WO2019198311A1 - 複層摺動部材 - Google Patents

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metal
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fine particles
layer
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中丸　隆
亘 大野
晃一 石田
澄英 柳瀬
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オイレス工業株式会社
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    • C10M107/20—Lubricating compositions characterised by the base-material being a macromolecular compound containing oxygen
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    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M125/00—Lubricating compositions characterised by the additive being an inorganic material

Definitions

  • the present invention relates to a multilayer sliding member that exhibits excellent friction and wear characteristics under wet lubrication conditions in which lubricating oil is present.
  • Lubricating oil is used for smooth operation of internal combustion engines such as automobile engines, automatic transmissions, shock absorbers (shock absorbers), and power steering.
  • lubricating oil for internal combustion engines (engine oil) is mainly used for lubrication of various sliding parts such as piston rings and cylinder liners, bearings for crankshafts and connecting rods, and valve train mechanisms including cams and valve lifters. It performs various functions such as cooling, clean dispersion of combustion products, and prevention of rust and corrosion.
  • various additives such as an antiwear agent, an ashless dispersant, and an antioxidant are blended.
  • ZnDTP zinc dithiophosphate
  • ZnDTC zinc dithiocarbamate
  • Patent Document 1 a wet multilayer sliding member composed of a surface layer substantially made of polyetheretherketone (hereinafter referred to as “PEEK”) impregnated / coated.
  • PEEK polyetheretherketone
  • the inventors obtained the following knowledge about the reason. That is, the protective film on the surface of the counterpart material that slides with the surface layer is microscopically uneven and hard, and this protective film shifts to so-called abrasive wear, in which the surface layer is scraped off at the sliding part. The wear resistance of the surface layer is reduced.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned points, and an object of the present invention is to provide a multilayer sliding member having excellent frictional wear characteristics under wet lubrication conditions in which lubricating oil is present.
  • the multilayer sliding member of the present invention has a back metal, a porous metal sintered layer integrally formed on one surface of the back metal, and a pore and a surface of the porous metal sintered layer filled and coated.
  • a coating layer comprising a polyaryl ketone resin and inorganic fine particles mixed in the polyaryl ketone resin and having a Mohs hardness (old) of 3 or more and an average particle size of 30 ⁇ m or less 1 to 30% by mass.
  • the hardness of the coating layer is increased by the inorganic fine particles dispersed and contained at a ratio of 1 to 30% by mass in the matrix made of the polyaryl ketone resin. Improves the wear resistance of the coating layer by suppressing abrasive wear in sliding with the protective film as the counterpart material, and especially has excellent friction and wear characteristics under wet lubrication conditions in the presence of lubricating oil.
  • the multilayer sliding member of the present invention is suitable for wet lubrication.
  • the inorganic fine particles are one or more of a metal orthophosphate, metal pyrophosphate, metal metaphosphate, synthetic silicate, oxide and carbide having a Mohs hardness (old) of 3 or more, preferably 5 or more. Is selected from inorganic fine particles.
  • the inorganic fine particles as the wear resistance improving material have an average particle size of 30 ⁇ m or less, preferably 0.1 to 20 ⁇ m, and oxides and carbides having high Mohs hardness (old) have a large average particle size. Since there is a risk of damaging the mating material during sliding with the mating material, the average particle size of oxides and carbides having high Mohs hardness (old) is preferably 0.1 to 5 ⁇ m.
  • inorganic substance fine particles comprising one or more of orthophosphoric acid metal salt, pyrophosphoric acid metal salt and metaphosphoric acid metal salt are selected as the inorganic substance fine particles, these inorganic substance fine particles trap (capture) the lubricating oil. Since lubricating oil is always present on the sliding surface, excellent friction and wear characteristics can be exhibited in addition to the effect of improving wear resistance.
  • inorganic fine particles made of one or more of synthetic silicates and oxides are selected as the inorganic fine particles, these inorganic fine particles have affinity with the lubricating oil and adsorb and retain the lubricating oil. Because of its properties, it can exhibit excellent friction and wear characteristics in addition to the effect of improving the wear resistance.
  • the metal powder (particles) having excellent thermal conductivity as an additional component is further added to the polyaryl ketone resin and inorganic fine particles forming the coating layer in an amount of 50% by mass or less, preferably 20%. You may make it contain in the ratio of-40 mass%.
  • the metal powder is selected from a single metal powder selected from copper, zinc, nickel, or the like, or bronze, brass (brass), Cu-31Ni-2P-5Sn alloy, Cu-20Ni-2P-10Sn alloy, or the like. Metal alloy powder.
  • these metal powders are dispersed and contained in a coating layer containing a polyaryl ketone resin and inorganic fine particles, the temperature of the coating layer is suppressed and the effect of suppressing a decrease in oil film viscosity is exhibited.
  • a polyfluoroketone resin (hereinafter referred to as “PTFE”) is further added as an additional component to the coating layer containing the polyaryl ketone resin and the inorganic fine particles or the metal powder in these. You may make it contain in the ratio of 20 mass% or less, Preferably 3-16 mass%.
  • This PTFE imparts low friction to the coating layer.
  • the lubricating oil is ejected from the sliding surface due to the oil repellency of the PTFE contained in the coating layer. There is a risk of reducing the friction and wear characteristics.
  • FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view of a multilayer sliding member comprising a multilayer according to a preferred example of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory plan view showing the relationship between the thrust test piece and the counterpart material in the thrust test.
  • the multilayer sliding member 1 of the present invention includes a backing metal 2 made of a steel plate, a porous metal sintered layer 5 integrally bonded to the surface 3 of the backing metal 2, and a porous metal firing. And a coating layer 8 having a surface 7 filled with the pores 6 of the binder layer 5 and coated with the porous metal sintered layer 5, and the coating layer 8 is made of a polyaryl ketone resin and inorganic fine particles.
  • the mixture or the mixture further includes at least one of a metal powder and a PTFE filler.
  • the back metal 2 may be coated with a coating 4 such as copper plating or nickel plating as necessary to improve the corrosion resistance. In this case, the surface 3 of the back metal 2 is porous through the coating 4.
  • the sintered sintered metal layer 5 may be integrally joined.
  • the polyaryl ketone resin forming the matrix is a crystalline aromatic compound having a polymer structure in which the benzene ring is in the para position and is linked to a rigid carbonyl group by a flexible ether bond. It is a group-based thermoplastic resin and has excellent heat resistance, impact resistance, wear resistance, and the like.
  • a typical example is the structure of a polyether ketone resin (hereinafter referred to as “PEK”) in the following formula (I), the structure of PEEK in the following formula (II), and the polyether ketone ketone resin in the following formula (III). (Hereinafter referred to as “PEKK”).
  • PEEK is particularly preferable from the viewpoints of heat resistance and mechanical strength.
  • the inorganic substance fine particles blended in the polyaryl ketone resin have an Mohs hardness (old) of 3 or more, preferably a Mohs hardness (old) of 5 to 9, and an inorganic substance having a particle size of 30 ⁇ m or less, preferably 0.1 to 20 ⁇ m.
  • the fine particles specifically, inorganic fine particles having a Mohs hardness (old) of 3 to 5, include metal orthophosphate, metal pyrophosphate, and metal metaphosphate, and have a Mohs hardness (old) of 6 or more.
  • the inorganic fine particles include oxides and carbides.
  • the Mohs hardness is “Mohs hardness 1: talc, 2: gypsum, 3: calcite, 4: fluorite, 5: apatite, 6: feldspar, 7: quartz, 8: yellow jade (topaz) , 9: steel ball, 10: diamond ”is applied as an old Mohs hardness (in the present invention, referred to as“ Mohs hardness (old) ”).
  • the average particle size of the inorganic fine particles was measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer (LA-920 manufactured by Horiba, Ltd.). The measurement conditions were ultrasonic treatment for 1 minute before particle size measurement, water was used as a dispersion medium during measurement, and the volume-based median diameter was measured at a temperature of 25 ° C.
  • inorganic fine particles having an average particle size of 30 ⁇ m or less, preferably 0.1 to 20 ⁇ m the dispersibility of the inorganic fine particles in the polyaryl ketone resin is improved, and the inorganic fine particles
  • the metal orthophosphate examples include dibasic calcium phosphate (CaHPO 4 .2H 2 O) or anhydride (CaHPO 4 ), dibasic magnesium phosphate (MgHPO 4 .3H 2 O) or anhydride (MgHPO 4 ), Tribasic lithium phosphate (Li 3 PO 4 ), tricalcium phosphate [Ca 3 (PO 4 ) 2 ] and tribasic magnesium phosphate [Mg 3 (PO 4 ) 2 ⁇ 8H 2 O] or anhydride [Mg 3 ( PO 4 ) 2 ], and specific examples of the metal pyrophosphate include lithium pyrophosphate (Li 4 P 2 O 7 ), calcium pyrophosphate (Ca 2 P 2 O 7 ), magnesium pyrophosphate (Mg 2 P 2).
  • Synthetic silicates include synthetic magnesium silicate (2MgO ⁇ 6SiO 2 ⁇ mH 2 O), synthetic aluminum silicate (Al 2 O 3 ⁇ 9SiO 2 ⁇ mH 2 O) and synthetic calcium silicate (CaO ⁇ mSiO 2 ⁇ nH 2 O).
  • the oxide examples include magnesium oxide (MgO), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon oxide (SiO 2 ), titanium oxide (TiO 2 : rutile type, anatase type) and zirconium oxide (ZrO 2 ).
  • the carbide examples include silicon carbide (SiC) and boron carbide (B 4 C).
  • Magnesium oxide is preferably surface-treated with a coupling agent before blending with the polyaryl ketone resin in terms of dispersibility.
  • the coupling agent is preferably a phosphate ester or a silane compound.
  • Orthophosphoric acid metal salt, pyrophosphoric acid metal salt and metaphosphoric acid metal salt having a Mohs hardness (old) of 3 to 5 are selected, or one or more oxides and carbides having a Mohs hardness (old) of 6 or more are selected.
  • the inorganic fine particles blended in the matrix polyarylketone resin have an average particle size of 30 ⁇ m or less, preferably 0.1 to 20 ⁇ m.
  • carbides having a Mohs hardness (old) of 9 the particle size Are preferably fine particles of about 0.1 to 0.5 ⁇ m.
  • the amount of the inorganic fine substance matrix to be added to the polyaryl ketone resin is 1 to 30% by mass, preferably 3 to 25% by mass. If the blending amount is less than 1% by mass, a sufficient effect for improving the wear resistance will not be exhibited. If the blending amount exceeds 30% by mass, the coating layer becomes too hard and damages the mating material. There is a risk of shifting to wear.
  • inorganic substance fine particles of orthophosphoric acid metal salt, pyrophosphoric acid metal salt and metaphosphoric acid metal salt are selected as the inorganic substance fine particles
  • these inorganic substance fine particles have an action of trapping (capturing) lubricating oil.
  • the sliding surface (coating layer) always slides with lubricating oil interposed therebetween, and wear resistance is increased by increasing the hardness of the coating layer.
  • the slidability can be further improved.
  • inorganic fine particles of synthetic silicate or oxide when selected as the inorganic fine particles, these inorganic fine particles have adsorptive properties and have an affinity for lubricating oil.
  • the sliding surface (coating layer) By containing inorganic fine particles dispersed in the coating layer, the sliding surface (coating layer) always slides with lubricating oil interposed between them, and the hardness of the coating layer is increased. In addition to the improvement, the slidability can be further improved.
  • the mixture composed of the polyaryl ketone resin and the inorganic substance fine particles may further contain, as an additional component, metal powder (particles) excellent in thermal conductivity in an amount of 50% by mass or less, preferably 20 to 40% by mass. Good.
  • the metal powder a single metal powder selected from copper, zinc, nickel or the like or a copper alloy such as bronze, brass (brass), Cu-31Ni-2P-5Sn alloy and Cu-20Ni-2P-10Sn alloy A metal alloy powder made of powder is exemplified.
  • these metal powders are dispersed and contained in the coating layer, the temperature rise of the coating layer is suppressed and the effect of suppressing the decrease in the oil film viscosity is exhibited.
  • PTFE is added in an amount of 20% by mass or less, preferably 3 to 16% by mass, to a mixture comprising polyaryl ketone resin and inorganic fine particles or a mixture containing metal powder in the mixture. May be.
  • PTFE imparts low friction to the coating layer.
  • the lubricating oil is ejected from the sliding surface due to the oil repellency of PTFE contained in the coating layer. There is a risk of reducing the friction and wear characteristics.
  • the multilayer sliding member of the present invention is manufactured through the following steps (a) to (c).
  • the porous metal sintered layer has a thickness of 0.23 to 0.25 mm, and the coating layer has a thickness of 0.05 to 0.00 mm. 30 mm.
  • the multilayer sliding member obtained in this way is cut into an appropriate size and used as a sliding plate in a flat plate state, or rounded and used as a cylindrical wound bush.
  • Test method A test stand in which a rectangular bearing test piece 9 (multi-layer sliding member 1) having a width of 15 mm and a length of 30 mm is provided in an oil bath under the sliding conditions shown in Table 1 as shown in FIG.
  • the mating member 10 made of a cylindrical body having an inner diameter of 20 mm, an outer diameter of 25.6 mm, and a length of 30 mm is applied to the coating layer 8 of the bearing test piece 9 while applying a predetermined load in a direction perpendicular to the coating layer 8.
  • the mating member 10 is rotated in the circumferential direction Y around the axis O of the mating member 10, the coefficient of friction between the bearing test piece 9 and the mating material 10, and the coating layer 8 of the bearing test piece 9 after the test.
  • the amount of wear was measured.
  • the coefficient of friction indicates the coefficient of friction when the test is stable after the lapse of 1 hour until the end of the test.
  • the amount of wear is the dimensional change ( ⁇ m) of the coating layer after 5 hours of the test. Indicated.
  • polyaryl ketone resin orthophosphoric acid metal salt, pyrophosphoric acid metal salt, metaphosphoric acid metal salt, synthetic silicate, oxide, carbide, metal powder and PTFE used the following materials.
  • Examples 1 to 45 The mixture shown in Table 2 to Table 10 containing PEK, PEEK or PEKK is supplied into the mixer, mixed with stirring to produce a mixed powder, and this mixed powder is sprayed and supplied onto the porous metal sintered layer of the back metal. After that, the thickness of the mixed powder was adjusted to a uniform thickness with a leveler. Next, the back metal with the mixed powder of uniform thickness is supplied to a heating furnace heated to a temperature equal to or higher than the melting point of PEK, PEEK or PEKK and held in the heating furnace for 5 minutes, and then removed from the heating furnace.
  • the mixture obtained from the mixed powder is rolled with a roller to fill the mixture in the pores of the porous metal sintered layer and to coat the porous metal sintered layer to form a coating layer of the mixture did.
  • Comparative Example 1 As shown in Table 11, PEEK simple substance was sprayed and supplied onto the porous metal sintered layer of the back metal, and the thickness of the PEEK simple substance was adjusted to a uniform thickness with a leveler. Thereafter, a multilayer sliding member having a coating layer thickness of 0.1 mm was prepared in the same manner as in the Examples, and then cut into a rectangular multilayer sliding member having a width of 15 mm and a length of 30 mm, and this was compared. The bearing test piece of Example 1 was obtained.
  • Comparative Example 2 As shown in Table 11, 80% by mass of PEEK and 20% by mass of PTFE were supplied into the mixer and mixed by stirring to produce a mixed powder. This mixed powder was sprayed and supplied onto the porous metal sintered layer of the back metal, and the thickness of the mixed powder was adjusted to a uniform thickness with a leveler. Thereafter, a multilayer sliding member composed of a multilayer having a coating layer thickness of 0.1 mm was prepared in the same manner as in the examples, and then cut into a rectangular multilayer sliding member having a width of 15 mm and a length of 30 mm. This was used as a bearing test piece of Comparative Example 2.
  • the multilayered sliding member of the example of the present invention exhibited stable performance throughout the test time, and had an extremely small amount of wear and excellent frictional wear characteristics. This is because the hardness of the coating layer is increased by the inorganic fine particles dispersed and contained in the coating layer, so that the abrasion resistance of the coating layer is suppressed even when sliding with the protective film as the counterpart material. It is guessed that this is an improvement.
  • the sliding surface (coating layer) always slides with lubricating oil interposed therebetween, so that the hardness of the coating layer can be increased. It can be seen that, in addition to the improvement of the wear resistance due to, the slidability is further improved. Furthermore, in the coating layer of the example in which inorganic fine particles of both orthophosphoric acid metal salt, pyrophosphoric acid metal salt and metaphosphoric acid metal salt and synthetic silicate or oxide were selected, the wear resistance and sliding property were further improved. It turns out that it is what improves further.
  • the multilayer sliding member of the comparative example has an amount of wear reaching the porous metal sintered layer and is hardly durable under wet lubrication conditions in which lubricating oil is present.

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Abstract

複層摺動部材１は、鋼板からなる裏金２と、裏金２の表面３に一体的に接合された多孔質金属焼結層５と、多孔質金属焼結層５の孔隙６を充填しかつ多孔質金属焼結層５を被覆した表面７を有した被覆層８とを含んでおり、被覆層８は、ポリアリールケトン樹脂と無機物質微粒子とからなる混合体又はこの混合体に更に金属粉末及びＰＴＦＥの充填材を含む混合体から形成されている。

Description

複層摺動部材
　本発明は、潤滑油の存在する湿式潤滑条件下において優れた摩擦摩耗特性を発揮する複層摺動部材に関する。
　自動車エンジン等の内燃機関、自動変速機、緩衝器（ショックアブソーバ）、パワーステアリングなどの駆動系機器には、その作動を円滑にするために潤滑油が用いられている。特に内燃機関用潤滑油（エンジン油）は、主としてピストンリングとシリンダライナ、クランク軸やコネクティングロッドの軸受、カムとバルブリフタを含む動弁系機構など、各種摺動部位の潤滑のほか、エンジン内の冷却や燃焼生成物の清浄分散、更には錆や腐食を防止するなどの作用を果たしており、多様な性能が要求されている。このような要求を満たすために、例えば摩耗防止剤、無灰分散剤、酸化防止剤などの種々の添加剤が配合されている。
　内燃機関の摺動部位は、大部分が流体潤滑状態にあるが、動弁機構やピストンの上、下死点などでは境界潤滑状態となり易く、このような境界潤滑条件下における耐摩耗性は、エンジン油中に一般にジチオリン酸亜鉛（ＺｎＤＴＰ）やジチオカルバミン酸亜鉛（ＺｎＤＴＣ）を添加して金属表面（軸などの相手材表面）に保護膜を形成することによって付与されている。
　一方、潤滑油の存在する湿式潤滑条件下において優れた摩擦摩耗特性を発揮する湿式摺動部材として、例えば、裏金と、この裏金上に設けた多孔質焼結層と、この多孔質焼結層上に含浸・被覆した実質的にポリエーテルエーテルケトン（以下「ＰＥＥＫ」と表記する）からなる表面層とからなる湿式複層摺動部材（特許文献１）が提案されている。
特開平８－２１０３５７号公報
　特許文献１に提案された湿式複層摺動部材を内燃機関の摺動部位に適用した場合、当該湿式複層摺動部材の表面層の摩耗が大きく、斯かる提案の湿式複層摺動部材の当該部位への適用は困難であることを確認した。
　その理由について発明者らは、以下の知見を得た。すなわち、表面層と摺動する相手材表面の保護膜は、微視的には凹凸形状をなしていると共に硬く、この保護膜が摺動部位において表面層を削り取るという、所謂アブレッシブ摩耗に移行し、該表面層の耐摩耗性を低下させるというものである。
　本発明は、前記諸点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、潤滑油の存在する湿式潤滑条件下において摩擦摩耗特性に優れた複層摺動部材を提供することにある。
　本発明の複層摺動部材は、裏金と、この裏金の一方の表面に一体的に形成された多孔質金属焼結層と、この多孔質金属焼結層の孔隙及び表面に充填被覆された被覆層とを含んでおり、被覆層は、ポリアリールケトン樹脂と、このポリアリールケトン樹脂に混在されていると共にモース硬度（旧）が３以上であって平均粒径が３０μｍ以下の無機物質微粒子１～３０質量％とを含んでいる。
　本発明の複層摺動部材によれば、被覆層は、ポリアリールケトン樹脂からなるマトリックス中に１～３０質量％の割合で分散含有された無機物質微粒子によって硬さが高められているので、相手材となる保護膜との摺動においてアブレッシブ摩耗を抑制して当該被覆層の耐摩耗性を向上させ、特に、潤滑油の存在する湿式潤滑条件下において摩擦摩耗特性に優れており、而して、本発明の複層摺動部材は、湿式潤滑用として好適である。
　無機物質微粒子は、モース硬度（旧）が３以上、好ましくは５以上を示すオルトリン酸金属塩、ピロリン酸金属塩、メタリン酸金属塩、合成ケイ酸塩、酸化物及び炭化物の一種又は二種以上からなる無機物質微粒子から選択される。
　耐摩耗性向上材としての無機物質微粒子は、その平均粒径が３０μｍ以下、好ましくは０．１～２０μｍであり、モース硬度（旧）が高い酸化物及び炭化物は、平均粒径が大きくなると、相手材との摺動において、当該相手材を傷つける虞があるから、モース硬度（旧）が高い酸化物及び炭化物については、その平均粒径が０．１～５μｍであることが好ましい。
　無機物質微粒子として、オルトリン酸金属塩、ピロリン酸金属塩及びメタリン酸金属塩の一種又は二種以上からなる無機物質微粒子を選択した場合は、これら無機物質微粒子が潤滑油をトラップ（捕捉）して常時、摺動面に潤滑油を介在させるので、耐摩耗性向上の効果に加えて優れた摩擦摩耗特性を発揮させることができる。
　また、無機物質微粒子として、合成ケイ酸塩及び酸化物の一種又は二種以上からなる無機物質微粒子を選択した場合は、これら無機物質微粒子が潤滑油と親和性を有すると共に潤滑油を吸着保持する性質を有することから、耐摩耗性向上の効果に加えて優れた摩擦摩耗特性を発揮させることができる。
　本発明の複層摺動部材において、被覆層を形成するポリアリールケトン樹脂及び無機物質微粒子に、更に追加成分として、熱伝導性に優れた金属粉末（粒子）を５０質量％以下、好ましくは２０～４０質量％の割合で含有させてもよい。
　金属粉末（粒子）としては、銅、亜鉛及びニッケルなどから選択される金属単体粉末又は青銅、黄銅（真鍮）、Ｃｕ－３１Ｎｉ－２Ｐ－５Ｓｎ合金及びＣｕ－２０Ｎｉ－２Ｐ－１０Ｓｎ合金などから選択される金属合金粉末が挙げられる。これら金属粉末は、ポリアリールケトン樹脂と無機物質微粒子とを含有した被覆層に分散含有されることにより、被覆層の温度上昇を抑制し、油膜粘度の低下を抑制する効果を発揮する。
　本発明の複層摺動部材において、ポリアリールケトン樹脂及び無機物質微粒子又はこれらに金属粉末を含有した被覆層に、更に追加成分として、四フッ化エチレン樹脂（以下「ＰＴＦＥ」と表記する）を２０質量％以下、好ましくは３～１６質量％の割合で含有させてもよい。
　このＰＴＦＥは、被覆層に低摩擦性を付与するもので、ＰＴＦＥの含有割合が２０質量％を超えて含有すると、被覆層に含有されたＰＴＦＥの撥油性により潤滑油が摺動面からはじき出され、摩擦摩耗特性を低下させる虞がある。
　本発明によれば、潤滑油の存在する湿式潤滑条件下において摩擦摩耗特性に優れた複層摺動部材を提供することができる。
図１は、本発明の好ましい一例の複層からなる複層摺動部材の断面説明図である。 図２は、スラスト試験におけるスラスト試験片と相手材との関係を示す平面説明図である。
　以下、本発明及びその実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施の形態に何等限定されないのである。
　本発明の複層摺動部材１は、図１に示すように、鋼板からなる裏金２と、裏金２の表面３に一体的に接合された多孔質金属焼結層５と、多孔質金属焼結層５の孔隙６を充填しかつ多孔質金属焼結層５を被覆した表面７を有した被覆層８とを含んでおり、被覆層８は、ポリアリールケトン樹脂と無機物質微粒子とからなる混合体又はこの混合体に更に金属粉末及びＰＴＦＥの充填材のうちの少なくとも一方を含む混合体から形成されている。なお、裏金２には、必要に応じて銅メッキ、ニッケルメッキ等の被膜４を施して耐食性を向上させてもよく、この場合には、斯かる被膜４を介して裏金２の表面３に多孔質金属焼結層５を一体的に接合させるとよい。
　被覆層８を形成する混合体において、マトリックスを形成するポリアリールケトン樹脂は、ベンゼン環がパラの位置で、リジッドなカルボニル基と、フレキシブルなエーテル結合によって連結されたポリマー構造を持つ結晶性の芳香族系熱可塑性樹脂であり、優れた耐熱性、耐衝撃性、耐摩耗性等を有する。その代表例である下記（Ｉ）式にポリエーテルケトン樹脂（以下「ＰＥＫ」と表記する）の構造を、下記（ＩＩ）式にＰＥＥＫの構造を、下記（ＩＩＩ）式にポリエーテルケトンケトン樹脂（以下「ＰＥＫＫ」と表記する）の構造をそれぞれ示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 　
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 　
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
　これらのポリアリールケトン樹脂としては、本発明では、特にＰＥＥＫが耐熱性、機械的強度の観点から好ましい。
　ポリアリールケトン樹脂に配合される無機物質微粒子は、モース硬度（旧）３以上、好ましくはモース硬度（旧）５～９を示すと共に粒子径が３０μｍ以下、好ましくは０．１～２０μｍの無機物質微粒子であり、具体的にはモース硬度（旧）３～５を示す無機物質微粒子として、オルトリン酸金属塩、ピロリン酸金属塩及びメタリン酸金属塩が挙げられ、モース硬度（旧）６以上を示す無機物質微粒子として酸化物及び炭化物が挙げられる。
　なお、本発明において、モース硬度は「モース硬度１：滑石（タルク）、２：石膏、３：方解石、４：蛍石、５：燐灰石、６：長石、７：石英、８：黄玉（トパーズ）、９：鋼玉、１０：ダイヤモンド」で表される旧モース硬度〔本発明では「モース硬度（旧）」と表記する〕を適用する。また、無機物質微粒子の平均粒径は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置（堀場製作所製ＬＡ-９２０）を用いて測定した。測定条件は、粒径測定前に超音波で１分間処理し、測定時の分散媒体として水を用い、体積基準のメジアン径を、温度２５℃にて測定した。
　本発明において、平均粒径が３０μｍ以下、好ましくは０．１～２０μｍの無機物質微粒子を使用することにより、当該無機物質微粒子のポリアリールケトン樹脂への分散性が向上して、該無機物質微粒子を一様に分散含有したポリアリールケトン樹脂の被覆層を得ることができる。
　オルトリン酸金属塩の具体例としては、第二リン酸カルシウム（ＣａＨＰＯ４・２Ｈ２Ｏ）又は無水物（ＣａＨＰＯ４）、第二リン酸マグネシウム（ＭｇＨＰＯ４・３Ｈ２Ｏ）又は無水物（ＭｇＨＰＯ４）、第三リン酸リチウム（Ｌｉ３ＰＯ４）、第三リン酸カルシウム〔Ｃａ３（ＰＯ４）２〕及び第三リン酸マグネシウム〔Ｍｇ３（ＰＯ４）２・８Ｈ２Ｏ〕又は無水物〔Ｍｇ３（ＰＯ４）２〕が挙げられ、ピロリン酸金属塩の具体例としては、ピロリン酸リチウム（Ｌｉ４Ｐ２Ｏ７）、ピロリン酸カルシウム（Ｃａ２Ｐ２Ｏ７）、ピロリン酸マグネシウム（Ｍｇ２Ｐ２Ｏ７）及びピロリン酸亜鉛（Ｚｎ２Ｐ２Ｏ７）が挙げられ、メタリン酸金属塩の具体例としては、メタリン酸カルシウム〔Ｃａ（ＰＯ３）２〕、メタリン酸マグネシウム〔Ｍｇ（ＰＯ３）２〕及びメタリン酸アルミニウム〔Ａｌ（ＰＯ３）３〕が挙げられる。
　合成ケイ酸塩としては、合成ケイ酸マグネシウム（２ＭｇＯ・６ＳｉＯ２・ｍＨ２Ｏ）、合成ケイ酸アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３・９Ｓｉ０２・ｍＨ２Ｏ）及び合成ケイ酸カルシウム（ＣａＯ・ｍＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏ）が挙げられる。
　酸化物の具体例としては、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２：ルチル型、アナターゼ型）及び酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）が挙げられ、炭化物の具体例としては、炭化ケイ素（ＳｉＣ）及び炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）が挙げられる。
　酸化マグネシウムは、ポリアリールケトン樹脂に配合される前に予めカップリング剤で表面処理されていることが分散性の面で好ましい。カップリング剤としては、リン酸エステルあるいはシラン系化合物が好ましい。
　モース硬度（旧）が３～５を示すオルトリン酸金属塩、ピロリン酸金属塩及びメタリン酸金属塩、モース硬度（旧）が６以上を示す酸化物及び炭化物の一種又は２種以上が選択されてマトリックスのポリアリールケトン樹脂に配合される無機物質微粒子は、その平均粒径が３０μｍ以下、好ましくは０．１～２０μｍであり、特にモース硬度（旧）が９を示す炭化物については、その粒子径が０．１～０．５μｍ程度の微粒子であることが好ましい。
　無機物質微粒子のマトリックスのポリアリールケトン樹脂への配合量は１～３０質量％、好ましくは３～２５質量％である。配合量が１質量％未満では、耐摩耗性の向上に十分な効果が発揮されず、配合量が３０質量％を超えると、被覆層の硬さが高くなりすぎ、相手材を損傷してアブレッシブ摩耗に移行する虞がある。
　無機物質微粒子として、オルトリン酸金属塩、ピロリン酸金属塩及びメタリン酸金属塩の無機物質微粒子を選択した場合は、これら無機物質微粒子が潤滑油をトラップ（捕捉）する作用を有しているので、これらの無機物質微粒子が被覆層に分散含有されることにより、常時、摺動面（被覆層）に潤滑油を介在させた状態で摺動し、被覆層の硬さが高められることによる耐摩耗性の向上に加えて、摺動性を一層向上させることができる。
　また、無機物質微粒子として、合成ケイ酸塩や酸化物の無機物質微粒子を選択した場合は、これらの無機物質微粒子が吸着性を有して潤滑油と親和性を有しているので、これらの無機物質微粒子が被覆層に分散含有されることにより、常時、摺動面（被覆層）に潤滑油を介在させた状態で摺動し、被覆層の硬さが高められることによる耐摩耗性の向上に加えて、摺動性を一層向上させることができる。
　ポリアリールケトン樹脂及び無機物質微粒子からなる混合体に、更に追加成分として、熱伝導性に優れた金属粉末（粒子）を５０質量％以下、好ましくは２０～４０質量％の割合で含有させてもよい。
　金属粉末（粒子）としては、銅、亜鉛及びニッケルなどから選択される金属単体粉末又は青銅、黄銅（真鍮）、Ｃｕ－３１Ｎｉ－２Ｐ－５Ｓｎ合金及びＣｕ－２０Ｎｉ－２Ｐ－１０Ｓｎ合金などの銅合金粉末からなる金属合金粉末が挙げられる。これら金属粉末は、被覆層に分散含有されることにより、被覆層の温度上昇を抑制し、油膜粘度の低下を抑制する効果を発揮する。
　ポリアリールケトン樹脂及び無機物質微粒子からなる混合体又は該混合体に金属粉末を含有した混合体に、更に追加成分として、ＰＴＦＥを２０質量％以下、好ましくは３～１６質量％の割合で含有させてもよい。
　ＰＴＦＥは、被覆層に低摩擦性を付与するもので、ＰＴＦＥの含有割合が２０質量％を超えて含有すると、被覆層に含有されたＰＴＦＥの撥油性により潤滑油が摺動面からはじき出され、摩擦摩耗特性を低下させる虞がある。
　本発明の複層摺動部材は、以下の（ａ）から（ｃ）の工程を経て製造される。
（ａ）表面に銅メッキ被膜が施された鋼板からなる裏金の一方の表面に一体的に形成された多孔質金属（青銅）焼結層上に少なくともポリアリールケトン樹脂及び無機物質微粒子を含む混合粉を散布供給し、レベラーにて混合粉の厚さを一様な厚さに調整する工程と、（ｂ）（ａ）工程で処理された裏金をポリアリールケトン樹脂の融点（ＰＥＥＫ：３４３℃、ＰＥＫ：３７３℃、ＰＥＫＫ：３７０～３８０℃）以上の３８０～４１０℃の温度に加熱された加熱炉内に５～６分間保持し、ついで加熱炉から取り出し、一対のローラ間に通して該混合粉から得られた混合体を多孔質金属焼結層の孔隙に充填すると共に該多孔質金属焼結層上に被覆して被覆層を形成する工程と、（ｃ）ついで、被覆層が形成された裏金に矯正ローラ処理を施して寸法調整された複層摺動部材とする工程とからなる。
　（ａ）～（ｃ）工程を経て得られた複層摺動部材において、多孔質金属焼結層の厚さは０．２３～０．２５ｍｍ、被覆層の厚さは０．０５～０．３０ｍｍとされる。このようにして得られた複層摺動部材は、適宜の大きさに切断されて平板状態ですべり板として、また丸曲げされて円筒状の巻きブッシュとして使用される。
　以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下の例において、複層からなる複層摺動部材の摩擦摩耗特性は、次のスラスト摺動試験により評価した。
＜スラスト摺動試験＞
　試験方法：表１に示す摺動条件下で、図２に示すように、幅１５ｍｍ、長さ３０ｍｍの長方形状の軸受試験片９（複層摺動部材１）をオイルバスに設けた試験台に固定し、内径２０ｍｍ、外径２５．６ｍｍ、長さ３０ｍｍの円筒体からなる相手材１０を軸受試験片９の被覆層８に、当該被覆層８に直交する方向に所定の荷重を掛けながら、相手材１０を当該相手材１０の軸心Ｏの周りで円周方向Ｙに回転させ、軸受試験片９と相手材１０の間の摩擦係数及び試験後の軸受試験片９の被覆層８の摩耗量を測定した。摩擦係数については、試験を開始してから１時間経過以降、試験終了までの安定時の摩擦係数を示し、また摩耗量については、試験時間５時間後の被覆層の寸法変化量（μｍ）で示した。
［表１］
滑り速度　　　　２０ｍ／ｍｉｎ
荷重　　　　　　３９．２ＭＰａ（４００ｋｇｆ／ｃｍ２）
試験時間　　　　５時間
潤滑　　　　　　エンジンオイル（ＳＡＥ粘度グレード：５Ｗ－３０）
油温　　　　　　１３０℃
相手材　　　　　機械構造用炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）
相手材表面粗さ　Ｒａ（中心線平均粗さ）０．０２
　以下の諸例において、ポリアリールケトン樹脂、オルトリン酸金属塩、ピロリン酸金属塩、メタリン酸金属塩、合成ケイ酸塩、酸化物、炭化物、金属粉末及びＰＴＦＥは、以下に示す材料を使用した。
＜ポリアリールケトン樹脂＞
（１）ＰＥＫ
（２）ＰＥＥＫ
（３）ＰＥＫＫ
＜オルトリン酸金属塩＞
（１）第二リン酸カルシウム〔モース硬度（旧）３．５　平均粒径５μｍ〕
（２）第三リン酸カルシウム〔モース硬度（旧）５　平均粒径５μｍ〕
＜ピロリン酸金属塩＞
（１）ピロリン酸カルシウム〔モース硬度（旧）４～５　平均粒径１０μｍ〕
（２）ピロリン酸マグネシウム〔モース硬度（旧）４～５　平均粒径１０μｍ〕
＜メタリン酸金属塩＞
（１）メタリン酸マグネシウム〔モース硬度（旧）５　平均粒径１０μｍ〕
（２）メタリン酸アルミニウム〔モース硬度（旧）５　平均粒径１０μｍ〕
＜合成ケイ酸塩＞
（１）合成ケイ酸アルミニウム　〔モース硬度（旧）５　平均粒径２０μｍ〕
（２）合成ケイ酸マグネシウム　〔モース硬度（旧）５　平均粒径２０μｍ〕
（３）合成ケイ酸カルシウム　〔モース硬度（旧）５　平均粒径２５μｍ）
＜酸化物＞
（１）酸化マグネシウム〔モース硬度（旧）６　平均粒径２μｍ〕
（２）酸化マグネシウム（シランカップリング剤による表面処理）〔モース硬度（旧）６　平均粒径２μｍ〕
（３）酸化チタン（ルチル型）〔モース硬度（旧）６．５　平均粒径０．３μｍ〕
＜炭化物＞
（１）炭化ホウ素〔モース硬度（旧）９　平均粒径０．５μｍ〕
　＜金属粉末＞
（１）青銅（７５Ｃｕ－２５Ｓｎ）粉末　平均粒径４４μｍ
＜ＰＴＦＥ＞
（１）ＰＴＦＥ
＜裏金＞
　表面に銅メッキの被膜を備えた厚さ０．７０ｍｍの鋼板と、この鋼板の一方の表面に銅メッキ被膜を介して一体的に接合された厚さ０．２５ｍｍの青銅合金からなる多孔質金属焼結層とを含む裏金
　実施例１～４５
　ＰＥＫ、ＰＥＥＫ又はＰＥＫＫを含む表２ないし表１０に示される混合体を混合機内に供給し、撹拌混合して混合粉を作製し、この混合粉を裏金の多孔質金属焼結層上に散布供給したのち、レベラーにて混合粉の厚さを一様な厚さに調整した。ついで、一様な厚さの混合粉を備えた裏金をＰＥＫ、ＰＥＥＫ又はＰＥＫＫの融点以上の温度に加熱した加熱炉に供給すると共に当該加熱炉内において５分間保持したのち、加熱炉から取り出し、該混合粉から得られた混合体をローラによって圧延して当該混合体を多孔質金属焼結層の孔隙に充填すると共に当該多孔質金属焼結層上に被覆し、混合体の被覆層を形成した。ついで、被覆層を機械加工して被覆層の厚さを０．１ｍｍとした複層摺動部材を作製したのち、幅１５ｍｍ、長さ３０ｍｍの長方形状の複層摺動部材に切り出し、これを軸受試験片とした。
　比較例１
　表１１に示すように、ＰＥＥＫ単体を裏金の多孔質金属焼結層上に散布供給し、レベラーにてＰＥＥＫ単体の厚さを一様な厚さに調整した。以下、実施例と同様にして被覆層の厚さを０．１ｍｍとした複層摺動部材を作製したのち、幅１５ｍｍ、長さ３０ｍｍの長方形状の複層摺動部材に切り出し、これを比較例１の軸受試験片とした。
　比較例２
　表１１に示すように、ＰＥＥＫ８０質量％とＰＴＦＥ２０質量％とを混合機内に供給し、撹拌混合して混合粉を作製した。この混合粉を裏金の多孔質金属焼結層上に散布供給し、レベラーにて混合粉の厚さを一様な厚さに調整した。以下、実施例と同様にして被覆層の厚さを０．１ｍｍとした複層からなる複層摺動部材を作製したのち、幅１５ｍｍ、長さ３０ｍｍの長方形状の複層摺動部材に切り出し、これを比較例２の軸受試験片とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
 　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
 　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
 　
　試験結果から、本発明の実施例の複層摺動部材は、試験時間を通して安定した性能を発揮し、摩耗量は極めて少なく優れた摩擦摩耗特性を有しているものであった。これは、被覆層に分散含有された無機物質微粒子によって被覆層の硬さが高められているので、相手材となる保護膜との摺動においてもアブレッシブ摩耗を抑制して被覆層の耐摩耗性を向上させたものであると推察する。
　試験結果から、無機物質微粒子としてオルトリン酸金属塩、ピロリン酸金属塩及びメタリン酸金属塩の無機物質微粒子を選択した実施例の被覆層においては、これらの無機物質微粒子が潤滑油をトラップして常時、摺動面に潤滑油を介在させた状態で摺動するので、被覆層の硬さが高められることによる耐摩耗性の向上に加えて、摺動性を一層向上させるものであることがわかる。また、無機物質微粒子として、合成ケイ酸塩や酸化物の無機物質微粒子を選択した実施例の被覆層においては、これらの無機物質微粒子が吸着性を有して潤滑油と親和性を有しており、これらの無機物質微粒子が被覆層に分散含有されることにより、常時、摺動面（被覆層）に潤滑油を介在させた状態で摺動するので、被覆層の硬さが高められることによる耐摩耗性の向上に加えて、摺動性を一層向上させるものであることがわかる。さらに、オルトリン酸金属塩、ピロリン酸金属塩及びメタリン酸金属塩と合成ケイ酸塩や酸化物の両方の無機物質微粒子を選択した実施例の被覆層においては、耐摩耗性及び摺動性をより一層向上させるものであることがわかる。
　一方、比較例の複層摺動部材は、摩耗量が多孔質金属焼結層まで達しており、潤滑油の存在する湿式潤滑条件下では到底、使用に耐え難いものであることがわかる。
　以上説明したように、本発明によれば、潤滑油の存在する湿式潤滑条件下において優れた摩擦摩耗特性を発揮する複層摺動部材を提供することができる。
　１　複層摺動部材
　２　裏金
　３　表面
　４　被膜
　５　多孔質金属焼結層
　６　孔隙
　７　表面
　８　被覆層
　

Claims (12)

  1. 　裏金と、この裏金の一方の表面に一体的に形成された多孔質金属焼結層と、この多孔質金属焼結層の孔隙及び表面に充填被覆された被覆層とを含んでおり、被覆層は、ポリアリールケトン樹脂と、このポリアリールケトン樹脂に混在されていると共にモース硬度（旧）３以上であって平均粒径３０μｍ以下の無機物質微粒子１～３０質量％とを含有している複層摺動部材。
  2. 　ポリアリールケトン樹脂は、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂及びポリエーテルケトンケトン樹脂から選択される請求項１に記載の複層摺動部材。
  3. 　無機物質微粒子は、オルトリン酸金属塩、ピロリン酸金属塩、メタリン酸金属塩、合成ケイ酸塩、酸化物及び炭化物の一種又は二種以上からなる無機物質微粒子から選択される請求項１又は２に記載の複層摺動部材。
  4. 　オルトリン酸金属塩は、第二リン酸カルシウム、第二リン酸マグネシウム、第三リン酸リチウム、第三リン酸カルシウム及び第三リン酸マグネシウムから選択される請求項３に記載の複層摺動部材。
  5. 　ピロリン酸金属塩は、ピロリン酸リチウム、ピロリン酸カルシウム及びピロリン酸マグネシウムから選択される請求項３に記載の複層摺動部材。
  6. 　メタリン酸金属塩は、メタリン酸アルミニウム、メタリン酸カルシウム及びメタリン酸マグネシウムから選択される請求項３に記載の複層摺動部材。
  7. 　合成ケイ酸塩は、合成ケイ酸マグネシウム、合成ケイ酸アルミニウム及び合成ケイ酸カルシウムから選択される請求項３に記載の複層摺動部材。
  8. 　酸化物は、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン及び酸化ジルコニウムから選択される請求項３に記載の複層摺動部材。
  9. 　炭化物は、炭化ケイ素及び炭化ホウ素から選択される請求項３に記載の複層摺動部材。
  10. 　被覆層は、銅、亜鉛及びニッケルから選択される金属単体粉末又は青銅、黄銅、Ｃｕ－３１Ｎｉ－２Ｐ－５Ｓｎ合金及びＣｕ－２０Ｎｉ－２Ｐ－１０Ｓｎ合金から選択される金属合金粉末を５０質量％以下の割合で含有する請求項１から９のいずれか一項に記載の複層摺動部材。
  11. 　被覆層は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂を２０質量％以下の割合で含有する請求項１から１０のいずれか一項に記載の複層摺動部材。
  12. 　湿式潤滑用である請求項１から１１のいずれか一項に記載の複層摺動部材。
    　
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113231636A (zh) * 2021-05-07 2021-08-10 潍柴动力股份有限公司 气缸套的制备方法及气缸套
CN115053065A (zh) * 2020-05-28 2022-09-13 株式会社日立产机系统 压缩机
WO2023153485A1 (ja) * 2022-02-14 2023-08-17 Ａｇｃ株式会社 組成物、フィルム、積層体及び積層体の製造方法

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59182843A (ja) * 1983-03-14 1984-10-17 エイイ−ピ−エルシ− ポリエーテルエーテルケトン含有物質の組成物およびその製造方法
JPH01108413A (ja) * 1987-10-20 1989-04-25 Daido Metal Co Ltd 複層摺動部材
JP2000104801A (ja) * 1998-09-29 2000-04-11 Daido Metal Co Ltd 軸受構造
JP2001139977A (ja) * 1999-11-11 2001-05-22 Oiles Ind Co Ltd 摺動部材用樹脂組成物およびすべり軸受
JP2002061653A (ja) * 2000-08-22 2002-02-28 Daido Metal Co Ltd 湿式潤滑用摺動材料
JP2003193083A (ja) * 2001-12-27 2003-07-09 Daido Metal Co Ltd 摺動部材
US20080247687A1 (en) * 2005-03-02 2008-10-09 Christoph Stecher Object Comprising a Friction-reducing Coating, and Method for the Production of a Coating
JP2011079921A (ja) * 2009-10-06 2011-04-21 Daido Metal Co Ltd 摺動用樹脂組成物
JP2012514171A (ja) * 2008-12-30 2012-06-21 フエデラル―モーグル・ウイースバーデン・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング すべり要素およびその製造方法
JP2012122498A (ja) * 2010-12-06 2012-06-28 Daido Metal Co Ltd 摺動部材
JP2013203970A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Daido Metal Co Ltd 樹脂摺動部材
WO2016170742A1 (ja) * 2015-04-24 2016-10-27 オイレス工業株式会社 複層摺動部材及びそれを用いた自動車のラックピニオン式舵取装置
US20160319867A1 (en) * 2013-12-27 2016-11-03 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh Plain bearing material and a plain bearing composite material, comprising zinc sulphide and barium sulphate
JP2018146060A (ja) * 2017-03-07 2018-09-20 大同メタル工業株式会社 摺動部材
JP2018146059A (ja) * 2017-03-07 2018-09-20 大同メタル工業株式会社 摺動部材

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59182843A (ja) * 1983-03-14 1984-10-17 エイイ−ピ−エルシ− ポリエーテルエーテルケトン含有物質の組成物およびその製造方法
JPH01108413A (ja) * 1987-10-20 1989-04-25 Daido Metal Co Ltd 複層摺動部材
JP2000104801A (ja) * 1998-09-29 2000-04-11 Daido Metal Co Ltd 軸受構造
JP2001139977A (ja) * 1999-11-11 2001-05-22 Oiles Ind Co Ltd 摺動部材用樹脂組成物およびすべり軸受
JP2002061653A (ja) * 2000-08-22 2002-02-28 Daido Metal Co Ltd 湿式潤滑用摺動材料
JP2003193083A (ja) * 2001-12-27 2003-07-09 Daido Metal Co Ltd 摺動部材
US20080247687A1 (en) * 2005-03-02 2008-10-09 Christoph Stecher Object Comprising a Friction-reducing Coating, and Method for the Production of a Coating
JP2012514171A (ja) * 2008-12-30 2012-06-21 フエデラル―モーグル・ウイースバーデン・ゲゼルシヤフト・ミト・ベシユレンクテル・ハフツング すべり要素およびその製造方法
JP2011079921A (ja) * 2009-10-06 2011-04-21 Daido Metal Co Ltd 摺動用樹脂組成物
JP2012122498A (ja) * 2010-12-06 2012-06-28 Daido Metal Co Ltd 摺動部材
JP2013203970A (ja) * 2012-03-29 2013-10-07 Daido Metal Co Ltd 樹脂摺動部材
US20160319867A1 (en) * 2013-12-27 2016-11-03 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh Plain bearing material and a plain bearing composite material, comprising zinc sulphide and barium sulphate
WO2016170742A1 (ja) * 2015-04-24 2016-10-27 オイレス工業株式会社 複層摺動部材及びそれを用いた自動車のラックピニオン式舵取装置
JP2018146060A (ja) * 2017-03-07 2018-09-20 大同メタル工業株式会社 摺動部材
JP2018146059A (ja) * 2017-03-07 2018-09-20 大同メタル工業株式会社 摺動部材

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115053065A (zh) * 2020-05-28 2022-09-13 株式会社日立产机系统 压缩机
CN113231636A (zh) * 2021-05-07 2021-08-10 潍柴动力股份有限公司 气缸套的制备方法及气缸套
WO2023153485A1 (ja) * 2022-02-14 2023-08-17 Ａｇｃ株式会社 組成物、フィルム、積層体及び積層体の製造方法

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