JP2020533476A - 摺動性コーティング、それの製造法、それを備えた摺動要素及びそれの使用 - Google Patents
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Abstract
Description
X−R‘−Y。
式中、R’は、芳香族、脂肪族または芳香族−脂肪族残基を表し、X、Yは、−NH2、−NHR’’、−CONH2、−CONHR’’、−COOH、−COZを表し、ここで、Zはハロゲンを表し、そしてR’’は、芳香族、脂肪族または芳香族−脂肪族残基を表し、この際、X及びYは、同一かまたは異なることができる。
前記中間層自体は、一つまたは複数の個々の層から構成でき、例えばNi層とNiSn層との組み合わせから構成できる。
表9は、本発明の滑り軸受け要素の2つの更なる実施形態39及び40を含み、これらの例では、被膜は、少なくとも2つの摺動性コーティングからなる多層系である。ここでは、変形例として、上側の層としてのより高い適応性を持つ耐久層を、比較的少ない潤滑物質含有率及び硬質粒子を用いたフリクションブレーキとして敷設された比較的薄い下側の層と組み合わせた。これらの中間層によって、上側の層が完全に摩耗された場合には、大概は、基材上に直接コーティングされた耐久層と比較して、向上されたフレッティング挙動を達成することができる。これは、例えば例40と例6とを比較すると把握できる。
12 被膜
13 鋼製支持層
14 軸受け金属層
15 中間層
16 摺動性コーティング層
21 金属製基材
22 被膜
23 鋼製支持層
24 軸受け金属層
26 摺動性コーティング層
31 金属製基材
32 被膜
33 鋼製支持層
34 軸受け金属層
35 中間層
36 摺動性コーティング層,なじみ層
37 金属製摺動−またはカバー層
41 金属製基材
42 被膜
43 鋼製支持層
44 軸受け金属層
46 摺動性コーティング層,なじみ層
48 摺動性コーティング層,耐久層
51 金属製基材
52 被膜
53 鋼製支持層
54 軸受け金属層
56 摺動性コーティング層,耐久層
58 摺動性コーティング層,プライマー
Claims (38)
- 樹脂マトリックスとしてのイミドポリマーをベースとする摺動性コーティングを製造するための方法であって、溶剤または溶剤混合物中の非イミド化または部分イミド化ポリアミド酸プレポリマーあるいはイミド化短鎖ブロック化プレポリマーに、二官能性または環化二官能性化合物、任意選択的に及び機能性フィラーを添加し、次いで、前記プレポリマーに依存して、重合またはイミド化と、両方の場合に架橋反応とを行う、前記方法。
- 二官能性または環化二官能性化合物の使用量が、ポリアミド酸プレポリマーの潜在的なイミド基の数に基づいてまたは短鎖ブロック化プレポリマーの既存のイミド基の数に基づいて少なくとも1モル%であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 二官能性または環化二官能性化合物の使用量が、ポリアミド酸プレポリマーの潜在的なイミド基の数に基づいてまたは短鎖ブロック化プレポリマーの既存のイミド基の数に基づいて最大で35モル%であることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
- 二官能性または環化二官能性化合物の使用量が、アミド酸プレポリマーの潜在的なイミド基の数に基づいてまたは短鎖ブロック化プレポリマーの既存のイミド基の数に基づいて3〜25モル%、好ましくは5〜20モル%であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一つに記載の方法。
- 前記ポリアミド酸プレポリマーまたは短鎖ブロック化プレポリマーが、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルイミド(PEI)及びポリエステルイミドの製造のためのプレポリマーの群から選択されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一つに記載の方法。
- 前記二官能性または環化二官能性化合物が、ジアミン、ジアミド、ジカルボン酸、アミノ酸、ラクタム、ラクトン、イミド、酸無水物、酸ハロゲン化物、ジアルコール及びヒドロキシカルボン酸からなる群の芳香族または脂肪族または芳香族−脂肪族化合物から選択されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一つに記載の方法。
- 前記二官能性または環化二官能性化合物が、8個の炭素原子未満、好ましくは5個の炭素原子未満の鎖長を有することを特徴とする、請求項6に記載の方法。
- 前記溶剤または溶剤混合物が、強極性の非プロトン性溶剤、特にNMP、NEP、または更なる同族類、DMSO、GBL、DMF、DMAC、DMEU、DMPU、MI、MEKを含むことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一つに記載の方法。
- 請求項1〜8のいずれか一つに記載の方法に従い製造される、樹脂マトリックスとしてのイミドポリマー、任意選択的に及び機能性フィラーを含む摺動性コーティングであって、前記イミドポリマーの分子が、架橋に寄与する二官能性または環化二官能性化合物の残基を追加的に含む、前記摺動性コーティング。
- 前記機能性フィラーの割合が、硬化摺動性コーティングを基準にして75体積%を超えないことを特徴とする、請求項9に記載の摺動性コーティング。
- 前記機能性フィラーが、任意選択的に、固体潤滑剤、硬質材料、及び熱伝導性を向上する物質の一つまたは複数を含むことを特徴とする、請求項9または10に記載の摺動性コーティング。
- 前記固体潤滑剤が、層構造を有する一つまたは複数の金属硫化物、特にMoS2、WS2、SnS2;グラファイト、六方晶系BN、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ZnS、BaSO4及びこれらの混合物を含むことを特徴とする、請求項11に記載の摺動性コーティング。
- 硬質材料が、窒化物、炭化物、ホウ化物、酸化物、特にSiC、Si3N4、B4C3、立方晶系BN、またはSiO2の一つまたは複数を含むことを特徴する、請求項11または12に記載の摺動性コーティング。
- 前記熱伝導性を向上する物質が、Ag、Pb、Au、Sn、Al、BiまたはCuからなる群からの一つまたは複数の金属粉末を含むことを特徴とする、請求項11〜13のいずれか一つに記載の摺動性コーティング。
- 前記金属粉末の割合が、硬化摺動性コーティングを基準にして30体積%以下であることを特徴とする、請求項14に記載の摺動性コーティング。
- 前記硬質材料の割合が、硬化摺動性コーティングを基準にして10体積%以下であることを特徴とする、請求項10〜15のいずれか一つに記載の摺動性コーティング。
- 前記機能性フィラーが、鉄(III)酸化物またはNiSbTi混合相酸化物を、硬化摺動性コーティングを基準にして15体積%まで、好ましくは1〜10体積%の割合で含むことを特徴とする、請求項9〜16のいずれか一つに記載の摺動性コーティング。
- 前記イミドポリマーが、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエーテルイミド(PEI)及びポリエステルイミドからなる群から選択されることを特徴とする、請求項9〜17のいずれか一つに記載の摺動性コーティング。
- 金属製基材層と、その上に施与された、請求項9〜18のいずれか一つに記載の少なくとも一つの摺動性コーティングからなる被膜とを備えた摺動要素。
- 前記被膜の厚さが1μmと50μmとの間であることを特徴とする、請求項19に記載の摺動要素。
- 前記摺動要素が、130mmまでの直径を有するラジアル軸受けであり、ここで前記被膜の厚さが5μmと25μmとの間であることを特徴とする、請求項20に記載の摺動要素。
- 前記金属製基材層が、単一の金属層からまたは複数の金属層の層複合体からなり、ここで、前記基材層の露出された層上に前記被膜が施与されていることを特徴とする、請求項19〜21のいずれか一つに記載の摺動要素。
- 前記基材層の露出された層が、Cu合金、Al合金、Ni合金、Sn合金、Zn合金、Ag合金、Au合金、Bi合金またはFe合金から形成されることを特徴とする、請求項22に記載の摺動要素。
- 前記金属製基材層が、鋼製支持層または金属製軸受け金属層、または鋼製支持層と金属製軸受け金属層、任意選択的に金属製中間層、任意選択的に及び摺動層を含むことを特徴とする、請求項22または23に記載の摺動要素。
- 摺動層が、前記基材層の露出された層を形成し、その上に、前記被膜が、カウンタ軸の状態調節のためのなじみ層としてまたは適応のためのなじみ層として形成されていることを特徴とする、請求項24に記載の摺動要素。
- 前記摺動層が、任意選択的にスパッタリング層としてまたは電解めっき摺動層として形成されていることを特徴とする、請求項25に記載の摺動要素。
- 軸受け金属層が、前記基材層の露出された層を形成し、その上に、前記被膜が長い耐用期間を有する摺動層として形成されていることを特徴とする、請求項24に記載の摺動要素。
- 前記軸受け金属層が、CuSn軸受け金属合金、CuNiSi軸受け金属合金、CuZn軸受け金属合金、CuSnZn軸受け金属合金、AlSn軸受け金属合金、AlSi軸受け金属合金、AlSnSi軸受け金属合金またはAlZn軸受け金属合金をベースとする、請求項24〜27のいずれか一つに記載の摺動要素。
- Sn、Ni、Ag、Cu、Feまたはそれらの合金からなる中間層が、前記基材層の露出された層を形成し、その上に、前記被膜が形成されていることを特徴とする、請求項24に記載の摺動要素。
- 前記被膜が、少なくとも二つの摺動性コーティングからなる多層系であり、そのうち少なくとも一つの摺動性コーティングは、請求項9〜18のいずれか一つに従い形成されており、ここで、カウンタ軸の状態調節のためのなじみ層としての上側の摺動性コーティング層が、長い耐用期間を有する摺動層としての下側の摺動性コーティング層上に形成されていることを特徴とする、請求項19〜29のいずれか一つに記載の摺動要素。
- 前記被膜が、少なくとも二つの摺動性コーティングからなる多層系であり、そのうち少なくとも一つの摺動性コーティングは、請求項9〜18のいずれか一つに従い形成されており、ここで、良好な滑り特性及びなじみ特性を有する摺動僧としての上側の摺動性コーティング層の下に、高い耐磨耗性を有する下側の摺動性コーティングが形成されていることを特徴とする、請求項19〜30のいずれか一つに記載の摺動要素。
- 前記被膜が、少なくとも二つの摺動性コーティングからなる多層系であり、そのうち少なくとも一つの摺動性コーティングは、請求項9〜18のいずれか一つに従い形成されており、ここで、前記金属製基材層と、良好な滑り特性及びなじみ特性を有する摺動層としてまたは高い耐摩耗性を有する摺動層として形成された上側の摺動性コーティング層との間に、追加的な弱接着性または非接着性の摺動性コーティング層が配置されていることを特徴とする、請求項19〜31のいずれか一つに記載の摺動要素。
- 前記弱接着性または非接着性摺動性コーティング層が、前記摺動層よりも薄く形成されていることを特徴とする、請求項32に記載の摺動要素。
- 前記被膜が、少なくとも二つの摺動性コーティングからなる多層系であり、そのうち少なくとも一つの摺動性コーティングは、請求項9〜18のいずれか一つに従い形成されており、ここで、前記少なくとも二つの摺動性コーティングは、少なくとも二官能性または環化二官能性化合物、固体潤滑剤、硬質材料、及び熱伝導性を向上する物質からなる群から選択される物質に関して、異なる割合を有することを特徴とする、請求項19〜33のいずれか一つに記載の摺動要素。
- 前記被膜が、少なくとも二つの摺動性コーティングからなる勾配型層系であり、そのうち少なくとも一つの摺動性コーティングは、請求項9〜17のいずれか一つに従い形成され、ここで、前記勾配型層系は、層厚の少なくとも一部を考慮した場合に、二官能性または環化二官能性化合物、固体潤滑剤、硬質材料、及び熱伝導性を向上する物質からなる群から選択される少なくとも一つの物質を、増加または減少する割合で含むことを特徴とする、請求項19〜34のいずれか一つに記載の摺動要素。
- 滑り軸受けシェルまたはブッシュとして、特に内燃機関のための滑り軸受けシェルまたはブッシュとして形成される、請求項19〜35のいずれか一つに記載の摺動要素。
- 内燃機関のためのピストン、ピストンリング、軸受けシェルまたはブッシュをコーティングするための、請求項9〜18のいずれか一つに記載の摺動性コーティングの使用。
- 請求項19〜36のいずれか一つに記載の摺動要素の形成のための金属製基材層上に施与された被膜としての、請求項9〜18のいずれか一つに記載の摺動性コーティングの使用。
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