JPH02219894A

JPH02219894A - 摺動部材

Info

Publication number: JPH02219894A
Application number: JP4223089A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Michioka; 博文道岡; Yoshio Fuwa; 良雄不破
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1989-02-22
Filing date: 1989-02-22
Publication date: 1990-09-03
Also published as: JPH059478B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、互いに摺動する部材の組み合わせに関する。

（従来の技′ＩＪ５）摺動部材の摩擦摩耗特性を改良するために１、種々の処
理が提案されている。例えば、デファレンシャル装置内
のすベリ摺動部材においては、ギア側の部材としてスチ
ール製部材に浸炭処理を施してなるものを使用し、その
相手材（スラストワッシャー）として、タフトライド法
またはガス軟窒化法等の方法により窒化処理を施したも
のが使用されている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、摺動部材においては、摩擦面間の微視的
な付着、滑りにより引き起こされるブレーキの鳴き、ク
ラッチのビビリ等の原因となるスティックスリップ現象
が問題となることがある。特に、上記のデファレンシャ
ル装置のギアとスラストワッシャーにおいては、潤滑条
件等便用環境が厳しくなると、該部材間で油膜切れを生
じ、その結果、スティックスリップ現象が生じ、異音を
発生する等の問題となる。また、そのような摺動部材に
おいては、焼付きが生じやすいという問題もあった。

従って、本発明は、異音等の原因となるスティックスリ
ップ現象が防止され、耐焼付き性に優れた摺動部材を堤
供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するために、本発明の摺動部材は、互
いに摺動する二つの鉄系部材であって、第一の部材の摺
動面に、浸炭焼入処理及びリューブライト処理が施され
、第二の部材の摺動面に、１５〜３５容量％のポリテト
ラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が分散されたＮｉ−２
〜１３重量％Ｐめっき層が形成されていることを特徴と
する。

好ましくは、第二の部材に前記めっき層を形成した後、
熱処理を行うことにより、該めっき層のＮｉ！Ｐを変化
させてＮ１ｚＰの結晶を析出させ、該めっき層の硬さを
Ｈｖ４５０以上とする。

ＭＦＥの分散量は、１５容量％未満ではスティックスリ
ップ現象の防止効果が充分でなく、また、耐焼付き性の
点でも充分でなく、逆に３５容量％を超えると、めっき
層の耐摩耗性が大幅に低下するため、１５〜３５容量％
とするのが好ましい。

ＰＴＦＥの粒径は、好ましくは０．２〜０．６μｍであ
る。

めっき層中のＰの含有量は、２重量％未満では熱処理を
行っても充分な硬さが得られず、めっき層の耐摩耗性が
悪（、逆に１３重量％を超えるとめっき層の靭性が低下
して、めっき層の剥離が発生しやすくなるため、２〜１
３重量％とするのが好ましい。

めっき層の硬さは、耐摩耗性、耐焼付性の面から、上述
の各要因、即ち、ＰＴＦ！Ｅ分散量、Ｐ量、及び熱処理
条件を組み合わせることにより、１１ｖ４５０以上とす
るのが好ましい。

（作用）本発明の摺動部材は、第一の部材の摺動面に浸炭処理及
びリューブライト処理が施され、第二の部材の摺動面に
ＰＴＦＥ分散めっき層が形成されているため、摺動によ
るスティックスリップ現象が起こりにくい。これは、ス
ティックスリップ現象は、摩擦係数がすべり速度の増加
に伴って減少する場合に起こりやすいが、上記の処理が
施された摺動部材では、摩擦係数が、すべり速度の増加
に伴って増加するか、または一定であるためと考えられ
る。また、本発明の摺動部材は耐焼付き性の点でも優れ
ている。

（実施例）以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１：長さ７０Ｉ１１［ｌ×幅１５ａｕａＸ厚さ１０ｍｕ＋の
スチール（ＪＩＳ規格：５ＰＣＣ）製平板を、粒径０．
２〜０．３　μｍのＰＴＦＥ、硝酸ニッケル、次亜リン
酸ソーダ、アルキルヒドロキシカルボン酸（錯化剤）、
アルキルジカルボン酸（反応促進剤）、安定剤及びｐＨ
１ｌｌ整剤を含む、浴温８５〜９０゛Ｃのめっき液に約
９０分程度浸漬することにより、ＰＴＦＥ！が２５容量
％分散されたＮｉ　−８％Ｐ合金めっき層を約１５μｍ
の厚さで形成した。その後、３００″Ｃ×１時間の熱処
理を行うことにより、上記合金めっき層の硬さをＨｖ５
５０とした。このようにして、平板試験片を作成した。

該平板試験片は、７０　Ｘ　１５鴫の面を試験面（摺動
面）とする。

一方、鋼製（ＪＩＳ：ＳＣＭ４１５Ｈ）　５／３２イン
チボールに、浸炭焼入処理及びリューブライト処理を施
して、ボール試験片を作成した。なお、浸炭焼入後のボ
ール試験片の硬さは［１ｖ７５０である。

比較例１：上記実施例１と同素材及び同寸法の平板及びボールを用
い、ボールには浸炭焼入を行い、平板には実施例１と同
様の処理を施すことにより、ボール試験片及び平板試験
片を作成した。なお、浸炭焼入により達成されるボール
試験片の硬さはＨシフ５０である。

比較例２：上記実施例１と同素材及び同寸法の平板及びボールを用
い、ボールには比較例１と同様の浸炭焼入を行い、平板
にはタフトライド処理を施すことにより、ボール試験片
及び平板試験片を作成した。なお、タフトライド処理に
より達成される平板試験片の硬さはＩＩシロ５０である
。

比較例３：上記実施例１と同素材及び同寸法の平板及びボールを用
い、ボールには実施例１と同様の浸炭焼入及びリューブ
ライト処理を施し、平板には比較例２と同様のタフトラ
イド処理を施すことにより、ボール試験片及び平板試験
片を作成した。

比較例４＝上記実施例１と同素材及び同寸法の平板及びボールを用
い、ボールには実施例１と同様の浸炭焼入及びリューブ
ライト処理を施し、また平版にはめっき液がＰＴＦＥを
含まないこと以外は実施例１と同様の処理を施し、ボー
ル試験片及び平板試験片を作成した。

試験例１：摩擦試験上記実施例１及び比較例１〜４で作成した平板試験片及
びボール試験片の各組み合わせを、順次バウデン式摩擦
試験機にセットし、約８０″Ｃに加熱した平板試験片の
試験面に潤滑油（へＴＦ；商品名「デクスロンＩ［Ｊ）
を塗布した後、ボール試験片を接触させ、荷重２ｋｇを
負荷しながら、０．０６〜２値／秒のすべり速度にて平
板試験片側を往復摺動させることにより、摩擦試験を行
った。

なお、平板試験片の表面粗さは、２〜３μｍＲＺである
。

該試験により求められた摩擦係数μとすべり速度Ｖとの
関係（μ−■特性）を第１図のグラフに示す。

第１図より明らかなように、実施例１の試験片は、ｖ＝
０の場合、比較例１〜４の試験片に比べて摩擦係数が一
番低くなっており、しかもμ−■特性は、速度の増加と
ともに摩擦係数が高くなる右上がり傾向を示している。

これに対しその他の比較例は、全てμ−Ｖ特性が右下が
りとなっている。−触にスティックスリップ現象は、摩
擦係数が高く、しかもμ−■特性が右下がりとなる場合
に発生することが知られている。このことから、実施例
１の材料組み合わせの場合には、スティックスリップ現
象による異音発生を良好に防止しうろことがわかる。

実施例２鋼キ反（Ｊ　Ｉｓ　：　５ＰＣＣ）製の３０ｍｍ　Ｘ　
３０ｍｍ　Ｘ厚さ１０ｍｍの平板に、実施例１と同様の
方法により、Ｅ’ＴＦＩＥが２５容量％分散されたＮｉ
−８％Ｐ合金めっき層を約１５μｍの厚さで形成した。

その後、３００″Ｃ×１時間の熱処理を行うことにより
、上記合金めっき層の硬さを！Ｉ　ｖ　５５０とした。

得られた平板試験片の３０　Ｘ　３０ｍの面を試験面（
摺動面）とする。

外径２５．４ｍｘ内径２０ｍ×長さ１０菖の円筒に、浸
炭焼入処理及びリューブライト処理を施して、円筒試験
片を作成した。

比較例５〜８上記実施例２と同様の平板及び円筒に、下記の表２に示
した組み合わせ記号Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅに対応して、比較例
１〜４において平板及びボールに対して行われた処理を
行い、比較例５〜８の平板試験片及び円筒試験片を作成
した。

試験例２：焼付試験実施例２及び比較例５〜８の平板試験片及び円筒試験片
を組み合わせて焼付試験機にセットし、平板試験片（３
０ａａ　Ｘ　３０ｍｍ）の摺動面に潤滑油（ＡＴＦ：商
品名「デクスロン■」）を塗布１−た後、同試験片を回
転数５００ｒｐｍにて回転させ、それに円筒試験片を押
し付け、ｌｏｋｇｆより５００ｋｇｆまで段階的に押付
荷重を増加させて焼付＋＋ｊＪ度荷重を測定することに
より焼付試験を行、った。

結果を表２に示す。

表２より明らかなように、実施例２の試験片は各比較例
のものに比べて耐焼付性に優れている。

試験例３；摩耗試験上記試験例２の焼付試験と同じ試験機を用い、上記実施
例２及び比較例５ないし８七同様の試験片を用いて、摩
耗試験を行った。まず、平板試験片の摺動面に潤滑油（
ＡＴＦ：商品名「デクスロンｌ１ｌ）を０．８ｃｃ／分
で滴下しながら、同試験片を回転数５００ｒｐ−にて回
転させ、それに円筒試験片を２００ｋｇＦで押付け、６
０分間摩耗試験を行った。平板試験片側の摺動痕の深さ
（摩耗深さ）を測定した。結果を表３に示す。

表３表３より実施例２による試験片における摩耗深さは比較
例５．６．７に比べて浅いことがわかる。比較例８は、
平板試験片の摩耗深さに関しては実施例２より浅くなっ
ているが、相手側部材である円筒試験片の摩耗が大きい
ため、全体としては、実施例２が最も耐摩耗性に優れて
いた。

試験例４：平板試験片にめ９きするＮ１−ＢＰ＋ＰＴＦＥ層中のＰ
ＴＦ［！量を、ｌＯ容量％、１５容量％、２５容量％、
３５容量％、４０容量％としたこと以外は上記実施例１
または実施例２と同様の方法により作成した試験片につ
いて、μｍＶ特性、摩耗係数（μレベル）、摩耗深さ及
び耐焼付き性を試験した。

結果を表４に示す。

表４に示すように、ＰＴＦＥ量は１５〜３５容量％とす
るのが好ましい。

実施例３第２図はデファレンシャル装置１を示す断面図である。

該デファレンシャル装置１においては、本発明の第一の
部材に相当するものとしてサイドギヤ２及びピニオンギ
ヤ３を、鋼製（ＪＩＳ：ＳＣ１’１４１５）１）で表面
に浸炭焼入後、リューブライト処理を施してなるもので
作成し、第二の部材として、スラストワッシャ−５及び
球面ワッシャー６を、鋼板（Ｊ　Ｉｓ　：　５ＰＣＣ）
製で、表面にＰＴＦＥ分散（２５容量％）　Ｎｉ−８Ｐ
合金めっき層０１ｖ５５０）を形成してなるものとした
。なお、図中、３はピニオンギヤ、４はビニオンシャフ
ト、７はスプラインを示す。

比較例９〜１１；上記比較例において、組み合わせ記号Ｂ、Ｃ１巳のボー
ル試験片に相当する材料により、上記のサイドギヤ２及
びピニオンギヤ３を製造し、組み合わせ記号Ｂ、Ｃ１巳
の平板試験片に相当する材料によりスラストワッシャー
５及び球面ワッシャー６を製造し、これらの部品を組み
合わせて製造されたデファレンシャル装置を車両に組み
付け、旋回走行試験を行った。該試験において測定され
たスティックスリップ現象による異音発生の有無を表５
に示す。

比較例９．１０．１１　（組み合わせＢ、Ｃ，Ｅ）は初
期からスティックスリップによる異音の発生が確認され
たのに対し、実施例３の組み合わせでは初期だけでなく
、１１０００ｋ走行テスト後においてもスティックスリ
ップによる異音の発生はなく、良好な成績を示した。

（発明の効果）４゜本発明の摺動部材においては、スティックスリップ現象
の発生が良好に防止されるため、ブレーキの鳴き、クラ
ッチのビビリ等が防止される。また、耐焼付性が約１．
７５倍高くなる。従って、本発明の摺動部材を使用して
製造された製品の品質、耐久性は著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例及び比較例で製造された摺動部
材のμｍ■特性を示すグラフ、第２図は本発明の一実施
例の摺動部材が適用されたデファレンシャル装置を示す
断面図である。 ■・・・デファレンシャル装置２・・・サイドギヤ　　　　　３・・・ピニオンギヤ５
・・・スラストワッシャー　６・・・球面ワッシャー第
１ずべ１ノ遠慮、ｖ（ｍｒｎ／秒）

Claims

【特許請求の範囲】

互いに摺動する二つの鉄系部材であって、第一の部材の
摺動面に、浸炭焼入処理及びリューブライト処理が施さ
れ、第二の部材の摺動面に、１５〜３５容量％のポリテ
トラフルオロエチレンが分散されたＮｉ−２〜１３重量
％Ｐめっき層が形成されていることを特徴とする摺動部
材。