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JPH0745675B2 - 四フッ化エチレン樹脂基摺動材料 - Google Patents

四フッ化エチレン樹脂基摺動材料

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Publication number
JPH0745675B2
JPH0745675B2 JP2234730A JP23473090A JPH0745675B2 JP H0745675 B2 JPH0745675 B2 JP H0745675B2 JP 2234730 A JP2234730 A JP 2234730A JP 23473090 A JP23473090 A JP 23473090A JP H0745675 B2 JPH0745675 B2 JP H0745675B2
Authority
JP
Japan
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powder
iron oxide
sliding material
oxide powder
particle size
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP2234730A
Other languages
English (en)
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JPH04114094A (ja
Inventor
正 田中
英彦 田村
清英 植中
拓也 田中
勝己 澤野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daido Metal Co Ltd
Original Assignee
Daido Metal Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Daido Metal Co Ltd filed Critical Daido Metal Co Ltd
Priority to JP2234730A priority Critical patent/JPH0745675B2/ja
Publication of JPH04114094A publication Critical patent/JPH04114094A/ja
Publication of JPH0745675B2 publication Critical patent/JPH0745675B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、自動車、電気機械、OA機器、産業機械、工作
機械、一般産業機械等の摺動部材に好適な四フッ化エチ
レン樹脂基摺動材料に関する。ここで、「四フッ化エチ
レン樹脂基」とは、主成分が四フッ化エチレン樹脂であ
るということを意味する。また、以下、四フッ化エチレ
ンをPTFEという。
[従来の技術] PTFE摺動材料は摩擦係数が非常に小さいが単体では耐摩
耗性が不十分である。そこで耐摩耗性を改善するため、
従来はガラスファイバー粉末等無機充填剤や、樹脂系の
有機充填剤を添加していた。また、それら耐摩耗性改善
充填剤を添加すると、摩擦係数が上がるので、摩擦係数
を低下させるために、軟質金属、グラファイト、MoS2
固体潤滑剤を添加していた。
[発明が解決しようとする課題] このような従来のガラスファイバー粉末等無機充填剤
や、固体潤滑剤を添加したPTFE摺動材料では、摺動材料
自身の耐摩耗性は十分満足ではなかった。また、耐摩耗
性が十分であっても、相手材である軟軸、特に焼き入れ
処理のないスチーム、アルミ、SUS等の軟軸に対して
は、摺動材料の摩耗粉によって、軟軸を摩耗させる欠点
がある。従来軟軸を摩耗させない添加物は存在するが毒
性、コスト、取扱いに問題がある。さらに使用時摩耗粉
の挙動により発生する摺動音である「鳴き」の問題があ
る。以上の問題点を解決しようとするのが本発明の課題
である。
[課題を解決するための手段] まずPTFE摺動材料において、耐摩耗、相手軸摩耗に関す
る課題を解決するために、ガラスファイバー粉末を充填
剤としたPTFE樹脂に、4〜6μmの酸化鉄0.5〜10重量
%添加する点について以下詳細を説明する。この発明に
用いる原料としてPTFE樹脂は一般PTFE樹脂メーカーより
販売されている圧縮成形用モールディングパウダーを使
用できる。またガラスファイバー粉末も、一般にPTFE樹
脂等に添加される、Eグレードガラスファイバー粉末を
使用できる。ここで添加する酸化鉄粉末であるが、摺動
材の耐摩耗性を上げるのに非常に効果がある。さらにC
d,Pb,Sb等の酸化物系の充填剤を使用することにより耐
摩耗性を酸化鉄粉末と同等に上げることができるが、こ
れらは効果があっても毒性に関して問題があり環境問題
を考慮すると使用は避けるべきである。
さらに、この酸化鉄粉末の粒度、粒形を選定すれば摺動
剤の耐摩耗性と、相手材特に軟軸に対する摩耗粉の影響
による摩耗を同時に防ぐことができる。酸化鉄粉末は、
さらに毒性の心配はない。従って、酸化鉄粉末が非常に
特性のよい充填材となり毒性、耐摩耗、相手材の摩耗に
対する課題を解決できることが分かった。さらにこの粒
度、粒形の酸化鉄粉末を選定するに際し、例えばFeO,Fe
2O3など各種のものが一般に市販されているので経済的
生産活動を行なう上で入手に何ら問題はない。
以上述べた方法で主な課題は解決できる。しかし、本発
明の摺動材でも、使用条件により摺動時に異音が発生す
るので使用する時点でこの「鳴き」が問題となることが
ある。これを防止するために、有効な充填剤として多く
の物質の中より特殊フェノール樹脂粉末を見いだしこの
添加により異音発生に対する課題の解決ができることが
分った。この特殊フェノール樹脂粉末も一般市販され、
入手も簡単であり毒性についても問題はない。
なお、特殊フェノール樹脂とは、球状または粒状フェノ
ール樹脂を炭化焼成したものをいう。
以上の添加剤を有する摺動材料は従来の圧縮成形→焼
成、ラム押出し法等の成形方法で特別の変更なく製造が
可能である。
[作用] この発明の摺動材各成分組成を特許請求の範囲に記載し
たように限定する理由(上限、下限の決定理由)とその
作用効果について記述する。
(1) 酸化鉄粉末の添加量を0.5〜10重量%とする点
について。
PTFE樹脂基摺動材料が酸化鉄粉末をこの割合で含むと、
摺動材自身の耐摩耗性の向上に効果がある。酸化鉄粉末
が0.5重量%未満ではその効果が発生しない。また、酸
化鉄粉末が10重量%を越えると、摺動材の機械的強度を
著しく低下させる。
(2) 平均粒径4〜6μmの酸化鉄粉末の添加量を0.
5〜10重量%とする点について。
PTFE樹脂基摺動材料がこの粒径、含量の酸化鉄粉末を含
むと、相手軸の摩耗、特に軟軸に対し効果がありまた摺
動材自身の耐摩耗性の向上に効果がある。この粒径の酸
化鉄粉末0.5重量%未満では耐摩耗性に対し効果が発生
しない。また10重量%を越えると摺動材の機械的強度を
著しく低下させる。
(3) (1)項の組成を有する摺動部材にさらに特殊
フェノール樹脂粉末を5〜20重量%添加する点につい
て。
PTFE樹脂基摺動材この添加量の特殊フェノール樹脂粉末
を含むと摺動時の「鳴き」と呼ばれる異音発生防止と、
摩擦係数低下に効果がある。特殊フェノール樹脂粉末5
重量%未満では異音発生防止、摩擦係数低下効果がなく
また特殊フェノール樹脂粉末20重量%を越えると、摺動
材の機械的強度を著しく低下させる。
(4) (2)項の組成を含む摺動材に特殊フェノール
樹脂粉末を5〜20重量%添加する点について。
前述した、粒径をそろえた酸化鉄粉末の効果に加え、異
音発生防止と、摩擦係数低下に効果がある。特殊フェノ
ール樹脂粉末が5重量%未満では異音発生防止、摩擦係
数低下効果がなくまた特殊フェノール樹脂粉末が20重量
%を越えると、摺動材の機械的強度を著しく低下させ
る。
[実施例] 以下実施例をあげて具体的に説明する。PTFE樹脂1(三
井デュポンフロロケミカル製;テフロン7J)とガラスフ
ァイバー粉末2(日本硝子繊維製;REV−1、繊維径13μ
m、平均繊維長35μm)、酸化鉄粉末3(森下弁柄製;M
R−660E、平均粒径0.36μm)、粒径調整特定酸化鉄粉
末3(大日精化製;TFD−0831、平均粒径4〜6μm)、
特殊フェノール樹脂粉末4(鐘紡製;登録商標ベルパー
ルC−2000、平均粒径15〜20μm)、硫化カドミウム+
セレン化カドミウム粉末(大日精化製;パイロファイン
カラーレッド3B#8000)、PbO粉末(日本化学工業製;
リサージ1号黄口、平均粒径5μm)、Sb2O3粉末(日
本精鉱製;三硫化アンチモンP499%−200mesh)、クロ
ム酸鉛粉末(日本無機化学工業製;サイナードレッド90
05)、窯業用顔料(池垣化学製;No.100ピング50Sn,10C
r,20Si,20CaCo3平均粒径3μm)さらに硫酸バリウム粉
末(キシダ化学製;化学用)を原料として表1の重量配
合比で計量し、三井三池製ヘンシェルミキサーで攪拌混
合した。混合した粉末を金型に入れ、圧縮成形後370
℃、3時間加熱焼成を行ない成形体を形成した。その成
形体より引張り、伸び測定用試験片と摩擦摩耗試験用円
筒軸受とを切削加工により作成した。試験条件を無潤
滑、速度;0.1m/sec、荷重;15kg/cm2、相手軸;S55C、焼
き入れなし、面粗度Rmax=1.5μmとして、円筒軸受試
験機で試験を行ない、摩擦係数軸受摩耗量、相手軸損傷
程度異音発生の有無を測定した。その結果を第1表に示
す。
表1に示す比較例11〜16及び実施例1〜3において、ガ
ラスファイバー粉末の添加量を5〜20重量%と酸化鉄粉
末0.5〜10重量%の範囲とし、軸受摩耗量を試験、比較
した。ガラスファイバーの添加量20重量%であるものを
主にしてさらに組成及び軸受試験を行ない、その他の組
成決定の基準とした。実施例1〜3及び比較例6〜10に
おいて、ガラスファイバー粉末の次に添加する充填剤の
効果が判明する。まず特定酸化鉄粉末の添加により軸受
の耐摩耗性が向上することが見られる。また、Cd(S,S
e)粉末、PbO粉末、クロム酸鉛粉末については、摩擦係
数、軸受摩擦量、相手軸損傷程度については、摺動材と
して満足できる。さらに、Cd(S,Se)粉末、クロム酸鉛
粉末について異音発生せず満足できる。しかし、これら
Cd(S,Se)、PbO、クロム亜鉛は毒性に関して問題があ
る。したがって実際の生産活動において考えると、取扱
いに際して汚染防止の設備に費用がかかりまた製品化し
た場合においては食品用機器等毒性に対する考慮を重視
する用途には使用できなく、用途が制限される。その点
において特定酸化鉄粉末の添加であると、軸受としての
耐摩耗性向上が十分認められかつ高品質の軸受が生産で
きる。さらに、実施例1〜3において酸化鉄粉末の平均
粒径を4〜6μmにそろえた特定酸化鉄粉末の効果が明
らかとなる。粒径を4〜6μmにそろえることにより相
手材表面が速やかにポリシュされ摩耗粉発生が少なくな
り結果としてアブレーシブ摩耗が防止されることが分か
る。結局、前に述べた毒性で問題のあるCd(S,Se)粉
末、PbO粉末、クロム酸鉛粉末と同等の性能を安全な酸
化鉄粉末で、その粒度を特定すれば、得られることが明
らかとなった。また実施例4,5及び比較例11〜14より特
殊フェノール樹脂粉末添加により摺動時の「鳴き」と呼
ばれる異音発生に効果が認められまた摩擦係数低下に対
しても効果が認められる。特殊フェノール樹脂粉末(実
施例4、5)と、BaSO4粉末(比較例11)、CaF2粉末
(比較例12)の添加効果を比較すると異音発生防止及び
摩擦係数低下に対して特殊フェノール樹脂粉末添加が多
大な効果を奏することが明らかである。
さらに、上記酸化鉄粉末を、平均粒径を4〜6μmにそ
ろえた実施例4、5をみると、特殊フェノール樹脂粉末
を添加した効果に加え、酸化鉄粉末粒径を特定すること
により、実施例1〜3と同様に、相手軸摩耗に対し、多
大な効果を示すことが分かる。
[発明の効果] (1) 摺動材に酸化鉄粉末を充填する効果 この摺動材を用いた軸受の耐摩耗性において、無毒
の充填剤である、酸化鉄粉末を添加することにより、軸
受摩耗に関し、ガラスファイバー粉末のみを添加するも
のに比べ非常に性能が向上する。
(2) 酸化鉄粉末の粒径を特定する効果 摺動状態における摩耗粉発生の防止と、摩耗発生時
の相手軸(軟軸)に対する損傷に関し、粒子の径、形状
を特定することにより、多大な効果が得られる。
Cd、Se等の毒性のある添加剤であっても、単に上記
項の効果を得ることを意図するならば、それらを使用
すればよいことが分かったが、毒性のない酸化鉄粉末に
おいて粒子の径・形状を特定すればその効果が得られ
る。
上記項で説明した毒性のない特定酸化鉄粉末充填
により、摺動材として今まで、食品用機器等、毒性で問
題となり使用できなかった産業分野においても使用可能
となり使用分野の拡大ができる。
(3) 特殊フェノール樹脂粉末を充填する効果 摺動時に発生する摩耗粉とシャフト間で発生する異
音に対して特殊フェノール樹脂粉末の添加により完全に
防止できる。
特殊フェノール樹脂粉末の形状が球状又は粒状であ
ることにより摩耗粉として発生時、摩擦係数低下に対し
て効果が認められる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すもので、第1図は摺動材料
の金属顕微鏡による代表的拡大断面組織における粒子構
造を示す写真、第2図は酸化鉄粉末の電子顕微鏡組織に
おける粒子構造を示す写真、第3図は酸化鉄粉末の粒度
を特定した電子顕微鏡組織における粒子構造を示す写
真、第4図は特殊フェノール樹脂粉末の電子顕微鏡組織
における粒子構造を示す写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10M 103:06 G 103:02 Z 107:32 103:06) A B29K 105:08 B29L 31:04 C10N 10:16 20:06 Z 30:00 Z 30:06 40:02 70:00

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量で10〜30%のガラスファイバー粉末を
    充填材とした四フッ化エチレン樹脂に平均粒径が4〜6
    μmの酸化鉄粉末を0.5〜10%添加した四フッ化エチレ
    ン樹脂基摺動材料。
  2. 【請求項2】重量で10〜30%のガラスファイバー粉末を
    充填材とした四フッ化エチレン樹脂に平均粒径が4〜6
    μmの酸化鉄粉末を0.5〜10%添加し、さらに球状また
    は粒状フェノール樹脂粉末を焼成した特殊フェノール樹
    脂粉末5〜20%添加した四フッ化エチレン樹脂基摺動材
    料。
JP2234730A 1990-09-05 1990-09-05 四フッ化エチレン樹脂基摺動材料 Expired - Lifetime JPH0745675B2 (ja)

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