JP5251341B2 - 耐熱性摺動用部材 - Google Patents
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Description
(1)本発明は、フェノール樹脂、ピッチ系、PAN系及びレーヨン系から選ばれる1種又は2種以上のカーボンファイバー30〜80重量%、及び層状ケイ酸塩15〜30重量%を含む耐熱性摺動用部材である。
また、摺動相手材の金属としては、150℃以上の条件で使用可能なものであれば、特に制限はなく、種々のものが使用可能である。
この場合の指標としては、保持率Aは、90%以上であることが好ましい。保持率(A)が90%より低いと強度の低下が大きく、摺動用部材として使用することが困難となる。
この場合の指標としては、保持率BおよびCは、それぞれ70%以上であることが好ましい。各保持率が70%よりも低いと、高温度条件での強度の低下が著しく、高温度条件での使用が困難となる。
摺動試験は、Pin on disc型 摩擦摩耗試験機(スターライト工業(株)製、オートピンディスク APD−101)を用いて、動摩擦係数および摺動距離200km時点での試料の摩耗高さを測定した。摺動試験の条件は、試料形状がφ5mm長さ2mmの円柱、面圧が0.5MPa、摺動速度が1.0m/sec、摺動相手材が機械構造用炭素鋼S45C、摺動相手材の表面温度が25℃または200℃である。
本発明では、
曲げ試験は、JIS K7074に準じて行い、必要に応じて試験温度を25℃または200℃で行なった。200℃での曲げ試験は、曲げ試験機((株)島津製作所製、オートグラフ AGS−1000B)に付属した恒温槽を用いて試験部を200℃雰囲気に設定して行なった。その際、試料は予め200℃に設定した恒温槽内に30分間放置した後に測定した。また、曲げ強度試験は、3点曲げ試験により行った。また、前記曲げ強度とは、JIS K7074に定義する曲げ破壊強さを意味する。
(1)強化繊維単独使用時に対する曲げ強度の保持率A
A=(25℃における強化繊維単独使用時の曲げ強度)/(25℃における強化繊維と充填材使用時の曲げ強度)×100[%]
ここで、強化繊維単独使用時とは、フェノール樹脂と下記の強化繊維を主要な構成として用いた部材を意味し、強化繊維と充填材使用時とは、フェノール樹脂と下記強化繊維と下記充填材を主要な構成として用いた部材を意味する。即ち、上記保持率Aは、下記充填材を添加する場合と添加しない場合との比を求めたものである。
また、強化繊維は、カーボンファイバー、ガラスファイバー、またはアラミドファイバー等であり、充填材は、層状ケイ酸塩、層状ケイ酸塩以外の層状化合物または有機系固体潤滑剤等である。
B=(200℃における曲げ強度)/(25℃における曲げ強度)×100[%]
C=(200℃における曲げ弾性率)/(25℃における曲げ弾性率)×100[%]
フェノール樹脂固形分(住友ベークライト(株)製、PR50781)60wt%、カーボンファイバー(東邦テナックス(株)製、HTA−C6−SR、短繊維)30wt%およびタルク(日本タルク(株)製、P−4)10wt%を混合し、100℃に設定した乾燥炉中で60分間フェノール樹脂の硬化を進行させたものを圧縮成形(面盤温度180℃、面圧5MPa、30分間)して板状の摺動用部材を得た。
フェノール樹脂固形分(住友ベークライト(株)製、PR50781)の含有率が25wt%、カーボンファイバー(東邦テナックス(株)製、HTA−C6−SR、短繊維)の含有率が45wt%、タルク(日本タルク(株)製、P−4)の含有率が30wt%であることを除いて、実施例1と同様にして板状の摺動用部材を得た。
フェノール樹脂固形分(住友ベークライト(株)製、PR50781)の含有率が25wt%、カーボンファイバー(東邦テナックス(株)製、HTA−C6−SR、短繊維)の含有率が55wt%、タルク(日本タルク(株)製、P−4)の含有率が20wt%であることを除いて、実施例1と同様にして板状の摺動用部材を得た。
フェノール樹脂固形分(住友ベークライト(株)製、PR50781)およびタルク(日本タルク(株)製、P−4)を混合したものをカーボンファイバー((株)クレハ製、P−200、クロス)に含浸し、100℃に設定した乾燥炉中で60分間フェノール樹脂の硬化を進行させたものを積層し、圧縮成形(面盤温度180℃、面圧5MPa、30分間)して板状の摺動用部材を得た。この際の各含有率は、フェノール樹脂固形分が25wt%、タルクが15wt%、カーボンファイバーが60wt%である。
フェノール樹脂固形分(住友ベークライト(株)製、PR50781)の含有率が25wt%、カーボンファイバー((株)クレハ製、P−200、クロス)の含有率が65wt%、タルク(日本タルク(株)製、P−4)の含有率が10wt%であることを除いて、実施例4と同様にして板状の摺動用部材を得た。
フェノール樹脂固形分(住友ベークライト(株)製、PR50781)の含有率が20wt%、カーボンファイバー((株)クレハ製、P−200、クロス)の含有率が75wt%、タルク(日本タルク(株)製、P−4)の含有率が5wt%であることを除いて、実施例4と同様にして板状の摺動用部材を得た。
フェノール樹脂固形分(住友ベークライト(株)製、PR50781)の含有率が19wt%、カーボンファイバー((株)クレハ製、P−200、クロス)の含有率が80wt%、タルク(日本タルク(株)製、P−4)の含有率が1wt%であることを除いて、実施例4と同様にして板状の摺動用部材を得た。
フェノール樹脂固形分(住友ベークライト(株)製、PR50781)の含有率が25wt%、カーボンファイバー((株)クレハ製、P−200、クロス)の含有率が65wt%、モンモリロナイト((株)ホージュン製、ベンゲルA)の含有率が10wt%であることを除いて、実施例4と同様にして板状の摺動用部材を得た。
フェノール樹脂固形分(住友ベークライト(株)製、PR50781)の含有率が25wt%、カーボンファイバー((株)クレハ製、P−200、クロス)の含有率が65wt%、マイカ((株)神坂鉱業製、セリサイトSP)の含有率が10wt%であることを除いて、実施例4と同様にして板状の摺動用部材を得た。
フェノール樹脂固形分(住友ベークライト(株)製、PR50781)の含有率が25wt%、カーボンファイバー(東邦テナックス(株)製、HTA−C6−SR、短繊維)の含有率が45wt%、マイカ((株)神坂鉱業製、セリサイトSP)の含有率が30wt%であることを除いて、実施例1と同様にして板状の摺動用部材を得た。
フェノール樹脂固形分(住友ベークライト(株)製、PR50781)の含有率が19wt%、カーボンファイバー((株)クレハ製、P−200、クロス)の含有率が80wt%、マイカ((株)神坂鉱業製、セリサイトSP)の含有率が1wt%であることを除いて、実施例4と同様にして板状の摺動用部材を得た。
フェノール樹脂固形分(住友ベークライト(株)製、PR50781)およびタルク(日本タルク(株)製、P−4)を混合したものを、ガラスファイバー(前田ガラス(株)製、TR9011FL−2−S、クロス)に含浸し、100℃に設定した乾燥炉中で60分間フェノール樹脂の硬化を進行させたものを積層し、圧縮成形(面盤温度180℃、面圧5MPa、30分間)して板状の摺動用部材を得た。この際の各含有率は、フェノール樹脂固形分が23wt%、タルクが12wt%、ガラスファイバーが65wt%である。
フェノール樹脂固形分(住友ベークライト(株)製、PR50781)の含有率が20wt%、ガラスファイバー(前田ガラス(株)製、TR9011FL−2−S、クロス)の含有率が65wt%およびモンモリロナイト((株)ホージュン製、ベンゲルA)の含有率が15wt%であることを除いて、比較例1と同様にして板状の摺動用部材を得た。
フェノール樹脂固形分(住友ベークライト(株)製、PR50781)の含有率が25wt%、アラミドファイバー(帝人(株)製、C03942S、クロス)の含有率が65wt%、モンモリロナイト((株)ホージュン製、ベンゲルA)の含有率が10wt%であることを除いて、比較例1と同様にして板状の摺動用部材を得た。
フェノール樹脂固形分(住友ベークライト(株)製、PR50781)を、カーボンファイバー((株)クレハ製、P−200、クロス)に含浸し、100℃に設定した乾燥炉中で60分間フェノール樹脂の硬化を進行させたものを積層し、比較例1と同様にして板状の摺動用部材を得た。この際の各含有率は、フェノール樹脂固形分が35wt%、カーボンファイバーが65wt%である。
フェノール樹脂固形分(住友ベークライト(株)製、PR50781)55wt%、カーボンファイバー(東邦テナックス(株)製、HTA−C6−SR、短繊維)25wt%およびタルク(日本タルク(株)製、P−4)20wt%を混合し、100℃に設定した乾燥炉中で60分間フェノール樹脂の硬化を進行させたものを圧縮成形(面盤温度180℃、面圧5MPa、30分間)して板状の摺動用部材を得た。
フェノール樹脂固形分(住友ベークライト(株)製、PR50781)25wt%、カーボンファイバー(東邦テナックス(株)製、HTA−C6−SR、短繊維)40wt%およびタルク(日本タルク(株)製、P−4)35wt%を混合し、100℃に設定した乾燥炉中で60分間フェノール樹脂の硬化を進行させたものを、比較例1と同様にして板状の摺動用部材を得た。
フェノール樹脂固形分(住友ベークライト(株)製、PR50781)の含有率が16wt%、カーボンファイバー((株)クレハ製、P−200、クロス)の含有率が83wt%およびタルク(日本タルク(株)製、P−4)の含有率が1wt%であることを除いて、比較例1と同様にして板状の摺動用部材を得た。
フェノール樹脂固形分(住友ベークライト(株)製、PR50781)の含有率が23wt%、カーボンファイバー((株)クレハ製、P−200、クロス)の含有率が65wt%および窒化ホウ素(水島合金鉄(株)製、HP−40)の含有率が12wt%であることを除いて、比較例1と同様にして板状の摺動用部材を得た。
フェノール樹脂固形分(住友ベークライト(株)製、PR50781)の含有率が23wt%、カーボンファイバー((株)クレハ製、P−200、クロス)の含有率が65wt%およびカーボンブラック(デグサヒュルスAG製、スペシャルブラック4)の含有率が12wt%であることを除いて、比較例1と同様にして板状の摺動用部材を得た。
フェノール樹脂固形分(住友ベークライト(株)製、PR50781)の含有率が23wt%、カーボンファイバー((株)クレハ製、P−200、クロス)の含有率が65wt%およびグラファイト(日本黒鉛工業(株)製、PGA−5)の含有率が12wt%であることを除いて、比較例1と同様にして板状の摺動用部材を得た。
フェノール樹脂固形分(住友ベークライト(株)製、PR50781)の含有率が17wt%、カーボンファイバー((株)クレハ製、P−200、クロス)の含有率が65wt%およびフッ化黒鉛(セントラル硝子(株)製、セフボン)の含有率が18wt%であることを除いて、比較例1と同様にして板状の摺動用部材を得た。
フェノール樹脂固形分(住友ベークライト(株)製、PR50781)の含有率が14wt%、カーボンファイバー((株)クレハ製、P−200、クロス)の含有率が65wt%および二硫化モリブデン(住鉱潤滑剤(株)製、モリパウダー)の含有率が21wt%であることを除いて、比較例1と同様にして板状の摺動用部材を得た。
フェノール樹脂固形分(住友ベークライト(株)製、PR50781)の含有率が14wt%、カーボンファイバー((株)クレハ製、P−200、クロス)の含有率が65wt%および二硫化タングスステン(日本潤滑剤(株)製、WS2A)の含有率が21wt%であることを除いて、比較例1と同様にして板状の摺動用部材を得た。
フェノール樹脂固形分(住友ベークライト(株)製、PR50781)の含有率が15wt%、カーボンファイバー((株)クレハ製、P−200、クロス)の含有率が65wt%および超高分子量ポリエチレン(三井化学(株)製、ミベロンXM220)の含有率が20wt%であることを除いて、比較例1と同様にして板状の摺動用部材を得た。
フェノール樹脂固形分(住友ベークライト(株)製、PR50781)の含有率が15wt%、カーボンファイバー((株)クレハ製、P−200、クロス)の含有率が65wt%およびPTFE((株)喜多村製、KTL620)の含有率が20wt%であることを除いて、比較例1と同様にして板状の摺動用部材を得た。
各実施例および各比較例において作製した摺動用部材を、前記の方法で評価した。その結果を表1〜4に示す。尚、表中「保持率A」とは、前記「強化繊維単独使用時に対する曲げ強度の保持率A」を、「保持率B」とは、前記「25℃曲げ強度に対する200℃曲げ強度の保持率B」を、「保持率C」とは、前記「25℃曲げ弾性率に対する200℃曲げ弾性率の保持率C」を意味する。
Claims (6)
- フェノール樹脂、ピッチ系、PAN系及びレーヨン系から選ばれる1種又は2種以上のカーボンファイバー30〜80重量%、及び層状ケイ酸塩15〜30重量%を含む耐熱性摺動用部材。
- 金属である摺動相手材の温度が150℃以上となる条件において動摩擦係数が0.30以下となる請求項1に記載の耐熱性摺動用部材。
- 金属である摺動相手材の温度が150℃以上となる条件において摺動距離200km時点での摩耗高さが1000μmより小さい請求項1又は2に記載の耐熱性摺動用部材。
- フェノール樹脂とカーボンファイバーを含み層状ケイ酸塩を含まないものと比較して曲げ強度が90%以上保持される請求項1〜3の何れかに記載の耐熱性摺動用部材。
- 200℃での曲げ強度が25℃曲げ強度と比較して70%以上保持される請求項1〜4の何れかに記載の耐熱性摺動用部材。
- 200℃での曲げ弾性率が25℃曲げ弾性率と比較して70%以上保持される請求項1〜5の何れかに記載の耐熱性摺動用部材。
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