(57)【要約】【課題】耐摩耗性に優れた粒子分散銅合金及びその製造方法を提供する。【解決手段】肉盛り部１４では、Ｃｕ自溶性合金からなるマトリックス中にＣｏ合金粒子、炭化物粒子、珪化物粒子を含む硬質相粒子が全体にわたって略均等に分散されている。この肉盛り部１４は、Ｃｏ：６〜１５重量％、Ｃｒ又はＭｏの少なくともいずれか一方：３〜８重量％、Ｗ：０．３〜１重量％、Ｆｅ：０．５〜１．８重量％、Ｎｉ：８〜１５重量％、Ｃ：０．０８〜０．２重量％、Ｓｉ：１．５〜４重量％、Ａｌ：０．５〜０．８重量％、Ｐ：０．１〜０．３重量％を含有し、残部が不可避的不純物とＣｕである。また、硬質相粒子の平均粒径は８〜２０μｍ、粒度分布幅は０．１〜１００μｍに設定され、肉盛り部１４の任意の断面において前記硬質相粒子が占める面積率は、１０〜２０％である。【選択図】図１
2007077438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅合金からなるマトリックスに粒子が分散した粒子分散銅合金であって、
Ｃｏ：６〜１５重量％、Ｃｒ又はＭｏの少なくともいずれか一方：３〜８重量％、Ｗ：０．３〜１重量％、Ｆｅ：０．５〜１．８重量％、Ｎｉ：８〜１５重量％、Ｃ：０．０８〜０．２重量％、Ｓｉ：１．５〜４重量％、Ａｌ：０．５〜０．８重量％、Ｐ：０．１〜０．３重量％を含有し、残部が不可避的不純物とＣｕであり、
前記粒子の平均粒径が８〜２０μｍ、且つ粒度分布幅が０．１〜１００μｍであり、
任意の断面において前記粒子が占める面積率が１０〜２０％であることを特徴とする粒子分散銅合金。
【請求項２】
銅合金からなるマトリックスに粒子が分散し、且つ任意の断面において前記粒子が占める面積率が１０〜２０％である粒子分散銅合金の製造方法であって、
Ｎｉ：６〜１２重量％、Ｓｉ：２〜５重量％、Ｃｒ又はＭｏの少なくともいずれか一方：１〜１０重量％、Ｃｏ：２〜１０重量％、Ａｌ：０．３〜１重量％、Ｐ：０．３〜１．２重量％、Ｆｅ：０．５〜１．５重量％を含有し、残部が不可避的不純物とＣｕであるとともに、粒度が１０〜１５０μｍであるＣｕ合金粉末と、Ｃｒ又はＭｏの少なくともいずれか一方：２０〜３５重量％、Ｎｉ：１〜３重量％、Ｓｉ：１〜２．５重量％、Ｗ：３〜８重量％、Ｆｅ：１〜３重量％、Ｃ：０．８〜２重量％を含有し、残部が不可避的不純物とＣｏであるとともに、粒度が１０〜１５０μｍであるＣｏ合金粉末とを、重量比で１〜１５：９９〜８５の割合で混合して混合粉末とする工程と、
前記混合粉末をレーザ又はプラズマによって加熱し、粒子分散銅合金とする工程と、
を有することを特徴とする粒子分散銅合金の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の製造方法において、前記混合粉末を金属製部材上で加熱して前記粒子分散銅合金を前記金属製部材に接合した状態で得ることを特徴とする粒子分散銅合金の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の製造方法において、前記金属製部材としてＡｌ合金製部材を使用することを特徴とする粒子分散銅合金の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、銅合金からなるマトリックスに粒子が分散した粒子分散銅合金及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の内燃機関においては、シリンダボアでのピストンの往復動作に伴って燃焼ガスが発生する。内燃機関には、この燃焼ガスを排出するために排気口が設けられており、該排気口は、バルブによって開閉される。
【０００３】
そして、排気口には、燃焼ガスをシールするべくバルブシートが設けられる。このバルブシートには、排気口を開閉することに伴って進退動作する前記バルブが摺接する。従って、バルブシートには、耐摩耗性が優れることが希求される。
【０００４】
従来、このバルブシートとしては、Ｆｅ系焼結体製シートや、銅系自溶合金製シートが採用されている。なお、シリンダボアへの配設は、Ｆｅ系焼結体製シートの場合には円環状のものが作製された後に圧入されることによってなされ、一方、銅系自溶合金製シートの場合には、シリンダボアの開口近傍に肉盛り（クラッド）が実施されることによってなされる。
【０００５】
近年、環境保護に対する関心が高まっており、このため、内燃機関から排出されるガスを一層清浄なものとしたり、燃料消費率を低減することが試みられている。この試みに伴い、内燃機関で燃料を燃焼する際、空気に対する燃料の割合が低下されつつある。換言すれば、燃料の希薄化が進んでいる。しかしながら、このような燃焼方法を行うと、従来から知られているＦｅ系焼結体製シートや銅系自溶合金製シートでは、摩耗が比較的短時間に進行するという不具合を招く。
【０００６】
銅系自溶合金製シートで耐摩耗性を向上させるには、例えば、銅系自溶合金中に硬質粒子を分散させるようにすればよい。特許文献１には、この観点から、硬質粒子として、３次元ラーベス構造の珪化物を銅系自溶合金中に分散させることが提案されている。
【０００７】
また、特許文献２、３には、銅合金をなす成分を源として珪化物を昌出又は析出させ、この珪化物を硬質粒子とすることが開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１０５１７７号公報
【特許文献２】特許第３３７３０７６号公報
【特許文献３】特開２００２−１９４４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１記載の技術においては、硬質粒子の平均粒径が５０〜２００μｍにも及ぶ。このような粗大粒子を硬質粒子として含む粒子分散銅合金では、面粗さが過度に大きくなり、バルブが摺設する際の摩擦熱が大きくなることが懸念される。
【００１０】
また、特許文献２、３記載の技術では、硬質粒子の分散状態が均等であるとは言い難く、従って、耐摩耗性を全体にわたって均等とすることが困難であるという不具合がある。
【００１１】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、硬質粒子が略均等に分散し、しかも、面粗さも十分に小さい粒子分散銅合金及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の目的を達成するために、本発明は、銅合金からなるマトリックスに粒子が分散した粒子分散銅合金であって、
Ｃｏ：６〜１５重量％、Ｃｒ又はＭｏの少なくともいずれか一方：３〜８重量％、Ｗ：０．３〜１重量％、Ｆｅ：０．５〜１．８重量％、Ｎｉ：８〜１５重量％、Ｃ：０．０８〜０．２重量％、Ｓｉ：１．５〜４重量％、Ａｌ：０．５〜０．８重量％、Ｐ：０．１〜０．３重量％を含有し、残部が不可避的不純物とＣｕであり、
前記粒子の平均粒径が８〜２０μｍ、且つ粒度分布幅が０．１〜１００μｍであり、
任意の断面において前記粒子が占める面積率が１０〜２０％であることを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、硬質相粒子が任意の断面において１０〜２０％の面積率を占める。すなわち、硬質相粒子がマトリックスに略均等に分散している。このため、全体にわたって硬度が略均等となる。硬度が高いものは耐摩耗性に優れるので、結局、全体にわたって耐摩耗性が良好且つ略均等となる。
【００１４】
しかも、平均粒径及び粒度分布幅が所定の範囲内であるので、面粗さが大きくなることも回避される。
【００１５】
また、本発明は、銅合金からなるマトリックスに粒子が分散し、且つ任意の断面において前記粒子が占める面積率が１０〜２０％である粒子分散銅合金の製造方法であって、
Ｎｉ：６〜１２重量％、Ｓｉ：２〜５重量％、Ｃｒ又はＭｏの少なくともいずれか一方：１〜１０重量％、Ｃｏ：２〜１０重量％、Ａｌ：０．３〜１重量％、Ｐ：０．３〜１．２重量％、Ｆｅ：０．５〜１．５重量％を含有し、残部が不可避的不純物とＣｕであるとともに、粒度が１０〜１５０μｍであるＣｕ合金粉末と、Ｃｒ又はＭｏの少なくともいずれか一方：２０〜３５重量％、Ｎｉ：１〜３重量％、Ｓｉ：１〜２．５重量％、Ｗ：３〜８重量％、Ｆｅ：１〜３重量％、Ｃ：０．８〜２重量％を含有し、残部が不可避的不純物とＣｏであるとともに、粒度が１０〜１５０μｍであるＣｏ合金粉末とを、重量比で１〜１５：９９〜８５の割合で混合して混合粉末とする工程と、
前記混合粉末をレーザ又はプラズマによって加熱し、粒子分散銅合金とする工程と、
を有することを特徴とする。
【００１６】
このような過程を経ることにより、上記した粒子分散銅合金を容易且つ簡便に得ることができる。特に、レーザ又はプラズマを使用するようにしているので、これらが混合粉末に浸透することにより、該混合粉末の溶解、及びＣｕ合金粉末のマトリックス化を容易に進行させることができる。
【００１７】
ここで、混合粉末を金属製部材上で加熱するようにしてもよい。この場合、粒子分散銅合金が前記金属製部材に接合された状態で形成される。換言すれば、肉盛り部が形成される。
【００１８】
なお、金属製部材の材質は、特に限定されるものではないが、Ａｌ合金を好適な例として挙げることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、所定の成分を所定の組成比で含む粒子（硬質相）をＣｕ合金中に分散させるとともに、該粒子の平均粒径、粒度分布幅、任意断面における占有面積率を所定の範囲内に設定するようにしている。すなわち、本発明においては、比較的微細な硬質相粒子がマトリックス中に略均等に分散している。このため、全体にわたって耐摩耗性が良好且つ略均等な粒子分散銅合金が得られる。
【００２０】
また、本発明によれば、粒子の占有面積率が従来技術に係る粒子分散銅合金に比して１０〜４０％程度大きくなる。このように、硬質な粒子の占有面積率が大きくなることによっても、粒子分散銅合金の耐摩耗性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る粒子分散銅合金及びその製造方法につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１は、Ａｌ合金材１０の陥没部１２に肉盛り部１４が設けられた状態を示す要部拡大断面図である。本実施の形態においては、この肉盛り部１４が粒子分散銅合金から形成されている。
【００２３】
陥没部１２は、貫通孔１６の開口近傍を拡径するような円環状の段部として設けられており、従って、この場合、肉盛り部１４は円環形状をなす。
【００２４】
この肉盛り部１４、すなわち、本実施の形態に係る粒子分散銅合金においては、マトリックスであるＣｕ合金に、硬質相としての粒子が略均等に分散している。すなわち、粒子によって肉盛り部１４に高硬度がもたらされる。なお、粒子は主にＣｒ2Ｃ3であり、その他の炭化物、合金、珪化物等の粒子も存在する。
【００２５】
肉盛り部１４の成分及びその割合は、Ｃｏ：６〜１５重量％、Ｃｒ又はＭｏの少なくともいずれか一方：３〜８重量％、Ｗ：０．３〜１重量％、Ｆｅ：０．５〜１．８重量％、Ｎｉ：８〜１５重量％、Ｃ：０．０８〜０．２重量％、Ｓｉ：１．５〜４重量％、Ａｌ：０．５〜０．８重量％、Ｐ：０．１〜０．３重量％を含有し、残部が不可避的不純物とＣｕである。すなわち、例えば、Ｃｒの組成比は、マトリクスのみの組成比を表すものではなく、マトリクス及び全粒子に含まれるＣｒの組成比を意味する。
【００２６】
また、Ｃｒ又はＭｏは、いずれか一方のみが含有されていてもよく、双方が含有されていてもよい。双方が含有されている場合、合計で３〜８重量％とすればよいが、Ｍｏを０．３〜１重量％とし、残部をＣｒとすることが好ましい。
【００２７】
Ｃｏは、硬質相（粒子）が析出するための核となる成分である。Ｃｏが６％未満では、粒子が過度に微細となるために硬度を向上させる効果に乏しい。また、１５％を超えると、粒子が過度に粗大化するので硬度が過度に大きくなり、肉盛り部１４に摺接する部材が早期に摩耗してしまう。さらに、クラッド時に割れが発生することもある。
【００２８】
Ｃｒ又はＭｏは、主にＣと反応して炭化物の状態で存在し、Ｃｏと同様に硬質相の核となる。また、Ｃｒ及びＭｏ単体では、肉盛り部１４の耐熱性と耐摩耗性を向上させる。Ｃｒ又はＭｏが３重量％未満であると、この効果に乏しい。また、８重量％を超えると、肉盛り部１４にクラッド時にヘアークラックが発生し易くなるとともに、硬質相粒子の分散状態が不均一になり易い傾向がある。
【００２９】
Ｗは、肉盛り部１４の耐摩耗性を向上させるとともにヘアークラックが発生することを抑制する。Ｗが０．３重量％未満であるとこの効果を得ることが困難となる。また、１重量％を超えると、硬質相粒子の分散が不均一になり易い。
【００３０】
Ｆｅは、粒子に高硬度をもたらす成分であり、特に、フェロアロイを形成した場合にはこの効果に優れる。Ｆｅは比較的安価であるので、低コストで肉盛り部１４の硬度を向上させることが可能となる。
【００３１】
Ｎｉは、クラッド時の自溶性、及び肉盛り部１４に摺接する部材の凝着摩耗に影響を及ぼす成分である。すなわち、後述するＣｕ合金粉末とＣｏ合金粉末におけるＮｉの合計割合が８重量％未満では、クラッドの際、両合金粉末の自溶性が十分でなくなる。また、１５重量％を超えると、肉盛り部１４に摺接する部材、例えば、バルブが凝着摩耗を起こす傾向がある。
【００３２】
Ｃは、Ｃｒ又はＭｏの一部と炭化物を形成することにより、硬質な析出粒子として存在する。すなわち、肉盛り部１４の硬度上昇、ひいては耐摩耗性の向上に寄与する。０．０８重量％以下ではこの効果に乏しく、２重量％を超えると肉盛り部１４の硬度が過度に大きくなるので、肉盛り部１４に摺接する部材が摩耗し易くなる。
【００３３】
Ｓｉは、自溶性を発現させる機能を営む。さらに、一部が珪化物として存在することによって肉盛り部１４に高硬度をもたらす。Ｓｉが１．５重量％未満であると、十分な自溶性が発現しなくなるとともに、珪化物の量が十分でなくなる。一方、４重量％を超えると、珪化物の粒界析出量が過度に多くなり、このため、クラッドを行った後の冷却時にヘアークラックが発生し易くなる。
【００３４】
Ａｌは、自溶性を発現させる成分であり、また、肉盛り部１４の硬度上昇に寄与する。０．５重量％未満では肉盛り部１４の硬度が十分ではなく、一方、０．８重量％を超えると、肉盛り部１４にヘアークラックが生じる傾向がある。
【００３５】
Ｐは、合金粉末を調製する際に溶湯の粘度を低下させアトマイズ粉末が形成され易くする成分である。すなわち、合金表面を還元するとともに酸化物の融点を低下させる、いわゆるフラックとしての役割を営む。０．１重量％未満ではこの効果に乏しく、０．３重量％を超えると、凝固時にクラックが発生することがある。なお、Ｐは、自溶性を発現させる成分でもある。
【００３６】
このような肉盛り部１４において、硬質粒子の平均粒径は、８〜２０μｍの範囲内に設定される。また、その粒度分布幅は、０．１〜１００μｍである。平均粒径及び粒度分布幅がこのような範囲に設定されることにより、肉盛り部１４の面粗さも小さくなる。従って、該肉盛り部１４に摺接する部材が摩耗することを抑制することが可能となる。
【００３７】
さらに、粒度が０．１μｍ未満であると、出発原料の粒径を微細にする必要があるにも関わらず肉盛り部１４の耐摩耗性はさほど向上はせず、コスト的に不利となる。また、１００μｍよりも大きいと、肉盛り部１４に粒子由来の硬質な箇所が断続的に生成し、この硬質な箇所とマトリックス由来の軟質な箇所とが連なるようになるので、肉盛り部１４に対して切削加工等を行う際、刃具に振動が発生する。
【００３８】
このような肉盛り部１４の任意の断面の面積を１００とした場合、粒子が占める面積は、１０〜２０％である。
【００３９】
なお、上記したようなＣｕ自溶性合金にＣｏ合金粒子が分散された一般的な粒子分散銅合金では、粒子の平均粒径が３００μｍ程度であり、粒度分布幅が大きく、しかも、粒子が不均一に分散している。また、任意の断面における粒子占有面積は、典型的には１３％程度であるが、断面が異なるとその値も異なり、１０％未満である場合もあるし、２０％を超える場合もある。すなわち、同一の粒子分散銅合金であっても、粒子の占有面積は断面によって異なり、バラツキが大きい。
【００４０】
このことから諒解されるように、本実施の形態に係る粒子分散銅合金では、硬質相粒子が略均等に分散しており、しかも、一般的な粒子分散銅合金に比して硬質相粒子の平均粒径及び粒度分布幅が著しく小さく、また、任意の断面における粒子占有面積が一定範囲内である。このため、本実施の形態に係る粒子分散銅合金、すなわち、肉盛り部１４には、著しく優れた耐摩耗性が部位に関わらず略均等に発現する。
【００４１】
肉盛り部１４は、以下のようにして設けることができる。
【００４２】
先ず、Ａｌ合金材１０を用意する。シリンダヘッド等の複雑な形状のものをＡｌ合金材１０とする場合、例えば、鋳造成形を行えばよい。
【００４３】
そして、マトリックス（Ｃｕ合金）となる粉末、すなわち、Ｎｉ：６〜１２重量％、Ｓｉ：２〜５重量％、Ｃｒ又はＭｏの少なくともいずれか一方：１〜１０重量％、Ｃｏ：２〜１０重量％、Ａｌ：０．３〜１重量％、Ｐ：０．３〜１．２重量％、Ｆｅ：０．５〜１．５重量％を含有し、残部が不可避的不純物とＣｕであるＣｕ合金の粉末をアトマイズ法等によって調製する。この場合、Ａｌが存在することでマトリックスの硬度が向上し、自溶性も良好となる。また、Ｐが存在することにより、アトマイズ法を実施する際に金属表面が還元され、酸化物の融点が低下して溶湯の粘度が低減し、アトマイズ粉が容易に得られるようになる。さらに、Ｐは、自溶性元素としても機能する。
【００４４】
Ｃｕ合金の粉末は、粒度分布幅が１０〜１５０μｍとなるように管理されながら調製される。１０μｍ未満であると、後述するレーザが粉末中を透過する際にエネルギ量が減少し、このためにＡｌ合金材１０に伝達される熱量が小さくなるので、Ａｌ合金材１０への溶着が進行し難くなる。また、１５０μｍよりも大きいと、硬質相粒子の粒成長が過度に進行し、結局、硬質相粒子の平均粒径や粒度分布幅が大きくなる。
【００４５】
その一方で、硬質相粒子となるＣｏ合金の粉末を調製する。すなわち、Ｃｒ又はＭｏの少なくともいずれか一方：２０〜３５重量％、Ｎｉ：１〜３重量％、Ｓｉ：１〜２．５重量％、Ｗ：３〜８重量％、Ｆｅ：１〜３重量％、Ｃ：０．８〜２重量％を含有し、残部が不可避的不純物及びＣｏとなるように混合粉末を調製した後、Ｃｕ合金粉末と同様にアトマイズ法によってＣｏ合金粉末とする。
【００４６】
Ｃｏ合金の粉末は、粒度分布幅が１０〜１００μｍとなるように管理されながら調製される。１０μｍ未満であると、後述するレーザが粉末中を透過することが困難となり、このために該粉末が溶解することが困難となるので、Ａｌ合金材１０への溶着が進行し難くなる。また、１００μｍよりも大きいと、硬質相粒子の粒成長が過度に進行し、結局、硬質相粒子の平均粒径や粒度分布幅が大きくなる。
【００４７】
次に、上記のようにして得られたＣｏ合金粉末とＣｕ合金粉末とを混合し、混合粉末とする。この際の混合割合は、重量比でＣｏ合金粉末：Ｃｕ合金粉末＝１〜１５：９９〜８５とする。このような割合とすることにより、Ｃｏ：６〜１５重量％、Ｃｒ又はＭｏの少なくともいずれか一方：３〜８重量％、Ｗ：０．３〜１重量％、Ｆｅ：０．５〜１．８重量％、Ｎｉ：８〜１５重量％、Ｃ：０．０８〜０．２重量％、Ｓｉ：１．５〜４重量％、Ａｌ：０．５〜０．８重量％、Ｐ：０．１〜０．３重量％を含有し、残部が不可避的不純物とＣｕである肉盛り部１４が形成される。
【００４８】
次に、この混合粉末をＡｌ合金材１０の陥没部１２に充填した後、該混合粉末をレーザによって加熱する。又は、加熱手段としてプラズマを採用するようにしてもよい。
【００４９】
混合粉末の粒度が上記のように規定されているので、レーザは混合粉末を容易に透過する。これに伴い混合粉末が十分に加熱され、結局、混合粉末が溶解してＡｌ合金材１０に溶着し、肉盛り部１４が形成されるに至る。混合粉末の成分・組成比を上記のように規定したことから、この肉盛り部１４にヘアークラックが発生することが回避される。
【００５０】
得られた肉盛り部１４においては、溶着の過程で平均粒径が８〜２０μｍ、粒度分布幅が０．１〜１００μｍとなった硬質相粒子が略均等に分散している。また、Ｃｏ合金中のＣｒとＣによって形成された炭化物や、Ｓｉを源とする珪化物が析出している。さらに、任意の断面における硬質相粒子の面積率が１０〜２０％となる。
【００５１】
このような硬質相粒子が略均等に分散することにより、肉盛り部１４が全体にわたって略均等に高硬度となる。また、硬質相粒子の面積率が大きいことから耐摩耗性が大きくなり、耐酸化性に優れることから高温時であっても摩耗量が著しく小さくなる。
【００５２】
この種の粒子分散銅合金は、バルブシート等、耐摩耗性が希求される部材の材質として好適である。
【００５３】
なお、上記した実施の形態においては、粒子分散銅合金をＡｌ合金材１０の陥没部１２に形成するようにしているが、特にこれに限定されるものではなく、その他の金属の部材に肉盛り部１４として設けるようにしてもよい。
【００５４】
また、金属製部材に肉盛り部１４として設ける必要も特にない。
【実施例１】
【００５５】
Ｎｉ：８〜１０重量％、Ｓｉ：２．５〜３．５重量％、Ｃｒ：４〜５重量％、Ｃｏ：２〜３重量％、Ｍｏ：０．５〜１重量％、Ａｌ：０．５〜０．９重量％、Ｆｅ：０．７〜１．２重量％、残部が不可避的不純物及びＣｕであるＣｕ自溶性合金の粉末を、粒度分布幅１０〜１５０μｍとなるように管理して、アトマイズ法で調製した。
【００５６】
その一方で、Ｃｒ：２３〜２８重量％、Ｎｉ：１．５〜２重量％、Ｓｉ：２〜２．３重量％、Ｗ：３．５〜４．５重量％、Ｆｅ：１．２〜１．５重量％、Ｍｏ：０．８〜１．２重量％、Ｃ：１．４〜１．６重量％を含有し、残部が不可避的不純物とＣｏであるＣｏ合金の粉末を、粒度分布幅１０〜１００μｍとなるように管理して、アトマイズ法で調製した。
【００５７】
以上のＣｕ自溶性合金粉末とＣｏ合金の粉末を、Ｃｕ自溶性合金粉末：Ｃｏ合金＝９５：５、９０：１０、８５：１５の重量比で混合して３種の混合粉末を得た。
【００５８】
そして、各々の混合粉末をレーザによって個別にＡｌ合金材１０の貫通孔１６の開口近傍に設けた陥没部１２に溶着させ、厚み２．５ｍｍの肉盛り部１４を設けた。各々を実施例１〜３とする。
【００５９】
これら実施例１〜３の肉盛り部１４の任意断面につき電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察を行った。この中、実施例１の肉盛り部１４のＳＥＭ写真を図２に示す。図２中に視認される略円形状の領域が、析出した硬質相粒子である。このようにしてＳＥＭ観察を行った結果、すべての肉盛り部１４において、硬質相粒子の平均粒径が１０μｍ、粒度分布幅が０．１〜１００μｍであったことが確認された。
【００６０】
また、各肉盛り部１４の任意の断面において、硬質相粒子が占める面積率を二値化によって求めたところ、それぞれ、１０．６％、１５．２％、１９．１％であった。
【００６１】
比較のため、上記のＣｕ自溶性合金のみを使用して肉盛り部を設けた。これを比較例１とし、図３にそのＳＥＭ写真を示す。この図３から諒解されるように、Ｃｕ自溶性合金のみからなる肉盛り部では、析出粒子の存在がほとんど認められない。
【００６２】
また、Ｃｕ自溶性合金にＣｏ合金を１０重量％相当添加してアトマイズ法で合金化し、この合金粉末を使用して肉盛り部を設けた。これを比較例２とする。
【００６３】
比較例２では、硬質相粒子の分散が認められはしたものの、平均粒径は３００μｍと著しく大きく、また、粒度分布幅も大きかった。その上、任意断面における硬質相の面積率は、平均では１３％であったが、断面が異なると面積率が大きく相違した。このことは、硬質相粒子の分散が不均一であることを意味する。
【００６４】
以上の中の実施例１、２、比較例１、２の各肉盛り部に対し、耐摩耗試験を行った。すなわち、カムシャフトに連結されたバルブをＡｌ合金材１０の前記貫通孔１６に通し、このバルブ及び肉盛り部をガスバーナで加熱しながら、カムシャフトを回転させることによってバルブを進退動作させ、該バルブを肉盛り部に摺接させた。バーナは理論空燃比（１４．７）で燃焼させ、カムシャフトは３０００ｒｐｍで回転させた。その結果、比較例１、２では摩耗量が１４０μｍ、７０μｍであったのに対し、実施例１、２では、４５μｍ、３０μｍと摩耗量が著しく少なかった。
【００６５】
この結果から、所定の粒度のＣｕ合金粉末とＣｏ合金粉末とを混合した混合粉末を使用することにより、耐摩耗性に優れた粒子分散銅合金が得られることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本実施の形態に係る粒子分散銅合金からなる肉盛り部がＡｌ合金材の陥没部に設けられた状態を示す要部拡大断面図である。
【図２】実施例１の肉盛り部のＳＥＭ写真である。
【図３】比較例１の肉盛り部のＳＥＭ写真である。
【符号の説明】
【００６７】
１０…Ａｌ合金材                      １２…陥没部
１４…肉盛り部                        １６…貫通孔
【図１】
2007077438.tif 000003
【図２】
2007077438.tif 000004
【図３】
2007077438.tif 000005