| 【発明の名称】 |
樹脂被覆摺動材およびその製造方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】新藤 剛
【氏名】佐藤 光則
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| 【要約】 |
【課題】潤滑面に油が乏しい状況でも、潤滑成分であるＰｂを使用しない環境に配慮した高潤滑性能を有する樹脂被覆摺動材およびその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の樹脂被覆摺動材１０は、裏金上に被着形成した青銅の多孔質金属焼結層１２と、多孔質金属焼結層１２中に一部が含浸される状態で被着形成した表面樹脂層１３とを備え、表面樹脂層１３は、１〜１０体積％の酸化錫と、四フッ化エチレン樹脂を主成分とする樹脂とよりなるようにした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 裏金上に被着形成した青銅の多孔質金属焼結層と、前記多孔質金属焼結層中に一部が含浸される状態で被着形成した表面樹脂層とを備え、該表面樹脂層は、１〜１０体積％の酸化錫と、四フッ化エチレン樹脂を主成分とする樹脂とよりなることを特徴とする樹脂被覆摺動材。
【請求項２】 前記表面樹脂層は、さらに、５〜１５体積％の炭素繊維を有することを特徴とする請求項１に記載の樹脂被覆摺動材。
【請求項３】 前記表面樹脂層は、さらに、５〜１５体積％の炭素繊維と、１〜５体積％の固体潤滑剤とを有することを特徴とする請求項１に記載の樹脂被覆摺動材。
【請求項４】 前記表面樹脂層は、さらに、１〜５体積％の固体潤滑剤を有することを特徴とする請求項１に記載の樹脂被覆摺動材。
【請求項５】 前記酸化錫は、酸化第二錫からなり、平均粒径が１〜１０μｍであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の樹脂被覆摺動材。
【請求項６】 前記炭素繊維は、ピッチ系の炭素繊維で、繊維径が１０〜１８μｍ、繊維長が３０〜１８０μｍであるごとを特徴とする請求項２または請求項３に記載の樹脂被覆摺動材。
【請求項７】 前記固体潤滑剤は、黒鉛、二硫化モリブデンおよび、分子量６０万以下の低分子量四フッ化エチレン樹脂のうち少なくとも１つで構成し、平均粒径がｌ０μｍ以下であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の樹脂被覆摺動材。
【請求項８】 前記四フッ化エチレン樹脂を主成分とする樹脂は、四フッ化エチレン樹脂と、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体およびまたは四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体とが単一の粉末粒子として一体に共凝析された樹脂粉末であり、この樹脂共凝析粉末は、四フッ化エチレン樹脂を７０〜９５重量％含み、平均粒径が３００〜６００μｍであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の樹脂被覆摺動材。
【請求項９】 裏金上に被着形成した青銅の多孔質金属焼結層に対し、酸化錫と、四フッ化エチレン樹脂を主成分とする樹脂とからなる混合物または、酸化錫と、炭素繊維と、四フッ化エチレン樹脂を主成分とする樹脂とからなる混合物または、酸化錫と、炭素繊維と、固体潤滑剤と、四フッ化エチレン樹脂を主成分とする樹脂とからなる混合物を含浸して被覆焼成し樹脂被覆摺動材を製造するとき、四フッ化エチレン樹脂を主成分とする樹脂として前記樹脂共凝析粉末を使用し、該樹脂共凝析粉末の少なくとも表面に有機溶剤を主成分として含む溶液を湿潤させた後に、前記樹脂共凝析粉末に前記酸化錫または、前記酸化錫と前記炭素繊維または、前記酸化錫と前記炭素繊維と前記固体潤滑剤を付着させ、前記青銅の多孔質金属焼結層に対し含浸被覆後に焼成被着することを特徴とする樹脂被覆摺動材の製造方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、摩擦摩耗特性に優れた鉛フリーの樹脂被覆摺動材およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、四フッ化エチレン樹脂は、自己潤滑性に優れ摩擦係数が低く、さらに、耐熱性、耐薬品性をも有することから、軸受などの摺動材に広く使用されている。
【０００３】この四フッ化エチレン樹脂を被覆した摺動材は、耐摩耗性に劣るため、摺動材の使用用途に応じ、充填材として機械的特性に優れた他の樹脂や、展延性に優れた鉛、鉛合金などの低融点物質、潤滑性に優れた黒鉛や二硫化モリブデンなどの固体潤滑剤が添加され、この欠点を補っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述した各種の摺動材は、異なった多くの使用条件、例えば、乾燥条件または油潤滑条件下においては、摩擦係数が低く、要求性能を発揮するが、摺動の耐久性が十分とは言い難いという問題がある。
【０００５】さらに、近年、環境面からＰｂの使用が規制される動きとなり、Ｐｂの不使用が要求されているという問題がある。
【０００６】本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、潤滑面に油が乏しい状況でも、潤滑成分であるＰｂを使用しない環境に配慮した高潤滑性能を有する樹脂被覆摺動材およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明の樹脂被覆摺動材は、裏金上に被着形成した青銅の多孔質金属焼結層と、前記多孔質金属焼結層中に一部が含浸される状態で被着形成した表面樹脂層とを備え、該表面樹脂層は、１〜１０体積％の酸化錫と、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）を主成分とする樹脂とより構成した。 また、前記表面樹脂層は、さらに、５〜１５体積％の炭素繊維を有することとした。
【０００８】また、前記表面樹脂層は、さらに、５〜１５体積％の炭素繊維と、１〜５体積％の固体潤滑剤とを有することとした。 また、前記表面樹脂層は、さらに、１〜５体積％の固体潤滑剤を有することとした。
【０００９】また、前記酸化錫は、酸化第二錫からなり、平均粒径を１〜１０μｍとした。
【００１０】また、前記炭素繊維は、ピッチ系の炭素繊維で、繊維径を１０〜１８μｍ、繊維長を３０〜１８０μｍとした。
【００１１】また、前記固体潤滑剤は、黒鉛、二硫化モリブデンおよび、分子量６０万以下の低分子量四フッ化エチレン樹脂のうち少なくとも１つで構成し、平均粒径をｌ０μｍ以下とした。
【００１２】また、前記四フッ化エチレン樹脂を主成分とする樹脂は、四フッ化エチレン樹脂と、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）およびまたは四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）とが単一の粉末粒子として一体に共凝析された樹脂粉末であり、この樹脂共凝析粉末は、四フッ化エチレン樹脂を７０〜９５重量％含み、平均粒径を３００〜６００μｍとした。
【００１３】さらに、本発明の樹脂被覆摺動材の製造方法は、裏金上に被着形成した青銅の多孔質金属焼結層に対し、酸化錫と、四フッ化エチレン樹脂を主成分とする樹脂とからなる混合物または、酸化錫と、炭素繊維と、四フッ化エチレン樹脂を主成分とする樹脂とからなる混合物または、酸化錫と、炭素繊維と、固体潤滑剤と、四フッ化エチレン樹脂を主成分とする樹脂とからなる混合物を含浸して被覆焼成し樹脂被覆摺動材を製造するとき、四フッ化エチレン樹脂を主成分とする樹脂として前記樹脂共凝析粉末を使用し、該樹脂共凝析粉末の少なくとも表面に有機溶剤を主成分として含む溶液を湿潤させた後に、前記樹脂共凝析粉末に前記酸化錫または、前記酸化錫と前記炭素繊維または、前記酸化錫と前記炭素繊維と前記固体潤滑剤を付着させ、前記青銅の多孔質金属焼結層に対し含浸被覆後に焼成被着することとした。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】まず、本発明に関わる第１実施例の樹脂被覆摺動材１０につき説明する。図１は、本発明に関わる第１実施例の樹脂被覆摺動材１０の断面を模式的に示す図である。１１は鋼板などの裏金、１２は青銅の多孔質金属焼結層、１３は表面樹脂層、１４は酸化錫の酸化第二錫粒子を示す。青銅の多孔質金属焼結層１２は、鋼板などの裏金１１の上に青銅の合金粉を散布し、その後焼結してＣｕ−１０％Ｓｎの多孔質金属焼結層を形成したものである。樹脂被覆摺動材１０は、この青銅の多孔質金属焼結層１２に、酸化第二錫粒子１４を付着させた四フツ化エチレン樹脂と四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体（以下ＰＴＦＥ＋ＦＥＰ）との樹脂共凝析粉末を青銅の多孔質金属焼１２に含浸させ、表面樹脂層１３を被着したものである。
【００１６】なお、この樹脂共凝析粉末は、四フツ化エチレン樹脂と、四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体とを混合するようにすることも、四フツ化エチレン樹脂と、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重体と四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体とを混合するようにすることもでき、以下に述べる実施例２、３についても同様である。
【００１７】樹脂被覆摺動材１０により形成された軸受は、オイル潤滑条件やドライ条件で使用されなじみ運転で初期のなじみ摩耗が行われると、表面樹脂層１３の表面に酸化第二錫粒子１４が露出するが、マトリクスであるＰＴＦＥ＋ＦＥＰが酸化第二錫粒子１４の表面に移着し摩擦係数の上昇を抑えて安定する。酸化第二錫粒子１４は耐摩耗性に優れ荷重を支えると共に、ＰＴＦＥ＋ＦＥＰが本来持っている低摩擦性を引き出すことができ、表面樹脂層１３は、摩擦摩耗試験で後述するが、低摩耗、低摩擦で耐久性のある潤滑特性が得られることとなる。
【００１８】本発明の樹脂被覆摺動材１０の製造方法は、鋼板など（銅メッキ付き鋼板も含む）の裏金１１の上に青銅の合金粉を散布後焼結して青銅の多孔質金属焼結層１２を被着形成し、ＰＴＦＥ＋ＦＥＰの樹脂共凝析粉末の表面に有機溶剤を含む溶液を湿潤させた後に、この樹脂共凝析粉末に酸化第二錫粒子１４を付着させ、青銅の多孔質金属焼結層１２上に散布し、ロールなどで含浸被覆後に焼成被着し、表面樹脂層１３を形成するものである。
【００１９】酸化第二錫粒子１４は、ＰＴＦＥ＋ＦＥＰの耐摩耗性を改善するために添加するが、平均粒径を１〜１０μｍとしているため、平均粒径３００〜６００μｍの湿潤させたＰＴＦＥ＋ＦＥＰの樹脂共凝析粉末の表面に付着させ、これを多孔質金属焼結層１２の上に散布した後ロールで含浸被覆して表面樹脂層１３を形成する場合、均一に分散することができる。
【００２０】次に、本発明に関わる第２実施例の樹脂被覆摺動材２０につき説明する。
【００２１】図２は、本発明に関わる第２実施例の樹脂被覆摺動材２０の断面を模式的に示す図である。２１は鋼板などの裏金、２２は青銅の多孔質金属焼結層、２３は表面樹脂層、２４は酸化錫の酸化第二錫粒子、２５は炭素繊維（ピッチ系、以下同様）を示す。 青銅の多孔質金属焼結層２２は、第１実施例と同様に、鋼板などの裏金２１の上に青銅の合金粉を散布し、その後焼結してＣｕ−１０％Ｓｎの多孔質金属焼結層を形成したものである。樹脂被覆摺動材２０は、この青銅の多孔質金属焼結層２２に、酸化第二錫粒子２４と炭素繊維２５とを付着させたＰＴＦＥ＋ＦＥＰの樹脂共凝析粉末を含浸し、表面樹脂層２３を被着したものである。
【００２２】樹脂被覆摺動材２０により形成された軸受は、第１実施例と同様に、オイル潤滑条件やドライ条件で使用されなじみ運転で初期のなじみ摩耗が行われると、表面樹脂層２３の表面に酸化第二錫粒子２４と炭素繊維２５とが露出するが、マトリクスであるＰＴＦＥ＋ＦＥＰが酸化第二錫粒子２４と炭素繊維２５との表面に移着し摩擦係数の上昇を抑えて安定する。酸化第二錫粒子２４と炭素繊維２５とは耐摩耗性に優れ荷重を支えると共に、ＰＴＦＥ＋ＦＥＰが本来持っている低摩擦性を引き出すことができ、表面樹脂層２３は、摩擦摩耗試験で後述するが、特にドライ条件でより低摩耗、低摩擦で耐久性のある潤滑特性が得られることとなる。
【００２３】本発明の樹脂被覆摺動材２０の製造方法は、第１実施例と同様に、鋼板など（銅メッキ付き鋼板も含む）の裏金２１の上に青銅の合金粉を散布後焼結して青銅の多孔質金属焼結層２２を被着形成し、ＰＴＦＥ＋ＦＥＰの樹脂共凝析粉末の表面に有機溶剤を含む溶液を湿潤させた後に、この樹脂共凝析粉末に酸化第二錫粒子１４と炭素繊維２５とを付着させ、青銅の多孔質金属焼結層２２上に散布し、ロールなどで含浸被覆後に焼成被着し、表面樹脂層２３を形成するものである。
【００２４】酸化第二錫粒子２４は、第１実施例と同様に、ＰＴＦＥ＋ＦＥＰの耐摩耗性を改善するために添加するが、平均粒径を１〜１０μｍとしているため、平均粒径３００〜６００μｍの湿潤させたＰＴＦＥ＋ＦＥＰの樹脂共凝析粉末の表面に酸化第二錫粒子２４を付着させ、これを多孔質金属焼結層２２の上に散布した後ロールで含浸被覆して表面樹脂層２３を形成する場合、均一に分散することができる。
【００２５】炭素繊維２５は、ＰＴＦＥ＋ＦＥＰの耐摩耗性を改善するために添加するが、繊維径を１０〜１８μｍ、繊維長さを３０〜１８０μｍとしているため、平均粒径３００〜６００μｍの湿潤させたＰＴＦＥ＋ＦＥＰの樹脂共凝析粉末の表面に酸化第二錫粒子２４と共に付着させ、これを多孔質金属焼結層２２の上に散布した後ロールで含浸被覆して表面樹脂層２３を形成する場合、炭素繊維２５が軸受面に対し垂直になったり繊維同士が絡みあうことなく、軸受面に対し平行に並ぶようにすることができる。
【００２６】さらに、本発明に関わる第３実施例の樹脂被覆摺動材３０につき説明する。
【００２７】図３は、本発明に関わる第３実施例の樹脂被覆摺動材３０の断面を模式的に示す図である。３１は鋼板などの裏金、３２は青銅の多孔質金属焼結層、３３は表面樹脂層、３４は酸化第二錫粒子、３５は炭素繊維（ピッチ系、以下同様）、３６は固体潤滑剤を示す。
【００２８】青銅の多孔質金属焼結層３２は、第１、第２実施例と同様に、鋼板などの裏金３１の上に青銅の合金粉を散布し、その後焼結してＣｕ−１０％Ｓｎの多孔質金属焼結層を形成したものである。樹脂被覆摺動材３０は、この青銅の多孔質金属焼結層３２に、酸化第二錫粒子３４と炭素繊維３５と固体潤滑剤３６とを付着させたＰＴＦＥ＋ＦＥＰの樹脂共凝析粉末を含浸し、表面樹脂層３３を被着したものである。
【００２９】樹脂被覆摺動材３０により形成された軸受は、第１、第２実施例と同様に、オイル潤滑条件やドライ条件で使用されなじみ運転で初期のなじみ摩耗が行われると、表面樹脂層３３の表面に酸化第二錫粒子３４と炭素繊維３５とが露出するが、マトリクスであるＰＴＦＥ＋ＦＥＰと、固体潤滑剤３６とが酸化第二錫粒子３４と炭素繊維３５との表面に移着して混合皮膜を形成し、摩擦係数の上昇を抑えて安定する。酸化第二錫粒子３４と炭素繊維３５とは耐摩耗性に優れ荷重を支えると共に、ＰＴＦＥ＋ＦＥＰが本来持っている低摩擦性を引き出すことができ、表面樹脂層３３は、摩擦摩耗試験で後述するが、固体潤滑剤３６の付着により特にドライ条件でさらに低摩耗、低摩擦で耐久性のある潤滑特性が得られることとなる。
【００３０】本発明の樹脂被覆摺動材３０の製造方法は、第１、第２実施例と同様に、鋼板など（銅メッキ付き鋼板も含む）の裏金３１の上に青銅の合金粉を散布後焼結して青銅の多孔質金属焼結層３２を被着形成し、ＰＴＦＥ＋ＦＥＰの樹脂共凝析粉末の表面に有機溶剤を含む溶液を湿潤させた後に、この樹脂共凝析粉末に酸化第二錫粒子３４と炭素繊維３５と固体潤滑剤３６とを付着させ、青銅の多孔質金属焼結層３２上に散布し、ロールなどで含浸被覆後に焼成被着し、表面樹脂層３３を形成するものである。
【００３１】酸化第二錫粒子３４は、第１、第２実施例と同様に、ＰＴＦＥ＋ＦＥＰの耐摩耗性を改善するために添加するが、平均粒径を１〜１０μｍとしているため、平均粒径３００〜６００μｍの湿潤させたＰＴＦＥ＋ＦＥＰの樹脂共凝析粉末の表面に付着させ、これを多孔質金属焼結層３２の上に散布した後ロールで含浸被覆して表面樹脂層３３を形成する場合、均一に分散することができる。
【００３２】炭素繊維３５は、第２実施例と同様に、ＰＴＦＥ＋ＦＥＰの耐摩耗性を改善するために添加するが、炭素繊維３５は繊維径を１０〜１８μｍ、繊維長さを３０〜１８０μｍとしているため、平均粒径３００〜６００μｍの湿潤させたＰＴＦＥ＋ＦＥＰの樹脂共凝析粉末の表面に酸化第二錫粒子３４と固体潤滑剤３６と共に付着させ、これを多孔質金属焼結層３２の上に散布した後ロールで含浸被覆して表面樹脂層３３を形成する場合、炭素繊維３５が軸受面に対し垂直になったり繊維同士が絡みあうことなく、軸受面に対し平行に並ぶようにすることができる。
【００３３】固体潤滑剤３６は、ＰＴＦＥ＋ＦＥＰの耐摩耗性を改善するために添加するが、黒鉛、二硫化モリブデン（以下ＭoＳ２）および、分子量６０万以下の低分子量ＰＴＦＥなどから、これらの平均粒径を１０μｍ以下とし添加するため、ＰＴＦＥ＋ＦＥＰに付着させ均等に混合した皮膜を形成することができる。
【００３４】なお、第３の実施例では、樹脂被覆摺動材３０は、青銅の多孔質金属焼結層３２に、酸化第二錫粒子３４と炭素繊維３５と固体潤滑剤３６とを付着させたＰＴＦＥ＋ＦＥＰの樹脂共凝析粉末を含浸し、表面樹脂層３３を被着した例について述べたが、青銅の多孔質金属焼結層３２に、酸化第二錫粒子３４と固体潤滑剤３６とを付着させたＰＴＦＥ＋ＦＥＰの樹脂共凝析粉末を含浸し、表面樹脂層を被着し、特にドライ条件でさらに低摩耗、低摩擦で耐久性のある潤滑特性を得ることもできる。
【００３５】次に、本発明の樹脂被覆摺動材１０、２０、３０および比較例の試供品によりオイル潤滑条件とドライ条件とで行った摩擦摩耗試験につき述べる。
【００３６】オイル潤滑条件の摩擦摩耗試験は、１．試験機 鈴木式摩擦摩耗試験機２．荷重 ４．９ＭＰａ３．速度 ５ｍ／ｍｉｍ４．時間 ４時間５．潤滑 ショックアブソーバオイル６．油温 ７０℃７．相手軸 材質；Ｓ４５Ｃ、粗さ；Ｒａ０．２、硬さ；ＨＲｃ≒５５で行い、また、ドライ条件の摩擦摩耗試験は、１．試験機 鈴木式摩擦摩耗試験機２．荷重 ０．７４ＭＰａ３．速度 １２０ｍ／ｍｉｍ４．時間 １時間５．潤滑 ドライ６．油温 常温７．相手軸 材質；Ｓ４５Ｃ、粗さ；Ｒａ０．２、硬さ；ＨＲｃ≒５５で行った。
【００３７】表１は、試供品Ｎｏ．１〜１７の組成成分と試験結果を示す。試供品Ｎｏ．１〜１４は、Ｃｕ−１０％Ｓｎの青銅の多孔質金属焼結層１２、２２、３２に、表面樹脂層１３、２３、３３を形成したものである。表面樹脂層１３、２３、３３は、予め定めた体積％のＰＴＦＥ＋１０％ＦＥＰと、予め定めた体積％の酸化第二錫粒子１４、２４、３４と、予め定めた体積％の炭素繊維２５、３５と、予め定めた体積％の固体潤滑剤３６（ＭoＳ２、黒鉛または低分子ＰＴＦＥ）の組成より形成した。
【００３８】試供品Ｎｏ．１〜５は第１実施例の試供品を示し、試供品Ｎｏ．６〜９および試供品Ｎｏ．１５は第２実施例の試供品を示し、試供品Ｎｏ．１０〜１４は第３実施例の試供品を示し、試供品Ｎｏ．１６、１７は比較例の試供品を示す。試供品Ｎｏ．１〜１７のオイル潤滑条件とドライ条件の試験結果のデータは表１の右側に示す。
【００３９】図４は、第１実施例（試供品Ｎｏ．１〜５）のオイル潤滑条件での摩擦摩耗試験の試験結果をグラフで示すもので、図４（Ａ）は、酸化錫（酸化第二錫粒子１４）添加量に対する摩耗量のグラフを示し、図４（Ｂ）は、酸化錫（酸化第二錫粒子１４）添加量に対する摩擦係数のグラフを示す。
【００４０】図５は、第１実施例（試供品Ｎｏ．１〜５）のドライ条件での摩擦摩耗試験の試験結果をグラフで示すもので、図５（Ａ）は、酸化錫（酸化第二錫粒子１４）添加量に対する摩耗量のグラフを示し、図５（Ｂ）は、酸化錫（酸化第二錫粒子１４）添加量に対する摩擦係数のグラフを示す。
【００４１】表１および図４、５により、試供品Ｎｏ．１〜５の試験結果につき説明する。酸化錫が添加されない場合（試供品Ｎｏ．１６、１７）には、オイル潤滑条件とドライ条件共に、摩耗量は大きく、１体積％未満では耐摩耗性が不十分で添加効果は現れず摩耗量が増加して耐摩耗性が低下していることが分かる。また、１０体積％をこえると、オイル潤滑条件では、ＰＴＦＥ＋ＦＥＰの酸化錫への移着が不充分となり一部酸化錫が潤滑面に露出するため、摩擦係数が増加し、ドライ条件では、ＰＴＦＥ＋ＦＥＰが酸化錫を保持する力が弱くなり耐摩耗性は低下し、摩耗量が増加していることが分かる。酸化錫の添加量が１〜１０体積％の範囲ではオイル潤滑条件とドライ条件共に、摩擦係数も摩耗量も全般的に低い範囲にある。
【００４２】従って、オイル潤滑条件とドライ条件に於いて、酸化錫の添加は、１〜１０体積％で低摩耗、低摩擦であり、また、摩擦摩耗試験は前記した試験条件の試験時間行ったものであり耐久性も十分あると言える。
【００４３】また、早期に軸受面と軸とのなじみ摩耗は完了し、表面樹脂層１３は耐久性のある潤滑が得られ、安定した摺動が行われていた。以上、第１実施例の樹脂被覆摺動材１０は、Ｐｂを使用することなく、低摩耗、低摩擦で耐久性のある潤滑性能にすることができる。
【００４４】図６は、第２実施例（試供品Ｎｏ．６〜９）のオイル潤滑条件での摩擦摩耗試験の試験結果をグラフで示すもので、図６（Ａ）は、炭素繊維添加量に対する摩耗量のグラフを示し、図６（Ｂ）は、炭素繊維添加量に対する摩擦係数のグラフを示す。
【００４５】図７は、第２実施例（試供品Ｎｏ．６〜９）のドライ条件での摩擦摩耗試験の試験結果をグラフで示すもので、図７（Ａ）は、炭素繊維添加量に対する摩耗量のグラフを示し、図７（Ｂ）は、炭素繊維添加量に対する摩擦係数のグラフを示す。
【００４６】表１および図６、７により、試供品Ｎｏ．６〜９の試験結果につき説明する。オイル潤滑条件に於いては、炭素繊維の添加が１５体積％をこえるとＰＴＦＥ＋ＦＥＰの炭素繊維への移着が充分行われず一部炭素繊維が潤滑面に露出するので、摩擦係数が増加している。また、ドライ条件においては、摩擦係数と摩擦量共に、５％未満では炭素繊維の添加量が少なくて添加効果は現れず、摩耗量が増加し、耐摩耗性が不十分で、摩擦係数も増加している。炭素繊維の添加量が５〜１０％の範囲では摩擦係数と摩擦量共に、オイル潤滑条件とドライ条件で低く、特に、オイル潤滑条件下での性能を損なうことなくドライ条件での摩擦摩耗特性を改善しており、ドライ条件で第１実施例より低い。
【００４７】従って、オイル潤滑条件とドライ条件に於いて炭素繊維の添加は、５〜１５体積％で低摩耗、低摩擦であることが分かり、摩擦摩耗試験は前記した試験条件の試験時間行ったものであり耐久性も十分あると言える。
【００４８】また、早期に軸受面と軸とのなじみ摩耗は完了し、表面樹脂層２３は耐久性のある潤滑が得られ、安定した摺動が行われていた。
【００４９】以上、第２実施例の樹脂被覆摺動材２０は、Ｐｂを使用することなく、低摩耗、低摩擦であり、特にドライ条件で第１実施例の試験結果より低摩耗、低摩擦であり、また、耐久性もある潤滑性能にすることができる。
【００５０】表１により、特にグラフでは示さないが、第３実施例（試供品Ｎｏ．１０〜１４）の試験結果につき説明する。１〜５体積％の固体潤滑剤の組成混入により、オイル潤滑条件とドライ条件共に、摩擦係数が低くなっており、特にドライ条件で第２実施例よりさらに摩擦係数と摩耗量が全般的に低くなっている。また、ＰＴＦＥ＋ＦＥＰの換りにＰＴＦＥを使用した試供品Ｎｏ．１５の摩耗量はオイル潤滑条件とドライ条件共に大きい。固体潤滑剤の添加は１％未満では添加効果はなく、５体積％をこえるとオイル潤滑条件とドライ条件共に、耐摩耗性は低下する。１〜５体積％の範囲でオイル潤滑条件とドライ条件共に、低摩耗、低摩擦であり、特にドライ条件で第２実施例より低摩耗、低摩擦である。
【００５１】従って、固体潤滑剤を１〜５体積％混入することにより、より低摩耗、低摩擦となり、摩擦摩耗試験は前記した試験条件の試験時間行ったものであり耐久性も十分あると言える。
【００５２】また、試供品Ｎｏ．１０〜１４は、早期に軸受面と軸とのなじみ摩耗は完了し、表面樹脂層２３は耐久性のある潤滑が得られ、摩擦係数には変動が見られない安定した摺動が行われていた。
【００５３】以上、第３実施例の樹脂被覆摺動材３０は、Ｐｂを使用することなく、低摩耗、低摩擦であり、特にドライ条件で第２実施例の試験結果より低摩耗、低摩擦であり、また、耐久性もある潤滑性能にすることができる。
【００５４】また、第３の実施例は、前記したごとく、青銅の多孔質金属焼結層３２に、酸化第二錫粒子３４と固体潤滑剤３６とを付着させたＰＴＦＥ＋ＦＥＰの樹脂共凝析粉末を含浸し、表面樹脂層を被着する場合も、固体潤滑剤を１〜５体積％混入することにより、特にドライ条件で低摩耗、低摩擦で耐久性もある潤滑特性にすることができる。
【００５５】なお、上記樹脂被覆摺動材１０、２０、３０は、オイル潤滑とドライ（無潤滑）に使用する例に付いて述べたが、これに限定されることなくグリース付など各種の摺動用途に使用することができる。
【００５６】
【発明の効果】本発明の樹脂被覆摺動材は、裏金上に被着形成した青銅の多孔質金属焼結層と、前記多孔質金属焼結層中に一部が含浸される状態で被着形成した表面樹脂層とを備え、該表面樹脂層は、１〜１０体積％の酸化錫と、四フッ化エチレン樹脂を主成分とする樹脂とより構成したため、耐摩耗性に優れた酸化錫が荷重を支えると共に、四フッ化エチレン樹脂を主成分とする樹脂が持っている低摩擦性を引き出すことができ、表面樹脂層は、Ｐｂを使用することなく、低摩耗、低摩擦で耐久性のある潤滑性能にすることができる。
【００５７】また、前記表面樹脂層は、さらに、５〜１５体積％の炭素繊維を有することとしたため、低摩耗、低摩擦で、特にドライ条件でより低摩耗、低摩擦であり、また、耐久性もある潤滑性能にすることができる。
【００５８】また、前記表面樹脂層は、さらに、５〜１５体積％の炭素繊維と、１〜５体積％の固体潤滑剤とを有することとしたため、低摩耗、低摩擦で、特にドライ条件でさらに低摩耗、低摩擦であり、また、耐久性もある潤滑性能にすることができる。 また、前記表面樹脂層は、さらに、１〜５体積％の固体潤滑剤を有することとしたため、低摩耗、低摩擦で、特にドライ条件でさらに低摩耗、低摩擦であり、また、耐久性もある潤滑性能にすることができる。
【００５９】また、前記酸化錫は、酸化第二錫からなり、平均粒径を１〜１０μｍとしたため、表面樹脂層に均一に分散することができ、耐摩耗性を改善することができる。
【００６０】また、前記炭素繊維は、ピッチ系の炭素繊維で、繊維径を１０〜１８μｍ、繊維長を３０〜１８０μｍとしたため、炭素繊維が軸受面に対し垂直になったり繊維同士が絡みあうことなく、軸受面に対し平行に並ぶようにすることができ、耐摩耗性を改善することができる。
【００６１】また、前記固体潤滑剤は、黒鉛、二硫化モリブデンおよび、分子量６０万以下の低分子量四フッ化エチレン樹脂のうち少なくとも１つで構成し、平均粒径をｌ０μｍ以下としたため、四フッ化エチレン樹脂を主成分とする樹脂に付着させ均等に混合した皮膜を形成することができ、摩擦性を改善することができる。
【００６２】また、前記四フッ化エチレン樹脂を主成分とする樹脂は、四フッ化エチレン樹脂と、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体およびまたは四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体とが単一の粉末粒子として一体に共凝析された樹脂粉末であり、この樹脂共凝析粉末は、四フッ化エチレン樹脂を７０〜９５重量％含み、平均粒径を３００〜６００μｍとしたため、酸化錫と炭素繊維を均等に付着することができ、耐摩耗性を改善することができる。
【００６３】さらに、本発明の樹脂被覆摺動材の製造方法は、裏金上に被着形成した青銅の多孔質金属焼結層に対し、酸化錫と、四フッ化エチレン樹脂を主成分とする樹脂とからなる混合物または、酸化錫と、炭素繊維と、四フッ化エチレン樹脂を主成分とする樹脂とからなる混合物または、酸化錫と、炭素繊維と、固体潤滑剤と、四フッ化エチレン樹脂を主成分とする樹脂とからなる混合物を含浸して被覆焼成し樹脂被覆摺動材を製造するとき、四フッ化エチレン樹脂を主成分とする樹脂として前記樹脂共凝析粉末を使用し、該樹脂共凝析粉末の少なくとも表面に有機溶剤を主成分として含む溶液を湿潤させた後に、前記樹脂共凝析粉末に前記酸化錫または、前記酸化錫と前記炭素繊維または、前記酸化錫と前記炭素繊維と前記固体潤滑剤を付着させ、前記青銅の多孔質金属焼結層に対し含浸被覆後に焼成被着することとしたため、樹脂被覆摺動材を的確・容易に製造することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１０２９０２
【氏名又は名称】エヌデーシー株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１１月８日（１９９９．１１．８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７７８２７
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 弘男
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１３２７５６（Ｐ２００１−１３２７５６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月１８日（２００１．５．１８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３１６７８６ |
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