(57)【要約】　　　（修正有）【課題】比較的大きな接触圧が加わった場合にも、安定した潤滑性が維持され、かつ比較的安価に製造できるアルミニウム或いはアルミニウム合金からなる摺動用部品の潤滑性向上を、目的とする。【解決手段】アルミニウム或いはアルミニウム合金１の陽極酸化処理被膜２中にモリブデン硫化物等の潤滑性物質３が含浸され、かつその上に潤滑性微粒子を含有したポリアミドイミド等の熱硬化性の樹脂混合溶液からなる、潤滑性被膜４が形成された潤滑性摺動用部品。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム或いはアルミニウム合金の陽極酸化処理被膜中にモリブデン硫化物が含浸され、かつその上に潤滑性微粒子を含有したポリアミドイミド樹脂混合溶液からなる潤滑性被膜が形成されたことを特徴とする、潤滑性摺動用部品。
【請求項２】
前記潤滑性被膜が、ポリテトラフルオロエチレン微粉末、二硫化モリブデン微粒子から選ばれる少なくとも１種をポリアミドイミド熱硬化性樹脂１００重量部に対して５〜５０重量部含有する、ポリアミドイミド樹脂混合溶液であることを特徴とする、請求項１に記載の潤滑性摺動用部品。
【請求項３】
前記潤滑性被膜は、前記樹脂混合溶液を塗布後１２０〜２３０℃で、１０〜６０分間の焼付けによって形成されたことを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の潤滑性摺動用部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、潤滑性を有するアルミニウム或いはアルミニウム合金からなる、摺動用部品の潤滑性の改善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アルミニウム或いはアルミニウム合金部品の潤滑性に関しては、種々の提案がなされている。すなわち、表面を硬くすることによって潤滑性を得るものとしては、その表面を陽極酸化処理、化成処理するものや熱処理によって硬化させるもの等であるが、このような処理をされた被膜は摺動する相手の材料が柔らかいものだとこれが削られ、発生した摩耗粉によってアブレシブ摩耗を起こす。また、接触圧が大きい場合には、噛付き現象が生じることになり好ましくない。また前記部品表面に固体潤滑剤等の潤滑性の被膜を施すことも考えられるが、この場合も接触圧が大きくなった場合には、施した塗膜が、摩耗や剥離を生じて下地が露出し噛付き現象を起こすので、接触圧が小さな場合にしか適用できなかった。
【０００３】
そこで、前記部品の表面を硬化させた被膜中に潤滑性の物質を含浸することが行われている。例えば、陽極酸化被膜を形成しこの微細孔中にフッ素樹脂を含浸するものや前記微細孔中にモリブデン硫化物を含浸するものである。（例えば特開平８−２８３４６号公報等）これらは潤滑性がかなり改善され、種々の用途に用いられている。しかしながら、前者についてはフッ素樹脂が前記微細孔中に完全には含浸できないので、やはり大きな接触圧が加わると短時間で噛付き現象を起こす。また後者については、モリブデン硫化物が前記微細孔中に含浸されているので、かなり優れた潤滑性を維持することができるが、しかしながらこの場合でも、摺動の相手材料が軟らかく接触圧が大きい場合、特に初期時に発生する摩耗粉によるアブレシブ摩耗の問題がある。
【０００４】
さらに現在最も潤滑性に優れていると考えられている、フッ素樹脂共析ニッケルメッキがあるが、これをアルミニウム系の摺動部品に適用しようとすると、その処理が、ジンケート処理、下地の無電解ニッケルメッキ処理、フッ素樹脂共析無電解ニッケルメッキ処理と処理工程数が多いこと、また薬品が高価である等から製造コストが高くなるため、特殊な用途に使用されるのみである。（例えば特開平２―１７３４７２号公報等）そこで、簡単でかつ低コストの潤滑性物品が望まれていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
よって本発明が解決しようとする課題は、比較的大きな接触圧が加わった場合にも潤滑性が安定して維持されかつ比較的安価である、アルミニウム或いはアルミニウム製の摺動用部品の潤滑性向上を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記解決しようとする課題は、請求項１に記載されるように、アルミニウム或いはアルミニウム合金の陽極酸化処理被膜中にモリブデン硫化物が含浸され、かつその上に潤滑性微粒子を含有したポリアミドイミド樹脂混合溶液からなる潤滑性被膜が形成された潤滑性摺動用部品とすることによって、解決される。
【０００７】
また請求項２に記載されるように、前記潤滑性被膜が、ポリテトラフルオロエチレン微粉末、二硫化モリブデン微粒子から選ばれる少なくとも１種をポリアミドイミド熱硬化性樹脂１００重量部に対して５〜５０重量部含有する、ポリアミドイミド樹脂混合溶液である潤滑性摺動用部品とすることによって、解決される。
【０００８】
さらに請求項３に記載されるように、前記潤滑性被膜は、前記樹脂混合溶液を塗布後１２０〜２３０℃で、１０〜６０分間の焼付けによって形成された潤滑性摺動用部品とすることによって、解決される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。請求項１に記載される発明は、アルミニウム或いはアルミニウム合金の陽極酸化処理被膜中にモリブデン硫化物が含浸され、かつその上に潤滑性微粒子を含有したポリアミドイミド等の熱硬化性樹脂の混合溶液からなる潤滑性被膜が形成された潤滑性摺動用部品に関するもので、アルミニウム或いはアルミニウム合金（以下「アルミニウム合金等」と記す。）からなる摺動部品、例えば（シリコン（Ｓｉ）を０．４〜３０ｗｔ％含有するアルミニウム合金である、ＪＩＳ６０００系、ＪＩＳ４０００系やＡＣ１Ａ、ＡＣ２Ａ、ＡＣ３Ａ、ＡＣ４Ａ、ＡＣ８Ａ、ＡＣ２Ｂ、ＡＣ４Ｂ、ＡＣ８Ｂ、ＡＣ４Ｃ、ＡＣ８Ｃ、ＡＣ４Ｄ、ＡＤＣ１、ＡＤＣ３，ＡＤＣ６、ＡＤＣ７、ＡＤＣ１０やＡＤＣ１２相当品であるアルミニウム合金等、さらには亜鉛（Ｚｎ）系のＪＩＳ７０００系からなる高強度、高耐熱性や加工性形成の良い材料からなる摺動用部品の潤滑性を改良するものである。
【００１０】
まずこのような部品の必要な面に対して、陽極酸化被膜（通称アルマイト被膜）をまず形成する。そしてこの陽極酸化被膜の微細孔（ポアとも称する）中に、金属のチオ酸塩の水溶液中で二次電解処理を行って、金属硫化物を充填させるものである。具体的には、図１に示すような形で充填されている。すなわち、アルミニウム合金等からなる摺動部品１の表面に陽極酸化処理によって微細孔を有する陽極酸化被膜２を形成する。このような陽極酸化被膜は、例えば硫酸浴（硫酸濃度１５〜３０ｗｔ％、温度０〜２５℃程度）等を用いて直流電解によって形成され、通常１０〜１００μｍ程度の厚さのものである。ついでこの陽極酸化被膜２を、チオモリブデン酸アンモニウム等の金属のチオ酸塩の水溶液中で二次電解処理を行って、前記微細孔中に二硫化モリブデン等の潤滑性物質３を含浸させるものである。この水溶液は、通常０．１〜１１ｗｔ％程度の濃度のものが用いられ、陽極酸化被膜側を陽極として二次電解処理される。そのときの電流密度は、通常０．０５〜１Ａ／ｄｍ２である。そしてこの電解処理での含浸は、例えば二硫化モリブデンが前記微細孔を完全には充填しないようにする。通常は微細孔を極力十分埋めるようにするものであるが、本発明ではこの上に潤滑性の被膜を形成するので、この被膜が前記微細孔にも入り込むようにした方が前記被膜が強固になるので、このような処理とされる。
【００１１】
そしてこのように陽極酸化被膜に潤滑性の物質を含浸した後、この上には潤滑性の微粒子を含有するポリイミドアミド熱硬化性樹脂等からなり、溶剤等でインク状にした樹脂混合溶液を塗布する等して被膜を形成させるものである。そしてこの塗布被膜は、塗布後加熱焼付けされる。この様にして設けられた潤滑性被膜４は、従来のようにフッ素系樹脂を単に塗布加熱させた被膜に対して、高い潤滑性と被膜強度を有するものである。すなわちこのベースポリマーとしては、前記ポリイミドアミド樹脂のような、自身も潤滑性を有しかつ耐熱性や強度を有していると共に、さらにこの樹脂中にはテトラフルオロエチレン、二硫化モリブデン等の潤滑性の微粒子が含まれるので、より優れた潤滑性を発揮することになる。このような混合樹脂溶液の具体例としては、「Ｓ−６１５０Ｂ」（東洋ドライルーブ社製の商品名）等が挙げられる。
【００１２】
さらにその添加量については、請求項２に記載されるように、前記潤滑性被膜が、ポリテトラフルオロエチレン微粉末、二硫化モリブデン微粒子から選ばれる少なくとも１種をポリアミドイミド熱硬化性樹脂１００重量部に対して５〜５０重量部とするのが好ましい。これは５重量部未満であると、前記樹脂自身の摺動性と大差がなく、また５０重量部を越えて添加すると塗料としての混練が困難となるので好ましくない。なお前記微粒子は、５〜３０μｍ程度の大きさを有するものを用いるのが好ましい。これは、塗料中の微粒子の分散を均一化させるためである。さらに請求項３に記載されるように、前記潤滑性被膜４は、前記樹脂混合溶液を塗布後、１２０〜２３０℃で、１０〜６０分間の焼付けによって形成された潤滑性被膜とするのが好ましい。このことによって、適度な硬度と潤滑性を有する潤滑性被膜とすることができる。また前記塗布の方法としては、ディッピング、スプレー、印刷方法等によって形成すれば良い。また前記の条件は、用いる潤滑性微粒子を含有する樹脂混合液の種類によって選択されるものであるが、概ね前記範囲内で行えば問題ないものである。なお２３０℃を超える加熱は、樹脂等が分解するので好ましくない。
【００１３】
以上のように本発明では、アルミニウム合金等の陽極酸化処理被膜中にモリブデン硫化物が含浸され、かつその上に潤滑性微粒子を含有したポリアミドイミドからなる熱硬化性の樹脂混合溶液を硬化した潤滑性被膜が形成されたこと、前記樹脂混合溶液は、前記ポリアミドイミド樹脂に潤滑性の微粒子を含有したものであること、さらに前記樹脂混合溶液の被膜は、塗布後特定温度で焼付けによって形成された潤滑性被膜を有する摺動用部品としたので、このような摺動用部品は比較的大きな接触圧が加わった場合にも、潤滑性が安定して維持されかつ比較的安価に製造できるので、アルミニウム合金等の摺動用部品として好ましいものである。
【００１４】
【実施例】
以下に実施例を示して、本発明の効果を述べる。厚さ２．０ｍｍのシリコン系アルミニウム合金（ＡＤＣ１２）の板に、２５ｗｔ％の硫酸浴を用い１０±１℃、電流密度３Ａ／ｄｍ２の直流で１５分間の陽極酸化処理を施し、厚さ１５μｍの陽極酸化被膜を生成した。ついで、０．１ｗｔ％のチオモリブデン酸アンモニウム溶液中で、前記陽極酸化被膜の微細孔中に二硫化モリブデンを生成・含浸するための電流密度０．３Ａ／ｄｍ２で、３分間の直流での二次電解処理を行った。このときの前記二硫化モリブデンの含浸は、前記微細孔の表面から１μｍ程度を残して行った。さらに、前記二硫化モリブデンが含浸された前記陽極酸化被膜上に、潤滑性物質としてポリテトラフルオロエチレン微粒子が混合されたポリアミドイミド系塗料である東洋ドライルーブ社製の商品名「Ｓ−６１５０Ｂ」をスプレー掛けによって塗布した。これを１５０℃で４０分間焼付け処理をして、厚さ１５μｍの潤滑性被膜を形成した。このようにして、陽極酸化被膜中に潤滑性物質が含浸されかつその上に潤滑性微粒子を含む潤滑性の被膜が形成されたアルミニウム合金製の板を製造した。この板（３０×３０ｍｍ）の潤滑性を評価するために、ピン・オン・ディスク摺動試験機ＦＲＰ−２０００（ＲＥＳＣＡ社製）を用いて摺動試験を行った。試験条件は、負荷（５００ｇ）、回転半径（５ｍｍ）、回転数（６０ｒｐｍ）、摺動ピン材質（アルミニウム合金「ＡＤＣ１２」）、潤滑剤（なし）である。結果は図２の（Ａ）で示した。
【００１５】
また、比較のために前記実施例と同様のアルミニウム合金（ＡＤＣ１２）の板に、硫酸浴を用い１０±１℃、電流密度３Ａ／ｄｍ２の直流で１５分間の陽極酸化処理を施し、厚さ１５μｍの陽極酸化被膜を生成した。ついで、０．１ｗｔ％のチオモリブデン酸アンモニウム溶液中で、前記陽極酸化被膜の微細孔中に二硫化モリブデンを生成・含浸するための電流密度０．３Ａ／ｄｍ２で、３分間の直流での二次電解処理を施した比較例１と、前記アルミニウム合金の板上に、１５μｍの無電解ニッケルメッキ層を施した後に、潤滑性物質としてテトラフルオロエチレン微粒子が混合されたポリアミドイミド系塗料（東洋ドライルーブ社製、商品名「Ｓ−６１５０Ｂ」）を、スプレー掛けによって塗布した。これを１５０℃で４０分間焼付け処理をして、厚さ１５μｍの潤滑性被膜を形成した比較例２を作製した。これらについて、実施例と同様にピン・オン・ディスク摺動試験機ＦＲＰ−２０００（ＲＥＳＣＡ社製）を用いて摺動試験を行った。試験条件は、負荷（５００ｇ）、回転半径（５ｍｍ）、回転数（６０ｒｐｍ）、摺動ピン材質（アルミニウム合金「ＡＤＣ１２」）、潤滑剤（なし）である。結果は、比較例１を図２の（Ｂ）で、比較例２を（Ｃ）で示した。
【００１６】
結果は図２のチャートから明らかなように、本発明の実施例を示すチャート（Ａ）のものは、回転数が５００００ｒｐｍにおいても摩擦係数が初期値から一定であることが判る。これに対して、無電解ニッケルメッキ後に潤滑剤入りの潤滑性被膜を有する比較例２の場合は、チャート（Ｃ）からも明らかなように、回転数が上昇すると共に摩擦係数も上昇し、回転数が４００００ｒｐｍ程度になると、摩擦係数が初期値の３倍程度となって、噛付き現象が出てきた。また、厚さ１５μｍの陽極酸化被膜を生成した後その微細孔に二硫化モリブデンを含浸した比較例１の場合は、チャート（Ｂ）から明らかのように、回転数が１５００回頃から早くも噛付き現象を生じている。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したとおり本発明は、アルミニウム或いはアルミニウム合金の陽極酸化処理被膜中にモリブデン硫化物が含浸され、かつその上に潤滑性微粒子を含有したポリアミドイミド等の熱硬化性の樹脂塗料からなる潤滑性被膜が形成された潤滑性被膜を有する摺動用部品としたので、例えば従来の潤滑性微粒子を含浸したのみの陽極酸化被膜と比較して、優れた潤滑性を有している。また、従来のフッ素樹脂系の潤滑性被膜を形成したものに対しても、比較的大きな接触圧が加わった場合にも、潤滑性が安定して維持されたものとなる。このような摺動用部品は、種々の用途に対して有用なものとなる。
【００１８】
また、前記潤滑性被膜が、ポリテトラフルオロエチレン微粉末、二硫化モリブデン微粒子から選ばれる少なくとも１種を、前記ポリアミドイミド等の熱硬化性樹脂１００重量部に対して５〜５０重量部含有するポリアミドイミド系樹脂塗料である、潤滑性被膜を有する潤滑性摺動用部品とすること、さらに前記潤滑性被膜は、前記樹脂混合溶液の塗布後１２０〜２３０℃で、１０〜６０分の焼付けによって形成された、潤滑性被膜を有する潤滑性摺動用部品としたので、従来の種々の方法によって得られたこの種部品と比較して、大きな接触圧が加わった場合にも潤滑性が安定して維持される摺動用部品が得られると同時に、またその製造方法も比較的簡単な方法とすることができるので、製造コストも問題なく十分に実用的なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の摺動部品の断面を概略的に示す概略縦断面図。
【図２】図２は、潤滑性を示す摺動試験結果を示すチャートである。
【符号の説明】
１　　アルミニウム生地
２　　陽極酸化被膜
３　　微細孔中に含浸された潤滑性物質
４　　潤滑性被膜
（Ａ）　　実施例の摺動用部品に関するチャート
（Ｂ）　　比較例１の摺動用部品に関するチャート
（Ｃ）　　比較例２の摺動用部品に関するチャート
【図１】
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【図２】
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