JP4812823B2 - 複層軸受の製造方法 - Google Patents
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Description
一方、環境保全のため、鉛または鉛化合物の使用は望ましくないことから、ポリフッ化ビニリデンと酸化クロムおよび酸化鉄の一方からなる非毒性金属酸化物を用いた軸受用材料(特許文献4)、PTFEとフェノール樹脂粉末を用いた複層摺動部材(特許文献5)、PTFEを主成分とする樹脂に炭素繊維およびモース硬度 4 以下のウィスカを配合してなる複層軸受(特許文献6)等が知られている。
特に車のシュレッダーダスト等に含まれる鉛を西暦 2000 年に 1/2、 2005 年に 1/3に減少させるとの通産省産業構造審議会の答申もあり、全く鉛を含まない鉛レス複層軸受が望まれている。
また、上記多孔質層を形成する工程の前に、該多孔質層を形成する上記金属裏金の表面に、銅あるいは銅合金のメッキをすることを特徴とする。
複層軸受1は、鋼板などの金属裏金2の表面に焼結金属などの多孔質層3を形成し、この多孔質層3中に含浸被覆組成物4が含浸被覆された三層構造体となっている。含浸被覆面が摺動面となり、高面圧下での摺動特性に優れた軸受が得られる。
これらのPTFEおよび変性PTFEは、一般的なモールディングパウダーを得る懸濁重合法、ファインパウダーを得る乳化重合法のいずれを採用してもよいが、数平均分子量(Mn)は約 50 万から 1000 万が好ましく、さらに限定すれば 50 万から 300万が好ましい。
PTFEの市販品としては、三井・デュポンフロロケミカル社製:テフロン(登録商標)7Jを、変性PTFEの市販品としては、三井・デュポンフロロケミカル社製:テフロンTG70J、ダイキン工業社製:ポリフロンM111、ポリフロンM112、ヘキスト社製:ホスタフロンTFM1600、ホスタフロンTFM1700等を例示できる。
また、糸種は特に限定しないが、2000℃焼成、あるいはそれ以上の温度での処理品(黒鉛化品)より 1000 ℃焼成品(炭化品)の方が好ましい。なお、焼成温度については低弾性を狙った低温焼成品あるいは高弾性を狙った高温焼成品も使用できる。
粒状無機充填材が 30 体積%をこえると相手材がアルミニウム合金等の軟質材の場合に相手部材を摩耗損傷するおそれがあり、 3 体積%未満であると耐摩耗性効果が発現しない。
炭素繊維の配合量が 30 体積%をこえると成形性に問題が生じ、 3体積%未満であると補強効果に乏しく、十分な耐クリープ性、耐摩耗性が得られない。
PIまたはPPSが 30 体積%をこえると高荷重下で摩擦係数が上昇し、初期トルクの増大および摩擦による発熱量の増大等の不具合が生じ、 5体積%未満であると補強効果が発揮できない。
PTFEの配合量は、全配合量の残部とする。
本発明に使用できる多孔質層3としては焼結金属層が好ましく、焼結金属層としては、銅あるいは青銅等の銅合金が摩擦摩耗特性に優れ好ましい。
(1)PTFE[PTFE]三井・デュポンフロロケミカル社製:テフロン7J
(2)PPS[PPS]東ソー社製:B160(融点 288℃)
(3)PI[PI]宇部興産社製:UIP−R(融点 400℃)
(4)ピッチ系炭素繊維[CF−1]呉羽化学製:クレカミルドM101S(繊維長 100μm 、繊維径 14.5 μm )
(5)PAN系炭素繊維[CF−2]東邦レーヨン社製:ベスファイトHTA−CMF0160−0H(繊維長 160μm 、繊維径 7μm )
(6)硫酸カルシウム粉末[CaSO−P]ノリタケ社製:D−101A(モース硬度 2〜3 、平均粒子径 24 μm )
(7)ホウ酸アルミニウム粉末[AlBO−P]四国化成工業社製:アルボライトPC08(モース硬度 7 、不定形状、平均粒子径 8 μm )
(8)チタン酸カリウム粉末[KTiO−P]クボタ社製:TXAX−SA(モース硬度 4 、板状、平均粒子径 30〜40μm )
(9)硫酸カルシウムウイスカ[CaSO−W]大日精化工業社製(モース硬度 2〜3 、平均繊維長 50 〜 60 μm )
(10)チタン酸カリウムウイスカ[KTiO−W]大塚化学社製:ティスモN(モース硬度 4、平均繊維長 10 〜 20 μm )
実施例1〜実施例4の複層軸受を次の方法で作製した。
ステンレス鋼(SUS304)の鋼板を脱脂した後、銅メッキを行ない、この鋼板の表面に青銅粉末(#100 メッシュをパスし、#200 メッシュでオンするもの)を散布した。
青銅粉末が一様に散布された鋼板を加熱・加圧することにより均一な層厚の多孔質層を形成した。
この多孔質層上に、表1に示す配合割合(単位は体積%)に調整したPTFE粒子のディスパージョンを塗布し、乾燥炉中で溶媒を蒸発させ、加熱・加圧により樹脂成分を多孔質層に含浸被覆した。
試験条件は速度 153m/min 、面圧 1.5 MPa で 30 時間供試し、試験終了直前の動摩擦係数、摩耗量を測定した。測定結果を表1に示す。
表1に示す配合割合に調整したPTFE粒子のディスパージョンを塗布する以外は、実施例1と同一の条件方法で複層軸受を作製した。得られた複層軸受の板材を実施例1と同一のリングオンディスク型試験機を用いて評価した。結果を表1に示す。
一方、各比較例の複層軸受は、摩擦特性は良好であったが耐摩耗性が劣っていた。
2 金属裏金
3 多孔質層
4 含浸被覆組成物
5 相手材
6 試験片
7 ロードセル
Claims (3)
- 金属裏金(1)と、この金属裏金の表面に形成された多孔質層(2)と、この多孔質層に含浸被覆された含浸被覆組成物(3)とからなる三層構造体を有し、前記含浸被覆組成物(3)の含浸被覆面が摺動面となる複層軸受の製造方法において、
前記含浸被覆組成物(3)は、鉛類を含まず、ポリイミド樹脂およびポリフェニレンサルファイド樹脂から選ばれる少なくとも一つの合成樹脂5〜30体積%と、硫酸カルシウム粉末、ホウ酸アルミニウム粉末、チタン酸カリウム粉末から選ばれる少なくとも一つの平均粒子径8〜40μmの粒状無機充填材3〜30体積%と、炭素繊維1〜15体積%と、残部であるポリテトラフルオロエチレン樹脂とからなり、
該製造方法は、前記金属裏金(1)の表面に銅あるいは銅合金の粉末を散布し、これを加熱・加圧することで前記金属裏金(1)の表面に焼結金属からなる前記多孔質層(2)を形成する工程と、
前記多孔質層(2)上に前記含浸被覆組成物(3)を塗布し、加熱・加圧により前記含浸被覆組成物(3)を前記多孔質層(2)に含浸被覆する工程とを有することを特徴とする複層軸受の製造方法。 - 前記含浸被覆組成物(3)を前記多孔質層(2)に含浸被覆する工程において、該含浸被覆組成物(3)は、溶媒に溶解あるいは分散させたディスパージョン液として塗布することを特徴とする請求項1記載の複層軸受の製造方法。
- 前記多孔質層(2)を形成する工程の前に、該多孔質層(2)を形成する前記金属裏金(1)の表面に、銅あるいは銅合金のメッキをすることを特徴とする請求項1または請求項2記載の複層軸受の製造方法。
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