專利名稱：：滑動(dòng)部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及最適合用作內(nèi)燃機(jī)中軸承，特別是2-沖程柴油機(jī)的十字頭軸承(crossheadbearing)的滑動(dòng)部件。
背景技術(shù)：
：對(duì)于例如用于內(nèi)燃機(jī)的軸承的滑動(dòng)部件，特別是支承曲軸的軸承或者在連桿大頭(connectingrodbidend)處的連桿軸承的主要軸承，軸在相對(duì)于軸承的滑動(dòng)表面的一個(gè)方向上連續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此在軸承滑動(dòng)表面和軸之間形成油膜，基于所謂的液力潤(rùn)滑達(dá)到滑動(dòng)狀態(tài)。因此，軸承的滑動(dòng)表面以及旋轉(zhuǎn)軸的滑動(dòng)表面相互幾乎不接觸，并且在滑動(dòng)表面施加的作用力(剪切應(yīng)力)小。另一方面，因?yàn)閷?duì)用于船用發(fā)動(dòng)機(jī)的十字頭軸承，滑動(dòng)表面和軸處于相對(duì)擺動(dòng)，軸與滑動(dòng)表面間的相對(duì)滑動(dòng)速度周期性地為零。因此，難以在軸和滑動(dòng)表面之間形成油膜。特別是，當(dāng)軸與滑動(dòng)表面之間滑動(dòng)的相對(duì)方向改變時(shí)，軸和滑動(dòng)表面處于直接接觸時(shí)發(fā)生滑動(dòng)，因此在滑動(dòng)表面上施加大的作用力(剪切應(yīng)力)。為此原因，用于船用發(fā)動(dòng)機(jī)的十字頭軸承要求滑動(dòng)部件能夠在與軸接觸時(shí)減小摩擦并且不易破裂。在常規(guī)技術(shù)中，已經(jīng)使用十字頭軸承，其中，在鋼背金屬上的鋁軸承合金包層表面電鍍鍍M層，在鍍M層上再電鍍約20微米的鉛覆層。所述鉛覆層廣泛用于十字頭軸承，原因是鉛覆層柔軟并且高度貼合，因此較容易形成油膜。但是，存在因軸與滑動(dòng)表面之間接觸或者因磨損而露出鍍M層所引起的塑性流動(dòng)導(dǎo)致的咬合的問(wèn)題。還因?yàn)殂U是環(huán)境公害物質(zhì)而產(chǎn)生環(huán)境問(wèn)題。對(duì)其他常規(guī)十字頭軸承，提出由樹(shù)脂粘合劑和固體潤(rùn)滑劑組成的樹(shù)脂層，以解決上述鉛覆層的問(wèn)題。例如，在JP-A-07-238936中，在鋁軸承合金表面形成2_10微米樹(shù)脂涂層，通過(guò)在該樹(shù)脂層中包含55-98重量％固態(tài)潤(rùn)滑劑改進(jìn)滑動(dòng)軸承的滑動(dòng)性能。并且，在JP-A-09-125176中，通過(guò)形成Cu-Ag-Sn軸承合金層改進(jìn)滑動(dòng)軸承的抗咬合性，并通過(guò)在軸承合金層上形成1-25微米厚的軟金屬或樹(shù)脂層作為覆層改進(jìn)與軸的貼合性。此外，在JP-A-2006-308099中，在軸承金屬層上形成1_40微米樹(shù)脂層，并通過(guò)在該樹(shù)脂層中包含15-25體積％二硫化鉬或5-15體積％石墨作為固態(tài)潤(rùn)滑劑，改進(jìn)耐磨性、抗氣蝕性和耐腐蝕性。
發(fā)明內(nèi)容在JP-A-07-238936中，雖然在鋁軸承合金表面形成2_10微米的樹(shù)脂層，但是在該樹(shù)脂層中包含高達(dá)55-98重量％的固態(tài)潤(rùn)滑劑，以提高樹(shù)脂層的滑動(dòng)性能。在這樣的樹(shù)脂層中，因?yàn)樵诤婵緯r(shí)樹(shù)脂粘合劑發(fā)生相對(duì)明顯收縮而固態(tài)潤(rùn)滑劑幾乎不收縮，因此在樹(shù)脂層表面容易形成不平整，即，表面粗糙度增大。此外，固態(tài)潤(rùn)滑劑體積與樹(shù)脂粘合劑的體積比值越大，固態(tài)潤(rùn)滑劑微粒間接觸的可能性越高，樹(shù)脂粘合劑不能充分填充微粒間的空隙，因此樹(shù)脂層強(qiáng)度下降。在用于軸相對(duì)于滑動(dòng)表面在一個(gè)方向上連續(xù)旋轉(zhuǎn)的應(yīng)用的軸承，例如用于內(nèi)燃機(jī)中曲軸的軸承中，在滑動(dòng)表面和軸之間始終形成油膜。為此原因，滑動(dòng)表面與軸之間不經(jīng)常發(fā)生接觸，在滑動(dòng)表面施加的作用力(剪切力)小，即使使用表面粗糙和低強(qiáng)度的樹(shù)脂層也不存在問(wèn)題。但是，當(dāng)這種樹(shù)脂層用于軸承，例如十字頭軸承時(shí)，其中滑動(dòng)表面與軸經(jīng)常接觸，大的剪切力作用于滑動(dòng)表面，因此在樹(shù)脂層中發(fā)生咬合或破損。雖然在JP-A-09-125176中揭示Cu-Ag-Sn軸承合金層上形成的軟金屬或樹(shù)脂層覆層的厚度為1-25微米，但是認(rèn)為該覆層被磨掉。該文獻(xiàn)描述只要求該覆層具有達(dá)到與軸貼合所需的厚度，因?yàn)檩S承合金層具有優(yōu)良的滑動(dòng)性能。然而，在如十字頭軸承的軸承中，軸和滑動(dòng)表面經(jīng)常接觸，當(dāng)該覆層磨掉時(shí)發(fā)生咬合。此外，雖然如JP-A-2006-308099中揭示在樹(shù)脂層中包含二硫化鉬或石墨作為固態(tài)潤(rùn)滑劑，但是因?yàn)楣虘B(tài)潤(rùn)滑劑的比例上限為40體積％，滑動(dòng)表面上存在的固態(tài)潤(rùn)滑劑量小，因此接觸時(shí)軸與固態(tài)潤(rùn)滑劑之間的摩擦系數(shù)高。因此，在如十字頭軸承之類的軸承中，軸承與軸經(jīng)常接觸，在樹(shù)脂層中發(fā)生咬合。此外，在固態(tài)潤(rùn)滑劑中，二硫化鉬是很薄的平坦形狀，平均寬度為10-40微米，平均高度為5-15納米，該平坦表面平行于滑動(dòng)表面。因此，在與軸接觸產(chǎn)生的剪切力作用下二硫化鉬容易破碎，導(dǎo)致該樹(shù)脂層強(qiáng)度下降。如上所述，對(duì)如十字頭軸承之類的軸承中，軸承經(jīng)常與軸接觸，必須加入大量固態(tài)潤(rùn)滑劑以保持樹(shù)脂層的抗咬合性的要求與必須加入少量固態(tài)潤(rùn)滑劑以保持樹(shù)脂層的強(qiáng)度的要求相沖突。在上述情況下完成了本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種滑動(dòng)部件，該部件中，甚至在樹(shù)脂層中包含大量固態(tài)潤(rùn)滑劑時(shí)在不使樹(shù)脂層強(qiáng)度下降的情況下仍保持抗咬合性。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種滑動(dòng)部件，其包括在基材表面形成的樹(shù)脂層。該樹(shù)脂層包含樹(shù)脂粘合劑和總量為40-60體積％的固態(tài)潤(rùn)滑劑。固態(tài)潤(rùn)滑劑包括石墨和二硫化鉬，并滿足以下關(guān)系式(a)至(C)。(a)石墨的平均粒度Xg與二硫化鉬的平均粒度Xm的比值滿足下式2(Xg/Xm^10。(b)石墨的體積百分?jǐn)?shù)含量Vg與二硫化鉬的體積百分?jǐn)?shù)含量Vm的比值滿足下式0.2彡Vg/Vm彡2；和(c)表示固態(tài)潤(rùn)滑劑總表面積的參數(shù)滿足下式Vg/Xg+Vm/Xm(0.55。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，樹(shù)脂粘合劑包含聚酰胺-酰亞胺樹(shù)脂、聚苯并咪唑樹(shù)脂和聚酰亞胺樹(shù)脂中的至少一種樹(shù)脂。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，石墨的平均粒度Xg為2-8微米。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，石墨的平均粒度Xg不大于樹(shù)脂層厚度的45%。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，相對(duì)于樹(shù)脂粘合劑總量，樹(shù)脂層還包含不大于20體積％的以下的至少一種聚合物聚醚砜、聚酰胺、聚苯硫醚和聚四氟乙烯。本發(fā)明中，即使樹(shù)脂層包含樹(shù)脂粘合劑和40-60體積％固態(tài)潤(rùn)滑劑，但因?yàn)楣虘B(tài)潤(rùn)滑劑是包含石墨和二硫化鉬并且滿足關(guān)系式(a)-(c)，因此在不使樹(shù)脂層強(qiáng)度下降的情況下可保持抗咬合性。與此相反，當(dāng)固態(tài)潤(rùn)滑劑總量小于40體積％時(shí)，與軸接觸時(shí)的摩擦系數(shù)增大，導(dǎo)致樹(shù)脂層上發(fā)生咬合。當(dāng)固態(tài)潤(rùn)滑劑總量大于60體積％時(shí)，樹(shù)脂粘合劑與固態(tài)潤(rùn)滑劑的比值下降，不能充分地保持固態(tài)潤(rùn)滑劑，導(dǎo)致樹(shù)脂層強(qiáng)度下降。如關(guān)系式(a)中所示，石墨的平均粒度Xg與二硫化鉬的平均粒度Xm的比值不小于2但不大于10(2≤Xg/Xm≤10)。如圖4中所示，只將較小平均粒度的固態(tài)潤(rùn)滑劑22分散在樹(shù)脂粘合劑21中(圖4A)或者只將較大平均粒度的固態(tài)潤(rùn)滑劑23分散在樹(shù)脂粘合劑21中(圖4B)時(shí)，在固態(tài)潤(rùn)滑劑微粒之間存在較大空隙，固態(tài)潤(rùn)滑劑具有較大表觀體積。另一方面，當(dāng)將具有較小平均粒度的固態(tài)潤(rùn)滑劑22和較大平均粒度的固態(tài)潤(rùn)滑劑23分散在樹(shù)脂粘合劑21中(圖4C)時(shí)，具有較小平均粒度的固態(tài)潤(rùn)滑劑22進(jìn)入較大平均粒度的固態(tài)潤(rùn)滑劑23之間的空隙中，該固態(tài)潤(rùn)滑劑具有較小的表觀體積。因此，即使較小平均粒度的二硫化鉬和較大平均粒度的石墨作為固態(tài)潤(rùn)滑劑時(shí)的添加量較大，烘烤時(shí)由樹(shù)脂粘合劑和固態(tài)潤(rùn)滑劑之間的收縮差異造成在樹(shù)脂層表面上不平整較小。因?yàn)榉乐构虘B(tài)潤(rùn)滑劑的微粒之間的接觸，因此可以防止樹(shù)脂層強(qiáng)度下降。固態(tài)潤(rùn)滑劑的形狀不限于圖4中所示的球形，可以包括橢圓形或其他不規(guī)則形狀。與此相反，當(dāng)平均粒度的比值小于2時(shí)，平均粒度的差異很小，因此固態(tài)潤(rùn)滑劑中具有較小平均粒度的二硫化鉬不能充分進(jìn)入具有較大平均粒度的石墨微粒之間的空隙，因此固態(tài)潤(rùn)滑劑的表觀體積不可能變小。當(dāng)平均粒度的比值大于10時(shí)，平均粒度存在差異，因此固態(tài)潤(rùn)滑劑中具有較小平均粒度的二硫化鉬相對(duì)于具有較大平均粒度的石墨太小，因此固態(tài)潤(rùn)滑劑的表觀體積變得較大。因此，樹(shù)脂粘合劑不能充分進(jìn)入空隙，導(dǎo)致樹(shù)脂層強(qiáng)度下降。在本發(fā)明中，樹(shù)脂層強(qiáng)度可以采用使用較大平均粒度的石墨和較小平均粒度的二硫化鉬作為固態(tài)潤(rùn)滑劑得到提高。假設(shè)其機(jī)理如下。首先，二硫化鉬和石墨都是可以商業(yè)獲得的固態(tài)潤(rùn)滑劑，通常是粉碎的粉末形式。二硫化鉬是扁平微粒，具有層狀結(jié)構(gòu)，在平行于該扁平表面的方向具有許多裂開(kāi)面。另一方面，石墨為粒狀微粒形式，在微粒表面沒(méi)有方向性裂開(kāi)面。因此，比較二硫化鉬和石墨粉末，可以認(rèn)為二硫化鉬微粒具有強(qiáng)度的方向性傾向，所述微粒在平行于扁平表面方向容易裂開(kāi)，而石墨微粒沒(méi)有強(qiáng)度的方向性傾向。因此，石墨的強(qiáng)度相對(duì)大于二硫化鉬。也就是說(shuō)，二硫化鉬會(huì)容易受到因與軸接觸而產(chǎn)生的作用于滑動(dòng)表面的剪切力的破壞。但是，當(dāng)使用較小平均粒度的二硫化鉬時(shí)，剪切力分散，作用于各二硫化鉬微粒上的剪切力變得較小。因此，可以阻止二硫化鉬的破壞。此外，雖然剪切力也作用于樹(shù)脂粘合劑內(nèi)部，但是因?yàn)榫哂休^大平均粒度的分散石墨作為固態(tài)潤(rùn)滑劑，通過(guò)石墨微粒的高強(qiáng)度可以抑制樹(shù)脂粘合劑中的剪切力。由上述事實(shí)可以認(rèn)為，即使樹(shù)脂層中包含大量的固態(tài)潤(rùn)滑劑，通過(guò)分散較大平均粒度的石墨和較小平均粒度的二硫化鉬作為固態(tài)潤(rùn)滑劑，可以保持很高的強(qiáng)度的樹(shù)脂層。而且，如在關(guān)系式(b)中所示，通過(guò)規(guī)定石墨的體積百分?jǐn)?shù)含量Vg與二硫化鉬的體積百分?jǐn)?shù)含量Vm的比值在0.2≤Vg/Vm≤2范圍，可以保持抗咬合性，不會(huì)使樹(shù)脂層的強(qiáng)度下降。在這方面，在剪切力作用于滑動(dòng)表面時(shí)二硫化鉬顯示高滑動(dòng)性，因?yàn)槠淞验_(kāi)面的取向平行于滑動(dòng)表面，使層狀裂開(kāi)面剪切。另一方面，因?yàn)槭珱](méi)有裂開(kāi)面的方向性傾向，甚至當(dāng)剪切力作用于滑動(dòng)表面時(shí)盡管石墨的滑動(dòng)性比二硫化鉬稍差，也難以使石墨剪切。因此，雖然為了提高樹(shù)脂層強(qiáng)度應(yīng)包含大量的石墨，但是為了改進(jìn)滑動(dòng)性應(yīng)包含大量的二硫化鉬，因此達(dá)到添加量平衡非常重要。另一方面，當(dāng)添加量比值小于0.2，石墨含量變得太小，沒(méi)有提高樹(shù)脂層強(qiáng)度的作用。當(dāng)添加量比值大于2時(shí)，石墨含量變得太大，與軸接觸時(shí)的摩擦系數(shù)增大，在樹(shù)脂層中產(chǎn)生咬合。如關(guān)系式(c)中所示，通過(guò)規(guī)定表示固態(tài)潤(rùn)滑劑的總表面積的參數(shù)范圍為Vg/Xg+Vm/Xm^0.55，可以防止樹(shù)脂層中固態(tài)潤(rùn)滑劑的總表面積變得過(guò)大，并且可以防止樹(shù)脂層強(qiáng)度下降。在另一方面，當(dāng)表示固態(tài)潤(rùn)滑劑的總表面積的參數(shù)大于0.55時(shí)，固態(tài)潤(rùn)滑劑具有較大的總表面積，樹(shù)脂層強(qiáng)度下降。這是因?yàn)楣虘B(tài)潤(rùn)滑劑和樹(shù)脂粘合劑通過(guò)范德華力結(jié)合，這樣使固態(tài)潤(rùn)滑劑和樹(shù)脂粘合劑間的粘合強(qiáng)度不高。此外，當(dāng)固態(tài)潤(rùn)滑劑的總表面積較大時(shí)，固態(tài)潤(rùn)滑劑微粒相互接觸，樹(shù)脂粘合劑不能充分進(jìn)入微粒間的空隙，因此樹(shù)脂層強(qiáng)度顯著下降。根據(jù)實(shí)施方式，樹(shù)脂粘合劑優(yōu)選由以下的至少一種樹(shù)脂構(gòu)成聚酰胺-酰亞胺樹(shù)脂(下面稱作“PAI樹(shù)脂”)、聚苯并咪唑樹(shù)脂(下面稱作“PBI樹(shù)脂”)和聚酰亞胺樹(shù)脂(下面稱作“PI樹(shù)脂”)。這些樹(shù)脂具有優(yōu)良的耐熱性，適合用作滑動(dòng)部件中的樹(shù)脂粘合劑。此外，根據(jù)實(shí)施方式，較好地，石墨的平均粒度Xg為2-8微米。當(dāng)石墨的平均粒度Xg小于2微米時(shí)，該粒度變得太小，沒(méi)有提高樹(shù)脂層強(qiáng)度的作用。當(dāng)石墨的平均粒度Xg大于8微米時(shí)，樹(shù)脂層的表面粗糙度較高，因此抗咬合性下降。此外，根據(jù)實(shí)施方式，較好地，石墨的平均粒度Xg不大于樹(shù)脂層厚度的45%。當(dāng)樹(shù)脂層較薄和石墨的平均粒度Xg大于該層厚度的45%時(shí)，樹(shù)脂層具有較高的表面粗糙度，因此，抗咬合性下降。而且，根據(jù)實(shí)施方式，樹(shù)脂層還優(yōu)選包含不大于20體積％(相對(duì)于樹(shù)脂粘合劑總量)的以下的至少一種聚合物聚醚砜、聚酰胺(下面稱作“PA樹(shù)脂”)、聚苯硫醚和聚四氟乙烯(下面稱作“PTFE樹(shù)脂)。通過(guò)在樹(shù)脂粘合劑中添加這些樹(shù)脂，樹(shù)脂粘合劑的硬度下降，可以提高樹(shù)脂層的貼合性。當(dāng)該含量(相對(duì)于樹(shù)脂粘合劑總量)大于20體積％時(shí)，樹(shù)脂粘合劑的硬度變得太低，因此樹(shù)脂層強(qiáng)度下降。附圖簡(jiǎn)要描述圖1是說(shuō)明十字頭機(jī)構(gòu)的示意圖；圖2是擺動(dòng)測(cè)試的示意結(jié)構(gòu)圖；圖3是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的十字頭軸承的截面示意圖；和圖4A是具有較小平均粒度的固態(tài)潤(rùn)滑劑22在樹(shù)脂粘合劑21中的示意圖；圖4B是具有較大平均粒度的固態(tài)潤(rùn)滑劑23在樹(shù)脂粘合劑21中的示意圖；和圖4C是具有較小平均粒度的固態(tài)潤(rùn)滑劑22和具有較大平均粒度的固態(tài)潤(rùn)滑劑23在樹(shù)脂粘合劑21中的示意圖。具體實(shí)施例方式下面參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1是說(shuō)明在船用發(fā)動(dòng)機(jī)中十字頭機(jī)構(gòu)1相對(duì)于活塞3的示意圖。在圖1中，用于船用發(fā)動(dòng)機(jī)的十字頭機(jī)構(gòu)1可擺動(dòng)支承軸5，該軸固定在活塞桿4的底端，活塞桿與在汽缸2中滑動(dòng)的活塞3連接。十字頭機(jī)構(gòu)1包括十字頭軸承6，在該軸承上，在軸5與滑動(dòng)軸承表面之間形成滑動(dòng)層；軸承座7，用于容納十字頭軸承6。將十字頭機(jī)構(gòu)1設(shè)置在連桿8的上端，連桿8的底端由曲軸9可旋轉(zhuǎn)支承。在如上所述結(jié)構(gòu)的船用發(fā)動(dòng)機(jī)中，通過(guò)連桿8將活塞3的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為曲軸9的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在此階段，使固定于軸承座7的十字頭軸承6在十字頭機(jī)構(gòu)1中進(jìn)行連桿8的擺動(dòng)，因此在軸承表面難以形成油膜，軸5與滑動(dòng)表面容易接觸。為此原因，在十字頭軸承6中經(jīng)常發(fā)生這種與軸5的接觸，必須保證樹(shù)脂層強(qiáng)度和抗咬合性。圖3顯示十字頭軸承6的截面示意圖。該十字頭軸承6結(jié)構(gòu)中，在鋁軸承合金層11的表面形成用作滑動(dòng)表面的樹(shù)脂層12，鋁軸承合金層11粘合在作為背金屬的鋼板13上。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，樹(shù)脂層12由以下組成耐熱性樹(shù)脂作為主要組分，例如PAI樹(shù)脂、PBI樹(shù)脂或PA樹(shù)脂；總量為40-60體積％的作為固態(tài)潤(rùn)滑劑的平均粒度為1-7微米的石墨和平均粒度為0.5-3微米二硫化鉬。固態(tài)潤(rùn)滑劑的平均粒度預(yù)先通過(guò)激光衍射法測(cè)量。然后，對(duì)其中形成按照本發(fā)明實(shí)施方式的樹(shù)脂層12的實(shí)施例產(chǎn)物和比較例產(chǎn)物進(jìn)行擺動(dòng)測(cè)試。為了制備用于擺動(dòng)測(cè)試的實(shí)施例產(chǎn)物和比較例產(chǎn)物，在作為基底金屬的鋼板13上包覆鋁軸承合金層11制備平板，加工成無(wú)蓋軸承(halfbearing)，其外徑為110毫米，寬度為40毫米，厚度為5毫米。對(duì)該無(wú)蓋軸承進(jìn)行脫脂，并通過(guò)噴砂使軸承合金層11的表面變得粗糙。清洗并干燥后，表1中所示的實(shí)施例1-10的組合物和比較例1-10的組合物用有機(jī)溶劑(N-甲基-2-吡咯烷酮)稀釋，制得新組合物，通過(guò)噴涂方法，使用空氣噴涂，在上述軸承合金層11的表面上施涂上述組合物。然后，通過(guò)干燥除去有機(jī)溶劑，產(chǎn)物于180°C烘烤60分鐘。將樹(shù)脂層12的厚度控制到20微米。在比較例11中，在上述無(wú)蓋軸承的軸承合金層11的表面上電鍍3微米Ni層，然后通過(guò)電鍍方式施加20微米的Pb-Sn-Cu覆層。采用圖2所示的擺動(dòng)測(cè)試機(jī)進(jìn)行擺動(dòng)測(cè)試。在擺動(dòng)測(cè)試機(jī)30中，擺動(dòng)軸和測(cè)試軸31通過(guò)連桿相連，測(cè)試軸31通過(guò)搖動(dòng)機(jī)構(gòu)(未示出)擺動(dòng)。在測(cè)試軸31上設(shè)置支承軸承座32，該支承軸承座包括與該測(cè)試軸31相鄰的支承軸承33，并由液壓泵(未示出)通過(guò)支承軸承座32施加可變負(fù)荷。而且，在測(cè)試軸31下面，將具有按照本發(fā)明實(shí)施方式的樹(shù)脂層12的測(cè)試軸承34固定在支承臺(tái)35上。通過(guò)供油路36，將潤(rùn)滑油供給上述支承軸承33和測(cè)試軸承34。在上述擺動(dòng)測(cè)試機(jī)30中，在預(yù)定負(fù)荷下進(jìn)行1小時(shí)測(cè)試，目視觀察樹(shù)脂層12的破裂。表1中示出該擺動(dòng)測(cè)試的結(jié)果。表2中示出該擺動(dòng)測(cè)試中的測(cè)試條件。具體地，評(píng)價(jià)測(cè)試軸承34的強(qiáng)度和抗咬合性的負(fù)荷極限測(cè)試采用以下方法進(jìn)行。測(cè)試軸31由S45C軸承材料構(gòu)成，軸的最大粗糙度平均為0.8微米，該測(cè)試軸的擺動(dòng)速度設(shè)定為300cpm，擺動(dòng)角設(shè)定為士20°。使軸承表面壓力的循環(huán)最大值Pwmax逐漸增大，測(cè)量在軸承尺寸為“直徑100毫米X長(zhǎng)度40毫米X厚度5毫米”的測(cè)試軸承34中未發(fā)生剝落或咬合時(shí)的臨界軸承表面壓力。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>如表1所示，雖然使用具有同樣平均粒度的固態(tài)潤(rùn)滑劑，但是在實(shí)施例1-4中改變石墨和二硫化鉬的添加量，因?yàn)闈M足關(guān)系式(a)至(c)，獲得在不剝落時(shí)最大表面壓力大于90兆帕的良好結(jié)果。在實(shí)施例5和6中，添加15體積％石墨和30體積％二硫化鉬，并改變二硫化鉬的平均粒度。在這兩個(gè)實(shí)施例中，獲得在不剝落時(shí)最大表面壓力大于或等于80兆帕的良好結(jié)^ο在實(shí)施例3、7和8中，添加20體積％石墨和30體積％二硫化鉬，改變石墨和二硫化鉬的平均粒度。只要滿足關(guān)系式(a)，就能獲得在不剝落時(shí)最大表面壓力達(dá)到100兆帕的良好結(jié)果。在實(shí)施例9中，使用PA樹(shù)脂替代一部分的PAI樹(shù)脂(實(shí)施例8)，獲得在不剝落時(shí)最大表面壓力達(dá)到90兆帕的良好結(jié)果。在實(shí)施例10中，與實(shí)施例3相比，由于高強(qiáng)度石墨的比例增大，實(shí)現(xiàn)在不剝落時(shí)達(dá)到更高最大表面壓力。在比較例1中，添加15體積％石墨，石墨的平均粒度為3.5微米，并按照實(shí)施例6使用平均粒度為0.5微米的二硫化鉬，但是二硫化鉬含量不同于實(shí)施例6。雖然在實(shí)施例6中獲得良好結(jié)果，但是在添加30體積％二硫化鉬的比較例1中，因?yàn)樵摫壤鲫P(guān)系式(c)的范圍，因此在50兆帕發(fā)生剝落。在比較例2中，與實(shí)施例10相比，加入30體積％石墨和20體積％二硫化鉬，但是二硫化鉬的平均粒度大于石墨的平均粒度。雖然在實(shí)施例10獲得良好結(jié)果，但是在比較例2中，因?yàn)楸容^例2超出關(guān)系式(a)的范圍，在不剝落時(shí)最大表面壓力低至50兆帕。在比較例3中，與實(shí)施例3相比，加入20體積％石墨和30體積％二硫化鉬，并使用平均粒度為3.5微米的石墨，但是二硫化鉬的平均粒度不同于實(shí)施例3。雖然在實(shí)施例3獲得良好結(jié)果，但是因?yàn)楸容^例3超出關(guān)系式(a)的范圍，加入平均粒度為3微米的二硫化鉬的比較例3中在不剝落時(shí)的最大表面壓力低至50兆帕。在比較例4中，加入45體積％僅一種平均粒度的二硫化鉬，但是因?yàn)樵摴虘B(tài)潤(rùn)滑劑的表觀體積較大，在烘烤后樹(shù)脂層表面變得不平整，在50兆帕發(fā)生剝落。在比較例5中，使用與實(shí)施例1相同的平均粒度的固態(tài)潤(rùn)滑劑，與實(shí)施例1相比加入15體積％石墨，但是改變二硫化鉬的含量。雖然在實(shí)施例1中獲得良好結(jié)果，但在添加20體積％二硫化鉬的比較例5中，因?yàn)楣虘B(tài)潤(rùn)滑劑總量超出40-60體積％的范圍，在50兆帕發(fā)生咬合。在比較例6中，使用不同平均粒度的二硫化鉬，但是因?yàn)闆](méi)有添加石墨，沒(méi)有提高樹(shù)脂層強(qiáng)度的作用，不剝落時(shí)的最大表面壓力低至60兆帕。在比較例7中，使用與實(shí)施例4相同平均粒度的固態(tài)潤(rùn)滑劑，但是加入較大量二硫化鉬，石墨和二硫化鉬的總量超過(guò)60質(zhì)量％。雖然在實(shí)施例4中獲得良好結(jié)果，但在添加40體積％二硫化鉬的比較例7中，因?yàn)楣虘B(tài)潤(rùn)滑劑的總量超出40-60體積％的范圍，在不剝落時(shí)的最大表面壓力低至50兆帕。在比較例8和9中，石墨含量與二硫化鉬含量(體積％)的比值超出關(guān)系式(b)的范圍。因?yàn)樵诒容^例8中石墨含量低至5體積％，樹(shù)脂層強(qiáng)度下降，在不剝落時(shí)的最大表面壓力低至60兆帕。比較例9中因?yàn)槎蚧f含量低至10體積％，滑動(dòng)性不足，在50兆帕發(fā)生咬合。在比較例10中，按照實(shí)施例6加入15體積％石墨和25體積％二硫化鉬，但是因?yàn)楸容^例10超出關(guān)系式(a)的范圍，在50兆帕發(fā)生剝落。在比較例11中，使用常規(guī)鉛覆層，該覆層因與軸接觸而磨掉，露出下面的Ni層，造成在50兆帕發(fā)生咬合。顯然，由上面描述可知，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的實(shí)施例1-10顯示，在十字頭軸承6中，該軸承在軸承合金層11表面具有樹(shù)脂層12，該樹(shù)脂層包含樹(shù)脂粘合劑和總量為40-60體積％的固態(tài)潤(rùn)滑劑，當(dāng)固態(tài)潤(rùn)滑劑由石墨和二硫化鉬組成并且滿足以下關(guān)系式(a)至(c)時(shí)，獲得在不剝落時(shí)的最大表面壓力大于80兆帕的良好結(jié)果，因此獲得能夠保持樹(shù)脂層的抗咬合性但又不降低樹(shù)脂層強(qiáng)度的優(yōu)良結(jié)果(a)石墨的平均粒度Xg與二硫化鉬的平均粒度Xm的比值為2彡Xg/Xm彡10；(b)石墨含量Vg(體積％)與二硫化鉬含量Vm(體積％)的比值為0·2彡Vg/Vm^2；禾口(c)表示固態(tài)潤(rùn)滑劑總表面積的參數(shù)為Vg/Xg+Vm/Xm彡0.55。雖然按照實(shí)施方式在實(shí)施例1-12中使用PAI樹(shù)脂或PBI樹(shù)脂，但是也可以使用耐熱性樹(shù)脂例如PI樹(shù)脂。雖然按照實(shí)施方式在實(shí)施例9中包含PA樹(shù)脂作為樹(shù)脂粘合劑之一，但是通過(guò)加入熱塑性樹(shù)脂例如聚醚砜、聚苯硫醚或聚四氟乙烯也可以降低樹(shù)脂粘合劑的硬度，以提高樹(shù)脂層的貼合性。但是，因?yàn)樵跇?shù)脂粘合劑中包含過(guò)量的熱塑性樹(shù)脂時(shí)樹(shù)脂粘合劑的硬度下降和樹(shù)脂層的強(qiáng)度下降，該含量?jī)?yōu)選不大于20體積％。而且，樹(shù)脂層12的厚度優(yōu)選為10-40微米。當(dāng)樹(shù)脂層12的厚度小于10微米時(shí)，樹(shù)脂層12因初始磨損而磨掉。當(dāng)樹(shù)脂層12的厚度大于40微米時(shí)，不僅生產(chǎn)成本增加，而且因樹(shù)脂層和軸之間的熱膨脹差異而使軸承間隙變化增大。而且，優(yōu)選二硫化鉬的平均粒度不小于0.5微米。當(dāng)二硫化鉬的平均粒度小于0.5微米時(shí)，樹(shù)脂層中固態(tài)潤(rùn)滑劑的總表面積變大，因此樹(shù)脂層強(qiáng)度下降。此外，依據(jù)實(shí)施方式的實(shí)施例1-10顯示，二硫化鉬的平均粒度優(yōu)選不小于0.7微米，因?yàn)樵诔藢?shí)施例6的這些實(shí)施例中獲得良好結(jié)果，這些實(shí)施例中使用平均粒度不小于0.7微米的二硫化鉬，而在實(shí)施例6中使用平均粒度更小的0.5微米的二硫化鉬。本發(fā)明不限于在附圖中所示以及上面所述的實(shí)施例，可以如下進(jìn)行改進(jìn)和擴(kuò)展。使作為基材的軸承合金層表面變粗糙的方法不限于噴砂，可包括蝕刻、熱噴涂或化學(xué)轉(zhuǎn)化處理。涂覆樹(shù)脂表面層的方法不限于空氣噴涂，可以包括凹版印刷(padprinting)、絲網(wǎng)印刷或輥涂。基材不限于軸承合金，可以使用各種基材。并且，根據(jù)本發(fā)明應(yīng)用的樹(shù)脂層中還可以包含硬微粒，以提高耐磨性。本發(fā)明的滑動(dòng)部件不限于用于船用內(nèi)燃機(jī)的十字頭軸承，可用作用于其他內(nèi)燃機(jī)的滑動(dòng)部件，或者用作除了內(nèi)燃機(jī)以外的各種應(yīng)用的滑動(dòng)部件。權(quán)利要求一種滑動(dòng)部件，其包括在基材表面上的樹(shù)脂層，該樹(shù)脂層包含樹(shù)脂粘合劑和總量為40-60體積％固態(tài)潤(rùn)滑劑，其中，所述固態(tài)潤(rùn)滑劑包含石墨和二硫化鉬，并滿足以下關(guān)系式(a)至(c)(a)石墨的平均粒度Xg與二硫化鉬的平均粒度Xm的比值滿足下式2≤Xg/Xm≤10；(b)石墨的體積百分?jǐn)?shù)含量Vg與二硫化鉬的體積百分?jǐn)?shù)含量Vm的比值滿足下式0.2≤Vg/Vm≤2；和(c)表示所述固態(tài)潤(rùn)滑劑總表面積的參數(shù)滿足下式Vg/Xg+Vm/Xm≤0.55。2.如權(quán)利要求1所述的滑動(dòng)部件，其特征在于，樹(shù)脂粘合劑包含聚酰胺_酰亞胺樹(shù)脂、聚苯并咪唑樹(shù)脂和聚酰亞胺樹(shù)脂中的至少一種樹(shù)脂。3.如權(quán)利要求1或2所述的滑動(dòng)部件，其特征在于，石墨的平均粒度Xg為2-8微米。4.如權(quán)利要求3所述的滑動(dòng)部件，其特征在于，石墨的平均粒度Xg不大于樹(shù)脂層厚度的45%。5.如權(quán)利要求2所述的滑動(dòng)部件，相對(duì)于樹(shù)脂粘合劑總量，所述樹(shù)脂層還包含不大于20體積％的以下的至少一種聚合物聚醚砜、聚酰胺、聚苯硫醚和聚四氟乙烯。全文摘要提供一種滑動(dòng)部件，該滑動(dòng)部件包括在基材表面上的樹(shù)脂層(12)。樹(shù)脂層(12)包含樹(shù)脂粘合劑(21)和總量為40-60體積％的固態(tài)潤(rùn)滑劑(22，23)。固態(tài)潤(rùn)滑劑(22，23)包括石墨和二硫化鉬，并且滿足以下關(guān)系式(a)至(c)。(a)石墨的平均粒度Xg與二硫化鉬的平均粒度Xm的比值滿足下式2≤Xg/Xm≤10。(b)石墨的體積百分?jǐn)?shù)含量Vg與二硫化鉬的體積百分?jǐn)?shù)含量Vm的比值滿足下式0.2≤Vg/Vm≤2。(c)表示固態(tài)潤(rùn)滑劑總表面積的參數(shù)滿足下式Vg/Xg+Vm/Xm≤0.55。文檔編號(hào)F16C33/20GK101813132SQ201010127120公開(kāi)日2010年8月25日申請(qǐng)日期2010年2月24日優(yōu)先權(quán)日2009年2月25日發(fā)明者中曾根竹行,仲偉星,川上直久申請(qǐng)人:大同金屬工業(yè)株式會(huì)社