JP3133209B2 - 潤滑膜形成用組成物及びそれを用いた滑り軸受 - Google Patents
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Description
り軸受などにコーティングされて用いられる潤滑膜形成
用組成物と、それを用いた滑り軸受に関する。
は、一般にアルミニウム合金やPb系オーバレイ付き銅
鉛合金が用いられている。ところが近年は高出力及び高
回転による自動車エンジンの高性能化が著しく、このよ
うな軸受材料では摺動性能が不十分となる場合がある。
なじみ性と耐異物特性が不十分である。またPb系オー
バレイ付き銅鉛合金軸受では耐摩耗性が充分でなく、複
雑な製造工程を要するためコストが高いという不具合も
ある。そこで特開平4−83914号公報には、アルミ
ニウム系合金の表面に固体潤滑剤90〜55重量%とポ
リイミド系バインダ10〜45重量%とからなる潤滑膜
を形成した滑り軸受材料が開示されている。このような
潤滑膜を形成することにより、アルミニウム合金軸受の
初期のなじみ性が向上し、優れた耐疲労性及び耐焼付性
が発揮される。
示された潤滑膜をもつアルミニウム合金軸受では、実施
例における焼付荷重が高々600×105 Paであり、
近年の高性能のエンジン用軸受としてはさらに優れた耐
焼付性が望まれている。本発明はこのような事情に鑑み
てなされたものであり、潤滑膜の耐焼付性を一層向上さ
せることを目的とする。
明の潤滑膜形成用組成物は、MoS2 ,WS2 ,BN,
グラファイト及び炭素繊維から選ばれる固体潤滑剤70
〜97重量%と、バインダ3〜30重量%とからなる潤
滑膜形成用組成物であって、バインダはポリイミド系樹
脂とエポキシ基を持つ化合物よりなる膜形成補助剤とか
らなることを特徴とする。
ミド、ポリエーテルイミドまたは芳香族ポリアミドイミ
ドあるいは、これらのジイソシアネート変性、BPDA
変性、スルホン変性樹脂のワニスなどを使用することが
できる。また本発明の滑り軸受は、軸受基体の表面に上
記潤滑膜形成用組成物から被覆形成された潤滑膜をもつ
ことを特徴とする。
剤がバインダと固体潤滑剤とを強固に一体化している。
したがって形成された潤滑膜では、多量の固体潤滑剤が
膜中に強固に保持されているため、従来の膜形成補助剤
を使用しない場合に比べ、摺動部表面に固体潤滑材がよ
り多く存在し、焼きつきを起こしにくくなる。これによ
り摺動初期に容易に流体潤滑膜を形成しやすくなり、初
期のなじみ性に優れているとともに脱落などが防止され
耐焼付性が格段に向上する。
くなると初期のなじみ性が不十分となる。また97重量
%を超えるとバインダが少なくなることにより潤滑膜中
での保持性が低下し、初期に摩耗や剥離が発生するよう
になる。それ故、固体潤滑剤含有量は70〜97重量%
が望ましい。より好ましくは、90.5から95重量%
である。
形成補助剤=99〜70:1〜30とすることが望まし
い。樹脂と膜形成補助剤の量がこの比の範囲を外れる
と、潤滑膜中における固体潤滑剤の保持性が低下し耐焼
付性が低下する。なお膜形成補助剤をエポキシ基を持つ
化合物から構成すれば、固体潤滑剤の保持性に特に優れ
るようになる。
では、多量の固体潤滑剤が膜中に強固に保持されている
ので初期のなじみ性に優れ、脱落や摩耗が防止されてい
るので耐焼付性に格段に優れている。なお、潤滑膜の厚
さとしては1.0×10-6〜50×10-6mの範囲が好
ましく、5×10-6〜20×10-6mの範囲が特に好ま
しい。潤滑膜の厚さが1.0×10-6mより薄いとなじ
み性はほとんど期待できず、50×10-6mより厚くな
ると耐疲労性が大幅に低下する。
(「AI−10」テイジン、アモコ(株)製)27重量
部と、膜形成補助剤としてのエポキシ化合物(「VG3
101」三井石油化学(株)製)3重量部と、固体潤滑
剤としてのMoS2 70重量部と、有機溶剤適量とをボ
ールミルに投入し、3時間粉砕混合して実施例1の潤滑
膜形成用組成物とした。この時、膜中のエポキシ化合物
の水酸基が水素結合により膜中のMoS2 を保持し、脱
落を防ぐ。またポリイミド樹脂中のカルボキシル基と結
びつき膜をより強固なものとする。
るものであり、バインダを溶解可能なものであれば特に
制限なく用いられる。例えばバインダがポリアミドイミ
ドであれば、キシレン,N−メチル2ピロリドンなどを
組成物100重量部に対して100〜300重量部用い
ることができる。なお、上記潤滑膜形成用組成物中の固
体潤滑剤は、平均粒径が1×10-6m以下、最大粒径は
10×10-6m以下となるまで粉砕するのが望ましい。
平均粒径が1×10-6mより大きかったり最大粒径が1
0×10-6mより大きいと、緻密な皮膜にならず得られ
る潤滑膜の潤滑作用が低下し耐焼付性が低下する。
(Al−11Sn−1.8Pb−1Cu−3Si)から
なるライニング材が圧接された円筒状又は半割円筒状な
どの軸受表面を脱脂した後、上記潤滑膜形成用組成物を
エアスプレーで約15×10-6mの膜厚となるように吹
き付け、その後150〜220℃で約30分間加熱硬化
させて潤滑膜を形成した。
1に、その要部断面図を図2に示す。この滑り軸受は、
厚さ1.2mmのSPCC製裏金1と、裏金1表面に圧
接された厚さ0.3mmのAl合金製ライニング層2
と、ライニング層2表面に形成された厚さ15×10-6
mの潤滑膜3とから構成され、その軸受幅は20mmで
ある。
摩耗性試験を行い、焼付荷重と摩耗量を測定した。結果
を表1に示す。なお耐焼付試験は、滑り軸受をS50C
焼入れ材からなるシャフトと接触させ、潤滑油としてS
AE7.5W30を使用し、5分毎に荷重を50×10
5 Paずつ増加させながら、シャフトを5000rpm
で回転させ、焼付が生じた時の荷重を測定した。
置を用い、荷重450×105 Paにて5000rpm
で5時間回転させたときの摩耗量を測定した。 (実施例2〜9,比較例1〜2) 表1に示すように、固体潤滑材、バインダ及び膜形成補
助剤の種類と量を種々変化させて、実施例1と同様にし
て潤滑膜形成用組成物を調整した。そしてそれぞれの潤
滑膜形成用組成物から実施例1と同様に潤滑膜を形成
し、同様に焼付荷重と摩耗量を測定した結果を表1に示
す。 (比較例3) 表1に示すように、バインダとしてポリアミドイミド樹
脂を30重量部用い、MoS2 を70.0重量部用いる
とともに膜形成補助剤を使用しなかったこと以外は実施
例1と同様にして潤滑膜形成用組成物を調整した。そし
て実施例1と同様に潤滑膜を形成し、同様に焼付荷重と
摩耗量を測定した結果を表1に示す。 (比較例4) 表1に示すように、バインダとしてポリアミドイミド樹
脂を10重量部用い、MoS2 を90.0重量部用いる
とともに膜形成補助剤を使用しなかったこと以外は実施
例1と同様にして潤滑膜形成用組成物を調整した。そし
て実施例1と同様に潤滑膜を形成し、同様に焼付荷重と
摩耗量を測定した結果を表1に示す。 (比較例5) 潤滑膜を形成せず、ライニング層2の焼付荷重と摩耗量
を実施例1と同様に測定した結果を表1に示す。 (比較例6) ライニング層2の表面に、Pb−10Sn−2Cu合金
からなる厚さ約15×10-6mのオーバレイめっき層を
形成した滑り軸受を用い、オーバレイめっき層の焼付荷
重と摩耗量を実施例1と同様に測定した結果を表1に示
す。
と潤滑膜の焼付荷重との関係を、実施例1と同様の方法
にて別に測定し、結果を図3に示す。バインダの構成は
実施例1と同様である。 (評価)表1から明らかなように、本発明の実施例の組
成物から形成された潤滑膜をもつ滑り軸受は、550×
105 〜1100×105 Paという極めて高い焼付荷
重を示し、比較例に比べて耐焼付性が格段に向上してい
る。そして比較例1,2の結果より、固体潤滑剤が70
重量%より少ないと焼付荷重が低く、固体潤滑剤を97
重量%と多くしても焼付荷重は向上するものの摩耗量が
大きくなるため好ましくないことがわかる。
辺で焼付荷重が急激に上昇しているので、70重量%以
上の含有が好ましいことが明らかである。さらに好まし
くは、90.5重量%以上が良好である。そして比較例
1,2と比較例3,4の比較より、膜形成補助剤の添加
により焼付荷重と摩耗量の両方が増大していることが明
らかである。
よれば、初期のなじみ性に優れ、耐焼付性に優れた潤滑
膜を形成することができる。そして本発明の潤滑膜をも
つ滑り軸受によれば、相手材の偏りなどを吸収して初期
焼付の発生が抑制されるので、耐久信頼性が大幅に向上
する。またシャフトと軸受のクリアランスを一層小さく
することができるので、打音などを減少させることも可
能である。さらに、オーバレイめっき軸受に比べて低コ
ストで製造可能である。
る。
フである。
Claims (3)
- 【請求項1】 MoS2 ,WS2 ,BN,グラファイト
及び炭素繊維から選ばれる固体潤滑剤70〜97重量%
と、バインダ3〜30重量%とからなる潤滑膜形成用組
成物であって、 該バインダはポリイミド系樹脂とエポキシ基を持つ化合
物よりなる膜形成補助剤とからなることを特徴とする潤
滑膜形成用組成物。 - 【請求項2】 軸受基体と、 MoS2 ,WS2 ,BN,グラファイト及び炭素繊維か
ら選ばれる固体潤滑剤70〜97重量%と、バインダ3
〜30重量%とからなり、該バインダはポリイミド系樹
脂とエポキシ基を持つ化合物よりなる膜形成補助剤とか
らなる潤滑膜形成用組成物から該軸受基体表面に被覆形
成された潤滑膜と、よりなることを特徴とする滑り軸
受。 - 【請求項3】 前記バインダにおいて、前記ポリイミド
系樹脂と膜形成補助剤とは重量比で99〜70:1〜3
0の比率であることを特徴とする請求項1に記載の潤滑
膜形成用組成物。
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