JPS6362470B2

JPS6362470B2 -

Info

Publication number: JPS6362470B2
Application number: JP59084760A
Authority: JP
Priority date: 1984-04-26
Filing date: 1984-04-26
Publication date: 1988-12-02
Also published as: JPS60231457A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は固体潤滑材料、特に人工衛星、宇宙船
など超高真空雰囲気中で、低温から高温に亘る条
件において転がり軸受の保持器、滑り軸受など相
対的に摺動する個所に使用するに適する固体潤滑
複合材料に関する。

従来技術従来のこの種の固体潤滑複合材料としては、耐
熱性、機械的強度、熱や電気の伝導性などの点か
ら金属基のものが有望視され、例えば次のような
ものが知られている。

(1) 固体潤滑剤粉末と炭化物を形成する耐火金属
粉末を混合し、この混合物を、1370〜1760℃の
温度、70〜630Kg／cm²の圧力条件下でホツトプ
レス焼結したもの。（特公昭50−27130号公報参
照） (2) 固体潤滑剤粉末とCu系金属及び耐火金属を
混合し、ホツトプレス焼結したもの。（特開昭
53−122059号公報参照）しかし、前記(1)のものは、配合する耐火金属の
特性上、耐摩耗性、機械的強度の面では優れてい
るが、ホツトプレス温度が高く、炭化物生成のた
めの炭素をホツトプレス焼結中に黒鉛ダイスから
得るため、ダイスの損耗が激しく、コストが高く
なる欠点がある。

また、前記(2)のものは、前記(1)に比べてコスト
は低いが、特に低い摩擦面圧で使用する場合、耐
摩耗性が十分でない問題点がある。

発明の目的本発明の第１の目的は従来の固体潤滑複合材料
に比べて優れた耐摩耗性及び潤滑性を有する固体
潤滑複合材料を提供するにある。また他の目的は
ホツトプレス焼結に際してもダイスの損耗が殆ん
どなく、コストの低い固体の潤滑複合材料を提供
するにある。

発明の構成本発明者らは前記従来の固体潤滑複合材料の欠
点をなくすべく研究の結果、金属の代りに金属酸
化物を成分中に混入すると、その欠点が解消し得
られることが分かつた。この知見に基いて本発明
を完成した。

本発明の要旨は、(1)二硫化モリブデン（以下
MOS₂と記す）、二硫化タングステン（以下WS₂
と記す）の単独または混合物の固体潤滑剤と、モ
リブデン、ニオブ、タンタル及びタングステンの
酸化物から選ばれた１種または２種以上の金属酸
化物とからなり、且つ固体潤滑剤の成分比率が50
重量％以上であることを特徴とする固体潤滑複合
材料。また、前記固体潤滑複合材料の組成成分
に、更にモリブデン、ニオブ、タンタル及びタン
グステンから選ばれた１種または２種以上の金属
を含ませ、固体潤滑剤の成分比率が少なくとも50
重量％以上で、且つ金属酸化物と金属における金
属酸化物の成分比率が少なくとも50重量％以上で
あることを特徴とする固体潤滑複合材料にある。

本発明の固体潤滑複合材料における固体潤滑剤
の成分比率が50重量％未満では潤滑性、耐摩耗性
の劣化がみられ、またホツトプレス焼結時にクラ
ツクが発生し易い欠点が生ずる。また、金属酸化
物と金属における金属成分の比率が50重量％を超
えるとホツトプレス焼結中に、金属と黒鉛ダイス
が反応し、ダイスの損耗が著しくなる欠点が生ず
る。

本発明の固体潤滑複合材料の製造は、従来法に
おけると同様に原料粉末の混合、成形、ホツトプ
レス焼結によつて行うことができる。原料粉末の
粒度は特に限定されるものではないが、粒径が大
きすぎると混合性が悪く、成分分布が不均一とな
るため平均粒径30μｍ以下のものを用いるのが好
ましい。粒径の小さい原料粉末を用いると強度の
高い焼結体が得られるが、粒径の小さい金属粉末
は保存や混合の際に酸化が問題となる。本発明に
おける金属酸化物粉末は酸化の問題がなく粒径の
小さい粉末を使用することができる。原料粉末の
混合はボールミルを使用すると、Ｖ型ミキサーな
どに比べて、均一性のよい焼結体が得られる。ホ
ツトプレス焼結の温度は1000℃以上であることが
望ましい。1000℃未満では得られる焼結体の潤滑
性、耐摩耗性、強度のいずれの点でも劣つたもの
となる。また焼結雰囲気は不活性ガスまたは真空
であることが望ましい。

なお、通常のホツトプレス法の代りに、等方的
ホツトプレス法により焼結してもよい。

実施例実施例１〜２ (1)平均粒径0.65μｍのMoS₂粉末90重量％と任意
粒径のMoO₃粉末10重量％、(2)前記平均粒径の
MoS₂粉末80重量％とMoO₃粉末20重量％、の２
種類の原料を使用し、これらの粉末をアルゴン雰
囲気でボールミルにより混合し、常温で予備成型
した後、アルゴンガス雰囲気で黒鉛ダイスを使用
して、ホツトプレスで温度1000〜1400℃、圧力
250Kg／cm²の条件で焼結した。

加熱は黒鉛ダイスに直接電流を流し、昇温時間
10〜15分、保持時間約１分間であつた。得られた
焼結体の窒素ガス雰囲気中で摩耗試験を行つた結
果、比摩耗量は第１図に示す通りであつた。

図中−○−はMoS₂80重量％＋MoO₃20重量％、 −△−MoS₂90重量％＋MoO₃10重量％、−●−
は比較のためのもので、MoS₂80重量％＋Ta20重
量％、をそれぞれ示す。

該図で示すように、本発明のものは従来のもの
に比べて、比摩耗量が小さいことが分かる。な
お、従来品の場合、ホツトプレス温度を高くする
と、比摩耗量が小さくなる傾向が認められるが、
ホツトプレス温度を高くすると、ダイスの消耗が
激しくなり、コスト高となる欠点が生ずる。

実施例３実施例１と同じ原料を用い、MoS₂とMoO₃の
成分比率を代え、実施例と同様にして焼結体を作
つた。得られた焼結体の摩擦係数と比摩耗量は第
２図に示す通りであつた。該図が示すように、
MoO₃が50重量％以上になると、比摩耗量が急激
に大きくなるので、50重量％より少いことが必要
である。

また、摩擦相手材料がSUJ2の場合には
SUS440Cに比べ摩擦係数が小さい。

SUJ2：JIS G4805に規定される軸受鋼第２種 SUS440C：JIS G4303に規定されるステンレス鋼実施例４〜９ MoO₂、WO₃、WO₂、Ta₂O₅、Nb₂O₅の耐火金
属の酸化物を用い、MoS₂80重量％＋金属酸化物
20重量％、また、MoS₂80重量％＋MoO₃10重量
％＋Mo10重量％の組成比率の原料を用い、実施
例１と同様な方法で焼結体を作つた。得られた焼
結体の摩耗試験を行つた結果は第３図に示す通り
であつた。図が示すように、いずれの焼結体にお
いても、比摩耗量はMoS₂＋MoO₃の場合とほぼ
同程度の値であつた。

発明の効果本発明の固体潤滑複合材料は、固体潤滑剤に、
耐火金属酸化物、あるいは更に耐火金属を配合
し、その固体潤滑剤の量を50重量％以上にするこ
とにより、従来の耐火金属を配合したものに比べ
てその焼結体は耐摩耗性、潤滑性が優れ、且つホ
ツトプレス焼結に際し、黒鉛ダイスの消耗も極め
て少いので安価に得られる等の優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１〜２における焼結体
のホツトプレス温度と比摩耗量との関係図、第２
図はMoS₂とMoO₃の成分比率の変化により得ら
れた焼結体の摩擦係数と比摩耗量の変化図、第３
図は各種耐火金属酸化物粉末を変えた本発明の潤
滑複合材料を用いて焼結した焼結体の比摩耗量を
示す。

Claims

【特許請求の範囲】１二硫化モリブデン、二硫化タングステンの単
独または混合物の固体潤滑剤とモリブデン、ニオ
ブ、タンタル及びタングステンの酸化物から選ば
れた１種または２種以上の金属酸化物とからな
り、且つ固体潤滑剤の成分比率が50重量％以上で
あることを特徴とする固体潤滑複合材料。２二硫化モリブデン、二硫化タングステンの単
独または混合物の固体潤滑剤とモリブデン、ニオ
ブ、タンタル及びタングステンの酸化物から選ば
れた１種または２種以上の金属酸化物とモリブデ
ン、ニオブ、タンタル及びタングステンから選ば
れた１種または２種以上の金属とからなり、固体
潤滑剤の成分比率が50重量％以上で、且つ前記金
属酸化物と金属における金属酸化物の成分比率が
50重量％以上であることを特徴とする固体潤滑複
合材料。