JPH0735513B2 - 摺動部材およびその製造方法 - Google Patents

摺動部材およびその製造方法

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JPH0735513B2
JPH0735513B2 JP2046870A JP4687090A JPH0735513B2 JP H0735513 B2 JPH0735513 B2 JP H0735513B2 JP 2046870 A JP2046870 A JP 2046870A JP 4687090 A JP4687090 A JP 4687090A JP H0735513 B2 JPH0735513 B2 JP H0735513B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、摩擦摩耗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製造方法は、例えば特公昭39
−16950号公報に示すように、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）または（ロ）を含浸被覆してなる摺動部材があ
る。
（イ） PTFE（ポリテトラフルオロエチレン）＋20Pb
（金属鉛） （ロ） PTFE＋20PbO（酸化鉛） ここで、特に注目すべきことは、前記公報第１頁右欄第
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.メッシュの鉛粉末という粗いもので、
これを重量対表面積比に換算すると500cm2/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。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、前記従来の技術で開示されているこのような比
表面積の小さな鉛粉末を用いた技術による摺動部材およ
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、どの程度の大きさの
金属鉛を使用すれば目的とする摩擦摩耗特性の改善をは
かることができるかという点にある。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、以上のような課題解決の手段として、従来の
狙い鉛粉末に代えて鉛粉末、すなわち従来の金属鉛の比
表面積500cm2/gに代えて本発明は1,000〜8,500cm2/gと
いう大きな比表面積を用いれば課題が解決できることを
見いだしたものである。すなわち （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） 金属鉛についてその比表面積が平均粒径で1,00
0〜8,500cm2/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PTFEからなる組成物。
（２） 上記（１）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） 金属鉛についてその比表面積が平均粒径で1,00
0〜8,500cm2/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
の固体潤滑油剤、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
らなる群（充填剤）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5.5〜50容量％である組成物。
（４） 上記（３）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、中性または還元雰囲気中
にて焼成してなる摺動部材の製造方法。
［作用］ 金属鉛粉は、それがPTFE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PTFEを移着させる作用効果がある。そして、これが低
摩擦摩耗となると言われている。その先行技術としては
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（等級物
に分けること）し、かつ、いろいろ組み合せを行い、そ
の平均粒径において、重量対表面面積比が従来500cm2/g
のものより5,000cm2/gと10倍程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試行錯誤により
見い出し本発明を完成させたのである。これは前記に述
べたPTFE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1,000〜8,500cm2/gとしたのは、1,000cm2/g
未満では摩擦摩耗において従来と変わらず、8,500cm2/g
を越えるものは工業的に金属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％を越えると材料の脆弱性のため
の耐摩耗特性の改善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、金属フッ化物およびグラファイ
ト、MoS2、WS2、PbSなどの固体潤滑剤、カーボンファイ
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よ
り摩擦摩耗特性が向上する。ただし、それらの群から選
ばれた少なくとも１種が0.5容量％未満では、摩擦摩耗
特性に関し添加したことによる効果が生せず添加する意
味がない。また、上記の少なくとも１種が30容量％を越
えて添加す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１種は0.5〜30容量％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。すなわち、Zn、Al、S
b、Ｙ、In、Zr、Mo、Cd、Ca、Ag、Cr、Co、Ti、Si、M
n、Sn、Ce、Ｗ、Bi、Ta、Fe、Cu、Pb、Ni、Te、Nb、P
t、Ｖ、Pd、Mg、Li、 の各単独酸化物、および CoO・Al2O3、TiO2・ZnO2、PbO・TiO2、CoO・SnO2、MgO
・Al2O3、ZrO2・SiO2、CoO・Al2O3・MgO、CoO・Al2O3・
Cr2O3、CoO・ZnO・MgO、Pb3O4・Sb2O3・TiO2、Cr2O3・S
b2O3・TiO2、Cr2O3・CuO・MnO2、CoO・Cr2O3・Fe2O3、C
oO・ZnO2・NiO2・TiO2、CoO・Cr2O3・MnO2・Fe2O3、 の複合金属酸化物を示し、 金属フッ化物とはPbF2、AlF3、CdF2、BaF2、などを示
し、繊維部材とはカーボンファイバー、グラスファイバ
ー、木綿（セルロース）、アスベスト、ロックウール、
チタン酸カリウム繊維、芳香族ポリアミド繊維などの天
然および人工繊維を示し、セラミックとはSiC、TiC、Ti
N、B4C、BN、Si3N4、AlN、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治金工業
上可能な粉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、PTFEを主体とした組成物の
中にあってもPTFEの焼成段階でPTFE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て摩
擦摩耗テストを実施したところ、本発明品より摩砕摩耗
特性は劣る。
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。
［実施例］ 以下、本発明の実施例について説明する。
銅メッ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を通して含浸およ
び被覆させる。
次に、327〜400℃の温度で通常雰囲気と非酸化性雰囲気
で焼成し、さらにロールを通過させて厚みを均一にして
従来品（試料No.1〜３）および本発明品（試料No.4〜1
3）を得た。
これらの試験結果を第１表に示し、試験条件を第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青銅などの銅系合金でもよく、ま
た、裏金と多孔質層との間にメッキなしか、または銅メ
ッキ以外の他の金属、合金メッキでもよく、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焼成する理由は、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表からわかるように、従来品（試料No.1〜２）と本
発明品（試料No.3〜12）と比較すると、摩擦摩耗特性が
著しく向上されている。
本発明品は、所期の目的である摺動特性上極めて重要な
摩擦摩耗特性の向上をはかることができた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｍ 107:38） Ｃ１０Ｎ 10:00 10:08 30:06 40:02 50:08 (56)参考文献 特開 昭64−81897（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−120798（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−261396（ＪＰ，Ａ) 特公 昭39−16950（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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） 金属鉛についてその比表面積が平均粒径で1,00
    0〜8,500cm2/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PTFEからなる組成物。
  2. 【請求項２】特許請求の範囲第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. 【請求項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） 金属鉛についてその比表面積が平均粒径で1,00
    0〜8,500cm2/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
    なる群（充填材）から選ばれた少なくとも１種を0.5〜3
    0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5.5〜50容量％である組成物。
  4. 【請求項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。
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