JPH03250097A

JPH03250097A - 摺動部材およびその製造方法

Info

Publication number: JPH03250097A
Application number: JP2046871A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Tanaka; 正田中; Hidehiko Tamura; 田村　英彦; Kiyohide Uenaka; 植中　清英; Shigemasa Hakakoshi; 墓越　繁昌
Original assignee: Daido Metal Co Ltd
Current assignee: Daido Metal Co Ltd
Priority date: 1990-02-27
Filing date: 1990-02-27
Publication date: 1991-11-07
Anticipated expiration: 2010-04-19
Also published as: KR910021544A; DE4106001A1; JPH0735514B2; GB2241993B; DE4106001C2; GB9104053D0; US5162157A; GB2241993A; KR940011338B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、Ｗ、擦１１１！紅特性に優れた摺動部材およ
びその製造方法に関するものである。

［従来の技術］従来の摺動部材およびそのｌｌｔ造す法は、例えば次の
■、■、■の特許公告公報および特許公開公報がある。

ぞの要旨は、金属裏金の表面に施された多孔質金属層の
孔隙とその表面に次の■、■、■のカッコ内に示す含浸
被覆用組成物を含浸被覆してなる摺動部材である。

■特公昭３９−１６９５０号公報（含浸被覆用組成物と
して、例えば容楢％でＰ［１−Ｅ２０Ｐｂまたはｌ）’
ＴＦヒー２０ＰｂＯ）（Ｐ’ｒＦＥ：ポリテトラノルオ
ロエチレン） ■特公昭６１−５２３２２号公報（含浸被覆用組成物と
して、例えば容積％でＰ　１’　Ｉ”　Ｅ２０ＰＦＡ）
（Ｐｉ二八へテトラノル、４’　［Ｊ１ブレン・パープ
ル′ＡＬ：Ｉアル、１ルビニル工−テル共Φ合体） ■特開昭５９−１０３０２２号公報（含浸被覆用組成物
として、例えば８艶％で））　Ｔ’　Ｆ　Ｅｌ　０ＰＦ
Ａ−２０Ｐｂ）ここで、特に注目すべきことは、前記■公報第１頁も欄
第２１行と第２２行には、実施例として使用される金属
鉛の形態は、３００Ｂ、Ｓ、Ｓ。

メツシュの鉛粉末という粗いもので、これをｆＵｆｆｌ
対表面積比に換算すると５００α２／ｇであって、この
ような小さな比表面積の鉛粉末が使用されていた。また
前記■と■における鉛粉末も、当時の技術水準として、
はぼ前記■と同じであった。また前記■と■においては
、いろいろな種類の溶融フッＷ４樹脂が使用されていた
。

［発明が解決しようとする課題］前記従来の技術■、■および■で開示されているような
極めて粗い鉛粉末、すなわち比表面積の小さな鉛Ｖ）末
およびいろいろな種類の溶融フッ素樹脂を用いた技術に
よる摺！７１部拐およびその製造方法は、摺動特性上、
乾燥状態での摺動による摩擦摩耗特性および境界Ｉｔｌ
滑、固渇潤滑下での耐摩耗、耐キ１１ビテーション特性
において、両方を満足させるものではなかった。

本発明が解決しようとする課題は、このような、両方を
満足させるためには、どの程度の大きさの金属鉛を使用
りれば前記課題を解決できるか、また、どのような特定
の溶融フッ素樹脂を選択すれば前記課題が解決できるか
を見究める点にある。

′ｒＪ′なわち、本発明の目的は、これら従来の発明の
別々の特性を単一材料で両立さゼることにある。

ｒｉ題を解決するための手段］本発明の目的を達成づるための手段として、次の（１）
〜（４）の摺動材料および製造方法を提供することにあ
る。

（１）　　金属裏金の表向に施された多孔質金属Ｎの孔
隙とその表面に次の含浸被覆用組成物に）を含浸被覆し
てなる摺動部材。

ａｌ］し１几」負え隻幹　ＰＦＡ、Ｅｌ）ＥおよびトヒＰからなるＡ群（溶融
ソツｆＡＭＡ脂）から選ばれた少なくとも１秤を０．５
〜３０容量％、金Ｊｉｍ　ｉ１ニ”）　ｕＮ　Ｔぞの比
表面積が平均粒径で１．０００〜Ｂ、ｂ００ｃＩＩ２／
ｇの形状組成ヨリ成す、かつ容量が５〜３０％、および
残部が実質的にＰｌ「［からなり、Ｐ　Ｔ　Ｆ−Ｅ以外
の各成分の合計が５．５〜５０容量％である組成物。

（２１上記（１）記載の含浸被覆用組成物←）を、金属
裏金上の表面に廃された多孔質金属に４の孔隙とぞの表
面に含浸被覆し、しかる後、中性または還元性雰囲気中
にて焼成してなる庖動部材の製造方法。

（３）金属裏金の表向に施された多孔質金属層の孔隙と
その表面に次の含浸被覆用組成物ケ卓を含浸被覆してな
る摺動部材。

含浸被覆用組成物（へ）　ＰＦＡ、ヒｐ　ＥおよびトＥ　ｌ）からなるΔ
群（溶融フッ素樹脂）から選ばれた少なくとも１４１を
０．５〜３０容量％、金属鉛についてその比表面積が平
均粒径て１．０００〜８，５００α２／ｇの形状組成よ
り成り、かつ８懇が５〜３０％、金属酸化物、金属フッ
化物およびグラファイトなどの固体潤滑剤、カーボン゛
ノ？イバー、グラスファイバーなどの繊維材料、ならび
にＳｉＣなとのセラミックスからなる８群（充填剤）か
ら選ばれた少なくとも１種を０．５〜３０容最％、残部
が実質的にＰ　’Ｉ−Ｆ　Ｅからなり、Ｐ　ｒ　Ｆ　Ｅ
以外の各成分の白露１が６〜５０容醋％である組成物。

（４）　　上記（３）記載の含浸被覆用組成物（へ）を
、金属裏金上の表面に施された多孔質金属賭の孔隙とそ
の表面に含浸被覆し、しかる後、中性または還元雰囲気
中にて焼成してなる摺動部Ｈの製造方法。

（ＥＰＥ：テトラフルオロエチレン・ベキ１ノフルオロ
ブロビレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重
合体、ｒＥＰ：テトラフルオロ１チレン・ヘキサフルオ
ロプロピレン共重合体）［作用］次に、本発明の摺動部材およびその製造方法に６１」る
含浸被覆用組成物を、前記特許請求の範囲（１）に２戟
の如く限定づる伸出と、その作用効果について説明する
。

前記に）の含浸被覆用組成物に関しては、まず、先行技
術■である特開昭５９−１０３０２２号公報においで、
溶融フッ素樹脂としてトＥＰ、ＰＦΔ、ＥＴ’ＦＥＳＰ
ＶＩ）Ｆ、ＰＣＴＦＥ及ＣＦＥｌ）Ｅが記載されている
点との比較が１２である。本願発明のｆ４！公な特徴の
一つは、これらの溶融フッ素ｖＡｌｌＩｆからＰ　Ｔ　
Ｆ　Ｅと完全相溶しポリマーアロイとなりうるのはＰＦ
Ａ、Ｅｌ）Ｅ及び１：ピ１）であることを試行１１ｉ誤
により見出したものである。

次にそれらの数量限定について説明する。

ＰＦＡ、　Ｅ　ＰＥａ３Ｊ：ヒＦ　Ｅ　Ｐカラナ６１￥
ｌ＋’うｍばれた少なくとも１種を０．５容量％未満Ｃ
は、耐摩耗性および耐キャビチーシコン性が著しく低卜
する。また、３０容聞％を越えると初期の耐摩耗性は向
上するが、摩擦係数と摩擦温度が上昇し、後に摺動面が
熱により流動が発生し好ましくない。

故に、このように限定した。また、これら溶融フッ素樹
脂はＰ　Ｔ　Ｆ　Ｅと完全相溶しポリマーアロイとなる
が、この性質はｒ、’＋　＊油中における耐キャビチー
シコン性を向上させる上で重要なもので、特公昭６１−
５２３２２号公報などに記載の通りである。そしてこの
外に同じく含浸被覆用組成物りに記載の、重量に比較し
て表面積の大きな金属鉛粉末の添加によりＰＴＦＥマト
リックスからなる組成物層の耐キャビテーション性は著
しく低Ｆするが、溶融フッ素樹脂によるＰＴＦ［とのポ
リマーアロイ化により改善されることにある。

金属鉛粉は、それがＰ　１’　Ｆ　Ｅの中に分散してい
る場合摺動部材の相手材（鋼またはステンレス鋼が一般
的）に対してＰ　１’　Ｆ　Ｅを移着させる作用効果が
ある。そしτ、これが低摩擦摩耗となると言われている
。その先行技栴としては前記特公昭３９・−１６９５０
公報である。

しかしながら、本発明は市販の金属鉛粉を分級（￥ｊ級
綴物分１）ること）シ、かつ、いろいろ組み合せを行い
、その平均粒径において、重犠対表面面積比が従来５０
０ｃＩＲ２／ｇのものより５．００００ｍ２／ｇと１０
４８稈異なるように工夫し、これが著しく低摩擦で低摩
耗であることを見い出したのである。これは前記に述べ
たＰ　１−　Ｆ　Ｅの移着の作用効果がさらに細かく数
多く効率的に行われた結果である。

比表面積を１．０００へ−８，５００ｏｎ２／９とした
のは、１．０００α２／Ｕ未満では摩擦摩耗にＪ３いて
従来と変わらず、８，５００α２／ｇを越えるものは工
業的に台底粉末の製造が困難であるためである。

添加量として、３０容量％を越えては溶融フッ素樹脂を
添加してｂ耐キ１／ビデ−ジョン性を維持するのは難し
い。また、５容量％未満では必要な摩擦摩耗特性を確保
することはできない。よって５〜３０容量％とした。金
属鉛粉はガスアトマイズ、水アトマイズ、搗砕法によっ
て製造される。

さらに、金属酸化物、金属フッ化物Ｊ３よびグラファイ
ト、ＭｏＳ　　、ＷＳ　　、ＰｂＳなどの固体２２潤滑剤、カーボンファイバーなどの繊維材料ならびにＳ
ｉＣなどの廿ラミックからなる群から選ばれた少なくと
も１種を添加することにＪ：すｌ！Ｉ擦斤耗特竹が向上
−４６゜ただし、それらの群から選ばれた少なくとも１
種が０．５ＦＩｆｆｉ％未渦では、摩＊摩耗特性に関し
添加したことによる効果が生ぜず添加する慈味がない。

また、上記の少なくとも１種が３０容徂％を越えて添加
づると脆化して実用に適さなくなる。したがって、前記
の少なくとも１Ｍ！は０．５〜３０容Ｍ％の範囲でなく
てはならない。

金属酸化物とは、次の物を指す。すなわら、Ｚｎ、Ａ１
．Ｓｂ、Ｙ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｍｏ。

Ｃｄ、Ｃａ、ＡＱ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｍｎ、３
ｎ、Ｃｅ、ｗＳＢｉ　、王ａ、Ｆｅ。

Ｃｕ、Ｐｂ１Ｎ　＋　、Ｔｅ、Ｎｂ、Ｐｔ、■、Ｐｄ、
　Ｍａ、　Ｌの各単独酸化物、およびＣｏｏ−ＡＩ　　Ｏ、Ｔｏｏ　　−Ｚｎ０２．２３　　
　２ＰｂＯ”　Ｔ　ｉ　０２　、ｃｏｏ　＊　５ｎ０２　、
Ｍｈｏ−△１２０３　、ＺｒＯ２・Ｓ　ｉ０２、Ｃ０Ｏ
−Ａ１２ｏ３　・ＭｇＯ１ＣＯＯ−△ｌ　２０３　　”　Ｃｒ’２０３　、Ｃｏｏ
−ＺｎＯ−ＭＱＯｌｐｂ　　ｏ　　−５ｂ２ｏ３・１−　ｉ　０２、４Ｃｒ　　Ｏ−８ｂ２０３　・’ｒｉｏ２、３Ｃｒ２０３　・ＣｕＯ−ＭｎＯ２、Ｃ００−Ｃｒ　Ｏ・［Ｃ２０３、３ＣＯＯ−Ｚｎｏ　−Ｎ１０　・［ｌＯ２、２Ｃｏｏ−Ｃｒ　　　　Ｏ・　ＭｎＯ−１ユ　Ｃ２０３，
２３２の複合金属酸化物をポし、金属フッ化物とはＰｂＦ２、ＡｌＦ３、Ｃｄ１：２、ｕ
ａＦ’、、、などを示し、繊Ｈ部材とはカーボンファイ
バー、グラスファイバー、木綿（ｔルロース）、アスベ
スト、ロックウール、ブータン酸カリウム繊維、’ｆｉ
ｈ族ポリアポリアミド繊維天然および人工ＩＩＮを示し
、セラミックとはＳｉＣ。

−ｒｉｃ、Ｔ’ｉＮ、ｔ３４ｃ、Ｅ３Ｎ、５ｉ３Ｎ４、
Ａ　Ｉ　Ｎ、ＨｆＮ、ＴａＮ、ＷＣ，ＴａＣ，ＶＣ。

ＺｒＣなどを示す。

なお、本発明品に使用されている金属鉛粉とは冶金工業
上丹能なＮ＋Ｐｂ粉である。大部分の金属と同様に上記
ｐｂ粉はごく表面は酸化されているが、外見上は灰ない
し黒色であり、融点は３２７℃である。

表面層内の大きな金属鉛は、Ｐ　Ｔ　Ｆ　Ｉｌ＝を主体
とした組成物の中にあってもＰ　’ｒ　Ｆ　Ｅの焼成段
階で１丁「「は小さな粒子から成り立っているため通気
性があり、酸化されてしまう傾向がある。そのため、完
全に酸化した酸化鉛を充填し″ＣＷｌ擦摩耗テストを実
施したところ、本発明品より性能は劣り、また、耐キャ
ビテーション性も劣る。これは１）　Ｔ　Ｆ　Ｅと酸化
鉛とのヌレ性が悪いためと思われる。

したがって、摺動部材の部分的な酸化を防ぐために、製
造方法としては非酸化性雰囲気の中で焼成することを本
発明の特徴とした。

Ｃ実施例］以下、本発明の実施例について説明する。

銅メツキを施した鋼裏金上に青銅粉末を多孔質に焼結し
、その後、第１表に示した含浸被覆用組成物を前記多孔
質青銅層の孔隙とその表面にロール間を通して含浸およ
び被覆させる。

次に、３２７〜４００℃の４瓜で通常雰囲気とＪｆ　Ｍ
化性雰囲気で焼成し、ざらに［Ｊ−ルを通過させてＮみ
を均一にして従来品（試料船１・〜４）および本発明品
（試料Ｎ０．５〜１７）を得た。

これらの試験結果を第１表に示し、試験条例を第２．３
表に示した。

なお、本発明に使用される裏金は鋼以外の金属、例えば
ステンレス鋼または６“銅などの銅糸合金でもよく、ま
た、裏金と多孔質層との間にはメツキなしか、または銅
メツキ以外の他の金属、合金メツキでもよく、また裏金
上に形成される多孔質層は青銅、鉛青銅など銅系合金以
外の他の金属、合金を用いてもよい。

なお、中性または還元性雰囲気中にて焼成する理由番よ
、含浸被覆用組成物の鉛粉が焼成時に酸化されないよう
にするために用いられたものである。

［発明の効果］第１表かられかるように、従来品（試料ＮＱＩ〜４）と
本発明品（試料？に１５〜１７）と比較すると、摩Ｉｌ
！摩耗特性が著しく向上されており、また潤滑油中にお
ける耐キャビテーション性も比表面積の大きい金属鉛粉
末を添加するにもかかわらず溶融フッ＃樹脂の添加によ
り体積減ら少なく、従来品（試料船１）とほぼ同等もし
くは同等以上である。

本発明品は、所期の目的である摺動特性上極めて重要な
摩擦啼耗特性の向上をはかることができた。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）金属裏金の表面に施された多孔質金属層の孔隙と
その表面に次の含浸被覆用組成物（イ）を含浸被覆して
なる摺動部材。￥含浸被覆用組成物￥（イ）ＰＦＡ、ＥＰＥおよびＦＥＰからなるＡ群（溶融
フッ素樹脂）から選ばれた少なくとも１種を０．５〜３
０容量％、金属鉛についてその比表面積が平均粒径で１
，０００〜８，５００ｃｍ＾２／ｇの形状組成より成り
、かつ容量が５〜３０％、および残部が実質的にＰＴＦ
Ｅからなり、ＰＴＦＥ以外の各成分の合計が５．５〜５
０容量％である組成物。
（２）特許請求の範囲１項記載の含浸被覆用組成物（イ
）を、金属裏金上の表面に施された多孔質金属層の孔隙
とその表面に含浸被覆し、しかる後、中性または還元性
雰囲気中にて焼成してなる摺動部材の製造方法。
（３）金属裏金の表面に施された多孔質金属層の孔隙と
その表面に次の含浸被覆用組成物（ロ）を含浸被覆して
なる摺動部材。￥含浸被覆用組成物￥（ロ）ＰＦＡ、ＥＰＥおよびＦＥＰからなるＡ群（溶融
フッ素樹脂）から選ばれた少なくとも１種を０．５〜３
０容量％、金属鉛についてその比表面積が平均粒径で１
，０００〜８，５００ｃｍ＾２／ｇの形状組成より成り
、かつ容量が５〜３０％、金属酸化物、金属フッ化物お
よびグラファイトなどの固体潤滑剤、カーボンファイバ
ー、グラスファイバーなどの繊維材料、ならびにＳｉＣ
などのセラミックスからなるＢ群（充填材）から選ばれ
た少なくとも１種を０．５〜３０容量％、残部が実質的
にＰＴＦＥからなり、ＰＴＦＥ以外の各成分の合計が６
〜５０容量％である組成物。
（４）特許請求の範囲第３項記載の含浸被覆用組成物（
ロ）を、金属裏金上の表面に施された多孔質金属層の孔
隙とその表面に含浸被覆し、しかる後、中性または還元
性雰囲気中にて焼成してなる摺動部材の製造方法。