JPH0823371B2 - 軸受の表面処理方法 - Google Patents
軸受の表面処理方法Info
- Publication number
- JPH0823371B2 JPH0823371B2 JP12640687A JP12640687A JPH0823371B2 JP H0823371 B2 JPH0823371 B2 JP H0823371B2 JP 12640687 A JP12640687 A JP 12640687A JP 12640687 A JP12640687 A JP 12640687A JP H0823371 B2 JPH0823371 B2 JP H0823371B2
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- JP
- Japan
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- film
- weight
- surface treatment
- treatment method
- oil
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- Rolling Contact Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は軸受の表面処理方法に関するものである。
〔従来の技術〕 高温または高真空度の条件下で使用されるすべり軸
受、転がり軸受および軌道輪、転動体（ボール）、保持
器等の軸受部品（以下これを一括して軸受と略記する）
の潤滑性付与のための表面処理には、液体もしくは半固
体状の潤滑油もしくはグリースなどは使用できないの
で、二硫化モリブデン、グラファイトなどの固体潤滑剤
が用いられている。そしてこれら固体潤滑剤は塗布もし
くは蒸着（イオンプレーティング、スパッタリング）な
どの方法によって皮膜に加工されるが、近年は薄くて均
質な膜が得られ、また付着力が大きいという理由から塗
布法よりもスパッタリング法の方が特に愛用されてい
る。しかし、このようなスパッタリング法にも、球状物
の処理が困難であったり、高価な真空設備を必要とする
などの欠点がある。
受、転がり軸受および軌道輪、転動体（ボール）、保持
器等の軸受部品（以下これを一括して軸受と略記する）
の潤滑性付与のための表面処理には、液体もしくは半固
体状の潤滑油もしくはグリースなどは使用できないの
で、二硫化モリブデン、グラファイトなどの固体潤滑剤
が用いられている。そしてこれら固体潤滑剤は塗布もし
くは蒸着（イオンプレーティング、スパッタリング）な
どの方法によって皮膜に加工されるが、近年は薄くて均
質な膜が得られ、また付着力が大きいという理由から塗
布法よりもスパッタリング法の方が特に愛用されてい
る。しかし、このようなスパッタリング法にも、球状物
の処理が困難であったり、高価な真空設備を必要とする
などの欠点がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕 このように、従来の技術においては、軸受特に球状の
ものに対しても、薄くて均質で付着力も大きい潤滑性皮
膜を、しかも安価に形成することは容易でないという問
題点があった。
ものに対しても、薄くて均質で付着力も大きい潤滑性皮
膜を、しかも安価に形成することは容易でないという問
題点があった。
上記の問題点を解決するために、この発明は有機モリ
ブデン化合物0.3〜3.0重量％、有機亜鉛化合物0.1〜1.0
重量％さらにアミン系酸化防止剤を加えるかまたは加え
ずして、鉱油もしくは合成炭化水素油残部からなりかつ
170℃〜220℃に加熱された混合溶液に浸漬して軸受の表
面処理を行なうという手段を採用したものである。以下
その詳細を述べる。
ブデン化合物0.3〜3.0重量％、有機亜鉛化合物0.1〜1.0
重量％さらにアミン系酸化防止剤を加えるかまたは加え
ずして、鉱油もしくは合成炭化水素油残部からなりかつ
170℃〜220℃に加熱された混合溶液に浸漬して軸受の表
面処理を行なうという手段を採用したものである。以下
その詳細を述べる。
まず、この発明における有機モリブデン化合物として
は、Ｉ式で示されるモリブデンジアルキルジチオカーバ
メイトまたはモリブデンジアリールジチオカーバメイト
のほか、II式で示されるモリブデンジアルキルジチオフ
ォスフェートまたはモリブデンジアリールジチオフォス
フェート、すなわち 〔式中ＸはＯまたはＳ〕 〔式中Ｒは一級または二級のアルキル基またはアリール
基〕 で示される化合物を挙げることができる。このような有
機モリブデン化合物はそれぞれ単独または２種類以上を
混合したものであってもよい。そして、これら有機モリ
ブデン化合物の添加量を0.3〜3.0重量％とする理由は0.
3重量％未満の少量では期待する効果が現れにくく、ま
た3.0重量％を越える多量では皮膜が必要以上に厚くな
って剥離しやすくなったり経済的な不利を招いたりして
好ましくないからである。
は、Ｉ式で示されるモリブデンジアルキルジチオカーバ
メイトまたはモリブデンジアリールジチオカーバメイト
のほか、II式で示されるモリブデンジアルキルジチオフ
ォスフェートまたはモリブデンジアリールジチオフォス
フェート、すなわち 〔式中ＸはＯまたはＳ〕 〔式中Ｒは一級または二級のアルキル基またはアリール
基〕 で示される化合物を挙げることができる。このような有
機モリブデン化合物はそれぞれ単独または２種類以上を
混合したものであってもよい。そして、これら有機モリ
ブデン化合物の添加量を0.3〜3.0重量％とする理由は0.
3重量％未満の少量では期待する効果が現れにくく、ま
た3.0重量％を越える多量では皮膜が必要以上に厚くな
って剥離しやすくなったり経済的な不利を招いたりして
好ましくないからである。
つぎに、この発明における有機亜鉛化合物としては、
ジンクジアルキルジチオフォスフェートまたはジンクジ
アリールジチオフォスフェート、すなわち、 〔式中Ｒ′は一級または二級のアルキル基またはアリー
ル基〕 で示される化合物を挙げることができる。そしてこのよ
うな有機亜鉛化合物はそれぞれ単独または２種類以上の
混合物であってもよく、いずれにしても前記の有機モリ
ブデン化合物とともにきわめて有効な極圧添加剤である
が、添加量は多過ぎても効果は同じかまたは悪くなるた
め、0.1〜1.0重量％であることが好ましい。
ジンクジアルキルジチオフォスフェートまたはジンクジ
アリールジチオフォスフェート、すなわち、 〔式中Ｒ′は一級または二級のアルキル基またはアリー
ル基〕 で示される化合物を挙げることができる。そしてこのよ
うな有機亜鉛化合物はそれぞれ単独または２種類以上の
混合物であってもよく、いずれにしても前記の有機モリ
ブデン化合物とともにきわめて有効な極圧添加剤である
が、添加量は多過ぎても効果は同じかまたは悪くなるた
め、0.1〜1.0重量％であることが好ましい。
さらに、この発明におけるアミン系酸化防止剤は、た
とえばフェニルαナフチルアミン、4,4′−ジオクチル
ジフェニルアミン、アルキル化ジフェニルアミン、N,
N′−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェ
ニル−Ｎ′−シクロヘキシル−ｐ−フェニレンジアミン
などの芳香族系アミンが望ましい。なぜならば、芳香族
アミン系酸化防止剤はほかの酸化防止剤たとえばアルキ
ルアミンなどに比べて、熱的に安定性がある点で好まし
いからである。そしてこのようなアミン系酸化防止剤の
添加量は1.0重量％以下であることが望ましい。なぜな
らば1.0重量％を越える多量では添加剤の析出などが起
こる場合もあって好ましくないからである。
とえばフェニルαナフチルアミン、4,4′−ジオクチル
ジフェニルアミン、アルキル化ジフェニルアミン、N,
N′−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェ
ニル−Ｎ′−シクロヘキシル−ｐ−フェニレンジアミン
などの芳香族系アミンが望ましい。なぜならば、芳香族
アミン系酸化防止剤はほかの酸化防止剤たとえばアルキ
ルアミンなどに比べて、熱的に安定性がある点で好まし
いからである。そしてこのようなアミン系酸化防止剤の
添加量は1.0重量％以下であることが望ましい。なぜな
らば1.0重量％を越える多量では添加剤の析出などが起
こる場合もあって好ましくないからである。
また、この発明における鉱油もしくは合成炭化水素油
は後述する混合溶液の加熱温度170〜220℃よりも高い沸
点のものであることが望ましく、たとえばポリαオレフ
イン油などを例示することができる。なお、ジメチルシ
リコーン油、ジメチルジフェニルシリコーン油などのシ
リコーン油は均一な皮膜の形成が困難であるから好まし
くない。
は後述する混合溶液の加熱温度170〜220℃よりも高い沸
点のものであることが望ましく、たとえばポリαオレフ
イン油などを例示することができる。なお、ジメチルシ
リコーン油、ジメチルジフェニルシリコーン油などのシ
リコーン油は均一な皮膜の形成が困難であるから好まし
くない。
以上の有機モリブデン化合物、有機亜鉛化合物、さら
に必要に応じてアミン系酸化防止剤、を鉱油もしくは合
成炭化水素油に溶解する方法は特に限定するものではな
いが、得られた混合溶液に被処理物の軸受を浸漬する。
好ましい浸漬温度を170〜220℃とする理由は第１図に示
したように、170℃未満の低温では皮膜の形成が悪く、1
70℃付近で急激に良くなり、また220℃を越える高温で
は次第に低下して、温度を上昇させてもその効果がない
からである。また、浸漬時間は特に限定されるものでは
ないが、一般に潤滑性皮膜の場合、0.5〜0.8μｍ厚の皮
膜が広く採用されることから、第２図に示す結果からす
れば２時間以上を一つの目安とすればよい。なお、この
発明の方法を行なうには、たとえば被処理物を入れた網
製の回転ドラムを混合液内で回転させればよく、このよ
うにすれば被処理物の表面を満遍なく処理することが出
来て、皮膜の厚さは均一になる。
に必要に応じてアミン系酸化防止剤、を鉱油もしくは合
成炭化水素油に溶解する方法は特に限定するものではな
いが、得られた混合溶液に被処理物の軸受を浸漬する。
好ましい浸漬温度を170〜220℃とする理由は第１図に示
したように、170℃未満の低温では皮膜の形成が悪く、1
70℃付近で急激に良くなり、また220℃を越える高温で
は次第に低下して、温度を上昇させてもその効果がない
からである。また、浸漬時間は特に限定されるものでは
ないが、一般に潤滑性皮膜の場合、0.5〜0.8μｍ厚の皮
膜が広く採用されることから、第２図に示す結果からす
れば２時間以上を一つの目安とすればよい。なお、この
発明の方法を行なうには、たとえば被処理物を入れた網
製の回転ドラムを混合液内で回転させればよく、このよ
うにすれば被処理物の表面を満遍なく処理することが出
来て、皮膜の厚さは均一になる。
ここで、この発明で形成される皮膜はモリブデン、硫
黄、亜鉛などを含む複雑な組成、構造のものと推定され
る。なお、鉱油、合成油などが支障を来たすときは皮膜
を溶剤で洗浄して使用すればよい。
黄、亜鉛などを含む複雑な組成、構造のものと推定され
る。なお、鉱油、合成油などが支障を来たすときは皮膜
を溶剤で洗浄して使用すればよい。
〔実施例〕 実施例1: タービン油＃140にモリブデンジアルキルジチオフォ
スフェート〔旭電化工業社製：商品名サクラルーブ30
0〕３重量％とジンクジアルキルジチオフォスフェート
〔日本ルーブリゾール社製：商品名Lubrizol 1095〕１
重量％とを混合して処理液を作製した。そしてこの溶液
を200±１℃に加熱して、これにSUJ2世の1/4″ボールを
浸漬し3.5時間静置した。このような処理を施したボー
ルの表面には膜厚0.3μｍの均一な黒色皮膜が形成され
ていた。そしてこの皮膜の潤滑性を調べるために、つぎ
のような回転摩擦トルクを測定した。測定に使用した装
置は第３図に示すように回転するレース１に16個の試験
ボール２を乗せ、荷重３を塔載し、２個の軸受４および
４′で支えられた軸５に取り付けられた平板６で前記試
験ボール２を押え、この状態でレース１を一定の回転速
度で回転させ、そのときの回転摩擦トルクをトルクメー
タ７で読み取るようになっている。このような装置を用
いて得た測定結果を第４図および第５図に示した。なお
第４図は真空度２×10-2torrの比較的低真空下、荷重1.
5kgf、1600rpmの条件のもとのトルクの経時変化を、ま
た第５図は真空度６×10-7と比較的高真空下で荷重1.0k
gf、5000rpmとしたときの回転数とトルクとの関係を示
したものであり、いずれも摩擦トルク値は第３図の二つ
の軸受４および４′の分をも含む合計値である。また、
第４図には対照品として実施例１の処理を施さないSUJ2
製の1/4″ボールを用い、この結果をも記載したが、短
時間でトルクは急上昇し、本発明品は良好な潤滑性を示
した。
スフェート〔旭電化工業社製：商品名サクラルーブ30
0〕３重量％とジンクジアルキルジチオフォスフェート
〔日本ルーブリゾール社製：商品名Lubrizol 1095〕１
重量％とを混合して処理液を作製した。そしてこの溶液
を200±１℃に加熱して、これにSUJ2世の1/4″ボールを
浸漬し3.5時間静置した。このような処理を施したボー
ルの表面には膜厚0.3μｍの均一な黒色皮膜が形成され
ていた。そしてこの皮膜の潤滑性を調べるために、つぎ
のような回転摩擦トルクを測定した。測定に使用した装
置は第３図に示すように回転するレース１に16個の試験
ボール２を乗せ、荷重３を塔載し、２個の軸受４および
４′で支えられた軸５に取り付けられた平板６で前記試
験ボール２を押え、この状態でレース１を一定の回転速
度で回転させ、そのときの回転摩擦トルクをトルクメー
タ７で読み取るようになっている。このような装置を用
いて得た測定結果を第４図および第５図に示した。なお
第４図は真空度２×10-2torrの比較的低真空下、荷重1.
5kgf、1600rpmの条件のもとのトルクの経時変化を、ま
た第５図は真空度６×10-7と比較的高真空下で荷重1.0k
gf、5000rpmとしたときの回転数とトルクとの関係を示
したものであり、いずれも摩擦トルク値は第３図の二つ
の軸受４および４′の分をも含む合計値である。また、
第４図には対照品として実施例１の処理を施さないSUJ2
製の1/4″ボールを用い、この結果をも記載したが、短
時間でトルクは急上昇し、本発明品は良好な潤滑性を示
した。
実施例2: 実施例１における処理液に酸化防止剤としてフェニル
αナフチルアミン１重量％を添加した以外は実施例１と
全く同様の操作をして、SUJ2ボールの表面に皮膜を形成
した。得られた皮膜は、厚さ0.75μｍの均一な黒色皮膜
で、実施例１における皮膜よりもかなり厚いものが得ら
れた。またこのボールに対する回転摩擦トルクは0.5g・
cm以下であった。
αナフチルアミン１重量％を添加した以外は実施例１と
全く同様の操作をして、SUJ2ボールの表面に皮膜を形成
した。得られた皮膜は、厚さ0.75μｍの均一な黒色皮膜
で、実施例１における皮膜よりもかなり厚いものが得ら
れた。またこのボールに対する回転摩擦トルクは0.5g・
cm以下であった。
比較例1: 実施例１における＃140タービン油の代りにジメチル
シリコーン油（信越化学工業社製:KF96）を用いた以外
は実施例１と全く同一の操作を行なった。しかし、ボー
ル表面には皮膜が形成されず黒変しなかった。
シリコーン油（信越化学工業社製:KF96）を用いた以外
は実施例１と全く同一の操作を行なった。しかし、ボー
ル表面には皮膜が形成されず黒変しなかった。
比較例2: 実施例１におけるジンクジアルキルジチオフォスフェ
ートを用いないこと以外は実施例１と全く同様の操作を
行なった。しかし得られたボールの表面に部分的な変色
は認められたものの全表面に均一な皮膜は形成されなか
った。
ートを用いないこと以外は実施例１と全く同様の操作を
行なった。しかし得られたボールの表面に部分的な変色
は認められたものの全表面に均一な皮膜は形成されなか
った。
比較例3: 従来用いられて来たスパッタリング法によって、実施
例１において用いたと同じSUJ2の1/4″ボール表面に、
平均膜厚0.4μｍの二硫化モリブデンの黒色皮膜を形成
した。なお、スパッタリングの条件は4W/cm2、２時間
（日電アネルバ社製：高周波スパッタリング装置STF−2
10使用）であって、得られたボールについて、実施例１
の場合と同様回転摩擦トルクを測定した。測定結果を第
４図に併記したが、第４図の低真空度下においては本発
明よりはやや劣る結果を示した。また第５図に相当する
高真空下においては、本発明品（実施例１）の耐久寿命
が5.1×105回転（102分）であったのに対して、このス
パッタリング法によるもの（比較例３）の耐久寿命は9.
35×105回転（187分）であった。
例１において用いたと同じSUJ2の1/4″ボール表面に、
平均膜厚0.4μｍの二硫化モリブデンの黒色皮膜を形成
した。なお、スパッタリングの条件は4W/cm2、２時間
（日電アネルバ社製：高周波スパッタリング装置STF−2
10使用）であって、得られたボールについて、実施例１
の場合と同様回転摩擦トルクを測定した。測定結果を第
４図に併記したが、第４図の低真空度下においては本発
明よりはやや劣る結果を示した。また第５図に相当する
高真空下においては、本発明品（実施例１）の耐久寿命
が5.1×105回転（102分）であったのに対して、このス
パッタリング法によるもの（比較例３）の耐久寿命は9.
35×105回転（187分）であった。
以上述べたように、この発明の軸受（すべり軸受、転
がり軸受およびこれら軸受の部品）の潤滑処理方法によ
れば、たとえば蒸着装置のような特殊装置を必要とせ
ず、大量の処理が可能であり、潤滑処理費が安価であ
り、摩擦係数が小さくて従来の二硫化モリブデンの蒸着
皮膜と少なくとも同程度のものを得ることが出来た。
がり軸受およびこれら軸受の部品）の潤滑処理方法によ
れば、たとえば蒸着装置のような特殊装置を必要とせ
ず、大量の処理が可能であり、潤滑処理費が安価であ
り、摩擦係数が小さくて従来の二硫化モリブデンの蒸着
皮膜と少なくとも同程度のものを得ることが出来た。
第１図は混合溶液の液温と膜厚との関係を、また第２図
は液温175℃、200℃における浸漬時間と膜厚との関係を
示す図、また第３図は回転摩擦トルク測定装置を模式的
に示す図、第４図は回転摩擦トルクの経時変化、第５図
は回転摩擦トルクの寿命（総回転数）を示す図である。 １……レース、２……試験ボール、３……荷重、４、
４′……軸受、５……軸、６……平板、７……トルクメ
ータ。
は液温175℃、200℃における浸漬時間と膜厚との関係を
示す図、また第３図は回転摩擦トルク測定装置を模式的
に示す図、第４図は回転摩擦トルクの経時変化、第５図
は回転摩擦トルクの寿命（総回転数）を示す図である。 １……レース、２……試験ボール、３……荷重、４、
４′……軸受、５……軸、６……平板、７……トルクメ
ータ。
Claims (2)
- 【請求項１】有機モリブデン化合物0.3〜3.0重量％、有
機亜鉛化合物0.1〜1.0重量％および鉱油もしくは合成炭
化水素油残部からなり、かつ170〜220℃に加熱された混
合溶液に浸漬することを特徴とする軸受の表面処理方
法。 - 【請求項２】有機モリブデン化合物0.3〜3.0重量％、有
機亜鉛化合物0.1〜1.0重量％、アミン系酸化防止剤およ
び鉱油もしくは合成炭化水素油残部からなり、かつ170
〜220℃に加熱された混合溶液に浸漬することを特徴と
する軸受の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12640687A JPH0823371B2 (ja) | 1987-05-23 | 1987-05-23 | 軸受の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12640687A JPH0823371B2 (ja) | 1987-05-23 | 1987-05-23 | 軸受の表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63293322A JPS63293322A (ja) | 1988-11-30 |
| JPH0823371B2 true JPH0823371B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=14934367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12640687A Expired - Lifetime JPH0823371B2 (ja) | 1987-05-23 | 1987-05-23 | 軸受の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0823371B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5252391A (en) * | 1988-12-01 | 1993-10-12 | Nippon Seiko Kabushiki Kaisha | Surface treated sliding or rolling contact element and rolling bearing |
| JP2969700B2 (ja) * | 1988-12-01 | 1999-11-02 | 日本精工株式会社 | 表面処理した摺動又は転がり部材及び転がり軸受 |
| FR2640009B1 (fr) * | 1988-12-01 | 1994-09-23 | Nippon Seiko Kk | Element de contact de glissement ou de roulement traite en surface et palier de roulement l'utilisant |
| JP3677939B2 (ja) | 1996-07-30 | 2005-08-03 | 日本精工株式会社 | 表面処理転動部材を有する転動装置 |
-
1987
- 1987-05-23 JP JP12640687A patent/JPH0823371B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63293322A (ja) | 1988-11-30 |
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