專利名稱：固體潤(rùn)滑劑以及滑動(dòng)部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固體潤(rùn)滑劑以及具有由涂覆固體潤(rùn)滑劑形成的干燥被膜覆蓋的滑動(dòng)面的滑動(dòng)部件。
背景技術(shù)：
以前，如特公昭63-5640或特許2577416中公開的那樣，開發(fā)一種將二硫化鉬(MoS2)和聚四氟乙烯樹脂(PTFE)等作為填料(feeler)，將聚酰亞胺樹脂、聚酰胺-亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂等作為粘合劑固體潤(rùn)滑劑。
還有，如特開平10-101453號(hào)公報(bào)中公開的那樣，開發(fā)一種通過在氮?dú)鈿夥罩刑蓟療Y(jié)在脫酯米糠(Rice Bran)中混合有苯酚樹脂的材料來制備、被稱為RBC(Rice Bran Ceramics)的硬質(zhì)多孔性碳材料。
然而，固體潤(rùn)滑劑基本上是謀求初期的磨擦力降低、耐磨耗性提高。即使初期的滑動(dòng)特性好，但經(jīng)過一段時(shí)間固體潤(rùn)滑劑消耗之后出現(xiàn)的基體，最終引起磨耗(滑動(dòng)面的破裂)、燒結(jié)。
特別地，在無油的環(huán)境中，依賴于填料或粘合劑的成分的特性，在固體潤(rùn)滑劑的性能(耐磨耗性、磨擦系數(shù)等)上表現(xiàn)出顯著差異。因此，為了提高固體潤(rùn)滑劑的性能，要求在填料和粘合劑的成分的選定上多下工夫。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用上述RBC作為固體潤(rùn)滑劑填料、并耐磨耗性和滑動(dòng)性良好的固體潤(rùn)滑劑。
為了實(shí)現(xiàn)以上目的，第1項(xiàng)發(fā)明的固體潤(rùn)滑劑，其特征在于由將粉末狀的RBC懸浮在液體樹脂中得到的懸浮液構(gòu)成，由涂覆該懸浮液并干燥可以形成干燥被膜。
根據(jù)第1項(xiàng)發(fā)明，與將二硫化鉬(MoS2)和聚四氟乙烯樹脂(PTFE)等作為填料的以往的固體潤(rùn)滑劑相比，固體潤(rùn)滑劑干燥形成的干燥被膜的耐磨耗性和滑動(dòng)性良好。
另外，因?yàn)榛旌狭艘环N碳材料的RBC，所以能夠形成具有導(dǎo)電性的干燥被膜。
除此以外，使用在脫膜材等用途上，也能夠具有好效果。
第2項(xiàng)發(fā)明其特征在于基于第1項(xiàng)發(fā)明的固體潤(rùn)滑劑，上述RBC的混合比率為22～74重量％。
根據(jù)第2項(xiàng)發(fā)明，可以得到與第1項(xiàng)發(fā)明相同的效果，同時(shí)固體潤(rùn)滑劑干燥形成的干燥被膜的耐磨耗性和滑動(dòng)性更好。
在第3項(xiàng)發(fā)明其特征在于基于第1項(xiàng)或第2項(xiàng)發(fā)明的固體潤(rùn)滑劑，上述RBC的平均粒徑在5μm以下。
根據(jù)第3項(xiàng)發(fā)明，可以得到與第1項(xiàng)或第2項(xiàng)發(fā)明相同效果，同時(shí)由于RBC的平均粒徑在5μm以下，所以由硬化固體潤(rùn)滑劑形成的干燥被膜表面的平滑性提高，其滑動(dòng)性也更好。
在第4項(xiàng)發(fā)明其特征在于基于第1～3中任一項(xiàng)發(fā)明的固體潤(rùn)滑劑，上述液體樹脂為丙烯硅樹脂。
根據(jù)第4項(xiàng)發(fā)明，可以得到與第1～3中任一項(xiàng)發(fā)明相同的效果，同時(shí)通過在對(duì)象物體上涂覆固體潤(rùn)滑劑并干燥，能夠容易地形成耐磨耗性和滑動(dòng)性良好的干燥被膜。
如果使用這種材料，只在必要的地方涂覆，無需實(shí)施特殊的熱處理便能夠形成耐磨耗性、滑動(dòng)性良好的滑動(dòng)面。
在第5項(xiàng)發(fā)明的滑動(dòng)部件其特征在于其具有通過涂覆第1～4中任一項(xiàng)發(fā)明的固體潤(rùn)滑劑而形成干燥被膜覆蓋的滑動(dòng)面。
根據(jù)第5項(xiàng)發(fā)明，滑動(dòng)部件的滑動(dòng)面的耐磨耗性、滑動(dòng)性變得良好。
另外，由于只在滑動(dòng)面上涂覆固體潤(rùn)滑劑，能夠容易制造具有良好耐磨耗性、滑動(dòng)性的滑動(dòng)面的滑動(dòng)部件。
而且，作為滑動(dòng)部件的主體，可以適用金屬材料和ABS樹脂以及各種樹脂。


圖1是表示本發(fā)明的固體潤(rùn)滑劑以及滑動(dòng)部件的一例的滑動(dòng)性的圖。
圖2是表示本發(fā)明的固體潤(rùn)滑劑以及滑動(dòng)部件的另一例的滑動(dòng)性的圖。
圖3是表示本發(fā)明的固體潤(rùn)滑劑以及滑動(dòng)部件的再一例的滑動(dòng)性的圖。
圖4表示適用本發(fā)明的具體例，(a)是表示使軸沿直動(dòng)方向可滑動(dòng)地支撐在軸承中的結(jié)構(gòu)例的剖視圖，(b)表示使軸沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向可滑動(dòng)地支撐在軸承中的結(jié)構(gòu)例的剖視圖，(c)表示在軸的滑動(dòng)面上涂覆本發(fā)明的固體潤(rùn)滑劑并使之干燥形成被膜的結(jié)構(gòu)例的剖視圖。
圖中1-軸承，2-軸(滑動(dòng)部件)，3-軸承，4-軸(滑動(dòng)部件)，5-干燥被膜。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的固體潤(rùn)滑劑以及滑動(dòng)部件的實(shí)施方式。
在由Al合金構(gòu)成的滑動(dòng)部件的滑動(dòng)面(面積50mm2)上分別涂覆厚度為10～100mm的三種固體潤(rùn)滑劑，且該三種固體潤(rùn)滑劑由在丙烯硅(商品名SCT-8102/chisso株式會(huì)社制造)中懸浮混合22重量％、60重量％、74重量％的RBC(加工成粒徑為5μm以下的粉末狀物質(zhì))得到的懸浮液構(gòu)成，以100℃干燥0.5小時(shí)形成干燥被膜，得到作為滑動(dòng)部件的試驗(yàn)片(試驗(yàn)片1～試驗(yàn)片3)。
用電子顯微鏡拍攝這三個(gè)試驗(yàn)片的涂覆面。
在試驗(yàn)片1～試驗(yàn)片3全部3個(gè)中，確認(rèn)RBC粒徑均在5μm以下。
對(duì)于RBC的混合率為22重量％的試驗(yàn)片1，在硬化的固體潤(rùn)滑劑中RBC粒子呈分散在丙烯硅中的狀態(tài)。
對(duì)于RBC的混合率為60重量％、74重量％的試驗(yàn)片2、試驗(yàn)片3，為硬化的固體潤(rùn)滑劑表面由RBC粒子大致相同地覆蓋的狀態(tài)。
對(duì)于這三個(gè)試驗(yàn)片，通過株式會(huì)社A&D制造的PRT3000W剛性振子物性試驗(yàn)機(jī)，在振動(dòng)周期為0.75秒、無油的條件下，溫度在30℃～350℃(400℃)范圍內(nèi)變化，進(jìn)行磨擦試驗(yàn)。
其結(jié)果如下所示。
對(duì)于試驗(yàn)片1，如圖1所示，看出在30℃～350℃范圍內(nèi)，磨擦的對(duì)數(shù)衰減率大致固定在0.02附近的值、滑動(dòng)性良好。
對(duì)于試驗(yàn)片2，如圖2所示，看出在30℃～400℃范圍中，在100℃～150℃附近對(duì)數(shù)衰減率為0.03左右、在其他溫度范圍內(nèi)的對(duì)數(shù)衰減率為0.01左右、與試驗(yàn)片1相同滑動(dòng)性良好。
對(duì)于試驗(yàn)片3，如圖3所示，看出在30℃～300℃范圍中，在75℃附近和210℃附近對(duì)數(shù)衰減率為0.08左右、 在其他溫度范圍內(nèi)的對(duì)數(shù)衰減率為0.0 1～0.06左右、與試驗(yàn)片1和試驗(yàn)片2相比滑動(dòng)性變得不均勻。
如上所述，從在干燥涂覆的固體潤(rùn)滑劑形成的干燥被膜表面的RBC的分散狀況以及由干燥被膜覆蓋的滑動(dòng)面的滑動(dòng)性來看，在固體潤(rùn)滑劑中的RBC的混合率為60重量％的情況下可以獲得最好的滑動(dòng)性。
接著，在由Al合金構(gòu)成的圓柱狀銷(pin)的前端面(面積50mm2)上涂覆厚度為10～100μm的固體潤(rùn)滑劑，該固體潤(rùn)滑劑由在丙烯硅(商品名SCT-8102/chisso株式會(huì)社制造)中懸浮混合60重量％的RBC(加工成粒徑為5μm以下的粉末狀物質(zhì))得到的懸浮液構(gòu)成，以100℃干燥0.5小時(shí)，得到形成干燥被膜的試驗(yàn)片(試驗(yàn)片4)。
還有，為了作為比較，在上述銷的前端面上涂覆由混合二硫化鉬(MoS2)和聚四氟乙烯樹脂(PTFE)得到的聚酰胺-亞胺構(gòu)成的市售固體潤(rùn)滑劑，得到試驗(yàn)片(試驗(yàn)片5)。
對(duì)于這兩個(gè)試驗(yàn)片，通過pin on disk(ピンォンディスケ)型磨擦磨耗試驗(yàn)機(jī)，面壓0.8Mpa，速度0.314m/s(旋轉(zhuǎn)半徑20mm，轉(zhuǎn)速150rpm)，另一方材料采用滲碳淬火過的SCM415，在無油的條件下進(jìn)行磨擦損耗試驗(yàn)。其結(jié)果如下所示。
對(duì)于試驗(yàn)片4，通過3216分鐘的試驗(yàn)時(shí)間，磨擦力固定在11～15N范圍內(nèi)，而發(fā)現(xiàn)沒有發(fā)生破裂。
對(duì)于試驗(yàn)片5，在試驗(yàn)時(shí)間初期磨擦力在12～15N范圍內(nèi)變動(dòng)，但是因?yàn)樵谠囼?yàn)開始后198分鐘時(shí)發(fā)現(xiàn)在干燥被膜上產(chǎn)生了破裂，因此停止試驗(yàn)。
這樣，由本發(fā)明的固體潤(rùn)滑劑形成干燥被膜的試驗(yàn)片4與通過以往的固體潤(rùn)滑劑形成干燥被膜的試驗(yàn)片5相比，確認(rèn)具有16倍以上的耐磨耗。
在實(shí)施方式中把試驗(yàn)片作為滑動(dòng)部件，具體地說是指能夠使用在以下用途。
即，如圖4(a)所示，形成使軸2(滑動(dòng)部件)沿直動(dòng)方向可滑動(dòng)地支撐在軸承1中的結(jié)構(gòu)，或者，如圖4(b)所示，形成使軸4(滑動(dòng)部件)沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向可滑動(dòng)地支撐在軸承3中的結(jié)構(gòu)，并如圖4(c)所示，在與軸2或者軸4的軸承1或軸承3相滑動(dòng)的表面上涂覆含有粉末狀的RBC的固體潤(rùn)滑劑并干燥，由干燥被膜5覆蓋、形成滑動(dòng)面。而且，也可以在軸承1、3側(cè)的表面上涂覆固體潤(rùn)滑劑。
而且，本發(fā)明的固體潤(rùn)滑劑以及滑動(dòng)部件并不局限于上述實(shí)施方式，在沒有脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，還可以進(jìn)行各種改良以及各種設(shè)計(jì)的變更。
例如，在上述實(shí)施方式中，作為粘合劑應(yīng)用株式會(huì)社chisso制造SCT-8102，但是考慮到用途和生產(chǎn)成本，也可以利用其他的丙烯硅樹脂，例如，鐘淵化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制造的ゼムラック(注冊(cè)商標(biāo))等。另外，也可以利用作為粘合劑的丙烯硅樹脂以外的樹脂，例如，聚酰亞胺樹脂、聚酰胺-亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂等作為粘合劑。
還有，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械性能的提高以及低磨擦化，根據(jù)需要也可以添加硬化劑。
而且，本發(fā)明的固體潤(rùn)滑劑可以象涂料那樣進(jìn)行處理，除了涂覆在滑動(dòng)部件的表面上而使得耐磨耗性、滑動(dòng)性良好以外，也可以使用在各種各樣的用途中。例如，在冷塑加工(線材的延伸、棒鋼以及管的拉拔、管以及金屬板的拉擠、管以及金屬板的壓延、卷繞、鍛造等)中，可以涂覆在金屬模具和被加工材上，在金屬成形中可以作為脫模劑涂覆在金屬模具內(nèi)表面上，在切削加工中也可以涂覆在工具以及被加工材上。
另外，作為上述實(shí)施例的固體潤(rùn)滑劑，可以作為用于在橡膠成形時(shí)從模具上隔離橡膠材的脫模材使用，也可以作為混凝土或者水泥成形用的脫模材使用，并且，涂覆在紙上，例如作為樹脂的替代材料使用可以實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)化、再循環(huán)化，在涂覆紙管上，可以作為優(yōu)越的脫水性和耐氣候性且廉價(jià)的電線覆蓋材使用。
另外，上述實(shí)施方式中，也可以100℃干燥0.5小時(shí)形成干燥被膜，考慮到生產(chǎn)性及生產(chǎn)設(shè)備等，干燥溫度和時(shí)間可以隨之發(fā)生各種變化。即，如果快速干燥，則提高溫度并縮短干燥時(shí)間，另外，在沒有升溫設(shè)備的情況下，也可以在常溫下干燥數(shù)日。
除此之外，當(dāng)然也可以適當(dāng)?shù)馗淖兙唧w的細(xì)微結(jié)構(gòu)。
(發(fā)明的效果)根據(jù)第1項(xiàng)發(fā)明，與將二硫化鉬(MoS2)和聚四氟乙烯樹脂(PTFE)等作為填料的以往的固體潤(rùn)滑劑相比，固體潤(rùn)滑劑干燥形成的干燥被膜的耐磨耗性和滑動(dòng)性良好。
另外，因?yàn)榛旌狭艘环N碳材料的RBC，所以能夠形成具有導(dǎo)電性的干燥被膜。
根據(jù)第2項(xiàng)發(fā)明，可以得到在與第1項(xiàng)發(fā)明相同的效果，同時(shí)，固體潤(rùn)滑劑干燥形成的干燥被膜的耐磨耗性和滑動(dòng)性更好。
根據(jù)第3項(xiàng)發(fā)明，可以得到與第1項(xiàng)或第2項(xiàng)發(fā)明相同的效果，同時(shí)由于RBC的平均粒徑在5μm以下，所以硬化固體潤(rùn)滑劑形成的干燥被膜表面的平滑性提高，其滑動(dòng)性變得更好。
根據(jù)第4項(xiàng)發(fā)明，可以得到在與第1～3中任一項(xiàng)發(fā)明相同的效果，同時(shí)，通過在對(duì)象物體上涂覆固體潤(rùn)滑劑并干燥，能夠容易地形成耐磨耗性和滑動(dòng)性良好的干燥被膜。
如果使用這種材料，只在必要的地方涂覆，無需實(shí)施特殊的熱處理便能夠形成耐磨耗性、滑動(dòng)性良好的滑動(dòng)面。
根據(jù)第5項(xiàng)發(fā)明，滑動(dòng)部件的滑動(dòng)面的耐磨耗性、滑動(dòng)性變得良好。
另外，由于只在滑動(dòng)面上涂覆固體潤(rùn)滑劑，所以能夠容易制造具有良好耐磨耗性、滑動(dòng)性的滑動(dòng)面的滑動(dòng)部件。
而且，作為滑動(dòng)部件的主體，可以適用金屬材料或ABS樹脂以及各種樹脂。
權(quán)利要求
1.一種固體潤(rùn)滑劑，由將粉末狀的RBC懸浮在液態(tài)樹脂中得到的懸浮液構(gòu)成，其特征在于通過涂覆上述懸浮液并使之干燥而可以形成干燥被膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體潤(rùn)滑劑，其特征在于上述RBC的混合比率為22～74重量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固體潤(rùn)滑劑，其特征在于上述RBC的平均粒徑為5μm以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的固體潤(rùn)滑劑，其特征在于上述液態(tài)樹脂為丙烯硅樹脂。
5.一種滑動(dòng)部件，其特征在于具有由涂覆權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的固體潤(rùn)滑劑形成的干燥被膜覆蓋的滑動(dòng)面。
全文摘要
一種固體潤(rùn)滑劑，將粉末狀RBC(Rice Bran Ceramics)混合懸浮在液態(tài)樹脂中得到的懸浮液作為固體潤(rùn)滑劑使用。在這種固體潤(rùn)滑劑中的RBC的混合率優(yōu)選22～74重量％。另外，優(yōu)選將RBC的平均粒徑設(shè)定在5μm以下。作為粘合劑的液體樹脂優(yōu)選適用丙烯硅樹脂。另外，在由金屬和各種樹脂組成的滑動(dòng)部件的滑動(dòng)面上涂覆該固體潤(rùn)滑劑形成干燥被膜。這種固體潤(rùn)滑劑，使用RBC作為固體潤(rùn)滑劑填料，耐磨耗性和滑動(dòng)性好。
文檔編號(hào)C10M103/06GK1502679SQ20031011569
公開日2004年6月9日 申請(qǐng)日期2003年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月17日
發(fā)明者筱崎雅則 申請(qǐng)人:重機(jī)公司