(57)【要約】【課題】  本発明は、高い面圧状態で、しかも、高温状態であっても、摺動面の摩耗係数を低減することにある。同時に、高温状態で摺動面の焼き付きを防止することにある。 【解決手段】  本発明の摺動部品は、相対摺動する摺動部品であって、Cr系ステンレス鋼母材中に０．５から３質量％のナトリウム、又は５から２０質量％の銅と０．５から３質量％のナトリウムとを含有するものである。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温用で相対摺動可能な摺動部を有する摺動部品であって、ステンレス鋼母材中に０．５から３質量％のナトリウムを含有する摺動部品。
【請求項２】
相対部品と摺動可能な摺動部を有する摺動部品であって、ステンレス鋼母材中に５から２０質量％の銅と、０．５から３質量％のナトリウムとを含有する摺動部品。
【請求項３】
ナトリウムは炭酸水素ナトリウム又は酢酸ナトリウム又はナトリウムアミド又はギ酸ナトリウム又はニリン酸ナトリウムに含まれるナトリウムであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の摺動部品。
【請求項４】
摺動部にナトリウム又は銅とナトリウムを含浸したものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の摺動部品。
【請求項５】
ナトリウム又は銅とナトリウムを含有した摺動部を熱処理することを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項４に記載の摺動部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐酸化性、耐食性に優れると共に、摩擦係数が小さな摺動部品の技術分野に関する。特に、ナトリウムの特殊な配合割合により、高温状態で摩擦係数が小さく、且つ相対部品との焼き付き性が防止できる摺動部品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明に関連する技術は、自動車のエンジン等に利用される排気ガス用ＥＧＲバルブ、排気ブレーキバタフライ弁、ターボチャージャーウェイストゲート、その他の回転部等の軸受及び高温ガスタービン等の摺動部品に応用される。この摺動部品は、特に用途として、自動車の軸受等に適している。自動車用道路は排気ガスに満たされる場合がある。又、大気中で塩分に触れることもある。このために、耐酸化性と共に耐食性を必要とする。そして、摺動部品は摺動に伴って摺動発熱すると共に、高温雰囲気中に満たされる。この高温状態で、摺動面の摩耗が促進されると共に、摺動面に焼き付きが発生する。近年、摺動部品は、この問題の対策に迫られている。更に、摺動部品は、高温状態で強度を有すると共に、耐摩耗性に優れていることが必要である。しかし、現存する摺動部品は、これらの特性を満足することはできず、一方の特性が優れても、他方の特性が低下するという状況にある。
【０００３】
そこで、摺動部品は、耐食性及び耐酸化性に優れると共に、高温雰囲気中の摩耗に優れ、且つ、摺動する相対部品の摩耗を防止する材料が求められている。更に、焼結部品に添加した成分が、摺動中に摩耗粉として流出し、環境に悪影響を与えない材料の開発が求められている。更に、摺動部品は、焼結部品として安価に製造できることが必要である。
【０００４】
例えば、高温雰囲気中で使用される軸受としては、ステンレス鋼の粉末中にカーボン粉末や一酸化鉛粉末などの固体潤滑剤成分を分散させて配合し、これらの粉末をプレス成形して焼結製軸受に製作したものが存在する（例えば、特開平６−７３３９１号公報を参照）。しかし、カーボン粉末を添加すると、ステンレス鋼母材中に固溶し、ステンレス鋼が持つ耐熱性、耐食性を損ね、酸化して膨張するために、高温雰囲気中の使用限界が約５００°Ｃ以下となる。又、一酸化鉛は、環境を悪化させるとして用途が制限されている。
【０００５】
又、Co-Ｍo-Cｒ−Si系硬質粒子をＮｉ粉末に分散して成形体に成形し、その成形体を焼結して高温用Ｎｉ基の軸受合金に製作したものが存在する（特開平５−１７８３９号公報を参照）。
【０００６】
しかし、Ｎｉ粉末に硬質粒子を添加すると、硬質粉末によって耐摩耗性は向上する反面、摩擦係数が高くなるので、相対摺動する回転軸等の摺動面を急速に摩耗させることになる。
【０００７】
更に、発明者は、これらの欠点を改善するために、ステンレス鋼粉末にＣｏ粉末又はＣｏを含む合金粉末を添加し、成形機により、この混合粉末を成形圧力５ｔ／ｃｍ２で成形し、この焼結体を焼結温度１１５０°Ｃで６０分間窒素ガスと水素ガスの混合雰囲気中で焼結して燒結金属の軸受を開発した（特開２００２−４７５４４号公報を参照）。しかし、この燒結金属の軸受でも、高温雰囲気中で摺動すると、焼き付き限界荷重が低いので、高温での使用条件によっては焼き付きや摩耗が発生する場合がある。又、相対摺動する回転軸等の相対部品が快削鋼のような場合には、軸受で支持される相対部品が軸受に含まれる硬質粉末によって摩耗させられる問題も存する。
【０００８】
更に、オーステナイト系ステンレス鋼を含む焼結製軸受では、焼結金属特有の多孔質な組織であるため、溶製材からなる軸受けよりも耐食性が劣る。それは、この焼結金属に対し塩水噴霧試験をすると容易に錆の発生が認められる。又、Ｎｉ含有率が高いインコネル合金は、耐摩耗の点では優れているが、材料費と加工費が高価となるために、軸受として使用するには採算の点で問題となる。
【０００９】
更に、発明者はＣｒ−Ｍｏ鋼にジルコン酸ナトリウム粉末と銅粉末を含有した焼結合金を開発した（特許第３４８２１６２号公報を参照）。しかし、この含有するジルコン酸ナトリウムは、各粉末の混合及び成形の工程中に水分を含んで行くために、ジルコン酸ナトリウムと他の粉末との配合割合を設定通りに配合することが困難になる。又、ジルコン酸ナトリウムは水分を含んでいくために、粉末がベタベタして混合工程の作業が困難になる。更に又、ジルコン酸ナトリウムがベタベタさせるので、配合した粉末を成形型に供給することが困難になる。このために、所定の焼結合金を成形することが困難である。
【００１０】
【特許文献１】特開平６−７３３９１号公報
【特許文献２】特開平５−１７８３９号公報
【特許文献３】特開２００２−４７５４４号公報
【特許文献４】特許第３４８２１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上述のような問題点に鑑み成されたものである。その発明が解決しようとする課題は、摺動部品の耐酸化能力と、耐食能力を損なうことなく、７００°Ｃ上下の高温中でも相対摺動する摺動面に焼き付きが発生するのを防止することにある。更に、高温でも摺動面の摩擦係数を小さくすることにある。同時に、摺動部品と相対摺動する相対部品が摩耗するのを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上述のような技術的課題を解決するために成されたものである。その課題を解決するための手段は、以下のように構成されている。
【００１３】
請求項１に係わる本発明の摺動部品は、高温用の摺動部を有する摺動部品であって、ステンレス鋼母材に０．５から３質量％のナトリウムを含有するものである。
【００１４】
請求項２に係わる本発明の摺動部品は、相対部品と摺動する摺動部を有する摺動部品であって、ステンレス鋼母材に５から２０質量％の銅と、０．５から３質量％のナトリウムとを含有するものである。
【００１５】
請求項３に係わる本発明の摺動部品は、ナトリウムが炭酸水素ナトリウム又は酢酸ナトリウム又はナトリウムアミド又はギ酸ナトリウム又はニリン酸ナトリウムに含まれるナトリウムであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の摺動部品。
【００１６】
請求項４に係わる本発明の摺動部品は、摺動部にナトリウム又は銅とナトリウムが含浸しているものである。
【００１７】
請求項５に係わる本発明の摺動部品は、ナトリウム又は銅とナトリウムを含浸し摺動部品を６００°Ｃから９００°Ｃの温度で熱処理をするものである。
【発明の効果】
【００１８】
この請求項１に係わる本発明の摺動部品によれば、摺動部にナトリウムが０．５から３質量％を含有するものである。この摺動部品は、ナトリウムにより高温状態での摺動部の摩擦係数を小さくする効果がある。更に、高温状態での摺動面の焼き付きが防止できる効果がある。しかも、ステンレス鋼には他の粉末が含有しないから、ステンレス鋼特有の耐熱性、耐食性を発揮させる効果が期待できる。従来の摺動部品では、摺動時に、５００°Ｃ付近から急速に摩擦係数が大きくなると共に、焼き付きが発生していたが、この欠点をナトリウムの含有により効果的に改善できる。
【００１９】
この請求項２に係わる本発明の摺動部品によれば、摺動部に銅が５から２０質量％と、ナトリウムが０．５から３質量％とを含有するものである。
この摺動部品は、７００°Ｃ以上の高温状態でも、ナトリウムの効果により、摺動部の摩擦係数を小さくできると共に、焼き付きが防止できる効果を奏する。更に、銅の作用により、５００°Ｃ以上の範囲で摺動面の摩擦係数を低減させる効果を奏する。特に、ステンレス鋼のＣｒがナトリウムと銅に協働作用として働き、摺動面の摩擦係数の改善と共に、焼き付き防止する。
【００２０】
この請求項３に係わる本発明の摺動部品によれば、ナトリウムは炭酸水素ナトリウム又は酢酸ナトリウム又はナトリウムアミド又はギ酸ナトリウム又はニリン酸ナトリウムに含まれるナトリウムを含有したものである。これらのナトリウム化合物は、潮解性があるにも係わらず、ナトリウムの取り扱いが容易であり、摺動部品の製造工程中の作業を容易する。又、ステンレス鋼を焼結品とした後工程でも、ナトリウム化合物のナトリウムを摺動部に含浸することが容易である。更に、ステンレス鋼の母材に対するナトリウムの配合割合に潮解による誤差が少なく、ナトリウムの量に於ける質量による配合割合を設計通りすることができる。その結果、摺動部の摩擦係数を小さくできると共に、摺動面の焼き付きが防止できる。又、摺動部品用としては、これらのナトリウム化合物は安価であるので、摺動部品も安価となり、産業上で用途を拡販できる。
【００２１】
この請求項４に係わる本発明の摺動部品によれば、ステンレス鋼母材は焼結品であるから、含浸性が良く、ナトリウム又は銅とナトリウムを焼結品の摺動部のポーラスに含浸することが可能になる。このために、含浸したナトリウム又は銅とナトリウムにより摺動面の摩擦係数を小さくすると共に、摺動面の焼き付きを防止することが可能になる。しかも、摺動部以外のステンレス鋼の摺動部品は、酸化スケールの密着生が良くて、激しく温度変化が繰り返される高温雰囲気中でもスケール剥離が少ないために、高温状態で酸化の影響を受けても耐熱性を発揮する。又、ステンレス鋼は、母材として高温でも強度が低下しないために、回転力又は外部からの振動力等を摺動面に受けても高温状態での割れなどが防止できる。又、ステンレス鋼は、耐食性に優れると共に、耐熱性も発揮する。又、焼結の配合及び成形工程でも、ステンレス鋼の粉末のみを簡単に撹拌し、成形して焼結すればよいから、単品成形による品質効果が向上する。同時に、焼結体にナトリウム又は銅とナトリウムを表面から含浸する品質も、ナトリウム又は銅とナトリウムの含浸量の管理が容易になるので、摺動面の摩擦係数を低減できると共に、焼き付きが防止できる。
【００２２】
この請求項５に係わる本発明の摺動部品によれば、ナトリウム又は銅とナトリウムを含浸した摺動部品は６００°Ｃから８００°Ｃの温度で熱処理すると、低摩擦係数が更に向上する効果を奏する。特に、熱処理によりナトリウムは、更なる摩擦係数を低減できる効果が期待できるので、母材としてのステンレス鋼特有の効果を高温に於いて発揮させることが可能になる。
【００２３】
以下、本発明の好ましい実施の形態に係わる摺動部品の技術を詳述する。
【００２４】
発明者は、高温に於いて、摺動面が相対摺動時の摩擦により摺動面に焼き付きが生じると共に、摺動する相対部品が急速に摩耗する現象に鑑み研究を重ねた。しかも、この摺動部品は、生産コストが安く、しかも、量産を目的とするから、焼結金属品について研究した。
【００２５】
そこで、粉末冶金法に用いられるステンレス鋼の粉末は、SUS316やSUS434の他に、オーステナイト系ステンレス鋼粉末と、フェライト系ステンレス鋼粉末が好ましい材料であることを見いだした。このオーステナイト系ステンレス鋼粉末としてはSUS310,SUS304等が好ましい。又、フェライト系ステンレス鋼粉末としては、SUS410,SUS430等が好ましい。しかし、目的に応じて他の種類の金属粉末を用いることもできる。
【００２６】
フェライト系ステンレス鋼粉末は、酸化スケールの密着性が良いために激しい温度変化が繰り返される状態でも、スケール剥離が少ない。このために、温度変化が激しい環境状態で用いるのに好適である。又、オーステナイト系ステンレス鋼は、高温での強度が保持されるために、高温での強度が要求される用途に適している。更に、耐食性が要求される場合には、オーステナイト系ステンレス鋼を用いると良い結果が得られることも認められる。
【００２７】
そして、この摺動部品は、第１の製法として、このステンレス鋼の粉末を残部とし、このステンレス鋼の粉末に５から２０質量％の銅粉末と、０．５から３質量％のナトリウムを混合する配合工程と、この配合物を成形する成形工程と、成形した成型体を焼結する焼結工程を経て焼結製の摺動部品を製造する。
【００２８】
又、第２の製法は、ステンレス鋼の粉末に５から２０質量％の銅粉末を配合する配合工程と、この配合物を成形する成形工程と、この成型体を焼結する焼結工程と、焼結した焼結体の摺動面から必要に応じて約０．３から２ｍｍの深さの範囲に、溶融したナトリウム化合物を含浸させて摺動部を形成する含浸工程により、焼結製の摺動部品を製造する。又、製法の変形例として、焼結体にナトリウム粉末や固形物を接触状態にして所定の温度に保持しながら熱処理すれば、ナトリウムを含浸することが可能になる。又、含浸方法は、第１製法と併用することも可能である。
【００２９】
更に、第３製法は、ステンレス鋼の粉末を成形する成形工程と、成型体を焼結する焼結工程と、焼結体に摺動部を形成する為に、焼結体をナトリウム又は銅とナトリウムとの溶融中に投入し、０．５から３質量％のナトリウム又は５から２０質量％の銅と、０．５から３質量％のナトリウムとを焼結体に含浸する含浸工程により、焼結製の摺動部品を製造する。この製造工程で、融点が低い酢酸ナトリウムなどを摺動部に含浸する場合には、酢酸ナトリウムを３００°Ｃから４００°Ｃの温度で加熱し、溶解した酢酸ナトリウム中に焼結体を投入して含浸させる。尚、上述の含浸工程では、焼結体を真空引きした状態で含浸すると摺動部の深さが深くなる。又、反対に、各含浸ごとに気体を加圧して効率よく含浸する方法もある。又、用語として摺動部とは、摺動面から銅及びナトリウムが含有する深さの部分である。つまり、ステンレス鋼粉末と銅粉末とナトリウム化合物を混合して成形した摺動部品は、銅とナトリウムが全体に含有するから、摺動部は摺動部品の全体を示すことになる。
【００３０】
又、第４製法は、上述の方法で製造してから、焼結体の摺動部にナトリウム又は銅とナトリウムを含浸した後に、焼結体を大気炉に入れて、６００°Ｃから８００°Ｃの温度で約１時間熱処理して、摺動部を熱処理により調質する。
【００３１】
そして、摺動部により、高温状態での摺動面の焼き付きが防止できると共に、摩擦係数を小さくして高い面圧状態でも、摺動部品と摺動する相対部品の摩耗が防止できる効果を奏する。同時に、ステンレス鋼により摺動部品の耐食性と共に、耐酸化性も発揮できる。更に、ステンレス鋼により高温での摺動中の摺動部品の強度を改善することもできる。尚、高温とは、４００°Ｃから８５０°Ｃ付近までの温度を言う。好ましくは、４２０°Ｃから８００°Ｃ付近までの温度を言う。
【００３２】
摺動部品の焼結の製造工程には、混合（配合）工程と、成形工程と、焼結工程と、サイジング工程と、必要に応じて含浸工程が含まれる。尚、摺動部品の製造方法にはHot Press 法やHot Isostatic Pressも利用できる。銅は、配合の全体を１００％とするとき、ステンレス鋼の母材に対し５質量％から２０質量％を含有させる。この銅が５質量％未満では十分な効果が期待できないことを実験の結果から認められる。又、銅を２０質量％以上に含有すると、摺動部品の耐熱性が低下する傾向にある。更に、銅を２０質量％以上に含有すると、機械的強度を向上させることができない。更に又、ナトリウムの含有量は、０．５質量％から３質量％である。０．５質量％未満では摺動面の焼き付きや、相対摺動する相対部品の摩耗を低減する効果が期待できない。又、ナトリウムは単体では配合することが困難であるから、ナトリウム化合物として配合すると、ナトリウム化合物に含む不用な元素の添加量が多くなり、摺動部品の強度が低下する。尚、ナトリウムを含浸する場合には、含浸量が一定量以下になるので、特殊な方法によらないと、３質量％以上にはならない。
【００３３】
焼結製の摺動部品は、約７００°Cまでではなく、約８００°C（表２では７００°Cまでの実施例であるが、８００°Cにおいても摩擦係数は小さくなることは確認した）の高温状態に至っても相対摺動面に焼き付きが惹起しないことが認められる。更に、摺動部品は、相対摺動する相手の相対部品に対して摩耗させないように作用する効果も奏する。更に、摺動部品は、この高温状態でも耐食性と耐酸化性の能力も発揮する。
【００３４】
この摺動部品の粉末冶金法は、ステンレス鋼の粉末を母材とする。そして、ステンレス鋼の粉末に５から２０質量％の銅粉末を配合する。更に、０．５から３質量％のナトリウムを含むナトリウム化合物を配合する。これらの配合した粉末をＶ型ブレンダー内で約３０分間混合して混合粉末に形成する。次に、混合粉末を成形型内に投入し、粉末成形機を用いて約５トン／ｃｍ２の圧力により粉末成形して成形体に形成する。この成形圧力は、使用目的に応じて４から７トン／ｃｍ２  で成形する。この成形体は、例えば、真空炉中において約１１００から１３００°Ｃの温度で約３０から６０分間焼結して焼結金属体にする。この焼結金属体は、７トン／ｃｍ２の加圧により焼結金属体をサイジングして寸法の精度を出した。このサイジングの加圧は、焼結金属体を必要に応じて５から８トン／ｃｍ２で行なうと良い。
【実施例】
【００３５】
次に、本発明の実施例を以下に説明する。本発明の実施例は、表２に示すように、実施例１から実施例１５について、各粉末の配合割合を変えた混合粉を成形したる後に焼結し、摺動部品（発明品とも言う）を製造した。各実施例の配合割合は表２の通りである。尚、ナトリウム化合物は、安価であることが必要である。又、ナトリウムは、取り扱いが危険であり、他の粉末と混合しても潮解性があり、配合時又は成形時の作業性が良くないと、所定の摺動部品を製造することが困難になる。このため、本発明の品質を安定させるために、下記の表１のナトリウム化合物を使用すると、製造上、良好な結果が得られる。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
表１に於いて、ナトリウム化合物のナトリウム元素の比率（％）とは、ナトリウム化合物に対するナトリウム元素の割合である。又、ナトリウム化合物の配合割合（％）は、ステンレス鋼と、銅とに対するナトリウム化合物の配合割合を示す。ナトリウムは化学的に不安定であるので、化合物として配合すると良い。もちろん、ナトリウム単体として配合しても良い。尚、「ナトリウム化合物のナトリウム元素の比率」におけるナトリウム元素の質量％は、すべて０．５から３質量％内である。
【００３８】
１）実施例１
ステンレス鋼(SUS316)の粉末９０質量％、銅粉末１０質量％をＶ型ブレンダーに投入して３０分間混合した。この混合粉を粉末成形機の成形型内に供給して成形圧力５トン／ｃｍ２で成形した。次に、水素ガスと窒素ガスの混合雰囲気中で焼結温度を１１５０°Ｃに保持して６０分間焼結し、焼結金属体に形成した。この焼結金属体を酢酸ナトリウムに投入して含浸し、０．５から３質量％の量を含浸した摺動部を形成する。尚、燒結金属体は、焼結時の寸法の狂いを補正するために、面圧７トン／ｃｍ２  の圧力でサイジングを行い、外径２１．１ｍｍで、長さが７ｍｍの実施例１の摺動部品を製造した。
【００３９】
２）実施例２から実施例１５  
以下、実施例１と同様に、ステンレス鋼(SUS316又はSUS434)の粉末を表２に示すような数字の各質量％と、銅粉末も表２に示す数字の各質量％と、炭酸水素ナトリウム粉末又は酢酸ナトリウムを表２に示す数字の各質量％を配合又は含浸し、実施例１と同様にして焼結し、実施例２から実施例１５の摺動部品を製造した。
【００４０】
３）実施例１６
比較例７と比較例８と同じ成分の実施例１６の摺動部品の熱処理品
比較例７と比較例８と同一配合材質の実施例１６は、最後の工程で、ナトリウムを含浸した後に、大気炉で８００°Ｃに保持して１時間熱処理をした。その結果、ナトリウムを含浸した比較例７と比較例８の性能が変化して７００°Ｃにおいても摺動時に低摩擦係数を示すと共に、焼き付きが生じなかった。このことは、摺動部品がナトリウムの熱処理により高温状態に於いて摺動時の摩擦係数を低減することを示す。更に、銅は、４００°Ｃ以下に於いて摩擦係数を低減することを示す。結果として、実施例１６は摺動部品を特殊な熱処理（５００°C〜１０５０°C、好ましくは６００℃〜８００℃の範囲で処理すると良い）により本発明と同様な効果を奏することを見いだした。
【００４１】
１）比較例１の比較品  
ステンレス鋼(SUS316)の粉末９０質量％、銅粉末１０質量％をＶ型ブレンダーに投入して３０分間混合した。この混合粉を粉末成形機の成形型内に供給して成形圧力５トン／ｃｍ２で成形した。次に、水素ガスと窒素ガスの混合雰囲気中で焼結温度を１１５０°Ｃに保持して６０分間焼結し、焼結金属体に形成した。この焼結金属体の焼結時の寸法の狂いを補正するために、面圧７トン／ｃｍ２ の圧力でサイジングを行い、外径２１．１ｍｍで、長さが７ｍｍの比較例１の比較品を製造した（各実施例と同じに製造）。
【００４２】
２）比較例２から比較例１１の比較品  
ステンレス鋼(SUS316又はSUS434)の粉末を表２に示す数字の質量％と、銅粉末を表２に示す数字の質量％と、銅の配合が本発明と比較して範囲外の量に限定したものに炭酸水素ナトリウム又は酢酸ナトリウムを配合又は含浸する。そして、比較例２から比較例１１は、比較例１と同様な製法により比較品を製造した。
【００４３】
以上のようにして、本発明の実施例１から実施例１５の摺動部品と、実施例１６の摺動部品を製造した。又、各実施例の摺動部品に対して比較するために、比較例１から比較例１１の比較品を製造した。この各摺動部品と各比較品との粉末の配合割合を下記の表２にまとめる。
【００４４】
【表２】
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【００４５】
本発明の実施例品と比較例品とを、図３に示す試験機により、比較試験をした。この試験機は、本体７０のテーブルに試験装置が取り付けられている。この試験装置には移動軸受７１が設けられている。この移動軸受７１は、テーブルの上を固定軸受７２方向へ移動可能に取り付けられている。又、移動軸受７１に対向する位置に固定軸受７２が取り付けられている。そして、移動軸受７１と固定軸受７２とに連結して相対部品に相当する回転軸６０が駆動部７４により回転される。又、試験片５０としての摺動部品と比較品は試験ごとに荷重軸５２の上部に固定する。そして、往復移動部５１により試験片５０を押し上げて回転軸６０に対して一定の荷重状態で当接する。又、ヒータカバー７５内には、温度雰囲気用ヒータ７６が設けられており、試験片５０に対し、設定温度を段階的に加減する。このときの回転軸６０のトルクをトルクメータ７３により測定する。尚、５３はエア供給表示部であり、５４は、往復移動部５１の回転軸６０に対する押付荷重制御弁である。
【００４６】
実施例１から実施例１５の摺動部品及び比較例１から比較例１１に於ける比較品の摩擦係数の試験結果は、表３の通りである。そして、下記の試験条件でヒータカバー７５内で摺動面の温度を段階的に上昇させて焼き付きによる異常振動が生じたら、そのときの摺動面の温度を焼き付き限界温度と認定した。その試験条件は下記の通りである。
１）回転軸６０の材質：ＳＵＳ３０３
２）摺動速度        ：１０ｍ／min
３）相対面圧        ：０．５MPa
４）軸受温度        ：５００，６００，７００°C
尚、８００°Cも試験するが、７００℃Cと同様に良好
である。        
５）摺動した距離    ：上記温度ごとに２００ｍ（摺動面の焼き付きは、摺動の初期の段階で分かる）
【００４７】
【表３】
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【００４８】
以上の試験結果から、ステンレス鋼を母材とし、この母材に最適な銅とナトリウムの配合割合を調節することにより、酸化鉛などの有害物質を使用することなく、摺動面の温度が７００°Cの状態でも、摺動面の摺動時の焼き付きが防止できる。しかも、摩擦係数が小さくなるから、回転軸６０がSUS303などの快削鋼であっても、摺動部品によって回転軸が摩耗するのを防止できる。このために、回転軸も耐酸化性及び耐食性を向上した材料に構成できる。又、実験の結果から、高温に於いてナトリウムにより、摺動面の摩擦係数を低減できる効果が奏する。更に、高温から温度が下がる範囲に於いては、銅による摩擦係数を低減する効果が発揮される。そして、Cr系ステンレス鋼により耐食性と共に、耐酸化性が発揮される。
【００４９】
１）実施例１７
図１は、エンジン用EGRバルブ１の断面図であり、エンジン用EGRバルブ１の軸受１１として本発明の摺動部品を採用した場合の実施例７である。ＥＧＲバルブのハウジング２は、鋳鉄製である。このハウジング２の嵌合面２Ａに軸受１１が嵌着して取り付けられている。軸受１１の案内面１１Ａは、ニードル弁９を摺動自在に案内する。この軸受１１は本発明の摺動部品に相当するものであって、本発明の材質と同じ材質で製作されたものである。又、ハウジング２の内部には軸受１１に仕切られた流路４が設けられている。この流路４には、外部から流入可能な流入通路５と外部へ流出する流出通路６が連通している。又、通路４内には、弁座部１０がハウジング２の嵌合穴に嵌着して取り付けられている。この弁座部１０は、ニードル弁９と離接して流入通路５と流出通路６とを開閉する。この弁座部１０は本発明の摺動部品と同じ材質である。又、ハウジング２とカバーとの間に形成された作動室には、ダイヤフラム７が作動室を仕切るように配置されている。このダイヤフラム７に作用する矢印の作動流体によりニードル弁９が開閉する。又、作動流体が作用しないときには、ダイヤフラム７はスプリング８により弁座部１０へ押圧されている。
【００５０】
このＥＧＲバルブ１は、排気ガスが流入通路５から通路４を通り流出通路６へと流れる。このために、軸受１１と弁座部１０は、排気ガスに曝される。しかし、高温状態でも、軸受１１によってニードル弁９との焼き付きが防止できる。更に、高温状態で、ニードル弁９が錆びないようにするために、更には、材料費を低減するために、ニードル弁９を快削鋼であるステンレス鋼に形成しても、低減した摩擦係数の軸受１１によって、ニードル弁９の摩耗が防止できる。更に、ニードル弁９は、作動流体の圧力とダイヤフラム７の作動力とにより、摺動面１１Ａとの相対面間に強い面圧を受けることがあるが、摩擦係数を低減した軸受１１により摩耗が効果的に防止される。そして、軸受１１と弁座部１０は、高温状態でも耐酸化性と耐食性を有するから、耐久性を発揮する。
【００５１】
２）実施例１８  
次に、図２は、本発明の摺動部品を自動車用エンジンの排気ガス用ブレーキバルブ２１に採用した実施例８である。この図２はブレーキバルブ２１の要部を示す断面図である。ハウジング２２には、流路２２Ａが設けられている。又、流路２２Ａを貫通する軸２５が設けられている。この軸２５と結合するバタフライ弁２８が流路２２Ａ内で軸２５と回動自在に配置されている。軸受２６、２６はハウジング２２の穴部２２Ｂに図示省略の貫通孔から嵌着される。この軸受２６、２６の摺動面２６Ａ、２６Ａに軸２５が回動自在に支承されている。軸受２６、２６のは、本発明の摺動部品に相当するものであって、本発明と同一の材質で形成されている。
【００５２】
実施例１８に於いても、実施例１７と同様に、排気ガスが流路２２Ａを流れる。このために、軸２５と軸受２６、２６の摺動面２６Ａ、２６Ａは、排気ガスに曝される。しかし、軸２５と軸受２６は、高温状態でも耐酸化性と耐食性を有するから、軸２５と軸受２６，２６とは、耐久性を発揮する。又、高温状態でも摺動中に軸２５と軸受２６との焼き付きも防止できる。更に、高温状態で、軸２５の材質をＳＵＳ３０３などの快削性のステンレス鋼を採用しても、作動流体の圧力によりバタフライ弁２８に強い力を受けて、軸２５と軸受２６、２６との摺動面に高い面圧を受けても、軸２５の摩耗が防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
上述したように、本発明の摺動部品は、摩擦係数が小さく、摺動面に高い面圧を受けても、相対部品の摩耗を防止するので有用である。又、安い価格の回転軸を採用できるようにしたコストを低減できる有用な摺動部品である。特に、高温状態でも摺動時に摺動面が焼き付くこともなく、更に、相対する相対部品の摩耗を防止した有用な摺動部品である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係わる摺動部品を取り付けたＥＧＲバルブの断面図である。
【図２】本発明に係わる摺動部品を取り付けた排気用ブレーキバルブの一部の断面図である。
【図３】本発明に係わる実施例と比較例を試験した試験機の正面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  ＥＧＲバルブ
２  ハウジング
４、２２Ａ  流路
５  流入通路
６  流出通路
７  ダイヤフラム
８  スプリング
９  ニードル弁
１０  弁座部
１１、２６  軸受
１１Ａ、２６Ａ  摺動面
２１  ブレーキバルブ
２５  軸
２８  バタフライ弁
【図１】
2005315371.tif 000006
【図２】
2005315371.tif 000007
【図３】
2005315371.tif 000008