專利名稱：滑動(dòng)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平板形滑動(dòng)件如壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)斜盤，尤其地，本發(fā)明涉及一種圓平板形滑動(dòng)件，更加尤其的是，本發(fā)明涉及一種具有固態(tài)潤(rùn)滑涂膜的滑動(dòng)件，該涂膜不僅提高了初始磨合性能，而且還在流體潤(rùn)滑的情況下提高了摩擦特性。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，在各種各樣的滑動(dòng)件中，有一種廣泛公知的技術(shù)，該技術(shù)把固態(tài)潤(rùn)滑涂膜施加到滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面上，從而提高了邊界潤(rùn)滑性能和干燥性能。
尤其地，在沖擊凸輪型壓縮機(jī)中，該壓縮機(jī)包括旋轉(zhuǎn)斜盤，它傾斜固定到旋轉(zhuǎn)軸上，或者旋轉(zhuǎn)斜盤以這樣的方式傾斜地固定到旋轉(zhuǎn)軸上，以致它的傾斜角度可以改變，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，沖擊凸輪增大或者減少了存在于壓縮機(jī)內(nèi)部中的分隔空間的體積，從而使冷卻介質(zhì)進(jìn)行膨脹或者壓縮。上面的旋轉(zhuǎn)斜盤相對(duì)于密封件(該密封件稱為靴)進(jìn)行滑動(dòng)，并且氣密地密封在它們之間，因此冷卻介質(zhì)可以在給定空間內(nèi)進(jìn)行膨脹和壓縮。旋轉(zhuǎn)斜盤滑動(dòng)的特征在于，由于在壓縮機(jī)進(jìn)行工作的初始階段，在潤(rùn)滑油到達(dá)滑動(dòng)表面之前，旋轉(zhuǎn)斜盤和靴相對(duì)于彼此進(jìn)行滑動(dòng)，因此旋轉(zhuǎn)斜盤在干燥滑動(dòng)情況下(在這種情況下沒有潤(rùn)滑油)進(jìn)行滑動(dòng)。此外，在新潤(rùn)滑油到達(dá)那里并弄干凈剩余在滑動(dòng)表面上的潤(rùn)滑油之前，呈氣體形式的制冷劑到達(dá)滑動(dòng)表面。其結(jié)果是，在滑動(dòng)表面上非常容易形成粘附咬死。
為了使旋轉(zhuǎn)斜盤適合于上述的嚴(yán)格滑動(dòng)條件，及在壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)斜盤的情況下，在正常情況下，在實(shí)際使用之前，把固態(tài)潤(rùn)滑涂膜施加到旋轉(zhuǎn)斜盤的滑動(dòng)表面上。
在干潤(rùn)滑條件的情況下(該條件是旋轉(zhuǎn)斜盤型壓縮機(jī)的工作條件中的最惡劣條件)，使用固態(tài)潤(rùn)滑劑當(dāng)然可以在一定程度上提高滑動(dòng)表面的防粘附咬死性；但是，不利的是，借助通過熱固樹脂把兩種固態(tài)潤(rùn)滑劑接合在一起得到的膜容易磨損。另一方面，在流體潤(rùn)滑條件下，滑動(dòng)表面也一定得具有較好的高速和高溫滑動(dòng)性能，因此它一定得具有較好的初始磨合性能。
在上述惡劣滑動(dòng)條件下，在固態(tài)潤(rùn)滑涂膜的膜施加長(zhǎng)度增大從而提高滑動(dòng)表面的耐磨性的情況下，滑動(dòng)表面的磨合性能降低，從而增大了它的滑動(dòng)阻力，從而使所施加的膜被剝離掉，這就降低了滑動(dòng)表面的防粘附咬死性。另一方面，在每種情況下為了重視磨合性能，因此增大固態(tài)潤(rùn)滑劑的量，或者使用容易磨損的材料，從而降低膜的強(qiáng)度，滑動(dòng)表面的耐磨性和干燥性能降低了，及膜容易磨損或容易剝離，因此在滑動(dòng)表面上提高了粘附咬死的產(chǎn)生率；即，根據(jù)防粘附咬死，固態(tài)潤(rùn)滑劑的增大量或者使用容易磨損的材料在滑動(dòng)表面上形成了另外的限制。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種滑動(dòng)件，該滑動(dòng)件改善了初始磨合性能，并且甚至在嚴(yán)格的滑動(dòng)條件下還可以提供極好的滑動(dòng)性能。
尤其地，本發(fā)明的目的是提供一種具有固態(tài)潤(rùn)滑涂膜的滑動(dòng)件，該涂膜不僅可以提供較好的摩擦性能，而且在流體潤(rùn)滑、邊界潤(rùn)滑和干潤(rùn)滑條件下具有極好的耐磨性。
本發(fā)明已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的上述目的可以通過提供一種滑動(dòng)件來實(shí)現(xiàn)，該滑動(dòng)件在平板形基件上具有固態(tài)潤(rùn)滑涂膜，其中，每個(gè)具有特殊形狀的多個(gè)槽形成于滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面上，從而提高了滑動(dòng)表面的初始磨合性能，并且降低了由于滑動(dòng)件的滑動(dòng)而產(chǎn)生的熱量，因此在流體潤(rùn)滑條件下改善了滑動(dòng)表面的摩擦特性。即，在實(shí)現(xiàn)上述目的時(shí)，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種在平板形基件上具有固態(tài)潤(rùn)滑涂膜的滑動(dòng)件，其中，在滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面上，形成了多個(gè)槽，這些槽相互共心并且沿著滑動(dòng)表面的圓周方向進(jìn)行延伸，并且在這些槽的相互鄰接的槽之間分別形成有脊部。
具體地說，在具有固態(tài)潤(rùn)滑涂膜的滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面上，沿著滑動(dòng)表面的圓周方向以這樣的方式形成有多個(gè)共心的槽，以致這些槽的相互鄰接的槽可以在它們之間形成脊部；及，因此，由于這些槽的脊部的磨損和變形作用而可以很快地確保配合滑動(dòng)件(例如軸承)的精密滑動(dòng)接觸，這可以大大地提高滑動(dòng)表面的初始磨合性能。相應(yīng)地，優(yōu)選地，這些脊部可以各自形成角形。
另一方面，可以確保流動(dòng)到配合滑動(dòng)件上的潤(rùn)滑油大量地位于這些槽的根部中，因此可以防止由于兩個(gè)滑動(dòng)件的滑動(dòng)而使溫度升高。此外，在潤(rùn)滑油可以運(yùn)轉(zhuǎn)得較短的工作狀態(tài)時(shí)，由于潤(rùn)滑油可以被保持在根部中，因此可以有效地防止兩個(gè)滑動(dòng)件之間的金屬接觸。
順便說一下，假如上述根部是孔，那么它們具有保持住潤(rùn)滑油的機(jī)構(gòu)；但是，在這種情況下，在潤(rùn)滑油中可以產(chǎn)生紊流，這減弱了流體潤(rùn)滑，并且尤其在高速工作條件下，這降低了滑動(dòng)表面的防粘附咬死性。此外，需要形成脊部，這些脊部可以用來提供上述的初始磨合性能。出于這些原因，即根部一定得具有一定長(zhǎng)度，即需要采用槽結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選地，每個(gè)圓周方向的槽的深度可以設(shè)置在1-20um的范圍內(nèi)，并且優(yōu)選地，每個(gè)槽的間距可以設(shè)置在0.05-1mm的范圍內(nèi)。
優(yōu)選地，本發(fā)明的滑動(dòng)件可以包括位于基件和固態(tài)潤(rùn)滑涂膜之間的中間層。及，優(yōu)選地，固態(tài)潤(rùn)滑涂膜可以含有聚-4-乙烯氟化物和/或石墨。


圖1是本發(fā)明的滑動(dòng)件的實(shí)施例的平面視圖；圖2是本發(fā)明的滑動(dòng)件的實(shí)施例的剖視圖；圖3是圖表，它表示了通過在實(shí)施例上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所得到的結(jié)果。
順便說一下，參照附圖中所示出的附圖標(biāo)記，1表示固態(tài)潤(rùn)滑涂膜(滑動(dòng)接觸層)，2表示圓周槽，3表示脊部，4表示根部，6表示中間層，8表示基件，及10表示滑動(dòng)件。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，在下面更加詳細(xì)地描述本發(fā)明。
在本發(fā)明中，形成于滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面中的各槽不局限于任何特殊布置，只要它們可以固定上述結(jié)構(gòu)就行。即，多個(gè)槽相互共心并且沿著滑動(dòng)表面的圓周方向進(jìn)行延伸(這些在下文中稱為圓周槽)，如圖1(圖1示出了滑動(dòng)件的平面視圖)所示，這些槽可以是共心的圓形槽(1a)或者螺旋形槽(1b)。此外，這些槽相互可以不總是彼此連續(xù)的；即它們可以是連續(xù)的(1a或者1b)，或者它們可以是不連續(xù)的(如1c)。此外，關(guān)于圓周方向，它可以不總是圓形的圓周方向，而可以是橢圓形的圓周方向；即，根據(jù)所使用的基件的形狀可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置圓周方向。優(yōu)選地，圓周槽的方向基本上可以是滑動(dòng)件的滑動(dòng)方向。
此外，如圖2所示，圖2是滑動(dòng)件的剖視圖，如上所述，圓周槽的剖面形狀可以是這樣的，這些槽中的相互鄰接的各槽分別在它們之間形成了脊部；及這些槽的根部形狀不局限于特殊形狀，只要它們可以獲得潤(rùn)滑油就行。例如，可以使用半圓形2a、三角形2b和不規(guī)則四邊形2c。但是，半圓形和三角形是優(yōu)選的，因?yàn)椋谶@些形狀的情況下，這些脊部的形成速度較大，因此早期的接觸表面壓力較大，故這些根部容易磨損和變形，從而得到較好的、合適的初始磨合性能。尤其地，半圓形是優(yōu)選的，因?yàn)樗梢垣@得大量的潤(rùn)滑油。
每個(gè)圓周槽的深度和間距不局限于特殊性，而是根據(jù)基件的形狀和尺寸大小及根據(jù)滑動(dòng)件的所需要的滑動(dòng)性能來適當(dāng)?shù)卦O(shè)置它們。每個(gè)圓周槽的深度在正常情況下可以處于1到20um的范圍內(nèi)，并且優(yōu)選地處于1到7um的范圍內(nèi)。每個(gè)圓周槽的間距在正常情況下可以處于0.05到1mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選地，處于0.1到0.5m的范圍內(nèi)。此外，在滑動(dòng)表面上，圓周槽的深度和/或間距可以不全部一致，而是根據(jù)圓周速度差或者根據(jù)不同的滑動(dòng)性能，在滑動(dòng)表面上可以適當(dāng)?shù)馗淖兩疃群?或間距。
在滑動(dòng)表面上形成本發(fā)明的圓周槽的方法不局限于特殊的方法。例如，可以采用這樣的一種方法，在該方法中，具有固態(tài)潤(rùn)滑涂膜(該膜用作滑動(dòng)接觸層)的滑動(dòng)件以給定速度在使用具有給定形狀的刀片的車床上進(jìn)行切割工作，或者可以采用使用壓力機(jī)或者滾子來轉(zhuǎn)變槽的形狀的方法?；蛘?，圓周槽可以形成于基件上或者設(shè)置在基件上的中間層上，固態(tài)潤(rùn)滑涂膜可以施加在圓周槽上，其結(jié)果是，圓周槽可以形成于滑動(dòng)件的滑動(dòng)表面上。
滑動(dòng)件中所使用的平板形基件不局限于特殊的零件，而是可以使用各種各樣的基件，這些基件在滑動(dòng)件的領(lǐng)域內(nèi)是公知的。具體地說，可以使用鐵系(iron-system)或者鋁系(aluminum)件、由固定和連接在一起的鋁件所形成的復(fù)合件、由鐵系金屬如鋼或者不銹鋼所形成的金屬件、由銅系金屬如銅合金所形成的金屬件、由鋁系金屬如鋁合金所形成的金屬件、或者由樹脂所形成的零件。就鋁系材料而言，優(yōu)選地可以使用A390，在A390中，先共晶的Si被析出。在基件包括中間層的情況下，為了提高滑動(dòng)接觸層的緊密接觸性能及中間層和滑動(dòng)接觸層的熱輻射性能和耐磨性，優(yōu)選地，可以使它的表面變粗糙。優(yōu)選地，表面粗糙度可以設(shè)置在0.4到25umRz的范圍內(nèi)，更加優(yōu)選地設(shè)置在0.6到20umRz的范圍內(nèi)。即，在表面粗糙度設(shè)置在這個(gè)范圍內(nèi)的情況下，可以有效地實(shí)現(xiàn)上面目的。
作為在基件上形成粗糙表面的方法，可以采用噴砂法或者蝕刻法。
接下來，在下面描述本發(fā)明的固態(tài)潤(rùn)滑涂膜(滑動(dòng)接觸層)。
本發(fā)明的固態(tài)潤(rùn)滑涂膜是這樣的膜該膜含有固態(tài)潤(rùn)滑劑并且在正常情況下具有熱固性樹脂作為粘結(jié)劑。可以用于本發(fā)明中的固態(tài)潤(rùn)滑劑不局限于任何特殊的一種，而是具有可得到的二硫化鉬(MoS2)、石墨、h-BN、二硫化鎢(WS2)、聚四氟乙烯(這個(gè)在下文中表示為PTFE)、氟系樹脂、Pb和Cf。固態(tài)潤(rùn)滑劑可以減少和穩(wěn)定摩擦系數(shù)，并且可以防止產(chǎn)生粘附咬死。為了充分地實(shí)現(xiàn)這些功能，固態(tài)潤(rùn)滑劑顆粒的平均直徑最好是15um或者更小，并且更加優(yōu)選的是，可以是處于0.2um到10um的范圍內(nèi)。
最優(yōu)選地，本發(fā)明的固態(tài)潤(rùn)滑涂膜(在下文中也簡(jiǎn)單地稱為膜)可以具有PTFE和石墨中的至少一種。在這種情況下，不僅可以得到更加穩(wěn)定的、較小的摩擦性能，而且還可以得到極好的耐磨性。尤其就PTFE而言，使用粒狀的被燃燒過的聚四氟乙烯是優(yōu)選的。
這里，上述燃燒過的PTFE意味著這樣的一種在使通過懸浮聚合或者通過乳液聚合所得到的PTFE粉末的溫度升高(被燃燒)到它的熔點(diǎn)并且然后使之成粒狀時(shí)，可以生產(chǎn)出它。燃燒過的PTFE還包括這樣的一種在燃燒之前，它被壓模，并且在燃燒之后，它成粒狀。特別地，使用這樣的PTFE是優(yōu)選的當(dāng)通過懸浮聚合所得到的PTFE粉末被模制一次并且然后使之燃燒和使之成粒狀時(shí)，它可以被生產(chǎn)出來。懸浮聚合所得到的粉末被用作模制粉末，同時(shí)浮液聚合所得到粉末被用作精細(xì)的顆粒。由于使用了這種燃燒過的顆粒，因此就PTFE而言，可以得到相對(duì)較硬的一種，它不僅可以提供極好的較小摩擦性能，而且還可以提供極好的耐磨性。
上述燃燒過的PTFE是粒狀的。盡管它的平均顆粒直徑?jīng)]有限制，但是使用平均顆粒直徑為7um或者更大的PTFE可以提供更加好的較小摩擦性能和更加好的耐磨性。另一方面，在使用平均顆粒直徑小于7um的PTFE的情況下，PTFE被精細(xì)地分散到粘結(jié)劑中并且因此而可以更可取地提高了粘結(jié)劑的摩擦性能。最優(yōu)選的是，使質(zhì)量為0.5到10％的、平均顆粒直徑為7um或者更大的PTFE和質(zhì)量為2到30％的、平均顆粒直徑小于7um的PTFE結(jié)合在一起。
優(yōu)選地，石墨可以具有較高的晶化度。更加優(yōu)選的是，石墨可以具有3.5或者更小的交界面間隙，在這種情況下，石墨可以提供這樣的效果在滑動(dòng)件的滑動(dòng)期間，它可以使它的摩擦扭矩穩(wěn)定。這里，術(shù)語“使摩擦扭矩穩(wěn)定”意味著減少了摩擦系數(shù)的改變。石墨可以是天然石墨或者人造石墨。但是，優(yōu)選地，從耐磨性的觀點(diǎn)來看，可以使用人造石墨。
盡管石墨的平均顆粒直徑?jīng)]有限制，但是在它承受負(fù)載時(shí)，使用平均顆粒直徑為10um或者更大的石墨可以進(jìn)一步提供它的耐磨性。另一方面，在使用平均顆粒直徑小于10um的石墨的情況下，石墨被精細(xì)地分散到粘結(jié)劑中，這就優(yōu)選地提高了粘結(jié)劑的耐磨性，并且還使摩擦扭矩穩(wěn)定。因此，優(yōu)選地，使質(zhì)量為0.5到5％的、平均顆粒直徑為10um或者更大的石墨和質(zhì)量為13到35％的、平均顆粒直徑小于10um的石墨結(jié)合在一起。
含在膜材料中的PTFE含量?jī)?yōu)選地是10-40％的質(zhì)量，更加優(yōu)選的是22-35％的質(zhì)量；及膜材料的石墨含量?jī)?yōu)選地是3-40％的質(zhì)量，更加優(yōu)選的是5-30％的質(zhì)量。但是，PTFE和石墨在涂膜材料中的總含量?jī)?yōu)選地是70％的質(zhì)量或者更小。在PTFE的含量小于10％的質(zhì)量的情況下，滑動(dòng)表面上的潤(rùn)滑不充分，因此摩擦系數(shù)增大了；另一方面，在PTFE的含量大于40％的質(zhì)量的情況下，材料強(qiáng)度降低，因此耐磨性降低。此外，在石墨含量小于3％的質(zhì)量的情況下，負(fù)載能力降低，因此耐磨性降低；另一方面，在石墨含量大于40％的質(zhì)量的情況下，滑動(dòng)表面上的潤(rùn)滑不充分，因此摩擦系數(shù)增大。
此外，當(dāng)平均顆粒直徑不同的兩種PTFE結(jié)合使用時(shí)，平均顆粒直徑為7um或者更大的PTFE可以占0.5-10％的質(zhì)量，更加優(yōu)選的是占2-7％的質(zhì)量，而平均顆粒直徑小于7um的PTFE可以占2-30％的質(zhì)量，更加優(yōu)選地是5-25％的質(zhì)量。在平均顆粒直徑為7um或者更大的PTFE的含量小于0.5％的質(zhì)量時(shí)，不利的是，滑動(dòng)表面上的潤(rùn)滑不充分，因此摩擦系數(shù)增大；另一方面，在這種PTFE的含量超過10％的質(zhì)量的情況下，同樣不利，膜噴涂表面變得粗糙，因此摩擦系數(shù)增大。此外，在平均顆粒直徑小于7um的PTFE的含量小于2％的質(zhì)量的情況下，不利的是，膜噴涂表面變得粗糙，因此摩擦系數(shù)增大；另一方面，在平均顆粒直徑小于7um的PTFE的含量超過30％的質(zhì)量的情況下，不利的是，材料強(qiáng)度降低，因此耐磨性降低。
另外，當(dāng)平均顆粒直徑不同的兩種石墨結(jié)合使用時(shí)，平均顆粒直徑為10um或者更大的石墨可以占0.5-5％的質(zhì)量、更加優(yōu)選為占1-3％的質(zhì)量，而平均顆粒直徑小于10um的石墨可以占13-35％的質(zhì)量、更加優(yōu)選為占20-30％的質(zhì)量。在平均顆粒直徑為10um或者更大的石墨的含量小于0.5％的質(zhì)量時(shí)，不利的是，負(fù)荷能力降低，因此耐磨性降低；另一方面，在這種石墨的含量超過5％的質(zhì)量的情況下，同樣不利，膜施加表面變得粗糙，因此摩擦系數(shù)增大了。此外，在平均顆粒直徑小于10um的石墨的含量小于13％的質(zhì)量的情況下，不利的是，滑動(dòng)表面上的潤(rùn)滑不充分，因此摩擦系數(shù)增大了；及，另一方面，在石墨的含量超過35％的質(zhì)量的情況下，不利的是，材料強(qiáng)度降低，因此耐磨性降低。
作為樹脂粘結(jié)劑(該粘結(jié)劑可以用在本發(fā)明的滑動(dòng)件的膜中)，例如有可以得到的聚酰亞胺樹脂(PI)、聚酰胺-酰亞氨-系樹脂(PAI)、環(huán)氧樹脂、苯酚樹脂、聚酰胺(尼龍)、氟樹脂(PTFE，F(xiàn)EP)和合成橡膠。優(yōu)選地，可以使用芳族聚酰亞胺、聚醚亞胺、聚酯亞胺或者芳族聚酰胺亞胺及熱固樹脂如二異氰酸脂變性樹脂的漆、BPDA變性樹脂的漆和硫酸鹽變性樹脂的漆。
更加具體地說，根據(jù)使用條件，可以有選擇地使用上述樹脂粘結(jié)劑。例如，在需要耐熱的情況下，優(yōu)選地，可以使用PAI和PI；在需要低溫燃燒和較小費(fèi)用的情況下，優(yōu)選地可以使用環(huán)氧樹脂和苯酚樹脂；在需要微小運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以使用合成橡膠；及，在需要較小的摩擦?xí)r，可以使用碳氟樹脂。
上述膜可以優(yōu)選地含有30-80％質(zhì)量的樹脂粘結(jié)劑。使用這種含量可以保持固態(tài)潤(rùn)滑劑的保持能力(holdability)，并且在含有熱固樹脂的涂膜中的磨料可以得到足夠的防粘附咬死性能和磨合性能，并且使銳角形的硬粉末有效地實(shí)現(xiàn)它的研磨功能。
特別地，當(dāng)PTFE和石墨結(jié)合用作樹脂粘結(jié)劑時(shí)，優(yōu)選地，PI和/或PAI可以占30-77％的質(zhì)量。使用這種含量可以保持固態(tài)潤(rùn)滑劑的保持能力，并且在含有熱固樹脂的涂膜中的磨料可以得到足夠的防粘附咬死和磨合性能，并且使上述PTFE和石墨有效地滿足上述功能。
除了上述材料之外，本發(fā)明的膜材料還可以含有極壓添加劑。作為可以用于本發(fā)明中的極壓添加劑，有可以得到的含硫金屬化合物如ZnS、Ag2S、CuS、FeS、FeS2、Sb3S2、PbS、Bi2S3、CdS；含硫化合物如秋蘭姆、二硫化嗎啉、連二硫酸鹽、硫化物、亞砜、磺酸、硫代磷酸鹽(thiophosphonate)、硫代碳酸宜乙酯、二硫代碳酸宜乙酯、烷基硫代氨甲酰、石蠟硫化物；鹵素系化合物如氯化烴；有機(jī)金屬系化合物如硫代磷酸鹽(二硫代磷酸鹽)、硫代氨基甲酸鹽；及有機(jī)鉬化合物如二硫代磷酸鉬和二硫代氨基甲酸鉬。這些極壓添加劑的加入甚至在油中、或者在混合潤(rùn)滑情況下、或者在邊緣潤(rùn)滑情況下都可以提供極好的滑動(dòng)性能。
根據(jù)本發(fā)明，在制備固態(tài)潤(rùn)滑膜成分時(shí)，可以使用合適量的有機(jī)溶劑(稀釋液)。有機(jī)溶劑可以調(diào)整膜成分的粘性，從而有利于它的混合；及，可以沒有特殊限制地使用它，只要它可以溶解聚酰胺-酰亞胺樹脂就行。例如，在樹脂是聚酰胺-酰亞胺的情況下，可以使用二甲苯、N-甲基-2-吡咯烷酮和甲苯。
在本發(fā)明中，優(yōu)選地，可以在基件和固態(tài)潤(rùn)滑膜(滑動(dòng)接觸層)之間設(shè)置中間層。中間層設(shè)置在基件和固態(tài)接觸層之間，并且即使在滑動(dòng)接觸層被磨損的情況下，也可以用來使滑動(dòng)件的滑動(dòng)性能保持在較好水平上。作為可以提供較好的滑動(dòng)性能的材料，有可以得到的電解的或者非電解的Sn鍍層、電解Sn合金鍍層、電解或者非電解的Cu鍍層、電解的銅合金(加入到銅合金中有可以改善滑動(dòng)性能的元素如Pb、Sn、In、或者Ag)鍍層、熱噴鍍銅合金、鍍層銅(合金)和燒結(jié)銅(合金)；即，優(yōu)選地，中間層可以由上面這些材料構(gòu)成。
尤其地，在本發(fā)明應(yīng)用到旋轉(zhuǎn)斜盤中的情況下，當(dāng)附著在這些中間層上的熱固樹脂與固態(tài)潤(rùn)滑劑一起流動(dòng)并且借助于靴從旋轉(zhuǎn)斜盤的低負(fù)荷區(qū)域轉(zhuǎn)移到高負(fù)荷區(qū)域中時(shí)，樹脂和其它材料通過壓力附著到它們的轉(zhuǎn)移區(qū)域中，在該區(qū)域中，膜被部分地或者全部地磨損了。在由鐵系材料所形成的基件被用作中間層的基件的情況下，可以使用鍍Ni層，該鍍Ni層可以改善中間層的精密粘結(jié)性能。此外，在基件由鋁合金形成的情況下，在中間層上可以實(shí)行氯化處理。
在本發(fā)明中，從耐磨性的觀點(diǎn)出發(fā)，作為中間層，優(yōu)選地，可以使用銅-鋁合成物熱噴鍍層。尤其地，使用JP-A-2001-20054中所公開的銅-鋁混合物熱噴鍍層是優(yōu)選的，其中在JP-A-2001-20054中，銅或者銅合金(在下文中簡(jiǎn)單地稱為銅合金)至少具有未溶解相，鋁或者鋁合金(在下文中簡(jiǎn)單地稱為鋁合金)至少具有溶解相。這里，術(shù)語“未溶解相”表示一種系統(tǒng)，在上述化合物材料的熱噴鍍處理期間，該系統(tǒng)被溶解，即是這樣一種狀態(tài)，在該狀態(tài)時(shí)，在熱噴鍍處理期間，材料被溶解并且被固化。具體地說，根據(jù)熱噴鍍處理的總趨勢(shì)，當(dāng)銅合金粉末和鋁合金粉末的平均顆粒直徑相等時(shí)，鋁合金粉末被溶解；及，在鋁合金粉末的平均顆粒直徑遠(yuǎn)大于銅合金粉末的平均顆粒直徑時(shí)，后者也被溶解了。即，借助使用這種趨勢(shì)，可以制造銅-鋁化合物材料，在該化合物材料中，至少部分鋁合金粉末被溶解并且鋁合金粉末的剩余部分基本上保持固態(tài)粉末的性能。因此制造出來的銅-鋁化合物材料在純鋁耐磨性方面好于銅(合金)，及，此外，在鑄造狀態(tài)時(shí)，許多鋁合金的耐磨性極好。因此，在鋁合金沒有完全與銅合金熔合但與銅合金剛剛進(jìn)行結(jié)合或者合成的情況下，全部化合物材料的耐磨性可以被提高到高于銅(合金)。在考慮這些時(shí)，就銅合金和鋁合金的比率而言，優(yōu)選地，前者可以是80-30％的重量，而后者可以是剩余百分比的重量(即20-70％)。
現(xiàn)在，在下面描述用來制造本發(fā)明的滑動(dòng)件的方法。
在使由銅、不銹鋼、銅合金、鋁合金或者樹脂所形成的基件加工形成給定形狀之后，使基件在堿性處理溶液如氫氧化鈉中進(jìn)行脫脂，然后借助于水或者溫水進(jìn)行漂洗從而除去附著到底料表面上的堿。例如，當(dāng)需要提高固溶體膜的緊密接觸時(shí)，在結(jié)束脫脂之后，借助于包括堿蝕刻和酸清洗的化學(xué)處理可以使涂層(lining)的表面變粗糙，或者借助于機(jī)械處理如噴砂可以使涂層表面變粗糙，或者可以給涂層表面吹氣從而在涂層表面上形成不均勻部分。及，當(dāng)需要進(jìn)一步提高固溶體膜的緊密接觸時(shí)，借助使用厚度為0.1到5um的一層磷酸鋅或者磷酸鋅鈣，可以在涂層表面上實(shí)施化學(xué)處理。在基本處理如吹氣和化學(xué)處理結(jié)合使用的情況下，可以得到這樣的潤(rùn)滑膜層，該膜層具有高度的緊密接觸性能。
此外，如出現(xiàn)需要一樣，如上所述，通過熱噴鍍方法可以形成中間層。作為熱噴鍍方法，可以采用各種各樣的熱噴鍍方法，這些方法公開在上述的“toraibolojisuto”第20頁圖2中；及，優(yōu)選地，可以使用高速氧化燃料(oxyfuel)噴射方法(HVOF)。熱噴鍍層(中間層)的厚度優(yōu)選地處于10-500um的范圍內(nèi)。
借助噴鍍把固溶體膜化合物(該化合物在脫脂之后已被干燥，并且使用合適的稀釋劑來進(jìn)行稀釋)施加到涂層(lining)上，然后使之干燥并在150至300度的溫度下進(jìn)行燃燒。在形成之后的膜的表面粗糙度較大的情況下，可以借助拋光使膜表面變光滑。不僅可以根據(jù)噴涂方法(例如空氣噴鍍方法和空氣靜電噴涂方法)來形成固溶體膜，而且可以根據(jù)翻滾方法、浸漬法、刷光法、滾子型印刷法(例如，漏模印刷法、涂底印刷法)和漏斗型旋轉(zhuǎn)霧化型靜電噴涂法來形成固溶體膜。固態(tài)潤(rùn)滑膜的厚度優(yōu)選地可以處于1-50um的范圍內(nèi)。
在以上述方法形成固態(tài)潤(rùn)滑膜之后，以給定供給速度在使用具有給定形狀的刀片的車床上切割固態(tài)潤(rùn)滑膜，或者使用壓力機(jī)或者輾壓機(jī)把槽形轉(zhuǎn)移到固態(tài)潤(rùn)滑膜的表面上。在這種方法中，可以得到本發(fā)明的滑動(dòng)件。
本發(fā)明的滑動(dòng)件可以被應(yīng)用到壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)斜盤、推力墊圈和曲柄墊圈上。
實(shí)施例接下來，利用本發(fā)明的實(shí)施例來證明本發(fā)明。但是，本發(fā)明不局限于下面的實(shí)施例。
實(shí)施例1借助把包括Cu44.0％、Sn2.0％、Pb9.0％、Al25.0％和Si20.0％的熱噴鍍材料熱噴鍍到用于由鐵系材料所形成的旋轉(zhuǎn)斜盤的基件上，形成有中間層。之后，作為固溶體膜化合物，以這樣的方式制備原料，以致它包括50％質(zhì)量的聚酰胺-酰亞胺樹脂、24％質(zhì)量的PTFE(平均顆粒直徑5um)和20％質(zhì)量的石墨(平均顆粒直徑1um)。作為樹脂的溶劑的N-甲基-2-吡咯烷酮被加入到原材料中，并且使它們混合在一起，借助噴涂把該混合物施加到中間層形成于其上的基件上，因此形成了厚度為40um的固態(tài)潤(rùn)滑涂膜。之后，使固態(tài)潤(rùn)滑涂膜在190℃的溫度下燃燒一小時(shí)，接下來，使因此而燃燒成的固態(tài)潤(rùn)滑涂膜以0.16mm的供給速度在使用0.8R(曲度)的金剛刀片的車床上進(jìn)行開槽工作，因此形成了圖1a和2a所示的這種圓周槽，該圓周槽具有4um的深度和0.16mm的間距。
之后，在下面這些條件下，在旋轉(zhuǎn)斜盤上進(jìn)行剝離實(shí)驗(yàn)和摩擦實(shí)驗(yàn)，在該旋轉(zhuǎn)斜盤中，圓周槽以上述方法形成于固態(tài)潤(rùn)滑涂膜上。另一方面，除了沒有形成圓周槽之外，用來比較的旋轉(zhuǎn)斜盤全部以與實(shí)施例1的旋轉(zhuǎn)斜盤相同的方法來形成。及，在用來比較的旋轉(zhuǎn)斜盤上同樣地進(jìn)行相同的剝離實(shí)驗(yàn)和摩擦實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)類型3靴/平板旋轉(zhuǎn)數(shù)目2000rpm(6.3m/s)負(fù)荷3000N(10MPa)潤(rùn)滑油霧潤(rùn)滑油的種類致冷機(jī)油油量1.8g/min時(shí)間1小時(shí)這些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果示出在圖3中(這里，剝離情況表示產(chǎn)生于一個(gè)旋轉(zhuǎn)斜盤上的剝離部分的數(shù)目)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，由于提供了本發(fā)明的圓周槽，因此可以得到提高了初始磨合性能的滑動(dòng)件，該滑動(dòng)件具有較好的摩擦特性和極好的耐磨性。
在前面，參照具體實(shí)施例詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但是對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所顯而易見的是在沒有脫離本發(fā)明的范圍和精神實(shí)質(zhì)的情況下可以進(jìn)行許多改變和改進(jìn)。
本申請(qǐng)是以2001年3月16日提交的日本專利申請(qǐng)(專利申請(qǐng)2001-076230)為基礎(chǔ)的，因此它的內(nèi)容引入到本申請(qǐng)中以作參考。
工業(yè)應(yīng)用性具有本發(fā)明的固態(tài)潤(rùn)滑涂膜的滑動(dòng)件提高了初始的磨合性能，因此即使在嚴(yán)格的滑動(dòng)條件下，也可以提供極好的滑動(dòng)性能。尤其地，本發(fā)明的滑動(dòng)件在流體潤(rùn)滑、邊界潤(rùn)滑和干潤(rùn)滑的情況下可以提供較好的摩擦性能，具有極好的耐磨性。
權(quán)利要求
1.一種滑動(dòng)件，該滑動(dòng)件在平板形基件上具有固態(tài)潤(rùn)滑涂膜，其特征在于，在所述滑動(dòng)件的表面上，形成了多個(gè)共心的槽，這些槽沿著所述滑動(dòng)件表面的圓周方向延伸，并且在所述槽的相互鄰接的槽之間分別形成有脊部。
2.如權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)件，其特征在于，還包括中間層，該中間層形成于所述基件和所述固態(tài)潤(rùn)滑涂膜之間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的滑動(dòng)件，其特征在于，所述固態(tài)潤(rùn)滑涂膜至少包括聚-四-氟化乙烯和石墨中的一種。
4.如前述權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的滑動(dòng)件，其特征在于，每個(gè)所述槽的深度設(shè)置在1到20um的范圍內(nèi)，而所述槽的間距設(shè)置在0.05到1mm的范圍內(nèi)。
5.如前述權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的滑動(dòng)件，其特征在于，所述滑動(dòng)件是壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)斜盤。
全文摘要
一種滑動(dòng)材料，該滑動(dòng)材料具有極好的初始磨合性能，并且甚至在嚴(yán)格的滑動(dòng)條件下還可以提供極好的滑動(dòng)性能，尤其具有較好的摩擦性能，而且在流體潤(rùn)滑、邊界潤(rùn)滑和干潤(rùn)滑條件下具有極好的耐磨性，并具有固態(tài)潤(rùn)滑涂膜。在平面形基礎(chǔ)材料上的具有固態(tài)潤(rùn)滑涂膜的滑動(dòng)材料的特征在于沿著滑動(dòng)表面的圓周方向制有多個(gè)同心槽，并且在相鄰槽之間形成有脊部。
文檔編號(hào)F16C33/20GK1459006SQ02800714
公開日2003年11月26日 申請(qǐng)日期2002年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月16日
發(fā)明者金山弘, 袴田光昭, 熊田喜生 申請(qǐng)人:大豐工業(yè)株式會(huì)社