KR102048386B1 - Composite bearing comprising solid lubrication layer and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고체 윤활층을 포함하는 복합 베어링 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 모재; 상기 모재 상에 형성되고, 금속 입자가 열융착되고 기공이 형성된 다공성의 금속 입자층; 및 상기 금속 입자층 상에 형성되고, 상기 금속 입자층의 기공에 일부가 매립되도록 코팅되어 형성된 고체 윤활층을 포함하는 복합 베어링 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 우수한 고체 윤활성 및 내구성 등을 가져 베어링의 수명이 연장될 수 있다. The present invention relates to a composite bearing comprising a solid lubrication layer and a method of manufacturing the same. The present invention base material; A porous metal particle layer formed on the base material, the metal particles being thermally fused and formed with pores; And a solid lubrication layer formed on the metal particle layer and formed by coating a portion of the metal particle layer so as to be embedded in the pores of the metal particle layer. According to the present invention, the life of the bearing can be extended by bringing excellent solid lubricity and durability.

Description

고체 윤활층을 포함하는 복합 베어링 및 그 제조방법 {COMPOSITE BEARING COMPRISING SOLID LUBRICATION LAYER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Composite bearing including solid lubrication layer and manufacturing method thereof {COMPOSITE BEARING COMPRISING SOLID LUBRICATION LAYER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 고체 윤활층을 포함하는 복합 베어링 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속 입자층의 표면 및 내부에 형성된 고체 윤활층을 포함하여, 고체 윤활성 및 내구성이 우수하고 수명이 연장될 수 있는 복합 베어링 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a composite bearing including a solid lubrication layer and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a solid lubrication layer formed on the surface and the inside of the metal particle layer, so that the solid lubricity and durability are excellent and the life can be extended. The present invention relates to a composite bearing and a method of manufacturing the same.

대부분의 기계 장치는 슬라이딩 요소로서 회전축과 부품 간의 마찰 방지 등을 위한 베어링(Bearing)을 포함하고 있다. 베어링은 크게 미끄럼 베어링(sliding bearing)과 구름 베어링(rolling bearing) 등으로 구분되고 있다. 경우에 따라서는 부품 간의 직접 접촉(마찰)을 방지한다는 측면에서 부시(bush)도 여기에 속하며, 이는 통상 베어링 부시, 슬라이드 부시 또는 힌지 부시 등으로 불리우고 있다. Most mechanical devices include bearings as sliding elements for preventing friction between the rotating shaft and the parts. Bearings are largely divided into sliding bearings and rolling bearings. In some cases, bushes also belong to this in terms of preventing direct contact (friction) between parts, which are commonly referred to as bearing bushes, slide bushes or hinge bushes.

일반적으로, 베어링은 고강도 등을 위해 강재(steel) 등의 금속재로 이루어지고 있다. 그러나 베어링은 고체 윤활성이 낮아 마찰로 인해 마모되기 쉽다. 이에, 베어링 모재(강재)의 표면에 고체 윤활성을 위한 코팅층(고체 윤활층)을 형성하여 복합화하는 기술이 제안되었다. In general, the bearing is made of a metal material such as steel (steel) for high strength and the like. However, bearings have low solid lubricity and are subject to wear due to friction. Accordingly, a technique for forming a coating layer (solid lubrication layer) for solid lubricity on the surface of a bearing base material (steel material) and combining it has been proposed.

예를 들어, 한국 공개특허 제10-2010-0065288호에는 강재의 일면에 구리-주석-비스무트 합금 분말(Cu-Sn-Bi alloy)과 금속 화합물 분말(Fe3P, MoSi2)을 코팅, 소결한 베어링이 제시되어 있다. 또한, 한국 공개특허 제10-2013-0026644호 및 한국 공개특허 제10-2013-0026645호 등에는 철판 모재에 테프론(불소 수지)을 코팅한 힌지 부시가 제시되어 있다. For example, Korean Patent Application Publication No. 10-2010-0065288 discloses coating and sintering copper-tin-bismuth alloy powder (Cu-Sn-Bi alloy) and metal compound powder (Fe 3 P, MoSi 2 ) on one surface of steel. One bearing is shown. In addition, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0026644 and Korean Patent Publication No. 10-2013-0026645 disclose a hinge bush coated with Teflon (fluorine resin) on an iron plate base material.

그러나 종래 기술에 따른 베어링(및 부시)은 고체 윤활성이 낮고 내구성이 떨어져 수명이 짧은 문제점이 있다. However, the bearing (and bush) according to the prior art has a problem of low solid lubricity and low durability and short life.

한국 공개특허 제10-2010-0065288호Korean Patent Publication No. 10-2010-0065288 한국 공개특허 제10-2013-0026644호Korean Patent Publication No. 10-2013-0026644 한국 공개특허 제10-2013-0026645호Korean Patent Publication No. 10-2013-0026645

이에, 본 발명은 개선된 베어링 및 그 제조방법을 제공하는 데에 목적이 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide an improved bearing and a method of manufacturing the same.

구체적으로, 본 발명은 모재 상에 금속 입자층을 형성하고, 상기 금속 입자층의 표면 및 내부에 고체 윤활층을 형성하여 우수한 고체 윤활성 및 내구성 등을 가져 수명이 연장될 수 있는 복합 베어링 및 그 제조방법을 제공하는 데에 목적이 있다. Specifically, the present invention is to form a metal particle layer on the base material, and to form a solid lubrication layer on the surface and the inside of the metal particle layer has a good solid lubricity and durability, etc., the composite bearing and its manufacturing method can be extended life The purpose is to provide.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, The present invention to achieve the above object,

모재; Base material;

상기 모재 상에 형성되고, 금속 입자가 열융착되고 기공이 형성된 다공성의 금속 입자층; 및 A porous metal particle layer formed on the base material, the metal particles being thermally fused and formed with pores; And

상기 금속 입자층 상에 형성되고, 상기 금속 입자층의 기공에 일부가 매립되도록 코팅되어 형성된 고체 윤활층을 포함하는 복합 베어링을 제공한다. The composite bearing is formed on the metal particle layer and includes a solid lubrication layer formed by coating a portion of the metal particle layer to be embedded in the pores of the metal particle layer.

또한, 본 발명은, In addition, the present invention,

모재; Base material;

상기 모재 상에 형성되고, 금속 입자가 열융착되고 기공이 형성된 다공성의 금속 입자층; 및 A porous metal particle layer formed on the base material, the metal particles being thermally fused and formed with pores; And

상기 금속 입자층 상에 코팅되어 형성된 고체 윤활층을 포함하고, It comprises a solid lubrication layer formed by coating on the metal particle layer,

상기 금속 입자층은 격자 구조로 형성된 격자 홈을 포함하며, The metal particle layer includes a lattice groove formed in a lattice structure,

상기 고체 윤활층은, The solid lubrication layer,

상기 금속 입자층의 표면 상에 형성된 표면 윤활층과, A surface lubricating layer formed on the surface of the metal particle layer;

상기 금속 입자층의 기공에 매립된 매립 윤활층과, A buried lubrication layer embedded in pores of the metal particle layer;

상기 금속 입자층의 격자 홈에 삽입되어 격자 구조로 형성된 격자 윤활층을 포함하는 복합 베어링을 제공한다. Provided is a composite bearing comprising a lattice lubrication layer inserted into the lattice grooves of the metal particle layer to form a lattice structure.

실시형태에 따라서, 상기 고체 윤활층은 고체 윤활제 및 바인더를 포함하되, 나노 사파이어를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment, the solid lubrication layer may include a solid lubricant and a binder, and may further include nano sapphire.

이에 더하여, 본 발명은, In addition, the present invention,

모재 상에 금속 입자를 배열하여 금속 입자 배열층을 형성하는 제1단계; A first step of forming a metal particle array layer by arranging metal particles on a base material;

상기 금속 입자 배열층에 격자 구조의 격자 홈을 형성하는 제2단계; Forming a lattice groove of a lattice structure in the metal particle array layer;

상기 격자 홈이 형성된 금속 입자 배열층에 열을 가하여, 금속 입자가 열융착되고 기공이 형성된 다공성의 금속 입자층을 형성하는 제3단계; 및 A third step of applying heat to the metal particle array layer on which the lattice groove is formed to form a porous metal particle layer in which the metal particles are thermally fused and pores are formed; And

상기 금속 입자층 상에 고체 윤활성 조성물을 코팅하여 고체 윤활층을 형성하되, 상기 고체 윤활성 조성물의 일부가 기공에 매립되고 격자 홈에 삽입되도록 하여, 상기 금속 입자층의 표면 상에 형성된 표면 윤활층과, 상기 금속 입자층의 기공에 매립된 매립 윤활층과, 상기 금속 입자층의 격자 홈에 삽입되어 격자 구조로 형성된 격자 윤활층을 포함하도록 고체 윤활층을 형성하는 제4단계를 포함하는 복합 베어링의 제조방법을 제공한다. A surface lubricating layer formed on the surface of the metal particle layer by coating a solid lubricating composition on the metal particle layer to form a solid lubricating layer, wherein a part of the solid lubricating composition is embedded in pores and inserted into a lattice groove; It provides a method of manufacturing a composite bearing comprising a fourth step of forming a solid lubrication layer to include a buried lubrication layer embedded in the pores of the metal particle layer and a lattice lubrication layer inserted into the lattice groove of the metal particle layer to form a lattice structure. do.

이때, 상기 제1단계에서는 표면에 피막이 형성된 금속 입자를 모재 상에 산포, 배열한 후, 열을 가하여 금속 입자 배열층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 제2단계에서는 양각의 격자 돌기가 형성된 격자 홈 형성기를 금속 입자 배열층에 가압하여 격자 홈을 형성할 수 있다. In this case, in the first step, the metal particles having a film on the surface may be scattered and arranged on the base material, and then heat may be applied to form the metal particle array layer. Also, in the second step, the lattice grooves may be formed by pressing the lattice groove formers having the embossed lattice protrusions on the metal particle array layer.

본 발명에 따르면, 고체 윤활성 및 내구성 등이 우수하여 수명이 연장될 수 있는 효과를 갖는다. According to the present invention, it is excellent in solid lubricity and durability and has an effect of extending the life.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 복합 베어링의 단면도 및 일부 확대도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 복합 베어링의 제조 공정도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 복합 베어링의 제조에 사용될 수 있는 격자 홈 형성기의 일례를 보인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 복합 베어링용 성형체의 평면도(고체 윤활층의 형성 전)이다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 복합 베어링용 성형체의 평면도(고체 윤활층의 형성 후)이다. 1 is a cross-sectional view and a partially enlarged view of a composite bearing according to an embodiment of the present invention.
2 is a manufacturing process chart of the composite bearing according to the embodiment of the present invention.
3 is a perspective view showing an example of a grating groove former that can be used to manufacture a composite bearing according to an embodiment of the present invention.
4 is a plan view (before formation of a solid lubrication layer) of the molded article for a composite bearing according to the embodiment of the present invention.
It is a top view (after formation of a solid lubrication layer) of the molded object for composite bearings which concerns on embodiment of this invention.

본 발명에서 사용되는 용어 "및/또는"은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하는 의미로 사용된다. 본 발명에서 사용되는 용어 "하나 이상"은 하나 또는 둘 이상의 복수를 의미한다. As used herein, the term "and / or" is used in a sense including at least one or more of the components listed before and after. As used herein, the term "one or more" means one or more than one.

또한, 본 발명에서 사용되는 용어 "상에 형성", "상부(상측)에 형성", "하부(하측)에 형성", "상에 설치", "상부(상측)에 설치" 및 "하부(하측)에 설치" 등은, 당해 구성요소들이 직접 접하여 적층 형성(설치)되는 것만을 의미하는 것은 아니고, 당해 구성요소들 간의 사이에 다른 구성요소가 더 형성(설치)되어 있는 의미를 포함한다. 예를 들어, "상에 형성된다", "상에 설치된다" 라는 것은, 제1구성요소에 제2구성요소가 직접 접하여 형성(설치)되는 의미는 물론, 상기 제1구성요소와 제2구성요소의 사이에 제3구성요소가 더 형성(설치)될 수 있는 의미를 포함한다. The terms "formed on", "formed on top (top)", "formed on bottom (bottom)", "installed on top", "installed on top (top)" and "bottom" used in the present invention "Installation on the bottom side", etc., does not only mean that the components are in direct contact with each other (lamination), but includes the meaning that other components are further formed (installed) between the components. For example, "formed on" and "installed on" mean that the second component is directly formed (installed) in direct contact with the first component, as well as the first component and the second component. It includes the meaning that a third component can be further formed (installed) between the elements.

본 발명은 베어링의 모재에 고체 윤활층이 복합(코팅)된 복합 베어링 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따른 복합 베어링은 기계 장치의 슬라이딩 요소로 사용되어 부품 간의 마찰 방지 등을 목적으로 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 본 발명에서 사용되는 용어 「베어링」은, 「슬라이딩 요소」 또는 「슬라이딩 부재」 등과 그 의미를 같이 한다. 구체적으로, 본 발명에 따른 복합 베어링은 미끄럼 베어링(sliding bearing)이나, 구름 베어링(rolling bearing)의 내륜 또는 외륜 등으로 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 복합 베어링은 부시(bush)로서 베어링 부시, 슬라이드 부시 또는 힌지 부시 등으로 사용될 수 있다. The present invention provides a composite bearing in which a solid lubricating layer is composite (coated) on the base metal of the bearing, and a manufacturing method thereof. The composite bearing according to the present invention is not particularly limited as long as it is used as a sliding element of a mechanical device and is used for the purpose of preventing friction between parts. The term "bearing" used in the present invention has the same meaning as "sliding element" or "sliding member". Specifically, the composite bearing according to the present invention may be used as a sliding bearing or an inner ring or outer ring of a rolling bearing. In addition, the composite bearing according to the present invention may be used as a bearing bush, a slide bush or a hinge bush as a bush.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 실시형태를 도시한 것으로, 이는 단지 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공된다. 첨부된 도면에서 각 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위해 두께는 확대하여 나타낸 것일 수 있고, 도면에 표시된 두께, 크기 및/또는 비율 등에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described. The accompanying drawings show exemplary embodiments of the invention, which are provided merely to assist in understanding the invention. In the accompanying drawings, the thickness may be enlarged to clearly express each layer and area, and the scope of the present invention is not limited by the thickness, size, and / or ratio shown in the drawings.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 복합 베어링(B)의 단면도 및 일부 확대도를 보인 것이다. 1 shows a cross-sectional view and a partially enlarged view of a composite bearing B according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 복합 베어링(B)은 모재(100)와, 상기 모재(100) 상에 형성된 다공성의 금속 입자층(200)을 포함한다. 상기 모재(100)는, 예를 들어 원형의 단면 형상을 갖는다. 상기 금속 입자층(200)은 모재(100)의 내부면, 외부면 또는 내/외부면 모두에 형성될 수 있다. 도 1에 보인 바와 같이, 상기 금속 입자층(200)은 모재(100)의 적어도 내부면에는 형성될 수 있다. 이러한 금속 입자층(200)은 금속 입자(10)들이 열융착(소결)되어 형성되며, 상기 금속 입자(10)들 간에는 기공(20)(도 2 및 도 4 참고)이 형성되어 다공성을 갖는다. Referring to FIG. 1, the composite bearing B according to the present invention includes a base material 100 and a porous metal particle layer 200 formed on the base material 100. The base material 100 has a circular cross-sectional shape, for example. The metal particle layer 200 may be formed on the inner surface, the outer surface, or both the inner and outer surfaces of the base material 100. As shown in FIG. 1, the metal particle layer 200 may be formed on at least an inner surface of the base material 100. The metal particle layer 200 is formed by heat-sealing (sintering) the metal particles 10, and pores 20 (see FIGS. 2 and 4) are formed between the metal particles 10 to have porosity.

또한, 본 발명에 따른 복합 베어링(B)은 상기 다공성의 금속 입자층(200) 상에 형성된 고체 윤활층(300)을 포함한다. 이때, 상기 고체 윤활층(300)은, 고체 윤활제가 다공성의 금속 입자층(200) 상에서 소정 두께로 코팅(coating)을 통해 형성되되, 상기 고체 윤활제의 일부가 다공성의 금속 입자층(200) 내에 매립(침투)되도록 형성된다. 이에 따라, 상기 고체 윤활층(300)은 금속 입자층(200)의 표면 상에 형성된 표면 윤활층(310)과, 금속 입자층(200)의 기공(20)에 매립(침투)된 매립 윤활층(320)을 포함한다. In addition, the composite bearing (B) according to the present invention includes a solid lubrication layer 300 formed on the porous metal particle layer 200. At this time, the solid lubricant layer 300, a solid lubricant is formed by coating (coating) to a predetermined thickness on the porous metal particle layer 200, a portion of the solid lubricant is embedded in the porous metal particle layer 200 ( Infiltration). Accordingly, the solid lubrication layer 300 is a surface lubrication layer 310 formed on the surface of the metal particle layer 200 and a buried lubrication layer 320 embedded (penetrated) in the pores 20 of the metal particle layer 200. ).

바람직한 실시형태에 따라서, 본 발명에 따른 복합 베어링(B)은 모재(100)와, 상기 모재(100) 상에 형성된 다공성의 금속 입자층(200)과, 상기 금속 입자층(200) 상에 형성된 고체 윤활층(300)을 포함하되, 상기 고체 윤활층(300)은 금속 입자층(200)에 격자 구조로 형성된 격자 윤활층(330)을 더 포함한다. According to a preferred embodiment, the composite bearing (B) according to the present invention comprises a base material 100, a porous metal particle layer 200 formed on the base material 100, and solid lubrication formed on the metal particle layer 200. Including the layer 300, the solid lubrication layer 300 further includes a lattice lubrication layer 330 formed in a lattice structure on the metal particle layer 200.

구체적으로, 상기 금속 입자층(200)은 격자 구조로 형성된 격자 홈(230)(도 2 및 도 4 참고)을 포함하고, 상기 고체 윤활층(300)은 금속 입자층(200) 상에 고체 윤활제가 소정 두께로 코팅을 통해 형성되되, 고체 윤활제의 일부가 다공성의 금속 입자층(200) 내에 매립(침투)됨과 동시에 상기 격자 홈(230)에 삽입된다. 이에 따라, 상기 고체 윤활층(300)은 금속 입자층(200)의 표면 상에 형성된 표면 윤활층(310)과, 금속 입자층(200)의 기공(20)에 매립(침투)된 매립 윤활층(320)과, 금속 입자층(200)의 격자 홈(230)에 삽입되어 격자 구조로 형성된 격자 윤활층(330)을 포함한다. Specifically, the metal particle layer 200 includes a lattice groove 230 (see FIGS. 2 and 4) formed in a lattice structure, and the solid lubricant layer 300 has a solid lubricant on the metal particle layer 200. It is formed through the coating to a thickness, a portion of the solid lubricant is embedded in the lattice groove (230) while being embedded (penetrated) in the porous metal particle layer (200). Accordingly, the solid lubrication layer 300 is a surface lubrication layer 310 formed on the surface of the metal particle layer 200 and a buried lubrication layer 320 embedded (penetrated) in the pores 20 of the metal particle layer 200. And a lattice lubrication layer 330 inserted into the lattice groove 230 of the metal particle layer 200 to have a lattice structure.

위와 같은 본 발명에 따른 복합 베어링(B)은 우수한 고체 윤활성 및 내구성 등을 갖는다. 구체적으로, 상기 표면 윤활층(310)에 의해 고체 윤활성을 가지되, 상기 표면 윤활층(310)이 마모되어 제거되면 매립 윤활층(320)이 고체 윤활성을 갖게 하여 우수한 내구성을 갖는다. 또한, 바람직한 실시형태에 따라서, 격자 구조로 형성된 격자 윤활층(330)을 더 포함하는 경우, 고체 윤활성을 보강하여 우수한 고체 윤활성 및 내구성 등을 갖게 하여 수명이 연장된다. Composite bearing (B) according to the present invention as described above has excellent solid lubricity and durability. Specifically, the surface lubrication layer 310 has a solid lubricity, but when the surface lubrication layer 310 is worn and removed, the buried lubrication layer 320 has a solid lubricity and has excellent durability. In addition, according to a preferred embodiment, when the lattice lubrication layer 330 formed in a lattice structure is further included, the life of the life is extended by reinforcing solid lubricity to have excellent solid lubricity and durability.

본 발명에 따른 복합 베어링(B)은 다양한 방법으로 제조될 수 있다. 이하에서는 본 발명에 따른 복합 베어링(B)의 제조방법을 설명하면서, 본 발명에 따른 복합 베어링(B)의 구체적인 실시형태를 함께 설명한다. 이하에서 설명되는 본 발명의 제조방법은 복합 베어링(B)의 제조를 용이하게 구현하며, 이는 또한 복합 베어링(B)의 생산성 등을 도모한다. 그러나 본 발명에 따른 복합 베어링(B)은 이하에서 설명되는 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 것으로 한정되는 것은 아니다. The composite bearing B according to the present invention can be manufactured in various ways. Hereinafter, the specific embodiment of the composite bearing B which concerns on this invention is demonstrated together, demonstrating the manufacturing method of the composite bearing B which concerns on this invention. The manufacturing method of the present invention described below facilitates the production of the composite bearing (B), which also promotes the productivity of the composite bearing (B). However, the composite bearing (B) according to the present invention is not limited to that produced by the manufacturing method of the present invention described below.

도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 복합 베어링(B)의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 복합 베어링(B)의 제조 공정도이고, 도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 복합 베어링(B)의 제조에 사용될 수 있는 격자 홈 형성기(R)의 일례를 보인 사시도이다. 그리고 도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 복합 베어링(B)용 성형체의 평면도(고체 윤활층의 형성 전)이고, 도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 복합 베어링(B)용 성형체의 평면도(고체 윤활층의 형성 후)이다. 2 to 5 are views for explaining the manufacturing method of the composite bearing (B) according to the present invention. FIG. 2 is a manufacturing process diagram of the composite bearing B according to the embodiment of the present invention, and FIG. 3 shows an example of the grating groove former R that can be used for the manufacture of the composite bearing B according to the embodiment of the present invention. It is a perspective view shown. 4 is a plan view (before formation of the solid lubrication layer) of the molded article for the composite bearing B according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a plan view of the molded article for the composite bearing B according to the embodiment of the present invention ( After formation of a solid lubricating layer).

본 발명에 따른 복합 베어링(B)의 제조방법은 모재(100) 상에 금속 입자(10)를 배열하여 금속 입자 배열층(201)을 형성하는 제1단계, 상기 금속 입자 배열층(201)에 격자 구조의 격자 홈(230)을 형성하는 제2단계, 상기 격자 홈(230)이 형성된 금속 입자 배열층(201)에 열을 가하여 금속 입자(10)가 열융착(소결)되고 기공(20)이 형성된 다공성의 금속 입자층(200)을 형성하는 제3단계, 및 상기 다공성의 금속 입자층(200) 상에 고체 윤활성 조성물을 코팅하여 고체 윤활층(300)을 형성하는 제4단계를 포함한다. Method for manufacturing a composite bearing (B) according to the invention in the first step of forming a metal particle array layer 201 by arranging the metal particles 10 on the base material 100, the metal particle array layer 201 In a second step of forming a lattice groove 230 having a lattice structure, the metal particles 10 are thermally fused (sintered) by applying heat to the metal particle array layer 201 having the lattice groove 230 formed therein, and the pores 20. And a third step of forming the formed porous metal particle layer 200, and a fourth step of forming the solid lubricating layer 300 by coating the solid lubricating composition on the porous metal particle layer 200.

또한, 본 발명에 따른 복합 베어링(B)의 제조방법은, 경우에 따라서 상기 제4단계를 통해 얻어진 코팅체를 가공하는 제5단계를 더 포함할 수 있다. 도 2 내지 도 5를 참고하여 각 단계별 실시형태를 설명하면 다음과 같다. In addition, the manufacturing method of the composite bearing (B) according to the present invention may further include a fifth step of processing the coating body obtained through the fourth step in some cases. Referring to Figures 2 to 5 each step embodiment will be described as follows.

[1] 금속 입자 배열층(201)의 형성 (제1단계) [1] formation of metal particle array layer 201 (first step)

먼저, 모재(100)를 준비한다. 모재(100)는 베어링(B)의 베이스(base)를 구성할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 모재(100)는 베어링(B)의 완제품과 동일한 형상으로서의 원형 단면(원통형)을 갖거나, 반제품으로서의 평판형의 형상을 가질 수 있다. 도 2는 반제품으로서의 평판형을 예시한 것이다. 본 제1단계에서 모재(100)로서 평판형을 사용하는 경우, 이는 추후에 가공(제5단계)을 통해 예를 들어 원통형의 베어링(B) 형상으로 가공될 수 있다. First, the base material 100 is prepared. The base material 100 is not particularly limited as long as the base material 100 can constitute a base of the bearing B. The base material 100 may have a circular cross section (cylindrical shape) as the same shape as the finished product of the bearing B, or may have a flat shape as a semi-finished product. 2 illustrates a plate type as a semifinished product. When the flat plate type is used as the base material 100 in the first step, it may be processed into a cylindrical bearing B shape through a later processing (fifth step).

상기 모재(100)의 재질은 특별히 한정되지 않으며, 이는 금속재 및/또는 비금속재를 포함한다. 모재(100)는, 예를 들어 강재(steel), 세라믹재 및/또는 플라스틱재 등으로부터 선택될 수 있다. 또한, 모재(100)는 1층 또는 2층 이상 다층일 수 있다. 모재(100)는, 예를 들어 강재(steel) 등의 금속재로 구성된 베이스층과, 상기 베이스층의 한 면 또는 양면에 코팅된 합금층 및/또는 기능성층 등을 포함할 수 있다. The material of the base material 100 is not particularly limited, and includes a metal material and / or a non-metal material. The base material 100 may be selected from, for example, steel, ceramic material, and / or plastic material. In addition, the base material 100 may be a single layer or a multilayer of two or more layers. The base material 100 may include, for example, a base layer made of a metal material such as steel, and an alloy layer and / or a functional layer coated on one or both surfaces of the base layer.

위와 같은 모재(100) 상에 금속 입자(10)를 배열하여 금속 입자 배열층(201)을 형성한다. 본 제1단계는 금속 입자(10)가 모재(100) 상에 배열, 적층된 금속 입자 배열층(201)을 형성할 수 있으면 좋다. 예를 들어, 평판형 모재(100)의 가장자리(테두리)에 차단막을 형성하여 금속 입자(10)들이 모재(100) 외측으로 이탈되지 않도록 한 다음, 모재(100) 상에 금속 입자(10)들을 산포, 적층하여 금속 입자 배열층(201)을 형성할 수 있다. The metal particle array layer 201 is formed by arranging the metal particles 10 on the base material 100 as described above. In the first step, the metal particles 10 may be arranged on the base material 100 to form the stacked metal particle array layer 201. For example, a barrier layer is formed on the edge (border) of the plate-shaped base material 100 to prevent the metal particles 10 from escaping to the outside of the base material 100, and then the metal particles 10 are formed on the base material 100. The metal particle array layer 201 may be formed by scattering and stacking.

예시적인 실시형태에 따라서, 상기 금속 입자(10)는 표면에 피막(12)을 형성한 것을 사용할 수 있다. 이때, 상기 피막(12)은 금속 입자 배열층(201)의 형태 유지 및/또는 기공도 향상 등을 위해 형성된다. 구체적으로, 상기 피막(12)은 금속 입자(10) 간에 소정의 결합력을 제공하여, 열융착(제3단계)을 진행하기 전까지 금속 입자(10)들이 흩어지지 않도록 하여 금속 입자 배열층(201)의 형태를 유지한다. 또한, 상기 피막(12)은 열융착(제3단계) 과정에서 제거되어 기공(20)의 크기 및/또는 개수 등의 기공도를 증가시킨다. According to the exemplary embodiment, the metal particles 10 may be formed of a coating film 12 on the surface. In this case, the coating 12 is formed to maintain the shape of the metal particle array layer 201 and / or improve the porosity. Specifically, the film 12 provides a predetermined bonding force between the metal particles 10, so that the metal particles 10 do not scatter until the thermal fusion (third step) is carried out so that the metal particle array layer 201 Keep the form. In addition, the coating 12 is removed in the process of heat fusion (third step) to increase the porosity, such as the size and / or number of the pores 20.

상기 피막(12)은 금속 입자(10) 간에 소정의 결합력을 제공하고, 열융착(제3단계) 시에 고온에 의해 제거될 수 있으면 좋다. 피막(12)은, 예를 들어 전분, 녹말, 천연 폴리머 및/또는 합성 폴리머 등의 저융점 물질을 사용할 수 있다. 이때, 저융점 물질로서 폴리머는, 예를 들어 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PE), 폴리비닐알콜(PVA), 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 및/또는 폴리비닐아세테이트(PVAc) 등을 들 수 있다. 이러한 저융점 물질을 포함하는 용액에 금속 입자(10)를 함침시키거나, 금속 입자(10)에 저융점 물질을 액상으로 분사 코팅한 후에 경화(건조)시켜 금속 입자(10)의 표면에 경질의 피막(12)을 형성할 수 있다. The coating 12 may provide a predetermined bonding force between the metal particles 10 and may be removed by a high temperature during thermal fusion (third step). The film 12 can use low melting | fusing point materials, such as starch, starch, a natural polymer, and / or a synthetic polymer, for example. In this case, the polymer may be, for example, polyethylene (PE), polypropylene (PE), polyvinyl alcohol (PVA), ethylene vinyl acetate (EVA) and / or polyvinylacetate (PVAc). . Impregnating the metal particles 10 in a solution containing such a low melting point material, or after spray coating the low melting point material in a liquid phase to the metal particles 10 and hardened (dry) by hardening the surface of the metal particles (10) The film 12 can be formed.

위와 같은 피막(12)이 형성된 금속 입자(10)를 사용하는 경우, 모재(100) 상에 금속 입자(10)를 산포, 배열한 다음, 소정의 열을 가하여 경질의 피막(12)을 용융시킨다. 이후, 경화(건조)를 통해 금속 입자(10)들이 경화 피막(12)을 통해 상호간 결합되게 하여 형태 유지성의 금속 입자 배열층(201)을 형성한다. In the case of using the metal particles 10 having the above-described coating 12, the metal particles 10 are dispersed and arranged on the base material 100, and then a predetermined heat is applied to melt the hard coating 12. . Thereafter, the metal particles 10 are bonded to each other through the cured film 12 through curing (drying) to form the shape-retaining metal particle array layer 201.

상기 금속 입자(10)는 다공성의 금속 입자층(200)을 형성하여 고체 윤활층(300)을 지지할 수 있는 것이면 좋다. 이러한 금속 입자(10)의 크기 및 형상은 제한되지 않는다. 금속 입자(10)는, 예를 들어 100㎛ ~ 500㎛의 크기를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 금속 입자(10)는, 예를 들어 구형, 타원형, 플레이크(flake) 및/또는 펠렛(pellet) 등의 형상을 가질 수 있다. 금속 입자(10)는, 바람직하게는 구리(Cu) 입자 및/또는 구리(Cu) 합금 입자(청동 등)로부터 선택될 수 있다. 금속 입자(10)로서 구리(Cu) 및/또는 이의 합금(청동 등)을 사용하는 경우, 이는 다른 금속과 대비하여 그의 자체적으로 고체 윤활성이 양호하여 본 발명에 바람직하다. The metal particles 10 may be formed so as to support the solid lubrication layer 300 by forming a porous metal particle layer 200. The size and shape of such metal particles 10 is not limited. The metal particles 10 may have a size of, for example, 100 μm to 500 μm, but is not limited thereto. In addition, the metal particles 10 may have, for example, spherical, elliptical, flake and / or pellet shapes. The metal particles 10 may preferably be selected from copper (Cu) particles and / or copper (Cu) alloy particles (bronze or the like). When copper (Cu) and / or an alloy thereof (bronze or the like) is used as the metal particles 10, it is preferable in the present invention because of its good solid lubricity in comparison with other metals.

[2] 격자 홈(230)의 형성 (제2단계) [2] formation of lattice groove 230 (second step)

상기 금속 입자 배열층(201)에 격자 구조의 격자 홈(230)을 형성한다. 상기 격자 홈(230)은 금속 입자 배열층(201)에 소정 깊이로 형성되며, 이는 예를 들어 금속 입자 배열층(201)의 두께와 같거나, 금속 입자 배열층(201) 두께의 1/4 내지 1/2에 해당하는 깊이로 형성될 수 있다. A lattice groove 230 having a lattice structure is formed in the metal particle array layer 201. The lattice groove 230 is formed in the metal particle array layer 201 to a predetermined depth, which is, for example, equal to the thickness of the metal particle array layer 201 or 1/4 of the thickness of the metal particle array layer 201. It may be formed to a depth corresponding to from 1/2.

상기 격자 홈(230)은 금속 입자 배열층(201) 상에서 격자 홈 형성기(R)를 이용하여 가압하는 방법으로 형성할 수 있다. 상기 격자 홈 형성기(R)는, 예를 들어 롤러(roller) 및/또는 스템퍼(stamper) 등을 사용할 수 있다. 도 2 및 도 3에는 격자 홈 형성기(R)의 일례로서 롤러(R)를 예시하였다. The lattice groove 230 may be formed by pressing the lattice groove former R on the metal particle array layer 201. The grating groove former R may use, for example, a roller and / or a stamper. 2 and 3 illustrate the roller R as an example of the grating groove former R. As shown in FIG.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 격자 홈 형성기(R)는 표면에 형성된 양각의 격자 돌기(R230)를 포함할 수 있다. 이러한 격자 홈 형성기(R)의 가압에 의해, 금속 입자 배열층(201)에는 음각의 격자 홈(230)이 형성될 수 있다. 도 2를 참고하면, 상기 격자 홈(230)은 상향 개구된 단면 형상으로서, 이는 예를 들어 "V"자형, "U"자형, "ㄷ"자형 및/또는 사다리꼴 등의 단면 형상을 가질 수 있다. 도 2에는 사다리꼴 단면 형상을 가지는 격자 홈(230)이 예시되어 있다. 2 and 3, the lattice groove former R may include an embossed lattice protrusion R230 formed on a surface thereof. By pressing the lattice groove former R, a negative lattice groove 230 may be formed in the metal particle array layer 201. Referring to FIG. 2, the lattice groove 230 has an upwardly open cross-sectional shape, which may have, for example, a “V” shape, a “U” shape, a “c” shape, and / or a trapezoidal shape. . 2 illustrates a grating groove 230 having a trapezoidal cross-sectional shape.

또한, 상기 격자 홈 형성기(R)를 가압함에 있어서는 소정을 열을 가할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 입자(10)에 피막(12)이 형성된 경우, 격자 홈 형성기(R)에 열을 가하면서 열가압할 수 있다. 이때, 금속 입자 배열층(201)의 격자 돌기(R230)가 가압되는 부분에서는 가해진 열에 의해 피막(12)이 용융될 수 있다. 이에 따라, 금속 입자(10)들 간의 결합력이 해제되고, 금속 입자(10)이 도 2의 좌우측으로 퍼져 격자 홈(230)이 용이하게 형성될 수 있다. In addition, in pressurizing the lattice groove former R, a predetermined amount of heat may be applied. For example, when the coating film 12 is formed on the metal particles 10, it may be thermally pressed while applying heat to the lattice groove former R. In this case, in the portion where the lattice protrusion R230 of the metal particle array layer 201 is pressed, the coating 12 may be melted by the applied heat. Accordingly, the bonding force between the metal particles 10 is released, and the metal particles 10 spread to the left and right sides of FIG. 2, so that the lattice groove 230 may be easily formed.

도 4는 위와 같은 격자 홈(230)이 형성된 성형체의 평면도이다. 도 4를 참고하면, 상기 격자 홈(230)은 금속 입자 배열층(201)의 가로, 세로 및/또는 대각선 방향으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 격자 홈(230)은 금속 입자 배열층(201)의 가로 방향으로 하나 또는 2 이상으로 배열된 격자 구조로 형성되거나, 금속 입자 배열층(201)의 세로 방향으로 하나 또는 2 이상으로 배열된 격자 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 격자 홈(230)은 금속 입자 배열층(201)의 대각선 방향으로 하나 또는 2 이상으로 배열된 격자 구조로 형성될 수 있다. 이러한 격자 홈(230)에 의해 금속 입자 배열층(201)은 삼각형, 사각형, 마름모꼴 및/또는 사다리꼴 등의 평면 형상을 가질 수 있다. 4 is a plan view of a molded body in which the lattice groove 230 is formed. Referring to FIG. 4, the lattice groove 230 may be formed in a horizontal, vertical and / or diagonal direction of the metal particle array layer 201. Specifically, the lattice groove 230 is formed in a lattice structure arranged in one or two or more in the horizontal direction of the metal particle array layer 201, or in one or two or more in the longitudinal direction of the metal particle array layer 201. It may have a lattice structure arranged. In addition, the lattice groove 230 may be formed in a lattice structure arranged in one or two or more in the diagonal direction of the metal particle array layer 201. By the lattice groove 230, the metal particle array layer 201 may have a planar shape such as triangular, square, rhombic, and / or trapezoidal.

도 4에서는 격자 홈(230)이 대각선 방향의 격자 구조로 형성되고, 대략 정사각형의 평면 형상을 가지는 금속 입자 배열층(201)을 예시하였다. 이러한 격자 홈(230)에는 격자 윤활층(330)이 삽입, 형성되며, 도 5는 격자 윤활층(330)이 형성된 후의 모습을 보인 것이다. In FIG. 4, the lattice groove 230 is formed in a diagonal lattice structure, and the metal particle array layer 201 having an approximately square planar shape is illustrated. The lattice lubrication layer 330 is inserted into and formed in the lattice groove 230, and FIG. 5 shows a state after the lattice lubrication layer 330 is formed.

[3] 다공성 금속 입자층(100)의 형성 (제3단계) [3] formation of porous metal particle layer 100 (third step)

위와 같이 금속 입자 배열층(201)에 격자 홈(230)을 형성한 후에는 금속 입자 배열층(201)에 열을 가하여 다공성의 금속 입자층(200)을 형성한다. 즉, 금속 입자(10)에 열을 가하여 금속 입자(10)들이 열융착(소결)되고 금속 입자(10) 간의 사이에는 기공(20)이 형성되게 한다. 이때, 열은 금속 입자(10)의 표면을 용융시켜 금속 입자(10)들이 열융착(소결)될 수 있는 온도이면 좋다. After the lattice groove 230 is formed in the metal particle array layer 201 as described above, heat is applied to the metal particle array layer 201 to form the porous metal particle layer 200. That is, heat is applied to the metal particles 10 so that the metal particles 10 are thermally fused (sintered) and the pores 20 are formed between the metal particles 10. In this case, the heat may be a temperature at which the surface of the metal particles 10 can be melted so that the metal particles 10 may be thermally fused (sintered).

본 제3단계에서 가해지는 열은 금속 입자(10)의 종류에 따라 다를 수 있지만, 이는 양호한 열융착성(소결성)을 위해 예를 들어 700℃ 이상일 수 있다. 구체적으로, 본 제3단계에서는 금속 입자 배열층(201)에 700℃ ~ 1500℃의 열을 가하여 다공성의 금속 입자층(200)을 형성할 수 있다. 이때, 온도가 너무 낮으면 금속 입자(10)들의 열융착성(소결성)이 낮아질 수 있고, 온도가 너무 높으면 금속 입자층(200)의 다공성이 떨어질 수 있다. The heat applied in the third step may vary depending on the type of the metal particles 10, but it may be, for example, 700 ° C. or higher for good heat sealability (sintering). Specifically, in the third step, the porous metal particle layer 200 may be formed by applying heat of 700 ° C. to 1500 ° C. to the metal particle array layer 201. At this time, if the temperature is too low, the heat sealability (sintering) of the metal particles 10 may be lowered. If the temperature is too high, the porosity of the metal particle layer 200 may be reduced.

또한, 앞서 언급한 바와 같이, 상기 금속 입자(10)에 피막(12)이 형성된 경우, 본 3단계에서 가해지는 고온의 열에 의해 상기 피막(12)은 제거될 수 있다. 이때, 본 발명에서 피막(12)의 제거는 고온의 열에 의해 피막(12)이 완전히 기화, 제거(휘발)되는 경우, 및/또는 고온의 열에 의한 용융에 의해 피막(12)이 금속 입자(10)로부터 분리 제거되는 경우를 포함한다. 이와 같이 피막(12)이 제거되면, 피막(12)이 제거된 자리에도 기공(20)이 형성되어 금속 입자층(200)의 다공성이 증가될 수 있다. 즉, 피막(12)의 제거에 의해, 금속 입자층(200)의 기공(20) 크기 및/또는 기공(20) 개수 등이 증가될 수 있다. In addition, as mentioned above, when the coating 12 is formed on the metal particles 10, the coating 12 may be removed by the high temperature heat applied in the third step. At this time, the coating 12 is removed in the present invention when the film 12 is completely vaporized, removed (volatilized) by high temperature heat, and / or the film 12 is melted by high temperature heat. And the case where it is separated and removed. As such, when the coating 12 is removed, the pores 20 may be formed at the place where the coating 12 is removed, thereby increasing the porosity of the metal particle layer 200. That is, by removing the coating 12, the size of the pores 20 and / or the number of pores 20 of the metal particle layer 200 may be increased.

[4] 고체 윤활층(300)의 형성 (제4단계) [4] formation of solid lubrication layer 300 (fourth step)

다음으로, 상기 다공성의 금속 입자층(100) 상에 고체 윤활성 조성물을 코팅하여 고체 윤활층(300)을 형성한다. 즉, 상기 다공성의 금속 입자층(100) 상에서 고체 윤활성 조성물을 코팅하여, 고체 윤활성 조성물의 일부가 기공(20)에 매립(침투)되고 격자 홈(230)에 삽입되도록 한다. 이때, 고체 윤활성 조성물을 코팅한 후에는 경화되기 전에 소정의 열을 가하면서 롤링 압착하여, 고체 윤활성 조성물이 기공(20) 내에 고밀도로 충분히 매립(침투)되면서 격자 홈(230)에도 고밀도로 삽입되게 할 수 있다. Next, the solid lubricating composition is coated on the porous metal particle layer 100 to form a solid lubricating layer 300. That is, the solid lubricating composition is coated on the porous metal particle layer 100 so that a portion of the solid lubricating composition is embedded (penetrated) in the pores 20 and inserted into the lattice groove 230. At this time, after coating the solid lubricity composition, rolling compression is applied while applying a predetermined heat before curing, so that the solid lubricity composition is sufficiently embedded (infiltrated) in the pores 20 with high density and inserted into the lattice groove 230. can do.

본 제4단계를 통해, 상기 금속 입자층(200)의 표면 상에는 표면 윤활층(310)이 형성되고, 금속 입자층(200)의 내부 기공(20)에는 고밀도로 매립(침투)된 매립 윤활층(320)이 형성된다. 또한, 금속 입자층(200)의 격자 홈(230)에는 격자 구조의 격자 윤활층(330)이 형성된다. 본 발명에 따르면, 이러한 격자 윤활층(330)에 의해 고체 윤활성이 현저히 보강되어 우수한 내구성을 갖는다. 구체적으로, 표면 윤활층(310)이 마모되어 제거되면 금속 입자층(200)에 음각으로 형성된 격자 윤활층(330)이 보강하여 고체 윤활성의 내구성을 향상시킨다. Through the fourth step, a surface lubrication layer 310 is formed on the surface of the metal particle layer 200, and a buried lubrication layer 320 embedded (infiltrated) with high density in the internal pores 20 of the metal particle layer 200. ) Is formed. In addition, a lattice lubrication layer 330 having a lattice structure is formed in the lattice groove 230 of the metal particle layer 200. According to the present invention, by the lattice lubrication layer 330, the solid lubricity is reinforced significantly and has excellent durability. Specifically, when the surface lubrication layer 310 is worn out and removed, the lattice lubrication layer 330 formed intaglio on the metal particle layer 200 is reinforced to improve durability of solid lubricity.

상기 격자 윤활층(330)의 형상 및 크기(두께)는 격자 홈(230)을 설명한 바와 같다. 도 5는 격자 홈(230)에 격자 윤활층(330)이 형성된 성형체의 평면도를 보인 것이다. 도 5를 참고하면, 평면 상에서 바라봤을 때, 상기 격자 윤활층(330)은 금속 입자층(200)의 사이에 가로, 세로 및/또는 대각선 방향으로 배열된 격자 구조를 가질 수 있다. 도 5에서는 격자 윤활층(330)이 대각선 방향의 격자 구조로 형성되고, 대략 정사각형의 평면 형상을 가지는 금속 입자층(200)을 예시하였다. 또한, 격자 윤활층(330)의 두께는 금속 입자층(200) 두께의 1/4 이상일 수 있다. 즉, 금속 입자층(200)의 두께를 "T200" 이라고 하고, 격자 윤활층(330)의 두께를 "T330" 이라고 할 때, 격자 윤활층(330)은 1/4T200 ≤ T330 ≤ T200의 두께를 가질 수 있다. The shape and size (thickness) of the lattice lubrication layer 330 are the same as those of the lattice groove 230. 5 illustrates a plan view of a molded body in which the lattice lubrication layer 330 is formed in the lattice groove 230. Referring to FIG. 5, when viewed in plan view, the lattice lubrication layer 330 may have a lattice structure arranged in a horizontal, vertical and / or diagonal direction between the metal particle layers 200. In FIG. 5, the lattice lubrication layer 330 is formed in a diagonal lattice structure, and the metal particle layer 200 having an approximately square planar shape is illustrated. In addition, the thickness of the lattice lubrication layer 330 may be 1/4 or more of the thickness of the metal particle layer 200. That is, when the thickness of the metal particle layer 200 is referred to as "T 200 " and the thickness of the lattice lubrication layer 330 as "T 330 ", the lattice lubrication layer 330 is 1 / 4T 200 ≤ T 330 ≤ T It may have a thickness of 200 .

한편, 본 발명에서, 상기 고체 윤활층(300)은 고체 윤활제를 포함하는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 구체적으로, 상기 표면 윤활층(310), 매립 윤활층(320) 및 격자 윤활층(330)을 형성하기 위한 고체 윤활성 조성물은 적어도 고체 윤활제를 포함한다. On the other hand, in the present invention, the solid lubrication layer 300 is not particularly limited as long as it contains a solid lubricant. Specifically, the solid lubricating composition for forming the surface lubrication layer 310, the buried lubrication layer 320 and the lattice lubrication layer 330 includes at least a solid lubricant.

또한, 본 발명에서, 상기 고체 윤활성 조성물은 고형, 액상형 또는 소정의 점도를 가지는 페이스트(paste) 형태의 조성물을 사용할 수 있다. 이때, 고체 윤활성 조성물이 고형 조성물(분말형)인 경우에는 금속 입자층(200) 상에 산포한 다음, 열을 가하여 용융 코팅할 수 있으며, 액상형 조성물인 경우에는 금속 입자층(200) 상에 스프레이 방식 등으로 코팅할 수 있다. 또한, 고체 윤활성 조성물이 페이스트형 조성물인 경우에는 금속 입자층(200) 상에 스퀴징하거나 롤 코팅하는 방식으로 코팅할 수 있다. In addition, in the present invention, the solid lubricity composition may use a composition in the form of a solid, liquid or paste having a predetermined viscosity. In this case, when the solid lubricating composition is a solid composition (powder type), it may be dispersed on the metal particle layer 200 and then melt-coated by applying heat. In the case of the liquid composition, the spray method may be applied on the metal particle layer 200. Can be coated. In addition, when the solid lubricity composition is a paste-like composition, the solid lubricity composition may be coated on the metal particle layer 200 by squeezing or roll coating.

예시적인 실시형태에 따라서, 상기 고체 윤활층(300)은 고체 윤활제 및 바인더를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 고체 윤활층(300)은 고체 윤활제, 바인더 및 용매를 포함하는 액상형 또는 페이스트형의 고체 윤활성 조성물이 코팅되어 형성될 수 있다. According to an exemplary embodiment, the solid lubrication layer 300 may include a solid lubricant and a binder. Specifically, the solid lubrication layer 300 may be formed by coating a liquid or paste-type solid lubricating composition comprising a solid lubricant, a binder, and a solvent.

상기 고체 윤활제는 윤활성을 가지는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 고체 윤활제는, 예를 들어 불소 수지, 이황화몰리브덴(MoS2), 이황화텡스텐(WS2), 질화붕소(BN), 황화아연(ZnS), 황산바륨(BaSO4), 그래파이트(Graphite) 및/또는 그래핀(Graphene) 등으로부터 선택될 수 있다. 이때, 상기 불소 수지는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 플루오르화에틸렌프로필렌(FEP) 및/또는 퍼플루오로알콕시(PFA) 중합체 등으로부터 선택될 수 있다. 고체 윤활제는, 바람직하게는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 및/또는 그래파이트(Graphite) 등을 포함할 수 있다. The solid lubricant is not particularly limited as long as it has lubricity. Solid lubricants are, for example, fluororesins, molybdenum disulfide (MoS 2 ), tungsten disulfide (WS 2 ), boron nitride (BN), zinc sulfide (ZnS), barium sulfate (BaSO 4 ), graphite and //. Or graphene, or the like. In this case, the fluororesin may be selected from polytetrafluoroethylene (PTFE), fluorinated ethylene propylene (FEP), and / or perfluoroalkoxy (PFA) polymer. Solid lubricants may preferably include polytetrafluoroethylene (PTFE) and / or graphite, and the like.

또한, 상기 바인더는 입자(분말) 상의 고체 윤활제를 결합시킬 수 있는 것이면 좋으며, 이는 예를 들어 폴리아미드이미드(PAI), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리아마이드(PA), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF), 폴리에테르이미드(PEI) 및/또는 에폭시 수지 등으로부터 선택될 수 있다. 바인더는, 바람직하는 내열성 및 내마모성 등에서 유리한 폴리아미드이미드(PAI) 및/또는 에폭시 수지 등을 포함할 수 있다. In addition, the binder may be one capable of binding a solid lubricant on the particles (powder), for example, polyamideimide (PAI), polyphenylene sulfide (PPS), polyamide (PA), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyetherimide (PEI) and / or epoxy resins and the like. The binder may include polyamideimide (PAI) and / or an epoxy resin which is advantageous in terms of desirable heat resistance and abrasion resistance, and the like.

상기 용매는 고체 윤활제 및/또는 바인더를 분산시키거나 용해시킬 수 있는 것이면 좋으며, 이는 물, 유기용제 및 이들의 혼합으로부터 선택될 수 있다. 이때, 유기용제는, 예를 들어 예를 들어 알콜류 및 케톤류 등을 사용할 수 있다. The solvent may be any one capable of dispersing or dissolving the solid lubricant and / or binder, which may be selected from water, organic solvents, and mixtures thereof. At this time, the organic solvent can be used, for example, alcohols, ketones and the like.

하나의 구현예에 따라서, 상기 고체 윤활성 조성물은 조성물 전체 중량 기준으로 고체 윤활제 30 ~ 95 중량% 및 바인더 2 ~ 60 중량%를 포함할 수 있다. 그리고 잔량의 용매를 포함할 수 있다. 부가적으로, 상기 고체 윤활성 조성물은 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는, 예를 들어 경화제, 레벨링제, 분산제 및/또는 소포제 등을 포함할 수 있으며, 이들의 구체적인 종류는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것으로부터 선택될 수 있다. 이러한 첨가제는 각각 0.01 ~ 10 중량% 범위 내에서 선택적으로 포함될 수 있다. According to one embodiment, the solid lubricity composition may comprise 30 to 95% by weight solid lubricant and 2 to 60% by weight binder based on the total weight of the composition. And a residual amount of solvent. In addition, the solid lubricity composition may further comprise an additive. The additive may include, for example, a curing agent, a leveling agent, a dispersing agent and / or an antifoaming agent, and specific types thereof may be selected from those commonly used in the art. These additives may be optionally included in the range of 0.01 to 10% by weight, respectively.

바람직한 실시형태에 따라서, 상기 고체 윤활층(300), 즉 고체 윤활성 조성물은 부가 성분을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 부가 성분은 고체 윤활층(300)의 내마모성, 윤활성 및/또는 강도 등을 개선(향상)시킬 수 있는 것으로서, 이는 내마모성 개선제 및/또는 윤활성 개선제 등으로부터 선택될 수 있다. According to a preferred embodiment, the solid lubrication layer 300, that is, the solid lubricity composition may further comprise additional components. In this case, the additional component is to improve (enhance) the wear resistance, lubricity and / or strength of the solid lubrication layer 300, it may be selected from wear resistance improvers and / or lubricity improvers and the like.

상기 내마모성 개선제는 고체 윤활층(300)의 내마모성을 향상시킬 수 있는 것으로서, 이는 예를 들어 지르코니움(Zr), 텡스텐(W), 황화텡스텐(WS2), 탄화규소(SiC), 질화규소(Si3N4) 및/또는 산화규소(SiO2) 등으로부터 선택될 수 있다. 내마모성 개선제는, 바람직하게는 나노 사파이어를 포함하는 것이 좋다. 상기 나노 사파이어는 1 ~ 200nm의 크기를 가질 수 있으며, 이는 고체 윤활층(300)에 우수한 내마모성을 갖게 할 수 있다. 이러한 내마모성 개선제는 0.2 ~ 5 중량%로 포함될 수 있다. The wear resistance improving agent may improve the wear resistance of the solid lubrication layer 300, for example, zirconium (Zr), tungsten (W), tungsten sulfide (WS 2 ), silicon carbide (SiC), Silicon nitride (Si 3 N 4 ) and / or silicon oxide (SiO 2 ) and the like. The wear resistance improver preferably includes nano sapphire. The nano sapphire may have a size of 1 ~ 200nm, which can have a good wear resistance to the solid lubrication layer 300. Such abrasion resistance improving agent may be included in 0.2 to 5% by weight.

상기 윤활성 개선제는 고체 윤활층(300)의 윤활성을 향상시킬 수 있는 것으로서, 이는 예를 들어 황계 화합물 및/또는 인계 화합물 등으로부터 선택될 수 있다. 상기 황계 화합물은 황화 유지, 황화 지방산, 황화 에스테르, 황화 올레핀, 티오카르바메이트류, 티오테르펜류 및/또는 디알킬티오디프로피오네이트류 등으로부터 선택될 수 있다. 상기 인계 화합물은 지방족 아민의 인산염 유도체, 방향족 아민의 인산염 유도체, 아연 디치오 인산염 및/또는 트리알킬 인산염 등으로부터 선택될 수 있다. 상기 황계 및 인계 화합물은 고체 윤활층(300)의 윤활성을 향상시키면서 강도 보강에도 바람직할 수 있다. 이러한 윤활성 개선제는 0.5 ~ 10 중량%로 포함될 수 있다. The lubricity improver may improve lubricity of the solid lubrication layer 300, and may be selected from, for example, a sulfur compound and / or a phosphorus compound. The sulfur compound may be selected from sulfurized oils, sulfided fatty acids, sulfided esters, sulfided olefins, thiocarbamates, thioterpenes and / or dialkylthiodipropionates. The phosphorus compound may be selected from phosphate derivatives of aliphatic amines, phosphate derivatives of aromatic amines, zinc dithio phosphate and / or trialkyl phosphates, and the like. The sulfur-based and phosphorus-based compounds may be desirable for strength reinforcement while improving lubricity of the solid lubrication layer 300. Such lubricant improver may be included in 0.5 to 10% by weight.

또한, 상기 고체 윤활층(300)은 부가 성분으로서, 각 성분 간의 결합력을 향상시키기 위한 계면 결합제를 더 포함할 수 있다. 이러한 계면 결합제에 의해, 적어도 고형분(고체 윤활제 및 내마모성 개선제)과 바인더 간의 접촉 계면에서 결합력이 향상되어, 고체 윤활성 및 내마모성 등이 개선될 수 있다. In addition, the solid lubrication layer 300 may further include an interface binder for improving the bonding force between the components as an additional component. By such an interfacial binder, the bonding force can be improved at least at the contact interface between the solid (solid lubricant and abrasion resistance improving agent) and the binder, so that the solid lubricity and the wear resistance and the like can be improved.

상기 계면 결합제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유용하게 사용할 수 있다. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물은 트리아졸계 화합물로서, 이는 특히 PTFE, 그래파이트 및 나노 사파이어 등의 고형분과, PAI 및 에폭시 수지 등의 바인더 간의 계면 결합력을 효과적으로 향상시켜 고체 윤활성 및 내마모성 등의 개선에 바람직하다. The interfacial binder may be usefully used a compound represented by the following formula (1). The compound represented by the following formula (1) is a triazole-based compound, which is particularly preferable for improving solid lubricity and wear resistance by effectively improving the interfacial bonding force between solid content such as PTFE, graphite and nano sapphire, and binders such as PAI and epoxy resin. .

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018037583852-pat00001
Figure 112018037583852-pat00001

상기 화학식 1에서, Ra와 Rb는 서로 독립적이다. 즉, 상기 Ra와 Rb는 서로 같거나 다르며, 이들은 각각 수소(H), 플루오르카본(CnF2n + 1 ; 여기서, n은 1 이상의 정수이며, 구체적인 예를 들어 1 ~ 5이다.), 또는 탄소수 C1 ~ C20의 알킬기로부터 선택된다. 바람직하게는, 상기 Ra는 수소(H) 또는 플루오르카본(CnF2n+1)이고, 상기 Rb는 수소(H), 또는 탄소수 C1 ~ C20의 알킬기로부터 선택된다. 구체적인 예를 들어, 상기 Ra는 H, CF3 또는 C2F5 등으로부터 선택되고, 상기 Rb는 H, CH3 또는 C2H5 등으로부터 선택될 수 있다. In Formula 1, R a and R b are independent of each other. That is, R a and R b are the same as or different from each other, and they are each hydrogen (H) or fluorocarbon (C n F 2n + 1 ; where n is an integer of 1 or more, for example, 1 to 5). Or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms. Preferably, R a is hydrogen (H) or fluorocarbon (C n F 2n + 1 ), and R b is selected from hydrogen (H) or an alkyl group having from 1 to 20 carbon atoms. For example, R a may be selected from H, CF 3 or C 2 F 5 , and the like, and R b may be selected from H, CH 3 or C 2 H 5 , and the like.

상기 계면 결합제(화학식 1의 화합물)는 고체 윤활성 조성물 전체 중량 기준으로 0.2 ~ 5 중량%로 사용될 수 있다. 이때, 계면 결합제의 사용량이 너무 작은 경우, 이의 첨가에 따른 계면 결합력의 개선 정도가 미미할 수 있다. 그리고 계면 결합제의 사용량이 너무 많은 경우, 과잉 사용에 따른 상승효과가 그다지 크지 않으며, 경제적인 측면에서 바람직하지 않을 수 있다. The interfacial binder (compound of Formula 1) may be used in 0.2 to 5% by weight based on the total weight of the solid lubricity composition. In this case, when the amount of the interfacial binder used is too small, the degree of improvement in interfacial bonding strength due to the addition thereof may be insignificant. And when the amount of the interfacial binder is used too much, the synergistic effect of excessive use is not so large, it may be undesirable in terms of economics.

[5] 가공 (제5단계) [5] machining (stage 5)

본 제5단계는 선택적인 공정이다. 본 제5단계는 필요에 따라 진행되며, 이는 예를 들어 상기 제1단계에서 평판형의 모재(100)를 사용하는 경우에 상기 제4단계를 진행한 성형체를 베어링(B) 형상으로 가공하는 공정을 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 제5단계에서는 상기 제4단계를 통해 얻어진 평판형의 성형체를 예를 들어 원통형으로 가공하여 베어링(B) 완제품을 얻을 수 있다. 또한, 본 제5단계는 세척 공정 등의 후처리 공정을 포함할 수 있다. This fifth step is an optional process. This fifth step proceeds as needed, which is, for example, in the case of using the plate-shaped base material 100 in the first step, the process of processing the molded body in the fourth step to form a bearing (B) shape It may include. Specifically, in the fifth step, the plate-shaped molded product obtained through the fourth step may be processed into a cylindrical shape, for example, to obtain a finished product of the bearing (B). In addition, the fifth step may include a post-treatment process such as a washing process.

이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 예시한다. 하기의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시적으로 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기의 비교예는 종래 기술을 의미하는 것이 아니며, 이는 단지 실시예들과의 비교를 위해 제공된다. Hereinafter, the Example and comparative example of this invention are illustrated. The following examples are provided by way of example only to help understand the present invention, thereby not limiting the technical scope of the present invention. In addition, the following comparative examples do not imply prior art, which is merely provided for comparison with the examples.

[실시예 1] Example 1

먼저, 약 100 ~ 500㎛의 입도 분포를 가지는 Cu 입자를 저융점 폴리머(PVA)액에 함침한 후, 건조시켜 표면에 피막이 형성된 Cu 입자를 준비하였다. 다음으로, 강철판 모재 위에 상기 피막이 형성된 Cu 입자를 산포한 후, 열을 가하여 모재(강철판) 상에 Cu 입자 배열층을 형성하였다. 이후, 전기로에 투입하여 불활성 분위기 하에서 약 850℃의 온도로 가열하여, Cu 입자 표면의 피막을 제거하고 Cu 입자들이 상호 열융착(소결)되게 하였다. 이를 통해 모재(강철판) 상에 다공성의 Cu 입자층(Cu 입자 소결층)이 형성된 성형체를 얻었다. First, Cu particles having a particle size distribution of about 100 to 500 µm were impregnated into a low melting polymer (PVA) liquid, and then dried to prepare Cu particles having a coating on the surface. Next, after disperse | distributing Cu particle in which the said film was formed on the steel plate base material, heat was applied and the Cu particle arrangement layer was formed on the base material (steel plate). Thereafter, the mixture was put into an electric furnace and heated to a temperature of about 850 ° C. under an inert atmosphere to remove the coating on the surface of the Cu particles and allow the Cu particles to be thermally fused (sintered). This obtained a molded body in which a porous Cu particle layer (Cu particle sintering layer) was formed on the base material (steel plate).

상기 성형체를 상온에서 냉각시킨 후, 다공성의 Cu 입자층 상에 고체 윤활성 페이스트를 코팅하고, 롤링 압착하여 고체 윤활성 페이스트의 일부가 다공성의 Cu 입자층 내에 충분히 매립(침투)되도록 하였다. 다음으로, 약 340℃의 온도에서 고체 윤활성 페이스트를 경화시켜 본 실시예에 따른 베어링 부시 시편을 얻었다. 본 실시예에 따른 베어링 부시 시편은 모재(강철판) 상에 다공성의 Cu 입자층이 형성되고, 다공성의 Cu 입자층의 표면과 기공 내부에 고체 윤활층(표면 윤활층 및 매립 윤활층)이 형성된 층 구조를 갖는다. After cooling the molded body at room temperature, a solid lubricity paste was coated on the porous Cu particle layer and rolling was pressed so that a part of the solid lubricity paste was sufficiently embedded (penetrated) in the porous Cu particle layer. Next, the solid lubricity paste was cured at a temperature of about 340 ° C. to obtain a bearing bush specimen according to this embodiment. The bearing bush specimen according to the present embodiment has a layer structure in which a porous Cu particle layer is formed on a base material (steel plate), and a solid lubrication layer (surface lubrication layer and buried lubrication layer) is formed on the surface and pores of the porous Cu particle layer. Have

이때, 상기 고체 윤활성 페이스트는 평균 크기 약 3㎛의 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 입자 70 중량%, 평균 크기 약 2㎛의 그래파이트(Griphite) 분말 5 중량%, 폴리아미드이미드(PAI) 4 중량%, 에폭시 수지 4 중량%, 경화제(이소시아네이트계) 4 중량%, 소포제(불소계) 0.3 중량%, 레벨링제(실리콘계) 1.2 중량% 및 잔량의 용매(메틸에틸케톤)를 포함하고, 점도가 약 62,300 cps(@ 25℃)인 페이스트를 사용하였다. 여기서, 각 성분의 함량(중량%)은 페이스트 전체 중량을 기준으로 한 것이다. In this case, the solid lubricity paste is 70% by weight of polytetrafluoroethylene (PTFE) particles having an average size of about 3㎛, 5% by weight of graphite powder (Griphite) having an average size of about 2㎛, 4% by weight of polyamideimide (PAI) , 4% by weight of epoxy resin, 4% by weight of curing agent (isocyanate), 0.3% by weight of antifoaming agent (fluorine), 1.2% by weight of leveling agent (silicone), and residual solvent (methylethylketone), having a viscosity of about 62,300 cps (@ 25 ° C.) paste was used. Here, the content (% by weight) of each component is based on the total weight of the paste.

[실시예 2]Example 2

먼저, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 강철판 모재 위에 피막이 형성된 Cu 입자를 산포하여 모재(강철판) 상에 Cu 입자 배열층을 형성하였다. 다음으로, 상기 Cu 입자 배열층 상에서 양각의 롤러로 열가압하여 Cu 입자 배열층에 음각의 격자 홈을 형성하였다. 격자 홈의 격자 구조(배열)은 도 4에 보인 바와 같다. 이후, 전기로에 투입하여 불활성 분위기 하에서 약 850℃의 온도로 가열하여, Cu 입자 표면의 피막을 제거하고 Cu 입자들이 상호 열융착(소결)되게 하였다. 이를 통해 모재(강철판) 상에 다공성의 Cu 입자층(Cu 입자 소결층)이 형성되고, 다공성의 Cu 입자층에는 격자 홈이 형성된 성형체를 얻었다. First, the Cu particle array layer was formed on the base material (steel plate) by dispersing Cu particles in which a film was formed on the steel plate base material in the same manner as in Example 1. Next, a negative lattice groove was formed in the Cu particle array layer by thermally pressing the embossed roller on the Cu particle array layer. The lattice structure (array) of the lattice grooves is as shown in FIG. Thereafter, the mixture was put into an electric furnace and heated to a temperature of about 850 ° C. under an inert atmosphere to remove the coating on the surface of the Cu particles and allow the Cu particles to be thermally fused (sintered). The porous Cu particle layer (Cu particle sintering layer) was formed on the base material (steel plate), and the molded object in which the lattice groove was formed in the porous Cu particle layer was obtained.

상기 성형체를 상온에서 냉각시킨 후, 다공성의 Cu 입자층 상에 고체 윤활성 페이스트를 코팅하고, 롤링 압착하여 고체 윤활성 페이스트의 일부가 다공성의 Cu 입자층과 격자 홈에 충분히 매립(침투)되도록 하였다. 다음으로, 약 340℃의 온도에서 고체 윤활성 페이스트를 경화시켜 본 실시예에 따른 베어링 부시 시편을 얻었다. 이때, 고체 윤활성 페이스트는 상기 실시예 1과 동일한 것을 사용하였다. 본 실시예에 따른 베어링 부시 시편은 모재(강철판) 상에 다공성의 Cu 입자층이 형성되고, 다공성의 Cu 입자층의 표면과 기공 내부에는 고체 윤활층(표면 윤활층 및 매립 윤활층)이 형성되어 있으며, Cu 입자층의 격자 홈에는 격자 윤활층이 삽입된 층 구조를 갖는다. After cooling the molded body at room temperature, a solid lubricity paste was coated on the porous Cu particle layer and rolling was pressed so that a part of the solid lubricity paste was sufficiently embedded (penetrated) in the porous Cu particle layer and the lattice groove. Next, the solid lubricity paste was cured at a temperature of about 340 ° C. to obtain a bearing bush specimen according to this embodiment. At this time, the same thing as the said Example 1 was used for the solid lubricity paste. In the bearing bush specimen according to the present embodiment, a porous Cu particle layer is formed on a base material (steel plate), and a solid lubrication layer (surface lubrication layer and a buried lubrication layer) is formed on the surface and the pores of the porous Cu particle layer. The lattice groove of the Cu particle layer has a layer structure in which a lattice lubrication layer is inserted.

[실시예 3]Example 3

상기 실시예 2와 대비하여 고체 윤활성 페이스트에 부가 성분을 추가한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 실시하여 본 실시예에 따른 베어링 부시 시편을 제조하였다. 구체적으로, 본 실시예에서는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 입자의 함량을 줄이고, 이의 대신에 내마모성 개선제로서 약 20 ~ 30nm 크기 분포의 나노 사파이어 약 2.1 중량%와, 윤활성 개선제로서 황화 에스테르 약 6.5 중량%를 더 추가 조성한 고체 윤활성 페이스트를 사용하였다. A bearing bush specimen according to this embodiment was prepared in the same manner as in Example 2 except that an additional component was added to the solid lubricity paste as compared to Example 2 above. Specifically, in the present embodiment, the content of polytetrafluoroethylene (PTFE) particles is reduced, and instead of about 2.1 wt% of nano sapphire having a size distribution of about 20 to 30 nm as an antiwear agent, and about 6.5 wt% of sulfide ester as a lubricant improver. A solid lubricity paste was used that further added%.

[실시예 4]Example 4

상기 실시예 3과 대비하여 고체 윤활성 페이스트의 부가 성분으로서 계면 결합제를 더 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 실시하여 본 실시예에 따른 베어링 부시 시편을 제조하였다. 구체적으로, 본 실시예에서는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 입자의 함량을 줄이고, 이의 대신에 부가 성분으로서 계면 결합제 1.2 중량%를 더 첨가 조성한 고체 윤활성 페이스트를 사용하였다. A bearing bush specimen according to this embodiment was prepared in the same manner as in Example 3 except that an interface binder was further used as an additional component of the solid lubricity paste as compared to Example 3. Specifically, in this embodiment, the content of polytetrafluoroethylene (PTFE) particles was reduced, and instead, a solid lubricity paste containing 1.2 wt% of an interfacial binder as an additional component was used.

이때, 상기 계면 결합제는 트리플루오로메틸-메틸피리딜-트리아졸로서, 이는 아래 화학식 2의 반응식에 따라 2-시아노-4-메틸피리딘(2-Cyano-4-methylpyridine)에 트리플루오로아세틸 하이드라진(Trifluoroacetyl hydrazine)과 소듐 메톡사이드(NaOCH3) 용액을 첨가, 반응시켜 생성된 3-트리플루오로메틸-5-(4-메틸-2-피리딜)-1,2,4-트리아졸(3-Trifluoromethyl-5-(4-methyl-2-pyridyl)-1,2,4-triazole)을 사용하였다. At this time, the interfacial binder is trifluoromethyl-methylpyridyl-triazole, which is trifluoroacetyl to 2-cyano-4-methylpyridine according to the following Scheme 2 below. 3-trifluoromethyl-5- (4-methyl-2-pyridyl) -1,2,4-triazole produced by adding and reacting a hydrazine (Trifluoroacetyl hydrazine) and a solution of sodium methoxide (NaOCH 3 ) 3-Trifluoromethyl-5- (4-methyl-2-pyridyl) -1,2,4-triazole) was used.

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112018037583852-pat00002
Figure 112018037583852-pat00002

[비교예 1] Comparative Example 1

강철판 모재 위에 Cu 메쉬(mesh)을 열융착시킨 다음, 상기 Cu 메쉬 위에 고체 윤활성 페이스트를 코팅하고, 롤링 압착하여 제조한 것을 본 비교예에 따른 베어링 부시 시편으로 사용하였다. 이때, 고체 윤활성 페이스트는 상기 실시예 1과 동일한 것을 사용하였다. 본 비교예에 따른 베어링 부시 시편은 모재(강철판) 상에 Cu 메쉬층이 적층(열융착)되고, Cu 메쉬층의 표면과 메쉬 셀 내부에 고체 윤활층이 적층된 층 구조를 갖는다. Cu-mesh was heat-sealed on the steel sheet base material, and then a solid lubricity paste was coated on the Cu-mesh and manufactured by rolling compression was used as a bearing bush specimen according to this comparative example. At this time, the same thing as Example 1 was used for the solid lubricity paste. The bearing bush specimen according to this comparative example has a layer structure in which a Cu mesh layer is laminated (heat-sealed) on a base material (steel plate), and a solid lubrication layer is laminated on the surface of the Cu mesh layer and the mesh cell.

하기 [표 1]은 상기 각 실시예 및 비교예에 따른 베어링 부시 시편의 층 구조 및 고체 윤활층의 부가 성분을 보인 것이다. Table 1 below shows the layer structure of the bearing bush specimens and the additional components of the solid lubricating layer according to the above Examples and Comparative Examples.

< 각 시편에 따른 베어링 부시의 층 구조 및 고체 윤활층의 부가 성분 >       <Layer Structure of Bearing Bush and Additional Components of Solid Lubrication Layer for Each Specimen> 비 고Remarks 베어링 부시 시편의 층 구조Layer structure of bearing bush specimen 고체 윤활층의 부가 성분Additional Components of Solid Lubrication Layer 내마모성
개선제Wear resistance
Improver 윤활성
개선제Lubricity
Improver 계면 결합제Interfacial binder 실시예 1Example 1 강철판 + Cu 입자층 + 표면 윤활층
+ 매립 윤활층(침투) Steel sheet + Cu particle layer + surface lubrication layer
+ Landfill lubrication layer (infiltration) -- -- -- 실시예 2Example 2 강철판 + Cu 입자층(격자 홈) + 표면 윤활층 + 매립 윤활층(침투) + 격자 윤활층Steel sheet + Cu particle layer (lattice groove) + surface lubrication layer + buried lubrication layer (penetration) + lattice lubrication layer -- -- -- 실시예 3Example 3 강철판 + Cu 입자층(격자 홈) + 표면 윤활층 + 매립 윤활층(침투) + 격자 윤활층Steel sheet + Cu particle layer (lattice groove) + surface lubrication layer + buried lubrication layer (penetration) + lattice lubrication layer 나노
사파이어Nano
Sapphire 황화
에스테르sulfuration
ester -- 실시예 4Example 4 강철판 + Cu 입자층(격자 홈) + 표면 윤활층 + 매립 윤활층(침투) + 격자 윤활층Steel sheet + Cu particle layer (lattice groove) + surface lubrication layer + buried lubrication layer (penetration) + lattice lubrication layer 나노
사파이어Nano
Sapphire 황화
에스테르sulfuration
ester 트리아졸계
(화학식 2)Triazole type
(Formula 2) 비교예 1
Comparative Example 1
강철판 + Cu 메쉬 + 표면 윤활층Steel sheet + Cu mesh + surface lubrication layer -- -- --

상기 각 실시예 및 비교예에 따른 베어링 부시 시편에 대하여, 왕복식 마모시험기(영국, Plint사(社), 제조 모델명-TE77)를 이용하여, 마찰계수 및 마모율(%)을 평가하였다. 그 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다. 이때, 마찰계수 및 마모율(%)은 하중 5Kg, 회전수 50회/분, 시험횟수 6,000회, 거리(길이) 35m의 시험 조건에서 측정하였다. For the bearing bush specimens according to the above examples and comparative examples, the friction coefficient and the wear rate (%) were evaluated using a reciprocating wear tester (Plint, UK, model name-TE77). The results are shown in the following [Table 2]. At this time, the friction coefficient and the wear rate (%) were measured under test conditions of 5Kg load, rotation speed 50 times / minute, test times 6,000 times, and distance (length) 35m.

< 각 베어링 부시 시편의 마찰계수 및 마모율(%) 평가 결과 >           <Evaluation of Friction Coefficient and Wear Rate (%) of Each Bearing Bush Specimen> 항 목
Item
실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 비교예 1Comparative Example 1 평균 마찰계수
Average coefficient of friction
0.17140.1714 0.14290.1429 0.12650.1265 0.11320.1132 0.21700.2170 마모율(%)
Wear rate (%)
0.00570.0057 0.00520.0052 0.00310.0031 0.00270.0027 0.00640.0064

상기 [표 2]에 보인 바와 같이, 실시예들에 따른 시편이 비교예에 비하여 마찰계수 및 마모율(%)에 현저히 향상된 결과를 보여 우수한 고체 윤활성 및 내구성(내마모성)을 가짐을 알 수 있었다. As shown in [Table 2], the specimens according to the examples showed significantly improved results in coefficient of friction and wear rate (%) compared to the comparative example, it was found to have excellent solid lubricity and durability (wear resistance).

또한, 실시예 1과 실시예 2를 대비해 보면, 동일한 조건에서 격자 윤활층이 형성된 경우(실시예 2)가 그렇지 않은 경우(실시예 1)보다 고체 윤활성 및 내구성(내마모성)이 높게 평가됨을 알 수 있었다. 아울러, 고체 윤활층에 나노 사파이어와 황화에스테르가 첨가(실시예 3 ~ 4)된 경우 양호한 결과를 보였으며, 특히 계면 결합제가 더 첨가(실시예 4)된 경우에는 각 성분들의 결합력이 향상되어 모든 항목에서 가장 우수한 결과를 보임을 알 수 있었다. In addition, in comparison with Example 1 and Example 2, it can be seen that the solid lubrication and durability (wear resistance) is evaluated higher than when the lattice lubrication layer is formed (Example 2) under the same conditions (Example 2). there was. In addition, nano sapphire and sulfide esters were added to the solid lubricating layer (Examples 3 to 4), and in particular, when the interfacial binder was further added (Example 4), the binding strength of each component was improved. The results showed the best results.

10 : 금속 입자 12 : 피막
20 : 기공 100 : 모재
200 : 금속 입자층 230 : 격자 홈
300 : 고체 윤활층 310 : 표면 윤활층
320 : 매립 윤활층 330 : 격자 윤활층
R : 격자 홈 형성기 R230 : 격자 돌기 10: metal particle 12: film
20: pore 100: the base material
200: metal particle layer 230: lattice groove
300: solid lubrication layer 310: surface lubrication layer
320: buried lubricating layer 330: lattice lubricating layer
R: lattice groove former R230: lattice protrusion

Claims (7)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 모재(100) 상에 금속 입자(10)를 배열하여 금속 입자 배열층(201)을 형성하는 제1단계;
상기 금속 입자 배열층(201)에 격자 구조의 격자 홈(230)을 형성하는 제2단계;
상기 격자 홈(230)이 형성된 금속 입자 배열층(201)에 열을 가하여, 금속 입자(10)가 열융착되고 기공(20)이 형성된 다공성의 금속 입자층(200)을 형성하는 제3단계; 및
상기 금속 입자층(200) 상에 고체 윤활성 조성물을 코팅하여 고체 윤활층(300)을 형성하되, 상기 고체 윤활성 조성물의 일부가 기공(20)에 매립되고 격자 홈(230)에 삽입되도록 하여, 상기 금속 입자층(200)의 표면 상에 형성된 표면 윤활층(310)과, 상기 금속 입자층(200)의 기공(20)에 매립된 매립 윤활층(320)과, 상기 금속 입자층(200)의 격자 홈(230)에 삽입되어 격자 구조로 형성된 격자 윤활층(330)을 포함하도록 고체 윤활층(300)을 형성하는 제4단계를 포함하고,
상기 제1단계에서는 표면에 피막(12)이 형성된 금속 입자(10)를 모재(100) 상에 산포, 배열한 후, 열을 가하여 금속 입자 배열층(201)을 형성하며,
상기 제3단계에서는 금속 입자 배열층(201)에 열을 가하되, 상기 금속 입자(10)의 표면에 형성된 피막(12)은 제거되고, 상기 금속 입자(10)는 열융착되면서 금속 입자(10) 간에 기공(20)이 형성되도록 열을 가하며,
상기 제4단계의 고체 윤활성 조성물은 고체 윤활제, 바인더 및 계면 결합제를 포함하되,
상기 계면 결합제는 고체 윤활제와 바인더 간의 계면 결합력을 향상시키기 위한 것으로서, 하기 화학식으로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 베어링(B)의 제조방법.
[화학식]
Figure 112019040898418-pat00009

(상기 화학식에서, 상기 Ra는 수소 또는 플루오르카본이고, 상기 Rb는 수소 또는 C1 ~ C20의 알킬기이다.)
A first step of forming the metal particle array layer 201 by arranging the metal particles 10 on the base material 100;
Forming a lattice groove 230 having a lattice structure in the metal particle array layer 201;
A third step of applying heat to the metal particle array layer 201 in which the lattice groove 230 is formed to form a porous metal particle layer 200 in which the metal particles 10 are heat-sealed and the pores 20 are formed; And
Coating the solid lubricant composition on the metal particle layer 200 to form a solid lubricant layer 300, a portion of the solid lubricant composition is embedded in the pores 20 and inserted into the lattice groove 230, the metal The surface lubrication layer 310 formed on the surface of the particle layer 200, the buried lubrication layer 320 embedded in the pores 20 of the metal particle layer 200, and the lattice groove 230 of the metal particle layer 200. And a fourth step of forming the solid lubrication layer 300 to include the lattice lubrication layer 330 inserted into the lattice structure.
In the first step, the metal particles 10 having the coating film 12 formed on the surface are dispersed and arranged on the base material 100, and then heat is applied to form the metal particle array layer 201.
In the third step, the heat is applied to the metal particle array layer 201, the coating film 12 formed on the surface of the metal particles 10 is removed, the metal particles 10 are heat-sealed and the metal particles 10 Heat is applied to form the pores 20 between),
The solid lubricity composition of the fourth step includes a solid lubricant, a binder and an interfacial binder,
The interfacial binder is to improve the interfacial bonding force between the solid lubricant and the binder, the method of producing a composite bearing (B), characterized in that it comprises a compound represented by the following formula.
[Formula]
Figure 112019040898418-pat00009

(In the above formula, R a is hydrogen or fluorocarbon, and R b is hydrogen or an alkyl group of C1 ~ C20.)
제4항에 있어서,
상기 고체 윤활성 조성물은 나노 사파이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 베어링(B)의 제조방법.
The method of claim 4, wherein
The solid lubricity composition further comprises a nano sapphire manufacturing method of a composite bearing (B).
제4항에 있어서,
상기 제2단계에서는 양각의 격자 돌기(R230)가 형성된 격자 홈 형성기(R)를 금속 입자 배열층(201)에 가압하여 격자 홈(230)을 형성하는 것을 특징으로 하는 복합 베어링(B)의 제조방법.
The method of claim 4, wherein
In the second step, the lattice groove former (R) having the embossed lattice protrusion (R230) is pressed against the metal particle array layer 201 to form the lattice groove (230). Way.
제4항에 있어서,
상기 고체 윤활성 조성물은 내마모성 개선제 및 윤활성 개선제를 더 포함하되,
상기 고체 윤활성 조성물은,
상기 고체 윤활제 30 ~ 95 중량%;
상기 바인더 2 ~ 60 중량%;
상기 계면 결합제 0.2 ~ 5 중량%;
상기 내마모성 개선제 0.2 ~ 5 중량%; 및
상기 윤활성 개선제 0.5 ~ 10 중량%를 포함하고,
상기 고체 윤활제는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 이황화몰리브덴(MoS2), 이황화텡스텐(WS2), 질화붕소(BN), 황화아연(ZnS), 황산바륨(BaSO4), 그래파이트(Graphite) 및 그래핀(Graphene)으로부터 선택된 하나 이상을 포함하며,
상기 내마모성 개선제는 나노 사파이어를 포함하고,
상기 윤활성 개선제는 황계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 베어링(B)의 제조방법.
The method of claim 4, wherein
The solid lubricity composition further comprises a wear resistance improver and a lubricity improver,
The solid lubricity composition,
30 to 95% by weight of the solid lubricant;
2 to 60 wt% of the binder;
0.2 to 5 wt% of the interfacial binder;
0.2 to 5 wt% of the wear resistance improving agent; And
0.5 to 10% by weight of the lubricity improver,
The solid lubricant is polytetrafluoroethylene (PTFE), molybdenum disulfide (MoS 2 ), tungsten disulfide (WS 2 ), boron nitride (BN), zinc sulfide (ZnS), barium sulfate (BaSO 4 ), graphite (Graphite) And at least one selected from graphene (Graphene),
The wear resistance improving agent includes nano sapphire,
The lubricity improver is a manufacturing method of a composite bearing (B), characterized in that it comprises a sulfur-based compound.
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