JPH0219875B2 - - Google Patents

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JPH0219875B2
JPH0219875B2 JP8976983A JP8976983A JPH0219875B2 JP H0219875 B2 JPH0219875 B2 JP H0219875B2 JP 8976983 A JP8976983 A JP 8976983A JP 8976983 A JP8976983 A JP 8976983A JP H0219875 B2 JPH0219875 B2 JP H0219875B2
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JP
Japan
Prior art keywords
sliding
coating
sintered
iron
present
Prior art date
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JP8976983A
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English (en)
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JPS59215396A (ja
Inventor
Katsuji Tokukura
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Fine Sinter Co Ltd
Original Assignee
Japan Powder Metallurgy Co Ltd
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Publication date
Application filed by Japan Powder Metallurgy Co Ltd filed Critical Japan Powder Metallurgy Co Ltd
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Publication of JPS59215396A publication Critical patent/JPS59215396A/ja
Publication of JPH0219875B2 publication Critical patent/JPH0219875B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C22/00Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C22/82After-treatment
    • C23C22/83Chemical after-treatment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、スライドメタル、ブツシユ、シユー
等の摺動材として好適であつて、摺動時に焼付き
や相手材との間で異音を発することが少なく且つ
耐スカツフイング性、耐摩耗性等の摺動特性、特
に初期摺動特性に優れた焼結摺動材料に関する。 尚、本明細書において、“耐スカツフイング性”
とは、本発明焼結合金と相手材との摺動接触に際
し、双方の摺面における損傷、面荒れ等が発生し
難い性質をいう。 従来、スライドメタル、ブツシユ、シユー等に
使用される摺動材としては、合金素地内に硫化物
相とマルテンサイト相等の比較的硬い焼入れ相と
を分散させた焼結合金が主として使用されてい
る。しかしながらこの種の材料は上記マルテンサ
イト相等の比較的硬い焼入れ相のために、摺動す
る相手材を傷つけやすく、耐スカツフイング性が
不充分であり、また使用条件によつては、グリー
ス切れや砂等の異物のかみ込み等により異音を発
生させ易い等の問題点がある。 本発明者は、上記の如き問題点を解消し得ると
ともに、従来品と同等以上の耐摩耗性を備えた焼
結鉄合金を得るべく種々研究を重ねた結果、先に
マルテンサイト相等より硬度が低いソルバイト状
パーライト相を合金素地中に均一に分散され、同
時に硫化物相を出現させた特定の合金鋼を鉄源と
する摺動材用焼結鉄合金を開発した〔特開昭58−
27961号公報参照〕。 上記開発された焼結鉄合金は、殊に異音の発生
が抑制されていること、耐スカツフイグ性、耐摩
耗性等に優れていること等の優れた摺動特性を具
備するものであつたが、尚改善されるべき余地が
あつた。即ち一般に摺動材は、安定摺動に至るま
での摺動初期に相手材との接触部の偏荷重等の不
安定性から、焼付きやスカツフイング等が生じや
すく、この摺動初期における摺動特性、所謂初期
なじみ性を有することが要求されるが、従来公知
の摺動材は勿論のこと、本発明者が先に開発した
上記焼結鉄合金も尚初期なじみ性に問題があつ
た。 本発明者らは、上記初期なじみ性の改善を目的
として更に引き続き鋭意研究を重ねた結果、従来
よりこの種摺動材料として利用されている鉄系焼
結体表面上にリン酸塩被膜及び二硫化モリブデン
被膜を形成させる時には、所期の目的である初期
なじみ性が改善されると共に、実に驚くべきこと
に基材とする鉄系焼結体自体の有していた異音発
生、焼付発生等の弊害も解消され、しかも耐スカ
ツフイング性、耐摩耗性等も亦顕著に改善される
という予期し得ない効果が発現されることを見い
出した。 本発明は上記知見に基づき完成されたものであ
り、その要旨は、マンガンを含まない鉄系焼結体
にリン酸塩被膜及び二硫化モリブデン被膜を形成
させてなることを特徴とする焼結摺動材料に係
る。 本発明の摺動材料は、従来より耐スカツフイン
グ性、異音発生等の面で問題点のあつたマンガン
を含まない鉄系焼結体を基材として利用するに拘
らず、該基材表面上に特定の二種の被膜を形成さ
せたことに基づいて、この種摺動材料に要求され
る優れた耐スカツフイング性、耐摩耗性等を具備
し、しかも焼付きや異音の発生が抑制されてお
り、特に初期摺動特性即ち初期なじみ性が顕著に
向上されている。 本発明の摺動材料において基材として用いるマ
ンガンを含まない鉄系焼結体は、従来よりこの種
摺動材用焼結体として知られる各種鉄合金のいず
れであつてもよい。該焼結体としては、例えば鉄
粉に銅粉、黒鉛粉、ニツケル、モリブデン等の合
金成分が約0.1〜8重量%配合後、常法に従い成
形圧力約4トン/cm2〜10トン/cm2で加圧成形し、
約1000〜1300℃の焼結した各種の焼結体を例示す
ることができる。特に好ましい焼結体は、真密度
と見掛け密度との密度比が75〜95%の範囲にあ
る。この好ましい焼結体としては、例えば鉄粉を
92%以上含有する混合粉末を成形圧力4〜10ト
ン/cm2で成形し、1000〜1300℃で焼結することに
より得られたものを例示することができる。 本発明の摺動材料は、上記マンガンを含まない
鉄系焼結体表面に、リン酸塩被膜及び二硫化モリ
ブデン被膜を順次形成させることにより製造され
る。 リン酸塩被膜の形成は以下の如くして行なわれ
る。即ちFe2+、Zn2+、Mn2+などの2価金属の第
一リン酸塩〔M(H2PO42〕とオルトリン酸
(H3PO4)との混液を処理液とし、これを用いて
上記焼結鉄合金を処理することにより行なわれ
る。処理液における第一リン酸塩とオルトリン酸
との混合割合は、通常H2PO4 -に対してH3PO4
約12.5〜15%の濃度範囲となる量とされる。また
処理は通常の塗布法、スプレー法、浸漬法等の各
種の方法により行なわれる。処理条件としては通
常約90〜100℃、好ましくは97〜98℃の温度及び
約10〜15分の処理時間が採用される。上記処理に
より基材合金の腐食が起ると共に難溶性の第三リ
ン酸塩被膜〔M3(PO42〕が形成される。該第三
リン酸塩被膜は、例えば2価金属の第一リン酸塩
してZn(H2PO42を用いた場合でも溶液中に次第
に基材合金に由来するFe(H2PO42が蓄積される
ため、Fe2+とZn2+の第三リン酸塩の混合物とな
る。また上記処理液中には硝酸イオン(NO3 -
や塩素酸イオン(ClO3 -)等を遊離する酸化剤を
加えておくことができ、之等酸化剤の併用によれ
ば、腐食反応の促進により処理時間を短縮させる
ことができる。処理終了後、被処理合金は常法に
従い、水洗乃至湯洗され、乾燥される。 かくして形成されるリン酸塩被膜量は、通常約
0.5〜30g/m2であり、被膜は好ましくは約40〜
50μmの膜厚を有し、灰色乃至黒色の均一な色調
を呈し、基材との密着性に優れたものである。 上記リン酸塩被膜の形成に引き続く二硫化モリ
ブデン被膜の形成は、被処理基材表面に二硫化モ
リブデンを含むコーテイング液を塗工し、次いで
塗膜を焼付処理することにより実施される。ここ
で用いられるコーテイング液は、二硫化モリブデ
ンを適当な液状有機バインダーに分散させたもの
であり、液状有機バインダーとしては例えば液状
エポキシ樹脂、アルキド樹脂、エポキシアクリレ
ート樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂を例示
できる。二硫化モリブデンとしては、純度99%以
上のものが好ましく、また粒径50μm以下を85%
以上含む粒度のものが好ましい。 二硫化モリブデンを適当な液状有機バインダー
に分散させた後適当な溶剤にて希釈して各々のコ
ーテイング法に適した粘度に調整される。ここで
希釈溶剤としては、セロソブアセテート、キシレ
ン、トルエン、エタノール等の単体又は混合液が
使用される。また上記コーテイング液は液状有機
バインダーに重量比で10〜30%の二硫化モリブデ
ン粉末を加えて十分に撹拌分散させた後希釈溶剤
を添加して塗工方法に適した粘度に調整する。 上記コーテイング液の塗工は適当なコーテイン
グ方法例えば、浸漬法、スプレー法、タンブリン
グ法、ハケ塗り法等で実施される。液の塗工量
は、通常焼付後の膜厚が3〜20μm、好ましくは
5〜10μmとされるのがよい。上記で塗工された
塗膜の焼付け温度及び時間は、使用する有機バイ
ンダー及び希釈溶剤の種類により適宜に選択さ
れ、特に制限はないが、通常室温で10分間ぐらい
から200℃で60分間ぐらいの間とするのが好まし
い。かくして所望の二硫化モリブデン被膜の形成
された本発明の摺動材料製品を収得できる。 以下実施例を示し、本発明の特徴とするところ
をより一層明らかにする。 実施例 1 −100メツシユの鉄粉97.5重量部に、−200メツ
シユの電解銅粉2重量部、黒鉛粉0.5重量部及び
ステアリン酸亜鉛0.7重量部を配合混合し、混合
物を加圧成形後アンモニア分解ガス中約1150℃で
60分間焼結して鉄系焼結体基材試料を得た。尚上
記においては成形圧力を種々変化させて密度比75
〜95%の各種試料を作成した。 上記で得た鉄系焼結体基材試料を、1中に
Mn++を1.6g、Fe++を2.6g及び燐酸根を15g含む
処理液中に、90〜99℃で30分間浸漬してリン酸塩
被膜を形成させ、これを温度を70℃以上に保持し
たタンク内で揺動させつつ湯洗し、次いで90℃以
上の熱風乾燥炉内で50〜60分を要して乾燥し、空
気中で除令した。 更に得られたリン酸塩被膜形成合金試料に、予
めエポキシ樹脂に重量百分率で20%の純度99%以
上で粒径が50μm以下が85%以上を含む二硫化モ
リブデン粉末を加えて均一に混合した後、セロソ
ルブアセテートとキシレンの混合液(1:1)で
希釈してフオードカツプ4号による粘度を9.0〜
9.5秒に調整して得た二硫化モリブデンコーテイ
ング液に、金網製のドラム中にリン酸塩被膜処理
を施した焼結体を入れて該ドラムを上記コーテイ
ング液に浸漬して約10秒間ムラなく回転させて焼
付後の膜厚が5〜10μmとなるように塗工し、熱
風乾燥炉内で180℃で40分間焼付処理して二硫化
モリブデン被膜を形成させた。 かくして本発明焼結摺動材料試料を得る。 得られた試料を以下の摺動試験に供した。即ち
添付第1図に示す如く、本発明摺動材試料1をバ
ネ2により35Kgfの押し付け力で相手材3に押し
付け、該相手材3の一端を、クランク円盤4に連
杆5を介して連結され、6を枢軸として揺動する
揺動杆7に連結して、クランク円盤4の回転によ
り、ローラー8上の上記相手材3を1分当り15回
(合計5000回)往復動させた。相手材3は、一般
構造用圧延鋼(SS−41)に亜鉛めつきを施した
ものである。 試験に先立つて試料1と相手材3とが接する位
置にグリースを約0.4c.c.供給しておき、更に試験
前及び往復動1000回毎に水と砂の混合物を同位置
に1c.c.ずつ供給した。 摺動特性(初期摺動特性)は、上記揺動杆7に
歪みゲージ9を設置し、初回〜5000回の所定時期
でのトルクを測定することにより判定した。該ト
ルクが小さい程摺動特性が良いことを表わしてい
る。また初期なじみ性は、上記試験における初回
と、50〜100回(摺動摩擦トルクの変化がなくな
つた定常状態)とのトルク差を対比して評価し
た。即ち上記トルク差が小さい程初期なじみ性が
良好であるといえる。 異音発生は、上記試験期間中集音装置により探
知し、又試料1の5000回の摺動試験後の摩耗寸法
をマイクロメーターにて求め、その1回当りの耐
摩耗性を算出した。更に相手材3の摩耗寸法によ
り耐スカツフイング性を判定した。 得られた結果を第1表に示す。尚第1表には、
比較のため、上記実施例1の前半で得られた鉄系
焼結体基材試料(何らの被膜をも形成させていな
いもの)を用い、同一試験を行なつた結果を比較
例として併記する。
【表】 上記第1表より、本発明の焼結摺動材料は比較
例に示すそれと比較して、初回の摺動トルクが小
さく、また初回の摺動トルクと定常状態での摺動
トルクとの差も小さく、これらから初期なじみ性
が改善されていることが明白である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本願実施例で使用した摺動試験装置
の概要を示す図面である。 1…本発明摺動材試料、3…相手材。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 マンガンを含まない鉄系焼結体にリン酸塩被
    膜及び二硫化モリブデン被膜を形成させてなるこ
    とを特徴とする焼結摺動材料。
JP58089769A 1983-05-20 1983-05-20 焼結摺動材料 Granted JPS59215396A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58089769A JPS59215396A (ja) 1983-05-20 1983-05-20 焼結摺動材料

Applications Claiming Priority (1)

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JP58089769A JPS59215396A (ja) 1983-05-20 1983-05-20 焼結摺動材料

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JPS59215396A JPS59215396A (ja) 1984-12-05
JPH0219875B2 true JPH0219875B2 (ja) 1990-05-07

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ID=13979897

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JP58089769A Granted JPS59215396A (ja) 1983-05-20 1983-05-20 焼結摺動材料

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2587697B2 (ja) * 1989-02-23 1997-03-05 株式会社 小松製作所 複合固体潤滑剤

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5911415B2 (ja) * 1977-12-16 1984-03-15 ヤマハ発動機株式会社 弾性部品の組付装置
JPS5676330A (en) * 1979-11-28 1981-06-23 Kawasaki Heavy Ind Ltd Finishing of gear by shaving

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JPS59215396A (ja) 1984-12-05

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