CN105980723A - 滑动轴承 - Google Patents

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Abstract

本发明提供滑动轴承，该滑动轴承(1)具有：由金属制基材构成的轴承外周部(2)、形成于成为该滑动面的表面的树脂层(3)，其中，金属制基材是将以可形成氧化物皮膜的金属粉末为主要原料的原料粉末加压成型了的未烧结的压粉体，通过水蒸气处理等，在金属粉末的粒子间形成了氧化物皮膜。本发明由此能够长期维持轴承特性，并且能够将价格抑制到低的程度。

Description

滑动轴承
技术领域
本发明涉及滑动轴承，特别涉及在由规定的金属压粉体构成的基材的滑动面上形成有树脂层的滑动轴承。
背景技术
近年来，关于轴承，正在进行各种研究。例如提出了如下的滚动轴承：其是在内、外圈之间经由保持器保持有多个滚动体而构成，进一步在内、外圈的轨道面及滚动体的表面上以0.03～20μm的膜厚形成有润滑剂膜的滚动轴承，其中，含有其总重量的10重量％以上的与构成润滑剂膜的基油具有互溶性的润滑油，且使具有比由JIS K2220规定的稠度No.3还大的稠度的润滑油保持体以容积比计占轴承空间的1～10％，且以不与内、外圈的轨道面及滚动体表面接触的方式配置在保持器的适当部位(专利文献1参照)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开平08-303467号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1的滚动轴承中，在其制造工序中需要在内、外圈的轨道面及滚动体的表面以0.03～20μm的膜厚形成润滑剂膜的工序。另外，除该工序以外，还需要使润滑油保持体以容积比计占轴承空间的1～10％，且以不与内、外圈的轨道面及滚动体表面接触的方式配置在保持器的适当部位的工序。
在要制造这样的滚动轴承的情况下，推测要在滚动轴承的制造工序中增加烦杂的工序，因进行其烦杂工序的管理等而生产率下降，其结果是，难以将滚动轴承的价格抑制到低的程度。另外，即使追加烦杂的工序，也不能期待大的长寿命化的效果，也有可能因滚动轴承的使用部位而成为品质过剩。
另外，从市场来看，也要求滚动轴承进一步低价格化，为了应对之，正在寻求一种大幅度地减少了零件数量的滑动轴承。这里，在使用一般的烧结金属基材作为滑动轴承的一部分的情况下，其烧结工序占基材的制造成本整体的1/4～1/2，其后的整形工序也不可缺少。因此，为了实现作为轴承整体的进一步低价格化，要求在基材中确保足够的强度，并且进一步降低制造成本。
另外，在使用滑动轴承代替滚动轴承的情况下，其可代替的范围大大地依赖于滑动轴承可对应的PV值(面压力(P)和滑动速度(V)的乘积)，约20％的替代可达到超过5MPa·m/min.的程度，在15MPa·m/min.以上时，可实现约85％的替代。因此，作为代替滚动轴承的滑动轴承，也要求长期维持低摩擦系数，并且具有可对应于高PV值等的稳定的轴承特性。
本发明是为应对这样的问题而完成的，其目的在于，提供滑动轴承，其既能够长期维持轴承特性，并且又能够将价格抑制到低的程度。
用于解决课题的手段
本发明的滑动轴承是具有金属制基材和使用树脂材料而形成于该基材的成为滑动面的表面上的树脂层，其特征在于，上述金属制基材是将以可形成氧化物皮膜的金属粉末为主要原料的原料粉末加压成型了的未烧结的压粉体，在上述金属粉末的粒子间形成了氧化物皮膜。
其特征在于，上述压粉体的基于尺寸测定法的压粉密度为5.0～7.6g/cm3的范围。另外，其特征在于，上述压粉体具有超过100MPa的环压强度。
其特征在于，上述氧化物皮膜通过水蒸气处理而形成。
其特征在于，上述树脂材料是以可注射成型的聚乙烯(PE)树脂为主要成分且含有非注射成型性的树脂的材料，上述树脂层使用该材料，通过注射成型，一体地成型在上述基材上。
作为树脂层的一个方式，其特征在于，上述的非注射成型性的树脂为氟树脂，在上述树脂材料中，上述氟树脂相对于上述PE树脂和上述氟树脂的合计质量含有超过10质量％、40质量％以下。另外，其特征在于，上述氟树脂是再生聚四氟乙烯(PTFE)树脂。另外，其特征在于，上述氟树脂以平均粒径5～50μm的粉末状配合在上述树脂材料中。此外，该平均粒径是基于激光衍射法的测定值。另外，其特征在于，上述PE树脂基于JIS K 7210在载荷10kg、190℃测定之时的MFR为1～30g/10分钟。
作为树脂层的另一方式，其特征在于，上述非注射成型性的树脂是超高分子量聚乙烯(UHMWPE)树脂，在上述树脂材料中，上述UHMWPE树脂相对于上述PE树脂和上述UHMWPE树脂的合计质量含有5～30质量％。另外，其特征在于，在该方式的上述树脂材料中，含有多孔质二氧化硅和润滑剂。
其特征在于，上述滑动轴承是在面压力(P)和滑动速度(V)相乘的积PV值超过5MPa·m/min.的条件下使用的轴承。
发明效果
本发明的滑动轴承由于具有金属制基材和使用树脂材料而形成在该基材的成为滑动面的表面上的树脂层，上述金属制基材是将以可形成氧化物皮膜的金属粉末为主要原料的原料粉末加压成型了的未烧结的压粉体，在该金属粉末的粒子间形成了氧化物皮膜，因此在金属制基材中，能够确保作为滑动轴承的可耐用的充分的强度，并且能够降低其制造成本。另外，由于在该基材的成为滑动面的表面上形成了由树脂材料形成的树脂层，因此可圆滑地进行与配合件的滑动。进而，零件数量比滚动轴承少。这些结果是，能够长期维持轴承特性，并且能够作为轴承整体将价格抑制到低的程度。
另外，由于形成树脂层的树脂材料是以可注射成型的PE树脂为主要成分且含有非注射成型性的树脂的材料，该树脂层使用该材料，通过注射成型，一体地成型在金属制基材上，因此即使在高PV条件下，也能够长期维持低摩擦系数，耐磨性也优异。另外，由于通过嵌件注射来成型树脂层，因此也不需要烦杂的制造工序，生产率优异，可实现进一步低价格化。这些结果是，本发明的滑动轴承可期待作为许多用途的滚动轴承的替代品。
附图说明
图1是表示本发明滑动轴承之一例的立体图及剖面图；
图2是表示形成于轴承外周部的树脂层的构造的方式的剖面图；
图3是表示PV值和磨损系数之间的关系的图。
具体实施方式
本发明的滑动轴承具有金属制基材和使用树脂材料而形成于该基材的成为滑动面的表面上的树脂层，上述金属制基材是将以可形成氧化物皮膜的金属粉末为主要原料的原料粉末加压成型了的未烧结的压粉体，在该金属粉末的粒子间形成了氧化物皮膜。这里，本发明的滑动轴承的“树脂层”是含有树脂(合成聚合物)作为主要成分的层，其一部分也可以含有树脂以外的填充材料等。通过将树脂层形成于滑动面，能够圆滑地进行与轴等配合件的滑动。
以下，对构成本发明滑动轴承的金属制基材进行说明。
在粉末冶金的领域，通常是将以金属粉末为首的原料粉末混合，在进行了压粉成型以后，在超过800℃的高温的炉中进行烧结，而制成产品。与此相对，本发明的金属制基材是对金属粉末进行了成型以后的原封不动的未烧结(无烧结)的压粉体，进而，与经过了烧结工序的烧结体有区别。
本发明人等着眼于水蒸气处理。一般是水蒸气处理(steam treatment)也被称为均质处理，在氧化气氛中，一边将Fe系烧结材料(烧结后的材料)加热到500～560℃程度，一边使其与水蒸气发生反应，在表面生成四氧化三铁(Fe3O4)的皮膜。其皮膜厚度可以说是3～7μm程度。水蒸气处理作为对一般钢材应用的应用例少，但被作为对烧结金属的廉价的表面处理。主要的处理目的是防锈、提高耐磨性、封孔的三个，其它，对提高表面硬度或切削性也有效。
在本发明中，用以下的方法制造金属制基材。即，对以可形成氧化物皮膜的金属粉末为主要原料的原料粉末进行加压成型，得到压粉体，通过水蒸气处理，在构成压粉体的金属粉末的粒子间形成氧化物皮膜。由此，虽然是无烧结，但可得到高强度的压粉体。特别是，通过将构成金属制基材的压粉体的材质或密度、水蒸气处理条件等优化，可实现进一步的高强度化。这里，高强度不是压粉体的耐缺陷性提高或软磁性材料零件程度的强度，而是作为滑动轴承耐用的水平，具体而言，指的是环压强度100MPa以上(JIS Z 2507“烧结轴承-环压强度试验方法”)。
现有的烧结体在利用单轴加压等对原料粉末进行了压粉成型以后，通过加热到熔点以下(在Fe系金属粉末的情况下，为800～1300℃)的高温，形成粒子间的缩颈，被高强度化。与此相对，本发明通过在氧化气氛中使规定密度的压粉体与比上述温度低的温度的水蒸气发生反应，在金属粉末表面形成氧化物皮膜。该水蒸气处理的温度在Fe系金属粉末的情况下为400～700℃程度，优选为400～550℃。在使用Fe系金属粉末作为原料粉末的情况下，氧化物为四氧化三铁(Fe3O4)。形成于原料粉末的粒子间的氧化物皮膜代替的是粉体粒子彼此的缩颈作用，其结果是，压粉体进行高强度化。另外，在水蒸气处理后，因为由氧化物皮膜覆盖金属粉末，所以不需要防锈处理。
因为处理温度比通常的烧结工序低，所以尺寸变化较小(在处理前后，为±0.1％以下)。因此，可省略目前在烧结后为矫正尺寸必需的整形工序。另外，容易进行滑动轴承及压粉成型用模具的设计。进而，因为处理温度低，所以能够削减处理时需要的(电或热)能量，并且也能够削减处理工序，能够实现金属制基材的制造工序的缩短和成本降低。另外，因为水蒸气处理是气氛处理，所以不管金属制基材的形状或尺寸的大小如何，都可应用。
作为压粉体的压粉方法的代表例，可举出单轴加压成型，但只要可形成氧化物皮膜的金属基材露出，就可应用。具体而言，也可举出基于多轴CNC挤压的成型、注射成型(MIM)、进一步追加地进行了冷等静压(CIP)成型的方法等，如果粉末可被压实，则压粉成型的方法没有限定。
一般为了在压粉成型时确保被成型粉末和模具及粉末彼此的润滑，混合金属皂或酰胺蜡等润滑剂粉末，其润滑剂粉末残存于压粉体中。在现有的方法中，为在其后的烧结工序中保持在高温而进行分解，不含在烧结后的金属制基材中。但是，在应用本发明的情况下，润滑剂成分会因压粉体的密度或处理温度、保持时间而残存。因此，优选采取在水蒸气处理之前，预先设置用于分解、去除润滑剂成分的脱脂工序，在脱脂工序后连续地进行水蒸气处理之类的方法。其中，已经确认了即使不设置脱脂工序而是在含有润滑剂的状态下直接进行水蒸气处理，也可实现高强度化。
通常在烧结体中，密度越高，强度越高。另一方面，当压粉密度过高时，水蒸气不能侵入到压粉体内部，氧化物皮膜的形成被限制在压粉体的极其表层，所以虽然强度有所提高，但不优选。但是，当压粉密度过低时，就会导致在操作时产生缺陷或裂纹(磨损值大)，有可能出现粒子间距离过长而氧化物皮膜不遍及粒子间而形成之类的担心。从以上理由来看，压粉密度可以为5.0～7.6g/cm3，优选为5.3～7.2g/cm3，更优选设为6.0g/cm3以上且低于7.0g/cm3的的范围内。压粉密度基于尺寸测定法。
关于金属制基材(压粉体)的材料，只要能够形成氧化物皮膜，都可使用。因此，作为主要原料的金属粉末不局限于Fe系金属，也可使用Cu系金属、Fe-Cu系金属等，作为其它成分，也可以含有C、Zn、Sn。另外，也可使用在铝系金属中配合有Cu、Mg、Si的材料。此外，关于金属粉末的制法，已知的是雾化法、还原法、捣磨法、羰基法等，在本发明中，不管金属粉末的制法如何，都可使用。
在可得到高的尺寸精度及旋转精度并且机械强度及耐久性都优异的滑动轴承的情况下，优选Fe系金属粉末。这里，“Fe系”是Fe的含量以质量比计为90％以上的意思。只要满足该条件，也可以含有Cu、Sn、Zn、C等其它成分。另外，“Fe”也包含不锈钢。Fe系金属粉末通过例如将配合有上述含量的Fe的原料金属粉末(为了提高成型性或脱模性，也可以添加少量的粘合剂)进行压粉成型而成型为为规定形状，然后进行脱脂，进行水蒸气处理(Steam处理)，可得到例如固体。例如，也可以根据需要，对得到的固体实施整形等后处理。在金属制固体(金属制基材)的内部具有基于多孔质组织的许多内部细孔，另外，在其表面具有通过内部细孔向外部开口而形成的许多表面开孔。在内部细孔内，通过例如真空含浸，能够含浸润滑油。
以下，对构成本发明的滑动轴承的树脂层进行说明。
该树脂层使用树脂材料而形成于金属制基材的成为滑动面的表面。例如可采用：在金属制基材上一体地成型树脂层的方法、或在单个地成型了树脂层以后再固定(压入、嵌合、粘接等)于金属制基材的方法。因为与压粉体的金属制基材可形成为粘接性良好，所以优选在注射成型模具内预配置有金属制基材以后，在成为其滑动面的表面上，使用上述树脂材料，通过注射成型，而一体地成型(嵌件成型)树脂层。
用作材料的树脂材料可根据树脂层的要求特性而任意决定。作为树脂材料的成为主要成分的合成树脂，例如可举出：聚酰胺6(PA6)树脂、聚酰胺6-6(PA66)树脂、聚酰胺6-10(PA610)树脂、聚酰胺6-12(PA612)树脂、聚酰胺4-6(PA46)树脂、聚酰胺9-T(PA9T)树脂、聚酰胺6-T(PA6T)树脂、聚间二甲苯己二酰二胺(聚酰胺MXD-6)树脂等聚酰胺(PA)树脂、聚碳酸酯(PC)树脂、聚缩醛(POM)树脂、全芳族聚酯树脂、聚苯硫醚(PPS)树脂、聚醚醚酮(PEEK)树脂、聚酰胺酰亚胺(PAI)树脂、聚醚酰亚胺(PEI)树脂、可注射成型的聚酰亚胺(PI)树脂、聚四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)树脂、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)树脂、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)树脂等可注射成型的氟树脂(聚氟烯烃系树脂)、可注射成型的PE树脂等烯烃系树脂等。此外，在各聚酰胺树脂中，数字表示酰胺键间的碳数，T表示对苯二甲酸残基。这些各合成树脂可以单独使用，也可以为混合两种以上的聚合物合金。
这些之中，优选使用以可注射成型的PE树脂为主要成分，且含有非注射成型性的树脂的材料，使用该材料，通过注射成型，将树脂层一体地成型于金属制基材。非注射成型性的树脂作为填充剂发挥作用，可实现耐磨性的改善等。作为非注射成型性的树脂，可举出：氟树脂的聚四氟乙烯(PTFE)树脂、非注射成型性的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)树脂等。
以下，对形成树脂层的树脂材料是以可注射成型的PE树脂(A)为主要成分且含有规定量的非注射成型性的氟树脂的PTFE树脂(B1)的材料的情况进行说明。
作为树脂材料的成为主要成分的PE树脂(A)，只要是可注射成型的PE树脂即可。作为注射成型条件，例如，只要是在成型温度200℃～270℃、注射压力100～160MPa可注射成型的条件即可。另外，优选为耐磨性、自润滑性、耐冲击性、耐化学性、比水的比重轻的这种轻量性、基于低吸水性的尺寸稳定性等诸特性优异的高密度、高分子量化PE树脂。例如，优选密度(ASTM D 1505)为942kg/m3以上的高密度PE树脂，高密度PE树脂的密度的上限值低于1000kg/m3，严格地说，为980kg/m3以下。
作为PE树脂(A)的MFR(熔体流动速率：JIS K 7210(190℃、10kgf))，优选为1～30g/10分钟，更优选为1～15g/10分钟，特别优选为2～6g/10分钟。作为重均分子量，低于100万，优选为25万～95万左右。另外，作为结构，也可以为直链状的结构、或含有甲基支链的支链状的结构。此外，(A)成分的PE树脂可以单独地使用一种，也可以混合两种以上进行使用。
作为本发明可使用的PE树脂(A)的市售品，可举出：三井化学社制的商品名LubmerL3000(密度：969kg/m3，MFR：15g/10分钟)、Lubmer L4000(密度：967kg/m3、MFR：6g/10分钟)、Lubmer L5000(密度：966kg/m3、MFR：2g/10分钟)等。
配合在树脂材料中的PTFE树脂(B1)是非注射成型性的氟树脂。PTFE树脂是结晶型热塑性树脂，其熔点通常方便地设为327℃，但熔融粘度即使在380℃也极其高，高达1011泊，与成型时的熔融粘度为103～104泊的一般的热塑性树脂不同，不能使用注射成型等熔融成型法。因此，PTFE树脂主要采用将粉末状树脂预成型，然后将其加热到熔点以上的360～390℃，对粒子进行烧结的成型法。在该方式中，PTFE树脂(B1)不是通过注射成型而形成的树脂层的主要成分，而是相对于成为基底的PE树脂(A)作为填充剂(粉末状)而配合的。通过含有PTFE树脂(B1)，在滑动面上不存在润滑油或润滑脂的干燥环境下，可实现低摩擦化，可减轻摩擦发热，即使在高负荷下，摩擦磨损特性也优异。
作为PTFE树脂，可使用由-(CF2-CF2)n-表示的一般的PTFE树脂，另外，也可使用在一般的PTFE树脂中导入有全氟烷醚基(-CpF2p-O-)(p为1-4的整数)或多氟烷基(H(CF2)q-)(q为1-20的整数)等的改性PTFE树脂。
作为PTFE树脂，也可以使用基于悬浮聚合法的模塑粉、基于乳液聚合法的细粉、再生PTFE树脂中的任一种。这里，再生PTFE树脂不是原生材料，而是PTFE树脂，例如具有：将模塑粉或细粉加热到熔点以上再进行加压的成型体、或将其加工品等在加热烧成后再进行粉碎的粉末、还有向该粉末进一步照射γ射线或电子射线等的粉末等类型。
作为PTFE树脂，优选使用再生PTFE树脂。为了提高树脂层的耐磨性，优选使用分子量高的PTFE树脂，但一般在使用分子量高的原生材料的PTFE树脂的情况下，有可能因成型条件而树脂材料增粘，阻碍注射成型。与此相对，通过使用再生PTFE树脂，能够防止成型时的纤维化，不发生增粘引起的注射成型阻碍。另外，由于均匀分散性优异，并且被加热烧成，因此耐磨性也优异。此外，作为PTFE树脂的分子量，优选数均分子量(Mn)为约10万～1000万的分子量。
PTFE树脂在树脂材料的注射成型时的熔融混炼时，以粉末状进行配合。PTFE树脂粉末的平均粒径优选为5～50μm，更优选为9～15μm。当平均粒径低于5μm时，该粉末就会凝聚成块，滑动轴承的滑动面有可能不成为圆滑的面。另外，当平均粒径超过50μm时，有可能在滑动轴承的滑动面的摩擦磨损特性上产生偏差。
作为本发明可使用的PTFE树脂的市售品，可举出：喜多村社制：KTL-610、KTL-450、KTL-350、KTL-8N、KTL-400H、三井·杜邦Fluoro-chemcal社制：Teflon(注册商标)7-J、TLP-10、旭硝子社制：Fluon G163、L150J、L169J、L170J、L172J、L173J、大金工业社制：PolyflonM-15、LeBron L-5、Hoechst社制：Hostaflon TF9205、TF9207等。
在树脂材料中，优选相对于PE树脂(A)和PTFE树脂(B1)的合计质量(A+B1)含有超过10质量％、40质量％以下的PTFE树脂(B1)。当为10质量％以下时，就会缺乏耐磨性的提高效果，在以超过5MPa·m/min.那样的PV值进行使用时，耐磨性有可能变差。另一方面，当超过40质量％时，有可能阻碍注射成型性。优选为超过10质量％、30质量％以下，更优选为20～30质量％。
其它，作为滑动轴承的形成树脂层的树脂材料，为了改善摩擦磨损特性，另外，为了减小线性膨胀系数，可添加适当的填充材料。例如可举出：玻璃纤维、碳纤维、沥青系碳纤维、PAN系碳纤维、芳纶纤维、氧化铝纤维、聚酯纤维、硼纤维、碳化硅纤维、氮化硼纤维、氮化硅纤维、金属纤维等纤维类；碳酸钙或滑石粉、二氧化硅、粘土、云母等矿物类；硼酸铝晶须、钛酸钾晶须等无机晶须类；聚酰亚胺树脂或聚苯并咪唑等各种耐热性树脂等。此外，在有可能攻击软质配合件的情况下，不配合纤维状的填充材料。进而，也可以按照不阻碍该发明效果的配合量，并用公知的添加剂。例如，也可以适当添加抗静电剂(碳纳米纤维、炭黑、石墨等)、脱模剂、阻燃剂、耐候性改良剂、抗氧化剂、颜料等添加剂，添加这些添加剂的方法也没有特别限定。
该方式中的树脂材料的最优选的组成实质上是包含PE树脂(A)和PTFE树脂(B1)的再生PTFE树脂这两种成分的组成(作为微量成分，也可以含有颜料等)。在这种情况下，因为不含有纤维状填充材料等，另外，再生PTFE树脂也在成型时不纤维化，所以能够使大致沿着树脂材料的流动方向〔例：MD(molding direction)〕的线性膨胀系数和大致沿着与树脂材料的流动方向大致正交的方向〔例：CD(cross molding direction)〕的线性膨胀系数大致相同。进而，通过不含有润滑油(含油二氧化硅)等，与含有的情况相比，可实现弯曲模量或抗弯强度的大幅度提高。由此，在高PV条件下使用滑动轴承时，能够防止来自金属制基材的树脂层的剥离、树脂层自身的变形或偏磨等。此外，这里的线性膨胀系数是例如R.T.(室温)～60℃的平均线性膨胀系数，可通过TMA(热机械分析)法来测定。
在形成树脂层的树脂材料中，将诸原材料混合、混炼的手段没有特别限定，可使用亨舍尔混合机、微珠混合机、螺带式混合机、快速混合机等进行混合，进而，使用双轴挤出机等熔融挤出机进行熔融混炼，能够得到成型用颗粒。另外，填充材料的一部分材料的投放在用双轴挤出机等进行熔融混炼时，也可以采用侧进料。使用该成型用颗粒，例如，通过嵌件成型将树脂层相对于金属制基材进行注射成型。通过采用注射成型，精密成型性及生产率等都优异。另外，为了改善物性，也可以采用退火处理等处理。
在仅使用PE树脂作为树脂材料的树脂母材时，即使在配合含浸了硅油的多孔质二氧化硅作为润滑成分的情况下，也只能在直到PV值为3MPa·m/min.左右为止的条件下使用，在超过该3MPa·m/min.的PV值时，就难以满足耐磨性。与此相对，通过在PE树脂中以规定比例配合非注射成型性的氟树脂，能够使在高PV值时的耐磨性显著提高。
以下，对形成树脂层的树脂材料是以可注射成型的PE树脂(A)为主要成分且含有规定量的非注射成型性的UHMWPE(B2)的材料的情况进行说明。
关于树脂材料的成为主要成分的PE树脂(A)，与使用上述的PTFE树脂(B1)的情况同样。
在树脂材料中配合的UHMWPE树脂(B2)是非注射成型性的UHMWPE树脂。UHMWPE树脂是将PE树脂的通常2万～30万的分子量提高到了50万～1100万程度的树脂，具有低摩擦特性。另外，UHMWPE树脂因为是高分子量，所以耐磨性良好。但是，在UHMWPE树脂之中，特别是分子量为100万以上的UHMWPE树脂因为熔融时的粘度极其高，几乎不流动，所以不能以该UHMWPE树脂为基底树脂而通过通常的注射成型法来成型，通常，在通过加热压缩成型或柱塞挤出成型将原材料成型以后，通过机械加工，加工成所需的形状。这样的非注射成型性的UHMWPE树脂(B2)具有比可注射成型的PE树脂(A)低的摩擦特性，耐磨性也优异。该非注射成型性的UHMWPE树脂(B2)优选比PE树脂(A)高分子量。
非注射成型性的UHMWPE树脂(B2)的重均分子量优选为100万～400万。在低于100万的UHMWPE树脂粉末中，缺乏耐磨性的提高效果。当超过400万时，会阻碍薄壁成型性等。
在树脂材料中，优选相对于PE树脂(A)和非注射成型性的UHMWPE树脂(B2)的合计质量(A+B2)含有5～30质量％的非注射成型性的UHMWPE树脂(B2)。当低于5质量％时，就缺乏耐磨性的提高效果，在以超过5MPa·m/min.那样的PV值进行使用时，耐磨性有可能变差。另一方面，当超过30质量％时，有可能阻碍注射成型性。优选为8～30质量％，更优选为14～30质量％。
在该方式中，即使在UHMWPE树脂之中，也特别使用非注射成型性的UHMWPE树脂作为用于实现耐磨性提高的填充材料，而不是作为树脂层的主要成分。非注射成型性的UHMWPE树脂(B2)和PE树脂(A)都是具有含有-CH2-CH2-单位的主链的同种树脂，互溶性优异。通过注射成型时的熔融混炼，在PE树脂(A)之中以完全或一部分互溶的状态分散有非注射成型性的UHMWPE树脂(B2)。
在树脂材料的注射成型时的熔融混炼时，非注射成型性的UHMWPE树脂(B2)以平均粒径为10～200μm的粉末状进行配合。优选平均粒径为10～50μm的粉末状。通过以微细粉末状进行配合，不会阻碍树脂层的薄壁成型性，另外，互溶性也优异，容易提高耐磨性。另外，也可配合平均粒径不同的两种以上的UHMWPE树脂(B2)的粉末。进而，非注射成型性的UHMWPE树脂(B2)的粉末形状为使混炼性优异而优选球状。此外，平均粒径是基于激光衍射法的测定值。
作为本发明可使用的非注射成型性的UHMWPE树脂粉末(B2)的市售品，可举出：三井化学社制的商品名Miperon(球状。重均分子量：200万，密度：940kg/m3，平均粒径25～30μm)、三井化学社制的商品名H：-2ex-million(重均分子量：115万～400万，密度：935～940kg/m3，平均粒径：120～160μm)等。
在该方式中，为了进一步提高树脂层的滑动性，除配合可注射成型的PE树脂(A)、非注射成型性的UHMWPE树脂(B2)以外，还优选配合具有连通孔的填充材料的多孔质二氧化硅(C)、和润滑剂(D)。进而，也可配合固体润滑剂(E)。
作为多孔质二氧化硅(C)，可使用以非晶质的二氧化硅为主要成分的粉末。例如可举出：一次粒径为15nm以上的微粒子的集合体的沉淀性二氧化硅、通过在有机溶剂中将含有碱金属盐或碱土金属盐的硅酸碱水溶液乳化且用二氧化碳使其凝胶化而得到的圆球状多孔质二氧化硅等。在本发明中，粒径为3～8nm的一次微粒子集合而形成了圆球状二氧化硅粒子的多孔质二氧化硅因具有连通孔而特别优选。该圆球状二氧化硅粒子的平均粒径优选为0.5～100μm，在考虑了操作难易度或滑动性的情况下，特别优选为1～20μm。作为这种圆球状多孔质二氧化硅，可举出AGC SI Tech社制的商品名Sunsphere。
粒径为3～8nm的一次微粒子集合的圆球状二氧化硅粒子优选具有如下特性：比表面积为200～900m2/g，优选为300～800m2/g，细孔容积为1～3.5ml/g，细孔径为5～30nm，优选为20～30nm，吸油量为150～400ml/100g，优选为300～400ml/100g。另外，优选即使在浸渍于水以后再次干燥，上述细孔容积及吸油量也保持浸渍前的90％以上。此外，上述的比表面积及细孔容积是通过氮吸附法而测定的值，吸油量是根据JIS K5101而测定的值。
另外，圆球状二氧化硅粒子的内部和外表面由硅醇(Si-OH)覆盖，但因容易将润滑油等保持在内部而优选。进而，多孔质二氧化硅能够进行适合母材的有机系、无机系的表面处理。上述多孔质二氧化硅的粒子形状没有特别限定，只要平均粒径、比表面积、吸油量等在上述圆球状二氧化硅粒子的范围内，即使是非球状多孔质二氧化硅，也可使用。此外，从对配合件的攻击性或混炼性的观点来看，更优选球状、圆球状的粒子。此外，这里的球状是指短径相对于长径的比为0.8～1.0的球，圆球状是指比上述球状更接近圆球的球。
作为润滑剂(D)，只要是在常温为液体的润滑油、离子性液体、或在润滑油中含有增稠剂的润滑脂等具有润滑效果的物质，都可使用。
作为润滑油，只要是用作轴承用的润滑油，都可使用，例如可举出：锭子油、冷冻机油、透平油、机械油、电动机润滑油等矿物油；聚丁烯、聚-α-烯烃、烷基萘、脂环式化合物等烃系合成油；或天然油脂和多元醇的酯油、磷酸酯、二酯油、聚乙二醇油、硅油、聚苯醚油、烷基二苯醚油、烷基苯、氟化油等非烃系合成油。另外，作为润滑脂，可举出以这些润滑油为基油并使用了金属皂、复合金属皂等皂系增稠剂、或本顿润滑脂、二氧化硅凝胶、脲化合物、脲-聚氨酯化合物等非皂系增稠剂的润滑脂。其它，也可以配合固体蜡。
在本发明的滑动轴承中，因为要求的是低摩擦，所以即使在上述之中也优选使用硅油作为润滑剂(D)。硅油与上述的多孔质二氧化硅表面上残存的硅醇基具有亲和性。作为硅油，也可使用不具有官能团的硅油和具有官能团的硅油中的任一种。
在树脂材料中配合多孔质二氧化硅(C)和润滑剂(D)的情况下，混炼顺序没有特别限定，但优选先将多孔质二氧化硅和润滑剂混炼，然后在多孔质二氧化硅中含浸有润滑剂以后，再与其它材料混炼。此外，也可使用在将基底树脂和多孔质二氧化硅混炼而制成了成型体以后，再含浸润滑剂的方法。另外，多孔质二氧化硅由于容易吸湿或吸水，因此优选在混炼前进行干燥。作为干燥手段，没有特别限制，可采用电炉中的干燥、真空干燥等。因为能够将润滑油充分地保持在多孔质二氧化硅内，混炼性也优异，所以优选以在多孔质二氧化硅中预含浸有硅油等的含油多孔质二氧化硅的状态配合在其它材料中。
在树脂材料中，多孔质二氧化硅(C)和硅油等润滑剂(D)优选以合计质量(C+D)计相对于树脂材料整体含有25～50质量％。更优选为25～45质量％，进一步优选为30～40质量％，最优选为35～40质量％。此外，作为详细内容，以质量换算计，优选设为(C)：(D)＝1：3程度。通过相对于树脂材料整体配合25～50质量％的含油多孔质二氧化硅，能够使润滑油的供给性优异，且能够使优异的摩擦磨损特性持续。
另外，也可使上述润滑油含浸在由上述的金属制基材构成的轴承外周部，经由具有上述连通孔构造的树脂层向滑动面渗出进行润滑。
作为固体润滑剂(E)，可使用与上述的固体润滑剂同样的PTFE树脂、石墨、二硫化钼、氮化硼、二硫化钨等。其它，与使用上述的PTFE树脂(B1)的情况同样，可适当配合填充材料或添加剂。
该方式中的树脂材料的最优选的组成实质上是包含可注射成型的PE树脂(A)、非注射成型性的UHMWPE树脂(B2)、多孔质二氧化硅(C)、硅油等润滑剂(D)这四种成分的组成(作为微量成分，也可以含有颜料等)。在这种情况下，在将多孔质二氧化硅(C)和硅油等润滑剂(D)以合计质量(C+D)计相对于树脂材料整体设为25～50质量％的情况下，PE树脂(A)和UHMWPE树脂(B2)的合计质量(A+B)相对于树脂材料整体成为50～75质量％。
此外，树脂材料的混炼方法或成型方法与使用上述的PTFE树脂(B1)的情况同样。
在仅使用PE树脂作为树脂材料的树脂母材时，在高PV值的条件下，耐磨性有可能变差。与此相对，作为非注射成型性的树脂，如上所述，通过配合PTFE树脂、或非注射成型性的UHMWPE树脂，能够提高在高PV值时的耐磨性。该结果是，本发明的滑动轴承可适合用作许多用途的滚动轴承的替代品。
以下，利用图1对本发明的滑动轴承之一构造例进行说明。
图1(a)表示的是滑动轴承的立体图，图1(b)表示的是A-A剖面图。就滑动轴承1而言，轴承外周部2由金属制基材形成，在该轴承外周部2的成为滑动部的内周侧，使用上述树脂材料，经由隧道式浇口嵌件成型有树脂层3。金属制基材是上述的无烧结的压粉体。该树脂层3在轴承滑动面具有多个槽4，在该槽4的底部位置形成有浇口痕5。在图1(a)中，该多个槽4作为轴向槽4A、4B而形成于圆筒状轴承的径向滑动面，在轴向槽4A的底部位置形成有浇口痕5，在轴向槽4B未形成有浇口痕5。另外，多个槽4可设置于圆筒状轴承的径向滑动面、轴向滑动面、或径向滑动面及轴向滑动面的双方。
经由隧道式浇口的嵌件成型可使用公知的模具构造而进行。由于隧道式浇口痕形成在槽的底部位置，因此不需要成型工序的浇口处理，具有高精度，并且可进行大量生产。
多个轴向槽4由具有隧道式浇口痕的槽4A和不具有隧道式浇口痕的槽4B构成。另外，以从槽4A的两侧到槽4B的轴承滑动面上的距离相等的方式配置。优选槽4A和槽4B等间隔地形成同数。通过采用该配置，注射成型时的熔接痕部被形成在槽4B内。进而，能够抑制由槽4捕获磨损粉而发生异常磨损。
轴承外周部2是构成滑动轴承的外周部的筒状部件，是具有滑动部的部件。该滑动部是指例如用于支承径向载荷的内径侧滑动部或外径侧滑动部中的任一方或双方，另外，在轴向上也支承载荷的情况下，包含端面滑动部。例如，滑动部设为内径侧滑动部、外径侧滑动部、端面滑动部中的至少任一个以上的滑动部。
在由金属制基材构成的轴承外周部2的滑动部，嵌件成型有树脂层3，形成与轴部件进行滑动的轴承面。在成型时，因为形成树脂层的熔融树脂从压粉体的表面开孔进入到表层部的内部细孔内而固化，所以树脂层通过一种的锚定效应，与母体表面牢固地粘接。因此，难以产生由与轴部件的滑动引起的树脂层的剥离、脱落，可得到高的耐久性。
形成树脂层的金属制基材(压粉体)表面的表面开孔率例如优选设为超过0％、50％以下。当表面开孔率为例如0％时，不能充分地得到相对于树脂层的锚定效应，当表面开孔率超过50％时，有时不能保持尺寸精度及机械强度。此外，“表面开孔率”是表面开孔的总面积占表面的每单位面积的比例(面积比)。
树脂层的(树脂材料的线性膨胀系数(单位：1/℃)×(树脂层的壁厚(单位：μm))可以为0.15以下，优选为0.13以下，进一步优选为0.10以下。在上述值大于0.15的情况下，树脂层的壁厚或膨胀也变大。此时，树脂层的外径侧因为由金属制基材约束，所以不能膨胀金属的膨胀部分以上，而是向内径侧膨胀，内径尺寸变小。其结果是，与轴的间隙减小，通过初始的间隙设定，有可能因温度上升而发生抱轴。另外，因为过度的间隙变动会引起转矩变动，所以不优选，从旋转精度这一点来看，间隙越小越好。
另外，可成型的树脂层的壁厚为50μm左右，当比其薄时，就难以形成。因此，树脂膨胀系数×壁厚为0.003以上是必要的，优选为0.01以上，进一步优选为0.015以上是必要的。
树脂层的壁厚优选设定为0.1～0.5mm(100～500μm)。此外，本发明的“树脂层的壁厚”是未进入金属制基材内的表面部分的厚度(径向的厚度)。在树脂层的壁厚低于0.1mm时，长期使用时的耐久性有可能变差。另一方面，当树脂层的厚度超过0.5mm时，有可能发生缩松，尺寸精度下降。另外，摩擦产生的热难以从摩擦面向金属制基材散发，摩擦面温度升高。进而，载荷引起的变形量有可能变大，并且摩擦面的真实接触面积也变大，摩擦力、摩擦发热升高。
作为本发明的滑动轴承的形状，可按照径向型、平板型、带凸缘的衬套等滑动部的形状，选择最佳的轴承形状。另外，在图1中，对在轴承滑动面上具有多个槽的方式进行了说明，但不局限于此，也可以为不形成该槽的方式。
另外，树脂层的向轴承外周部嵌件成型的部位只要是轴承外周部的滑动部，就没有特别限定。例如，可举出如图2(a)～(e)所示的情况。图2(a)(e)是为支承朝向径向的载荷而在轴承外周部2的内径侧径向滑动面上形成有树脂层3的图。图2(b)(c)(d)是为支承朝向径向及轴向的载荷而在轴承外周部2的内径侧径向滑动面及轴向滑动面上形成有树脂层3的图。此外，虽然未图示，但也可根据需要，对轴承的外径部赋予树脂层。此外，如图2(c)(e)所示，也可以采用具有如轴承外周部和树脂层不剥离那样的牵引部的树脂层的形状。
在使用上述的以可注射成型的PE树脂(A)为主要成分且含有规定量的再生PTFE树脂(B1)的材料作为树脂层的树脂材料的情况下，因为大致沿着树脂材料的流动方向(MD)的线性膨胀系数和大致沿着与树脂材料的流动方向大致正交的方向(CD)的线性膨胀系数大致相同，所以在以如图2(b)～(e)所示的形状形成有树脂层的情况下，也能够使相对于轴承温度变化的形状/尺寸精度的稳定性优异，能够防止该树脂层的剥离、变形、偏磨等。
本发明的滑动轴承为高精度，滑动特性(低摩擦、低磨损)优异，不会攻击铝轴等软质配合件，进而，也能够抑制杂音的发生。因此，可用作例如复印机或打印机等办公设备的显影部、感光部、转印部等的支承旋转零件的旋转轴的轴承。此外，因为以PE树脂为主要成分，所以能够主要适合用在80℃以下的温度气氛中。
另外，因为也可在15MPa·m/min.以上的高PV值时进行使用，所以目前，关于被以由滚动轴承应对的载荷、速度进行使用的部位，也可替换该滚动轴承进行使用。
以上的发明使用制成未烧结的压粉体且通过水蒸气处理等而在该未烧结的压粉体上形成有氧化物皮膜的材料作为滑动轴承的金属制基材。除此之外，关于树脂材料，可以使用上述的以可注射成型的PE树脂为主要成分且含有非注射成型性的树脂的材料，并且可以将金属制基材设为其它构成。例如，作为该金属制基材，使用与上述的压粉体同种类的材料，也可以使用烧结了的烧结体。由Fe系烧结金属构成的基材可通过根据需要对烧结体实施整形等后处理而形成，该烧结体通过例如将配合有规定量的Fe的原料金属粉末(为了提高成型性或脱模性，也可以添加少量的粘合剂)成型为规定形状，然后进行脱脂，之后进行烧成而得到。
另外，作为金属制基材，也可以采用熔炼金属制基材。作为熔炼金属材质，优选为铁、铝、铝合金、铜、或铜合金。作为铁，可举出：一般构造用碳钢(SS400等)、软钢(SPCC、SPCE等)、不锈钢(SUS304、SUS316等)等，也可以对这些铁实施锌、镍、铜等的镀覆。作为铝，可举出：A1100、A1050，作为铝合金，可举出：A2017、A5052(也包含阳极化处理品)，作为铜，可举出C1100，作为铜合金，可举出：C2700、C2801等。在采用熔炼金属制基材的情况下，为了提高嵌件成型时的与树脂层的粘接性，优选通过抛丸、滚压、机械加工等，将接合面粗加工为凹凸形状(例如，Ra4μm以上)。另外，优选实施酸性溶液处理(与硫酸、硝酸、盐酸等、或其它溶液的混合)、碱性溶液处理(与氢氧化钠、氢氧化钾等、或其它溶液的混合)等化学表面处理，在接合面上形成微细凹凸形状。通过化学表面处理而形成的微细凹凸形状因为成为如多孔质那样的复杂的立体构造，所以容易发挥锚定效应，能够实现牢固的粘接。
实施例
以下，利用具体的实施例等对本发明的实施方式进行说明，但本发明不局限于此。
[金属制基材的评价]
使用还原铁粉作为材料的金属粉末，使用电解铜粉作为第二金属成分，使用酰胺蜡系粉末润滑剂作为压粉成型用润滑剂，制作基材例1～13的试验片，实施各种试验。试验片为环状，尺寸如下所述。
内径：φ12
外径：φ20
长度：7mm
基材例1～5
将相对于还原铁粉添加2wt.％的电解铜粉且添加0.7wt.％的润滑剂然后进行混合之物填充在合金工具钢SKD11制的模具内，通过在各种成型压力进行单轴加压成型，得到压粉密度(g/cm3)不同的5个圆筒状压粉体。其后，在350℃对压粉体中所含的润滑剂成分进行90分钟的脱脂处理，然后在500℃进行40分钟的水蒸气处理，得到基材例1～5。基材例1～5的压粉密度(g/cm3)如下所述。
基材例1：5.3
基材例2：6.0
基材例3：6.5
基材例4：7.0
基材例5：7.2
基材例6～9
为了查明水蒸气处理的处理温度的差异带来的影响，将通过对相当于基材例3的压粉密度6.5g/cm3的压粉体与基材例1～5同样地在350℃进行90分钟的脱脂，然后在以下的4种处理温度进行40分钟的水蒸气处理而得到的基材例设为基材例6～9。
基材例6：350℃
基材例7：400℃
基材例8：450℃
基材例9：550℃
基材例10、11
为了查明水蒸气处理的处理时间的差异带来的影响，准备2个通过改变了处理时间的基材例。即，将通过对相当于基材例3的压粉密度6.5g/cm3的压粉体与基材例1～5同样地在350℃进行90分钟的脱脂，然后在500℃仅进行以下的时间的水蒸气处理而得到的基材例设为基材例10、基材例11。
基材例10：20分钟
基材例11：80分钟
基材例12、13
为了查明材质的差异带来的影响，准备2个通过改变了材质的基材例。即，与基材例3同样地，以压粉密度达到6.5g/cm3的方式对各粉末进行单轴加压成型，与基材例1～5同样地在350℃进行90分钟的脱脂，然后在500℃进行40分钟的水蒸气处理。各基材例所使用的粉末的组成如下所述。
基材例12：仅相对于还原铁粉(Cu 0％)添加0.7wt.％的润滑剂得到的粉末
基材例13：相对于还原铁粉添加20wt.％的电解铜粉且添加0.7wt.％润滑剂得到的粉末
评价方法
所得到的试验片的机械特性基于依照JIS Z 2507实施的环压强度测定的结果进行评价。所使用的试验装置是株式会社岛津制作所制的Autograph AG-5000A。环压强度是指用一定的方法从抗压载荷求出的圆筒状烧结体或压粉体的强度，环压载荷是指由平行于轴的二个面将圆筒形的烧结体或压粉体压缩而开始产生裂纹时的载荷。
表1表示的是环压强度的判定基准。即，如同表的左栏所示，将环压强度(单位：MPa)分为低于50、50以上且低于100、100以上且低于150、150以上这四个级别，分别用右栏的符号×、△、○、◎表示。
[表1]
环压强度(MPa) 判定
低于50 ×
50以上且低于100 △
100以上且低于150 ○
150以上 ◎
另外，使用图像尺寸测定仪(株式会社Keyence制，IM-6000)，分别在水蒸气处理前和水蒸气处理后，测定试验片的内径和外径，计算出处理前后的变化量相对于处理前的尺寸的百分率作为尺寸变化率。此外，作为尺寸变化率的判定，采用内径或外径中的较大一方的数值。
表2表示的是尺寸变化率的判定基准。即，如同表的左栏所示，将尺寸变化率(单位：％)分别±0.1以上、低于±0.1、低于±0.05这三个级别，分别用右栏的符号△、○、◎表示。
[表2]
尺寸变化率(％) 判定
±0.1以上 △
低于±0.1 ○
低于±0.05 ◎
接着，对评价结果进行描述。
(イ)关于压粉密度
为了查明压粉密度给环压强度及尺寸变化率带来的影响，对压粉密度不同的基材例1～5的2％Cu-Fe压粉体，在500℃实施40分钟的水蒸气处理。将这种情况的环压强度及尺寸变化率的判定结果表示在表3中。
[表3]
基材例1～5通过水蒸气处理，所有的环压强度都有提高。具体而言，如果将压粉密度5.3g/cm3的基材例1为低于100MPa的例子除外，则在压粉密度6.0g/cm3以上的基材例2～5中，环压强度都成为100MPa以上。其中，在压粉密度7.0g/cm3的基材例4、同等的7.2g/cm3的基材例5中，尺寸变化率都稍差一些。并且，基材例5的环压强度比压粉密度7.0g/cm3的基材例4差。由此可知，压粉密度不一定是越高越好。
参照试验结果得出，压粉密度可以设为5.0～7.6g/cm3，优选设为5.3～7.2g/cm3，更优选设为6.0g/cm3以上且低于7.0g/cm3的范围。特别是压粉密度在6.0g/cm3以上且低于7.0g/cm3的范围内的基材例2及基材例3不管是环压强度，还是尺寸变化率，都能充分地用作滑动轴承。
(ロ)关于处理温度
为了查明水蒸气处理的处理温度给环压强度及尺寸变化率带来的影响，分别改变处理温度对压粉密度6.5g/cm3的2％Cu-Fe压粉体实施40分钟的水蒸气处理。将这种情况的环压强度及尺寸变化率的判定结果表示在表4中。
[表4]
关于环压强度，在处理温度为350℃的基材例6、400℃的基材例7、550℃的基材例9中，为100MPa以上，在处理温度450℃的基材例8和处理温度500℃的基材例3中，为150MPa以上。最大尺寸变化率在任一个基材例中，都低于±0.1％，在处理温度为500℃以下的基材例3、8、7、6中，低于±0.05％。此外，在处理温度350℃的基材例6中，产生了一部分红锈(Fe2O3)，不能仅形成当初目的的Fe3O4皮膜。在处理温度比基材例6高的基材例7、8、3、9中，没有发现红锈的产生。
参照试验结果得出，水蒸气处理的处理温度可以设为400℃以上，优选设为400℃以上550℃以下，更优选设为450℃以上500℃以下的范围。关于处理温度，如果将500℃的基材例3和550℃的基材例9的试验结果对比，则可知处理温度不一定是越高越高。特别是，可得出如下见解：不管是环压强度，还是尺寸变化率，都优选处理温度比现有水蒸气处理的设为通常的处理温度的500～560℃低。
(ハ)关于处理时间
为了查明水蒸气处理的处理时间给环压强度及尺寸变化率带来的影响，改变处理时间对压粉密度6.5g/cm3的2％Cu-Fe压粉体在500℃实施水蒸气处理。将这种情况的环压强度及尺寸变化率的判定结果表示在表5中。
[表5]
由表5可知，基材例10、3、11都是环压强度为150MPa以上，尺寸变化率也低于±0.1％。参照该结果认为，水蒸气处理的处理时间只要处理20分钟以上，都可得到充分的效果。
(ニ)关于材质的差异
为了查明材质给环压强度及尺寸变化率带来的影响，使用相对于成为基材的还原铁粉添加了不同比例的电解铜粉的粉末，将压粉密度6.5g/cm3的压粉体成型，在500℃实施40分钟的水蒸气处理。将这种情况的各试验片的环压强度及尺寸变化率的判定结果表示在表6中。
[表6]
就电解铜粉相对于还原铁粉的比例而言，基材例12为0wt.％，基材例3为2wt.％，基材例13为20wt.％，但环压强度都是100MPa以上。可知，在进行了这些调查的组成中，即使将铁比率削减到80wt.％，也可实现100MPa以上的环压强度，并且在任一组成中，尺寸变化率都低于±0.1％。
接着，利用以下的材料及成型方法，制造实施例的滑动轴承，并进行规定的摩擦磨损试验。
1.树脂材料
基底树脂；
(A)可注射成型的PE树脂[三井化学社制的商品名Lubmer L5000P](密度(ASTM D1505)：966kg/m3，MFR(JIS K 7210(190℃，10kgf))：2g/10分钟)
填充剂；
(B1)再生PTFE树脂(非注射成型性的氟树脂)[喜多村社制的商品名KTL-610](平均粒径(激光衍射法)：12μm)
(B2)非注射成型性的UHMWPE树脂[三井化学社制的商品名MiperonXM220](重均分子量：200万，平均粒径(激光衍射法)：30μm，松装密度(ASTM D 1895)：400kg/m3，肖氏硬度(ASTM D3418)：65D，球状粒子)
(C)多孔质二氧化硅[AGC SI Tech社制的商品名Sunsphere H53]
(D)硅油[信越化学工业社制的商品名KF-96H]
用双轴挤出装置将使用这些树脂材料以下述表8所示的配合比例进行配合的材料进行熔融混炼，制成成型用颗粒。此外，关于实施例2～4，可得到将多孔质二氧化硅和硅油的混合比设为1：3(质量换算)的混合物(含油多孔质二氧化硅)，相对于树脂材料整体以表8所示的配合比例配合。
在使用实施例1的树脂材料通过注射成型制成试验片而进行了物性评价时，抗弯强度(ASTM D790)为40MPa，弯曲模量(ASTM D790)为1700MPa，就由TMA法测定出的R.T.～60℃的平均线性膨胀系数而言，大致沿着树脂材料的流动方向(MD)的线性膨胀系数和大致沿着与树脂材料的流动方向大致正交的方向(CD)的线性膨胀系数都是13～16×10-5/℃。
2.由金属制基材构成的外圈
尺寸：φ8.5mm(内径)、φ16mm(外径)、5mm(高度)
成分：铜(0.5～2.5质量％)、其它(3质量％以下)、铁(余量)
制造工序：材料粉末混合、模压成型、蒸汽加热-防锈-干燥(制造条件等的详细内容与上述的基材例相同)。
3.嵌件成型条件
将上述形状的烧结外圈插入模具内，使用上述得到的成型用颗粒，经由隧道式浇口，在下述条件下，进行嵌件成型。此外，树脂层的厚度为0.25mm。
成品尺寸：φ8mm(内径)、φ16mm(外径)、5mm(高度)
模具温度：120℃
成型温度：250℃
注射压力：100～140MPa
4.摩擦磨损试验
在下述表7的条件下，进行摩擦磨损试验。配合件轴和滑动轴承的间隙设为20μm(在20℃进行测定)。另外，磨损系数利用下述式计算出。将摩擦磨损试验的结果表示在表8中。
[表7]
试验机 悬臂式径向试验机，径向载荷负载方式：重锤
配合件轴 无SUJ2硬化热处理(硬度HRA60以下)，表面粗糙度Ra0.100～0.175
磨损系数
k＝δ/(F×D)
k：磨损系数mm/(N×m) 定义：每单位作功量的圆度增加量
F：径向载荷 N
D：总滑动距离 m
δ：磨损量(圆度的增加量) mm δ＝δ1-δ0
δ0：试验前的试样轴承的内径2截面圆度(半径法)的平均值
δ1：试验后的试样轴承的内径2截面圆度(半径法)的平均值
[表8]
磨损系数：“○”为10×10-8以下
如表8所示，可知PE树脂中含有非注射成型性树脂的各实施例都可注射成型，在PV值5、15MPa·m/min的任一实施例中，耐磨性都优异。
利用以下的材料及成型方法制造参考例的滑动轴承，并进行规定的摩擦磨损试验。
1.树脂材料
关于基底树脂和填充材料的种类，与表8所示的情况相同。用双轴挤出装置将使用这些树脂材料以表9所示的配合比例配合了的材料进行熔融混炼，制成成型用颗粒。此外，关于参考例2，得到将多孔质二氧化硅和硅油的混合比设为1：3(质量换算)的混合物(含油多孔质二氧化硅)，然后用双轴挤出装置将在树脂中配合有该混合物的材料进行熔融混炼，制成成型用颗粒。使用各树脂材料，通过注射成型制成试验片，进行物性评价。将试验方法及物性结果一并记述在表9中。
[表9]
如表9所示，可知参考例1的树脂材料相对于含有含油多孔质二氧化硅的参考例2的树脂材料而言，抗弯强度及弯曲模量大幅度地提高。另外可知，参考例1的树脂材料的线性膨胀系数在流动方向(MD)和其正交方向(CD)上几乎相同。
2.由烧结金属制基材构成的外圈(烧结外圈)
尺寸：φ8.5mm(内径)、φ16mm(外径)、5mm(高度)
成分：铜(0.5～2.5质量％)、其它(3质量％以下)、铁(余量)
制造工序：材料粉末混合、模压成型、烧结、整形、防锈-干燥
3.嵌件成型条件
将上述形状的烧结外圈插入模具内，使用上述得到的成型用颗粒，经由隧道式浇口，在下述条件下进行嵌件成型。此外，树脂层的厚度为0.25mm。此外，实施例、比较例都可注射成型。
成品尺寸：φ8mm(内径)、φ16mm(外径)、5mm(高度)
模具温度：120℃
成型温度：250℃
注射压力：100～140MPa
4.摩擦磨损试验
在上述表7的条件下，进行摩擦磨损试验。配合件轴和滑动轴承的间隙设为20μm(在20℃进行测定)。另外，磨损系数利用上述式计算出。进行多次该摩擦磨损试验，调查PV值和磨损系数之间的关系。将结果表示在图3中。此外，图3是以PV值为横轴、以磨损系数为纵轴而绘制出的图。
如图3所示，可知含有含油多孔质二氧化硅但不完全含有非注射成型性的氟树脂的参考例2当PV值超过3MPa·m/min时，耐磨性就会难满足。另外，在高PV值时，每次测定的磨损系数的偏差也变大。与此相对，在含有规定量的非注射成型性的氟树脂的参考例1中，可知在PV值5、10、15MPa·m/min的任一个参考例中，都具有充分的耐磨性，另外，其偏差小。
产业上的可利用性
本发明的滑动轴承由于能够长期维持轴承特性，并且能够将价格抑制到低的程度，因此可适合用作例如办公设备等的滚动轴承的替代品。
符号说明
1 滑动轴承
2 轴承外周部
3 树脂层
4 槽
5 浇口痕

Claims (13)

1.滑动轴承，其具有金属制基材、使用树脂材料而形成于该基材的成为滑动面的表面上的树脂层，其特征在于，
所述金属制基材是将以可形成氧化物皮膜的金属粉末为主要原料的原料粉末加压成型了的未烧结的压粉体，在所述金属粉末的粒子间形成了氧化物皮膜。
2.根据权利要求1所述的滑动轴承，其特征在于，
所述压粉体的基于尺寸测定法的压粉密度为5.0～7.6g/cm3的范围。
3.根据权利要求1所述的滑动轴承，其特征在于，
所述压粉体具有超过100MPa的环压强度。
4.根据权利要求1所述的滑动轴承，其特征在于，
所述氧化物皮膜通过水蒸气处理而形成。
5.根据权利要求1所述的滑动轴承，其特征在于，
所述树脂材料是以可注射成型的聚乙烯树脂为主要成分且含有非注射成型性的树脂的材料，所述树脂层使用该材料，通过注射成型，一体地成型在所述基材上。
6.根据权利要求5所述的滑动轴承，其特征在于，
所述非注射成型性的树脂为氟树脂，
在所述树脂材料中，所述氟树脂相对于所述可注射成型的聚乙烯树脂和所述氟树脂的合计质量含有超过10质量％、40质量％以下。
7.根据权利要求6所述的滑动轴承，其特征在于，
所述氟树脂为再生聚四氟乙烯树脂。
8.根据权利要求6所述的滑动轴承，其特征在于，
所述氟树脂以平均粒径5～50μm的粉末状配合在所述树脂材料中。
9.根据权利要求5所述的滑动轴承，其特征在于，
所述可注射成型的聚乙烯树脂基于JIS K 7210在载荷10kg、190℃测定之时的MFR为1～30g/10分钟。
10.根据权利要求5所述的滑动轴承，其特征在于，
所述非注射成型性的树脂为再生聚四氟乙烯树脂，
在所述树脂材料中，所述再生聚四氟乙烯树脂相对于所述可注射成型的聚乙烯树脂和所述再生聚四氟乙烯树脂的合计质量含有超过10质量％、40质量％以下。
11.根据权利要求5所述的滑动轴承，其特征在于，
所述非注射成型性的树脂为超高分子量聚乙烯树脂，
在所述树脂材料中，所述超高分子量聚乙烯树脂相对于所述可注射成型的聚乙烯树脂和所述超高分子量聚乙烯树脂的合计质量含有5～30质量％。
12.根据权利要求11所述的滑动轴承，其特征在于，
在所述树脂材料中，含有多孔质二氧化硅和润滑剂。
13.根据权利要求5所述的滑动轴承，其特征在于，
所述滑动轴承是在面压力(P)和滑动速度(V)相乘的积PV值超过5MPa·m/min.的条件下使用的轴承。
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