DE60030936T2 - Verfahren zur Herstellung eines Gleitkörpers - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Gleitkörpers Download PDF

Info

Publication number
DE60030936T2
DE60030936T2 DE60030936T DE60030936T DE60030936T2 DE 60030936 T2 DE60030936 T2 DE 60030936T2 DE 60030936 T DE60030936 T DE 60030936T DE 60030936 T DE60030936 T DE 60030936T DE 60030936 T2 DE60030936 T2 DE 60030936T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ultrafine
sliding
sliding surface
silver
particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE60030936T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60030936D1 (de
Inventor
Naoaki Ogure
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE60030936D1 publication Critical patent/DE60030936D1/de
Publication of DE60030936T2 publication Critical patent/DE60030936T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/14Special methods of manufacture; Running-in
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/12Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2223/00Surface treatments; Hardening; Coating
    • F16C2223/30Coating surfaces
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771Transition metal-base component
    • Y10T428/12861Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12896Ag-base component

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung:
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gleitglied, das unter Gleitbedingungen, wie beispielsweise in einem Vakuum, bei hoher Temperatur, oder ultrareiner Umgebung verwendbar ist, wo weder Flüssigkeiten, viskose Materialien und feste Schmierstoffe bzw. Gleitmittel verwendet werden können, und auf einen Prozess zum Herstellen desselben.
  • Beschreibung der verwandten Technik:
  • Wenn beispielsweise Gleitglieder und Rollglieder, wie beispielsweise Gleitlager, Abdichtungsmechanismen, Bolzen, Muttern, Kolben, Kurbelwellendrehpunkte bzw. Lager, Stifte, Nocken, Verbindungen, Hydraulikzylinderstangen, Zahnräder, Wellenabdichtungsteile und Rollelementlager bei hohen Temperaturen oder unter Vakuum verwendet werden, verursachen zwei paarweise Ebenen eine relative Bewegung, während sie sich in Kontakt miteinander befinden. Dies erzeugt Reibung oder eine mikroskopische Kollision zwischen der Oberfläche von einem der Glieder und der Oberfläche des anderen Glieds. Wenn der Druck des Kontakt zwischen den Ebenen (Ebenendruck) hoch und die relative Bewegungsgeschwindigkeit hoch ist, treten eine lokale Wärmeerzeugung oder ein Zerkratzen des Gegenmaterials durch Vorsprünge, Beschädigung durch Abrieb und Ähnliches auf. In extremen Fällen tritt ein Festklemmen bzw. Festfressen oder eine Adhäsion bzw. ein Ankleben auf, was zu einer Einstellung des Betriebs führt.
  • Um diese unerwünschten Phänomene zu verhindern, wenn Gleitglieder unter schweren Gleitbedingungen verwendet werden, sollte ein geeignetes Niveau an Schmierfähigkeit erforderlich sein, um auf einen Teil zwischen den beiden zueinander weisenden Ebenen zu wirken.
  • Hier kann in dem Fall, wo Gleitglieder bei gewöhnlicher Umgebung verwendet werden sollen, eine Flüssigkeit oder ein viskoses Schmieröl (Schmiermittel) zwi schen zwei paarweisen Ebenen vorgesehen sein, um eine zufrieden stellende Schmierfähigkeit vorzusehen. Auf diese Weise werden die beiden paarweisen Ebenen in einem Fluidfilmschmierzustand oder einem Grenzflächenschmierzustand angeordnet. Dies kann die Adhäsion zwischen den beiden Ebenen verhindern.
  • Andererseits, wenn ein Schmieröl als Schmiermittel zwischen den Gleitgliedern verwendet wird, welches unvermeidbar unter Vakuum, hohen Temperaturen oder einer ultrareinen Umgebung verwendet werden sollte, wird das Vorhandensein des Schmieröls selbst ein Hindernis, um eine erwünschte Umgebung aufrechtzuerhalten, oder ansonsten ist das Schmieröl einer Veränderung der Eigenschaften ausgesetzt, was zu einem Verschwinden der erwünschten Schmierfähigkeit führt. Aus diesem Grund können Schmieröle nicht unter Vakuum-, Hochtemperatur- oder ultrareinen Umgebungen verwendet werden. Dies macht es notwendig, die Schmierfähigkeit durch andere Materialien als flüssige oder viskose Schmiermaterialien sicherzustellen.
  • Verschiedene feste Schmiermittel wurden bis dato als Alternativ für flüssige oder viskose Schmiermittel verwendet. Repräsentative Beispiele dafür umfassen 1) Graphit, 2) Verbindungen wie beispielsweise Molybdändisulfid, Phthalocyanin, Bleioxid und Bornitrid, und 3) Kunststoffe. Ein geeignetes Material wird aus diesen Materialien durch Berücksichtigen der Umgebung (z.B. der Temperatur, Vakuumgrad, Korrosivität, chemische Aktivität, Druck der Kontaktebene und Gleitgeschwindigkeit) ausgewählt und verwendet. Da diese alternativen Materialien jeweils sowohl vorteilhafte als auch nachteilige Eigenschaften besitzen, ist die Verwendung von diesen unter schwierigen Bedingungen in derartigen, erforderlichen Umgebungen in natürlicher Weise beschränkt.
  • Beispielsweise kann Graphit in der Luft verwendet werden, ohne irgendwelche Probleme bei einer Temperatur von ungefähr 400°C zu verursachen, was eine höhere Temperatur ist als bei der herkömmliche Schmieröle verwendet werden können. Ferner ist Graphit geeignet für die Verwendung, wo eine elektrische Leitfähigkeit erforderlich ist. Graphit ist jedoch in einer Vakuumumgebung fast nutzlos.
  • Andererseits kann Molybdändisulfid bei einer Temperatur von 1100°C oder darüber in einer Vakuumumgebung verwendet werden, und kann in der Luft bei einer Temperatur von 300°C oder darunter ohne oxidiert zu werden, verwendet werden. Molybdändisulfid besitzt jedoch eine geringe Haltbarkeit gegenüber wiederholter Verwendung über eine lange Zeitperiode hinweg. Phthalocyanin kann einer Temperatur von bis 600°C standhalten und Bleioxid kann einer Temperatur von bis zu 500°C standhalten. D.h. diese Substanzen besitzen Merkmale eines hohen Widerstands gegenüber hohen Temperaturen. Kunststoffe besitzen einen niedrigen Reibungskoeffizienten selbst in der Masse bzw. im Block. Insbesondere Fluoroharze besitzen einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten von 0,04, aber andererseits beträgt die maximale Temperatur, der sie aufgrund der Natur der Harze standhalten können, 250°C (Starttemperatur der Zersetzung), was inferior verglichen mit anorganischen Materialien und metallischen Materialien ist.
  • Auf diese Weise gibt es eine breite Vielzahl von Schmiermitteln des Beschichtungs- bzw. Überzugtyps zur Verwendung bei Gleitgliedern, und zwar von Flüssigkeiten bis zu Feststoffen reichend, von denen jedes sowohl Vorteile als auch Nachteile besitzt.
  • Demgemäß wurden für Gleitglieder, die unter schwierigen Bedingungen anstelle der Verwendung von Schmiermitteln verwendet werden, verschiedene Versuche unternommen, um die Schmierfähigkeit durch dünnes Auftragen eines Weichmetalls auf die Gleitoberfläche von Hartmetall sicherzustellen.
  • 4 zeigt eine allgemeine Konstruktion dieser Bauart eines herkömmlichen Gleitglieds, wobei eine Gleitoberfläche 10a in einem Paar von Gleitgliedern 10, 12, dünn mit einer Weichmetallschicht 14 beschichtet ist, die aus einem weichen Material, wie beispielsweise Blei, Indium, Gold oder Silber gebildet ist. Die Gleitglieder 10, 12 sind aus einem Hartmetall gebildet und werden zueinander bewegt, während sie sie sich in Kontakt mit der Weichmetallschicht 14 befinden. Dieses Konzept basiert auf einer Idee, dass die Schmierwirkung durch das Weichmetall verursacht wird, in welcher die niedrige Scherspannung des Weichmetalls genutzt wird.
  • D.h. in diesem Fall wird ein wirklicher Kontaktbereich A zwischen den Gleitgliedern 10, 12 durch die Härte eines härteren Metallglieds (Gleitglied 12) bestimmt. Wenn die Kontaktoberflächen einmal in wirklichen Kontakt miteinander kommen, gefolgt von einer relativen Bewegung (Reibung), um eine Schertrennung der beiden Oberflächen voneinander zu bewirken, tritt ein Bruch in der dünnen Weichmetallschicht 14 auf. Insbesondere, wenn jegliches Schmieröl zwischen den beiden Oberflächen fehlt, wird ein Stück des Weichmetalls 16, das durch den Bruch abgetrennt wurde, schnell in geeigneter Weise zwischen den beiden Kontaktflächen fortbewegt. Obwohl ein Teil der Weichmetallschicht 14 abgebrochen wurde, wurde herausgefunden, dass ein Stück des Weichmetalls 16 von einem anderen Teil auf diesen abgebrochenen Teil übertragen wird, wodurch der abgebrochene Teil selbstrepariert wird. In diesem Fall, wenn Schmieröl damit verwendet wird, wird es schwierig, das flüssige Weichmetall 16 zu dem abgebrochenen Teil zu übertragen. Daher kann eine Selbstreparatur kaum erwartet werden und dies verursacht im Gegenteil Unannehmlichkeiten.
  • Hier soll Silber als ein Weichmetall das beste Material zur Verwendung in Hochlastgleitlagern sein, da Silber höchst kompatibel mit dem Hartmetallglied ist, und gleichzeitig gute Wärmeleitfähigkeit und Zähigkeit besitzt.
  • Elektroplattierung wird im Allgemeinen zum Beschichten eines Weichmetalls auf einem Gleitglied, das aus einem Hartmetall gebildet ist, verwendet. Wenn beispielsweise ein Gleitglied mit Silber in einem kommerziellen Maßstab plattiert wird, besteht ein allgemein verwendetes Verfahren darin, dass das Plattieren unter Verwendung einer Plattierungslösung ausgeführt wird, die sich hauptsächlich aus Kaliumdicyanoargentat bei einer Stromdichte von nicht weniger als 20 A/dm2 zusammensetzt, wodurch die hohe Stabilität des Cyankomplexes genutzt wird.
  • Die Elektroplattierung des Gleitglieds auf seiner Gleitoberfläche leidet jedoch unter den folgenden Nachteilen: 1) eine spezielle Stromquelleneinheit sollte im Allgemeinen vorgesehen sein; und 2) wenn die Objekte komplizierte Formen oder Glieder, die besonders klein sind, besitzen, ist es wahrscheinlich, dass die Stromver teilung ungleich ist, was zu einer Variation der Plattierungsdicke oder der Plattierungsqualität von Teil zu Teil führt.
  • Demgemäß kann die Elektroplattierung seinen Vorteil nur für massenhergestellte Objekte mit einfacher Form nutzen. Im Gegensatz dazu kann die Elektroplattierung nicht in zufrieden stellender Weise für Glieder mit einer komplizierten Form und deformierte Glieder mit einer Labyrinthkontur verwendet werden. Ebenfalls kann die Elektroplattierung nicht in zufrieden stellender Weise für Objekte verwendet werden, wo es erforderlich ist, das Plattieren beim Kunden vor Ort (insbesondere beispielsweise im Fall des Zusammenbaus, der Installation und der Reparatur), aber nicht innerhalb der Fertigungsanlage ausgeführt wird. Folglich war die Entwicklung eines Verfahrens, das sich von der Elektroplattierung unterscheidet, das sicher und einfach eine Weichmetallschicht auf einem Gleitglied auf seiner Gleitoberfläche bildet, stark erwünscht. Ferner wurde ebenfalls stark auf die schädlichen Wirkungen hochgiftiger Cyanverbindungen, die in herkömmlichen Plattierungslösungen enthalten sind, auf die Gesundheit der Arbeiter hingewiesen.
  • Im Übrigen wurde ebenfalls vorgeschlagen, rollende Lagerteile oder Ähnliches mit Silber durch Ionenplattierung zu beschichten. Ionenplattierung erfordert jedoch die Verwendung einer viel größeren Vorrichtung als die Elektroplattierungsvorrichtungen und Arbeiten vor Ort sind wahrscheinlich unmöglich.
  • US-A-4 241 483 offenbart ein Verfahren zum Herstellen einer Bohrhülse oder eines ähnlichen Artikels, wie beispielsweise einer Pumpendichtung, wobei das Verfahren metallurgisches Bonden von Wolframcarbid innerhalb einer Matrix an den Stahlrohling umfasst, und zwar durch Behandeln der Kombination in einem Vakuum-, Wasserstoff-, Salzbad oder einem anderen Erwärmungsmedium, Erzeugen einer geeigneten Mittelöffnung, wo erforderlich, in dem Wolframcarbid, Wärmebehandeln und Oberflächenbehandeln des Stücks in den geeigneten Dimensionen. Das Verfahren umfasst ebenfalls das metallurgische Bonden von Wolframcarbidpartikeln innerhalb einer Matrix, die ebenfalls metallurgisch an einen Stahlkörper gebondet ist, Erzeugen einer geeigneten Öffnung, wo erforderlich, Belassen einer dünnen Beschichtung von Matrixwolframcarbid, um den Widerstand gegenüber Abrieb, Wärme und Korrosion zu verbessern, und dann Oberflächenbehandeln des Stücks in den geeigneten Dimensionen. Das Verfahren kann ebenfalls das metallurgische Bonden von Wolframcarbidpartikeln innerhalb einer Matrix umfassen, die an einen Stahlkörper gebondet ist, während sie unter dem Einfluss von Kräften steht, die dazu neigen, Fehlstellen in der vervollständigten Schicht des Matrixwolframcarbids zu beseitigen. Der Teil wird bei einer Temperatur in der Größenordnung von zwischen 1925° und 2025°C für ungefähr 3 bis 5 Minuten gehalten, um sicherzustellen, dass das Nickelchrommaterial den flüssigen Zustand erreicht.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der obigen Nachteile bzw. Hindernisse gemacht. Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Prozess zur Herstellung eines Gleitglieds vorzusehen, wobei eine hochqualitative Weichmetallschicht gleichmäßig auf eine Gleitoberfläche durch einen zur Elektroplattierung oder Ionenplattierung alternativen Prozess beschichtet wird.
  • Um das obige Ziel zu erreichen, ist ein Prozess zum Herstellen eines Gleitglieds, das eine Metallschicht auf seiner Gleitoberfläche besitzt, gemäß Anspruch 1 vorgesehen.
  • Angesichts dieses Aufbaus kann die Gleitoberfläche gleichmäßig mit einer dünnen Metallschicht (beispielsweise Silber) aus ordentlich geordneten, reinen, ultrafeinen Metallpartikeln, die durch Zerlegung hergestellt werden, durch Brennen bedeckt werden. Die gesamte organische Materie war in einem Lösungsmittel enthalten, wobei die ultrafeinen Metallpartikel darin homogen vermischt und dispergiert sind. Der gesamte Metallbeschichtungsprozess kann in der Luft bei Raumtemperatur bis ungefähr 200–300°C ausgeführt werden. Auf diese Weise kann eine Gleitoberfläche des Gleitglieds mit einer Metallschicht mit viel niedrigeren Kosten in einer einfacheren Weise mit höherer Zuverlässigkeit bedeckt werden.
  • Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung offensichtlich werden, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, die bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beispielhaft darstellen, betrachtet wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Diagramm, das ein Ausführungsbeispiel des Herstellungsprozesses der ultrafeinen Silberpartikel zeigt, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
  • 2 ist ein Diagramm, das in der Reihenfolge der Schritte, den Herstellungsprozess eines Gleitglieds gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3 ist ein schematisches Diagramm, das das Auftragen einer Metallschicht auf einem Gleitglied darstellt, wobei 3A den Zustand des Glieds gerade nach dem Auftragen einer ultrafeinen Silberpartikellösung darauf zeigt, und 3B den Zustand des Glieds nach dem Brennen zeigt; und
  • 4 ist ein Diagramm, das die Schmierwirkung einer herkömmlichen Weichmetallschicht darstellt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • 1 zeigt ein Beispiel eines Herstellungsprozesses von ultrafeinen Silberpartikeln (ultrafeinen Metallpartikeln), die beispielsweise einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 1 bis 20 nm besitzen, vorzugsweise ungefähr 1 bis 10 nm. Beispielsweise wird Myristinsäure oder Stearinsäure mit Natriumhydroxid verseift, und das Saponifikations- bzw. Verseifungsprodukt wird dann mit Silbernitrat zur Reaktion gebracht, um ein Silbersalz einer geradkettigen Fettsäure (Zahl der Kohlenstoffatome in der Alkylgruppe 14, 18, 18ω) herzustellen. Das geradkettige Fett säuresalz wird durch Erwärmen bei ungefähr 250°C in einer Stickstoffatmosphäre für 4 Std. denaturiert, gefolgt von einer Reinigung, um ultrafeine Silberpartikel herzustellen, deren Umfang mit einer Alkylkettenhülle bedeckt ist.
  • Alternativ kann beispielsweise Silbernitrat (metallisches Salz) in einer naphthenartigen, hochsiedenden Lösung (eine nichtwässrige Lösung) bei Anwesenheit von Ölsäure (eine ionische, organische Verbindung) bei einer Temperatur über der Zerfallreduktionstemperatur von Silbernitrat und unterhalb der Zerfallstemperatur der ionischen, organischen Verbindung, d.h. bei ungefähr 240°C für 3 Std. erwärmt werden, um ultrafeine Silberpartikel zu erzeugen, wobei der Umfang bzw. die Peripherie mit der ionischen, organischen Verbindung bedeckt ist.
  • In den auf diese Weise hergestellten, ultrafeinen Silberpartikeln ist der Umfang der Partikel mit der Alkylkettenhülle oder der ionischen, organischen Verbindung bedeckt. Daher, wenn die ultrafeinen Silberpartikel zu einer organischen Verbindung hinzugefügt werden, beispielsweise Cyclohexan, ballen sie sich nicht gegenseitig zusammen und sind stabil und homogen in der Lösung dispergiert, so dass sie einen transparenten Zustand, d.h. einen löslich gemachten Zustand, erzeugen.
  • Es ist bekannt, dass der Schmelzpunkt der Metallpartikel mit der Verringerung des Partikeldurchmessers sinkt. Der Partikeldurchmesser, bei dem dieser Effekt auftritt, ist kleiner als 20 nm. Dieser Effekt ist signifikant, wenn der Partikeldurchmesser kleiner als 10 nm ist. Aus diesem Grund beträgt der durchschnittliche Durchmesser der ultrafeinen Silberpartikel vorzugsweise 1 bis 20 nm, und besonders bevorzugt 1 bis 10 nm. Beispielsweise ermöglicht die Verwendung von ultrafeinen Silberpartikeln mit einer Größe auf dem Niveau eines Clusters, d.h. ultrafeine Silberpartikel mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von ungefähr 5 nm, dass die ultrafeinen Silberpartikel durch Erwärmen bei ungefähr 200°C geschmolzen und miteinander verbunden werden.
  • 2 zeigt in der Reihenfolge der Schritte den Herstellungsprozess eines Gleitglieds gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und 3 ist ein schematisches Diagramm, das das Auftragen einer Metallschicht auf einem Gleitglied darstellt. Insbesondere zeigt die 3A den Zustand des Gleitglieds direkt nach dem Auftragen einer ultrafeinen Silberpartikellösung auf seiner Gleitoberfläche, und 3B zeigt den Zustand des Gleitglieds nach dem Trocknen und Brennen der ultrafeinen Silberpartikel.
  • Wie in den Schritten (a) und (b) in der 2 und der 3A gezeigt, ist beispielsweise eine ultrafeine Silberpartikellösung 26 mit ultrafeinen Silberpartikeln 22 vorgesehen, die einen Partikeldurchmesser d von ungefähr 5 nm besitzen und deren Umfang mit einer Alkylkettenhülle 20 bedeckt wurde, und zwar dispergiert in einer geeigneten organischen Lösung 24, beispielsweise Cyclohexan. Diese Lösung 26 mit ultrafeinen Silberpartikeln wird aufgetragen auf und in Kontakt gebracht mit dem Gleitglied 28, und zwar auf seiner Gleitoberfläche 28a.
  • Zu diesem Zeitpunkt können die ultrafeinen Silberpartikel 22 homogen als eine einfache, metallische Substanz dispergiert sein, ballen sich weniger wahrscheinlich zusammen, und stimmen in hohem Maße mit konkaven und konvexen Stellen auf der Gleitoberfläche 28a überein und können auf diese Weise vollständig in feine konkave Stellen 28b eindringen, die ursprünglich auf der Gleitoberfläche 28a vorhanden sind.
  • Nachdem die ultrafeine Silberpartikellösung 26 gleichmäßig aufgetragen auf die gesamten Fläche auf der Gleitoberfläche 28a des Gleitglieds 28 und mit dieser in Kontakt gebracht wurde, wie in Schritt (c) in 2 gezeigt, wird die auf die Gleitoberfläche 28 aufgetragene ultrafeine Silberpartikellösung 26 bei Raumtemperatur getrocknet, um das organische Lösungsmittel zu verdunsten. Danach wird die getrocknete Beschichtung auf der Gleitoberfläche 28 bei einer Temperatur oberhalb der Zerfallstemperatur der Alkylkettenhülle 20 gehalten, die den Umfang der ultrafeinen Silberpartikel 22 bedeckt, beispielsweise bei einer Temperatur von 200°C, zum Beispiel für 0,5 Std., um die Beschichtung zu brennen. Auf diese Weise wird die in 3B gezeigte Silberschicht (eine Metallschicht) 30, bestehend aus ultrafeinen Silberpartikeln 22, allein auf dem Gleitglied 28, und zwar auf seiner Gleitoberfläche 28a gebildet. D.h. in einem derartigen Zustand, in dem die ultrafeinen Silberpartikel 22 homogen dispergiert wurden, kann die Alkylkettenhülle 20, die den Umfang der ultrafeinen Silberpartikel 22 bedeckt, zerlegt und infolgedessen ein Verflüchtigen zugelassen werden. Gleichzeitig können die ultrafeinen Silberpartikel 22 geschmolzen werden, um miteinander verbunden zu werden, um eine Silberschicht 30 mit gleichmäßiger Dicke zu bilden. Zu diesem Zeitpunkt treten die ultrafeinen Silberpartikel 22 vollständig in feine konkave Teile 28b ein, die ursprünglich auf der Gleitoberfläche 28a vorhanden sind. Dies kann die Adhäsion der Silberschicht 30 an der Gleitoberfläche 28a verbessern.
  • Die Dickte t der Silberschicht 30, die durch einen einzelnen Beschichtungsvorgang der ultrafeinen Silberpartikellösung 26, gefolgt von Brennen, gebildet wird, beträgt maximal ungefähr 0,1 μm. Die Regulierung der Dicke der Silberschicht 30 ist jedoch ein kritischer Faktor beim Vorsehen der optimalen Schmierwirkung. Daher wird bei Schritt (d) in 2 eine Beurteilung vorgenommen, ob die Dicke der Silberschicht 30 eine vorbestimmte Dicke erreicht hat. Wenn die Dicke noch nicht die vorbestimmte Dicke erreicht hat, wird der obige Schritt für die notwendige Anzahl von Malen wiederholt, um eine Silberschicht 30 zu bilden, die eine Dicke besitzt, die mit den Betriebsbedingungen des verwendeten Glieds kompatibel ist.
  • Wie in Schritt (e) in 2 gezeigt, wird das Gleitglied 28 mit einer Gleitoberfläche 28a, die mit einer Silberschicht 30 mit einer vorbestimmten Dicke bedeckt ist, gemäß dem obigen Verfahren tatsächlich beispielsweise zur Verwendung als ein Gleitglied unter beispielsweise Hochtemperatur- oder Vakuumumgebung hergestellt.
  • Der gesamte Silberbeschichtungsprozess in diesem Ausführungsbeispiel wird in der Luft bei Raumtemperatur bis 200°C ausgeführt. Daher ist der Silberbeschichtungsprozess in diesem Ausführungsbeispiel im Gegensatz zur herkömmlichen Elektroplattierung und Ionenplattierung sehr einfach und gleichzeitig höchst zuverlässig. D.h. eine spezielle Stromquelle ist nicht notwendig und zusätzlich reicht die Verwendung einer sehr kleinen Menge an ultrafeiner Silberpartikellösung für zufriedenstellende Ergebnisse aus. Daher kann der höchst zuverlässige Beschichtungsbetrieb in einfacher Weise ausgeführt werden, insbesondere selbst in dem Fall, in dem die Gleitglieder eine komplizierte Form besitzen und selbst an Stellen, an denen die Umgebung nicht für den herkömmlichen Beschichtungsbetrieb geeignet ist. Ferner kann die Beschichtung vollständig ohne die Verwendung jeglicher hochgiftiger Materialien, wie beispielsweise Cyanverbindungen, ausgeführt werden. Auf diese Weise kann die vorliegende Erfindung einen Prozess und ein Gleitglied vorsehen, die ebenfalls vorteilhaft sind, um die Sicherheit und Gesundheit der Arbeiter sicherzustellen.
  • Wie aus der vorangehenden Beschreibung offensichtlich ist, kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine Gleitoberfläche des Gleitglieds mit einer Metallschicht mit viel geringeren Kosten in einfacher Weise mit höherer Zuverlässigkeit verglichen mit der herkömmlichen Elektroplattierung und Ionenplattierung bedeckt werden.
  • Obwohl bestimmte, bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gezeigt und im Detail beschrieben wurden, sollte verstanden werden, dass verschiedene Veränderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der beigefügten Ansprüche zu verlassen.

Claims (4)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Gleitglieds mit einer Metallschicht auf seiner Gleitoberfläche, einschließlich: Vorsehen einer Ultrafeinpartikellösung aus ultrafeinen Metallpartikeln mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 1 bis 2 nm, die in einem vorbestimmten Lösungsmittel dispergiert sind; Bringen der Ultrafeinpartikellösung in Kontakt mit der Gleitoberfläche des Gleitgliedes; Trocknen der auf der Gleitoberfläche abgelagerten Ultrafeinpartikellösung, um einen getrockneten Überzug zu bilden, und Wärmebehandeln des getrockneten Überzugs, um die ultrafeinen Metallpartikel zu schmelzen und miteinander zu verbinden.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die ultrafeinen Metallpartikel ultrafeine Silberpartikel sind.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die ultrafeinen Metallpartikel erzeugt werden durch Wärmezersetzung eines metallenthaltenden organischen Komplexes oder eines metallischen Salzes.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die ultrafeinen Metallpartikel geschmolzen und miteinander verbunden werden durch Erwärmen bei ungefähr 200°C bis 300°C.
DE60030936T 1999-11-12 2000-11-10 Verfahren zur Herstellung eines Gleitkörpers Expired - Fee Related DE60030936T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32271099 1999-11-12
JP32271099A JP2001141183A (ja) 1999-11-12 1999-11-12 摺動部材及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60030936D1 DE60030936D1 (de) 2006-11-09
DE60030936T2 true DE60030936T2 (de) 2007-06-06

Family

ID=18146767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60030936T Expired - Fee Related DE60030936T2 (de) 1999-11-12 2000-11-10 Verfahren zur Herstellung eines Gleitkörpers

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6455475B1 (de)
EP (1) EP1099868B1 (de)
JP (1) JP2001141183A (de)
DE (1) DE60030936T2 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6486413B1 (en) * 1999-11-17 2002-11-26 Ebara Corporation Substrate coated with a conductive layer and manufacturing method thereof
JPWO2005120703A1 (ja) * 2004-06-10 2008-04-03 住友電気工業株式会社 金属触媒とその製造方法
WO2012032869A1 (ja) * 2010-09-09 2012-03-15 本田技研工業株式会社 摺動部材の製造方法及び摺動部材
CN113025157B (zh) * 2021-02-28 2022-12-20 濮阳市顺康石油工程技术有限公司 一种自润滑耐磨涂层及其制备工艺

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3296693A (en) * 1962-09-21 1967-01-10 Shirley J Carter Tungsten carbide brazing
US4241483A (en) * 1979-05-07 1980-12-30 Eastern Fusecoat Incorporated Method of making drill, bushings, pump seals and similar articles
JPS60135564A (ja) * 1983-12-23 1985-07-18 Nippon Seiko Kk 耐摩耗性金属摺動部材
JP2620976B2 (ja) * 1989-07-07 1997-06-18 株式会社豊田中央研究所 摺動部材
JP2601555B2 (ja) * 1989-11-20 1997-04-16 大同メタル工業 株式会社 多層すべり軸受材
JPH04157107A (ja) * 1990-10-19 1992-05-29 Koyo Seiko Co Ltd 金属摺接部材の製造方法
DE4211642C2 (de) * 1992-04-07 1997-11-13 Braunschweiger Huettenwerk Verfahren zum Herstellen von Gleitlager-Schichtwerkstoff oder Gleitlager-Schichtwerkstücken
JP2726796B2 (ja) * 1993-12-28 1998-03-11 大同メタル工業株式会社 複層摺動部材及びその製造方法
JPH08253826A (ja) * 1994-10-19 1996-10-01 Sumitomo Electric Ind Ltd 焼結摩擦材およびそれに用いられる複合銅合金粉末とそれらの製造方法
JP3501288B2 (ja) * 1995-03-03 2004-03-02 大豊工業株式会社 摺動材料及びその表面処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1099868A3 (de) 2004-05-12
DE60030936D1 (de) 2006-11-09
JP2001141183A (ja) 2001-05-25
US6455475B1 (en) 2002-09-24
EP1099868A2 (de) 2001-05-16
EP1099868B1 (de) 2006-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3000279C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Verbundgleitlagers
DE1815726C3 (de) Verfahren zum Aufbringen einer Schicht aus einem Trockenschmiermittel auf eine aus einem Metall oder einem Polymeren bestehende Oberfläche
DE19607369B4 (de) Verfahren zur Behandlung von starken Reibungsbeanspruchungen ausgesetzten eisenhaltigen Oberflächen
EP0232922A1 (de) Verbund-Gleitlagerwerkstoff
DE102006008910B4 (de) Kolbenbolzen mit Gleitschichten für Pleuelaugen in Verbrennungsmotoren
DE2707787A1 (de) Verfahren zur formung von eisenmetallen und schmiermittel hierfuer
DE102008015790A1 (de) Gleitlager
DE1458487B1 (de) Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung selbstschmierender, Trockenschmiermittel enthaltender Werkstoffe
DE60030936T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Gleitkörpers
DE60212783T2 (de) Tragstruktur
DE102007045820A1 (de) Verbesserte Schmiermittelformulierung für Metallumformverfahren bei erhöhten Temperaturen
DE1575674A1 (de) Antifriktionslager
DE60317614T2 (de) Verfahren zum Aufkohlen eines Lagerstahls zur Herstellung eines Laufwerkes
DE19814111B4 (de) Nockenfolgemechanismus
DE3422327A1 (de) Verfahren zur erzeugung einer gleitschicht aus weissmetall auf bleibronzeoberflaechen von stahl/bleibronze-verbundlagern
DE3030870C2 (de)
DE2415327A1 (de) Gleitlager und verfahren zu ihrer herstellung
DE3590284C2 (de)
EP0152587B1 (de) Werkstoffpaarung für hochbeanspruchte Maschinenelemente
DE1026068B (de) Verfahren zur Herstellung eines Polyamidformkoerpers
EP0334977B1 (de) Schmiermittel für die Umformung metallischer Werkstoffe
DE1132710B (de) Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Einbringen von Polytetrafluoraethylenteilchen in die Poren eines bandfoermigen Metallstreifens mit poroeser Schwammstruktur
EP3643412B1 (de) Beschichtungsdispersion, herstellungsverfahren einer beschichtungsdispersion
DE2314415C3 (de) Schmiermittel für das Halbwarmschmieden, insbesondere von Stahl in Drahtform
DE60205811T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Gleitlagers mit einem Reibungsbelag

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee