JP3026269B2 - Sliding material - 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、摺動材料に関するものであり、さらに詳し
く述べるならば、クーラー用コンプレッサの軸受、ウォ
ーターポンプ用軸受、オートマティックトランスミッシ
ョン用ブシュ・ワッシャ、ターボチャージャまたはスー
パーチャージャ用軸受、パワーステアリング用軸受、シ
ール部材等に使用される芳香族ポリアミドイミド系摺動
材料に関するものである。The present invention relates to a sliding material. More specifically, the present invention relates to a bearing for a cooler compressor, a bearing for a water pump, a bush washer for an automatic transmission, The present invention relates to an aromatic polyamideimide-based sliding material used for a turbocharger or supercharger bearing, a power steering bearing, a seal member, and the like.
（従来の技術） 芳香族ポリイミドおよびポリアミドイミド樹脂は耐熱
性および機械的性質に優れているために、摺動材料とし
て広く使用されている。しかしながら、これら樹脂のみ
では摺動特性向上に限界があるために、本出願人は特開
平１−261514号公報において、グラファイト、二硫化モ
リブデン、フッ素樹脂、クレーなどの添加により摩擦特
性を向上する提案をした。(Prior Art) Aromatic polyimide and polyamideimide resins are widely used as sliding materials because of their excellent heat resistance and mechanical properties. However, since these resins alone have a limit in improving the sliding properties, the present applicant has proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-261514 that graphite, molybdenum disulfide, a fluororesin, a clay, etc. are added to improve the friction properties. Did.
また、摺動特性を向上する提案の一つに特開昭62−84
15号があり、この公報の発明は芳香族ポリアミドイミド
樹脂と、ベルパール（鐘紡社登録商標）などのフェノ
ール樹脂を配合し、加熱溶融することにより潤滑性、耐
摩耗性、耐薬品性などを改良した組成物を提案する。な
お、ベルパールについては「高分子加工」35巻１号24
〜25頁に解説記事がある。One of the proposals for improving the sliding characteristics is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-84.
No. 15 discloses the invention of this publication, in which an aromatic polyamide-imide resin and a phenol resin such as Bell Pearl (registered trademark of Kanebo Co., Ltd.) are blended and heated and melted to improve lubricity, abrasion resistance, chemical resistance, etc. The proposed composition is proposed. For Bell Pearl, "Polymer Processing" Vol. 35 No. 1 24
There is a commentary article on ~ 25 pages.
（発明が解決しようとする課題） ポリイミドまたはポリアミドイミド樹脂にクレーやグ
ラファイトを添加した従来の摺動材料では、グラファイ
トが摺動中に砕けることによってなじみ性や摩擦特性が
悪化し、またクレーが摺動中に摺動材料から脱落するこ
とにより摺動特性が変動する等の問題があることが分か
った。また、これらの添加剤が軟鋼、アルミニウム合
金、銅合金等の比較的硬さが低い相手材を摩耗するとい
う問題も発生した。(Problems to be Solved by the Invention) In a conventional sliding material in which clay or graphite is added to a polyimide or polyamide-imide resin, the graphite breaks down during sliding, whereby the conformability and friction characteristics are deteriorated, and the clay is slid. It has been found that there is a problem that the sliding characteristics fluctuate due to the falling off of the sliding material during operation. In addition, there has been a problem that these additives wear a relatively low hardness material such as a mild steel, an aluminum alloy, and a copper alloy.
一方、芳香族ポリアミドイミドとフェノール樹脂を加
熱溶融した摺動材料では、加熱溶融による収縮の際に樹
脂組成物中に空孔が発生し易く、これにともない摺動特
性が期待したほどにはならないきらいがあった。On the other hand, in a sliding material obtained by heating and melting an aromatic polyamideimide and a phenol resin, pores are easily generated in the resin composition upon shrinkage due to the heating and melting, and the sliding characteristics are not as expected as expected. I hate it.
したがって、本発明はポリアミドイミド系摺動材料の
樹脂組成を改良して、上記問題を解消するとともに、従
来公知の添加物を添加することによっても相手材の摩耗
などを招かず、摺動特性の一層の改良を図ることができ
る摺動材料を提供することを目的とする。Therefore, the present invention improves the resin composition of the polyamide-imide-based sliding material to solve the above-mentioned problems, and does not cause abrasion of a mating material by adding a conventionally known additive, thereby improving the sliding characteristics. An object of the present invention is to provide a sliding material that can be further improved.
（課題を解決するための手段） 本発明は、芳香族ポリアミドイミド中に、実質的に単
離した球形状を有し、熱処理されたフェノール樹脂粒子
を分散したことを特徴とする第１の摺動材料、 第１の摺動材料に１〜60％（百分率は特に断らない限
り重量％である）のカーボンを添加した第２の摺動材
料、 第１または第２の摺動材料に、0.5〜20重量％の摩擦
調整剤（クレー、アルミナ、シリカ、ムライトなど）を
添加した第３の摺動材料、 第１〜第３のいずれかの摺動材料に0.5〜30％の固体
潤滑剤（PTFE,フッ素樹脂（PFA,FEP,ETFEなど）、Mo
S2、BN、Pb、酸化Pb、硫化Pb等を添加した第４の摺動材
料、 第１〜第４のいずれかの摺動材料に0.1〜10容量％の
オイルを添加した第５の摺動材料を提供する。(Means for Solving the Problems) According to the present invention, there is provided a first sliding member having a substantially isolated spherical shape and heat-treated phenol resin particles dispersed in an aromatic polyamideimide. Moving material, second sliding material obtained by adding 1 to 60% (% by weight unless otherwise specified) carbon to the first sliding material, 0.5 to 0.5% to the first or second sliding material. A third sliding material to which about 20% by weight of a friction modifier (clay, alumina, silica, mullite, etc.) is added; and a 0.5 to 30% solid lubricant (for any of the first to third sliding materials) PTFE, fluororesin (PFA, FEP, ETFE, etc.), Mo
A fourth sliding material to which S 2 , BN, Pb, oxidized Pb, sulfided Pb, etc. are added; a fifth sliding material in which 0.1 to 10% by volume of oil is added to any of the first to fourth sliding materials; Provide moving material.
以下、本発明の構成を説明する。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described.
芳香族ポリアミドイミドはポリイミドに比較して耐熱
性が劣るが、引張強度、伸び、曲げ強度、衝撃特性の点
ではポリイミドよりすぐれている。すなわち、摩耗特性
において重要な因子となる多くの機械特性はポリアミド
イミドがポリイミドより優れているので、本発明ではポ
リアミドイミドを樹脂の基本成分とする。Aromatic polyamideimide is inferior to polyimide in heat resistance, but is superior to polyimide in terms of tensile strength, elongation, bending strength and impact properties. That is, polyamideimide is used as a basic component of the resin in the present invention, since polyamideimide is superior to polyimide in many mechanical properties which are important factors in wear characteristics.
芳香族ポリアミドイミドは で表される構造を有するものである。Aromatic polyamideimide is It has a structure represented by
芳香族ポリアミドイミドは粉末状あるいは液状のワニ
スのいずれでも使用することができる。芳香族ポリアミ
ドイミドの含有量が20％未満であると、機械的強度が不
十分であり、一方95％を超えると、摩擦係数が高くなり
また耐摩耗性が低くなるので、芳香族ポリアミドイミド
の含有量は20〜95％が好ましい。芳香族ポリアミドイミ
ドのより好ましい含有量は35〜75％である。樹脂成分の
残部は、芳香族ポリアミドイミドのなじみ性、摩擦係
数、耐摩耗性、摩擦の安定性を改良するフェノール樹脂
等の熱処理粒子である。但し、この粒子は、樹脂を熱処
理した粒子であり、かつ実質的に単離した形状を有する
ことが必要である。本発明において、フェノール樹脂の
ほかにメラミン樹脂などの熱硬化性樹脂を好適な熱処理
粒子として使用できる。使用可能な熱硬化樹脂としては
他にフラン樹脂があり、これら樹脂は熱処理等を施し
て、実質的に単離した形状を有する粒子とすればよい。
本発明では実質的に単離されている粒子は樹脂組成物中
で粒子が個々に単独粒子に分離されて分散し、かつ非分
離の凝集した粒子よりも摺動面での露出量が多くなる結
果、フェノール樹脂等の熱処理粒子の摺動特性改良の効
果が十分に発揮される。また、凝集した粒子は摺動中に
単離する結果、相手軸への凝着や摩擦係数の変動が起き
易く、またなじみ性が不良になる。このような傾向は一
次粒子の平均粒径より大きい粒子（一次粒子）が凝集し
ている場合に顕著になる。従って、本発明においては一
次粒子は出来るだけ多くの割合で単離していることが必
要である。単離の程度、即ち凝集が少ない程度は次式
（Ｐ）で表される。The aromatic polyamideimide can be used in either powder or liquid varnish. When the content of the aromatic polyamideimide is less than 20%, the mechanical strength is insufficient. On the other hand, when it exceeds 95%, the coefficient of friction increases and the wear resistance decreases. The content is preferably 20 to 95%. A more preferred content of the aromatic polyamideimide is 35 to 75%. The remainder of the resin component is heat-treated particles such as phenolic resin which improve the compatibility, friction coefficient, abrasion resistance, and friction stability of the aromatic polyamideimide. However, it is necessary that these particles are particles obtained by heat-treating the resin and have a substantially isolated shape. In the present invention, a thermosetting resin such as a melamine resin in addition to the phenol resin can be used as a suitable heat-treated particle. Other usable thermosetting resins include furan resins. These resins may be subjected to heat treatment or the like to form particles having a substantially isolated shape.
In the present invention, substantially isolated particles are individually separated and dispersed in the resin composition into individual particles, and the amount of exposure on the sliding surface is larger than that of non-separated aggregated particles. As a result, the effect of improving the sliding characteristics of heat-treated particles such as phenolic resin is sufficiently exhibited. Further, as a result of the agglomerated particles being isolated during sliding, adhesion to the mating shaft and variation in the coefficient of friction are likely to occur, and the conformability is poor. Such a tendency becomes remarkable when particles larger than the average particle diameter of the primary particles (primary particles) are aggregated. Therefore, in the present invention, it is necessary that the primary particles be isolated in as many proportions as possible. The degree of isolation, that is, the degree of little aggregation, is represented by the following formula (P).
単離度Ｐ＝Nb/Na Na:1次粒子の平均粒径より大きい粉末の個数 Nb:Na個の粉末中単離している粒子の個数 但し、一次粒子の平均粒子径より大きい単離粒子に平
均粒子径より小さい粒子が付着している時は、平均粒子
径が大きい粒子の個数をNaとして数える。なお、一次粒
子とは粉末製造工程で最初に粉末として生成された粒子
であり、理論的な粉末としての最小構成粒子である。Isolation degree P = Nb / Na Na: Number of powders larger than average particle size of primary particles Nb: Number of particles isolated in Na powders However, for isolated particles larger than average particle size of primary particles When particles smaller than the average particle diameter are attached, the number of particles having a large average particle diameter is counted as Na. The primary particles are particles first generated as a powder in the powder manufacturing process, and are the minimum constituent particles as a theoretical powder.
本発明では、一次粒子の平均粒子径は通常１〜100μ
ｍのものを利用するとよい。In the present invention, the average particle diameter of the primary particles is usually 1 ~ 100μ
m.
本発明において、熱処理粒子の単離度Ｐは、0.2以
上、特に0.3以上であることが好ましい。より好ましく
は、単離度Ｐが、0.4〜0.85とするとよい。0.85を越え
る単離度Ｐとするには、粒子を得る製造コストが非常に
大きくなる。なお単離度Ｐは１以下である。In the present invention, the degree of isolation P of the heat-treated particles is preferably 0.2 or more, particularly preferably 0.3 or more. More preferably, the isolation degree P is 0.4 to 0.85. To achieve an isolation degree P of more than 0.85, the production cost of obtaining the particles becomes very high. The degree of isolation P is 1 or less.
本発明において芳香族ポリアミドイミド中に配合され
る粒子が、熱処理されたものである理由を説明する。例
えば熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂は、樹脂組成物
の配合、成形あるいは熱処理時に該組成物に加えられる
温度と同程度以上の温度で熱処理され、硬化しているこ
とが必要である。このような熱処理の結果、成形等の際
にフェノール樹脂からホルムアルデヒドや水がほとんど
生成しなくなり、結果として気孔が少なく、強度や耐摩
耗性が良好になる。一方、未硬化のフェノール樹脂を使
用すると、フェノール樹脂からホルムアルデヒドと水が
発生し、空孔がフェノール樹脂と芳香族ポリアミドイミ
ドの界面に形成され易いために、樹脂組成物全体の強度
低下や、フェノール樹脂と芳香族ポリアミドイミドの結
合力が低下する。実質的に単離した球形状を有し、熱処
理されているフェノール樹脂としては、ベルパール
（鐘紡社登録商標）の中で二次凝集が少ない熱不融性タ
イプ（Ｒタイプ）を熱処理したもの、あるいは不溶融性
樹脂を300〜2000℃、好ましくは、300〜1200℃で熱処理
したもの（H,Cタイプ）を使用することができる。一
方、溶融→硬化型（Ｓタイプ）は使用することができな
い。本発明で使用可能な樹脂の熱処理粒子としては、他
に、ユニベックス（ユニチカ社登録商標）の中で二次凝
集が少ない熱不融性タイプ（C,CXタイプ）を熱処理した
もの、あるいは、熱不融性樹脂を300℃以上で熱処理し
たもの（GCP−L,CCP−Ｈタイプ）があり、これらを用い
た場合にも、実質的に単離した熱処理粒子を得やすく、
単離度Ｐを0.6〜0.8に容易に制御することができる。以
下、本項の説明では「実質的に単離している樹脂の熱処
理粒子」を単離熱処理粒子と略称する。The reason why the particles blended in the aromatic polyamideimide in the present invention have been heat-treated will be described. For example, a phenol resin, which is a thermosetting resin, needs to be cured by heat treatment at a temperature equal to or higher than the temperature applied to the resin composition during compounding, molding, or heat treatment. As a result of such heat treatment, almost no formaldehyde or water is generated from the phenolic resin during molding or the like, and as a result, pores are reduced and strength and wear resistance are improved. On the other hand, when an uncured phenolic resin is used, formaldehyde and water are generated from the phenolic resin, and pores are easily formed at the interface between the phenolic resin and the aromatic polyamideimide. The bonding strength between the resin and the aromatic polyamideimide decreases. Phenol resins which have a substantially isolated spherical shape and have been heat-treated include those obtained by heat-treating a heat-infusible type (R type) having little secondary agglomeration in Bellpearl (registered trademark of Kanebo), Alternatively, an infusible resin heat-treated at 300 to 2000 ° C., preferably 300 to 1200 ° C. (H, C type) can be used. On the other hand, the melt-to-curing type (S type) cannot be used. Other heat-treated particles of the resin that can be used in the present invention include those obtained by heat-treating a heat-infusible type (C, CX type) with low secondary agglomeration among Univex (registered trademark of Unitika). Some infusible resins are heat-treated at 300 ° C or higher (GCP-L, CCP-H type). Even when these are used, it is easy to obtain substantially isolated heat-treated particles,
The isolation degree P can be easily controlled to 0.6 to 0.8. Hereinafter, in the description of this section, “substantially isolated heat-treated resin particles” are abbreviated as isolated heat-treated particles.
単離熱処理粒子の含有量は５〜80％が好ましい。単離
熱処理粒子は含有量が５％未満では摺動特性改良に有効
ではなく、80％を超えると機械的性質が悪化する。単離
熱処理粒子の好ましい含有量は15〜50％である。The content of the isolated heat-treated particles is preferably from 5 to 80%. If the content of the isolated heat-treated particles is less than 5%, it is not effective for improving the sliding properties, and if it exceeds 80%, the mechanical properties deteriorate. The preferred content of the isolated heat-treated particles is 15 to 50%.
単離熱処理粒子の熱処理温度は一般に300℃以上であ
ることが好ましい。相手材が軟質である場合は熱処理温
度は300〜500℃の比較的低温範囲が好ましく、相手材に
よる摩耗に対する耐摩耗性が要求される時は熱処理温度
は600℃以上が好ましい。Generally, the heat treatment temperature of the isolated heat-treated particles is preferably 300 ° C. or higher. When the mating material is soft, the heat treatment temperature is preferably in a relatively low temperature range of 300 to 500 ° C. When abrasion resistance against abrasion by the mating material is required, the heat treatment temperature is preferably 600 ° C or more.
続いて、第２〜第５の摺動材料の構成を説明する。 Subsequently, the configurations of the second to fifth sliding materials will be described.
カーボンは耐摩耗性を向上させかつ摩擦係数を低下す
る。カーボンとしては、カーボンブラック、コークス粉
末、ガラス状カーボンなどの非晶質カーボンと、人造黒
鉛あるいは天然黒鉛（グラファイト）などの結晶質カー
ボンのいずれでも使用することができるが、耐摩耗性は
非晶質カーボンが良好であり、摩擦特性は結晶質カーボ
ンが良好であるので、用途によりこれらを使い分けす
る。カーボンの含有量が１％未満であると、耐摩耗性と
摩擦特性向上に効果がなく、一方60％を超えると、機械
的強度が低下し、またカーボンの脱落による摩擦係数の
不安定化を招き易いのでカーボン含有量は１〜60％であ
ることが必要である。カーボンの好ましい含有量は５〜
50％である。カーボンの平均粒径は250μｍ以下である
ことが好ましい。平均粒径が250μｍを超える粗大カー
ボンは同一含有量で比較すると摺動面での露出面積が微
細カーボンよりも少なくなり、摺動特性向上に有効では
ない。カーボンの好ましい平均粒径は10〜40μｍであ
る。Carbon improves wear resistance and reduces the coefficient of friction. As the carbon, any of amorphous carbon such as carbon black, coke powder and glassy carbon and crystalline carbon such as artificial graphite or natural graphite (graphite) can be used, but the wear resistance is amorphous. Since crystalline carbon is good and crystalline carbon has good friction characteristics, these are used properly depending on the application. If the carbon content is less than 1%, there is no effect on the abrasion resistance and friction characteristics, while if it exceeds 60%, the mechanical strength decreases, and the friction coefficient becomes unstable due to carbon falling off. It is necessary to have a carbon content of 1 to 60% because it is easily caused. The preferred content of carbon is 5 to
50%. The average particle size of carbon is preferably 250 μm or less. Coarse carbon having an average particle size exceeding 250 μm has a smaller exposed area on the sliding surface than that of fine carbon when compared at the same content, and is not effective in improving the sliding characteristics. The preferred average particle size of the carbon is 10 to 40 μm.
第３の摺動材料において摩擦調整剤は主として耐摩耗
性を向上させるために添加される。摩擦調整剤として
は、クレー、アルミナ、ムライト、シリカなどの無機化
合物を使用することができる。摩擦調整剤は含有量が0.
5％未満であると耐摩耗性向上に効果がなく、一方20％
を超えると相手材を摩耗し易くなりまた機械的強度が低
下するので、0.5〜20％の含有量範囲が必要である。摩
擦調整剤の好ましい含有量は５〜20％である。第４の摺
動材料において固体潤滑剤は摩擦係数を低下させるため
に添加される。固体潤滑剤としては、PTFE,フッ素樹脂
（PFA,FEP,ETFEなど）、MoS2、BN、Pb、酸化Pb、硫化Pb
等を使用することができる。PTFEとしては、結晶質PTFE
（例えばデュポン社製テフロン｛登録商標｝の商品名TF
Eなど）や、非晶質PTFE（例えばデュポン社製テフロン
｛登録商標｝の商品名AFなど）を用いることができる。
固体潤滑剤は含有量が0.5％未満であると摩擦係数低下
の効果がなく、一方30％を超えると機械的強度と耐摩耗
性の低下を招くので、0.5〜30％の含有量範囲内でなけ
ればならない。固体潤滑剤の好ましい含有量は５〜20％
である。In the third sliding material, the friction modifier is added mainly for improving the wear resistance. As the friction modifier, an inorganic compound such as clay, alumina, mullite, and silica can be used. The content of friction modifier is 0.
If it is less than 5%, there is no effect in improving wear resistance, while 20%
When the content exceeds 0.5%, the counterpart material is easily worn and the mechanical strength is reduced. Therefore, the content range of 0.5 to 20% is necessary. The preferred content of the friction modifier is 5 to 20%. In the fourth sliding material, a solid lubricant is added to reduce the coefficient of friction. Solid lubricants include PTFE, fluoroplastics (PFA, FEP, ETFE, etc.), MoS 2 , BN, Pb, oxidized Pb, sulfided Pb
Etc. can be used. As PTFE, crystalline PTFE
(For example, product name TF of Teflon (registered trademark) manufactured by DuPont)
E, etc.) or amorphous PTFE (for example, trade name AF of Teflon (registered trademark) manufactured by DuPont) can be used.
When the content of the solid lubricant is less than 0.5%, there is no effect of lowering the friction coefficient. On the other hand, when the content exceeds 30%, the mechanical strength and wear resistance are reduced. There must be. Preferred content of solid lubricant is 5-20%
It is.
第５の摺動材料においてオイルは摩擦係数を低下させ
また摩擦力を安定化するために添加される。オイルとし
ては、シリコン油、機械油、タービン油、鉱物油などを
使用することができる。オイルは（オイル以外の成分を
100％とする）外掛けで含有量が0.1％容量未満であると
摺動特性向上に効果がなく、一方10容量％を超えると強
度、耐熱性と耐摩耗性の低下を招くので、0.1〜10容量
％の含有量範囲内でなければならない。オイルの好まし
い含有量は１〜５容量％である。In the fifth sliding material, oil is added to lower the friction coefficient and stabilize the friction force. As the oil, silicon oil, machine oil, turbine oil, mineral oil and the like can be used. The oil (the components other than oil
If the content is less than 0.1% by volume, there is no effect on the improvement of the sliding characteristics. On the other hand, if the content exceeds 10% by volume, the strength, heat resistance and abrasion resistance are reduced. It must be within the content range of 10% by volume. The preferred content of oil is 1 to 5% by volume.
上記以外の添加成分の他に、強化材料としてカーボン
繊維、芳香族ポリアミド繊維、SiCウィスカ、チタン酸
カリウム繊維などを必要に応じて添加してもよい。In addition to the additional components other than the above, carbon fibers, aromatic polyamide fibers, SiC whiskers, potassium titanate fibers, and the like may be added as reinforcing materials as needed.
本発明の摺動材料を裏金付き軸受に製造するには、上
記した溶剤を含んだ液状の芳香族ポリアミドイミドとフ
ェノール樹脂等の熱処理粒子を混合し、必要により添加
剤を樹脂に加えて十分に混合する。得られた混合物を青
銅粉末などを焼付けた裏金等の表面に含浸させて摺動層
とし、乾燥を行い続いて摺動層を圧下し固め、最後に25
0℃程度で焼成を行う。また、本発明の摺動材料をソリ
ッド軸受にするには、粉末状の芳香族ポリアミドイミド
樹脂とフェノール樹脂等の熱処理粒子を混合し、加熱し
ながら混練し、その後粉砕して作成した成形用樹脂組成
物粉末（ペレット状など）を圧縮成形あるいは射出成形
により加工し、必要に応じさらに熱処理を加える。In order to manufacture the sliding material of the present invention into a backed bearing, a liquid aromatic polyamideimide containing the above-mentioned solvent and heat-treated particles such as a phenol resin are mixed, and if necessary, an additive is added to the resin. Mix. The resulting mixture is impregnated into the surface of a backing metal or the like baked with bronze powder or the like to form a sliding layer, dried, and then squeezed to solidify the sliding layer.
Baking is performed at about 0 ° C. Further, in order to make the sliding material of the present invention into a solid bearing, a molding resin prepared by mixing heat-treated particles of a powdery aromatic polyamide-imide resin and a phenol resin, kneading while heating, and then pulverizing the mixture. The composition powder (pellet or the like) is processed by compression molding or injection molding, and further heat-treated as necessary.
（作用） ポリアミドイミドに添加する樹脂の構成を種々変えて
摺動特性を測定した結果を表１に示す。表中、「単離、
熱処理」のフェノール樹脂はベルパール（鐘紡社登録
商標）のＨ−300（不活性ガス中300℃で熱処理したも
の）である。単離度Ｐは0.45、平均粒径は19.3μｍであ
る。第１図は本発明の摺動材料に含有されるフェノール
樹脂の粒子の構造を示し（倍率500倍）、第２図に摺動
材料に添加される前の粒子の構造を示す。(Operation) Table 1 shows the results of measuring the sliding characteristics while changing the composition of the resin added to the polyamideimide in various ways. In the table, "Isolated,
The phenolic resin in the "heat treatment" is Bellpearl (Kanebo Corporation registered trademark) H-300 (heat-treated at 300 ° C. in an inert gas). The degree of isolation P is 0.45 and the average particle size is 19.3 μm. FIG. 1 shows the structure of the phenol resin particles contained in the sliding material of the present invention (magnification: 500 times), and FIG. 2 shows the structure of the particles before being added to the sliding material.
また、「凝集、未熱処理」のフェノール樹脂はベルパ
ールのＲ−900である。単離度Ｐは0.1、平均粒径は凝
集が生じているためにH300より大きくなっており42μｍ
である。このフェノール樹脂粒子の粒子構造は一次粒子
が多数凝集したものとなっている。一方、「凝集、熱処
理」のフェノール樹脂はベルパールのＲ−900を不活
性ガス中300℃で熱処理したものである。単離度Ｐは0.
1、平均粒径は42μｍである。この「凝集、熱処理」の
フェノール樹脂粒子の粒子構造は、第３図に示す如くか
なり複雑な凹凸をもつ凝集して一部が結合した粒子とな
っており、これを芳香族ポリアミドイミドに混合して摺
動材料の形態にした場合においても、第４図に示す如く
混合前の粒子と同様な凝集した粒子構造となっている。The “coagulated, unheated” phenolic resin is Bellpearl R-900. The degree of isolation P is 0.1, and the average particle size is larger than that of H300 due to aggregation.
It is. The particle structure of the phenol resin particles is such that many primary particles are aggregated. On the other hand, the phenol resin of "aggregation and heat treatment" is obtained by subjecting Bellpearl R-900 to heat treatment at 300 ° C. in an inert gas. Isolation degree P is 0.
1. The average particle size is 42 μm. As shown in FIG. 3, the particle structure of the phenol resin particles in the "aggregation and heat treatment" is agglomerated particles having rather complicated irregularities and partially bonded, and this is mixed with the aromatic polyamideimide. Even in the case of using a sliding material, as shown in FIG. 4, it has an aggregated particle structure similar to the particles before mixing.
ここで、ポリアミドイミドは、日立化成社製HI400
（液状）である。摩耗量および摩擦係数測定方法および
条件は実施例のものと同じである。Here, polyamideimide is HI400 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.
(Liquid). The method and conditions for measuring the amount of wear and the coefficient of friction are the same as those in the examples.
表１より、フェノール樹脂の単離が凝集と比べて、ま
た熱処理が未熱処理と比べて耐摩耗性および摩擦特性に
関しそれぞれ優れた効果をもつことが明らかである。 From Table 1, it is clear that isolation of the phenolic resin has superior effects on abrasion resistance and friction properties, respectively, as compared to agglomeration and heat treatment as compared to non-heat treatment.
このように摺動特性が改良されるので、グラファイ
ト、クレーなどの添加剤を使用しなくとも十分な摺動特
性が得られ、また相手材がアルミニウム合金等の軟質材
料である時は添加剤を使用しないことにより相手材の摩
耗を避けることも可能になった。Since the sliding characteristics are improved in this manner, sufficient sliding characteristics can be obtained without using additives such as graphite and clay, and when the mating material is a soft material such as an aluminum alloy, the additives may be used. By not using it, it became possible to avoid wear of the mating material.
また、本発明においては、芳香族ポリアミドイミドと
フェノール樹脂から構成される樹脂マトリックスは空孔
などがなく十分に強化されている。この結果、グラファ
イト、クレー等の添加剤が樹脂マトリックスに強固に保
持され、摺動中に脱落して相手材を摩耗させることが少
ない。したがって、耐摩耗性、低摩擦性などが特に要求
される時は、相手材の摩耗について従来ほどの懸念を抱
かずに、添加剤を使用することができる。In the present invention, the resin matrix composed of the aromatic polyamideimide and the phenol resin is sufficiently reinforced without any voids. As a result, additives such as graphite and clay are firmly held in the resin matrix, and are less likely to come off during sliding and wear the mating material. Therefore, when abrasion resistance, low friction, and the like are particularly required, the additive can be used without having to worry as much about the abrasion of the mating material as before.
以下実施例により本発明を詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.
（実施例） 表２〜６の摺動層を調製すべく、芳香族ポリアミドイ
ミド（日立化成社製HI400）、フェノール樹脂、PTFE
（ゲル化パウダー）、カーボン（人造黒鉛）、クレー
（カオリン粘土）、シリカ（無定形シリカ、粉末粒度−
325メッシュ）、アルミナ（粉末粒度−325メッシュ）、
オイル（シリコンオイル）、MoS2（粉末の平均粒径２μ
ｍ）,WS2（粉末粒度−325メッシュ）、BN（粉末粒度−3
25メッシュ）、Pb（粉末粒度−200メッシュ）を用意し
た。(Example) In order to prepare the sliding layers of Tables 2 to 6, aromatic polyamideimide (HI400 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), phenol resin, PTFE
(Gelling powder), carbon (artificial graphite), clay (kaolin clay), silica (amorphous silica, powder particle size)
325 mesh), alumina (powder particle size-325 mesh),
Oil (silicone oil), MoS 2 (average particle size of powder 2μ)
m), WS 2 (powder particle size-325 mesh), BN (powder particle size-3)
25 mesh) and Pb (powder particle size-200 mesh).
フェノール樹脂は特に断らない限り、ベルパールの
H300（300℃熱処理品）を使用した。Unless otherwise specified, phenolic resin is Bellpearl's
H300 (heat treated at 300 ° C) was used.
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青銅粉末（Sn10％含有、＋80
メッシュ、−150メッシュ）をそれぞれ用意した。裏金
を脱脂した後青銅粉末を裏金面積cm2当たり0.05〜1g裏
金に配置し、その後830〜850℃で焼成を行って粗面化部
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 plain steel sheet of 140 mm x 1.5 mm is used as a backing metal, and bronze powder for roughening part (containing Sn10%, +80
Mesh and -150 mesh). After the back metal was degreased, bronze powder was placed on the back metal in an amount of 0.05 to 1 g per cm 2 of the back metal area, and then fired 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%.
摺動材料成分は溶剤とともに十分混合した後、粗面化
部へ含浸し、100℃で乾燥し、続いて冷間状態で圧下
し、最後に250℃で焼成し、厚みが約80μｍの摺動層を
形成した。After the sliding material components are thoroughly mixed with the solvent, they are impregnated into the roughened part, dried at 100 ° C, then reduced in the cold state, and finally fired at 250 ° C, and the sliding material with a thickness of about 80μm A layer was formed.
得られたバイメタル状試験片を以下のように試験し
た。The obtained bimetallic test piece was tested as follows.
パラフィンオイル浴中に半分まで浸漬した軸（S45C焼
入れ材）を0.2m/secの周速で回転させ、試験片を軸の円
筒面に10kgfの荷重で押し付け、この状態を３時間継続
した後、試験片の全摩耗量、平均の摩擦係数、試験期間
中の最大摩擦力と最小摩擦力の差（すなわち、摩擦力変
動）を求めた。A shaft (S45C quenched material) immersed half in a paraffin oil bath was rotated at a peripheral speed of 0.2 m / sec, and the test piece was pressed against the cylindrical surface of the shaft with a load of 10 kgf, and this state was continued for 3 hours. The total wear amount of the test specimen, the average friction coefficient, and the difference between the maximum frictional force and the minimum frictional force during the test period (that is, frictional force fluctuation) were determined.
摩擦力変動は主として添加剤粒子やフェノール樹脂粒
子が摺動面で試験片から脱落することにより、摩擦係数
が変動することに起因する。摩擦力変動が起こると、こ
れと同時に焼付き、相手材の異常摩耗などが起こり易い
ので、これらの不良に対する摺動材料の抵抗性を評価す
る指標として、摩擦力変動を求めた。The fluctuation of the frictional force is mainly caused by the fluctuation of the friction coefficient due to the additive particles and the phenol resin particles falling off the test piece on the sliding surface. When the frictional force fluctuates, seizure and abnormal wear of the mating material easily occur at the same time. Therefore, the frictional force fluctuation was determined as an index for evaluating the resistance of the sliding material to these defects.
表２〜６に各組成の試験結果を示す。 Tables 2 to 6 show the test results of each composition.
表２は第１の摺動材料（No.1〜13）、第２の摺動材料
（No.14〜30）のそれぞれ実施例、 表３はベース樹脂および・またはフェノール樹脂を本
発明のものと変えた比較例、 表４、表５は第２〜第５の摺動材料の実施例、 表６は第１、第２、第３の摺動材料について単離度
（Ｐ）を変化させた実施例および比較例である。 Table 2 shows examples of the first sliding material (Nos. 1 to 13) and second sliding material (Nos. 14 to 30), respectively. Table 3 shows the base resin and / or phenol resin of the present invention. Tables 4 and 5 show examples of second to fifth sliding materials, and Table 6 shows that the degree of isolation (P) was changed for the first, second, and third sliding materials. Examples and Comparative Examples.
各試料より本発明実施例では特に下記比較例と比較す
ることにより摺動特性が優れていることが明らかであ
る。From each sample, it is clear that the sliding characteristics are excellent in the examples of the present invention, particularly by comparing with the following comparative examples.
試料31〜33−フェノール樹脂の構造が本発明のものに
特定されていないと、耐摩耗性が不良である。If the structure of Samples 31-33-phenolic resin is not specified in the present invention, the abrasion resistance is poor.
試料34−ビスマレイドポリイミドと未熱処理のフェノ
ール樹脂を使用すると、耐摩耗性が極めて悪い。When the sample 34-bismaleide polyimide and the unheated phenol resin are used, the abrasion resistance is extremely poor.
試料35−芳香族ポリイミドと未熱処理のフェノール樹
脂を使用すると、耐摩耗性が著しく悪い。Sample 35-When the aromatic polyimide and the unheated phenolic resin were used, the abrasion resistance was extremely poor.
試料36−ポリアミドとポリアミドイミドを併用し、添
加物を使用すると、摩擦力の変動が大きく、また耐摩耗
性が悪い。Sample 36-When an additive is used in combination with a polyamide and a polyamideimide, the frictional force fluctuates greatly and the wear resistance is poor.
試料105〜106−フェノール樹脂が凝集していると、耐
摩耗性、摩擦係数および摩擦の安定性が不良である。When the sample 105-106-phenolic resin is agglomerated, the abrasion resistance, the coefficient of friction and the stability of friction are poor.
（発明の効果） 以上説明したように、本発明の摺動材料は芳香族ポリ
アミドイミドと特定構造のフェノール樹脂を基本成分と
して構成した。この摺動材料は、従来の同種材料と比較
して、耐摩耗性、低摩擦係数、摩擦の安定性、なじみ性
等の総合性能が優れており、境界潤滑条件下において使
用される摺動部材に使用され、優れた特性を発揮する。(Effects of the Invention) As described above, the sliding material of the present invention is composed of aromatic polyamideimide and a phenol resin having a specific structure as basic components. This sliding material has excellent overall performance such as wear resistance, low coefficient of friction, friction stability, conformability, etc. as compared with conventional similar materials, and is a sliding member used under boundary lubrication conditions. It is used for and exhibits excellent characteristics.
第１図は本発明の摺動材料に含有されるフェノール樹脂
の粒子の構造を示す写真（倍率500倍）、 第２図は第１図のフェノール樹脂が摺動材料に添加され
る前の粒子の構造を示す写真、 第３図は、凝集し、熱処理されたフェノール樹脂が芳香
族ポリアミドイミドと混合される前の粒子構造を示す写
真、 第４図は第３図のフェノール樹脂が混合された後の粒子
構造を示す写真である。FIG. 1 is a photograph (500 × magnification) showing the structure of phenol resin particles contained in the sliding material of the present invention, and FIG. 2 is a particle before the phenol resin of FIG. 1 is added to the sliding material. FIG. 3 is a photograph showing the particle structure before the agglomerated and heat-treated phenol resin is mixed with the aromatic polyamideimide. FIG. 4 is a photograph showing the particle structure before the phenol resin of FIG. 3 is mixed. It is a photograph which shows the particle structure after.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ１０Ｎ 40:02 50:08 70:00 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16C 33/20 C10M 111/04 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI C10N 40:02 50:08 70:00 (58) Investigated field (Int.Cl. 7 , DB name) F16C 33/20 C10M 111 / 04
Claims (5)
離している樹脂の熱処理粒子５〜80重量％を分散したこ
とを特徴とする摺動材料。1. A sliding material comprising heat-treated particles of substantially isolated resin dispersed in aromatic polyamideimide in an amount of 5 to 80% by weight.
かつ前記芳香族ポリアミドイミドが20重量％以上となる
ように前記実質的に単離している樹脂の熱処理粒子を分
散させたことを特徴とする請求項１記載の摺動材料。2. The composition of claim 1, further comprising 1 to 60% by weight of carbon.
The sliding material according to claim 1, wherein heat-treated particles of the substantially isolated resin are dispersed so that the amount of the aromatic polyamideimide is 20% by weight or more.
し、かつ前記芳香族ポリアミドイミドが20重量％以上と
なるように前記実質的に単離している樹脂の熱処理粒子
を分散させたことを特徴とする請求項１または２記載の
摺動材料。3. The heat-treated particles of the substantially isolated resin are further dispersed such that the content of the aromatic polyamideimide is at least 20% by weight, further comprising 0.5 to 20% by weight of a friction modifier. The sliding material according to claim 1 or 2, wherein:
し、かつ前記芳香族ポリアミドイミドが20重量％以上と
なるように前記実質的に単離している樹脂の熱処理粒子
を分散させたことを特徴とする請求項１から３までのい
ずれか１項記載の摺動材料。4. The heat-treated particles of the substantially isolated resin are further dispersed such that the solid content of the aromatic polyamideimide is not less than 20% by weight, further comprising 0.5 to 30% by weight of a solid lubricant. The sliding material according to any one of claims 1 to 3, wherein:
含有させたことを特徴とする請求項１から４までのいず
れか１項記載の摺動材料。5. The sliding material according to claim 1, further comprising 0.1 to 10% by volume of oil on the outer surface.
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