JPH03174494A - 摺動部材 - Google Patents

摺動部材

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JPH03174494A
JPH03174494A JP31406289A JP31406289A JPH03174494A JP H03174494 A JPH03174494 A JP H03174494A JP 31406289 A JP31406289 A JP 31406289A JP 31406289 A JP31406289 A JP 31406289A JP H03174494 A JPH03174494 A JP H03174494A
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ptfe
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賢治 植野
Hirobumi Michioka
博文 道岡
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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) 本発明は摺動部材に関するものである。
(従来の技術) 無潤滑条件下で使用される摺動部材には、摺動面での摩
擦係数の低減や耐摩耗性の向上が特に必要とされる。そ
のため従来より無潤滑下ですべり接触を行うこととなる
摺動部材には一般的に、摩擦係数を低減するためのZn
クロメート処理、樹脂コーティング等を施したり、耐摩
耗性を向上させるための浸炭焼入れ等を施した摺動部材
が用いられている。
(発明が解決しようとする課題) 上記従来の摺動部材は、摺動部材特性に関する最近の厳
しい要請に応えるには、摩擦係数の低減及び耐摩耗性の
向上の点でまだ十分とは言えなかった。
そこで本発明者等は先に、摺動面にPTFE (ポリテ
トラフルオロエチレン)分散Ni−Pめっき層を形成さ
せた摺動部材を提案しく特願昭63−330412号、
#願平1−42230号)ある程度の解決をみている。
しかしこれとて完全に満足できるものではなく、摺動面
部で初期に発生する凝着摩耗により滑りが悪くなるとい
う問題があった。
本発明はこのような問題を解決する目的でなされたもの
であり、その解決しようとする課題は、摩擦係数か低く
安定した状態に維持され、耐摩耗性が向上し、初期凝着
摩耗が発生しない摺動部材を提供することである。
(課題を解決するための手段) 上記課題を解決できる本発明の摺動部材は、摺動面部が
、母材上に形成された硬さ1lv450以上のPTFE
分散Nj−Pめっき層(第−層)と、その上に形成され
たPTFE層(第二層)とから構成されていることを特
徴とする。
第一の層であるPTFE分散Ni−Pめっき層は、PT
FE粒子を適当に分散させたNi−Pめっき液で母材に
めっき処理を施すことにより形成できる。めっき方法自
体は無電解・化学めっきが簡便であり、母材に直接施し
てもよいが、密着性を確実なものとするには被処理部を
脱脂、酸洗いした後、或は更に亜鉛置換めっき処理した
後、上記めっき液に所望の淳さのめっき層か得られるま
で浸漬すればよい。なお上記方法によらず、電解析出法
によりNi−Pめっき層を形成させてもよい。
上記Ni−Pめっき層中のPTFEの分散量は、15V
o1%未満ではPTFEか固体潤滑材として十分役割を
果さず、即ち初期凝着摩耗の発生及び焼き付きを防1ヒ
する効果が十分てなく、逆に35 Vo1%を越えると
めっき層の耐摩耗性が大幅に低下するため15〜35 
Vo1%であるのか好ましい。PTFEの粒径は、好ま
しくは0.2〜0.6外曽である。
またNi−Pめっき中のPiは2〜l:1wt%である
のが好ましい。これは2wt%未満では熱処理を行なっ
ても十分な硬さが得られずめっき層の摩耗量か増加し、
13wt%を越えるP量では硬さは得られてもめっき層
の靭性が低下しめっき層の剥離が発生し易くなるからで
ある。また、上記旧−Pめっき層の硬さは、耐摩耗性を
確保する上で)lv450以上必要であり、めっき処理
後の熱処理で達成し得る。該熱処理はNi−Pめっき層
を加熱することにより Ni−Ni3P共晶体として硬
化させる処理である。
その硬さは熱処理の温度や時間で’amすることかでき
、通常250°CX1hrの熱処理で十分である。
第二層のPTFE層は次の二種類の層のどちらでも良い
: 上記“PTFE被膜層”は、0.5〜2.0 JLta
程度の厚さでよく、第−層として形成させたPTFE2
5〜35vol$分散Ni−Pめっき層を350〜45
0℃で約1時間熱処理することにより形成させることが
できる。
また” PTFEコーチインタ層”は、 PTFE十溶
剤等より成る塗料を浸漬法、噴霧法等でコーティングし
焼付は乾燥させることにより形成させることができ、該
層の場合その厚さは1〜10ILmが良い。
母材の材質は特に限定されず、各種鋼、アルくニウム合
金等、Ni−Pめっき層を形成できる材料であればよい
以上の知見から本発明は摺動部材の新規製造方法をも提
供することになり、その方法は、母材の少なくとも摺動
面にPTFE層5〜35voH分散Ni−2〜l:1w
t%Pめっき層を形成させた後、該めっき層を350〜
450°Cで約1時間熱処理するか又は上記めっき層の
上に純PTFEコーティング層を形成させることを特徴
とする。
なおPTFE層として“PTFE被膜層”を設ける場合
の長所としては、■熱処理たけて表面にPTFE層を形
成できるためコストが安い、■コーティングに較ベニ程
が少なくて済む、■同一組織から表面上に被膜を形成す
るため密着性が良い8等が挙げられ、一方、” PTF
Eコーティング層”を設ける場合の長所としては、■P
TFE層を厚く形成できる。■PTFE層の厚さを均一
にできる。■容易な浸漬法でコーティングでき、安定し
た品質が得られる6■表面の平滑性か良い(摺動面がシ
ビアな部品に適用可能)等が挙げられる。
(作用) PTFE分散Ni−Pめっき層は優れた耐摩耗性を示し
、そのNi−Pマトリックス中に分散しているPTFE
か摺動面での摩擦係数を長期安定的に低減する。
PTFE分散Ni−Pめっき層の上に更にPTFE層を
設けると、該PTFE層が相手材に転写し、摩擦係数の
低く安定した状態を助長するとともに初期の摩擦係数を
大きく低減させるので、初期凝着特性が向上する。
(実施例) 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
参考例1 スチール(JIS規格845G)製で大きさが長さ70
mmx巾15mmx厚さ10IIII11の平板片を、
PTFE (粒径φ0.2〜0.3 gm ) 、硫酸
ニッケル、次亜燐酸ソータ、アルキルヒドロキシカルボ
ン酸(錯化剤)、アルキルジカルボン酸(反応促進剤)
、安定剤、PH調整剤等をを適当に含む浴温85〜90
°Cのめっき液に90分程度浸漬し、厚さ15gmのP
TFE25voH分散Ni−81P合金めっき層を形成
させた後、300℃X1hrの熱処理を行なうことによ
り、合金めっき層の硬さをHv550とした摩擦試験用
の平板試験片(70mmX 15mmを試験面とする)
を作製した。
実施例1 参考例1と同様な方法で厚さ15JLmのPTFE30
voL$分散Ni−8SP合金めっき層を形成させた後
、400℃XIHrの熱処理を行うことにより、めっき
層中のPTFEかにじみ出て表面に厚さlpmのPTF
E被膜を生じた平板試験片を作製した。この試験片の硬
さはHv 550であった。
実施例2 参考例1と同様な方法で厚さ15ILmのPTFE25
vo1%分散Ni−8計合金めっき層を形成させ、30
0’cXIHrの熱処理後、純PTFEをディッピング
により焼成条件250℃×30分でコーティングし、め
っき層上に厚さ5ル層の純PTFEコーティング層を持
つ平板試験片を作製した。この試験片の硬さはHv 5
30であった。
比較例1〜3 比較例1.2及び3の平板試験片として夫々。
345C鋼にZnクロメート処理(8μm)を施したも
の、快削鋼に浸炭焼入れを施したもの 及び345C鋼
にNi−8wt$Pめフき(15園)を施したものを作
製した。なお硬さは夫々Hv200 、 )Iv750
及びHv600であった。
相手材(ピン試験片)の製造 スチー71/(JIS規格5WRCI(IOR)製で大
きさが直径4mmX長さ5tamで試験面がFtlOの
ピンに、浸炭焼入れを施すことにより、硬さHv700
のピン試験片を製作した。該ピン試験片を上記各参考例
、実施例及び比較例の平板試験片と組み合わせて摩擦試
験を行なった。
各組合せをまとめて法衣に示 す。
表 摩擦試験 上記表に示されている各組合せ試験片を順次バウデン式
摩擦試験機にセットし、 約80°Cに加熱し た平板試験片の70m■×151璽面にピン試験片を接
触させ、荷重0.5kgfを負荷しながら31mm/s
の滑り速度で平板試験片側を往復摺動させる摩擦試験を
行い、往復サイクル数と摩擦係数(IL)の関係を調べ
た。なお平板試験片の表面粗さは2〜3μmRZである
。この摩擦試験結果を第1図に示す。
第1図から判かるように実施例1及び2の試験片はいず
れも比較例1〜3の試験片に比ベルレベルが低く、シか
も安定した井を示す。
比較例1では初期ルはZnクロメートの効果により低く
なっているが、サイクル数の増加とともにZnクロメー
トが摩耗して凝着が発生し、川はすぐに高値となる。参
考例1ではPTFE分散の効果により比較例3に比べて
ルレベルは低くなっているか初期のルが高く、初期の凝
着摩耗特性に対してはまだ充分とは言えない。
実施例1は、参考例1のPTFE分散Ni−Pめっき層
の上に更にPTFE被膜が形成されているため、初期の
川はさらに低くなり、初期の凝着特性に優れるが、PT
FE被膜がIILmと薄いため効果が持続せず20サイ
クル付近からは参考例1と同等のルレベルとなる。
一方、実施例2では純PTFEコーティング層が形成さ
れているため、初期の枇は低く、初期の凝着特性に優れ
る。またコーティング層の厚さが5go+と実施例1に
比べ厚いため、この効果か持続し、ルは安定して低い値
を保つ。
摩耗試験 参考例2、実施例3及び4.並びに比較例4.5及び6
の各平板状試験片(251!LX 2511+1X 1
0m+1 )を夫々前記参考例1.実施例1及び2、並
びに比較例1.2及び3の各平板試験片の材料で作製し
、また前記ビン試験片の材料で外径30II11×当り
巾3II11のリング試験片を作製し、それらを前記第
1表の材料組合せA−Fと同一となるように組み合わせ
て摩耗試験に供した。
摩耗試験は、各組合せ試験片を順次大越式摩耗試験機に
セットし、リング試験片を0.3m/sて回転させ、そ
れに平板状試験片を押付け、段階的に6、:1kgまで
押付荷重を増加させて滑り距離100mでの摩耗体積を
測ることにより行った。この摩耗試験結果を第2図に示
す。
第2図から判かるように実施例3及び4の試験片は硬度
がHv 500〜550と高いため、いずれも比較例4
の試験片に比べ耐摩耗性は約3倍向上する。
(発明の効果) 以上の如く本発明の摺動部材は、摺動面に硬さHv45
0以上のPTFE分散Ni−Pめっき層を設け、核層の
上に更にPTFE層を設けたものであるため、従来の摺
動部材に比べ初期の摩擦係数か一段と低くなり、しかも
その低い摩擦係数が安定的に維持される。そのため耐摩
耗性は約3倍向上する。
従って本発明の摺動部材を自動車等に使用することによ
り、その耐久性、信頼性等を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例、参考例及び比較例の各摺動部
材の摩擦試験結果をまとめて示す図、第2図は同じく摩
擦試験結果に係る図である。 特許

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 摺動面部が、母材上に形成された硬さHv450以上の
    PTFE分散Ni−Pめっき層と、その上に形成された
    PTFE層とから構成されていることを特徴とする摺動
    部材。
JP31406289A 1989-12-02 1989-12-02 摺動部材 Expired - Fee Related JPH0739584B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH049498A (ja) * 1990-04-26 1992-01-14 Nkk Corp 優れた剥離性および高い硬度を有するニツケル‐燐合金めつき金属板およびその製造方法
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