專利名稱：滾動(dòng)元件的制作方法
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本發(fā)明的背景本發(fā)明涉及滾動(dòng)元件如凸輪隨動(dòng)件和滾動(dòng)軸承的改進(jìn)，更具體地說(shuō)涉及包括由鐵型材料和金剛石狀碳(DLC)材料形成的構(gòu)成件(constituting members)的滾動(dòng)元件，它在規(guī)定的潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑劑存在下顯示出高度優(yōu)異的低摩擦特性，并涉及主要改進(jìn)在鐵型材料和DLC材料的滑動(dòng)表面上的摩擦特性的潤(rùn)滑油組合物。
全球環(huán)境問題如全球變熱和臭氧層破壞已經(jīng)迫在眉睫。已經(jīng)知道，全球變熱主要由CO2排放所引起，CO2排放的減少，尤其CO2排放標(biāo)準(zhǔn)的制定，已經(jīng)變成了各國(guó)家的倍受關(guān)注的問題。減少CO2排放的眾多挑戰(zhàn)中的一個(gè)是改進(jìn)車用燃料效率，該效率取決于發(fā)動(dòng)機(jī)滑動(dòng)元件的性能和所施加的潤(rùn)滑油。有下列途徑可改進(jìn)車用燃料效率(1)降低潤(rùn)滑油的粘度，由此降低在流體潤(rùn)滑范圍中的粘滯阻力和在發(fā)動(dòng)機(jī)中的攪動(dòng)阻力；和(2)向潤(rùn)滑油中添加合適的摩擦改進(jìn)劑和其它添加劑以降低在混合潤(rùn)滑和邊界潤(rùn)滑的條件下的摩擦損失。
鑒于上述情況，對(duì)于各種摩擦改進(jìn)劑已經(jīng)進(jìn)行許多研究，其中包括有機(jī)鉬化合物，如二硫代氨基甲酸鉬(MoDTC)和二硫代磷酸鉬(MoDTP)。作為研究的結(jié)果，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)含有有機(jī)鉬化合物的潤(rùn)滑油在早期使用階段中對(duì)于鋼制滑動(dòng)元件成功地產(chǎn)生了摩擦降低效果。
本發(fā)明概述在此以前，硬涂敷材料在發(fā)動(dòng)機(jī)滑動(dòng)元件上的涂敷已經(jīng)進(jìn)行了考察，以使得滑動(dòng)元件能夠達(dá)到高的耐磨性和低的摩擦系數(shù)。尤其是，金剛石狀碳(DLC)材料因?yàn)樵诳諝庵械牡湍Σ列阅芏鵀槿藗兯?，因此希望用作滑?dòng)元件的涂料。
然而，該DLC材料在潤(rùn)滑油存在下無(wú)法提供低的摩擦系數(shù)，如在日本摩擦學(xué)會(huì)議(Japan Tribology Congress)1999.5，東京，會(huì)議錄第11-12，KANO等人中所公開的那些。即使當(dāng)與含有有機(jī)鉬化合物的潤(rùn)滑油聯(lián)合使用時(shí)，DLC材料不能提供足夠低的摩擦系數(shù)，如在世界摩擦學(xué)會(huì)議(World Tribology Congress)2001.9，維也納，會(huì)議錄第342，KANO等人中所公開的那些。
因此本發(fā)明的目的是提供改進(jìn)的滾動(dòng)元件，據(jù)此在普通滾動(dòng)元件中遇到的缺點(diǎn)能夠有效地克服。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供改進(jìn)的滾動(dòng)元件，它通過使用在該滾動(dòng)元件的構(gòu)成件的滑動(dòng)表面上涂敷的DLC材料而顯示出高度優(yōu)異的低摩擦特性。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供用于改進(jìn)的滾動(dòng)元件如凸輪隨動(dòng)件或滾動(dòng)軸承，它們?cè)贒LC材料和規(guī)定的潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑劑的結(jié)合下與使用鋼和有機(jī)鉬化合物兩者的結(jié)合的普通滾動(dòng)元件相比，顯示出高度優(yōu)異的低摩擦特性。
本發(fā)明的第一方面在于包括第一構(gòu)件的滾動(dòng)元件。第二構(gòu)件以同軸方式配合于第一構(gòu)件并相對(duì)于第一構(gòu)件可以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。另外，金剛石狀碳材料被涂敷在第一種和第二種構(gòu)件的至少一種的滑動(dòng)表面上。
本發(fā)明的第二個(gè)方面在于凸輪隨動(dòng)件，后者包括具有與凸輪實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)接觸的外圓周表面的圓柱形和中空外滾輪。固定銷以同軸方式配合在外滾輪內(nèi)部并相對(duì)于外滾輪可以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。另外，金剛石狀碳材料被涂敷在至少該固定銷的滑動(dòng)表面上。
本發(fā)明的第三個(gè)方面在于滾針式搖臂，后者包括具有與凸輪實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)接觸的外圓周表面的圓柱形和中空外滾輪。固定銷以同軸方式配合在外滾輪內(nèi)部并相對(duì)于外滾輪可以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。另外，金剛石狀碳材料被涂敷在至少該固定銷的滑動(dòng)表面上。
本發(fā)明的第四個(gè)方面在于在潤(rùn)滑油存在下彼此實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)接觸的凸輪和凸輪隨動(dòng)件的低摩擦滑動(dòng)組合(combination)，該潤(rùn)滑油含有無(wú)灰分的脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑和無(wú)灰分的脂族胺摩擦改進(jìn)劑中的至少一種。該凸輪隨動(dòng)件包括具有與凸輪實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)接觸的外圓周表面的圓柱形和中空外滾輪；以同軸方式配合在外滾輪的內(nèi)部并相對(duì)于外滾輪作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的固定銷；和涂敷在外滾輪和固定銷的至少一種的滑動(dòng)表面上的金剛石狀碳材料。
本發(fā)明的第五個(gè)方面在于被用于凸輪和凸輪隨動(dòng)件的低摩擦滑動(dòng)組合(combination)中的潤(rùn)滑油組合物。該凸輪隨動(dòng)件包括具有與凸輪實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)接觸的外圓周表面的圓柱形和中空外滾輪；以同軸方式配合在外滾輪的內(nèi)部并相對(duì)于外滾輪作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的固定銷；和涂敷在外滾輪和固定銷的至少一種的滑動(dòng)表面上的金剛石狀碳材料，該凸輪和凸輪隨動(dòng)件在潤(rùn)滑油組合物存在下彼此實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)接觸。潤(rùn)滑油組合物含有無(wú)灰分的脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑和無(wú)灰分的脂族胺摩擦改進(jìn)劑中的至少一種，該改性劑具有6-30個(gè)碳原子數(shù)的烴鏈，并且其含量為基于潤(rùn)滑油組合物的總質(zhì)量的0.05-3.0％(質(zhì)量)。
本發(fā)明的第六方面在于包括外圈的滾動(dòng)軸承。內(nèi)圈以同軸方式配合在外圈內(nèi)部并相對(duì)于外圈可以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。滾動(dòng)構(gòu)件以可旋轉(zhuǎn)方式置于外圈和內(nèi)圈之間。另外，金剛石狀碳材料被涂敷在外圈，內(nèi)圈種和滾動(dòng)構(gòu)件的至少一種的滑動(dòng)表面上。
附圖的簡(jiǎn)述

圖1是包括根據(jù)本發(fā)明的滾動(dòng)元件(凸輪隨動(dòng)件)的第一實(shí)施方案的滾針式搖臂的示意圖；圖2是圖1的滾動(dòng)元件的示意的透視圖，圖3是作為根據(jù)本發(fā)明的滾動(dòng)元件的第二個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)例子的球軸承的透視圖，部分地截掉；和圖4是作為根據(jù)本發(fā)明的滾動(dòng)元件的第二個(gè)實(shí)施方案的另一個(gè)例子的滾柱軸承的透視圖，部分地截掉。
本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明下面詳細(xì)討論本發(fā)明。在下面的敘述中，全部的百分比(％)是按質(zhì)量，除非另作說(shuō)明。
第一實(shí)施方案根據(jù)本發(fā)明的滾動(dòng)元件(凸輪隨動(dòng)件)的第一個(gè)實(shí)施方案將參考圖1和2來(lái)討論。
現(xiàn)在參見圖1，滾針式搖臂10被顯示以機(jī)械方式連接凸輪(或凸輪軸)12和閥門14如內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)(進(jìn)氣或排氣)閥門。滾針式搖臂10包括具備凸輪隨動(dòng)件18的搖臂主體16。凸輪隨動(dòng)件18與凸輪12保持滑動(dòng)接觸。搖臂主體16在其一端被樞軸20支持和在另一端上與閥門14連接，這樣凸輪12的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過凸輪隨動(dòng)件18傳遞到閥門14。
凸輪隨動(dòng)件18包括固定在搖臂主體16上的固定銷22。圓柱形外滾輪24以同軸方式設(shè)置在固定銷22外圍，在固定銷22和外滾輪24之間限定了一環(huán)形空間。滾針26介于固定銷22和外滾輪24之間?？梢岳斫?，滾針26可以省略，這樣外滾輪24的內(nèi)圓周表面與固定銷22的外圓周表面直接保持滑動(dòng)接觸。固定銷22包括由與根據(jù)JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))G4805的高碳鉻軸承鋼“SUJ2”對(duì)應(yīng)的鐵型材料(合金)形成的基礎(chǔ)材料。由基礎(chǔ)材料形成的固定銷22的外圓周表面涂有DLC(金剛石狀碳)材料。各個(gè)外滾輪24和各個(gè)滾針26是由鐵型材料(合金)形成的，該材料與固定銷22的基礎(chǔ)材料的鐵型材料相同或類似。如果需要，各個(gè)外滾輪24和各個(gè)滾針26的外圓周表面可以涂有DLC材料而形成DLC涂層。在外滾輪24的內(nèi)圓周表面上沒有形成涂層，這樣鐵型材料在外滾輪24的內(nèi)圓周表面上暴露。凸輪12是由，例如，低合金的冷鑄鐵，滲碳鋼，或熱處理的碳鋼所形成并與在需要時(shí)涂有DLC材料的外滾輪24的外圓周表面保持滑動(dòng)接觸。固定銷22，滾針26，外滾輪24和凸輪12在潤(rùn)滑油(組合物)存在下彼此保持滑動(dòng)接觸，該潤(rùn)滑油含有無(wú)灰分的脂肪酸酯(脂肪酸的酯)摩擦改進(jìn)劑和無(wú)灰分的脂族胺摩擦改進(jìn)劑中的至少一種，這樣，固定銷22，滾針26，外滾輪24和凸輪12(也稱作“構(gòu)成件”)能夠在極低摩擦下做它們的滑動(dòng)。
這里，DLC(金剛石狀碳)材料主要由碳(元素)構(gòu)成并且是無(wú)定形的，在碳之間的鍵接方式上采取金剛石結(jié)構(gòu)(SP3鍵)或石墨結(jié)構(gòu)(SP2鍵)。更具體地說(shuō)，硬碳(DLC)薄膜是由不含氫的無(wú)定形碳(a-C)(它由碳組成)，含氫的無(wú)定形碳(a-CH)，或含有作為其一部分的鈦(Ti)或鉬(Mo)的金屬元素的金屬碳化物或金屬碳(MeC)形成的。為了使摩擦的明顯減少，DLC材料在氫含量上優(yōu)選是盡可能低的并因此具有不超過1原子％的氫含量，并且優(yōu)選由不含氫的無(wú)定形碳(a-C)形成。
涂有DLC材料的各構(gòu)成件的基礎(chǔ)材料的表面優(yōu)選具有不大于0.1μm的表面粗糙度(Ra)。另外，用作相對(duì)的構(gòu)件和由鐵型材料形成的與所涂敷的DLC材料保持滑動(dòng)接觸的構(gòu)成件的表面粗糙度(Ra)優(yōu)選是不大于0.1μm。從獲得滑動(dòng)的穩(wěn)定性考慮，這些是合適的。如果表面粗糙度超過0.1μm，則構(gòu)成件會(huì)發(fā)生局部的磨損，并大大地增加摩擦系數(shù)。該表面粗糙度(Ra)在JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))B 0601(2001)中被解釋為Ra75。
在各構(gòu)成件上形成的DLC材料的涂層(下面稱作“DLC涂層”)優(yōu)選具有在施加10g負(fù)荷下所測(cè)量的在1000-3500范圍內(nèi)的表面硬度或維氏微硬度計(jì)(micro Vickers)硬度(Hv)和在0.3-2.0μm范圍內(nèi)的厚度。另外，由鐵型材料形成的相對(duì)構(gòu)件的滑動(dòng)表面(與DLC涂層保持滑動(dòng)接觸)優(yōu)選具有450-800的表面粗糙度或維氏微硬度計(jì)硬度Hv和具有45-60的洛氏硬度(HRC)。這些對(duì)于維持DLC涂層的耐久性是有效的，甚至在約700 MPa的高Hertz接觸壓力下。如果DLC涂層的表面硬度和厚度偏出以上范圍，則對(duì)于表面硬度(Hv)小于1000和厚度小于0.3μm的情況將發(fā)生DLC涂層的磨損，而對(duì)于表面硬度(Hv)超過3500和厚度小于2.0μm的情況傾向于發(fā)生DLC涂層的剝離。另外，如果作為相對(duì)構(gòu)件的鐵型材料構(gòu)件的表面硬度(Hv)偏出以上范圍，則對(duì)于小于450的情況將傾向于發(fā)生DLC涂層的翹曲(buckling)，甚至對(duì)于超過800的情況也沒有發(fā)現(xiàn)磨損減少的附加效果。
應(yīng)該指出，正如以上所討論，固定銷22，滾針26，外滾輪24和凸輪12在下面所要討論的潤(rùn)滑油(組合物)存在下彼此保持滑動(dòng)接觸。
該潤(rùn)滑油(組合物)包括基礎(chǔ)油和選自無(wú)灰分的脂肪酸酯(脂肪酸的酯)摩擦改進(jìn)劑和無(wú)灰分的脂族胺摩擦改進(jìn)劑中的至少一種。換句話說(shuō)，無(wú)灰分的脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑和/或脂族胺摩擦改進(jìn)劑包含在該基礎(chǔ)油中。該基礎(chǔ)油沒有特別限制并能夠是通常用于潤(rùn)滑油的任何基礎(chǔ)油(化合物)，如礦物油，合成油，油脂(化合物)，或礦物油、合成油和油脂的任何結(jié)合物。
礦物油的具體例子包括鏈烷烴型或環(huán)烷烴型油，和正鏈烷烴，它們通過利用大氣壓或減壓蒸餾從石油中提取潤(rùn)滑油餾分，然后通過使用下面處理方法中的至少一種方法提純所獲得的潤(rùn)滑油餾分來(lái)制得溶劑脫瀝青，溶劑萃取，氫解，溶劑脫蠟，氫化提純，硫酸處理，粘土處理等，這些方法能以合適的聯(lián)合來(lái)進(jìn)行。一般使用氫化提純或溶劑純化來(lái)提純所獲得的潤(rùn)滑油餾分。另外，優(yōu)選使用通過使用能夠大大地減少芳族組分的高溫-氫解工藝提純潤(rùn)滑油餾分所獲得的礦物油，或通過GTL(氣體到液體)蠟的異構(gòu)化工藝所生產(chǎn)的礦物油。
合成油的具體例子包括聚α-烯烴(如1-辛烯低聚物，1-癸烯低聚物和乙烯-丙烯低聚物)，聚α-烯烴的氫化物，異丁烯低聚物，異丁烯低聚物的氫化物，異鏈烷烴，烷基苯，烷基萘，二酯類(如戊二酸雙十三烷基酯，己二酸二辛酯，己二酸二異癸基酯，己二酸雙十三烷基酯和癸二酸二辛酯)，多元醇酯(如三羥甲基丙烷辛酸酯；三羥甲基丙烷壬酸酯；三羥甲基丙烷酯類如三羥甲基丙烷異硬脂酸酯；季戊四醇酯如季戊四醇-2-乙基己酸酯和季戊四醇壬酸酯)，聚氧化烯基二醇，二烷基二苯基醚，和聚苯醚。在這些合成油化合物之中，優(yōu)選的是聚α-烯烴，如1-辛烯低聚物和1-癸烯低聚物和它們的氫化物。
上述的礦物油和合成油(化合物)可以單獨(dú)使用，或以對(duì)混合比沒有限制的它們的任何兩種或多種的混合物形式使用。
基礎(chǔ)油的硫含量沒有特別地限制。該硫含量?jī)?yōu)選是不超過0.2％，更優(yōu)選不超過0.1％，更加優(yōu)選不超過0.05％。另外，作為基礎(chǔ)油，優(yōu)選使用由氫化所提純的礦物油或合成油，因?yàn)榇祟愑途哂胁怀^0.005％的硫含量或基本上沒有硫含量(不超過5ppm)。
基礎(chǔ)油的芳烴含量也沒有特別地限制?；A(chǔ)油的芳烴含量?jī)?yōu)選是15％或15％以下，更優(yōu)選10％或10％以下，和最優(yōu)選5％或5％以下，以使內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑油長(zhǎng)時(shí)間維持它的低摩擦特性。當(dāng)芳烴含量超過15％時(shí)，該基礎(chǔ)油會(huì)在氧化穩(wěn)定性上變劣。如此，該芳烴含量被定義為根據(jù)ASTM D2549“Standard Test Method for Separation ofRepresentative Aromatics and Nonaromatics Fractions ofHigh-Boiling Oils by Elution Chromatography”測(cè)定的芳族烴餾分的量。
基礎(chǔ)油的運(yùn)動(dòng)粘度沒有特別地限制。當(dāng)該潤(rùn)滑油用于內(nèi)燃機(jī)時(shí)，基礎(chǔ)油的運(yùn)動(dòng)粘度優(yōu)選是2mm2/s或2mm2/s更高，更優(yōu)選3mm2/s和更高，同時(shí)，優(yōu)選是20mm2/s或20mm2/s以下，更優(yōu)選10mm2/s或10mm2/s以下，最優(yōu)選8mm2/s或8mm2/s以下，于100℃下測(cè)得。當(dāng)運(yùn)動(dòng)粘度在100℃下低于2mm2/s時(shí)，該潤(rùn)滑油能夠提供充分的耐磨性而在蒸發(fā)特性變劣。當(dāng)運(yùn)動(dòng)粘度超過20mm2/s時(shí)，該潤(rùn)滑油難以顯示低摩擦特性并在蒸發(fā)特性上下降，這不是優(yōu)選的。根據(jù)本發(fā)明，至少兩種基礎(chǔ)油可以自由地選擇被混合形成混合物，其中單種基礎(chǔ)油的運(yùn)動(dòng)粘度可以偏出上述范圍，只要混合物在100℃下的運(yùn)動(dòng)粘度落在上述優(yōu)選的范圍內(nèi)就行。
基礎(chǔ)油的粘度指數(shù)沒有特別地限制，并且優(yōu)選是80或更高，更優(yōu)選100或更高，最優(yōu)選120或更高，當(dāng)該潤(rùn)滑油用于內(nèi)燃機(jī)時(shí)。提高基礎(chǔ)油的粘度指數(shù)能夠獲得在低溫粘度特性和燃料經(jīng)濟(jì)性性能上優(yōu)異的內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油。
脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑和脂族胺摩擦改進(jìn)劑的例子是脂肪酸酯和脂族胺，各具有C6-C30直鏈或支鏈烴鏈或基團(tuán)，優(yōu)選C8-C24直鏈或支鏈烴鏈，更優(yōu)選C10-C20直鏈或支鏈烴鏈。當(dāng)烴鏈的碳數(shù)不在6到30范圍內(nèi)時(shí)，則有一種可能性即潤(rùn)滑油無(wú)法產(chǎn)生預(yù)期的足夠的摩擦減低效果?？梢岳斫獾氖牵梢允褂弥舅狨ズ椭灏返暮线m混合物。
C6-C30直鏈或支鏈烴鏈的具體例子包括烷基類，如己基，庚基，辛基，壬基，癸基，十一基，十二烷基，十三烷基，十四烷基，十五烷基，十六烷基，十七烷基，十八烷基，十九烷基，二十烷基，二十一烷基，二十二烷基，二十三烷基，二十四烷基，二十五烷基，二十六烷基，二十七烷基，二十八烷基，二十九烷基和三十烷基；和鏈烯基團(tuán)類，如己烯基，庚烯基，辛烯基，壬烯基，癸烯基，十一碳烯基，十二碳烯基，十三碳烯基，十四碳烯基，十五碳烯基，十六碳烯基，十七碳烯基，十八碳烯基，十九碳烯基，二十碳烯基，二十一碳烯基，二十二碳烯基，二十三碳烯基，二十四碳烯基，二十五碳烯基，二十六碳烯基，二十七碳烯基，二十八碳烯基，二十九碳烯基和三十碳烯基。以上烷基和鏈烯基團(tuán)包括全部可能的異構(gòu)體。另外，鏈烯基團(tuán)的位置是自由的。
該脂肪酸酯能夠例舉具有以上C6-C30烴基團(tuán)或鏈的脂肪酸和多羥基脂族醇的酯類。此類脂肪酸酯的具體例子包括甘油單油酸酯，甘油二油酸酯，脫水山梨糖醇單油酸酯和去水山梨糖醇二油酸酯。
該脂族胺能夠例舉脂肪單胺和它的烯化氧加合物，脂族多胺，咪唑啉化合物，和它的衍生物。此類脂肪族胺的具體例子包括脂族胺化合物，如月桂基胺，月桂基二乙基胺，月桂基二乙醇胺，十二烷基二丙醇胺，棕櫚基胺，硬脂基胺，硬脂基四亞乙基五胺，油基胺，油基丙二胺，油基二乙醇胺和N-羥乙基油基咪唑啉；以上脂族胺(C6-C28烷基或鏈烯基胺)與烯化氧的加合物，如N，N-二聚氧亞烷基-N-烷基胺；和由以上脂族胺與C2-C30一元羧酸(如脂肪酸)或C2-C30多羧酸(如草酸，鄰苯二甲酸，偏苯三酸和苯均四酸)反應(yīng)所制備的酸改性化合物，以便中和剩余氨基和/或亞氨基的全部或一部分或使它們酰胺化。根據(jù)本發(fā)明，N，N-二聚氧亞乙基-N-油基胺是優(yōu)選使用的。
該脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑和/或脂族胺摩擦改進(jìn)劑在潤(rùn)滑油中添加的量沒有特別地限制，優(yōu)選是0.05到3.0％，更優(yōu)選0.1到2.0％，和最優(yōu)選0.5到1.4％，基于潤(rùn)滑油的總質(zhì)量。當(dāng)脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑和/或脂族胺摩擦改進(jìn)劑的量低于0.05％時(shí)，則有一種可能性即潤(rùn)滑油無(wú)法產(chǎn)生預(yù)期的足夠的摩擦減低效果。當(dāng)脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑和/或脂族胺摩擦改進(jìn)劑的量超過3.0％時(shí)，該潤(rùn)滑油產(chǎn)生良好的摩擦減低效果但是會(huì)損害貯存穩(wěn)定性和相容性而引起沉淀。
此外，該潤(rùn)滑油優(yōu)選包括作為無(wú)灰分散劑的聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或它的衍生物。根據(jù)本發(fā)明可使用的聚丁烯基琥珀酰亞胺的具體例子包括由下面通式(1)和(2)表示的化合物。
在通式(1)和(2)的每一個(gè)中，n表示1到5，優(yōu)選2到4的整數(shù)，從而獲得良好的清凈效果。此外，PIB表示從聚丁烯衍生的聚丁烯基基團(tuán)。通過在氟化硼催化劑或氯化鋁催化劑存在下聚合高純度異丁烯或1-丁烯和異丁烯的混合物，使得該聚丁烯達(dá)到900到3,500，優(yōu)選1,000到2,000的數(shù)均分子量，來(lái)制備聚丁烯。當(dāng)聚丁烯的數(shù)均分子量低于900時(shí)，則有可能性無(wú)法獲得足夠的清凈效果。當(dāng)聚丁烯的數(shù)均分子量超過3,500時(shí)，該聚丁烯會(huì)在低溫流動(dòng)性上受損。在聚丁烯基琥珀酰亞胺的生產(chǎn)中，該聚丁烯可以在利用任何合適的處理(如吸附過程或洗滌過程)除去痕量的來(lái)自于上述聚丁烯生產(chǎn)催化劑的氟和氯殘留物被提純之后供使用。氟和氯殘留物的量?jī)?yōu)選被控制到50ppm或50ppm以下，更優(yōu)選10ppm或10ppm以下，最優(yōu)選1ppm或1ppm以下。
聚丁烯基琥珀酰亞胺的生產(chǎn)方法沒有特別地限制。例如，該聚丁烯基琥珀酰亞胺能夠通過讓上述聚丁烯的氯化物，或已從中除去了氟和氯殘留物的聚丁烯，與馬來(lái)酸酐在100-200℃下反應(yīng)來(lái)形成聚丁烯基琥珀酸酯，然后，讓如此形成的聚丁烯基琥珀酸酯與多胺(如二亞乙基三胺，三亞乙基四胺，四亞乙基五胺或五亞乙基六胺)反應(yīng)，來(lái)制得。
該聚丁烯基琥珀酰亞胺衍生物能夠例舉由通式(1)和(2)的聚丁烯基琥珀酰亞胺與硼化合物或含氧的有機(jī)化合物反應(yīng)所獲得的硼-和酸-改性化合物，以便中和該剩余氨基和/或酰亞胺基團(tuán)的全部或一部分或使它們酰胺化。在這些之中，含硼的聚丁烯基琥珀酰亞胺，尤其含硼的雙(聚丁烯基)琥珀酰亞胺，是優(yōu)選使用的。
以上硼化物能夠是硼酸，硼酸鹽或硼酸酯。硼酸的具體例子包括原硼酸，偏硼酸和仲硼酸。硼酸鹽的具體例子包括銨鹽，其中包括硼酸銨，如偏硼酸銨，四硼酸銨，五硼酸銨和八硼酸銨。硼酸酯的具體例子包括硼酸和烷基醇(優(yōu)選C1-C6烷基醇)的酯，如硼酸單甲基酯，硼酸二甲基酯，硼酸三甲酯，硼酸單乙基酯，硼酸二乙基酯，硼酸三乙酯，硼酸單丙基酯，硼酸二丙基酯，硼酸三丙基酯，硼酸單丁基酯，硼酸二丁基酯和硼酸三丁酯。這里，在含硼的聚丁烯基琥珀酰亞胺中氮與硼(B/N)按質(zhì)量計(jì)的含量比通常是0.1到3，優(yōu)選0.2到1。
以上含氧的有機(jī)化合物能夠例舉C1-C30一元羧酸，如甲酸，乙酸，乙醇酸，丙酸，乳酸，丁酸，戊酸，己酸，庚酸，辛酸，壬酸，癸酸，十一烷酸，月桂酸，十三烷酸，肉豆蔻酸，十五烷酸，棕櫚酸，十七烷酸，硬脂酸，油酸，十九烷酸和花生酸；C2-C30多羧酸，如草酸，鄰苯二甲酸，偏苯三酸和苯均四酸，和它們的酸酐和酯；C2-C6烯化氧；和羥基(聚)氧亞烷基碳酸酯。
聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或它的衍生物在潤(rùn)滑油中添加的量沒有特別地限制，優(yōu)選是0.1-15％，更優(yōu)選1.0-12％，基于潤(rùn)滑油的總質(zhì)量。當(dāng)聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或它的衍生物的量低于0.1％時(shí)，則有可能無(wú)法獲得足夠的清凈效果。當(dāng)聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或它的衍生物的量超過15％時(shí)，則變得不經(jīng)濟(jì)的。另外，如此大量的聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或它的衍生物傾向于引起破乳能力的下降。
此外，該潤(rùn)滑油優(yōu)選包括作為抗氧化劑和耐磨劑的由下面通式(3)表示的二硫代磷酸鋅。
在通式(3)中，R4，R5，R6和R7各自表示C1-C24烴基團(tuán)。該C1-C24烴基團(tuán)優(yōu)選是C1-C24直鏈或支鏈烷基，C3-C24直鏈或支鏈鏈烯基，C5-C13環(huán)烷基或直鏈或支鏈烷基環(huán)烷基，C6-C18芳基或直鏈或支鏈烷基芳基，或C7-C19芳基烷基。以上烷基或鏈烯基團(tuán)能夠是伯，仲或叔屬的。R4，R5，R6和R7的具體例子包括烷基，如甲基，乙基，丙基，丁基，戊基，己基，庚基，辛基，壬基，癸基，十一烷基，十二烷基，十三烷基，十四烷基，十五烷基，十六烷基，十七烷基，十八烷基，十九烷基，二十烷基，二十一烷基，二十二烷基，二十三烷基和二十四烷基；鏈烯基，如丙烯基，異丙烯基，丁烯基，丁間二烯基，戊烯基，己烯基，庚烯基，辛烯基，壬烯基，癸烯基，十一碳烯基，十二碳烯基，十三碳烯基，十四碳烯基，十五碳烯基，十六碳烯基，十七碳烯基，十八碳烯基(油基)，十九碳烯基，二十碳烯基，二十一碳烯基，二十二碳烯基，二十三碳烯基和二十四碳烯基；環(huán)烷基基團(tuán)，如環(huán)戊基，環(huán)己基和環(huán)庚基；烷基環(huán)烷基團(tuán)，如甲基環(huán)戊基，二甲基環(huán)戊基，乙基環(huán)戊基，丙基環(huán)戊基，乙基甲基環(huán)戊基，三甲基環(huán)戊基，二乙基環(huán)戊基，乙基二甲基環(huán)戊基，丙基甲基環(huán)戊基，丙基乙基環(huán)戊基，二-丙基環(huán)戊基，丙基乙基甲基環(huán)戊基，甲基環(huán)己基，二甲基環(huán)己基，乙基環(huán)己基，丙基環(huán)己基，乙基甲基環(huán)己基，三甲基環(huán)己基，二乙基環(huán)己基，乙基二甲基環(huán)己基，丙基甲基環(huán)己基，丙基乙基環(huán)己基，二-丙基環(huán)己基，丙基乙基甲基環(huán)己基，甲基環(huán)庚基，二甲基環(huán)庚基，乙基環(huán)庚基，丙基環(huán)庚基，乙基甲基環(huán)庚基，三甲基環(huán)庚基，二乙基環(huán)庚基，乙基二甲基環(huán)庚基，丙基甲基環(huán)庚基，丙基乙基環(huán)庚基，二-丙基環(huán)庚基和丙基乙基甲基環(huán)庚基；芳基基團(tuán)，如苯基和萘基；烷基芳基基團(tuán)，如甲苯基，二甲苯基，乙基苯基，丙基苯基，乙基甲基苯基，三甲基苯基，丁基苯基，丙基甲基苯基，二乙基苯基，乙基二甲基苯基，四甲基苯基，戊基苯基，己基苯基，庚基苯基，辛基苯基，壬基苯基，癸基苯基，十一烷基苯基和十二烷基苯基；和芳基烷基基團(tuán)，如芐基，甲基芐基，二甲基芐基，苯乙基，甲基苯乙基和二甲基苯乙基。以上烴基團(tuán)包括全部可能的異構(gòu)體。
適合于R4，R5，R6和R7的上述烴基團(tuán)包括全部值得考慮的直鏈或支鏈結(jié)構(gòu)。鏈烯基的雙鍵的位置，烷基連接到環(huán)烷基上的鍵接位置和烷基連接到芳基上的鍵接位置是自由的。在以上烴基團(tuán)之中，尤其優(yōu)選的此類基團(tuán)是具有1到18的碳數(shù)的直鏈或支鏈烷基，具有6到18的碳數(shù)的芳基，和直鏈或支化烷基芳基。
根據(jù)本發(fā)明可用的二硫代磷酸鹽的具體例子包括二異丙基二硫代磷酸鋅，二異丁基二硫代磷酸鋅，二仲丁基二硫代磷酸鋅，二仲戊基二硫代磷酸鋅，二正庚基二硫代磷酸鋅，二仲己基二硫代磷酸鋅，二辛基二硫代磷酸鋅，二-2-乙基己基二硫代磷酸鋅，二正癸基二硫代磷酸鋅，二正十二烷基二硫代磷酸鋅，二異十三烷基二硫代磷酸鋅和它們的混合物。
添加在潤(rùn)滑油中的二硫代磷酸鹽的量沒有特別地限制。二硫代磷酸鋅的含量?jī)?yōu)選是按照磷元素計(jì)算的0.1％或0.1％以下，更優(yōu)選0.06％或0.06％以下，最優(yōu)選是最低有效量，基于潤(rùn)滑油的總質(zhì)量，以獲得較高的摩擦減低效果。當(dāng)二硫代磷酸鋅的量超過0.1％時(shí)，有可能抑制無(wú)灰分的脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑和/或無(wú)灰分的脂族胺摩擦改進(jìn)劑的作用，特別在DLC薄膜和由鐵類材料形成的相對(duì)的元件之間的滑動(dòng)表面(平面)處。
二硫代磷酸鋅能夠通過任何已知的方法制備。例如，通過讓具有以上R4，R5，R6和R7烴基團(tuán)的醇類或酚類與五硫化磷反應(yīng)形成二硫代磷酸，然后用氧化鋅中和如此形成的二硫代磷酸，可以制備二硫代磷酸鋅。這里，二硫代磷酸鋅的分子結(jié)構(gòu)將根據(jù)用作二硫代磷酸鋅生產(chǎn)的原料的醇類或酚類來(lái)變化?？梢岳斫?，由通式(3)表示的至少兩種類型的二硫代磷酸鋅可以按照合適的比例混合后再使用。
正如以上所討論，根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于在提供了DLC涂層的構(gòu)件和由鐵型材料形成的構(gòu)件之間使用的情況，該潤(rùn)滑油能夠提供極其優(yōu)異的低摩擦特性。為了提高特別為內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑油(組合物)所需的性能，當(dāng)用于內(nèi)燃機(jī)時(shí)該潤(rùn)滑油含有其它添加劑，如金屬清凈劑，抗氧化劑，粘度指數(shù)改進(jìn)劑，除以上脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑和/或脂族胺摩擦改進(jìn)劑之外的摩擦改進(jìn)劑，除以上聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或它的衍生物之外的無(wú)灰分分散劑；耐磨劑或極壓添加劑，防銹劑，非離子表面活性劑，破乳劑，金屬鈍化劑和/或消泡劑。這些添加劑可以單獨(dú)使用或它們的兩種或多種的混合物形式使用，以滿足所要求的潤(rùn)滑油性能。
該金屬清凈劑能夠是通常用于潤(rùn)滑油的任何金屬清凈劑化合物。根據(jù)本發(fā)明可用的金屬清凈劑的具體例子包括堿金屬或堿土金屬的磺酸鹽，酚鹽和水楊酸鹽；和它們中的兩種或多種的混合物。堿金屬的例子包括鈉(Na)和鉀(K)，和堿土金屬的例子包括鈣(Ca)和鎂(Mg)。根據(jù)本發(fā)明，鈉和鈣磺酸鹽，鈉和鈣酚鹽，以及鈉和鈣水楊酸鹽是適宜使用的。金屬清凈劑的總堿值和用量能夠根據(jù)所需要的潤(rùn)滑油性能來(lái)選擇。根據(jù)ISO 3771“堿值的測(cè)定-高氯酸電位滴定法(Determination ofbase number-Perchloric acid potentiometric titration method)”，由高氯酸方法所測(cè)量的金屬清凈劑的總堿值通常是0-500mg KOH/g，優(yōu)選150-400mg KOH/g。金屬清凈劑的量通常是0.1-10％，基于潤(rùn)滑油的總質(zhì)量。
該抗氧化劑能夠通常用于潤(rùn)滑油的任何抗氧化劑化合物。根據(jù)本發(fā)明可用的抗氧化劑的具體例子包括酚類抗氧劑，如4，4’-亞甲基雙(2，6-二叔丁基苯酚)和3-(3，5-二叔丁基-4-羥苯基)丙酸十八烷基酯；氨基抗氧化劑，如苯基-α-萘胺，烷基苯基-α-萘胺和烷基二苯基胺；和它們中的兩種或多種的混合物。抗氧化劑的量通常是0.01-5％，基于潤(rùn)滑油的總質(zhì)量。
該粘度指數(shù)改進(jìn)劑能夠例舉非分散型粘度指數(shù)改進(jìn)劑，如選自各種甲基丙烯酸類中的一種或兩種單體的共聚物，和該共聚物的氫化物；和分散型粘度指數(shù)改進(jìn)劑，如甲基丙烯酸酯的共聚物(包括氮化合物)。作為粘度指數(shù)改進(jìn)劑，還可以使用乙烯和α-烯烴(如丙烯，1-丁烯和1-戊烯)的共聚物和它的氫化物；聚異丁烯和它的氫化物；苯乙烯和二烯烴的氫化共聚物，苯乙烯和馬來(lái)酸酐的共聚物和聚烷基苯乙烯。粘度指數(shù)改進(jìn)劑的分子量需要考慮剪切穩(wěn)定性來(lái)選擇。例如，粘度指數(shù)改進(jìn)劑的數(shù)均分子量，對(duì)于非分散型聚甲基丙烯酸酯而言，理想地是在5,000到1,000,000范圍內(nèi)，更理想地在100,000到800,000范圍內(nèi)；對(duì)于聚異丁烯和它的氫化物而言，理想地是在800到5,000范圍內(nèi)；和對(duì)于乙烯/α-烯烴共聚物和它的氫化物而言，在800到300,000范圍內(nèi)，更理想地在10,000到200,000范圍內(nèi)。以上粘度指數(shù)改進(jìn)化合物能夠單獨(dú)使用或以它們的兩種或多種的混合物形式使用。粘度指數(shù)改進(jìn)劑的量?jī)?yōu)選是0.1-40.0％，基于潤(rùn)滑油的總質(zhì)量。
除以上脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑和/或脂族胺摩擦改進(jìn)劑之外的摩擦改進(jìn)劑能夠例舉無(wú)灰分的摩擦改進(jìn)劑，如硼酸酯，高級(jí)醇和脂族醚，和金屬摩擦改進(jìn)劑，如二硫代磷酸鉬，二硫代氨基甲酸鉬和二硫化鉬。
除以上聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或它的衍生物之外的無(wú)灰分散劑能夠例舉聚丁烯基芐基胺和聚丁烯基胺，各自具有900到3,500的數(shù)均分子量的聚丁烯基團(tuán)，具有低于900的數(shù)均分子量的聚丁烯基團(tuán)的聚丁烯基琥珀酰亞胺，和它們的衍生物。
減摩劑或極壓添加劑能夠例舉二硫化物，硫化的脂肪和油，烯烴硫化物，具有一個(gè)到三個(gè)C2-C20烴基團(tuán)的磷酸酯，硫代磷酸酯，亞磷酸酯，硫代亞磷酸酯和這些酯的胺鹽。
防銹劑能夠例舉烷基苯磺酸鹽類，二壬基萘磺酸鹽類，鏈烯基琥珀酸的酯類和多元醇的酯類。
該非離子表面活性劑和破乳劑能夠例舉非離子聚(亞烷基)二醇表面活性劑，如聚氧化乙烯烷基醚，聚氧化乙烯烷基苯基醚和聚氧化乙烯烷基萘基醚。
該金屬鈍化劑能夠例舉咪唑啉化合物，嘧啶衍生物，噻唑和苯并三唑。
該消泡劑能夠例舉硅酮類，氟硅酮類和氟烷基醚類。
除脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑和/或脂族胺摩擦改進(jìn)劑之外的摩擦改進(jìn)劑，除聚丁烯基琥珀酰亞胺和/或它的衍生物之外的無(wú)灰分分散劑；耐磨劑或極壓添加劑，防銹劑和破乳劑中的每一種通常是以基于潤(rùn)滑油總質(zhì)量的0.01-5％的量包含，而金屬鈍化劑是以基于潤(rùn)滑油總質(zhì)量的0.0005-1％的量包含。
實(shí)驗(yàn)1通過與對(duì)比實(shí)施例進(jìn)行對(duì)比，參閱下列實(shí)施例可以更容易地理解本發(fā)明；然而，這些實(shí)施例是為了說(shuō)明本發(fā)明的目的，不應(yīng)認(rèn)為限制本發(fā)明的范圍。由冷鑄鐵制造的凸輪或凸輪片段(piece)的材料是從用于四缸發(fā)動(dòng)機(jī)的所制造的凸輪軸上切割下來(lái)的，由此提供凸輪片段材料。該凸輪片段材料經(jīng)過打磨而具有一定的凸輪形狀。其后，對(duì)于凸輪片段需要具有不大于0.1μ的表面粗糙度(Ra)的情況，打磨過的凸輪片段用研磨帶(lapping tape)研磨(lapped)，因此獲得作為樣品的凸輪或凸輪片段。
構(gòu)成滾針式搖臂的固定銷，滾針和外滾輪中的每一種(以下稱作“構(gòu)成件”)是如下制造的材料SUJ2被加工或形成為與最終產(chǎn)品類似的形狀，然后進(jìn)行熱處理硬化。如此硬化的材料SUJ2進(jìn)行圓筒研磨(barrel lapping)而具有不大于0.1μm的表面粗糙度(Ra)。對(duì)于構(gòu)成件的表面涂有(表面)涂層的情況，經(jīng)研磨的材料SUJ2通過PVD工藝或CVD工藝涂有各種涂料(在表2A中所示)中的每一種，而形成具有一定厚度的涂層。
如此生產(chǎn)的構(gòu)成件經(jīng)過組裝而形成兩種類型的滾針式搖臂。一種類型是，通過在不使用滾針(26)的情況下將外滾輪(24)以可滑動(dòng)的方式裝配在固定銷上，利用斂縫(caulking)方法將固定銷(22)固定在搖臂主體(16)上。另一種類型是，外滾輪(24)通過滾針(26)被安裝在固定銷外圍，利用斂縫方法將固定銷(22)固定在搖臂主體(16)上。因此，生產(chǎn)出作為樣品的滾針式搖臂。礦物油或合成油用作基礎(chǔ)油。各種的添加劑如各種摩擦改進(jìn)劑和其它添加劑被摻混到該基礎(chǔ)油中，因此制備8種類型的潤(rùn)滑油劑，在表1中標(biāo)識(shí)為“潤(rùn)滑油(組合物)No 1到8”。在表1中，礦物油和該合成油是以相對(duì)于基礎(chǔ)油的總量的質(zhì)量％給出，而添加劑是以相對(duì)于潤(rùn)滑油(組合物)的總量的質(zhì)量％給出。通過使用模擬發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪隨動(dòng)件的凸輪隨動(dòng)件單個(gè)構(gòu)件試驗(yàn)裝置在各滾針式搖臂上進(jìn)行摩擦評(píng)價(jià)試驗(yàn)，其中各滾針式搖臂與被驅(qū)動(dòng)的凸輪片段保持滑動(dòng)接觸。該凸輪片段和該滾針式搖臂包括固定銷，并且該外滾輪(和該滾針)已經(jīng)通過在表2A和2B中所示的各種材料來(lái)制造。在表2A中，涂料的氫含量是以“原子％”表示。在表2B中，“摩擦轉(zhuǎn)矩的降低率(％)”是相對(duì)于對(duì)比實(shí)施例1-1或1-2(表示為“標(biāo)準(zhǔn)”)而言的摩擦轉(zhuǎn)矩的降低比率。摩擦評(píng)價(jià)試驗(yàn)是在下列條件下進(jìn)行的(a)發(fā)動(dòng)機(jī)油(潤(rùn)滑油)提供方式滴油；(b)供給油的溫度80℃；(c)施加于滾針式搖臂上的最大Hertz接接觸壓力700MPa；(d)凸輪片段的轉(zhuǎn)速600r.p.m.；和(e)試驗(yàn)時(shí)間60min。從表2A和2B可以清楚地看出，在根據(jù)該實(shí)施方案的實(shí)施例1-1到1-8的滾針式搖臂和潤(rùn)滑油劑(油組合物)的全部結(jié)合中都顯示出了優(yōu)異的低摩擦轉(zhuǎn)矩特性。已經(jīng)證實(shí)，相對(duì)于對(duì)比實(shí)施例1-1的滾針式搖臂和標(biāo)準(zhǔn)潤(rùn)滑油(組合物)的結(jié)合而言，這些結(jié)合能夠提供10-30％的摩擦減少效果。另外也證實(shí)，在這些實(shí)施例的滾針式搖臂的表面狀況沒有遇到問題，而且這些實(shí)施例的滾針式搖臂在耐磨性上是高度優(yōu)異的。實(shí)施例1-1，1-3和1-5的試驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)二硫代磷酸鋅的含量是較低時(shí)，摩擦減少效果變高。實(shí)施例1-7和1-8的試驗(yàn)結(jié)果顯示，通過在外滾輪上提供a-C(無(wú)定形碳)的涂層，能夠改進(jìn)所述的摩擦減少效果。
此外，與涉及到一般用于以汽油為燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)中的滾針式搖臂和標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)油(潤(rùn)滑油)的結(jié)合的對(duì)比實(shí)施例1-2比較，在固定銷和外滾輪之間存在滾針的實(shí)施例1-9到1-12中，能夠發(fā)現(xiàn)明顯的摩擦減少效果。另外在實(shí)施例1-9到1-12中，已經(jīng)證實(shí)，通過在滾針的表面上提供a-C的DLC涂層，能夠獲得進(jìn)一步的摩擦減少效果。在偏出了合適條件的實(shí)施例1-13到1-17中，在摩擦評(píng)價(jià)試驗(yàn)的條件下發(fā)生涂層的剝離和磨損。
從以上可知，根據(jù)這一實(shí)施方案，滾針式搖臂是由提供了DLC材料，優(yōu)選具有低的氫含量的無(wú)定形碳(a-CH)，更優(yōu)選不含氫的無(wú)定形碳(a-C)的涂層的固定銷構(gòu)成，如果需要的話，外滾輪提供了類似DLC材料的涂層，和如果需要的話，該滾針組裝在滾針式搖臂上。該滾針式搖臂是在含有所規(guī)定的無(wú)灰分的摩擦改進(jìn)劑的潤(rùn)滑油(組合物)存在下與凸輪(凸起片)保持滑動(dòng)接觸。因此，這一實(shí)施方案提供了聯(lián)合使用的該凸輪和凸輪隨動(dòng)件和該潤(rùn)滑油(組合物)的結(jié)合，顯示出高度優(yōu)異的低摩擦特性和在摩擦損失上有較大的減少，同時(shí)對(duì)于改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì)性是高度有效的。
表1 1)加氫裂化礦物油(在100℃下運(yùn)動(dòng)粘度5.0mm2/s，粘度指數(shù)120，芳族烴含量5.5質(zhì)量％)2)1-癸烯低聚物氫化物(在100℃下運(yùn)動(dòng)粘度3.9mm2/s，粘度指數(shù)124，芳族烴含量0.0質(zhì)量％)3)甘油單油酸酯4)N，N-二聚氧乙烯-N-油基胺5)聚丁烯基琥珀酰亞胺(氮含量1.2質(zhì)量％)6)二烷基二硫代磷酸鋅(鋅含量9.3質(zhì)量％，磷含量8.5質(zhì)量％，烷基基團(tuán)仲丁基或己基)7)磺酸鈣(總堿值300mg KOH/g，鈣含量12.0質(zhì)量％)8)鈣酚鹽(總堿值255mg KOH/g，鈣含量9.2質(zhì)量％)9)包括粘度指數(shù)改進(jìn)劑，抗氧化劑，防銹劑，破乳劑，非離子表面活性劑，金屬鈍化劑和消泡劑表2A
固定銷、滾針、外滾輪的材料SUJ2熱處理(硬度Hv750)
表2B
凸輪的材料低合金冷鑄鐵(硬度Hv540)
第二個(gè)實(shí)施方案根據(jù)本發(fā)明的滾動(dòng)元件(滾動(dòng)軸承)的第二個(gè)實(shí)施方案將參考圖3和4來(lái)討論。
如圖3中所示，球軸承30包括內(nèi)滾道圈和外滾道圈或環(huán)31、32，在它們之間球13以可旋轉(zhuǎn)方式用保持架34來(lái)配置。外滾道圈31是在它的內(nèi)圓周表面上形成了沿著圓周方向延伸的滾珠圈或凹槽(未標(biāo)識(shí))。內(nèi)環(huán)滾道圈32是在它的外圓周表面上形成了沿著圓周方向延伸的滾珠圈或凹槽(未標(biāo)識(shí))。各球13是以可滑動(dòng)方式固定在外滾道圈和內(nèi)環(huán)滾道圈31、32的滾珠圈中。外滾道圈31、內(nèi)環(huán)滾道圈32和球33中的每一種可以稱作球軸承30的“構(gòu)成件”。
另外，如圖4中所示，滾柱軸承40包括內(nèi)滾道圈和外滾道圈或環(huán)41、42，在它們之間滾輪43是以可旋轉(zhuǎn)方式用保持架44配置。內(nèi)環(huán)滾道圈42是在它的外圓周表面上形成了沿著圓周方向延伸的滾柱軸承圈或凹槽(未標(biāo)識(shí))。各滾輪43是以可滑動(dòng)方式固定在內(nèi)環(huán)滾道圈42的滾柱軸承圈中。外滾道圈41、內(nèi)環(huán)滾道圈42和滾輪43中的每一種可以稱作滾柱軸承40的“構(gòu)成件”。
以上滾珠和滾柱軸承的構(gòu)成件是由鐵型材料(合金)如根據(jù)JIS的SUJ2所形成。在球軸承30中，外滾道圈31、內(nèi)環(huán)滾道圈32和球34當(dāng)中的至少一種的滑動(dòng)表面用DLC材料涂敷而形成DLC涂層。類似地，在滾柱軸承40中，外滾道圈41、內(nèi)環(huán)滾道圈42和滾輪44當(dāng)中的至少一種的滑動(dòng)表面用DLC材料涂敷而形成DLC涂層。由于有該DLC涂層，滾珠和滾柱軸承的構(gòu)成件能夠以低摩擦性發(fā)生滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選地，滾珠和滾柱軸承的構(gòu)成件是在含有無(wú)灰分的脂肪酸酯(脂肪酸的酯)摩擦改進(jìn)劑和無(wú)灰分的脂族胺摩擦改進(jìn)劑的潤(rùn)滑油(組合物)的存在下，或在其主要組分是含有羥基的化合物的潤(rùn)滑劑存在下，彼此(相對(duì)構(gòu)件)保持滑動(dòng)接觸，因此構(gòu)成件能夠以極低的摩擦作它們的滑動(dòng)。另外，優(yōu)選的是，滾珠和滾柱軸承的保持架34、44的滑動(dòng)表面用DLC材料涂敷而形成DLC涂層。此外，盡管僅僅徑向軸承的滾珠和滾柱軸承已經(jīng)顯示和描述，但是應(yīng)該理解，第二個(gè)實(shí)施方案的原理適用于各種其它的徑向軸承和各種的推力軸承。
這里，DLC(金剛石狀碳)材料主要由碳(元素)構(gòu)成并且是無(wú)定形的，在碳之間的鍵接方式上采取金剛石結(jié)構(gòu)(SP3鍵)或石墨結(jié)構(gòu)(SP2鍵)。更具體地說(shuō)，硬碳(DLC)薄膜是由不含氫的無(wú)定形碳(a-C)(它由碳組成)，含氫的無(wú)定形碳(a-CH)，或含有作為其一部分的鈦(Ti)或鉬(Mo)的金屬元素的金屬碳化物或金屬碳(MeC)形成的。為了使摩擦的明顯減少，DLC材料在氫含量上優(yōu)選是盡可能低的和因此具有不超過1原子％的氫含量，并且優(yōu)選由不含氫的無(wú)定形碳(a-C)形成。
涂有DLC材料的各構(gòu)成件的基礎(chǔ)材料的表面優(yōu)選具有不大于0.1μm的表面粗糙度(Ra)。另外，用作相對(duì)的構(gòu)件和由鐵型材料(合金)形成的與所涂敷的DLC材料保持滑動(dòng)接觸的構(gòu)件的表面粗糙度(Ra)優(yōu)選是不大于0.1μm。從獲得滑動(dòng)的穩(wěn)定性考慮，這些是合適的。如果表面粗糙度超過0.1μm，則構(gòu)件會(huì)發(fā)生局部的磨損，并大大地增加摩擦系數(shù)。該表面粗糙度(Ra)在JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))B 0601(2001)中被解釋為Ra75。
在各構(gòu)成件上形成的DLC材料(DLC涂料)的涂層優(yōu)選具有在施加10g負(fù)荷下所測(cè)量的在1000-3500范圍內(nèi)的表面硬度或維氏微硬度計(jì)(micro Vickers)硬度(Hv)和在0.3-2.0μm范圍內(nèi)的厚度。另外，由鐵型材料形成的相對(duì)構(gòu)件的滑動(dòng)表面(與DLC涂層保持滑動(dòng)接觸)優(yōu)選具有在施加10g負(fù)荷所測(cè)量的不小于700的表面粗糙度或維氏微硬度計(jì)硬度(Hv)。如果DLC涂層的表面硬度和厚度偏出以上范圍，則對(duì)于表面硬度(Hv)小于1000和厚度小于0.3μm的情況將發(fā)生DLC涂層的磨損，而對(duì)于表面硬度(Hv)超過3500和厚度超過2.0μm的情況傾向于發(fā)生DLC涂層的剝離。另外，如果作為相對(duì)構(gòu)件的鐵型材料構(gòu)件的表面硬度(Hv)小于700，則在高的Hertz接觸壓力下傾向于發(fā)生DLC涂層的翹曲(buckling)。
正如以上所討論，滾珠和滾柱軸承的構(gòu)成件是在含有無(wú)灰分的脂肪酸酯(脂肪酸的酯)摩擦改進(jìn)劑和無(wú)灰分的脂族胺摩擦改進(jìn)劑的潤(rùn)滑油(組合物)的存在下，或在其主要組分是含有羥基的化合物的潤(rùn)滑劑存在下，彼此(相對(duì)構(gòu)件)保持滑動(dòng)接觸。潤(rùn)滑油(組合物)與第一個(gè)實(shí)施方案中的相同。其主要組分是含有羥基的化合物的的潤(rùn)滑劑的優(yōu)選的例子是醇類，特別地甘油和乙二醇。
實(shí)驗(yàn)2通過與對(duì)比實(shí)施例進(jìn)行對(duì)比，參閱下列實(shí)施例可以更容易地理解本發(fā)明；然而，這些實(shí)施例是為了說(shuō)明本發(fā)明的目的，不應(yīng)認(rèn)為限制本發(fā)明的范圍。作為球軸承或滾柱軸承的構(gòu)成件的外滾道圈、內(nèi)環(huán)滾道圈和球或滾輪當(dāng)中的每一種是由材料SUJ2形成的并如下制造將材料SUJ2成形為與各構(gòu)成件的最終產(chǎn)品類似的形狀。如此形成的材料SUJ2經(jīng)過熱處理而硬化，隨后進(jìn)行圓筒研磨而具有不大于0.1μm的表面粗糙度(Ra)。對(duì)于構(gòu)成件涂有(表面)涂層的情況，經(jīng)研磨的材料SUJ2通過PVD工藝或CVD工藝用在表4中所示的各種涂料中的每一種涂敷，而形成具有一定厚度的(表面)涂層。在表4中，涂料的氫含量是以“原子％”表示。
如此生產(chǎn)的構(gòu)成件經(jīng)組裝而形成在圖3中所示的球軸承或在圖4中所示的滾柱軸承，對(duì)應(yīng)于實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例。實(shí)施例2-1到2-8B和對(duì)比實(shí)施例2-1和2-3涉及球軸承，而實(shí)施例2-9到2-12B和對(duì)比實(shí)施例2-2和2-4涉及滾柱軸承。礦物油或PAO(聚α-烯烴)用作基礎(chǔ)油。各種的添加劑如各種摩擦改進(jìn)劑和其它添加劑被摻混到該基礎(chǔ)油中，因此制備8種類型的潤(rùn)滑油劑，在表3中標(biāo)識(shí)為“潤(rùn)滑油(組合物)A到H”。在表3中，礦物油和該合成油是以相對(duì)于基礎(chǔ)油的總量的質(zhì)量％給出，而添加劑是以相對(duì)于潤(rùn)滑油(組合物)的總量的質(zhì)量％給出。另外，甘油和乙二醇用作潤(rùn)滑劑(醇)。通過使用能夠測(cè)量滾動(dòng)軸承的摩擦轉(zhuǎn)矩的滾動(dòng)軸承單個(gè)構(gòu)件試驗(yàn)裝置，對(duì)各滾動(dòng)軸承(球或滾柱軸承)進(jìn)行摩擦評(píng)價(jià)試驗(yàn)，其中內(nèi)環(huán)滾道圈被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。在下列條件下在發(fā)動(dòng)機(jī)油或潤(rùn)滑劑存在下進(jìn)行摩擦評(píng)價(jià)試驗(yàn)(a)發(fā)動(dòng)機(jī)油(潤(rùn)滑油)或潤(rùn)滑劑供給方式該滾動(dòng)軸承被浸在含有油或潤(rùn)滑劑的油浴中；(b)油或潤(rùn)滑劑的溫度80℃；(c)施加于滾動(dòng)軸承上的最大Hertz接觸壓力1GPa；(d)內(nèi)環(huán)滾道圈的轉(zhuǎn)速500r.p.m.；和(e)測(cè)試時(shí)間60分鐘。
摩擦評(píng)價(jià)試驗(yàn)的結(jié)果是以“摩擦轉(zhuǎn)矩的降低率(％)”和“磨損狀況”給出在表4中。在實(shí)施例2-1到2-8B中的“摩擦轉(zhuǎn)矩的降低率(％)”是摩擦轉(zhuǎn)矩相對(duì)于涉及球軸承的對(duì)比實(shí)施例2-1(表示為“標(biāo)準(zhǔn)”)的摩擦轉(zhuǎn)矩的降低比率。在實(shí)2-9到2-12B中的“摩擦轉(zhuǎn)矩的降低率(％)”是摩擦轉(zhuǎn)矩相對(duì)于涉及滾柱軸承的對(duì)比實(shí)施例2-2(表示為“標(biāo)準(zhǔn)”)的摩擦轉(zhuǎn)矩的降低比率。從表4可以清楚地看出，在與作為這一實(shí)施方案的滾動(dòng)軸承的球軸承和潤(rùn)滑油(油組合物)的結(jié)合有關(guān)的實(shí)施例2-1到2-8中顯示出了優(yōu)異的低摩擦轉(zhuǎn)矩特性。已經(jīng)證實(shí)，相對(duì)于一般的球軸承和標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)油(潤(rùn)滑油)的結(jié)合而言，這些結(jié)合能夠提供15-40％或更多的摩擦減少效果。另外也證實(shí)，在這些實(shí)施例的球軸承的表面狀況沒有遇到問題，而且這些實(shí)施例的球軸承在耐磨性上是高度優(yōu)異的。實(shí)施例2-1，2-3和2-5的試驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)二硫代磷酸鋅的含量降低時(shí)，摩擦減少效果變高。實(shí)施例2-7和2-8的試驗(yàn)結(jié)果顯示，通過在外滾道圈和內(nèi)環(huán)滾道圈上提供a-C(無(wú)定形碳)的涂層，能夠改進(jìn)所述的摩擦減少效果。
此外，在其中作為這一實(shí)施方案的滾動(dòng)軸承的滾柱軸承與潤(rùn)滑油(組合物)相結(jié)合的實(shí)施例2-9到2-12中，能夠發(fā)現(xiàn)明顯的摩擦減少效果，與涉及到一般的滾柱軸承和標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)油(潤(rùn)滑油)的結(jié)合的對(duì)比實(shí)施例2-2比較。另外得到證實(shí)，通過在外滾道圈和內(nèi)環(huán)滾道圈的表面上提供a-C的DLC涂層，能夠獲得進(jìn)一步的摩擦減少效果。
此外發(fā)現(xiàn)，在使用甘油和乙二醇作為潤(rùn)滑劑的涉及球軸承的實(shí)施例2-8A和2-8B中和在使用甘油和乙二醇作為潤(rùn)滑劑的涉及滾柱軸承的實(shí)施例2-12A和2-12B中能夠獲得更進(jìn)一步的摩擦減少效果。
在其中涂有含有20原子％的氫的DLC材料(a-C)的球軸承與潤(rùn)滑油(組合物)F相結(jié)合的對(duì)比實(shí)施例2-3中，已經(jīng)證實(shí)與其中DLC材料含有僅僅1原子％的氫的實(shí)施例2-6比較摩擦降低效果明顯變差。另外，在其中涂有含有10原子％的氫的DLC材料(a-C)的滾動(dòng)軸承與潤(rùn)滑油(組合物)B相結(jié)合的對(duì)比實(shí)施例2-4中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)與其中滾輪涂有不包含氫的DLC材料的實(shí)施例2-9比較摩擦降低效果明顯變差。
可以發(fā)現(xiàn)，如果DLC涂層的厚度下降到低于合適范圍的0.2μm則DLC涂料(a-C)的涂膜傾向于磨損，涂料的涂膜傾向于磨損，而如果厚度超過2μm，則產(chǎn)生高的內(nèi)應(yīng)力而使涂膜傾向于剝離。此外還揭示，在滑動(dòng)表面上形成了由于細(xì)磨損所引起的滑動(dòng)劃痕，同時(shí)，如果滑動(dòng)或滾動(dòng)表面的表面粗糙度(Ra)達(dá)到0.1μm或更高的值，則摩擦降低效果急劇地降低。
從以上可以認(rèn)識(shí)到，根據(jù)這一實(shí)施方案，對(duì)于球軸承而言的外滾道圈、內(nèi)環(huán)滾道圈和球當(dāng)中的至少一種的滑動(dòng)表面或?qū)τ跐L柱軸承而言的外滾道圈、內(nèi)環(huán)滾道圈和滾輪當(dāng)中的至少一種的滑動(dòng)表面是用DLC材料，優(yōu)選氫含量較低的DLC材料(a-CH)，更優(yōu)選不含氫的DLC材料(a-C)來(lái)涂敷。因此，這一實(shí)施方案的滾珠和滾柱軸承顯示出了優(yōu)異的低摩擦特性，實(shí)現(xiàn)了摩擦損失的突減。另外，當(dāng)在含有規(guī)定的無(wú)灰分的摩擦改進(jìn)劑的潤(rùn)滑油(組合物)存在下或在其主要組分是含有羥基的化合物的潤(rùn)滑劑存在下該滾珠和滾柱軸承的各構(gòu)成件作滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，能夠顯示出高度優(yōu)異的低摩擦特性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了摩擦損失的突減。這能夠提供滾動(dòng)軸承，它對(duì)于改進(jìn)在內(nèi)燃機(jī)中的燃料經(jīng)濟(jì)性和在汽車的動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的傳動(dòng)效率是非常有效的，和用于發(fā)動(dòng)機(jī)中的潤(rùn)滑油(組合物)。
表3 1)在100℃下運(yùn)動(dòng)粘度5.0mm2/s，粘度指數(shù)120，芳族烴含量5.5質(zhì)量％2)在100℃下運(yùn)動(dòng)粘度3.9mm2/s，粘度指數(shù)124，芳族烴含量0.0質(zhì)量％3)甘油單油酸酯(純度不低于93質(zhì)量％)4)改性油基胺(純度不低于90質(zhì)量％)5)無(wú)灰分分散劑(聚丁烯基琥珀酰亞胺(氮含量1.2質(zhì)量％))6)能夠添加的其它添加劑，包括抗氧化劑，極壓添加劑，防銹劑，破乳劑，非離子表面活性劑，金屬鈍化劑和消泡劑表4
日本專利申請(qǐng)P2003-148524(2003年5月27日申請(qǐng))和P2003-207430(2003年8月13日申請(qǐng))的全部?jī)?nèi)容被引入這里供參考。
雖然本發(fā)明已經(jīng)在以上參考本發(fā)明的某些實(shí)施方案和實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明不局限于如上所述的實(shí)施方案和實(shí)施例。在閱讀以上教導(dǎo)之后，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將可以對(duì)如上所述的實(shí)施方案和實(shí)施例作改進(jìn)和變化。本發(fā)明的范圍是由權(quán)利要求來(lái)定義。
權(quán)利要求
1.滾動(dòng)元件，包括第一構(gòu)件；以同軸方式配合于第一環(huán)形構(gòu)件并相對(duì)于第一構(gòu)件可以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的第二構(gòu)件；和被涂敷在第一和第二構(gòu)件的至少一種的滑動(dòng)表面上的金剛石狀碳材料。
2.凸輪隨動(dòng)件，包括具有與凸輪滑動(dòng)接觸的外圓周表面的圓柱形和中空外滾輪；以同軸方式配合在外滾輪內(nèi)部并相對(duì)于外滾輪可以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的固定銷；和被涂敷在至少該固定銷的滑動(dòng)表面上的金剛石狀碳材料。
3.滾針式搖臂，包括具有與凸輪滑動(dòng)接觸的外圓周表面的圓柱形和中空外滾輪；以同軸方式配合在外滾輪內(nèi)部并相對(duì)于外滾輪可以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的固定銷；和被涂敷在至少該固定銷的滑動(dòng)表面上的金剛石狀碳材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所要求的滾針式搖臂，其中該外滾輪直接與固定銷保持滑動(dòng)接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所要求的滾針式搖臂，進(jìn)一步包括以可旋轉(zhuǎn)方式配置在外滾輪和固定銷之間的滾針。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所要求的滾針式搖臂，其中金剛石狀碳材料含有不超過1原子％的氫原子。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所要求的滾針式搖臂，其中金剛石狀碳材料是基本上不含氫的無(wú)定形碳材料。
8.在潤(rùn)滑油存在下彼此滑動(dòng)接觸的凸輪和凸輪隨動(dòng)件的低摩擦滑動(dòng)組合，該潤(rùn)滑油含有無(wú)灰分的脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑和無(wú)灰分的脂族胺摩擦改進(jìn)劑中的至少一種，該凸輪隨動(dòng)件包括具有與凸輪滑動(dòng)接觸的外圓周表面的圓柱形和中空外滾輪；以同軸方式配合在外滾輪內(nèi)部并相對(duì)于外滾輪可以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的固定銷；和被涂敷在外滾輪和固定銷當(dāng)中的至少一種的滑動(dòng)表面上的金剛石狀碳材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所要求的低摩擦滑動(dòng)組合，其中金剛石狀碳材料被涂敷在外滾輪的滑動(dòng)表面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所要求的低摩擦滑動(dòng)組合，其中凸輪隨動(dòng)件進(jìn)一步包括以可旋轉(zhuǎn)的方式配置在外滾輪和固定銷之間的滾針，其中滾針和外滾輪當(dāng)中的至少一種的滑動(dòng)表面涂有金剛石狀碳材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所要求的低摩擦滑動(dòng)組合，其中凸輪、外滾輪和固定銷是由鐵型材料形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所要求的低摩擦滑動(dòng)組合，其中涂敷的金剛石狀碳材料具有不大于0.1μm的表面粗糙度(Ra)，而沒有涂敷金剛石狀碳材料的凸輪、外部構(gòu)件和固定構(gòu)件當(dāng)中的至少一種的與該金剛石狀涂料滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)表面具有不大于0.1μm的表面粗糙度(Ra)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所要求的低摩擦滑動(dòng)組合，其中該金剛石狀碳材料具有在施加10g負(fù)荷下所測(cè)量的按維氏微硬度計(jì)硬度Hv計(jì)的在1000到3500范圍內(nèi)的表面硬度(Hv)和在0.3-2.0μm范圍內(nèi)的厚度，并且沒有涂敷金剛石狀碳材料的凸輪、外部構(gòu)件和固定構(gòu)件當(dāng)中的至少一種的與該金剛石狀涂料滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)表面具有在施加10g負(fù)荷下所測(cè)量的按維氏微硬度計(jì)硬度Hv計(jì)的在450-800范圍內(nèi)的表面硬度(Hv)。
14.用于凸輪和凸輪隨動(dòng)件的低摩擦滑動(dòng)組合中的潤(rùn)滑油組合物，該凸輪隨動(dòng)件包括具有與凸輪滑動(dòng)接觸的外圓周表面的圓柱形和中空外滾輪；以同軸方式配合在外滾輪的內(nèi)部并相對(duì)于外滾輪作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的固定銷；和涂敷在外滾輪和固定銷的至少一種的滑動(dòng)表面上的金剛石狀碳材料，該凸輪和凸輪隨動(dòng)件在潤(rùn)滑油組合物存在下彼此實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)接觸，其中潤(rùn)滑油組合物含有無(wú)灰分的脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑和無(wú)灰分的脂族胺摩擦改進(jìn)劑中的至少一種，該改性劑具有6-30個(gè)碳原子數(shù)的烴鏈，并且其含量是基于潤(rùn)滑油組合物的總質(zhì)量的0.05-3.0％質(zhì)量。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所要求的潤(rùn)滑油，其中潤(rùn)滑油組合物含有0.1-15％質(zhì)量的選自聚丁烯基琥珀酰亞胺和聚丁烯基琥珀酰亞胺的衍生物中的至少一種化合物，基于潤(rùn)滑油組合物的總質(zhì)量。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所要求的潤(rùn)滑油，其中該潤(rùn)滑油含有不大于0.1％質(zhì)量的以磷元素計(jì)的二硫代磷酸鋅，基于潤(rùn)滑油組合物的總質(zhì)量。
17.滾動(dòng)軸承，包括外滾道圈以同軸方式配合在外滾道圈內(nèi)部并相對(duì)于外滾道圈可旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)環(huán)滾道圈；以可旋轉(zhuǎn)方式置于外滾道圈和內(nèi)環(huán)滾道圈之間的滾動(dòng)構(gòu)件；和被涂敷在外滾道圈，內(nèi)環(huán)滾道圈和滾動(dòng)構(gòu)件當(dāng)中的至少一種的滑動(dòng)表面上的金剛石狀碳材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所要求的滾動(dòng)軸承，其中滾動(dòng)構(gòu)件是球。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所要求的滾動(dòng)軸承，其中滾動(dòng)構(gòu)件是滾輪。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所要求的滾動(dòng)軸承，其中金剛石狀碳材料含有不超過1原子％的氫原子。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所要求的滾動(dòng)軸承，其中金剛石狀碳材料是基本上不含氫的無(wú)定形碳材料。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所要求的滾動(dòng)軸承，其中外滾道圈、內(nèi)環(huán)滾道圈和滾動(dòng)構(gòu)件是由鐵型材料形成。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所要求的滾動(dòng)軸承，其中外滾道圈、內(nèi)環(huán)滾道圈和滾動(dòng)構(gòu)件在潤(rùn)滑油組合物存在下彼此滑動(dòng)接觸，該潤(rùn)滑油組合物含有無(wú)灰分的脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑和無(wú)灰分的脂族胺摩擦改進(jìn)劑中的至少一種。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所要求的滾動(dòng)軸承，其中涂敷的金剛石狀碳材料具有不大于0.1μm的表面粗糙度(Ra)，沒有涂敷金剛石狀碳材料的外滾道圈、內(nèi)環(huán)滾道圈和滾動(dòng)構(gòu)件當(dāng)中的至少一種的與該金剛石狀涂料滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)表面具有不大于0.1μm的表面粗糙度(Ra)。
25.根據(jù)權(quán)利要求17所要求的滾動(dòng)軸承，其中涂敷的金剛石狀碳材料具有通過施加10g負(fù)荷所測(cè)量的按維氏微硬度計(jì)硬度Hv計(jì)的在1000到3500范圍內(nèi)的表面硬度(Hv)，和在0.3到2.0μm范圍內(nèi)的厚度。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所要求的滾動(dòng)軸承，其中無(wú)灰分的脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑和無(wú)灰分的脂族胺摩擦改進(jìn)劑中的至少一種具有6-30個(gè)碳原子數(shù)的烴鏈，并且其含量是基于潤(rùn)滑油的總質(zhì)量的0.05-3.0％質(zhì)量。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所要求的滾動(dòng)軸承，其中潤(rùn)滑油含有0.1-15％質(zhì)量的選自聚丁烯基琥珀酰亞胺和聚丁烯基琥珀酰亞胺的衍生物中的至少一種化合物，基于潤(rùn)滑油的總質(zhì)量。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所要求的滾動(dòng)軸承，其中潤(rùn)滑油含有不大于0.1％質(zhì)量的以磷元素計(jì)的二硫代磷酸鋅，基于潤(rùn)滑油組合物的總質(zhì)量。
29.根據(jù)權(quán)利要求17所要求的滾動(dòng)軸承，其中外滾道圈、內(nèi)環(huán)滾道圈和滾動(dòng)構(gòu)件在潤(rùn)滑劑存在下彼此滑動(dòng)接觸，該潤(rùn)滑劑的主要組分是含有羥基的化合物。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所要求的滾動(dòng)軸承，其中潤(rùn)滑劑是至少一種醇。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所要求的滾動(dòng)軸承，其中至少一種醇是甘油和乙二醇中的至少一種。
全文摘要
在潤(rùn)滑油存在下彼此滑動(dòng)接觸的凸輪和凸輪隨動(dòng)件的低摩擦滑動(dòng)組合。凸輪隨動(dòng)件包括具有與凸輪滑動(dòng)接觸的外圓周表面的圓柱形和中空外滾輪。固定銷以同軸方式配合在外滾輪內(nèi)部并相對(duì)于外滾輪可以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。金剛石狀碳材料被涂敷在外滾輪和固定銷當(dāng)中的至少一種的滑動(dòng)表面上。該潤(rùn)滑油含有無(wú)灰分的脂肪酸酯摩擦改進(jìn)劑和無(wú)灰分的脂族胺摩擦改進(jìn)劑中的至少一種。
文檔編號(hào)C10M169/04GK1573143SQ20041004758
公開日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2004年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月27日
發(fā)明者加納真, 馬渕豐, 浜田孝浩 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社