JP2004522108A - 摩擦皮膜付き滑り軸受とその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、二硫化モリブデンで満たしたＰＴＦＥタイプのフッ素樹脂ペーストがその細孔に充填されている青銅の層を含む摩擦皮膜を備える高性能滑り軸受に関する。この製造方法は、軸受の金属支持体上に青銅粉末の層を焼結することと、真空イオン洗浄を行い、充填したフッ素樹脂膜を塗布することと、部品を金型内に通し、ペーストの焼結後に最終的に金型内に通して最終寸法を決めることを含む。焼結し金型を通している間、機器の上に窒化チタンなどを主成分とする付着を防止した耐摩耗性皮膜が施されている。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦皮膜を備えた滑り軸受および前記皮膜の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高性能滑り軸受が種々の分野、特に高バイパス比のターボジェットエンジンの減速ギヤボックスで必要とされている。
【０００３】
高性能の追求の結果、種々の滑り軸受の改良策が提案された。それ故に、米国特許第３６４４１０５号は、複合電着によって得た銅および二硫化モリブデンの複合材料皮膜を備える軸受について記述している。錫および銅を含有する鉛ベース合金から成る表面層がこの皮膜を完全なものにしている。
【０００４】
しかしながら、先に知られていた解決策は完全に満足すべきものではなく、特に本明細書で上に述べた用途においては、該当する厳しい使用条件の後でも良好な動作状態と良好な耐用寿命を提供する滑り軸受を開発する必要性が依然としてある。これらの動作状態には特に、非常に高い圧力、高い線速度での動作に対する耐性、耐高温度性などが含まれ、また滑り軸受は低粘度油による潤滑で動作することおよび、短時間の間油無しで動作することもできなければならない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、皮膜が焼結によって得られた青銅の層を含み、この青銅の層の細孔に、二硫化モリブデンで満たしたフッ素樹脂ペーストが充填されていることを特徴とする摩擦皮膜を備えた高性能滑り軸受によってこれらの結果は満足すべきものになる。
【０００６】
前記摩擦皮膜は、以下の段階を含むことを特徴とする方法を用いる本発明によれば、すばらしいやり方で得られる。すなわち、
（ａ）非付着性かつ耐摩耗性の皮膜を含む工作機械一式を用いて減圧下で金属支持体上に青銅粉末の層を焼結する段階と、
（ｂ）真空下でイオン洗浄して、前記焼結した青銅層の粗さを増加させずにその表面を活性化させる段階と、
（ｃ）二硫化モリブデンで満たしたＰＴＦＥタイプのフッ素樹脂ペーストの層を前記焼結した青銅表面に塗布し、前記焼結青銅層で被膜された前記支持体を金型内に取り付ける段階と、
（ｄ）前記被膜された金属支持体から成る部品を、段階（ｃ）で塗布したペーストを圧縮して前記焼結青銅層の細孔内に押し込むように非付着性かつ耐摩耗性の皮膜を加えた金型内に通す段階と、
（ｅ）前記ペーストを乾燥する段階と、
（ｆ）前記部品を、非付着性かつ耐摩耗性の皮膜を加えた金型内に２回目を通す段階と、
（ｇ）所定の時間と温度の条件下で前記ペーストを焼結し、その後続けて水中に浸漬する段階と、
（ｈ）前記軸受部品を、その最終寸法を得るように非付着性の皮膜を備えた金型内に最終的に通す段階である。
【０００７】
製造の特定条件および有利なパラメータもまた求められる。
【０００８】
本発明の他の特徴と利点は、添付図を参照して、本発明の一模範的実施例に従った説明を読めばよく理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
特に高バイパス比ターボジェットエンジンの減速ギヤボックスなどの航空関連用途用滑り軸受は、従来のやり方では、図１で参照数字１として概略的に示す金属支持体を備えている。本発明による、滑り軸受上に摩擦皮膜を生成する方法は事前の段階、すなわち、
（ａ１）金属支持体１の上に銅の層２を電着し、続けて錫めっきする段階
を含んでいる。
【００１０】
図１に示すように、このようにして被覆された金属支持体１は次に、支持体１の周りに受け口を形成する容器３内に置かれ、この容器内に、本発明による方法の段階（ａ）、すなわち、
（ａ）温度及び減圧の本質的に知られた条件下で非付着性かつ耐摩耗性の皮膜を含む工作機械一式を用いて、金属支持体１上に青銅粉末の層４を焼結する段階
を実施するために青銅粉末が置かれる。
【００１１】
前記方法の次の段階（ｂ）は、焼結した青銅層の活性化を得るように真空下でイオン洗浄することにある。
【００１２】
段階（ｃ）では、図２に概略的に示すように、二硫化モリブデンで満たしたＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）タイプのフッ素樹脂ペーストの約１ｍｍ厚さの層が焼結した青銅表面全体に塗布され、その後焼結青銅層４で被膜された支持体１が金型５内に置かれる。次に段階（ｄ）で、被膜された金属支持体から成る部品１が、段階（ｃ）で塗布されたペーストを圧縮して焼結青銅層の細孔内に押し込むように非付着性かつ耐摩耗性の皮膜を加えた金型５内に通される。使用されるこの皮膜は、特に、窒化チタンを主成分とするものでよく、さもなければこれと同等の性質を備えた、窒化ジルコニウム、窒化クロムまたはもしかすると窒化アルミニウムを主成分とするものなどの皮膜でよい。この皮膜によって工作機械一式上へ青銅が焼結しないようにし、青銅を汚染し、青銅と支持体金属材料の付着を損なう黒鉛などの当初知られていた他の製品の短所を避けている。同皮膜は同じ理由で、焼結時に段階（ａ）でも使用する。
【００１３】
次の段階（ｅ）では、ペーストが乾燥され、たとえば、９０℃で２時間行ってもよいものである。段階（ｆ）では、上で規定したように非付着性かつ耐摩耗性の皮膜を加えた金型内に、２回目として、軸受部品１を通すことによって軸受部品１を形づくる。次に、ペーストを焼結する段階（ｇ）が３７５℃で４０分間などの所定条件下で行われ、その後、部品が水中に浸漬される。
【００１４】
最後に最終段階（ｈ）において、軸受部品１は、その最終寸法を決めるために、依然として非付着性の皮膜を備えた金型内を通される。
【００１５】
このようにして得られた滑り軸受はそれ以上機械加工する必要がない。このようにして得られた本発明による皮膜の支持体への付着特性および摩擦抑止特性によって、滑り軸受がその動作に必要な高い性能を満足することが可能になる。特に、得られた滑り軸受は、油膜中で５０ｍＰａを超える非常に高い圧力に耐える。それは高い線速度と１２０℃までの温度で動作が可能である。これによって、粘度が１００℃で５×１０^−６ｍ^２／秒まで低い低粘度油の使用が許容され、軸受は低負荷において短時間の間油なしで動作が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】製造の一段階時の本発明による滑り軸受の金属支持体を示す縦断面図である。
【図２】製造の別の段階時の本発明による滑り軸受の金属支持体を示す縦断面図である。

Claims (4)

1. （ａ）非付着性かつ耐摩耗性の皮膜を含む工作機械一式を用いて減圧下で金属支持体上に青銅粉末の層を焼結する段階と、
   （ｂ）真空下でイオン洗浄して、前記焼結した青銅層の粗さを増加させずにその表面を活性化させる段階と、
   （ｃ）二硫化モリブデンで満たしたＰＴＦＥタイプのフッ素樹脂ペーストの層を前記焼結した青銅表面に塗布し、前記焼結青銅層で被膜された前記支持体を金型内に取り付ける段階と、
   （ｄ）前記被膜された金属支持体から成る部品を、段階（ｃ）で塗布したペーストを圧縮して前記焼結青銅層の細孔内に押し込むように非付着性かつ耐摩耗性の皮膜を加えた金型内に通す段階と、
   （ｅ）前記ペーストを乾燥する段階と、
   （ｆ）前記部品を、非付着性かつ耐摩耗性の皮膜を加えた金型内に２回目を通す段階と、
   （ｇ）所定の時間と温度の条件下で前記ペーストを焼結し、その後続けて水中に浸漬する段階と、
   （ｈ）前記軸受部品を、その最終寸法を得るように非付着性の皮膜を備えた金型内に最終的に通す段階とを含むことを特徴とする、高性能滑り軸受上の摩擦皮膜の製造方法。
2. 段階（ａ）、（ｄ）、（ｆ）および（ｈ）で使用される非付着性かつ耐摩耗性の皮膜が窒化チタンを主成分とするかまたはこれと同等の性質を備えた、窒化ジルコニウム、窒化クロムまたは窒化アルミニウムなどの窒化物を主成分とすることを特徴とする請求項１に記載の滑り軸受上の摩擦皮膜の製造方法。
3. 段階（ｅ）でペーストの乾燥が９０℃で２時間行われ、段階（ｇ）でペーストの焼結が３７５℃で４０分間行われることを特徴とする請求項１および２のいずれか一項に記載の滑り軸受上の摩擦皮膜の製造方法。
4. 青銅粉末を塗布する前に、事前の段階が、
   （ａ１）本質的に知られた条件下で金属支持体の上に銅を電着し、続けて錫めっきする段階を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の滑り軸受上の摩擦皮膜の製造方法。

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