JP2002225164A - 摺動材料および摺動材料の製造方法 - Google Patents
摺動材料および摺動材料の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 接合界面での剥離強度が大きくて、性能、信
頼性の低下等を招くことがなく、熱応力の発生が小さ
く、しかも製造コストが安価な摺動材料およびその製造
方法を提供すること。 【解決手段】 この摺動材料は、第１の材料からなる第
１の部材１と、前記第１の部材上に形成された多孔質中
間層２と、前記多孔質中間層上に溶射により積層、成形
されその一部が該多孔質中間層の空隙部内に含浸された
第２の材料からなる第２の部材３とを具備する。第２の
部材を構成する第２の材料の一部が多孔質中間層の空隙
部内に含浸されるので接合界面の剥離強度が改善され
る。
頼性の低下等を招くことがなく、熱応力の発生が小さ
く、しかも製造コストが安価な摺動材料およびその製造
方法を提供すること。 【解決手段】 この摺動材料は、第１の材料からなる第
１の部材１と、前記第１の部材上に形成された多孔質中
間層２と、前記多孔質中間層上に溶射により積層、成形
されその一部が該多孔質中間層の空隙部内に含浸された
第２の材料からなる第２の部材３とを具備する。第２の
部材を構成する第２の材料の一部が多孔質中間層の空隙
部内に含浸されるので接合界面の剥離強度が改善され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、接合強度が大き
く、熱応力の発生が少なく、かつ安価に製造し得る摺動
材料および該摺動材料の製造方法に関する。
く、熱応力の発生が少なく、かつ安価に製造し得る摺動
材料および該摺動材料の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、工業技術に発展に伴って、単独材
料では実現が困難な複数の性能を兼備した材料、例えば
特性の異なる二種類の材料を積層、接合した摺動材料の
要求が高まっている。
料では実現が困難な複数の性能を兼備した材料、例えば
特性の異なる二種類の材料を積層、接合した摺動材料の
要求が高まっている。
【０００３】摺動材料に対する要求特性は複雑化してお
り、例えば金属系材料若しくは金属系材料と樹脂系材料
というような異種材料を複合化するようなことも求めら
れている。
り、例えば金属系材料若しくは金属系材料と樹脂系材料
というような異種材料を複合化するようなことも求めら
れている。
【０００４】しかし、金属系材料若しくはセラミックス
系材料と樹脂系材料とを積層、接合した摺動部材におい
ては、金属系材料のような拡散反応が得られず、単純な
機械的結合により一体化しているため、十分な接合強度
を得ることが非常に困難であり機械的特性に乏しいとい
う問題がある。
系材料と樹脂系材料とを積層、接合した摺動部材におい
ては、金属系材料のような拡散反応が得られず、単純な
機械的結合により一体化しているため、十分な接合強度
を得ることが非常に困難であり機械的特性に乏しいとい
う問題がある。
【０００５】一方、金属系材料と樹脂系材料との接合に
おいて界面強度の向上を図る方法として、金属系材料側
に粒状物若しくは繊維状物からなる多孔質中間層を形成
し、樹脂系材料の一部を多孔質中間層内に充填しつつ接
合する製造方法（特開平９−１０９３１１号公報）や、
接合される一方の部材の表面に孔部を有する板材からな
る多孔質中間層を接合しておき他方の部材の一部をこの
多孔質中間層に充填しつつ接合する製造方法（特開平１
０−２９２５６号公報）も提案されている。
おいて界面強度の向上を図る方法として、金属系材料側
に粒状物若しくは繊維状物からなる多孔質中間層を形成
し、樹脂系材料の一部を多孔質中間層内に充填しつつ接
合する製造方法（特開平９−１０９３１１号公報）や、
接合される一方の部材の表面に孔部を有する板材からな
る多孔質中間層を接合しておき他方の部材の一部をこの
多孔質中間層に充填しつつ接合する製造方法（特開平１
０−２９２５６号公報）も提案されている。
【０００６】しかし、いずれの製造方法も、金属材料の
接合面に形成された多孔質中間層に樹脂系材料の一部を
充填しつつ接合するために、真空熱処理のもとで樹脂系
材料を溶融、拡散接合する非常に高価な製造プロセスを
採用しなければならず、摺動材料のコスト上昇の問題を
招いてしまうという問題がある。
接合面に形成された多孔質中間層に樹脂系材料の一部を
充填しつつ接合するために、真空熱処理のもとで樹脂系
材料を溶融、拡散接合する非常に高価な製造プロセスを
採用しなければならず、摺動材料のコスト上昇の問題を
招いてしまうという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の、金属系材料若しくはセラミックス系材料と樹脂系材
料とを単に積層、接合した摺動部材では、十分な接合強
度を得ることが非常に困難であり機械的特性に乏しいと
いう問題があった。
の、金属系材料若しくはセラミックス系材料と樹脂系材
料とを単に積層、接合した摺動部材では、十分な接合強
度を得ることが非常に困難であり機械的特性に乏しいと
いう問題があった。
【０００８】また、金属系材料側に多孔質中間層を形成
し、樹脂系材料の一部を多孔質中間層内に充填させて一
体化する製造方法では、非常に高価な製造プロセスにな
って製品価格が高くなってしまうという問題があった。
し、樹脂系材料の一部を多孔質中間層内に充填させて一
体化する製造方法では、非常に高価な製造プロセスにな
って製品価格が高くなってしまうという問題があった。
【０００９】本発明は、このような問題に対処してなさ
れたもので、接合界面での剥離強度が大きくて、性能、
信頼性の低下等を招くことがなく、熱応力の発生が小さ
く、しかも製造コストが安価な摺動材料およびその製造
方法を提供することを目的とする。
れたもので、接合界面での剥離強度が大きくて、性能、
信頼性の低下等を招くことがなく、熱応力の発生が小さ
く、しかも製造コストが安価な摺動材料およびその製造
方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の摺動材料は、請
求項１に記載したように、第１の材料からなる第１の部
材と、前記第１の部材上に形成された多孔質中間層と、
前記多孔質中間層上に溶射により積層、成形されその一
部が該多孔質中間層の空隙部内に含浸された第２の材料
からなる第２の部材とを具備することを特徴とする。
求項１に記載したように、第１の材料からなる第１の部
材と、前記第１の部材上に形成された多孔質中間層と、
前記多孔質中間層上に溶射により積層、成形されその一
部が該多孔質中間層の空隙部内に含浸された第２の材料
からなる第２の部材とを具備することを特徴とする。
【００１１】このような本発明の摺動材料は、例えば、
第１の部材上に、金属系材料若しくは金属系材料とセラ
ミックス材料からなる溶射材料を溶射して多孔質中間層
を形成する工程と、前記多孔質中間層上に、第２の材料
を溶射するとともに該多孔質中間層内に一部を充填して
前記第２の部材を積層、成形する工程とを有することを
特徴とする摺動材料の製造方法により得ることができ
る。
第１の部材上に、金属系材料若しくは金属系材料とセラ
ミックス材料からなる溶射材料を溶射して多孔質中間層
を形成する工程と、前記多孔質中間層上に、第２の材料
を溶射するとともに該多孔質中間層内に一部を充填して
前記第２の部材を積層、成形する工程とを有することを
特徴とする摺動材料の製造方法により得ることができ
る。
【００１２】本発明における、第１の部材としては、Ｓ
ＵＳのような鉄系材料や銅系材料或はアルミやアルミ合
金系材料又はセラミックス系材料を合金を用いることが
でき、セラミックスとしてはアルミナ、窒化ケイ素、窒
化アルミ等の板材、棒材その他用途に応じた形状に成形
した部材を用いることができる。
ＵＳのような鉄系材料や銅系材料或はアルミやアルミ合
金系材料又はセラミックス系材料を合金を用いることが
でき、セラミックスとしてはアルミナ、窒化ケイ素、窒
化アルミ等の板材、棒材その他用途に応じた形状に成形
した部材を用いることができる。
【００１３】本発明における多孔質中間層は、金属系材
料から選ばれる少なくとも一種、若しくは金属系材料と
セラミックス系材料の複合物からなるものであって、Ｓ
ＵＳのような鉄系材料や銅系材料或はアルミやアルミ合
金系材料又はセラミックス系材料等の溶射材料を用いる
ことができる。
料から選ばれる少なくとも一種、若しくは金属系材料と
セラミックス系材料の複合物からなるものであって、Ｓ
ＵＳのような鉄系材料や銅系材料或はアルミやアルミ合
金系材料又はセラミックス系材料等の溶射材料を用いる
ことができる。
【００１４】多孔質中間層の形成は、公知の溶射法によ
り行うことができる。
り行うことができる。
【００１５】多孔質中間層を溶射により形成する場合の
溶射材料の平均粒子径は、１μｍから１００μｍ程度が
好ましく、特に５〜５０μｍ程度がより好ましい。
溶射材料の平均粒子径は、１μｍから１００μｍ程度が
好ましく、特に５〜５０μｍ程度がより好ましい。
【００１６】溶射により形成された多孔質中間層の孔径
は、前記第２の部材が容易に充填することができれば良
く、特に限定されるものではない。
は、前記第２の部材が容易に充填することができれば良
く、特に限定されるものではない。
【００１７】例えば、第２の部材を、後述する溶融含浸
法により含浸する場合には、多孔質中間層の空隙部の孔
径は数十μｍから数ｍｍ程度までの範囲であることが望
ましく、また後述する粉体ディスパージョン含浸法によ
り多孔質中間層内に充填する場合には、多孔質中間層の
空隙部の孔径は数μｍから数十μｍ程度が望ましい。
法により含浸する場合には、多孔質中間層の空隙部の孔
径は数十μｍから数ｍｍ程度までの範囲であることが望
ましく、また後述する粉体ディスパージョン含浸法によ
り多孔質中間層内に充填する場合には、多孔質中間層の
空隙部の孔径は数μｍから数十μｍ程度が望ましい。
【００１８】本発明の摺動材料の第１の部材と第２の部
材の接合強度は、一般に多孔質中間層の空隙内に充填さ
れた第２の部材の総断面積と関係し、多孔質中間層の空
隙部の孔径を拡大することにより第１の部材と第２の部
材の接合強度を向上させることができる。
材の接合強度は、一般に多孔質中間層の空隙内に充填さ
れた第２の部材の総断面積と関係し、多孔質中間層の空
隙部の孔径を拡大することにより第１の部材と第２の部
材の接合強度を向上させることができる。
【００１９】本発明においては、多孔質中間層の空隙部
の孔径を、多孔質中間層を構成する金属系材料を少なく
とも二種の金属で構成し、該金属の少なくとも一種を他
の金属および前記第１の部材よりも低い融点とし、この
低融点の金属を加熱により溶解、流出させて低融点の金
属の占領部を空隙にし、該多孔質中間層の空間率を増加
させることができる。
の孔径を、多孔質中間層を構成する金属系材料を少なく
とも二種の金属で構成し、該金属の少なくとも一種を他
の金属および前記第１の部材よりも低い融点とし、この
低融点の金属を加熱により溶解、流出させて低融点の金
属の占領部を空隙にし、該多孔質中間層の空間率を増加
させることができる。
【００２０】すなわち、本発明の摺動材料は、第１の部
材上に、少なくとも二種の金属からなり該金属の少なく
とも一種は他の金属および第１の部材よりも低融点の金
属材料又は少なくとも二種の金属からなり該金属の少な
くとも一種は他の金属および第１の部材よりも低融点の
金属材料又は該金属材料とセラミックス材料からなる溶
射材料を溶射して多孔質中間層を形成する工程と、多孔
質中間層を加熱して低融点の金属を溶解、流出させて低
融点の金属の占領部を空隙にし、該多孔質中間層の空間
率を増加させる熱処理工程と、空間率の増加された多孔
質中間層上に、該多孔質中間層内に一部を充填しつつ、
第２の材料を溶射して積層、成形して前記第２の部材を
形成する工程とを有する方法によって製造することがで
きる。
材上に、少なくとも二種の金属からなり該金属の少なく
とも一種は他の金属および第１の部材よりも低融点の金
属材料又は少なくとも二種の金属からなり該金属の少な
くとも一種は他の金属および第１の部材よりも低融点の
金属材料又は該金属材料とセラミックス材料からなる溶
射材料を溶射して多孔質中間層を形成する工程と、多孔
質中間層を加熱して低融点の金属を溶解、流出させて低
融点の金属の占領部を空隙にし、該多孔質中間層の空間
率を増加させる熱処理工程と、空間率の増加された多孔
質中間層上に、該多孔質中間層内に一部を充填しつつ、
第２の材料を溶射して積層、成形して前記第２の部材を
形成する工程とを有する方法によって製造することがで
きる。
【００２１】この方法に使用される低融点の金属として
は、第１の部材および多孔質中間層を構成する他の金属
よりも低融点の金属であれば、実質的にいかなる金属で
も使用可能であり、このような低融点の金属としては、
例えば、鉛系合金、鉛−亜鉛合金、アルミ等が例示され
る。
は、第１の部材および多孔質中間層を構成する他の金属
よりも低融点の金属であれば、実質的にいかなる金属で
も使用可能であり、このような低融点の金属としては、
例えば、鉛系合金、鉛−亜鉛合金、アルミ等が例示され
る。
【００２２】本発明においては、多孔質中間層の空隙部
の孔径を、多孔質中間層を構成する金属系材料を少なく
とも二種の金属で構成し、該金属の少なくとも一種は他
の金属および前記第１の部材よりも酸性溶液若しくはア
ルカリ性溶液により優先的に腐食するものとし、この金
属を酸性溶液若しくはアルカリ性溶液により優先的に腐
食除去して酸性溶液若しくはアルカリ性溶液により優先
的に腐食する金属の占領部を空隙にし、該多孔質中間層
の空間率を増加させることにより第１の部材と第２の部
材の接合強度を向上させることができる。
の孔径を、多孔質中間層を構成する金属系材料を少なく
とも二種の金属で構成し、該金属の少なくとも一種は他
の金属および前記第１の部材よりも酸性溶液若しくはア
ルカリ性溶液により優先的に腐食するものとし、この金
属を酸性溶液若しくはアルカリ性溶液により優先的に腐
食除去して酸性溶液若しくはアルカリ性溶液により優先
的に腐食する金属の占領部を空隙にし、該多孔質中間層
の空間率を増加させることにより第１の部材と第２の部
材の接合強度を向上させることができる。
【００２３】すなわち、本発明の摺動材料は、第１の部
材の上に、少なくとも二種の金属からなり該金属の少な
くとも一種は他の金属および前記第１の部材よりも酸性
溶液若しくはアルカリ性溶液により優先的に腐食する金
属材料又は該金属材料とセラミックス材料からなる溶射
材料を溶射して多孔質中間層を形成する工程と、多孔質
中間層を酸性溶液若しくはアルカリ性溶液で処理して酸
性溶液若しくはアルカリ性溶液により優先的に腐食する
金属を選択的に腐食、除去して酸性溶液若しくはアルカ
リ性溶液により優先的に腐食する金属の占領部を空隙に
し、該多孔質中間層の空間率を増加させる腐食処理工程
と、空間率の増加された多孔質中間層上に、該多孔質中
間層内に一部を充填しつつ、第２の材料を溶射して積
層、成形して第２の部材を形成する工程とを具備するこ
とを特徴とする方法によって製造することができる。
材の上に、少なくとも二種の金属からなり該金属の少な
くとも一種は他の金属および前記第１の部材よりも酸性
溶液若しくはアルカリ性溶液により優先的に腐食する金
属材料又は該金属材料とセラミックス材料からなる溶射
材料を溶射して多孔質中間層を形成する工程と、多孔質
中間層を酸性溶液若しくはアルカリ性溶液で処理して酸
性溶液若しくはアルカリ性溶液により優先的に腐食する
金属を選択的に腐食、除去して酸性溶液若しくはアルカ
リ性溶液により優先的に腐食する金属の占領部を空隙に
し、該多孔質中間層の空間率を増加させる腐食処理工程
と、空間率の増加された多孔質中間層上に、該多孔質中
間層内に一部を充填しつつ、第２の材料を溶射して積
層、成形して第２の部材を形成する工程とを具備するこ
とを特徴とする方法によって製造することができる。
【００２４】この方法に使用される酸性溶液若しくはア
ルカリ性溶液により優先的に腐食する金属としては、第
１の部材および多孔質中間層を構成する他の金属よりも
酸性溶液若しくはアルカリ性溶液により優先的に腐食す
る金属であれば、実質的にいかなる金属でも使用可能で
あり、例えば、鉛系合金、鉛−亜鉛合金、アルミ等が例
示される。
ルカリ性溶液により優先的に腐食する金属としては、第
１の部材および多孔質中間層を構成する他の金属よりも
酸性溶液若しくはアルカリ性溶液により優先的に腐食す
る金属であれば、実質的にいかなる金属でも使用可能で
あり、例えば、鉛系合金、鉛−亜鉛合金、アルミ等が例
示される。
【００２５】他の金属等よりも酸性溶液若しくはアルカ
リ性溶液により優先的に腐食する金属としては、アル
ミ、亜鉛、マグネシウム等を用いることができる。
リ性溶液により優先的に腐食する金属としては、アル
ミ、亜鉛、マグネシウム等を用いることができる。
【００２６】多孔質中間層上に、該多孔質中間層内に一
部を充填しつつ、第２の部材を積層、成形する方法とし
ては、次のような方法を採ることができる。 （１）溶融含浸法 第２の部材を構成する樹脂等の第２の材料を多孔質中間
層上に溶射し、加熱により溶融させて溶融状態の溶射材
料を多孔質中間層の空隙部内に含浸させる。 （２）粉体デイスパージョン法 第２の部材を構成する樹脂材料の粉体を分散媒に分散さ
せたディスパージョンを多孔質中間層上に塗布し樹脂粉
体を多孔質中間層の空隙部内に含浸させ、分散媒を乾燥
除去した後、この上に第２の材料を溶射して多孔質中間
層内の樹脂粉体を溶融させるとともに溶射された第２の
材料と一体化させて第２の部材を成形する。
部を充填しつつ、第２の部材を積層、成形する方法とし
ては、次のような方法を採ることができる。 （１）溶融含浸法 第２の部材を構成する樹脂等の第２の材料を多孔質中間
層上に溶射し、加熱により溶融させて溶融状態の溶射材
料を多孔質中間層の空隙部内に含浸させる。 （２）粉体デイスパージョン法 第２の部材を構成する樹脂材料の粉体を分散媒に分散さ
せたディスパージョンを多孔質中間層上に塗布し樹脂粉
体を多孔質中間層の空隙部内に含浸させ、分散媒を乾燥
除去した後、この上に第２の材料を溶射して多孔質中間
層内の樹脂粉体を溶融させるとともに溶射された第２の
材料と一体化させて第２の部材を成形する。
【００２７】第２の部材を構成する樹脂としては、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ナイロン、四フッ化エチレ
ン・パーフルオロアルコキシエチレン樹脂、ポリエーテ
ルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン等が挙げら
れ、これらは一種又は二種以上の混合で使用される。こ
れらの樹脂は、樹脂単体でも使用可能であるが、充填剤
を樹脂中に分散させて使用することもできる。
エチレン、ポリプロピレン、ナイロン、四フッ化エチレ
ン・パーフルオロアルコキシエチレン樹脂、ポリエーテ
ルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン等が挙げら
れ、これらは一種又は二種以上の混合で使用される。こ
れらの樹脂は、樹脂単体でも使用可能であるが、充填剤
を樹脂中に分散させて使用することもできる。
【００２８】このような充填剤としては、ガラス、アル
ミナ、シリカ、ジルコニア、ベリリア、炭化ケイ素、窒
化ケイ素、炭化ボロン、窒化ボロン等の固体潤滑剤が挙
げられる。これらは短繊維状または粒子状で使用され
る。短繊維状の充填剤の平均直径は、０．０５〜１００
μｍ、好ましくは０．１〜５０μｍ、より好ましくは１
〜１０μｍの範囲である。短繊維状の充填剤の平均直径
は、０．０５〜１００μｍ、好ましくは０．１〜５０μ
ｍ、より好ましくは１〜１０μｍはの範囲である。な
お、充填剤の配合量は、通常１〜９０体積％の範囲であ
る。第２の部材の厚さは、用途により異なるが通常１〜
５ｍｍ程度である。
ミナ、シリカ、ジルコニア、ベリリア、炭化ケイ素、窒
化ケイ素、炭化ボロン、窒化ボロン等の固体潤滑剤が挙
げられる。これらは短繊維状または粒子状で使用され
る。短繊維状の充填剤の平均直径は、０．０５〜１００
μｍ、好ましくは０．１〜５０μｍ、より好ましくは１
〜１０μｍの範囲である。短繊維状の充填剤の平均直径
は、０．０５〜１００μｍ、好ましくは０．１〜５０μ
ｍ、より好ましくは１〜１０μｍはの範囲である。な
お、充填剤の配合量は、通常１〜９０体積％の範囲であ
る。第２の部材の厚さは、用途により異なるが通常１〜
５ｍｍ程度である。
【００２９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態の摺
動材料における第１の部材上に形成された多孔質中間層
を模式的に示す断面図である。同図において、第１の部
材１の上には、溶射処理により多孔質中間層２が形成さ
れており、この多孔質中間層層２は、例えば、第１の金
属２ａと第２の金属２ｂからなる金属材料で構成されて
いる。
動材料における第１の部材上に形成された多孔質中間層
を模式的に示す断面図である。同図において、第１の部
材１の上には、溶射処理により多孔質中間層２が形成さ
れており、この多孔質中間層層２は、例えば、第１の金
属２ａと第２の金属２ｂからなる金属材料で構成されて
いる。
【００３０】図２は、本発明の一実施形態による摺動材
料の構成を模式的に示す断面図である。同図において、
多孔質中間層２は、第１の部材１の表面に設けられた多
孔質中間層２の上に第２の部材３を溶射により積層、成
形されている。
料の構成を模式的に示す断面図である。同図において、
多孔質中間層２は、第１の部材１の表面に設けられた多
孔質中間層２の上に第２の部材３を溶射により積層、成
形されている。
【００３１】図３は、本発明の一実施形態の摺動材料に
おける第１の部材上に形成された多孔質中間層２を模式
的に示す断面図である。同図において、多孔質中間層２
は、第１の部材１の上には、第１の金属２ａと第２の金
属２ｂ（点線で示す）とからなる金属材料を溶射処理
し、次いで酸性溶液若しくはアルカリ性溶液で第２の金
属系材料２ｂを腐食させ、第２の金属２ｂの占領部を空
隙部にして空間率を増加させて形成されている。図４
は、本発明の一実施形態による摺動材料の構成を模式的
に示す断面図である。同図において、多孔質中間層２
は、第１の部材１の表面に設けられた多孔質中間層２の
上に第２の部材３を溶射により積層、成形されている。
おける第１の部材上に形成された多孔質中間層２を模式
的に示す断面図である。同図において、多孔質中間層２
は、第１の部材１の上には、第１の金属２ａと第２の金
属２ｂ（点線で示す）とからなる金属材料を溶射処理
し、次いで酸性溶液若しくはアルカリ性溶液で第２の金
属系材料２ｂを腐食させ、第２の金属２ｂの占領部を空
隙部にして空間率を増加させて形成されている。図４
は、本発明の一実施形態による摺動材料の構成を模式的
に示す断面図である。同図において、多孔質中間層２
は、第１の部材１の表面に設けられた多孔質中間層２の
上に第２の部材３を溶射により積層、成形されている。
【００３２】
【実施例】次に、本発明の具体的な実施例について説明
する。 実施例１ まず、第１の部材１として直径３００ｍｍ、厚さ２０ｍ
ｍのＳＵＳ３０４ステンレス板を用意し、このステンレ
ス板１上に、平均粒径１００μｍのＳＵＳ３０４粉末と
平均粒径１００μｍの１０５０アルミニウム粉末の複合
物からなる溶射材料をプラズマ溶射して、厚さ約３００
μｍの多孔質中間層を形成した（図１）。なお、ＳＵＳ
３０４粉末とアルミニウム粉末の体積混合比を１対１と
した。このようにして、平均孔径約１０μｍ、空間率約
１０％の多孔質中間層を得た。
する。 実施例１ まず、第１の部材１として直径３００ｍｍ、厚さ２０ｍ
ｍのＳＵＳ３０４ステンレス板を用意し、このステンレ
ス板１上に、平均粒径１００μｍのＳＵＳ３０４粉末と
平均粒径１００μｍの１０５０アルミニウム粉末の複合
物からなる溶射材料をプラズマ溶射して、厚さ約３００
μｍの多孔質中間層を形成した（図１）。なお、ＳＵＳ
３０４粉末とアルミニウム粉末の体積混合比を１対１と
した。このようにして、平均孔径約１０μｍ、空間率約
１０％の多孔質中間層を得た。
【００３３】次に、多孔質中間層を形成した第１の部材
の上に第２の部材として、平均粒径４０μｍのポリエー
テルエーテルケトン樹脂粉末をガス溶射して、厚さ２ｍ
ｍの溶射層を積層、成形した。
の上に第２の部材として、平均粒径４０μｍのポリエー
テルエーテルケトン樹脂粉末をガス溶射して、厚さ２ｍ
ｍの溶射層を積層、成形した。
【００３４】上記ポリエーテルエーテルケトン樹脂溶射
層を形成したＳＵＳ３０４ステンレス板を１．３３×１
０-1Ｐａの真空中にて３６０℃、３０分間加熱し、ポリ
エーテルエーテルケトン樹脂を多孔質中間層に含浸させ
緻密化処理をした。このようにして、ＳＵＳ３０４ステ
ンレス板上に形成した多孔質中間層内にポリエーテルエ
ーテルケトン樹脂を一部含浸し、厚さ２ｍｍの摺動面を
結合した摺動材料を得た（図２）。得られた摺動材料の
結合界面のせん断強度を評価した結果、１２ＭＰａと良
好なせん断強度が得られた。
層を形成したＳＵＳ３０４ステンレス板を１．３３×１
０-1Ｐａの真空中にて３６０℃、３０分間加熱し、ポリ
エーテルエーテルケトン樹脂を多孔質中間層に含浸させ
緻密化処理をした。このようにして、ＳＵＳ３０４ステ
ンレス板上に形成した多孔質中間層内にポリエーテルエ
ーテルケトン樹脂を一部含浸し、厚さ２ｍｍの摺動面を
結合した摺動材料を得た（図２）。得られた摺動材料の
結合界面のせん断強度を評価した結果、１２ＭＰａと良
好なせん断強度が得られた。
【００３５】実施例２ 実施例１と同様に、第１の部材として直径３００ｍｍ、
厚さ２０ｍｍのＳＵＳ３０４ステンレス板を用意し、こ
のステンレス板上に、多孔質中間層構成物質として平均
粒径１００μｍのＳＵＳ３０４粉末と平均粒径１００μ
ｍの１０５０アルミニウム粉末の複合物の溶射材料をプ
ラズマ溶射して、厚さ３００μｍの多孔質中間層を形成
した（図１）。なお、ＳＵＳ３０４粉末とアルミニウム
粉末の体積混合比は１対１とした。
厚さ２０ｍｍのＳＵＳ３０４ステンレス板を用意し、こ
のステンレス板上に、多孔質中間層構成物質として平均
粒径１００μｍのＳＵＳ３０４粉末と平均粒径１００μ
ｍの１０５０アルミニウム粉末の複合物の溶射材料をプ
ラズマ溶射して、厚さ３００μｍの多孔質中間層を形成
した（図１）。なお、ＳＵＳ３０４粉末とアルミニウム
粉末の体積混合比は１対１とした。
【００３６】次に、多孔質中間層２を形成した第１の部
材を５重量％ＮａＯＨ水溶液に沈積し、アルミニウムと
ＮａＯＨの化学反応により溶解し、アルミニウムの占領
部を空隙部にした。このようにして、平均孔径数十μ
ｍ、空間率約４０％の多孔質中間層を得た（図３）。さ
らに、多孔質中間層を形成した第１の部材の上に第２の
部材として、平均粒径４０μｍのポリエーテルエーテル
ケトン樹脂粉末をガス溶射して、厚さ２ｍｍの溶射層を
積層、成形した（図３）。
材を５重量％ＮａＯＨ水溶液に沈積し、アルミニウムと
ＮａＯＨの化学反応により溶解し、アルミニウムの占領
部を空隙部にした。このようにして、平均孔径数十μ
ｍ、空間率約４０％の多孔質中間層を得た（図３）。さ
らに、多孔質中間層を形成した第１の部材の上に第２の
部材として、平均粒径４０μｍのポリエーテルエーテル
ケトン樹脂粉末をガス溶射して、厚さ２ｍｍの溶射層を
積層、成形した（図３）。
【００３７】上記ポリエーテルエーテルケトン樹脂溶射
層を形成したＳＵＳ３０４ステンレス板を１．３３×１
０-1Ｐａの真空中にて３６０℃、３０分間加熱し、ポリ
エーテルエーテルケトン樹脂を多孔質中間層に含浸さ
せ、緻密化処理をした。このようにして、ＳＵＳ３０４
ステンレス板上に形成した多孔質中間層内にポリエーテ
ルエーテルケトン樹脂を一部含浸し、厚さ２ｍｍの摺動
面を結合した摺動材料を得た（図４）。得られた摺動材
料の結合界面のせん断強度を評価した結果、１８ＭＰａ
と良好なせん断強度が得られた。
層を形成したＳＵＳ３０４ステンレス板を１．３３×１
０-1Ｐａの真空中にて３６０℃、３０分間加熱し、ポリ
エーテルエーテルケトン樹脂を多孔質中間層に含浸さ
せ、緻密化処理をした。このようにして、ＳＵＳ３０４
ステンレス板上に形成した多孔質中間層内にポリエーテ
ルエーテルケトン樹脂を一部含浸し、厚さ２ｍｍの摺動
面を結合した摺動材料を得た（図４）。得られた摺動材
料の結合界面のせん断強度を評価した結果、１８ＭＰａ
と良好なせん断強度が得られた。
【００３８】実施例３ 実施例１と同様に、第１の部材として直径３００ｍｍ、
厚さ２０ｍｍのＳＵＳ３０４ステンレス板を用意し、こ
のステンレス板上に、多孔質中間層構成物質として平均
粒径１００μｍのＳＵＳ３０４粉末と平均粒径１００μ
ｍの１０５０アルミニウム粉末の複合物の溶射材料をプ
ラズマ溶射して、厚さ３００μｍの多孔質中間層を形成
した。なお、ＳＵＳ３０４粉末とアルミニウム粉末の体
積混合比を１：１とした（図１）。
厚さ２０ｍｍのＳＵＳ３０４ステンレス板を用意し、こ
のステンレス板上に、多孔質中間層構成物質として平均
粒径１００μｍのＳＵＳ３０４粉末と平均粒径１００μ
ｍの１０５０アルミニウム粉末の複合物の溶射材料をプ
ラズマ溶射して、厚さ３００μｍの多孔質中間層を形成
した。なお、ＳＵＳ３０４粉末とアルミニウム粉末の体
積混合比を１：１とした（図１）。
【００３９】次に、多孔質中間層を形成した第１の部材
をアルゴンガス雰囲気中で７００℃、１時間加熱し、溶
融したアルミニウムを流出させた。このようにして、平
均孔径数十μｍ、空間率約４０％の多孔質中間層を得た
（図３）。さらに、多孔質中間層を形成した第１の部材
の上に第２の部材として、平均粒径４０μｍのポリエー
テルエーテルケトン樹脂粉末をガス溶射して、厚さ２ｍ
ｍの溶射層を積層、成形した。
をアルゴンガス雰囲気中で７００℃、１時間加熱し、溶
融したアルミニウムを流出させた。このようにして、平
均孔径数十μｍ、空間率約４０％の多孔質中間層を得た
（図３）。さらに、多孔質中間層を形成した第１の部材
の上に第２の部材として、平均粒径４０μｍのポリエー
テルエーテルケトン樹脂粉末をガス溶射して、厚さ２ｍ
ｍの溶射層を積層、成形した。
【００４０】上記ポリエーテルエーテルケトン樹脂溶射
層を形成したＳＵＳ３０４ステンレス板を１．３３×１
０−１Ｐａの真空中にて３６０℃、３０分間加熱し、ポ
リエーテルエーテルケトン樹脂を多孔質中間層に含浸さ
せ、緻密化した。このようにして、ＳＵＳ３０４ステン
レス板上に形成した多孔質中間層内にポリエーテルエー
テルケトン樹脂を一部含浸しつつ積層、結合した摺動材
料を得た（図４）。得られた摺動材料の結合界面のせん
断強度を評価した結果、１７ＭＰａと良好なせん断強度
が得られた。
層を形成したＳＵＳ３０４ステンレス板を１．３３×１
０−１Ｐａの真空中にて３６０℃、３０分間加熱し、ポ
リエーテルエーテルケトン樹脂を多孔質中間層に含浸さ
せ、緻密化した。このようにして、ＳＵＳ３０４ステン
レス板上に形成した多孔質中間層内にポリエーテルエー
テルケトン樹脂を一部含浸しつつ積層、結合した摺動材
料を得た（図４）。得られた摺動材料の結合界面のせん
断強度を評価した結果、１７ＭＰａと良好なせん断強度
が得られた。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
多孔質中間層の孔径およびその空間率を自由にコントロ
ールすることができ、溶射処理という慣用の簡単な方法
を用いて極めて低コストで接合界面の剥離強度を向上さ
せることができる。
多孔質中間層の孔径およびその空間率を自由にコントロ
ールすることができ、溶射処理という慣用の簡単な方法
を用いて極めて低コストで接合界面の剥離強度を向上さ
せることができる。
【００４２】また、第１の部材と第２の部材間に多孔質
中間層が介在し、かつ、この多孔質中間層中に第２の部
材が含浸しているので、特に第１の部材と第２の部材の
熱膨張係数が異なる場合には熱応力緩和層として機能
し、熱応力の発生を緩和する効果を奏する。
中間層が介在し、かつ、この多孔質中間層中に第２の部
材が含浸しているので、特に第１の部材と第２の部材の
熱膨張係数が異なる場合には熱応力緩和層として機能
し、熱応力の発生を緩和する効果を奏する。
【００４３】本発明の摺動材料は、大気中、水中、油中
で使用されるカム部材の滑り面、ベアリング軸受、スラ
スト軸受、ジャーナル軸受等に適用することができる。
で使用されるカム部材の滑り面、ベアリング軸受、スラ
スト軸受、ジャーナル軸受等に適用することができる。
【図１】本発明の一実施形態の摺動材料における第１の
部材上に形成された多孔質中間層を模式的に示す断面図
である。
部材上に形成された多孔質中間層を模式的に示す断面図
である。
【図２】本発明の一実施形態による摺動材料の構成を模
式的に示す断面図である。
式的に示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態の摺動材料における第１の
部材上に形成された多孔質中間層２を模式的に示す断面
図である。
部材上に形成された多孔質中間層２を模式的に示す断面
図である。
【図４】本発明の一実施形態による摺動材料の構成を模
式的に示す断面図である。
式的に示す断面図である。
１………第１の部材、 ２………多孔質中間層 ２ａ……第１の金属 ２ｂ……第２の金属 ３………第２の部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｃ 33/20 Ｆ１６Ｃ 33/20 Ｚ (72)発明者 和田 国彦 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 齋藤 正弘 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 Ｆターム(参考） 3J011 DA02 LA01 QA03 QA05 SB01 SC01 SD01 4F100 AB01A AB01B AB04A AB04B AB10B AD00A AD00B AK01C AK54C AK56C BA03 BA07 BA10A BA10C CA23C DE01B DJ00B EH56B EH56C GB51 JA04B JB02B JL11 4K031 AA02 AB03 AB08 CB11 CB37 CB41 CB51 DA04
Claims (10)
- 【請求項１】 第１の材料からなる第１の部材と、前記
第１の部材上に形成された多孔質中間層と、前記多孔質
中間層上に溶射により積層、成形されその一部が該多孔
質中間層の空隙部内に含浸された第２の材料からなる第
２の部材とを具備することを特徴とする摺動材料。 - 【請求項２】 前記第１の部材が、金属系材料又はセラ
ミックス系材料からなることを特徴とする請求項１記載
の摺動材料。 - 【請求項３】 前記多孔質中間層が、前記第１の部材上
に溶射により積層、成形された金属系材料からなること
を特徴とする請求項１又は２記載の摺動材料。 - 【請求項４】 前記多孔質中間層が、前記第１の部材へ
の溶射処理により積層、成形された金属系材料とセラミ
ックス系材料との複合物からなることを特徴とする請求
項１乃至３のいずれか１項記載の摺動材料。 - 【請求項５】 前記多孔質中間層を構成する金属系材料
が少なくとも二種の金属からなり、かつ該金属の少なく
とも一種は他の金属、前記第１の部材および前記多孔質
中間層よりも低い融点を有することを特徴とする請求項
１乃至４のいずれか１項記載の摺動材料。 - 【請求項６】 前記多孔質中間層を構成する金属系材料
が、少なくとも二種の金属からなり、かつ該金属の少な
くとも一種は他の金属、前記第１の部材および前記多孔
質中間層よりも酸性溶液若しくはアルカリ性溶液により
優先的に腐食することを特徴とする請求項１乃至５のい
ずれか１項記載の摺動材料。 - 【請求項７】 前記第２の部材が、樹脂系材料若しくは
充填材を含有した樹脂系材料からなることを特徴とする
請求項１乃至６のいずれか１項記載の摺動材料。 - 【請求項８】 前記第１の部材上に、金属系材料若しく
は金属系材料とセラミックス材料からなる溶射材料を溶
射して多孔質中間層を形成する工程と、 前記多孔質中間層上に、第２の材料を溶射するとともに
該多孔質中間層内に一部を充填して前記第２の部材を積
層、成形する工程とを有することを特徴とする摺動材料
の製造方法。 - 【請求項９】 前記第１の部材上に、少なくとも二種の
金属からなり該金属の少なくとも一種は他の金属および
前記第１の部材よりも低融点の金属材料又は少なくとも
二種の金属からなり該金属の少なくとも一種は他の金属
および前記第１の部材よりも低融点の金属材料又は該金
属材料とセラミックス材料からなる溶射材料を溶射して
多孔質中間層を形成する工程と、 前記多孔質中間層を加熱して前記低融点の金属を溶解、
流出させて前記低融点の金属の占領部を空隙にし、該多
孔質中間層の空間率を増加させる熱処理工程と、 前記空間率の増加された多孔質中間層上に、第２の材料
を溶射するとともに該多孔質中間層内に一部を充填して
前記第２の部材を積層、成形する工程とを有することを
特徴とする摺動材料の製造方法。 - 【請求項１０】 前記第１の部材の上に、少なくとも二
種の金属からなり該金属の少なくとも一種は他の金属お
よび前記第１の部材よりも酸性溶液若しくはアルカリ性
溶液により優先的に腐食する金属材料又は該金属材料と
セラミックス材料からなる溶射材料を溶射して多孔質中
間層を形成する工程と、 前記多孔質中間層を酸性溶液若しくはアルカリ性溶液で
処理して前記酸性溶液若しくはアルカリ性溶液により優
先的に腐食する金属を選択的に腐食、除去して前記酸性
溶液若しくはアルカリ性溶液により優先的に腐食する金
属の占領部を空隙にし、該多孔質中間層の空間率を増加
させる腐食処理工程と、 前記空間率の増加された多孔質中間層上に、第２の材料
を溶射するとともに該多孔質中間層内に一部を充填して
前記第２の部材を積層、成形する工程とを具備すること
を特徴とする摺動材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001028463A JP2002225164A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 摺動材料および摺動材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001028463A JP2002225164A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 摺動材料および摺動材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002225164A true JP2002225164A (ja) | 2002-08-14 |
Family
ID=18892963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001028463A Pending JP2002225164A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 摺動材料および摺動材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002225164A (ja) |
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-
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- 2001-02-05 JP JP2001028463A patent/JP2002225164A/ja active Pending
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