を表わ
す符号Ａ，Ｂ，ＣおよびＤは、それぞれ黒鉛，ＭｏＳ
₂ ，ＣａＦ₂ ，およびＢＮを表わしている。

【００９３】表３の備考欄において印＊１の付された試
料３６は、工程（ａ）に基づいて混合粉末に機械的粉砕
混合処理が施されるが、粉末成形時の面圧条件を変更す
ることによって粉末成形体中に分布する空孔径が平均で
４５μｍにされた後に焼結されている。

【００９４】備考欄において印＊２が付された試料３７
は、工程（ａ）に基づいて混合粉末に機械的粉砕混合処
理が施されるが、粉砕条件を変更することによって硬質
粒子の最大粒径が４０μｍになるようにされた後に成形
されて焼結されている。

【００９５】備考欄において印＊３が付された試料３８
は、工程（ａ）に基づいて混合粉末に機械的粉砕混合処
理が施されるが、粉砕条件を変更することによって硬質
粒子の平均粒径が２５μｍになるようにされた後に成形
されて焼結されている。

【００９６】備考欄において印＊４が付された試料３９
は、機械的合金化法，機械的混合法，および造粒法のい
ずれの機械的粉砕処理をも施すことなく単に混合された
後に工程（ｆ）によって焼結されている。

【００９７】

【表４】 表４は、表２および表３に示された組成を有する焼結体
試料に関して、引張り試験，摩擦試験，および腐食試験
の結果に基づいて、機械的特性，摩擦摺動特性，および
耐硫化腐食性を示している。

【００９８】表４において、本発明の実施例による試料
１〜２３はいずれも４００ＭＰａを超える引張り強度Ｕ
ＴＳを有し、かつ５％以上の伸びを示していることがわ
かる。これに対して、比較試料２４〜３９においては、
ほとんどの試料が４００ＭＰａ以下の引張り強度ＵＴＳ
を有するにすぎず、ほとんど伸びを示さないものが多
い。すなわち、本発明の実施例による試料は、比較例に
よる試料に比べて高い強度と高い靱性を有していること
がわかる。

【００９９】摩擦摺動特性は、図４に示されているよう
な湿式摩擦試験によって測定された。トヨタ７０Ｗ９０
オイル中において（自動変速機用潤滑油ＤＥＸＲＯＮ
IIを用いても同様である）、焼結材料試験片１は鋼材Ｓ
３５Ｃの相手材２に対して摺動面Ｓを介して相対的に摺
動させられる。試料片１は前述のように６０ｍｍの外径
と４５ｍｍの内径と５ｍの厚さを有するリング形状であ
って、図４において一部が切断されて示されている。相
手材２は７０ｍｍの直径と５ｍｍの厚さを有する円板で
あり、軸３によって矢印のように回転させられる。試験
片１は固定されており、相手材２に対して５ｋｇｆ／ｃ
ｍ² の圧力Ｗが加えられている。摺動面Ｓにおける試験
片１と相手材２の相対摺動速度は１０ｍ／秒であり、摩
擦時間は１時間であった。

【０１００】表４からわかるように、本発明の実施例に
よる試料１〜２３ではいずれも０．３ないし０．４の比
較的高い安定した定常状態の摩擦係数μを示しているの
に対して、比較例の試料２４〜３９では定常状態におけ
る摩擦係数μの値がばらついている。特に、約０．７以
上のμ値は焼付きの結果としてのμ値を表わしており、
そのような大きなμ値を有する試料の初期のμ値は０．
２以下である。また、実施例による試料では、静止摩擦
係数と動摩擦係数との差を表わすΔμがいずれも０．０
９以下であるのに対して、比較例の試料では０．１をか
なり超えるものが存在している。

【０１０１】また、焼結試験片１と相手材２の摩耗量に
関しては、実施例による試料はいずれも安定して小さな
摩耗量を示しているのに対して、比較例による試料では
極めて大きな摩耗量や付着量を示しているものがある。
なお、表４中の摩耗量において、マイナス符号の付され
ている数値の絶対値は付着による重量増加量を表わして
いる。

【０１０２】さらに、摺動面の損傷状況に関しては、実
施例の試料はいずれも異常が発生していないのに対し
て、比較例の試料では焼付きや相手材の攻撃を示してい
るものがある。

【０１０３】耐硫化腐食性に関しては、１４０℃に保持
されたトヨタ７０Ｗ９０オイル中に試料が２４時間浸漬
された後に、試料の腐食状況が評価された。表４からわ
かるように、実施例の試料ではいずれも腐食に関して異
常が認められていないが、比較例の試料では硫化腐食の
発生しているものがある。

【０１０４】ここで、比較例の各試料２４〜３９におけ
る具体的な欠点は以下のようである。

【０１０５】試料２４においては、合金素地におけるＺ
ｎとＮｉの合計含有量が５重量％に達していないので、
オイル中における焼結試料の暴露試験で硫化腐食が生じ
ている。

【０１０６】試料２５においては、合金素地におけるＺ
ｎとＮｉの合計含有量が４０重量％を超えているので、
焼結体の靱性が低下している。

【０１０７】試料２６においては、焼結体が硬質粒子を
含有していないので、摺動部材と相手材との焼付きを生
じている。

【０１０８】試料２７においては、焼結体における硬質
粒子の含有量が１０重量％に達していないので、初期の
μ値が０．１２であって、最終的に相手材と焼付きを生
じた結果として０．８１のμ値を示している。

【０１０９】試料２８においては、焼結体における硬質
粒子の含有量が３０重量％を超えているので、焼結体の
強度と靱性が低下している。

【０１１０】試料２９においては、合金素地におけるＳ
ｎの含有量が２０重量％を超えているので、素地が著し
く硬化して相手材を攻撃し、μ値が増加している。

【０１１１】試料３０においては、合金素地におけるＳ
ｉの含有量が５重量％を超えているので、焼結体の靱性
が低下している。

【０１１２】試料３１においては、合金素地におけるＡ
ｌの含有量が５重量％を超えているので、焼結性が阻害
されて焼結体の強度と靱性が低下している。

【０１１３】試料３２においては、合金素地におけるＰ
ｂの含有量が５重量％を超えているので、焼結体の内部
でＰｂが偏析し、その結果として焼結体の強度と靱性が
低下している。

【０１１４】試料３３においては、焼結体における黒鉛
の固体潤滑剤の含有量が３重量％を超えているので、焼
結体の強度と靱性が低下している。

【０１１５】試料３４においては、焼結体におけるＭｏ
Ｓ₂ の固体潤滑剤の含有量が３重量％を超えているの
で、焼結体の強度と靱性が低下している。

【０１１６】試料３５においては、焼結体に含まれる空
孔が２０容量％を超えているので、焼結体の強度と靱性
が低下している。

【０１１７】試料３６においては、空孔の平均径が３０
μｍを超えているので、焼結体の強度と靱性が低下して
いる。

【０１１８】試料３７においては、硬質粒子の最大粒径
が２５μｍを超えているので、焼結体の強度と靱性が低
下している。

【０１１９】試料３８においては、硬質粒子の平均粒径
が１０μｍを超えているので、焼結体の強度と靱性が低
下している。

【０１２０】試料３９においては、機械的な粉砕混合処
理が行なわれずに単に所定の組成の粉末が混合された後
に焼結されているので、焼結材の強度と靱性が低下し、
また硬質粒子と素地との間の反応層が形成されずかつ粗
大な硬質粒子が存在するために、摺動時に硬質粒子が素
地から脱落して相手材と焼付きを生じている。

【０１２１】

【表５】 表５は、複合銅合金粉末の素地の原料として用いられる
粉末が焼結摩擦材の機械的特性や摩擦摺動特性などに及
ぼす影響を評価した結果を示している。表５中の試料４
１と４２は、いずれも図２の複合銅合金粉末と同一の組
成を有し、かつ処理時間が６時間に変更された以外は同
一の条件によるメカニカルアロイング処理が施されてい
る。但し、試料４１においては複合銅合金粉末の素地の
原料としてメカニカルアロイング処理のためにアトマイ
ズ銅合金粉末が用いられているのに対して、試料４２に
おいてはＣｕ粉末，Ｚｎ粉末およびＮｉ粉末を所定の割
合で含む金属粉末グループが用いられている。また、得
られた焼結体の機械的特性や摩擦摺動特性は、表４の場
合と同様に評価された。

【０１２２】表５から明らかなように、複合銅合金粉末
の素地の原料としてメカニカルアロイング処理のために
アトマイズ銅合金粉末を用いても、その代わりに金属粉
末グループを用いても、得られる焼結体の機械的特性や
摩擦摺動特性などにほとんど差がないことがわかる。す
なわち、本発明におけるメカニカルアロイング法におい
ては、予め合金化された銅合金粉末のみならず、所定の
配合割合を有する金属粉末グループをも同等に用い得る
ことがわかる。

【０１２３】

【表６】 表６は、複合銅合金粉末内の硬質粒子として鉄系金属間
化合物粒子に加えて添加されたアルミナ粒子が焼結摩擦
材の種々の機械的特性に及ぼす影響を示している。表６
中の試料５１〜５５において、複合銅合金粉末はアルミ
ナの含有量を除けばいずれも同じ組成を有している。ま
たこれらの試料においてアルミナの平均粒径は８μｍま
たは９μｍであったが、実質的に同一の粒径と考えられ
る。このような複合銅合金粉末は、メカニカルアロイン
グ処理時間が７時間に変更されたことを除けば、図２の
粉末の場合と同様のメカニカルアロイング処理によって
作製された。そして、いずれの試料においても複合銅合
金粉末の成形体を形成して焼結することによって、８容
量％の空孔を含む焼結摩擦材にされた。

【０１２４】表６から明らかなように、５重量％以下の
アルミナ粒子を含む焼結摩擦材試料５１〜５３において
は、アルミナ粒子を含まない試料５４に比べて、引張強
度ＵＴＳと伸びはあまり変化していないが、高温硬さ
（ＭＨｖ：マイクロビッカース硬度）が著しく改善され
ていることがわかる。他方、５重量％を超える６．５重
量％のアルミナ粒子を含む試料５５においては、高温硬
さが著しく向上しているものの、伸びが明らかに低下し
ている。すなわち、摺動摩擦材が優れた高温特性を有す
ることが求められる場合、摺動摩擦材は硬質粒子として
鉄系金属間化合物粒子に加えて５重量％以下のアルミナ
粒子を含むことが好ましい。

【０１２５】

【表７】 表７において、粉末成形体の真密度および焼結条件が焼
結体の機械的特性に及ぼす影響が示されている。表７に
おいては、表２中の試料９および１２の組成に対応する
原料粉末に機械的な混合粉砕処理を施して得られた粉末
を自動給粉装置によって１０×３０ｍｍ² の断面を有す
る金型内に充填し、種々の面圧による成形の後に種々の
焼結条件下で焼結体が作成された。

【０１２６】表７からわかるように、本発明に従って７
０％以上の真密度比を有するまで圧縮成形されて不活性
ガスおよび／または還元ガスの雰囲気中で８００〜１１
００℃の範囲の温度で３０分以上焼結された試料９Ａ〜
９Ｅおよび１２Ａ〜１２Ｅにおいては、いずれも４００
ＭＰａを優に超える引張り強度ＵＳＴと５％を超える十
分な伸びを示している。また、これらの本発明に属する
試料では、成形体の搬送過程や焼結過程において成形体
の割れや欠けを生じることもなかった。

【０１２７】他方、本発明の範囲外の製造方法によって
作製された比較試料９Ｆ〜９Ｋおよび１２Ｆ〜１２Ｈに
おいては、いずれも４００ＭＰａ未満の引張り強度と４
％未満の伸びを示すに過ぎず、具体的には以下に述べる
ような問題を生じた。

【０１２８】試料９Ｆと１２Ｆにおいては、それぞれの
成形体の真密度比が７０％より小さい６５％および６６
％であったので、成形体の搬送過程において成形体に欠
けが発生した。

【０１２９】試料９Ｇと９Ｈにおいては、それぞれの焼
結温度が８００℃より低い７００℃と６５０℃であった
ので、焼結体の十分な機械的特性が得られていない。

【０１３０】試料９Ｉにおいては、焼結温度が１２００
℃を超える１２５０℃であったので、成形体が溶解して
良好な焼結体が得られなかった。

【０１３１】試料９Ｊと１２Ｇにおいては、それぞれの
焼結時間が３０分以下の１５分と２０分であったので、
焼結体の十分な機械的特性が得られていない。

【０１３２】試料９Ｋと１２Ｈにおいては、焼結が大気
中で行なわれたので、粉末表面に酸化膜が形成されて焼
結性が阻害され、焼結体の十分な機械的特性が得られて
いない。

【０１３３】

【表８】 表８は、表７中の焼結材試料１２Ｌに種々の条件で熱間
塑性加工を施した場合と、表２中の焼結材試料４，９お
よび１２にホットプレスを施した場合とにおける焼結合
金の機械的特性を評価した結果を示している。

【０１３４】表８からわかるように、本発明の製造条件
に従って５００℃以上で試料１２Ｌの焼結温度Ｔｓ＝１
０５０℃以下に予熱されて熱間塑性加工された試料１２
Ｌ１〜１２Ｌ６においては、いずれもが５００ＭＰａを
優に超える引張り強度ＵＴＳと６％を優に超える十分な
伸びを示している。また、試料４，９および１２に対し
て種々の温度の下でホットプレスを施すことによって得
られた試料４ＨＰ，９ＨＰおよび１２ＨＰも優れた機械
的特性を有していることが明らかである。なお、このホ
ットプレスにおいては、窒素ガス中で６ｔ／ｃｍ² の面
圧が３０分間付加された。

【０１３５】他方、本発明に属しない製造方法で形成さ
れた比較試料１２Ｌ７〜１２Ｌ１１においては、以下の
ような問題を生じた。

【０１３６】すなわち、試料１２Ｌ７においては、予備
加熱温度が５００℃より低い４００℃であったので、焼
結体の緻密化が困難であって、熱間鍛造による焼結体の
機械的特性向上の効果が少なかった。

【０１３７】試料１２Ｌ８においては、予備加熱温度が
５００℃より低い４５０℃であったので、押出時に焼結
体のダイス詰まりが生じた。

【０１３８】試料１２Ｌ９においては、予備加熱温度が
焼結温度Ｔｓ＝１０５０℃を越える１１００℃であった
ので、機械的特性は向上しているが、焼結体の収縮が生
じて寸法精度が悪化した。

【０１３９】試料１２Ｌ１０においては、熱間鍛造時の
面圧が小さくて３ｔ／ｃｍ² であったので、焼結体の緻
密化が困難であって、鍛造による焼結体の機械的特性向
上の効果がほとんどない。

【０１４０】試料１２Ｌ１１においては、熱間押出時の
押出比が１０未満の７であったので、焼結体の緻密化が
困難であって、押出による焼結体の機械的特性の向上が
少ない。

【０１４１】なお、表８において、熱間塑性加工の施さ
れていない表７中の試料１２Ｌの機械的特性も比較のた
めに示されている。

【０１４２】

【表９】 表９は、表２中の試料１２に対応する組成を有する硬質
粒子分散型複合銅合金粉末に球状黒鉛粉末，鱗片状黒鉛
粉末，または膨張化黒鉛粉末を種々の割合で含ませた混
合粉末を面圧７ｔ／ｃｍ² の条件下で型押し成形した場
合における圧粉体の外観を調査した結果を示している。
この表９において、球状黒鉛粉末の含有率が３重量％を
越える場合には、成形体に欠けや亀裂などが発生し、成
形性が低下することがわかる。他方、鱗片状黒鉛粉末ま
たは膨張化黒鉛粉末は、１５重量％までの範囲内で混合
粉末内に含まれても、成形体に欠けや亀裂などを発生さ
せず、球状黒鉛粉末に比べて、優れた成形性を有してい
ることがわかる。

【０１４３】

【表１０】 表１０は、表９中の試料６１，６３および６６の成形体
を窒素ガス雰囲気中で９８０℃×１ｈの加熱条件下で焼
結した銅系焼結摩擦材試料６１Ａ，６３Ａおよび６６Ａ
の摩擦摺動特性が、図４に示された湿式摩擦試験機を用
いて試験開始直後から５秒間隔で動摩擦係数の変化を測
定した結果として示されている。なお、この場合の摩擦
材試料６１Ａ，６３Ａおよび６６Ａの各々の空孔率は、
７容量％に調整されていた。この表１０において、球状
黒鉛粉末を含む試料６１Ａに比べて、鱗片状黒鉛粉末ま
たは膨張化黒鉛粉末を含む試料６３Ａまたは６６Ａは、
試験開始後の初期の段階に見られる摩擦係数の一時的な
上昇現象（初期馴染み現象）をほとんど示さず、摺動初
期の段階から安定した銅摩擦係数を有していることがわ
かる。

【０１４４】

【発明の効果】本発明によれば、硫黄を含有するオイル
中で硫化腐食を生じることなく、その湿式摺動下で約
０．２を超えかつ乾式摺動下で０．４を超える高摩擦係
数を安定して保持することができ、しかもその際の静止
摩擦係数と動摩擦係数との差を０．１以下に抑制するこ
とができて摺動時の振動，ビビリ，鳴き，異音などの問
題を解消し得るという特徴を有する焼結摩擦材を優れた
経済性の下で得ることが可能となる。また、本発明によ
って得られる焼結摩擦材は、摩擦摺動時において相手材
に対する攻撃性が低くかつ相手材と焼付きを生じること
がなく、さらに、十分な強度，靱性，硬度などの機械的
特性を有しているので、単体で構造用部材として使用す
ることができる。したがって、本発明による焼結摩擦材
は、自動車の変速機用のシンクロナイザーリング，ブレ
ーキ材，クラッチ材などの種々の摩擦材として好ましく
用いられ得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明に従って機械的混合粉砕処理を
利用した焼結体の模式的な組織図であり、（Ｂ）は従来
の単純な粉末混合処理を利用した焼結体の模式的な組織
図である。

【図２】（Ａ）は本発明に従って機械的混合粉砕処理さ
れた複合銅合金粉末の全体的形状を示す金属組織写真で
あり、（Ｂ）は（Ａ）の写真の一部を拡大した金属組織
写真である。

【図３】本発明による焼結摩擦材の製造方法における工
程を示すフロー図である。

【図４】摩擦試験を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 焼結摩擦材 ２ 相手材 ３ 軸 Ｓ 摺動面 Ｗ 圧力荷重

Claims (42)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 銅合金素地と硬質粒子とを含む焼結摩擦
   材であって、 前記銅合金素地は５〜４０重量％の範囲内でＺｎとＮｉ
   の少なくとも一方を含み、 前記硬質粒子は前記素地を構成する旧複合銅合金粉末素
   地内に均一に分散させられていて、前記摩擦材の１０〜
   ３０重量％の範囲内で含まれており、 これによって、優れた耐硫化腐食性と耐摩耗性を有する
   ことを特徴とする焼結摩擦材。
2. 【請求項２】 前記素地はさらに３〜２０重量％の範囲
   内でＳｎを含むことを特徴とする請求項１に記載の焼結
   摩擦材。
3. 【請求項３】 前記素地は、１〜５重量％のＳｉ，０．
   １〜５重量％のＡｌおよび０．５〜３重量％のＰｂのう
   ちの少なくとも１つをさらに含むことを特徴とする請求
   項１または２に記載の焼結摩擦材。
4. 【請求項４】 油中において鋼材を相手材として摩擦摺
   動した場合に０．２以上の摩擦係数を有することを特徴
   とする請求項１ないし３のいずれかの項に記載された焼
   結摩擦材。
5. 【請求項５】 前記硬質粒子は、２５μｍ以下の最大粒
   径と１０μｍ以下の平均粒径を有することを特徴とする
   請求項１ないし４のいずれかの項に記載された焼結摩擦
   材。
6. 【請求項６】 前記硬質粒子は、ＦｅＭｏ，ＦｅＣｒ，
   ＦｅＴｉ，ＦｅＷおよびＦｅＢから選択された少なくと
   も１つの鉄系金属間化合物を含むことを特徴とする請求
   項１ないし５のいずれかの項に記載された焼結摩擦材。
7. 【請求項７】 前記摩擦材は、前記硬質粒子として５重
   量％以下のＡｌ₂ Ｏ₃ 粒子をさらに含んでいることを特
   徴とする請求項６に記載の焼結摩擦材。
8. 【請求項８】 平均径が３０μｍ以下であって均一に分
   散された空孔を２０容量％以下の割合で含むことを特徴
   とする請求項１ないし７のいずれかの項に記載された焼
   結摩擦材。
9. 【請求項９】 固体潤滑剤を３重量％以下の割合で含む
   ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかの項に記
   載された焼結摩擦材。
10. 【請求項１０】 前記固体潤滑剤は、黒鉛，ＭｏＳ₂ ，
    ＣａＦ₂ およびＢＮのうちの少なくとも１つを含むこと
    を特徴とする請求項９に記載の焼結摩擦材。
11. 【請求項１１】 固体潤滑剤として、天然鱗片状黒鉛粉
    末および天然鱗片状黒鉛粉末がその厚さ方向に膨張させ
    られた膨張化黒鉛粉末の少なくとも一方を１５重量％以
    下の割合で含むことを特徴とする請求項１ないし８のい
    ずれかの項に記載の焼結摩擦材。
12. 【請求項１２】 ４００ＭＰａ以上の引張り強さを有す
    ることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかの項
    に記載された焼結摩擦材。
13. 【請求項１３】 焼結後に、熱間押出法，熱間鍛造法，
    ホットプレス法，およびＨＩＰ法のうちの少なくとも１
    つの熱間塑性加工が施されることによって５００ＭＰａ
    以上の引張り強さを有することを特徴とする請求項１な
    いし１２のいずれかの項に記載された焼結摩擦材。
14. 【請求項１４】 銅合金素地と硬質粒子とを含む焼結摩
    擦材の製造方法において、前記銅合金素地は５〜４０重
    量％の範囲内でＺｎとＮｉの少なくとも一方を含み、前
    記硬質粒子は前記素地を構成する旧複合銅合金粉末素地
    内に均一に分散させられていて、前記摩擦材の１０〜３
    ０重量％の範囲内で含まれており、これによって優れた
    耐硫化腐食性と耐摩耗性を有する焼結摩擦材の製造方法
    であって、 銅合金粉末と硬質粒子とを含む混合粉末が調合され、前
    記銅合金粉末は５〜４０重量％の範囲内でＺｎとＮｉの
    少なくとも一方を含み、前記硬質粒子は前記混合粉末内
    に１０〜３０重量％の範囲内で含まれており、 前記混合粉末は機械的合金化法（メカニカルアロイング
    法），機械的混合法（メカニカルグラインディング
    法），および造粒法のうちの少なくとも１つの混合粉砕
    処理が施されて複合銅合金粉末にされ、これによって前
    記硬質粒子は２５μｍ以下の最大粒径と１０μｍ以下の
    平均粒径を有するように粉砕され、かつそれと同時に前
    記複合銅合金粉末素地内に均一に分散させられ、 前記複合銅合金粉末が成形されて焼結されることを特徴
    とする焼結摩擦材の製造方法。
15. 【請求項１５】 銅合金素地と硬質粒子とを含む焼結摩
    擦材の製造方法において、前記銅合金素地は５〜４０重
    量％の範囲内でＺｎとＮｉの少なくとも一方を含み、前
    記硬質粒子は前記素地を構成する旧複合銅合金粉末素地
    内に均一に分散させられていて、前記摩擦材の１０〜３
    ０重量％の範囲内で含まれており、これによって優れた
    耐硫化腐食性と耐摩耗性を有する焼結摩擦材の製造方法
    であって、 金属粉末グループと硬質粒子とを含む混合粉末が調合さ
    れ、前記金属粉末グループはＣｕ粉末に加えて５〜４０
    重量％の範囲内でＺｎ粉末とＮｉ粉末の少なくとも一方
    を含み、前記硬質粒子は前記混合粉末内に１０〜３０重
    量％の範囲内で含まれており、前記混合粉末は機械的合
    金化法（メカニカルアロイング法），機械的混合法（メ
    カニカルグラインディング法），および造粒法のうちの
    少なくとも１つの混合粉砕処理が施されて複合銅合金粉
    末にされ、これによって前記硬質粒子は２５μｍ以下の
    最大粒径と１０μｍ以下の平均粒径を有するように粉砕
    され、かつそれと同時に前記複合銅合金粉末素地内に均
    一に分散させられ、 前記複合銅合金粉末が成形されて焼結されることを特徴
    とする焼結摩擦材の製造方法。
16. 【請求項１６】 前記銅合金粉末は３〜２０重量％のＳ
    ｎをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の焼
    結摩擦材の製造方法。
17. 【請求項１７】 前記金属粉末グループは３〜２０重量
    ％のＳｎ粉末をさらに含むことを特徴とする請求項１５
    に記載の焼結摩擦材の製造方法。
18. 【請求項１８】 前記銅合金粉末は、１〜５重量％のＳ
    ｉ，０．１〜５重量％のＡｌ，および０．５〜３重量％
    のＰｂのうちの少なくとも１つをさらに含むことを特徴
    とする請求項１４または１６に記載の焼結摩擦材の製造
    方法。
19. 【請求項１９】 前記金属粉末グループは、１〜５重量
    ％のＳｉ粉末，０．１〜５重量％のＡｌ粉末，および
    ０．５〜３重量％のＰｂ粉末のうちの少なくとも１つを
    さらに含むことを特徴とする請求項１５または１７に記
    載の焼結摩擦材の製造方法。
20. 【請求項２０】 前記焼結摩擦材は、平均径が３０μｍ
    以下であって均一に分散させられた空孔を２０容量％以
    下の割合で含むことを特徴とする請求項１４ないし１９
    のいずれかの項に記載された焼結摩擦材の製造方法。
21. 【請求項２１】 前記硬質粒子は、ＦｅＭｏ，ＦｅＣ
    ｒ，ＦｅＴｉ，ＦｅＷ，およびＦｅＢから選択された少
    なくとも１つの鉄系金属間化合物を含むことを特徴とす
    る請求項１４ないし２０のいずれかの項に記載された焼
    結摩擦材の製造方法。
22. 【請求項２２】 前記混合粉末は、前記硬質粒子として
    ５重量％以下のＡｌ₂ Ｏ₃ 粒子をさらに含むことを特徴
    とする請求項２１に記載の焼結摩擦材の製造方法。
23. 【請求項２３】 前記混合粉末は、黒鉛，ＭｏＳ₂ ，Ｃ
    ａＦ₂ ，およびＢＮのうちの少なくとも１つの固体潤滑
    剤を３重量％以下の割合でさらに含むことを特徴とする
    請求項１４ないし２２のいずれかの項に記載された焼結
    摩擦材の製造方法。
24. 【請求項２４】 前記混合粉末は、固体潤滑剤として、
    天然鱗片状黒鉛粉末および天然鱗片状黒鉛粉末がその厚
    さ方向に膨張させられた膨張化黒鉛粉末の少なくとも一
    方を１５重量％以下の割合で含むことを特徴とする請求
    項１４ないし２２のいずれかの項に記載の焼結摩擦材。
25. 【請求項２５】 前記複合銅合金粉末の各粒子は長径Ｄ
    Ｌと短径ＤＳを有し、ＤＬは５０〜３００μｍの範囲内
    にあって、アスペクト比ＤＬ／ＤＳは１〜５の範囲内に
    あることを特徴とする請求項１４ないし２４のいずれか
    の項に記載された焼結摩擦材の製造方法。
26. 【請求項２６】 前記複合銅合金粉末は、２．５ｍｍの
    直径を有するオリフィス管において５０ｇ当たりに３０
    秒以下で流下する流動性を有することを特徴とする請求
    項１４ないし２５のいずれかの項に記載された焼結摩擦
    材の製造方法。
27. 【請求項２７】 前記複合銅合金粉末は真密度比で７０
    ％以上に成形され、この粉末成形体は不活性ガスと還元
    ガスの少なくともいずれかを含む雰囲気中において８０
    ０℃〜１２００℃の温度範囲で３０分間以上焼結される
    ことを特徴とする請求項１４ないし２６のいずれかの項
    に記載された焼結摩擦材の製造方法。
28. 【請求項２８】 ８００℃〜１２００℃の範囲内の焼結
    温度Ｔｓにおいて焼結された前記焼結体は、還元ガス雰
    囲気中において５００℃以上で焼結温度Ｔｓ以下に加熱
    された後に直ちに熱間鍛造と熱間押出のいずれかの加工
    が施され、これによって前記焼結体の機械的特性が向上
    させられることを特徴とする請求項２７に記載の焼結摩
    擦材の製造方法。
29. 【請求項２９】 前記熱間鍛造における面圧は５〜８ｔ
    ／ｃｍ² の範囲内にあり、前記熱間押出における押出比
    は１０以上であることを特徴とする請求項２８に記載の
    焼結摩擦材の製造方法。
30. 【請求項３０】 銅合金素地と硬質粒子とを含む複合銅
    合金粉末であって、 前記複合銅合金粉末は前記銅合金素地内で均一に分散さ
    せられた前記硬質粒子を１０〜３０重量％の範囲内で含
    み、 前記硬質粒子は２５μｍ以下の最大粒径と１０μｍ以下
    の平均粒径を有することを特徴とする複合銅合金粉末。
31. 【請求項３１】 銅合金素地と硬質粒子とを含む複合銅
    合金粉末であって、 前記複合銅合金粉末は前記銅合金素地内で均一に分散さ
    せられた前記硬質粒子を１０〜３０重量％の範囲内で含
    み、 前記銅合金素地は５〜４０重量％の範囲内でＺｎとＮｉ
    の少なくとも一方を含むことを特徴とする複合銅合金粉
    末。
32. 【請求項３２】 前記硬質粒子は２５μｍ以下の最大粒
    径と１０μｍ以下の平均粒径を有することを特徴とする
    請求項３１に記載の複合銅合金粉末。
33. 【請求項３３】 前記素地はさらに３〜２０重量％の範
    囲内でＳｎを含むことを特徴とする請求項３１または３
    ２に記載の複合銅合金粉末。
34. 【請求項３４】 前記素地は、１〜５重量％のＳｉ，
    ０．１〜５重量％のＡｌおよび０．５〜３重量％のＰｂ
    のうちの少なくとも１つをさらに含むことを特徴とする
    請求項３１ないし３３のいずれかの項に記載された複合
    銅合金粉末。
35. 【請求項３５】 前記硬質粒子は、ＦｅＭｏ，ＦｅＣ
    ｒ，ＦｅＴｉ，ＦｅＷおよびＦｅＰから選択された少な
    くとも１つの鉄系金属間化合物を含むことを特徴とする
    請求項３１ないし３４のいずれかの項に記載された複合
    銅合金粉末。
36. 【請求項３６】 前記複合銅合金粉末は、前記硬質粒子
    として５重量％以下のＡｌ₂ Ｏ₃ 粒子をさらに含むこと
    を特徴とする請求項３５に記載の複合銅合金粉末。
37. 【請求項３７】 前記複合銅合金粉末の各粒子は長径Ｄ
    Ｌと短径ＤＳを有し、ＤＬは５０〜３００μｍの範囲内
    にあって、アスペクト比ＤＬ／ＤＳは１〜５の範囲内に
    あることを特徴とする請求項３１ないし３６のいずれか
    の項に記載された複合銅合金粉末。
38. 【請求項３８】 前記複合銅合金粉末は、２．５ｍｍの
    直径を有するオリフィス管において５０ｇ当りに３０秒
    以下で流下する流動性を有することを特徴とする請求項
    ３１ないし３７のいずれかの項に記載された複合銅合金
    粉末。
39. 【請求項３９】 前記複合銅合金粉末は、前記素地内に
    分散された３重量％以下の固体潤滑剤を含むことを特徴
    とする請求項３１ないし３８のいずれかの項に記載され
    た複合銅合金粉末。
40. 【請求項４０】 前記固体潤滑剤は、黒鉛，ＭｏＳ₂ ，
    ＣｅＦ₂ ，およびＢＮのうち少なくとも１つを含むこと
    を特徴とする請求項３９に記載の複合銅合金粉末。
41. 【請求項４１】 銅合金素地と硬質粒子とを含む複合銅
    合金粉末の製造方法であって、 銅合金粉末と硬質粒子とを含む混合粉末が調合され、前
    記混合粉末は１０〜３０重量％の前記硬質粒子を含み、 前記混合粉末は機械的合金化法（メカニカルアロイング
    法），機械的混合法（メカニカルグラインディング
    法），および造粒法のうちの少なくとも１つの混合粉砕
    処理が施されて複合銅合金粉末にされ、これによって前
    記硬質粒子は２５μｍ以下の最大粒径と１０μｍ以下の
    平均粒径を有するように粉砕され、かつそれと同時に前
    記複合銅合金粉末内に均一に分散させられることを特徴
    とする複合銅合金粉末の製造方法。
42. 【請求項４２】 銅合金素地と硬質粒子とを含む複合銅
    合金粉末の製造方法であって、前記銅合金素地を構成す
    るための金属粉末グループと前記硬質粒子とを含む混合
    粉末が調合され、前記混合粉末は１０〜３０重量％の硬
    質粒子を含み、 前記混合粉末は機械的合金化法（メカニカルアロイング
    法），機械的混合法（メカニカルグラインディング
    法），および造粒法のうちの少なくとも１つの混合粉砕
    処理が施されて複合銅合金粉末にされ、これによって前
    記硬質粒子は２５μｍ以下の最大粒径と１０μｍ以下の
    平均粒径を有するように粉砕され、かつそれと同時に前
    記複合銅合金粉末素地内に均一に分散させられることを
    特徴とする複合銅合金粉末の製造方法。