JPS5933469B2 - 金属部材に耐摩性表面を形成する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、加圧鋳造法又はダイカスト法で以つて成形
される金属部材に耐摩性表面を形成する方法、特に未焼
成の自己潤滑性耐摩合成樹脂粉末を金属表面に接合する
と同時に焼成硬化し、更に樹脂のゲル化温度近辺で再焼
成して所定表面硬さを得る方法に関するものである。

従来金属部材の摺動部に、焼成された充填剤入りテフロ
ンシート等を接着して耐摩耗性を改良する方法が採られ
ている。

そしてこれ等のシートの接着にはエポキシ系等の接着剤
や熱可塑性フィルム状接着剤等が用いられている。とこ
ろが前者の場合は、被接着物に対して固定圧を加え、室
温または昇温後、接着に要する時間放置して硬化させる
必要があり、後者の場合は接着剤のフィルムを界面に挟
み、治具を介してボルト締或はホットプレス法により、
フィルムの融点まで加熱し、加熱後冷却して、接着作業
を終了させる必要があつた。即ち、これらの作業には手
作業が多く、接着剤や加熱、加圧のための装置を必要と
し、１回の接着操作に長時間を要し非能率的であつた。
更に、焼成されたシート等を使用しているため表面を複
雑な形状にし難い等の欠点がある。而して、充填剤入り
テフロンシートは未焼成の充填剤入りテフロン等の粉末
を加熱、加圧焼成して作られる。

従つて未焼成の粉末を溶湯によつて加熱、加圧すると、
焼成と同時にシートを成形することができる。更に、未
焼成め充填剤入テフロン粉末などが或る温度で加熱・加
圧されると硬化と同時に金属部材に機械的に接合される
性質を有している。更にまた、シート原料は未焼成の粉
末であるから凹凸を有する金型に充填可能である。この
発明は、上記充填剤入りテフロンシートの製法並びに原
料の性質に着目し、且つ加圧鋳造法又はダイカスト法で
金属部材を成形する過程での温度と圧力を利用し、成形
と同時金属部材の表面に耐摩性を有する充填剤入りテフ
ロン等の層を接着剤なしで且つ１工程で形成する方法を
提供せんとするものであつて、以下、この発明の構成を
第１図及び第２図ａ、ｂに示す実施例に従つて説明する
と次の通りである。第１図に於て、１はシリンダ、２は
下型、３は油圧プレスのプランジャ−に取付けられた加
圧のための上型、４は耐摩性及び自己潤滑性を有し、且
つ高温に耐える未焼成の充填剤入りテフロン等の粉末、
５は溶湯の注入により金型内の粉末の飛散を防止すると
共にアルミニウム合金或は亜鉛合金と焼成硬化後の樹脂
層を強固に１本化させるための金属性の円板で、この金
属製円板は溶湯温度以下の低融点で合金化する金属材料
、例えば鉛でつくる。

６はアルミニウム合金或は亜鉛合金等の低融点金属、７
は鋳造後の製品と下型２をシリンダ１からとり出すため
のノツクアウト、８はノツクアウトピン、９はシリンダ
１の保温と注入後の溶湯６の冷却速度勾配を緩和するた
めのバンドヒータである。

尚、未焼成の粉末４は必要とする層の厚さにより充填量
は任意である。そして、充填粉末としては、テフロン或
は充填剤入りテフロンの外に未焼成のポリイミド樹脂粉
末を用いても良い。この発明は次の要領で実施する。

即ち、金型内に未焼成粉末４が充填され、次いで金属製
の円板５が挿入され、溶湯６が注入される。そして溶湯
６が注入されると殆んど同時的に上型３が下降し、加圧
成型する。そして粉末４は溶湯６の熱と上型３の加圧に
より接合され、溶湯６の凝固冷却につれて焼成され、円
板５は溶湯６の熱により溶解し、上記焼成された樹脂層
と機械的に接合され、更に円板の溶湯とアルミニウム合
金等の溶湯とが凝固冷却により合金化され、その結果焼
成された樹脂層が金属面に接合される。次いで、冷却後
、ノツクアウト７が上昇し、製品と下型２をシリンダ１
から取り出し、ノツクアウトピン８により、製品と下型
２を分離する。尚、製品は必要に応じ外径及び表面層を
機械加工する。第２図ａは、鋳造される金属製品の表面
に所定の凹凸１０を成形と同時に形成し、且つこの凹凸
に沿つて充填剤入りテフロン等の焼成された層を同時に
形成した場合の正面図を示す。

そして第２図ｂは、その製品の部分切断面である。未焼
成粉末が溶湯により加熱、加圧されると、粉末の塑性流
動か起り、円板の溶湯と粉末が複雑に入り組んだ状態と
なる。即、円板が溶解した溶湯を使用することにより粉
末とのからみ合により機械的接合が可能となる。又、円
板が溶解した溶湯とアルミニウム合金の溶湯との接触面
で合金化して両者を強固に１本化し、その結果樹脂層と
アルミニウム合金とが１本化される。この接合と同時に
、粉末が硬化されるが、この硬化層の硬さは未だ所定の
表面硬さに達していないので、樹脂のゲル化温度近辺で
再び焼成することによつて所定の表面硬さとすることが
必要である。尚１１は円板の溶解凝固層である。以上説
明したように、この発明は金属摺動面に自己潤滑性耐摩
合成樹脂表面層を一体形成する方法において、金型内に
ポリテトラフルオロエチレン等の未焼成の自己潤滑性耐
摩合成樹脂粉末を充填し、次いでアルミニウム合金或は
亜鉛合金等からなる低融点合金の溶湯温度以下の低融点
で合金化する材料からなる所定厚さの金属製の板材を挿
入し、次いでアルミニウム合金或は亜鉛合金等からなる
低融点合金の溶湯を注入し、注入後上型で加圧成形する
ことにより、上記未焼成粉末を接合と同時に焼成硬化さ
せ、凝固した金属部材を金型より取出し、最後に上記樹
脂のゲル化温度近辺で再焼成して樹脂表面層を所定の表
面硬さにするから、極めて容易且つ確実に金属部材の成
形と同時にその表面にテフロン或は充填剤入りテフロン
の焼成接合を為すことができる。

尚、この場合、注入される溶湯の温度はいずれも金型内
に充填される樹脂粉末の融点や焼成温度より高いが、金
型内での成形は極く短時間に為されるので樹脂表面層の
熱による損傷の心配はない。また、使用される金属製の
板の厚さを調節することで、溶湯との合金化に要する熱
エネルギーの吸収量が変わり、樹脂粉末の焼成及び金属
表面への接合に供する適温を与えることができる。また
、この発明の方法は、金属表面に凹凸形状を同時成形し
、この凹凸に沿つて樹脂表面層の焼成と接合を為すこと
ができる上、接着剤を必要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る実施例を示す断面図、第２図Ａ
，ｂは成形と同時に形成される表面の凹凸形状を示す金
属部材の平面図並びに断面図である。 １・・・・・・シリンダ、２・・・・・・下型、３・・
・・・・上型、４・・・・・・未焼成の樹脂粉末、５・
・・・・・金属製の板、６・・・・・・低融合金の溶湯
、１・・・・・・ノツクアウト、８・・・・・・ノツク
アウトピン、９・・・・・・バンドヒータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属摺動面に自己潤滑性耐摩合成樹脂表面層を一体
   形成する方法において、金型内にポリテトラフルオロエ
   チレン等の未焼成の自己潤滑性耐摩合成樹脂粉末を充填
   し、次いでアルミニウム合金或いは亜鉛合金等からなる
   低融点合金の溶湯温度以下の低融点で合金化する材料か
   らなる所定厚さの金属製の板材を挿入し、次いでアルミ
   ニウム合金或いは亜鉛合金等からなる低融点合金の溶湯
   を注入し、注入後上型で加圧成形することにより、上記
   未焼成粉末を接合と同時に焼成硬化させ、凝固した金属
   部材を金型より取出し、最後に上記樹脂のゲル化温度近
   辺で再焼成して樹脂表面層を所定の表面硬さにすること
   を特徴とする金属部材に耐摩性表面を形成する方法。