專利名稱：：滑動(dòng)軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及在軸承合金的表面被膜形成了樹脂層的滑動(dòng)軸承。
背景技術(shù)：
：以往在內(nèi)燃機(jī)中，存在由點(diǎn)火系統(tǒng)和電氣安裝設(shè)備中產(chǎn)生的泄漏電流導(dǎo)致不同種金屬間發(fā)生電腐蝕的現(xiàn)象。該電腐蝕是如下現(xiàn)象如果不同種金屬相接觸的部分有電流流過，則不同種金屬間產(chǎn)生電位差，該電位差使金屬電化學(xué)腐蝕。作為其對(duì)策，例如日本專利特開平7—309290號(hào)公報(bào)(專利公報(bào)l)中，進(jìn)行了將引擎中使用的電氣安裝部件與車身主體接地，藉此防止由電氣安裝部件中的泄漏電流導(dǎo)致的電腐蝕的嘗試。此外，對(duì)于內(nèi)燃機(jī)用的滾動(dòng)軸承，如日本專利特開平9一72332號(hào)公報(bào)(專利公報(bào)2)所示，進(jìn)行了用絕緣體的樹脂涂層被覆軸承(滾動(dòng)軸承)或連桿支持部件(軸)中的至少一方的表面，藉此防止軸承的電腐蝕，提高其耐久性的嘗試。專利文獻(xiàn)1:日本專利特開平7—309290號(hào)公報(bào)(段落)專利文獻(xiàn)2:日本專利特開平9—72332號(hào)公報(bào)(段落，)
發(fā)明內(nèi)容但是，即使是上述專利文獻(xiàn)1的通過接地而絕緣的內(nèi)燃機(jī)，也無法完全消除點(diǎn)火系統(tǒng)和電氣安裝設(shè)備中的泄漏電流。此外，上述專利文獻(xiàn)2中，軸與軸承之間通過樹脂層絕緣，滾動(dòng)軸承的耐電腐蝕性提高，但在使用了潤滑油的滑動(dòng)軸承上設(shè)置了絕緣性的樹脂層時(shí)，雖然滑動(dòng)軸承的耐電腐蝕性提高，但另一方面，存在軸與滑動(dòng)軸承間的油膜厚度最薄的地方附近發(fā)生由放電導(dǎo)致的樹脂的損傷的缺點(diǎn)。該由放電導(dǎo)致的樹脂的損傷是由樹脂層帶電導(dǎo)致的，該樹脂層帶的電是點(diǎn)火系統(tǒng)和電氣安裝設(shè)備中的泄漏電流及由軸與滑動(dòng)軸承間的摩擦產(chǎn)生的靜電。具體地說，內(nèi)燃機(jī)用的滑動(dòng)軸承與上述專利文獻(xiàn)2的軸經(jīng)常接觸的滾動(dòng)軸承不同，具有由于潤滑油的油膜壓力，難以發(fā)生軸與樹脂層的接觸，也難以發(fā)生從帶電的樹脂層向軸側(cè)的放電，樹脂層的帶電量增大的傾向。并且，由于潤滑油的油膜不足，滑動(dòng)軸承溫度升至高溫、使?jié)櫥偷恼扯认陆档仍颍S與樹脂層發(fā)生接觸的瞬間，突發(fā)性地發(fā)生從帶電的樹脂層向軸側(cè)的放電?？梢哉J(rèn)為，由該放電現(xiàn)象導(dǎo)致樹脂層出現(xiàn)局部的高溫，使樹脂層受到損傷。本發(fā)明鑒于上述情況，其目的是提供耐電腐蝕性優(yōu)良，且具有放電功能的滑動(dòng)軸承。為達(dá)成上述目的，權(quán)利要求l的發(fā)明中，在軸承合金的表面被膜形成了樹脂層的滑動(dòng)軸承的特征在于，上述樹脂層中添加了1040體積％的碳粒子(carbonparticle),該碳粒子的平均粒徑是上述樹脂層的膜厚的1545%。權(quán)利要求2的滑動(dòng)軸承如權(quán)利要求1記載，樹脂層的樹脂是聚酰胺酰亞胺樹脂、聚苯并咪唑樹脂或聚酰亞胺樹脂中的任一種。權(quán)利要求3的滑動(dòng)軸承如權(quán)利要求1或2記載，向樹脂層中添加2045體積％的二硫化鉬及/或二硫化鴇。權(quán)利要求1的發(fā)明中，在軸承合金的表面被膜形成的樹脂層具有絕緣性，所以軸與軸承合金間不通電，軸承合金可得到良好的耐電腐蝕性。此外，在非金屬物質(zhì)中，碳粒子是導(dǎo)電性和金屬一樣優(yōu)良的物質(zhì)。如果將上述導(dǎo)電性的碳粒子適當(dāng)?shù)靥砑又两^緣性的樹脂層中，則樹脂層可維持絕緣性，且可使軸與碳粒子間發(fā)生微量的放電。g卩，通過使放電現(xiàn)象分散于整個(gè)樹脂層表面，可在樹脂層的帶電量增大之前從碳粒子發(fā)生放電，防止樹脂層出現(xiàn)局部的高溫。此外，碳粒子是高熔點(diǎn)物質(zhì)，因此即使溫度隨著放電而升高，也不會(huì)受到損傷。另外，如果考慮到滑動(dòng)軸承的滑動(dòng)性，則碳粒子較好的是使用滑動(dòng)性優(yōu)良的天然石墨或人造石墨。此外，向樹脂層中添加碳粒子的量較好的是1040體積％。碳粒子的添加量不足10體積％時(shí)，碳粒子相對(duì)于樹脂的分散不充分，發(fā)生從樹脂層向軸側(cè)的突發(fā)性的放電，樹脂層溫度升高，有受損的可能。另一方面，碳粒子的添加量超過40體積％時(shí)，樹脂層中的碳粒子之間的接觸頻度增高，樹脂層變得具有導(dǎo)電性。結(jié)果促使軸承合金的電腐蝕。此外，為維持樹脂層的絕緣性，碳粒子的平均粒徑較好的是樹脂層的膜厚的1545%。碳粒子的平均粒徑不足樹脂層的膜厚的15%時(shí)，隨著樹脂層中的細(xì)小的碳粒子的數(shù)量增多，存在由碳粒子之間的接觸形成通電電路，樹脂層4具有導(dǎo)電性，軸承合金發(fā)生電腐蝕的可能。另一方面，碳粒子的平均粒徑超過樹脂層的膜厚的45%時(shí)，碳粒子的比表面積減少，因此碳粒子之間接觸的概率低，但存在較大的碳粒子接觸的部分形成通電電路，樹脂層具有導(dǎo)電性，軸承合金發(fā)生電腐蝕的可能。這里，為使樹脂層不會(huì)因?yàn)榕c軸的磨損而容易地消失，樹脂層的膜厚較好的是在10um以上；為使由樹脂層與軸承合金、軸的熱膨脹率的差導(dǎo)致的軸承間隙變化的影響減小，樹脂層的膜厚較好的是在50"m以下。此外，權(quán)利要求2的發(fā)明中，作為樹脂層的樹脂，較好的是聚酰胺酰亞胺樹脂(下面稱為"PAI樹脂")、聚苯并咪唑樹脂(下面稱為"PBI樹脂")或聚酰亞胺樹脂(下面稱為"PI樹脂")中的任一種。這些樹脂的耐熱性優(yōu)良，適合作為滑動(dòng)軸承中的樹脂層。此外，二硫化鉬及二硫化鎢是絕緣物質(zhì)，因此即使僅向樹脂層中添加二硫化鉬及/或二硫化鎢，也無助于從整個(gè)樹脂層表面的放電的分散。但是，如果與權(quán)利要求3的發(fā)明一樣，除碳粒子外還向樹脂層中添加二硫化鉬及/或二硫化鎢，則絕緣性的二硫化鉬及/或二硫化鎢存在于碳粒子之間。S卩，樹脂層中的碳粒子的分散程度提高，所以可提高從整個(gè)樹脂層表面的放電的分散。此外，如果絕緣性的二硫化鉬及/或二硫化鎢存在于碳粒子之間，則可防止由碳粒子之間的接觸形成通電電路，維持由樹脂層產(chǎn)生的耐電腐蝕性。此外，向樹脂層中添加二硫化鉬及/或二硫化鎢的量較好的是2045體積%。通過使添加二硫化鉬及/或二硫化鎢的量為該添加量，可減少樹脂層的磨損量，可使由樹脂層產(chǎn)生的耐電腐蝕性長期地持續(xù)。二硫化鉬的添加量不足20體積％時(shí)，存在無法實(shí)現(xiàn)樹脂層中的碳粒子的分散程度的提高，從整個(gè)樹脂層表面的放電無法充分地分散，無法達(dá)到樹脂層的磨損量減少的目的的可能。另一方面，二硫化鉬的添加量超過45體積％時(shí)，樹脂層的強(qiáng)度過度降低，樹脂層易磨損。此外，已知二硫化鉬及二硫化鎢也可作為固體潤滑劑，隨著樹脂層的滑動(dòng)性提高，樹脂層的帶電量也減少，因此可減少發(fā)生放電的頻度。此外，如果考慮到樹脂層的強(qiáng)度，則向樹脂層中添加二硫化鉬及/或二硫化鎢的量較好的是加上碳粒子的添加量在60體積％以下。此外，為提高樹脂層的耐磨損性，不限于二硫化鉬及/或二硫化鉤，可向樹脂層中添加由絕緣性物質(zhì)構(gòu)成的硬質(zhì)粒子。圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式中的滑動(dòng)軸承的截面圖。圖2是摩擦磨損試驗(yàn)中使用的推力試驗(yàn)機(jī)的簡(jiǎn)圖。具體實(shí)施例方式下面，說明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖l是滑動(dòng)軸承的截面圖，該截面圖模式地表示本發(fā)明的實(shí)施方式?；瑒?dòng)軸承是在銅系合金或鋁系合金等的軸承合金層l的表面設(shè)置樹脂層2，該軸承合金層1接合于里襯金屬3的表面的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施方式中，樹脂層2是如下樹脂層以PAI樹脂、PBI樹脂、PI樹脂等耐熱性樹脂為主要成分，含有1040體積X的碳粒子(Gr)，該碳粒子是平均粒徑為樹脂層的膜厚的1545%的天然石墨、人造石墨等。樹脂層2還可根據(jù)需要含有2045體積X的二硫化鉬(MoS2)及/或二硫化鎢(WS2)。另外，碳粒子的平均粒徑通過激光衍射散射法計(jì)測(cè)。接著，對(duì)本實(shí)施例中設(shè)置了樹脂層的實(shí)施例品和設(shè)置了樹脂層的比較例品實(shí)施摩擦磨損試驗(yàn)及導(dǎo)電性試驗(yàn)。摩擦磨損試驗(yàn)的實(shí)施例品及比較例品是在加工成將鋁系軸承合金層接合在作為里襯金屬的鋼板上而成的平板后，進(jìn)行脫脂處理，接著通過噴射加工將軸承合金層的表面粗面化。然后洗凈，干燥后，將表i的實(shí)施例No.19及比較例No.1117所示的組合物用有機(jī)溶劑(N—甲基2—吡咯烷酮)稀釋，將該稀釋的組合物用空氣噴涂法噴涂于上述軸承合金層表面。之后，干燥除去有機(jī)溶劑，以18(TC燒成60分鐘。這里，樹脂層的厚度為20um。導(dǎo)電性試驗(yàn)的實(shí)施品是將實(shí)施例No.19及比較例No.1117所示的組合物用有機(jī)溶劑(N—甲基2—吡咯烷酮)稀釋，將該稀釋的組合物用空氣噴涂法噴涂于鋁板。之后，干燥除去有機(jī)溶劑，以18(TC燒成60分鐘后，將樹脂層從鋁板剝離。這里，樹脂層的厚度為20ym。使用圖2所示的推力試驗(yàn)機(jī)，在表2所示的試驗(yàn)條件下對(duì)實(shí)施例No.19及比較例No.1117進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)，根據(jù)磨損量、及通過目測(cè)觀察確定樹脂層表面有無熔融損傷部來進(jìn)行放電損傷的評(píng)價(jià)。導(dǎo)電性試驗(yàn)是將正電極與實(shí)施例No.19及比較例No.1117的樹脂層的表面?zhèn)冉佑|，將負(fù)電極與其背面?zhèn)冉佑|，通過0.5mA的直流電流，確認(rèn)樹脂層有無導(dǎo)電性。其結(jié)果如表l所示。這里，4表示試驗(yàn)片，5表示絕緣體，6表示軸，7表示接地，8表示交流電源，9表示負(fù)荷。實(shí)施例<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>上述表1中，樹脂層的各成分的數(shù)字分別是體積百分率(volX)。首先，樹脂層中未添加碳粒子的比較例No.11中，樹脂層不具有導(dǎo)電性，但發(fā)生了由放電導(dǎo)致的樹脂的溶損。與此相對(duì)，樹脂層中添加了導(dǎo)電性的碳粒子的實(shí)施例No.15中，維持了樹脂層的絕緣性，且未發(fā)生由放電導(dǎo)致的樹脂的溶損。這是由于，如果向樹脂層中添加導(dǎo)電性的碳粒子，則放電現(xiàn)象分散于整個(gè)樹脂層表面，在樹脂層的帶電量增大之前從碳粒子發(fā)生微量的放電，所以抑制了樹脂層出現(xiàn)局部的高溫。此外，即使向樹脂層中添加導(dǎo)電性的碳粒子，因?yàn)榭删S持樹脂層的絕緣性，所以由樹脂層產(chǎn)生的耐電腐蝕性也可以說優(yōu)良。此外，如果將碳粒子的添加量不同的實(shí)施例No.1(10體積％)和比較例No.14(7體積％)進(jìn)行比較，則樹脂層均不具有導(dǎo)電性，但是，實(shí)施例No.l中，未發(fā)生由放電導(dǎo)致的樹脂的溶損，與此相對(duì)，比較例No.14中，發(fā)生了由放電導(dǎo)致的樹脂的溶損。這是因?yàn)?，如果像比較例No.14那樣，碳粒子的添加量不足10體積％，則樹脂層中的碳粒子的添加量少，整個(gè)樹脂層表面的放電的分散不充分，結(jié)果發(fā)生由放電導(dǎo)致的樹脂的溶損。此外，如果將碳粒子的添加量不同的實(shí)施例No.3(40體積X)和比較例No.15(45體積％)進(jìn)行比較，則實(shí)施例No.3中，未發(fā)生由放電導(dǎo)致的樹脂的溶損，樹脂層不具有導(dǎo)電性，與此相對(duì)，比較例No.15中，發(fā)生了由放電導(dǎo)致的樹脂的溶損，并且樹脂層具有導(dǎo)電性。這是因?yàn)?，如果像比較例No.15那樣，碳粒子的添加量超過40體積％，則樹脂層中的碳粒子的添加量多，隨著碳粒子之間的接觸頻度的增高，樹脂層變得具有導(dǎo)電性，軸承合金發(fā)生電腐蝕。此外，如果將相對(duì)于樹脂層厚度的碳粒子的平均粒徑不同的實(shí)施例No.4(15X)和比較例No.16(10%)進(jìn)行比較，則實(shí)施例No.4中，未發(fā)生由放電導(dǎo)致的樹脂的溶損，樹脂層不具有導(dǎo)電性，與此相對(duì)，比較例No.16中，發(fā)生了由放電導(dǎo)致的樹脂的溶損，并且樹脂層具有導(dǎo)電性。這是因?yàn)?，如果像比較例No.16那樣，相對(duì)于樹脂層厚度的碳粒子的平均粒徑不足15%，則樹脂層中的細(xì)小的碳粒子的數(shù)量增多，隨著由碳粒子之間的接觸形成通電電路，樹脂層變得具有導(dǎo)電性，軸承合金發(fā)生電腐蝕。此外，如果將相對(duì)于樹脂層厚度的碳粒子的平均粒徑不同的實(shí)施例No.5(45%)和比較例No.17(60%)進(jìn)行比較，則實(shí)施例No.5中，未發(fā)生由放電導(dǎo)致的樹脂的溶損，樹脂層不具有導(dǎo)電性，與此相對(duì)，比較例No.l7中，發(fā)生了由放電導(dǎo)致的樹脂的溶損，并且樹脂層具有導(dǎo)電性。這是因?yàn)?，如果像比較例No.17那樣，相對(duì)于樹脂層厚度的碳粒子的平均粒徑超過45%，則樹脂層中碳粒子之間接觸的概率低，但隨著由較大的碳粒子接觸的部分形成通電電路，樹脂層變得具有導(dǎo)電性，軸承合金發(fā)生電腐蝕。此外，除碳粒子外還向樹脂層中添加二硫化鉬及/或二硫化鎢的實(shí)施例No.69與未添加二硫化鉬及/或二硫化鎢的實(shí)施例No.15相比，樹脂層的磨損量大約減少了一半。另外，實(shí)施例No.69中，維持了樹脂層的絕緣性，且未發(fā)生由放電導(dǎo)致的樹脂的溶損。這是由于，絕緣性的二硫化鉬及/或二硫化鎢存在于碳粒子之間，樹脂層中的碳粒子的分散程度提高，所以從整個(gè)樹脂層表面的放電的分散提高。即，結(jié)果可以說由放電導(dǎo)致的樹脂的磨損變得難以發(fā)生。另外，二硫化鉬及二硫化鎢起固體潤滑劑的作用，隨著樹脂層的滑動(dòng)性的提高，樹脂層的帶電量也減少，因此也可減少發(fā)生放電的頻度。此外，雖然未示于比較例，但是如果二硫化鉬的添加量不足20體積％，則無法實(shí)現(xiàn)樹脂層中的碳粒子的分散程度的提高，從整個(gè)樹脂層表面的放電無法充分地分散，無法達(dá)到樹脂層的磨損量減少的目的。另一方面，如果二硫化鉬的添加量超過45體積％，則樹脂層的強(qiáng)度過度降低，結(jié)果樹脂層易磨損。此外，使實(shí)施例No.69中的樹脂的種類不同，使得實(shí)施例No.6、7中，樹脂層由PAI樹脂構(gòu)成，與此相對(duì)，實(shí)施例No.8中，樹脂層由PBI樹脂構(gòu)成，實(shí)施例No.9中，樹脂層由PI樹脂構(gòu)成。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，可得到如下結(jié)果任一種樹脂的耐熱性均優(yōu)良，即使是由PBI樹脂或PI樹脂構(gòu)成的樹脂層，也可維持樹脂層的絕緣性，且不發(fā)生由放電導(dǎo)致的樹脂的溶損。此外，除碳粒子外還向樹脂層中添加二硫化鉬及/或二硫化鎢的實(shí)施例No.69中，維持了樹脂層的絕緣性，且不發(fā)生由放電導(dǎo)致的樹脂的溶損。與此相對(duì)，既未向樹脂層中添加二硫化鉬或二硫化鎢也未添加碳粒子的比較例No.12、13中，樹脂層不具有導(dǎo)電性，但發(fā)生了由放電導(dǎo)致的樹脂的溶損。這是因?yàn)?，與比較例No.ll相同，因碳粒子導(dǎo)致放電未分散，結(jié)果發(fā)生由放電導(dǎo)致的樹脂的溶損。本發(fā)明不限定于以上描述和附圖所示的實(shí)施例，可進(jìn)行如下的變形或擴(kuò)充。作為將軸承合金層的表面粗面化的方法，不限于噴射加工，也可以是蝕刻、噴鍍、化學(xué)轉(zhuǎn)化處理等方法。樹脂表面層的涂布方法不限于空氣噴涂法，也可以是移印(padprinting)法、網(wǎng)版印刷(screenprinting)法、輥涂法(rollcoating)等方法。另外，將樹脂層2設(shè)置于軸承合金層l上后，可加工成滑動(dòng)軸承形狀，制造滑動(dòng)軸承。本發(fā)明的滑動(dòng)軸承可用于除內(nèi)燃機(jī)以外的用途，即不限于由銅系或鋁系合金構(gòu)成的軸承合金。例如也可用于壓縮機(jī)等的用途。本發(fā)明的滑動(dòng)軸承除在流體潤滑下使用以外，還可以在邊界潤滑下、無潤滑下使用。權(quán)利要求1.滑動(dòng)軸承，它是在軸承合金的表面被膜形成了樹脂層的滑動(dòng)軸承，其特征在于，所述樹脂層中添加了10～40體積％的碳粒子，該碳粒子的平均粒徑是所述樹脂層的膜厚的15～45％。2.如權(quán)利要求l所述的滑動(dòng)軸承，其特征在于，所述樹脂層的樹脂是聚酰胺酰亞胺樹脂、聚苯并咪唑樹脂或聚酰亞胺樹脂中的任一種。3.如權(quán)利要求1或2所述的滑動(dòng)軸承，其特征在于，向所述樹脂層中添加2045體積％的二硫化鉬及/或二硫化鎢。全文摘要本發(fā)明提供耐電腐蝕性優(yōu)良，且具有放電功能的滑動(dòng)軸承。該滑動(dòng)軸承是在銅系合金或鋁系合金等的軸承合金層1的表面設(shè)置樹脂層2，該軸承合金層1接合于里襯金屬3的表面的結(jié)構(gòu)，其中，樹脂層2以耐熱性樹脂為主要成分，含有10～40體積％的碳粒子，該碳粒子的平均粒徑是樹脂層厚度的15～45％，藉由該結(jié)構(gòu)，樹脂層可維持絕緣性，且可使放電現(xiàn)象分散于整個(gè)樹脂層2表面，防止樹脂層2出現(xiàn)局部的高溫。文檔編號(hào)F16C33/20GK101408225SQ200810166519公開日2009年4月15日申請(qǐng)日期2008年10月9日優(yōu)先權(quán)日2007年10月10日發(fā)明者中曾根竹行,仲偉星,川上直久,田中拓也申請(qǐng)人:大同金屬工業(yè)株式會(huì)社