JP3055064B2 - 摺動部材 - Google Patents
摺動部材Info
- Publication number
- JP3055064B2 JP3055064B2 JP1203925A JP20392589A JP3055064B2 JP 3055064 B2 JP3055064 B2 JP 3055064B2 JP 1203925 A JP1203925 A JP 1203925A JP 20392589 A JP20392589 A JP 20392589A JP 3055064 B2 JP3055064 B2 JP 3055064B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plating
- ptfe
- plating layer
- depression
- sliding member
- 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 - Lifetime
Links
Landscapes
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Chemically Coating (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、Ni系無電解めっき層を有する摺動部材の境
界潤滑下における摺動特性を改良する提案に関する。
界潤滑下における摺動特性を改良する提案に関する。
(従来の技術) Ni系無電解めっきとしてはカニゼン(Japan Kanigen
Co.,Ltdの登録商標)が知られており、この方法で作ら
れるNi−P系無電解めっき層は硬さが大であり、硬質ク
ロムめっきに代わるものとして一部の摺動部材に使用さ
れている。
Co.,Ltdの登録商標)が知られており、この方法で作ら
れるNi−P系無電解めっき層は硬さが大であり、硬質ク
ロムめっきに代わるものとして一部の摺動部材に使用さ
れている。
カニゼンめっきを改良するものとして発表されている
セラミックカニゼンめっき法は無電解Ni−Pめっき層中
にSiC等のセラミック粒子を共析分散させたものであ
り、耐摩耗性及び耐食性が優れているところに特長があ
るといわれる。
セラミックカニゼンめっき法は無電解Ni−Pめっき層中
にSiC等のセラミック粒子を共析分散させたものであ
り、耐摩耗性及び耐食性が優れているところに特長があ
るといわれる。
また、アルマイト処理後アルマイト表面の微細孔にPT
FEを含浸させるタフラム処理(金属表面化学株式社、商
標)がある。
FEを含浸させるタフラム処理(金属表面化学株式社、商
標)がある。
特開昭63−246506号公報によれば、軸受表面にフッ素
樹脂を共析させた電解もしくは無電解めっき層を施し
た、無給油タイプの軸受が公知である。
樹脂を共析させた電解もしくは無電解めっき層を施し
た、無給油タイプの軸受が公知である。
(発明が解決しようとする課題) 本発明者等は、スラストワッシャ、ジャーナルなどの
境界潤滑条件で使用されることが多い摺動部材の使用条
件を再現して、無電解Ni−Pめっき−セラミックの複合
めっき層の摺動特性を調べたところ、十分な性能を確認
することができなかった。
境界潤滑条件で使用されることが多い摺動部材の使用条
件を再現して、無電解Ni−Pめっき−セラミックの複合
めっき層の摺動特性を調べたところ、十分な性能を確認
することができなかった。
同様に、従来の方法により軸受表面にフッ素樹脂を共
析させた無電解Niめっき層を施した摺動部材の特性も調
査したところ、十分な性能を確認することができなかっ
た。
析させた無電解Niめっき層を施した摺動部材の特性も調
査したところ、十分な性能を確認することができなかっ
た。
(発明が解決しようとする課題) 本発明者等は、フッ素樹脂を共析分散させた無電解Ni
−Pめっきの境界潤滑条件での摺動特性を改良するため
の研究を行い、境界潤滑条件下の摺動特性、特に耐焼付
性は保油性能により決められることから、めっき表面に
油溜りとして作用する多数の微小窪みを形成することを
考案した。
−Pめっきの境界潤滑条件での摺動特性を改良するため
の研究を行い、境界潤滑条件下の摺動特性、特に耐焼付
性は保油性能により決められることから、めっき表面に
油溜りとして作用する多数の微小窪みを形成することを
考案した。
以下、本発明の摺動部材の構成を詳しく説明する。
摺動部材の基材は、鉄系合金、アルミニウム系合金、
チタン系合金、樹脂、セラミック等適宜なものを選択す
ることができる。
チタン系合金、樹脂、セラミック等適宜なものを選択す
ることができる。
Ni−Pめっきには、Niと次亜リン酸を混合した無電解
めっき液等の公知のめっき液を使用する。Ni−Pめっき
層中のP含有量は5〜12重量%であることが好ましい。
めっき液等の公知のめっき液を使用する。Ni−Pめっき
層中のP含有量は5〜12重量%であることが好ましい。
Ni−Pとともにフッ素樹脂を共析させるためには、Ni
−P無電解めっき液に添加する成分として、特公昭56−
452号に開示されたような陽イオン性界面活性剤を含有
する陽荷電ポリフルオロカーボン、あるいは陽電荷ポリ
テトラフルオロエチレン(PTFE)を使用することが好ま
しい。共析されるフッ素樹脂の量は5〜45容量%である
ことが好ましく、10〜30容量%がより好ましい。かかる
フッ素樹脂の粒径は、一般に平均で0.1〜2μmであ
る。
−P無電解めっき液に添加する成分として、特公昭56−
452号に開示されたような陽イオン性界面活性剤を含有
する陽荷電ポリフルオロカーボン、あるいは陽電荷ポリ
テトラフルオロエチレン(PTFE)を使用することが好ま
しい。共析されるフッ素樹脂の量は5〜45容量%である
ことが好ましく、10〜30容量%がより好ましい。かかる
フッ素樹脂の粒径は、一般に平均で0.1〜2μmであ
る。
また、フッ素樹脂が共析分散した無電解めっきの下地
めっきとして、Ni−P無電解めっき層を設け、その表面
を適度に粗くして、上層めっきの密着性を高めるととも
に、上層めっきに形成される窪みが基材に達して錆や腐
食をもたらすことを防止することが好ましい。このよう
に二層めっきを施す場合、上層のめっき厚みは5〜50μ
mが好ましく、より好ましくは10〜30μmであり、一方
下層めっきの厚みは2μm以上が好ましい。
めっきとして、Ni−P無電解めっき層を設け、その表面
を適度に粗くして、上層めっきの密着性を高めるととも
に、上層めっきに形成される窪みが基材に達して錆や腐
食をもたらすことを防止することが好ましい。このよう
に二層めっきを施す場合、上層のめっき厚みは5〜50μ
mが好ましく、より好ましくは10〜30μmであり、一方
下層めっきの厚みは2μm以上が好ましい。
以下、本発明が最も特徴とする、Ni−P:フッ素樹脂共
析めっき表面の窪みについて説明する。第1図におい
て、1は基材、2はNi−P下地めっき層、3は、Ni−P:
フッ素樹脂共析めっき層、4は窪み、5はPTFEである。
析めっき表面の窪みについて説明する。第1図におい
て、1は基材、2はNi−P下地めっき層、3は、Ni−P:
フッ素樹脂共析めっき層、4は窪み、5はPTFEである。
Ni−P:フッ素樹脂共析めっき層3の表面に球面状の窪
み4が形成されており、これが油溜りとして作用する。
本発明者等は窪み4の構造と摺動特性の関係を研究し、
窪みの分布密度は、1万個/cm2〜25万個/cm2、窪みの直
径は、ほとんどの窪みが10μm〜80μmの範囲内にあ
り、窪みの深さは5〜30μmの範囲内にあると、摺動特
性が良好であるこをを見出した。
み4が形成されており、これが油溜りとして作用する。
本発明者等は窪み4の構造と摺動特性の関係を研究し、
窪みの分布密度は、1万個/cm2〜25万個/cm2、窪みの直
径は、ほとんどの窪みが10μm〜80μmの範囲内にあ
り、窪みの深さは5〜30μmの範囲内にあると、摺動特
性が良好であるこをを見出した。
このような窪みの形成方法を説明する。先ず基材を有
機溶剤またはアルカリにより脱脂し水洗後、酸により表
面を活性化し、水洗する。続いて、Ni−次亜りん酸系無
電解めっき液に基材を浸漬し、下地めっき層を形成す
る。その後、陽電荷PTFE等前述のフッ素樹脂を分散させ
たNi−次亜りん酸系無電解めっき液に基材を浸漬し、上
層めっき層を形成する。その後、十分に水洗を行う。
機溶剤またはアルカリにより脱脂し水洗後、酸により表
面を活性化し、水洗する。続いて、Ni−次亜りん酸系無
電解めっき液に基材を浸漬し、下地めっき層を形成す
る。その後、陽電荷PTFE等前述のフッ素樹脂を分散させ
たNi−次亜りん酸系無電解めっき液に基材を浸漬し、上
層めっき層を形成する。その後、十分に水洗を行う。
以上の方法によりめっき直後の摺動部材表面に窪みを
形成することができる。
形成することができる。
しかして、次のように現象が認められた。PTFEの量が
多いほど窪みの個数が多くなる;多くの窪みでは、その
表面はめっき層全体と比較してNi−Pが少なく、PTFEが
多い;かなりの数が窪みが、第2図に示す様に下地めっ
き層2まで達している;第2図に示すように下地めっき
層近くに達している窪みでは、その底部にPTFEが残って
いる。
多いほど窪みの個数が多くなる;多くの窪みでは、その
表面はめっき層全体と比較してNi−Pが少なく、PTFEが
多い;かなりの数が窪みが、第2図に示す様に下地めっ
き層2まで達している;第2図に示すように下地めっき
層近くに達している窪みでは、その底部にPTFEが残って
いる。
これらの現象を考慮すると、窪み形成の原因は次の様
に考えられる。すなわち、下地めっき層あるいは基材に
はPTFEとNi−Pが同時に共析するのであるが、ミクロ的
に見ると、PTFEが塊になって析出しているところがあ
る。このようなPTFEの析出部にはNi−Pが析出し難くな
り、反面PTFEは次々にひっかかるから、PTFEが凝集し、
その塊は次第に成長する。めっき後に水洗を行うと、PT
FEの塊は脱落し、窪みになり、かつ塊表面部のPTFEは窪
み表面に残る。
に考えられる。すなわち、下地めっき層あるいは基材に
はPTFEとNi−Pが同時に共析するのであるが、ミクロ的
に見ると、PTFEが塊になって析出しているところがあ
る。このようなPTFEの析出部にはNi−Pが析出し難くな
り、反面PTFEは次々にひっかかるから、PTFEが凝集し、
その塊は次第に成長する。めっき後に水洗を行うと、PT
FEの塊は脱落し、窪みになり、かつ塊表面部のPTFEは窪
み表面に残る。
(作用) 比較のために、窪みがほとんどないPTFE共析無電解Ni
−Pめっき液をあまり撹拌しない方法により作り、本発
明の摺動部材と特性を比較した。試験方法は平板供試材
(PTFE分散無電解Ni−Pめっき)と平板相手材(SC材)
をスライトタイプ試験機で試験する方法によった。試験
条件は次のとおりであった。
−Pめっき液をあまり撹拌しない方法により作り、本発
明の摺動部材と特性を比較した。試験方法は平板供試材
(PTFE分散無電解Ni−Pめっき)と平板相手材(SC材)
をスライトタイプ試験機で試験する方法によった。試験
条件は次のとおりであった。
周速:2cm/min 試験時間:20時間 荷重:400kg 供試材形状:φ80(外径)xφ40(内径)x2(厚み) 潤滑条件:オートトランスミッションオイルどぶ漬 試験結果を第3図に示す。
この図より明らかなように、窪みがほとんどない比較
材は摩擦係数(μ)が高くかつ不安定であり、一方本発
明材((1)は窪み=2万個/cm2,(2)は25万個/c
m2)は摩擦係数(μ)が低くかつ安定している。また、
比較材の摺動面では凝着が認められたが、本発明材の摺
動面は損傷が認められなかった。本発明材の摺動面に存
在する窪みは、試験後に、異物等で埋まっていないこと
が認められた。これは窪み表面がめっき層の他の部分に
比較してPTFEが多いために、異物が付着し難いことによ
ると考えられる。
材は摩擦係数(μ)が高くかつ不安定であり、一方本発
明材((1)は窪み=2万個/cm2,(2)は25万個/c
m2)は摩擦係数(μ)が低くかつ安定している。また、
比較材の摺動面では凝着が認められたが、本発明材の摺
動面は損傷が認められなかった。本発明材の摺動面に存
在する窪みは、試験後に、異物等で埋まっていないこと
が認められた。これは窪み表面がめっき層の他の部分に
比較してPTFEが多いために、異物が付着し難いことによ
ると考えられる。
なお、上記試験でセラミックカニゼンやアルマイト表
面の微細孔にPTFEを含浸透させる処理法(タフラム)で
調製した摺動部材についても性能を調査したが、性能は
十分ではなかった。以下、実施例により本発明をさらに
詳しく説明する。
面の微細孔にPTFEを含浸透させる処理法(タフラム)で
調製した摺動部材についても性能を調査したが、性能は
十分ではなかった。以下、実施例により本発明をさらに
詳しく説明する。
(実施例) Fe基材(SC材:寸法(100×100mm)をアルカリ脱脂水
洗後、10%塩酸で3分間、活性化し、再び水洗後Ni−P
系無電解めっき液(Niイオン対次亜りん酸=1:1重量比
の混合溶液、温度70〜90℃)に浸漬した。
洗後、10%塩酸で3分間、活性化し、再び水洗後Ni−P
系無電解めっき液(Niイオン対次亜りん酸=1:1重量比
の混合溶液、温度70〜90℃)に浸漬した。
上記した組成のNi−P系無電解めっき液1に陽イオ
ン性界面活性フルオロカーボン液(前掲、特公昭56−45
2号の出願人であるワクゾ・ナームローゼ・ベンノート
シャープ社の製品・商品名 ナイフローディスパージョ
ン)を49g加えた複合めっき浴(温度70〜90℃)を調製
した。このめっき液を撹拌しながら、Fe基材をめっき浴
に浸漬してめっきを行った。めっき後、流水により充分
の水洗を行った。その後、大気中、室温で乾燥を行っ
た。
ン性界面活性フルオロカーボン液(前掲、特公昭56−45
2号の出願人であるワクゾ・ナームローゼ・ベンノート
シャープ社の製品・商品名 ナイフローディスパージョ
ン)を49g加えた複合めっき浴(温度70〜90℃)を調製
した。このめっき液を撹拌しながら、Fe基材をめっき浴
に浸漬してめっきを行った。めっき後、流水により充分
の水洗を行った。その後、大気中、室温で乾燥を行っ
た。
得られためっきの厚みは、下地が約5μm、上層が約
25μmであった。組成は、下地はNiが約90重量%、残部
が主としてPであった。上層は、Niが約88重量%、PTFE
が約20容量%、残部主としてPであった。
25μmであった。組成は、下地はNiが約90重量%、残部
が主としてPであった。上層は、Niが約88重量%、PTFE
が約20容量%、残部主としてPであった。
得られた窪みはほとんどが球面状であり、分布密度
は、約20万個/cm2、窪みの直径は、ほとんどの窪みが80
μm〜100μmの範囲内にあり、窪みの深さは20〜25μ
mの範囲内にあった。
は、約20万個/cm2、窪みの直径は、ほとんどの窪みが80
μm〜100μmの範囲内にあり、窪みの深さは20〜25μ
mの範囲内にあった。
比較のために次の処理法による供試材を調製した。
セラミックカニゼン(厚み20μm) タフラム 硬質クロムめっき(厚み5μm) 窪みなし複合めっき(上記した本発明実施例の方法に
おいて、めっき液をあまり撹拌しないようにして窪みの
形成を避けた) 試験にはピンディスクタイプの摩擦テスターを用い、
次の条件により摩擦係数の測定を行った。
おいて、めっき液をあまり撹拌しないようにして窪みの
形成を避けた) 試験にはピンディスクタイプの摩擦テスターを用い、
次の条件により摩擦係数の測定を行った。
供試材:φ90mmのディスク ピン:SUJ2焼入材、3個、各ピンの端部は面積1cm2の
円形とし、端部のエッジには丸みをつけて仕上げた。
円形とし、端部のエッジには丸みをつけて仕上げた。
荷重:100kg 潤滑:最初にディスク側に軸油1滴滴下し、塗布し
た。
た。
周速:15cm/sec 試験結果を第4図に示す。
この図に示される摩擦係数変化グラフより、本発明の
供試材は摩擦が安定し、凝着し難いことが明らかであ
る。
供試材は摩擦が安定し、凝着し難いことが明らかであ
る。
(発明の効果) 以上説明したように、PTFEを共析分散させたNiめっき
の表面に窪みを設けることにより、境界潤滑特性を従来
の硬質Crめっきと比較して大幅に向上させることがで
き、スラストワッシャ、ジャーナルなどの摺動部材にPT
FE共析Ni−P無電解めっきを採用することが可能になっ
た。
の表面に窪みを設けることにより、境界潤滑特性を従来
の硬質Crめっきと比較して大幅に向上させることがで
き、スラストワッシャ、ジャーナルなどの摺動部材にPT
FE共析Ni−P無電解めっきを採用することが可能になっ
た。
第1図は本発明の摺動部材の構造を説明する模式図、 第2図は、窪みの形状の一例を説明する図面、 第3図は各種供試材の摩擦係数のグラフ、 第4図は各種供試材の摩擦係数の時間変化を示すグラフ
である。 1……基材、2……Ni−P下地めっき層、3……Ni−P:
フッ素樹脂共析めっき層、4……窪み、5……PTFE
である。 1……基材、2……Ni−P下地めっき層、3……Ni−P:
フッ素樹脂共析めっき層、4……窪み、5……PTFE
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二村 憲一郎 愛知県豊田市緑ケ丘3丁目65番地 大豊 工業株式会社内 (72)発明者 岡本 真一 愛知県豊田市緑ケ丘3丁目65番地 大豊 工業株式会社内 (72)発明者 高木 勉 愛知県豊田市広田町稲荷山20 高木特殊 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−9899(JP,A) 特開 昭63−246506(JP,A) 実開 昭56−452(JP,U)
Claims (1)
- 【請求項1】フッ素樹脂を共析したNi−P無電解めっき
層の表面に、該フッ素樹脂の凝集物を除去することによ
り多数の微小窪みが形成され、かつほとんどの窪みの深
さが5〜30μmの範囲内にあることを特徴とする、境界
潤滑下において優れた摺動特性を有する摺動部材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1203925A JP3055064B2 (ja) | 1989-08-08 | 1989-08-08 | 摺動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1203925A JP3055064B2 (ja) | 1989-08-08 | 1989-08-08 | 摺動部材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0368778A JPH0368778A (ja) | 1991-03-25 |
JP3055064B2 true JP3055064B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=16481968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1203925A Expired - Lifetime JP3055064B2 (ja) | 1989-08-08 | 1989-08-08 | 摺動部材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3055064B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105349974A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-02-24 | 安徽大学 | 含有ZrO2、PTFE、Ni-P合金的模具镀层材料、增强模具性能的方法、及防腐耐磨产品 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2548811B2 (ja) * | 1989-11-30 | 1996-10-30 | エヌティエヌ株式会社 | 機械部品 |
JP2001200838A (ja) * | 1999-11-09 | 2001-07-27 | Seiko Instruments Inc | 流体動圧軸受、流体動圧軸受装置、流体動圧軸受の製造方法、及び軸受表面加工方法 |
KR20150039548A (ko) * | 2013-10-02 | 2015-04-10 | 가부시키가이샤 시마노 | 접동 부재, 접동 부재를 이용한 자전거용 부품, 접동 부재를 이용한 낚시구용 부품, 및 접동 부재의 제조 방법 |
JP6278652B2 (ja) * | 2013-10-02 | 2018-02-14 | 株式会社シマノ | 摺動部材、摺動部材を用いた自転車用部品、摺動部材を用いた釣り具用部品、及び摺動部材の製造方法 |
US11274260B2 (en) * | 2013-10-02 | 2022-03-15 | Shimano Inc. | Slide member, bicycle component using slide member, and fishing tackle component using slide member |
CN105420702B (zh) * | 2015-11-17 | 2018-09-04 | 中国石油天然气集团公司 | 一种高磷化学镀Ni-P-PTFE憎水镀层及其制备方法 |
JP2017125922A (ja) * | 2016-01-13 | 2017-07-20 | 株式会社リコー | 定着装置及び画像形成装置 |
-
1989
- 1989-08-08 JP JP1203925A patent/JP3055064B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105349974A (zh) * | 2015-12-03 | 2016-02-24 | 安徽大学 | 含有ZrO2、PTFE、Ni-P合金的模具镀层材料、增强模具性能的方法、及防腐耐磨产品 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0368778A (ja) | 1991-03-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Balaraju et al. | Electroless Ni–P composite coatings | |
Guo et al. | Preparation and performance of a novel multifunctional plasma electrolytic oxidation composite coating formed on magnesium alloy | |
US4334926A (en) | Bearing material | |
Balaji et al. | Electrodeposition of bronze–PTFE composite coatings and study on their tribological characteristics | |
JP3055064B2 (ja) | 摺動部材 | |
Khun et al. | Wear and corrosion resistance of thick Ti-6Al-4V coating deposited on Ti-6Al-4V substrate via high-pressure cold spray | |
US4253714A (en) | High temperature low friction surface coating and method of application | |
Gou et al. | Influence of pH values on electroless Ni-P-SiC plating on AZ91D magnesium alloy | |
JP3733539B2 (ja) | すべり軸受材料 | |
JP3133209B2 (ja) | 潤滑膜形成用組成物及びそれを用いた滑り軸受 | |
Zhang et al. | Characterization of electroless Ni--P--PTFE composite deposits | |
Gadhari et al. | Electroless nickel-phosphorus composite coatings: a review | |
JPH01261514A (ja) | 摺動材料 | |
JPH1037962A (ja) | すべり軸受 | |
Panja et al. | Tribological behavior of electroless Ni–P coatings in various corrosive environments | |
Islam et al. | Electroless Ni-P/SiC nanocomposite coatings with small amounts of SiC nanoparticles for superior corrosion resistance and hardness | |
Julka et al. | Effect of pH on mechanical, physical and tribological properties of electroless Ni-P-Al 2 O 3 composite deposits for marine applications | |
JP2003328155A (ja) | アルミニウム又はアルミニウム合金製摺動部材の潤滑処理方法 | |
JP7149252B2 (ja) | 摺動部材用樹脂材料および摺動部材 | |
US4227756A (en) | High temperature low friction surface coating | |
JPS6045717B2 (ja) | 内燃機関用ピストンリング | |
Lin et al. | Wear and friction characteristics of surface–modified aluminium alloys | |
US20040204540A1 (en) | Solid lubricant and sliding members | |
Bhalla et al. | Friction and wear characteristics of electrodeposited copper composites | |
Ramesh et al. | Wear resistance of nickel-fly ash composite coatings |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100414 Year of fee payment: 10 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100414 Year of fee payment: 10 |