JPH06306380A - 固体潤滑剤及び固体潤滑剤被膜の形成方法 - Google Patents
固体潤滑剤及び固体潤滑剤被膜の形成方法Info
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- JPH06306380A JPH06306380A JP5084204A JP8420493A JPH06306380A JP H06306380 A JPH06306380 A JP H06306380A JP 5084204 A JP5084204 A JP 5084204A JP 8420493 A JP8420493 A JP 8420493A JP H06306380 A JPH06306380 A JP H06306380A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 摩擦係数が小さく、潤滑性、摩擦特性にすぐ
れ、かつ、固体潤滑膜の形成が容易であり、しかも移着
性にすぐれた固体潤滑剤及び固体潤滑剤被膜の形成方法
を提供すること。 【構成】 固体潤滑剤は、ＣａＦ2 、ＢａＦ2 、Ｃｒ2
Ｏ3 の三種類の混合物からなることを特徴としている。
また、この発明の固体潤滑剤被膜の形成は、耐熱材料の
表面に減圧プラズマ溶射してなされる。
れ、かつ、固体潤滑膜の形成が容易であり、しかも移着
性にすぐれた固体潤滑剤及び固体潤滑剤被膜の形成方法
を提供すること。 【構成】 固体潤滑剤は、ＣａＦ2 、ＢａＦ2 、Ｃｒ2
Ｏ3 の三種類の混合物からなることを特徴としている。
また、この発明の固体潤滑剤被膜の形成は、耐熱材料の
表面に減圧プラズマ溶射してなされる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は回転部並びに摺動部を
有する高温用機械装置等において使用する高温固体潤滑
剤及び高温固体潤滑剤被膜の形成方法に関するものであ
る。
有する高温用機械装置等において使用する高温固体潤滑
剤及び高温固体潤滑剤被膜の形成方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】大気中３７０℃を超える高温で転がり軸
受その他の回転部や摺動部を有する高温用機械を使用す
る場合には潤滑剤及び潤滑法が大きな問題となる。潤滑
剤としては液体潤滑剤を使用することができず、固体潤
滑剤に依存せざるを得ない。
受その他の回転部や摺動部を有する高温用機械を使用す
る場合には潤滑剤及び潤滑法が大きな問題となる。潤滑
剤としては液体潤滑剤を使用することができず、固体潤
滑剤に依存せざるを得ない。
【０００３】これまで米国のＳｌｉｎｅｙらはＣａＦ2
とＢａＦ2 の共晶体にいろいろな添加剤を加えてプラズ
マ溶射を行い、常温〜８５０℃の範囲で摩擦係数０．３
程度（すべり速度２．２ｍ／ｓ）を示す固体潤滑剤を作
成している（出典名；米国特許Ｎｏ．４，７２８，４８
８）。
とＢａＦ2 の共晶体にいろいろな添加剤を加えてプラズ
マ溶射を行い、常温〜８５０℃の範囲で摩擦係数０．３
程度（すべり速度２．２ｍ／ｓ）を示す固体潤滑剤を作
成している（出典名；米国特許Ｎｏ．４，７２８，４８
８）。
【０００４】また梅田らは、Ｎａ2 ＺｒＯ3 ＋Ｃｒ2 Ｏ
3 系の固体潤滑膜を焼成法で形成し、４００〜１０００
℃の温度範囲で摩擦係数０．１〜０．２を得ている（出
典名；米国特許Ｎｏ．５，１００，８４８“Oxide Type
Solid Lubricant Containing Cr2O3 and Na2Zr
O3”）。
3 系の固体潤滑膜を焼成法で形成し、４００〜１０００
℃の温度範囲で摩擦係数０．１〜０．２を得ている（出
典名；米国特許Ｎｏ．５，１００，８４８“Oxide Type
Solid Lubricant Containing Cr2O3 and Na2Zr
O3”）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしＳｌｉｎｅｙら
の方法はＣａＦ2 ＋ＢａＦ2 にＣｒ3 Ｃ2 を加えたもの
であるが、得られる摩擦係数は相当に高く、満足すべき
固体潤滑剤が得られていない。次に梅田らの方法では厚
い固体潤滑剤被膜を得るには長時間を要するなど、実用
化への課題がある。
の方法はＣａＦ2 ＋ＢａＦ2 にＣｒ3 Ｃ2 を加えたもの
であるが、得られる摩擦係数は相当に高く、満足すべき
固体潤滑剤が得られていない。次に梅田らの方法では厚
い固体潤滑剤被膜を得るには長時間を要するなど、実用
化への課題がある。
【０００６】この発明は上記の如き事情に鑑みてなされ
たものであって、潤滑性、摩擦特性にすぐれ、しかも移
着性（固体潤滑剤の潤滑面への付着状態）にすぐれた固
体潤滑剤及び固体潤滑剤被膜の形成が容易である固体潤
滑剤被膜の形成方法を提供することを目的としている。
たものであって、潤滑性、摩擦特性にすぐれ、しかも移
着性（固体潤滑剤の潤滑面への付着状態）にすぐれた固
体潤滑剤及び固体潤滑剤被膜の形成が容易である固体潤
滑剤被膜の形成方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的に対応して、こ
の発明の高温固体潤滑剤は、ＣａＦ2 ，ＢａＦ2 ，Ｃｒ
2 Ｏ3 の三種類の混合物からなることを特徴としてい
る。また、この発明の高温固体潤滑剤被膜の形成方法は
上記高温固体潤滑剤に耐熱鋼合金のパウダをバインダと
して配合した混合物、好ましくは高温固体潤滑剤を２０
〜８０体積％配合した混合物をインコネル、ナイモニッ
ク、ハステロイあるいはアルミナセラミックス、窒化ケ
イ素セラミックス、ジルコニアセラミックスなどの耐熱
材料からなる母材の表面にプラズマを溶射することを特
徴としている。なお、バインダとしてセラミックスのパ
ウダまたはこれに耐熱鋼合金のパウダを混合したものを
用いた場合にも同様の効果が期待できる。また、本発明
の上記高温固体潤滑剤の配合に於いては、ＣａＦ2 ，Ｂ
ａＦ2 ，Ｃｒ2 Ｏ3 の三種類をいかなる比率で混合して
も高温固体潤滑特性を発揮するものであるが、最も好ま
しくはＣａＦ2 を５〜６０ｗｔ％、ＢａＦ2 を５〜６０
ｗｔ％、Ｃｒ2 Ｏ3 を５〜８０ｗｔ％の範囲とすること
を特徴とする高温固体潤滑剤被膜を形成するものであ
り、高温において良好な潤滑特性を示す高温固体潤滑部
材を提供するものである。
の発明の高温固体潤滑剤は、ＣａＦ2 ，ＢａＦ2 ，Ｃｒ
2 Ｏ3 の三種類の混合物からなることを特徴としてい
る。また、この発明の高温固体潤滑剤被膜の形成方法は
上記高温固体潤滑剤に耐熱鋼合金のパウダをバインダと
して配合した混合物、好ましくは高温固体潤滑剤を２０
〜８０体積％配合した混合物をインコネル、ナイモニッ
ク、ハステロイあるいはアルミナセラミックス、窒化ケ
イ素セラミックス、ジルコニアセラミックスなどの耐熱
材料からなる母材の表面にプラズマを溶射することを特
徴としている。なお、バインダとしてセラミックスのパ
ウダまたはこれに耐熱鋼合金のパウダを混合したものを
用いた場合にも同様の効果が期待できる。また、本発明
の上記高温固体潤滑剤の配合に於いては、ＣａＦ2 ，Ｂ
ａＦ2 ，Ｃｒ2 Ｏ3 の三種類をいかなる比率で混合して
も高温固体潤滑特性を発揮するものであるが、最も好ま
しくはＣａＦ2 を５〜６０ｗｔ％、ＢａＦ2 を５〜６０
ｗｔ％、Ｃｒ2 Ｏ3 を５〜８０ｗｔ％の範囲とすること
を特徴とする高温固体潤滑剤被膜を形成するものであ
り、高温において良好な潤滑特性を示す高温固体潤滑部
材を提供するものである。
【０００８】
【作用】該耐熱材料からなる母材の表面にプラズマ溶射
により本発明の固体潤滑剤とバインダからなる固体潤滑
剤被膜が形成される。この固体潤滑剤被膜は高温かつ大
きな滑り速度の接触において潤滑性、摩耗特性ならびに
移着性に優れている。具体的には、この固体潤滑剤被膜
はＣａＦ2 ＋ＢａＦ2 ＋Ｃｒ2 Ｏ3 とＮｉＣｏＣｒＡｌ
Ｙとの混合物をプラズマ溶射して形成される。この固体
潤滑剤被膜は大気中、雰囲気温度８００℃、すべり速度
２．２ｍ／ｓで摩擦試験で摩擦係数０．１程度と優れた
潤滑性を示し、かつ摩耗特性並びに移着性においても優
れている。液体潤滑剤の使用が不可能な３７０℃以上の
高温大気中において、本発明の固体潤滑剤を用いること
によって、回転部ならびに摺動部を有する高温用機械装
置の稼働を実現する。
により本発明の固体潤滑剤とバインダからなる固体潤滑
剤被膜が形成される。この固体潤滑剤被膜は高温かつ大
きな滑り速度の接触において潤滑性、摩耗特性ならびに
移着性に優れている。具体的には、この固体潤滑剤被膜
はＣａＦ2 ＋ＢａＦ2 ＋Ｃｒ2 Ｏ3 とＮｉＣｏＣｒＡｌ
Ｙとの混合物をプラズマ溶射して形成される。この固体
潤滑剤被膜は大気中、雰囲気温度８００℃、すべり速度
２．２ｍ／ｓで摩擦試験で摩擦係数０．１程度と優れた
潤滑性を示し、かつ摩耗特性並びに移着性においても優
れている。液体潤滑剤の使用が不可能な３７０℃以上の
高温大気中において、本発明の固体潤滑剤を用いること
によって、回転部ならびに摺動部を有する高温用機械装
置の稼働を実現する。
【０００９】
【実施例】本発明の高温固体潤滑剤はＣａＦ2 ，ＢａＦ
2 ，Ｃｒ2 Ｏ3 の三種類の混合物からなっている。これ
らの固体潤滑剤の配合に於いては、ＣａＦ2 ，ＢａＦ
2 ，Ｃｒ2 Ｏ3 の三種類をいかなる比率で混合しても高
温固体潤滑特性を発揮するが、ＣａＦ2 が５ｗｔ％より
小さいと潤滑性が不十分となり、６０ｗｔ％よりも大き
いと被膜を形成したときに母材との付着性が低下すると
ともに被膜強度が低下する。ＢａＦ2も５ｗｔ％より小
さいと潤滑性が不十分となり、ＢａＦ2 が６０ｗｔ％よ
りも大きいと被膜を形成したときに母材との付着性が低
下するとともに被膜強度が低下する。また、Ｃｒ2 Ｏ3
が５ｗｔ％より小さいと潤滑性が不十分とになり、Ｃｒ
2 Ｏ3 が８０ｗｔ％より大きいと被膜を形成したときに
母材との付着性が低下する。
2 ，Ｃｒ2 Ｏ3 の三種類の混合物からなっている。これ
らの固体潤滑剤の配合に於いては、ＣａＦ2 ，ＢａＦ
2 ，Ｃｒ2 Ｏ3 の三種類をいかなる比率で混合しても高
温固体潤滑特性を発揮するが、ＣａＦ2 が５ｗｔ％より
小さいと潤滑性が不十分となり、６０ｗｔ％よりも大き
いと被膜を形成したときに母材との付着性が低下すると
ともに被膜強度が低下する。ＢａＦ2も５ｗｔ％より小
さいと潤滑性が不十分となり、ＢａＦ2 が６０ｗｔ％よ
りも大きいと被膜を形成したときに母材との付着性が低
下するとともに被膜強度が低下する。また、Ｃｒ2 Ｏ3
が５ｗｔ％より小さいと潤滑性が不十分とになり、Ｃｒ
2 Ｏ3 が８０ｗｔ％より大きいと被膜を形成したときに
母材との付着性が低下する。
【００１０】この固体潤滑剤は母材の表面に被膜として
形成することができ、母材としてはインコネルなどのＮ
ｉＣｒＦｅ合金、ナイモニックなどのＮｉＣｒＴｉ合
金、ハステロイなどのＮｉＭｏＷＣｒ合金のような金
属、あるいはアルミナ、窒化ケイ素、ジルコニアなどの
セラミックス等の耐熱材料を使用することができる。母
材への被膜形成の手段としては、プラズマ溶射を使用す
ることができ、これ以外に焼成法を使用することも可能
である。
形成することができ、母材としてはインコネルなどのＮ
ｉＣｒＦｅ合金、ナイモニックなどのＮｉＣｒＴｉ合
金、ハステロイなどのＮｉＭｏＷＣｒ合金のような金
属、あるいはアルミナ、窒化ケイ素、ジルコニアなどの
セラミックス等の耐熱材料を使用することができる。母
材への被膜形成の手段としては、プラズマ溶射を使用す
ることができ、これ以外に焼成法を使用することも可能
である。
【００１１】被膜形成を減圧プラズマ溶射で行う場合の
工程ならびに条件を以下に示す。試験片の準備として、
試験片母材はInconel 713Cを用い、その一表面をあらか
じめサンドブラスト処理し、ベンジン：アセトン＝５
０：５０（ｖｏｌ％）の混合溶液にて３０分間超音波洗
浄を行う。粉末調整では各種混合比の固体潤滑剤とバイ
ンダの混合粉末を３０分間ボールミル混合器にかけ、混
合の均一化を図った。尚、表１中に記載のバインダとし
てはすべてＮｉＣｏＣｒＡｌＹ合金粉末を用い、その組
成を表２に示した。固体潤滑剤被膜の創製方法として
は、母材上に上記混合粉末を表３の条件で減圧プラズマ
溶射法により形成した。尚、表中にある通り減圧プラズ
マ溶射の前処理として、いずれも逆スパッタ、予熱を行
い、固体潤滑剤被膜を母材との密着性を確保した。以上
の方法で、表１に示す成分の固体潤滑剤被膜を、厚さ
０．３〜０．４ｍｍに創製し、評価に供した。
工程ならびに条件を以下に示す。試験片の準備として、
試験片母材はInconel 713Cを用い、その一表面をあらか
じめサンドブラスト処理し、ベンジン：アセトン＝５
０：５０（ｖｏｌ％）の混合溶液にて３０分間超音波洗
浄を行う。粉末調整では各種混合比の固体潤滑剤とバイ
ンダの混合粉末を３０分間ボールミル混合器にかけ、混
合の均一化を図った。尚、表１中に記載のバインダとし
てはすべてＮｉＣｏＣｒＡｌＹ合金粉末を用い、その組
成を表２に示した。固体潤滑剤被膜の創製方法として
は、母材上に上記混合粉末を表３の条件で減圧プラズマ
溶射法により形成した。尚、表中にある通り減圧プラズ
マ溶射の前処理として、いずれも逆スパッタ、予熱を行
い、固体潤滑剤被膜を母材との密着性を確保した。以上
の方法で、表１に示す成分の固体潤滑剤被膜を、厚さ
０．３〜０．４ｍｍに創製し、評価に供した。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【００１４】
【表３】
【００１５】結果と考察 （Ａ）８００℃における潤滑性 ８００℃における固体潤滑剤被膜の評価のためには図１
に示す試験機を使用した。試験機は転がり軸受の接触状
態をシミュレートしたものであり、固体潤滑剤被膜試験
片、上部試験片ならびに下部試験片はそれぞれ転がり軸
受の保持器、転動体ならびに軌道輪に対応する。固体潤
滑剤被膜試験片は固体潤滑剤被膜を創製した母材から６
ｍｍ角に切り出され、上部試験片及び下部試験片はＳｉ
3 Ｎ4 のＨＩＰ材で、その外径は４２ｍｍ、内径は３０
ｍｍとし、上部試験片の幅は６ｍｍ、下部試験片の幅は
１６ｍｍとした。なお、上部試験片の外径面は軸心を含
む平面で切った断面において１０Ｒの曲面となってい
る。これは両試験片の接触面での片当たりを防止するた
めである。試験条件を固体潤滑剤被膜試験片荷重２０
Ｎ、上部試験片荷重２００Ｎ、回転数１０００ｒｐｍ、
温度８００℃とした。
に示す試験機を使用した。試験機は転がり軸受の接触状
態をシミュレートしたものであり、固体潤滑剤被膜試験
片、上部試験片ならびに下部試験片はそれぞれ転がり軸
受の保持器、転動体ならびに軌道輪に対応する。固体潤
滑剤被膜試験片は固体潤滑剤被膜を創製した母材から６
ｍｍ角に切り出され、上部試験片及び下部試験片はＳｉ
3 Ｎ4 のＨＩＰ材で、その外径は４２ｍｍ、内径は３０
ｍｍとし、上部試験片の幅は６ｍｍ、下部試験片の幅は
１６ｍｍとした。なお、上部試験片の外径面は軸心を含
む平面で切った断面において１０Ｒの曲面となってい
る。これは両試験片の接触面での片当たりを防止するた
めである。試験条件を固体潤滑剤被膜試験片荷重２０
Ｎ、上部試験片荷重２００Ｎ、回転数１０００ｒｐｍ、
温度８００℃とした。
【００１６】固体潤滑剤の固体潤滑剤被膜試験片と上部
試験片の間の摩擦力ならびに運転中の上部試験片・下部
試験片間の振動（潤滑剤の移着状態に関する情報を与え
る）について評価された。なお、固体潤滑剤被膜試験片
の摩耗量については試験終了後、形状測定器にて測定し
た。上記評価法により、本発明品１と比較品３，５およ
び１１について比較検討した。
試験片の間の摩擦力ならびに運転中の上部試験片・下部
試験片間の振動（潤滑剤の移着状態に関する情報を与え
る）について評価された。なお、固体潤滑剤被膜試験片
の摩耗量については試験終了後、形状測定器にて測定し
た。上記評価法により、本発明品１と比較品３，５およ
び１１について比較検討した。
【００１７】図２は固体潤滑剤被膜試験片と上部試験片
との摩擦係数の経時記録である。比較品３，５および１
１の値は０．３程度であるのに対し、本発明品１の値は
０．１程度と小さく、本発明品は特に優れている。ま
た、いずれもその値は経時的に安定しており本発明品１
と比較品１１については変動幅も小さい。
との摩擦係数の経時記録である。比較品３，５および１
１の値は０．３程度であるのに対し、本発明品１の値は
０．１程度と小さく、本発明品は特に優れている。ま
た、いずれもその値は経時的に安定しており本発明品１
と比較品１１については変動幅も小さい。
【００１８】図３は上部試験片・下部試験片間の振動の
実効値の記録である。比較品５と１１はほぼ同じような
値を示すが、比較品３は振動が大きく、その変動幅も大
きい。また本発明品１の振動幅はどの比較品よりも小さ
い値を示し、移着性においても優れていることが予想さ
れた。
実効値の記録である。比較品５と１１はほぼ同じような
値を示すが、比較品３は振動が大きく、その変動幅も大
きい。また本発明品１の振動幅はどの比較品よりも小さ
い値を示し、移着性においても優れていることが予想さ
れた。
【００１９】次に、潤滑性向上の原因を明らかにするた
めに移着膜の生成状態及びその成分について調査、分析
を行った。以下、それについて説明する。図４は下部試
験片摩擦痕の軸方向形状測定結果である。比較品１１で
は摩擦痕の中央部のみに移着が見られ、比較品５では摩
擦痕に摩耗及びその中央部と左側に移着が見られる。し
かし、本発明品１においては摩擦痕の全体にほぼ均一に
移着が見られ、移着膜が良好に形成されることがわかっ
た。
めに移着膜の生成状態及びその成分について調査、分析
を行った。以下、それについて説明する。図４は下部試
験片摩擦痕の軸方向形状測定結果である。比較品１１で
は摩擦痕の中央部のみに移着が見られ、比較品５では摩
擦痕に摩耗及びその中央部と左側に移着が見られる。し
かし、本発明品１においては摩擦痕の全体にほぼ均一に
移着が見られ、移着膜が良好に形成されることがわかっ
た。
【００２０】さらに、本発明品１について摩擦痕部のＳ
ＥＭによる観察とＥＰＭＡによる成分分析を行った。そ
の結果を図５に示す。これより、摩擦痕部の全体に移着
膜が良好に形成されていることが確認され、その膜中に
は固体潤滑剤の偏りなく分布していることがわかった。
ＥＭによる観察とＥＰＭＡによる成分分析を行った。そ
の結果を図５に示す。これより、摩擦痕部の全体に移着
膜が良好に形成されていることが確認され、その膜中に
は固体潤滑剤の偏りなく分布していることがわかった。
【００２１】図６は本発明品１と比較品１１の固体潤滑
剤被膜試験片の摩耗量を測定した結果である。摩耗量は
両者とも同じような値であるが、本発明品１の運転時間
が比較品１１の３倍であることから、耐摩耗性において
も本発明品１は比較品の中でも摩耗の少なかった比較品
１１よりも優れていることがわかった。
剤被膜試験片の摩耗量を測定した結果である。摩耗量は
両者とも同じような値であるが、本発明品１の運転時間
が比較品１１の３倍であることから、耐摩耗性において
も本発明品１は比較品の中でも摩耗の少なかった比較品
１１よりも優れていることがわかった。
【００２２】（Ｂ）室温〜９００℃における潤滑性 次に本発明品１と比較品３，５および１１の固体潤滑剤
被膜について室温〜９００℃における摩擦係数を測定し
比較検討した。ただし、この結果は図７に示す高温往復
動摩擦摩耗試験方法により別途測定したものである。実
験は室温〜９００℃〜室温の順で行い、測定は１００℃
毎に行った。摩擦係数の値はそれぞれの温度において摩
擦係数が安定したのち読取ったものである。
被膜について室温〜９００℃における摩擦係数を測定し
比較検討した。ただし、この結果は図７に示す高温往復
動摩擦摩耗試験方法により別途測定したものである。実
験は室温〜９００℃〜室温の順で行い、測定は１００℃
毎に行った。摩擦係数の値はそれぞれの温度において摩
擦係数が安定したのち読取ったものである。
【００２３】図８は各固体潤滑剤被膜試験片の摩擦係数
を示す。比較品３の場合、摩擦係数は温度の増加ととも
に小さくなる傾向が見られ、昇温降温時とも８００℃に
おいて最小値を示す。比較品５の場合、比較品１１と同
じく摩擦係数は温度の増加とともに小さくなる傾向が見
られ、その最小値は昇温時においては８００℃、降温時
においては５００℃である。比較品３の場合も摩擦係数
は昇温とともに低下するが全体に高い値を示している。
本発明品１は比較品のいずれとも異なり昇温時の６００
℃において摩擦係数の急激な低下が見られ、その後降温
時の３００℃まで小さく、安定している。これより、本
発明品１は３００〜９００℃までの広い温度領域におい
ても優れた潤滑性が期待できることがわかった。
を示す。比較品３の場合、摩擦係数は温度の増加ととも
に小さくなる傾向が見られ、昇温降温時とも８００℃に
おいて最小値を示す。比較品５の場合、比較品１１と同
じく摩擦係数は温度の増加とともに小さくなる傾向が見
られ、その最小値は昇温時においては８００℃、降温時
においては５００℃である。比較品３の場合も摩擦係数
は昇温とともに低下するが全体に高い値を示している。
本発明品１は比較品のいずれとも異なり昇温時の６００
℃において摩擦係数の急激な低下が見られ、その後降温
時の３００℃まで小さく、安定している。これより、本
発明品１は３００〜９００℃までの広い温度領域におい
ても優れた潤滑性が期待できることがわかった。
【００２４】評価結果を表４にまとめて示した。表中
“−”は未評価を示し、低速滑りの潤滑性評価の欄は、
上段が昇温時、下段が降温時の値を示す。また、本発明
品１の潤滑性表面の欄が２段になっているのは低速及び
高速滑りでそれぞれ２回試験したことを意味する。
“−”は未評価を示し、低速滑りの潤滑性評価の欄は、
上段が昇温時、下段が降温時の値を示す。また、本発明
品１の潤滑性表面の欄が２段になっているのは低速及び
高速滑りでそれぞれ２回試験したことを意味する。
【００２５】
【表４】
【００２６】表４から、本発明品は潤滑性、密着性、耐
摩耗性、移着性の点で比較品よりも優れていることが解
った。
摩耗性、移着性の点で比較品よりも優れていることが解
った。
【００２７】
【発明の効果】このようにこの発明の固体潤滑剤被膜は
高温かつ大きな滑り速度の接触において潤滑性、耐摩耗
性ならびに移着性に優れている。この固体潤滑剤を使用
することによって、液体潤滑剤の使用が不可能な３７０
℃以上の高温大気中においても、回転部及び摺動部を有
する高温用機械装置の稼働を実現することができる。ま
た、この発明の高温固体潤滑剤被膜の形成方法において
は、被膜を減圧プラズマ溶射によって形成することがで
きるので、被膜の形成が容易である。
高温かつ大きな滑り速度の接触において潤滑性、耐摩耗
性ならびに移着性に優れている。この固体潤滑剤を使用
することによって、液体潤滑剤の使用が不可能な３７０
℃以上の高温大気中においても、回転部及び摺動部を有
する高温用機械装置の稼働を実現することができる。ま
た、この発明の高温固体潤滑剤被膜の形成方法において
は、被膜を減圧プラズマ溶射によって形成することがで
きるので、被膜の形成が容易である。
【図１】固体潤滑剤被膜の評価に使用した試験機を示す
構成説明図。
構成説明図。
【図２】摩擦係数の経時記録を示すグラフ。
【図３】振動の実効値を示すグラフ。
【図４】下部試験片摩擦痕の軸方向形状測定結果を示す
グラフ。
グラフ。
【図５】摩擦痕部のＳＥＭ観察及びＥＰＭＡ結果を示す
グラフ。
グラフ。
【図６】固体潤滑剤被膜試験片の摩耗量を示すグラフ。
【図７】高温往復動摩擦摩耗試験の概略図。
【図８】各固体潤滑剤被膜試験片の摩擦係数を示すグラ
フ。
フ。
【手続補正書】
【提出日】平成６年６月８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 固体潤滑剤及び固体潤滑剤被膜の形成
方法
方法
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は回転部並びに摺動部を
有する高温用機械装置等において使用する固体潤滑剤及
び固体潤滑剤被膜の形成方法に関するものである。
有する高温用機械装置等において使用する固体潤滑剤及
び固体潤滑剤被膜の形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】大気中３７０℃を超える高温で転がり軸
受その他の回転部や摺動部を有する高温用機械を使用す
る場合には潤滑剤及び潤滑法が大きな問題となる。潤滑
剤としては液体潤滑剤を使用することができず、固体潤
滑剤に依存せざるを得ない。
受その他の回転部や摺動部を有する高温用機械を使用す
る場合には潤滑剤及び潤滑法が大きな問題となる。潤滑
剤としては液体潤滑剤を使用することができず、固体潤
滑剤に依存せざるを得ない。
【０００３】これまで米国のＳｌｉｎｅｙらはＣａＦ２
とＢａＦ２の共晶体にいろいろな添加剤を加えてプラズ
マ溶射を行い、常温〜８５０℃の範囲で摩擦係数０．３
程度（すべり速度２．２ｍ／ｓ）を示す固体潤滑剤を作
成している（出典名；米国特許Ｎｏ．４，７２８，４８
８）。
とＢａＦ２の共晶体にいろいろな添加剤を加えてプラズ
マ溶射を行い、常温〜８５０℃の範囲で摩擦係数０．３
程度（すべり速度２．２ｍ／ｓ）を示す固体潤滑剤を作
成している（出典名；米国特許Ｎｏ．４，７２８，４８
８）。
【０００４】また梅田らは、Ｎａ２ＺｒＯ３＋Ｃｒ２Ｏ
３系の固体潤滑膜を焼成法で形成し、４００〜１０００
℃の温度範囲で摩擦係数０．１〜０．２を得ている（出
典名；米国特許Ｎｏ．５，１００，８４８“Ｏｘｉｄｅ
Ｔｙｐｅ Ｓｏｌｉｄ Ｌｕｂｒｉｃａｎｔ Ｃｏｎ
ｔａｉｎｉｎｇ Ｃｒ２Ｏ３ａｎｄＮａ２Ｚｒ
Ｏ３”）。
３系の固体潤滑膜を焼成法で形成し、４００〜１０００
℃の温度範囲で摩擦係数０．１〜０．２を得ている（出
典名；米国特許Ｎｏ．５，１００，８４８“Ｏｘｉｄｅ
Ｔｙｐｅ Ｓｏｌｉｄ Ｌｕｂｒｉｃａｎｔ Ｃｏｎ
ｔａｉｎｉｎｇ Ｃｒ２Ｏ３ａｎｄＮａ２Ｚｒ
Ｏ３”）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしＳｌｉｎｅｙら
の方法はＣａＦ２＋ＢａＦ２にＣｒ３Ｃ２を加えたもの
であるが、得られる摩擦係数は相当に高く、満足すべき
固体潤滑剤が得られていない。次に梅田らの方法では厚
い固体潤滑剤被膜を得るには長時間を要するなど、実用
化への課題がある。
の方法はＣａＦ２＋ＢａＦ２にＣｒ３Ｃ２を加えたもの
であるが、得られる摩擦係数は相当に高く、満足すべき
固体潤滑剤が得られていない。次に梅田らの方法では厚
い固体潤滑剤被膜を得るには長時間を要するなど、実用
化への課題がある。
【０００６】この発明は上記の如き事情に鑑みてなされ
たものであって、潤滑性、摩擦特性にすぐれ、しかも移
着性（固体潤滑剤の潤滑面への付着状態）にすぐれた固
体潤滑剤及び固体潤滑剤被膜の形成が容易である固体潤
滑剤被膜の形成方法を提供することを目的としている。
たものであって、潤滑性、摩擦特性にすぐれ、しかも移
着性（固体潤滑剤の潤滑面への付着状態）にすぐれた固
体潤滑剤及び固体潤滑剤被膜の形成が容易である固体潤
滑剤被膜の形成方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的に対応して、こ
の発明の固体潤滑剤は、ＣａＦ２，ＢａＦ２，Ｃｒ２Ｏ
３の三種類の混合物からなることを特徴としている。ま
た、この発明の固体潤滑剤被膜の形成方法は上記固体潤
滑剤に耐熱鋼合金のパウダをバインダとして配合した混
合物、好ましくは固体潤滑剤を２０〜８０体積％配合し
た混合物をインコネル、ナイモニック、ハステロイある
いはアルミナセラミックス、窒化ケイ素セラミックス、
ジルコニアセラミックスなどの耐熱材料からなる母材の
表面にプラズマを溶射することを特徴としている。な
お、バインダとしてセラミックスのパウダまたはこれに
耐熱鋼合金のパウダを混合したものを用いた場合にも同
様の効果が期待できる。また、本発明の上記固体潤滑剤
の配合に於いては、ＣａＦ２，ＢａＦ２，Ｃｒ２Ｏ３の
三種類をいかなる比率で混合しても固体潤滑特性を発揮
するものであるが、最も好ましくはＣａＦ２を５〜６０
ｗｔ％、ＢａＦ２を５〜６０ｗｔ％、Ｃｒ２Ｏ３を５〜
８０ｗｔ％の範囲とすることを特徴とする固体潤滑剤被
膜を形成するものであり、高温において良好な潤滑特性
を示す固体潤滑部材を提供するものである。
の発明の固体潤滑剤は、ＣａＦ２，ＢａＦ２，Ｃｒ２Ｏ
３の三種類の混合物からなることを特徴としている。ま
た、この発明の固体潤滑剤被膜の形成方法は上記固体潤
滑剤に耐熱鋼合金のパウダをバインダとして配合した混
合物、好ましくは固体潤滑剤を２０〜８０体積％配合し
た混合物をインコネル、ナイモニック、ハステロイある
いはアルミナセラミックス、窒化ケイ素セラミックス、
ジルコニアセラミックスなどの耐熱材料からなる母材の
表面にプラズマを溶射することを特徴としている。な
お、バインダとしてセラミックスのパウダまたはこれに
耐熱鋼合金のパウダを混合したものを用いた場合にも同
様の効果が期待できる。また、本発明の上記固体潤滑剤
の配合に於いては、ＣａＦ２，ＢａＦ２，Ｃｒ２Ｏ３の
三種類をいかなる比率で混合しても固体潤滑特性を発揮
するものであるが、最も好ましくはＣａＦ２を５〜６０
ｗｔ％、ＢａＦ２を５〜６０ｗｔ％、Ｃｒ２Ｏ３を５〜
８０ｗｔ％の範囲とすることを特徴とする固体潤滑剤被
膜を形成するものであり、高温において良好な潤滑特性
を示す固体潤滑部材を提供するものである。
【０００８】
【作用】該耐熱材料からなる母材の表面にプラズマ溶射
により本発明の固体潤滑剤とバインダからなる固体潤滑
剤被膜が形成される。この固体潤滑剤被膜は高温かつ大
きな滑り速度の接触において潤滑性、摩耗特性ならびに
移着性に優れている。具体的には、この固体潤滑剤被膜
はＣａＦ２＋ＢａＦ２＋Ｃｒ２Ｏ３とＮｉＣｏＣｒＡｌ
Ｙとの混合物をプラズマ溶射して形成される。この固体
潤滑剤被膜は大気中、雰囲気温度８００℃、すべり速度
２．２ｍ／ｓで摩擦試験で摩擦係数０．１程度と優れた
潤滑性を示し、かつ摩耗特性並びに移着性においても優
れている。液体潤滑剤の使用が不可能な３７０℃以上の
高温大気中において、本発明の固体潤滑剤を用いること
によって、回転部ならびに摺動部を有する高温用機械装
置の稼働を実現する。
により本発明の固体潤滑剤とバインダからなる固体潤滑
剤被膜が形成される。この固体潤滑剤被膜は高温かつ大
きな滑り速度の接触において潤滑性、摩耗特性ならびに
移着性に優れている。具体的には、この固体潤滑剤被膜
はＣａＦ２＋ＢａＦ２＋Ｃｒ２Ｏ３とＮｉＣｏＣｒＡｌ
Ｙとの混合物をプラズマ溶射して形成される。この固体
潤滑剤被膜は大気中、雰囲気温度８００℃、すべり速度
２．２ｍ／ｓで摩擦試験で摩擦係数０．１程度と優れた
潤滑性を示し、かつ摩耗特性並びに移着性においても優
れている。液体潤滑剤の使用が不可能な３７０℃以上の
高温大気中において、本発明の固体潤滑剤を用いること
によって、回転部ならびに摺動部を有する高温用機械装
置の稼働を実現する。
【０００９】
【実施例】本発明の固体潤滑剤はＣａＦ２，ＢａＦ２，
Ｃｒ２Ｏ３の三種類の混合物からなっている。これらの
固体潤滑剤の配合に於いては、ＣａＦ２，ＢａＦ２，Ｃ
ｒ２Ｏ３の三種類をいかなる比率で混合しても固体潤滑
特性を発揮するが、ＣａＦ２が５ｗｔ％より小さいと潤
滑性が不十分となり、６０ｗｔ％よりも大きいと被膜を
形成したときに母材との付着性が低下するとともに被膜
強度が低下する。ＢａＦ２も５ｗｔ％より小さいと潤滑
性が不十分となり、ＢａＦ２が６０ｗｔ％よりも大きい
と被膜を形成したときに母材との付着性が低下するとと
もに被膜強度が低下する。また、Ｃｒ２Ｏ３が５ｗｔ％
より小さいと潤滑性が不十分とになり、Ｃｒ２Ｏ３が８
０ｗｔ％より大きいと被膜を形成したときに母材との付
着性が低下する。
Ｃｒ２Ｏ３の三種類の混合物からなっている。これらの
固体潤滑剤の配合に於いては、ＣａＦ２，ＢａＦ２，Ｃ
ｒ２Ｏ３の三種類をいかなる比率で混合しても固体潤滑
特性を発揮するが、ＣａＦ２が５ｗｔ％より小さいと潤
滑性が不十分となり、６０ｗｔ％よりも大きいと被膜を
形成したときに母材との付着性が低下するとともに被膜
強度が低下する。ＢａＦ２も５ｗｔ％より小さいと潤滑
性が不十分となり、ＢａＦ２が６０ｗｔ％よりも大きい
と被膜を形成したときに母材との付着性が低下するとと
もに被膜強度が低下する。また、Ｃｒ２Ｏ３が５ｗｔ％
より小さいと潤滑性が不十分とになり、Ｃｒ２Ｏ３が８
０ｗｔ％より大きいと被膜を形成したときに母材との付
着性が低下する。
【００１０】この固体潤滑剤は母材の表面に被膜として
形成することができ、母材としてはインコネルなどのＮ
ｉＣｒＦｅ合金、ナイモニックなどのＮｉＣｒＴｉ合
金、ハステロイなどのＮｉＭｏＷＣｒ合金のような金
属、あるいはアルミナ、窒化ケイ素、ジルコニアなどの
セラミックス等の耐熱材料を使用することができる。母
材への被膜形成の手段としては、プラズマ溶射を使用す
ることができ、これ以外に焼成法を使用することも可能
である。
形成することができ、母材としてはインコネルなどのＮ
ｉＣｒＦｅ合金、ナイモニックなどのＮｉＣｒＴｉ合
金、ハステロイなどのＮｉＭｏＷＣｒ合金のような金
属、あるいはアルミナ、窒化ケイ素、ジルコニアなどの
セラミックス等の耐熱材料を使用することができる。母
材への被膜形成の手段としては、プラズマ溶射を使用す
ることができ、これ以外に焼成法を使用することも可能
である。
【００１１】被膜形成を減圧プラズマ溶射で行う場合の
工程ならびに条件を以下に示す。試験片の準備として、
試験片母材はＩｎｃｏｎｅｌ ７１３Ｃを用い、その一
表面をあらかじめサンドブラスト処理し、ベンジン：ア
セトン＝５０：５０（Ｖｏｌ％）の混合溶液にて３０分
間超音波洗浄を行う。粉末調整では各種混合比の固体潤
滑剤とバインダの混合粉末を３０分間ボールミル混合器
にかけ、混合の均一化を図った。尚、表１中に記載のバ
インダとしてはすべてＮｉＣｏＣｒＡｌＹ合金粉末を用
い、その組成を表２に示した。固体潤滑剤被膜の創製方
法としては、母材上に上記混合粉末を表３の条件で減圧
プラズマ溶射法により形成した。尚、表中にある通り減
圧プラズマ溶射の前処理として、いずれも逆スパッタ、
予熱を行い、固体潤滑剤被膜を母材との密着性を確保し
た。以上の方法で、表１に示す成分の固体潤滑剤被膜
を、厚さ０．３〜０．４ｍｍに創製し、評価に供した。
工程ならびに条件を以下に示す。試験片の準備として、
試験片母材はＩｎｃｏｎｅｌ ７１３Ｃを用い、その一
表面をあらかじめサンドブラスト処理し、ベンジン：ア
セトン＝５０：５０（Ｖｏｌ％）の混合溶液にて３０分
間超音波洗浄を行う。粉末調整では各種混合比の固体潤
滑剤とバインダの混合粉末を３０分間ボールミル混合器
にかけ、混合の均一化を図った。尚、表１中に記載のバ
インダとしてはすべてＮｉＣｏＣｒＡｌＹ合金粉末を用
い、その組成を表２に示した。固体潤滑剤被膜の創製方
法としては、母材上に上記混合粉末を表３の条件で減圧
プラズマ溶射法により形成した。尚、表中にある通り減
圧プラズマ溶射の前処理として、いずれも逆スパッタ、
予熱を行い、固体潤滑剤被膜を母材との密着性を確保し
た。以上の方法で、表１に示す成分の固体潤滑剤被膜
を、厚さ０．３〜０．４ｍｍに創製し、評価に供した。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【００１４】
【表３】
【００１５】結果と考察 （Ａ）８００℃における潤滑性 ８００℃における固体潤滑剤被膜の評価のためには図１
に示す試験機を使用した。試験機は転がり軸受の接触状
態をシミュレートしたものであり、固体潤滑剤被膜試験
片、上部試験片ならびに下部試験片はそれぞれ転がり軸
受の保持器、転動体ならびに軌道輪に対応する。固体潤
滑剤被膜試験片は固体潤滑剤被膜を創製した母材から６
ｍｍ角に切り出され、上部試験片及び下部試験片はＳｉ
３Ｎ４のＨＩＰ材で、その外径は４２ｍｍ、内径は３０
ｍｍとし、上部試験片の幅は６ｍｍ、下部試験片の幅は
１６ｍｍとした。なお、上部試験片の外径面は軸心を含
む平面で切った断面において１０Ｒの曲面となってい
る。これは両試験片の接触面での片当たりを防止するた
めである。試験条件を固体潤滑剤被膜試験片荷重２０
Ｎ、上部試験片荷重２００Ｎ、回転数１０００ｒｐｍ、
温度８００℃とした。
に示す試験機を使用した。試験機は転がり軸受の接触状
態をシミュレートしたものであり、固体潤滑剤被膜試験
片、上部試験片ならびに下部試験片はそれぞれ転がり軸
受の保持器、転動体ならびに軌道輪に対応する。固体潤
滑剤被膜試験片は固体潤滑剤被膜を創製した母材から６
ｍｍ角に切り出され、上部試験片及び下部試験片はＳｉ
３Ｎ４のＨＩＰ材で、その外径は４２ｍｍ、内径は３０
ｍｍとし、上部試験片の幅は６ｍｍ、下部試験片の幅は
１６ｍｍとした。なお、上部試験片の外径面は軸心を含
む平面で切った断面において１０Ｒの曲面となってい
る。これは両試験片の接触面での片当たりを防止するた
めである。試験条件を固体潤滑剤被膜試験片荷重２０
Ｎ、上部試験片荷重２００Ｎ、回転数１０００ｒｐｍ、
温度８００℃とした。
【００１６】固体潤滑剤の固体潤滑剤被膜試験片と上部
試験片の間の摩擦力ならびに運転中の上部試験片・下部
試験片間の振動（潤滑剤の移着状態に関する情報を与え
る）について評価された。なお、固体潤滑剤被膜試験片
の摩耗量については試験終了後、形状測定器にて測定し
た。上記評価法により、本発明品１と比較品３，５およ
び１１について比較検討した。
試験片の間の摩擦力ならびに運転中の上部試験片・下部
試験片間の振動（潤滑剤の移着状態に関する情報を与え
る）について評価された。なお、固体潤滑剤被膜試験片
の摩耗量については試験終了後、形状測定器にて測定し
た。上記評価法により、本発明品１と比較品３，５およ
び１１について比較検討した。
【００１７】図２は固体潤滑剤被膜試験片と上部試験片
との摩擦係数の経時記録である。比較品３，５および１
１の値は０．３程度であるのに対し、本発明品１の値は
０．１程度と小さく、本発明品は特に優れている。ま
た、いずれもその値は経時的に安定しており本発明品１
と比較品１１については変動幅も小さい。
との摩擦係数の経時記録である。比較品３，５および１
１の値は０．３程度であるのに対し、本発明品１の値は
０．１程度と小さく、本発明品は特に優れている。ま
た、いずれもその値は経時的に安定しており本発明品１
と比較品１１については変動幅も小さい。
【００１８】図３は上部試験片・下部試験片間の振動の
実効値の記録である。比較品５と１１はほぼ同じような
値を示すが、比較品３は振動が大きく、その変動幅も大
きい。また本発明品１の振動幅はどの比較品よりも小さ
い値を示し、移着性においても優れていることが予想さ
れた。
実効値の記録である。比較品５と１１はほぼ同じような
値を示すが、比較品３は振動が大きく、その変動幅も大
きい。また本発明品１の振動幅はどの比較品よりも小さ
い値を示し、移着性においても優れていることが予想さ
れた。
【００１９】次に、潤滑性向上の原因を明らかにするた
めに移着膜の生成状態及びその成分について調査、分析
を行った。以下、それについて説明する。図４は下部試
験片摩擦痕の軸方向形状測定結果である。比較品１１で
は摩擦痕の中央部のみに移着が見られ、比較品５では摩
擦痕に摩耗及びその中央部と左側に移着が見られる。し
かし、本発明品１においては摩擦痕の全体にほぼ均一に
移着が見られ、移着膜が良好に形成されることがわかっ
た。
めに移着膜の生成状態及びその成分について調査、分析
を行った。以下、それについて説明する。図４は下部試
験片摩擦痕の軸方向形状測定結果である。比較品１１で
は摩擦痕の中央部のみに移着が見られ、比較品５では摩
擦痕に摩耗及びその中央部と左側に移着が見られる。し
かし、本発明品１においては摩擦痕の全体にほぼ均一に
移着が見られ、移着膜が良好に形成されることがわかっ
た。
【００２０】さらに、本発明品１について摩擦痕部のＳ
ＥＭによる観察とＥＰＭＡによる成分分析を行った。そ
の結果を図５に示す。これより、摩擦痕部の全体に移着
膜が良好に形成されていることが確認され、その膜中に
は固体潤滑剤の偏りなく分布していることがわかった。
ＥＭによる観察とＥＰＭＡによる成分分析を行った。そ
の結果を図５に示す。これより、摩擦痕部の全体に移着
膜が良好に形成されていることが確認され、その膜中に
は固体潤滑剤の偏りなく分布していることがわかった。
【００２１】図６は本発明品１と比較品１１の固体潤滑
剤被膜試験片の摩耗量を測定した結果である。摩耗量は
両者とも同じような値であるが、本発明品１の運転時間
が比較品１１の３倍であることから、耐摩耗性において
も本発明品１は比較品の中でも摩耗の少なかった比較品
１１よりも優れていることがわかった。
剤被膜試験片の摩耗量を測定した結果である。摩耗量は
両者とも同じような値であるが、本発明品１の運転時間
が比較品１１の３倍であることから、耐摩耗性において
も本発明品１は比較品の中でも摩耗の少なかった比較品
１１よりも優れていることがわかった。
【００２２】（Ｂ）室温〜９００℃における潤滑性 次に本発明品１と比較品３，５および１１の固体潤滑剤
被膜について室温〜９００℃における摩擦係数を測定し
比較検討した。ただし、この結果は図７に示す高温往復
動摩擦摩耗試験方法により別途測定したものである。実
験は室温〜９００℃〜室温の順で行い、測定は１００℃
毎に行った。摩擦係数の値はそれぞれの温度において摩
擦係数が安定したのち読取ったものである。
被膜について室温〜９００℃における摩擦係数を測定し
比較検討した。ただし、この結果は図７に示す高温往復
動摩擦摩耗試験方法により別途測定したものである。実
験は室温〜９００℃〜室温の順で行い、測定は１００℃
毎に行った。摩擦係数の値はそれぞれの温度において摩
擦係数が安定したのち読取ったものである。
【００２３】図８は各固体潤滑剤被膜試験片の摩擦係数
を示す。比較品３の場合、摩擦係数は温度の増加ととも
に小さくなる傾向が見られ、昇温降温時とも８００℃に
おいて最小値を示す。比較品５の場合、比較品１１と同
じく摩擦係数は温度の増加とともに小さくなる傾向が見
られ、その最小値は昇温時においては８００℃、降温時
においては５００℃である。比較品３の場合も摩擦係数
は昇温とともに低下するが全体に高い値を示している。
本発明品１は比較品のいずれとも異なり昇温時の６００
℃において摩擦係数の急激な低下が見られ、その後降温
時の３００℃まで小さく、安定している。これより、本
発明品１は３００〜９００℃までの広い温度領域におい
ても優れた潤滑性が期待できることがわかった。
を示す。比較品３の場合、摩擦係数は温度の増加ととも
に小さくなる傾向が見られ、昇温降温時とも８００℃に
おいて最小値を示す。比較品５の場合、比較品１１と同
じく摩擦係数は温度の増加とともに小さくなる傾向が見
られ、その最小値は昇温時においては８００℃、降温時
においては５００℃である。比較品３の場合も摩擦係数
は昇温とともに低下するが全体に高い値を示している。
本発明品１は比較品のいずれとも異なり昇温時の６００
℃において摩擦係数の急激な低下が見られ、その後降温
時の３００℃まで小さく、安定している。これより、本
発明品１は３００〜９００℃までの広い温度領域におい
ても優れた潤滑性が期待できることがわかった。
【００２４】評価結果を表４にまとめて示した。表中
“−”は未評価を示し、低速滑りの潤滑性評価の欄は、
上段が昇温時、下段が降温時の値を示す。また、本発明
品１の潤滑性表面の欄が２段になっているのは低速及び
高速滑りでそれぞれ２回試験したことを意味する。
“−”は未評価を示し、低速滑りの潤滑性評価の欄は、
上段が昇温時、下段が降温時の値を示す。また、本発明
品１の潤滑性表面の欄が２段になっているのは低速及び
高速滑りでそれぞれ２回試験したことを意味する。
【００２５】
【表４】
【００２６】表４から、本発明品は潤滑性、密着性、耐
摩耗性、移着性の点で比較品よりも優れていることが解
った。
摩耗性、移着性の点で比較品よりも優れていることが解
った。
【００２７】次に高温往復動摩擦試験により固体潤滑剤
とバインダの混合割合の変化と摩擦係数の変化の関係及
びＣａＦ２，ＢａＦ２，とＣｒ２Ｃ３の混合割合の変化
と摩擦係数の変化の関係を実験により調べた。 （１）図９の縦列のグラフは、固体潤滑剤とバインダの
混合割合を１０：９０から４０：６０に変えたもので、
図１０はその混合割合が２０：８０から４０：６０の範
囲で、降温の過程で８００〜４００または５００℃まで
において摩擦係数が０．３以下となっていることを示し
ていて、固体潤滑剤として使用できることがわかる。 （２）図９の横列のグラフは、ＣａＦ２，ＢａＦ２，と
Ｃｒ２Ｏ３の混合割合を変えた実験結果で、ＣａＦ２と
ＢａＦ２の混合割合を４０：６０一定とし、これらとＣ
ｒ２Ｏ３の混合割合を４０：６０から６０：４０と変え
たもので、図１０は５０：５０の混合割合の摩擦係数が
降温時８００〜５００℃で０．３以下となっていること
を示していて、固体潤滑剤として使用できることがわか
る。
とバインダの混合割合の変化と摩擦係数の変化の関係及
びＣａＦ２，ＢａＦ２，とＣｒ２Ｃ３の混合割合の変化
と摩擦係数の変化の関係を実験により調べた。 （１）図９の縦列のグラフは、固体潤滑剤とバインダの
混合割合を１０：９０から４０：６０に変えたもので、
図１０はその混合割合が２０：８０から４０：６０の範
囲で、降温の過程で８００〜４００または５００℃まで
において摩擦係数が０．３以下となっていることを示し
ていて、固体潤滑剤として使用できることがわかる。 （２）図９の横列のグラフは、ＣａＦ２，ＢａＦ２，と
Ｃｒ２Ｏ３の混合割合を変えた実験結果で、ＣａＦ２と
ＢａＦ２の混合割合を４０：６０一定とし、これらとＣ
ｒ２Ｏ３の混合割合を４０：６０から６０：４０と変え
たもので、図１０は５０：５０の混合割合の摩擦係数が
降温時８００〜５００℃で０．３以下となっていること
を示していて、固体潤滑剤として使用できることがわか
る。
【００２８】
【発明の効果】このようにこの発明の固体潤滑剤被膜は
高温かつ大きな滑り速度の接触において潤滑性、耐摩耗
性ならびに移着性に優れている。この固体潤滑剤を使用
することによって、液体潤滑剤の使用が不可能な３７０
℃以上の高温大気中においても、回転部及び摺動部を有
する高温用機械装置の稼働を実現することができる。ま
た、この発明の固体潤滑剤被膜の形成方法においては、
被膜を減圧プラズマ溶射によって形成することができる
ので、被膜の形成が容易である。
高温かつ大きな滑り速度の接触において潤滑性、耐摩耗
性ならびに移着性に優れている。この固体潤滑剤を使用
することによって、液体潤滑剤の使用が不可能な３７０
℃以上の高温大気中においても、回転部及び摺動部を有
する高温用機械装置の稼働を実現することができる。ま
た、この発明の固体潤滑剤被膜の形成方法においては、
被膜を減圧プラズマ溶射によって形成することができる
ので、被膜の形成が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】固体潤滑剤被膜の評価に使用した試験機を示す
構成説明図。
構成説明図。
【図２】摩擦係数の経時記録を示すグラフ。
【図３】振動の実効値を示すグラフ。
【図４】下部試験片摩擦痕の軸方向形状測定結果を示す
グラフ。
グラフ。
【図５】摩擦痕部のＳＥＭ観察及びＥＰＭＡ結果を示す
グラフ。
グラフ。
【図６】固体潤滑剤被膜試験片の摩耗量を示すグラフ。
【図７】高温往復動摩擦摩耗試験の概略図。
【図８】各固体潤滑剤被膜試験片の摩擦係数を示すグラ
フ。
フ。
【図９】材料の混合割合を示すグラフ。
【図１０】温度と摩擦係数の関係を示すグラフ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】追加
【補正内容】
【図９】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】追加
【補正内容】
【図１０】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｎ 10:04 10:12 20:00 Ａ 8217−4Ｈ 20:06 Ｚ 8217−4Ｈ 30:06 40:02 40:06 50:08 70:00 (71)出願人 000001247 光洋精工株式会社 大阪府大阪市中央区南船場３丁目５番８号 (71)出願人 000102692 エヌティエヌ株式会社 大阪府大阪市西区京町堀１丁目３番17号 (71)出願人 000229597 日本パーカライジング株式会社 東京都中央区日本橋１丁目15番１号 (71)出願人 000005197 株式会社不二越 富山県富山市石金20番地 (74)上記６名の代理人 弁理士 川井 治男 (72)発明者 吉岡 武雄 茨城県つくば市並木１丁目２番地 工業技 術院機械技術研究所内 (72)発明者 水谷 八郎 茨城県つくば市並木１丁目２番地 工業技 術院機械技術研究所内 (72)発明者 小鳥居 広文 茨城県つくば市並木１丁目２番地 工業技 術院機械技術研究所内 (72)発明者 豊田 泰 大阪府大阪市中央区南船場三丁目５番８号 光洋精工株式会社内 (72)発明者 新関 心 神奈川県藤沢市鵠沼神明１丁目５番50号 日本精工株式会社内 (72)発明者 橋本 孝信 富山県富山市中田字南２−26 株式会社不 二越内 (72)発明者 柏村 博 三重県桑名市大字東方字尾弓田3066番地 エヌティエヌ株式会社内 (72)発明者 杉 博美 神奈川県藤沢市鵠沼神明１丁目５番50号 日本精工株式会社内 (72)発明者 高森 誠 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社内 (72)発明者 平井 英次 神奈川県平塚市大神2784 日本パ―カライ ジング株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 ＣａＦ2 ，ＢａＦ2 ，Ｃｒ2 Ｏ3 の三種
類の混合物からなる高温固体潤滑剤。 - 【請求項２】 配合割合をＣａＦ2 ５〜６０ｗｔ％、Ｂ
ａＦ2 ５〜６０ｗｔ％、Ｃｒ2 Ｏ3 ５〜８０ｗｔ％の範
囲とする請求項１の高温固体潤滑剤。 - 【請求項３】 上記高温固体潤滑剤に耐熱鋼合金のパウ
ダをバインダとして配合した混合物を耐熱材料の表面に
プラズマ溶射することを特徴とする高温固体潤滑剤被膜
の形成方法。 - 【請求項４】 上記高温固体潤滑剤に耐熱鋼合金のパウ
ダをバインダとして２０〜８０体積％配合した混合物を
耐熱材料の表面にプラズマ溶射することを特徴とする高
温固体潤滑剤被膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5084204A JPH0819429B2 (ja) | 1993-03-18 | 1993-03-18 | 固体潤滑剤及び固体潤滑剤被膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5084204A JPH0819429B2 (ja) | 1993-03-18 | 1993-03-18 | 固体潤滑剤及び固体潤滑剤被膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06306380A true JPH06306380A (ja) | 1994-11-01 |
| JPH0819429B2 JPH0819429B2 (ja) | 1996-02-28 |
Family
ID=13823959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5084204A Expired - Lifetime JPH0819429B2 (ja) | 1993-03-18 | 1993-03-18 | 固体潤滑剤及び固体潤滑剤被膜の形成方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0819429B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004107678A (ja) * | 2001-02-28 | 2004-04-08 | Nippon Piston Ring Co Ltd | 耐摩耗性摺動部材 |
| JP2006328463A (ja) * | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Toyota Motor Corp | 摺動部材 |
| KR100655366B1 (ko) * | 2005-07-04 | 2006-12-08 | 한국과학기술연구원 | 내열, 내마모, 저마찰 특성을 가지는 코팅제 및 이의코팅방법 |
| US7157169B2 (en) | 2001-10-30 | 2007-01-02 | Nissan Motor Co., Ltd. | Fuel cell |
| KR100803968B1 (ko) * | 2006-10-13 | 2008-02-15 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 윤활코팅분말 및 그 제조방법 |
| KR100883127B1 (ko) * | 2006-12-28 | 2009-02-10 | 한양대학교 산학협력단 | 내마모성이 우수한 에어포일 베어링의 제조방법 |
-
1993
- 1993-03-18 JP JP5084204A patent/JPH0819429B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JP4638769B2 (ja) * | 2005-05-25 | 2011-02-23 | トヨタ自動車株式会社 | 摺動部材 |
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| KR100883127B1 (ko) * | 2006-12-28 | 2009-02-10 | 한양대학교 산학협력단 | 내마모성이 우수한 에어포일 베어링의 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0819429B2 (ja) | 1996-02-28 |
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