JPH0823033B2 - 複合摺動部材 - Google Patents

複合摺動部材

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JPH0823033B2
JPH0823033B2 JP4006396A JP639692A JPH0823033B2 JP H0823033 B2 JPH0823033 B2 JP H0823033B2 JP 4006396 A JP4006396 A JP 4006396A JP 639692 A JP639692 A JP 639692A JP H0823033 B2 JPH0823033 B2 JP H0823033B2
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resin
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substrate
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英彦 田村
伸隆 平松
拓也 田中
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Daido Metal Co Ltd
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    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
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    • C10M169/04—Mixtures of base-materials and additives
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、優れた絞り加工性及び
摩耗特性に優れた複合摺動部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来軸受材料等の複合摺動部材として
は、金属金網又はエキスパンドメタルを基体とし該基体
の空孔部及び表面に、テトラフルオロエチレン樹脂（以
下ＰＴＦＥと言う。）に黒鉛、二硫化モリブデン、ガラ
ス繊維、熱硬化性樹脂などの充填材を添加して得られた
合成樹脂組成物である摺動部材用組成物を含浸被覆した
ものが使用されており、これらの部材は耐摩耗性、低摩
擦係数を得ることを目的とするものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の金属金網又はエ
キスパンドメタルに摺動部材用組成物を含浸被着したも
のは、それなりの低摩擦係数、低摩耗量を達成してい
る。しかし、近年の過酷な使用状況を考慮してみると、
摺動特性、特に摩耗特性を必ずしも満足しているとは言
えなかった。また、多種多様な形状の軸受を絞り加工な
どで得ることは困難であった。これは、非粘着性である
ＰＴＦＥ樹脂と該基体との密着性が悪く、加工時にＰＴ
ＦＥ樹脂と該基体との間に亀裂または剥がれなどが生
じ、機械的強度が著しく低下するためであった。また、
ＰＴＦＥ樹脂と該充填材との密着性も悪く、充填材の脱
落がおこることも摺動特性を低下させる原因となってい
た。本発明は、上記問題点を解決し、優れた絞り加工性
及び摺動特性、特に摩耗特性に優れた複合摺動部材を提
供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、絞り加工性及び摩耗特性に優れた複合摺
動部材を提供する。すなわち、本発明は、金属金網又は
エキスパンドメタルを基体とし、該基体の空孔部及び表
面に、テトラフルオロエチレン樹脂の３０〜９９．８容
量％と、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキ
ルビニル共重合樹脂（以下ＰＦＡと言う。）、テトラフ
ルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合樹脂
（以下ＦＥＰと言う。）及びフルオロエチレンプロピレ
ンエーテル樹脂（以下ＥＰＥと言う。）よりなるＡ群か
ら選ばれた少なくとも１種の樹脂の０．１〜５０容量％
とから形成される相溶したポリマーアロイ並びにオキシ
ベンゾイルポリエステル、ポリフェニレンサルファイ
ド、熱硬化性樹脂、金属潤滑剤、金属酸化物、複合金属
酸化物、金属硫化物、金属フッ化物、炭素系固体潤滑
剤、繊維材料及びセラミックからなるＢ群から選ばれた
少なくとも１種の０．１〜５０容量％からなる潤滑組成
分が含浸被覆されていることを特徴とする複合摺動部材
である。
【０００５】
【作用】本発明において基体となる金属金網とは、リン
青銅合金、アルミ合金、ステンレス合金等からなり、線
径０．０５〜２ｍｍの細線を１０〜２００メッシュに編
んで得られたものである。また、エキスパンドメタルと
は、リン青銅合金、アルミ合金、ステンレス合金等から
なり、薄板０．０５〜２ｍｍにエキスパンド加工を施
し、各辺０．１〜３ｍｍ、厚さ０．１〜４ｍｍに成形さ
れたものである。
【０００６】次に、フッ素樹脂としては、ＰＦＡ、ＦＥ
Ｐ、ＥＰＥからなるＡ群のもの１種以上とＰＴＦＥを組
合せた種々の場合、すなわち、ＰＴＦＥ−ＰＦＡ、ＰＴ
ＦＥ−ＥＰＥ、ＰＴＦＥ−ＦＥＰ、ＰＴＦＥ−ＰＦＡ−
ＥＰＥ、ＰＴＦＥ−ＰＦＡ−ＦＥＰ、ＰＴＦＥ−ＥＰＥ
−ＦＥＰ、ＰＴＦＥ−ＰＦＡ−ＥＰＥ−ＦＥＰの組合せ
配合したものがすべて使用できる。これらは焼成段階で
相溶して、元のＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＰＥ、またはＰＴＦ
Ｅ及びその単なる混合物とは全く異なる別の特性を有す
る単一物質となる。このように、非粘着性であるＰＴＦ
Ｅ樹脂にＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＰＥよりなるＡ群から選ば
れた少なくとも１種の樹脂を相溶し単一物質とすること
により、該基体との密着性が著しく向上し、絞り加工時
における亀裂及び剥がれ等を防止する。更に、該充填材
との密着性も向上し、充填材の脱落を防止することによ
り、該充填材の耐摩耗性の効果を助長するものである。
本発明の組成物は単純なポリマーブレンドではないので
ある。すなわち、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＰＥの
各組合せ配合物は、焼成前はＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥ
Ｐ、ＥＰＥの各々の溶融点（ｍ．ｐ）を示す。しかし、
一度焼成した後に光学的顕微鏡及び示差走査熱量計（Ｄ
ＳＣ）による分析で調べてみると、前記各組合せ配合物
は相溶した一つの組織となり、組合せ配合物の各成分の
境界が存在しないことでわかる。なお、上記Ａ群の成分
をＰＦＡ、ＦＥＰ、及びＥＰＥと特定したのは、他のフ
ッ素樹脂例えばＥＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＣＴＦＥ等又は
それらを含めて摺動部材を形成する場合に製造工程の焼
成段階において分解、亀裂、フクレ等の著しい変形を生
じたり、又機械的強度が著しく低下することを見出した
からである。このＡ群の成分の使用量は全体の０．１〜
５０容量％、好ましくは２〜３０容量％であるが、この
限定理由は０．１容量％未満の場合には目的とする低摩
擦性、耐摩耗性が著しく低下し、また５０容量％を越え
ると耐摩耗性が向上するが摩擦係数と摩擦温度が上昇し
て摺動特性を低下させるからである。
【０００７】次にＢ群の成分としては、オキシベンゾイ
ルポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、熱硬化
性樹脂、金属潤滑剤、金属酸化物、複合金属酸化物、金
属硫化物、金属フッ化物、炭素系固体潤滑剤、繊維材料
及びセラミックの少なくとも１種またはそれらの２種以
上の組合せが選ばれ、その使用量は全体の０．１〜５０
容量％、好ましくは２〜３０容量％である。この量が
０．１容量％未満の場合は、耐摩耗性に関し組成物を添
加した効果が生ぜず添加する意味がない。また５０容量
％をこえると耐摩耗性が向上するが、摩擦係数と摩擦温
度が上昇して摺動特性を低下させることになる。なお、
上記熱硬化性樹脂とはポリイミド、ポリアミドイミド、
シリコーン樹脂、フェノール樹脂等からなり焼成段階に
おいて分解、亀裂、フクレ等の著しい変形を生じない樹
脂を示す。又金属潤滑剤とは、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｚ
ｎ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｌｉ及び／またはその合金を示
し、金属酸化物とはＺｎ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｙ、Ｉｎ、Ｚ
ｒ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｃａ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｓ
ｉ、Ｍｎ、Ｓｎ、Ｃｅ、Ｗ、Ｂｉ、Ｔａ、Ｆｅ、Ｃｕ、
Ｐｂ、Ｎｉ、Ｔｅ、Ｎｂ、Ｐｔ、Ｖ、Ｐｄ、Ｍｇ、Ｌｉ
の各酸化物を示し、複合金属酸化物とは、ＣｏＯ−Ａｌ
2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 −ＺｎＯ 2 、ＰｂＯ−ＴｉＯ2 、Ｃｏ
Ｏ−ＳｎＯ2 、ＭｇＯ−Ａｌ2 Ｏ3 、ＺｒＯ2 −ＳｉＯ
2 、ＣｏＯ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＭｇＯ、ＣｏＯ−Ａｌ2 Ｏ3
−Ｃｒ2 Ｏ3 、ＣｏＯ−ＺｎＯ−ＭｇＯ、Ｐｂ3 Ｏ4 −
Ｓｂ2 Ｏ3 −ＴｉＯ2 、Ｃｒ2 Ｏ3 −Ｓｂ2 Ｏ3 −Ｔｉ
Ｏ2 、Ｃｒ2 Ｏ3 −ＣｕＯ−ＭｎＯ2 、ＣｏＯ−Ｃｒ2
Ｏ3 −Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣｏＯ−ＺｎＯ2 −ＮｉＯ2 −Ｔｉ
Ｏ2 、ＣｏＯ−Ｃｒ2 Ｏ3 −ＭｎＯ2 −Ｆｅ2 Ｏ3 等で
あり、金属硫化物とは、ＭｏＳ2 、ＷＳ2 等を示し、金
属フッ化物とは、ＰｂＦ2 、ＡｌＦ3 、ＣｄＦ2 、Ｂａ
Ｆ2 、ＣａＦ2 等を示し、また炭素系固体潤滑剤には、
フッ化黒鉛、グラファイト、コークス、ピッチ、ター
ル、カーボン及び熱処理されたフェノール樹脂等があ
る。繊維材料とはカーボンファイバー、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等の天然繊維および人工繊維
を示し、セラミックスとはＳｉＣ、ＴｉＣ、ＴｉＣ、Ｂ
4 Ｃ、ＢＮ、Ｓｉ3 Ｎ4 、ＡｌＮ、ＨｆＮ、ＴａＮ、Ｗ
Ｃ、ＴａＣ、ＶＣ、ＺｒＣ等を示す。
【０００８】
【実施例】以下、実施例について説明する。 （１）線径０．２ｍｍのリン青銅合金の細線を４０メッ
シュに編んで図３に平面図、図４に断面図を示す基体と
なる金網を形成した。次いで、金網をロール間に通し、
金網の空孔部および表面を表１に示した組成物を含浸被
覆させ、３８０℃の温度で３分間焼成した。更に、ロー
ルを通して０．５ｍｍの厚さに均一にし、従来品（Ｎ
ｏ．１，２）および図６に示す本発明品（Ｎｏ．６〜
９）を得た。このものの摩擦摩耗試験結果と破断試験結
果を表１に示し、その試験条件を表３および表４に示
す。
【０００９】（２）線径０．２ｍｍのアルミ合金の細線
を４０メッシュに編んで図３に平面図、図４に断面図を
示す基体となる金網を形成した。以下、（１）と同じよ
うにして従来品（Ｎｏ．３，４）および図６に示す本発
明品（Ｎｏ．１０〜１３）を得た。このものの摩擦摩耗
試験結果と破断試験結果を表１に示し、その試験条件を
表３および表４に示した。
【００１０】（３）線径０．２ｍｍのステンレス合金の
細線を４０メッシュに編んで図３に平面図、図４に断面
図を示す基体となる金網を形成した。以下、（１）と同
じようにして従来品（Ｎｏ．５）および図６に示す本発
明品（Ｎｏ．１４〜１６）を得た。このものの摩擦摩耗
試験結果と破断試験結果を表１に示し、その試験条件を
表３および表４に示した。
【００１１】（４）板厚０．３ｍｍのリン青銅合金板を
エキスパンド加工し、一辺０．８ｍｍの菱形の網目を備
えた厚さ０．４ｍｍの図１に平面図、図２に断面図を示
す基体となるエキスパンドメタルを形成した。次いで、
エキスパンドメタルをロール間に通し、エキスパンドメ
タルの空孔部および表面を表１に示した組成物で充填お
よび含浸被覆させ、３８０℃の温度で３分間焼成した。
更に、ロールを通して０．５ｍｍの厚さに均一にし、従
来品（１７，１８）および図５に示す本発明品（Ｎｏ．
２２〜２５）を得た。このものの摩擦摩耗試験結果と破
断試験結果を表２に示し、その試験条件を表３および表
４に示した。
【００１２】（５）板厚０．３ｍｍのアルミ合金板をエ
キスパンド加工し、一辺０．８ｍｍの菱形の網目を備え
た厚さ０．４ｍｍの図１に平面図、図２に断面図を示す
基体となるエキスパンドメタルを形成した。以下、
（１）と同じようにして従来品（No. １９，２０）およ
び図５に示す本発明品（No. ２６〜２９）を得た。この
ものの摩擦摩耗試験結果と破断試験結果を表２に示し、
その試験条件を表３および表４に示す。
【００１３】（６）板厚０．３ｍｍのステンレス合金板
をエキスパンド加工し、一辺０．８ｍｍの菱形の網目を
備えた厚さ０．４ｍｍの図１に平面図、図２に断面図を
示す基体となるエキスパンドメタルを形成した。以下、
（１）と同じようにして従来品（Ｎｏ．２１）および図
５に示す本発明品（Ｎｏ．３０〜３２）を得た。このも
のの摩擦摩耗試験結果と破断試験結果を表２に示し、そ
の試験条件を表３および表４に示す。銅メッキを施した
一般構造用低炭素鋼上に銅系粉末を多孔質に焼結し、し
かる後、ロール間に通して前記多孔質銅系層の孔隙とそ
の表面に表２に示した組成物を含浸および被覆させ、次
いで３２７〜４００℃の温度で２〜５分間焼成し、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Ｎ
ｏ．３３）を得た。このものの摩擦摩耗試験結果と破断
試験結果を表２に示し、その試験条件を表３および表４
に示す。
【００１４】
【発明の効果】表１及び表２からも明らかなように、従
来品（試料Ｎｏ．１〜５，１７〜２１，３３）及び本発
明品（試料Ｎｏ．６〜１６，２２〜３２）を比較してみ
ると、本発明品は耐摩耗性及び摩擦係数について次のと
おり改善されている。まず耐摩耗性であるが本発明品の
摩耗量は、従来品に比べ低摩耗量となっている。これ
は、フッ素樹脂成分が相溶することにより、単一物質と
なり、該充填材との密着性が向上し、該充填材の脱落防
止を行い、該充填材による耐摩耗性を助長していること
による。次に摩擦係数であるが、表１および表２からも
わかる様に従来品では０．１１〜０．３４程度の摩擦係
数である。しかし０．１１〜０．１８程度の低摩擦係数
を有するものであっても、Ｎｏ．１，２，３，１７，１
８，１９，２１に示されるように摩耗量が多く耐摩耗性
に関して充分満足しているとは言えない。これに対し本
発明品の摩擦係数は、０．０９〜０．１７程度の摩擦係
数であり、従来品同様に低摩擦係数を有し、しかも摩耗
量も少なく耐摩耗性についても充分満足している。ま
た、加工性については、基体として金属金網又はエキス
パンドメタルを使用し、これに上記した樹脂組成物を含
浸被覆した本発明品は、表１及び２からもわかる様に、
従来品と比較すると、エリクセン値がかなり高く、亀裂
および剥がれ等が起こりにくいのがわかる。これは、Ｐ
ＴＦＥ樹脂にＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＰＥよりなるＡ群から
選ばれた少なくとも１種の樹脂を相溶させることによ
り、フッ素樹脂成分と該基体との密着性が向上し、亀裂
および剥がれ等を防止し、機械強度低下の防止に寄与す
るからである。これらからもわかるように、従来品に比
べ本発明品の方がより優れた絞り加工性を有し、多種多
様な形状の摺動部材を提供できるとともに、薄材として
も使用でき摺動部材としてのスペースが少なくてすむ。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】
【表３】
【００１８】
【表４】
【００１９】
【図面の簡単な説明】
【図１】基体を構成するエキスパンドメタルの平面図で
ある。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】基体を構成する金属金網の平面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】基体としてエキスパンドメタルを使用した本発
明の複合摺動部材の断面図である。
【図６】基体として金網を使用した本発明の複合摺動部
材の断面図である。
【符号の説明】
１ 空孔部 ２ ストランド ３ 金属細線 ４ 樹脂組成物
───────────────────────────────────────────────────── 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 151:04 149:16 129:10 125:04 125:10 125:22 125:26 125:18） Ｃ１０Ｎ 20:06 Ｂ 30:06 40:02

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金属金網又はエキスパンドメタルを基体
    とし、該基体の空孔部及び表面に、テトラフルオロエチ
    レン樹脂の３０〜９９．８容量％と、テトラフルオロエ
    チレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹
    脂、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレ
    ン共重合樹脂及びフルオロエチレンプロピレンエーテル
    樹脂よりなるＡ群から選ばれた少なくとも１種の樹脂の
    ０．１〜５０容量％とから形成される相溶したポリマー
    アロイ並びにオキシベンゾイルポリエステル、ポリフェ
    ニレンサルファイド、熱硬化性樹脂、金属潤滑剤、金属
    酸化物、複合金属酸化物、金属硫化物、金属フッ化物、
    炭素系固体潤滑剤、繊維材料及びセラミックからなるＢ
    群から選ばれた少なくとも１種の０．１〜５０容量％か
    らなる潤滑組成分が含浸被覆されていることを特徴とす
    る複合摺動部材。
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