WO2011111668A1 - 摺動部材 - Google Patents

摺動部材 Download PDF

Info

Publication number
WO2011111668A1
WO2011111668A1 PCT/JP2011/055274 JP2011055274W WO2011111668A1 WO 2011111668 A1 WO2011111668 A1 WO 2011111668A1 JP 2011055274 W JP2011055274 W JP 2011055274W WO 2011111668 A1 WO2011111668 A1 WO 2011111668A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
solid lubricant
coating layer
sliding member
resin
relative
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/055274
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
荘司 神谷
輔 櫻井
Original Assignee
大豊工業株式会社
本田技研工業株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 大豊工業株式会社, 本田技研工業株式会社 filed Critical 大豊工業株式会社
Priority to CN201180012939.4A priority Critical patent/CN102918286B/zh
Priority to AU2011225590A priority patent/AU2011225590B2/en
Priority to US13/510,175 priority patent/US9029302B2/en
Priority to EP11753326.5A priority patent/EP2546535B1/en
Priority to JP2012504455A priority patent/JP5391327B2/ja
Publication of WO2011111668A1 publication Critical patent/WO2011111668A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M103/00—Lubricating compositions characterised by the base-material being an inorganic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M103/00—Lubricating compositions characterised by the base-material being an inorganic material
    • C10M103/02—Carbon; Graphite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M103/00—Lubricating compositions characterised by the base-material being an inorganic material
    • C10M103/06—Metal compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M171/00—Lubricating compositions characterised by purely physical criteria, e.g. containing as base-material, thickener or additive, ingredients which are characterised exclusively by their numerically specified physical properties, i.e. containing ingredients which are physically well-defined but for which the chemical nature is either unspecified or only very vaguely indicated
    • C10M171/06—Particles of special shape or size
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/20—Sliding surface consisting mainly of plastics
    • F16C33/201—Composition of the plastic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/20—Sliding surface consisting mainly of plastics
    • F16C33/203—Multilayer structures, e.g. sleeves comprising a plastic lining
    • F16C33/205—Multilayer structures, e.g. sleeves comprising a plastic lining with two layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/20—Sliding surface consisting mainly of plastics
    • F16C33/208—Methods of manufacture, e.g. shaping, applying coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/003—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions used as base material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/04—Elements
    • C10M2201/041—Carbon; Graphite; Carbon black
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/04—Elements
    • C10M2201/041—Carbon; Graphite; Carbon black
    • C10M2201/0413—Carbon; Graphite; Carbon black used as base material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/06—Metal compounds
    • C10M2201/0603—Metal compounds used as base material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/06—Metal compounds
    • C10M2201/061—Carbides; Hydrides; Nitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2217/00—Organic macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2217/04—Macromolecular compounds from nitrogen-containing monomers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C10M2217/0403—Macromolecular compounds from nitrogen-containing monomers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds used as base material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2020/00—Specified physical or chemical properties or characteristics, i.e. function, of component of lubricating compositions
    • C10N2020/01—Physico-chemical properties
    • C10N2020/055—Particles related characteristics
    • C10N2020/06—Particles of special shape or size
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/06—Oiliness; Film-strength; Anti-wear; Resistance to extreme pressure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/02—Bearings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2050/00—Form in which the lubricant is applied to the material being lubricated
    • C10N2050/023—Multi-layer lubricant coatings
    • C10N2050/025—Multi-layer lubricant coatings in the form of films or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2050/00—Form in which the lubricant is applied to the material being lubricated
    • C10N2050/14—Composite materials or sliding materials in which lubricants are integrally molded
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2202/00—Solid materials defined by their properties
    • F16C2202/50—Lubricating properties
    • F16C2202/54—Molybdenum disulfide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
    • F16C2204/20—Alloys based on aluminium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
    • F16C2204/20—Alloys based on aluminium
    • F16C2204/22—Alloys based on aluminium with tin as the next major constituent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2208/00—Plastics; Synthetic resins, e.g. rubbers
    • F16C2208/02—Plastics; Synthetic resins, e.g. rubbers comprising fillers, fibres
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2208/00—Plastics; Synthetic resins, e.g. rubbers
    • F16C2208/20—Thermoplastic resins
    • F16C2208/40—Imides, e.g. polyimide [PI], polyetherimide [PEI]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
    • F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
    • F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
    • F16C2240/48—Particle sizes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
    • F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
    • F16C2240/54—Surface roughness
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
    • F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
    • F16C2240/60—Thickness, e.g. thickness of coatings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2300/00—Application independent of particular apparatuses
    • F16C2300/02—General use or purpose, i.e. no use, purpose, special adaptation or modification indicated or a wide variety of uses mentioned

Definitions

  • the present invention relates to a sliding member. More specifically, the present invention specifies the film thickness from the viewpoint of increasing the orientation rate of the solid lubricant in the coating layer made of a resin-based coating, and further, the solid lubricant particles.
  • the present invention relates to a sliding member whose diameter measuring method and average particle diameter are specified.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 4-83914 proposed by one of the present applicants.
  • Appropriate diluent, diluted solid lubricant and polyimide resin are applied onto the lining by spraying and dried and fired at 150 to 300 ° C.
  • spraying method tumbling method, dipping method, A method such as brushing is possible.
  • the thickness of the coating layer is preferably 1 to 25 ⁇ m ”. No mention is made of the particle size of the solid lubricant.
  • a typical solid lubricant has a crystal structure in which atoms bonded in a network form the (001) plane and these (001) planes are stacked in parallel, and low friction characteristics due to cleavage parallel to this crystal plane.
  • Sliding members that make use of this characteristic are broadly divided into those in which a solid lubricant is directly coated on a base material, and those in which a solid lubricant is dispersed in a resin binder to form a coating layer, which is provided on the base material. Separated. Examples of the former include Patent Document 2: Japanese Patent Laid-Open No. 2007-139149, Patent Document 3: Japanese Patent Laid-Open No. 2007-270205, and the like.
  • the orientation index of the (001) plane of the plate-like crystal particles of the solid lubricant is 90%.
  • the high value of the above is obtained.
  • the adhesion is low and the wear is large, and when the film is formed only with the solid lubricant, the solid lubricant The film formation yield is also reduced.
  • the particle size of the solid lubricant is not described.
  • Patent Document 4 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-95725. Proposed.
  • the relative C-axis intensity ratio is defined by the following equation, and further explained as follows. Relative C-axis intensity ratio is the integrated intensity of (002), (004), (100), (101), (102), (103), (105), (110), (008) planes by X-ray diffraction Is the percentage ratio of the integrated intensity of the (002), (004), and (008) planes.
  • the (002), (004), and (008) surfaces correspond to cleavage planes.
  • the diffraction angle 2 ⁇ can be similarly determined for the other (004), (100), (101), (102), (103), (105), (110), and (008) planes. Diffraction peaks from other than the above nine planes may be obtained, but since the peak intensity is extremely low, it can be ignored in the calculation of the relative C-axis intensity ratio. Even if "vertical" orientation is achieved, the orientation figure of merit never reaches 100% because there is always diffraction from six faces other than the cleavage. In order to approach the “vertical” orientation, it is necessary to adjust the conditions of the film forming method described later, but it is considered that the upper limit is currently over 90%.
  • the situation where it is difficult to achieve a relative C-axis intensity ratio of 90% or more which is assumed in Patent Document 4, is as follows.
  • the solid lubricant is derived from its crystal structure and has a property of being easily cleaved in the direction parallel to the surface of the particles. It has become a shape.
  • spraying, brushing, roll, dipping (immersion) and the like are performed.
  • the thickness of the coating layer is 2 to 10 ⁇ m, preferably 2 to 8 ⁇ m, and a method of reducing the viscosity of the paint is employed.
  • the particle size of the solid lubricant is not specifically described.
  • the main factors that hinder the improvement in orientation are paints with high viscosity, contact between solid lubricant particles, and rapid solvent evaporation. That is, it can be said that if these factors are adjusted from the viewpoint of high orientation, the actual resin coating cannot be formed.
  • Patent Document 5 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-339083 relates to a projection material containing about 95% by weight or more of molybdenum disulfide having an average particle size of about 1 ⁇ m to about 20 ⁇ m projected onto the surface of a piston or the like. Yes, imparts low friction.
  • the description of the specification related to the particle size measurement method is cited. “The particle diameter of the molybdenum disulfide (MoS 2 ) of the present invention is based on the volume of each molybdenum disulfide (MoS 2 ) particle, assuming a sphere of the same volume, and converting the diameter of this sphere as the particle diameter.
  • the number and volume of particles can be measured, and based on this, each particle can be calculated as a sphere, and in fact, the present inventors have made a measurement instrument (Coulter 0 counter / counter by the electric resistance method).
  • the particle size is measured by measuring the number and volume of particles using a multitizer type III, manufactured by Beckman Coulter (aperture tube 100 ⁇ m) .
  • the particle size is adjusted by the setting value of the classifier (classified particle size).
  • the average particle diameter can be adjusted to a desired average particle diameter range by changing the average particle diameter of molybdenum disulfide particles contained in the molybdenum disulfide projection material used for a certain treatment. Intention We are. "
  • Patent Document 6 European Patent Publication No. 1239914A1 (Patent Family Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-61652) discloses that the average particle size is preferably 15 ⁇ m or less, particularly preferably 0.2 to 10 ⁇ m, molybdenum disulfide, graphite, boron nitride, It is explained that an appropriate amount of an organic solvent (diluent) can be used when preparing a coating solution in which these components are dissolved and dispersed using tungsten sulfide. Furthermore, the following explanation is given. “Organic solvents are those that adjust the viscosity to facilitate mixing and can be used without particular limitation as long as the thermosetting resin used is soluble.
  • the thermosetting resin may be a polyamide-imide resin.
  • xylene, N-methyl-2-pyrrolidone, toluene, etc. can be used in an amount of 100 to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass of each of the above components.
  • a resin coating layer can be formed by methods such as roll transfer, tumbling, dipping, brushing, and printing. The thickness of the keying layer is described it is preferable. "Said 1 ⁇ 50 [mu] m.
  • the solid lubricant dimensional measurement method described in Patent Document 6 does not consider the shape.
  • Patent Document 7 US Patent Publication US2004 / 0062860A1 (Patent Family Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-113734) forms a coating layer on the inner surface of a bearing by air spraying a base resin and a solid lubricant such as molybdenum disulfide. It is described. However, the dimensions of the solid lubricant particles are not described.
  • the present invention reduces the sliding resistance by aligning the crystal orientation of the solid lubricant and the sliding direction as parallel as possible and increasing the degree of orientation of the solid lubricant crystal, resulting in a coefficient of friction. Is intended to improve seizure resistance.
  • the sliding member according to the present invention is a sliding member comprising a resin-based coating in which a solid lubricant is dispersed and having a sliding surface on a substrate. 3 ⁇ m or less, the average particle diameter of the solid lubricant particles measured by laser diffraction method is 2 ⁇ m or more, and the solid lubricant is dispersed in the entire coating layer at a relative C-axis intensity ratio of 90% or more. It is characterized by that.
  • the present invention will be described in detail below.
  • the base material is an aluminum-based bearing alloy, a copper-based bearing alloy, or a resin, and the thickness, composition, and the like are well-known, although details will be described later.
  • the solid lubricant used in the present invention is preferably MoS 2 , WS 2 , graphite, h-BN, or the like.
  • the crystal structure of the solid lubricant will be described in more detail.
  • the solid lubricant used in the sliding member has a layered structure in which atoms bonded in a network form are stacked.
  • the crystal structure of MoS 2 is shown in FIG.
  • the relative C-axis intensity ratio in the present invention is the same as that described in Patent Document 4 cited in paragraph No. 0004.
  • the relative C-axis intensity ratio in the present invention is 90% or more, and reaches 99% at the maximum.
  • the relative C-axis strength ratio is theoretically not 100% for the same reason as described in Patent Document 4, but the solid lubricant oriented with 99% (001) plane orientation index is almost completely vertical. It is thought that it is oriented.
  • FIG. 2 is a drawing showing the crystal structure of MoS 2 . It is drawing which shows the crystal structure of graphite. It is drawing which shows the crystal structure of h-BN. It is a graph which shows the relationship between a coating layer average thickness and relative C-axis intensity ratio (%). It is a graph which shows the relationship between a solid lubricant average particle diameter and a relative C-axis intensity ratio (%). It is a schematic diagram and a graph which show the influence which a coating layer average thickness has on relative C axis intensity ratio (%). It is a graph which shows the relationship between relative C-axis intensity ratio (%) and seizure surface pressure.
  • the MoS 2 shown in FIG. 1 has a structure in which both sides of a mesh Mo (B) are sandwiched by a mesh S (A). Accordingly, one unit (ABA) of MoS 2 is formed in a state where one Mo (B) is sandwiched between two meshes S (A).
  • one of the directions connecting adjacent atoms in the network S (A) is defined as the a-axis, and another atom in the network S (A) constitutes one unit of the same MoS 2.
  • the direction connecting the atoms in the shortest distance of two meshes S (A) is defined as the c-axis.
  • the plane orientation of the c-axis is (001), which corresponds to the ABA structure, and (002), (004), (008), which is an integral multiple of 2, is detected by X-ray diffraction.
  • the (001) plane orientation index is less than 45.8%.
  • the standard sample h-BN No. 34-0421 has a (001) plane orientation index of slightly less than 74.3%. Both graphite and h-BN have higher (001) plane orientation index than MoS 2 in the standard sample, and it is thought that the effect of improving the sliding characteristics by increasing the (001) plane orientation index is small.
  • the relative C-axis strength ratio on the sliding surface needs to be 90% or more. However, since the resin-based coating layer may be worn away until the base material that is the base is exposed, it is also necessary that the relative C-axis strength ratio in the entire thickness is 90% or more.
  • the output of a normal X-ray diffractometer using CuK ⁇ - ray is about 40kV-100mA. At this level of output, X-rays reach the base Al alloy and Cu alloy. The orientation of the solid lubricant that affects the sliding properties can be measured.
  • the average thickness of the coating layer in the sliding member of the present invention is required to be 3 ⁇ m or less.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the average thickness of the coating layer and the relative C-axis strength ratio, and it can be seen that the relative C-axis strength ratio is 90% or more when the average thickness of the coating layer is 3 ⁇ m or less.
  • the average particle diameter of MoS 2 described below is 1 to 6 ⁇ m in FIG.
  • the flat solid lubricant particles dispersed in the resin-based coating of the present invention are in the form of flakes resulting from the crystal structure. Therefore, it is physically possible that the average particle diameter of the solid lubricant particles is larger than the average thickness of the coating layer.
  • there are laser diffraction methods and Fisher methods for measuring the average particle size and the present inventors investigated the relationship between these average particle size measurement methods and sliding characteristics, and the wavelength was fixed by laser diffraction method.
  • average particle diameter is measured from the pattern of the scattered light intensity and the obtained average particle diameter (hereinafter simply referred to as “average particle diameter”) is used as a dimension value, A significant correlation as shown in FIG. 5 was obtained.
  • FIG. 5 A significant correlation as shown in FIG. 5 was obtained.
  • the average thickness of the coating layer is 1 to 6 ⁇ m.
  • FIG. 6 illustrates a comparative experiment in which solid lubricant particles 1 having the same average particle diameter are dispersed in coating layers having different average thicknesses, as shown in the four schematic diagrams on the lower side. 2 is a base material. From the four figures in the lower half of FIG. 6, it can be seen that the coating thickness itself is a factor in tilting the solid lubricant particles 1. Furthermore, experimental data are shown in a graph of ratio (horizontal axis) and relative C-axis intensity ratio (vertical axis).
  • a resin-based coating first, 10 to 90% by weight, preferably 30 to 70% by weight of the thin plate-like solid lubricant is mixed with the remaining resin, and a diluent is added to the paint. To prepare. Next, when forming the coating film on the bearing alloy surface, by performing any of pad printing, screen printing, air spray, airless spray, electrostatic coating, tumbling, squeeze method, roll method, etc. Drying is performed after film formation.
  • the surface roughness of the coating layer is preferably 5 ⁇ m Rz JIS or less.
  • the bearing alloy used for the slide bearing is required to have a bearing characteristic in order to slide with the mating shaft when the coating layer becomes familiar and is exposed.
  • the composition of the bearing alloy is not particularly limited, but for an aluminum alloy, Cr, Si, Mn, Sb, Sr, Fe, Ni, Mo, Ti, W, Zr, V, Cu, Mg, Zn are not more than 10% by mass.
  • An alloy containing one or more of these and one or more of Sn, Pb, In, Tl, Bi or the like of 20% by mass or less can be preferably used.
  • the former group of elements mainly imparts strength and wear resistance, and the latter group of elements mainly imparts conformability, and exhibits bearing characteristics depending on the type and amount of each additive element.
  • the example of the bearing alloy has been described above, but the coating layer of the present invention may also be used to improve the wear resistance of the skirt portion of the piston made of a high Si-Al alloy such as AC8A, AC9B. it can.
  • the composition of the copper alloy is not particularly limited, but one or more of 25 mass% or less of Pb and Bi, 10 mass% or less of Sn, and 2 mass% or less of P, Ag, In, Ni, Al , Etc. can be preferably used.
  • Pb and Bi are soft metals and exhibit conformability
  • Sn is a basic component of bronze, exhibits strength and wear resistance, and other components supplementarily improve characteristics.
  • P is effective for deoxygenation, sintering promotion, strengthening, etc.
  • Ag is a compound that is effective in improving sliding properties, formed by reaction with S, which is a lubricant or copper impurity, and In is corrosion resistant. It improves the wettability of lubricating oil, and Ni and Al have effects such as strengthening copper.
  • the bearing alloy is generally about 0.3 mm thick.
  • the backing metal that reinforces this is generally about 1.2 mm thick.
  • polyimide resin As the resin binder, polyimide resin, polyamideimide resin, epoxy resin, and polyimide bendazole resin can be used. Subsequently, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
  • Example 1 The sliding member used was prepared by the following method. Coating layer on aluminum bearing alloy (Al-11.5% Sn-1.8% Pb-1.0% Cu-3.0% Si-0.3% Cr, half-ring-shaped material with a thickness of 1.5mm) pressed against backing metal (SPCC) was applied by an air spray method and baked at 180 ° C. for 1 hour. As the solid lubricant, MoS 2 having a particle size shown in the following table was used, and a composition of polyamideimide resin containing 40% by weight MoS 2 and the balance containing an organic diluent (NMP) was used. In addition, coating was performed on an aluminum-based bearing alloy flat plate under the same conditions, and a test material for measuring the (001) plane orientation index was obtained. The average thickness of the coating layer after coating and drying is shown in the following table as “film thickness”. Further, seizure resistance was evaluated by the following method, and the results are shown in FIG.
  • Seizure resistance test method tester Static load bearing evaluation tester
  • Countershaft Forged shaft Sliding speed (rotating peripheral speed of the mating shaft): 20m / s
  • Lubricating oil engine oil 0W-20
  • Lubrication method Forced oil temperature: 60 ° C
  • the sliding member according to the present invention since the sliding member according to the present invention has excellent sliding characteristics, it can be used for bearing inner surface coating, piston skirt portion coating, and the like.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

【課題】　固体潤滑剤を分散した樹脂系コーティングからなり、かつ摺動表面を有する被覆層を、基材上に、設けてなる摺動部材において、固体潤滑剤の(001)面の配向率を高める。 【解決手段】　被覆層の平均厚さが3μｍ以下であり、固体潤滑剤粒子のレーザー回析法により測定した平均粒径が2μm以上であるとともに、固体潤滑剤が90％以上の相対C軸強度比で分散している摺動部材。

Description

摺動部材
本発明は、摺動部材に関するものであり、さらに詳しく述べるならば、樹脂系コーティングからなる被覆層内における固体潤滑剤の配向率を高める観点からその膜厚を特定し、さらに固体潤滑剤の粒径測定法及び平均粒径を特定した摺動部材に関するものである。
固体潤滑剤を含有する樹脂系コーティングをアルミニウム系軸受合金の表面に施した、古い特許文献としては、本出願人の一名が提案した特許文献１：特開平４－８３９１４号公報がある。この特許文献では、「適当な希釈剤と希釈した固体潤滑剤などとポリイミド樹脂をスプレーでライニング上に塗布し、１５０～３００℃で乾燥・焼成する。スプレー法の他にタンブリング法、浸漬法、はけ塗りなどの方法が可能である。コーティング層の厚みは１～２５μｍが好ましい。」と説明されている。固体潤滑剤の粒径については述べられていない。
代表的固体潤滑剤は、網目状に結合した原子が(001)面を構成し、この(001)面が平行に積み重なった結晶構造をもち、この結晶面と平行に劈開することによる低摩擦特性を示す。この特性を利用した摺動部材は、固体潤滑剤を直接基材に被覆したものと、固体潤滑剤を樹脂バインダー中に分散して被覆層を形成し、これを基材に設けたものに大別される。
前者としては、特許文献２：特開平２００７－１３９１４９号公報、特許文献３：特開２００７－２７０２０５号公報などがあり、固体潤滑剤の板状結晶粒子の（001）面の配向指数が90％以上という高い値が得られている。しかしながら、この種の摺動部材にあっては、固体潤滑剤のみを基材に接合しているために、密着性が低く摩耗が大きく、しかも、固体潤滑剤のみで成膜すると、固体潤滑剤の成膜歩留まりも低くなる。なお、特許文献１及び2の詳細な説明には固体潤滑剤の粒径は記載されていない。
一方、後者の樹脂系コーティングに関しては、本出願人らが特許文献４：特開２００８－９５７２５号公報において、固体潤滑剤の相対C軸強度比が85％以上となる被覆層を有する摺動部材を提案した。相対C軸強度比は次の式で定義されており、さらにその説明が次のようになされている。
相対Ｃ軸強度比とはＸ線回折による(002)、(004)、(100)、(101)、(102)、(103)、(105)、(110)、(008)面の積算強度に対する(002)、(004)、(008)面の積算強度の百分率比率である。
上記９個の面のうち(002)、(004)、(008)面は劈開面に相当する。その他の(004)、(100)、(101)、(102)、(103)、(105)、(110)、(008)面についても同様にして回折角度2θを求めることができる。上記した９個の面以外からの回折ピークが得られることがあるが、ピーク強度が極めて低いために、相対Ｃ軸強度比の計算においては、無視することができる。「垂直」配向が達成されたとしても、劈開以外の６個の面からの回折は必ず存在するために、配向性能指数が100％に達することはない。「垂直」配向に近づけるためには後述の成膜方法の条件調整が必要であるが、現在のところ90％強が上限であると考えられる。
ところで、特許文献４が想定している、90％以上の相対C軸強度比が達成困難な状況は次のようなものである。
先ず、固体潤滑剤の配向に関係する成膜状況に着目すると、固体潤滑剤は、その結晶構造に由来し、粒子の面に平行な方向に劈開しやすい性質があるので、原料粉砕過程で薄片状となっている。この薄片状固体潤滑剤と樹脂バインダーを混練する場合は、スプレー、はけ塗り、ロール、ディッピング（浸漬）などが行われる。コーティング層の厚さは2～10μm、好ましくは2～8μmであり、塗料の粘度を低くする方法が採用されている。固体潤滑剤の粒径については特に説明されていない。
このような方法において、配向性向上の阻害要因は、粘度が高い塗料、固体潤滑剤粒子どうしの接触、急速な溶剤の蒸発が主なものである。すなわち、これらの要因を高配向性の観点から調整すると、実際の樹脂系コーティングの成膜ができないという認識であるといえる。
特許文献５：特開２００２－３３９０８３号公報は、例えばピストンなどの表面に投射される平均粒径が約1μm～約20μmの二硫化モリブデンを約95重量％以上含有してなる投射材料に関するものであり、低摩擦性を付与する。その粒径測定法に関連する明細書の記載を引用する。
「なお、本発明の二硫化モリブデン（MoS2）の粒子径は、各二硫化モリブデン（MoS2）粒子の容積から同容積の球を想定し、この球の径を粒子径として換算したものである。すなわち、粒子の個数と体積を計測し、これに基づいて各粒子を球形と仮定して計算することができ、実際に本発明者らは、電気抵抗法による測定機器（コールタ０カウンター・マルチタイザーＩＩＩ型、ベックマン・コールター社製（アパチャーチューブ100μm）を用いて粒子の個数と体積を実測し粒径を測定している。粒子径の調整は、分級機の設定値（分級粒子径）を変更することにより所望の平均粒子径範囲に調整することができる。また、平均粒子径とは、ある処理に用いる二硫化モリブデン投射用材料に含まれる二硫化モリブデン粒子の粒子径の平均値を意味している。」
特許文献６：欧州特許公開公報１２３９９１４Ａ１(パテントファミリー特開２００２－６１６５２号公報)は、平均粒径が１５μｍ以下、特に０．２～１０μｍであることが好ましい二硫化モリブデン、グラファイト、窒化硼素、二硫化タングステンを使用して、これら成分が溶解、分散した塗布液を調製する際、適量の有機溶剤（希釈剤）を用いることができると説明している。さらに、次のように説明している。「有機溶剤は、粘度を調整して混合を容易とするものであり、使用する熱硬化性樹脂が溶解可能なものであれば特に制限なく用いられる。例えば熱硬化性樹脂がポリアミドイミド樹脂であれば、キシレン、Ｎ－メチル－２－ピロリドン、トルエンなどを上記各成分の合計量１００質量部に対して１００～３００質量部用いることができる。 」さらに、コーティング層の形成方法については「湯洗後温風乾燥し、適当な希釈剤で希釈した上記塗布液をスプレーでライニング上に塗布し、１５０～３００℃で乾燥・焼結する。成膜後の表面粗さが粗いときはバフ等による平滑化処理を行う。スプレー法の他に、ロール転写、タンブリング法、浸漬法、はけ塗り法、印刷法などの方法により樹脂コーテイング層を形成することができる。樹脂コーテイング層の厚みは、１～５０μｍであることが好ましい。」と説明している。特許文献６が記載している固体潤滑剤の寸法測定法は、その形状を考慮していない。
特許文献７：米国特許公開公報ＵＳ２００４／００６２８６０Ａ１（パテントファミリー特開２００４－１１３９７３４号公報）は、ベース樹脂と、二硫化モリブデンなどの固体潤滑剤をエアスプレーすることにより軸受内面にコーティング層を形成することを記載している。しかし、固体潤滑剤粒子の寸法については記載していない。
特開平４－８３９１４号公報 特開２００７－１３９１３９号公報 特開２００７－２７０２０５号公報 特開２００８－９５７２５号公報 特開２００２－３３９０８３号公報 欧州特許公開公報１２３９９１４Ａ１ 米国特許公開公報ＵＳ２００４／００６２８６０Ａ１
従来、相対C軸強度比90％を超えるように固体潤滑剤を配向させた樹脂系コーティングは提供されていなかったので、摺動部材の性能が十分ではなかった。したがって、本発明は、固体潤滑剤の結晶配向と摺動方向とをできるだけ平行に配向させて、この固体潤滑剤結晶の配向度を高めることにより、摺動抵抗を低減させ、その結果として摩擦係数が低減でき、耐焼付き性を向上することを目的とするものである。
本発明に係る摺動部材は、固体潤滑剤を分散した樹脂系コーティングからなり、かつ摺動表面を有する被覆層を、基材上に、設けてなる摺動部材において、前記被覆層の平均厚さが3μｍ以下であり、前記固体潤滑剤粒子のレーザー回折法により測定した平均粒径が2μm以上であるとともに、前記固体潤滑剤が90％以上の相対C軸強度比で前記被覆層全体に分散していることを特徴とするものである。
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明において、基材は、アルミニウム系軸受合金もしくは銅系軸受合金、あるいは樹脂であり、その厚さ、組成などは、詳しくは後述するが、公知のものである。また、本発明において使用する固体潤滑剤は、好ましくは、MoS2、WS2、グラファイト及びh-BNなどである。
固体潤滑剤の結晶構造について、より詳しく述べると、本摺動部材に用いられる固体潤滑剤は、網目状に結合した原子が積層した層状構造をもっている。MoS2の結晶構造を図１に示す。これらの固体潤滑剤では層間での滑りにおいては非常に低い摩擦を示す。
本発明における相対C軸強度比は段落番号０００４で引用した特許文献４に記載されたものと同じである。本発明における相対C軸強度比は90％以上であり、最大で99％に達する。相対C軸強度比は、特許文献４において述べたのと同じ理由により、理論的に100％にならないが、99％の(001)面配向指数で配向している固体潤滑剤はほぼ完全に垂直配向していると考えられる。
MoS2の結晶構造を示す図面である。 黒鉛の結晶構造を示す図面である。 h-BNの結晶構造を示す図面である。 被覆層平均厚さと相対C軸強度比（％）の関係を示すグラフである。 固体潤滑剤平均粒径と相対C軸強度比（％）の関係を示すグラフである。 被覆層平均厚さが相対C軸強度比（％）に及ぼす影響を示す模式図及びグラフである。 相対C軸強度比（％）と焼付き面圧の関係を示すグラフである。
１　固体潤滑剤
２　基材
図１に示すMoS2において、網目状Mo(B)の両面を網目状Ｓ(A)で挟んだ構造をとっている。したがって、２つの網目状S(A)の間に１つのMo(B)が挟まれた状態でMoS2の１単位（A-B-A）が構成されている。ここで、網目状S(A)において隣り合う原子を結ぶ方向の一つをa軸と規定し、また網目状S(A)におけるある原子から、同一のMoS2の1単位を構成するもう一つの網目状S(A)の最短距離にある原子を結ぶ方向をｃ軸と規定する。ｃ軸の面方位は(001)であり、これは上記A-B-A構造に相当し、Ｘ線回折ではこれを２の整数倍した(002)、(004)、(008)が検出される。
また、JCPDSＳカードによる標準試料 β-MoS2 No.37-1492では上記(001)面配向指数は45.8%弱となる。
一方、図２に示す黒鉛においては、a=1.42Å、c=3.35Åであり、上記したA-B-A構造のBが欠落した構造である。MoS2と同様に標準試料 黒鉛 No.23-0064では、(001)面配向指数は63.3％弱である。
また、ｈ－ＢＮの場合は、図３に示したように、３個のＢ原子と３個のＮ原子が交互に配列されて６角形配列を作り、この１辺（長さa=1.47Å）を共通とする６角形配列が２次元的に網目状に繰返されている。またｃ軸方向では間隔ｃ＝3.33Åを隔てて網目状構造が繰返されている。標準試料h-BN No.34-0421は、(001)面配向指数は74.3%弱である。黒鉛，h-BNとも標準試料においてMoS2に比べ高い(001)面配向指数であり、(001)面配向指数を上げることによる摺動特性向上効果は少ないと考えられる。
摺動部材の樹脂系コーティング層は摺動面で相手材と接触しているので、摺動面における相対C軸強度比が90％以上であることが必要である。しかし、下地である基材が露出するまで樹脂系コーティング層が摩滅することがあるので、厚さ全体における相対C軸強度比が90%以上であることも必要となる。CuKα線を使用する通常のＸ線回折装置の出力は 40kV-100mA程度であり、この程度の出力において、基材のAl合金，Cu合金までX線が到達するので、そのピークを除けば、摺動特性に影響する固体潤滑剤の配向を測定することができる。
本発明の摺動部材における被覆層の平均厚さは３μm以下であることが必要である。図４は、被覆層の平均厚さと相対C軸強度比の関係を示すグラフであり、被覆層の平均厚さが３μm以下であると相対C軸強度比が90％以上になることが分かる。なお、以下説明するMoS2の平均粒径は図4においては１～６μｍである。
本発明の樹脂系コーティングに分散される平板状固体潤滑剤の粒子は、結晶構造に起因する薄片状になる。そのため、被覆層の平均厚さよりも、固体潤滑剤粒子の平均粒径が大きいことは物理的に有り得る。また、平均粒径を測る方法はレーザー回析法やフィッシャー法があり本発明者らは、これらの平均粒径測定法と摺動特性の関係を調査し、レーザー回析法により、波長が一定であるレーザー光を粒子に当て、その散乱光強度のパターンから粒子径と分布を測定して、得られる平均粒径（以下単に「平均粒径」という）を寸法の値として使用する場合に、図5に示すような有意な相関関係が得られた。
図5は、固体潤滑剤の平均粒径と相対C軸強度比の関係を示すグラフであり、平均粒径が2μm以上であると相対C軸強度比が90％以上になることが分かる。よって、固体潤滑剤の平均粒径は2μm以上であることが必要である。なお、被覆層の平均厚さは１～６μｍである。
上述のように被覆層平均厚さ及び固体潤滑剤の平均粒径の両者の因子を制御すると、成膜中に固体潤滑剤粒子が基材に対して傾く自由度つまり配向性が低下して、高い相対C軸強度比が得られる。図６は、下側の四つの模式図に示すように、同じ平均粒径の固体潤滑剤粒子１を平均厚さが異なるコーティング層に分散させた比較実験を図解するものである。２は基材である。図6の下半分の４つの図面から、コーティングの厚さ自体が固体潤滑剤粒子１を傾ける要因であることが分かる。さらに実験データを比率（横軸）と相対C軸強度比（縦軸）のグラフに整理して示す。
続いて、樹脂系コーティングを成膜するには、先ず、薄板状固体潤滑剤の好ましくは10～90重量％、好ましくは30～70重量％、を残部樹脂と混合し、希釈剤を加えて塗料を調製する。次に、塗料を軸受合金表面に成膜する際には、パッド印刷、スクリーン印刷、エアスプレー、エアレススプレー、静電塗装、タンブリング、スクイズ法、ロール法などの何れかを行うことにより、また、成膜後乾燥を行う。コーティング層の表面粗さは５μｍＲｚJIS以下であることが好ましい。
すべり軸受に使用される軸受合金は、上記したコーティング層のなじみが進み、露出した際に相手軸と摺動するために軸受特性が要求される。
軸受合金の組成は、特に限定されないが、アルミニウム合金については、10質量％以下のCr、Si、Mn、Sb、Sr、Fe、Ni、Mo、Ti、W、Zr、V、Cu、Mg、Znなどの１種以上と、20質量％以下のSn、Pb、In、Tl、Biなどの１種以上とを含有する合金を好ましく使用することができる。前者の群の元素は主として強度及び耐摩耗性を付与し、後者の群の元素は主としてなじみ性を付与し、それぞれの添加元素の種類と量により、軸受特性を発揮する。以上、軸受合金の例を説明したが、AC8A、AC9Bなどの高Si-Al合金からなるピストンのスカート部を下地としてその耐摩耗性を向上するために、本発明のコーティング層を使用することもできる。
銅合金の組成は、特に限定されないが、25質量％以下のPb、Biの１種又は２種以上と、10質量％以下のSnと、2質量％以下のP、Ag、In、Ni、Al、などを含有する合金を、好ましく使用することができる。これらの元素において、Pb、Biは軟質金属であり、なじみ性を発揮し、Snは青銅の基本成分であり、強度と耐摩耗性を発揮し、その他の成分は補助的に特性を向上する。これらのうちPは、脱酸素、焼結促進、強化などに有効であり、Agは摺動特性向上に有効な化合物を潤滑油もしくは銅の不純物であるSとの反応で形成し、Inは耐食性と潤滑油の濡れ性を向上し、Ni、Alは銅を強化するなどの作用がある。
軸受合金は一般に厚さが約0.3ｍｍである。これを補強する裏金は一般に厚さが約1.2ｍｍである。
樹脂バインダーとしては、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミドベンダゾール樹脂を使用することができる。
続いて、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。
実施例１
供試した摺動部材は次のとおりの方法で調製した。
裏金鋼（SPCC）に圧接されたアルミニウム系軸受合金（Al-11.5％Sn-1.8％Pb-1.0％Cu-3.0％Si-0.3％Cr、厚さ1.5mmの半割り環状形状素材）にコーティング層をエアスプレー法により塗布し、180℃で1時間の焼成を行った。固体潤滑剤としては粒径を次表に示すMoS2を使用し、40重量％MoS2、残部は有機希釈剤(NMP)を含むポリアミドイミド樹脂の組成とした。また、同一条件でアルミニウム系軸受合金平板にも塗布を行い、(001)面配向指数測定用供試材とした。
塗布乾燥後のコーティング層の平均厚さを「膜厚」として次表に示す。また、耐焼付性を次の方法で評価し、結果を図7及び表1に示す。
耐焼付性試験方法
試験機：静荷重軸受評価試験機
相手軸：鍛造軸 
摺動速度（相手軸の回転周速）:20m/s
潤滑油：エンジンオイル0W-20
潤滑方法：強制給油
油温：60℃
荷重負荷方法：4.3MPa/3分、の割合で段階的に増加
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
図７及び表1より明らかであるように、相対C軸強度比が90％以上であると、耐焼付性が極めて良好になる。
以上説明したように、本発明に係る摺動部材は、摺動特性が優れているために、軸受内面コーティング、ピストンスカート部コーティングなどに使用することができる。
 
 
 

Claims (3)

  1. 固体潤滑剤を分散した樹脂系コーティングからなり、かつ摺動表面を有する被覆層を、基材上に、設けてなる摺動部材において、前記被覆層の平均厚さが3μｍ以下であり、前記固体潤滑剤粒子のレーザー回析法により測定した平均粒径が2μm以上であるとともに、前記固体潤滑剤が90％以上の相対C軸強度比で前記被覆層全体に分散していることを特徴とする摺動部材。
  2. 前記固体潤滑剤が、MoS2、WS2、グラファイト及びh-BNから選択された少なくとも1種である請求項1記載の摺動部材。
  3. 前記被覆層中の固体潤滑剤の比率が10～90重量％である請求項1又は２記載の摺動部材。
     
PCT/JP2011/055274 2010-03-09 2011-03-07 摺動部材 WO2011111668A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201180012939.4A CN102918286B (zh) 2010-03-09 2011-03-07 滑动部件
AU2011225590A AU2011225590B2 (en) 2010-03-09 2011-03-07 Sliding member
US13/510,175 US9029302B2 (en) 2010-03-09 2011-03-07 Sliding member
EP11753326.5A EP2546535B1 (en) 2010-03-09 2011-03-07 Sliding member
JP2012504455A JP5391327B2 (ja) 2010-03-09 2011-03-07 摺動部材

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010052229 2010-03-09
JP2010-052229 2010-03-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011111668A1 true WO2011111668A1 (ja) 2011-09-15

Family

ID=44563469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/055274 WO2011111668A1 (ja) 2010-03-09 2011-03-07 摺動部材

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9029302B2 (ja)
EP (1) EP2546535B1 (ja)
JP (1) JP5391327B2 (ja)
CN (1) CN102918286B (ja)
AU (1) AU2011225590B2 (ja)
HU (1) HUE028350T2 (ja)
WO (1) WO2011111668A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130260097A1 (en) * 2012-03-29 2013-10-03 Daido Metal Company Ltd. Resin sliding member
JP2017115034A (ja) * 2015-12-24 2017-06-29 いすゞ自動車株式会社 バルブ機構用潤滑剤
JP2017115920A (ja) * 2015-12-22 2017-06-29 大同メタル工業株式会社 摺動部材
WO2020129318A1 (ja) * 2018-12-17 2020-06-25 大豊工業株式会社 摺動部材
DE102023107642A1 (de) 2022-03-31 2023-10-05 Daido Metal Co., Ltd. Gleitelement

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2519784B1 (en) * 2009-12-31 2018-12-05 Saint-Gobain Performance Plastics Pampus GmbH Renewable energy source including an energy conversion structure and a bearing component
CN112048351A (zh) * 2020-09-15 2020-12-08 重庆常升里科技有限公司 抗辐射耐高温润滑材料及其制备方法与应用

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0483914A (ja) 1990-07-24 1992-03-17 Taiho Kogyo Co Ltd すべり軸受材料
JPH06272715A (ja) * 1993-03-19 1994-09-27 Nippon Seiko Kk 転動部材
JP2002061652A (ja) 2000-08-15 2002-02-28 Taiho Kogyo Co Ltd すべり軸受
EP1239914A1 (en) 1999-12-21 2002-09-18 Advanced Cardiovascular Systems, Inc. Rapid exchange catheter having a support mandrel
JP2002339083A (ja) 2001-05-16 2002-11-27 Honda Motor Co Ltd 二硫化モリブデン投射用材料
JP2003194144A (ja) * 2001-12-27 2003-07-09 Nippon Parkerizing Co Ltd 摺動装置および摺動装置の製造方法
JP2003222136A (ja) * 2002-01-31 2003-08-08 Yaskawa Electric Corp 転動要素
US20040062860A1 (en) 2002-09-27 2004-04-01 Daido Metal Company Ltd. Method of forming coat on inner surface of bearing and apparatus for the same
US20040062660A1 (en) 2001-01-29 2004-04-01 Yukio Kazahaya Variable displacement type swash plate clutch-less compressor
JP2007139149A (ja) 2005-11-22 2007-06-07 Daido Metal Co Ltd 複層摺動部材および摺動部材の被覆層形成方法
JP2007139139A (ja) 2005-11-22 2007-06-07 Furukawa Electric Co Ltd:The 管継手及び管継手内の移動体の移動方法
JP2007270205A (ja) 2006-03-30 2007-10-18 Daido Metal Co Ltd 摺動材料およびその被覆層製造方法
JP2008095725A (ja) 2006-10-06 2008-04-24 Taiho Kogyo Co Ltd 摺動部材

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5837372B2 (ja) 1980-04-07 1983-08-16 日立化成工業株式会社 摺動集電用銅合金
JPS578926A (en) * 1980-06-17 1982-01-18 Fuji Photo Film Co Ltd Magnetic recording body
JPS6263636A (ja) 1985-09-17 1987-03-20 Taiho Kogyo Co Ltd アルミニウム軸受合金
JP3733539B2 (ja) 1994-02-28 2006-01-11 大豊工業株式会社 すべり軸受材料
JP3133209B2 (ja) 1994-03-10 2001-02-05 トヨタ自動車株式会社 潤滑膜形成用組成物及びそれを用いた滑り軸受
JPH11293368A (ja) 1998-04-07 1999-10-26 Daido Metal Co Ltd 銅系摺動合金
JP2002053883A (ja) 2000-08-07 2002-02-19 Toyota Motor Corp 摺動部材用組成物
JP4485131B2 (ja) 2003-02-17 2010-06-16 大豊工業株式会社 すべり軸受

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0483914A (ja) 1990-07-24 1992-03-17 Taiho Kogyo Co Ltd すべり軸受材料
JPH06272715A (ja) * 1993-03-19 1994-09-27 Nippon Seiko Kk 転動部材
EP1239914A1 (en) 1999-12-21 2002-09-18 Advanced Cardiovascular Systems, Inc. Rapid exchange catheter having a support mandrel
JP2002061652A (ja) 2000-08-15 2002-02-28 Taiho Kogyo Co Ltd すべり軸受
US20040062660A1 (en) 2001-01-29 2004-04-01 Yukio Kazahaya Variable displacement type swash plate clutch-less compressor
JP2002339083A (ja) 2001-05-16 2002-11-27 Honda Motor Co Ltd 二硫化モリブデン投射用材料
JP2003194144A (ja) * 2001-12-27 2003-07-09 Nippon Parkerizing Co Ltd 摺動装置および摺動装置の製造方法
JP2003222136A (ja) * 2002-01-31 2003-08-08 Yaskawa Electric Corp 転動要素
US20040062860A1 (en) 2002-09-27 2004-04-01 Daido Metal Company Ltd. Method of forming coat on inner surface of bearing and apparatus for the same
JP2004113974A (ja) 2002-09-27 2004-04-15 Daido Metal Co Ltd 軸受の内面への被膜形成方法及びその装置
JP2007139149A (ja) 2005-11-22 2007-06-07 Daido Metal Co Ltd 複層摺動部材および摺動部材の被覆層形成方法
JP2007139139A (ja) 2005-11-22 2007-06-07 Furukawa Electric Co Ltd:The 管継手及び管継手内の移動体の移動方法
JP2007270205A (ja) 2006-03-30 2007-10-18 Daido Metal Co Ltd 摺動材料およびその被覆層製造方法
JP2008095725A (ja) 2006-10-06 2008-04-24 Taiho Kogyo Co Ltd 摺動部材

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2546535A4 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130260097A1 (en) * 2012-03-29 2013-10-03 Daido Metal Company Ltd. Resin sliding member
JP2017115920A (ja) * 2015-12-22 2017-06-29 大同メタル工業株式会社 摺動部材
JP2017115034A (ja) * 2015-12-24 2017-06-29 いすゞ自動車株式会社 バルブ機構用潤滑剤
WO2020129318A1 (ja) * 2018-12-17 2020-06-25 大豊工業株式会社 摺動部材
DE102023107642A1 (de) 2022-03-31 2023-10-05 Daido Metal Co., Ltd. Gleitelement
KR20230141539A (ko) 2022-03-31 2023-10-10 다이도 메탈 고교 가부시키가이샤 슬라이딩 부재

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2011111668A1 (ja) 2013-06-27
CN102918286B (zh) 2016-04-06
JP5391327B2 (ja) 2014-01-15
EP2546535A4 (en) 2013-09-18
AU2011225590B2 (en) 2014-11-20
HUE028350T2 (en) 2016-12-28
US9029302B2 (en) 2015-05-12
US20120270761A1 (en) 2012-10-25
EP2546535B1 (en) 2015-10-21
EP2546535A1 (en) 2013-01-16
AU2011225590A1 (en) 2012-11-01
CN102918286A (zh) 2013-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5391327B2 (ja) 摺動部材
JP4827680B2 (ja) 摺動部材
KR101580345B1 (ko) 베어링
JP6122488B2 (ja) 摺動部材
JP2008056750A (ja) 複層潤滑被膜用組成物と複層潤滑被膜及び該被膜を有するピストン
JP4767234B2 (ja) 摺動用被覆構造
JP2010222647A (ja) 摺動部材
US8430571B2 (en) Sliding bearing shell for engine applications
JP2795374B2 (ja) 摺動材料
JP5820760B2 (ja) すべり軸受とその製造方法
JP5897961B2 (ja) すべり軸受
WO2017018098A1 (ja) 摺動部材および斜板式コンプレッサ
JP5816121B2 (ja) すべり軸受とその製造方法
JP2004010707A (ja) 摺動用被覆組成物及び摺動部材
WO2017094810A1 (ja) 摺動部材および斜板式コンプレッサ
JP2009062935A (ja) 斜板式コンプレッサーの斜板用摺動材組成物および摺動材
JP2005170960A (ja) 摺動部材、潤滑性被膜、潤滑性被膜用塗料および摺動部材の表面被覆方法
JP6468991B2 (ja) 摺動部材および斜板式コンプレッサ
WO2023008405A1 (ja) 摺動部材用被膜組成物及び摺動部材
JP2916499B2 (ja) 摺動部材の製造方法
JPH05141427A (ja) 複層軸受材
JPH10226752A (ja) 摺動材料の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201180012939.4

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11753326

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012504455

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011753326

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13510175

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1201002479

Country of ref document: TH

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2011225590

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20110307

Kind code of ref document: A