JPH02178395A - 摺動材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。

〔従来の技術〕

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
ベリ軸受において、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。

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。

一方、従来−恕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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

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
の使用にはきわめて不満足であった。

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。

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。

〔問題点を解決するための手段〕

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。

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。

さらに、配合される他の副成分として特定の摩擦ｒＡ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、釦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。

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する摺
動材料である。

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。

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７ｏ容景％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。

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（Ｏ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。

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ＰＩＩＮＩ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。

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。

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
、またショク１−ブラスト、エツ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
。

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。

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、ｒ′ｆ！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。

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％未濶では放熱
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。

好ましい使用量は１０〜４０％、より好ましくは２０〜
３０％である。

この鉛は、金属鉛として配合する他、鉛化合物として酸
化鉛あるいはフン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
以外の釦は、全鉛量の５０重量％以下とするのがよい。

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。

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。

この釦は、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景を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、本願の摺動材料の釦の重量％は、かなり
高いものになる。

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２５０μ
ｍ以下が、また結晶性は、Ｘ線で測定したｄ（。１１２
）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。

そして、釦とグラファイトの配合量は、合計で１２〜７
０容量％であるに 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九ず、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。

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。

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。

次しこ、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、比較的可撓性がある性質を利用
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。

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ＷＪ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（ＰＴＰ
Ｅ）が好ましい。

この固体潤滑剤の使用量は、総量で３０容量％以下（Ｏ
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、比重の高い釦が
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。

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ＩＩ
ＪＩ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。

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ａ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
、特に焼成りレーが好ましい。焼成りレーはクレーを予
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。

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。

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。

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。

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。

なお、副成分として摩擦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
の時、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。

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離間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
味は少ないが、前記フッ素樹脂との総量が３０容量％以
下、釦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。

このように、本願発明の摺動材料においては、上記釦と
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。

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、ＭｏＳ、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に
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。

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。

また、特開昭５２−４４８７１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、釦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。

以下２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。

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−銅系粉末焼結、金属・セラミック溶射ニアル
ミニウム合金板−エツチング（ＦＪ）極酸化を含む）、
ショツトブラスト：銅合金板−エツチング、ショツトブ
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８０〜１５０Ｊ＋＊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。ショツトブラストの場合は、カットワ
イア、焼成アルミナ、ガラスピ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。

エツチングの場合は、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ツチングが可能な
エッチャントを使用して裏金に微細な凹凸を形成する・
。

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有していることが
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１００〜３００ｐｍ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。

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１次に焼成を行う。

ソリッド摺動材料の厚さは通常０．５〜１０ｗｎであり
、その他の寸法は組込む機械により決められる。

以下余白 〔作　用〕 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。

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、釦とグラファ
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。

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。

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。

そして−金属鉛以外の鉛を、金属鉛に換算して容量％で
７％以以上台すると、同様に相乗効果が若干具られる。

勿論、金属鉛を用いた方が遥かに相乗効果が高い。

この要因は定かではないが、摺動材料の組織を［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線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具られ
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。

そして、混線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。

また、ポリイミド、ポリアミドイミド樹脂との併用が相
乗効果に寄与していることも考えられる。

これは、本願の摺動材料では、この樹脂の耐熱温度に対
し、配合される釦の融点（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ａ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。

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。

一方、ポリイミドおよびポリアミドイミドは、それ自体
可ど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。

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５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、これと釦とグラファイトを組合せ、
主成分とすると、釦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」―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。

この釦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
ファイトの放熱により、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、補助的に釦とグラファイト自体の低摩擦性
を有効に引き出し、摺動表面での釦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となる。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、釦および／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。

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、この釦は、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、−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、−旦移着すると一
種の保護膜として作用することとなり、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
妨げることとなり、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、−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。

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。

〔実施例〕

以下、さらに実施例により本発明を説明する。

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メツシユ）、グラファイト（面間隔ｄ　（２
゜ｏ）＝３．４Ａ、最大粒径７０μｍ、粉末粒度−２０
０メツシユ）を予め用意した。

また、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ、粉末粒度−２゜Ｏメツシ
ュ）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ、、２００メツシユ）
、二硫化タングステン（ＷＳ２、−２００メツシユ）、
窒化硼素（ＢＮ、−２００メツシユ）、クレー（カオリ
ン粘土）、ムライト１、シリカ（無定形シリカ、粉末粒
度−３２５メツシユ）およびアルミナ（粉末粒度−３２
５メッシュ）も予め用意した。

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、低錫鉛合金（５Ｓ
ｎ−Ｐｂ）、銅鉛合金（Ｉ　Ｃｕ　−ｐｂ）も、各々粉
末粒度−２００メツシユのものを予め用意した。

一方、裏金として１４０ｍａＸ１．５＋ｍ＋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（Ｓｎ
１０％含有、＋８０．−１５０メツシユ）を、それぞれ
用意した。１Ａ金を脱脂後、青銅粉末を裏金面積ｄ当り
０．０５〜０．１ｇｇ金上に配置しその後８３０〜８５
０℃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１５０１であり、ｇｔ鋼の比重に基づいて計算
した気孔率は４０〜８ｏ％であった。

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”Ｃ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。

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４ｍのソリッド材試料を調製した。

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５５５Ｃ焼人材製試
験軸に１０ｋｇの荷重で接触させ、試験軸表面にオイル
−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１ｋｍ以上ではほぼ一定になった）と摩耗
量を調べた。

バイメタル材の結果を、第１表ないし第３表に示す。

表中、ＰＩはポリイミド、ＦＡＩ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、ＭｏＳ、は二
硫化モリブデンを、ＷＳ２は二硫化タングステンを、Ｂ
Ｎ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釦は、金属鉛のものを記載し
た。

比較例９１．９２は、鉛とグラファイトを添加し、ＰＴ
ＦＥ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ＭｏＳ。

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、ＰＡ工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。

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。

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。

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。

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。

〔発明の効果〕

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、ターボチャージャ
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
の境界潤滑条件下あるいは混合潤滑条件下で優れた性能
を特徴する

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉛を７〜６５容量％、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する摺動材料。
2. （２）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７
   ０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。
3. （３）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１
   ５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。
4. （４）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。