JP2916499B2 - Manufacturing method of sliding member - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、摺動部材の製造方法に関するものであり、
さらに詳しく述べるならば主成分としてグラファイト成
分と、ポリイミド、ポリアミドイミドの少なくとも１種
の樹脂成分とを含む樹脂系摺動材料を裏金に被着し、そ
の後曲げ加工を行う摺動部材の製造方法に関するもので
ある。The present invention relates to a method for manufacturing a sliding member,
More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a sliding member in which a resin-based sliding material containing a graphite component as a main component and at least one resin component of polyimide and polyamideimide is applied to a backing metal and then subjected to bending. Things.
従来、特開昭52−44871号のように、四弗化エチレン
樹脂と、ポリイミド樹脂の基質結合成分からなるすべり
軸受において、ポリイミド樹脂の一部に副成分として少
量のグラファイト等を含有させたものが知られている
が、耐摩耗性が不充分であった。Conventionally, as in JP-A-52-44871, a plain bearing comprising a tetrafluoroethylene resin and a substrate binding component of a polyimide resin, in which a small amount of graphite or the like is contained as a subcomponent in a part of the polyimide resin. However, the abrasion resistance was insufficient.
同様に、特開昭55−106230号のように、多孔金属体に
含浸するポリイミド系樹脂中に少量のグラファイト等を
副成分として添加するものが知られているが、摩擦係数
および耐摩耗性の点で不充分であった。Similarly, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-106230 discloses a method in which a small amount of graphite or the like is added as an auxiliary component to a polyimide resin impregnated in a porous metal body. Point was insufficient.
一方、従来一般的に使用されているカーボン（Gr）系
の摺動材料は、フェノール樹脂を結合剤とし、熱圧縮成
形されているものが知られているが、フェノール樹脂は
耐熱性が低く、高速条件或いは潤滑条件が非常に厳しい
と、発熱により樹脂が分解してしまう場合がある。On the other hand, carbon (Gr) -based sliding materials generally used in the past are known to be formed by heat compression molding using a phenol resin as a binder, but the phenol resin has low heat resistance, If the high-speed conditions or the lubrication conditions are very severe, the resin may decompose due to heat generation.
特開昭50−24667号で提案された複層軸受の製造方法
によると、多孔質青銅焼結層を形成した裏金上にグラフ
ァイト、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤５〜50重量
％、PTFE粉末２〜12重量％、残部ポリアミノビスマレイ
ド系ポリミイド樹脂よりなる混合粉末を散布し、常温で
予備プレスし、そしてホットプレスする各工程が行われ
ている。この方法により円筒ブッシュを製造する場合
は、平板を切断し、再び炉内で加熱し熱間曲げ加工を行
うことが重要であると説明されている。According to the method of manufacturing a multilayer bearing proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-24667, 5 to 50% by weight of a solid lubricant such as graphite and molybdenum disulfide, PTFE powder is coated on a back metal on which a porous bronze sintered layer is formed. Each step of spraying a mixed powder of 2 to 12% by weight and a balance of a polyaminobismaleide-based polyimide resin, pre-pressing at room temperature, and hot pressing is performed. When a cylindrical bush is manufactured by this method, it is described that it is important to cut a flat plate, heat again in a furnace, and perform hot bending.
従来の、実質的に樹脂を主体とする摺動材料は耐摩耗
性などの摺動特性が劣っており、使用環境の雰囲気温度
には配慮があるものの、特に、境界潤滑および混合潤滑
といった過酷な条件下での使用にはきわめて不満足であ
った。Conventional sliding materials mainly made of resin have inferior sliding characteristics such as abrasion resistance, and although consideration is given to the ambient temperature of the operating environment, they are particularly severe in boundary lubrication and mixed lubrication. Very unsatisfactory for use under conditions.
一方、カーボン系の摺動材料も、境界潤滑および混合
潤滑条件の摺動では耐焼付性、耐摩耗性、低摩擦性など
の性能が不充分であった。On the other hand, carbon-based sliding materials also had insufficient performance such as seizure resistance, abrasion resistance and low friction under sliding under boundary lubrication and mixed lubrication conditions.
さらに、特開昭50−24667号のようにホットプレスさ
れた固体潤滑剤（グラファイト、二硫化モリブデン）と
ポリイミド樹脂からなる摺動層は柔軟性に欠けるため
に、円筒形ブッシュを製作するためには熱間曲げ加工を
行う必要がある。Furthermore, the sliding layer made of a hot-pressed solid lubricant (graphite, molybdenum disulfide) and a polyimide resin lacks flexibility, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-24667. Requires hot bending.
本発明者は、ポリイミドおよびポリアミドイミドの耐
熱性を利用した摺動材料の組成を鋭意研究し、主成分と
して、上記ポリイミド、ポリアミドイミドの少なくとも
１種の樹脂成分の他に、グラファイトを比較的多量に添
加するとともに、副成分として少量の四弗化ポリエチレ
ン、MoS2、およびBNの少なくとも一種を固体潤滑剤とし
て含有させることにより、境界潤滑および混合潤滑条件
の摺動で、耐焼付性、耐摩耗性、低摩耗性などの性能を
バランスよく優れたものとすることを見出した。The inventor of the present invention has intensively studied the composition of a sliding material utilizing the heat resistance of polyimide and polyamide-imide. In addition to at least one resin component of the above-mentioned polyimide and polyamide-imide, graphite is used as a main component in a relatively large amount. And a small amount of at least one of polyethylene tetrafluoride, MoS 2 , and BN as a sub-component as a solid lubricant. It has been found that performances such as abrasion resistance and low abrasion are improved in a well-balanced manner.
さらに、常温で曲げ加工を行うためにはホットプレス
を採用してはならず、熱硬化性樹脂を分散液とともに塗
布する方法で焼成することにより摺動層を形成すること
が重要であることが判った。Furthermore, in order to perform bending at room temperature, hot pressing must not be adopted, and it is important to form a sliding layer by firing a method of applying a thermosetting resin together with a dispersion liquid. understood.
すなわち、本発明は、30重量％を越え60重量％以下の
d(002)面間隔が3.5Å以下のグラファイトと、１重量％
以上ないし30重量％以下の四弗化ポリエチレン、MoS2、
およびBNの少なくとも１種からなる固体潤滑剤と、残部
10重量％以上ないし69重量％未満のポリイミドおよびポ
リアミドイミドの少なくとも１種からなる熱硬化性樹脂
を分散液とともに裏金に塗布し、その後焼成前もしくは
焼成後に常温で曲げ加工を行うことを特徴とする摺動部
材の製造方法を提供する。That is, the present invention has a content of more than 30% by weight and
d (002) Graphite with a spacing of 3.5 mm or less and 1% by weight
Not less than 30% by weight or less of tetrafluoropolyethylene, MoS 2 ,
Solid lubricant consisting of at least one of BN and BN;
A thermosetting resin comprising at least one of polyimide and polyamideimide in an amount of 10% by weight or more and less than 69% by weight is applied to a back metal together with a dispersion liquid, and thereafter bending is performed at room temperature before or after firing. Provided is a method for manufacturing a sliding member.
本発明において、裏金は、優れた強度を利用して耐荷
重性を高めまた摺動層を薄くし、優れた熱伝導率を利用
して摺動層の熱を逃すことにより耐焼付性を高めるため
に使用される。In the present invention, the back metal enhances load resistance by utilizing excellent strength and thins the sliding layer, and enhances seizure resistance by releasing heat of the sliding layer by utilizing excellent thermal conductivity. Used for
裏金には、通常鋼板が使用されるが、鋼板以外にもア
ルミニウム系合金もしくは銅系合金も使用することがで
きる。A steel plate is usually used for the back metal, but an aluminum-based alloy or a copper-based alloy can also be used in addition to the steel plate.
裏金の表面部には樹脂とグラファイトを主成分とする
摺動層の接合強度を高めるための粗面化部を設ける。裏
金の表面に形成される粗面化部は、銅もしくは銅系合金
の粉末焼結層、鉄または鉄系合金の粉末焼結層、金属も
しくはセラミックの溶射層などを裏金表面に設ける方法
によってもよく、またショットプラスト、エッチングな
どにより裏金自体の表面に微細な凹凸を形成する方法に
よってもよい。The surface of the back metal is provided with a roughened portion for increasing the bonding strength of the sliding layer mainly composed of resin and graphite. The roughened portion formed on the surface of the back metal can be formed by providing a powder sintered layer of copper or a copper-based alloy, a powder sintered layer of iron or an iron-based alloy, a sprayed layer of a metal or a ceramic on the surface of the back metal. Alternatively, a method of forming fine irregularities on the surface of the back metal itself by shot blasting, etching, or the like may be used.
裏金上に被着される摺動材料の組成について、以下説
明する。The composition of the sliding material applied on the back metal will be described below.
グラフィイトは、ポリイミドもしくはポリアミドイミ
ドにより結合された状態で、主として優れた摩擦特性を
摺動材料に付与するために使用する。グラファイトは人
造もしくは天然グラファイトの何れでもよく、粒形状は
粒状もしくは扁平状の何れでもよい。このうち、扁平状
の人造グラファイトを採用するのがよい。耐摩耗性の面
から、グラファイトの粒径は250μｍ以下が、また結晶
性は、Ｘ線で測定したd(002)面間隔で3.50Å以下が、好
ましい。かかる面間隔のグラファイトはへき開しやす
く、片状もしくは鱗状粒子の平坦な主面が摺動材料表面
に配列されるので、表面におけるグラファイトの面積が
大になり、摩擦係数低減に有利である。グラファイトの
使用量は30％を越え60％以下（以下、百分率は特記しな
い限り、重量％である）である。このように、比較的多
量に添加することは、グラファイト自体のへき開性を考
慮すると耐摩耗性が低下すると思われていたが、本願発
明の成分組合せと範囲においては、逆に耐摩耗性の向上
を図ることができる。The graphite is used mainly for imparting excellent friction characteristics to the sliding material in a state of being bound by polyimide or polyamideimide. The graphite may be artificial or natural graphite, and the grain shape may be granular or flat. Among them, flat artificial graphite is preferably used. From the viewpoint of abrasion resistance, the graphite preferably has a particle size of 250 μm or less, and the crystallinity is preferably 3.50 ° or less in d (002) plane interval measured by X-ray. Graphite having such a surface interval is easily cleaved, and the flat main surface of flaky or scaly particles is arranged on the surface of the sliding material, so that the graphite area on the surface is large, which is advantageous for reducing the friction coefficient. The amount of graphite used is more than 30% and not more than 60% (hereinafter, percentages are by weight unless otherwise specified). As described above, the addition of a relatively large amount was considered to decrease the wear resistance in view of the cleavage properties of the graphite itself. However, in the component combination and range of the present invention, the wear resistance was improved. Can be achieved.
これは、摺動表面で発生する摺動熱を内部に放熱する
ことと、グラファイト自体の低摩擦性が相まって、可及
的に他の成分の摩耗を防止し、これによってグラファイ
トの摩耗も防止していると考えられる。このグラファイ
トの使用量は30％以下では、摺動材料の摩耗量が多くな
り、一方60％を越えると樹脂による結合力あるいは裏金
と摺動層との結合力が弱まり、この結果摩耗量が多くな
ってしまう。より好ましい使用量は、40ないし60％であ
る。This is because the sliding heat generated on the sliding surface is radiated to the inside and the low friction property of the graphite itself prevents the wear of other components as much as possible, thereby preventing the wear of the graphite. It is thought that it is. If the amount of graphite used is less than 30%, the amount of wear of the sliding material will increase, while if it exceeds 60%, the bonding force of the resin or the bonding force between the back metal and the sliding layer will be weakened, resulting in a large amount of wear. turn into. A more preferred amount is 40 to 60%.
次に、ポリイミドおよびポリイミドアミドは、その耐
熱性が優れた樹脂であることを利用して摺動材料に耐焼
付性を付与するために使用される。また、これらの樹脂
は、比較的可撓性がある性質を利用して、耐荷重性を高
めるために使用され、さらに、その曲げ加工ができる性
質を利用して、バイメタル材のハウジングへの変形固定
を可能にする。ポリイミドとしては、液状もしくは固体
粉末状のポリエステルイミド、芳香族ポリイミド、ポリ
エーテルイミド、ビスマレイミドなどを使用することが
できる。ポリイミドおよびポリイミドアミドの使用量は
10％以上ないし69％未満である。この使用量が10％未満
では摺動材料成分の結合力が弱く、摺動材料の摩耗が多
くなる。一方、この使用量が69％を越えると、摺動材料
の摩擦係数が増大し、やはり摺動材料の摩耗が多くな
る。Next, polyimide and polyimide amide are used for imparting seizure resistance to the sliding material by utilizing the resin having excellent heat resistance. In addition, these resins are used to increase the load resistance by utilizing the relatively flexible property, and furthermore, by utilizing the bendable property, the bimetal material is deformed into a housing. Enable fixation. As the polyimide, liquid or solid powdery polyesterimide, aromatic polyimide, polyetherimide, bismaleimide and the like can be used. The amount of polyimide and polyimide amide used is
10% or more and less than 69%. If the used amount is less than 10%, the bonding force of the sliding material components is weak, and the sliding material wears up. On the other hand, if this usage exceeds 69%, the coefficient of friction of the sliding material increases, and the abrasion of the sliding material also increases.
さらに、四弗化ポリエチレン（PTPE）、MoS2およびBN
の少なくとも１種からなる固体潤滑剤は、上記した組成
の摺動層の潤滑性を良好にするために副成分として含有
させてある。この固体潤滑剤の使用量は１％以上ないし
30％以下である。この使用量が１％未満では、その効果
が不充分であり、30％を越えると、強度の低下、耐熱性
不足等の欠点が現われる。好ましい使用量は、２〜25％
である。より好ましい使用量は５〜20％である。In addition, polyethylene tetrafluoride (PTPE), MoS 2 and BN
The solid lubricant composed of at least one of the above is contained as an auxiliary component in order to improve the lubricity of the sliding layer having the above composition. The amount of this solid lubricant used should not exceed 1%
30% or less. If the amount is less than 1%, the effect is insufficient, and if it exceeds 30%, defects such as a decrease in strength and insufficient heat resistance appear. Preferred amount is 2 to 25%
It is. A more preferred amount is 5 to 20%.
このように、本願発明の副成分は、１％以上ないし30
％以下の四弗化ポリエチレン、MoS2、およびBNの少なく
とも１種からなる固体潤滑剤であり、本願発明の主成分
は、30％を越え60％以下のグラファイト成分と、10％以
上ないし69％未満のポリイミドおよびポリアミドイミド
の少なくとも１種からなる樹脂成分とからなり、主成分
の合計の範囲が70％から99％とする。すなわち、上記固
体潤滑剤とグラファイトの添加量に対し、ポリイミドお
よびポリアミドイミドの少なくとも１種からなる樹脂成
分を残部となるように配合させればよい。As described above, the subcomponent of the present invention is 1% or more to 30% or more.
% Or less of at least one of polyethylene tetrafluoride, MoS 2 , and BN. The main component of the present invention is a graphite component of more than 30% and 60% or less, 10% to 69% Less than a resin component of at least one of polyimide and polyamideimide, and the total range of the main components is 70% to 99%. That is, a resin component composed of at least one of polyimide and polyamide imide may be blended with respect to the added amounts of the solid lubricant and graphite so that the balance is the balance.
ところで、特開昭55−106230号公報は、海綿状多孔金
属体の空隙部にポリイミド系樹脂を主成分とし、四弗化
エチレン樹脂粉末、石英粉末、MoS2粉末、黒鉛粉末、炭
素短繊維などを副成分として構成した組成物を充填する
ことを特徴とする摺動材料を提案している。この提案よ
り、ポリイミド樹脂の耐熱性不足を解消するための手段
として、この樹脂を充填する多孔金属体に着目し、その
多孔率および孔径を特定している。By the way, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-106230 discloses that a polyimide resin is used as a main component in the voids of a spongy porous metal body, and ethylene tetrafluoride resin powder, quartz powder, MoS 2 powder, graphite powder, short carbon fiber, etc. Has been proposed which is characterized by being filled with a composition composed of as a subcomponent. From this proposal, as a means for solving the insufficient heat resistance of the polyimide resin, attention has been paid to a porous metal body filled with the resin, and the porosity and pore size thereof have been specified.
この公報による摺動層組成はポリイミドおよびポリア
ミドイミドと、グラファイトと、四弗化エチレン樹脂お
よびMoS2を成分とする点では本発明のものと共通である
が、グラファイトは副成分として少量添加するものであ
り、本発明が特長とするポリイミドおよびポリアミドイ
ミドとともに主成分としてグラファイトを比較的多量に
添加することにより耐摩耗性等を向上させる点について
は開示がない。The sliding layer composition according to this publication is common to that of the present invention in that polyimide and polyamideimide, graphite, graphite tetrafluoroethylene resin and MoS 2 are used as components, but graphite is added in a small amount as a subcomponent. However, there is no disclosure of improving the wear resistance and the like by adding a relatively large amount of graphite as a main component together with polyimide and polyamideimide, which is a feature of the present invention.
以下、本発明に係る摺動材料の製造方法について具体
的に説明する。Hereinafter, the method for manufacturing a sliding material according to the present invention will be specifically described.
まず、裏金の表面の片側を粗面化する。ここで粗面化
方法は特に制限はないが、裏金と粗面化方法の好ましい
組み合せは次のとおりである：鋼板−銅系粉末焼結、金
属・セラミック溶射：アルミニウム合金板−エッチング
（陽極酸化を含む）、ショットブラスト：銅合金板−エ
ッチング、ショットブラスト、焼結の場合は、所望の厚
さの焼結層が得られるように粒径が80〜150μｍの粉末
を裏金上に散布積層した後粉末の融点より低温で粉末ど
うしが結合する温度に加熱する。ショットブラストの場
合は、カットワイア、焼成アルミナ、ガラスビーズ等の
鋭利な角部を有する粒を高速で裏金に噴射する。エッチ
ングの場合は、銅については濃塩酸、アルミニウムにつ
いては苛性ソーダなどの選択エッチングが可能なエッチ
ャントを使用して裏金に微細な凹凸を形成する。First, one side of the surface of the back metal is roughened. The surface roughening method is not particularly limited, but preferred combinations of the back metal and the surface roughening method are as follows: steel plate-copper powder sintering, metal / ceramic spraying: aluminum alloy plate-etching (anodizing ), Shot blasting: copper alloy plate-in the case of etching, shot blasting, and sintering, powder having a particle size of 80 to 150 μm was scattered and laminated on the back metal so as to obtain a sintered layer having a desired thickness. Thereafter, the powder is heated to a temperature at which the powders are bonded together at a temperature lower than the melting point of the powder. In the case of shot blast, particles having sharp corners, such as cut wires, calcined alumina, and glass beads, are jetted onto the back metal at high speed. In the case of etching, fine irregularities are formed on the back metal using an etchant capable of selective etching such as concentrated hydrochloric acid for copper and caustic soda for aluminum.
続いて、摺動層成分を、粗面化された凹凸部に含浸さ
せるとともに凹凸部の上面に摺動層接層として配置す
る。そのためには摺動層成分を適当な分散液、例えばジ
エチルアセトアミドとともに裏金上に塗布する。なお、
この塗布等の段階ではポリイミドおよびポリアミドイミ
ド等の樹脂成分は溶剤を含有していることが多いのでこ
の溶剤を分散液としてもよい。この溶剤は分散液ととも
に次の乾燥段階で蒸発せしめられる。乾燥は樹脂の種類
により温度が異なるが、一般に60〜120℃の温度で行な
われる。この段階で摺動層の厚さは20〜100μｍとな
る。続いて、上下のロール間を裏金を通過せしめること
により摺動層成分を裏金に強固に保持せしめる。さらに
高温で焼成を行なって樹脂を硬化させる。この焼成は樹
脂の種類により温度が異なるが、一般に150〜300℃の温
度で行なわれる。次に摺動層付の裏金を所定形状に成形
する。ブシュ等に使用する場合は摺動層が内側になるよ
うに裏金を常温で円形に曲げ加工し、その後、ハウジン
グに裏金を圧入して、最後に内面切削を行ない所定寸法
に摺動層を仕上げることが一般的である。ポリイミドお
よびポリアミドイミドは、四弗化ポリエチレンと異なり
厚く塗布できるため、仕上代をとっても充分な摺動層を
残すことができる。摺動層が100〜300μｍと厚い場合あ
るいは成形の内径寸法が小さい場合は、上記工程の中で
焼成と成形の前後を入れ替えることもできる。Subsequently, the sliding layer component is impregnated into the roughened uneven portion and is arranged on the upper surface of the uneven portion as a sliding layer contact layer. To this end, the components of the sliding layer are applied to a backing metal with a suitable dispersion, for example diethylacetamide. In addition,
At this stage of coating or the like, the resin components such as polyimide and polyamide imide often contain a solvent, and this solvent may be used as a dispersion. This solvent is evaporated together with the dispersion in the next drying step. Drying is performed at a temperature of 60 to 120 ° C., although the temperature varies depending on the type of resin. At this stage, the thickness of the sliding layer is 20 to 100 μm. Subsequently, the sliding layer components are firmly held by the back metal by passing the back metal between the upper and lower rolls. Further, baking is performed at a high temperature to cure the resin. This firing is performed at a temperature of 150 to 300 ° C., although the temperature varies depending on the type of the resin. Next, the back metal with the sliding layer is formed into a predetermined shape. When used for bushes, etc., the back metal is bent into a circle at room temperature so that the sliding layer is on the inside, then the back metal is pressed into the housing, and finally the inner surface is cut to finish the sliding layer to a predetermined size. That is common. Unlike polyimide tetrafluoride, polyimide and polyamide imide can be applied thickly, so that a sufficient sliding layer can be left even if a finishing margin is taken. When the sliding layer is as thick as 100 to 300 μm or when the inner diameter of the molding is small, it is also possible to switch between firing and molding in the above process.
グラファイトを結合するポリイミドおよびポリアミド
イミドはそれ自体耐熱性が優れているが、これに摩擦特
性が優れたグラファイトを比較的多量に混合することに
より、放熱性の改善がなされることとなり、副成分とし
て配合される特定の固体潤滑剤との相乗作用により、耐
熱性、摩擦特性、耐摩耗性、耐焼付性などを優れたもの
にすることができる。Polyimide and polyamide imide that bind graphite have excellent heat resistance per se, but by mixing graphite with excellent frictional properties in a relatively large amount, heat radiation will be improved, and as a sub-component By synergistic action with the specific solid lubricant to be blended, heat resistance, friction characteristics, abrasion resistance, seizure resistance and the like can be improved.
ポリイミドおよびポリアミドイミドはそれ自体可とう
性が優れているので、かかる樹脂を結合剤として比較的
多量のグラファイトを結合することにより、耐荷重性が
優れたものとなり、高荷重領域までの使用が可能になっ
た。Polyimide and polyamide imide are excellent in flexibility by themselves.By bonding a relatively large amount of graphite using such a resin as a binder, the load resistance is excellent and it can be used up to high load area. Became.
ポリイミドおよびポリアミドイミドは耐熱性が非常に
優れた樹脂であるため、強度が高く高温下で流動を起さ
ないという性質を有し、樹脂の中では耐摩耗性に優れて
いるが、摩耗特性に劣っており、このため、特に摺動条
件が過酷な場合には、摺動表面の局部的な摺動熱で摩耗
が進行しやすいが、これと比較的多量のグラファイトを
組合せ、主成分とすると、グラファイトの放熱性によ
り、局部的な摺動熱を摺動表面下へと伝熱し、グラファ
イトの比較的良好な摩耗特性とも複合作用し、一層優れ
た耐摩耗性を実現する。Polyimide and polyamide imide are resins with extremely high heat resistance, so they have the property that they do not flow at high temperatures and have high strength. Inferior, therefore, especially when the sliding conditions are severe, abrasion tends to progress due to local sliding heat on the sliding surface. In addition, due to the heat dissipation of graphite, local sliding heat is transferred below the sliding surface, and has a combined effect with the relatively good wear characteristics of graphite, thereby realizing even better wear resistance.
このグラファイトによる放熱等での摩耗防止の作用を
より詳しく述べると、グラファイトの放熱により、添加
されている樹脂の高温での強度低下や摺動表面での局部
的な樹脂の熱分解を防止するとともに、補助的にグラフ
ァイト自体の低摩擦性を有効に引き出し、摺動表面での
グラファイトの面積量とも相まって、摺動熱の発生自体
を抑えることができる。これにより相乗的に他の成分、
特に樹脂成分の摩耗進行を防止し、この樹脂成分で保持
されているグラファイト等の成分の脱落摩耗等をも防止
でき、グラファイトの保持力を効果的に維持できるため
放熱効果等も維持することとなる。しかも、本発明の摺
動材料では、このグラファイトが比較的多量に添加され
ていることにより、使用初期に発生する初期摩耗におい
て、グラファイトのごく一部が相手軸の表面に移着し易
くなり、一旦移着したグラファイトは一種の保護膜とし
て使用することとなり、その後の摺動材料の摩耗が進行
するのを妨げることとなり、一層耐摩耗性の向上に寄与
する。このことは相手軸の摩耗防止をも期待できること
となる。In more detail, the effect of graphite to prevent wear due to heat dissipation etc. is described. By heat dissipation of graphite, the strength of the added resin is reduced at high temperatures and the thermal decomposition of the resin locally on the sliding surface is prevented. In addition, the low friction property of the graphite itself can be effectively extracted, and the generation of the sliding heat itself can be suppressed in combination with the area of the graphite on the sliding surface. This synergistically makes other components,
In particular, it can prevent the progress of abrasion of the resin component, can also prevent the components such as graphite held by the resin component from falling off and the like, and can maintain the holding power of the graphite effectively, so that the heat radiation effect and the like are also maintained. Become. Moreover, in the sliding material of the present invention, since this graphite is added in a relatively large amount, in the initial abrasion occurring at the beginning of use, a very small part of the graphite is easily transferred to the surface of the mating shaft, The graphite once transferred will be used as a kind of protective film, which will hinder the progress of the subsequent abrasion of the sliding material, which further contributes to the improvement of the abrasion resistance. This means that the wear of the mating shaft can be prevented.
そして特定の固体潤滑剤の添加によって、境界潤滑お
よび混合潤滑条件下ですぐれた性能を達成する。And the addition of specific solid lubricants achieves excellent performance under boundary lubrication and mixed lubrication conditions.
さらに、乾燥後の柔軟な状態の摺動層付き裏金を曲げ
加工し、その後焼成を行なって摺動層の割れを防止する
ことができる。Furthermore, the back metal with a sliding layer in a soft state after drying can be bent and then fired to prevent cracking of the sliding layer.
以下、さらに実施例により本発明を説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples.
表１に示す組成の摺動層を調製すべく、ポリイミド、
ポリアミドイミド、グラファイト（面間隔d(200)＝3.4
Å，最大粒径70μｍ、粉末粒度−200メッシュ）、およ
び、PTFE、MoS2,BNを予め用意した。To prepare a sliding layer having the composition shown in Table 1, polyimide,
Polyamide imide, graphite (surface spacing d (200) = 3.4
Å, maximum particle size 70 μm, powder particle size -200 mesh), and PTFE, MoS 2 , and BN were prepared in advance.
一方、裏金として140mm×1.5mmの普通鋼板を、またそ
の上に形成する粗面化部用の青銅粉末（Sn10％含有、＋
80、−150メッシュ）を、それぞれ用意した。裏金を脱
脂後、青銅粉末を裏金面積cm2当り0.05〜0.1g裏金上に
配置しその後830〜850℃で焼成を行なって粗面化部を形
成した。粗面化部の厚さは約150μｍであり、青銅の比
重に基づいて計算した気孔率は40〜80％であった。On the other hand, a 140 mm x 1.5 mm ordinary steel plate is used as the backing metal, and bronze powder (containing 10% Sn, +
80, -150 mesh). After degreasing the back metal, bronze powder was placed on the back metal in an amount of 0.05 to 0.1 g per cm 2 of the back metal area, and then baked at 830 to 850 ° C. to form a roughened portion. The thickness of the roughened portion was about 150 μm, and the porosity calculated based on the specific gravity of bronze was 40 to 80%.
摺動層成分は分散液とともに十分に混合した後、粗面
化部への含浸を行ない、100℃で乾燥し、続いて冷間状
態で圧下して摺動層成分を固め、最後に250℃で焼成を
行ない、厚さが約80μｍの摺動層を形成して、バイメタ
ル材試料とした。After the sliding layer component is thoroughly mixed with the dispersion, the roughened portion is impregnated, dried at 100 ° C, and then cooled down in a cold state to solidify the sliding layer component. Then, a sliding layer having a thickness of about 80 μm was formed to obtain a bimetal material sample.
円筒平板式摩擦摩耗試験機を用い摺動材料供試料の平
面を周速度が5m/secで回転するS55C焼入材製試験軸に10
kgの荷重で接触させ、試験軸表面にオイル一滴塗布した
後60分間、回転と接触を継続させ摩擦係数（滑り距離1k
m以上ではほぼ一定になった）と摩耗量を調べた。Using a cylindrical flat plate type friction and wear tester, the S55C quenched material test shaft, which rotates the plane of the sliding material sample at a peripheral speed of 5 m / sec.
After applying a drop of oil to the surface of the test shaft, the rotation and contact are continued for 60 minutes, and the friction coefficient (sliding distance 1k
It became almost constant above m) and the amount of wear was examined.
バイメタル材の結果を第１表に示す。 Table 1 shows the results of the bimetal material.
表中、PIはポリイミド、PAIはポリアミドイミド、Gr
はグラファイトを、それぞれ、意味する。In the table, PI is polyimide, PAI is polyamide imide, Gr
Means graphite, respectively.
比較例14、15は、グラファイトを少量と、PTFEを30％
以上添加した例であり、耐摩耗性に劣り、比較例16、17
は、グラファイトを少量と、PTFEおよびMoS2を少量添加
した例であり、摩擦特性の悪いPI,PAIが多く、摺動熱に
よって進行する摩耗も発生するため、摩擦係数・耐摩耗
性ともに劣り、比較例18、19は、フェノール樹脂を使用
した例であり、PI,PAIと比較して耐熱性が低いために、
樹脂分解により耐摩耗性がかなり劣る。 In Comparative Examples 14 and 15, a small amount of graphite and 30% of PTFE were used.
This is an example in which the above was added, inferior in wear resistance, and Comparative Examples 16 and 17
Is an example in which a small amount of graphite and a small amount of PTFE and MoS 2 are added, and there are many PIs and PAIs with poor friction characteristics, and wear progresses due to sliding heat, so both the friction coefficient and wear resistance are poor, Comparative Examples 18 and 19 are examples using a phenolic resin, and have lower heat resistance than PI and PAI.
Abrasion resistance is considerably poor due to resin decomposition.
これに対し、本発明の摺動材料は、耐摩耗性と摩擦係
数がバランスよく優れている。On the other hand, the sliding material of the present invention has excellent balance between wear resistance and friction coefficient.
本発明による耐焼付性、耐摩耗性および摩擦特性がバ
ランスよく優れた摺動材料が提供される。本発明の摺動
材料は、特にクーラー用コンプレッサ、ミッション、タ
ーボチャージャー、スーパーチャージャー、ウォーター
ポンプ、エンジン等およびパワーステアリングの各種軸
受、シール部材の境界潤滑条件下あるいは混合潤滑条件
下で優れた性能を発揮する。According to the present invention, there is provided a sliding material having excellent balance of seizure resistance, abrasion resistance and friction characteristics. The sliding material of the present invention has excellent performance especially under the boundary lubrication condition or the mixed lubrication condition of various bearings and seal members of a compressor for a cooler, a transmission, a turbocharger, a supercharger, a water pump, an engine and the like, and a power steering. Demonstrate.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福岡 辰彦 愛知県豊田市緑ケ丘３丁目65番地 大豊 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−182852（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−72958（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−130625（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−189733（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−42242（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−8755（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−54065（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−203463（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−259063（ＪＰ，Ａ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Tatsuhiko Fukuoka 3-65 Midorigaoka, Toyota City, Aichi Prefecture Inside Taitoyo Kogyo Co., Ltd. (56) References JP-A-59-182852 (JP, A) JP-A-60-72958 (JP, A) JP-A-60-130625 (JP, A) JP-A-60-189733 (JP, A) JP-A-50-42242 (JP, A) JP-A-59-8755 (JP, A) JP-A 64-54065 (JP, A) JP-A-1-203463 (JP, A) JP-A 1-250963 (JP, A)
Claims (2)
隔が3.5Å以下のグラファイトと、１重量％以上ないし3
0重量％以下の四弗化ポリエチレン、MoS2、およびBNの
少なくとも１種からなる固体潤滑剤と、残部10重量％以
上ないし69重量％未満のポリイミドおよびポリアミドイ
ミドの少なくとも１種からなる熱硬化性樹脂とを分散液
とともに裏金に塗布し、その後焼成前もしくは焼成後に
常温で曲げ加工を行うことを特徴とする摺動部材の製造
方法。1. A graphite having a d (002) plane spacing of not more than 30% by weight and not more than 60% by weight and not more than 3.5%;
0% by weight or less of a solid lubricant comprising at least one of polyethylene tetrafluoride, MoS 2 , and BN; and a thermosetting resin comprising at least 10% by weight to less than 69% by weight of at least one of polyimide and polyamideimide. A method for producing a sliding member, comprising applying a resin and a dispersion to a backing metal, and thereafter performing bending at room temperature before or after firing.
記載の摺動部材の製造方法。2. A method according to claim 1, wherein drying is performed between said coating and baking.
A manufacturing method of the sliding member according to the above.
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-
1988
- 1988-12-28 JP JP63334219A patent/JP2916499B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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