JP2795374B2 - Sliding material - Google Patents

Sliding material

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JP2795374B2
JP2795374B2 JP63334220A JP33422088A JP2795374B2 JP 2795374 B2 JP2795374 B2 JP 2795374B2 JP 63334220 A JP63334220 A JP 63334220A JP 33422088 A JP33422088 A JP 33422088A JP 2795374 B2 JP2795374 B2 JP 2795374B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、摺動材料に関するものであり、さらに詳し
く述べるならば、鉛成分と、グラファイト成分と、ポリ
イミド、ポリアミドイミドの少なくとも1種の樹脂成分
とを含む樹脂系摺動材料に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a sliding material, and more specifically, a lead component, a graphite component, and at least one resin of polyimide and polyamideimide. Component-based sliding material.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、特開昭52−44871号のように、四弗化エチレン
樹脂と、ポリイミド樹脂の基質結合成分からなるすべり
軸受において、ポリイミド樹脂の一部に副成分として少
量のグラファイト等を含有させたものが知られている
が、耐摩耗性が不充分であった。
Conventionally, as in JP-A-52-44871, a plain bearing comprising a tetrafluoroethylene resin and a substrate binding component of a polyimide resin, in which a small amount of graphite or the like is contained as a subcomponent in a part of the polyimide resin. However, the abrasion resistance was insufficient.

同様に、特開昭55−106230号のように、多孔金属体に
含浸するポリイミド系樹脂中に少量のグラファイト等を
副成分として添加するものが知られているが、摩擦の不
安定さと、摩擦係数および耐摩耗性のバランスの点で不
充分であった。
Similarly, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-106230 discloses a method in which a small amount of graphite or the like is added as an auxiliary component to a polyimide resin impregnated in a porous metal body. The balance between the coefficient and the wear resistance was insufficient.

一方、従来一般的に使用されているカーボン(Gr)系
の摺動材料は、フェノール樹脂を結合剤とし、熱圧縮成
形されているものが知られているが、フェノール樹脂は
耐熱性が低く、高速条件或いは潤滑条件が非常に厳しい
と、発熱により樹脂が分解してしまう場合がある。
On the other hand, carbon (Gr) -based sliding materials generally used in the past are known to be formed by heat compression molding using a phenol resin as a binder, but the phenol resin has low heat resistance, If the high-speed conditions or the lubrication conditions are very severe, the resin may decompose due to heat generation.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

従来の、実質的に樹脂を主体とする摺動材料は摩擦係
数あるいは耐摩耗性などの摺動特性のバランスが悪く劣
っており、使用環境の雰囲気温度には配慮があるもの
の、特に、境界潤滑および混合潤滑といった過酷な条件
下での使用はきわめて不満足であった。
Conventional sliding materials mainly composed of resin have poor and inferior balance of sliding characteristics such as friction coefficient and abrasion resistance. And use under severe conditions such as mixed lubrication was extremely unsatisfactory.

しかも、特開昭55−106230号のように、耐熱性と熱放
散効果を期待して、ポリイミド樹脂と海綿状多孔金属体
を用いているにもかかわらず、潤滑条件が厳しくなる
と、摺動極表面で部分的熱劣化が発生し、特に孔部分に
充填された樹脂成分の部分劣化摩耗や局部脱落が進行
し、多孔金属体の部分的露出を引き起こし、結果として
摩擦の不安定を招いたり、摩擦が高くなってしまうなど
の摺動特性が低下することがある。
In addition, as in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-106230, in spite of using a polyimide resin and a spongy porous metal body in anticipation of heat resistance and heat dissipation effects, when the lubrication conditions become severe, the sliding electrode Partial thermal degradation occurs on the surface, especially partial deterioration wear and local dropout of the resin component filled in the hole part causes partial exposure of the porous metal body, resulting in instability of friction, Sliding characteristics such as increased friction may be reduced.

一方、カーボン系の摺動材料も、境界潤滑および混合
潤滑条件の摺動では耐焼付性、耐摩耗性、低摩擦性など
の性能が不充分であった。
On the other hand, carbon-based sliding materials also had insufficient performance such as seizure resistance, abrasion resistance and low friction under sliding under boundary lubrication and mixed lubrication conditions.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明者は、ポリイミドおよびポリアミドイミドの耐
熱性を利用した摺動材料の組成を鋭意研究し、これら樹
脂系摺動材料に配合される鉛の比重が樹脂成分の比重に
対して大きいことに着目し、鉛とグラファイトを容量%
で特定量配合させ、上記ポリイミド、ポリアミドイミド
の少なくとも1種の樹脂成分を残部とすることにより、
境界潤滑および混合潤滑条件の摺動において、安定摩
擦、低摩擦性、耐焼付性、耐摩耗性などの性能をバラン
スよく優れたものとすることを見出した。
The present inventor has studied diligently the composition of a sliding material utilizing the heat resistance of polyimide and polyamideimide, and has noticed that the specific gravity of lead compounded in these resin-based sliding materials is larger than the specific gravity of the resin component. And lead and graphite by volume%
By blending a specific amount in the above, by leaving at least one resin component of the polyimide, polyamide imide as the balance,
In sliding under boundary lubrication and mixed lubrication conditions, it has been found that performance such as stable friction, low friction, seizure resistance, and wear resistance is improved in a well-balanced manner.

また、この摺動材料に対し、配合される副成分として
特定の固体潤滑剤、すなわち、フッ素樹脂・二硫化モリ
ブデン・二硫化タングステン・窒化硼素の少なくとも1
種からなる固体潤滑剤を用い、その配合の最大量を規定
することにより、上記の改良された摺動材料以上の優れ
た性能を発揮することを見出した。
In addition, a specific solid lubricant as an auxiliary component to be mixed with the sliding material, that is, at least one of fluororesin, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, and boron nitride is used.
It has been found that by using a solid lubricant composed of seeds and by defining the maximum amount of the compound, excellent performance can be exhibited more than the improved sliding material described above.

さらに、配合される他の副成分として特定の摩擦調整
剤、すなわち、クレー・ムライト・シリカ・アルミナの
少なくとも1種からなる摩擦調整剤を用い、その配合の
最大量と、鉛の配合量を規定することにより、上記の改
良された摺動材料以上の優れた性能を発揮すること、お
よび、この摩擦調整剤を配合した材料にフッ素樹脂を最
大量を規定して添加することにより、上記の改良された
摺動材料以上の優れた性能を発揮することを見出した。
Further, a specific friction modifier, that is, a friction modifier consisting of at least one of clay, mullite, silica, and alumina is used as another auxiliary component to be blended, and the maximum amount of the blend and the amount of lead are defined. By performing the above-mentioned improved sliding material to exhibit excellent performance, and by adding a maximum amount of fluororesin to the material containing the friction modifier, the above-described improved It has been found that the sliding material exhibits more excellent performance than the sliding material.

すなわち、本願の発明は、第1に、鉛を7〜65容量
%、グラファイト5〜63容量%とし、かつ前記鉛と前記
グラファイトが合計で12〜70容量%配合され、ポリイミ
ドおよびポリアミドイミドの少なくとも1種からなる残
部を30〜88容量%としたことを特徴とする摺動材料であ
る。
That is, the invention of the present application firstly comprises 7 to 65% by volume of lead and 5 to 63% by volume of graphite, and a total of 12 to 70% by volume of the lead and the graphite is blended. A sliding material characterized in that the balance of one kind is 30 to 88% by volume.

第2に、鉛を7容量%以上、グラファイトを5容量%
以上とし、さらに副成分としてフッ素樹脂・二硫化モリ
ブデン・二硫化タングステン・窒化硼素の少なくとも1
種の固体潤滑剤を総量で30容量%以下(0を除く)と
し、かつ前記鉛と前記グラファイトと前記副成分が合計
で70容量%以下となるように配合され、ポリイミドおよ
びポリアミドイミドの少なくとも1種を残部としたこと
を特徴とする摺動材料である。
Second, 7% by volume of lead and 5% by volume of graphite
And at least one of fluororesin, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, and boron nitride as subcomponents
30% by volume or less (excluding 0) of the total solid lubricants, and the lead, the graphite and the subcomponents are blended so as to be 70% by volume or less in total, and at least one of polyimide and polyamideimide is used. A sliding material characterized in that seeds are used as the remainder.

第3に、鉛を10容量%以上、グラファイトを5容量%
以上とし、さらに副成分として、クレー・ムライト・シ
リカ・アルミナの少なくとも1種の摩擦調整剤を総量で
15容量%以下(0を除く)とし、かつ前記鉛と前記グラ
ファイトと前記副成分が合計で70容量%以下となるよう
に配合され、ポリイミドおよびポリアミドイミドの少な
くとも1種を残部としたことを特徴とする摺動材料であ
る。
Third, 10% by volume or more of lead and 5% by volume of graphite
In addition, at least one friction modifier of clay, mullite, silica, and alumina is added as a subcomponent in total amount.
15% by volume or less (excluding 0), and the lead, the graphite, and the subcomponent are blended so as to be 70% by volume or less in total, and at least one of polyimide and polyamideimide is used as a balance. Is a sliding material.

第4に、鉛を10容量%以上、グラファイトを5容量%
以上とし、さらに副成分として、フッ素樹脂を30容量%
以下(0を除く)と,クレー・ムライト・シリカ・アル
ミナの少なくとも1種の摩擦調整剤を総量で15容量%以
下(0を除く)とを添加し、かつ前記鉛と前記グラファ
イトと前記副成分が合計で70容量%以下となるように配
合され、ポリイミドおよびポリアミドイミドの少なくと
も1種を残部としたことを特徴とする摺動材料である。
Fourth, more than 10% by volume of lead and 5% by volume of graphite
30% by volume of fluororesin as an additional component
(Excluding 0) and at least one friction modifier of clay, mullite, silica and alumina in a total amount of 15% by volume or less (excluding 0), and the lead, the graphite, and the auxiliary component are added. Is a sliding material characterized in that the total amount is 70% by volume or less, and at least one of polyimide and polyamideimide is used as the balance.

本願発明の摺動材料は、ソリッド材料として使用して
も極めて優れた性能を提供するが、この摺動材料を、バ
イメタル摺動材料として使用する場合は、裏金は、優れ
た強度を利用して耐荷重性を高めまた摺動層を薄くし、
優れた熱伝導率を利用して摺動層の内部の熱を補助的に
逃すことにより、耐焼付性を高めるために使用される。
The sliding material of the present invention provides extremely excellent performance even when used as a solid material.However, when this sliding material is used as a bimetallic sliding material, the back metal is made using an excellent strength. Increased load bearing capacity and thinner sliding layer,
It is used to enhance seizure resistance by supplementing the heat inside the sliding layer by utilizing the excellent thermal conductivity.

裏金には、通常鋼板が使用されるが、鋼板以外にもア
ルミニウム系合金もしくは銅系合金も使用することがで
きる。
A steel plate is usually used for the back metal, but an aluminum-based alloy or a copper-based alloy can also be used in addition to the steel plate.

裏金の表面部には上記摺動樹脂からなる摺動層の接合
強度を高めるための粗面化部を設ける。裏金の表面に形
成される粗面化部は、銅もしくは銅系合金の粉末焼結
層、鉄または鉄系合金の粉末焼結層、金属もしくはセラ
ミックの溶射層などを裏金表面に設ける方法によっても
よく、またショットブラスト、エッチングなどにより裏
金自体の表面に微細な凹凸を形成する方法によってもよ
い。
The surface of the back metal is provided with a roughened portion for increasing the bonding strength of the sliding layer made of the sliding resin. The roughened portion formed on the surface of the back metal can be formed by providing a powder sintered layer of copper or a copper-based alloy, a powder sintered layer of iron or an iron-based alloy, a sprayed layer of a metal or a ceramic on the surface of the back metal. Alternatively, a method of forming fine irregularities on the surface of the back metal itself by shot blasting, etching, or the like may be used.

バイメタルの場合、裏金上に被着され摺動層となりま
たソリッドの場合直接摺動部材となる摺動材料の組成に
ついて、以下説明する。
The composition of a sliding material which is formed on a backing metal in the case of a bimetal and becomes a sliding layer, and which becomes a sliding member directly in the case of a solid is described below.

鉛は、ポリイミドもしくはポリアミドイミドの少なく
とも1種の樹脂中に分散して配合されて、摺動表面にも
存在するため、特定量のグラファイトとの共同効果によ
り摺動表面の摺動熱を効果的に放熱するとともに、それ
自身の潤滑性と総合して摩擦係数・耐焼付性を改善し、
耐摩耗性の向上にも寄与するために使用する。
Lead is dispersed in at least one kind of resin such as polyimide or polyamide imide, and is present also on the sliding surface. Therefore, the joint effect with a specific amount of graphite effectively reduces the sliding heat of the sliding surface. Heat, and improve the coefficient of friction and seizure resistance in combination with its own lubricity.
Used to contribute to improvement of wear resistance.

鉛の使用量は7〜65容量%である。(以下、百分率は
特記しない限り、容量%である) 7容量%未満では放熱性など上記特性が不充分であ
り、65%を超えると軟質であるが多すぎ、耐荷重性や耐
疲労性が低下し、成形も困難になって来る。なお、副成
分として摩擦調整剤を配合する場合は、若干増加する摺
動熱に備え、鉛の下限量を10容量%以上とする必要があ
る。
The amount of lead used is 7-65% by volume. (Hereinafter, the percentage is volume% unless otherwise specified.) If it is less than 7 volume%, the above properties such as heat dissipation are insufficient, and if it exceeds 65%, it is soft but too much, and the load resistance and fatigue resistance are too high. And molding becomes more difficult. When a friction modifier is added as an auxiliary component, the lower limit of lead must be 10% by volume or more in preparation for a slightly increased sliding heat.

好ましい使用量は10〜40%、より好ましくは20〜30%
である。
Preferred usage is 10-40%, more preferably 20-30%
It is.

この鉛は、金属鉛として配合する他、鉛化合物として
酸化鉛あるいはフッ化鉛等を用いても良く、あるいは、
鉛合金として配合されてもよい。但し、金属鉛以外の配
合量は、65容量%以下とするとともに、金属鉛に換算し
て上記の添加下限量以上とする必要がある。これら鉛の
うち金属鉛を使用するのがよい。あるいは、表面が自然
酸化した金属鉛を用いたり、これら各種の鉛を併用して
使用することもできる。このとき、金属鉛以外の鉛は、
全鉛量の50重量%以下とするのがよい。
This lead may be blended as metallic lead, or may use lead oxide or lead fluoride as a lead compound, or
It may be blended as a lead alloy. However, the compounding amount other than the metal lead must be 65% by volume or less, and must be not less than the above-mentioned lower limit of addition in terms of metal lead. Among these leads, metallic lead is preferably used. Alternatively, metal lead whose surface is naturally oxidized may be used, or these various kinds of lead may be used in combination. At this time, lead other than metallic lead
It is preferable that the content be 50% by weight or less of the total lead amount.

また、全鉛量が7容量%を超えて配合される場合に
は、金属鉛を摺動材料中に6容量%以上、好ましくは7
容量%以上配合するとよい。
When the total lead content exceeds 7% by volume, metallic lead is contained in the sliding material at 6% by volume or more, preferably 7% by volume or more.
It is advisable to mix at least volume%.

特に、全鉛量が多いとき、金属鉛の軟質性を緩和した
い時等には、鉛化合物等を配合するとよく、この点か
ら、金属鉛以外の鉛は、全鉛量の1〜80重量%、好まし
くは2〜40重量%とするのがよい。
In particular, when the total lead content is large, when it is desired to relax the softness of metallic lead, a lead compound or the like may be blended. From this point, lead other than metallic lead accounts for 1 to 80% by weight of the total lead content. , Preferably 2 to 40% by weight.

この鉛は、特に金属鉛では比重が11.34と高く、本願
では金属鉛に換算した最低鉛使用量を7容量%以上とし
ている。本願の発明は容量%で規定しないと、作用効果
の観点から発明を特定できない。また、容量%と重量%
では、完全な対応は実質できないものである。しかしな
がら、あえて重量%と、本願の鉛の比重と最低使用量を
勘案すると、本願の摺動材料の鉛の重量%は、かなり高
いものになる。
This lead has a high specific gravity of 11.34 particularly for metallic lead, and in the present application, the minimum amount of lead converted to metallic lead is set to 7% by volume or more. Unless the invention of the present application is defined by volume%, the invention cannot be specified from the viewpoint of the effect. Also, volume% and weight%
Then, a complete response is virtually impossible. However, in consideration of the weight%, the specific gravity of the lead of the present application, and the minimum usage amount, the lead weight% of the sliding material of the present application is considerably high.

グラファイトは、ポリイミドもしくはポリアミドイミ
ドにより結合された状態で、主として鉛との共同効果で
ある摺動表面での放熱性と、優れた摩擦特性を摺動材料
に付与するために使用する。グラファイトは人造もしく
は天然グラファイトの何れでもよく、粒形状は粒状もし
くは偏平状の何れでもよい。このうち、扁平状の人造グ
ラファイトを採用するのがよい、耐摩耗性の面から、グ
ラファイトの粒径は250μm以下が、また結晶性は、X
線で測定したd(002)面間隔で3.50Å以下が、好まし
い。かかる面間隔のグラファイトはへき開しやすく、片
状もしくは鱗状粒子の平坦な主面が摺動材料表面に配列
されるので、表面におけるグラファイトの面積が大にな
り、摩擦係数低減に有利である。グラファイトの使用量
は5〜63容量%である。
Graphite is used in a state of being bonded by polyimide or polyamideimide to impart heat dissipation on the sliding surface, which is mainly a synergistic effect with lead, and excellent friction characteristics to the sliding material. The graphite may be artificial or natural graphite, and the grain shape may be either granular or flat. Among them, it is preferable to use flat artificial graphite. From the viewpoint of abrasion resistance, the graphite has a particle size of 250 μm or less, and the crystallinity is X.
The d ( 002 ) plane distance measured by a line is preferably 3.50 ° or less. Graphite having such a plane interval is easily cleaved, and the flat main surface of flaky or scaly particles is arranged on the surface of the sliding material, so that the area of graphite on the surface is large, which is advantageous for reducing the friction coefficient. The amount of graphite used is 5 to 63% by volume.

そして、鉛とグラファイトの配合量は、合計で12〜70
容量%である。
And the blending amount of lead and graphite is 12-70 in total
% By volume.

これは、摺動表面で発生する摺動熱を内部に放熱する
ことと、グラファイト自体の低摩擦性が相まって、可及
的に他の成分の摩耗を防止し、これによってグラファイ
トの摩耗も防止していると考えられる。このグラファイ
トの使用量は5%未満では鉛との相乗作用が得られず、
摺動材料の摩耗量が多くなり、この観点から、鉛とグラ
ファイトの配合量は、合計で12%以上とする必要があ
る。
This is because the sliding heat generated on the sliding surface is radiated to the inside and the low friction property of the graphite itself prevents the wear of other components as much as possible, thereby preventing the wear of the graphite. It is thought that it is. If the use amount of this graphite is less than 5%, a synergistic effect with lead cannot be obtained,
The amount of wear of the sliding material increases, and from this viewpoint, the blending amount of lead and graphite needs to be 12% or more in total.

一方グラファイトが63%を越えると樹脂による結合力
あるいは裏金と摺動層との結合力が弱まり、この結果摩
耗量が多くなってしまう。同様の観点から鉛とグラファ
イトの配合量は、合計で70%以下とする必要がある。
On the other hand, if the graphite content exceeds 63%, the bonding force of the resin or the bonding force between the back metal and the sliding layer is weakened, and as a result, the amount of wear increases. From the same viewpoint, the blending amount of lead and graphite needs to be 70% or less in total.

グラファイトの好ましい使用量は、10〜50%であり、
より好ましくは20〜30%である。
The preferred usage of graphite is 10-50%,
More preferably, it is 20 to 30%.

次に、ポリイミドおよびポリイミドアミドは、その耐
熱性が優れた樹脂であることを利用して摺動材料に耐焼
付性を付与するために使用される。また、これらの樹脂
は、比較的可撓性である性質を利用して、耐荷重性を高
めるために使用され、さらに、その曲げ加工ができる性
質を利用して、バイメタル材のハウジングへの変形固定
を可能にする。ポリイミドとしては、液状もしくは固体
粉末状のポリエステルイミド、芳香族ポリイミド、ポリ
エーテルイミド、ビスマレイミドなどを使用することが
できる。ポリイミドおよびポリイミドアミドの使用量は
30〜88容量%である。すなわち、他の成分に対しこの使
用量の範囲内で残部として用いられることとなる。この
使用量が30%未満では摺動材料成分の結合力が弱く、摺
動材料の摩耗が多くなる。一方、この使用量が88%を越
えると、摺動材料の摩擦係数が増大し、他の成分による
作用効果の低下とも複合して、摺動材料の摩耗が多くな
る。
Next, polyimide and polyimide amide are used for imparting seizure resistance to the sliding material by utilizing the resin having excellent heat resistance. In addition, these resins are used to increase the load resistance by utilizing the relatively flexible property, and furthermore, by utilizing the bendable property, the bimetal material is deformed into a housing. Enable fixation. As the polyimide, liquid or solid powdery polyesterimide, aromatic polyimide, polyetherimide, bismaleimide and the like can be used. The amount of polyimide and polyimide amide used is
30-88% by volume. That is, the other components are used as the balance within this usage amount range. If this amount is less than 30%, the bonding force of the sliding material components is weak, and the sliding material wears up. On the other hand, if this usage exceeds 88%, the friction coefficient of the sliding material increases, and the wear of the sliding material increases, in combination with the reduction of the effect of other components.

さらに、フッ素樹脂・二硫化モリブデン・二硫化タン
グステン・窒化硼素の少なくとも1種からなる固体潤滑
剤は、上記した組成の摺動層の潤滑性を良好にするため
に副成分として配合すると、さらに性能を向上させる。
上記フッ素樹脂としては、四弗化ポリエチレン(PTPE)
が好ましい。
Further, when a solid lubricant comprising at least one of fluororesin, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, and boron nitride is blended as an auxiliary component in order to improve the lubricating property of the sliding layer having the above composition, the performance is further improved. Improve.
As the above fluororesin, tetrafluoropolyethylene (PTPE)
Is preferred.

この固体潤滑剤の使用量は、総量で30容量%以下(0
を除く)とし、かつ鉛とグラファイトと固体潤滑剤が合
計で70容量%以下となるように配合する必要がある。上
記固体潤滑剤の使用量が30%を越えるか、鉛とグラファ
イトと固体潤滑剤が合計で70容量%を超えると、強度の
低下、耐熱性不足等の欠点が現われる。特に、フッ素樹
脂は30容量%を越えると、鉛とグラファイトの相乗効果
を阻害するため、多量の添加は必ず避ける必要がある。
なお、フッ素樹脂については、比重の高い鉛が7容量%
以上配合されており、あえて重量%に換算すると30重量
%以下となる。
The amount of this solid lubricant used is 30% by volume or less (0%
), And lead, graphite and solid lubricant must be blended in a total of 70% by volume or less. If the used amount of the solid lubricant exceeds 30% or the total amount of lead, graphite and solid lubricant exceeds 70% by volume, defects such as a decrease in strength and insufficient heat resistance appear. In particular, when the content of the fluororesin exceeds 30% by volume, the synergistic effect of lead and graphite is hindered.
In addition, about fluororesin, lead with high specific gravity is 7% by volume.
It is blended as described above, and if it is daringly converted to% by weight, it will be 30% by weight or less.

固体潤滑剤の望ましい使用量は、実効ある性能の付与
の点から0.5%以上とし、性能の向上と相乗効果の阻害
性および経済性の相互観点からは30%以下、より望まし
くは20%以下である。性能の観点からの好ましい使用量
は1〜15%、より好ましくは3〜10%である。
The preferable amount of the solid lubricant used is 0.5% or more from the viewpoint of imparting effective performance, and 30% or less, more preferably 20% or less from the viewpoints of improvement of performance, inhibition of synergistic effect and economic efficiency. is there. The preferred amount used from the viewpoint of performance is 1 to 15%, more preferably 3 to 10%.

一方、副成分として配合可能な、クレー・ムライト・
シリカ・アルミナの少なくとも1種からなる摩擦調整剤
は、硬質物であることを利用して、摺動層の耐摩耗性を
向上させるために使用される。クレーとしては粘土鉱物
全般を使用することができるが、特に焼成クレーが好ま
しい。焼成クレーはクレーを予め500−600℃以下の温度
で焼成したものである。アルミナ、シリカ(無定形)、
ムライトはクレーの成分として使用されるが、単独での
使用も可能である。
On the other hand, clay, mullite,
The friction modifier composed of at least one of silica and alumina is used to improve the wear resistance of the sliding layer by using a hard material. Although clay minerals can be used as clay, calcined clay is particularly preferable. The calcined clay is obtained by previously calcining the clay at a temperature of 500 to 600 ° C. or lower. Alumina, silica (amorphous),
Mullite is used as a component of clay, but can be used alone.

このクレー等の摩擦調整剤の使用量は、総量で15容量
%以下(0を除く)であるが、その配合に際し、特に注
意を要する。
The use amount of the friction modifier such as clay is 15% by volume or less (excluding 0) in total, but special care must be taken in its blending.

すなわち、硬質物であることから配合によって若干の
摺動熱の増加が見られるため、これに対処すべく、鉛の
配合量を10容量%以上にする必要がある。
That is, since the material is a hard material, a slight increase in sliding heat is observed depending on the compounding. To cope with this, it is necessary to increase the compounding amount of lead to 10% by volume or more.

また、前記鉛と前記グラファイトと前記副成分が合計
で70容量%以下となるように配合する。
Further, the lead, the graphite, and the subcomponent are blended so as to be 70% by volume or less in total.

望ましい摩擦調整剤の使用量は0.2〜15%で、0.2%未
満では添加による耐摩耗性の向上があまりなく、15%を
越えると相手材をきずつけ相手材の耐摩耗性を不十分に
するとともに摺動表面での発熱も多くなり過ぎて摺動特
性の劣化を招くことにもなる。より望ましくは1〜12
%、好ましくは3〜10%、より好ましくは5〜9%であ
る。
The preferred amount of the friction modifier used is 0.2 to 15%. If it is less than 0.2%, there is not much improvement in the wear resistance due to the addition, and if it exceeds 15%, the mating material is scratched and the wear resistance of the mating material becomes insufficient. The heat generated on the sliding surface is too large, and the sliding characteristics are degraded. More preferably 1 to 12
%, Preferably 3 to 10%, more preferably 5 to 9%.

なお、副成分として摩耗調整剤と固体潤滑剤を併用す
る場合は、クレー・ムライト・シリカ・アルミナの少な
くとも1種からなる摩擦調整剤と、フッ素樹脂を固体潤
滑剤として用いると、性能を向上させることができる。
この樹脂、フッ素樹脂は30容量%以下、摩擦調整剤は総
量で15容量%以下、鉛は10%以上、グラファイトは5%
以上とし、これらの合計が70容量%以下となるように使
用量を定めるとよい。フッ素樹脂はPTFEを用いるとよ
い。望ましいフッ素樹脂の使用量は、0.1〜30%であ
り、より望ましくは、実効ある性能の付与の点から0.5
%以上とし、性能の向上と経済性の相互観点からは20%
以下である。性能の観点からの好ましい使用量は1〜15
%、より好ましくは2〜10%である。
When a wear modifier and a solid lubricant are used in combination as auxiliary components, the performance is improved by using a friction modifier composed of at least one of clay, mullite, silica, and alumina and a fluororesin as a solid lubricant. be able to.
30% by volume or less of this resin or fluororesin, 15% by volume or less of friction modifier in total, 10% or more of lead, 5% of graphite
As described above, the amount of use is preferably determined so that the sum of these amounts is 70% by volume or less. PTFE is preferably used as the fluororesin. Desirable use amount of the fluororesin is 0.1 to 30%, and more desirably 0.5 to 30% in terms of imparting effective performance.
%, And 20% from the viewpoint of both performance improvement and economic efficiency
It is as follows. The preferred amount of use from the viewpoint of performance is 1 to
%, More preferably 2 to 10%.

他の固体潤滑剤である二硫化モリブデン・二硫化タン
グステン・窒化硼素は、摩擦調整剤と組合せても性能の
向上効果は薄い。これは、本願発明の摺動材料の組成範
囲においては、摩擦調整剤の添加による向上効果が高い
ため、二硫化モリブデン・二硫化タングステン・窒化硼
素との複合添加効果が、副成分として摩擦調整剤のみを
配合した効果に比べて略同等であることによる。これら
の固体潤滑剤は、性能の一層の向上の観点からは添加の
意味が少ないが、前記フッ素樹脂との総量が30容量%以
下、鉛とグラファイトと副成分の合計が70容量%以下の
範囲で添加しても性能の低下は来さないため、配合して
も差し支えない。
Molybdenum disulfide / tungsten disulfide / boron nitride, which is another solid lubricant, has little effect of improving performance even when combined with a friction modifier. This is because, in the composition range of the sliding material of the present invention, the effect of addition of the friction modifier is high, and therefore the effect of the composite addition of molybdenum disulfide / tungsten disulfide / boron nitride is a friction modifier as an auxiliary component. This is due to the fact that the effect is substantially equal to the effect obtained by blending only. These solid lubricants have little significance to be added from the viewpoint of further improving the performance, but the total amount of the fluororesin is 30% by volume or less, and the total amount of lead, graphite and subcomponents is 70% by volume or less. Even if it is added, the performance does not decrease, so that it may be blended.

このように、本願発明の摺動材料においては、上記鉛
とグラファイトの配合量、および副成分が添加される場
合はその配合量に対し、これらの合計を70容量%以下と
し、ポリイミドおよびポリアミドイミドの少なくとも1
種からなる樹脂成分を30容量%以上で残部となるように
配合させればよい。
As described above, in the sliding material of the present invention, the total amount of lead and graphite is 70% by volume or less based on the compounding amounts of the lead and graphite, and when the sub-components are added, polyimide and polyamideimide. At least one of
What is necessary is just to mix | blend the resin component which consists of a seed | species so that 30 volume% or more may become a balance.

ところで、特開昭55−106230号公報は、海綿状多孔金
属体の空隙部にポリイミド系樹脂を主成分とし、四弗化
エチレン樹脂粉末、石英粉末、MoS2粉末、黒鉛粉末、炭
素短繊維などを副成分として構成した組成物を充填する
ことを特徴とする摺動材料を提案している。この提案よ
り、ポリイミド樹脂の耐熱性不足を解消するための手段
として、この樹脂を充填する多孔金属体に着目し、その
多孔率および孔径を特定している。
By the way, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-106230 discloses that a polyimide resin is used as a main component in the voids of a spongy porous metal body, and ethylene tetrafluoride resin powder, quartz powder, MoS 2 powder, graphite powder, short carbon fiber, etc. Has been proposed which is characterized by being filled with a composition composed of as a subcomponent. From this proposal, as a means for solving the insufficient heat resistance of the polyimide resin, attention has been paid to a porous metal body filled with the resin, and the porosity and pore size thereof have been specified.

この公報による摺動層組成はポリイミドおよびポリア
ミドイミドと、グラファイトと、四弗化エチレン樹脂お
よびMoS2を成分とする点では本発明のものと関連する
が、本発明が特長とする鉛については開示がなく、これ
をグラファイトとともに、ポリイミドおよびポリアミド
イミドの樹脂成分へ添加することにより耐摩耗性等を向
上させる点についても開示がない。しかも、前記公報で
は、ポリイミド系樹脂以外の成分は重量%で30%以下と
規定されているが、本願では比重の高い鉛が容量%で7
%以上配合されており、本願でのポリイミド系樹脂以外
の成分を、あえて重量換算すると30重量%を超えたもの
となり、この点でも相違する。
The sliding layer composition according to this publication is related to the present invention in that it contains polyimide and polyamide imide, graphite, ethylene tetrafluoride resin and MoS 2 as components, but the lead featured by the present invention is disclosed. There is also no disclosure of improving the abrasion resistance and the like by adding this to a resin component of polyimide and polyamide imide together with graphite. Moreover, in the above-mentioned publication, components other than the polyimide resin are specified as 30% or less by weight%, but in the present application, lead having a high specific gravity is 7% by volume.
% Or more, and the components other than the polyimide resin in the present application are intentionally converted into weights, which exceed 30% by weight, which is also different in this respect.

また、特開昭52−44871号公報は、ポリイミド樹脂と
四弗化エチレン樹脂を組合せたすべり軸受を使用する点
では本願の発明と関連するが、四弗化エチレン樹脂を30
重量%以上添加しており、本願で添加されるフッ素樹脂
は、鉛とグラファイトの相乗効果の阻害防止のため30容
量%以下の配合に制限したもので、あえて重量換算する
と30重量%を下回るものとなり、この点で相違するとと
もに、本願特有の相乗効果の開示もない。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-44871 is related to the invention of the present application in that a plain bearing using a combination of a polyimide resin and a tetrafluoroethylene resin is used.
% By weight, and the amount of fluororesin added in this application is limited to 30% by volume or less in order to prevent the inhibition of the synergistic effect of lead and graphite. , And there is no disclosure of a synergistic effect unique to the present application.

以下、本発明に係る摺動材料の製造方法について具体
的に説明する。
Hereinafter, the method for manufacturing a sliding material according to the present invention will be specifically described.

まず、バイメタル摺動材料の場合は、裏金の表面の片
側を粗面化する。ここで粗面化方法は特に制限はない
が、裏金と粗面化方法の好ましい組み合せは次のとおり
である:鋼板−鋼系粉末焼結、金属・セラミック溶射:
アルミニウム合金板−エッチング(陽極酸化を含む)、
ショットブラスト:銅合金板−エッチング、ショットブ
ラスト。焼結の場合は、所望の厚さの焼結層が得られる
ように粒径が80〜150μmの粉末を裏金上に散布積層し
た後粉末の融点より低温で粉末どうしが結合する温度に
加熱する。ショットブラストの場合は、カットワイア、
焼成アルミナ、ガラスビーズ等の鋭利な角部を有する粒
を高速で裏金に噴射する。エッチングの場合は、銅につ
いては濃塩酸、アルミニウムについては苛性ソーダなど
の選択エッチングが可能なエッチャントを使用して裏金
に微細な凹凸を形成する。
First, in the case of a bimetallic sliding material, one side of the surface of the back metal is roughened. The surface roughening method is not particularly limited, but preferred combinations of the back metal and the surface roughening method are as follows: steel plate-steel-based powder sintering, metal / ceramic spraying:
Aluminum alloy plate-etching (including anodic oxidation),
Shot blast: Copper alloy plate-etching, shot blast. In the case of sintering, a powder having a particle size of 80 to 150 μm is scattered and laminated on a back metal so that a sintered layer of a desired thickness is obtained, and then heated to a temperature at which the powders are joined at a temperature lower than the melting point of the powder. . For shot blast, cut wire,
Particles having sharp corners such as calcined alumina and glass beads are sprayed on the back metal at high speed. In the case of etching, fine irregularities are formed on the back metal using an etchant capable of selective etching such as concentrated hydrochloric acid for copper and caustic soda for aluminum.

続いて、摺動層成分を、粗面化された凹凸部に含浸さ
せるとともに凹凸部の上面に摺動層接層として配置す
る。そのためには摺動層成分を適当な分散液、例えばジ
エチルアセトアミドとともに裏金上に塗布するか、ある
いは乾燥状態の摺動層成分をロール等で裏金上に加圧適
用する。なお、この塗布等の段階ではポリイミドおよび
ポリアミドイミド等の樹脂成分は溶剤を含浸しているこ
とが多い。この溶剤は分散液とともに次の乾燥段階で蒸
発せしめられる。乾燥は樹脂の種類により温度が異なる
が、一般に60〜120℃の温度で行なわれる。この段階で
摺動層の厚さは20〜100μmとなる。続いて、上下のロ
ール間を裏金を通過せしめることにより摺動層成分を裏
金に強固に保持せしめる。さらに高温で焼成を行なって
樹脂を硬化させる。この焼成は樹脂の種類により温度が
異なるが、一般に150〜300℃の温度で行なわれる。次に
摺動層付の裏金を所定形状に成形する。ブシュ等に使用
する場合は摺動層が内側になるように裏金を円形に曲げ
加工し、その後、ハウジングに裏金を圧入して、最後に
内面切削を行ない所定寸法に摺動層を仕上げることが一
般的である。ポリイミドおよびポリアミドイミドは、四
弗化ポリエチレンと異なり厚く塗布できるため、仕上代
をとっても充分な摺動層を残すことができる。摺動層が
100〜300μmと厚い場合あるいは成形の内径寸法が小さ
い場合は、上記工程の中で焼成と成形の前後を入れ替え
ることにより、乾燥後の柔軟な状態の摺動層付き裏金を
曲げ加工し、その後焼成を行なって摺動層の割れを防止
する必要がある。
Subsequently, the sliding layer component is impregnated into the roughened uneven portion and is arranged on the upper surface of the uneven portion as a sliding layer contact layer. For this purpose, the components of the sliding layer are applied onto a backing metal together with an appropriate dispersion liquid, for example, diethylacetamide, or the components of the sliding layer in a dry state are applied under pressure to the backing metal with a roll or the like. In addition, at the stage of this application or the like, the resin components such as polyimide and polyamide imide are often impregnated with a solvent. This solvent is evaporated together with the dispersion in the next drying step. Drying is performed at a temperature of 60 to 120 ° C., although the temperature varies depending on the type of resin. At this stage, the thickness of the sliding layer is 20 to 100 μm. Subsequently, the sliding layer components are firmly held by the back metal by passing the back metal between the upper and lower rolls. Further, baking is performed at a high temperature to cure the resin. This firing is performed at a temperature of 150 to 300 ° C., although the temperature varies depending on the type of the resin. Next, the back metal with the sliding layer is formed into a predetermined shape. When used for bushes, etc., the back metal is bent into a circular shape so that the sliding layer is on the inside, then the back metal is pressed into the housing, and finally the inner surface is cut to finish the sliding layer to a predetermined size. General. Since polyimide and polyamideimide can be applied thickly unlike tetrafluoroethylene, a sufficient sliding layer can be left even if a finishing margin is taken. Sliding layer
When the thickness is as large as 100 to 300 μm or when the inner diameter of the molding is small, the back metal with the sliding layer in the soft state after drying is bent by exchanging before and after firing and molding in the above process, and then firing To prevent the sliding layer from cracking.

ソリッド摺動材料の場合は、摺動材料成分および溶剤
とともに混錬、成形し、次に焼成を行う。ソリッド摺動
材料の厚さは通常0.5〜10mmであり、その他の寸法は組
込む機械により決められる。
In the case of a solid sliding material, it is kneaded with a sliding material component and a solvent, molded, and then fired. The thickness of the solid sliding material is usually 0.5 to 10 mm, and other dimensions are determined by the machine to be incorporated.

〔作 用〕(Operation)

グラファイトを結合するポリイミドおよびポリアミド
イミドはそれ自体耐熱性が優れているが、これに比較的
摩擦特性が優れた鉛とグラファイトの特定量以上を併用
して共存させることで、放熱性の改善がなされることと
なり、その相乗作用によって、耐熱性、摩擦特性、耐摩
耗性、耐焼付性などを優れたものにすることができる。
Polyimide and polyamide imide that bind graphite have excellent heat resistance per se, but heat dissipation is improved by coexisting in combination with a specific amount of lead and graphite that have relatively excellent friction characteristics. As a result, the synergistic action makes it possible to improve heat resistance, friction characteristics, wear resistance, seizure resistance and the like.

しかも、鉛とグラファイトが特定量以上共存すると相
乗作用としてオイルとの親和性も向上し、混合潤滑や境
界潤滑といったほとんど潤滑油のない過酷な条件下であ
っても、摺動表面に極少量のオイルを効率良く保持し、
耐焼付性の向上を図ることができる、また、鉛とグラフ
ァイトの組合せで特定量を配合すると、摺動材料のなじ
み性も向上し、特に特定量のグラファイトの存在下での
鉛の存在により摺動表面を効果的に平滑化する作用を生
じ、この結果、低摩擦でありかつ安定した摩擦特性が達
成できる。このように平滑化されても、一方で親油性が
向上しており、しかも、なじみ性のある平滑化であるた
め、本願特有の前記作用により、過酷な条件下において
も摺動特性を向上させることになる。
In addition, when lead and graphite coexist in a certain amount or more, the affinity with oil is improved as a synergistic effect, and even under severe conditions such as mixed lubrication and boundary lubrication where there is almost no lubricating oil, a very small amount of Holding oil efficiently,
It is possible to improve the seizure resistance, and if a specific amount is blended with a combination of lead and graphite, the conformability of the sliding material is also improved, and in particular, the presence of lead in the presence of a specific amount of graphite causes the sliding. An effect of effectively smoothing the moving surface is produced, and as a result, low friction and stable friction characteristics can be achieved. Even if smoothed in this way, on the other hand, the lipophilicity is improved, and furthermore, since the smoothing is familiar, the sliding properties can be improved even under severe conditions by the above-described action unique to the present application. Will be.

鉛のうち、特に金属鉛は熱伝導性がよく、かつ、比較
的軟質な性質ともあいまって上記相乗効果をより有効に
達成せしめる。
Among lead, metallic lead, in particular, has good thermal conductivity and, together with its relatively soft nature, achieves the above synergistic effect more effectively.

ところで、本願の鉛を7容量%以上とグラファイトを
5容量%以上を併用すると、単独に添加した場合の合計
に比べそれ以上の効果があり、相乗作用が認められる。
By the way, when 7% by volume or more of the lead of the present application and 5% by volume or more of graphite are used in combination, there is an effect more than the sum of the cases where they are added alone, and a synergistic effect is recognized.

そして、金属鉛以外の鉛を、金属鉛に換算して容量%
で7%以上配合すると、同様に相乗効果が若干見られ
る。勿論、金属鉛を用いた方が遥かに相乗効果が高い。
Then, lead other than metallic lead is converted to metallic lead and
, A synergistic effect is slightly observed. Of course, the use of lead metal has a much higher synergistic effect.

この要因は定かではないが、摺動材料の組織を観察す
ると、鉛とグラファイトは樹脂中に分散しているが、そ
の一部が隣接して存在する部分があり、この接触状態が
性能向上に寄与していると推定される。この接触状態
は、配合量と粒度および混練の程度である程度制御でき
る。そして、確認されている範囲では、鉛の全粒子数の
うちグラファイトに接触接触しているものの比率が2〜
80%であるとより好ましい。この範囲においては、接触
している比率をある程度多くするとよい傾向が若干見ら
れる。なお、製造の容易性も考慮するとこの比率は10〜
30%としておけばよい。
Although the cause is not clear, when observing the structure of the sliding material, lead and graphite are dispersed in the resin, but there are some parts that are adjacent to each other. It is presumed to have contributed. This contact state can be controlled to some extent by the amount, particle size and degree of kneading. And, in the confirmed range, the ratio of those in contact with graphite in the total number of lead particles is 2 to 2.
More preferably, it is 80%. Within this range, there is a slight tendency to increase the contact ratio to some extent. In addition, considering the ease of manufacture, this ratio is 10 to
You can leave it at 30%.

そして、混練により鉛の一部がグラファイトの内部表
面近傍に嵌入した状態をなしている部分も存在するた
め、この複合化粒子の存在が上記相乗作用を発生してい
る要因の一つである。
In addition, there is a portion in which a part of lead is fitted near the inner surface of graphite due to kneading, and the presence of the composite particles is one of the factors causing the synergistic action.

また、ポリイミド、ポリアミドイミド樹脂との併用が
相乗効果に寄与してることも考えられる。
It is also conceivable that the combined use with a polyimide or polyamide imide resin contributes to a synergistic effect.

これは、本願の摺動材料では、この樹脂の耐熱温度に
対し、配合される鉛の融点(化合物の場合は分解点)の
方が高く、グラファイトにもより高い耐熱性があり、こ
の耐熱性の大小の関係が寄与していることと、摺動材料
の表面に摺動特性の悪い樹脂に摺動特性のよい鉛とグラ
ファイトが分散露出している状態であることと、熱伝導
性は上記樹脂に対し、実質的に鉛やグラファイトが相対
的に高いため、摺動材料中の熱伝導性にミクロ的に大小
があり、熱伝導性の相対的に高い部分がマクロ的に均一
分散しているとともに、摺動表面にもこの部分が露出し
ている構造であることにより、結果として上記相乗効果
の発現に継っているとも考えられる。
This is because, in the sliding material of the present application, the melting point of lead (decomposition point in the case of a compound) is higher than the heat resistance temperature of this resin, and graphite also has higher heat resistance. And that the lead and graphite with good sliding properties are dispersed and exposed to the resin with poor sliding properties on the surface of the sliding material, and the thermal conductivity is above Since lead and graphite are substantially higher than resin, the thermal conductivity of the sliding material has microscopic magnitudes, and the relatively high thermal conductivity portions are macroscopically and uniformly dispersed. In addition, it is considered that the structure in which this portion is exposed also on the sliding surface results in the manifestation of the synergistic effect as a result.

何れにしても、特定容量%以上の鉛とグラファイト
を、ポリイミドやポリアミドイミド樹脂中に適量%配合
することで、上記作用等により、摺動特性を向上させる
効果が達成できる。
In any case, the effect of improving the sliding characteristics can be achieved by the above-mentioned action and the like by blending lead and graphite in a specific volume% or more in an appropriate amount% in a polyimide or polyamideimide resin.

一方、ポリイミドおよびポリアミドイミドは、それ自
体可とう性が優れているので、かかる樹脂を結合剤とし
て、鉛とグラファイトあるいは副成分を結合することに
より、耐荷重性が優れたものとなり、高荷重領域までの
使用が可能になった。
On the other hand, polyimide and polyamide imide are themselves excellent in flexibility, and by using such a resin as a binder and binding lead and graphite or an auxiliary component, the load resistance becomes excellent and a high load region is obtained. Use up to now is possible.

ポリイミドおよびポリアミドイミドは耐熱性が非常に
優れた樹脂であるため、強度が強く高温下で流動を起さ
ないという性質を有し、樹脂の中では耐摩耗性に優れて
いるが、摩擦特性に劣っており、このため、特に摺動条
件が過酷な場合には、摺動表面の局部的な摺動熱でミク
ロ的な部分摩耗が進行しやすく、流動性が低いことが逆
に災いして摺動表面の劣化を招きやすく、摩擦係数の不
安定要因となるが、これと鉛とグラファイトを組合せ、
主成分とすると、鉛とグラファイトの放熱性により、局
部的な摺動熱を摺動表面下もしくは摺動表面上の摺動熱
の発生の少ない部位へと伝熱し、鉛とグラファイトの摩
擦特性とも複合作用し、安定した低摩擦性と、耐摩耗性
等のバランスのとれた摺動特性が一層優れた摺動材料を
実現する。
Polyimide and polyamide imide are resins with extremely high heat resistance, so they have the property of being strong and do not flow at high temperatures, and are excellent in abrasion resistance among resins, but have high friction properties. It is inferior, therefore, especially when the sliding conditions are severe, microscopic partial wear tends to progress due to local sliding heat on the sliding surface, and low fluidity is a disaster. Deterioration of the sliding surface is likely to occur, which causes the friction coefficient to be unstable, but this is combined with lead and graphite,
When used as a main component, due to the heat dissipation properties of lead and graphite, local sliding heat is transferred to the sliding surface or to a portion of the sliding surface where sliding heat is less generated, and the friction characteristics of lead and graphite are also reduced. A sliding material that has a combined action and achieves a more excellent sliding property with a balance between stable low friction properties and wear resistance is realized.

この鉛とグラファイトによる放熱等での摩擦のの安定
化作用と摩耗防止の作用をより詳しく述べると、鉛とグ
ラファイトと放熱により、添加されている樹脂の高温で
の強度低下や摺動表面での局部的な樹脂の熱分解を防止
するとともに、補助的に鉛とグラファイト自体の低摩擦
性を有効に引き出し、摺動表面での鉛とグラファイトの
面積量とも相まって、摺動熱の発生自体を抑えることが
できる。これにより特に樹脂成分、あるいは副成分(配
合されている場合)、の摩耗進行を相乗的に防止し、こ
の樹脂成分で保持されている鉛等の各成分の脱落摩耗等
をも防止でき、配合成分の樹脂による保持力を効果的に
維持できるため放熱効果等も維持できることになる。し
かも、本発明の摺動材料では、この鉛とグラファイトが
特定量以上添加されていることにより、使用初期に発生
する初期摩耗において、鉛および/またはグラファイト
のごく一部が相手軸の表面に移着し易くなる。
In more detail, the stabilization of friction and the prevention of abrasion due to heat dissipation by lead and graphite are described below.Lead, graphite and heat dissipation reduce the strength of the added resin at high temperatures and reduce the sliding surface. In addition to preventing local thermal decomposition of the resin, it also effectively draws out the low frictional properties of lead and graphite itself, and suppresses the generation of sliding heat itself in combination with the area of lead and graphite on the sliding surface be able to. As a result, in particular, the progress of wear of the resin component or sub-components (if mixed) can be prevented synergistically, and the components such as lead held by the resin component can be prevented from falling off and the like. Since the holding power of the component resin can be effectively maintained, the heat radiation effect and the like can be maintained. In addition, in the sliding material of the present invention, since the lead and graphite are added in specified amounts or more, a small part of the lead and / or graphite is transferred to the surface of the mating shaft in the initial wear occurring at the beginning of use. Easy to wear.

しかも、グラファイトは比較的移着性に劣るが特定量
以上共存する鉛により、相手軸への移着が容易かつ迅速
になるとともに、この鉛は、それ自身が移着性が高いば
かりでなく、一種のバインダの作用をなし、一旦移着し
たグラファイトの再脱落を防止することとなり、移着物
の安定化を早期に達成できる。そして、一旦移着すると
一種の保護膜として作用することになり、低摩擦が確保
できるとともに、その後の摺動材料の摩耗が進行するの
を妨げることになり、また移着も進行が実質的に停って
定常状態となる。このため、安定した摩擦特性が得られ
ることなるとともに、一層耐摩耗性の向上に寄与する。
このことは相手軸の摩耗防止をも期待できることとな
る。
Moreover, graphite is relatively inferior in transferability, but the lead coexisting in a specified amount or more makes transfer to the partner shaft easy and quick, and this lead itself has high transferability, By acting as a kind of binder, it is possible to prevent the graphite once transferred from falling off again, and to stabilize the transferred substance at an early stage. Once transferred, it acts as a kind of protective film, which can ensure low friction, prevent the subsequent abrasion of the sliding material from progressing, and the transfer substantially progresses. It stops and becomes a steady state. For this reason, stable friction characteristics can be obtained, and the wear resistance can be further improved.
This means that the wear of the mating shaft can be prevented.

そして特定の副成分として、固体潤滑剤および/また
は摩擦調整剤の添加によって、境界潤滑および混合潤滑
条件下ですぐれた性能を達成する。
The addition of solid lubricants and / or friction modifiers as specific subcomponents achieves excellent performance under boundary lubrication and mixed lubrication conditions.

〔実施例〕〔Example〕

以下、さらに実施例により本発明を説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples.

第1表ないし第3表に示す各組成の摺動層を調製すべ
く、ポリイミド、ポリアミドイミド、鉛(金属鉛、粉末
粒度−200メッシュ)、グラファイト(面間隔d(200
=3.4A,最大粒径70μm、粉末粒度−200メッシュ)を予
め用意した。
Polyimide, polyamideimide, lead (metal lead, powder particle size -200 mesh), graphite (interplanar spacing d ( 200 )) were prepared in order to prepare sliding layers having the compositions shown in Tables 1 to 3.
= 3.4 A, maximum particle size 70 µm, powder particle size-200 mesh).

また、フッ素樹脂(PTFE、粉末粒度−200メッシ
ュ),二硫化モリブデン(MoS2、−200メッシュ),二
硫化タングステン(WS2、−200メッシュ),窒化硼素
(BN、−200メッシュ)、クレー(カオリン粘土)、ム
ライト、、シリカ(無定形シリカ、粉末粒度−325メッ
シュ)およびアルミナ(粉末粒度−325メッシ ュ)も予め用意した。
Further, fluorine resin (PTFE, powder size -200 mesh), molybdenum disulfide (MoS 2, -200 mesh), tungsten disulfide (WS 2, -200 mesh), boron nitride (BN, -200 mesh), clay ( Kaolin clay), mullite, silica (amorphous silica, powder particle size-325 mesh) and alumina (powder particle size-325 mesh) Menu) was also prepared in advance.

さらに、鉛として、大気中に数日間放置し表面のみを
酸化させた金属鉛、酸化鉛、フッ化鉛、低銀鉛合金(5S
n−Pb)、銅鉛合金(1Cu−Pb)も、各々粉末粒度−200
メッシュのものを予め用意した。
In addition, as lead, metallic lead, lead oxide, lead fluoride, low silver lead alloy (5S
n-Pb) and copper-lead alloy (1Cu-Pb) also have a powder particle size of -200
A mesh was prepared in advance.

一方、裏金として140mm×1.5mmの普通鋼板を、またそ
の上に形成する粗面化部用の青銅粉末(Sn10%含有、+
80、−150メッシュ)を、それぞれ用意した。裏金を脱
脂後、青銅粉末を裏金面積cm2当り0.05〜0.1g裏金上に
配置しその後830〜850℃で焼成を行なって粗面化部を形
成した。粗面化部の厚さは約150μmであり、青銅の比
重に基づいて計算した気孔率は40〜80%であった。
On the other hand, a 140 mm x 1.5 mm ordinary steel plate is used as the backing metal, and bronze powder (containing 10% Sn, +
80, -150 mesh). After degreasing the back metal, bronze powder was placed on the back metal in an amount of 0.05 to 0.1 g per cm 2 of the back metal area, and then baked at 830 to 850 ° C. to form a roughened portion. The thickness of the roughened portion was about 150 μm, and the porosity calculated based on the specific gravity of bronze was 40 to 80%.

摺動層成分は溶剤とともに十分に混合した後、粗面化
部への含浸を行ない、100℃で乾燥し、続いて冷間状態
で圧下して摺動層成分を固め、最後に250℃で焼成を行
ない、厚さが約80μmの摺動層を形成して、バイメタル
材試料とした。
After thoroughly mixing the sliding layer component with the solvent, the surface roughened portion is impregnated, dried at 100 ° C, and then squeezed in a cold state to solidify the sliding layer component, and finally at 250 ° C. After firing, a sliding layer having a thickness of about 80 μm was formed to obtain a bimetal material sample.

また、上記摺動材成分と同一のものを成型し、250℃
で焼成し、厚さが4mmのソリッド材試料を調製した。
In addition, the same material as the above-mentioned sliding material component was molded and
And a solid material sample having a thickness of 4 mm was prepared.

円筒平板式摩擦摩耗試験機を用い摺動材料供試料の平
面を周速度が6m/secで回転するS55C焼入材製試験軸に10
kgの荷重で接触させ、試験軸表面にオイル一滴塗布した
後60分間、回転と接触を継続させ摩擦係数(滑り距離1k
m以上ではほぼ一定になった)と摩耗量を調べた。
Using a cylindrical flat plate friction and wear tester, a test shaft made of S55C quenched material rotating the flat surface of the sliding material sample at a peripheral speed of 6 m / sec.
After applying a drop of oil to the surface of the test shaft, the rotation and contact are continued for 60 minutes, and the friction coefficient (sliding distance 1k
It became almost constant above m) and the amount of wear was examined.

バイメタル材の結果を、第1表ないし第3表に示す。 Tables 1 to 3 show the results of the bimetal material.

表中、PIはポリイミド、PAIはポリアミドイミド、Pb
は鉛を、Grはグラファイトを、PTFEはフッ素樹脂の1種
である四弗化ポリエチレンを、MoS2は二硫化モリブデン
を、WS2は二硫化タングステンを、BNは窒化硼素を、そ
れぞれ、意味する。なお、表中、本発明で摺動材料に配
合した鉛は、金属鉛のものを記載した。
In the table, PI is polyimide, PAI is polyamideimide, Pb
Is lead, Gr is graphite, PTFE is a kind of fluorine resin, polyethylene tetrafluoride, MoS 2 is molybdenum disulfide, WS 2 is tungsten disulfide, and BN is boron nitride. . In addition, in the table, the lead compounded in the sliding material in the present invention is that of metallic lead.

比較例91、92は、鉛とグラファイトを添加し、PTFEを
30%を越えて添加した例であり、摺動表面の部分的劣化
が起こり、耐摩耗性に劣り、摩擦係数も高くなってい
る。比較例93は、鉛を添加せずグラファイトとPTFEおよ
びMoS2を添加した例であり、摺動熱によって進行する部
分的摩耗も発生するため、摩擦特性が不安定化し結果と
して摩擦係数に劣り、比較例94、95は、フェノール樹脂
を使用した例であり、PI,PAIと比較して耐熱性が低いた
めに、樹脂分解により耐摩耗性がかなり劣る。
In Comparative Examples 91 and 92, PTFE was added by adding lead and graphite.
This is an example of adding over 30%, in which the sliding surface is partially degraded, has poor wear resistance, and has a high friction coefficient. Comparative Example 93 is an example in which graphite and PTFE and MoS 2 were added without adding lead, and partial wear that progressed due to sliding heat also occurred. Comparative Examples 94 and 95 are examples in which a phenol resin was used. Since the heat resistance was lower than that of PI or PAI, the wear resistance was considerably inferior due to decomposition of the resin.

これに対し、本発明の摺動材料は、摩擦係数と耐摩耗
性がバランスよく優れている。特に、このような過酷な
条件においても、摩耗時の摺動表面状態が良好のため、
摩擦係数が低くかつ安定している。
On the other hand, the sliding material of the present invention has a good balance between the friction coefficient and the wear resistance. In particular, even under such severe conditions, the sliding surface condition during wear is good,
The coefficient of friction is low and stable.

そして、従来材に比較し、本発明の摺動材料は、耐焼
付性にも優れたものであった。
And, the sliding material of the present invention was superior in seizure resistance as compared with the conventional material.

また、本発明でソリッド材の摺動材料を同様に試験す
ると、比較材のソリッド材は勿論のこと、比較材のバイ
メタル材に対しても、耐摩耗性と摩擦係数がバランスよ
く優れていていた。そして、本発明の同一組成のバイメ
タル材に対しては、摩擦係数は実質的に同一であり、耐
摩耗性は本発明のバイメタル材のほうがわずかに優れる
結果が得られた。
Further, when the sliding material of the solid material was similarly tested in the present invention, not only the solid material of the comparative material, but also the bimetal material of the comparative material, the wear resistance and the coefficient of friction were excellent in a well-balanced manner. . Then, with respect to the bimetal material having the same composition of the present invention, the coefficient of friction was substantially the same, and the result that the bimetal material of the present invention was slightly superior in abrasion resistance was obtained.

また、鉛として金属鉛以外のもの、およびその混合粉
末を配合した本願発明の摺動材料について同様に試験す
ると、比較材に対しては優れているが、金属鉛を用いた
本願の摺動材料が全般的に優れている結果が得られた。
Further, when the sliding material of the present invention containing lead other than metallic lead and a mixed powder thereof is similarly tested, the sliding material of the present invention using metallic lead is superior to the comparative material. Were generally excellent.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によると摩擦係数、耐焼付性、耐摩耗性および
摩擦特性がバランスよく優れ、かつ、摩擦特性の安定し
た摺動材料が提供される。本発明の摺動材料は、特に、
クーラー用コンプレッサ、ミッション、ターバチャージ
ャー、スーパーチャージャー、ウォーターポンプ、エン
ジン等およびパワーステアリングの各種軸受、シール部
材の境界潤滑条件あるいは混合潤滑条件下で優れた性能
を発揮する。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the friction coefficient, the seizure resistance, the abrasion resistance, and the friction characteristics are excellent in a good balance, and the sliding material with stable friction characteristics is provided. The sliding material of the present invention, in particular,
It exhibits excellent performance under the boundary lubrication condition or mixed lubrication condition of various bearings and seal members of cooler compressors, missions, turbulator chargers, superchargers, water pumps, engines, etc. and power steering.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C10N 30:06 40:02 50:08 F16C 33/12 (56)参考文献 特開 昭55−123696(JP,A) 特開 昭60−76537(JP,A) 特開 昭57−74334(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C10M 103/02 - 103/06────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C10N 30:06 40:02 50:08 F16C 33/12 (56) References JP-A-55-123696 (JP, A) JP-A-55-123696 JP-A-60-76537 (JP, A) JP-A-57-74334 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C10M 103/02-103/06

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】金属形態もしくは化合物形態の鉛を7〜65
容量%、d(002)面間隔が3.50Å以下のグラファイトを5
〜63容量%とし、かつ前記鉛と前記グラファイトが合計
で12〜70容量%配合され、ポリイミドおよびポリアミド
イミドの少なくとも1種からなる残部を30〜88容量%と
したことを特徴とし、境界あるいは混合潤滑条件下で使
用される摺動材料。
(1) A lead in a metal form or a compound form of 7-65.
% Of graphite, d (002)
Characterized in that the lead and the graphite are blended in a total amount of 12 to 70% by volume, and the balance of at least one of polyimide and polyamideimide is 30 to 88% by volume. Sliding material used under lubricating conditions.
【請求項2】金属形態もしくは化合物形態の鉛を7容量
%以上、d(002)面間隔が3.50Å以下のグラファイトを5
容量%以上とし、さらに副成分としてフッ素樹脂・二硫
化モリブデン・二硫化タングステン・窒化硼素の少なく
とも1種の固体潤滑剤を総量で30容量%以下(0を除
く)とし、かつ前記鉛と前記グラファイトと前記副成分
が合計で70容量%以下となるように配合され、ポリイミ
ド及びポリアミドイミドの少なくとも1種を残部とした
ことを特徴とし、境界あるいは混合潤滑条件下で使用さ
れる摺動材料。
2. A graphite having a metal or compound form of lead of 7% by volume or more and a d (002) plane spacing of 3.50 ° or less.
At least one solid lubricant of fluororesin / molybdenum disulfide / tungsten disulfide / boron nitride as a secondary component in a total amount of 30 vol% or less (excluding 0), and the lead and the graphite A sliding material used under boundary or mixed lubrication conditions, characterized in that at least one of polyimide and polyamide imide is blended so that the total amount of these components and the subcomponents is 70% by volume or less.
【請求項3】金属形態もしくは化合物形態の鉛を10容量
%以上、d(002)面間隔が3.50Å以下のグラファイトを5
容量%以上とし、さらに副成分として、クレー・ムライ
ト・シリカ・アルミナの少なくとも1種の摩擦調整剤を
総量で15容量%以下(0を除く)とし、かつ前記鉛と前
記グラファイトと前記副成分が合計で70容量%以下とな
るように配合され、ポリイミドおよびポリアミドイミド
の少なくとも1種を残部としたことを特徴とし、境界あ
るいは混合潤滑条件下で使用される摺動材料。
3. A graphite having a metal or compound form of lead of 10% by volume or more and a d (002) plane spacing of 3.50 ° or less.
% Or more, and as a secondary component, at least one kind of friction modifier of clay, mullite, silica and alumina is 15% by volume or less (excluding 0), and the lead, the graphite and the secondary component are A sliding material used under boundary or mixed lubrication conditions, characterized in that it is blended so as to be 70% by volume or less in total and at least one of polyimide and polyamideimide is left as a balance.
【請求項4】金属形態もしくは化合物形態の鉛を10容量
%以上、d(002)面間隔が3.50Å以下のグラファイトを5
容量%以上とし、さらに副成分として、フッ素樹脂・二
硫化モリブデン・二硫化タングステン・窒化硼素の少な
くとも1種の固体潤滑剤を総量で30容量%以下(0を除
く)と、クレー・ムライト・シリカ・アルミナの少なく
とも1種の摩擦調整剤を総量で15容量%以下(0を除
く)とを添加し、かつ前記鉛と前記グラファイトと前記
副成分が合計で70容量%以下となるように配合され、ポ
リイミドおよびポリアミドイミドの少なくとも1種を残
部としたことを特徴とし、境界あるいは混合潤滑条件下
で使用される摺動材料。
4. A graphite having a metal (compound) form lead content of 10% by volume or more and a d (002) plane spacing of 3.50 ° or less.
30% by volume or less (excluding 0) of at least one solid lubricant of fluororesin / molybdenum disulfide / tungsten disulfide / boron nitride as a secondary component, and clay / mullite / silica At least one kind of friction modifier of alumina is added in a total amount of 15% by volume or less (excluding 0), and is blended so that the total of the lead, the graphite, and the subcomponent is 70% by volume or less. , A sliding material used under boundary or mixed lubrication conditions, wherein at least one of polyimide and polyamideimide is used as the balance.
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