銅系摺動材料
【課題】 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。
【解決手段】 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。
【解決手段】 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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−４２１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した目的を達成するために、請求項１に係る発明は、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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４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、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ことを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５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。
【００１２】
請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項６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。
【発明の効果】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
請求項５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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
請求項６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。
【００２７】
請求項７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。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
【表３】
【００３７】
【表４】
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【符号の説明】
【００４４】
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）
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−４２１４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した目的を達成するために、請求項１に係る発明は、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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４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、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ことを特徴とする。
【００１１】
請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５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。
【００１２】
請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項６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。
【発明の効果】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
請求項５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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
請求項６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。
【００２７】
請求項７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。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
【表３】
【００３７】
【表４】
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【符号の説明】
【００４４】
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）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項５】
前記銅系摺動材料は、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ることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の銅系摺動材料。
【請求項６】
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５のいずれかに記載の銅系摺動材料。
【請求項７】
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６のいずれかに記載の銅系摺動材料。
【請求項１】
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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項５】
前記銅系摺動材料は、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ることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の銅系摺動材料。
【請求項６】
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５のいずれかに記載の銅系摺動材料。
【請求項７】
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６のいずれかに記載の銅系摺動材料。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−８２９５８（Ｐ２０１３−８２９５８Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２２３７３（Ｐ２０１１−２２２３７３）
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（５９１００１２８２）大同メタル工業株式会社 (179)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（５９１００１２８２）大同メタル工業株式会社 (179)
【Ｆターム（参考）】
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