JPS6037163B2 - ドライベアリングの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はドライベアリングの製造方法に係り、詳しくは
銅（以下Ｃｕとする）粉末と銅一すず（以下Ｓｎとする
）粉末を棒状、三角形状等の不規則形状とし、これを混
合した混合粉を一部に液相が生じる状態で暁結し、この
糠結合金上にポリテトラフロロェチレンを含む樹脂分散
液をコーティングしてから乾燥、焼成するだけで、この
合成樹脂層が強固に保持でき、帯鋼と暁結合金層とが良
好に密着したドライベアリングを製造する製造方法に係
る。

自動車その他の高速回転機器の回転部分に便される軸受
は、通常鋼合金のもので、帯鋼の上にＣｕ−Ｓ岬粉末を
焼給一体化されたものが多い。

この軸受はＣｕ−Ｓｎ合金面を損動面とし、耐荷重性や
潤滑性の向上のために、他の合金成分が添加配合される
ことも多い。しかし、耐加重性と潤滑性を同時に向上す
ることはむずかしく、このため潤滑油を使用して軸受性
能を補っている。この理由は、機械的強度の向上のため
にＣｕが配合されるが、Ｃｕ配合量が多くなると、競付
を超い閏港性が低下するのに対し、Ｓｎ若しくは鉛（以
下、Ｐｂとする）は暁付防止、潤滑性の向上に寄与する
が、機械的強度が損なわれるからである。これに対し、
ドライベアリングは使用時に潤滑油を必要としないもの
で、帯鋼等の裏金で裏打ちされた多孔質暁結合金層の孔
隙中に合成樹脂成分とともに軸受成分を含浸されて構成
されている。

この暁結合金層は通常球形の均一粒度粉末を帯鋼上に散
布した状態で競結してつくられ、合成樹脂はスラリ−状
としてロール押付け等によって含浸させている。しかし
、この場合は、球状粉末を使用するため、コスト高にな
るほか、粉末粒子間の孔隙は円弧状で整っているため、
その中に含浸される樹脂が外力によって離脱し易い。更
に、裏当材としては帯鋼の上にＣｕメッキ層を形成し、
その上にＣｕ−Ｓｎ粉末を散布するため、製造コストが
かかる。これはＣｕ−Ｓ叫扮末を散布状態で焼結しても
、帯鋼と多孔質暁結合金層とは完全に被着することがで
きないからである。本発明は上記欠点の解決を目的とし
、詳しくは、帯鋼上に直接℃ｕ粉末とＣｕ合金の粉末の
焼結合金層を被着し、その上に合成樹脂分散液を吹付け
コーティングし、これを乾燥焼成して製造するドライベ
アリングの製造方法を提案する。

以下、本発明について詳しく説明する。

まず、第１図は本発明方法によって製造されたドライベ
アリングの一例の断面図であり、第２図は第１図に示す
多孔質基村の一部の断面図であり、第３図は本発明法の
一例のフローシートである。

第１図ならびに第２図において符号１で示す帯鋼として
通常ミガキ帯鋼等を使用し、この上にＣ叫扮末とＣｕ−
Ｓ材粉末の混合粉末を散布する。

これら粉末は球形若しくは球状に近いものでなく、棒状
、三角形状等の不規則形状のものであるが、これら形状
の中に一部球状のものが含まれていても良い。従って、
電解粉として不規則形状に製造されるＣ叫扮末やＣｕ−
Ｓｎ粉末はそのまま用いることができ、従来例の如くそ
れら粉末が更に形状をそろえる必要がない。また、Ｃｕ
粉末は実質的にＣｕのみから成るものであり、Ｃｕ−Ｓ
ｎ粉末はＳｎ８〜ｌａ重量％を含み残部が実質的にＣｕ
から成るものが好ましく、混合時には、Ｃｕ粉末８５〜
７５重量部とＣｕ−Ｓｎ粉末１５〜２５重量部を混合す
る。

次に、混合粉を散布後、９５０〜１０５０ｑｏで凝結し
、帯鋼１上に直接多孔質焼結合金層２を彼着形成する。

すなわち、球状若しくはこれに近い粒度均一のＣｕ粉末
であると、均一に加熱焼結するには高い暁結温度で焼結
する必要があり、低い蛾結温度で鱗結するために、通常
、Ｃｕ粉末より融点の低いＣｕ−Ｓｎ粉末が用いられて
いる。しかし、Ｃｕ−Ｓｎ粉末は９００００以上で焼結
すると、ほとんどが液相になり孔隙の多い嫁結合金層が
仲々得られない。

しかしながら、Ｃｕ−Ｓ材扮末は帯鋼上で直接焼結一体
化するには少なくとも９００つ０以上で蛾結しなければ
ならないが、このような高温であると、ほとんどが液相
となり多孔質になりにくい。

このため、焼結温度を低くして８５０ｏ０〜９００ｑＣ
程度で焼結し、多孔質性を保持することが行なわれてい
るが、この場合は、帯鋼上に銅〆ッキ層を設けないと、
多孔質の焼結合金層を彼着一体化させることができない
。この点、本発明法はＣｕ粉末とＣｕ−Ｓｎ粉末の漁・
合粉であって、しかも、形状ならびに粒度が不ぞろし、
であるため、９５０〜１０５０午○の如く、高温度で暁
結しても、各粉末粒子の突起部分のみが溶融し、とくに
、融点がＣｕ粉末より低いＣｕ−Ｓ町粉末の一部が優先
して溶融し、糠結が進行し、多孔質のものとして形成さ
れる。

次に、以上の通り帯鋼１上に多孔質の暁結合金層２を彼
着形成し、これに合成樹脂分散液を吹付けて表面にコー
ティング層、つまり、後記の合成樹脂層３を形成する。

この合成樹脂分散液は少なくともポリテトラフロロヱチ
レン（つまり、ＰＴＦＥ）等の潤滑性樹脂を含むもので
、例えば、ポリテトラフロロェチレン２５〜３５重量％
程度、芳香族ポリエステル５５〜７５重量％程度を配合
し、これに水や有機溶剤を加えて液状に分散し、通常、
分散液中に樹脂の固形分が４２〜６の重量％程度が含ま
れ、粘度は２５〜２２にＰＳに調整したものとする。な
お、吹付は常法の通り行ない、通常厚さは４０〜３０仏
程度にする。

その後は、９０〜１００ｏｏ×３船ご程度の条件で乾燥
してから、３８０００十１００Ｃ×ＩＳ分の条件で焼成
し、直ちに急冷し、この急冷によって合成樹脂層３の組
織を微細化する。

なお、合成樹脂層３を更に厚く構成するときには、吹付
→乾燥の諸工程を繰り返す。また、軸受特性の向上のた
めには、上記の如く合成樹脂をコーティングするととも
にフッ素等のプラィマ等を塗布することもできる。

この場合には、競結合金層２上に予めフッ素系のプラィ
マを塗布し、その上に上記の通りに合成樹脂をコー７イ
ングできる。次に、実施例について説明する。

まず、Ｃｕ粉（Ｃｕ９９％程度を含む）８０重量％とＣ
ｕ−Ｓｎ粉（Ｓｎｌｏ％を含み、残部が実質的にＣｕ）
２０％から成る混合粉をミガキ帯鋼上に散布し、９５０
〜１０５０ｑＣで焼結して、多孔質基材をつくった。

この多孔質村の表面の合金層について孔隙率をしらべた
ところ、５０％程度で、孔隙の形状は一定のものではな
く、随所に突起や凹所等が形成されて不規則形状であっ
た。また、比較のために、ミガキ帯鋼上に銅〆ッキし、
その上に上記のＣｕ−Ｓｎ粉のみを散布し、９８００〜
１０００００で焼結した。

この際の表面合金層の孔隙は焼緒前より減少し、ほとん
ど閉塞されていた。また、この基材上に吹付けるための
合成樹脂分散液は、ポリエステル樹脂としてＰ−ヒドロ
オキシ安息香酸系ポリエステル樹脂（商品名ェコノール
、日本ェコノール■社製）３の重量％とポリテトラフロ
ロェチレン７の重量％とを配合し、これに水や有機溶剤
を加えて液状に分散し、分散液中の固形物が５５重量％
で粘度６０ＰＳ程度に調整してつくつた。

次に、合成樹脂分散液を基材の多孔質の合金層に向けて
吹付け、その孔隙中に合成樹脂を含浸させて表面に厚さ
０．０４肌程度の合成樹脂のコーティング層を設けた。

その後、９００ 〜１０００ｏｘ３雌ンの条件で乾燥し
その後、空気中で３８００ ±１００Ｃ×３０分〜４０
分の条件で焼成し、続いて急冷してドライベアリングを
製造した。このドライベアリングを大越式摩耗試験機で
摩耗試験をしたところ、途中全く給油せずに摩耗特性な
らびに潤滑特性がきわめて良好で、はじめから終りまで
全く変化することがなく、２２０時間経過しても、その
懐向はほとんど変ることなく、潤滑特性も急激に劣化し
なかった。３０畑時間経過後の断面をしらべたところ、
コーティング層３の一部が第１図に示す通り、孔隙の中
に整然と含浸されたままの状態にあって離脱することが
なかつた。

なお、合成樹脂分散液中にＣｕ−Ｓ材粉や、Ｃｕ粉を添
加してコーティング層を形成したところ、耐摩耗性、耐
荷重性ならびに耐熱性が向上した。以上要するに、本発
明法では帯鋼上に直接に多孔質の競結合金層を彼着形成
し、この焼結合金層の上に合成樹脂分散液を吹付けて合
成樹脂層を形成する際に、嫌結合金層は銅粉末と銅−す
ず粉末との混合粉末から成って、しかも、これら粉末が
不規則形状である。このため、９００℃以上の如き高温
で焼結しても、一部液相状態で焼結でき、多孔質の糠結
合金層が得られ、この焼結合金層は帯鋼上に直接被着で
きる。また、この不規則形状の粉末粒子間の孔隙はその
形状が不規則であり、孔隙中の侵入部分は強固に保持さ
れ、離脱することがない。また、本発明法は、帯鋼の上
にメッキ層等を形成しなくても、多孔質糠結合金層が直
接被着でき、その上に合成樹脂分散液をスプレー等で吹
付けてコートできるため、非常に工程が簡略化され、合
成樹脂層の厚さは上記の如くくり返すのみで良く、非常
に容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明法によって製造された一例のドライベア
リングの断面図、第２図はその一部の断面図、第３図は
本発明法の一例のフローシートである。 符号、１・・・・・・帯鋼、２・・・・・・多孔質の暁
結合金層、３・・・・・・合金樹脂層。 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 実質的に銅から成つて棒状、三角形状等の不規則形
   状の銅粉末と、すずと銅を含んで棒状、三角形状等の不
   規則形状の合金粉末とを混合したのち、この混合粉末を
   帯鋼上に散布して９５０℃〜１０５０℃で前記合金粉末
   の一部を溶融させるよう焼結して、前記帯鋼上に粉末粒
   子間の孔隙が不規則形状を成す焼結合金層を形成し、そ
   の後、この焼結合金層の表面に少なくともポリテトラフ
   ロロエチレンを含む合成樹脂分散液を吹付けコーテイン
   グしてから、乾燥、焼成後、急冷することを特徴とする
   ドライベアリングの製造方法。