JP2004346282A - Lubricity-having resinous composite material and its production method - Google Patents

Lubricity-having resinous composite material and its production method Download PDF

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JP2004346282A JP2003147884A JP2003147884A JP2004346282A JP 2004346282 A JP2004346282 A JP 2004346282A JP 2003147884 A JP2003147884 A JP 2003147884A JP 2003147884 A JP2003147884 A JP 2003147884A JP 2004346282 A JP2004346282 A JP 2004346282A
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whiskers
outer diameter
resin matrix
powder
whisker
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Atsushi Kimoto
淳志 木本
Toronron Tan
トロンロン タン
Satoshi Nanba
聡 南波
Shuetsu Uno
修悦 宇野
Masatoshi Ando
雅敏 安藤
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Toshiba Corp
Toshiba Industrial Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Industrial Technology Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lubricity-having resinous composite material which has such a low friction coefficient as applicable to a sliding part of a bearing or the like, is high in strength and has excellent wear-resistant characteristics and heat resistance; and to provide its production method. <P>SOLUTION: The lubricity-having resinous composite material contains a whisker having 0.05-10 μm average outside diameter and 0.5-500 μm average length, by 1-50 vol.% in a high lubricity-having resin matrix, wherein a diameter of a region comprising no whisker is ≤50 times of the average outside diameter of the whisker. The composite material enables to lower a static friction coefficient and an abrasion loss, by uniformly dispersing a prescribed amount of the fine whisker into the high lubricity-having resin matrix. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転または往復運動する部材と摺動接触する軸受や軸シールなどに用いられる樹脂潤滑複合材料およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、工業技術の発展に伴って、単体材料では実現が困難な複数の機能を兼備した材料、例えば、特性の異なる２種の材料を複合化した複合材料の要求が高まっている。このような２種の材料を複合化するには、ブレンド法等を適用して複合材料を製造することができる。
【０００３】
ところで、複合材料に対する要求特性はより複雑化しており、耐熱性の優れたポリエーテルエーテルケトンや、耐摩耗性の優れたポリテトラフルオロエチレン（四ふっ化エチレン樹脂）からなる樹脂系材料と、機械的強度の優れた炭素繊維やガラス繊維等の繊維を複合化するようなことも求められる。実際に、これらの炭素繊維やガラス繊維等の繊維を含有した樹脂系複合材料は、充填材を含有していない樹脂系材料に比べ、強度、摩擦特性および摩耗特性が向上する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−６０６３１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、炭素繊維やガラス繊維等の繊維を充填した樹脂系複合材料では、繊維の形状が大きいために、摺動時に充填材の繊維が脱落し、樹脂系複合材料と接触して、例えば、回転軸などの表面を傷つけたり、樹脂系複合材料自身が摩耗するという問題があった。特に、樹脂系複合材料を、例えば、水中の軸受や軸シール等の摺動部材に用いた場合には、油に比べ水の液膜は形成され難く潤滑作用も小さいので、回転軸などの表面を傷つけたり、樹脂系複合材料自身が摩耗することが顕著に生じるという問題があった。
【０００６】
また、充填される繊維の形状が大きいために、摺動面に充填材の均一な分散状態が得られないという問題があった。さらに、複雑な形状の部分、例えば、樹脂層と台金との間に設けた多孔質中間層の空隙部においては、樹脂系複合材料が均一に含浸しないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、軸受等の摺動部へ好適に用いることのできる低摩擦係数、高強度で耐摩耗特性および耐熱性に優れた樹脂潤滑複合材料およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の樹脂潤滑複合材料は、高潤滑性樹脂マトリックスに、平均外径が０．０５μｍ〜１０μｍで、平均長さが０．５μｍ〜５００μｍのウィスカを１〜５０体積％含有し、前記ウィスカの存在しない領域の径が前記ウィスカの平均外径の５０倍以下であることを特徴とする。
【０００９】
この樹脂潤滑複合材料では、高潤滑性樹脂マトリックスに、微細なウィスカを所定含有量で、均一に分散させることによって、静止摩擦係数を低減させ、摩耗減量を減少させることができる。また、引張強度、圧縮強度などの機械的特性も向上させることができる。さらに、微細なウィスカを用いることで、例えば、複雑な形状の部分、例えば、樹脂層と台金との間に設けた多孔質中間層の空隙部などにおいても樹脂潤滑複合材料を均一に含浸することができる。
【００１０】
高潤滑性樹脂マトリックスには、例えば、いわゆる結晶性エンジニアリング・プラスチックである、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、シンジオタクチック・ポリスチレンなどから選ばれた１種の材料で構成される。また、例えば、いわゆる結晶性スーパー・エンジニアリング・プラスチックである、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、ふっ素樹脂、ポリエーテルニトリルなどから選ばれた１種の材料でも構成することができる。これらの樹脂は、例えば、射出成形、押出成形が可能であり、ガラス転移温度が−１００℃以上の結晶性ポリマーである。また、これらの結晶性ポリマーに、平均外径が０．０５μｍ〜１０μｍで、平均長さが０．５μｍ〜５００μｍのウィスカを１〜５０体積％含有し、面圧５ＭＰａでのヤング率が０．５〜２０ＧＰａで、静止摩擦係数が０．３以下の樹脂潤滑複合材料を構成し、特に潤滑性に優れた樹脂潤滑複合材料を得ることができる。
【００１１】
また、高潤滑性樹脂マトリックスには、例えば、いわゆる非結晶性エンジニアリング・プラスチックである、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテルなどから選ばれた１種の材料で構成される。また、例えば、いわゆる非結晶性スーパー・エンジニアリング・プラスチックである、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミドなどから選ばれた１種の材料でも構成することができる。これらの樹脂は、例えば、射出成形、押出成形が可能であり、ガラス転移温度が１００℃以上の非結晶性ポリマーである。また、これらの非結晶性ポリマーに、平均外径が０．０５μｍ〜１０μｍで、平均長さが０．５μｍ〜５００μｍのウィスカを１〜５０体積％含有し、面圧５ＭＰａでのヤング率が２〜５０ＧＰａで、静止摩擦係数が０．５以下の樹脂潤滑複合材料を構成し、特に機械的な強度に優れた樹脂潤滑複合材料を得ることができる。
【００１２】
使用されるウィスカは、平均外径が０．０５μｍ〜１０μｍで、平均長さが０．５μｍ〜５００μｍのものであり、複合材料の要求特性に応じて適宜に設定されるものである。ここで、平均長さとは、ウィスカの長手方向の平均長さである。ウィスカの平均外径が０．０５μｍ未満または平均長さが０．５μｍ未満では、製造上歩留が低下し、材料コストが高くなる。また、ウィスカの平均外径が１０μｍまたは平均長さが５００μｍを超えると、充填材の有効な分散状態が得られず、複合材料の材料特性を十分に確保できない恐れがある。ウィスカの平均外径のより好ましい範囲は０．１μｍ〜５μｍであり、平均長さのより好ましい範囲は１μｍ〜１００μｍである。
【００１３】
ウィスカの含有率は、１〜５０体積％の範囲で、複合材料の要求特性に応じて適宜に設定されるものである。ウィスカの含有率が１体積％未満では、充填材の効果を十分に得ることができず、また５０体積％を超えてウィスカを含有させても、それ以上の効果が期待できないとともに、複合材料自体の製作が困難となる。ウィスカの含有率のより好ましい範囲は、５〜４０体積％であり、さらに好ましい範囲は、１０〜３０体積％である。
【００１４】
また、高潤滑性樹脂マトリックスは、ウィスカの存在しない領域の径がウィスカの平均外径の５０倍以下である。例えば、高潤滑性樹脂マトリックスに、平均外径０．０５μｍ、平均長さ０．５μｍのウィスカを１体積％含有する場合、ウィスカの存在しない領域のより好ましい径の範囲はウィスカの平均外径の３０倍以下であり、さらに好ましい範囲は２０倍以下である。また、例えば、高潤滑性樹脂マトリックスに、平均外径１０μｍ、平均長さ５００μｍのウィスカを１体積％含有する場合、ウィスカの存在しない領域のより好ましい径の範囲はウィスカの平均外径の４０倍以下であり、さらに好ましい範囲は３０倍以下である。また、例えば、高潤滑性樹脂マトリックスに、平均外径０．０５μｍ、平均長さ０．５μｍのウィスカを５０体積％含有する場合、ウィスカの存在しない領域のより好ましい径の範囲はウィスカの平均外径の１０倍以下であり、さらに好ましい範囲は６倍以下である。また、例えば、高潤滑性樹脂マトリックスに、平均外径１０μｍ、平均長さ５００μｍのウィスカを１体積％含有する場合、ウィスカの存在しない領域のより好ましい径の範囲はウィスカの平均外径の１５倍以下であり、さらに好ましい範囲は１０倍以下である。
【００１５】
また、ウィスカは、例えば、グラファイトウィスカ、ＳｉＣウィスカ、Ｓｉ３Ｎ４ウィスカ、Ａｌ２Ｏ３ウィスカ、ＴｉＣウィスカ、ＴｉＯ２ウィスカ、ＺｎＯウィスカ、Ｆｅ２Ｏ３ウィスカ、ＣａＣｏ３ウィスカ、ＣａＳｉＯ３ウィスカ、Ｍｇ２Ｂ２Ｏ５ウィスカ、Ｋ２Ｏ・２ＴｉＯ２ウィスカ、Ｋ２Ｏ・４ＴｉＯ２ウィスカ、Ｋ２Ｏ・６ＴｉＯ２ウィスカ、９Ａｌ２Ｏ３・２Ｂ２Ｏ３ウィスカ、３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２ウィスカ、ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏウィスカなどの無機系ウィスカから選ばれた少なくとも１種である。
【００１６】
本発明の樹脂潤滑複合材料は、高潤滑性樹脂マトリックスの粉末と、平均外径が０．０５μｍ〜１０μｍで、平均長さが０．５μｍ〜５００μｍのウィスカを１〜５０体積％含有し、ウィスカの存在しない領域の径がウィスカの平均外径の５０倍以下になるように混合する混合工程と、この混合物を加熱して高潤滑性樹脂マトリックスの粉末を融着処理して複合化する複合化工程とによって製造することができる。
【００１７】
また、本発明の樹脂潤滑複合材料は、高潤滑性樹脂マトリックスの粉末と、平均外径が０．０５μｍ〜１０μｍで、平均長さが０．５μｍ〜５００μｍのウィスカを１〜５０体積％含有し、ウィスカの存在しない領域の径がウィスカの平均外径の５０倍以下になるように混合する混合工程と、この混合物を加圧成形する加圧成形工程と、加圧成形された混合物を加熱して樹脂マトリックスの粉末を融着処理して複合化する複合化工程とによって製造することができる。
【００１８】
また、本発明の樹脂潤滑複合材料は、高潤滑性樹脂マトリックスの粉末と、平均外径が０．０５μｍ〜１０μｍで、平均長さが０．５μｍ〜５００μｍのウィスカを１〜５０体積％含有し、ウィスカの存在しない領域の径がウィスカの平均外径の５０倍以下になるように混合する混合工程と、この混合物を加圧成形しながら加熱して高潤滑性樹脂マトリックスの粉末を融着処理して複合化する複合化工程とによって製造することができる。
【００１９】
さらに、本発明の樹脂潤滑複合材料は、高潤滑性樹脂マトリックスの粉末と、平均外径が０．０５μｍ〜１０μｍで、平均長さが０．５μｍ〜５００μｍのウィスカを１〜５０体積％含有し、ウィスカの存在しない領域の径がウィスカの平均外径の５０倍以下になるように混合する混合工程と、この混合物を加熱して高潤滑性樹脂マトリックスの粉末を溶融し、この加熱された混合物を、台金上に形成された多孔質中間層の空隙部に含浸させる溶融含侵工程と、この加熱された混合物によって多孔質中間層の上部に摺動層を形成して複合化する複合化工程とによって製造することができる。
【００２０】
また、本発明の樹脂潤滑複合材料は、高潤滑性樹脂マトリックスの粉末と、平均外径が０．０５μｍ〜１０μｍで、平均長さが０．５μｍ〜５００μｍのウィスカを１〜５０体積％含有し、ウィスカの存在しない領域の径がウィスカの平均外径の５０倍以下になるように混合する混合工程と、この混合物を加圧して台金上に形成された多孔質中間層の空隙部に圧入するとともに、混合物を加圧形成して多孔質中間層の上部に摺動層を形成する摺動層形成工程と、混合物を加熱して高潤滑性樹脂マトリックスの粉末を融着処理して複合化する複合化工程とによって製造することができる。
【００２１】
さらに、本発明の樹脂潤滑複合材料は、高潤滑性樹脂マトリックスの粉末と、平均外径が０．０５μｍ〜１０μｍで、平均長さが０．５μｍ〜５００μｍのウィスカを１〜５０体積％含有し、ウィスカの存在しない領域の径がウィスカの平均外径の５０倍以下になるように混合する混合工程と、この混合物を加圧加熱して、台金上に形成された多孔質中間層の上部に摺動層を形成し、かつ多孔質中間層の空隙部に含浸させ、高潤滑性樹脂マトリックスの粉末を融着処理して複合化する複合化工程とによって製造することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２３】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態の樹脂潤滑複合材料を模式的に示した断面図である。
同図において、本発明の樹脂潤滑複合材料の高潤滑性樹脂マトリックス１中には、無機系材料からなるウィスカ２が均一に分散されている。
【００２４】
この樹脂潤滑複合材料は、例えば、次のようにして製造される。
複合材料の高潤滑性樹脂マトリックス１になる耐熱性に優れた熱可塑性樹脂粉末とウィスカ２とを所定の比率で、ウィスカ２が均一に分布するように混合する。そして、この混合物を金型に充填し加熱して、熱可塑性樹脂粉末を融着処理し、複合化させて、図１に示す樹脂潤滑複合材料が得られる。
【００２５】
また、複合材料の高潤滑性樹脂マトリックス１になる耐熱性に優れた熱可塑性樹脂粉末とウィスカ２とを所定の比率で、ウィスカ２が均一に分布するように混合する。そして、この混合物を加熱前にあらかじめ加圧成型し、その後加熱して熱可塑性樹脂粉末を融着処理し、複合化させて、図１に示す樹脂潤滑複合材料を得ることもできる。
【００２６】
また、複合材料の高潤滑性樹脂マトリックス１になる耐熱性に優れた熱可塑性樹脂粉末とウィスカ２とを所定の比率で、ウィスカ２が均一に分布するように混合する。そして、この混合物を加圧成型すると同時に加熱して、熱可塑性樹脂粉末を融着処理し、複合化させて、図１に示す樹脂潤滑複合材料を得ることもできる。
【００２７】
（第２の実施の形態）
図２は、本発明の第２の実施の形態の樹脂潤滑複合材料を模式的に示した断面図である。
図２では、樹脂潤滑複合材料の摺動層５を多孔質中間層４を介して台金３と接合した構成が示されている。同図において、本発明の樹脂潤滑複合材料の高潤滑性樹脂マトリックス１中には、無機系材料からなるウィスカ２が均一に分散されている。
【００２８】
この樹脂潤滑複合材料は、例えば、次のようにして製造される。
複合材料の高潤滑性樹脂マトリックス１になる耐熱性に優れた熱可塑性樹脂粉末とウィスカ２とを所定の比率で、ウィスカ２が均一に分布するように混合する。そして、この混合物を加熱して熱可塑性樹脂粉末を溶融し、この加熱された混合物を、台金３上に形成された多孔質中間層４の空隙部４ａに含浸させるとともに、この加熱された混合物によって多孔質中間層４の上部に摺動層５を形成して複合化し、図２に示す樹脂潤滑複合材料が得られる。
【００２９】
また、複合材料の高潤滑性樹脂マトリックス１になる耐熱性に優れた熱可塑性樹脂粉末とウィスカ２とを所定の比率で、ウィスカ２が均一に分布するように混合する。そして、この混合物を加圧して、台金３上に形成された多孔質中間層４の空隙部４ａに圧入させ、混合物を加圧形成して多孔質中間層４の上部に摺動層５を形成した後、加熱して熱可塑性樹脂粉末を融着処理して複合化し、図２に示す樹脂潤滑複合材料を得ることもできる。
【００３０】
また、複合材料の高潤滑性樹脂マトリックス１になる耐熱性に優れた熱可塑性樹脂粉末とウィスカ２とを所定の比率で、ウィスカ２が均一に分布するように混合する。そして、この混合物を加圧加熱して、台金３上に形成された多孔質中間層４の上部に摺動層５を形成し、かつ多孔質中間層４の空隙部４ａに含浸させ、熱可塑性樹脂粉末を融着処理して複合化し、図２に示す樹脂潤滑複合材料を得ることもできる。
【００３１】
【実施例】
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。
【００３２】
（実施例１）
ポリエーテルエーテルケトンの粉末を９０体積％、平均直径０．５μｍ、平均長さ３０μｍのＳｉＣウィスカを１０体積％含有する混合物を作製した。そして、ポリエーテルエーテルケトンの粉末に均一にＳｉＣウィスカが分散するように、その混合物を攪拌した。
【００３３】
続いて、この混合物を金型に充填して、成型圧５０ＭＰａで加圧成型すると同時に温度３５０℃で２時間加熱し、ポリエーテルエーテルケトンの粉末を溶融して、図１に示すような厚さ１０ｍｍ、幅１２０ｍｍ、長さ１２０ｍｍの樹脂潤滑複合材料を製造した。
【００３４】
得られた樹脂潤滑複合材料の引張強度と圧縮強度を測定した結果、引張強度は１５０ＭＰａ、圧縮強度は２００ＭＰａであり、充填材を含有していないポリエーテルエーテルケトンの引張強度１００ＭＰａ、圧縮強度１２０ＭＰａと比べて、引張強度および圧縮強度の双方が大幅に向上した。また、樹脂潤滑複合材料の引張強度および圧縮強度は、ガラス繊維や炭素繊維を含有したポリエーテルエーテルケトンと同等の値を示した。
【００３５】
（実施例２）
ポリエーテルエーテルケトンの粉末を９０体積％、平均直径０．５μｍ、平均長さ３０μｍのＳｉＣウィスカを１０体積％含有する混合物を作製した。そして、ポリエーテルエーテルケトンの粉末に均一にＳｉＣウィスカが分散するように、その混合物を攪拌した。
【００３６】
続いて、この混合物を成型圧５０ＭＰａで加圧成型すると同時に温度３５０℃で２時間加熱して、台金３上に形成された多孔質中間層４の上部に摺動層５を形成し、かつ多孔質中間層４の空隙部４ａに含浸させ、ポリエーテルエーテルケトンの粉末を融着処理し複合化して、図２に示すような樹脂潤滑複合材料を得た。
【００３７】
得られた樹脂潤滑複合材料の静止摩擦係数を測定した結果、静止摩擦係数は０．１５であり、炭素繊維またはガラス繊維を含有したポリエーテルエーテルケトンおよび充填材を含有していないポリエーテルエーテルケトンにおける静止摩擦係数（０．１８〜０．２２）に比べて、静止摩擦係数を小さくすることができた。
【００３８】
また、摺動面において、ＳｉＣウィスカを含有したポリエーテルエーテルケトンは、炭素繊維またはガラス繊維を含有したポリエーテルエーテルケトンに比べて、充填材の脱落が非常に少なかった。
【００３９】
さらに、ＳｉＣウィスカを含有したポリエーテルエーテルケトンにおける摩耗減量は、炭素繊維またはガラス繊維を含有したポリエーテルエーテルケトンおよび充填材を含有していないポリエーテルエーテルケトンにおける摩耗減量に比べて１０〜３０％少なかった。
【００４０】
（実施例３）
四ふっ化エチレンの粉末を８０体積％、平均直径１．０μｍ、平均長さ５０μｍの９Ａｌ２Ｏ３・２Ｂ２Ｏ３ウィスカを２０体積％含有する混合物を作製した。そして、四ふっ化エチレンの粉末に均一に９Ａｌ２Ｏ３・２Ｂ２Ｏ３ウィスカが分散するように、その混合物を攪拌した。
【００４１】
続いて、この混合物を金型に充填して、成型圧４０ＭＰａで加圧成型した後に、温度３８０℃で２時間加熱し、四ふっ化エチレンの粉末を溶融して、図１に示すような厚さ１０ｍｍ、幅１２０ｍｍ、長さ１２０ｍｍの樹脂潤滑複合材料を製造した。
【００４２】
得られた樹脂潤滑複合材料の引張強度および圧縮強度を測定した結果、引張強度は２５ＭＰａ、圧縮強度は１０ＭＰａであり、充填材を含有していない四ふっ化エチレンの引張強度３０ＭＰａ、圧縮強度７ＭＰａに比べて、圧縮強度が向上した。また、樹脂潤滑複合材料の引張強度および圧縮強度は、ガラス繊維や炭素繊維を含有した四ふっ化エチレンと同等の値を示した。
【００４３】
（実施例４）
四ふっ化エチレンの粉末を８０体積％、平均直径１．０μｍ、平均長さ５０μｍの９Ａｌ２Ｏ３・２Ｂ２Ｏ３ウィスカを２０体積％含有する混合物を作製した。そして、四ふっ化エチレンの粉末に均一に９Ａｌ２Ｏ３・２Ｂ２Ｏ３ウィスカが分散するように、その混合物を攪拌した。
【００４４】
続いて、この混合物を成型圧４０ＭＰａで加圧成型すると同時に温度３８０℃で２時間加熱して、台金３上に形成された多孔質中間層４の上部に摺動層５を形成し、かつ多孔質中間層４の空隙部４ａに含浸させ、四ふっ化エチレンの粉末を融着処理し複合化して、図２に示すような樹脂潤滑複合材料を得た。
【００４５】
得られた樹脂潤滑複合材料の静止摩擦係数を測定した結果、静止摩擦係数は０．１以下であり、炭素繊維またはガラス繊維を含有した四ふっ化エチレンおよび充填材を含有していない四ふっ化エチレンにおける静止摩擦係数（０．１０〜０．１３）と比べて、静止摩擦係数を小さくすることができた。
【００４６】
また、摺動面において、９Ａｌ２Ｏ３・２Ｂ２Ｏ３ウィスカを含有した四ふっ化エチレンは、炭素繊維またはガラス繊維を含有した四ふっ化エチレンに比べて、充填材の脱落が非常に少なかった。
【００４７】
９Ａｌ２Ｏ３・２Ｂ２Ｏ３ウィスカを含有した四ふっ化エチレンにおける摩耗減量は、炭素繊維およびガラス繊維を含有した四ふっ化エチレンにおける摩耗減量に比べて２０〜４０％少なかった。一方、充填材を含有していない四ふっ化エチレンは短時間で著しく摩耗した。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の樹脂潤滑複合材料およびその製造方法によれば、高潤滑性樹脂マトリックスに、平均外径が０．０５μｍ〜１０μｍで、平均長さが０．５μｍ〜５００μｍのウィスカを１〜５０体積％含有し、そのウィスカを高潤滑性樹脂マトリックス中に均一に分散させることによって、軸受等の摺動部へ好適に用いることのできる低摩擦係数、高強度で耐摩耗特性および耐熱性に優れた樹脂複合材料を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の樹脂潤滑複合材料を模式的に示す断面図。
【図２】本発明の第２の実施の形態の樹脂潤滑複合材料を模式的に示す断面図。
【符号の説明】
１…高潤滑性樹脂マトリックス
２…ウィスカ
３…台金
４…多孔質中間層
４ａ…空隙部
５…摺動層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a resin-lubricated composite material used for a bearing or a shaft seal that is in sliding contact with a member that rotates or reciprocates, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, with the development of industrial technology, there has been an increasing demand for a material having a plurality of functions that are difficult to realize with a single material, for example, a composite material in which two types of materials having different characteristics are combined. In order to composite such two materials, a composite material can be manufactured by applying a blending method or the like.
[0003]
By the way, the characteristics required for composite materials are becoming more complicated, and resin materials made of polyetheretherketone having excellent heat resistance, polytetrafluoroethylene (tetrafluoroethylene resin) having excellent wear resistance, and mechanical It is also required to composite fibers such as carbon fiber and glass fiber with excellent mechanical strength. Actually, resin-based composite materials containing fibers such as carbon fibers and glass fibers have improved strength, friction characteristics, and abrasion characteristics as compared with resin-based materials containing no filler (for example, see Patent Document 1). 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-60631
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of a resin-based composite material filled with fibers such as carbon fiber and glass fiber, since the shape of the fiber is large, the fibers of the filler drop off during sliding and come into contact with the resin-based composite material, for example, when rotating. There has been a problem that the surface of the shaft or the like is damaged or the resin-based composite material itself is worn. In particular, when a resin-based composite material is used for a sliding member such as an underwater bearing or a shaft seal, a liquid film of water is less likely to be formed and the lubricating effect is smaller than that of oil. And the resin-based composite material itself is significantly worn.
[0006]
In addition, since the shape of the filled fiber is large, there is a problem that a uniform dispersion state of the filler cannot be obtained on the sliding surface. Further, there is a problem that the resin-based composite material is not uniformly impregnated in a portion having a complicated shape, for example, in a void portion of the porous intermediate layer provided between the resin layer and the base metal.
[0007]
Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and a resin lubricating material having a low friction coefficient, high strength, excellent wear resistance and excellent heat resistance, which can be suitably used for a sliding portion such as a bearing. It is an object to provide a composite material and a method for manufacturing the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the resin-lubricated composite material of the present invention comprises a highly lubricating resin matrix containing whiskers having an average outer diameter of 0.05 μm to 10 μm and an average length of 0.5 μm to 500 μm in a range of 1 to 50. The whisker does not exist in the region where the whisker does not exist.
[0009]
In this resin-lubricated composite material, by dispersing fine whiskers uniformly at a predetermined content in the highly lubricating resin matrix, the coefficient of static friction can be reduced, and the loss of wear can be reduced. In addition, mechanical properties such as tensile strength and compressive strength can be improved. Furthermore, by using a fine whisker, for example, a resin-lubricated composite material is evenly impregnated in a portion having a complicated shape, for example, a void portion of a porous intermediate layer provided between a resin layer and a base metal. be able to.
[0010]
The high-lubricity resin matrix is composed of, for example, one material selected from a so-called crystalline engineering plastic such as polyamide, polyacetal, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, and syndiotactic polystyrene. Further, for example, it can be composed of one kind of material selected from polyphenylene sulfide, polyetheretherketone, liquid crystal polymer, fluororesin, polyethernitrile, which is a so-called crystalline super engineering plastic. These resins can be, for example, injection molded or extruded, and are crystalline polymers having a glass transition temperature of -100 ° C or higher. Further, these crystalline polymers contain 1 to 50% by volume of whiskers having an average outer diameter of 0.05 μm to 10 μm and an average length of 0.5 μm to 500 μm, and a Young's modulus at a surface pressure of 5 MPa of 0.1%. A resin lubricating composite material having a static friction coefficient of 5 to 20 GPa and 0.3 or less can be obtained, and a resin lubricating composite material having particularly excellent lubricity can be obtained.
[0011]
The high-lubricity resin matrix is made of, for example, one kind of material selected from so-called non-crystalline engineering plastics such as polycarbonate and modified polyphenylene ether. Further, for example, it may be composed of one kind of material selected from polysulfone, polyethersulfone, polyarylate, polyamideimide, polyetherimide, thermoplastic polyimide, which is a so-called amorphous super engineering plastic. it can. These resins can be, for example, injection molded or extruded, and are amorphous polymers having a glass transition temperature of 100 ° C. or higher. Further, these amorphous polymers contain 1 to 50% by volume of whiskers having an average outer diameter of 0.05 μm to 10 μm and an average length of 0.5 μm to 500 μm, and have a Young's modulus at a surface pressure of 5 MPa of 2%. A resin lubricating composite material having a static friction coefficient of 0.5 GPa or less and a static friction coefficient of 0.5 or less can be obtained, and in particular, a resin lubricating composite material having excellent mechanical strength can be obtained.
[0012]
The whisker used has an average outer diameter of 0.05 μm to 10 μm and an average length of 0.5 μm to 500 μm, and is appropriately set according to the required characteristics of the composite material. Here, the average length is an average length in the longitudinal direction of the whisker. If the average outer diameter of the whisker is less than 0.05 μm or the average length is less than 0.5 μm, the yield in production decreases, and the material cost increases. When the average outer diameter of the whisker exceeds 10 μm or the average length exceeds 500 μm, an effective dispersion state of the filler cannot be obtained, and the material properties of the composite material may not be sufficiently secured. A more preferable range of the average outer diameter of the whisker is 0.1 μm to 5 μm, and a more preferable range of the average length is 1 μm to 100 μm.
[0013]
The whisker content is appropriately set in the range of 1 to 50% by volume according to the required characteristics of the composite material. If the content of the whisker is less than 1% by volume, the effect of the filler cannot be sufficiently obtained, and if the content of the whisker exceeds 50% by volume, no further effect can be expected, and the composite material itself Is difficult to manufacture. A more preferable range of the whisker content is 5 to 40% by volume, and a further preferable range is 10 to 30% by volume.
[0014]
In the high lubricity resin matrix, the diameter of the region where no whisker exists is 50 times or less the average outer diameter of the whisker. For example, when the high-lubricity resin matrix contains 1% by volume of whiskers having an average outer diameter of 0.05 μm and an average length of 0.5 μm, the more preferable diameter range of the whisker-free region is the average whisker average outer diameter. It is 30 times or less, and a more preferable range is 20 times or less. Further, for example, when the high-lubricity resin matrix contains 1% by volume of whiskers having an average outer diameter of 10 μm and an average length of 500 μm, the range of the more preferable diameter of the whisker-free region is 40 times the average outer diameter of the whisker. And a more preferred range is 30 times or less. Further, for example, when the high-lubricity resin matrix contains whiskers having an average outer diameter of 0.05 μm and an average length of 0.5 μm at 50% by volume, the more preferable diameter range of the whisker-free region is the average of the whiskers. The diameter is 10 times or less, and a more preferable range is 6 times or less. Further, for example, when the high-lubricity resin matrix contains 1% by volume of whiskers having an average outer diameter of 10 μm and an average length of 500 μm, the range of the more preferable diameter of the whisker-free region is 15 times the average outer diameter of the whisker. And a more preferable range is 10 times or less.
[0015]
The whiskers include, for example, graphite whiskers, SiC whiskers, Si 3 N 4 whiskers, Al 2 O 3 whiskers, TiC whiskers, TiO 2 whiskers, ZnO whiskers, Fe 2 O 3 whiskers, CaCo 3 whiskers, CaSiO 3 whiskers, and Mg. 2 B 2 O 5 whisker, K 2 O · 2TiO 2 whiskers, K 2 O · 4TiO 2 whiskers, K 2 O · 6TiO 2 whiskers, 9Al 2 O 3 · 2B 2 O 3 whiskers, 3Al 2 O 3 · 2SiO 2 whisker is at least one selected from inorganic whisker such as CaSO 4 · 2H 2 O whiskers.
[0016]
The resin-lubricated composite material of the present invention contains a powder of a highly lubricating resin matrix and 1 to 50% by volume of whiskers having an average outer diameter of 0.05 μm to 10 μm and an average length of 0.5 μm to 500 μm. A mixing step in which the diameter of the region where no is present is 50 times or less of the average outer diameter of the whiskers, and a heating step of heating the mixture to fuse the high lubricating resin matrix powder to form a composite. It can be manufactured by the above steps.
[0017]
Further, the resin lubricating composite material of the present invention contains 1 to 50% by volume of a highly lubricating resin matrix powder and whiskers having an average outer diameter of 0.05 μm to 10 μm and an average length of 0.5 μm to 500 μm. A mixing step of mixing the whisker-free region so that the diameter of the whisker-free region is 50 times or less of the average outer diameter of the whisker, a pressure forming step of press-forming the mixture, and heating the press-formed mixture. And subjecting the resin matrix powder to a fusion process to form a composite.
[0018]
Further, the resin lubricating composite material of the present invention contains 1 to 50% by volume of a highly lubricating resin matrix powder and whiskers having an average outer diameter of 0.05 μm to 10 μm and an average length of 0.5 μm to 500 μm. A mixing step of mixing the whisker-free region so that the diameter of the whisker-free region is 50 times or less of the average outer diameter of the whisker; And a compounding step for compounding.
[0019]
Further, the resin-lubricated composite material of the present invention contains 1 to 50% by volume of a highly lubricating resin matrix powder and whiskers having an average outer diameter of 0.05 μm to 10 μm and an average length of 0.5 μm to 500 μm. A mixing step of mixing the whisker-free region so that the diameter of the whisker-free region is 50 times or less the average outer diameter of the whisker; heating the mixture to melt the powder of the highly lubricating resin matrix; In the porous intermediate layer formed on the base metal by impregnation, and forming a sliding layer on top of the porous intermediate layer with the heated mixture to form a composite. It can be manufactured by the above steps.
[0020]
Further, the resin lubricating composite material of the present invention contains 1 to 50% by volume of a highly lubricating resin matrix powder and whiskers having an average outer diameter of 0.05 μm to 10 μm and an average length of 0.5 μm to 500 μm. A mixing step of mixing the whisker-free region so that the diameter of the whisker-free region is 50 times or less the average outer diameter of the whisker, and press-fitting this mixture into a void portion of the porous intermediate layer formed on the base metal. And forming the mixture under pressure to form a sliding layer on top of the porous intermediate layer, and heating the mixture to fuse the high lubricity resin matrix powder to form a composite. And a complexing step.
[0021]
Further, the resin-lubricated composite material of the present invention contains 1 to 50% by volume of a highly lubricating resin matrix powder and whiskers having an average outer diameter of 0.05 μm to 10 μm and an average length of 0.5 μm to 500 μm. A mixing step of mixing the whisker-free region so that the diameter of the whisker-free region is 50 times or less the average outer diameter of the whisker; and heating the mixture under pressure to form an upper portion of the porous intermediate layer formed on the base metal. In which a sliding layer is formed, and the porous intermediate layer is impregnated in voids, and a powder of a highly lubricating resin matrix is subjected to a fusion treatment to form a composite.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0023]
(First Embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a resin-lubricated composite material according to a first embodiment of the present invention.
In the figure, whiskers 2 made of an inorganic material are uniformly dispersed in a highly lubricating resin matrix 1 of the resin lubricating composite material of the present invention.
[0024]
This resin lubricated composite material is manufactured, for example, as follows.
A whisker 2 and a thermoplastic resin powder having excellent heat resistance to become a highly lubricious resin matrix 1 of a composite material are mixed at a predetermined ratio so that the whiskers 2 are uniformly distributed. Then, the mixture is filled in a mold and heated, and the thermoplastic resin powder is subjected to a fusion treatment to form a composite, whereby the resin lubricating composite material shown in FIG. 1 is obtained.
[0025]
The whisker 2 and the thermoplastic resin powder having excellent heat resistance, which becomes the highly lubricious resin matrix 1 of the composite material, are mixed at a predetermined ratio so that the whiskers 2 are uniformly distributed. The mixture can be preformed under pressure before heating, and then heated to fuse the thermoplastic resin powder to form a composite, thereby obtaining the resin lubricating composite material shown in FIG.
[0026]
The whisker 2 and the thermoplastic resin powder having excellent heat resistance, which becomes the highly lubricious resin matrix 1 of the composite material, are mixed at a predetermined ratio so that the whiskers 2 are uniformly distributed. Then, the mixture is heated at the same time as the pressure molding, and the thermoplastic resin powder is subjected to a fusion treatment to form a composite, whereby the resin lubricating composite material shown in FIG. 1 can be obtained.
[0027]
(Second embodiment)
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a resin-lubricated composite material according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a configuration in which a sliding layer 5 made of a resin-lubricated composite material is joined to a base metal 3 via a porous intermediate layer 4. In the figure, whiskers 2 made of an inorganic material are uniformly dispersed in a highly lubricating resin matrix 1 of the resin lubricating composite material of the present invention.
[0028]
This resin lubricated composite material is manufactured, for example, as follows.
A whisker 2 and a thermoplastic resin powder having excellent heat resistance to become a highly lubricious resin matrix 1 of a composite material are mixed at a predetermined ratio so that the whiskers 2 are uniformly distributed. Then, the mixture is heated to melt the thermoplastic resin powder. The heated mixture is impregnated into the voids 4a of the porous intermediate layer 4 formed on the base metal 3, and the heated mixture is mixed. Thus, the sliding layer 5 is formed on the porous intermediate layer 4 to form a composite, and the resin lubricating composite material shown in FIG. 2 is obtained.
[0029]
The whisker 2 and the thermoplastic resin powder having excellent heat resistance, which becomes the highly lubricious resin matrix 1 of the composite material, are mixed at a predetermined ratio so that the whiskers 2 are uniformly distributed. Then, the mixture is pressurized and pressed into the voids 4 a of the porous intermediate layer 4 formed on the base metal 3, and the mixture is formed under pressure to form the sliding layer 5 on the porous intermediate layer 4. After the formation, the thermoplastic resin powder is heated and fused to form a composite, thereby obtaining a resin lubricating composite material shown in FIG.
[0030]
The whisker 2 and the thermoplastic resin powder having excellent heat resistance, which becomes the highly lubricious resin matrix 1 of the composite material, are mixed at a predetermined ratio so that the whiskers 2 are uniformly distributed. Then, the mixture is heated under pressure to form a sliding layer 5 on the porous intermediate layer 4 formed on the base metal 3 and impregnate the voids 4 a of the porous intermediate layer 4 with heat. The plastic lubricating composite material shown in FIG. 2 can also be obtained by fusing the plastic resin powder to form a composite.
[0031]
【Example】
Next, specific examples of the present invention will be described.
[0032]
(Example 1)
A mixture containing 90% by volume of polyetheretherketone powder, 10% by volume of SiC whiskers having an average diameter of 0.5 μm and an average length of 30 μm was prepared. Then, the mixture was stirred so that the SiC whiskers were uniformly dispersed in the polyetheretherketone powder.
[0033]
Subsequently, this mixture was filled in a mold, and was molded under pressure at a molding pressure of 50 MPa and simultaneously heated at a temperature of 350 ° C. for 2 hours to melt the polyetheretherketone powder to a thickness as shown in FIG. A resin lubricated composite material having a size of 10 mm, a width of 120 mm and a length of 120 mm was produced.
[0034]
As a result of measuring the tensile strength and the compressive strength of the obtained resin lubricating composite material, the tensile strength was 150 MPa, the compressive strength was 200 MPa, and the tensile strength of the polyetheretherketone containing no filler was 100 MPa, the compressive strength was 120 MPa. In comparison, both tensile strength and compressive strength were significantly improved. In addition, the tensile strength and the compressive strength of the resin lubricating composite material were equivalent to those of polyetheretherketone containing glass fiber or carbon fiber.
[0035]
(Example 2)
A mixture containing 90% by volume of polyetheretherketone powder, 10% by volume of SiC whiskers having an average diameter of 0.5 μm and an average length of 30 μm was prepared. Then, the mixture was stirred so that the SiC whiskers were uniformly dispersed in the polyetheretherketone powder.
[0036]
Subsequently, the mixture is pressure-molded at a molding pressure of 50 MPa and simultaneously heated at a temperature of 350 ° C. for 2 hours to form a sliding layer 5 on the porous intermediate layer 4 formed on the base metal 3, and The voids 4a of the porous intermediate layer 4 were impregnated, and a powder of polyetheretherketone was subjected to a fusion treatment to form a composite, thereby obtaining a resin lubricating composite material as shown in FIG.
[0037]
As a result of measuring the static friction coefficient of the obtained resin-lubricated composite material, the static friction coefficient was 0.15, and polyether ether ketone containing carbon fiber or glass fiber and polyether ether ketone containing no filler were used. The coefficient of static friction was able to be made smaller than the coefficient of static friction (0.18 to 0.22) in.
[0038]
In addition, on the sliding surface, polyetheretherketone containing SiC whiskers had very little filler falling off as compared to polyetheretherketone containing carbon fibers or glass fibers.
[0039]
Furthermore, the wear loss of polyetheretherketone containing SiC whiskers is 10 to 30% lower than that of polyetheretherketone containing carbon fiber or glass fiber and polyetheretherketone not containing filler. There were few.
[0040]
(Example 3)
A mixture containing 20% by volume of 9Al 2 O 3 .2B 2 O 3 whiskers having 80% by volume of ethylene tetrafluoride powder, an average diameter of 1.0 μm, and an average length of 50 μm was prepared. Then, the mixture was stirred so that 9Al 2 O 3 .2B 2 O 3 whiskers were uniformly dispersed in the ethylene tetrafluoride powder.
[0041]
Subsequently, the mixture was filled in a mold, pressed under a molding pressure of 40 MPa, and then heated at a temperature of 380 ° C. for 2 hours to melt the powder of ethylene tetrafluoride, thereby forming a film having a thickness as shown in FIG. A resin lubricating composite material having a length of 10 mm, a width of 120 mm, and a length of 120 mm was produced.
[0042]
As a result of measuring the tensile strength and compressive strength of the obtained resin-lubricated composite material, the tensile strength was 25 MPa, the compressive strength was 10 MPa, and the tensile strength of ethylene tetrafluoride containing no filler was 30 MPa, and the compressive strength was 7 MPa. In comparison, the compressive strength was improved. Further, the tensile strength and the compressive strength of the resin lubricating composite material were equivalent to those of ethylene tetrafluoride containing glass fibers and carbon fibers.
[0043]
(Example 4)
A mixture containing 20% by volume of 9Al 2 O 3 .2B 2 O 3 whiskers having 80% by volume of ethylene tetrafluoride powder, an average diameter of 1.0 μm, and an average length of 50 μm was prepared. Then, the mixture was stirred so that 9Al 2 O 3 .2B 2 O 3 whiskers were uniformly dispersed in the ethylene tetrafluoride powder.
[0044]
Subsequently, the mixture is pressure-molded at a molding pressure of 40 MPa and simultaneously heated at a temperature of 380 ° C. for 2 hours to form a sliding layer 5 on the porous intermediate layer 4 formed on the base metal 3, and The void 4a of the porous intermediate layer 4 was impregnated, and a powder of ethylene tetrafluoride was subjected to a fusion treatment to form a composite, thereby obtaining a resin lubricating composite material as shown in FIG.
[0045]
As a result of measuring the coefficient of static friction of the obtained resin-lubricated composite material, the coefficient of static friction was 0.1 or less, and ethylene tetrafluoride containing carbon fiber or glass fiber and tetrafluoride containing no filler were used. The coefficient of static friction could be made smaller than the coefficient of static friction (0.10 to 0.13) for ethylene.
[0046]
Further, in the sliding surface, tetrafluoroethylene containing the 9Al 2 O 3 · 2B 2 O 3 whiskers compared to tetrafluoroethylene containing carbon fibers or glass fibers, very small drop off of the filler Was.
[0047]
Abrasion loss in tetrafluoroethylene containing the 9Al 2 O 3 · 2B 2 O 3 whiskers was 20-40% less than the abrasion loss of tetrafluoroethylene containing carbon fibers and glass fibers. On the other hand, ethylene tetrafluoride containing no filler was significantly worn in a short time.
[0048]
【The invention's effect】
According to the resin-lubricated composite material and the method for producing the same of the present invention, a whisker having an average outer diameter of 0.05 μm to 10 μm and an average length of 0.5 μm to 500 μm is added to the high-lubricity resin matrix at 1 to 50% by volume. A resin with a low friction coefficient, high strength, excellent wear resistance and heat resistance that can be suitably used for sliding parts such as bearings by containing and uniformly dispersing the whiskers in a highly lubricating resin matrix. A composite material can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view schematically showing a resin-lubricated composite material according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view schematically showing a resin-lubricated composite material according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... High lubricity resin matrix 2 ... Whisker 3 ... Base metal 4 ... Porous intermediate layer 4a ... Void 5 ... Sliding layer

Claims (10)

高潤滑性樹脂マトリックスに、平均外径が０．０５μｍ〜１０μｍで、平均長さが０．５μｍ〜５００μｍのウィスカを１〜５０体積％含有し、前記ウィスカの存在しない領域の径が前記ウィスカの平均外径の５０倍以下であることを特徴とする樹脂潤滑複合材料。The high-lubricity resin matrix contains 1 to 50% by volume of whiskers having an average outer diameter of 0.05 μm to 10 μm and an average length of 0.5 μm to 500 μm. A resin-lubricated composite material having an average outer diameter of 50 times or less. 前記高潤滑性樹脂マトリックスが、ガラス転移温度が−１００℃以上の結晶性ポリマーからなる群から選ばれた１種の材料で構成され、前記高潤滑性樹脂に平均外径が０．０５μｍ〜１０μｍで、平均長さが０．５μｍ〜５００μｍのウィスカを１〜５０体積％含有し、面圧５ＭＰａでのヤング率が０．５〜２０ＧＰａで、静止摩擦係数が０．３以下であることを特徴とする請求項１記載の樹脂潤滑複合材料。The high-lubricity resin matrix is composed of one material selected from the group consisting of crystalline polymers having a glass transition temperature of -100 ° C or higher, and the high-lubricity resin has an average outer diameter of 0.05 μm to 10 μm. Containing 1 to 50% by volume of whiskers having an average length of 0.5 μm to 500 μm, a Young's modulus at a surface pressure of 5 MPa of 0.5 to 20 GPa, and a static friction coefficient of 0.3 or less. The resin-lubricated composite material according to claim 1, wherein 前記高潤滑性樹脂マトリックスが、ガラス転移温度が１００℃以上の非結晶性ポリマーからなる群から選ばれた１種の材料で構成され、前記高潤滑性樹脂に平均外径が０．０５μｍ〜１０μｍで、平均長さが０．５μｍ〜５００μｍのウィスカを１〜５０体積％含有し、面圧５ＭＰａでのヤング率が、２〜５０ＧＰａで、静止摩擦係数が０．５以下であることを特徴とする請求項１記載の樹脂潤滑複合材料。The high-lubricity resin matrix is composed of one material selected from the group consisting of amorphous polymers having a glass transition temperature of 100 ° C. or higher, and the high-lubricity resin has an average outer diameter of 0.05 μm to 10 μm And containing 1 to 50% by volume of whiskers having an average length of 0.5 μm to 500 μm, a Young's modulus at a surface pressure of 5 MPa, 2 to 50 GPa, and a static friction coefficient of 0.5 or less. The resin-lubricated composite material according to claim 1. 前記ウィスカが、無機系材料で形成されたウィスカからなる群から選ばれた１種または２種以上のウィスカであることを特徴とする請求項２または３記載の樹脂潤滑複合材料。The resin-lubricated composite material according to claim 2, wherein the whisker is one or more whiskers selected from the group consisting of whiskers formed of an inorganic material. 高潤滑性樹脂マトリックスの粉末と、平均外径が０．０５μｍ〜１０μｍで、平均長さが０．５μｍ〜５００μｍのウィスカを１〜５０体積％含有し、前記ウィスカの存在しない領域の径が前記ウィスカの平均外径の５０倍以下になるように混合する混合工程と、
この混合物を加熱して前記高潤滑性樹脂マトリックスの粉末を融着処理して複合化する複合化工程と
を具備することを特徴とする樹脂潤滑複合材料の製造方法。A powder of a highly lubricating resin matrix, containing 1 to 50% by volume of whiskers having an average outer diameter of 0.05 μm to 10 μm and an average length of 0.5 μm to 500 μm, wherein the diameter of the region where the whiskers are not present is A mixing step of mixing so as to be 50 times or less the average outer diameter of the whisker;
A step of heating the mixture to fuse the high-lubricity resin matrix powder to form a composite. 高潤滑性樹脂マトリックスの粉末と、平均外径が０．０５μｍ〜１０μｍで、平均長さが０．５μｍ〜５００μｍのウィスカを１〜５０体積％含有し、前記ウィスカの存在しない領域の径が前記ウィスカの平均外径の５０倍以下になるように混合する混合工程と、
この混合物を加圧成形する加圧成形工程と、
前記加圧成形された混合物を加熱して前記樹脂マトリックスの粉末を融着処理して複合化する複合化工程と
を具備することを特徴とする樹脂潤滑複合材料の製造方法。A powder of a highly lubricating resin matrix, containing 1 to 50% by volume of whiskers having an average outer diameter of 0.05 μm to 10 μm and an average length of 0.5 μm to 500 μm, wherein the diameter of the region where the whiskers are not present is A mixing step of mixing so as to be 50 times or less the average outer diameter of the whisker;
A pressure molding step of pressure molding this mixture,
A process of heating the pressure-molded mixture to fuse and fuse the resin matrix powder to form a composite. 高潤滑性樹脂マトリックスの粉末と、平均外径が０．０５μｍ〜１０μｍで、平均長さが０．５μｍ〜５００μｍのウィスカを１〜５０体積％含有し、前記ウィスカの存在しない領域の径が前記ウィスカの平均外径の５０倍以下になるように混合する混合工程と、
この混合物を加圧成形しながら加熱して高潤滑性樹脂マトリックスの粉末を融着処理して複合化する複合化工程と
を具備すること特徴とする樹脂潤滑複合材料の製造方法。A powder of a highly lubricating resin matrix, containing 1 to 50% by volume of whiskers having an average outer diameter of 0.05 μm to 10 μm and an average length of 0.5 μm to 500 μm, wherein the diameter of the region where the whiskers are not present is A mixing step of mixing so as to be 50 times or less the average outer diameter of the whisker;
And heating the mixture while press-molding the mixture to form a composite by fusing the powder of the highly lubricious resin matrix to form a composite. 高潤滑性樹脂マトリックスの粉末と、平均外径が０．０５μｍ〜１０μｍで、平均長さが０．５μｍ〜５００μｍのウィスカを１〜５０体積％含有し、前記ウィスカの存在しない領域の径が前記ウィスカの平均外径の５０倍以下になるように混合する混合工程と、
この混合物を加熱して前記高潤滑性樹脂マトリックスの粉末を溶融し、この加熱された混合物を、台金上に形成された多孔質中間層の空隙部に含浸させる溶融含侵工程と、
この加熱された混合物によって前記多孔質中間層の上部に摺動層を形成して複合化する複合化工程と
を具備することを特徴とする樹脂潤滑複合材料の製造方法。A powder of a highly lubricating resin matrix, containing 1 to 50% by volume of whiskers having an average outer diameter of 0.05 μm to 10 μm and an average length of 0.5 μm to 500 μm, wherein the diameter of the region where the whiskers are not present is A mixing step of mixing so as to be 50 times or less the average outer diameter of the whisker;
A melt-impregnation step of heating the mixture to melt the powder of the high-lubricity resin matrix, and impregnating the heated mixture with the voids of the porous intermediate layer formed on the base metal.
Forming a sliding layer on the porous intermediate layer with the heated mixture to form a composite, thereby forming a composite. 高潤滑性樹脂マトリックスの粉末と、平均外径が０．０５μｍ〜１０μｍで、平均長さが０．５μｍ〜５００μｍのウィスカを１〜５０体積％含有し、前記ウィスカの存在しない領域の径が前記ウィスカの平均外径の５０倍以下になるように混合する混合工程と、
この混合物を加圧して台金上に形成された多孔質中間層の空隙部に圧入するとともに、前記混合物を加圧形成して前記多孔質中間層の上部に摺動層を形成する摺動層形成工程と、
前記混合物を加熱して前記高潤滑性樹脂マトリックスの粉末を融着処理して複合化する複合化工程と
を具備することを特徴とする樹脂潤滑複合材料の製造方法。A powder of a highly lubricating resin matrix, containing 1 to 50% by volume of whiskers having an average outer diameter of 0.05 μm to 10 μm and an average length of 0.5 μm to 500 μm, wherein the diameter of the region where the whiskers are not present is A mixing step of mixing so as to be 50 times or less the average outer diameter of the whisker;
This mixture is pressurized and pressed into the void of the porous intermediate layer formed on the base metal, and the mixture is pressurized to form a slide layer on the porous intermediate layer. Forming step;
A step of heating the mixture to fuse the powder of the highly lubricating resin matrix to form a composite. 高潤滑性樹脂マトリックスの粉末と、平均外径が０．０５μｍ〜１０μｍで、平均長さが０．５μｍ〜５００μｍのウィスカを１〜５０体積％含有し、前記ウィスカの存在しない領域の径が前記ウィスカの平均外径の５０倍以下になるように混合する混合工程と、
この混合物を加圧加熱して、台金上に形成された多孔質中間層の上部に摺動層を形成し、かつ前記多孔質中間層の空隙部に含浸させ、前記高潤滑性樹脂マトリックスの粉末を融着処理して複合化する複合化工程と
を具備することを特徴とする樹脂潤滑複合材料の製造方法。A powder of a highly lubricating resin matrix, containing 1 to 50% by volume of whiskers having an average outer diameter of 0.05 μm to 10 μm and an average length of 0.5 μm to 500 μm, wherein the diameter of the region where the whiskers are not present is A mixing step of mixing so as to be 50 times or less the average outer diameter of the whisker;
This mixture is heated under pressure to form a sliding layer on top of the porous intermediate layer formed on the base metal, and impregnated into the voids of the porous intermediate layer to form the high lubricity resin matrix. A composite step of fusing the powder to form a composite.
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