(57)【要約】【課題】母相中に固溶するＳｉの量を限りなくゼロに近付けて母相のβ相の単相組織を維持するとともに、β相にＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物が分散した組織を有することにより、耐摩耗性に優れた摺動部材用高力黄銅合金および摺動部材を提供する。【解決手段】質量比で、Ｚｎ：１７〜２８％、Ａｌ：５〜１０％、Ｍｎ：４〜１０％、Ｆｅ：１〜５％、Ｎｉ：０．１〜３％、Ｓｉ：０．５〜３％、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなり、母相がβ相の単相組織を呈するとともに該β相に針状、球状及び花びら状を呈するＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の少なくとも一つが分散した組織を呈する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量比で、Ｚｎ：１７〜２８％、Ａｌ：５〜１０％、Ｍｎ：４〜１０％、Ｆｅ：１〜５％、Ｎｉ：０．１〜３％、Ｓｉ：０．５〜３％、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなり、母相がβ相の単相組織を呈するとともに該β相に針状、球状及び花びら状を呈するＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の少なくとも一つが分散した組織を呈することを特徴とする摺動部材用高力黄銅合金。
【請求項２】
Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物は、β相の単相組織に３〜２０％の面積割合をもって分散していることを特徴とする請求項１に記載の摺動部材用高力黄銅合金。
【請求項３】
Ｆｅ、ＭｎおよびＳｉの質量百分率を［Ｆｅ］、［Ｍｎ］および［Ｓｉ］としたときに、下記１式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の摺動部材用高力黄銅合金。
０．３１×［Ｍｎ］＋０．１７×［Ｆｅ］≧［Ｓｉ］  （１）
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の高力黄銅合金からなる円筒体の少なくとも摺動面としての内周面に、複数の孔または溝が形成され、該孔または溝に固体潤滑剤が埋設固定されていることを特徴とする摺動部材。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の摺動部材用高力黄銅合金からなる板状体の摺動面としての表面に、複数の孔、溝または凹部が形成され、該孔、溝または凹部に固体潤滑剤が埋設固定されていることを特徴とする摺動部材。
【請求項６】
前記摺動面としての内周面または表面における固体潤滑剤の占める面積比率は、１０〜４０％であることを特徴とする請求項４または５に記載の摺動部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐摩耗性に優れた高力黄銅合金に係り、特に、すべり軸受やすべり板等の摺動用途に使用されて好適な高力黄銅合金および該高力黄銅合金を使用した摺動部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から軸受等の摺動用途に使用される高力黄銅合金としては、日本工業規格ＪＩＳＨ５１２０（非特許文献１参照）に規定された高力黄銅鋳物１種〜４種がある。これら高力黄銅合金は、Ｃｕ−Ｚｎ合金にＡｌ、Ｆｅ、Ｍｎ等の元素を添加することにより耐海水性、強靭性、耐摩耗性、および硬さを向上させたもので、自動車のトランスミッション機構に用いられるシンクロナイザーリング、一般機械用の歯車、ベアリング等の摺動用途に多用されている。
【０００３】
高力黄銅合金では、その母相が亜鉛当量によって重み付けした添加元素の総量（以下、「亜鉛当量相当量」と称する）に従ってα相、β相、α＋β相、γ相など様々な相を呈する。亜鉛当量相当量が低い場合には母相はα相を呈し、このα相を呈する高力黄銅合金は、靭性が優れるものの硬さが低いため、摺動用途に使用した場合にはアブレッシブ摩耗（ざらつき摩耗）が生じ易くなる。また、亜鉛当量相当量を増加していくとβ相を呈し、さらに亜鉛当量相当量を増加させるとγ相を呈する。γ相を呈する高力黄銅合金は、硬度が増して耐摩耗性が向上するという利点を有する反面、靭性が著しく低下して耐衝撃性が低下する。
【０００４】
したがって、摺動用途においては、母相をβ相の単相とした高力黄銅合金が靱性の低下がなく優れた耐摩耗性を有することから広く使用されている。しかしながら、近年の機械装置の高効率化や長寿命化に伴い、高力黄銅合金からなる摺動部材の更なる耐摩耗性の向上が求められている。  
【０００５】
母相がα＋β相あるいはβ相組織の高力黄銅合金の耐摩耗性の向上を目的として、母相中にＭｎ５Ｓｉ３等の珪化マンガン系の金属間化合物を分散させた高力黄銅合金（特許文献１参照）や、母相中にＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物からなる金属間化合物を分散させた高力黄銅合金（特許文献２および特許文献３参照）が提案されている。
【０００６】
【非特許文献１】日本工業規格ＪＩＳＨ５１２０
【特許文献１】特公昭５１−４１５６９号公報
【特許文献２】特公昭６２−５７７００号公報
【特許文献３】特公平２−３８６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
母相中に珪化マンガンやＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物を分散させることにより、耐摩耗性の向上に効果があることは知られているが、Ｓｉの亜鉛当量は１０であり、高力黄銅合金の添加元素の中では極めて高い。したがって、Ｓｉを添加することで亜鉛当量相当量が増えるため、母相をβ相の単相に維持するには他の元素の添加量に制約を受ける。ここで、他の元素としては例えばＡｌが知られている。Ａｌは、耐食性を向上させるとともに母相を強化する元素であり、硬質とされた母相にＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物が分散する結果、耐摩耗性をさらに向上させるという効果を有する。しかしながら、Ａｌの亜鉛当量は６と非常に高い。このため、上記したＳｉとともにＡｌを添加すると亜鉛当量相当量が増大し、母相中にγ相が生成される。その結果、耐摩耗性は向上するが、伸びが著しく低下する。このため、Ｓｉの添加による耐摩耗性の改善を試みても、Ａｌの添加量を減少せざるを得ず、β相の単独組織を維持しつつ耐摩耗性をさらに改善することは困難であった。
【０００８】
したがって、本発明は、母相中に固溶するＳｉの量を限りなくゼロに近付けて母相のβ相の単相組織を維持するとともに、β相にＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物が分散した組織を有することにより、耐摩耗性に優れた摺動部材用高力黄銅合金および摺動部材を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは上記事情に鑑み鋭意検討を重ねた結果、亜鉛当量が０．５と構成元素の中で最も小さいＭｎに着目し、Ｍｎを多く添加しても亜鉛当量相当量の増加につながらず、かつ同時に添加されるＳｉの亜鉛当量相当量に占める割合を実質的にゼロにできることを見出した。すなわち、本発明者らは、耐摩耗性の向上に効果があるＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物を母相中に形成させるべくＳｉを添加する一方、Ｍｎの添加量を多くするとともにＦｅの添加量も多くし、添加したＳｉのほとんどをＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物として析出させ、母相へのＳｉの固溶を限りなくゼロとすることにより、Ｓｉの母相への影響を抑制し、該母相をβ相の単相組織に維持しながら亜鉛当量の大きいＡｌの添加を可能とするとの知見を得た。
【００１０】
本発明の摺動部材用高力黄銅合金は、上記知見に基づいてなされたもので、質量比で、Ｚｎ：１７〜２８％、Ａｌ：５〜１０％、Ｍｎ：４〜１０％、Ｆｅ：１〜５％、Ｎｉ：０．１〜３％、Ｓｉ：０．５〜３％、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなり、母相がβ相の単相組織を呈するとともに該β相に針状、球状及び花びら状を呈するＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の少なくとも一つが分散した組織を呈することを特徴としている。
【００１１】
本発明の高力黄銅合金は、質量比で、Ｚｎ：１７〜２８％、Ａｌ：５〜１０％、Ｍｎ：４〜１０％、Ｆｅ：１〜５％、Ｎｉ：０．１〜３％、Ｓｉ：０．５〜３％、残部がＣｕ及び不可避的不純物からなる。以下、本発明の高力黄銅合金の成分組成について説明する。
【００１２】
Ｚｎは、母相の強度、耐摩耗性、耐衝撃性及び潤滑油に対する耐腐食性を付与するとともに、母相の組織を決定する元素である。Ｚｎの添加量の多寡によって、母相の組織にα相、β相、γ相などの相が出現する。他の添加元素の亜鉛当量とその添加量によってＺｎの添加量が違ってくるが、添加量が１７重量％未満では母相の組織にα相が出現して耐摩耗性を悪化させ、また添加量が２８重量％を超えると母相の組織にγ相が出現して合金を脆くする。よって、Ｚｎの添加量を１７〜２８質量％とした。
【００１３】
Ａｌは、β相の生成促進元素で母相の強化に有効であり、またＳｉと同様に亜鉛当量が大きくγ相組織の生成を助長するが、５質量％未満では耐摩耗性に必要な充分な硬度が得られず、また１０質量％を超えて添加されると、γ相組織が生成されて合金が脆化する。よって、Ａｌの含有量は５〜１０質量％とした。
【００１４】
Ｍｎは、後述するＦｅ及びＳｉと結合してＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物を析出し、耐摩耗性を向上させるとともに、Ｓｉと結合することでＳｉ単独のβ相組織への固溶を限りなくゼロに近付ける元素であるから、多量の含有量を必要とする。４質量％未満では上記効果が充分発揮されず、また１０質量％を超えて添加しても上記効果のそれ以上の効果は期待できない。よって、Ｍｎの含有量は４〜１０質量％とした。
【００１５】
Ｆｅは、前記Ｍｎ及び後述するＳｉと結合してＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物を析出し、耐摩耗性を向上させる。１質量％未満では上記効果が充分発揮されず、また５質量％を超えて添加しても上記効果のそれ以上の効果は期待できない。よって、Ｆｅの含有量は１〜５質量％とした。
【００１６】
Ｎｉは、母相中に固溶し、合金の強度及び靭性を向上させるとともに、後述するＳｉ、Ｚｎとも結合し、母相中に分散される微細なＮｉ系金属間化合物を形成して耐摩耗性を向上させる。０．１質量％未満では上記効果が充分発揮されず、またＮｉは負の亜鉛当量を有し、β相の単相組織を得るためには３質量％以下とする必要がある。よって、Ｎｉの含有量は０．１〜３質量％とした。
【００１７】
Ｓｉは、前記Ｆｅ及びＭｎと結合してＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物を析出し、耐摩耗性を向上させる役割を果たす。また、同時に添加されるＭｎとＦｅによりＳｉの母相のβ相への固溶を限りなくゼロに近付けることにより、母相へのγ相の出現が回避される。必要なＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の量を確保するためにＳｉの含有量は０．５質量％以上必要であり、一方、Ｓｉの含有量が３質量％を超えるとＳｉのβ相への固溶量が増加してγ相が出現する。よって、Ｓｉの含有量は０．５〜３質量％とした。
【００１８】
本発明の高力黄銅合金においてＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物は、針状、球状及び花びら状の少なくともいずれか一つを呈する。図１（ａ）は、Ｚｎ２５．９０質量％、Ａｌ５．６７質量％、Ｍｎ５．９５質量％、Ｆｅ２．００質量％、Ｎｉ２．３２質量％、Ｓｉ１．４５質量％、残部Ｃｕ及び不可避的不純物からなる砂型鋳造によって得られた高力黄銅合金の倍率２００倍の光学顕微鏡写真による合金組織を示すもので、図１（ｂ）は倍率４５０倍の光学顕微鏡写真による合金組織を示すものである。図１（ａ）、図１（ｂ）において、針状、球状及び花びら状に見えるのがＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物であり、該Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物がβ相の単相組織に５．７％の面積割合をもって分散している。
【００１９】
図２（ａ）は、Ｚｎ２０．４６質量％、Ａｌ５．６６質量％、Ｍｎ５．９３質量％、Ｆｅ２．７５質量％、Ｎｉ２．５２質量％、Ｓｉ１．４８質量％、残部Ｃｕ及び不可避的不純物からなる砂型鋳造によって得られた高力黄銅合金の倍率２００倍の光学顕微鏡写真による合金組織を示すもので、図２（ｂ）は倍率４５０倍の光学顕微鏡写真による合金組織を示すものである。図２（ａ）、図２（ｂ）において、針状、球状及び花びら状に見えるのがＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物であり、該Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物がβ相の単独組織に８．８％の面積割合をもって分散している。
【００２０】
図３（ａ）は、Ｚｎ１６．９８質量％、Ａｌ６．６３質量％、Ｍｎ７．７５質量％、Ｆｅ２．９１質量％、Ｎｉ１．９６質量％、Ｓｉ１．４９質量％、残部Ｃｕ及び不可避的不純物からなる砂型鋳造によって得られた高力黄銅合金の倍率２００倍の光学顕微鏡写真による合金組織を示すもので、図３（ｂ）は倍率４５０倍の光学顕微鏡写真による合金組織を示すものである。図３（ａ）、図３（ｂ）において、針状、球状及び花びら状に見えるのがＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物であり、該Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物がβ相の単独組織に１２．９％の面積割合をもって分散している。
【００２１】
本発明の高力黄銅合金では、Ｓｉの含有量に比べてＭｎおよびＦｅの含有量が多い。このため、亜鉛当量の高いＳｉはＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物を形成するために消費され、母相に固溶されるＳｉの量を少なくすることができるので、母相における亜鉛当量相当量の増加が抑制され、Ａｌの含有量に制約を受けることがない。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、母相がＡｌにより強化されるとともにβ相の単相組織を呈し、Ａｌにより硬質とされたβ相に硬質のＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物が分散した組織を呈するので、硬さ及び引張り強さが増大して耐摩耗性がさらに向上され、かつ靱性が向上して一定の伸びを確保することができる等の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の形態を更に詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【００２４】
本発明の高力黄銅合金において、母相のβ相に分散されたＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物は、図１〜図３の光学顕微鏡による組織写真に示すように、その形態が針状、球状及び花びら状の少なくとも一つの形態を呈している。このＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物は硬質であり、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の母相のβ相に分散される面積割合と高力黄銅合金の耐摩耗性との関係はほぼ比例関係にある。Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物が母相のβ相に僅かな量、例えば３％の面積割合をもって分散されることにより、高力黄銅合金の耐摩耗性を向上させる効果が現れ始め、２０％の面積割合まで当該効果は維持される。しかしながら、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の母相のβ相に分散含有される面積割合が２０％を超えると、高力黄銅合金自体の耐摩耗性は増大する反面、相手材を摩耗させる割合が高くなるばかりでなく機械的性質、とくに伸びを著しく低下させる虞がある。したがって、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の母相のβ相に分散含有される面積割合は、好ましくは３％〜２０％であり、５〜１５％であればさらに好適である。
【００２５】
本発明の高力黄銅合金においては、Ｆｅ、ＭｎおよびＳｉの質量百分率を［Ｆｅ］、［Ｍｎ］および［Ｓｉ］としたときに、下記１式を満足することが望ましい。
０．３１×［Ｍｎ］＋０．１７×［Ｆｅ］≧［Ｓｉ］  （１）
【００２６】
上式は、次の考えに基づいて導かれた式である。すなわち、金属間化合物としてＭｎ５Ｓｉ３及びＦｅ３Ｓｉが代表的なものとして知られている。この金属間化合物が生成されると仮定して、全てのＳｉを消費するのに必要なＭｎ量及びＦｅ量を原子量から算出する。Ｓｉ原子の質量を１としたとき、Ｍｎは５４．９４（Ｍｎの原子量）／２８．０９（Ｓｉの原子量）＝１．９５６、Ｆｅは５５．８５（Ｆｅの原子量）／２８．０９＝１．９８８となる。Ｍｎ５Ｓｉ３でＳｉを消費するのに必要なＭｎ量は、１．９５６×５÷３＝３．２６（逆数は０．３１）、Ｆｅ３ＳｉでＳｉを消費するのに必要なＦｅ量は、１．９８８×３＝５．９６４（逆数は０．１７）となり、上式が導き出される。
【００２７】
ＦｅとＭｎとＳｉの含有量を、上記式を満足する含有量とすることにより、母相のβ相の単相組織へのＳｉの固溶を限りなくゼロに近付けることができ、母相へのγ相の出現が回避される。その結果、ＳｉとＡｌの同時添加を可能とし、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の析出による耐摩擦性の向上を図ることができる。
【００２８】
また、本発明の高力黄銅合金を板状に鋳造して板状体を形成し、板状体の摺動面としての表面に複数個の孔又は溝を形成し、孔又は溝に黒鉛等の固体潤滑剤を埋設固定した固体潤滑剤埋込型摺動部材とすることができる。
【００２９】
図４は本発明の高力黄銅合金を使用した板状体の形態をなす摺動部材（すべり板）１を示す平面図である。高力黄銅合金製の摺動部材基体２の一方の表面（摺動面）３には、その厚さ方向に凹んだ複数個の凹部４が形成されている。この凹部４は、該摺動部材基体２の表面３の面積に占める開口部の面積の総和が１０〜４０％の割合となるように形成される。凹部４は、黒鉛等の固体潤滑剤５を充填保持するものであり、該基体２及び固体潤滑剤５の耐摩耗性を良好に発揮させるためには、摺動部材基体２の表面３の面積に占める凹部４の開口部の面積の総和が少なくとも１０％必要とされる。しかしながら、摺動部材基体２の表面３の面積に占める凹部４の開口部の面積の総和が４０％を超えると摺動部材基体２の強度低下を来すことになる。なお、凹部４は、ドリルやエンドミル等を用いた穴明け加工あるいは切削加工によって形成されるが、その他の手段で形成してもよい。
【００３０】
また、本発明の高力黄銅合金を円筒状に鋳造して円筒体を形成し、円筒体の摺動面としての少なくとも内周面に複数個の孔又は溝を形成し、孔又は溝に黒鉛等の固体潤滑剤を埋設固定した固体潤滑剤埋込型摺動部材とすることができる。
【００３１】
図５は、本発明の高力黄銅合金を使用した円筒状ブッシュの形態をなす摺動部材（円筒軸受）１ａを示す断面図である。高力黄銅合金製の摺動部材基体２ａの内周面（摺動面）３ａには、その長手方向に沿って配列された複数個のリング状の溝４ａが形成されている。この溝４ａは、前記摺動部材１と同様に、摺動部材基体２ａの内周面３ａの面積に占めるリング溝４ａの開口部の面積の総和が１０〜４０％の割合となるように形成される。なお、溝４ａは、バイト等を用いた切削加工によって形成されるが、その他の手段で形成してもよい。
【００３２】
図６は、本発明の高力黄銅合金を使用した円筒状ブッシュの形態をなす摺動部材１ｂを示す断面図である。この摺動部材１ｂは、図７に示す高力黄銅合金からなる円筒状の摺動部材基体２ｂ、その内周面（摺動面）３ｂと外周面とに連通する複数の円柱状の孔４ｂを形成し、孔４ｂに固体潤滑剤５を充填して構成されている。孔４ｂは、前記摺動部材１と同様に、摺動部材基体２ｂの内周面３ｂの面積に占める開口部の面積の総和が１０〜４０％の割合となるように形成される。そして、この孔４ｂはドリル等を用いた穴明け加工によって形成されるが、その他の手段で形成してもよい。
【実施例】
【００３３】
次に、本発明を実施例に基づき詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されないことは言うまでもない。
【００３４】
実施例１〜６及び比較例１〜５
表１の化学成分となるように、電解Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｕ−Ｆｅ母合金、Ｎｉ−Ａｌ母合金、Ｓｉ−Ｃｕ母合金、Ｍｎ−Ｃｕ母合金、Ｆｅ−Ａｌ母合金を低周波溶解炉で溶解し、１１００℃以上の溶湯温度で内径５０ｍｍ、外径８０ｍｍ、長さ１００ｍｍの砂型に鋳込み、円筒体を作製した後、機械加工を施して内径６０ｍｍ、外径７５ｍｍ、長さ５０ｍｍの円筒状軸受を作製した。得られた円筒状軸受に肉厚方向に直径１０ｍｍの複数個の貫通孔を該内周面に開口面積が内周面の面積に対し３０％となるように形成するとともに貫通孔に黒鉛からなる固体潤滑剤を埋め込んだ。次いで、固体潤滑剤部位に潤滑油を真空含浸させ、これを摩耗試験用試験片とした。また、引張試験用試験片は、ＪＩＳＨ５１２０のＢ号に準拠して鋳造した後、ＪＩＳＺ２２０１（金属材料引張り試験片）に準拠して４号試験片に機械加工し、ＪＩＳＺ２２４１（金属材料引張試験方法）に準拠して引張試験を行った。硬さ（ブリネル硬さ）測定は上記４号試験片を使用した。表１中、金属間化合物面積割合（％）は母相中に分散含有されたＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の面積割合を示す。
【００３５】
表２は、上記実施例及び比較例の機械的性質及び摩耗量を示したもので、表２における摩耗量は、図８に模式的に示すジャーナル揺動試験により行った結果を示す。試験方法は、上記実施例及び比較例の円筒状軸受Ａに対して回転軸（相手材）Ｂを揺動回転させて行ったもので、円筒状軸受Ａに荷重を負荷して固定し、回転軸Ｂを一定のすべり速度で揺動回転させ、所定の試験時間後の円筒状軸受Ａ及び回転軸Ｂの摩耗量を測定した。試験条件は、次のとおりである。
＜試験条件＞
すべり速度  ０．４７ｍ／ｍｉｎ  
面圧        １０００ｋｇｆ／ｃｍ２（９８ＭＰａ）
試験時間    １００時間
運動形態    回転軸連続揺動運動
揺動角度    ±４５°
相手材材質  機械構造用炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）
潤滑条件    試験開始時に摺動面にリチウム系グリースを塗布
【００３６】
【表１】
2010159443.tif 000002
【００３７】
【表２】
2010159443.tif 000003
【００３８】
本発明の実施例による高力黄銅合金は、母相がβ相の単相組織で、母相のβ相へのＳｉの固溶を限りなくゼロに近付けることにより、Ｓｉの母相への影響を抑制して該母相をβ相の単相組織に維持することができると共に該β相にＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物が分散した組織を呈する。これにより、実施例の高力黄銅合金は、耐摩耗性に優れ、かつ機械的性質に優れている。この高力黄銅合金に固体潤滑剤を埋込んだ固体潤滑剤埋込型摺動部材においては、ベース金属である高力黄銅合金の優れた耐摩耗性と固体潤滑剤の低摩擦性とが相俟って、軸受としての優れた耐摩耗性を発揮することが確認された。
【００３９】
一方、比較例１の高力黄銅合金は、β相を呈するがβ相に分散された金属間化合物はＦｅ−Ｃｕ−Ａｌ系金属化合物であり、固体潤滑剤を埋込んだ摺動部材においては、摩耗量が増大し耐摩耗性が劣っているのが判る。比較例２の高力黄銅合金は、Ｍｎの含有量が少ないため余剰のＳｉが母相に固溶して母相の組織がβ＋γ相を呈し、伸びが著しく低下することが認められた。また、比較例２の固体潤滑剤を埋込んだ摺動部材においては、摩耗量が増大し耐摩耗性に劣っていることが判る。比較例３の高力黄銅合金は、Ｚｎの含有量が少なく、また、比較例４の高力黄銅合金は、負の亜鉛当量を示すＮｉの含有量が多いため、いずれの高力黄銅合金においてもβ相にα相が出現し、耐摩耗性が著しく低下している。さらに、比較例５の高力黄銅合金は、Ｍｎの含有量が多く、母相はβ相であるが金属間化合物の面積割合が２０％を超え、機械的性質の伸びが著しく低下することが認められた。加えて、比較例５の固体潤滑剤を埋込んだ摺動部材においては、相手材の摩耗量が著しく増加することが判る。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上説明したように、本発明の高力黄銅合金は、母相がβ相の単相組織を呈し、該β相に硬質のＦｅ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物が所定の面積率で分散した組織を呈しており、硬度及び引張強さが増大して耐摩耗性が向上されるとともに、一定の伸びを確保することができる。したがって、本発明の高力黄銅合金は、すべり軸受、ワッシャ及びすべり板等の摺動用途への適用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態の高力黄銅合金の組織を示す光学顕微鏡写真である。
【図２】本発明の実施の形態の他の高力黄銅合金の組織を示す光学顕微鏡写真である。
【図３】本発明の実施の形態のさらに他の高力黄銅合金の組織を示す光学顕微鏡写真である。
【図４】本発明の実施形態の板状摺動部材の平面図である。
【図５】本発明の実施形態の円筒状摺動部材の断面図である。
【図６】本発明の実施形態の円筒状摺動部材の他の例の断面図である。
【図７】図６に示す円筒状摺動部材の摺動部材基体の断面図である。
【図８】実施例における摩耗量の試験方法を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
１、１ａ、１ｂ 摺動部材
２、２ａ、２ｂ 摺動部材基体
【図１】
2010159443.tif 000004
【図２】
2010159443.tif 000005
【図３】
2010159443.tif 000006
【図４】
2010159443.tif 000007
【図５】
2010159443.tif 000008
【図６】
2010159443.tif 000009
【図７】
2010159443.tif 000010
【図８】
2010159443.tif 000011