(57)【要約】【課題】鉄系金属と摺動部であるＣｕ合金とを高い接合強度で、かつ簡便に接合すること。【解決手段】摺動部１４を有する摺動部材１００の製造方法であって、摺動部材１００の本体部１３として機能する鉄系金属のバルク材３０と、摺動部１４として機能しＡｌ及びＳｉの少なくとも一方を含むＣｕ合金３１と、を放電プラズマ焼結法による加熱加圧によって固相接合して摺動部材１００を製造する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
摺動部を有する摺動部材の製造方法であって、
前記摺動部材の本体部として機能する鉄系金属のバルク材と、前記摺動部として機能しＡｌ及びＳｉの少なくとも一方を含むＣｕ合金と、を放電プラズマ焼結法による加熱加圧によって直接固相接合して摺動部材を製造することを特徴とする摺動部材の製造方法。
【請求項２】
前記鉄系金属と前記Ｃｕ合金とは、柱状組織を介して接合されることを特徴とする請求項１に記載の摺動部材の製造方法。
【請求項３】
摺動部を有する摺動部材の製造方法であって、
前記摺動部材の本体部として機能する鉄系金属のバルク材と、前記摺動部として機能するＣｕ合金と、を放電プラズマ焼結法による加熱加圧によって柱状組織を介して直接固相接合して摺動部材を製造することを特徴とする摺動部材の製造方法。
【請求項４】
前記摺動部材は、ピストンポンプモータにおいてピストンの先端に回動自在に連結されると共に斜板に摺接するシューであり、
前記鉄系金属は、前記ピストンの先端に回動自在に連結される本体部として機能し、
前記Ｃｕ合金は、前記斜板に摺接する摺動部として機能することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の摺動部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摺動部を有する摺動部材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、摺動部の摺動性を向上させるために、摺動部に銅合金を用いる摺動部材が知られている。
【０００３】
特許文献１には、鋼製部材の表面に銅下地層がメッキされ、そのメッキを介して鉛青銅合金粉末が鋼製部材に焼結されることが開示されている。鉄と銅は、その二元状態図からわかるように、鉄への銅の固溶度は１．９ａｔ％、銅への鉄の固溶度は４．６ａｔ％であり、ほとんど固溶し合わない。そのため、鋼製部材と銅合金を強固に接合させるためには、特許文献１のようにメッキをバインダーとして用いるのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２５７０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、鋼製部材と銅合金をメッキを介して接合する場合には、鋼製部材の表面にメッキを施す工程が必要となるため、製造コストの増加を招く。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、鉄系金属と摺動部であるＣｕ合金とを高い接合強度で、かつ簡便に接合することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、摺動部を有する摺動部材の製造方法であって、前記摺動部材の本体部として機能する鉄系金属のバルク材と、前記摺動部として機能しＡｌ及びＳｉの少なくとも一方を含むＣｕ合金と、を放電プラズマ焼結法による加熱加圧によって直接固相接合して摺動部材を製造することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、摺動部を有する摺動部材の製造方法であって、前記摺動部材の本体部として機能する鉄系金属のバルク材と、前記摺動部として機能するＣｕ合金と、を放電プラズマ焼結法による加熱加圧によって柱状組織を介して直接固相接合して摺動部材を製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、放電プラズマ焼結法による加熱加圧を利用することによって、鉄系金属のバルク材とＣｕ合金とを直接固相接合させることができる。したがって、鉄系金属とＣｕ合金とを高い接合強度で、かつ簡便に接合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係るシューが適用されるピストンポンプの断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るシューの製造方法を時系列に示す図である。
【図３】放電プラズマ焼結装置の模式図である。
【図４】バルク材３０とバルク材３１の接合の熱処理条件及び加圧条件を示す図である。
【図５Ａ】第１実施形態におけるバルク材３０とバルク材３１の接合界面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図５Ｂ】第１実施形態におけるバルク材３０とバルク材３１の接合界面の走査型電子顕微鏡写真であり、ＥＤＸ分析によるＦｅＬαのマッピング像である。
【図５Ｃ】第１実施形態におけるバルク材３０とバルク材３１の接合界面の走査型電子顕微鏡写真であり、ＥＤＸ分析によるＣｕＬαのマッピング像である。
【図６Ａ】第１実施形態におけるバルク材３０とバルク材３１の接合界面の走査型電子顕微鏡写真であり、ＥＤＸ分析によるＳｉＫαのマッピング像である。
【図６Ｂ】第１実施形態におけるバルク材３０とバルク材３１の接合界面の走査型電子顕微鏡写真であり、ＥＤＸ分析によるＡｌＫαのマッピング像である。
【図７Ａ】参考例におけるバルク材３０とバルク材３１の接合界面の走査型電子顕微鏡写真である。
【図７Ｂ】参考例におけるバルク材３０とバルク材３１の接合界面の走査型電子顕微鏡写真であり、ＥＤＸ分析によるＦｅＬαのマッピング像である。
【図７Ｃ】参考例におけるバルク材３０とバルク材３１の接合界面の走査型電子顕微鏡写真であり、ＥＤＸ分析によるＣｕＬαのマッピング像である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
以下では、摺動部材が斜板型ピストンポンプのシューである場合について説明する。まず、図１を参照して、ピストンポンプ１００について説明する。
【００１３】
ピストンポンプ１００は、例えば、油圧ショベルや油圧クレーン等の建設機械に搭載され、アクチュエータの油圧シリンダに作動流体（作動油）を供給するポンプとして用いられる。
【００１４】
ピストンポンプ１００は、エンジンの動力が伝達される駆動軸１と、駆動軸１の回転に伴って回転するシリンダブロック２とを備える。
【００１５】
シリンダブロック２には、駆動軸１と平行に複数のシリンダボア３が開口して形成される。シリンダボア３には、容積室４を画成するピストン５が往復動自在に挿入されている。
【００１６】
ピストン５の先端には、球状の球面座１１を介してシュー１０が回動自在に連結されている。シュー１０は、球面座１１と一体に形成された平板部１２を備える。平板部１２は、ケース２１に固定された斜板２０に面接触している。シリンダブロック２が回転するのに伴って、各シュー１０の平板部１２が斜板２０に摺接し、各ピストン５が斜板２０の傾転角度に応じたストローク量で往復動する。各ピストン５の往復動によって各容積室４の容積は増減する。
【００１７】
ケース２２には、シリンダブロック２の基端面が摺接するバルブプレート２３が取り付けられている。バルブプレート２３には、図示しない吸込ポートと吐出ポートが形成される。シリンダブロック２の回転に伴って吸込ポートを通じて容積室４に作動油が導かれ、容積室４に導かれた作動油は吐出ポートを通じて吐出される。このように、ピストンポンプ１００は、シリンダブロック２の回転に伴ってピストン５が往復動することによって作動油の吸込みと吐出を連続的に行う。
【００１８】
ピストンポンプ１００の運転中は、ピストン５の先端に連結されたシュー１０は、斜板２０に摺接する。したがって、ピストン５の往復動が円滑に行われ、安定した作動油の吸込みと吐出が行われるためには、シュー１０の平板部１２と斜板２０との間の摩擦力を低減させる必要がある。また、ピストンポンプ１００の吐出圧力が大きくなれば、シュー１０の平板部１２は斜板２０に対して強く押し付けられるため、平板部１２と斜板２０との摩擦力は大きくなる。したがって、ピストンポンプ１００を高圧化させるためには、平板部１２の摺動性を向上させる必要がある。そこで、平板部１２における斜板２０と摺接する面には、摺動性に優れるＣｕ合金からなる摺動部１４が設けられる。このように、シュー１０は、球面座１１と平板部１２からなる本体部１３と、斜板２０に摺接する摺動部１４とから構成される。
【００１９】
次に、図２〜図６を参照して、シュー１０の製造方法について説明する。
【００２０】
図２に示すように、シュー１０の製造には、本体部１３として機能する鉄系金属のバルク材３０と、摺動部１４として機能するＣｕ合金のバルク材３１とが用いられる。バルク材３０及びバルク材３１は、シュー１０の直径と同一径の円柱部材である。バルク材３０の鉄系金属としてＣｒ−Ｍｏ鋼のＳＣＭ４３５が用いられる。バルク材３１のＣｕ合金としてＣｕ−Ｚｎ系合金が用いられる。Ｃｕ合金とは銅を主成分とする合金をいう。Ｃｕ−Ｚｎ系合金とは銅を主成分とし亜鉛を含有する合金をいい、具体的には、亜鉛は、脆性のＣｕＺｎ相形成を抑制するために、３５ｗｔ％以下であることが望ましい。表１に、バルク材３０（ＳＣＭ４３５）とバルク材３１（Ｃｕ−Ｚｎ系合金）の組成を示す。
【００２１】
【表１】
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第１工程では、バルク材３０は所望の厚さに切断される。具体的には、本体部１３の軸方向長さに相当する寸法に切断される。また、バルク材３１も所望の厚さに切断される。具体的には、摺動部１４の厚さに相当する寸法に切断される。
【００２２】
第２工程では、第１工程にて所望の厚さに切断されたバルク材３０とバルク材３１が、放電プラズマ焼結法（ＳＰＳ（Spark Plasma Sintering）法）による加熱加圧によって互いの端面が接合される。放電プラズマ焼結法は、被接合体の間隙に低電圧でパルス状の大電流を印加し、瞬間的に発生する放電プラズマにより、熱および電界拡散を助長させる焼結法である。
【００２３】
図３を参照して、第２工程の放電プラズマ焼結法が行われる放電プラズマ焼結装置４０について説明する。放電プラズマ焼結装置４０は、被接合部材が収装される高強度ＷＣ製の円筒状の冶具４８と、被接合部材を挟持して冶具４８内に保持するための上部パンチ４１ａ及び下部パンチ４１ｂと、上部パンチ４１ａ及び下部パンチ４１ｂに当接して配置され被接合部材に対して電流を印加するための上部電極４２ａ及び下部電極４２ｂと、上部電極４２ａ及び下部電極４２ｂに接続された電源４３と、上部電極４２ａ及び下部電極４２ｂを通じて上部パンチ４１ａ及び下部パンチ４１ｂを押圧し、被接合部材に加圧力を付与するための加圧機構４４と、電源４３及び加圧機構４４を制御する制御装置４５とを備える。
【００２４】
冶具４８は真空チャンバ４６内に配置され、被接合部材の接合は真空雰囲気内にて行われる。冶具４８の胴部には内外周面を貫通する貫通孔が形成され、その貫通孔には熱電対４７が挿入される。熱電対４７は、その先端が被接合部材の接合面近傍に位置するように配置されるため、被接合部材の接合面の温度が計測可能となっている。熱電対４７による測定結果は制御装置４５に送信され、制御装置４５はその測定結果を基に被接合部材の接合面の温度や昇温速度が予め定められた設定値となるように電源４３を制御する。
【００２５】
被接合部材であるバルク材３０とバルク材３１の接合方法について具体的に説明する。バルク材３０とバルク材３１は、冶具４８の中空部内に収装され、上部パンチ４１ａと下部パンチ４１ｂにて挟持される。これにより、バルク材３０とバルク材３１は、互いの端面が接触し積層した状態で冶具４８内に収装される。そして、バルク材３０とバルク材３１には、電源４３を通じて電流が印加され、所定の昇温速度にて所定の温度まで昇温される。ここで、所定の温度、つまり接合温度は、バルク材３０（ＳＣＭ４３５）とバルク材３１（Ｃｕ−Ｚｎ系合金）との互いの融点以下に設定される。所定の温度に到達後、バルク材３０とバルク材３１には、加圧機構４４によって上部パンチ４１ａ及び下部パンチ４１ｂを通じて所定の加圧力が付与され、その状態が一定時間保持される。これにより、バルク材３０とバルク材３１は、互いの端面が密着した状態で加熱加圧され、互いの接合界面にて放電プラズマが発生して固相反応が起こることによって接合される。なお、バルク材３０とバルク材３１は、加圧を受けることによって圧縮変形し、厚さが５％程度減少する。
【００２６】
一般的に、鉄と銅は、ホットプレス等による通常の拡散接合では相互拡散を生じず、両者を直接接合することは困難であることが知られている。これは、鉄と銅の二元合金状態図からわかるように、ＢＣＣ構造の鉄へのＦＣＣ構造の銅の固溶度は最大１．９ａｔ％（８５０℃）、銅への鉄の固溶度は最大４．６ａｔ％（１０９６℃）であり、相互に連続固溶体を形成しないことからもわかる。また、鉄中の銅の拡散定数はＤ0＝３．７６×１０-12（ｍ2／ｓ），Ｑ＝１８１（ｋＪ／ｍｏｌ）、銅中の鉄の拡散定数はＤ0＝１．００×１０-5（ｍ2／ｓ），Ｑ＝１９７（ｋＪ／ｍｏｌ）と報告され、通常の拡散接合では相互拡散は期待できない。しかし、上述のように、バルク材３０とバルク材３１に加圧力を付与しながら、接合界面にて放電プラズマを発生させて固相反応を起こさせることによって、両者を直接接合させることができる。これは、放電プラズマの印加は局所的に大容量のエネルギーを集中させることが可能であるため、バルク材３０とバルク材３１の接合界面にエネルギーが集中し、両者間の原子の相互拡散が助長されたためであると考えられる。また、バルク材３０とバルク材３１の放電プラズマ焼結は、接合界面が両者の端面のみであるため、粉末同士を放電プラズマ焼結によって接合する場合と比較して、接合面積が５０００分の１程度と極めて小さい。このことから、バルク材３０とバルク材３１の放電プラズマ焼結では、単位接合面積当りの放電プラズマの印加によるエネルギーが大きく、両者が直接接合されると考えられる。
【００２７】
次に、図４を参照して、バルク材３０とバルク材３１の接合の熱処理条件及び加圧条件について説明する。図４中、実線は温度、点線は圧力を示す。熱処理と加圧は、６００℃まで２分で昇温し、６００℃から７３０℃まで１分で昇温し、７３０℃から接合温度の７５０℃まで１分で昇温し、７５０℃に到達後２０ＭＰａの圧力にて加圧し、この状態で３分保持することによって行われる。これで接合が完了し、その後、加圧が解除され自然冷却される。このように、接合に要する時間は合計７分であり、短時間にて接合が完了する。放電プラズマ焼結法によって接合を行うことによって、ホットプレス等の従来の接合方法と比較して短時間で接合を完了させることができる。
【００２８】
次に、図４に示した熱処理条件及び加圧条件にて接合したバルク材３０とバルク材３１の接合界面の走査型電子顕微鏡写真を図５Ａ〜図５Ｃに示す。図５Ａは二次電子像、図５ＢはＥＤＸ分析によるＦｅＬαのマッピング像、図５ＣはＥＤＸ分析によるＣｕＬαのマッピング像である。図５Ａ〜図５Ｃにおいて、写真上側がＳＣＭ４３５、写真下側がＣｕ−Ｚｎ系合金である。図５Ａからかわるように、ＳＣＭ４３５がＣｕ−Ｚｎ系合金側に拡散し、接合初期界面を挟んでＳＣＭ４３５とＣｕ−Ｚｎ系合金が串状に入り組んだ柱状組織の形成が確認された。この柱状組織は、ＳＣＭ４３５とＣｕ−Ｚｎ系合金との固相拡散接合を示すものと言える。また、図５Ｂ及び図５Ｃからわかるように、原子の相互拡散が接合界面を挟んで相互に起こっていることが確認された。
【００２９】
上述のように、ＦｅとＣｕは物理的に相互拡散を起こし難いが、ＳＣＭ４３５とＣｕ−Ｚｎ系合金との固相接合界面において、放電プラズマ焼結法による多大な電気エネルギーが供給されることで原子の拡散を助長し、結果的に両者は柱状組織を介して固相接合される。実用Ｃｕ−Ｚｎ系合金はＺｎを２０〜４０ｗｔ%含有し加工性と強度を兼ね備えることから構造用材料として黄銅と称せられ、古くから実用に供せられる合金である。Ｃｕの融点は１０８５℃であるが、Ｚｎ量の増加により連続的に低下し、包晶組成の３６．８ｗｔ%Ｚｎでは９０２℃となる。これは融点が４１９℃のＺｎとＣｕが包晶反応組成まで幅広くＦＣＣ固溶体を形成することに関与し、Ｚｎの添加によりＣｕ合金中の構成元素の拡散は速まる。即ち、放電プラズマ焼結法による固相接合が可能となった原因として、まずＣｕ合金として拡散性に優れるＣｕ−Ｚｎ系合金を選択した点があげられる。
【００３０】
また、ＳＣＭ４３５及びＣｕ−Ｚｎ系合金の構成元素とその構成元素が拡散する相手方の合金の主要元素であるＦｅ或いはＣｕとの親和性に着目し、ＳＣＭ４３５及びＣｕ−Ｚｎ系合金の構成元素が両合金間で濃度勾配を形成するかどうかを平衡状態図に基づいて検討した。その結果、ＳＣＭ４３５及びＣｕ−Ｚｎ系合金の両合金の構成元素であるＳｉのＣｕへの固溶限は５５２℃で９．９５ａｔ％であるのに対し、ＳｉのＦｅへの固溶限は１２００℃で２９．８ａｔ％である。したがって、Ｓｉは、Ｃｕ−Ｚｎ系合金からＳＣＭ４３５への拡散が期待でき、濃度勾配を形成する可能性がある。同様に、Ｃｕ−Ｚｎ系合金の構成元素であるＡｌのＦｅへの固溶限は共晶温度の１１０２℃で５５．０ａｔ％であるのに対し、ＡｌのＣｕへの固溶限は５６７℃で１９．７ａｔ％である。したがって、Ａｌは、Ｃｕ−Ｚｎ系合金からＳＣＭ４３５への拡散が期待でき、濃度勾配を形成する可能性がある。
【００３１】
図６Ａ及び図６Ｂにバルク材３０とバルク材３１の接合界面の走査型電子顕微鏡写真を示す。図６ＡはＥＤＸ分析によるＳｉＫαのマッピング像、図６ＢはＥＤＸ分析によるＡｌＫαのマッピング像である。図６Ａ及び図６Ｂにおいて、写真上側がＳＣＭ４３５、写真下側がＣｕ−Ｚｎ系合金である。図６ＡからＳｉが強い濃度勾配を示すことが明らかとなった。また、図６ＢからＡｌはＳｉほどではないが濃度勾配を示すことが明らかとなった。以上のことから、Ｃｕ−Ｚｎ系合金がＳｉとＡｌを含有することがＦｅ原子のＣｕ−Ｚｎ系合金側への拡散を助長したと考えられる。つまり、本発明のＣｕ−Ｚｎ系合金としてＡｌ及びＳｉの少なくとも一方を含むことが、柱状組織の形成を助長すると考えられる。
【００３２】
次に、バルク材３０とバルク材３１の接合強度について説明する。接合強度は、接合されたバルク材３０とバルク材３１を互いに反対方向に引っ張り、剥離した際の剥離強度を測定する剥離試験によって評価した。表２に剥離試験結果、表３に比較材の剥離試験結果を示す。比較材は、従来の製造方法によって得られたものであり、低炭素鋼にメッキされた銅下地層上にＣｕ合金粉末を焼結することによって低炭素鋼とＣｕ合金を接合したものである。表４に比較材の低炭素鋼とＣｕ合金粉末の組成を示す。表２及び表３からわかるように、バルク材３０とバルク材３１の接合強度は比較材よりも大きい。このように、放電プラズマ焼結法によってＳＣＭ４３５とＣｕ−Ｚｎ系合金の接合を行うことによって、両者を直接接合することができ、かつ柱状組織を介して接合することができるため、メッキを介して接合していた従来のものと比較して高い接合強度が得られる。
【００３３】
【表２】
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【００３４】
【表３】
2015121328.tif 000005
【００３５】
【表４】
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以上のように、図２に示す第２工程では、バルク材３０とバルク材３１が強固に接合され、シュー１０の基となる素材３２が得られる。
【００３６】
図２に示すように、第３工程では素材３２が所望の形状に加工される。具体的には、素材３２のうちバルク材３０の部分は、球面座１１と平板部１２の形状に切削される。また、バルク材３１の部分は、端面に円形の溝３１ａが切削されて摺動部１４となる。最後に、球面座１１、平板部１２、及び摺動部１４を軸方向に貫通する貫通孔（図示せず）が切削される。この貫通孔は、ピストン５の内部の作動油を溝３１ａに導き、摺動部１４と斜板２０の面圧を低減させるためのものである。なお、溝３１ａは必須の構成ではなく省略してもよい。
【００３７】
このように、素材３２の加工にて廃材となるのは、主に球面座１１と平板部１２の形状に切削されるＳＣＭ４３５であり、ＳＣＭ４３５と比較して高価なＣｕ−Ｚｎ系合金はほとんど廃材とならない。ここで、仮に、シュー１０全体をＣｕ−Ｚｎ系合金にて製造する場合には、球面座１１と平板部１２の形状に切削する際に、Ｃｕ−Ｚｎ系合金が多く廃材となってしまう。しかし、本実施の形態では、斜板２０に摺接する摺動部１４のみをＣｕ−Ｚｎ系合金にて製造するため、Ｃｕ−Ｚｎ系合金の廃材量を低減することができ、製造コストを低減することができる。
【００３８】
第４工程では、第３工程にて加工された素材３２に対して窒化処理が施される。具体的には、ガス軟窒化処理が施される。ガス軟窒化処理は、一酸化炭素（ＣＯ）を主成分とする浸炭性ガス（ＲＸガス）とアンモニアガス（ＮＨ3ガス）との混合ガス雰囲気中で、５７０℃の温度にて２．５時間加熱保持することによって、ＳＣＭ４３５製の球面座１１及び平板部１２の表面を窒化させるものである。これにより、球面座１１及び平板部１２の表面の耐摩耗性、耐疲労性、及び耐焼付性等が向上する。以上の第１〜第４工程にてシュー１０の製造が完了する。
【００３９】
以上に示す第１実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００４０】
放電プラズマ焼結法による加熱加圧を利用することによって、ＳＣＭ４３５とＣｕ−Ｚｎ系合金とをメッキ等のバインダーを介さずに直接固相接合させることができる。これにより、ピストン５の先端に回動自在に連結され強度を要する本体部１３はＳＣＭ４３５にて構成すると共に、斜板２０に摺接し摺動性を要する摺動部１４はＣｕ−Ｚｎ系合金にて構成することができ、ＳＣＭ４３５とＣｕ−Ｚｎ系合金のそれぞれの長所を組み合わせた高機能のバイメタルシュー１０が得られる。
【００４１】
また、放電プラズマ焼結法によってＳＣＭ４３５のバルク材３０とＣｕ−Ｚｎ系合金のバルク材３１との固相接合を行うことによって、両者は柱状組織を介して接合されるため、高い接合強度が得られる。
【００４２】
以上のように、放電プラズマ焼結法による加熱加圧を利用することによって、ＳＣＭ４３５のバルク材３０とＣｕ−Ｚｎ系合金のバルク材３１とを高い接合強度で、かつ簡便に接合させることができる。
【００４３】
（参考例）
以下の参考例の説明では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、上記第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４４】
上記第１実施形態では、バルク材３１のＣｕ合金がＣｕ−Ｚｎ系合金である場合について説明した。しかし、本発明のＣｕ合金はＣｕ−Ｚｎ系合金に限られるものではない。
【００４５】
本参考例では、バルク材３１のＣｕ合金がＣｕ−Ｎｉ系合金である場合について説明する。Ｃｕ−Ｎｉ系合金とは銅を主成分としニッケルを含有する合金をいう。ただし、ニッケルを多量に含有すると固溶硬化が大きくなり過ぎること、及びニッケルは高価であることを考慮すると、ニッケルの含有量は、１０ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下であることが望ましい。表５にバルク材３１（Ｃｕ−Ｎｉ系合金）の組成を示す。Ｓｎは摺動部１４の耐摩擦性の向上を目的として添加されるものである。バルク材３０（ＳＣＭ４３５）の組成は表１に示したとおりである。シュー１０の製造方法は、図２に示した工程と同じである。
【００４６】
【表５】
2015121328.tif 000007
【００４７】
図４に示した熱処理条件及び加圧条件にて接合したバルク材３０とバルク材３１の接合界面の走査型電子顕微鏡写真を図７Ａ〜図７Ｃに示す。図７Ａは二次電子像、図７ＢはＥＤＸ分析によるＦｅＬαのマッピング像、図７ＣはＥＤＸ分析によるＣｕＬαのマッピング像である。図７Ａ〜図７Ｃにおいて、写真上側がＳＣＭ４３５、写真下側がＣｕ−Ｎｉ系合金である。ＳＣＭ４３５のバルク材３０とＣｕ−Ｎｉ系合金のバルク材３１との組み合わせにおいても、加圧力を付与しながら、接合界面にて放電プラズマを発生させて固相反応を起こさせることによって、両者を直接接合させることができる。しかし、図７からわかるように、接合界面に柱状組織の形成は確認されなかった。これは、Ｃｕ中のＮｉの拡散定数はＺｎと比較して小さく、放電プラズマの印加による大エネルギーを付与しても拡散し難いためであると考えられる。
【００４８】
次に、バルク材３０とバルク材３１の接合強度について説明する。接合強度は、接合されたバルク材３０とバルク材３１を互いに反対方向に引っ張り、剥離した際の剥離強度を測定する剥離試験によって評価した。表６に剥離試験結果を示す。表６からわかるように、バルク材３０とバルク材３１の接合強度は、表３に示した比較材の接合強度と同等である。このように、放電プラズマ焼結法によってＳＣＭ４３５とＣｕ−Ｎｉ系合金の接合を行うことによって、柱状組織を介しての接合とはならいものの、従来のものと同等の高い接合強度が得られる。
【００４９】
【表６】
2015121328.tif 000008
【００５０】
以上の参考例に示すように、放電プラズマ焼結法による加熱加圧を利用することによって、ＳＣＭ４３５とＣｕ−Ｎｉ系合金についてもメッキ等のバインダーを介さずに直接固相接合させることができる。
【００５１】
以上の第１実施形態及び参考例に示すように、放電プラズマ焼結法による加熱加圧を利用することによって、鉄系金属のバルク材とＣｕ合金のバルク材とを高い接合強度で、かつ簡便に接合させることができる。
【００５２】
本発明は上記実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【００５３】
例えば、上記実施形態では、斜板型ピストンポンプのシュー１０の製造方法について説明したが、斜板型ピストンモータのシューの製造方法にも当然適用することができる。
【００５４】
また、上記実施形態では、シュー１０が球状の球面座１１を介してピストン５の先端に回動自在に連結される構成について説明した。しかし、これに代えて、ピストン５の先端に球状部を設けると共に、シュー１０の本体部１３に凹状の球面座を設け、シュー１０が凹状の球面座を介してピストン５の先端の球状部に回動自在に連結されるように構成してもよい。
【００５５】
また、上記実施形態では、本発明の摺動部材が斜板型ピストンポンプモータのシュー１０である場合について説明した。しかし、摺動部材はこれに限られるものではなく、軸を支持するすべり軸受であってもよい。その場合には、軸に摺接する摺動部はＣｕ合金にて構成し、それ以外の本体部は鉄系金属にて構成するようにすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の製造方法によって製造された摺動部材は、ピストンポンプモータのシューに適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
５      ピストン
１０    シュー
１１    球面座
１２    平板部
１３    本体部
１４    摺動部
２０    斜板
３０    バルク材
３１    バルク材
４０    放電プラズマ焼結装置
１００    ピストンポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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