JPS601424A - 摺動部材 - Google Patents

摺動部材

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JPS601424A
JPS601424A JP10981083A JP10981083A JPS601424A JP S601424 A JPS601424 A JP S601424A JP 10981083 A JP10981083 A JP 10981083A JP 10981083 A JP10981083 A JP 10981083A JP S601424 A JPS601424 A JP S601424A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sliding
solid lubricant
base material
seizure
sliding member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10981083A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichiro Futamura
憲一朗 二村
Keiichiro Otsu
大津 恵一郎
Takeshi Higuchi
武 樋口
Kenji Takenaka
健二 竹中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Taiho Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Taiho Kogyo Co Ltd
Toyoda Jidoshokki Seisakusho KK
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Taiho Kogyo Co Ltd, Toyoda Jidoshokki Seisakusho KK, Toyoda Automatic Loom Works Ltd filed Critical Taiho Kogyo Co Ltd
Priority to JP10981083A priority Critical patent/JPS601424A/ja
Publication of JPS601424A publication Critical patent/JPS601424A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/24Brasses; Bushes; Linings with different areas of the sliding surface consisting of different materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Lubricants (AREA)

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】 本発明は、鉄系金属、銅系金属等の金属を母材とし、耐
焼付性が改善された摺動向を持つ摺動部材に関するもの
である。
従来、摺動部材は鉄系金属、銅系金属、アルミニウム系
金属等で構成され、その焼付性を向上させるために摺動
面全面に固体潤滑剤や樹脂をコーティングしていた。し
かしこの方法では、該コーテイング膜が摩擦中に摩耗し
そのコーティング剤が消失したり、その膜が軟いために
変形、流動したりする。
従って、上記摺動部材は、摺動荷重が大きいような苛酷
な摺動条件とか、潤滑油が供給されないような無潤滑の
状態下では、焼付きしやすいという問題がある。
本発明は、上記問題を克服するものであり、耐焼付性に
侵ぐれた鉄系金属、銅系金属等を母材とする摺動部材を
提供することを目的とする。
即ち、本発明の摺動部材は、少なくとも一部表面が摺動
向となる金属をm月とづる基体と該基体表面に保持され
た固体潤滑剤とで構成され、該基体の該摺動向の一部を
構J−る部分の表面は凹凸が形成されており、上記摺動
面は、該凹凸表面を有する該基体の該凸部上面ど、該凹
部に保持された上記固体潤滑剤の上面とで構成されてい
ることを特徴とづ−るものである。
本発明の摺動部材の基材を構成する母材は、球状黒鉛鋳
鉄、合金鋼等の鉄系金属、銅鉛合金等の銅系金属、アル
シル合金等のアルミニウム系金属を用いることができる
基材としては係る母材の表面の硬度をさらに向上せしめ
るため、該母材の表面を、浸炭焼入れ、窒化処理、浸ボ
ロン処理等を施し、浸炭層、窒化層、浸ボロン層等の硬
化層を有するものでもよい。
本発明に係る基材は、少なくとも摺動向を形成する部分
の表面に凹凸が形成されている。この凹部の深さは、0
.5μ程度以上であるが、深い稈好ましい。0.5μ程
度と比較的浅い場合でし潤滑油が十分に供給されるよう
な場合には十分な耐久性が得られる。凸部の上面の直径
あるいは太さは5μIII〜1500μm程度が好まし
い。この基材の表面を凹凸にづる方法としては、ショッ
1−プラス1〜により機械的に凹凸を形成づる方法、電
解エツチング、化学エツチングのように表面の一部を選
択的に溶解して凹凸を形成する方法、レーザービームに
よる部分焼入れのように、鉄系金属の表面にレーザービ
ームを点状線状に照射し、その照射された部分をマルテ
ンザイト変態で膨張突出さけて凸部を形成する方法等を
採用することができる。ショツトブラストによる場合に
ついては、打撃によるへこみで機械的に母材の表面に凹
凸が形成される。電解上ツヂング、化学エツチングにつ
いては、酸又はアルカリ等で溶解し易い母材部分等が主
として溶解され、凹部を形成する。レーザービームによ
る部分焼入れについては、焼入れされた部分がマルテン
リーイト変態により0.5〜1μm程度突出し、凸部を
形成する。
固体潤滑剤はこの基材表面の四部に埋設保持される。固
体潤滑剤としては、二硫化モリブデン、二硫化タングス
テン、グラフ1イト、窒化硼素、酸化鉛、フッ素樹脂等
の粉末、鉛、インジュウム、錫等の軟質金属を用いるこ
とができる。尚、摺動向の摩耗初期においては、初期な
じみ性も考虚して、摺動面全面が固体潤滑剤で覆われて
いる場合でも良い。しかし、摺動の初期に固体潤滑剤が
取れ、基lが表面に露出づる程度である必要があり、使
用条件にもよるが一般的には10μm以下の厚さが望ま
しい。
固体潤滑剤の厚さは、通常上記基Iの四部の深さであり
、厚い程好ましいが、潤滑油が十分に供給されるような
場合には、0.5μm程度と比較的薄い場合でも十分な
耐久性が得られる。
上記固体潤滑剤を母材の四部に結合させる結合剤として
は、フェノール樹脂、1ニボキシ樹脂、フラン樹脂、ユ
リャ樹脂、ポリアミドイミド樹脂、不飽和ポリエステル
等の熱硬化性樹脂が好ましい。
また、使用条件によってはフッ素樹脂、ポリアセタール
樹脂、ナイロン樹脂等の熱可塑性樹脂も使用できる。固
体潤滑剤層中の固体潤滑剤の割合は、体積%で50〜9
0%程度が好ましい。 ・摺動向を構成する基材凸部面
と固体潤滑剤面との割合は、固体潤滑面が全摺動面の2
0〜80%を占め、基材凸部面が残り20〜80%を占
める程度が好ましい。にり好ましくは、固体潤滑剤面が
全摺動面の40〜80%を占め、基材凸部面か残り20
〜60%を占める場合である。耐焼イリ荷小で評価づる
と、摺動面にJ5りる固体潤滑剤面の割合は40〜60
%程度が最も高い耐焼イ」荷重を示す。一方、潤滑油が
供給されない状態での焼(Jまでの時間では、摺動向に
おレプる固体潤滑剤面の割合が増大するにつれ、焼付き
までの時間は長くなる。この耐焼付荷重と焼付きまでの
時間の共にすぐれた領域として、摺動面にお()る固体
潤滑剤面の割合は、40〜80%が最も好ましい範囲と
なる。
上記固体潤滑剤を上記基材の凹部に結合さけるには、ま
ずその凹部に固体潤滑剤を含む未硬化の熱硬化性樹脂ペ
ーストを塗布する。そして、これを常温あるいは加熱、
その他の方法で固化することによって固体潤滑剤層を形
成する。なお固体潤滑剤等の軟質金属の場合には、メッ
キ等で固体潤滑剤層を形成することができる。基材の四
部の表面に溝が形成されていると、固体潤滑剤形成成分
がこの溝に入り、アンカー効果により固体潤滑剤が強固
に基材の凹部に固着する。なお、塗布の方法としてはス
プレー法、タンプリング法、ロールコーティング法、刷
毛塗り法等の通常の塗装方法を使用することができる。
なお基材凸部面に固体潤滑剤の層が形成されていないの
が好ましいが、摺動面の摺動により容易に摩耗′する場
合には、例え固体itη滑剤の層が基材凸部面を被覆し
ているような場合においても実際上は大きな問題とはな
らない。用途により、基体の凸部上面が、使用初1tl
Jより表出していなければならない場合においては、仕
上げ工程を加え、摺動面に相手lをこすり合Uて摺動さ
せることにより、基材凸部上面上の固体潤滑剤・の層は
取れ、摺動面表面に基材凸部面が表出する。
本発明の摺動材料は、その摺動面を4tlf成Jる基材
凸部面は主として耐荷重及び耐摩耗性に貢献する。一方
、固体潤滑剤面は、耐焼付性を向上さUる。潤滑油−が
十分に供給される場合においては、摺動面には油膜が形
成され、摺動材料が摺動の相手金属とが互いに固体接触
する可能性は少ない。
従って、潤滑油が理想的に供給される場合は、摺動面に
おける摩耗は無視できる程度に少ない。
本発明の摺動材料は、凹凸のある鉄系金属、銅系金属等
を母材とする基材と、基体の凹部に保持された固体潤滑
剤とで構成され、摺動面は該母I凸部面と固体潤滑剤面
とで構成されている。このため、潤滑油が一時的に供給
されない様な条件で運転された場合においても、摺動面
の固体潤滑剤の働きにより焼付きが防止され、又、その
摺動面を構成する基材凸部面により、固体潤滑剤の大き
な摩耗が阻止され、比較的長時間にわたって焼付き等の
不都合を防止することができる。このため、本発明の摺
動材料は耐久性がすぐれたものとなる。
また本発明の摺動材料の基体が母材表面を浸ボロン処理
、浸炭処理等ににり硬化し、硬化層が形成されたもので
ある場合には、その摺動材料は高速、高荷重下における
耐焼付性が極めて優れたしのとなる。
以下、試験結果を示J。
試験例1 試験のための摺動材料としてNo、1〜NO1−6の6
種類の摺動材料を作った。いずれも半球状のシュー形状
をもち、鉄系金属を母材とする表面硬度1−(v800
程度のものである。N001の摺動材料はその一面をパ
フ加工して凹凸の少ない表面としたもので、このまま摺
動材料として用いた。
N002〜N005の摺動材料は化学′エツチングの加
工方法で凹凸を形成し、その凹部に二硫化Lリブデンを
含む樹脂ベースt〜を保持させ、硬化して固体潤滑剤と
した。N006の摺動材料についてはNo、1の摺動材
料と同一のものを基体として用い、この表面に樹脂ペー
ストを塗布して固体潤滑剤層とした。各摺動材料金摺動
面における母体潤滑剤面の割合は、N091が0%、N
002が約15%、No、、3が約40%、No、4が
約60%、No、5が約80%、No、6が約100%
である。
これらの摺動材料に対する相手材としてドーナツ形状の
表面粗さ0.4〜0.6RZのアルシル合金(AI −
188i−4,5Cu−0,5M(1>を用いた。
試験としては焼付面圧および焼付きまでの時間を測定し
IC0 焼付面圧の試験は、滑り速度を15111 /Sの一定
とし、荷重を20 kg/c1でスター1−シ、漸次1
Qkg/amzづつ漸増し、各荷重で15分間保持し、
焼付時の荷重をめるものである。尚、潤滑油と(ノて、
潤滑油(冷凍(幾月)1と軽油9とにりなる混合油を使
用した。この試験条件で上記6種類の摺動材料を試験し
た。ぞの結果を第1図に示す。
尚、第1図の横軸は摺動向における固体潤滑剤面の割合
を、縦軸は焼付荷重を示4゜結果を帯状に示J0尚、帯
のlJは試料点数5個のばらつきを示すものである。
焼付きまでの時間の試験は、滑り速度15/sの一定と
し、かつ荷重も10 kg/ cm2の一定とし、潤滑
油に冷凍(幾油を初期に一度だけ相手祠摺動而に塗布し
、後は無給油とする条件で滑り試験を行い、焼付きまで
の時間を測定するものである。上記6種類の摺動材料に
つきその試験を行なった。
その結果を第2図に承り。第2図の横軸は固体潤滑剤面
の割合を、wL@は焼付きまでの時間を示ず。
結果は第1図と同じく帯の巾として示す。
これらの試験結果から明らかなように、焼(d荷重にお
いては、摺動向にお(プる固体潤滑剤面の割合が40〜
60%程度でピークとなり、その範囲をはずれると焼(
J ’liy重は低くなる。一方、焼付きまでの時間に
おいては、固体潤滑剤面の割合か増加するにつれ、焼付
きまでの時間は良くなる。この焼(J荷重と焼付までの
時間を積の形で現わした結果と摺動面における潤滑剤面
の割合を第3図に示す。第3図より、S焼付荷重が人さ
べ、かつ、か1・1付までの時間の長い摺動面における
潤滑剤面の91合は50〜80%であることが分る。
試験例2 試験例1のN001〜N016の摺動材131の基材と
同一のものを使用し、いずれもそれらにレーザ焼入で硬
化処理を施し、表面硬さを1−IV900〜1200と
した。これら6種類の表面に試験例1と同じ樹脂ペース
トを保持させ、6種類の新たな摺動材料を得た。これら
6種類の1習動材別を上記試験例1と同様にして焼付面
圧、焼付きまでの時間を測定した。焼付面圧の結果を第
4図に、焼付きまでの時間の結果を第5図に示した。ま
たこの焼付荷重と焼付きまでの時間を梢の形で表わした
結果と上記固体潤滑剤面の割合の関係を第6図に示した
第4図、第5図おにひ第6図の結果ににれば、焼fq面
圧は固体潤滑剤面の割合が40〜60%程度でピークと
なり、焼(=fきまでの時間は、該割合の増加につれて
長くなる。しかし、試験例1と比較づるど、いずれも焼
付面圧、焼付までの時間が向上している。焼イ」面圧と
焼付までの時間の積で示される耐焼付性は固体潤滑剤面
の割合が40−・80%であり、試験例1の結果にりも
イの範囲が広くなっている。
このにうに本発明にかかる摺動部材は、従来の固体潤滑
剤面が摺動向の100%を占める摺動部材、あるいは、
潤滑剤面が全くない摺動部材に比較し、焼付荷重、焼1
勺までの時間が非常に艮くなっている。従って、本発明
の摺動部41は高速、高荷重という苛酷な焼付条件に対
して、比較的長時間耐えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は試験例1にお【ノる摺動向を11−1成ターる
固体潤滑剤面の割合に対する焼付面圧の関係を示す図、
第2図は試験例1における摺動面を構成する固体潤滑剤
面の静合に対する焼付までの時間の関係を示1図、第3
図は試験例1にA3 It) 7.+摺動m1を構成づ
る固体潤滑剤面の割合に対づる焼付何重と焼付までの時
間までの時間の積の関係を示す図、第4図は試験例2に
おりる摺動向を4M成りる固体潤滑剤面の割合に対する
焼付面圧の関係を承り図、第5図は試験例2にお【ノる
摺動向を4f/、成りる固体潤滑剤面の割合に対づ゛る
焼(=Iまでの時間の関係を示す図、第6図は試験例2
に(15ける摺動向を4M成づる固体潤滑剤面の割合に
対づる焼イ」荷重と焼イ4までの時間までの肋間の積の
関係を示J図である。 特r[出願人 大費工業株式会判 1問 株式会社農田自動織機製作所 代理人 弁理士 大川 宏 ◆−゛ 同 弁理士 膝行 修 同 弁理士 丸山明夫 固体潤滑剤面の@令(0ん) 第1図 固体潤滑剤面の割、o(’lo) 第6図 固体潤滑剤面の制心(’/、) 第1頁の続き 0出 願 人 株式会社豊田自動織機製作所刈谷市豊田
町2丁目1番地

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも一部表面が摺動向となる金属を母材と
    する基体と該基体表面に保持された固体潤滑剤とで構成
    され、 該基体の該摺動面の一部を構成する部分の表面は凹凸が
    形成されており、上記摺動面は、該凹凸表面を有する該
    基体の該凸部上面と、該凹部に保持された上記固体潤滑
    剤の上面とで構成されていることを特徴とする摺動部材
  2. (2)母材は、鉄系金属、銅系金属、アルミニウム系金
    属の一種である特許請求の範囲第1項記載の摺動部材。
  3. (3)固体潤滑剤の上面が全摺動面の40〜80%を占
    め、基材の凸部上面が残りの20〜60%を占める特許
    請求の範囲第1項記載の摺動部材。
  4. (4)固体潤滑剤は、二硫化モリブデン、二硫化タング
    ステン、グラファイト、酸化鉛、窒化硼素、フッ素樹脂
    、鉛、インジウム、錫の少なくとも1つで構成されてい
    る特許請求の範囲第1項記載の摺動部材。
  5. (5)基材の四部に保持された固体潤滑剤の厚さは、0
    .5μ以上である特許請求の範囲第1項記載の摺動部材
  6. (6)金属は鉄鋼であり、基体は該母料表面に浸ボロン
    処理層を形成したものである特許請求の範囲第1項記載
    の摺動部材。
JP10981083A 1983-06-17 1983-06-17 摺動部材 Pending JPS601424A (ja)

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Cited By (5)

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