JPH0758095B2 - 複層軸受の製造方法 - Google Patents

複層軸受の製造方法

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JPH0758095B2
JPH0758095B2 JP13858287A JP13858287A JPH0758095B2 JP H0758095 B2 JPH0758095 B2 JP H0758095B2 JP 13858287 A JP13858287 A JP 13858287A JP 13858287 A JP13858287 A JP 13858287A JP H0758095 B2 JPH0758095 B2 JP H0758095B2
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【発明の詳細な説明】 本発明は、複層軸受の製造方法に関する。
従来、多孔質焼結金属層を設けた銅裏金にPTFE系の樹脂
を被着させた複層軸受は、例えば、米国特許第2689380
号、特公昭31−2452号、特公昭39−16950号等によって
公知である。これら公知の複層軸受は、通常の使用条件
下では満足すべき性能を発揮するが、高温雰囲気での中
高速すべり条件下での使用では摩耗が大きいという欠点
を有する。この欠点を解決する目的で、PTFE樹脂に縮合
重合型ポリイミド樹脂を添加する方法が米国特許第3652
409号に開示されている。
これらの従来技術により得られる複層材料は、多孔質焼
結金属層を有する銅裏金にPTFE樹脂を含む樹脂組成物か
らなる分散物の吹き付け、デッピング又は塗布によって
製造されて来たが3/100〜5/100mmの被着層の厚みが限度
であり、この厚みを超えると、樹脂表面にワレ、フクレ
等が生じ製品化し得ないのが実情であった。従って従来
技術により得られる複層材料を特に巻きブッシュとして
使用する場合、樹脂層が存在する内径面を刃物加工によ
って寸法調整することは不可能であった。
そのために、従来0.1〜0.2mmの樹脂厚を有する軸受とし
ては、PTFE成形ブロックから機械加工により削出したス
カイビングテープを金属上に接着する方法が行われて来
た。
また、0.1〜0.2mmの樹脂厚を有する複層軸受の製造方法
として、金属薄板上の多孔質焼結金属層に四フッ化エチ
レン樹脂、付加重合型ポリイミド樹脂、界面活性剤及び
水とからなる水性ディスパージョンから得られる半固形
ペーストを多孔質焼結金属層に被着させて、これらの樹
脂を硬化させる方法がある。この方法に従って0.1〜0.2
mm程度の樹脂層を有する複層軸受を製造する場合、多孔
質焼結金属層に適用した半固形ペースト中の水分除去に
時間がかかると同時に被着樹脂層にクラックが発生し易
く、更に、半固形ペースト中に含まれる界面活性剤は被
着樹脂層に対しクラック、フクレを発生させる等の影響
を与え易いという欠点がある。
本発明の目的は、金属薄板上の多孔質焼結金属層に被着
させた樹脂層が刃物加工によって切削し得る厚みを有す
ると共に、充分な軸受特性を有した複層軸受の製造方法
を提供することにある。
本発明によれば、前記目的は、 (1) 四フッ化エチレン樹脂粉末60〜90重量%と付加
重合型ポリイミド樹脂粉末10〜40重量%とを四フッ化エ
チレン樹脂の室温転移点以下の温度で粉砕混合する工程
と、 (2) 得られた粉砕混合物にその100重量部当り石油
系溶剤18〜25重量部を添加し、前記室温転移点以下の温
度で撹拌混合して粉砕混合物を湿潤させる工程と、 (3) 金属薄板上に不規則形状の金属粉末を焼結して
得られた多孔質焼結金属層上に湿潤工程で得られた湿潤
樹脂混合物を供給する工程と、 (4) 金属薄板を多孔質焼結金属層の空隙に、前記供
給された湿潤混合物を充填すると共に多孔質焼結金属層
上に被着させる工程と、 (5) 多孔質焼結金属層に充填され且つ被着された樹
脂混合物を乾燥させて前記溶剤を除去する工程と、 (6) 前記樹脂混合物層を所定の被着厚さにまで加圧
する工程と、 (7) 樹脂混合物層を加熱焼成する工程と、 (8) 焼成された樹脂混合物層を熱時に加圧して被着
厚さの微調整を行う工程と からなり、四フッ化エチレン樹脂と付加重合型ポリイミ
ド樹脂とからなる樹脂組成物が被着された複層軸受の製
造方法により達成される。
本発明の金属薄板とは、一般構造用圧延鋼薄板である
が、目的用途によっては、他の鋼薄板又は鋼以外の金属
薄板であっても良く、これらの金属薄板に銅メッキ等を
施して耐蝕性を向上させたものであっても良い。
本発明における多孔質焼結金属層を形成するための金属
粉末は、その金属自体、摩擦摩耗特性にすぐれた青銅、
鉛青銅あるいはリン青銅などの概略100メッシュを通過
する銅合金粉末であるが、目的に応じて銅合金以外例え
ばアルミニウム合金、鉄などの粉末も使用し得る。この
金属粉末の粒子形態は、塊状又は不規則形状のものが好
ましい。この多孔質焼結金属層の厚さは、おおむね、0.
15〜0.40ミリメートル、就中、0.2〜0.3ミリメートルで
あることが好ましく、多孔度は、おおむね10容量%以
上、就中、15〜40容量%であることが好ましい。
本発明においてに用いられる四フッ化エチレン樹脂とし
ては、PTFE樹脂の微粉末が用いられる。例えば三井デュ
ンポフロロケミカル社のテフロン6CJ、旭硝子社のフル
オンCD−076、CD−126、CD−4、ダイキン工業社のポリ
フロンF201(以上、いずれも商品名)が好ましいものと
して挙げられる。
付加重合型のポリイミド樹脂としては、成形コンパウン
ド用生樹脂として、ローヌ・プーラン社から“ケルイミ
ド”の商品名で市販されているポリアミノビスマレイミ
ドが好ましいものとして例示される。このポリアミノビ
スマレイミド樹脂は、 なる化学式を有し、無水マレイン酸とジアミノジフェニ
ルメタンとの付加重合により生成された熱硬化性ポリイ
ミド樹脂である。
本発明において用いられる石油系溶剤としては、ナフ
サ、トルエン、キシレン、脂肪族系溶剤、脂肪族・ナフ
テン系混合溶剤が挙げられ、市販品としてはエクソール
(エクソン化学社製)等が例示される。
表面に多孔質焼結金属層を形成した裏金に樹脂組成物を
被着させるに際しては、多孔質焼結金属層を充填(投
錨)及び当該金属層上に一様な被着膜を形成すべく、樹
脂組成物は実質的に微粉末である必要があり、かつ流動
性が付与されている必要がある。
本発明においては、PTFE樹脂粉末と付加重合型ポリイミ
ド樹脂とをPTFEの室温転移点(19℃)以下で粉砕しなが
ら混合し、この混合物を19℃以下の温度に保持しながら
石油系溶剤を加えて被着用組成物を調製する。
多孔質焼結金属層へ被着させた樹脂組成物層に十分な強
度と軸受特性を付与するための一つの要因として均一な
樹脂組成物の調製が挙げられる。PTFE樹脂の室温転移点
以下で粉砕と混合を行なった場合には樹脂に剪断力が加
わることなく均一な樹脂混合物が得られる。
また、このようにして得られたPTFE樹脂と付加重合型ポ
リイミド樹脂混合物に石油系溶剤を添加し、撹拌混合す
ることにより、樹脂混合物を湿潤させる際にも、PTFE樹
脂の室温転移点以下で行われる。これは、溶剤を加えて
撹拌混合する際にPTFE樹脂に練りが加わってPTFE粒子の
繊維化が進み、湿潤樹脂混合物の造形性が著しく減少
し、被着樹脂としての機能を果さなくなるのを防止する
ためである。
樹脂混合物の組成は、四フッ化エチレン樹脂60〜90重量
%、付加重合型ポリイミド樹脂10〜40重量%であるのが
好ましい。
樹脂混合物粉砕後のPTFE樹脂粒子は平均粒径80ミクロン
以下の粒子径、また付加重合型ポリイミド樹脂の粒子は
150メッシュを通過する大きさであるのが好ましい。
樹脂混合物に添加される石油系溶剤は樹脂混合物100重
量部当り18〜25重量部であるのが好ましい。石油系溶剤
の量が少ないと混合物の展延性が悪く、多孔質焼結金属
層内への樹脂混合物の含浸にむらを生じ易い。また石油
系溶剤が多すぎると、被着作業がやりにくくなるばかり
でなく、被着膜の均一性が損われたり、密着強度が悪く
なる。
本発明において、多孔質焼結金属層を設けた金属薄板か
らなる裏金にtミリメートルの厚さの樹脂被着層をもっ
た複層軸受を得るには、まず裏金上に供給された石油系
溶剤を含むPTFE樹脂と付加重合型ポリイミド樹脂との樹
脂混合物をローラーで圧延員して(2〜3.5)×tミリ
メートルの厚さに被着させる。
次に、石油系溶剤を含む樹脂混合物が被着された裏金を
200〜250℃の温度に加重してこの温度に数分間保持する
ことにより石油系溶剤を飛散除去した後、乾燥被着層を
ローラによって所定の厚さtになるようにローラーで加
圧する。この時の加圧力は概ね300〜600kg/cm2に達す
る。
次に、ローラで加圧した樹脂被着裏金全体を加熱炉内に
導入して360℃〜380℃の温度で数分ないし10数分加熱し
て焼成を進めた後、これを取り出し、再びローラーによ
って加圧する。このローラー加圧は10-3〜10-2ミリメー
トルの範囲の寸法のバラ付きを調整するためのものであ
る。
寸法調整後、樹脂層が被着された裏金を冷却し、ついで
必要に応じて裏金のうねりなどを矯正するため矯正ロー
ラを通して所望の複層板とする。
この複層板を適宜の大きさに切断したのち、平板の状態
ですべり板として使用することができ、また丸曲げして
円筒状の巻きブッシュとして使用することができる。
第1図は、本発明製造方法によって得られた複層板の拡
大断面図である。複層板断面の顕微鏡による観察結果に
よれば、付加重合型ポリイミド樹脂の小粒径のものはPT
EE樹脂とともに多孔質焼結金属層の空隙内に充填されて
いることが明らかとなった。
第2図は、本発明の複層板の製造方法を示す説明図であ
る。
6は裏金4をコイル状に巻いたフープ状、7,7は案内ロ
ーラー、8はホッパーであり、9は湿潤樹脂組成物であ
る。
10,10は、裏金上に供給された組成物9を一様な厚さに
圧延して被着させる加圧ローラーで、この工程では組成
物が最終製品に必要とされる樹脂被着厚さの2〜2.5倍
の厚さに被着される。多孔質焼結金属層の空隙中への樹
脂の充填は、この工程でその大部分が進行する。
11は、熱風乾燥炉でおおむね200〜250℃の雰囲気温度に
調節されている。樹脂被着裏金がこの熱風乾燥炉を通さ
れると、その樹脂組成物中の揮発分は殆んど除去され
る。
12,12は寸法出し加圧ローラで裏金上の乾燥された樹脂
被着層を最終製品に必要とされる被着厚さに押圧する。
この工程では、上述した空隙への樹脂の充填が補足的に
行なわれ充填が完全なものとなる。
13は樹脂の焼成を行なう加熱炉で、おおむね、360〜380
℃の雰囲気温度に調節されている。加圧ローラーで処理
された樹脂組成物被着裏金は、数分ないし十数分を要し
て炉内を通過して、樹脂組成物の焼成、硬化が完結す
る。
14,14は寸法調整ローラーで、裏金に被着された樹脂層
の10-3〜10-2ミリメートルの範囲の厚さの寸法微調整が
このローラーで熱時に行われる。このローラー内には冷
媒を通して温度調節がなされている。
15は、冷水噴霧などによる冷却装置で、この装置内で裏
金をほぼ室温にまで冷却する。
16は、矯正ローラーで、このローラーによって裏金の僅
かなうねりなどを矯正する。
17,17は案内ローラーであり、18はコイラーであって、
案内ローラー17,17を通過した複層板がコイラー18によ
って巻き取られる。
本発明によれば、四フッ化エチレン樹脂、付加重合型ポ
リイミド樹脂、界面活性剤及び水からなる水性ディスパ
ージョンから得られる半固形ペーストを多孔質焼結金属
層に適用した場合に樹脂被着層に生ずるクラック、フク
レは完全に防止され得る。
また、本発明によれば、四フッ化エチレン樹脂粉末と付
加重合型ポリイミド樹脂粉末は、四フッ化エチレン樹脂
の室温転移点以下で粉砕混合されるために、四フッ化エ
チレンが剪断力で伸延されることなく粉砕混合され、両
樹脂間の混合が均一に行われる。その結果多孔質焼結金
属層の空隙部への樹脂の含浸度が向上し、樹脂組成物の
裏金に対する機械的接合に加えてポリイミド樹脂による
接着硬化も加わり、密着強度が高くしかも被着樹脂膜自
体の強化が十分に行われるという利点を有する。また、
粉砕混合された四フッ化エチレン樹脂と付加重合型ポリ
イミド樹脂組成物に石油系溶剤を添加し、撹拌混合する
ことにより樹脂組成物を湿潤させる際にも、四フッ化エ
チレン樹脂の室温転移点以下で行われるため、四フッ化
エチレン樹脂に剪断力が作用して四フッ化エチレン樹脂
粒子の繊維化が進行し、樹脂組成物の造形性が阻害され
るような現象を完全に阻止することができるという利点
を有する。
更に、両樹脂の粉砕混合及び粉砕混合された樹脂組成物
と溶剤との撹拌混合は、ともに、四フッ化エチレン樹脂
の室温転移点以下に管理すればよく、工程における管理
すべき温度範囲も十分広く設定することができ、温度管
理が容易であるという利点をも有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明製造方法によって得られた複層板の拡大
断面図、第2図は本発明製造方法を示す説明図である。 1……金属薄板、2……多孔質焼結金属層、 4……裏金、5……樹脂組成物被着層、 6……フープ材、8……ホッパー、 9……湿潤樹脂組成物、10……加圧ローラー、 11……熱風乾燥炉、12……寸法出し加圧ローラー、 13……加熱炉、14……寸法調整ローラー、 15……冷却装置、16……矯正ローラー、 18……コイラー。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a) 四フッ化エチレン樹脂粉末60〜90
    重量%と付加重合型ポリイミド樹脂粉末10〜40重量%と
    を四フッ化エチレン樹脂の室温転移点以下の温度で粉砕
    混合する工程と、 (b) 得られた粉砕混合物にその100重量部当り石油
    系溶剤18〜25重量部を添加し、前記室温転移点以下の温
    度で撹拌混合して粉砕混合物を湿潤させる工程と、 (c) 金属薄板上に不規則形状の金属粉末を焼結して
    得られた多孔質焼結金属層上に湿潤工程で得られた湿潤
    樹脂混合物を供給する工程と、 (d) 金属薄板の多孔質焼結金属層の空隙に、前記供
    給された湿潤混合物を充填すると共に多孔質焼結金属層
    上に被着させる工程と、 (e) 多孔質焼結金属層に充填され且つ被着された樹
    脂混合物を乾燥させて前記溶剤を除去する工程と、 (f) 前記樹脂混合物層を所定の被着厚さにまで加圧
    する工程と、 (g) 樹脂混合物層を加熱焼成する工程と、 (h) 焼成された樹脂混合物層を熱時に加圧して被着
    厚さの微調整を行う工程と からなり、四フッ化エチレン樹脂と付加重合型ポリイミ
    ド樹脂とからなる樹脂組成物が被着された複層軸受の製
    造方法。
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