JP2017075304A - 改善された摩擦材料およびその生産方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明のさまざまな態様に従った二硫化モリブデン球状粉末生産物10を図1〜4に写真で示す。これは、図5に例示するプロセス12により生産することができる。大まかに言えば、二硫化モリブデン球状粉末生産物10は複数の概して球形の粒子14を含み、粒子14は、図2でよくわかるように、それ自体がより小さな副粒子16の凝集体である。副粒子16は、一緒に密着または凝集しているフレーク様またはプレート様の粒子を含み、これにより概して球形の粒子14を形成している。したがって、球形の凝集粒子14は、概して平滑で球形度の高い外側表面を有するが(例えば、図1に示すように)、それにも関わらず、ラメラ型構造を含む(例えば、図2および図3に示すように)。したがって、本発明に従った二硫化モリブデン球状粉末生産物10は、選択的に“積層フレークで作られた球体”と特徴付けることができる。
合される、すなわち、実質的に均質になるように、必要に応じて(例えばミキサー28により)混合することができる。その後、スラリー26を噴霧乾燥機30中にフィードして、二硫化モリブデン球状粉末生産物10(例えば、図1〜4に例示したもの)を生産することができる。
液体、およびそのさまざまな混合物を用いることもできる。したがって、本発明は、本明細書中に記載する特定の液体20に限定されるとみなすべきではない。しかしながら、例として、本明細書中に示し記載する特定の態様において、液体20は脱イオン水を含む。
または分散させてから二硫化モリブデン前駆体材料18を加えることが一般に可能になり、これにより、得られるスラリー26の均質性が向上する。これに加えて、この組み合わせる順序は、用いられる特定のバインダー22および/または分散剤24が、液体とは対照的に粉末の形で提供される状況に、よく適している。あるいは、言うまでもなく、本明細書中に提供する教示についてよく理解した後に当業者には明らかになるように、用いられる特定の材料、関連する特定の混合装置、および他の因子に応じて、他の組み合わせの順序が可能である。したがって、本発明は、スラリー26の構成要素に関し特定の組み合わせの順序に限定されると考えるべきではない。
燃料が加えられる。その後、燃料−空気混合物を点火バーナー(pilot)64により点火し
て、高温燃焼ガス66の脈動流を作り出す。該高温燃焼ガス66を、さまざまな圧力、例えば、燃焼ファン圧力を約0.003MPa(約0.5psi)〜約0.2MPa(約3psi)上回る範囲に、加圧してもよい。高温燃焼ガス66の脈動流はテール管68を噴霧器またはノズル70まで急降下する。ノズル70のすぐ上で、急冷用空気72を入口74に通してフィードすることができ、高温燃焼ガス66とブレンドして、望ましい温度を有する高温ガス50の脈動流を達成することができる。例として、高温ガス50の脈動流の温度は、約300℃〜約800℃(570°F〜約1470°F)の範囲、例えば、約490℃〜約600℃(910°F〜約1110°F)、より好ましくは約545℃(1
013°F)であることができる。
再び開くことにより、次の1回分の量の空気(例えば、燃焼用空気52)が入ることが可能になる。燃料弁62から燃料が再び入り、混合物は上記のように燃焼チャンバー60で自己発火する。空気弁58を開閉しチャンバー60においてパルス状で燃料を燃やす(すなわち燃焼させる)この反復は、さまざまな周期数、例えば、約80Hz〜約110Hzで制御可能であることができるが、他の周期数を用いることもできる。
μm〜約100μmのサイズなどを有する粒子を、本明細書中に提供する教示に従って容易に生産することができる。さまざまな“生産したまま”、すなわち未処理の二硫化モリブデン球状粉末生産物10の篩い分け分析を、表VおよびVIに示す。望ましい場合、二硫化モリブデン球状粉末生産物10を例えば段階34(図6)で分級して、望ましいサイズ範囲にある生産物10をもたらすことができる。
ブデン球状粉末生産物10を、望ましい生産物サイズ範囲内のサイズ範囲を有する粉末生産物にさらに分離または分級することが望ましい可能性がある。例えば、生産される二硫化モリブデン球状粉末生産物10のほとんどは、広範囲の粒径(例えば約1μm〜約500μm)を含み、実質的量(例えば40〜50重量%の範囲)の生産物は約53μmより小さい(すなわち、−270U.S.メッシュ)。
0を分級することの望ましさおよび/または必要性は、多種多様な因子および検討事項に依存する。これらのいくつかを本明細書中に記載するが、他のものは、本明細書中に提供する教示についてよく理解した後に当業者には明らかになるであろう。したがって、本発明は、分級段階34を必要とするか、任意の特定の粒径分布を有する未処理の二硫化モリブデン粉末生産物10に限定されるとみなすべきでない。
ングを形成する溶射コーティングプロセスをさす。コーティング材料(例えば粉末フィード原料32)は、アーク放電によるか、フィード原料材料の液相線温度以上の温度まで適した燃料を燃焼させることにより、加熱することができる。このようにフィード原料材料を加熱すると、該材料は、コーティングされる物品38に衝突する時に少なくとも塑性状態になる。熱溶射付着プロセスでの粒子速度は比較的遅く、一般に約150m/s未満(すなわち約490ft/s未満)である。
ズマ溶射(plasma spray)”付着という用語は、アーク放電により発生させた高温のプラズマジェットにより、フィード原料材料32を加速および加熱するためのエネルギーが供給される、溶射コーティングプロセスをさす。プラズマ溶射プロセスは、プラズマジェットの温度が熱溶射プロセスに関連する温度よりかなり高い点で、熱溶射プロセスと識別される。ほとんどの場合、プラズマジェットの温度は10000℃(約18000°F)を超える。したがって、本明細書中で用いる場合、プラズマ付着またはプラズマ溶射プロセスは、加熱ジェットの温度が約10000℃を超えるプロセスをさす。
から(すなわち、試験2〜9により)作製した粉末生産物10は、図1および8でよくわかるように、高度に球状の凝集粒子14の収率が高かった。分散剤24の添加により、分散剤24が存在しない場合に比べ遙かに多量の二硫化モリブデン前駆体材料18がスラリー26の液体成分中に懸濁すると考えられる。したがって、より多い百分率の二硫化モリブデン前駆体材料18が、噴霧乾燥プロセス中に形成するスラリー26の液滴中に懸濁および/または分散することになる。
ィルムまたはコーティングを上部に有すると思われる。粒子14上の薄いフィルムまたはコーティングは、噴霧乾燥プロセス中に粒子14の表面に運ばれる残留量のバインダー22、分散剤24、またはその何らかの組み合わせを含むと考えられる。
因して不自然に高い可能性があり、したがって、従来の二硫化モリブデン粉末の酸価と直接比較できない可能性があると、今のところ考えられる。
る二硫化モリブデン球状粉末生産物10の改善された均一性または分散性を提供することも可能になる。
12 プロセス
14 球形の凝集粒子
16 副粒子
18 二硫化モリブデン(MoS2)前駆体材料
20 液体
22 バインダー
24 分散剤
26 スラリー
28 ミキサー
30 噴霧乾燥機
31 プロセス
32 フィード原料
34 分級
36 加熱
38 物品
40 付着プロセス
42 表面コーティング
44 滑り軸受
46 機械加工/表面仕上げ
48 磨き仕上げ
50 高温ガス
52 燃焼用空気
54 入口
56 外側シェル
58 一方向空気弁
60 燃焼チャンバー
62 ポート
64 点火バーナー
66 高温燃焼ガス
68 テール管
70 ノズル
72 急冷用空気
74 入口
76 円錐形出口
Claims (16)
- 研磨剤、充填剤、バインダー、および摩擦改質剤を含む摩擦材料組成物であって、前記摩擦改質剤が球状二硫化モリブデン粉末を含み、前記球状二硫化モリブデン粉末が、一緒に凝集して個々の実質的に球形の粒子を形成している二硫化モリブデン副粒子を含み、前記球状二硫化モリブデン粉末が、少なくとも約90重量%の二硫化モリブデンを含む、前記摩擦材料組成物。
- 前記球状二硫化モリブデン粉末が、前記摩擦材料組成物の約0.1重量%〜約10重量%の量で存在する、請求項1に記載の摩擦材料組成物。
- 前記球状二硫化モリブデン粉末が、前記摩擦材料組成物の約0.5重量%〜約8重量%の量で存在する、請求項1に記載の摩擦材料組成物。
- 前記球状二硫化モリブデン粉末が、前記摩擦材料組成物の約1重量%〜約5重量%の量で存在する、請求項1に記載の摩擦材料組成物。
- 個々の実質的に球形の凝集粒子が約1μm〜約500μmの範囲のサイズを有する、請求項1に記載の摩擦材料組成物。
- 個々の実質的に球形の凝集粒子が約20μm〜約200μmの範囲のサイズを有する、請求項1に記載の摩擦材料組成物。
- 個々の実質的に球形の凝集粒子が約50μm〜約100μmの範囲のサイズを有する、請求項1に記載の摩擦材料組成物。
- 前記研磨剤が、前記摩擦材料組成物の約1重量%〜約15重量%の量で存在する、請求項1に記載の摩擦材料組成物。
- 前記研磨剤が、酸化アルミニウム、酸化鉄、石英、シリカおよびケイ酸ジルコニウムからなる群より選択される1以上を含む、請求項8に記載の摩擦材料組成物。
- 前記充填剤が、前記摩擦材料組成物の約10重量%〜約50重量%の量で存在する、請求項1に記載の摩擦材料組成物。
- 前記充填剤が、有機繊維、無機繊維、金属繊維、石灰、チタン酸カリウム、ゴム、および酸化亜鉛からなる群より選択される1以上を含む、請求項10に記載の摩擦材料組成物。
- 前記バインダーが、前記摩擦材料組成物の約5重量%〜約25重量%の量で存在する、請求項1に記載の摩擦材料組成物。
- 前記バインダーが、フェノール樹脂、変性樹脂、クレゾール、エポキシ、カシューダスト、ポリビニルブチラール、ゴム、アマニ油、およびホウ素からなる群より選択される1以上を含む、請求項12に記載の摩擦材料組成物。
- 研磨剤と、充填剤と、バインダーと、概してフレーク状の二硫化モリブデン副粒子の凝集体である実質的に球形の二硫化モリブデン粒子を含む球状二硫化モリブデン粉末とを含む摩擦材料組成物であって、前記球状二硫化モリブデン粉末が、少なくとも約90重量%の二硫化モリブデンを含む、前記摩擦材料組成物。
- 研磨剤材料、充填剤材料、およびバインダー材料を包含するタイプの摩擦材料組成物において、製造中に、該摩擦材料組成物に、球状二硫化モリブデン粉末を、前記球状二硫化モリブデン粉末が摩擦材料組成物の全体にわたり実質的に均一に分散するように加えることを含む、改善、これに関し、前記球状二硫化モリブデン粉末は、概してフレーク状の二硫化モリブデン副粒子を含む。
- 以下を含む、摩擦材料組成物の作製方法:
研磨剤材料、充填剤材料、およびバインダー材料の各供給物を提供し;
球状二硫化モリブデン粉末の供給物を提供し、これに関し、前記球状二硫化モリブデン粉末は、概してフレーク状の二硫化モリブデン副粒子の凝集体を含む;
前記研磨剤材料、前記充填剤材料、前記バインダー材料、および前記球状二硫化モリブデン粉末を一緒に混合して、実質的に均質な混合物を形成し;
該実質的に均質な混合物を圧粉して、予備形成物品を形成し;そして
該予備形成物品を熱圧して、摩擦材料組成物を形成する。
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