(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｚｎ：１５〜３７％、Ｍｎ：０．３〜５．０％、Ｓｉ：０．３〜３．０％、残部Ｃｕおよび不可避の不純物よりなる合金成分を有し、金属組織中のβ相の量を３０％以下に制御し、冷間塑性加工性を持たせたケイソ化マンガン系高力黄銅合金の板，条，管，棒の素材を冷間塑性加工することにより製造したことを特徴とする摺動部品。
【請求項２】
質量％で、Ｚｎ：１５〜３７％、Ｍｎ：０．３〜５．０％、Ｓｉ：０．３〜３．０％、残部Ｃｕおよび不可避の不純物よりなる合金成分を有し、金属組織中のβ相の量を３０％以下に制御し、冷間塑性加工性を持たせたケイソ化マンガン系高力黄銅合金の板，条，管の素材を冷間打ち抜き，曲げ，絞りのプレス加工、またはその他の冷間塑性加工により製造したことを特徴とするワンウェイクラッチ用エンドベアリング。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、船舶，自動車，航空機，機械装置等のトルク伝達機械に使用されているワンウェイクラッチ用エンドベアリング及びその他の摺動条件の厳しい用途の摺動部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまで、摺動条件の厳しい用途の摺動部には、耐摩耗性の良いβ相の量が３０％を越える金属組織の耐摩耗性高力黄銅合金が素材として用いられ（例えば、表１中に比較例合金として示した（１），（２），（４），（５）などである）、その鋳造材や熱間鍛造材を切削加工で仕上げ形状に成形した摺動部品が用いられている。
【０００３】
また、摺動部品の一種である現行のワンウェイクラッチ用エンドベアリングには、以下の二種類のものが使われている。
（イ）燐青銅の板、条を冷間プレスで成形したもの。
（ロ）β相の量が３０％を越える金属組織を有する耐摩耗性高力黄銅の鋳造材を切削加工で仕上げ形状に成形したもの。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来例の摺動部品は、耐摩耗性は良いのだが、材料の冷間塑性加工性が悪いので、仕上げ成形に切削加工法を採用しなければならなかった。このため自動車部品の様に大量に作るものでは、冷間プレスで成形するものよりは材料歩留りや生産性が悪く、また、複雑な形状の摺動部品を加工する場合には、切削加工に用いる機械装置も非常に高価になり、コスト的に冷間プレスで成形するものより不利であった。
【０００５】
また、上記した現行のエンドベアリングにあっては、
（イ）燐青銅の板や条を冷間プレスで成形したものは、切削工程を含まず、歩留りや生産性も良く、大量生産に向いているのだが、素材の燐青銅の板や条は価格が高く、一方、β相の量が３０％を越える金属組織を持った耐摩耗性高力黄銅材よりは、耐摩耗性が劣る欠点があった。
（ロ）また、β相の量が３０％を越える金属組織を持った耐摩耗性高力黄銅の鋳造材を切削加工で仕上げ形状に成形したものは、耐摩耗性は良好なのだが、エンドベアリングの様に薄肉形状のものでは、歩留りも悪く、専用の加工装置を必要とし、且つ生産性を上げることが出来ないので、冷間プレスで成形したものよりはコスト的に不利であるという欠点があった。
【０００６】
本発明は、上記した従来例の実情に鑑み、従来のβ相の量が３０％を越える耐摩耗性高力黄銅で作られた摺動部品と同等の耐摩耗性を有し、しかも、それを製造するのに、生産性の良い冷間塑性加工法を採用出来るので、これまでよりも安価で高性能なワンウェイクラッチ用エンドベアリング及びその他の摺動部品を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の摺動部品は、下記〔０００９〕に示す化学成分を有し、金属組織中のβ相の量を３０％以下に制御し、冷間塑性加工性を持たせたケイソ化マンガン系高力黄銅の板，条，管，棒の素材を冷間塑性加工して作ったことをその要旨としている。
【０００８】
また、本発明のワンウェイクラッチ用エンドベアリングは、下記〔０００９〕に示す化学成分を有し、金属組織中のβ相の量を３０％以下に制御し、冷間塑性加工性を持たせたケイソ化マンガン系高力黄銅の板，条，管の素材を冷間打ち抜き，曲げ，絞りのプレス加工や，その他の冷間塑性加工で作ったことをその要旨としている。
【０００９】
質量％で、Ｃｕ＝Ｂａｌ，Ｚｎ＝１５〜３７％，Ｍｎ＝０．３〜５．０％，Ｓｉ＝０．３〜３．０％，および不可避元素
【００１０】
【作用】
摺動条件の厳しい用途の摺動部品に、冷間塑性加工性の良い、β相が３０％以下の耐摩耗性高力黄銅材を用いることで、生産性の良い、冷間打ち抜き，冷間鍛造，冷間曲げ加工等の冷間プレス成型や冷間引き抜き，冷間スウェージング等の冷間展伸加工法の採用が可能になり、現行のβ相が３０％を越える耐摩耗性高力黄銅の鋳造素材や熱間鍛造素材を機械加工して作る摺動部品より複雑なものでも、大量に、しかも安価に製造できる。
【００１１】
β相が３０％以下の耐摩耗性高力黄銅材を冷間展伸加工することで、耐摩耗性を増し、β相が３０％を越える材料で作られた現行のものと同等の耐摩耗性を付加することができる。
【００１２】
エンドベアリングの素材に、〔０００９〕の様なβ相が３０％以下のケイソ化マンガン系高力黄銅の板や条を用いることで、燐青銅より材料費が安価になり、しかも、冷間展伸性を有するので、燐青銅の板や条から作られるエンドベアリングと同様に、大量生産に適した冷間プレス成形の採用が可能になり、耐摩耗性高力黄銅の鋳造材を切削加工しているものより成形コストを下げられるので、現行の二種類のエンドベアリングのどちらよりも安価になる。
【００１３】
β相が３０％以下のケイソ化マンガン系高力黄銅材料に、冷間塑性加工を行うことで材料の耐摩耗性を増し、現行の燐青銅のエンドベアリングより耐摩耗性が良く、β相が３０％を越える耐摩耗性高力黄銅材から作られたものと同等の耐摩耗性を付加することができる。
【００１４】
次に、本発明に係るケイソ化マンガン系高力黄銅材の構成成分について、その作用と範囲限定の理由を説明する。
【００１５】
（Ａ）Ｚｎ
マトリックスに固溶し、材料の強度とβ相の量を増す基本的元素であり、３７％を越えるとβ相の量が３０％を越え、１５％未満では強度が不足する。
【００１６】
（Ｂ）Ｍｎ，Ｓｉ
この合金の耐摩耗性に影響するＭｎ５Ｓｉ３金属間化合物を構成する元素であり、両者共に下限値未満では、Ｍｎ５Ｓｉ３金属間化合物の晶出が少なく、耐摩耗性が不足し、上限値を越えると、金属間化合物の晶出量が多過ぎて、材料の靱性が低下する。
【００１７】
【実施例】
（１）供試材の製作
（ａ）本発明に係る実施例合金による供試材
表１に示す本発明に係る実施例合金を高周波誘導炉にて溶製し、φ１２０×１２０ｍｍの円筒形状に金型鋳造し、機械加工にてφ１００×１００ｍｍの寸法に荒加工した。次いで、７００℃の温度で１５×１００×５２０ｍｍの寸法に熱間鍛造した。これを機械加工にて１０×１００×１２０ｍｍの寸法にして、圧延用の素材とした。圧延用素材は７００〜７５０℃にて２×１００×６００ｍｍの寸法に熱間圧延した。熱間圧延したものは、長さ切断して２×１００×１６０ｍｍの寸法にしてから、途中１回の中間焼鈍を６５０℃で行い、０．９×１００×３５５ｍｍの寸法に冷間圧延しこれを更に６５０℃で焼鈍し、酸洗した後、０．８×１００×４００ｍｍの寸法に冷間圧延し、供試材とした。
【表１】
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【００１８】
（ｂ）比較例合金により供試材
比較例合金の化学成分を同じく表１に示す。比較例合金のうち燐青銅のものについては、市販の０．８×１００×１０００ｍｍの寸法の板材を購入して供試材とした。耐摩耗性高力黄銅材については、表１に示す化学成分を有するφ８０×１２０ｍｍの寸法の連続鋳造材と、これを更にφ５５×２５０ｍｍの寸法に７８０℃で熱間鍛造した材料を供試材とした。
【００１９】
（２）摩耗試験
本発明に係る実施例合金と、比較例合金の内の燐青銅については、その各供試材を図１及び図２に示す試験片の形状に加工した。燐青銅以外の比較例合金は図３及び図４に示す試験片の形状に加工した。摩耗試験の相手材には、図５及び図６に示す形状の試験片を用いた。摩耗試験はスラスト摩耗試験によった。その試験条件は、以下に示す通りである。
【００２０】
（ａ）スラスト摩耗試験の条件
回転数    ：６，０００ｒｐｍ
試験荷重  ：１，０００Ｎ
試験時間  ：６０分
試験回数  ：ｎ＝１
試験温度  ：室温
潤滑油    ：ＡＴＦ
相手材材質：ＳＣＭ  ４１５（ＨＣＱＴ）（ＨＲＣ＝６０）
表面粗さ  ：供試材：０．３Ｓ，相手材：１．３Ｓ
【００２１】
（ｂ）スラスト摩耗試験の評価方法
試験後の供試材の摺動痕の深さを１８０°間隔で、２箇所について表面粗さ計で測定し、その平均値を耐摩耗性の評価に用いた。値が小さいほど耐摩耗性が良い。
【００２２】
（ｃ）スラスト摩耗試験結果
表１に、本発明に係る実施例合金及び比較例合金による各供試材の試験後の各摺動痕の深さ測定値を示した。
【００２３】
（３）成形テスト
本発明に係る実施例合金についてはその冷間塑性加工性を確認するため、摩耗試験に供した０．８×１００×４００ｍｍの圧延板を図７及び図８に示すエンドベアリングの形状に３０トンのクランクプレスを用いて成形テストを行なった。全ての供試材は完全に図面通りに成形され、割れや傷も無く、充分な冷間塑性加工性を有していることを確認出来た。
【００２４】
（４）エンドベアリングのコスト比較
本発明実施例を１として、従来技術品との価格比を表２に示した。
【表２】
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【００２５】
【発明の効果】
以上の結果から、本発明の摺動部品は、摺動条件の厳しい用途に用いられている従来のβ相が３０％を越える耐摩耗性高力黄銅で作られた摺動部品と同等の耐摩耗性を有し、しかも、それを製造するのに、生産性の良い冷間塑性加工法を採用出来るので、安価で、高性能な摺動部品を提供することが出来る。
【００２６】
本発明のエンドベアリングの耐摩耗性は、従来の燐青銅のものより良好で、β相が３０％を越える耐摩耗性高力黄銅の鋳造素材を機械加工して作ったものと同等である。
【００２７】
本発明のエンドベアリングは、冷間プレスで製品形状に成形できるので、従来の燐青銅のものと製品形状に成形する費用は同等だが、材料費が安いのでトータルでの費用は安くなる。β相が３０％を越える耐摩耗性高力黄銅の鋳造素材を機械加工して作ったものと比較すると、材料単価は同等だが、切削工程を含まず、製品形状を薄くできるので、材料費は安くなり、しかも、製品形状に成形する費用も安いので、トータルの価格は当然本発明品の方が安いという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る実施例合金及び、燐青銅より成形した摩耗試験片を説明した正面図。
【図２】  本発明に係る実施例合金及び、燐青銅より成形した摩耗試験片を説明した側面図。
【図３】  燐青銅以外の比較例合金より成形した摩耗試験片を説明した正面図。
【図４】  燐青銅以外の比較例合金より成形した摩耗試験片を説明した側面図。
【図５】  摩耗試験に使用される相手材の正面図。
【図６】  摩耗試験に使用される相手材の側面図。
【図７】  本発明に係る実施例合金より成形されたエンドベアリングを説明した正面図。
【図８】  本発明に係る実施例合金より成形されたエンドベアリングを説明した側面断面図。
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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