滑動(dòng)部件、滾動(dòng)軸承及保持器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供即使在潤滑油中，高滑動(dòng)速度、高表面壓力的條件下也具有滑動(dòng)性優(yōu)異的滑動(dòng)面的滑動(dòng)部件、滾動(dòng)軸承及保持器?；瑒?dòng)部件，在油潤滑環(huán)境下使用，具有形成于鐵系金屬材料上的滑動(dòng)層，滑動(dòng)層是：在鐵系金屬材料表面形成含有耐熱性樹脂及第一氟樹脂的基底層，在該基底層表面形成第二氟樹脂層，燒成基底層及第二氟樹脂層后，進(jìn)行放射線照射而形成的滑動(dòng)層；耐熱性樹脂是在燒成時(shí)不進(jìn)行熱分解的樹脂，放射線照射的條件是第二氟樹脂層進(jìn)行交聯(lián)的條件。
【專利說明】
滑動(dòng)部件、滾動(dòng)軸承及保持器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及滑動(dòng)部件、滾動(dòng)軸承及保持器，特別是涉及滑動(dòng)部件表面的耐磨損性 優(yōu)異，且可以長期維持其優(yōu)異的耐磨損性的滑動(dòng)部件、例如滾動(dòng)軸承用保持器、使用該保持 器的滾動(dòng)軸承。
【背景技術(shù)】
[0002] 滾動(dòng)軸承或保持器等的滑動(dòng)面被供給潤滑油或潤滑脂等而降低滾動(dòng)摩擦或滑動(dòng) 摩擦。另外，在滑動(dòng)面上進(jìn)行用于進(jìn)一步提高滑動(dòng)性的表面處理。表面處理之一有形成氟類 樹脂被膜的方法。例如，已知有通過在形成于滑動(dòng)部件的滑動(dòng)部的聚四氟乙烯（以下，稱為 PTFE)被膜上照射50~250kGy的線量的放射線，提高耐磨損性及與基材的粘接性的方法(專 利文獻(xiàn)1)。
[0003]已知有在選自聚酰亞胺樹脂、銅、鋁及它們的合金等金屬材料、陶瓷、及玻璃的耐 熱性優(yōu)異的基材的表面形成氟樹脂的被膜，在氟樹脂的熔點(diǎn)以上的溫度照射電離性放射線 的改性氟樹脂被覆材料的制造方法(專利文獻(xiàn)2)。
[0004] 作為無潤滑軸承及由用于動(dòng)態(tài)密封等的氟樹脂構(gòu)成的滑動(dòng)部件，已知有將氟樹脂 加熱至其結(jié)晶熔點(diǎn)以上，于不存在氧之下，在照射線量lkGy~lOMGy的范圍內(nèi)照射電離性放 射線的氟樹脂(專利文獻(xiàn)3)。
[0005] 另一方面，有用于汽車、摩托車等的發(fā)動(dòng)機(jī)的滾動(dòng)軸承，特別是帶保持器的針狀滾 柱軸承，為了防止該保持器表面的燒附而在保持器表面鍍銀。該帶保持器的針狀滾柱軸承 由以等間隔保持針狀滾柱的沖壓制金屬保持器構(gòu)成，且在該保持器的整個(gè)表面實(shí)施鍍銀 (專利文獻(xiàn)4)。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1:特開2010-155443號(hào)公報(bào) [0009] 專利文獻(xiàn)2:特開2002-225204號(hào)公報(bào) [0010] 專利文獻(xiàn)3:特開平9-278907號(hào)公報(bào) [0011] 專利文獻(xiàn)4:特許第5189427號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 發(fā)明要解決的課題
[0013] 但是，就專利文獻(xiàn)1所示的制造方法而言，由于在無潤滑下，在低表面壓力的條件 下使用，所以該制造方法是提高與基材的粘接性的方法，各種機(jī)械的滑動(dòng)面要求的潤滑油 中，在高滑動(dòng)速度、高表面壓力的條件的情況下難以適用。
[0014] 專利文獻(xiàn)2記載的氟樹脂被膜以同時(shí)產(chǎn)生氟樹脂的交聯(lián)反應(yīng)及氟樹脂與基材表面 的化學(xué)反應(yīng)，由此實(shí)現(xiàn)兩者的牢固的粘接為目的，在滾動(dòng)軸承及保持器等鐵基材的情況下， 難以生成與基材表面的化學(xué)反應(yīng)，具有不能實(shí)現(xiàn)牢固的粘接這類問題。
[0015] 專利文獻(xiàn)3記載的滑動(dòng)部件涉及用于無潤滑軸承及動(dòng)態(tài)密封等，不是被膜的形狀 而由氟樹脂構(gòu)成的滑動(dòng)部件。因此，作為被覆材料的特性不明，另外，難以適用于潤滑油中， 要求高滑動(dòng)速度、高表面壓力的滾動(dòng)軸承用途。
[0016] 在專利文獻(xiàn)4記載的實(shí)施鍍銀的保持器中，要求滑動(dòng)面的磨損量的經(jīng)時(shí)變化更少 的保持器，要求代替為鍍銀的滑動(dòng)材料。另外，鍍銀具有因含于發(fā)動(dòng)機(jī)油中的硫成分而硫化 這類問題。在對(duì)保持器表面實(shí)施的鍍銀硫化時(shí)，從保持器產(chǎn)生剝離或脫落，保持器的坯體露 出。
[0017] 本發(fā)明是為了應(yīng)對(duì)這樣的問題而開發(fā)的，其目的在于，提供一種在潤滑油中、高滑 動(dòng)速度、高表面壓力的條件下，仍具有滑動(dòng)性優(yōu)異的滑動(dòng)面的滑動(dòng)部件、滾動(dòng)軸承及保持 器。
[0018] 用于解決課題的手段
[0019] 本發(fā)明的滑動(dòng)部件是在油潤滑環(huán)境下使用，具有形成于鐵系金屬材料上的滑動(dòng)層 的滑動(dòng)部件。該滑動(dòng)層是在所述鐵系金屬材料表面形成含有耐熱性樹脂及第一氟樹脂的基 底層，在該基底層表面形成第二氟樹脂層，在燒成所述基底層及所述第二氟樹脂層后，進(jìn)行 放射線照射而形成的滑動(dòng)層;所述耐熱性樹脂是在所述燒成時(shí)不進(jìn)行熱分解的樹脂，所述 放射線照射的條件是第二氟樹脂層進(jìn)行交聯(lián)的條件。
[0020] 其特征在于，形成于本發(fā)明的滑動(dòng)部件的所述第二氟樹脂層進(jìn)行交聯(lián)的條件為： 照射溫度是比所述第二氟樹脂層的熔點(diǎn)低30°c的溫度至比該熔點(diǎn)高20°C的溫度以下，照射 線量是大于250kGy且750kGy以下。另外，其特征在于，所述放射線為電子射線。其特征在于， 所述第二氟樹脂為聚四氟乙烯樹脂，該第二氟樹脂與未交聯(lián)聚四氟乙烯樹脂比較，固體 19F Magic angle Spinning(MAS:魔角旋轉(zhuǎn))核磁共振(NMR)譜圖中出現(xiàn)的化學(xué)位移值(δρρηι)出 現(xiàn)選自所述未交聯(lián)聚四氟乙稀樹脂的-82口口111、-122口口111、-126口口111、以及-68口口111、-7(^口111、-77卩口111、-80卩卩111、-109卩卩111、-112卩卩111、-152卩卩111、及-186卩卩1]1中至少一個(gè)化學(xué)位移值，或者在 -82ppm出現(xiàn)的化學(xué)位移值的信號(hào)強(qiáng)度與所述未交聯(lián)聚四氟乙烯樹脂的信號(hào)強(qiáng)度相比增加。 另外，其特征在于，所述滑動(dòng)層的層厚為1〇μπι以上且低于40μπι。
[0021] 本發(fā)明的鐵系金屬材料制保持器保持滾動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)體，其特征在于，該鐵系金 屬材料保持器通過所述本發(fā)明的滑動(dòng)部件形成。
[0022] 其特征在于，形成所述鐵系金屬材料保持器表面的滑動(dòng)層是放射線照射后的滑動(dòng) 層通過IS014577法測(cè)定的壓凹硬度為52~90MPa。
[0023] 其特征在于，另外，形成所述鐵系金屬材料保持器表面的其它滑動(dòng)層，放射線照射 后的所述第二氟樹脂的熔點(diǎn)為265~310°C。
[0024] 本發(fā)明的滾動(dòng)軸承是使用所述本發(fā)明的鐵系金屬材料制保持器的滾動(dòng)軸承，特別 是，其特征在于，所述滾動(dòng)軸承為發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿大端部用滾動(dòng)軸承、連桿小端部用滾動(dòng)軸承 或曲軸支承軸用滾動(dòng)軸承。
[0025]發(fā)明效果
[0026]本發(fā)明的滑動(dòng)部件具有形成于鐵系金屬材料上的滑動(dòng)層，該滑動(dòng)層包含基底層和 氟樹脂層，燒成該氟樹脂層后，在交聯(lián)的條件下交聯(lián)，因此，在潤滑油中，即使在高滑動(dòng)速 度、高表面壓力的條件下仍能夠抑制磨損，能夠長期間維持滑動(dòng)零件及軸承的壽命。由該滑 動(dòng)部件形成的鐵系金屬材料制保持器與具有鍍銀層的保持器比較，顯示同等以上的滑動(dòng) 性。另外，使用該鐵系金屬材料制保持器的滾動(dòng)軸承作為在潤滑油中使用的連桿用滾動(dòng)軸 承，在潤滑油中的滑動(dòng)性優(yōu)異。
【附圖說明】
[0027] 圖1是表示Savant(賽萬特)型摩擦磨損試驗(yàn)結(jié)果的圖；
[0028] 圖2是實(shí)驗(yàn)例1的NMR譜圖的放大圖；
[0029]圖3是實(shí)驗(yàn)例4的NMR譜圖的放大圖；
[0030]圖4是實(shí)驗(yàn)例6的NMR譜圖的放大圖；
[0031]圖5是伴隨交聯(lián)的-82ppm的標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)強(qiáng)度比；
[0032] 圖6是將針狀滾柱作為轉(zhuǎn)動(dòng)體的滾動(dòng)軸承用保持器的立體圖；
[0033] 圖7是表示針狀滾柱軸承的立體圖；
[0034] 圖8是4沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的縱向剖面圖；
[0035] 圖9是表示磨損量試驗(yàn)裝置的概要的圖；
[0036]圖10是表示Savant型摩擦磨損試驗(yàn)結(jié)果(油脂潤滑)的圖；
[0037]圖11是表示無處理試驗(yàn)片的試驗(yàn)后磨損痕的狀態(tài)的照片。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 本發(fā)明的滑動(dòng)部件具有形成于鐵系金屬材料上的滑動(dòng)層，該滑動(dòng)層包含基底層和 形成于該基底層表面的交聯(lián)氟樹脂層。
[0039] 鐵系金屬材料可舉出用于滾動(dòng)軸承等的軸承鋼、滲碳鋼、機(jī)械結(jié)構(gòu)用碳鋼、冷乳 鋼、或熱乳鋼等。鐵系金屬材料加工成滑動(dòng)部件的形狀后，通過進(jìn)行淬火回火處理，調(diào)整為 規(guī)定的表面硬度。例如在使用鉻鉬鋼(SCM415)的鐵系金屬材料制保持器的情況下，優(yōu)選使 用Hv值調(diào)整為484~595的鐵系金屬材料。
[0040] 滑動(dòng)層包含形成于上述鐵系金屬材料表面的基底層和形成于該基底層表面的交 聯(lián)氟樹脂層。
[0041] 基底層為含有耐熱性樹脂及第一氟樹脂的混合物層，提高鐵系金屬材料和交聯(lián)氟 樹脂層的粘接性。
[0042] 耐熱性樹脂是在基底層及上層膜的燒成時(shí)不進(jìn)行熱分解的樹脂。在此，所謂不進(jìn) 行熱分解是指在燒成基底層及上層膜的溫度及時(shí)間內(nèi)，沒有開始熱分解的樹脂。另外，耐熱 性樹脂優(yōu)選是分子主鏈內(nèi)或分子端部具有與鐵系金屬材料的粘接性優(yōu)異的官能團(tuán)及還與 第一氟樹脂反應(yīng)的官能團(tuán)的樹脂。
[0043]作為耐熱性樹脂，可舉出環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、酰胺酰亞胺樹脂、酰亞胺樹脂、醚酰 亞胺樹脂、咪唑樹脂、聚醚砜樹脂、聚砜樹脂、聚醚醚酮樹脂、硅樹脂等。另外，氟樹脂可以并 用防止涂膜形成時(shí)收縮的聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂。
[0044] 第一氟樹脂只要是可以以粒子狀分散于形成基底層的水系涂布液的樹脂，就可以 使用。作為第一氟樹脂，優(yōu)選使用PTFE粒子、四氟乙烯-全氟(烷基乙烯基醚)共聚物（以下稱 為PFA)粒子、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物（以下稱為FEP)粒子、或它們的2種以上。
[0045] 在形成基底層的水系涂布液中，除耐熱性樹脂及第一氟樹脂以外，還配合有聚氧 乙烯烷基醚等非離子表面活性劑、碳黑等無機(jī)顏料、Ν-甲基-2-吡咯烷酮等的與水任意混合 的非質(zhì)子極性溶劑、作為主溶劑的水。另外，可以配合消泡劑、干燥劑、增稠劑、流平劑、凹陷 抑制劑等。作為形成基底層的水系涂布液，例如可舉出大金工業(yè)株式會(huì)社制底涂料EK系列、 ED系列。
[0046]第二氟樹脂層是形成于基底層的表面且通過放射線可以交聯(lián)的氟樹脂的層。第一 氟樹脂和第二氟樹脂可以相同，也可以不同，但優(yōu)選使用相同的氟樹脂。作為第二氟樹脂， 可舉出PTFE、PFA、FEP、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)等。這些樹脂可以單獨(dú)使用，也可以作 為混合物使用。另外，它們之中，優(yōu)選耐熱性及滑動(dòng)性優(yōu)異的PTFE。
[0047]第二氟樹脂層通過涂布使PTFE樹脂粒子分散的水分散液并進(jìn)行干燥而獲得。作為 使PTFE樹脂粒子分散的水分散液，例如可舉出大金工業(yè)株式會(huì)社制Polyflon = PTFE Enamel〇
[0048]以下說明滑動(dòng)層對(duì)鐵系金屬材料表面的形成方法。
[0049] (1)鐵系金屬材料的表面處理
[0050] 鐵系金屬材料優(yōu)選在滑動(dòng)層形成前，使用噴丸等預(yù)先將金屬材料表面的粗糙度 (Ra)調(diào)整為1.0~2.Ομπι，之后，浸漬于石油本精等有機(jī)溶劑內(nèi)進(jìn)行5分鐘~1小時(shí)左右超聲 波脫脂。
[0051] (2)形成基底層的水系涂布液的涂裝
[0052]在涂布形成基底層的水系涂布液前，為了提高水分散液的分散性，使用球磨機(jī)，例 如，以40rpm使其旋轉(zhuǎn)1小時(shí)進(jìn)行再分散。使用100目的金屬網(wǎng)過濾該再分散的水系涂布液， 并使用噴霧法涂布。
[0053] (3)形成基底層的水系涂布液的干燥
[0054]涂布水系涂布液后進(jìn)行干燥。作為干燥條件，優(yōu)選例如在90 °C的恒溫槽內(nèi)進(jìn)行30 分鐘左右的干燥。干燥后的基底層的層厚為2.5~20μηι，優(yōu)選為5~20μηι，更優(yōu)選在10~15μηι 的范圍內(nèi)。在2.5μπι以下時(shí)，因被膜的粘接不良造成的剝離及初期磨損的磨損，金屬基材可 能會(huì)露出。在20μπι以上時(shí)，被膜形成時(shí)產(chǎn)生裂紋及在運(yùn)行中剝離，潤滑狀態(tài)可能會(huì)惡化。通 過將層厚設(shè)為2.5~20μηι的范圍，可以防止初期磨損造成的金屬基材的露出，可以長期防止 運(yùn)行中的剝離。
[0055] (4)形成第二氟樹脂層的水系涂布液的涂裝
[0056] 在形成第二氟樹脂層的水系涂布液前，為了提高水分散液的分散性，使用球磨機(jī)， 以例如40rpm使其旋轉(zhuǎn)1小時(shí)進(jìn)行再分散。使用100目的金屬網(wǎng)過濾該再分散的水系涂布液， 并使用噴霧法進(jìn)行涂裝。
[0057] (5)形成第二氟樹脂層的水系涂布液的干燥
[0058]涂布水系涂布液后干燥。作為干燥條件，優(yōu)選例如在90 °C的恒溫槽內(nèi)進(jìn)行30分鐘 左右的干燥。干燥后的第二氟樹脂層的層厚為2.5~20μηι，優(yōu)選為5~20μηι，更優(yōu)選在10~15 ym的范圍內(nèi)。在2.5 μπι以下時(shí)，因被膜的粘接不良造成的剝離及初期磨損的磨損，金屬基材 可能會(huì)露出。在20μπι以上時(shí)，被膜形成時(shí)產(chǎn)生裂紋及在運(yùn)行中剝離潤滑狀態(tài)可能會(huì)惡化。通 過將層厚設(shè)為2.5~20μηι的范圍，可以防止初期磨損造成的金屬基材的露出，可以長期防止 運(yùn)行中的剝離。
[0059]此外，作為基底層及第二氟樹脂層的涂裝方法，除噴霧法以外，只要是浸漬法、刷 子涂布法等可以形成被膜的方法，就可以使用。盡可能減小被膜的表面粗糙度、涂布形狀， 考慮層厚的均勻性時(shí)，優(yōu)選噴霧法。
[0060] (6)燒成
[0061] 第二氟樹脂層干燥后，在加熱爐內(nèi)、空氣中，在第二氟樹脂的熔點(diǎn)以上的溫度、優(yōu) 選在(熔點(diǎn)（Tm)+30°C)~(熔點(diǎn)（Tm) + 100°C)、5~40分鐘的范圍內(nèi)進(jìn)行燒成。在第一及第二 氟樹脂為PTFE的情況下，優(yōu)選在380 °C的加熱爐內(nèi)進(jìn)行30分鐘燒成。
[0062] (7)第二氟樹脂層的交聯(lián)
[0063]在燒成后的被膜上，在照射溫度比第二氟樹脂層的熔點(diǎn)低30°C的溫度至該熔點(diǎn)高 20°C的溫度以下，更優(yōu)選照射線量為大于250kGy且750kGy以下的條件下照射放射線使氟樹 脂層交聯(lián)。作為放射線，可以使用α線(從進(jìn)行α衰變的放射性核素放出的氦-4的原子核的粒 子線）、β線(從原子核放出的負(fù)電子及正電子）、電子射線(大體保持一定的運(yùn)動(dòng)能量的電子 束，一般在真空中加速熱電子來制作)等粒子線；γ線(通過原子核、基本粒子的能量的能級(jí) 間的迀移及基本粒子對(duì)的湮滅、生成等放出/吸收的波長短的電磁波)等電離放射線。在這 些放射線之中，從交聯(lián)效率及操作性的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選電子射線及γ線，更優(yōu)選電子射線。 特別是電子射線具有電子射線照射裝置易得到，照射操作簡(jiǎn)單，可以采用連續(xù)的照射工序 等的優(yōu)點(diǎn)。
[0064]照射溫度在比第二氟樹脂層的熔點(diǎn)低30°C的溫度至比該熔點(diǎn)高20°C的溫度以下 的溫度范圍以外，氟樹脂層的交聯(lián)不能充分進(jìn)行。氟樹脂層的高硬度化不能充分實(shí)現(xiàn)。另 外，就照射氣氛而言，為了高效進(jìn)行交聯(lián)，有必要通過抽真空及注入非活性氣體，來降低照 射區(qū)域的氧濃度。氧濃度的范圍優(yōu)選為0~300ppm。為了將氧濃度維持在以上那樣的濃度范 圍，從操作性及成本方面的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選注入氮?dú)猱a(chǎn)生的非活性氣氛。
[0065]照射線量為250kGy以下時(shí)，交聯(lián)不充分，磨損量大，有時(shí)金屬基材露出。另外，照射 線量為lOOOkGy以上時(shí)，交聯(lián)超過必要而進(jìn)行，被膜的硬度上升，從而有時(shí)易產(chǎn)生脆化、剝離 等被膜損傷。優(yōu)選的照射線量的上限為900kGy以下，更優(yōu)選為750kGy以下。
[0066]通過在照射溫度比第二氟樹脂層的熔點(diǎn)低30°C的溫度至比該熔點(diǎn)高20°C的溫度 以下的溫度范圍內(nèi)、照射線量為大于250kGy且750kGy以下的條件下照射放射線使氟樹脂層 交聯(lián)，可以將壓凹硬度表示的滑動(dòng)層的表面硬度調(diào)整為52~90MPa，優(yōu)選為60~85MPa。壓凹 硬度比52MPa低時(shí)，磨損量大，有時(shí)金屬基材露出。另外，壓凹硬度比90MPa高時(shí)，被膜的硬度 上升，從而有時(shí)易產(chǎn)生脆化、剝離等被膜損傷。
[0067]另外，通過在照射溫度比第二氟樹脂層的熔點(diǎn)低30°C的溫度至比該熔點(diǎn)高20°C的 溫度以下的溫度范圍內(nèi)、照射線量大于250kGy且750kGy以下的條件下照射放射線使氟樹脂 層交聯(lián)，可以以第二氟樹脂層的熔點(diǎn)為265~310°C，優(yōu)選為272~301°C的方式使氟樹脂層 低熔點(diǎn)化。熔點(diǎn)比310°C高時(shí)，磨損量大，有時(shí)金屬基材露出。另外，熔點(diǎn)比265°C低時(shí)，被膜 的硬度上升，從而有時(shí)易產(chǎn)生脆化、剝離等被膜損傷。
[0068] 通過上述的方法得到的滑動(dòng)層的層厚為5μπι以上且低于40μπι，優(yōu)選為15μπι以上且 低于30μπι。層厚低于5μπι時(shí)，因被膜的粘接不良造成的剝離及初期磨損的磨損，金屬基材可 能會(huì)露出。為40μπι以上時(shí)，被膜形成時(shí)產(chǎn)生裂紋及在運(yùn)行中剝離而潤滑狀態(tài)會(huì)惡化。通過將 層厚設(shè)為5μηι以上且低于40μηι的范圍，可以防止初期磨損造成的金屬基材露出，可以長期防 止運(yùn)行中的剝離。
[0069] 為了評(píng)價(jià)通過上述的方法得到的滑動(dòng)層在空氣中的耐磨損性，通過Savant型摩擦 磨損試驗(yàn)測(cè)定磨損量。以下表示試驗(yàn)片、配合件等試驗(yàn)條件。
[0070] (1)試驗(yàn)片的制作
[0071 ] 試驗(yàn)片：在SPCC制30mmX 30mm、厚度2mm的金屬平板上形成滑動(dòng)層。基底層使用大 金社制底涂料（型號(hào)：EK-1909S21R)，第二氟樹脂層使用大金社制面涂料（型號(hào)：EK-3700C21R)。在干燥時(shí)間分別為90°C的恒溫槽內(nèi)進(jìn)行30分鐘干燥，在380 °C的加熱爐內(nèi)進(jìn)行 30分鐘燒成。
[0072] 之后，在以下的條件下，從滑動(dòng)層側(cè)向試驗(yàn)片進(jìn)行電子射線照射。
[0073] 使用裝置:株式會(huì)社NHV Corporat ion社制EPS-3000
[0074] 加速電壓：1.16MeV
[0075] 照射線量:實(shí)驗(yàn)例1為OkGy(未照射），實(shí)驗(yàn)例2為85kGy，實(shí)驗(yàn)例3為250kGy，實(shí)驗(yàn)例4 為500kGy，實(shí)驗(yàn)例5為750kGy，實(shí)驗(yàn)例6為lOOOkGy
[0076] 線量率:實(shí)驗(yàn)例2為3.9kGy/s，實(shí)驗(yàn)例3、實(shí)驗(yàn)例4、實(shí)驗(yàn)例5及實(shí)驗(yàn)例6為6.1kGy/s
[0077] 輸送器速度:實(shí)驗(yàn)例2為3m/分鐘，實(shí)驗(yàn)例3及實(shí)驗(yàn)例5為2m/分鐘，實(shí)驗(yàn)例4及實(shí)驗(yàn)例 6為lm/分鐘
[0078]照射時(shí)的被膜溫度:310°C [0079]照射時(shí)的腔內(nèi)氣氛:加熱氮?dú)?br>[0080]電子流:實(shí)驗(yàn)例2為8.1mA、實(shí)驗(yàn)例3、實(shí)驗(yàn)例4、實(shí)驗(yàn)例5及實(shí)驗(yàn)例6為12.7mA
[0081 ]照射寬度(輸送器移動(dòng)方向）：27 · 5cm
[0082] (2)實(shí)驗(yàn)例的試驗(yàn)片被膜
[0083] 實(shí)驗(yàn)例1 :PTFE被膜(照射線量:0kGy、層厚:20μπι)
[0084] 實(shí)驗(yàn)例2: PTFE被膜(照射線量:85kGy、層厚:20μπι)
[0085] 實(shí)驗(yàn)例3: PTFE被膜(照射線量:250kGy、層厚：20μπι)
[0086] 實(shí)驗(yàn)例4: PTFE被膜(照射線量:500kGy、層厚:20μπι)
[0087] 實(shí)驗(yàn)例5: PTFE被膜(照射線量:750kGy、層厚:20μπι)
[0088] 實(shí)驗(yàn)例6:PTFE被膜(照射線量:lOOOkGy、層厚:20μπι)
[0089] (3) Savant型摩擦磨損試驗(yàn)的條件
[0090] 配合件:淬火回火處理的SUJ2制Φ 40mm X寬度10mmX副曲率R60mm的環(huán)
[0091] 潤滑油:無
[0092] 滑動(dòng)速度：0.05m/s
[0093] 荷重：50N
[0094] 滑動(dòng)時(shí)間：實(shí)驗(yàn)例1為5分鐘、實(shí)驗(yàn)例2、實(shí)驗(yàn)例3、實(shí)驗(yàn)例4、實(shí)驗(yàn)例5及實(shí)驗(yàn)例6連續(xù) 試驗(yàn)60分鐘
[0095] 潤滑狀態(tài):無潤滑
[0096] (4)試驗(yàn)結(jié)果
[0097] 圖1表示試驗(yàn)結(jié)果。比磨損量為磨損體積除以滑動(dòng)距離和荷重所得的值，根據(jù)形成 的磨損痕的短徑、配合件的形狀尺寸（04 〇:腿及R60mm)算出磨損體積。另外，圖1表示將實(shí) 驗(yàn)例1的比磨損量設(shè)為1.0的情況下的各值的比。
[0098]如圖1所示，與未進(jìn)行電子射線照射的實(shí)驗(yàn)例1比較，實(shí)驗(yàn)例2、實(shí)驗(yàn)例3、實(shí)驗(yàn)例4、 實(shí)驗(yàn)例5及實(shí)驗(yàn)例6表示優(yōu)異的比磨損量。
[0099] 另外，為了評(píng)價(jià)通過上述的方法得到的滑動(dòng)層的在油脂中的耐磨損性，使用實(shí)驗(yàn) 例4的試驗(yàn)片，在以下的條件下，通過油脂潤滑下的Savant型摩擦磨損試驗(yàn)測(cè)定磨損量。作 為比較，對(duì)僅由SPCC制30mm X 30mm、厚度2mm的金屬平板構(gòu)成的無處理試驗(yàn)片進(jìn)行相同的試 驗(yàn)。
[0100] (5)油脂潤滑下的Savant型摩擦磨損試驗(yàn)的條件
[0101]配合件：淬火回火處理的suj2制04〇麵X寬度10腿X副曲率R60腿的 環(huán)
[0102] 潤滑劑種：油脂(協(xié)同油脂制Unimax R2)
[0103] 潤滑線量:在配合件環(huán)上預(yù)付50mg
[0104] 滑動(dòng)速度：0.05m/s
[0105] 荷重：50N
[0106] 滑動(dòng)時(shí)間：1小時(shí)或10小時(shí)
[0107] (6)試驗(yàn)結(jié)果
[0108] 圖10表示試驗(yàn)結(jié)果。另外，圖11表示無處理試驗(yàn)片的試驗(yàn)后磨損痕的狀態(tài)的照片。 磨損體積(鐵粉體積)根據(jù)形成的磨損痕的短徑、配合件的形狀尺寸（Φ40_及R60mm)算出。
[0109] 如圖10所示，在油脂潤滑下，實(shí)驗(yàn)例4是相比于沒有規(guī)定的滑動(dòng)層的無處理試驗(yàn)片 而顯示優(yōu)異的耐磨損性。此外，實(shí)驗(yàn)例4中，1小時(shí)及10小時(shí)的任一個(gè)情況中都未確認(rèn)到磨損 的鐵粉。
[0110]接著，對(duì)用于本發(fā)明的滑動(dòng)部件的第二氟樹脂層具有交聯(lián)構(gòu)造的情況進(jìn)行說明。 一般，氟類樹脂特別是聚四氟乙烯樹脂化學(xué)性非常穩(wěn)定，對(duì)于有機(jī)溶劑等也極穩(wěn)定，因此， 難以同定分子構(gòu)造或分子量等。另外，本發(fā)明的滑動(dòng)部件由于通過交聯(lián)形成三維構(gòu)造，所以 在溶劑中更難溶解，構(gòu)造分析更加困難。然而，通過 19F Magic angle Spinning(MAS)核磁共 振（NMR)法（High speed magic angle nuclear magnetic resonance:高速魔角旋轉(zhuǎn)核磁 共振)的測(cè)定及解析，可以同定本發(fā)明的滑動(dòng)部件的三維構(gòu)造。
[0111]測(cè)定使用日本電子株式會(huì)社制NMR裝置JNM-ECX400，在適合的測(cè)定核素(19F)、共振 頻率(376.2MHz)、MAS(Magic Angle Spinning)轉(zhuǎn)速（15及 12kHz)、樣品量(在4mm固體NMR管 中約70yL)、等待時(shí)間（recycle delay time:循環(huán)延遲時(shí)間）（10秒)及測(cè)定溫度(約24°C)進(jìn) 行。圖2~圖5表示結(jié)果。圖2表示實(shí)驗(yàn)例1的NMR譜圖的放大圖，圖3表示實(shí)驗(yàn)例4的NMR譜圖的 放大圖，圖4表示實(shí)驗(yàn)例6的NMR譜圖的放大圖。圖2~圖4中，上段表示MAS旋轉(zhuǎn)數(shù)15kHz，下段 表示MAS旋轉(zhuǎn)數(shù)12kHz。圖5是以主信號(hào)的-122ppm的信號(hào)強(qiáng)度將伴隨交聯(lián)而強(qiáng)度增加的-82ppm的信號(hào)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)化并圖示化的圖。圖5中，上段表示測(cè)定值、下段表示圖。認(rèn)為該信號(hào) 強(qiáng)度比越高，交聯(lián)度越進(jìn)展。
[0112]在上述的條件下測(cè)定未進(jìn)行放射線照射的第二氟樹脂層(實(shí)驗(yàn)例l、0kGy)時(shí)，在 MAS旋轉(zhuǎn)數(shù)15kHz，觀測(cè)到-82ppm、-122ppm、-162ppm的信號(hào)（圖2上段）。另外，在MAS旋轉(zhuǎn)數(shù) 12kHz同樣觀察到-58口口111、-82口口111、-9(^口111、-122口口111、-154口口111、-186口口1]1的信號(hào)（圖2下段）。已 知-122ppm是-CF2-CF2-鍵合的F原子的信號(hào)，-82ppm是-CF 2-CF3鍵合的-CF3的F原子的信號(hào)。 由此，MAS 旋轉(zhuǎn)數(shù) 15kHz 的 _82ppm 及 _162ppm、MAS 旋轉(zhuǎn)數(shù)12kHz 的-58ppm、-90ppm、-154ppm、-186ppm的信號(hào)是旋轉(zhuǎn)邊帶（Spinning Side Band: SSB)。此外，在_122ppm~_130ppm的區(qū)域 觀測(cè)到隱藏于-122ppm的信號(hào)并成為混合的信號(hào)。該信號(hào)是在-126ppm應(yīng)觀察到的-CF 2-CF3 鍵合的-CF2-的F原子的信號(hào)。因此，未進(jìn)行放射線照射的未交聯(lián)的第二氟樹脂層通過具有 屬于-CF2-CF2-鍵合的-122ppm、屬于-CF2-CF3的-82ppm及-126ppm的信號(hào)的NMR譜圖表示。 [0113]在與未交聯(lián)的第二氟樹脂層相同的條件下測(cè)定照射500kGy的線量的放射線的第 二氟樹脂層（實(shí)驗(yàn)例4、500kGy)的固體 19F MAS NMR時(shí)，除了旋轉(zhuǎn)邊帶，觀察到-68??111、-70ppm、-80ppm、-82ppm、-109ppm、-l 12卩卩111、-122卩卩111、-126卩卩111、-152卩卩111、及-186卩卩1]1的信號(hào) (圖3上段及圖 3下段）。-68口口111、-7(^口111、-8(^口111、-109口口111、-112口口111、-152口口111、及-186口口1]1的信 號(hào)因放射線照射而重新出現(xiàn)，-82ppm的信號(hào)其強(qiáng)度比未照射增加。
[0114]在與未交聯(lián)的第二氟樹脂層相同的條件下測(cè)定照射lOOOkGy的線量的放射線的第 二氟樹脂層（實(shí)驗(yàn)例6、1000kGy)的固體19F MAS NMR時(shí)，除旋轉(zhuǎn)邊帶，觀察到-68??111、-70ppm、-77ppm、-80ppm、-82ppm、-109ppm、-l 12卩卩111、-122卩卩111、-126卩卩111、-152卩卩111、及-186卩卩111 的信號(hào)（圖4上段及圖4下段）α-θδρρπκ-ΤΟρρπκ-ΤΤρρπκ-δΟρρπκ-ΙΟΘρρπκ-ΙΙ^ρρπκ-ΙδΖρρηι、 及-186ppm的信號(hào)因放射線照射而重新出現(xiàn)，-82ppm的信號(hào)其信號(hào)強(qiáng)度比500kGy照射時(shí)增 加。
[0115] 上述信號(hào)如果用下線表示歸屬的F原子，則例如已知-70ppm屬于= CF-C^3，- l〇9Ppm屬于-CE2-CF(CF3)-CE2-、-l 52ppm = C[-CE=、_l86ppm屬于E0[(Beate Fuchs and Ulrich Scheler·，Branching and Cross-Linking in Radiation-Modified Poly (tetrafluoroethylene)：A Solid-State NMR Investigation.Macromolecules,33,120-124.2000年）。
[0116]這些信號(hào)表示化學(xué)的非等價(jià)的氟原子的存在，并且表示第二氟樹脂層因交聯(lián)而形 成三維構(gòu)造。另外，根據(jù)上述文獻(xiàn)可知，就觀測(cè)的信號(hào)的強(qiáng)度而言，與照射線量500kGy相比 照射線量l〇〇〇kGy方強(qiáng)，至少至照射線量3000kGy，隨著照射線量增加，信號(hào)變強(qiáng)。此外，對(duì)于 上述文獻(xiàn)中未記載的信號(hào)，認(rèn)為因放射線的照射條件不同，從而第二氟樹脂層的構(gòu)造不同， 但形成交聯(lián)構(gòu)造可通過=CF-Cf 3、-cp-CF ( cf3 )-cf 2-、==、三巧等構(gòu)造存在而明白。 [0117]如圖5所示，標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)強(qiáng)^比隨著照射_線量增^卩而增加。照射線量為500kGy，交 聯(lián)構(gòu)造清楚地出現(xiàn)，照射線量變?yōu)?倍lOOOkGy時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化信號(hào)強(qiáng)度比約為3倍，可知交聯(lián)進(jìn) 一步進(jìn)行。
[0118]通過放射線照射，氟樹脂交聯(lián)，表面硬度變高。以被膜的壓凹硬度為52~90MPa，優(yōu) 選為60~85MPa的方式照射放射線，使氟樹脂層高硬度化。優(yōu)選照射線量為250~750kGy。在 該照射線量的范圍內(nèi)可以調(diào)整滑動(dòng)層的表面硬度。
[0119] 照射的結(jié)果是，壓凹硬度比52MPa低時(shí)，磨損量大，有時(shí)金屬基材會(huì)露出。另外，壓 凹硬度比90MPa高時(shí)，被膜的硬度上升，從而有時(shí)易產(chǎn)生脆化、剝離等被膜損傷。
[0120] 另外，通過放射線照射，氟樹脂交聯(lián)，可以降低熔點(diǎn)。在燒成后的被膜以照射溫度 比第二氟樹脂層的放射線照射前的熔點(diǎn)低30°C的溫度至比該熔點(diǎn)高20°C的溫度以下、被膜 的熔點(diǎn)為265~310°C、優(yōu)選為272~301°C的方式照射放射線，使氟樹脂層低熔點(diǎn)化。照射線 量?jī)?yōu)選為250~750kGy。照射的結(jié)果是，熔點(diǎn)比310 °C高時(shí)，磨損量大，有時(shí)金屬基材會(huì)露出。 另外，熔點(diǎn)比265°C低時(shí)，被膜的硬度上升，從而有時(shí)易產(chǎn)生脆化、剝離等被膜損傷。
[0121 ]具有上述滑動(dòng)層的鐵系金屬材料因滑動(dòng)層與鐵系金屬材料的粘接性優(yōu)異，另外， 滑動(dòng)面在油中耐磨損性也優(yōu)異，所以可以適用于鐵系金屬材料制保持器、具有該保持器的 滾動(dòng)軸承。特別是適用于在油中使用且將針狀滾柱作為轉(zhuǎn)動(dòng)體的滾動(dòng)軸承的發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿 大端部軸承、連桿小端部軸承或曲軸支承軸的情況。
[0122] 圖6表示具有上述滑動(dòng)層的滾動(dòng)軸承用保持器的構(gòu)造。圖6是以針狀滾柱為轉(zhuǎn)動(dòng)體 的滾動(dòng)軸承用鐵系金屬制保持器的立體圖。
[0123] 保持器1設(shè)置有用于保持針狀滾柱的窩坑2,通過位于各窩坑之間的柱部3、固定該 柱部3的兩側(cè)圓環(huán)部4、5保持各針狀滾柱的間隔。柱部3為了保持針狀滾柱，形成在柱部的中 央部彎曲成突折、凹折，在與兩側(cè)圓環(huán)部4、5的結(jié)合部具有平面看圓形的隆起的平板的復(fù)雜 形狀。本保持器的制造方法可以采用從毛坯材料切削圓環(huán)，通過沖壓加工沖壓形成窩坑2的 方法、將平板進(jìn)行沖壓加工后以適當(dāng)?shù)拈L度切斷且圍成圓環(huán)狀并通過焊接接合的方法等。 在該保持器1的表面部位形成有氟樹脂被膜的滑動(dòng)層。形成滑動(dòng)層的保持器的表面部位是 與潤滑油或油脂接觸的部位，優(yōu)選在包含與針狀滾柱接觸的窩坑2的表面的保持器1的全表 面形成滑動(dòng)層。
[0124] 圖7是表示滾動(dòng)軸承的一實(shí)施例的針狀滾柱軸承的立體圖。如圖7所示，針狀滾柱 軸承6由多個(gè)針狀滾柱7、以一定間隔或不等間隔保持針狀滾柱7的保持器1構(gòu)成。在發(fā)動(dòng)機(jī) 的連桿部用軸承的情況下，未設(shè)置軸承內(nèi)圈及軸承外圈，在保持器1的內(nèi)徑側(cè)直接插入曲軸 或活塞銷等軸，保持器1的外徑側(cè)嵌入殼的連桿的卡合孔來使用。由于使用沒有內(nèi)外圈且與 長度相比直徑小的針狀滾柱7作為轉(zhuǎn)動(dòng)體，所以該針狀滾柱軸承6與具有內(nèi)外圈的一般的滾 動(dòng)軸承相比，為緊湊的構(gòu)成。
[0125] 圖8表示使用上述針狀滾柱軸承的4沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的縱向剖面圖。
[0126] 圖8是作為本發(fā)明的滾動(dòng)軸承的一例使用針狀滾柱軸承的4沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的縱向剖 面圖。4沖程發(fā)動(dòng)機(jī)具有打開進(jìn)氣門8a關(guān)閉排氣門9a而將混合了汽油和空氣的混合氣經(jīng)由 進(jìn)氣管8向燃燒室10吸入的吸入行程、關(guān)閉進(jìn)氣門8a向上推活塞11而壓縮混合氣的壓縮行 程、使壓縮的混合氣爆發(fā)的爆發(fā)行程、以及打開排氣門9a經(jīng)由排氣管9排出爆發(fā)的燃燒氣的 排氣行程。而且，具有在這些行程通過燃燒進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞11、輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的曲 軸12、連結(jié)活塞11和曲軸12并將直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的連桿13。曲軸12以旋轉(zhuǎn)中 心軸14為中心而旋轉(zhuǎn)，通過平衡錘15獲得旋轉(zhuǎn)平衡。
[0127] 連桿13為包含在直線狀棒體的下方設(shè)置大端部16且在上方設(shè)置小端部17的部件。 曲軸12經(jīng)由安裝于連桿13的大端部16的卡合孔的針狀滾柱軸承6a旋轉(zhuǎn)自如地支承。另外， 連結(jié)活塞11和連桿13的活塞銷18經(jīng)由安裝于連桿13的小端部17的卡合孔的針狀滾柱軸承 6b旋轉(zhuǎn)自如地支承。
[0128] 通過使用滑動(dòng)性優(yōu)異的針狀滾柱軸承，即使是小型化或高輸出化的2沖程發(fā)動(dòng)機(jī) 或4沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，耐久性也優(yōu)異。
[0129] 圖7中，作為軸承對(duì)針狀滾柱軸承進(jìn)行了例示，但本發(fā)明的滾動(dòng)軸承也可以作為除 上述以外的圓筒滾柱軸承、圓錐滾柱軸承、自動(dòng)調(diào)心滾柱軸承、針狀滾柱軸承、推力圓筒滾 柱軸承、推力圓錐滾柱軸承、推力針狀滾柱軸承、推力自動(dòng)調(diào)心滾柱軸承等使用。特別是適 用于在油潤滑環(huán)境下使用且使用鐵系金屬材料制保持器的滾動(dòng)軸承。
[0130] 另外，具有上述滑動(dòng)層的鐵系金屬材料因在由基油和增稠劑構(gòu)成的油脂潤滑下耐 磨損性也優(yōu)異，所以可以較好地適用于鐵系金屬材料制保持器、具有該保持器的滾動(dòng)軸承。 油脂因高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的發(fā)熱造成的軸承的升溫及由鋼構(gòu)成的轉(zhuǎn)動(dòng)體及保持器的摩擦而產(chǎn)生 的金屬磨損粉混入而劣化。與之相對(duì)，如上述圖10所示，通過將上述滑動(dòng)層設(shè)置于相互滑動(dòng) 的鐵系金屬材料的至少一方，與鐵彼此相互滑動(dòng)的情況相比，可以抑制金屬磨損粉的經(jīng)時(shí) 的增加量(在油脂中的混入量）。其結(jié)果可以抑制油脂的劣化，可以延長油脂的潤滑壽命。
[0131] 作為進(jìn)行油脂潤滑的軸承的一例，鐵路車輛的主電動(dòng)機(jī)用的軸承因與溫度變化引 起的主軸的軸向的膨脹及收縮相對(duì)應(yīng)，所以作為固定側(cè)的軸承使用球軸承，另一方面，作為 自由側(cè)的軸承使用可與主軸的膨脹及收縮對(duì)應(yīng)的圓筒滾柱軸承。固定側(cè)的球軸承例如為深 溝球軸承，具備鋼球和鐵板波型保持器。另外，自由側(cè)的圓筒滾柱軸承具備鋼制的圓筒滾柱 和黃銅切制保持器。這些主電動(dòng)機(jī)用軸承在高溫、高速旋轉(zhuǎn)下使用的情況下，例如使用具有 鋰皂及礦物油的油脂作為潤滑劑。
[0132] 這樣的鐵路車輛的主電動(dòng)機(jī)用軸承的油脂的潤滑壽命相對(duì)于軸承轉(zhuǎn)動(dòng)疲勞壽命 短，所以現(xiàn)狀是在對(duì)每個(gè)規(guī)定的行駛距離實(shí)施的車輛的分解檢查中進(jìn)行油脂的重裝作業(yè) (維護(hù)）。另外，在現(xiàn)狀的維護(hù)周期，也因上述的理由等而多有油脂的劣化發(fā)展的情況。作為 該軸承，通過應(yīng)用本發(fā)明的滾動(dòng)軸承，可以延長油脂的潤滑壽命，可以延長上述維護(hù)周期。
[0133] 實(shí)施例
[0134] 實(shí)施例1~7及比較例1~4
[0135]準(zhǔn)備淬火回火處理的鉻鉬鋼(SCM415)制044mm X寬度22mm的滾針軸承保持 器(基材表面硬度Hv:484~595)，使用在上述實(shí)驗(yàn)例1中使用的基底層及與用于第二氟樹脂 層形成的涂布液相同的涂布液，將被覆層的層厚設(shè)為表1記載的厚度，除此之外，在與實(shí)驗(yàn) 例1相同的條件下涂布、干燥、燒成PTFE表面滑動(dòng)層。使用在實(shí)驗(yàn)例1中使用的電子射線照射 裝置，以表1所示的照射線量進(jìn)行電子射線照射。此外，就電子射線的照射線量而言，實(shí)施例 1與實(shí)驗(yàn)例2相同，實(shí)施例2與實(shí)驗(yàn)例3相同，實(shí)施例3及實(shí)施例6與實(shí)驗(yàn)例4相同，實(shí)施例4與實(shí) 驗(yàn)例5相同，實(shí)施例5與實(shí)驗(yàn)例6相同，實(shí)施例7為260kGy。比較例1與實(shí)驗(yàn)例1同樣未照射。另 外，比較例2因在滑動(dòng)被膜燒成階段產(chǎn)生裂紋，所以以后的電子射線照射、評(píng)價(jià)試驗(yàn)中止。比 較例3沒有形成基底層，在與上述實(shí)驗(yàn)例1相同的涂布液及相同的條件下直接形成第二氟樹 脂層，且以與上述實(shí)驗(yàn)例4相同的照射線量進(jìn)行電子射線照射。比較例4是在淬火回火處理 的鉻鉬鋼(SCM415)制044mm X寬度22mm的滾針軸承保持器表面具有鍍銀層的例子。
[0136] 通過以下的方法評(píng)價(jià)經(jīng)表面處理的滾針軸承保持器。圖9表示磨損量試驗(yàn)裝置的 概要。
[0137] 在從垂直方向在安裝于旋轉(zhuǎn)軸的保持器1上以規(guī)定的荷重20按壓SUJ2制、淬火回 火處理HRC62、凹部表面粗糙度0.1~0.2ymRa的凹狀配合件19的狀態(tài)下，通過使保持器1與 旋轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)，評(píng)價(jià)實(shí)施于保持器1表面的被膜的摩擦特性，測(cè)定磨損量。測(cè)定條件為荷 重:440N、潤滑油:礦物油（10W-30)、滑動(dòng)速度:930.6m/分鐘、測(cè)定時(shí)間：100小時(shí)。另外，通過 目視觀察此時(shí)的剝離量，再對(duì)PTFE被膜的粘接性進(jìn)行評(píng)價(jià)。剝離量"大"是指最大剝離部位 的剝離面積為1mm 2以上的情況，"小"是指最大剝離部位的剝離面積為小于1mm2的情況。此 外，凹R部半徑設(shè)定為比保持器半徑大20~55μπι的尺寸。潤滑油使用浸漬至保持器的一半高 度的量。在表1表不結(jié)果。
[0138] 另外，準(zhǔn)備潤滑油浸漬試驗(yàn)片，按以下所示的方法供潤滑油浸漬試驗(yàn)。在表1表示 結(jié)果。以下詳細(xì)表示試驗(yàn)條件、試驗(yàn)片、測(cè)定方法等。
[0139] 將實(shí)施了被膜的方形棒三根在150°C的潤滑油〔在聚-α-烯烴:Lucant HL-10(三井 化學(xué)社制）中添加1重量％的ZnDTP (LUBRIZ0L677A、LUBRIZOL社制）的潤滑油〕2.2g中浸漬 200小時(shí)后，測(cè)定潤滑油中溶出的被膜成分的濃度(溶出量的單位、ppm)。濃度測(cè)定通過熒光 X射線測(cè)定〔熒光X射線測(cè)定裝置:Rigaku ZSX100e(Rigaku社制）〕進(jìn)行定量。試驗(yàn)片使用各 三根(合計(jì)表面積774mm2)的SCM415制3_ X 3mm X 20mm的方形棒。
[0140] [表 1]
[0141]
[0142] *1)磨損量在20小時(shí)發(fā)生剝離大而中斷試驗(yàn)。剝離量是最大剝離部位的剝離面積 為2mm 2以上。
[0143] *2)沒有形成基底層，直接將第二氟樹脂層形成于基材上的PTFE被膜
[0144] *3)產(chǎn)生從基材附近的剝離，因此中斷試驗(yàn)。
[0145] 實(shí)施例8~11及比較例5~9
[0146] 作為測(cè)定壓凹硬度的試驗(yàn)片，準(zhǔn)備SPCC制30mm X 30mm X厚度2mm的平板。另外，在 保持器旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)中，準(zhǔn)備淬火回火處理的鉻鉬鋼(SCM415)制044mmx寬度22:mm的滾針 軸承保持器(基材表面硬度Hv:484~595)。分別通過噴砂處理，以表面粗糙度Ra Ιμπι左右使 將表面粗面化，進(jìn)行清洗后，基底層使用大金社制底涂料(型號(hào):EK-1909S21R)，第二氟樹脂 層使用大金社制面涂料(型號(hào):EK-3700C21R)，形成滑動(dòng)層。就干燥時(shí)間而言，在90°C的恒溫 槽內(nèi)進(jìn)行30分鐘干燥，在380°C的加熱爐內(nèi)進(jìn)行30分鐘燒成。之后，以滑動(dòng)層表面的壓凹硬 度成為表2所示的規(guī)定的硬度的方式照射電子射線。比較例5為未照射。比較例6為壓凹硬度 超過85MPa的例子。另外，比較例7與比較例2相同，在滑動(dòng)被膜的燒成階段產(chǎn)生裂紋，因此， 以后的電子射線照射、評(píng)價(jià)試驗(yàn)中止。比較例8沒有形成基底層，在與各實(shí)施例相同的涂布 液及條件下直接形成第二氟樹脂層，并以成為與實(shí)施例9相同的壓凹硬度的方式進(jìn)行電子 射線照射。比較例9是在經(jīng)淬火回火處理的鉻鉬鋼(scm 4i5)制044腿X寬度22腿的滾 針軸承保持器表面具有鍍銀層的例子，與比較例4相同。
[0147] 通過與實(shí)施例1相同的方法評(píng)價(jià)經(jīng)表面處理的滾針軸承保持器的磨損量及潤滑油 浸漬試驗(yàn)。在表2表不結(jié)果。
[0148] 使用Agilent Technologies社制：Nano Indenta(G200)，以依據(jù)IS014577的方法 測(cè)定得到的平板試驗(yàn)片的壓凹硬度。另外，測(cè)定值表示不受表面粗糙度及基材(SPCC)的影 響的深度(硬度穩(wěn)定的部位)的平均值，對(duì)10個(gè)各試驗(yàn)片各測(cè)定10處。就測(cè)定條件而言，壓頭 形狀為Berkovich型，壓入深度為荷重5mN的深度，荷重負(fù)荷速度為10mN/分鐘，測(cè)定溫度為 25°C。壓凹硬度根據(jù)壓入荷重和變位(面積)算出硬度。
[0149] [表 2]
[0150]
[0151] *2)沒有形成基底層，直接在基材上形成第二氟樹脂層。
[0152] *3)產(chǎn)生從基材附近的剝離，因此以中斷試驗(yàn)。
[0153] 實(shí)施例12~15及比較例10~14
[0154] 準(zhǔn)備經(jīng)淬火回火處理的鉻鉬鋼(sciMi5)制044mm X寬度22.fflm的滾針軸承保 持器(基材表面硬度Hv:484~595)，基底層使用大金社制底涂料(型號(hào):EK-1909S21R)，第二 氟樹脂層使用大金社制面涂料(型號(hào):EK-3700C21R)，形成滑動(dòng)層。就干燥時(shí)間而言，在90°C 的恒溫槽內(nèi)進(jìn)行30分鐘干燥，在380°C的加熱爐內(nèi)進(jìn)行30分鐘燒成。之后，以被膜的熔點(diǎn)成 為表1所示的規(guī)定的溫度的方式照射電子射線。比較例10為未照射。另外，比較例12中，在滑 動(dòng)被膜的燒成階段產(chǎn)生裂紋，因此，以后的電子射線照射、評(píng)價(jià)試驗(yàn)中止。比較例13中，沒有 形成基底層，在與各實(shí)施例相同的涂布液及條件下直接形成第二氟樹脂層，且以成為與實(shí) 施例13相同的熔點(diǎn)的方式進(jìn)行電子射線照射。比較例14是在淬火回火處理的鉻鉬鋼 (SCM 415)制044^x寬度22mm的滾針軸承保持器表面具有鍍銀層的例子，與比較例4 相同。
[0155] 恪點(diǎn)的測(cè)定使用差示掃描熱量分析儀（SII Nanotechno 1 ogies社制，制品名 "0506220"）進(jìn)行。作為測(cè)定試樣，使用將氟樹脂被膜10~15!^封入該社制密封式鋁制試樣 容器(以下，鋁盤)的試樣，作為參照，使用將與氟樹脂被膜同量的氧化鋁(ai 2〇3)封入鋁盤的 試樣。關(guān)于測(cè)定條件，是通過在氮?dú)饬髁?200mL/分鐘)氣氛下，以2°C/分鐘的升溫速度從30 °C升溫至370°C，在該溫度保持20分鐘后，以2°C/分鐘的降溫速度從370°C降溫至40°C而測(cè) 定的數(shù)值。將升溫時(shí)的吸熱峰值的峰頂作為熔融峰值溫度，作為熔點(diǎn)。
[0156] 通過與實(shí)施例1相同的方法評(píng)價(jià)經(jīng)表面處理的滾針軸承保持器的磨損量及潤滑油 浸漬試驗(yàn)。在表3表不結(jié)果。
[0157] [表 3]
[0158]
[0159 ] *2)沒有形成基底層，直接在基材上形成第二氟樹脂層。
[0160] *3)產(chǎn)生從基材附近的剝離，因此以中斷試驗(yàn)。
[0161] 產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0162] 本發(fā)明中，在潤滑油中，即使在高滑動(dòng)速度、高表面壓力的條件下也可以抑制磨 損，得到滑動(dòng)材料，因此，特別是可以在使用了鐵系金屬材料制保持器的潤滑油中使用的保 持器及使用了該保持器的滾動(dòng)軸承的領(lǐng)域中使用。
[0163] 符號(hào)說明
[0164] 1保持器
[0165] 2 窩坑
[0166] 3 柱部
[0167] 4圓環(huán)部
[0168] 5圓環(huán)部
[0169] 6針狀滾柱軸承
[0170] 7針狀滾柱
[0171] 8進(jìn)氣管
[0172] 9排氣管
[0173] 10燃燒室
[0174] 11 活塞
[0175] 12 曲軸
[0176] 13 連桿
[0177] 14旋轉(zhuǎn)中心軸
[0178] 15平衡錘
[0179] 16大端部
[0180] 17小端部
[0181] 18活塞銷
[0182] 19凹狀配合件
[0183] 20 荷重
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 滑動(dòng)部件，其在油潤滑環(huán)境下使用，具有形成于鐵系金屬材料上的滑動(dòng)層，其特征在 于， 所述滑動(dòng)層是在所述鐵系金屬材料表面形成含有耐熱性樹脂及第一氟樹脂的基底層， 在該基底層表面形成第二氟樹脂層，在燒成所述基底層及所述第二氟樹脂層后，進(jìn)行放射 線照射而形成的滑動(dòng)層，所述耐熱性樹脂是在所述燒成時(shí)不進(jìn)行熱分解的樹脂，所述放射 線照射的條件是第二氟樹脂層進(jìn)行交聯(lián)的條件。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)部件，其特征在于， 所述第二氟樹脂層進(jìn)行交聯(lián)的條件為：照射溫度是比所述第二氟樹脂層的熔點(diǎn)低30°C 的溫度至比該熔點(diǎn)高20°C的溫度以下，照射線量是大于250kGy且750kGy以下。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)部件，其特征在于， 所述放射線為電子射線。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)部件，其特征在于， 所述第二氟樹脂為聚四氟乙烯樹脂。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的滑動(dòng)部件，其特征在于， 所述第二氟樹脂與未交聯(lián)聚四氟乙稀樹脂比較，固體19F Magic angle Spinning(MAS) 核磁共振(NMR)譜圖中出現(xiàn)的化學(xué)位移值(δρρπι)出現(xiàn)選自所述未交聯(lián)聚四氟乙烯樹脂的-82ρρη?Ν-122ρρη?Ν-126ρρη?Ν Ι?Ι^.-68ρρη?Ν-70ρρη?Ν-77ρρη?Ν-80ρρη?Ν-109ρρη?Ν-112ρρη?Ν-152ppm、及-186ppm中至少一個(gè)化學(xué)位移值，或者在-82ppm出現(xiàn)的化學(xué)位移值的信號(hào)強(qiáng)度與 所述未交聯(lián)聚四氟乙烯樹脂的信號(hào)強(qiáng)度相比增加。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)部件，其特征在于， 所述滑動(dòng)層的層厚為5μπι以上且低于40μπι。7. 鐵系金屬材料制保持器，其保持滾動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)體，其特征在于， 該鐵系金屬材料保持器通過權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)部件形成，放射線照射后的滑動(dòng)層 通過IS014577法測(cè)定的壓凹硬度為52~90MPa。8. 鐵系金屬材料制保持器，其保持滾動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)體，其特征在于， 該鐵系金屬材料保持器通過權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)部件形成，放射線照射后的所述第 二氟樹脂的熔點(diǎn)為265~310°C。9. 滾動(dòng)軸承，其使用權(quán)利要求7或8所述的鐵系金屬材料制保持器。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的滾動(dòng)軸承，其特征在于， 所述滾動(dòng)軸承為發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿大端部用滾動(dòng)軸承、連桿小端部用滾動(dòng)軸承或曲軸支承 軸用滾動(dòng)軸承。
【文檔編號(hào)】B32B15/082GK105980456SQ201580006967
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2015年2月3日
【發(fā)明人】多田晶美, 佐藤洋司
【申請(qǐng)人】Ntn株式會(huì)社