JPH0155667B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0155667B2 JPH0155667B2 JP22889284A JP22889284A JPH0155667B2 JP H0155667 B2 JPH0155667 B2 JP H0155667B2 JP 22889284 A JP22889284 A JP 22889284A JP 22889284 A JP22889284 A JP 22889284A JP H0155667 B2 JPH0155667 B2 JP H0155667B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ptfe
- aromatic polyester
- friction
- coefficient
- materials
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 63
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 32
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 31
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 24
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 24
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 21
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052961 molybdenite Inorganic materials 0.000 claims 1
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 29
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 29
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 24
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 24
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 21
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N Vinyl ether Chemical compound C=COC=C QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 229920006026 co-polymeric resin Polymers 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Fluid-Damping Devices (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Description
(産業上の利用分野)
本発明は、軸受材料に関するものであり、さら
に詳しく述べるならば四弗化エチレン樹脂を主成
分とする樹脂軸受材料に関するものである。樹脂
軸受材料は、例えば自動車用シヨツクアブソーバ
ーのガイドブツシユおよびピストンリング等を用
いられている。なお、近年のエンジンの出力向上
と、自動車の乗心地の一層の重視とにより、シヨ
ツクアブソーバーの性能向上が重要な問題となり
ガイドブツシユ等の摺動性能の一層の向上が望ま
れている。
(従来の技術)
自動車に使用されるシヨツクアブソーバーのガ
イドブツシユおよびピストン摺動部に樹脂摺動材
料を用いる場合起こりうる材料の摩耗等を図面を
参照して説明する。シヨツクアブソーバーには、
ストラクト方式サスペンシヨン、ダブルウイシユ
ボン方式サスペンシヨン等に取付けられるが、こ
こではストラクト方式を代表例として第2図を参
照して説明を行なう。
第2図において、1はシヨツクアブソーバーの
シリンダ(全体の上部のみが図示されている)、
2はピストン、3はピストン2の外周に設けられ
たシリンダ1と摺動するピストンリング部、4は
ピストン2に固着されたピストンロツド、5はピ
ストンロツド4と摺動するガイドブツシユ、6は
ガイドブツシユ4を内面に接着するロツドガイ
ド、7はリングナツト、8はシール部材である。
図示されているように、自動車走行中にはピスト
ンロツド4がガイドブツシユ5に対して、またピ
ストンリング3がシリンダ1の内面に対して、片
当りになつた状態で、ピストンロツド4が上下動
する。
周知のようにシヨツクアブソーバーは、サスペ
ンシヨンのコイルまたはリーフばねの戻り力をや
わらげ自動車の乗心地をよくすることにあるため
に、その構造とともに摺動部(1:3,4:5)
の摺動特性を向上することが重大である。これら
の摺動部にて起こる問題は次のとおりである。
(イ) 自動車の走行距離がある程度以上になると、
摺動部の摩擦力が増大して乗心地が悪くなる。
(ロ) 相手材であるピストンロツド4およびシリン
ダ1に摩擦疵が発生する結果、摩擦力が増大し
乗心地が悪くなるとともに、相手材(1,4)
の摩耗によりシヨツクアブソーバーの減衰量が
低下し、コーナリング時のふんばり、振動の減
衰性が低下する。
自動車用シヨツクアブソーバー、フオークリフ
トの昇降軸受等に、用いられる軸受材料として、
特公昭54−26655号公報には、Cu,Fe焼結層によ
る多孔質部を形成した裏金鋼板上に、四弗化エチ
レン樹脂、亜鉛および酸化アルミニウムよりなる
混合物を含浸せしめた材料が提案されている。
さらに、同様な用途に用いられる複層軸受とし
て、四弗化エチレン樹脂と、四弗化エチレン−パ
ーフロロアキルビニルエーテル共重合樹脂を裏金
に被覆した材料を用いることが特開昭58−28016
号公報に提案されている。
いわゆる軸受用樹脂材料の分野では、四弗化エ
チレン樹脂(以下、PTFEという)はその低摩擦
性故に汎用されている。但し、PTFEは耐摩耗性
にあまりすぐれないために、上述の特公昭54−
26655号公報の如く、添加材を併用して軸受材料
として用いられていることが多い。また、添加材
としては、特開昭58−28016号公報のように、樹
脂材料を用いるものである。さらに、PTFEと混
合してあるいは単独で芳香族ポリエステル(住友
化学商品名エコノール)を軸受材料として、具体
的用途に関してはピストンリング、あるいはタイ
プライター、モーター等の摺動部品に用いること
が知られている。
本発明は上述の各種軸受材料の性能を向上させ
特にシヨツクアブソーバー用ガイドブツシユ(第
2図5)およびピストンリング(第2図3)とし
て適した材料を提供するものである。
(発明が解決しようとする問題点)
従来シヨツクアブソーバー用摺動材料として提
案されているAl2O3含有PTFEには次のような問
題点がある。荷重が高くなると摩擦係数が増加
し、耐摩耗性が悪くなる傾向があるために、苛酷
な運転条件下でシヨツクアブソーバーの効果が弱
められる。次に、試験時間とともに摩擦係数が増
大する傾向が大であるために、自動車の走行距離
とともに乗心地が悪くなる傾向が強い。さらに、
相手材を疵つける傾向が強い。
一方、芳香族ポリエステル−PTFE混合材料
は、上述のAl2O3含有PTFEの問題点を概して緩
和しているが、近年の乗心地が重要視される自動
車のシヨツクアブソーバーの性能を十分にみたす
には至つていない。特に、大荷重をかけた場合あ
るいは小荷重を繰返しかけた場合に、芳香族ポリ
エステル−PTFE混合材料の性能劣化が著しいた
めに、芳香族ポリエステル−PTFEを仮にシヨツ
クアブソーバーに用いることを検討しても、芳香
族ポリエステルがPTFEより現在2倍以上高価で
あることを加味するならば、該混合材料を用いる
利点は特にないと言える。
(問題点を解決するための手段)
本発明者等は上述の問題点を解決するために、
各種材料の摺動特性調査予備実験を行なつた。
第1図は、PTFE+3%Al2O3混合材料(▲
印)およびPTFE+3%Al2O3+20%芳香族ポリ
エステル(住友化学商品名エコノール)(○印)
を下記条件で試験して求めた摩擦係数変化を示
す。
試験機:スラスト試験機
荷重:100,200,300,400,500Kg漸増
被試験材周速:0.2m/S(回転数200rpm)
相手材:SUJ2(Hv700〜800)
潤滑法:シヨツクアブソーバオイル3滴滴下
第1図より、芳香族ポリエステルは摩擦係数の
絶対値を低くするとともにその耐荷重安定性を高
めるのに有効であることが分かる。
第3図は、第1図と同様の材料の他に、PTFE
+10%Zn+3%Al2O3混合材料(□印)を下記条
件で試験して求めた摩擦係数変化を示す。
試験機:スラスト試験機
荷重:500Kg(一定)
被試験材周速:0.002m/S
相手材:SUJ−2(Hv700〜800)
潤滑:シヨツクアブソーバオイル一滴滴下
尚、この試験はシヨツクアブソーバ軸受のよう
な片当りをする状態、すなわち境界潤滑になるよ
うにシユミレートさせて試験を行つたものであ
る。
第3図より、芳香族ポリエステルは、摩擦係数
の絶対値を低下させ、試験初期から全試験時間に
わたつて安定させることが分かる。
上記第3図の場合と同じ条件で、第3図と同様
の材料の他に下記材料についての摩擦係数変化を
調査した。
PTFE+20%芳香族ポリエステル+3%Al2O3
+2%MoS2−●印
PTFE+2%芳香族ポリエステル−△印
結果を第4図に示す。
第4図から分かるように、PTFEに芳香族ポリ
エステルを添加すると(△)、摩擦係数が安定化
するが、長時間の摩擦下では芳香族ポリエステル
無添加材料(▲,□)と同等程度まで摩擦係数が
徐々に増加する。一方、PTFEにAl2O3と芳香族
ポリエステルを同時添加すると、摩擦係数は長時
間にわたつて低いレベルで安定化する。
本発明は上述の知見に基づいて完成したもので
あつて、その要旨とするところは、(イ)PTFE、(ロ)
アルミナ(Al2O3)、SIC,Cr2O3,TiNの1種以
上、および(ハ)芳香族ポリエステルを混合せしめた
ところにある。以下、本発明の構成を説明する。
本発明の摺動材料はそれ自体で、つまり単体で
使用することもできるし、裏金鋼板に接着して使
用することもできる。裏金鋼板としては、炭素鋼
その他任意の材料が使用でき、その表面に、特公
昭54−26655号公報第1図の如くFeまたはCuの焼
結多孔質を形成したもの、機械的または化学的に
凹凸を形成したもの、あるいは焼結粒子を多層に
形成したものなどの多孔質部によつてPTFE等を
含浸可能にした板体も使用できる。
裏金鋼板上にCuの焼結多孔質層を用いた場合
は、第5図に示すように、裏金1、多孔質部2お
よび樹脂層3よりなるものである。
本発明の特徴である樹脂層の組成について以下
説明する。
PTFEは樹脂層の基本成分であつてこれにより
低摩擦性を付与する。PTFEの量は35%(百分率
はすべて重量百分率である)を下まわらないこと
が望ましい。PTFEの量が35%未満となると摩擦
係数が増大する。
Al2O3は樹脂層に主として耐摩耗性を付与する
とともに、PTFE−芳香族ポリエステル二成分系
組成物の耐荷重性を高め、さらに摩擦係数を長時
間にわたつて安定させる成分である。Al2O3の他
に、SiC,Cr2O3およびTiNも、Al2O3と同等の効
果を有するために、本発明ではこれらの1種以上
を用いることができる。Al2O3,SiC,Cr2O3TiN
等の量(二種以上の場合は合計量)が微小量でも
耐摩耗性付与、耐荷重性向上および摩擦係数低下
に有効であるが、0.5%以上、特に3%以上で効
果が顕著になる。しかしながら、Al2O3等の量が
10%を越えると相手材を疵つける傾向が現われる
ために、軟質相手材に対しては5%以下が好まし
い。
芳香族ポリエステルは、耐摩耗性を樹脂層に付
与するとともに、相手材を疵つけ難くする成分で
ある。さらに芳香族ポリエステルはPTFE−
Al2O3二成分系組成物の摩擦特性を経時的にも荷
重増大の面でも安定させる成分である。芳香族ポ
リエステルの量は若干量でも効果はあるが、3%
以上、特に5%以上で効果が顕著になる。但し、
芳香族ポリエステルの量が60%を越えると、摩擦
が増大し、安定した特性が得られないため望まし
くない。芳香族ポリエステルとしては、エコノー
ル(住友化学商品名)等が知られており、本発明
においてこれらの材料を一成分として使用するこ
とができる。但し、
一般式
(Industrial Application Field) The present invention relates to a bearing material, and more specifically, to a resin bearing material containing tetrafluoroethylene resin as a main component. Resin bearing materials are used, for example, in guide bushes and piston rings of automobile shock absorbers. In addition, with the recent increase in engine output and increased emphasis on ride comfort in automobiles, improving the performance of shock absorbers has become an important issue, and further improvement in the sliding performance of guide bushes and the like is desired. (Prior Art) Abrasion of materials that may occur when resin sliding materials are used for guide bushes and piston sliding parts of shock absorbers used in automobiles will be explained with reference to the drawings. In the shock absorber,
Although it can be attached to a struc- ture type suspension, a double-width suspension type suspension, etc., the struc- ture type will be described here as a representative example with reference to Fig. 2. In Fig. 2, 1 is the cylinder of the shock absorber (only the upper part of the whole is shown);
2 is a piston, 3 is a piston ring part that slides on the cylinder 1 provided on the outer periphery of the piston 2, 4 is a piston rod fixed to the piston 2, 5 is a guide bush that slides on the piston rod 4, and 6 is a piston ring part that slides on the cylinder 1 provided on the outer periphery of the piston 2. 7 is a ring nut, and 8 is a sealing member.
As shown in the figure, while the vehicle is running, the piston rod 4 moves up and down with the piston rod 4 in partial contact with the guide bush 5 and the piston ring 3 with the inner surface of the cylinder 1. As is well known, the purpose of a shock absorber is to soften the return force of the suspension coil or leaf spring to improve the ride comfort of the car.
It is important to improve the sliding properties of The problems that occur in these sliding parts are as follows. (b) When the distance traveled by a car exceeds a certain level,
The frictional force of the sliding parts increases, resulting in poor riding comfort. (b) As a result of frictional flaws occurring on the piston rod 4 and cylinder 1, which are the mating materials, the frictional force increases and riding comfort deteriorates, and the mating materials (1, 4)
As the shock absorber wears, the damping amount of the shock absorber decreases, and the damping performance of vibrations and vibrations during cornering decreases. As a bearing material used in automobile shock absorbers, lift bearings for forklifts, etc.
Japanese Patent Publication No. 54-26655 proposes a material in which a mixture of tetrafluoroethylene resin, zinc, and aluminum oxide is impregnated on a steel backing plate in which a porous portion is formed by a sintered layer of Cu and Fe. There is. Furthermore, as a multi-layer bearing used in similar applications, a material in which the back metal is coated with tetrafluoroethylene resin and tetrafluoroethylene-perfluoroakyl vinyl ether copolymer resin has been proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-28016.
It is proposed in the Publication No. In the field of so-called resin materials for bearings, tetrafluoroethylene resin (hereinafter referred to as PTFE) is widely used due to its low friction properties. However, since PTFE does not have very good wear resistance, it
As shown in Japanese Patent No. 26655, it is often used as a bearing material in combination with additives. Further, as the additive material, a resin material is used as disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 58-28016. Furthermore, it is known that aromatic polyester (Sumitomo Chemical's product name ECONOL) mixed with PTFE or alone is used as a bearing material for piston rings or sliding parts such as typewriters and motors. There is. The present invention improves the performance of the various bearing materials mentioned above and provides a material that is particularly suitable for use in guide bushes for shock absorbers (FIG. 2, 5) and piston rings (FIG. 2, 3). (Problems to be Solved by the Invention) Al 2 O 3 -containing PTFE, which has been proposed as a sliding material for shock absorbers, has the following problems. Higher loads tend to increase the coefficient of friction and reduce wear resistance, making the shock absorber less effective under severe operating conditions. Next, since the coefficient of friction tends to increase as the test time increases, the riding comfort tends to deteriorate as the distance traveled by the vehicle increases. moreover,
It has a strong tendency to damage the mating material. On the other hand, aromatic polyester-PTFE mixed materials generally alleviate the above-mentioned problems of Al 2 O 3 -containing PTFE, but cannot sufficiently meet the performance of automobile shock absorbers, where ride comfort is important in recent years. has not been reached yet. In particular, when large loads or small loads are repeatedly applied, the performance of aromatic polyester-PTFE mixed materials deteriorates significantly, so even if aromatic polyester-PTFE is considered to be used in shock absorbers, Considering that aromatic polyester is currently more than twice as expensive as PTFE, it can be said that there is no particular advantage in using this mixed material. (Means for solving the problem) In order to solve the above-mentioned problem, the present inventors
Preliminary experiments were conducted to investigate the sliding properties of various materials. Figure 1 shows the PTFE + 3% Al 2 O 3 mixed material (▲
) and PTFE + 3% Al 2 O 3 + 20% aromatic polyester (Sumitomo Chemical brand name ECONOL) (○)
The graph shows the change in friction coefficient obtained by testing under the following conditions. Test machine: Thrust test machine Load: 100, 200, 300, 400, 500Kg gradual increase Test material peripheral speed: 0.2m/S (rotation speed 200rpm) Compatible material: SUJ2 (Hv700-800) Lubrication method: 3 drops of shock absorber oil Dripping From FIG. 1, it can be seen that aromatic polyester is effective in lowering the absolute value of the coefficient of friction and increasing its load-bearing stability. Figure 3 shows PTFE in addition to the same materials as in Figure 1.
The graph shows the change in friction coefficient obtained by testing +10% Zn + 3% Al 2 O 3 mixed material (marked with □) under the following conditions. Testing machine: Thrust tester Load: 500Kg (constant) Test material peripheral speed: 0.002m/S Compatible material: SUJ-2 (Hv700~800) Lubrication: One drop of shock absorber oil The test was conducted by simulating a state of uneven contact, that is, boundary lubrication. From FIG. 3, it can be seen that aromatic polyester lowers the absolute value of the coefficient of friction and stabilizes it from the initial stage of the test to the entire test time. Under the same conditions as in the case of Fig. 3 above, changes in the coefficient of friction were investigated for the following materials in addition to the materials shown in Fig. 3. PTFE + 20% aromatic polyester + 3% Al 2 O 3
+2% MoS 2 - mark ● PTFE + 2% aromatic polyester - mark △ The results are shown in Figure 4. As can be seen from Figure 4, adding aromatic polyester to PTFE (△) stabilizes the friction coefficient, but under long-term friction, the friction reaches the same level as materials without aromatic polyester (▲, □). The coefficient increases gradually. On the other hand, when Al 2 O 3 and aromatic polyester are simultaneously added to PTFE, the friction coefficient is stabilized at a low level for a long time. The present invention was completed based on the above-mentioned knowledge, and its gist is (a) PTFE, (b)
One or more of alumina (Al 2 O 3 ), SIC, Cr 2 O 3 , TiN, and (iii) aromatic polyester are mixed together. The configuration of the present invention will be explained below. The sliding material of the present invention can be used by itself, that is, by itself, or can be used by bonding to a backing steel plate. As the backing steel plate, carbon steel or any other material can be used, and the surface thereof has sintered porous Fe or Cu formed as shown in Figure 1 of Japanese Patent Publication No. 54-26655, or mechanically or chemically It is also possible to use a plate that has a porous part, such as a plate with unevenness or a plate made of multi-layered sintered particles, so that it can be impregnated with PTFE or the like. When a sintered porous layer of Cu is used on a back metal steel plate, it consists of a back metal 1, a porous portion 2, and a resin layer 3, as shown in FIG. The composition of the resin layer, which is a feature of the present invention, will be explained below. PTFE is a basic component of the resin layer and provides low friction properties. It is desirable that the amount of PTFE is no less than 35% (all percentages are by weight). When the amount of PTFE is less than 35%, the coefficient of friction increases. Al 2 O 3 is a component that mainly imparts wear resistance to the resin layer, increases the load bearing capacity of the PTFE-aromatic polyester two-component composition, and further stabilizes the coefficient of friction over a long period of time. In addition to Al 2 O 3 , SiC, Cr 2 O 3 and TiN also have the same effect as Al 2 O 3 , and therefore one or more of these can be used in the present invention. Al 2 O 3 , SiC, Cr 2 O 3 TiN
Even small amounts (the total amount if two or more types) are effective in imparting wear resistance, improving load carrying capacity, and lowering the coefficient of friction, but the effect becomes noticeable at 0.5% or more, especially 3% or more. . However, the amount of Al 2 O 3 etc.
If it exceeds 10%, there is a tendency to damage the mating material, so it is preferably 5% or less for soft mating materials. The aromatic polyester is a component that imparts wear resistance to the resin layer and makes the mating material less susceptible to scratches. Furthermore, aromatic polyester is PTFE-
It is a component that stabilizes the frictional properties of the Al 2 O 3 two-component composition both over time and with increasing load. Even a small amount of aromatic polyester is effective, but 3%
Above that, the effect becomes particularly noticeable when the content is 5% or more. however,
If the amount of aromatic polyester exceeds 60%, friction increases and stable properties cannot be obtained, which is not desirable. Econol (trade name of Sumitomo Chemical) and the like are known as aromatic polyesters, and these materials can be used as one component in the present invention. However, general formula
【式】で表わされる芳香族
ポリエステルが最も好ましい。
本発明によると、上記三成分の他に、黒鉛及び
MoS2の1種以上の成分を任意成分として樹脂層
に添加することができる。これらの成分は樹脂層
の潤滑性を高める成分であつて、軸受材料の潤滑
条件が悪い場合には特に有効である。黒鉛等の量
が5%を越えると耐摩耗性が悪くなるため3%以
下が好ましい。
上記添加成分は基材(マトリツクス)となる
PTFEと均密に混合せしめられ、ソリツドで或い
は裏金付きで所定の形状、例えばリング形状に加
工され、そして必要ならば表面粗さ調整後、各種
機器に組み込まれる。上記成分中固形分の粒度は
一般的なものであれば特に制限がないが、
Al2O3,SiC,Cr2O3,TiN、黒鉛、MoS2はいず
れも−(200)メツシユが望ましい。
裏金への多孔質部形成方法および多孔質部への
PTFE等の含浸方法は特公昭54−26655号公報に
記載された方法を採用することができる(同公報
第3欄、第30行−第4欄第15行)。なお、多層多
孔質部が得られるようにしてもよい。
続いて、本発明の樹脂軸受材料の用途と性能に
ついて述べる。
本発明に係る軸受材料を第5図に示す如き断面
構造であつて、リング形状に調製し、そしてガイ
ドブツシユ使用条件を再現する往復摩擦試験およ
び往復摩耗試験に供した。
試験条件は次表のとうりであつた。Most preferred is an aromatic polyester represented by the formula: According to the present invention, in addition to the above three components, graphite and
One or more components of MoS 2 can be added to the resin layer as an optional component. These components are components that improve the lubricity of the resin layer, and are particularly effective when the lubrication conditions of the bearing material are poor. If the amount of graphite etc. exceeds 5%, wear resistance will deteriorate, so it is preferably 3% or less. The above additive components become the base material (matrix)
It is mixed intimately with PTFE, processed into a predetermined shape, such as a ring shape, either as a solid or with a backing metal, and, if necessary, after adjusting the surface roughness, is incorporated into various devices. There is no particular restriction on the particle size of the solid content in the above ingredients as long as it is a common size.
Al 2 O 3 , SiC, Cr 2 O 3 , TiN, graphite, and MoS 2 are all desirably -(200) meshes. Method of forming a porous part on the backing metal and forming the porous part
As a method for impregnating PTFE, etc., the method described in Japanese Patent Publication No. 54-26655 can be adopted (column 3, line 30 to column 4, line 15 of the same publication). Note that a multilayer porous part may be obtained. Next, the uses and performance of the resin bearing material of the present invention will be described. A bearing material according to the present invention was prepared into a ring shape with a cross-sectional structure as shown in FIG. 5, and was subjected to a reciprocating friction test and a reciprocating wear test that reproduced the usage conditions of a guide bush. The test conditions were as shown in the table below.
【表】 供試した軸受は次の第5種類であつた。【table】 The bearings tested were of the following fifth type.
【表】
摩擦係数の時間変化を第6図に示す。第6図よ
り、本発明に係る軸受(No.3○印およびNo.4●
印)では、摩擦係数が短時間で低いレベルに安定
化しており、芳香族ポリエステルの効果が著しい
ことが明らかである。
続いて、第1表の条件でかつ3時間・繰返し回
数−54×103回、相手材SUJ−2(Hv700〜800)
の条件下で繰返し摩耗試験を行ない、測定した供
試軸受の摩耗深さを第3表に示す。[Table] Figure 6 shows the change in friction coefficient over time. From FIG. 6, the bearings according to the present invention (marked No. 3○ and No. 4●
The coefficient of friction stabilized at a low level in a short period of time (marked), and it is clear that the effect of the aromatic polyester is remarkable. Next, the mating material SUJ-2 (Hv700-800) was applied under the conditions shown in Table 1 for 3 hours and the number of repetitions -54 x 10 3 times.
Table 3 shows the measured wear depths of the test bearings after repeated wear tests were carried out under these conditions.
【表】
この表における摩耗とは、試験当初は平滑であ
つた相手材表面が軸受の樹脂層により疵つけら
れ、この結果相手材表面疵が樹脂層を削り取り摩
耗に至らしめたものである。第3表より芳香族ポ
リエステルは樹脂層をして相手材を疵つけなくす
ることが分かる。また、樹脂層の成分のうち硬質
のAl2O3が相手材を最も疵つけ易いために、芳香
族ポリエステルはこのような硬質物質の相手材へ
の影響を緩和していることが第3表より分かる。
さらに、シヨツクアブソーバー実体試験を行う
べく、リング形状軸受をガイドブツシユとしてシ
ヨツクアブソーバーに組み込み、そして下記条件
により摩擦抵抗および摩耗深さを測定した。[Table] Wear in this table means that the surface of the mating material, which was smooth at the beginning of the test, was scratched by the resin layer of the bearing, and as a result, the surface flaws of the mating material scraped off the resin layer, resulting in wear. From Table 3, it can be seen that aromatic polyester forms a resin layer to prevent scratches on the mating material. In addition, among the components of the resin layer, hard Al 2 O 3 is the most likely to damage the mating material, so aromatic polyester alleviates the influence of such hard substances on the mating material, as shown in Table 3. I understand more. Furthermore, in order to conduct a physical test of the shock absorber, a ring-shaped bearing was incorporated into the shock absorber as a guide bush, and the frictional resistance and wear depth were measured under the following conditions.
【表】
供試軸受は第2表のNo.1(▲印)、No.3(○印)
No.4(●印)、No.5(△印)である。
摩擦係数測定結果を第7図に示す。第7図よ
り、芳香族ポリエステルは、繰返し摩擦に伴なう
摩擦抵抗の増加を抑制していることが分かる。
次に、摩耗深さを次表に示す。[Table] The test bearings are No. 1 (▲ mark) and No. 3 (○ mark) in Table 2.
No. 4 (● mark) and No. 5 (△ mark). The friction coefficient measurement results are shown in Figure 7. From FIG. 7, it can be seen that the aromatic polyester suppresses the increase in frictional resistance caused by repeated friction. Next, the wear depth is shown in the table below.
【表】
第5表より、再現実験の場合と同様に、シヨツ
クアブソーバー実体試験でも、芳香族ポリエステ
ルにより摩耗深さ低下が達成されていることが分
かる。また、シヨツクアブソーバーのガイドブツ
シユは相手材であるシヤフトに対して片当り状態
となるため摩耗し易いが、第5表の結果は片当り
状態においても芳香族ポリエステルは摩耗深さ低
下に有効であることを示している。さらに、本発
明の供試軸受No.3,4では多孔質焼結層が露出せ
ず樹脂層によりカバーされており、シヤフトの疵
も少なかつた。
本発明の軸受材料の上述のすぐれた性質は、シ
ヨツクアブソーバー用ガイドブツシユのみなら
ず、ピストンリング等の摺動部に対する要求にも
応えるものであり、さらに産業機械等の往復動を
主とした軸受およびスライド部、特に耐摩耗性を
必要とする軸受等の要求にも応えるものである。
さらに、産業機械等の回転軸受の要求性能も本発
明の軸受材料を満たしている。
(作用)
PTFEに添加される酸化アルミニウム等は耐摩
耗性を向上させる利点と相手材を疵つける欠点が
あり(特公昭54−26655号)、一方PTFEに添加さ
れる芳香族ポリエステルは耐摩耗性、耐熱性を向
上させるといわれている。本発明によりPTFEに
同時添加された酸化アルミニウム等および芳香族
ポリエステルは上記の利点を保ちながら、後者が
前者(酸化アルミニウム等)の欠点を解消する。
以下、実施例により本発明をさらに説明する。
実施例
PTFE、芳香族ポリエステル(住友化学商品名
エコノール)、Al2O3,SiC,Cr2O3,TiN,黒鉛
(Gr),MoS2、およびZnはいずれも(粒度(200)
メツシユアンダー)のものを使用し、第6表に示
す割合(重量百分率)で混合して試料を調製し、
これらの試料の摩擦係数および摩耗量(μm)を
第1表に示す条件で測定した。[Table] From Table 5, it can be seen that, as in the case of the reproduction experiment, the aromatic polyester achieved a reduction in the wear depth in the actual shock absorber test. In addition, the guide bush of a shock absorber is prone to wear because it is in uneven contact with the shaft, which is the mating material, but the results in Table 5 show that aromatic polyester is effective in reducing the depth of wear even when it is in uneven contact. It shows. Furthermore, in test bearings No. 3 and 4 of the present invention, the porous sintered layer was not exposed and was covered by the resin layer, and there were few defects on the shaft. The above-mentioned excellent properties of the bearing material of the present invention meet the requirements not only for guide bushes for shock absorbers but also for sliding parts such as piston rings. It also meets the demands of sliding parts, especially bearings that require wear resistance.
Furthermore, the bearing material of the present invention satisfies the required performance of rotary bearings for industrial machinery and the like. (Function) Aluminum oxide, etc. added to PTFE has the advantage of improving wear resistance, but has the disadvantage of damaging the mating material (Japanese Patent Publication No. 54-26655), while aromatic polyester added to PTFE has the advantage of improving wear resistance. is said to improve heat resistance. Aluminum oxide, etc. and aromatic polyester added simultaneously to PTFE according to the present invention maintain the above-mentioned advantages, while the latter eliminates the disadvantages of the former (aluminum oxide, etc.). The present invention will be further explained below with reference to Examples. Examples PTFE, aromatic polyester (Sumitomo Chemical brand name ECONOL), Al 2 O 3 , SiC, Cr 2 O 3 , TiN, graphite (Gr), MoS 2 and Zn (particle size (200)
Mesh Under) was used and mixed in the ratio (weight percentage) shown in Table 6 to prepare a sample.
The friction coefficient and wear amount (μm) of these samples were measured under the conditions shown in Table 1.
【表】【table】
【表】
表中No.36〜39は比較例である。第6表より次の
事が分かる。
(イ) 芳香族ポリエステル(表中「ポリエステル」
と記されている)の最適量は約15−約25%の範
囲にある。
(ロ) Al2O3等の最適量は約3−6%の範囲にあ
る。
(ハ) 黒鉛等の最適量は約1−2%の範囲にある。
(ニ) 本発明の試料はPTFE−芳香族ポリエステル
試料(No.36)と比較して、約2倍以上の耐摩耗
性と約10%以上の低摩擦性を示し、さらに
Al2O3添加PTFE(No.37,38)と比較して約3
倍以上の耐摩耗性と約20%以上の低摩擦性を示
す。
(ホ) 39,37,36,10を比較することにより、ポリ
エステルとAl2O3が性能向上に相乗的に作用し
ていることが分かる。
(効果)
本発明の樹脂軸受材料は、低摩擦性、摩擦係数
の安定性、相手材を疵つけず自身の摩耗量が少な
いなどのすぐれた性質を有しているために、各種
機器の摺動部性能向上に寄与する。
本発明の一実施態様において、その軸受材料を
片当りするような状態、すなわち境界潤滑になる
ような状態で使用しても偏摩耗が少なく長期にわ
たつてすぐれた摺動特性が実現される。
上記実施態様の一実施例として本発明の軸受材
料を自動車用シヨツクアブソーバーの摺動部に用
いる場合は、良好な乗心地が長期にわたつて維持
されることになる。自動車用シヨツクアブソーバ
ーの摺動部の軸受材料としては従来PTFEを主体
とするかなりの種類の材料が提案されているが、
これらの性能を格段に上まわる材料を提供したこ
との意義は大である。[Table] Nos. 36 to 39 in the table are comparative examples. The following can be seen from Table 6. (a) Aromatic polyester ("Polyester" in the table)
) is in the range of about 15% to about 25%. (b) The optimum amount of Al 2 O 3 etc. is in the range of about 3-6%. (c) The optimum amount of graphite etc. is in the range of about 1-2%. (d) Compared to the PTFE-aromatic polyester sample (No. 36), the sample of the present invention exhibits about twice as much wear resistance and about 10% or more of low friction, and also
Approximately 3% compared to Al 2 O 3 added PTFE (No. 37, 38)
It exhibits more than double the wear resistance and approximately 20% less friction. (e) By comparing 39, 37, 36, and 10, it can be seen that polyester and Al 2 O 3 act synergistically to improve performance. (Effects) The resin bearing material of the present invention has excellent properties such as low friction, stable friction coefficient, and does not damage mating materials and has little wear on itself, so it is suitable for sliding of various equipment. Contributes to improving the performance of moving parts. In one embodiment of the present invention, even when the bearing material is used in a state of uneven contact, that is, a state of boundary lubrication, there is little uneven wear and excellent sliding characteristics are achieved over a long period of time. When the bearing material of the present invention is used in the sliding part of a shock absorber for an automobile as an example of the above-mentioned embodiment, good riding comfort is maintained over a long period of time. A wide variety of materials, mainly PTFE, have been proposed as bearing materials for the sliding parts of automobile shock absorbers.
It is of great significance that we have provided a material that far exceeds these performances.
第1図は荷重と摩擦係数の関係を示すグラフ、
第2図はシヨツクアブソーバーの部分断面図、第
3図および第4図は摩擦係数の時間変化を示すグ
ラフ、第5図は軸受材料の断面拡大図、第6図は
摩擦係数の時間変化を示すグラフ、第7図は繰返
し摺動に伴う摩擦抵抗変化を示すグラフである。
Figure 1 is a graph showing the relationship between load and friction coefficient.
Figure 2 is a partial sectional view of the shock absorber, Figures 3 and 4 are graphs showing changes in the coefficient of friction over time, Figure 5 is an enlarged cross-sectional view of the bearing material, and Figure 6 shows changes in the coefficient of friction over time. The graph shown in FIG. 7 is a graph showing changes in frictional resistance due to repeated sliding.
Claims (1)
Cr2O3,TiNの1種以上、および(ハ)芳香族ポリエ
ステルを混合せしめたことを特徴とする軸受材
料。 2 前記混合物が、黒鉛およびMoS2の1種以上
をさらに含むことを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の軸受材料。[Claims] 1 (a) Tetrafluoroethylene resin, (b) Al 2 O 3 , SiC,
A bearing material comprising a mixture of one or more of Cr 2 O 3 , TiN, and (c) aromatic polyester. 2. The bearing material according to claim 1, wherein the mixture further contains one or more of graphite and MoS2 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22889284A JPS61108651A (en) | 1984-11-01 | 1984-11-01 | Bearing material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22889284A JPS61108651A (en) | 1984-11-01 | 1984-11-01 | Bearing material |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61108651A JPS61108651A (en) | 1986-05-27 |
JPH0155667B2 true JPH0155667B2 (en) | 1989-11-27 |
Family
ID=16883485
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22889284A Granted JPS61108651A (en) | 1984-11-01 | 1984-11-01 | Bearing material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61108651A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103756208A (en) * | 2013-12-18 | 2014-04-30 | 安徽南方化工泵业有限公司 | Anticorrosion and insulating modified polytetrafluoroethylene material for pumps and valves |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62201996A (en) * | 1986-02-28 | 1987-09-05 | Nok Corp | Member for sliding portion |
JP3229020B2 (en) * | 1992-06-05 | 2001-11-12 | 大豊工業株式会社 | Slide bearing material |
JPH0771545A (en) * | 1993-09-06 | 1995-03-17 | Ntn Corp | Belt tension adjusting device |
JPH0827343A (en) * | 1994-07-13 | 1996-01-30 | Arai Pump Mfg Co Ltd | Fluororubber composition for imdustrial member |
JP2006194389A (en) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Showa Corp | Hydraulic shock absorber for vehicle |
JP7295044B2 (en) * | 2019-01-22 | 2023-06-20 | トヨタ自動車株式会社 | Lubricant for vehicles that electrifies the vehicle body as it runs |
CN109971100A (en) * | 2019-03-27 | 2019-07-05 | 赛兴(北京)科技有限公司 | A kind of carborundum powder enhancing high performance plastics and preparation method thereof |
KR102528463B1 (en) * | 2020-11-18 | 2023-05-04 | 한국자동차연구원 | Lubrication-Free Bearings/Bushings Manufacturing Method Using PTFE-based Polymer Composite Films |
-
1984
- 1984-11-01 JP JP22889284A patent/JPS61108651A/en active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103756208A (en) * | 2013-12-18 | 2014-04-30 | 安徽南方化工泵业有限公司 | Anticorrosion and insulating modified polytetrafluoroethylene material for pumps and valves |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61108651A (en) | 1986-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4312772A (en) | Bearing material | |
US4000982A (en) | Bearing material | |
US4334926A (en) | Bearing material | |
EP1717469B1 (en) | Bearing element | |
JP3298634B2 (en) | Sliding material | |
KR101223789B1 (en) | A bearing and a method of making a lead-free bearing | |
US6162767A (en) | Composite bearing with iron oxide additive | |
EP1894987A1 (en) | Double-layer lubrication coating composition, double-layer lubrication coating and piston having same coating | |
JPH11509247A (en) | Plain bearing materials and their use | |
KR910001825B1 (en) | Bearing material having multiple layer therein & a method of manufacturing the same | |
US6340534B1 (en) | Wrapped slide bearing bushing | |
JPH0155667B2 (en) | ||
JPH0797517A (en) | Sliding resin composition | |
US4828729A (en) | Molybdenum disulfide - molybdenum oxide lubricants | |
JP3484444B2 (en) | Sliding member | |
Menezes et al. | Self-lubricating behavior of graphite-reinforced composites | |
EP0632208B1 (en) | Compound slide bearing material | |
US4471033A (en) | Al-Si-Sn Bearing alloy and bearing composite | |
US5153253A (en) | Bearings | |
JP3636326B1 (en) | Multi-layer sliding member | |
CN107598173B (en) | Bearing blank and method for manufacturing same | |
JP4444680B2 (en) | Lubricant composition | |
JP2001107106A (en) | Coppery sintered sliding material | |
JPS6331005B2 (en) | ||
US4471031A (en) | Al-Si-Pb Bearing alloy and bearing composite |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |