(57)【要約】【課題】  軸受において水素脆性による転走面での剥離を効果的に防止できる潤滑油組成物を提供する。【解決手段】  軸受部に用いられる潤滑油組成物であって、該潤滑油組成物は無機マグネシウムおよび有機マグネシウムから選ばれた少なくとも一つのマグネシウム系添加剤を含有し、上記無機マグネシウムはマグネシウム粉末であり、上記有機マグネシウムは、ステアリン酸マグネシウムであり、上記マグネシウム系添加剤の配合割合は潤滑油組成物に対して 0.05〜10 重量％であり、軸受部における摩擦摩耗面または摩耗により露出した鉄系金属新生面において酸化鉄とともにマグネシウム化合物を含有する膜を形成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受部に用いられる潤滑油組成物であって、該潤滑油組成物は無機マグネシウムおよび有機マグネシウムから選ばれた少なくとも一つのマグネシウム系添加剤を含有することを特徴とする潤滑油組成物。
【請求項２】
前記無機マグネシウムは、マグネシウム粉末であることを特徴とする請求項１記載の潤滑油組成物。
【請求項３】
前記有機マグネシウムは、ステアリン酸マグネシウムであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の潤滑油組成物。
【請求項４】
前記マグネシウム系添加剤の配合割合は潤滑油組成物に対して 0.05〜10 重量％であることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の潤滑油組成物。
【請求項５】
軸受部に用いられる潤滑油組成物であって、該潤滑油組成物は、軸受部における摩擦摩耗面または摩耗により露出した鉄系金属新生面において酸化鉄とともにマグネシウム化合物を含有する膜を形成できる無機マグネシウムまたは有機マグネシウムを含有することを特徴とする潤滑油組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は油圧モータや油圧ポンプなどの軸受部に使われる潤滑油に関し、特に軸受の転走面に生じる白色組織変化を伴う早期剥離現象の抑制を図った潤滑油組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧モータや油圧ポンプ、アクスル遊星部には、一般的にギアオイルや油圧作動油で潤滑される軸受が使用されている。これらのオイルには、一般的には鉱油や水−グリコール系作動油が用いられている。
近年、ギアオイルや油圧作動油で潤滑される軸受の使用条件が高速・高荷重など過酷化するのに伴い、軸受の転走面に白色組織変化を伴った剥離が早期に発生し問題となっている。
【０００３】
このような早期に発生する白色組織変化を伴った特異な剥離は、通常の金属疲労により生じる転走面内部からの剥離と違い、転走面表面の比較的浅い部分から生じる破壊現象であり、水素を原因とする水素脆性であると考えられる。この剥離の原因となる水素は、潤滑油の分解により発生する。潤滑油からの水素の発生は、（１）熱やせん断による分解、（２）摩耗により生成される金属新生面を触媒とする分解反応、の２つの原因が考えられる。このように発生した水素は容易に軸受鋼内部に侵入し、水素脆性による剥離を生じさせる。水素発生に対して上記（１）、（２）のどちらの影響が大きいかは軸受の使用条件によると考えられるが、（２）が主原因の場合、摩耗により生成される金属新生面の露呈時間を短くする、すなわち生成した金属新生面をすぐに不活性な状態にできる添加剤が水素発生の抑制には望ましい。
【０００４】
従来このような知見に基づく水素脆性剥離の防止対策として、亜硝酸金属塩を添加する方法（特許文献１参照）やモリブデン酸塩を添加する方法（特許文献２および特許文献３参照）が知られている。
しかしながら、近年の油潤滑下での転がり軸受の使用条件の過酷化にともない、これらを添加する方法では十分な対策ができなくなってきている。
【特許文献１】特開２００５−２９６２３号公報
【特許文献２】特開２００５−２９６２２号公報
【特許文献３】特開２００５−１１２９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、軸受において水素脆性による転走面での剥離を効果的に防止できる潤滑油組成物の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の潤滑油組成物は、軸受部に用いられる潤滑油組成物であって、該潤滑油組成物は無機マグネシウム（以下、マグネシウムをＭｇと記す）および有機Ｍｇから選ばれた少なくとも一つのＭｇ系添加剤を含有することを特徴とする。
上記無機Ｍｇは、Ｍｇ粉末であることを特徴とする。
上記有機Ｍｇは、ステアリン酸Ｍｇであることを特徴とする。
上記Ｍｇ系添加剤の配合割合は潤滑油組成物に対して 0.05〜10 重量％であることを特徴とする。
【０００７】
本発明の潤滑油組成物は、軸受部に用いられる潤滑油組成物であって、軸受部における摩擦摩耗面または摩耗により露出した鉄系金属新生面において酸化鉄とともにＭｇ化合物を含有する膜を形成できる無機Ｍｇまたは有機Ｍｇを含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の潤滑油組成物は、軸受部に用いられる潤滑油組成物が無機Ｍｇおよび有機Ｍｇから選ばれた少なくとも一つのＭｇ系添加剤を含有するので、軸受部における水素脆性による転走面での剥離を効果的に防止できる。特に水系潤滑油を用いた軸受部における水素脆性による転走面での剥離をより効果的に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
転がり軸受について、水素脆性による転走面での剥離を効果的に防止できる方法を鋭意検討の結果、無機Ｍｇおよび有機Ｍｇから選ばれた少なくとも一つのＭｇ系添加剤を配合した潤滑油組成物を封入した転がり軸受を用いて、急加減速試験を行なったところ軸受寿命を延長できることがわかった。
上記Ｍｇ系添加剤を配合することにより、摩擦摩耗面または摩耗により露出した金属新生面において無機Ｍｇまたは有機Ｍｇが反応し、酸化鉄とともにＭｇ化合物被膜が軸受転走面に生成することが、軸受転走面の表面分析の結果わかった。この軸受転走面に生成した酸化鉄およびＭｇ化合物被膜が、潤滑油組成物の分解により発生した水素の軸受鋼内への侵入を防止し、水素脆性による特異な剥離を防止できるため、転がり軸受の寿命が延長するものと考えられる。本発明はこれらの知見に基づくものである。
【００１０】
本発明に使用できる潤滑油組成物のベース油としては、水系潤滑油、非水系潤滑油のいずれでもよく、潤滑油として汎用されているものであれば使用できる。具体的には、スピンドル油、冷凍機油、タービン油、マシン油、ダイナモ油等の鉱油、高精製度鉱油、流動パラフィン、ポリブテン、ポリ-α-オレフィン油、アルキルナフタレン、脂環式化合物等の炭化水素系合成油または、天然油脂とポリオールとのエステル油、リン酸エステル油、ポリマーエステル油、芳香族エステル油、炭酸エステル油、ジエステル油、ポリグリコール油、シリコーン油、ポリフェニルエーテル油、アルキルジフェニルエーテル油、アルキルベンゼン油、フッ素化油等の非炭化水素系合成油、水−グリコール系作動油等の水系潤滑油を使用できる。
【００１１】
特に低摩擦が求められる場合には、エステル油、シリコーン油などを用いることで好ましい結果が得られる。
また、無機Ｍｇまたは有機Ｍｇは潤滑油に溶けにくいので、無機Ｍｇまたは有機Ｍｇ予め微粉化する、または分散剤を配合することなどで水素脆性による剥離を抑制する効果をより発揮することができる。
【００１２】
本発明の潤滑油組成物に使用できる無機Ｍｇとしては、Ｍｇ粉末、炭酸Ｍｇ、塩化Ｍｇ、硝酸Ｍｇおよびその水和物、硫酸Ｍｇ、フッ化Ｍｇ、臭化Ｍｇ、ヨウ化Ｍｇ、オキシフッ化Ｍｇ、オキシ塩化Ｍｇ、オキシ臭化Ｍｇ、オキシヨウ化Ｍｇ、酸化Ｍｇおよびその水和物、水酸化Ｍｇ、セレン化Ｍｇ、テルル化Ｍｇ、リン酸Ｍｇ、オキシ過塩素酸Ｍｇ、オキシ硫酸Ｍｇ、チタン酸Ｍｇ、ジルコン酸Ｍｇ、モリブデン酸Ｍｇ、サリチル酸Ｍｇ等が挙げられるが、本発明において、特に好ましいのは、耐熱耐久性に優れ、熱分解しにくいため、極圧性効果の高いＭｇ粉末である。
これら無機Ｍｇは、1 種類、または 2 種類を混合してグリースに添加してもよい。
【００１３】
本発明の潤滑油組成物に使用できる有機Ｍｇとしては、有機酸Ｍｇ塩であることが好ましい。有機酸Ｍｇ塩を構成する有機酸としては、芳香族系有機酸、脂肪族系有機酸、または脂環族系有機酸等の塩であればいずれも使用できる。
有機酸の具体例を例示すれば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、ヘプタン酸、２-エチルヘキシル酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ノナデシル酸、アラキン酸等の１価飽和脂肪酸、アクリル酸、クロトン酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、ガドレイン酸等の１価不飽和脂肪酸、マロン酸、メチルマロン酸、コハク酸、メチルコハク酸、ジメチルマロン酸、エチルマロン酸、グルタル酸、アジピン酸、ジメチルコハク酸、ピメリン酸、テトラメチルコハク酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ブラシル酸等の２価飽和脂肪酸、フマル酸、マレイン酸、オレイン酸等の２価不飽和脂肪酸、酒石酸、クエン酸等の脂肪酸誘導体、安息香酸、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等の芳香族有機酸、ナフテン酸等の脂環族有機酸が挙げられる。
これらの中で潤滑性に優れたステアリン酸を用いることが好ましい。これらは単独でも混合物としても使用できる。
【００１４】
無機Ｍｇおよび有機Ｍｇから選ばれた少なくとも1つのＭｇ系添加剤の配合割合は、潤滑油組成物全体に対して、0.01〜10 重量％である。すなわち、（１）Ｍｇ系添加剤が無機Ｍｇのみである場合、潤滑油組成物全体に対して無機Ｍｇを0.05〜10 重量％、（２）Ｍｇ系添加剤が有機Ｍｇのみである場合、潤滑油組成物全体に対して有機Ｍｇを0.05〜10 重量％、（３）Ｍｇ系添加剤が無機Ｍｇと有機Ｍｇとである場合、潤滑油組成物全体に対して、無機Ｍｇと有機Ｍｇとを合せて0.05〜10 重量％配合する。
Ｍｇ系添加剤の配合割合は、好ましくは 0.01〜5 重量％である。配合量が 0.01 重量％未満であると水素脆性による転走面での剥離を効果的に防止できない。また、配合量が 10 重量％をこえると剥離抑制効果が頭打ちになりコストが高くなるとともに、潤滑不良を引き起こし、表面起点型の疲労剥離が生じ易くなる。
【００１５】
本発明の潤滑油組成物には、摩擦摩耗面に露出した鉄系金属新生面に形成されるＭｇ化合物を含有する膜の生成を害しない範囲で、必要に応じて酸化防止剤、防錆剤、油性剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、消泡剤、乳化剤、金属不活性化剤、清浄分散剤などの公知の配合剤を配合できる。
特に水系潤滑油を用いる場合などは、軸受鋼の錆発生を防止するため、防錆剤を適量配合することが好ましい。防錆剤としては、カルボン酸、カルボン酸塩、スルホン酸塩、アミン、アルケニルこはく酸またはその部分エステル等が挙げられる。
【００１６】
本発明の潤滑油組成物が用いられる転がり軸受の一例を図１に示す。図１はシェル型針状ころ軸受の一例を示す斜視図である。
針状ころ軸受１は、鋼板から精密深絞り加工等で作製された外輪２に、保持器４付針状ころ３が組み込まれている。針状ころ軸受１は、軸を直接軌道面にすることができ、潤滑油組成物により潤滑されることが多い。
【実施例】
【００１７】
実施例１〜３、比較例１〜３
針状ころ軸受（内輪外径φ 24 mm 、外輪内径φ 32 mm 、幅 20 mm 、コロφ 4×16.8 mm × 14 本）を、表１に示す組成の潤滑油組成物にて潤滑させて、寿命試験を行なった。
寿命試験は、ラジアル荷重 6.76 kN、回転数 3000 rpm →500 rpm →3000 rpm →500 rpmを順に繰り返す急加減速で、軸受温度 100℃にて軸受を回転させ、転走面に剥離が発生する時間（剥離発生時間）を測定した。剥離発生時間は振動検出器の振動が設定値以上になったとき試験機を停止して剥離発生時間とした。その後転走面に剥離が発生していることを目視で確認した。結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
寿命試験後、各実施例における軸受の転走面には変色が見られたが、各比較例については試験後の転走面に変色が見られなかった。転走面の変色が水素脆性による特異な剥離の発生を抑制しているものと考え、変色部（生成膜）の分析を行なった。ＸＰＳ（ＥＳＣＡ）により極表面の生成膜の組成分析を行なったところ、Ｆｅ、Ｏ、Ｃに加えてＭｇが検出された。検出されたＭｇについてさらに詳しく調べたところ、Ｍｇ系複合被膜であった。
以上の分析結果からも明らかなように、摩擦摩耗面または摩耗により露出した金属新生面で分解・反応し、酸化鉄とともにＭｇ化合物を含有する膜を形成することにより、この膜が潤滑油の分解により発生した水素の鋼内への進入を防止し、剥離の発生を抑制する結果、剥離発生時間で評価される寿命特性が向上した。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明の潤滑油組成物は、軸受部における水素脆性による転走面での剥離を効果的に防止できるので、ギアオイルや油圧作動油で潤滑される軸受に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】針状ころ軸受の斜視図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  針状ころ軸受
２  外輪
３  ころ
４  保持器
【図１】
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