JPH10101925A - Resin composition for sliding member and sliding member made therefrom - Google Patents
Resin composition for sliding member and sliding member made therefromInfo
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- JPH10101925A JPH10101925A JP27558896A JP27558896A JPH10101925A JP H10101925 A JPH10101925 A JP H10101925A JP 27558896 A JP27558896 A JP 27558896A JP 27558896 A JP27558896 A JP 27558896A JP H10101925 A JPH10101925 A JP H10101925A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、摺動部材用樹脂組
成物および摺動部材に関するものであり、詳しくは、摩
擦摩耗特性、特に低速高荷重条件下における摩擦摩耗特
性に優れた摺動部材用樹脂組成物およびこれを使用した
摺動部材に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resin composition for a sliding member and a sliding member. More specifically, the present invention relates to a sliding member excellent in friction and wear characteristics, particularly under low speed and high load conditions. And a sliding member using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、合成樹脂より成る摺動部材の
耐摩耗性、耐荷重性を改善するため、(a)マトリック
スを形成する合成樹脂にグラファイト、二硫化モリブデ
ン等の固体潤滑材および/またはガラス繊維、炭素繊維
などの補強材を配合したり、(b)鋼裏金上に多孔質焼
結金属層を形成し、当該多孔質焼結金属層に合成樹脂を
含浸被覆させたり、(c)鋼裏金上に接着層を形成し、
当該接着層に合成樹脂を被着させたりしている。2. Description of the Related Art Conventionally, in order to improve the abrasion resistance and load resistance of a sliding member made of a synthetic resin, (a) a solid lubricant such as graphite and molybdenum disulfide and / or the like is used as a synthetic resin forming a matrix. Alternatively, a reinforcing material such as glass fiber or carbon fiber is mixed, (b) a porous sintered metal layer is formed on a steel backing metal, and the porous sintered metal layer is impregnated with a synthetic resin, or (c) ) Forming an adhesive layer on the steel backing,
A synthetic resin is applied to the adhesive layer.
【0003】上記(a)の態様の摺動部材は、摺動部材
自体の強度に限界があり高荷重条件下では使用できな
い。これに対して、上記(b)、(c)の態様の摺動部
材においては、比較的軟質の合成樹脂であっても、それ
が鋼などの裏金上に薄層として被着されていると、樹脂
自体の撓みやヘタリを生じることがないため、結果とし
て、摺動部材としての耐摩耗性や耐荷重性が向上する。
また、摺動面において生じた摩擦熱が薄い樹脂層を介し
て裏金に容易に伝わり、そして摺動部材から放熱される
ため、温度上昇を低く抑えることが出来、上述した性能
が一層助長される。この他、樹脂の膨張、収縮あるいは
経年変化も受け難いため、摺動部材としての寸法安定性
が著しく向上する。[0003] The sliding member of the above embodiment (a) has a limit in the strength of the sliding member itself, and cannot be used under high load conditions. On the other hand, in the sliding members of the above-mentioned embodiments (b) and (c), even if a relatively soft synthetic resin is applied as a thin layer on a back metal such as steel. Since the resin itself does not bend or set, as a result, the wear resistance and load resistance of the sliding member are improved.
Further, the frictional heat generated on the sliding surface is easily transmitted to the backing metal through the thin resin layer and is radiated from the sliding member, so that the temperature rise can be suppressed low, and the above-described performance is further promoted. . In addition, since the resin does not easily undergo expansion, contraction or aging, the dimensional stability of the sliding member is significantly improved.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
(b)、(c)の態様の摺動部材には次の様な問題が残
されている。すなわち、(b)の態様の摺動部材の場
合、鋼裏金上に合成樹脂を被着させて合成樹脂から成る
滑り層を形成するための多孔質焼結金属層を設ける必要
があり、製造上手間や時間を要する他、コスト面におい
ても高価となるという欠点がある。また、円筒状の摺動
部材を得る場合、平板状の摺動部材に丸曲げ加工を施さ
なければならないため、裏金の厚さが制限される。その
結果、厚い裏金が必要とされる場合には、薄い裏金を使
用した摺動部材を円筒状に捲回した後、更に円筒状のハ
ウジングに圧入しなければならないという製造上の煩雑
さがある。また、円筒状の摺動部材においては、突き合
わせ部が生じるため、すなわち、摺動面に不連続部分が
生じるため、この部分に荷重点が作用すると、そこから
滑り層にヘタリ等の損傷を生じる恐れがある。However, the following problems remain in the sliding members of the above embodiments (b) and (c). That is, in the case of the sliding member of the embodiment (b), it is necessary to provide a porous sintered metal layer for forming a sliding layer made of a synthetic resin by applying a synthetic resin on a steel backing. There are drawbacks in that it requires time and effort, and is expensive in terms of cost. In addition, when a cylindrical sliding member is obtained, the flat sliding member must be subjected to round bending, which limits the thickness of the back metal. As a result, when a thick back metal is required, there is a manufacturing complexity that the sliding member using the thin back metal has to be cylindrically wound and then further press-fitted into a cylindrical housing. . Further, in the cylindrical sliding member, an abutting portion is generated, that is, since a discontinuous portion is generated on the sliding surface, and when a load point acts on this portion, the sliding layer may be damaged from the load point. There is fear.
【0005】(c)の態様の摺動部材は、例えば特開昭
55−139429号公報などにおいて公知である。こ
の公報には、鋼板上に接着層を形成し、当該接着層にポ
リアセタール、ポリアミド等の合成樹脂、熱硬化性ポリ
イミド、四フッ化エチレン樹脂および潤滑油剤から成る
組成物を被着させた摺動部材が開示されている。当該摺
動部材は、(b)の態様の摺動部材の様に多孔質焼結金
属層を形成する必要がなく製造を簡略化できるが、苛酷
な摩擦条件下では樹脂層が摺動面において溶融流動した
り、裏金から剥離するという問題を生じる。The sliding member of the embodiment (c) is known, for example, from Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-139429. This publication discloses a sliding method in which an adhesive layer is formed on a steel sheet and a composition comprising a synthetic resin such as polyacetal or polyamide, a thermosetting polyimide, an ethylene tetrafluoride resin, and a lubricant is applied to the adhesive layer. A member is disclosed. The sliding member does not require the formation of a porous sintered metal layer as in the sliding member of the embodiment (b), and can simplify the production. However, under severe friction conditions, the resin layer is formed on the sliding surface. Problems such as melt flow and peeling from the back metal occur.
【0006】本発明は、上記実情に鑑みなされたもので
あり、その目的は、裏金との充分な結合力を得ることが
出来、苛酷な摩擦条件下でも溶融流動したり、裏金から
剥離したりすることがなく、摺動部材の製造が簡略化で
きる、摺動部材用樹脂組成物およびこれを使用した摺動
部材を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to obtain a sufficient bonding force with a back metal, to melt and flow under severe friction conditions, and to peel off from the back metal. An object of the present invention is to provide a resin composition for a sliding member and a sliding member using the same, which can simplify the production of the sliding member without performing the above.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、ベース樹脂として
ナイロン11又はナイロン12を使用し、これに複合金
属酸化物、フッ化カルシウム及び二硫化タングステンを
添加した樹脂組成物は、粉末塗装性に優れ、そして、こ
の樹脂組成物を裏金部材の表面に接着層を介して被着さ
せた摺動部材は、低速高荷重条件下において優れた摩擦
摩耗特性を発揮し得るとの知見を得た。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has used nylon 11 or nylon 12 as a base resin, and added a composite metal oxide, calcium fluoride, And a resin composition to which tungsten disulfide is added has excellent powder coating properties, and a sliding member obtained by applying this resin composition to the surface of a back metal member via an adhesive layer has a low speed and high load condition. It has been found that excellent friction and wear characteristics can be exhibited.
【0008】本発明は、上記の知見に基づき完成された
ものであり、その第1の要旨は、複合金属酸化物を0.
1〜3重量%、フッ化カルシウムを0.5〜8重量%、
二硫化タングステンを0.5〜8重量%含有し、残部が
ナイロン11又はナイロン12であることを特徴とする
摺動部材用樹脂組成物に存する。The present invention has been completed on the basis of the above findings, and a first gist of the present invention is to provide a composite metal oxide having a concentration of 0.1.
1-3 weight%, calcium fluoride 0.5-8 weight%,
A resin composition for a sliding member comprising 0.5 to 8% by weight of tungsten disulfide and the balance being nylon 11 or nylon 12.
【0009】そして、本発明の第2の要旨は、金属裏金
部材の表面に接着層を介して樹脂組成物から成る滑り層
を形成して成る摺動部材であって、前記樹脂組成物が、
複合金属酸化物を0.1〜3重量%、フッ化カルシウム
を0.5〜8重量%、二硫化タングステンを0.5〜8
重量%含有し、残部がナイロン11又はナイロン12で
あることを特徴とする摺動部材に存する。A second aspect of the present invention is a sliding member comprising a metal backing member and a sliding layer made of a resin composition formed on a surface of the metal backing member via an adhesive layer, wherein the resin composition comprises:
0.1 to 3% by weight of composite metal oxide, 0.5 to 8% by weight of calcium fluoride, 0.5 to 8% of tungsten disulfide
Wt.%, With the balance being nylon 11 or nylon 12.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
先ず、本発明の摺動部材用樹脂組成物について説明す
る。本発明において、樹脂組成物の主成分をなす樹脂と
しては、ナイロン11又はナイロン12が使用される。
これらの樹脂は、他のポリアミド樹脂に比べ吸水率が小
さく、粉末塗装性に優れるという特徴を有する。具体的
には、日本リルサン社製ナイロン11「リルサン(商品
名)」、ダイセル・ヒュルス社製ナイロン12「ダイア
ミド(商品名)」等が挙げられる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
First, the resin composition for a sliding member of the present invention will be described. In the present invention, nylon 11 or nylon 12 is used as a resin that is a main component of the resin composition.
These resins are characterized in that they have a lower water absorption than other polyamide resins and are excellent in powder coating properties. Specific examples include Nylon 11 “Rilsan (trade name)” manufactured by Nippon Rilsan Co., Ltd., and Nylon 12 “Dyamide (trade name)” manufactured by Daicel Huls.
【0011】本発明においては、ナイロン11又はナイ
ロン12(ベース樹脂)に複合金属酸化物を配合する
が、当該複合金属酸化物に含まれる金属元素としては、
Ti、Zn、Ni、Co、Al、Li、Cr、Ca、B
a、Sb、Fe、Cu、Mn、Zr、Mg、Sn、Pb
の群から選択される少なくとも2種以上の金属元素が好
ましい。In the present invention, a composite metal oxide is blended with nylon 11 or nylon 12 (base resin), and the metal element contained in the composite metal oxide is as follows:
Ti, Zn, Ni, Co, Al, Li, Cr, Ca, B
a, Sb, Fe, Cu, Mn, Zr, Mg, Sn, Pb
At least two or more metal elements selected from the group of are preferred.
【0012】上記の複合金属酸化物の具体例としては、
TiO2 −BaO−NiO、TiO2 −NiO−Sb2
O3 、TiO2 −Sb2 O3 −Cr2 O3 、ZnO−F
e2O3 、Cr2 O3 −ZnO−Fe2 O3 、NiO−
Fe2 O3 −Al2 O3 、TiO2 −NiO−ZnO−
CoO、Cr2 O3 −Al2 O3 −CoO、Al2 O3
−CoO、Cr2 O3 −CuO、Fe2 O3 −CuO−
Mn2 O3 、Cr2 O3 −Fe2 O3 −CoO、TiO
2 −NiO−ZnO−CoO−Al2 O3 、TiO2 −
CoO−CaO、TiO2 −NiO−CoO−Li
2 O、ZrO2 −SiO2 、BaO−ZrO2 、CaO
−ZrO2 、BaO−SnO2 、CaO−SnO2 、M
gO−Al2 O3 、MgO−TiO2 等が挙げられる。Specific examples of the above-mentioned composite metal oxide include:
TiO 2 —BaO—NiO, TiO 2 —NiO—Sb 2
O 3, TiO 2 -Sb 2 O 3 -Cr 2 O 3, ZnO-F
e 2 O 3, Cr 2 O 3 -ZnO-Fe 2 O 3, NiO-
Fe 2 O 3 —Al 2 O 3 , TiO 2 —NiO—ZnO—
CoO, Cr 2 O 3 -Al 2 O 3 -CoO, Al 2 O 3
—CoO, Cr 2 O 3 —CuO, Fe 2 O 3 —CuO—
Mn 2 O 3, Cr 2 O 3 -Fe 2 O 3 -CoO, TiO
2 -NiO-ZnO-CoO-Al 2 O 3, TiO 2 -
CoO-CaO, TiO 2 -NiO- CoO-Li
2 O, ZrO 2 —SiO 2 , BaO—ZrO 2 , CaO
—ZrO 2 , BaO—SnO 2 , CaO—SnO 2 , M
gO-Al 2 O 3, MgO -TiO 2 , and the like.
【0013】複合金属酸化物は、ベース樹脂であるナイ
ロン樹脂の耐摩耗性を向上させる作用を有する。その配
合割合は、通常0.1〜3重量%、好ましくは0.2〜
2重量%、更に好ましくは0.3〜1重量%である。配
合割合が0.1重量%未満の場合は耐摩耗性の向上の効
果が現われず、また、3重量%を超える場合は却って耐
摩耗性を低下させることになる。なお、複合金属酸化物
は2種以上を混合して使用してもよい。The composite metal oxide has a function of improving the abrasion resistance of the nylon resin as the base resin. The compounding ratio is usually 0.1 to 3% by weight, preferably 0.2 to 3% by weight.
It is 2% by weight, more preferably 0.3 to 1% by weight. If the mixing ratio is less than 0.1% by weight, the effect of improving the wear resistance will not be exhibited, and if it exceeds 3% by weight, the wear resistance will be reduced. The composite metal oxide may be used as a mixture of two or more kinds.
【0014】本発明においては、前記複合金属酸化物に
加えて、ベース樹脂にフッ化カルシウム及び二硫化タン
グステンを配合するが、これらは、従来使用されている
ものを使用できる。In the present invention, calcium fluoride and tungsten disulfide are added to the base resin in addition to the composite metal oxide, and those conventionally used can be used.
【0015】フッ化カルシウムは、複合金属酸化物と同
様に耐摩耗性を向上させる効果を有する。また、フッ化
カルシウムは、吸湿性がないため、湿度による摺動特性
への悪影響を防止する働きも有する。フッ化カルシウム
の配合割合は、通常0.5〜8重量%、好ましくは0.
5〜5重量%、更に好ましくは1〜3重量%である。配
合割合が0.5重量%未満の場合は耐摩耗性の向上に効
果が認められず、8重量%を超えるとフッ化カルシウム
の偏在が多くなり、滑り層の機械的強度が損なわれる。[0015] Calcium fluoride has an effect of improving abrasion resistance similarly to the composite metal oxide. Further, since calcium fluoride has no hygroscopicity, it also has a function of preventing adverse effects on sliding characteristics due to humidity. The mixing ratio of calcium fluoride is usually 0.5 to 8% by weight, preferably 0.1 to 8% by weight.
It is 5 to 5% by weight, more preferably 1 to 3% by weight. If the compounding ratio is less than 0.5% by weight, no effect on improvement of the abrasion resistance is recognized, and if it exceeds 8% by weight, the uneven distribution of calcium fluoride increases and the mechanical strength of the sliding layer is impaired.
【0016】二硫化タングステンも、耐摩耗性を向上さ
せる効果を有する。しかも、二硫化タングステンは、樹
脂中での分散性が良好であるため、前記フッ化カルシウ
ムと同時に使用することにより、分散性の余り良くない
フッ化カルシウムの分散性を改善し、フッ化カルシウム
の効果を充分に発揮させる働きを有する。また、複合金
属酸化物およびフッ化カルシウムを配合すると、前記の
様に耐摩耗性を向上させるが、低摩擦性が若干損なわれ
る。しかしながら、二硫化タングステンを配合すること
によりナイロン樹脂が本来有する低摩擦特性が維持され
る。[0016] Tungsten disulfide also has the effect of improving wear resistance. Moreover, since tungsten disulphide has good dispersibility in a resin, it can be used simultaneously with the above-mentioned calcium fluoride to improve the dispersibility of calcium fluoride, which has a poor dispersibility, and to improve the dispersibility of calcium fluoride. It has a function to exert the effect sufficiently. Further, when the composite metal oxide and calcium fluoride are blended, the wear resistance is improved as described above, but the low friction property is slightly impaired. However, by blending tungsten disulfide, the low friction characteristics inherent to nylon resin are maintained.
【0017】二硫化タングステンの配合割合は、通常
0.5〜8重量%、好ましくは0.5〜5重量%、更に
好ましくは1〜3重量%である。配合割合が0.5重量
%未満の場合は二硫化タングステンの前記の効果が充分
発揮されず、また、8重量%を超える場合は、金属裏金
部材の表面に形成された接着層との結合力が不充分とな
る。The compounding ratio of tungsten disulfide is usually 0.5 to 8% by weight, preferably 0.5 to 5% by weight, more preferably 1 to 3% by weight. If the compounding ratio is less than 0.5% by weight, the above-mentioned effect of tungsten disulfide is not sufficiently exhibited, and if it exceeds 8% by weight, the bonding strength with the adhesive layer formed on the surface of the metal backing member. Becomes insufficient.
【0018】ベース樹脂に配合される上記の各充填材の
配合量の合計が10重量%を超えると接着層との結合力
に悪影響を及ぼす傾向があるため、前記3種類の充填材
の配合量の合計は、通常10重量%以下、好ましくは2
〜8重量%とされる。If the total amount of the above fillers in the base resin exceeds 10% by weight, the bonding strength with the adhesive layer tends to be adversely affected. Is usually 10% by weight or less, preferably 2% by weight.
88% by weight.
【0019】本発明においては、上記の樹脂組成物に対
し、ナイロン樹脂の補強を目的として、カーボンブラッ
ク、炭素繊維、ガラス繊維、チタン酸カリウムウィス
カ、アラミド繊維などの補強材を5重量%以下の割合で
配合してもよい。In the present invention, a reinforcing material such as carbon black, carbon fiber, glass fiber, potassium titanate whisker or aramid fiber is added to the above resin composition in an amount of 5% by weight or less for the purpose of reinforcing the nylon resin. You may mix | blend in a ratio.
【0020】次に、本発明の摺動部材およびその製造方
法について説明する。金属裏金部材としては、一般構造
用圧延鋼材の鋼板・鋼帯、機械構造用炭素鋼鋼材の鋼板
・鋼帯、冷間圧延鋼板・鋼帯、一般構造用炭素鋼鋼管、
機械構造用炭素鋼鋼管などが好適であるが、目的、用途
によっては、アルミニウム合金、銅合金などの板、管
(継目無管など)も使用することが出来る。また、金属
板を丸曲げ加工した円筒体であって、その接合部を強固
に噛み合わせたものも使用することが出来る。Next, the sliding member of the present invention and a method for manufacturing the same will be described. Metal backing members include rolled steel sheets and steel strips for general structures, carbon steel sheets and steel strips for mechanical structures, cold-rolled steel sheets and strips, carbon steel pipes for general structures,
Although carbon steel pipes for machine structures are suitable, plates and pipes (seamless pipes and the like) of aluminum alloys, copper alloys and the like can also be used depending on purposes and applications. Further, a cylindrical body obtained by round-bending a metal plate and having its joints firmly engaged with each other can also be used.
【0021】接着層を形成するプライマーとしては、フ
ェノール変性アルキッド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、
エポキシ樹脂、フラン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウ
レタン樹脂などを使用することが出来る。As the primer for forming the adhesive layer, phenol-modified alkyd resin, polyamide-imide resin,
Epoxy resin, furan resin, polyester resin, polyurethane resin and the like can be used.
【0022】本発明の板状の摺動部材は次の様にして製
造される。先ず、所定寸法の板状の金属裏金部材を用意
する。当該金属裏金部材を溶剤洗浄、アルカリ洗浄等に
より脱脂処理した後、酸処理、ブラスト処理などによ
り、金属裏金部材表面の金属酸化物などを除去すると共
に粗面化処理をする。The plate-like sliding member of the present invention is manufactured as follows. First, a plate-shaped metal back metal member having a predetermined size is prepared. After the metal backing member is degreased by solvent cleaning, alkali cleaning, or the like, a metal oxide or the like on the surface of the metal backing member is removed by an acid treatment or a blast treatment, and the surface is roughened.
【0023】次に、金属裏金部材の表面にスプレー塗布
または浸漬法によりプライマー皮膜を形成し、当該プラ
イマー皮膜に含まれる溶剤を充分に蒸発させる。Next, a primer film is formed on the surface of the metal backing member by spray coating or dipping, and the solvent contained in the primer film is sufficiently evaporated.
【0024】次に、金属裏金部材を300〜400℃に
設定された加熱炉に入れ、表面温度が250〜300℃
になるまで加熱処理し(数分〜数十分)、裏金部材の表
面に厚さ5〜30μmのプライマーから成る接着層を形
成する。Next, the metal backing member is placed in a heating furnace set at 300 to 400 ° C., and the surface temperature is set to 250 to 300 ° C.
(For several minutes to several tens of minutes) to form an adhesive layer made of a primer having a thickness of 5 to 30 μm on the surface of the back metal member.
【0025】次に、表面温度が250〜300℃に保持
されている金属裏金部材の表面に前記の樹脂組成物の粉
末を散布すると共に樹脂組成物を溶融付着させる。その
後、冷却し、機械加工を施し、厚さが0.3〜0.5m
mの滑り層を有する板状の摺動部材を得る。Next, the resin composition powder is sprayed on the surface of the metal backing member whose surface temperature is maintained at 250 to 300 ° C., and the resin composition is melt-adhered. After that, it is cooled, machined, and has a thickness of 0.3 to 0.5 m.
A plate-shaped sliding member having m sliding layers is obtained.
【0026】本発明の円筒状の摺動部材は次の様にして
製造される。先ず、所定寸法の円筒状の金属裏金部材を
用意し、上記と同様にして金属裏金部材表面の金属酸化
物などを除去すると共に粗面化処理をする。次に、金属
裏金部材の内周面に上記と同様にしてプライマー皮膜を
形成した後、裏金部材の内周面に厚さ5〜30μmのプ
ライマーから成る接着層を形成する。The cylindrical sliding member of the present invention is manufactured as follows. First, a cylindrical metal backing member having a predetermined size is prepared, and a metal oxide or the like on the surface of the metal backing member is removed and a surface roughening process is performed in the same manner as described above. Next, after forming a primer film on the inner peripheral surface of the metal backing member in the same manner as described above, an adhesive layer made of a primer having a thickness of 5 to 30 μm is formed on the inner peripheral surface of the backing member.
【0027】次に、表面温度が250〜300℃に保持
されている裏金部材を軸中心に回転させながら、接着層
が形成された裏金部材の内周面に樹脂組成物の粉末を散
布すると共に樹脂組成物を溶融付着させる。その後、冷
却し、機械加工を施し、厚さが0.3〜0.5mmの滑
り層を有する円筒状の摺動部材を得る。Next, while rotating the back metal member whose surface temperature is maintained at 250 to 300 ° C. around the axis, the resin composition powder is sprayed on the inner peripheral surface of the back metal member on which the adhesive layer is formed. The resin composition is melt-adhered. After that, it is cooled and machined to obtain a cylindrical sliding member having a sliding layer with a thickness of 0.3 to 0.5 mm.
【0028】以上説明した製造方法においては粉末散布
による方法を示したが、流動浸漬法または静電塗装法に
より樹脂組成物の粉末を溶融付着させてもよい。In the above-described production method, a method using powder spraying has been described. However, a resin composition powder may be melt-adhered by a fluid immersion method or an electrostatic coating method.
【0029】[0029]
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例
に限定されるものではない。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.
【0030】実施例1〜5及び比較例1〜2 金属裏金部材として、厚さ8mmの一般構造用圧延鋼鋼
板を使用した。脱脂洗浄した金属裏金部材の表面にブラ
スト処理を施し、エアブローにより処理表面を清浄にし
た。このときの処理表面の平均粗さは19μmであっ
た。Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 As a metal backing member, a rolled steel sheet for general structure having a thickness of 8 mm was used. The surface of the degreased and cleaned metal back metal member was subjected to blast treatment, and the treated surface was cleaned by air blowing. At this time, the average roughness of the treated surface was 19 μm.
【0031】次に、金属裏金部材の表面にエポキシ樹脂
プライマーをスプレー塗布し、400℃に設定された加
熱炉で12分間処理し(表面温度270〜290℃)、
厚さ0.02mmの接着層を形成した。Next, an epoxy resin primer is spray-coated on the surface of the metal backing member and treated in a heating furnace set at 400 ° C. for 12 minutes (surface temperature of 270 to 290 ° C.)
An adhesive layer having a thickness of 0.02 mm was formed.
【0032】次に、金属裏金部材を加熱炉から取り出
し、接着層が形成された表面に表2〜3に示す組成より
成る樹脂組成物の粉末を散布して溶融付着させた。そし
て、冷却後、機械加工を施し、接着層表面に0.4mm
の厚さの滑り層を有する板状の摺動部材を得た。Next, the metal backing member was taken out of the heating furnace, and a resin composition powder having the composition shown in Tables 2 and 3 was sprayed on the surface on which the adhesive layer was formed, and was melt-adhered. Then, after cooling, mechanical processing is performed, and 0.4 mm
A plate-shaped sliding member having a sliding layer having a thickness of 3 mm was obtained.
【0033】上述した実施例および比較例で得た板状の
摺動部材の摺動特性について下記表1に示すスラスト試
験により耐荷重性を評価した。With respect to the sliding characteristics of the plate-shaped sliding members obtained in the above-mentioned Examples and Comparative Examples, load resistance was evaluated by a thrust test shown in Table 1 below.
【0034】[0034]
【表1】 スラスト試験 試験条件 面圧:100kgf/cm2 を60分毎に累積負荷 最大700kgf/cm2 速度:1m/min 潤滑:試験開始前に摺動面にリチウム系グリースを塗布 相手材:調質後高周波焼入れした高炭素クロム軸受鋼[Table 1] Thrust test Test conditions Surface pressure: Cumulative load of 100 kgf / cm 2 every 60 minutes Maximum 700 kgf / cm 2 Speed: 1 m / min Lubrication: Lithium grease is applied to the sliding surface before the test starts. Induction hardened high carbon chromium bearing steel after tempering
【0035】試験結果は表2〜3の通りである。なお、
表中の複合金属酸化物の種類は複合金属酸化物に含まれ
る金属元素で表示し、配合割合は重量%で示す。The test results are shown in Tables 2 and 3. In addition,
The type of the composite metal oxide in the table is represented by the metal element contained in the composite metal oxide, and the blending ratio is shown by weight%.
【0036】[0036]
【表2】 ──────────────────────────────────── 実 施 例 1 2 3 ナイロン樹脂 96.5 96.5 95 ナイロン樹脂(種類) 11 12 11 複合金属酸化物 0.5 0.5 1 複合金属酸化物(種類) Ti-Zn-Ni-Co Co-Al-Cr Ti-Zn-Ni-Co-Al (以下Aという)(以下Bという)(以下Cという) フッ化カルシウム 1.5 1.5 2二硫化タングステン 1.5 1.5 2 摩擦係数 0.05 0.05 0.06 摩耗量(μm) 60 60 80 ────────────────────────────────────[Table 2] ──────────────────────────────────── Example 1 2 3 Nylon resin 96.5 96.5 95 Nylon resin (type) 11 12 11 Composite metal oxide 0.5 0.5 1 Composite metal oxide (type) Ti-Zn-Ni-Co Co-Al-Cr Ti-Zn-Ni-Co-Al (hereinafter referred to as A) ( (Hereinafter referred to as B) (hereinafter referred to as C) Calcium fluoride 1.5 1.5 2 Tungsten disulfide 1.5 1.5 2 Coefficient of friction 0.05 0.05 0.06 Amount of wear (μm) 60 60 80 ──────────────── ────────────────────
【0037】[0037]
【表3】 ──────────────────────────────────── 実 施 例 比 較 例 4 5 1 2 ナイロン樹脂 96 95 99 98 ナイロン樹脂(種類) 12 11 11 11 複合金属酸化物 1 1 1 − 複合金属酸化物(種類) Ti-Co-Ca C C − (以下Dという) フッ化カルシウム 1 1 − 2二硫化タングステン 2 3 − − 摩擦係数 0.05 0.05 0.06 0.07 摩耗量(μm) 70 80 200 − ────────────────────────────────────TABLE 3 ──────────────────────────────────── implementation example comparisons Example 4 5 1 2 Nylon resin 96 95 99 98 Nylon resin (type) 12 11 11 11 Composite metal oxide 11 1-Composite metal oxide (type) Ti-Co-Ca C C-(hereinafter referred to as D) Calcium fluoride 11-2 Tungsten disulfide 23 3-- Coefficient of friction 0.05 0.05 0.06 0.07 Wear (μm) 70 80 200-− ────────
【0038】以上の試験結果から明らかな様に、実施例
1〜5の摺動部材は、スラスト試験において、累積荷重
700kgf/cm2 という荷重条件においても低い摩
擦係数で安定した性能を発揮し、累積荷重700kgf
/cm2 時の摩耗量は80μm以下と極めて低い値をし
た。これに対し、比較例1の摺動部材は、低い摩擦係数
を示すものの摩耗量が多かった。また、比較例2の摺動
部材は、累積荷重400kgf/cm2 の時点で滑り層
と裏金との間に剥離を生じたため、試験を中止した。比
較例2における摩擦係数は累積荷重100〜300kg
f/cm2 時点での値を示し、また、摩耗量は測定出来
なかった。As is apparent from the above test results, the sliding members of Examples 1 to 5 exhibited stable performance with a low friction coefficient even in a load condition of a cumulative load of 700 kgf / cm 2 in a thrust test. Cumulative load 700kgf
The amount of wear at / cm 2 was an extremely low value of 80 μm or less. On the other hand, the sliding member of Comparative Example 1 showed a low coefficient of friction, but had a large amount of wear. The test was stopped because the sliding member of Comparative Example 2 peeled off between the sliding layer and the backing metal at a cumulative load of 400 kgf / cm 2 . Coefficient of friction in Comparative Example 2 is 100 to 300 kg of cumulative load
The value at f / cm 2 was shown, and the wear amount could not be measured.
【0039】実施例6〜30及び比較例3〜9 金属裏金部材として、内径が60mm、外径が75m
m、長さが50mmの機械構造用炭素鋼鋼管を使用し
た。脱脂洗浄した円筒状金属裏金部材の内周面にブラス
ト処理により粗面化処理を施し、エアブローにより処理
表面を清浄にした。このときの処理表面の平均粗さは1
9μmであった。Examples 6 to 30 and Comparative Examples 3 to 9 As the metal backing member, the inner diameter was 60 mm and the outer diameter was 75 m.
m, a carbon steel pipe for machine structure having a length of 50 mm was used. The inner peripheral surface of the degreased and cleaned cylindrical metal backing member was subjected to a surface roughening treatment by blast treatment, and the treated surface was cleaned by air blow. The average roughness of the treated surface at this time was 1
It was 9 μm.
【0040】次に、円筒状金属裏金部材の内周面にエポ
キシ樹脂プライマーをスプレー塗布し、400℃に設定
された加熱炉で12分処理し(表面温度270〜290
℃)、厚さ0.02mmの接着層を形成した。Next, an epoxy resin primer is spray-coated on the inner peripheral surface of the cylindrical metal backing member, and treated for 12 minutes in a heating furnace set at 400 ° C. (surface temperature of 270 to 290).
C), and an adhesive layer having a thickness of 0.02 mm was formed.
【0041】次に、円筒状金属裏金部材を加熱炉から取
り出し、軸中心に回転させながら、接着層を形成した内
周面上に表5〜10に示す組成より成る樹脂組成物の粉
末を散布して溶融付着させた。そして、冷却した後、内
周面に機械加工を施し、接着層の表面に0.4mmの厚
さの滑り層を有する円筒状摺動部材を得た。Next, the cylindrical metal backing member is taken out of the heating furnace, and while being rotated about the axis, the resin composition powder having the composition shown in Tables 5 to 10 is sprayed on the inner peripheral surface on which the adhesive layer is formed. And melt-adhered. After cooling, the inner peripheral surface was machined to obtain a cylindrical sliding member having a 0.4 mm-thick sliding layer on the surface of the adhesive layer.
【0042】上述した実施例および比較例で得た円筒状
摺動部材の摺動特性について行なった試験およびその結
果について述べる。摺動特性については、表4に示すジ
ャーナル揺動試験によって耐久性を評価した。Tests performed on the sliding characteristics of the cylindrical sliding members obtained in the above Examples and Comparative Examples and the results thereof will be described. With respect to the sliding characteristics, the durability was evaluated by a journal swing test shown in Table 4.
【0043】[0043]
【表4】 ジャーナル揺動試験 試験条件 面圧:500kgf/cm2 揺動角度:±45° 揺動サイクル:5cpm サイクル数:100,000サイクル 潤滑:試験開始前に摺動面にリチウム系グリースを塗布 相手材:調質後高周波焼入れした高炭素クロム軸受鋼[Table 4] Journal swing test Test conditions Surface pressure: 500 kgf / cm 2 Swing angle: ± 45 ° Swing cycle: 5 cpm Number of cycles: 100,000 cycles Lubrication: Lithium-based grease is applied to the sliding surface before the test starts. Coating material: High carbon chromium bearing steel that has been tempered and induction hardened
【0044】上記試験条件により行なった試験結果は表
5〜10の通りである。なお、表中の配合割合は重量%
で示す。Tables 5 to 10 show test results obtained under the above test conditions. The blending ratio in the table is% by weight.
Indicated by
【0045】[0045]
【表5】 ──────────────────────────────────── 実 施 例 6 7 8 9 10 11 ナイロン樹脂 97.9 97.2 96.5 96 98 98 ナイロン樹脂(種類) 11 12 11 11 12 12 複合金属酸化物 0.1 0.3 0.5 1 1 0.5 複合金属酸化物(種類) A B C C D D フッ化カルシウム 1 1.5 1.5 1 0.5 0.5 二硫化タングステン 1 1 1.5 2 0.5 1 摩擦係数 0.05 0.05 0.05 0.05 0.06 0.05 摩耗量(μm) 58 42 35 40 55 50 ────────────────────────────────────[Table 5] Example 6 7 8 9 10 11 Nylon Resin 97.9 97.2 96.5 96 98 98 Nylon resin (type) 11 12 11 11 12 12 Composite metal oxide 0.1 0.3 0.5 1 10.5 Composite metal oxide (type) ABCDCD Calcium fluoride 1 1.5 1.5 1 0.5 0.5 Tungsten disulfide 1 1 1.5 2 0.5 1 Coefficient of friction 0.05 0.05 0.05 0.05 0.06 0.05 Wear (μm) 58 42 35 40 55 50 ────────────────────── ──────────────
【0046】[0046]
【表6】 ──────────────────────────────────── 実 施 例 12 13 14 15 16 17 ナイロン樹脂 96 94 91 97.5 97.5 95.5 ナイロン樹脂(種類) 12 11 12 12 11 11 複合金属酸化物 0.5 0.5 0.5 1 0.5 0.5 複合金属酸化物(種類) C C C B B C フッ化カルシウム 0.5 0.5 0.5 1 1 1二硫化タングステン 3 5 8 0.5 1 3 摩擦係数 0.05 0.05 0.05 0.06 0.06 0.05 摩耗量(μm) 47 55 65 45 43 45 ────────────────────────────────────[Table 6] Example 12 13 14 15 16 17 Nylon Resin 96 94 91 97.5 97.5 95.5 Nylon resin (type) 12 11 12 12 11 11 Composite metal oxide 0.5 0.5 0.5 1 0.5 0.5 Composite metal oxide (type) CCC BBC calcium calcium fluoride 0.5 0.5 0.5 11 1 1 Tungsten disulfide 3 5 8 0.5 1 3 Coefficient of friction 0.05 0.05 0.05 0.06 0.06 0.05 Wear (μm) 47 55 65 45 43 45 ────────────────────── ──────────────
【0047】[0047]
【表7】 ──────────────────────────────────── 実 施 例 18 19 20 21 22 23 ナイロン樹脂 93.5 97 96 95 95.5 94.5 ナイロン樹脂(種類) 11 11 11 11 11 11 複合金属酸化物 0.5 0.5 1 0.5 0.5 0.5 複合金属酸化物(種類) C C C C C A フッ化カルシウム 1 1.5 1.5 1.5 3 3二硫化タングステン 5 1 1.5 3 1 2 摩擦係数 0.05 0.06 0.05 0.05 0.06 0.06 摩耗量(μm) 50 38 35 43 45 45 ────────────────────────────────────[Table 7] Example 18 18 20 20 22 23 Nylon Resin 93.5 97 96 95 95.5 94.5 Nylon resin (type) 11 11 11 11 11 11 Complex metal oxide 0.5 0.5 1 0.5 0.5 0.5 Complex metal oxide (type) CCCCCA Calcium fluoride 1 1.5 1.5 1.5 3 3 Tungsten disulfide 5 1 1.5 3 1 2 Coefficient of friction 0.05 0.06 0.05 0.05 0.06 0.06 Wear (μm) 50 38 35 43 45 45 ────────────────────── ──────────────
【0048】[0048]
【表8】 ──────────────────────────────────── 実 施 例 24 25 26 27 28 29 ナイロン樹脂 91.5 93.5 92.5 90.5 95.5 95 ナイロン樹脂(種類) 11 12 11 12 11 11 複合金属酸化物 0.5 0.5 0.5 0.5 1.5 2 複合金属酸化物(種類) A C C C C C フッ化カルシウム 3 5 5 8 1.5 1.5 二硫化タングステン 5 1 2 1 1.5 1.5 摩擦係数 0.05 0.06 0.06 0.07 0.05 0.05 摩耗量(μm) 60 58 60 65 45 50 ────────────────────────────────────[Table 8] ──────────────────────────────────── Example 24 24 26 27 28 29 Nylon Resin 91.5 93.5 92.5 90.5 95.5 95 Nylon resin (type) 11 12 11 12 11 11 Composite metal oxide 0.5 0.5 0.5 0.5 1.5 2 Composite metal oxide (type) ACCCCC Calcium fluoride 3.5 5 8 1.5 1.5 Tungsten disulfide 5 1 2 1 1.5 1.5 Coefficient of friction 0.05 0.06 0.06 0.07 0.05 0.05 Abrasion (μm) 60 58 60 65 45 50 ────────────────────── ──────────────
【0049】[0049]
【表9】 ──────────────────────────────────── 実 施 例 比 較 例 30 3 4 5 6 ナイロン樹脂 95 99 97 97 97 ナイロン樹脂(種類) 11 11 11 11 11 複合金属酸化物 3 1 − − − 複合金属酸化物(種類) C C − − − フッ化カルシウム 1 − 3 − 1.5 二硫化タングステン 1 − − 3 1.5 摩擦係数 0.06 0.05 0.07 0.05 0.07 摩耗量(μm) 57 250 − − − ────────────────────────────────────TABLE 9 ──────────────────────────────────── implementation example comparisons Example 30 3 4 5 6 Nylon resin 95 99 97 97 97 Nylon resin (type) 11 11 11 11 11 Composite metal oxide 31---Composite metal oxide (type) CC---Calcium fluoride 1-3-1.5 Tungsten disulfide 1--3 1.5 Coefficient of friction 0.06 0.05 0.07 0.05 0.07 Wear (μm) 57 250---──────────────────────────── ────────
【0050】[0050]
【表10】 ──────────────────────────────────── 比 較 例 7 8 9 ナイロン樹脂 96.5 96.5 100 ナイロン樹脂(種類) 11 11 11 複合金属酸化物 0.5 0.5 − 複合金属酸化物(種類) C C − フッ化カルシウム 3 − −二硫化タングステン − 3 − 摩擦係数 0.06 0.05 0.04 摩耗量(μm) 160 180 300 ────────────────────────────────────[Table 10] Comparative Example 7 89 Nylon resin 96.5 96.5 100 Nylon resin (type) 11 11 11 Composite metal oxide 0.5 0.5-Composite metal oxide (type) CC-Calcium fluoride 3-- Tungsten disulfide-3- Coefficient of friction 0.06 0.05 0.04 Abrasion (μm) 160 180 300 ────────────────────────────────────
【0051】以上の試験結果から明らかな様に、実施例
6〜30の摺動部材は、ジャーナル揺動試験において、
面圧500kgf/cm2 という極めて厳しい荷重条件
下においても低い摩擦係数で安定した性能を発揮し、摩
耗量においても65μm以下と極めて低い値を示した。
これに対し、比較例4〜6の摺動部材は、試験途中で滑
り層と裏金との間に剥離を生じたため試験を中止した。
比較例4、5および6における摩擦係数は剥離前の安定
しているときの摩擦係数を示し、摩耗量は測定出来なか
った。また、比較例3及び7〜9の摺動部材は、摩擦係
数は低いものの摩耗量が多かった。As is evident from the above test results, the sliding members of Examples 6 to 30 were tested in the journal swing test.
Even under a very severe load condition of a surface pressure of 500 kgf / cm 2 , stable performance was exhibited with a low friction coefficient, and an extremely low value of 65 μm or less was exhibited also in the amount of wear.
In contrast, the sliding members of Comparative Examples 4 to 6 stopped the test because peeling occurred between the sliding layer and the backing metal during the test.
The coefficient of friction in Comparative Examples 4, 5 and 6 indicates the coefficient of friction when the material was stable before peeling, and the wear amount could not be measured. Further, the sliding members of Comparative Examples 3 and 7 to 9 had a low friction coefficient but a large amount of wear.
【0052】[0052]
【発明の効果】以上詳述した様に、本発明の樹脂組成物
によれば、裏金との充分な結合力を得ることが出来、過
酷な摩擦条件下でも溶融流動したり裏金から剥離したり
することがなく、更に、粉末塗装性にも優れるために過
酷な摩擦条件下においても優れた摩擦摩耗特性を発揮す
る摺動部材が提供される。As described above in detail, according to the resin composition of the present invention, a sufficient bonding force with the back metal can be obtained, and the resin composition melts and flows under severe friction conditions or peels off from the back metal. The present invention provides a sliding member that exhibits excellent frictional wear characteristics even under severe frictional conditions due to excellent powder coating properties.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C10M 103/06 C10M 103/06 B 107/40 107/40 F16C 33/24 F16C 33/24 Z // C10N 40:02 50:08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C10M 103/06 C10M 103/06 B 107/40 107/40 F16C 33/24 F16C 33/24 Z // C10N 40:02 50: 08
Claims (6)
ッ化カルシウムを0.5〜8重量%、二硫化タングステ
ンを0.5〜8重量%含有し、残部がナイロン11又は
ナイロン12であることを特徴とする摺動部材用樹脂組
成物。1. A composite metal oxide containing 0.1 to 3% by weight, calcium fluoride at 0.5 to 8% by weight, tungsten disulfide at 0.5 to 8% by weight, the balance being nylon 11 or nylon 12. A resin composition for a sliding member, which is 12.
Ti、Zn、Ni、Co、Al、Li、Cr、Ca、B
a、Sb、Fe、Cu、Mn、Zr、Mg、Sn、Pb
の群から選択される少なくとも2種以上である請求項1
に記載の摺動部材用樹脂組成物。2. The method according to claim 1, wherein the metal element contained in the composite metal oxide is
Ti, Zn, Ni, Co, Al, Li, Cr, Ca, B
a, Sb, Fe, Cu, Mn, Zr, Mg, Sn, Pb
And at least two kinds selected from the group consisting of:
4. The resin composition for a sliding member according to item 1.
脂組成物から成る滑り層を形成して成る摺動部材であっ
て、前記樹脂組成物が、複合金属酸化物を0.1〜3重
量%、フッ化カルシウムを0.5〜8重量%、二硫化タ
ングステンを0.5〜8重量%含有し、残部がナイロン
11又はナイロン12であることを特徴とする摺動部
材。3. A sliding member formed by forming a sliding layer made of a resin composition on the surface of a metal backing member via an adhesive layer, wherein the resin composition contains a composite metal oxide in an amount of 0.1 to 10%. A sliding member comprising 3% by weight, 0.5 to 8% by weight of calcium fluoride, 0.5 to 8% by weight of tungsten disulfide, and the balance being nylon 11 or nylon 12.
記載の摺動部材。4. The sliding member according to claim 3, wherein the metal backing member is a plate.
円筒状体の内周面に、接着層を介して樹脂組成物から成
る滑り層が形成されている請求項3に記載の摺動部材。5. The slide according to claim 3, wherein the metal back metal member is a cylindrical body, and a sliding layer made of a resin composition is formed on an inner peripheral surface of the cylindrical body via an adhesive layer. Moving member.
Ti、Zn、Ni、Co、Al、Li、Cr、Ca、B
a、Sb、Fe、Cu、Mn、Zr、Mg、Sn、Pb
の群から選択される少なくとも2種以上である請求項3
乃至5の何れかに記載の摺動部材。6. The metal element contained in the composite metal oxide,
Ti, Zn, Ni, Co, Al, Li, Cr, Ca, B
a, Sb, Fe, Cu, Mn, Zr, Mg, Sn, Pb
4. At least two members selected from the group consisting of
6. The sliding member according to any one of claims 1 to 5.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006056205A (en) * | 2004-08-23 | 2006-03-02 | Oiles Ind Co Ltd | Multiple layer sliding member and rack guide in rack and pinion type steering apparatus using it |
JP2009103193A (en) * | 2007-10-23 | 2009-05-14 | Oiles Ind Co Ltd | Sliding surface material and slide member |
JP2009103194A (en) * | 2007-10-23 | 2009-05-14 | Oiles Ind Co Ltd | Method of manufacturing multi-layered sliding member |
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