JPS63145763A - 焼結摺動部材の浸硫処理法 - Google Patents

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】 この発明は、摺動部材用焼結合金の浸硫処理法に関する
ものである。

浸硫処理は、鉄鋼材料の表面層に硫化鉄被膜を形成させ
て、摩擦係数の減少や疲労強度の向上に基づく優れた耐
摩耗性が得られる表面処理方法の−４で、高面圧で使用
される機械要素に広く応用されていることは周知のとお
りである。

この浸硫処理には塩浴法、ガス法、電解法その他多くの
方法があるが、焼結金属への適用については例えば次の
ような問題があり、より好ましい方法が求められていた
。即ち、塩浴法はチオｌｉｌＩＭソーダのような硫黄化
合塩を添加した混合溶融塩浴中に８１漬する方法で、実
績がある方法ではあるが、処理する材料が焼結金属など
の多孔質の場合は空孔内に塩浴が含浸するため、処理後
に長時間洗浄しなければならないという問題がある。こ
の洗浄が完全でない場合は、含浸されている塩浴成分の
Ｎａ化合物が空気中の水分と反応し、材料の表面に出て
きて錆や摩耗の原因になる。

またｔＩｉｗＩ法は硫化物を含む電解液中で処理するも
のであるが、塩浴法と同様の欠点がある。なおガス法は
硫化水素を含む雰囲気炉中に保持する方法であるが、こ
の方法は硫黄濃度のυ１０１１が命中で口つ空孔内に付
着物が残らない利点を持つ半面、炉の排ガス処理が厄介
である。

この発明は上述の事情に基づいてなされたｂので、その
骨子は硫化剤の担体として油脂を用いる浸硫処理法にあ
り、この方法は特に、銅系焼結材にも効果的に適用でき
る乙のである。

以下この発明の詳細な説明する。

先ず、浸硫処理浴を形成する油脂は被処理材が使用され
る際の潤滑油と同系のｂのが好ましく、パラフィン系や
ナフテン系を主成分とする鉱油、植物油、αオレフィン
、アルキルベンゼンまたはポリオールエーテルなどの合
成油の何れでもよいが、１４０℃以上では液状で、被処
理材に対する腐蝕性の少ない基油であればよい。

通常の潤滑油の場合、その基油の多くは前述の条件を充
たしているが、中でもベンゾチオフェンのような含硫炭
化水素化合物を含み、ざらに極圧剤として硫化オレフィ
ン、硫化ジペンテン、硫化テレペン、二硫化ジベンジル
などの硫黄化合物を含むものが好ましく、硫黄分の含有
ωが少ない場合は所要量を追加して用いられる。

この種の含硫炭化水素化合物は常温においても金属と僅
かに反応して硫化鉄または硫化銅を生成するが、一般に
は温度１４０℃以上で分解または活性化して、金属との
反応性が著しく向上する。

従って、これらの硫黄分を含む油脂を１４０℃以上に保
った油浴中に被処理材を浸漬することにより、効率がよ
くしかも後処理の必要のない浸硫処理を行なうことがで
きる。なお油浴の加熱温度をその油の引火点未満に留め
ることは、危険防止の観点から当然のことである。

実施例 先ず、パラフィン系の鉱油に硫化オレフィンとシアルギ
ルジオリン酸亜鉛を添加して全硫黄囲を０．５％に調整
し、加熱して１５０℃に保った。

次に、この油浴中に焼結密度６．５０／ｃｍの純鉄焼結
材と焼結密度６．５ｇ／ｃ−で錫含有但１０％の青銅焼
結材をそれぞれ時間を変えて浸漬し、試料の表面に生成
する硫化物層の厚さと浸漬時間との関係を求めた。その
結果は第１図の通りで、鉄系より銅系の方が、硫化物層
の生成速度が速いことが解る。また、その厚さは両者と
も時間に比例して増加するが、５０時間を越えると！！
慢になる。

上記の試料中の青銅系で２０時間処理したものについて
、その断面の電子顕微鏡による５ＥＩＶＩ写真を第２図
に示す。上側の灰黒色に見える層状の部分が硫化物層で
、空孔内面にも一部生成している。

次にこの発明を焼結含油軸受に施し、ｒｒ勅特性の代表
として摩擦係数の比較を行なった。試料は鉄系、青銅系
とも焼結密度が６．５　Ｑ／　ｃＪ　、形状は内径１０
ｍｎ＋、外径１６ｍｍ、長さ１０１の円筒で、焼結後に
その内径を所定の寸法にサイジングしである。

これらの各試料に前記と同様にして浸硫処理をそれぞれ
所定の時間施し、比較のため浸硫しない試料と同じく、
油浴の基油と同系の潤滑油を含浸した。

試験は軸受試験機を用い、材質８４５Ｃの軸の回転速度
１００ｒｐｍ　、　ＰＶ値１５０　ｋｌＪ−１１／　ｃ
ｊ−＝ａの条件で連続運転し、摩擦係数の経時変化を測
定した。その結果は青銅系は第３図、鉄系は第４図に示
す通りであり、いずれも安定後のＩＩ擦係数が処理なし
の場合に比べて著しく低下し、この発明の方法による浸
硫処理が充分有効なことを示している。また、試ｌＪ後
の各試料を３ケ月間放置して１１ｍしたが、変色や発錆
は認められなかった。

なお、鉄系の場合は処理なしでも初期馴染みの所要時間
が割合に短く、浸硫の効果が摩擦係数のレベルだＧノと
も言えるのに対して、青銅系の場合は処理なしのものは
安定に長時間を要し、これが浸硫により著しく改善され
ている。従って、浸硫処理は従来鉄系材料に主として施
されているが、むしろ銅系材料の方が、その効果が大ぎ
いようである。

以上に詳述したよう−に、この発明では焼結部材に通常
含浸される潤滑油と同系の油類を硫化剤の担体として利
用できるため、浸硫処理後の洗浄や脱脂工程は特に必要
でなく、浸硫処理と潤滑油の含浸を連続して行なうこと
ができる。浸硫効果も従来の方法に比べて遜色なく、実
用上十分な強度と厚さの被覆を形成できる。

さらに、廃液の処理も従来の油浸工程の設備で一括して
処理できるほか、熱処理して用いる鉄系焼結合金の場合
は、焼入れ後にこの処理を施せば焼戻しと浸硫処理を同
時に済ませることもできるなど、実用上多くの利点を侍
っている。

【図面の簡単な説明】

第１図は浸硫処理の処理時間と硫化物層の厚さとの関係
を示ザグラフ、第２図は浸硫処理した純鉄焼結材の断面
を示す電子顕微鏡ＳＥＭ像写真、第３図は青銅系焼結軸
受における処理の効果を。 第４図は鉄系焼結軸受における処理の効果を示すグラフ
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　重量比で０．５％以上の硫黄分を含有する油脂を１
   ４０℃以上に加熱して油浴とし、この油浴中に被処理部
   材を浸漬することを特徴とする、焼結摺動部材の浸硫処
   理法。