特許 7029384 摺動部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-22

(45)【発行日】2022-03-03

(54)【発明の名称】摺動部材

(51)【国際特許分類】

   B22F 7/04 20060101AFI20220224BHJP

   C22C 9/02 20060101ALI20220224BHJP

   C22C 9/06 20060101ALI20220224BHJP

   C22C 9/08 20060101ALI20220224BHJP

   C22C 38/00 20060101ALI20220224BHJP

   C22C 38/04 20060101ALI20220224BHJP

   E01B 7/04 20060101ALI20220224BHJP

   E01B 7/26 20060101ALI20220224BHJP

【ＦＩ】

B22F7/04 H

C22C9/02

C22C9/06

C22C9/08

C22C38/00 302Z

C22C38/04

E01B7/04

E01B7/26

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018236271

(22)【出願日】2018-12-18

(65)【公開番号】P2020097766

(43)【公開日】2020-06-25

【審査請求日】2019-05-15

【審判番号】

【審判請求日】2021-01-22

(73)【特許権者】

【識別番号】591001282

【氏名又は名称】大同メタル工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】特許業務法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】北原 高顕

【合議体】

【審判長】粟野 正明

【審判官】境 周一

【審判官】佐藤 陽一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１０９２３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７９４９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

B22F 1/00-8/00

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

背面および接合表面を有する裏金層と
前記裏金層の前記接合表面上に設けられた摺動層と
を備える平板形状の摺動部材であって、
前記裏金層は、０．０７～０．３５質量％の炭素を含有する亜共析鋼からなり、フェライト相およびパーライト相からなる組織を有し、
前記摺動層は、０．５～１２質量％のＳｎを含み、残部がＣｕ及び不可避不純物である銅合金からなる銅合金素地部と、該銅合金素地部中に分散した固体潤滑剤とからなり、該固体潤滑剤は、前記摺動層の５～３５％の体積割合を有し、
前記裏金層は、前記接合表面に高パーライト相部を有し、前記裏金層の厚さ方向の中央部における組織中のパーライト相の体積割合Ｐｃと、前記高パーライト相部におけるパーライト相の体積割合Ｐｓが
Ｐｓ／Ｐｃ≧１．５
である、摺動部材。

【請求項2】

前記高パーライト相部の厚さＴ_１が１００μｍ～６００μｍである、請求項１に記載された摺動部材。

【請求項3】

前記裏金層の厚さＴに対する前記高パーライト相部の厚さＴ_１の割合Ｔ_１／Ｔが０．２以下である、請求項２に記載された摺動部材。

【請求項4】

前記裏金層の組成は、０．０７～０．３５質量％のＣ、０．４質量％以下のＳｉ、１質量％以下のＭｎ、０．０４質量％以下のＰ、０．０５質量％以下のＳを含み、残部がＦｅ及び不可避不純物である、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された摺動部材。

【請求項5】

前記銅合金は、０．１～４０質量％のＮｉ、０．１～１質量％のＰ、０．１～１０質量％のＡｇ、０．１～１０質量％のＦｅ、０．１～３０質量％のＰｂ、０．１～２０質量％のＢｉのうちから選ばれる少なくとも１種をさらに含有する、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された摺動部材。

【請求項6】

前記固体潤滑剤は、黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化硼素から選択される少なくとも１種である請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された摺動部材。

【請求項7】

前記摺動層は、前記銅合金素地部中にＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＡｌＮ、Ｍｏ_２Ｃ、ＷＣ、Ｆｅ_２Ｐ、Ｆｅ_３Ｐのうちから選ばれる１種以上の硬質粒子を０．１～１０体積％をさらに含む、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載された摺動部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば鉄道分岐器用床板等に用いられる摺動部材に関するものである。詳細には、本発明は、裏金層上に形成された摺動層を備える平板形状の摺動部材に係るものである。

【背景技術】

【0002】

従来、鉄道の分岐器用床板として、レールを載置固定する床板本体と、この床板本体に設けられた平板形状の摺動部材とを備え、レールに接離されるトングレールが平板形状の摺動部材上を摺動するようになっているものが知られている。このような分岐器用床板等の摺動部材としては、裏金層上に含油焼結合金層を形成した摺動部材が用いられている（例えば、特許文献１、２参照）。しかしながら、含油焼結合金層を形成した摺動部材を分岐器用床板に用いた場合、その含油焼結合金層に定期的に潤滑油を注油する必要があり、維持および使用には非常な労力を要するという問題がある。

【0003】

また、分岐器用床板の摺動部材への注油作業の廃止あるいは注油作業回数の低減のため、裏金層と、銅合金中に黒鉛等の固体潤滑剤を分散させた摺動層からなる摺動部材が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平５－２５５９０５号公報

【文献】特開２０１４－１３６８９９号公報

【文献】特開２０００－３０９８０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

鉄道の分岐器に用いられる分岐器用床板は、摺動部材の摺動面と相手部材であるトングレールとが常に直接接触している。このため、摺動部材が用いられる軸受装置の起動時等においては、相手部材と摺動部材の摺動面とが直接接触した状態での摺動が起こる。また、摺動部材の端面は、基板の摺動部材の載置用凹部によって移動が拘束されている。（例えば、特許文献１の図１、段落００１２参照）。相手部材の運動が開始する瞬間から動摩擦状態（摺動部材の摺動面と相手部材との２面間で摺動（滑動）が起こる状態）に移行するまでの間には、摺動部材は、相手部材の移動方向（摺動方向）へ大きな外力を受け、それにより弾性変形が生じることになる。

【0006】

このような状況の下で、黒鉛等の固体潤滑剤を銅合金中に分散させた摺動層を裏金層上に有する分岐器用床板用摺動部材では、摺動部材の弾性変形量が大きくなると摺動層と裏金層との界面でせん断が生じる場合がある。したがって、本発明の目的は、従来に比べて摺動層と裏金層とのせん断の生じ難い摺動部材を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一観点によれば、背面および接合表面を有する裏金層と、裏金層の接合表面上に設けられた摺動層とを備える平板形状の摺動部材が提供される。この摺動部材の摺動層は、０．５～１２質量％のＳｎを含み、残部がＣｕ及び不可避不純物である銅合金からなる銅合金素地部（マトリクス）と、銅合金素地部中に分散した固体潤滑剤とからなる。固体潤滑剤は、摺動層の５～３５％の体積割合を有する。裏金層は、０．０７～０．３５質量％の炭素を含有する亜共析鋼からなり、フェライト相およびパーライト相からなる組織を有する。本発明によれば、裏金層は、接合表面に高パーライト相部を有し、裏金層の厚さ方向の中央部における組織中のパーライト相の体積割合Ｐｃと、高パーライト相部におけるパーライト相の体積割合Ｐｓが
Ｐｓ／Ｐｃ≧１．５
になっている。

【0008】

一具体例によれば、高パーライト相部の厚さＴ_１は１００μｍ～６００μｍであることが好ましい。

【0009】

一具体例によれば、裏金層の厚さＴに対する高パーライト相部の厚さＴ_１の割合Ｘ_１（＝Ｔ_１／Ｔ）が０．２以下であることが好ましい。

【0010】

一具体例によれば、裏金層の組成は、０．０７～０．３５質量％のＣ、０．４質量％以下のＳｉ、１質量％以下のＭｎ、０．０４質量％以下のＰ、０．０５質量％以下のＳを含み、残部がＦｅ及び不可避不純物であることが好ましい。

【0011】

一具体例によれば、銅合金の組成は、０．１～４０質量％のＮｉ、０．１～１質量％のＰ、０．１～１０質量％のＡｇ、０．１～１０質量％のＦｅ、０．１～３０質量％のＰｂ、０．１～２０質量％のＢｉのうちから選ばれる少なくとも１種をさらに含有することができる。

【0012】

一具体例によれば、固体潤滑剤は、黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステン、窒化硼素から選択される少なくとも１種であることが好ましい。

【0013】

一具体例によれば、摺動層は、銅合金素地部中にＡｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＡｌＮ、Ｍｏ_２Ｃ、ＷＣ、Ｆｅ_２Ｐ、Ｆｅ_３Ｐのうちから選ばれる１種以上の硬質粒子を０．１～１０体積％をさらに含むことができる。

【0014】

本発明による摺動部材は、軸受装置の起動時に摺動部材に相手部材の移動に伴う外力が加わる際、裏金層と摺動層との界面でのせん断が起き難くなり、裏金層と摺動層の銅合金との接合を強くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の摺動部材の摺動層の摺動面に垂直方向の断面の模式図。

【図2】図１に示す裏金層の高パーライト相部の断面組織の模式図。

【図3】図１に示す裏金層の厚さ方向中央部での断面組織の模式図。

【図4】本発明の摺動部材の斜視図。

【図5】従来の摺動部材の摺動層の摺動面に垂直方向の断面の模式図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図５に従来の摺動部材１１の断面の模式図を示す。摺動部材１１は、裏金層１２の一方の表面上に銅合金素地部１４と固体潤滑剤１５とからなる摺動層１３が形成されている。裏金層１２は、炭素含有量が０．０７～０．３５質量％の亜共析鋼であり、その組織は通常の亜共析鋼の組織（図３に示す組織に相当）を示す。すなわち、フェライト相６を主とし、粒状のパーライト相７がフェライト相の素地に分散している。この組織が、厚さ方向の全体に均質に形成されている。そのため、裏金層１２は、外力に対する変形抵抗が裏金層１２の厚さ方向にわたって概ね均一になっている。

【0017】

上記のように軸受装置の運転開始時の相手部材の運動が開始する瞬間から動摩擦状態（摺動部材１１の摺動面と相手部材との２面間で摺動（滑動）が起こる状態）に移行するまでの間には、摺動部材１１は、相手部材の移動方向（摺動方向）へ外力を受け、それにより弾性変形が生じる。従来の摺動部材１１では、裏金層１２が通常の亜共析鋼の組織であり、摺動層１３との界面となる接合表面付近の裏金層１２は、裏金層のその他の領域と同様に弾性変形するために弾性変形量が大きくなる。界面での裏金層１２及び摺動層１３の銅合金の弾性変形量が大きくなると、裏金層１２と摺動層１３の銅合金とは変形抵抗が異なるので、これらの界面での弾性変形量差が大きくなり、そのため、裏金層１２と摺動層１３との間でせん断が発生し易い。

【0018】

本発明に係る摺動部材１の一具体例を図１～図４を参照して説明する。図１は、裏金層２上に摺動層３を形成した摺動部材１の断面を示す模式図である。裏金層２は、一方の表面（接合表面２１）上に摺動層３が形成されており、接合表面２１の反対側に背面２２を有する。摺動層３との界面となる裏金層２の接合表面２１には、下記に説明する高パーライト相部５が形成されている。

【0019】

図２は、裏金層２の接合表面２１付近の高パーライト相部５の組織を示す拡大図であり、図３は、裏金層２の厚さ方向の中央部（以後、単に「裏金層２の中央部」という）の組織を示す拡大図である。なお、図２および図３では、組織中のフェライト相６とパーライト相７は、理解を容易にするために誇張して描かれている。図４は、摺動部材１を示す斜視図である。

【0020】

図４に示すように摺動部材１は裏金層２と摺動層３からなり、平板形状を有する。なお、一般的な鉄道の分岐器用床板に用いられる摺動部材では、裏金層２の厚さは、３～３０ｍｍ、摺動層３の厚さは、０．５～５ｍｍになされている。但し、摺動部材１の裏金層２及び摺動層３の厚さはこれに限定されないで、他の値でもよい。

【0021】

裏金層２は、炭素含有量が０．０７～０．３５質量％である亜共析鋼である。この裏金層２の組織は、図３に示すように、フェライト相６とパーライト相７とからなるものである。炭素含有量が０．０７質量％未満の亜共析鋼を用いる場合には、裏金層２の強度が低く、摺動部材１の強度が不十分となる。他方、炭素含有量が０．３５質量％を超える亜共析鋼を用いると、裏金層２の高パーライト相部５に遊離セメンタイト相（パーライト相７を構成する層状のセメンタイト相以外のセメンタイト相）が多く形成される場合があり、高パーライト相部５が脆くなることがある。

【0022】

なお、裏金層２は、０．０７～０．３５質量％の炭素を含有し、さらに、０．４質量％以下のＳｉ、１質量％以下のＭｎ、０．０４質量％以下のＰ、０．０５質量％以下のＳのいずれか一種以上を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物からなる組成であってもよい。また、裏金層２の組織は、フェライト相６とパーライト相７とからなるが、このことは微細な析出物（走査電子顕微鏡を用い１０００倍で組織観察を行っても検出できない析出物相）を含むことを排除するものではない。
なお、後述する２次焼結時に摺動層３との界面となる裏金層２の接合表面２１付近（高パーライト相部５の表面付近）には、後述する摺動層３の銅合金の成分がフェライト相６に固溶される形態で拡散することがあるが、この場合も本発明の範囲である。

【0023】

高パーライト相部５の組織中のパーライト相７の体積割合は、裏金層２の中央部における組織中のパーライト相７の体積割合に対して５０％以上多くなっている。すなわち、裏金層２の中央部における組織中のパーライト相の体積割合Ｐｃと、高パーライト相部５におけるパーライト相の体積割合Ｐｓとの関係が、Ｐｓ／Ｐｃ≧１．５になっている。さらに、高パーライト相部５の組織中のパーライト相７の体積割合は、裏金層２の中央部における組織中のパーライト相７の体積割合に対して１００％以上多くなっている（すなわち、Ｐｓ／Ｐｃ≧２）ことがより好ましい。

【0024】

裏金層２におけるフェライト相６は、炭素含有量が最大で０．０２質量％と少なく、純鉄に近い組成の相である。一方、裏金層２におけるパーライト相７は、フェライト相と鉄炭化物であるセメンタイト（Ｆｅ_３Ｃ）相とが薄い板状に交互に並んで形成されるラメラ組織を有し、フェライト相６よりも強度が高い。このため、裏金層２は、組織中のパーライト相７の割合が多いほど、変形抵抗が大きくなる。高パーライト相部５は、組織中のパーライト相７の体積割合が裏金層２の中央部のパーライト相７の体積割合よりも５０％以上多くなっているため、裏金層２の中央部に比べて変形抵抗が大きくなっている。

【0025】

組織中のパーライト相７の面積率の測定は、電子顕微鏡を用いて摺動部材１の厚さ方向に平行な方向（摺動層３の摺動面に垂直な方向）に切断された複数箇所（例えば５箇所）の断面組織において、裏金層２の中央部、及び、裏金層２の接合表面２１付近をそれぞれ倍率５００倍で電子像を撮影し、その画像を一般的な画像解析手法（解析ソフト：Ｉｍａｇｅ－Ｐｒｏ Ｐｌｕｓ（Ｖｅｒｓｉｏｎ４．５）；（株）プラネトロン製）を用いて行なう。そして、裏金層２の中央部における組織中のパーライト相７の面積割合に対して、裏金層２の接合表面付近における組織中のパーライト相７の面積割合が５０％以上多くなっていることで、裏金層２の接合表面２１に高パーライト相部５が形成されていることが確認できる。

【0026】

本願で用いる「裏金層２の（厚さ方向の）中央部」は、厳密な意味での裏金層２の厚さ方向に中央部位置でなくてもよい。これは、裏金層２の背面２２から高パーライト相部５までの間の組織が、実質的に同じ組織（フェライト相６／パーライト相７の面積割合がほぼ同じ）になっているからである。したがって、本明細書では「裏金層２の中央部」は、裏金層２の厚さ方向の中央部位置およびその近傍を含んでいる。なお、上記観察において組織中のパーライト相７の体積割合は、断面視における面積割合として測定したが、この面積割合の値は、組織中のパーライト相７の体積割合に相当する。

【0027】

高パーライト相部５の厚さＴ_１は、接合表面２１から１００μｍ以上、６００μｍ以下であることが好ましい。さらに、高パーライト相部５の厚さＴ_１は、１００～４００μｍとすることがより好ましい。高パーライト相部５の厚さが１００μｍ未満であると、裏金層２の接合表面２１に、部分的に高パーライト相部５が形成されない場合がある。裏金層２の厚さは、一般的な鉄道の分岐器に用いられる分岐器用床板に用いられる摺動部材では最小でも３．０ｍｍであるので、高パーライト相部５の厚さＴ_１が６００μｍ以下であれば、裏金層２の高パーライト相部５を除く他の領域が十分な厚さになる。このように、裏金層２の厚さＴに対する高パーライト相部５の厚さＴ_１の割合Ｘ_１（Ｘ_１＝Ｔ_１／Ｔ）は、０．２以下とすることが好ましい。

【0028】

摺動層３の銅合金素地部４は、０．５～１２質量％のＳｎを含み、残部がＣｕ及び不可避不純物からなり、銅合金素地部４中に分散した固体潤滑剤８は、摺動層の５～３５％の体積割合を有する。摺動層３は、緻密化しており、摺動層中の空孔率は、５体積％以下になされている。なお、空孔率が５体積％を超える場合、摺動層３の強度が低くなり、軸受装置の運転開始時の相手部材からの負荷により、摺動層に割れが発生しやすくなる。
なお、固体潤滑剤は、必ずしも銅合金素地部４の全体に分散している必要はない。例えば、摺動層３は、裏金層２の接合表面２１と接する付近のみに固体潤滑剤８を含まないようにすることもできる。

【0029】

銅合金のＳｎ成分は、銅合金の強度を高める成分であるが、含有量が０．５質量％未満の場合には、その効果が不十分であり、他方、１２質量％を超える場合には、銅合金が脆くなる。
また、銅合金は、０．１～４０質量％のＮｉ、０．１～１質量％のＰ、０．１～１０質量％のＡｇ、０．１～１０質量％のＦｅ、０．１～３０質量％のＰｂ、０．１～２０質量％のＢｉから選ばれる１種以上を含有してもよい。Ｎｉ、Ｐ、Ａｇ、Ｆｅは、銅合金からなる銅合金素地部４の強度を高める成分であるが、含有量が上記の下限値未満の場合には、その効果が不十分であり、また、上記の上限値を超える場合には、銅合金が脆くなる。Ｐｂ、Ｂｉは、銅合金の潤滑性を高める成分であるが、含有量が上記の下限値未満の場合には、その効果が不十分であり、また、上記の上限値を超える場合には、銅合金が脆くなる。なお、銅合金にこれら選択成分を２種以上含有させる場合、合計で４５質量％以下とすることが好ましい。

【0030】

摺動層３は、５～３５％の体積割合で固体潤滑剤８を有する。固体潤滑剤８は、摺動層３の潤滑性を高めるが、体積割合が５体積％未満の場合には、その効果が不十分であり、３５体積％を超える場合には、摺動層３が脆くなる。固体潤滑剤８は、ＭｏＳ_２、ＷＳ_２、黒鉛、ｈ－ＢＮから選ばれる１種以上とすることが好ましい。

【0031】

摺動層３は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＡｌＮ、Ｍｏ_２Ｃ、ＷＣ、Ｆｅ_２Ｐ、Ｆｅ_３Ｐから選ばれる１種以上の硬質粒子を０．１～１０体積％をさらに含むことができる。これら硬質粒子は、摺動層３の銅合金素地部４に分散して摺動層３の耐摩耗性を高めるが、その含有量が０．１体積％未満の場合には、その効果が不十分であり、１０体積％を超える場合には、摺動層３が脆くなる。

【0032】

裏金層２は、炭素含有量が０．０７～０．３５質量％の亜共析鋼である。亜共析鋼の組織はフェライト相６とパーライト相７とからなり、パーライト相７の割合は、炭素含有量に応じて決まるが、通常は３０体積％以下である。裏金層２の中央部はこのような亜共析鋼の通常の組織になっている。しかし、摺動層３との界面となる裏金層２の接合表面２１には、裏金層の中央部における組織中のパーライト相７の体積割合に対してパーライト相７の体積割合が５０％以上多くなくなっている高パーライト相部５が形成される。高パーライト相部５は裏金層２のその他の領域（とりわけ中央部付近）に比べて、変形抵抗が大きい。このため、摺動部材１は、軸受装置で使用されて、軸受装置の起動時の相手部材の運動が開始する瞬間から動摩擦状態に移行するまでの間に相手部材からの外力が加わって弾性変形が起こっても、裏金層２は、相対的に変形抵抗が小さい高パーライト相部５を除く部分での弾性変形量が多くなることで、接合表面付近（高パーライト相部）での弾性変形量が小さくなる。裏金層の接合表面と接する付近の摺動層の銅合金も、裏金層との接合により拘束されて変形が制限されるために弾性変形量が小さくなる。裏金層の高パーライト相部と、この高パーライト相部に接する付近の摺動層の銅合金の弾性変形量が共に小さくなることで、界面での弾性変形量の差が小さくなり、その界面でのせん断が起き難くなり、それにより裏金層と摺動層の銅合金との接合を強くすることができる。

【0033】

以下に、本実施形態に係る摺動部材の作製方法について説明する。

【0034】

まず、摺動層の上記組成の銅合金の粉末と固体潤滑剤粒子との混合粉を準備する。なお、摺動層に上記硬質粒子を含有させる場合は、硬質粒子をも含む混合粉を準備する。

【0035】

準備した混合粉を上記組成（亜共析鋼）の鋼板上に散布した後、粉末散布層を加圧することなく、焼結炉を用いて８００～９５０℃の還元雰囲気で１次焼結を行い、鋼板上に多孔質焼結層（この焼結層が摺動層となる）を形成し、室温まで冷却する。

【0036】

次に、多孔質焼結層を緻密化するために１次圧延を行う。この１次圧延は、多孔質焼結層の空孔を減少させて緻密化する程度であって鋼板はほとんど圧延されないように行う。

【0037】

次に、圧延された部材を焼結炉内で８００～９５０℃の還元雰囲気で２次焼結を行い、多孔質焼結層をさらに焼結して、室温まで冷却する。具体的な冷却方法の例としては、裏金層２の背面２２側のみに、直接、冷却ガス（例えば、窒素ガス）の噴射流（例えば、裏金層２の背面２２での衝突圧０．９ＭＰａ以上）を吹付けて冷却する。この際に、裏金層の焼結層との界面となる表面に高パーライト相部が形成される。

【0038】

高パーライト相部の形成機構は以下のように考えられる。
２次焼結工程の昇温中にＡ_１変態点（７２７℃）に達すると、裏金層は、フェライト相とオーステナイト相からなる組織となる。裏金層は、その後のＡ_１変態点を超えて焼結温度（最高温度）に達するまでの昇温とともに、組織中のフェライト相はオーステナイト相に徐々に変態し、組織中のフェライト相の割合が減少する。Ａ_１変態点に達してから最高温度に達するまでの間、裏金層は、接合表面付近と内部とでは組織中のオーステナイト相の割合およびオーステナイト相に固溶される炭素濃度は差がない。

【0039】

その後の冷却過程において、裏金層２がＡ_１変態点に達すると、炭素を多く含有していたオーステナイト相（炭素の最大固溶限が２．１質量％）は、炭素をほとんど含有しないフェライト相（炭素の最大固溶限が０．０２質量％）に変態し、フェライト相に固溶されないで余剰となった炭素はパーライト相を構成する層状のセメンタイト（Ｆｅ_３Ｃ）となり、フェライト相とパーライト相からなる組織となる。

【0040】

上記のように冷却過程において、裏金層２は、背面２２側から冷却されることで、Ａ_１変態点には背面２２付近が最初に達し、接合表面２１付近が最後に達する。裏金層２の背面２２付近がＡ_１変態点に達したとき、背面２２付近よりも内部にはオーステナイト相が存在するため、背面２２付近で余剰となった炭素の一部は、より内部のオーステナイト相中へ拡散する。この炭素のオーステナイト相への拡散現象は、裏金層２の背面２２側から接合表面２１側に向かって順に起こるため、銅合金層との界面となる接合表面２１付近の組織中に含まれる炭素量は、内部の組織中に含まれる炭素量よりも多くなり、それにより、冷却後の接合表面２１付近の組織中のパーライト相の体積割合は、内部の組織中パーライト相の体積割合よりも多くなったと考えられる。

【0041】

なお、本実施例の摺動部材の製造においては、１次圧延にて焼結層が緻密化する程度に圧延する。そのため、裏金層２の接合表面２１は、緻密化された焼結層により覆われることとなり、上記冷却工程において裏金層２は接合表面付近が内部に対して最も遅れてＡ_１変態点に達するように冷却することができる。

【0042】

本実施形態とは異なり、１次圧延を施すことなく裏金層上に多孔質焼結層を形成した状態のままで同様に冷却した場合、すなわち裏金層の背面側のみに、直接、冷却ガスの噴射流を吹き付けるように冷却しても、冷却後の裏金層は、接合表面付近の組織中のパーライト相の体積割合が内部の組織中パーライト相の体積割合よりも少なくなる。これは、多孔質焼結層は、その表面積が大きいので雰囲気により冷却されやすく、冷却された多孔質焼結層に裏金層の接合表面付近の熱が伝導して、裏金層の接合表面付近が厚さ方向の中央部付近よりも先にＡ_１変態点に達するためである。

【0043】

また、２次焼結の後の冷却工程において、従来のように、単に冷却ガス雰囲気中で焼結部材を冷却した場合、裏金層の接合表面付近と内部での冷却速度の差が小さくなる。このため、冷却後の裏金層は、表面付近と内部とでパーライト相の割合が変わらない組織となる。

【0044】

本発明の摺動部材は、鉄道の分岐器に用いられる分岐器用床板に使用される摺動板に限定されないで、各種機械に用いられる摺動板にも適用できる。例えば、工作機械、射出成型機や加硫機等の往復摺動部に用いられる摺動板等にも適用できる。

【0045】

また、本発明の摺動部材は、摺動層および／または裏金層の表面にＳｎ、Ｂｉ、Ｐｂまたは、これら金属を基とする合金からなる被覆層や、合成樹脂または合成樹脂を基とする被覆層を有してもよい。

【符号の説明】

【0046】

１ 摺動部材
２ 裏金層
３ 摺動層
４ 銅合金素地部
５ 高パーライト相部
６ フェライト相
７ パーライト相
８ 固体潤滑剤
１１ 摺動部材
１２ 裏金層
１３ 摺動層
１４ 銅合金素地部
１５ 固体潤滑剤
２１ 接合表面
２２ 背面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】