JPH0156285B2 - - Google Patents
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- JPH0156285B2 JPH0156285B2 JP62074575A JP7457587A JPH0156285B2 JP H0156285 B2 JPH0156285 B2 JP H0156285B2 JP 62074575 A JP62074575 A JP 62074575A JP 7457587 A JP7457587 A JP 7457587A JP H0156285 B2 JPH0156285 B2 JP H0156285B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- bronze
- lining
- base metal
- composition
- Prior art date
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/20—Sliding surface consisting mainly of plastics
- F16C33/201—Composition of the plastic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/04—Carbon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/08—Metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L27/12—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
- C08L27/18—Homopolymers or copolymers or tetrafluoroethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L71/00—Compositions of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S525/00—Synthetic resins or natural rubbers -- part of the class 520 series
- Y10S525/934—Powdered coating composition
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Lubricants (AREA)
Description
発明の背景
ポリエーテルエーテルケトン（PEEK）は、数
多くの適用に好ましいものとされる特性を有する
ものとして公知な化学物である。この特性は、比
較的化学不活性であることであり、非常に高い疲
れ強度を有していることであり、そして低い摩擦
係数を有していることである。 このPEEKの１つの適用が、平軸受材料として
提唱されている。しかしながら、薄い油膜を用い
ての高速条件下での作動時に、PEEKが単独で使
用されていてもまた種々の添加物が加えてある場
合でも、ベアリングの破壊を及ぼす極度の温度上
昇を受ける。 発明の目的 本発明は、PEEKのものと匹適できる良好な耐
化学安定性および疲れ強度を有する一方、改良さ
れた配合適合性および摩擦係数を有する物質の組
成を有するライニングと金属台金よりなるベアリ
ングおよびその製造方法を提供することを目的と
する。 発明の構成および効果 本発明による物質の組成は、ポリエーテルケト
ンとポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、グ
ラフアイトおよび青銅との混合物よりなる。ポリ
エーテルケトンは好ましくはポリエーテルエーテ
ルケトン（PEEK）である。 青銅は好ましくは、スズ青銅（スズ−銅合金）
例えば11％スズ含有青銅である。なお、本明細書
中において「青銅」の語は、広義に銅−亜鉛以外
の銅合金を意味する語として使用される。 PEEKは、好ましくは組成の60〜90重量％、よ
り好ましくは70〜80重量％、最も好ましくは80重
量％である。他の化合物の重量比は、グラフアイ
ト：PTFE：青銅＝１：３：４である。従つて最
も好ましい組成においては、グラフアイト2.5重
量％、PTFE7.5重量％および青銅10重量％であ
る。 軸受材料として用いられた場合、該組成は
PEEK単独のものと匹適する疲れ強度（すなわ
ち、他の重合性軸受材料より高いものである。）
を、低い摩擦係数と共に示し得るものである。こ
の材料はまた、グリース潤滑剤および油潤滑剤を
用いて水中条件下で低摩耗率を示す傾向にある。 該組成を有する材料の融点は330℃以上である
ことが可能であり、推奨連続作動最大温度は、一
時的な300℃までの温度は許容されるが250℃であ
る。一般的な油類およびグリース頼を用いてのこ
のシステムの作動温度は、これらの潤滑剤の熱安
定性のため200℃以下が許容される。それゆえ、
十分な高温性能を利用するためには合成潤滑剤が
要求される。 該組成でなる材料は、すべての一般的潤滑剤お
よび脱脂液に適合するものと思われる。アセター
ル樹脂をベースとする軸受と違つて、本発明によ
る組成でなる材料は、80℃以上で使用される炭化
水素油類で生じる酸性度によつても、緩衝油（シ
ヨツクアブソーバーオイル）によつてまたはポリ
グリコール潤滑剤類もしくはジエステル潤滑剤類
によつて達成されるものではない。本発明による
組成でなる材料はまた、湯または油／水エマルジ
ヨン中での使用にも適している。 該組成は、例えば後に押出しされる粉末の混合
または化合のような都合のよい方法で形成され得
る。押出しされた混合物はその後使用前にペレツ
ト化され、粉砕されおよびまたは押出しされる。
該組成を有する材料のテープを調整する好ましい
方法において、成分は混合され、化合され、そし
て素質として押出される。これらは乾燥され、テ
ープとなりかわつて押出しされるものであるペレ
ツトに裁断される。しかしながら、成分を混合
し、化合し、そしてテープを直接押出しすること
も可能である。 該組成を有する組成物は軸受として使用のため
に鋳造されることが可能であり、または、例えば
金属、好ましくは鋼もしくはアルミニウムのごと
き台金へのライニングとして適用されることが可
能である。この組成物は粉末またはテープとして
台金に適用され、そして好ましくは圧延結合（ロ
ールボンド）される。例えばスズ青銅またはアル
ミニウム青銅の中間層が好ましく、この組成物の
適用の前に台金に適合される。スズ青銅は、台金
に焼結されることが可能であり、アルミニウム青
銅は台金にアークスプレーされることが可能であ
る。 この青銅の中間層厚は、0.5〜0.1mmの範囲で調
製され得る。軸受の表面は、潤滑剤溜めを与える
ために粗面とされる、あるいは平滑面とされるこ
とが可能である。 本発明による組成の特定な調製方法において、
押出し機から引取りロールによつて引き出され
る。これはドローダウン［draw−down］（ドロ
ーダウン比は標準押出し速度に対する引取り速度
である。）の増加により増加するものである、押
出物の繊維化をひき起こす傾向にある。この方法
により調製された場合、組成物は、空隙を10〜70
％の範囲で有する絡み合され融着されたPEEKの
引き延ばされた繊維となる傾向にある。PTFEは
主として、PEEK繊維の表面に付着した粒子とし
て存在する傾向にある。 微細な成分粉末の供給速度が故意に低く保たれ
たとすると、溶融物中に大量の小さなエアーポケ
ツトを入れることが可能である。PEEKの微小粒
径とPTFEの脱湿潤効果は、押出ダイス型口にお
いて多孔質な最終的溶融物を調製することを助力
できるものである。これゆえそれが出てきて引き
延ばされた時、PTFEの脱湿潤効果により助力さ
れて、多数の分離した微細な繊維を形成し得る。
この効果は、材料がダイス型より出たときに「沸
騰する」揮発性剤の添加により高められる。約
350℃以下の沸点を有する適当な不活性物質、例
えば水、ベンジルベンゾイル、ジフエニルエーテ
ル等が使用され得る。 この多孔性材料を軸受材料として使用すると、
多孔性は該材料中において油あるいはグリスの溜
めを与えることができ、これにより、連続的潤滑
剤供給を生むことになる。同時に、該材料は、引
き延ばされたPEEK繊維の非常に高い強度とこれ
らが母体（マトリツクス）中で融着していること
により、高気孔率を有しながらも高い機械強度と
耐摩耗性をさらに示し得るものである。 もし非孔質のテープを調製することを望むなら
ば溶融物中に発生する空隙を排除す必要がある。
これは、最終的押出し以前のいくつかの段階（例
えば化合段階）で、揮発性物質を除去するために
低圧をかけてやることで実施され得る。このよう
にして調製された材料は、繊維化を示さない灰色
非孔質のテープとなる。 平軸受を製造するために、本発明による組成を
有する材料のライニングは好ましくは、焼結され
た青銅中間層を介在して鋼台金に結合される。中
間層が付着されたものである台金は、本発明によ
る組成を有する材料のテープと共に２つの冷却ロ
ール間を通過させられる。台金の温度はテープを
局部的に溶融させ、これは焼結物の細隙中へ押し
進む。この複層物は、台金とライニングとの強固
な結合を形成されるために即座に冷却される。 本発明による組成を有する材料はまた、増長さ
れた厚さ、例えば上限４mm、のライニングを得る
ことも可能である。もしこれが同等の厚みを有す
る台金に適用された場合、さらに好ましくは青銅
中間層を介在して適用された場合、冷却ロール法
によつて適用するとライニングが剥離する傾向が
あるが、これはライニング厚を横切る圧力および
温度の変化度によりひずみがライニングの反対面
で引き起こされる一方、ライニングが内面で効果
的に凝固されないように、台金は圧延の後即座に
熱を発散するよりむしろ熱をとどめるためであ
る。これは、ライニングが台金より離れてカール
することを引きおこす傾向にある。それゆえ、大
型軸受に関しては、ライニングは台金に１度ない
しそれ以上の段階で粉末として適応される、ある
いはより好ましくは焼結された台金の上にライニ
ング層を位置させ、熱および圧力を加えそして加
圧下で複層物を冷却させることにより行なわれ
る。１つの上に他を重ねた、複層物片の２ないし
それ以上の積重ねは、隣接片との間に分離用物質
を要求するが、同様の方法で形成され得る。 最も満足すべき結果は、PTFE、グラフアイト
および青銅が、PEEKが添加される前に化合して
粉末混合物としたとき、少なくとも得られた材料
を油潤滑剤を用いず操作する軸受のライニングと
して使用した時に得られる。これはPTFE転写膜
（PTFE transfer film）として知られる、PTFE
の膜がライニングから接触対面に転写されるもの
と考えられている現象により可能となる。青銅に
おける銅の存在は、接触対面に転写膜が結合する
ことを助長し、そしてこの効果は、銅がPTFE粒
子にさらにより近接したものであるとき改良可能
である。 第１表は、本発明による組成における化合物の
好ましい範囲を示している。
多くの適用に好ましいものとされる特性を有する
ものとして公知な化学物である。この特性は、比
較的化学不活性であることであり、非常に高い疲
れ強度を有していることであり、そして低い摩擦
係数を有していることである。 このPEEKの１つの適用が、平軸受材料として
提唱されている。しかしながら、薄い油膜を用い
ての高速条件下での作動時に、PEEKが単独で使
用されていてもまた種々の添加物が加えてある場
合でも、ベアリングの破壊を及ぼす極度の温度上
昇を受ける。 発明の目的 本発明は、PEEKのものと匹適できる良好な耐
化学安定性および疲れ強度を有する一方、改良さ
れた配合適合性および摩擦係数を有する物質の組
成を有するライニングと金属台金よりなるベアリ
ングおよびその製造方法を提供することを目的と
する。 発明の構成および効果 本発明による物質の組成は、ポリエーテルケト
ンとポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、グ
ラフアイトおよび青銅との混合物よりなる。ポリ
エーテルケトンは好ましくはポリエーテルエーテ
ルケトン（PEEK）である。 青銅は好ましくは、スズ青銅（スズ−銅合金）
例えば11％スズ含有青銅である。なお、本明細書
中において「青銅」の語は、広義に銅−亜鉛以外
の銅合金を意味する語として使用される。 PEEKは、好ましくは組成の60〜90重量％、よ
り好ましくは70〜80重量％、最も好ましくは80重
量％である。他の化合物の重量比は、グラフアイ
ト：PTFE：青銅＝１：３：４である。従つて最
も好ましい組成においては、グラフアイト2.5重
量％、PTFE7.5重量％および青銅10重量％であ
る。 軸受材料として用いられた場合、該組成は
PEEK単独のものと匹適する疲れ強度（すなわ
ち、他の重合性軸受材料より高いものである。）
を、低い摩擦係数と共に示し得るものである。こ
の材料はまた、グリース潤滑剤および油潤滑剤を
用いて水中条件下で低摩耗率を示す傾向にある。 該組成を有する材料の融点は330℃以上である
ことが可能であり、推奨連続作動最大温度は、一
時的な300℃までの温度は許容されるが250℃であ
る。一般的な油類およびグリース頼を用いてのこ
のシステムの作動温度は、これらの潤滑剤の熱安
定性のため200℃以下が許容される。それゆえ、
十分な高温性能を利用するためには合成潤滑剤が
要求される。 該組成でなる材料は、すべての一般的潤滑剤お
よび脱脂液に適合するものと思われる。アセター
ル樹脂をベースとする軸受と違つて、本発明によ
る組成でなる材料は、80℃以上で使用される炭化
水素油類で生じる酸性度によつても、緩衝油（シ
ヨツクアブソーバーオイル）によつてまたはポリ
グリコール潤滑剤類もしくはジエステル潤滑剤類
によつて達成されるものではない。本発明による
組成でなる材料はまた、湯または油／水エマルジ
ヨン中での使用にも適している。 該組成は、例えば後に押出しされる粉末の混合
または化合のような都合のよい方法で形成され得
る。押出しされた混合物はその後使用前にペレツ
ト化され、粉砕されおよびまたは押出しされる。
該組成を有する材料のテープを調整する好ましい
方法において、成分は混合され、化合され、そし
て素質として押出される。これらは乾燥され、テ
ープとなりかわつて押出しされるものであるペレ
ツトに裁断される。しかしながら、成分を混合
し、化合し、そしてテープを直接押出しすること
も可能である。 該組成を有する組成物は軸受として使用のため
に鋳造されることが可能であり、または、例えば
金属、好ましくは鋼もしくはアルミニウムのごと
き台金へのライニングとして適用されることが可
能である。この組成物は粉末またはテープとして
台金に適用され、そして好ましくは圧延結合（ロ
ールボンド）される。例えばスズ青銅またはアル
ミニウム青銅の中間層が好ましく、この組成物の
適用の前に台金に適合される。スズ青銅は、台金
に焼結されることが可能であり、アルミニウム青
銅は台金にアークスプレーされることが可能であ
る。 この青銅の中間層厚は、0.5〜0.1mmの範囲で調
製され得る。軸受の表面は、潤滑剤溜めを与える
ために粗面とされる、あるいは平滑面とされるこ
とが可能である。 本発明による組成の特定な調製方法において、
押出し機から引取りロールによつて引き出され
る。これはドローダウン［draw−down］（ドロ
ーダウン比は標準押出し速度に対する引取り速度
である。）の増加により増加するものである、押
出物の繊維化をひき起こす傾向にある。この方法
により調製された場合、組成物は、空隙を10〜70
％の範囲で有する絡み合され融着されたPEEKの
引き延ばされた繊維となる傾向にある。PTFEは
主として、PEEK繊維の表面に付着した粒子とし
て存在する傾向にある。 微細な成分粉末の供給速度が故意に低く保たれ
たとすると、溶融物中に大量の小さなエアーポケ
ツトを入れることが可能である。PEEKの微小粒
径とPTFEの脱湿潤効果は、押出ダイス型口にお
いて多孔質な最終的溶融物を調製することを助力
できるものである。これゆえそれが出てきて引き
延ばされた時、PTFEの脱湿潤効果により助力さ
れて、多数の分離した微細な繊維を形成し得る。
この効果は、材料がダイス型より出たときに「沸
騰する」揮発性剤の添加により高められる。約
350℃以下の沸点を有する適当な不活性物質、例
えば水、ベンジルベンゾイル、ジフエニルエーテ
ル等が使用され得る。 この多孔性材料を軸受材料として使用すると、
多孔性は該材料中において油あるいはグリスの溜
めを与えることができ、これにより、連続的潤滑
剤供給を生むことになる。同時に、該材料は、引
き延ばされたPEEK繊維の非常に高い強度とこれ
らが母体（マトリツクス）中で融着していること
により、高気孔率を有しながらも高い機械強度と
耐摩耗性をさらに示し得るものである。 もし非孔質のテープを調製することを望むなら
ば溶融物中に発生する空隙を排除す必要がある。
これは、最終的押出し以前のいくつかの段階（例
えば化合段階）で、揮発性物質を除去するために
低圧をかけてやることで実施され得る。このよう
にして調製された材料は、繊維化を示さない灰色
非孔質のテープとなる。 平軸受を製造するために、本発明による組成を
有する材料のライニングは好ましくは、焼結され
た青銅中間層を介在して鋼台金に結合される。中
間層が付着されたものである台金は、本発明によ
る組成を有する材料のテープと共に２つの冷却ロ
ール間を通過させられる。台金の温度はテープを
局部的に溶融させ、これは焼結物の細隙中へ押し
進む。この複層物は、台金とライニングとの強固
な結合を形成されるために即座に冷却される。 本発明による組成を有する材料はまた、増長さ
れた厚さ、例えば上限４mm、のライニングを得る
ことも可能である。もしこれが同等の厚みを有す
る台金に適用された場合、さらに好ましくは青銅
中間層を介在して適用された場合、冷却ロール法
によつて適用するとライニングが剥離する傾向が
あるが、これはライニング厚を横切る圧力および
温度の変化度によりひずみがライニングの反対面
で引き起こされる一方、ライニングが内面で効果
的に凝固されないように、台金は圧延の後即座に
熱を発散するよりむしろ熱をとどめるためであ
る。これは、ライニングが台金より離れてカール
することを引きおこす傾向にある。それゆえ、大
型軸受に関しては、ライニングは台金に１度ない
しそれ以上の段階で粉末として適応される、ある
いはより好ましくは焼結された台金の上にライニ
ング層を位置させ、熱および圧力を加えそして加
圧下で複層物を冷却させることにより行なわれ
る。１つの上に他を重ねた、複層物片の２ないし
それ以上の積重ねは、隣接片との間に分離用物質
を要求するが、同様の方法で形成され得る。 最も満足すべき結果は、PTFE、グラフアイト
および青銅が、PEEKが添加される前に化合して
粉末混合物としたとき、少なくとも得られた材料
を油潤滑剤を用いず操作する軸受のライニングと
して使用した時に得られる。これはPTFE転写膜
（PTFE transfer film）として知られる、PTFE
の膜がライニングから接触対面に転写されるもの
と考えられている現象により可能となる。青銅に
おける銅の存在は、接触対面に転写膜が結合する
ことを助長し、そしてこの効果は、銅がPTFE粒
子にさらにより近接したものであるとき改良可能
である。 第１表は、本発明による組成における化合物の
好ましい範囲を示している。
【表】
第２表は、HXと呼称される本発明による最も
好ましい組成を示すものである。
好ましい組成を示すものである。
【表】
上記組成中にはポリエーテルエーテルケトンが
含まれていたが、他の適当なポリエーテルケトン
もこれに代えて使用することができる。 本発明による組成を有する材料をライニングと
して用いた軸受の改良された特性を説明するため
に、種々の試験が摩耗率および疲れ強度を調べる
ために行なわれた。 最初に耐摩耗性に関して、第２表に示される
HXと呼称される材料が公知の軸受材料と比較さ
れた。 直径16mm（5/8インチ）ブツシユが不変の負荷
で室温にて用いられた。嵌合軸は、0.2マイクロ
メーターCLA（８マイクロインチCLA）の表面仕
上げに研磨された軟鋼であつた。ブツシユはリチ
ウムベースグリースを飽和され500回転／分、負
荷25.6Kg、圧力−容積因子（PV因子）0.7N／mm2
×ｍ／Ｓ（20000psi×ft.min）で、500時間または
摩耗が0.25mmを越えるもしくは比較する材料に焼
付きが起こるまで作動された。適度な時間におけ
る計測可能な摩耗率を得るために、HXの場合に
おいてPV因子は二倍とされ（対HX、PV＝
1.4N／mm2×ｍ／ｓ（40000psi×ft.min））、該試験
は3000時間続けられた。 結果を第３表に示す。
含まれていたが、他の適当なポリエーテルケトン
もこれに代えて使用することができる。 本発明による組成を有する材料をライニングと
して用いた軸受の改良された特性を説明するため
に、種々の試験が摩耗率および疲れ強度を調べる
ために行なわれた。 最初に耐摩耗性に関して、第２表に示される
HXと呼称される材料が公知の軸受材料と比較さ
れた。 直径16mm（5/8インチ）ブツシユが不変の負荷
で室温にて用いられた。嵌合軸は、0.2マイクロ
メーターCLA（８マイクロインチCLA）の表面仕
上げに研磨された軟鋼であつた。ブツシユはリチ
ウムベースグリースを飽和され500回転／分、負
荷25.6Kg、圧力−容積因子（PV因子）0.7N／mm2
×ｍ／Ｓ（20000psi×ft.min）で、500時間または
摩耗が0.25mmを越えるもしくは比較する材料に焼
付きが起こるまで作動された。適度な時間におけ
る計測可能な摩耗率を得るために、HXの場合に
おいてPV因子は二倍とされ（対HX、PV＝
1.4N／mm2×ｍ／ｓ（40000psi×ft.min））、該試験
は3000時間続けられた。 結果を第３表に示す。
【表】
第３表からHXはアセチル共重合体をのぞくす
べての他の材料よりも相当高い摩耗に対する抵抗
を有していることがわかり、また、アセチル共重
合体との比較においても、HXにかけられた負荷
がアセチル共重合体が受けた負荷の二倍であつた
ことからHXの摩耗率は二倍良好であると仮定す
ることができる。さらにHXはその化合的不活性
と高い融点を有するゆえに高温度においてアセチ
ル共重合体よりさらに効果的である。 油潤滑剤を用いないHXの性能を調べるため
に、この材料は、水潤滑性状態におかれた。 水中に沈められ、500回転／分、負荷26.5Kg
（PV＝0.35N／mm2×ｍ／sec）で作動させたブツ
シユの試験（内径16mm、長さ19mm）は、10000時
間を超える寿命（ライニング厚みに依存する。）
を与える平均摩耗率10μm／100時間を示した。従
つて、油のない潤滑性状態においても、HXは極
めて高い耐摩耗性を示す。 次に疲れ強度が考察された。HXは往復運動内
燃機関エンジンのクランク軸軸受にかけられる動
的負荷を仮装する装置で試験された、試験材料
は、20時の作動期間の間にライニング疲れを起す
ピーク特定負荷によつて評価された。これらの試
験の間の油供給温度は、約60℃であつた。得られ
た結果は第４表に要約される。 第 ４ 表 材 料 疲れ評価（Ｎ／mm2） スズベースホワイトメタル 40 ポリフエニレンエーテル 50 網状20％スズ−アルミニウム 100 HX 100 鉛青銅（10％スズ 10％鉛） 130＋ これゆえ、HXの疲れ強度は非常に耐久性のあ
る材料と比較できるものであることがわかり得
る。 本発明は、以下の本発明を限定するものではな
い。実施例に説明されるように種々の方法におい
て実施可能である。 好ましい実施態様による詳説 実施例 １ ICI製、商品名VICTREX PEEK、グレード
45GのポリエーテルエーテルケトンがICI製、商
品名FLUON VX2のグラフアイト20重量％およ
び青銅20重量％調合PTFE鋳物粉末と、PEEK80
重量％に対してVX2 20重量％の割合で化合され
た。該混合物は、一般的溶融押出装置を用いて溶
融相において化合された。この状態下で、温度
は、PEEKが溶融されPTFEがかなりの粘度であ
る360゜〜390゜に保持された。得られたブレンドは
凝固状態で小粒に粉砕される素質の形状へ押出し
された。該小粒は幅15cm、厚さ250ミクロンの連
続テープへと再度押出しされた。 得られたテープは非孔質で密度1.55g／cm3有す
る非常に均質な灰色の外観であつた。該テープは
次に、機械的要部として作用する0.5mm多孔質鉛
青銅中間層を介在させて1.5mm厚の鋼片に堅固に
結合された。この台金片は一方の面に青銅粉末を
焼結した連続銅メツキ鋼片の状態を呈している。
この裏金片は誘導加熱器に通して360〜380℃にプ
レヒートされ、そしてその上面に該高分子テープ
をのせてロールミルを通過させた。この圧延結合
片は次に迅速に水で急冷され巻かれた。軸受部材
はこの鋼台金化材料で形成され、標準試験技術で
高い疲れ強度、低い摩擦係数および低い摩耗率を
有することがわかつた。 実施例 ２ ICI製VICTREX PEEK、グレード45Pの機械
紛砕により得られた英国規格200メツシユふるい
を100％通過する（76μ以下）PEEK粉末が、青銅
20重量％およびグラフアイト20重量％調合PTFE
鋳物粉末であるICI製FLUONVX2 20重量％とよ
く混合された。混合は高速度ミキサーにより行な
われた。 この高分子粉末は以下の方法により試験軸受ラ
イニングに製造された。使用された台金は、５ミ
クロン厚みの銅メツキ中間層および銅上に焼結さ
れた0.5mm厚の11％すず含有青銅（英国規格60〜
100メツシユふるい）の多孔質青銅層を有する1.5
mm厚の鋼片であつた。 あらかじめ乾燥された高分子粉末は、基質（台
金）上へ振動フイードホツパーにより1.5mm厚に
散布され、次に360〜370℃の温度に誘導加熱によ
り熱せられた。この素材片（ブランク）は粉末が
連続密着ライニングへと固定されるように圧延さ
れた。この被膜素材片は次に迅速に冷却され、実
施例１と同様な特性を有する軸受に形成された。 実施例 ３ 調合PEEK小粒は実施例１と同様な方法で調製
され、一般的往復運動スクリユー射出成型機で射
出成型された。使用された成型機はネグリボツシ
V7−9FA［Negri BossiV7−9FA］（約２オンス
（57g）射出能力）であり、材料は外径15mm、長
さ15mm、壁厚さ1.5mmの平軸受ブツシユに鋳造す
ることが容易であるように約370℃の製造温度で
供給された。これらはまた実施例１で得られた軸
受と同様の特性を示した。 実施例 ４ ICI製VICTREX PEEK 45Pを機械粉砕して英
国規格200メツシユ（76ミクロン）ふるいを通し
て得られたポリエーテルエーテルケトンの微粉末
がICI製FLUON VX2（グラフアイト20重量％＋
青銅20重量％＋PTFE60容量％）20重量％と高速
度ミキサ中で混合された。混合物は、20：１の
Ｌ／Ｄ比の一般的スクリユー押出機のホツパーへ
ゆつくりと供給された。２mmダイギヤツプの４イ
ンチ幅ダイス型（10cm）が使用され、ドローダウ
ン比率が、引取り速度を出現材料が望まれる多孔
性と厚みとなるまで増加させることにより増加さ
せられた。 得られたテープは嵩密度1.7g／cm3およびテープ
を全体を通して空隙率30〜36％で変化する多孔性
を有する500ミクロンの厚みのものであつた。顕
微鏡的観察は、テープが、平均直径10ミクロンの
引き延ばされたPEEKの微細構造が絡み合され融
着されたものよりなることを示した。このテープ
は、実施例１に述べたと同様の方法で鋼台金に堅
固に結合され、試験用ブツシユを形成した。ブツ
シユはSAE粘度10の油を減圧下に飽和させ、広
範囲の操作条件下で試験された。すべての場合に
おいて好ましい結果が得られた。 実施例 ５ PEEK微粉末がICI製FLUON L169（PTFE粉
末）とよく混合され、実施例４と同様な方法で多
孔質繊維質テープに押出された。今回は生成物は
高い多孔性（40〜55％空隙）を有していた。この
テープは、実施例４に述べたように鋼台金に結合
され、ブツシユを形成した。今回は、ブツシユは
実施例４に述べる試験の前にリチウムセツケンベ
ースグリース（Shell Alvania RA）を飽和減圧
させた。再度、好ましい結果が得られた。 本発明による組成は、軸受材料としての使用に
ついて述べてきたが、これらはまた、例えば構造
的補強材として、また多孔性材料の場合には濾過
材として等、他の適用における使用にもまた適し
ている。
べての他の材料よりも相当高い摩耗に対する抵抗
を有していることがわかり、また、アセチル共重
合体との比較においても、HXにかけられた負荷
がアセチル共重合体が受けた負荷の二倍であつた
ことからHXの摩耗率は二倍良好であると仮定す
ることができる。さらにHXはその化合的不活性
と高い融点を有するゆえに高温度においてアセチ
ル共重合体よりさらに効果的である。 油潤滑剤を用いないHXの性能を調べるため
に、この材料は、水潤滑性状態におかれた。 水中に沈められ、500回転／分、負荷26.5Kg
（PV＝0.35N／mm2×ｍ／sec）で作動させたブツ
シユの試験（内径16mm、長さ19mm）は、10000時
間を超える寿命（ライニング厚みに依存する。）
を与える平均摩耗率10μm／100時間を示した。従
つて、油のない潤滑性状態においても、HXは極
めて高い耐摩耗性を示す。 次に疲れ強度が考察された。HXは往復運動内
燃機関エンジンのクランク軸軸受にかけられる動
的負荷を仮装する装置で試験された、試験材料
は、20時の作動期間の間にライニング疲れを起す
ピーク特定負荷によつて評価された。これらの試
験の間の油供給温度は、約60℃であつた。得られ
た結果は第４表に要約される。 第 ４ 表 材 料 疲れ評価（Ｎ／mm2） スズベースホワイトメタル 40 ポリフエニレンエーテル 50 網状20％スズ−アルミニウム 100 HX 100 鉛青銅（10％スズ 10％鉛） 130＋ これゆえ、HXの疲れ強度は非常に耐久性のあ
る材料と比較できるものであることがわかり得
る。 本発明は、以下の本発明を限定するものではな
い。実施例に説明されるように種々の方法におい
て実施可能である。 好ましい実施態様による詳説 実施例 １ ICI製、商品名VICTREX PEEK、グレード
45GのポリエーテルエーテルケトンがICI製、商
品名FLUON VX2のグラフアイト20重量％およ
び青銅20重量％調合PTFE鋳物粉末と、PEEK80
重量％に対してVX2 20重量％の割合で化合され
た。該混合物は、一般的溶融押出装置を用いて溶
融相において化合された。この状態下で、温度
は、PEEKが溶融されPTFEがかなりの粘度であ
る360゜〜390゜に保持された。得られたブレンドは
凝固状態で小粒に粉砕される素質の形状へ押出し
された。該小粒は幅15cm、厚さ250ミクロンの連
続テープへと再度押出しされた。 得られたテープは非孔質で密度1.55g／cm3有す
る非常に均質な灰色の外観であつた。該テープは
次に、機械的要部として作用する0.5mm多孔質鉛
青銅中間層を介在させて1.5mm厚の鋼片に堅固に
結合された。この台金片は一方の面に青銅粉末を
焼結した連続銅メツキ鋼片の状態を呈している。
この裏金片は誘導加熱器に通して360〜380℃にプ
レヒートされ、そしてその上面に該高分子テープ
をのせてロールミルを通過させた。この圧延結合
片は次に迅速に水で急冷され巻かれた。軸受部材
はこの鋼台金化材料で形成され、標準試験技術で
高い疲れ強度、低い摩擦係数および低い摩耗率を
有することがわかつた。 実施例 ２ ICI製VICTREX PEEK、グレード45Pの機械
紛砕により得られた英国規格200メツシユふるい
を100％通過する（76μ以下）PEEK粉末が、青銅
20重量％およびグラフアイト20重量％調合PTFE
鋳物粉末であるICI製FLUONVX2 20重量％とよ
く混合された。混合は高速度ミキサーにより行な
われた。 この高分子粉末は以下の方法により試験軸受ラ
イニングに製造された。使用された台金は、５ミ
クロン厚みの銅メツキ中間層および銅上に焼結さ
れた0.5mm厚の11％すず含有青銅（英国規格60〜
100メツシユふるい）の多孔質青銅層を有する1.5
mm厚の鋼片であつた。 あらかじめ乾燥された高分子粉末は、基質（台
金）上へ振動フイードホツパーにより1.5mm厚に
散布され、次に360〜370℃の温度に誘導加熱によ
り熱せられた。この素材片（ブランク）は粉末が
連続密着ライニングへと固定されるように圧延さ
れた。この被膜素材片は次に迅速に冷却され、実
施例１と同様な特性を有する軸受に形成された。 実施例 ３ 調合PEEK小粒は実施例１と同様な方法で調製
され、一般的往復運動スクリユー射出成型機で射
出成型された。使用された成型機はネグリボツシ
V7−9FA［Negri BossiV7−9FA］（約２オンス
（57g）射出能力）であり、材料は外径15mm、長
さ15mm、壁厚さ1.5mmの平軸受ブツシユに鋳造す
ることが容易であるように約370℃の製造温度で
供給された。これらはまた実施例１で得られた軸
受と同様の特性を示した。 実施例 ４ ICI製VICTREX PEEK 45Pを機械粉砕して英
国規格200メツシユ（76ミクロン）ふるいを通し
て得られたポリエーテルエーテルケトンの微粉末
がICI製FLUON VX2（グラフアイト20重量％＋
青銅20重量％＋PTFE60容量％）20重量％と高速
度ミキサ中で混合された。混合物は、20：１の
Ｌ／Ｄ比の一般的スクリユー押出機のホツパーへ
ゆつくりと供給された。２mmダイギヤツプの４イ
ンチ幅ダイス型（10cm）が使用され、ドローダウ
ン比率が、引取り速度を出現材料が望まれる多孔
性と厚みとなるまで増加させることにより増加さ
せられた。 得られたテープは嵩密度1.7g／cm3およびテープ
を全体を通して空隙率30〜36％で変化する多孔性
を有する500ミクロンの厚みのものであつた。顕
微鏡的観察は、テープが、平均直径10ミクロンの
引き延ばされたPEEKの微細構造が絡み合され融
着されたものよりなることを示した。このテープ
は、実施例１に述べたと同様の方法で鋼台金に堅
固に結合され、試験用ブツシユを形成した。ブツ
シユはSAE粘度10の油を減圧下に飽和させ、広
範囲の操作条件下で試験された。すべての場合に
おいて好ましい結果が得られた。 実施例 ５ PEEK微粉末がICI製FLUON L169（PTFE粉
末）とよく混合され、実施例４と同様な方法で多
孔質繊維質テープに押出された。今回は生成物は
高い多孔性（40〜55％空隙）を有していた。この
テープは、実施例４に述べたように鋼台金に結合
され、ブツシユを形成した。今回は、ブツシユは
実施例４に述べる試験の前にリチウムセツケンベ
ースグリース（Shell Alvania RA）を飽和減圧
させた。再度、好ましい結果が得られた。 本発明による組成は、軸受材料としての使用に
ついて述べてきたが、これらはまた、例えば構造
的補強材として、また多孔性材料の場合には濾過
材として等、他の適用における使用にもまた適し
ている。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 金属台金ならびに60〜90重量％のポリエーテ
ルエーテルケトンと15〜3.7重量％のポリテトラ
フルオロエチレン、５〜1.3重量％のグラフアイ
トおよび20〜５重量％の青銅との混合物よりなる
組成を有するライニングよりなる平軸受。 ２ グラフアイト、ポリテトラフルオロエチレン
および青銅の重量比が１：３：４である特許請求
の範囲第１項に記載の平軸受。 ３ ライニングがグラフアイト2.5重量％、ポリ
テトラフルオロエチレン7.5重量％、青銅10重量
％およびポリエーテルエーテルケトン80重量％よ
りなる組成を有する特許請求の範囲第１項または
２項に記載の平軸受。 ４ 台金とライニングの間に青銅の中間層を有す
る特許請求の範囲第１項から第３項のいずれか１
つに記載の平軸受。 ５ 金属台金に青銅の中間層を焼結し、ライニン
グ材層を焼結物に当て、ライニング、中間層およ
び台金に熱と圧力を加えることでなり、かつ該ラ
イニングは60〜90重量％のポリエーテルエーテル
ケトンと15〜3.7重量％のポリテトラフルオロエ
チレン、５〜1.3重量％のグラフアイトおよび20
〜５重量％の青銅との混合物よりなる組成を有す
る物質である平軸受の製造方法。 ６ ライニングが中間層に圧延結合されるもので
ある特許請求の範囲第５項に記載の製造方法。 ７ 熱および圧力がライニング／中間層／台金複
層物の２ないしそれ以上を積重ねたものにかけら
れ、この複層物が加圧下に冷却されるものである
特許請求の範囲第５項に記載の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB838306989A GB8306989D0 (en) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | Composition of matter |
| GB8306989 | 1983-03-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62266223A JPS62266223A (ja) | 1987-11-19 |
| JPH0156285B2 true JPH0156285B2 (ja) | 1989-11-29 |
Family
ID=10539537
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59048927A Granted JPS59182843A (ja) | 1983-03-14 | 1984-03-14 | ポリエーテルエーテルケトン含有物質の組成物およびその製造方法 |
| JP62074575A Granted JPS62266223A (ja) | 1983-03-14 | 1987-03-30 | 平軸受およびその製造方法 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59048927A Granted JPS59182843A (ja) | 1983-03-14 | 1984-03-14 | ポリエーテルエーテルケトン含有物質の組成物およびその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4592782A (ja) |
| EP (1) | EP0119815A3 (ja) |
| JP (2) | JPS59182843A (ja) |
| CA (1) | CA1227184A (ja) |
| GB (2) | GB8306989D0 (ja) |
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