CN101517252B - 滑动部件以及使用了该滑动部件的流体机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种滑动部件以及使用了该滑动部件的流体机械，该滑动部件减少了滑动部的小型化所引起的机械损失，耐力得到提高，从而可得到较高的可靠性。滑动部件(1)具有多孔质烧结基体(2)和树脂组合物(3)。多孔质烧结基体(2)由多孔质的烧结体构成。树脂组合物(3)涂装在多孔质烧结基体(2)的表面。树脂层厚度t1为孔深度t2加10μm以上的尺寸。树脂层厚度t1为树脂组合物(3)的厚度。孔深度t2是于多孔质烧结基体(2)的表面露出的孔(6)的深度。

Description

滑动部件以及使用了该滑动部件的流体机械

技术领域

本发明涉及滑动部件以及使用了该滑动部件的流体机械。

背景技术

氟树脂具有优异的耐磨耗性、低摩擦性，但由于树脂单体的强度低，所以通常在铁类基材上涂布氟树脂来使用。另一方面，氟树脂难以确保与基材之间的密合力。而且，基材使用多孔质烧结金属时，能够增加锚定(anchor)效果、能够期待在提高密合性方面有较大效果，所以以往提出了各种由多孔质烧结体制造的滑动部件。

专利文献1的烧结体滑动材的制造方法包括：对多孔质的成型体进行烧结的工序；将得到的烧结体浸渍在树脂中的工序；使树脂固化的工序。

并且，专利文献2的压缩机用滑动部品材料是通过在多孔质铁基烧结合金的孔中填充聚四氟乙烯(PTFE)等氟树脂来制造的。

专利文献1：日本特开昭64-11912号公报

专利文献2：日本特开平10-88203号公报

但是，在专利文献1的烧结体滑动材的制造方法中，多孔质烧结体与树脂的组合中没有形成适当的树脂膜厚，所以不能确保树脂与基材之间的密合性，并且，基材表面的凹凸有可能导致基材穿透树脂层而露出，耐烧焦性变差。因此，难以减少滑动部的小型化引起的机械损失，并且也难以提高耐力，所以存在难以确保可靠性的问题。

另外，对于专利文献2的压缩机用滑动部品材料来说，由于仅含浸有氟树脂，因而树脂的耐磨耗性差，与专利文献1同样地不能确保树脂与基材之间的密合性，存在难以确保可靠性的问题。

发明内容

本发明的课题在于提供一种滑动部件以及使用了该滑动部件的流体机械，该滑动部件可减少滑动部的小型化引起的机械损失、提高耐力，从而可得到较高的可靠性。

第一发明的滑动部件具有多孔质烧结基体和树脂组合物。多孔质烧结基体由多孔质的烧结体构成。树脂组合物涂装在多孔质烧结基体的表面。树脂层厚度为将孔深度加上10μm以上而得到的尺寸。树脂层厚度为树脂组合物的厚度。孔深度是在多孔质烧结基体表面露出的孔的深度。

在此，由于树脂层厚度为将孔深度加上10μm以上而得到的尺寸，因而能够确保多孔质烧结基体与树脂组合物之间的密合性，并且多孔质烧结基体不会露出。因此，滑动部的小型化引起的机械损失降低，耐力提高，从而得到较高的可靠性。

第二发明的滑动部件是根据第一发明所述的滑动部件，其中，孔深度为15μm以上。

在此，由于孔深度为15μm以上，因而多孔质烧结基体与树脂组合物之间的密合性良好。

第三发明的滑动部件为第一发明或第二发明所述的滑动部件，其中，树脂组合物含有聚酰胺酰亚胺和聚四氟乙烯。

在此，由于树脂组合物含有聚酰胺酰亚胺和聚四氟乙烯，因而耐磨耗性、低摩擦性优异。

第四发明的滑动部件为第一发明至第三发明的任意一项所述的滑动部件，其中，孔相对于多孔质烧结基体的体积比率、即孔率为10～30％。

在此，由于孔相对于多孔质烧结基体的体积比率、即孔率为10～30％，因而可在保持多孔质烧结基体的强度的同时充分获得将树脂组合物保持在多孔质烧结基体的表面的效果(锚定效果)。

第五发明的滑动部件为第一发明至第四发明的任意一项所述的滑动部件，其中，树脂组合物通过真空抽吸而被浸渗在于多孔质烧结基体的表面露出的孔中。

在此，由于树脂组合物通过真空抽吸而被浸渗在于多孔质烧结基体的表面露出的孔中，因而可以使浸渗层较厚。

第六发明的滑动部件为第一发明至第五发明的任意一项所述的滑动部件，其中，多孔质烧结基体所含有的油的含量为5重量％以下。

在此，由于多孔质烧结基体所含有的油的含量为5重量％以下，因而多孔质烧结基体的内部所含有的油几乎为零，基本不会发生异物混入所引起的问题(污染)。

第七发明的流体机械的特征在于，其具备第一发明至第六发明的任意一项所述的滑动部件。

在此，由于流体机械具有第一发明至第6发明的任意一项所述的滑动部件，因而流体机械的滑动部的小型化所引起的机械损失减少，耐力提高，从而得到较高的可靠性。

第八发明的流体机械为第七发明的流体机械，其中，滑动部件是轴承。

在此，由于滑动部件是轴承，因而能够确保流体机械的轴承中多孔质烧结基体与树脂组合物之间的密合性，且多孔质烧结基体不会露出。因此，滑动部的小型化所引起的机械损失减少，耐力提高，从而得到较高的可靠性。

第九发明的流体机械为第八发明所述的流体机械，其中，所使用的冷媒为二氧化碳。

在此，由于所使用的冷媒是二氧化碳，因而在滑动部负荷高的二氧化碳中效果特别高，滑动部的小型化所引起的机械损失进一步减少、耐力提高，从而得到更高的可靠性。

根据第一发明，能够确保多孔质烧结基体与树脂组合物之间的密合性，并且多孔质烧结基体不会露出，因而滑动部的小型化所引起的机械损失减少、耐力提高，从而得到较高的可靠性。

根据第二发明，多孔质烧结基体与树脂组合物之间的密合性良好。

根据第三发明，耐磨耗性和低摩擦性优异。

根据第四发明，能够在保持多孔质烧结基体的强度的同时充分获得将树脂组合物保持在多孔质烧结基体的表面的效果(锚定效果)。

根据第五发明，可以使浸渗层较厚。

根据第六发明，多孔质烧结基体的内部所含有的油几乎为零，所以基本上不会发生异物混入所引起的问题(污染)。

根据第七发明，流体机械中滑动部的小型化所引起的机械损失减少，耐力提高，从而得到较高的可靠性。

根据第八发明，能够确保流体机械的轴承中多孔质烧结基体与树脂组合物之间的密合性，并且多孔质烧结基体不会露出。因此，滑动部的小型化所引起的机械损失减少，耐力提高，从而得到较高的可靠性。

根据第九发明，在滑动部负荷高的二氧化碳中效果特别高，滑动部的小型化所引起的机械损失减少，耐力提高，从而得到较高的可靠性。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的滑动部件的剖面图。

图2是表示图1中的未涂装树脂组合物的状态下的多孔质烧结基材的表面的俯视图。

图3是表示应用图1的滑动部件的涡旋压缩机的整体结构的剖面图。

图4是表示一定孔深度下的有效树脂膜厚和临界负荷之间的相互关系的图。

图5是表示一定有效树脂膜厚下的孔深度和临界负荷之间的相互关系的图。

图6是表示没有润滑油的滑动条件下的滑动部件的摩擦系数的时间系列变化的图。

图7是本发明的第二实施方式的滑动部件的剖面图。

图8是表示图7中的未涂装树脂组合物的状态下的多孔质烧结基材的表面的俯视图。

图9是表示本发明的第二实施方式的密合力试验方法的剥离宽度的图。

符号说明

1滑动部件；2多孔质烧结基体；3树脂层；3a单纯树脂层；3b浸渗层；6孔；71滑动部件；72多孔质烧结基体；73树脂层；73a单纯树脂层；73b浸渗层；76孔；78氧化皮膜

具体实施方式

接着，参照附图，说明本发明的滑动部件的实施方式。

[第一实施方式]

<滑动部件1的结构>

图1所示的滑动部件1可应用于涡旋压缩机(例如，图3的高低压圆顶型压缩机101)的轴承，更详细地说，可应用于与轴承的轴相接触的轴瓦等。轴瓦的尺寸例如为内径20～40mm、外径25～50mm、厚度2.5～5mm左右。

如图1所示，滑动部件1具有：由多孔质烧结体构成的多孔质烧结基体2；以及涂装在多孔质烧结基体2的有孔6露出的表面(参照图2)的树脂组合物3。多孔质烧结基体2通过将铁等烧结金属粉末进行烧结来制造。

树脂组合物3具有：覆盖多孔质烧结基体2表面的单纯树脂层3a；以及浸渗在于多孔质烧结基体2的表面露出的孔6中的浸渗层3b。树脂组合物3采用喷雾器(spray)或分配器(dispenser)涂装在多孔质烧结基体2的表面。上述涂装均通过从与树脂涂装面相反一侧进行真空抽吸来提高对孔6的填充率。

如图1所示，树脂组合物3的厚度、即树脂层厚度t1为将孔深度t2加上10μm以上(优选20μm以上)而得到的尺寸，孔深度t2是在多孔质烧结基体2的表面露出的孔6的深度。由此，能够确保多孔质烧结基体2与树脂组合物3之间的密合性，并且多孔质烧结基体2不会露出。而当树脂层厚度t1小于t2+10μm时，则多孔质烧结基体2有可能露出。另一方面，当树脂层厚度t1超过200μm时，存在树脂组合物3的密合性下降的问题。

图1表示树脂层厚度t1为90μm、孔深度t2为30μm的滑动部件1的表面的剖面图。

多孔质烧结基体2的涂装面7的凹凸所致的相对于平均表面高度L的差Ad为±5μm。因此，为了不使多孔质烧结基体2穿透单纯树脂层3a而露出，树脂层厚度t1需要为t2+10μm以上。

由于孔深度t2为10μm以上(优选为20μm以上)，因而多孔质烧结基体2与树脂组合物3之间的密合性良好。另外，浸渗层3b的厚度t2小于10μm时，不能确保密合性。另一方面，孔深度t2超过100μm时，存在难以含浸树脂组合物3的问题。

由于树脂组合物3含有聚酰胺酰亚胺(PAI)和聚四氟乙烯(PTFE)，因而耐磨耗性、低摩擦性(换言之滑动特性)优异。

具体地说，树脂组合物3中，在PAI中分散含有PTFE等氟树脂。树脂组合物3除了含有PAI和PTFE之外，还含有氟化钙等。

孔6相对于多孔质烧结基体2的体积比率、即孔率为10～30％，能够在保持多孔质烧结基体2的强度的同时充分得到将树脂组合物3保持在多孔质烧结基体2的表面的锚定效果。图2表示的是在未涂装树脂组合物3的状态下的多孔质烧结基材2的表面，多孔质烧结基材2的孔率约为20％。

树脂组合物3通过从与树脂涂装面相反一侧进行的真空抽吸而浸渗在于多孔质烧结基体2的表面露出的孔6中。真空抽吸与树脂组合物3的涂装同时进行，或者在涂装之后进行。进行真空抽吸时，使多孔质烧结基体2的背面处于负压，使得树脂组合物3由多孔质烧结基体2的表面浸渗，由此可以使浸渗层3b较厚。

多孔质烧结基体2所含有的油的含量在5重量％以下。籍此，由于多孔质烧结基体2的内部含有的油几乎为零，因而基本上不存在异物混入引起问题(污染)的可能性。

滑动部件1用于以下所述的涡旋式高低压圆顶型压缩机101的滑动部品。

<高低压圆顶型压缩机101的整体结构>

第一实施方式的涡旋式高低压圆顶型压缩机101与蒸发器、冷凝器、膨胀机构等一起构成冷媒回路，起到对该冷媒回路中的气态冷媒进行压缩的作用，如图3所示，其主要由纵长圆筒形的密闭圆顶型机壳10、涡旋压缩机构15、欧丹环39、驱动马达16、下部主轴承60、吸入管19、以及喷出管20构成。

第一实施方式的滑动部件1适用于可动涡管26的销轴承部26c、上部外壳23的轴承34、以及下部主轴承60的轴承部60a中的至少之一。另外，滑动部件1应用于摇摆压缩机等的情况下，可应用于销轴承(活塞内周)、主轴承(前头)、副轴承(后头)等部品。

下面，分别详细叙述该高低压圆顶型压缩机101的构成部品。

<高低压圆顶型压缩机101的构成部品的详述>

(1)机壳

机壳10具有：大致为圆筒状的机壳主体部11；碗状上壁部12，其气密熔接在机壳主体部11的上端部；以及碗状底壁部13，其气密熔接在机壳主体部11的下端部。并且，该机壳10主要收容有用于对气态冷媒进行压缩的涡旋压缩机构15、以及配置于涡旋压缩机构15的下方的驱动马达16。该涡旋压缩机构15与驱动马达16由驱动轴17所连结，该驱动轴17按照在机壳10内沿上下方向延伸的方式进行配置。其结果，压缩机构15与驱动马达16之间形成有间隙空间18。

(2)涡旋压缩机构

如图3所示，涡旋压缩机构15主要由外壳23、密合配置于外壳23上方的固定涡管24、以及与固定涡管24啮合的可动涡管26构成。下面，分别对该涡旋压缩机构15的构成部品进行详细说明。

a)外壳

外壳23在其外周面沿整个圆周方向压入固定在机壳主体部11中。即，机壳主体部11与外壳23沿整个圆周气密密合。因此，机壳10的内部被划分成外壳23下方的高压空间28和外壳23上方的低压空间29。并且，该外壳23上采用螺栓38紧固有固定涡管24，以使得该外壳23的上端面与固定涡管24的下端面密合。并且，该外壳23上形成有外壳凹部31和轴承部32，该外壳凹部31凹设在外壳23的上表面中央，该轴承部32从下表面中央向下方延伸设置。并且，该轴承部32上形成有沿上下方向贯穿的轴承孔33，驱动轴17通过轴承34转动自如地嵌入在该轴承孔33中。

b)固定涡管

固定涡管24主要由镜板24a、以及形成在镜板24a下表面的涡旋状(曲线状)盖板24b构成。镜板24a上形成有与压缩室40(后述)连通的喷出通路41、以及与该喷出通路41连通的扩大凹部42。喷出通路41形成在镜板24a的中央部分，沿上下方向延伸。扩大凹部42由凹设在镜板24a上表面且向水平方向扩张的凹部构成。而且，盖体44以塞住该扩大凹部42的方式，由螺栓44a紧固在固定涡管24的上表面。并且，通过将盖体44覆盖于扩大凹部42而形成由可消除压缩机构15的运转噪音的膨胀室构成的消音空间45。固定涡管24和盖体44通过未图示的垫片密合，从而被密封。

C)可动涡管

如图3所示，可动涡管26主要由镜板26a、形成在该镜板26a上表面的涡旋状(曲线状)盖板26b、形成在镜板26a下表面的轴承部26c、以及形成于镜板26a两端部的沟部26d构成。并且，该可动涡管26通过将欧丹环39(后述)嵌入在沟部而支承在外壳23上。并且，驱动轴17的上端嵌入在轴承部26c中。可动涡管26采用这种方式组装在涡旋压缩机构15中，从而其本身不会因该驱动轴17的转动而自转，而在外壳23内进行公转。并且，可动涡管26的盖板26b与固定涡管24的盖板24b啮合，在两盖板24b，26b的接触部之间形成压缩室40。并且，该压缩室40伴随可动涡管26的公转，两盖板24b、26b间的容积会向中心收缩。第一实施方式涉及的高低压圆顶型压缩机101采用这种方式压缩气态冷媒。

d)其他

并且，该涡旋压缩机构15上，自固定涡管24至外壳23，形成有连络通路46。该连络通路46按照将切开形成于固定涡管24的涡管侧通路47与切开形成于外壳23的外壳侧通路48进行连通的方式形成。并且，连络通路46的上端也即涡管侧通路47的上端向着扩大凹部42开口；而连络通路46的下端也即外壳侧通路48的下端则向着外壳23的下端面开口。即，通过该外壳侧通路48的下端开口来构成使连络通路46的冷媒向间隙空间18流出的喷出口49。

(3)欧丹环

如上所述，欧丹环39是用于防止可动涡管自转运动的部件，其嵌入在形成于外壳23上的欧丹环沟(未图示)中。另外，该欧丹环沟是长圆形状的沟，在外壳23上配设于相互对置的位置。

(4)驱动马达

驱动马达16在本实施方式中为直流马达，主要由固定在机壳10的内壁面上的环状定子51、以及隔着微小间隙(空气间隙通路)且旋转自如地收容在定子51内侧的转子52构成。并且，该驱动马达16按照形成于定子51上侧的线圈端53的上端与外壳23的轴承部32的下端大致处于相同高度的位置的方式进行配置。

定子51的齿部卷绕有铜线，而定子51的上方及下方形成有线圈端53。并且，在定子51的外周面，贯穿定子51的上端面至下端面且在圆周方向隔着预定间隔在多处切开形成有核心切口部。并且，通过该核心切口部来形成在机壳主体部11及定子51之间沿上下方向延伸的马达冷却通路55。

转子52通过配置在机壳主体部11的轴心而沿上下方向延伸的驱动轴17而被驱动连结至涡旋压缩机构15的可动涡管26。并且，间隙空间18中配设有将从连络通路46的喷出口49流出的冷媒引导至马达冷却通路55的引导板58。

(5)下部主轴承

下部主轴承60配设在驱动马达16下方的下部空间。该下部主轴承60固定在机壳主体部11上，并且构成驱动轴17的下端侧轴承，在下部主轴承60的轴承部60a上支承驱动轴17。

(6)吸入管

吸入管19用于将冷媒回路的冷媒引导至涡旋压缩机构15，其气密嵌入机壳10的上壁部12。吸入管19沿上下方向贯穿低压空间29，并且内端部嵌入固定涡管24中。

(7)喷出管

喷出管20用于将机壳10内的冷媒喷出到机壳10外，气密嵌入机壳10的机壳主体部11中。并且，该喷出管20具有内端部36，该内端部36形成为沿上下方向延伸的圆筒形状，并固定在外壳23的下端部。另外，喷出管20的内端开口、即流入口朝向下方开口。

实施例

采用下面的试验方法，得到表示(树脂膜厚-孔深度)与临界负荷之间的相互关系(图4和表1)、孔深度与临界负荷之间的相互关系(图5和表2)的试验结果。

<试验方法>

·试制评价过程

·烧结基材：

使用纯铁系P1022(密度5.8g/cm³)

→JIS2550(机械构造部品用烧结材料)的附表2

·涂料：树脂组成

按重量比率计，PAI比率50～60％，PTFE比率20～30％，氟化钙比率10～20％，氧化铝比率1～5％

·涂装方法：

喷雾器

分配器

·烧制条件

200～300℃下烧制30～60分钟左右

·盘加工：涂层

·评价

·TP形状

烧结材料：在

、

的盘状的铁系烧结物上涂装有树脂的材料。

对象材料：固定在带有3个R6、宽4mm、前端为R状的销的夹具上的材料。

·条件：大气干燥、PV

如图6的曲线图所示，将处于大气中且无润滑油的滑动条件下以0.5m/S的速度旋转时摩擦系数急剧上升的负荷作为烧焦临界负荷。

·试验后的样品处于树脂部分剥离的状态，可以根据烧焦临界负荷相对评价密合力。

·试验结果：

(树脂膜厚-孔深度)与临界负荷的相互关系(图4和表1)、孔深度与临界负荷之间的相互关系(图5和表2)

[表1]

[表2]

通过以上的试验方法得到的试验结果(表1～2、图4～5)之中，特别如表1所示，在表1的实施例中，树脂层厚度t1为孔深度t2加10μm以上的尺寸(t2+10μm以上)。该情况下，烧结基体没有露出，因而烧焦临界负荷高，不易发生烧焦。另一方面，在表1的比较例中，树脂层厚度t1小于t2+10μm，因而烧结基体露出，从而烧焦临界负荷非常低，容易发生烧焦。

并且，由图4的曲线图可知，若树脂层厚度t1为孔深度t2+10μm以上，则烧结基体的露出减少，不易发生烧焦；若在t2+20μm以上，则烧结基体的露出进一步减少，更不易发生烧焦。另外，若树脂层厚度t1达到t2+20μm以上，则烧焦临界负荷恒定，因而即使树脂层厚度t1进一步加厚，耐烧焦性也基本相同。

此外，由图5的曲线图可知，若孔深度t2为15μm以上，则将树脂保持在烧结基体表面的锚定效果增加，密合性提高，耐烧焦性提高；若t2为20μm以上，则锚定效果进一步增加，密合性进一步提高，耐烧焦性提高。另外，若孔深度t2达到20μm以上，则烧焦临界负荷恒定，所以即使孔深度t2进一步加厚，耐烧焦性也基本相同。

<第一实施方式的特征>

(1)第一实施方式的滑动部件1中，由于树脂组合物3的树脂层厚度t1为孔6的孔深度t2加10μm以上(优选20μm以上)的尺寸，因而能够确保多孔质烧结基体2与树脂组合物3之间的密合性，且多孔质烧结基体2不会露出。因此，滑动部的小型化所引起的机械损失减少，耐力提高，从而得到较高的可靠性。

(2)第一实施方式的滑动部件1中，由于孔厚度t2为15μm以上(优选20μm以上)，因而多孔质烧结基体2与树脂组合物3之间的密合性良好。

(3)在第一实施方式的滑动部件1中，由于树脂组合物3含有聚酰胺酰亚胺(PAI)和聚四氟乙烯(PTFE)，因而耐磨耗性、低摩擦性优异。

(4)在第一实施方式的滑动部件1中，由于孔6相对于多孔质烧结基体2的体积比率即孔率为10～30％，因而能够在保持多孔质烧结基体2的强度的同时充分得到将树脂组合物3保持于多孔质烧结基体2表面的锚定效果。

(5)在第一实施方式的滑动部件1中，由于树脂组合物3通过真空抽吸而浸渗在于多孔质烧结基体2的表面露出的孔6中，因而可使浸渗层3b较厚。

(6)在第一实施方式的滑动部件1中，由于多孔质烧结基体2所含有的油的含量在5重量％以下，因而多孔质烧结基体2的内部所含有的油几乎为零，基本不存在异物混入引起问题(污染)的可能性。

(7)在第一实施方式中，由于作为流体机械的高低压圆顶型压缩机101具有滑动部件1，因而流体机械中滑动部的小型化所引起的机械损失减少，耐力提高，从而得到较高的可靠性。

(8)在第一实施方式中，由于将滑动部件1用于高低压圆顶型压缩机101的轴承，因而能够确保轴承中多孔质烧结基体与树脂组合物之间的密合性，并且多孔质烧结基体不会露出。因此，滑动部的小型化所引起的机械损失减少，耐力提高，从而得到较高的可靠性。

(9)在作为流体机械的压缩机中所使用的冷媒可以为二氧化碳。该情况下，在滑动部负荷高的二氧化碳中效果尤其高，滑动部的小型化所引起的机械损失减少，耐力提高，从而得到较高的可靠性。

[第二实施方式]

第二实施方式的滑动部件71中，为了防锈和防止油渗出，在多孔质烧结基体72的表面形成有氧化皮膜78，这一点与第一实施方式的滑动部件1有所不同，但除此之外的其他构成均相同。下面对形成有氧化皮膜78的滑动部件71进行详细叙述。

<滑动部件71的结构>

与图1的滑动部件1同样地，图7所示的滑动部件71可应用于涡旋压缩机(例如图3的高低压圆顶型压缩机101)的轴承，更详细地说可应用于与轴承的轴相接触的轴瓦等。轴瓦的尺寸例如为内径20～40mm、外径25～50mm、厚度2.5～5mm左右。

如图7所示，滑动部件71具有：由多孔质烧结体构成的多孔质烧结基体72；通过在多孔质烧结基体72中将露出有多孔质烧结基体72的孔76的表面(参照图8)进行氧化而形成的氧化皮膜78；以及涂装在氧化皮膜78表面的树脂组合物73。多孔质烧结基体72通过对铁等金属粉末进行烧结来制造。

氧化皮膜78通过对多孔质烧结基体72实施蒸汽处理来形成。具体地说，在水蒸气气氛炉中，在预定的温度范围(例如500～560℃)对多孔质烧结基体72进行加热，以均匀的厚度形成预定厚度(几微米左右)的由黑色Fe₃O₄构成的氧化皮膜78。如图7所示，氧化皮膜78以均匀的厚度形成在于多孔质烧结基体72表面露出的孔76的内表面。

树脂组合物73具有：覆盖多孔质烧结基体72表面(具体地说，被氧化被膜78覆盖的多孔质烧结基体72的表面)的单纯树脂层73a；以及浸渗在多孔质烧结基体72的孔76内部的浸渗层73b。树脂组合物73采用喷雾器或分配器涂装在多孔质烧结基体72表面的氧化皮膜78上。

树脂组合物73由于含有聚酰胺酰亚胺(PAI)和聚四氟乙烯(PTFE)，因而耐磨耗性、低摩擦性(换言之，滑动特性)优异。具体地说，树脂组合物73中，在PAI中分散含有PTFE等氟树脂。树脂组合物73中除了含有PAI和PTFE之外，还含有氟化钙等。

并且，与第一实施方式的树脂组合物3同样地，如图7所示，树脂组合物73的厚度即树脂层厚度t1也优选为孔深度t2加10μm以上(优选20μm以上)的尺寸，孔深度t2是在多孔质烧结基体72的表面露出的孔76的深度。由此，能够确保多孔质烧结基体72与树脂组合物73之间的密合性，并且多孔质烧结基体72不会露出。另外，树脂层厚度t1小于t2+10μm时，多孔质烧结基体72有可能会露出。另一方面，若树脂层厚度t1超过200μm，则存在树脂组合物3的密合性下降的问题。

图7表示树脂层厚度t1为90μm、孔深度t2为30μm的滑动部件71的表面的剖面图。另外，由于氧化皮膜78的厚度为几微米左右，因而相对于氧化皮膜78的厚度来说，树脂组合物73的厚度即树脂层厚度t1足够厚。

由于孔深度t2为10μm以上(优选为20μm以上)，因而多孔质烧结基体72与树脂组合物73之间的密合性良好。另外，若浸渗层73b的厚度t2小于10μm，则不能确保密合性。另一方面，若孔深度t2超过100μm，则存在难以浸渗树脂组合物73的问题。

孔76相对于多孔质烧结基体72的体积比率即孔率为10～30％，能够在保持多孔质烧结基体72的强度的同时充分得到将树脂组合物73保持于多孔质烧结基体72的表面的锚定效果。图8表示未涂装树脂组合物73的状态下的多孔质烧结基材72的表面，多孔质烧结基材72的孔率约为20％。

树脂组合物73浸渗在于多孔质烧结基体72的表面露出的孔76中。

与第一实施方式的滑动部件1同样地，滑动部件71也应用于上述涡旋式高低压圆顶型压缩机101的滑动部件。

<密合力试验方法>

在第二实施方式中，为了准确地测定滑动部件71的形成于多孔质烧结基体72表面的树脂组合物73的密合力，进行以下的定量划格试验。

以往，为了测定形成于金属基体表面的树脂层的密合力，在树脂涂膜上等间隔地引入切口，在该切口部分粘贴胶带，之后进行剥离，由此来调查树脂涂膜发生剥离的临界切口部分的间隔，评价树脂涂膜的密合力。但是，在这种评价方法中，难以定量评价密合力。并且，在润湿性差的氟树脂等树脂层的情况下，还存在与胶带的密合性变差的问题。而且，在树脂层未形成在平板上的情况下，例如形成在圆筒的内周面等的情况下，不能再现性良好地进行基于胶带剥离的密合力试验。

于是，在第二实施方式中，不采用胶带剥离，而采用能够应对氟树脂层或曲面状的树脂层、且能够准确地评价树脂层的密合力的密合力试验方法。

具体地的说，如图9所示，在树脂组合物73的表面，在纵向上等间隔地并列形成沿横向延伸的切口T1，另一方面，在横向上以不同间隔并列形成沿纵向延伸的切口T21～T26。由此，纵向的切口宽度W1恒定，而以预定的变化量改变横向的切口宽度W21、W22、W23、W24、W25，采用这种方式配置切口。

因此，如图9所示，在树脂组合物73的表面引入横宽不同的(W21～W25)(例如，2.0mm～0.2mm，以0.2mm刻度变化)的矩阵状的切口，由此来测定树脂组合物73在哪个切口宽度W21～W25发生了自然剥离(即开始剥离的最大的切口宽度，也即剥离宽度)(参照图9的剥离部分P)。通过该方法，可以准确且定量地测定树脂组合物73的密合力。在此，剥离宽度W21～W25越小，树脂组合物73与多孔质烧结基体72之间的密合力越大；另一方面，剥离宽度W21～W25越大，密合力越低。

该密合力试验方法中，优选由切口形成的划格围起的部分(所谓的岛)为长方形，但即使是棱形也可进行试验。

并且，该密合力试验法中，树脂组合物73的表面并不限于平板，即使是圆弧状或凹凸状也可进行评价。

例如，使用该密合力试验法，测定形成于作为基体的圆筒内周的树脂涂膜的密合力的情况下，首先，(i)在圆筒的内周面，绕圆筒内周以等间隔并列引入沿圆筒轴方向成直线状的切口，然后(ii)在圆筒的内周面，以不同间隔在轴向上并列引入沿圆筒的圆周方向成圆状的切口，(iii)之后，采用显微镜等观察树脂涂膜在哪一间隔发生了自然剥离(即剥离宽度)，测定密合力。

在此，也可以形成螺旋状的切口来替代沿圆周方向形成原状的切口。该情况下，若慢慢减小螺旋的间距，则相邻的切口的间隔变得不同，从而可以测定剥离宽度。

下面，进一步详细说明定量划格试验。

<定量划格试验的说明>

1.试样的制作方法

如表3所示，制作与比较例1～2以及本发明的实施例对应的3个试样No.1～3，分别对各试样进行定量划格试验。试样No.1～3具体说明如下。

·试样No.1S45C+磷酸锰处理

对S45C圆筒实施磷酸锰被膜处理，在经如此处理的基材内周涂布涂料之后进行烧制。

·试样No.2烧结基材(未进行蒸汽处理)

烧结基材(JPMA SMF 4040)进行烧结之后，不进行蒸汽处理。与试样No.1同样地在基材内周涂布涂料之后进行烧制。

·试样No.3烧结基材(进行蒸汽处理)

烧结基材(JPMA SMF 4040)进行烧结之后，进行蒸汽处理。与试样No.1同样地在基材内周涂布涂料之后进行烧制。

在此，JPMA SMF 4040是指日本粉末冶金工业标准中规定的铁-铜系粉末金属。

本试验中的蒸汽处理是指，在水蒸气气氛炉中加热至500～560℃从而得到黑色Fe₃O₄皮膜的处理。

2.定量划格用试样的形状

·烧结基材的形状

(外直径：mm)、

(内直径：mm)、H29

·涂装与加工

采用分配器涂装方式，涂装到基材内径上。

烧制时膜厚：对100～150μm的基材进行内径切削加工，使得试验时膜厚为40～60μm。

·为进行定量划格试验的加工

为了在圆筒型样品的内周引入切口，将样品分割成2部分或4部分。

3.对于定量划格试验的实施方法，将在以下的项目<定量划格试验的实施方法>中进行详细说明。

4.定量划格的试验结果

定量划格的试验结果如表3所示。

[表3]

考察表3的试验结果，可得出如下结论。

·若采用烧结基材，则与磷酸锰相比，能够提高密合性(采用烧结基材能够提高锚定效果)。

·进行蒸汽处理(试样No.3的情况)与不进行蒸汽处理的情况(试样No.2的情况)相比，能够进一步提高密合性。

由上述可知，在本发明的实施例(试样No.3的情况)中，通过在烧结之后进行蒸汽处理，能够得到密合性提高的效果。

<定量划格试验的实施方法>

1.装置

切口工具需要处于刀刃良好的状态。

2.导向件

为了以等间隔引入切口，在使用单一的切口工具时，可以使用具有导向件的等间隔定距片。

3.粘附胶带

为了除去失去了粘附力的涂膜，可以使用粘附胶带(每25mm的宽度具有10±1N的粘附强度的胶带)。

4.用于观察的设备

使用具有100～300倍左右倍率的光学显微镜。

5.试验片

试验片形状没有特别限制。但是，试验部位优选在从试验板的端部起5mm以上的3个不同位置实施。

优选试验片之间的膜厚均匀。

6.步骤

6.1试验条件以及试验数

·在没有其他规定的情况下，在温度23±2°、相对湿度50±5％的条件下进行。

·在试验片上的至少3个不同的位置进行试验。

6.2试验片的养护

·在没有其他规定的情况下，在即将进行试验之前，将试验片在温度23±20°、相对湿度50±5％的条件下，放置至少16小时，进行养护。

6.3切割间隔以及切割数

·栅格图案的X方向以1mm的间隔、Y方向以5mm至0.1mm的间隔切入。

·X方向切割数4，Y方向切割数为51。

·能够得到共计150块的栅格。

6.4采用手动方式切割并除去涂膜

·利用虎钳等固定试验片。

·依照规定顺序，以手动进行切割。在试验之前，检查刀刃部分，通过更换刀刃，保持其状态。

·以刀刃相对于试验片的表面成垂直的方式，保持切割工具。对切割工具施加一样的压力，并且使用适当的定距片，以恒定的切割率，在涂膜部分上形成规定数量的切口。

·全部切割必须贯穿整个基材表面。

·实施6.3所示的切割。

·另外，在难以以0.1mm的间隔进行切割的情况下，在引入逐渐变细的适当的切口之后，可以采用放大镜测定间隔。

·为了除去失去粘附力的涂膜，可以使用粘附胶带。粘附胶带可以作为观察用进行保存。

6.5使用电动工具切割涂膜

·在使用工具形成切口的情况下，需要留意手动方式中说明的几点。

7.结果的表示方式

试验结果的评价在除去失去粘附力的涂膜之后立即进行。

使用观察设备从上部对经剥离的涂膜进行观察。

将剥离的涂膜间隔和未剥离的涂膜间隔数值化。根据需要使用2个数值，作为试验结果。

剥离部分的间隔越小，密合性越高。

<第二实施方式的特征>

(1)第二实施方式中，由于多孔质烧结基体72的表面形成有氧化皮膜78，因而多孔质烧结基体72表面的细孔被堵塞，可防止多孔质烧结基体72的表面活性度降低。并且，通过形成由黑色Fe₃O₄构成的氧化皮膜78，能够防止在多孔质烧结基体72表面生成铁锈(Fe₂O₃)。由此，能够抑制树脂组合物73的密合性的下降，能够提高滑动部件71的生产率。

(2)并且，在第二实施方式中，由于多孔质烧结基体72的表面形成有氧化皮膜78，因而多孔质烧结基体72表面的细孔被堵塞，能够防止浸渗在多孔质烧结基体72中的加工油或固体润滑剂渗出到多孔质烧结基体72与树脂组合物73的界面。由此，能够抑制树脂组合物73的密合性下降使其达到与使用了未浸渗有油的多孔质烧结基体的情况相同的程度，能够提高滑动部件71的生产率。

而且，即使在孔率不同的多孔质烧结基体72的情况下，也同样能够抑制树脂组合物73的密合性的下降。

(3)此外，在第二实施方式中，由于是通过对多孔质烧结基体72实施蒸汽处理来形成氧化皮膜78的，因而能够以均匀厚度形成预定厚度的氧化皮膜78。

产业上的可利用性

只要是具备多孔质烧结基体和涂装在其表面的树脂组合物的滑动部件，本发明可应用于各种任意的滑动部件。本发明的滑动部件用于轴承等各种滑动部品。本发明的滑动部件特别优选用于在高温高压下使用的CO₂压缩机的轴承等。并且，还可以作为其他压缩机的轴承进行应用。

此外，本发明在多孔质烧结基体中浸渗有油的情况和未浸渗有油的情况下均可使用。

Claims (11)

1.一种滑动部件(1，71)，其具有由多孔质烧结体构成的多孔质烧结基体(2，72)、以及涂装在所述多孔质烧结基体(2，72)的表面的树脂组合物(3，73)，所述多孔质烧结基体(2，72)的表面形成有氧化皮膜，

所述树脂组合物(3，73)的厚度、即树脂层厚度t1为将孔深度t2加上10μm以上而得到的尺寸，该孔深度t2是在所述多孔质烧结基体(2，72)表面露出的孔(6)的深度。

2.如权利要求1所述的滑动部件(1，71)，其中，所述孔深度t2为15μm以上。

3.如权利要求1或2所述的滑动部件(1，71)，其中，所述树脂组合物(3，73)含有聚酰胺酰亚胺和聚四氟乙烯。

4.如权利要求1或2所述的滑动部件(1，71)，其中，所述孔(6)相对于所述多孔质烧结基体(2，72)的体积比率、即孔率为10～30％。

5.如权利要求1或2所述的滑动部件(1，71)，其中，所述树脂组合物(3)通过真空抽吸而被浸渗在于所述多孔质烧结基体(2)的表面露出的孔(6)中。

6.如权利要求1或2所述的滑动部件(1，71)，其中，所述多孔质烧结基体(2)所含有的油的含量为5重量％以下。

7.如权利要求1或2所述的滑动部件(1，71)，其中，所述氧化皮膜通过对多孔质烧结基体实施蒸汽处理而形成。

8.如权利要求1或2所述的滑动部件(1，71)，其中，所述氧化皮膜由黑色Fe₃O₄构成。

9.一种流体机械，其特征在于，其具备权利要求1～8任意一项所述的滑动部件(1，71)。

10.如权利要求9所述的流体机械，其中，所述滑动部件(1，71)是轴承。

11.如权利要求10所述的流体机械，其中，所使用的冷媒是二氧化碳。

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