JP2004270013A

JP2004270013A - Ｃｕ基焼結合金とその製造方法並びに純水用モータに用いる軸受

Info

Publication number: JP2004270013A
Application number: JP2003065717A
Authority: JP
Inventors: Teruo Shimizu; 輝夫清水; Tsuneo Maruyama; 恒夫丸山
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2004-09-30
Also published as: US20040211290A1

Abstract

【課題】純水に接する状態で、優れた寿命を有する焼結合金を提供する。
【解決手段】硫黄やその化合物を含む液体に対して優れた耐食性を備えるＣｕ基焼結合金５１で軸受５を構成する。前記焼結合金５１の外面に四フッ化エチレン樹脂層５３を設ける。耐食性を有する四フッ化エチレン樹脂層５３によりＣｕ基焼結合金５１を覆うことにより、イオン化した純水に接する状態で使用する場合においても、高い耐食性を確保することができ、純水に接する状態で、優れた寿命を有する焼結合金を提供することができる。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｃｕ基焼結合金とその製造方法並びに純水用モータに用いる軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の焼結合金において、耐久性を確保するため、使用条件に合わせた腐蝕対策が重要である。例えば、天然ガス，ＬＰＧガス，ナフサ等の炭化水素系やメタノール等のアルコール系の原燃料を燃料改質装置にて水素に富む改質ガスに改質し、この改質ガスを燃料電池に供給し、別に供給される空気とにより燃料反応を起こさせて発電する燃料電池発電装置において、水処理装置は回収水タンクからの回収水を純水にするイオン交換式水処理装置を備え（特許文献１）、前記純水を送るポンプは、純水により腐蝕し易い問題がある。
【０００３】
特許文献２などにおいて、図９に断面図で例示される構造のポンプ装置が知られている。すなわち、図示される通り、ポンプ１は、ケーシング２内において、モータ３の両端部に固設した回転軸４が軸受５に支持され、前記回転軸４の一方端部にはインペラ６が挿入され、かつ前記インペラ６、モータ３（アーマチュア）の外周面、および軸受５と回転軸４との間の図示しない隙間に沿って狭い間隙の流通路（図示せず）が形成された構造を有し、前記モータ３の回転でインペラ６が回転し、このインペラ６の回転で流体がケーシング２内に取り込まれ、取り込まれた流体はインペラ６、モータ３の外周面、および軸受５と回転軸４との間の図示しない隙間に沿って形成されたガソリン流通路を通って送り出されるように作動するものである。なお、図９では両軸受５，５の外周部を微量の液体が通過し、インペラ６で昇圧され液体はケーシング２内の流通路を通してモータ３の外周面のところまで到達する。
【０００４】
上記のポンプ１の構造部材である軸受５には、銅系の焼結合金が用いられ、この焼結合金の製造においては、銅を含有する原料粉末を圧縮して圧粉体を形成し、この圧粉体を焼結して焼結合金を形成し、この焼結合金に再圧縮であるサイジングを行い、所定寸法に仕上げるようにしている。
【０００５】
そして、上記ポンプ１を純水の圧送に用いた場合、純水などの水で一部がイオン化して水素イオンと水酸化イオンとに分かれた状態であると、接する焼結合金が溶けて腐蝕が発生し易く、軸受５では腐蝕と共に磨耗が発生し、耐久性が損なわれる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−２３１７８７号公報（０００２段及び０００６段）
【特許文献２】
特開２００１−１９２７５４号公報（図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のポンプ１の構造部材である軸受５には、銅系の焼結合金が用いられ、この焼結合金の製造においては、銅を含有する原料粉末を圧縮して圧粉体を形成し、この圧粉体を焼結して焼結合金を形成し、この焼結合金に再圧縮であるサイジングを行い、所定寸法に仕上げるようにしている。
【０００８】
そして、上記ポンプ１を純水の圧送に用いた場合、純水の一部はイオン化して水素イオンと水酸化イオンとを有するため、接する焼結合金が溶けて腐蝕が発生し易く、軸受５では腐蝕と共に磨耗が発生し、耐久性が損なわれる。
【０００９】
本発明は、このような問題点を解決しようとするもので、水に晒される環境で耐食性に優れたＣｕ基焼結合金とその製造方法並びに純水用モータに用いる軸受を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１のＣｕ基焼結合金は、前記目的を達成するために、質量％で、Ｎｉ：５〜２５％、Ｐ：０．１〜０．９％、Ｃ：１〜７％を含有するＣｕ基焼結合金であって、外面にフッ素樹脂層を設けたものである。
【００１１】
この請求項１の構成によれば、耐食性を有するフッ素樹脂層によりＣｕ基焼結合金を覆うことにより、イオン化した水に対して高い耐食性を有することができ、純水等に接する条件下で、耐磨耗性に優れたＣｕ基焼結合金の耐久性を向上することができる。
【００１２】
また、請求項２の発明は、請求項１のＣｕ基焼結合金において、前記フッ素樹脂が、四フッ化エチレン樹脂，四フッ化エチレン−パーフルオルアルキルビニルエーテル共重合体又は四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体である。
【００１３】
この請求項２の構成によれば、フッ素樹脂の中でも特に熱的に安定すると共に、極めて低い摩擦係数が得られる。
【００１４】
また、請求項３の発明は、請求項１のＣｕ基焼結合金において、前記フッ素樹脂層の厚さが１〜４０μｍである。
【００１５】
この請求項３の構成によれば、フッ素樹脂層の厚さが１μｍ未満になると有機酸に対する耐食性が低下し、一方、その厚さが４０μｍを超えると、寸法精度を保つことが難しくなる場合があるため、厚さを１〜４０μｍとした。
【００１６】
また、請求項４の発明は、請求項１の前記Ｃｕ基焼結合金からなる純水用モータに用いる軸受である。
【００１７】
この請求項４の構成によれば、この軸受は、硫黄やその化合物及び純水等に接する使用条件においても優れた寿命を有するものとなる。
【００１８】
請求項５のＣｕ基焼結合金の製造方法は、前記目的を達成するために、質量％で、Ｎｉ：５〜２５％、Ｐ：０．１〜０．９％、Ｃ：１〜７％を含有するＣｕ基焼結合金にフッ素樹脂を含浸する製造方法である。
【００１９】
この請求項５の構成によれば、フッ素樹脂は水や溶剤中での分散性能が低く、塗布などでは気孔に入り難いが、含浸を用いることにより、気孔内にフッ素樹脂を入れることができる。そして、フッ素樹脂が外面だけでなく気孔内にも入り込んでいるため、Ｃｕ基焼結合金が磨耗しても摩擦係数の増加が少なく、緩やかに磨耗していくから、長期にわたって安定した摺動性能が得られる。
【００２０】
また、請求項６の発明は、請求項５の製造方法において、フッ素樹脂を含浸する前のＣｕ基焼結合金の開放気孔率が２〜３０％である製造方法である。
【００２１】
この請求項６の構成によれば、焼結合金の素地に分散する気孔には、純水などの高圧高速流条件下で使用した場合に受ける摩擦及び面圧を緩和し、軸受の磨耗を抑制する作用があり、その開放気孔率が２％未満では、摺動面に分散する気孔の割合が少なくなりすぎて前記磨耗抑制作用が発揮されず、一方、開放気孔率が３０％を越えると、焼結合金の強度が低下するから、その開放気孔率を２〜３０％とすることが好ましい。
【００２２】
また、請求項７の発明は、請求項５又は６の製造方法において、前記フッ素樹脂が、四フッ化エチレン樹脂，四フッ化エチレン−パーフルオルアルキルビニルエーテル共重合体又は四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体である製造方法である。
【００２３】
この請求項７の構成によれば、フッ素樹脂の中でも特に熱的に安定すると共に、極めて低い摩擦係数が得られる。
【００２４】
また、請求項８の発明は、請求項５の製造方法により製造したＣｕ基焼結合金からなる純水用モータに用いる軸受である。
【００２５】
この請求項８の構成によれば、耐食性を有するフッ素樹脂層によりＣｕ基焼結合金を覆うことにより、イオン化した水に対して高い耐食性を有することができ、純水等に接する条件下で、耐磨耗性に優れたＣｕ基焼結合金の耐久性を向上することができる。
【００２６】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。図１〜図４は本発明の第１実施形態を示す。尚、以下、焼結合金として前記軸受５を例に説明する。
【００２７】
図２及び図３に示すように、軸受５は、略円筒形の焼結合金５１からなり、その中央には前記回転軸４が回転摺動する円筒状の摺動面５２が形成され、さらに、その焼結合金５１の露出した外面全てを覆うフッ素樹脂層５３を備える。このフッ素樹脂として好適な例は四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ（テフロン（登録商標））、四フッ化エチレン−パーフルオルアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＥ（テフロン（登録商標））又は四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ（テフロン（登録商標））を用いることができる。
【００２８】
前記軸受５の焼結合金５１には、質量％で、Ｎｉ：５〜２５％、Ｐ：０．１〜０．９％、Ｃ：１〜７％を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成で構成され、２〜３０％の開放気孔率を有する黒鉛分散型Ｃｕ基焼結合金を用いることができる。また、他の例として、焼結合金５１には、質量％で、Ｎｉ：５〜２５％、Ｐ：０．１〜０．９％、Ｃ：１〜７％、Ｚｎ：５〜２５％を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成で構成され、２〜３０％の開放気孔率を有する黒鉛分散型Ｃｕ基焼結合金を用いることもできる。尚、気孔は、純水などの高圧高速流条件下で使用した場合に受ける摩擦及び面圧を緩和し、軸受５の磨耗を抑制する作用があり、その開放気孔率が２％未満では、摺動面に分散する気孔８１の割合が少なくなりすぎて前記磨耗抑制作用が発揮されず、一方、開放気孔率が３０％を越えると、焼結合金５１の強度が低下するから、その開放気孔率を２〜３０％とし、より好ましくは５〜２５％である。
【００２９】
その製造方法につき、図１を参照して説明すると、例えば、焼結合金５１に用いる原料粉末として、いずれも水アトマイズ法により形成され、かつ４５μｍの平均粒径を有するＣｕ−Ｎｉ合金粉末、４５μｍの平均粒径を有する水アトマイズＣｕ−Ｐ合金（Ｐ：３３％含有）粉末、さらに７５μｍの平均粒径を有する黒鉛粉末を用意し、これら原料粉末を所定の配合組成に配合し、Ｖ型ミキサーで４０分間混合する混合（Ｓ１：ステップ１）処理を行った後、１５０〜３００ＭＰａの範囲内の所定の圧力でプレスにより所定形状の圧粉体に成形（Ｓ２）し、この圧粉体をアンモニア分解ガス雰囲気中、７５０〜９００℃の範囲内の所定の温度に４０分間保持の条件で焼結（Ｓ３）することにより、黒鉛分散型Ｃｕ基焼結合金で構成され軸受５を製造した。この結果得られた軸受５を光学顕微鏡（２００倍）を用いて観察したところ、いずれもＣｕ−Ｎｉ合金の固溶体相からなる素地にＣｕ−Ｐ合金と黒鉛が微細に分散分布し、かつ気孔も存在する組織を示した。このようにして得られた黒鉛分散型Ｃｕ基焼結合金製の軸受５は、これの素地を形成するＣｕ−Ｎｉ合金のもつ優れた強度および耐食性と相俟って、すぐれた耐摩耗性を発揮するようになる。
【００３０】
焼結（Ｓ３）後、焼結合金５１を再圧縮であるサイジング（Ｓ４）して所定寸法に仕上げる。さらに、本発明では、純度が高く一部がイオン化したような純水に対する耐食性向上を図るため、焼結（Ｓ３）後、焼結合金５１にフッ素樹脂層５３を形成する表面被覆（Ｓ５）処理を行う。この表面被覆（Ｓ５）処理には、スプレーコーティングやタンブリングコーティングおよびディップコーティングなどの方法を用いることができる。
【００３１】
このようにして表面被覆（Ｓ５）を施した軸受５を複数形成し、これら軸受５は厚さ１５μｍのフッ素樹脂層５３を有し、これを「樹脂層あり」として試験を行った。尚、フッ素樹脂層５３はＰＴＦＥ（テフロン（登録商標））とした。また、比較のため樹脂層を設けない「樹脂層なし」の軸受５についても試験を行った。
【００３２】
耐食性を比較するため、水に対する耐食性試験を行い、純水を満たした容器に「樹脂層あり」「樹脂層なし」の軸受５を入れ、６０日経過後の状態を目視で確認した。「樹脂層あり」には変化が見られず、「樹脂層なし」には、緑青の発生が見られた。さらに、１８０日経過後も「樹脂層あり」には変化が見られなかった。
【００３３】
このようにＣｕ基焼結合金の外面に四フッ化エチレン樹脂からなるフッ素樹脂層５３を設けた本発明の軸受５は、水のイオン化雰囲気における耐食性の向上が認められた。なお、フッ素樹脂層５３が０．５μｍで試験を行ったところ、耐食性の向上が十分には認められず、コーティングを用いる場合、下限として必要なフッ素樹脂層５３の厚さは１μｍ以上であることがわかった。また、製品としての軸受５の寸法精度を考慮すると、フッ素樹脂層５３の厚さは４０μｍ以下とすることが好ましい。特に、この種の軸受５において、数十μｍ以下の寸法精度を要求されるものもあり、このことからも厚さの好ましい上限を４０μｍとした。さらに、他の厚さで試験を行ったところ、フッ素樹脂層５３の厚さは１５〜４０μｍとすることが一層好ましいことが分かった。
【００３４】
また、フッ素樹脂層５３のフッ素樹脂に、ＰＦＥ又はＦＥＰを用いた場合も、ＰＴＦＥ（テフロン（登録商標））と同様な耐食性が得られた。
【００３５】
次に、図４により、前記モータ３を用いる燃料電池システムの一例を説明する。燃料電気６１は、空気極（カソード）６２と燃料極（アノード）６３を有し、空気極６１には空気供給手段６４により酸素が供給され、燃料極６３には燃料改質装置６５から水素が供給される。
空気極６２において：Ｏ_２＋４Ｈ^＋＋４ｅ⁻→２Ｈ_２Ｏ
燃料極６３において：２Ｈ_２→４Ｈ^＋＋４ｅ⁻
の化学反応により、水素と酸素から水と電気が発生する。
【００３６】
空気極６２で発生した水は、イオン交換膜などを備えた純水製造装置たるイオン交換式水処理装置６６により、純水Ｗが回収タンク６７に回収され、残りは廃棄される。この例では原燃料としてメタノールを用い、メタノールを収納した燃料タンク６８から、燃料ポンプ６９により前記燃料改質装置６５にメタノールが送られる。また、回収タンク６７内の純水Ｗは、前記ポンプ１により前記燃料改質装置６５に送られる。
燃料改質装置６５において：ＣＨ_３ＯＨ＋Ｈ_２Ｏ→ＣＯ_２＋３Ｈ_２
という水蒸気改質が行われ、水素が発生し、この水素が前記燃料極６３に供給される。
【００３７】
尚、燃料極６３には、循環ポンプ７１と凝縮器７２とを備えた循環路７３を設け、凝縮器７２で発生した純水Ｗを前記回収タンク６７に回収する。尚、循環ポンプ７１にも、一部がイオン化した純水Ｗが流れるから、循環ポンプ７１に前記ポンプ１を用いるようにしてもよい。
【００３８】
このような燃料電池システムで、イオン交換膜などにより一部がイオン化された純水Ｗの圧送に使用するポンプ１においては、軸受５が純水Ｗに接するため、本発明の構成を採用することにより、耐食性及び耐磨耗性を確保することができる。また、このような純水以外でも、精製水製造装置や濾過装置などで発生した純水に対しても、高い耐腐食性を備えたものとなる。
【００３９】
このように本実施形態では、請求項１に対応して、質量％で、Ｎｉ：５〜２５％、Ｐ：０．１〜０．９％、Ｃ：１〜７％を含有するＣｕ基焼結合金５１であって、外面にフッ素樹脂層５３を設けたから、耐食性を有するフッ素樹脂層５３によりＣｕ基焼結合金５１を覆うことにより、イオン化した水に対して高い耐食性を有することができ、純水に接する条件下で、耐磨耗性に優れたＣｕ基焼結合金５１の耐久性を向上することができる。そして、Ｃｕ基焼結合金５１を純水に接する条件の純水用として高い耐久性を得ることができ、また、組成も比較的簡易であるから、安価に製品を提供できる。
【００４０】
また、このように本実施形態では、請求項２に対応して、フッ素樹脂が、四フッ化エチレン樹脂，四フッ化エチレン−パーフルオルアルキルビニルエーテル共重合体又は四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体であるから、フッ素樹脂の中でも特に熱的に安定すると共に、極めて低い摩擦係数が得られる。
【００４１】
また、このように本実施形態では、請求項３に対応して、フッ素樹脂層５３の厚さが１〜４０μｍであるから、硫黄やその化合物に対する耐食性と蟻酸や酢酸等の有機酸に対する耐食性の両者を備えた焼結合金たる軸受５が得られる。そして、コーティングの場合、四フッ化エチレン樹脂層５３の厚さが１μｍ未満になると耐食性が低下し、一方、その厚さが４０μｍを超えると、製品の寸法精度を保つことが難しくなるため、上記の範囲とすることが好ましい。
【００４２】
また、このように本実施形態では、請求項４に対応して、請求項１の前記Ｃｕ基焼結合金５１からなる純水用モータ３に用いる軸受５であるから、硫黄やその化合物及び純水に接する使用条件においても優れた寿命を有するものとなる。
【００４３】
図５〜図８は本発明の第２実施形態を示し、上記第１実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、前記焼結（Ｓ３）後、焼結合金５１を再圧縮であるサイジング（Ｓ４）して所定寸法に仕上げる。さらに、本発明では、一部がイオン化したような純水に対する耐食性向上を図るため、焼結（Ｓ３）後、焼結合金５１にフッ素樹脂を真空含浸（Ｓ６）して含浸処理を行う。この真空含浸（Ｓ６）は、例えば、焼結合金５１を真空容器（図示せず）に入れ、この真空容器を真空ポンプにより減圧して所定の真空度で一定時間保ち、真空容器内で真空を保った焼結合金５１をフッ素樹脂の浸透液に入れ、この後、真空容器内を大気に開放することにより、フッ素樹脂の浸透液が気孔８１に浸透し、同時に焼結合金５１の外面８０に付着する。この後、必要に応じて乾燥処理が行われる。
【００４４】
そして、このように真空含浸（Ｓ６）を行うと、図６に示すように、焼結合金５１の外面８０にフッ素樹脂が付着し、外面８０に厚さ約０．１〜２０μｍのフッ素樹脂層５３が形成され、また、気孔８１の内面にフッ素樹脂が付着して、外面から深さＨ約０．１〜０．２ｍｍ程度にフッ素樹脂層５３が形成される。また、前記浸透液中では、フッ素樹脂の粒子は分散しずらい状態にあり、気孔８１に形成された段部８３にフッ素樹脂の塊である二次粒子８２が付着し、その二次粒子８２の大きさは略０．２〜０．５μｍ程度であった。また、段部８３以外にも気孔８１の内面に部分的に二次粒子８２の付着が認められた。
【００４５】
実験例
実験例１及び実験例２で、焼結合金５１は、質量％で、Ｎｉ：５〜２５％、Ｐ：０．１〜０．９％、Ｃ：１〜７％を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成で構成され、１５％の開放気孔率を有し、外径：９ｍｍ×内径：５ｍｍ×高さ：６ｍｍの軸受を用い、フッ素樹脂としてＰＴＦＥ（テフロン（登録商標）を用いた。実験例１では、第１実施形態の製法により、図７に示すように、焼結合金５１の外面８０に平均厚さ１０μｍのフッ素樹脂層５３を設けた軸受５を用いた。実験例２では、第２実施形態の製法により、図６に示したように、焼結合金５１の外面８０の平均厚さ５μｍのフッ素樹脂層５３を設けた軸受５を用いた。そして、前記軸受５に回転軸４を用いて実験を行った。
【００４６】
それら実験例１及び２の軸受５を回転数及び負荷を同一の条件で試験した結果を図８のグラフに示す。同グラフは縦軸に軸受５の摺動面５２の磨耗量、横軸に時間Ｈを示し、実線が実験例１、破線が実験例２を示す。同図に示すように、実験例１では、開始から５分の間に磨耗量が大であり、この５分間は外面８０のフッ素樹脂層５３と回転軸４がなじむのに要する時間であり、その後は緩やかに磨耗する。一方、実験例２は、開始から磨耗量はほぼ一定であり、軸受５として安定した特性が得られる。そして、実験例１では、グラフの途中に磨耗量の増減変化部分Ｐが現われ、この部分は気孔８１の外側を塞ぐフッ素樹脂層５３の剥離により生じたものであり、実験開始から１０００時間後に発生した。
【００４７】
したがって、焼結合金５１のように外面８０に開口する気孔８１を有するものでは、含浸によりフッ素樹脂を気孔８１内に設けることにより摺動特性が安定することが分った。
【００４８】
このように本実施形態では、請求項５に対応して、質量％で、Ｎｉ：５〜２５％、Ｐ：０．１〜０．９％、Ｃ：１〜７％を含有するＣｕ基焼結合金５１の外面８０及び気孔８１にフッ素樹脂を設けるＣｕ基焼結合金の製造方法であって、フッ素樹脂を含浸するから、フッ素樹脂は水や溶剤中での分散性能が低く、塗布などでは気孔８１に入らないが、含浸を用いることにより、気孔８１内にフッ素樹脂を入れることができる。そして、フッ素樹脂が外面８０だけでなく気孔８１内にも入り込んでいるため、Ｃｕ基焼結合金５１が磨耗しても摩擦係数の増加が少なく、緩やかに磨耗していくから、長期にわたって安定した摺動性能が得られる。
【００４９】
また、このように本実施形態では、請求項６に対応して、フッ素樹脂を含浸する前のＣｕ基焼結合金５１の開放気孔率が２〜３０％であるから、焼結合金５１の素地に分散する気孔８１には、純水などの高圧高速流条件下で使用した場合に受ける摩擦及び面圧を緩和し、軸受５の磨耗を抑制する作用があり、その開放気孔率が２％未満では、摺動面５２に分散する気孔８１の割合が少なくなりすぎて前記磨耗抑制作用が発揮されず、一方、開放気孔率が３０％を越えると、焼結合金５１の強度が低下するから、その開放気孔率を２〜３０％とすることが好ましい。
【００５０】
また、このように本実施形態では、請求項７に対応して、前記フッ素樹脂が、四フッ化エチレン樹脂，四フッ化エチレン−パーフルオルアルキルビニルエーテル共重合体又は四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体であるから、フッ素樹脂の中でも特に熱的に安定すると共に、極めて低い摩擦係数が得られる。
【００５１】
また、このように本実施形態では、請求項８に対応して、請求項５の製造方法により製造したＣｕ基焼結合金からなる純水用モータに用いる軸受５であるから、耐食性を有するフッ素樹脂層５３によりＣｕ基焼結合金５１を覆うことにより、イオン化した水に対して高い耐食性を有することができ、純水に接する条件下で、耐磨耗性に優れたＣｕ基焼結合金５１の耐久性を向上することができる。
【００５２】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、軸受は、実施形態のものに限らず種々の形状のもの適用可能である。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１のＣｕ基焼結合金は、前記目的を達成するために、前記焼結合金の外面にフッ素樹脂層を設けたものであり、耐食性を有するフッ素樹脂層によりＣｕ基焼結合金製軸受を覆うことにより、純水等に対して高い耐食性を得ることができる。
【００５４】
また、請求項２の発明は、請求項１のＣｕ基焼結合金において、前記フッ素樹脂が、四フッ化エチレン樹脂，四フッ化エチレン−パーフルオルアルキルビニルエーテル共重合体又は四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体であり、熱的に安定すると共に、極めて低い摩擦係数が得られる。
【００５５】
また、請求項３の発明は、請求項１のＣｕ基焼結合金において、前記四フッ化エチレン樹脂層の厚さが１〜４０μｍであり、純水等に対して高い耐食性を得ることができる。
【００５６】
また、請求項４の発明は、請求項１の前記Ｃｕ基焼結合金からなる純水用モータに用いる軸受であり、純水等に対して高い耐食性を備えた軸受となる。
【００５７】
請求項５のＣｕ基焼結合金の製造方法は、フッ素樹脂を含浸する製造方法であり、長期にわたって安定した摺動性能が得られる。
【００５８】
また、請求項６の発明は、請求項５の製造方法において、フッ素樹脂を含浸する前のＣｕ基焼結合金の開放気孔率が２〜３０％である製造方法であり、長期にわたって安定した摺動性能が得られる。
【００５９】
また、請求項７の発明は、請求項５又は６の製造方法において、前記フッ素樹脂が、四フッ化エチレン樹脂，四フッ化エチレン−パーフルオルアルキルビニルエーテル共重合体又は四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体である製造方法であり、熱的に安定すると共に、極めて低い摩擦係数が得られる。
【００６０】
この請求項７の構成によれば、フッ素樹脂の中でも特に熱的に安定すると共に、極めて低い摩擦係数が得られる。
【００６１】
また、請求項８の発明は、請求項５の製造方法により製造したＣｕ基焼結合金からなる純水用モータに用いる軸受であり、純水等に対して高い耐食性を備えた軸受となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す製造方法を説明するフローチャート図である。
【図２】同上、焼結合金の斜視図である。
【図３】同上、一部を拡大した焼結合金の断面図である。
【図４】同上、ポンプを用いる燃料電池システムの概略説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示す製造方法を説明するフローチャート図である。
【図６】同上、実験例１の焼結合金の外面の拡大断面図である。
【図７】同上、実験例２の焼結合金の外面の拡大断面図である。
【図８】同上、磨耗量と時間のグラフ図である。
【図９】ポンプの概略断面図である。
【符号の説明】
５軸受（焼結合金）
５１焼結合金
５３フッ素樹脂層
８０外面
８１気孔
Ｗ純水

Claims

質量％で、Ｎｉ：５〜２５％、Ｐ：０．１〜０．９％、Ｃ：１〜７％を含有するＣｕ基焼結合金であって、外面にフッ素樹脂層を設けたことを特徴とするＣｕ基焼結合金。
前記フッ素樹脂が、四フッ化エチレン樹脂，四フッ化エチレン−パーフルオルアルキルビニルエーテル共重合体又は四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体であることを特徴とする請求項１記載のＣｕ基焼結合金。
前記フッ素樹脂層の厚さが１〜４０μｍであることを特徴とする請求項１記載のＣｕ基焼結合金。
請求項１の前記Ｃｕ基焼結合金からなることを特徴とする純水用モータに用いる軸受。
質量％で、Ｎｉ：５〜２５％、Ｐ：０．１〜０．９％、Ｃ：１〜７％を含有するＣｕ基焼結合金にフッ素樹脂を含浸することを特徴とするＣｕ基焼結合金の製造方法。
フッ素樹脂を含浸する前のＣｕ基焼結合金の開放気孔率が２〜３０％であることを特徴とする請求項５記載のＣｕ基焼結合金の製造方法。
前記フッ素樹脂が、四フッ化エチレン樹脂，四フッ化エチレン−パーフルオルアルキルビニルエーテル共重合体又は四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体であることを特徴とする請求項５又は６記載のＣｕ基焼結合金の製造方法。
請求項５の製造方法により製造したＣｕ基焼結合金からなることを特徴とする純水用モータに用いる軸受。