CN1502679A - 固体润滑剂以及滑动部件 - Google Patents

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Abstract

一种固体润滑剂，将粉末状RBC(Rice Bran Ceramics)混合悬浮在液态树脂中得到的悬浮液作为固体润滑剂使用。在这种固体润滑剂中的RBC的混合率优选22～74重量％。另外，优选将RBC的平均粒径设定在5μm以下。作为粘合剂的液体树脂优选适用丙烯硅树脂。另外，在由金属和各种树脂组成的滑动部件的滑动面上涂覆该固体润滑剂形成干燥被膜。这种固体润滑剂，使用RBC作为固体润滑剂填料，耐磨耗性和滑动性好。

Description

固体润滑剂以及滑动部件
技术领域
本发明涉及一种固体润滑剂以及具有由涂覆固体润滑剂形成的干燥被膜覆盖的滑动面的滑动部件。
背景技术
以前，如特公昭63-5640或特许2577416中公开的那样，开发一种将二硫化钼(MoS2)和聚四氟乙烯树脂(PTFE)等作为填料(feeler)，将聚酰亚胺树脂、聚酰胺-亚胺树脂、环氧树脂等作为粘合剂固体润滑剂。
还有，如特开平10-101453号公报中公开的那样，开发一种通过在氮气气氛中碳化烧结在脱酯米糠(Rice Bran)中混合有苯酚树脂的材料来制备、被称为RBC(Rice Bran Ceramics)的硬质多孔性碳材料。
然而，固体润滑剂基本上是谋求初期的磨擦力降低、耐磨耗性提高。即使初期的滑动特性好，但经过一段时间固体润滑剂消耗之后出现的基体，最终引起磨耗(滑动面的破裂)、烧结。
特别地，在无油的环境中，依赖于填料或粘合剂的成分的特性，在固体润滑剂的性能(耐磨耗性、磨擦系数等)上表现出显著差异。因此，为了提高固体润滑剂的性能，要求在填料和粘合剂的成分的选定上多下工夫。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用上述RBC作为固体润滑剂填料、并耐磨耗性和滑动性良好的固体润滑剂。
为了实现以上目的，第1项发明的固体润滑剂，其特征在于由将粉末状的RBC悬浮在液体树脂中得到的悬浮液构成，由涂覆该悬浮液并干燥可以形成干燥被膜。
根据第1项发明，与将二硫化钼(MoS2)和聚四氟乙烯树脂(PTFE)等作为填料的以往的固体润滑剂相比，固体润滑剂干燥形成的干燥被膜的耐磨耗性和滑动性良好。
另外，因为混合了一种碳材料的RBC，所以能够形成具有导电性的干燥被膜。
除此以外，使用在脱膜材等用途上，也能够具有好效果。
第2项发明其特征在于：基于第1项发明的固体润滑剂，上述RBC的混合比率为22～74重量％。
根据第2项发明，可以得到与第1项发明相同的效果，同时固体润滑剂干燥形成的干燥被膜的耐磨耗性和滑动性更好。
在第3项发明其特征在于：基于第1项或第2项发明的固体润滑剂，上述RBC的平均粒径在5μm以下。
根据第3项发明，可以得到与第1项或第2项发明相同效果，同时由于RBC的平均粒径在5μm以下，所以由硬化固体润滑剂形成的干燥被膜表面的平滑性提高，其滑动性也更好。
在第4项发明其特征在于：基于第1～3中任一项发明的固体润滑剂，上述液体树脂为丙烯硅树脂。
根据第4项发明，可以得到与第1～3中任一项发明相同的效果，同时通过在对象物体上涂覆固体润滑剂并干燥，能够容易地形成耐磨耗性和滑动性良好的干燥被膜。
如果使用这种材料，只在必要的地方涂覆，无需实施特殊的热处理便能够形成耐磨耗性、滑动性良好的滑动面。
在第5项发明的滑动部件其特征在于：其具有通过涂覆第1～4中任一项发明的固体润滑剂而形成干燥被膜覆盖的滑动面。
根据第5项发明，滑动部件的滑动面的耐磨耗性、滑动性变得良好。
另外，由于只在滑动面上涂覆固体润滑剂，能够容易制造具有良好耐磨耗性、滑动性的滑动面的滑动部件。
而且，作为滑动部件的主体，可以适用金属材料和ABS树脂以及各种树脂。
附图说明
图1是表示本发明的固体润滑剂以及滑动部件的一例的滑动性的图。
图2是表示本发明的固体润滑剂以及滑动部件的另一例的滑动性的图。
图3是表示本发明的固体润滑剂以及滑动部件的再一例的滑动性的图。
图4表示适用本发明的具体例，(a)是表示使轴沿直动方向可滑动地支撑在轴承中的结构例的剖视图，(b)表示使轴沿转动方向可滑动地支撑在轴承中的结构例的剖视图，(c)表示在轴的滑动面上涂覆本发明的固体润滑剂并使之干燥形成被膜的结构例的剖视图。
图中：1-轴承，2-轴(滑动部件)，3-轴承，4-轴(滑动部件)，5-干燥被膜。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明本发明的固体润滑剂以及滑动部件的实施方式。
在由Al合金构成的滑动部件的滑动面(面积50mm2)上分别涂覆厚度为10～100mm的三种固体润滑剂，且该三种固体润滑剂由在丙烯硅(商品名：SCT-8102/chisso株式会社制造)中悬浮混合22重量％、60重量％、74重量％的RBC(加工成粒径为5μm以下的粉末状物质)得到的悬浮液构成，以100℃干燥0.5小时形成干燥被膜，得到作为滑动部件的试验片(试验片1～试验片3)。
用电子显微镜拍摄这三个试验片的涂覆面。
在试验片1～试验片3全部3个中，确认RBC粒径均在5μm以下。
对于RBC的混合率为22重量％的试验片1，在硬化的固体润滑剂中RBC粒子呈分散在丙烯硅中的状态。
对于RBC的混合率为60重量％、74重量％的试验片2、试验片3，为硬化的固体润滑剂表面由RBC粒子大致相同地覆盖的状态。
对于这三个试验片，通过株式会社A&D制造的PRT3000W刚性振子物性试验机，在振动周期为0.75秒、无油的条件下，温度在30℃～350℃(400℃)范围内变化，进行磨擦试验。
其结果如下所示。
对于试验片1，如图1所示，看出在30℃～350℃范围内，磨擦的对数衰减率大致固定在0.02附近的值、滑动性良好。
对于试验片2，如图2所示，看出在30℃～400℃范围中，在100℃～150℃附近对数衰减率为0.03左右、在其他温度范围内的对数衰减率为0.01左右、与试验片1相同滑动性良好。
对于试验片3，如图3所示，看出在30℃～300℃范围中，在75℃附近和210℃附近对数衰减率为0.08左右、  在其他温度范围内的对数衰减率为0.0 1～0.06左右、与试验片1和试验片2相比滑动性变得不均匀。
如上所述，从在干燥涂覆的固体润滑剂形成的干燥被膜表面的RBC的分散状况以及由干燥被膜覆盖的滑动面的滑动性来看，在固体润滑剂中的RBC的混合率为60重量％的情况下可以获得最好的滑动性。
接着，在由Al合金构成的圆柱状销(pin)的前端面(面积50mm2)上涂覆厚度为10～100μm的固体润滑剂，该固体润滑剂由在丙烯硅(商品名：SCT-8102/chisso株式会社制造)中悬浮混合60重量％的RBC(加工成粒径为5μm以下的粉末状物质)得到的悬浮液构成，以100℃干燥0.5小时，得到形成干燥被膜的试验片(试验片4)。
还有，为了作为比较，在上述销的前端面上涂覆由混合二硫化钼(MoS2)和聚四氟乙烯树脂(PTFE)得到的聚酰胺-亚胺构成的市售固体润滑剂，得到试验片(试验片5)。
对于这两个试验片，通过pin on disk(ピンォンディスケ)型磨擦磨耗试验机，面压0.8Mpa，速度0.314m/s(旋转半径20mm，转速150rpm)，另一方材料采用渗碳淬火过的SCM415，在无油的条件下进行磨擦损耗试验。其结果如下所示。
对于试验片4，通过3216分钟的试验时间，磨擦力固定在11～15N范围内，而发现没有发生破裂。
对于试验片5，在试验时间初期磨擦力在12～15N范围内变动，但是因为在试验开始后198分钟时发现在干燥被膜上产生了破裂，因此停止试验。
这样，由本发明的固体润滑剂形成干燥被膜的试验片4与通过以往的固体润滑剂形成干燥被膜的试验片5相比，确认具有16倍以上的耐磨耗。
在实施方式中把试验片作为滑动部件，具体地说是指能够使用在以下用途。
即，如图4(a)所示，形成使轴2(滑动部件)沿直动方向可滑动地支撑在轴承1中的结构，或者，如图4(b)所示，形成使轴4(滑动部件)沿转动方向可滑动地支撑在轴承3中的结构，并如图4(c)所示，在与轴2或者轴4的轴承1或轴承3相滑动的表面上涂覆含有粉末状的RBC的固体润滑剂并干燥，由干燥被膜5覆盖、形成滑动面。而且，也可以在轴承1、3侧的表面上涂覆固体润滑剂。
而且，本发明的固体润滑剂以及滑动部件并不局限于上述实施方式，在没有脱离本发明主旨的范围内，还可以进行各种改良以及各种设计的变更。
例如，在上述实施方式中，作为粘合剂应用株式会社chisso制造SCT-8102，但是考虑到用途和生产成本，也可以利用其他的丙烯硅树脂，例如，钟渊化学工业株式会社制造的ゼムラック(注册商标)等。另外，也可以利用作为粘合剂的丙烯硅树脂以外的树脂，例如，聚酰亚胺树脂、聚酰胺-亚胺树脂、环氧树脂等作为粘合剂。
还有，为了实现机械性能的提高以及低磨擦化，根据需要也可以添加硬化剂。
而且，本发明的固体润滑剂可以象涂料那样进行处理，除了涂覆在滑动部件的表面上而使得耐磨耗性、滑动性良好以外，也可以使用在各种各样的用途中。例如，在冷塑加工(线材的延伸、棒钢以及管的拉拔、管以及金属板的拉挤、管以及金属板的压延、卷绕、锻造等)中，可以涂覆在金属模具和被加工材上，在金属成形中可以作为脱模剂涂覆在金属模具内表面上，在切削加工中也可以涂覆在工具以及被加工材上。
另外，作为上述实施例的固体润滑剂，可以作为用于在橡胶成形时从模具上隔离橡胶材的脱模材使用，也可以作为混凝土或者水泥成形用的脱模材使用，并且，涂覆在纸上，例如作为树脂的替代材料使用可以实现轻质化、再循环化，在涂覆纸管上，可以作为优越的脱水性和耐气候性且廉价的电线覆盖材使用。
另外，上述实施方式中，也可以100℃干燥0.5小时形成干燥被膜，考虑到生产性及生产设备等，干燥温度和时间可以随之发生各种变化。即，如果快速干燥，则提高温度并缩短干燥时间，另外，在没有升温设备的情况下，也可以在常温下干燥数日。
除此之外，当然也可以适当地改变具体的细微结构。
(发明的效果)
根据第1项发明，与将二硫化钼(MoS2)和聚四氟乙烯树脂(PTFE)等作为填料的以往的固体润滑剂相比，固体润滑剂干燥形成的干燥被膜的耐磨耗性和滑动性良好。
另外，因为混合了一种碳材料的RBC，所以能够形成具有导电性的干燥被膜。
根据第2项发明，可以得到在与第1项发明相同的效果，同时，固体润滑剂干燥形成的干燥被膜的耐磨耗性和滑动性更好。
根据第3项发明，可以得到与第1项或第2项发明相同的效果，同时由于RBC的平均粒径在5μm以下，所以硬化固体润滑剂形成的干燥被膜表面的平滑性提高，其滑动性变得更好。
根据第4项发明，可以得到在与第1～3中任一项发明相同的效果，同时，通过在对象物体上涂覆固体润滑剂并干燥，能够容易地形成耐磨耗性和滑动性良好的干燥被膜。
如果使用这种材料，只在必要的地方涂覆，无需实施特殊的热处理便能够形成耐磨耗性、滑动性良好的滑动面。
根据第5项发明，滑动部件的滑动面的耐磨耗性、滑动性变得良好。
另外，由于只在滑动面上涂覆固体润滑剂，所以能够容易制造具有良好耐磨耗性、滑动性的滑动面的滑动部件。
而且，作为滑动部件的主体，可以适用金属材料或ABS树脂以及各种树脂。

Claims (5)

1.一种固体润滑剂，由将粉末状的RBC悬浮在液态树脂中得到的悬浮液构成，其特征在于：通过涂覆上述悬浮液并使之干燥而可以形成干燥被膜。
2.根据权利要求1所述的固体润滑剂，其特征在于：上述RBC的混合比率为22～74重量％。
3.根据权利要求1或2所述的固体润滑剂，其特征在于：上述RBC的平均粒径为5μm以下。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的固体润滑剂，其特征在于：上述液态树脂为丙烯硅树脂。
5.一种滑动部件，其特征在于：具有由涂覆权利要求1～4中任一项所述的固体润滑剂形成的干燥被膜覆盖的滑动面。
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