[发明专利]滑动轴承

说明书

技术领域

本发明涉及在轴承合金的表面被膜形成有以聚酰胺酰亚胺树脂、聚苯并咪唑树脂或聚酰亚胺树脂中的任意一种以上为基体树脂的树脂层的滑动轴承。

背景技术

以往，内燃机的滑动轴承采用例如日本专利特开2002-242933号公报所示那样在滑动轴承的轴承合金上形成有作为磨合层的树脂滑动层的轴承。内燃机中轴承部的气氛温度高，所以大多采用耐热性高的聚酰胺酰亚胺树脂、聚苯并咪唑树脂或聚酰亚胺树脂。

专利文献1：日本专利特开2002-242933号公报(权利要求1)

发明内容

但是，如上述的专利文献1所示的聚酰胺酰亚胺树脂、聚苯并咪唑树脂、聚酰亚胺树脂等耐热性高的树脂在强度高的同时，滑动层本身的耐磨损性也提高，但产生内燃机的初始磨损时树脂滑动层剥落的问题。这是因为内燃机组装后的最初的运转刚开始后的数小时～数十小时内，在树脂滑动层的表面为适应轴表面的形状而发生初始磨损。该初始磨损时，树脂滑动层承受与旋转轴的接触而产生的高剪切力，因此在与轴承合金层的接合界面容易发生剥落。

如上所述的问题只要满足树脂强度的同时提高树脂滑动层和轴承合金的接合强度就可得到解决，但作为不同种类的物质的树脂和金属的接合只是树脂对金属的粘接，在接合强度的提高方面存在极限。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供可以抑制初始运转时的接合于轴承合金的树脂层的剥离的滑动轴承。

为了实现上述目的，第1项发明是在轴承合金的表面被膜形成有以聚酰胺酰亚胺树脂、聚苯并咪唑树脂或聚酰亚胺树脂中的任意一种以上为基体树脂的树脂层的滑动轴承，其特征在于，在所述树脂层中添加有3～15体积％的平均粒径为0.05～0.7μm的膜强度调整粒子。

第2项发明是如第1项所述的滑动轴承，其特征在于，在所述树脂层中添加25～55体积％的二硫化钼、石墨、聚四氟乙烯树脂中的任意一种以上的固体润滑剂。

第1项发明中，通过在以聚酰胺酰亚胺树脂(以下称为“PAI树脂”)、聚苯并咪唑树脂(以下称为“PBI树脂”)或聚酰亚胺树脂(以下称为“PI树脂”)中的任意一种以上为基体树脂的树脂层中添加3～15体积％的平均粒径为0.05～0.7μm的膜强度调整粒子，形成在树脂层产生微小断片的磨损形态来缓解由与旋转轴的接触而在树脂层内产生的切应力，因而可以缓解与轴承合金的接合界面的切应力。另外，虽然预计由于树脂层的强度因膜强度调整粒子的添加而下降，导致耐磨损性的下降，但通过控制膜强度调整粒子的表面积而形成产生微小断片的磨损形态，相反可以减少磨损量。其结果是，获得了不仅耐热性、耐磨损性充分，而且初始运转时不会发生剥离的耐久性高的树脂层。还有，可以在不影响耐热性的范围内在基体树脂中添加其它热固性树脂、热塑性树脂(例如聚醚砜(以下称为“PES树脂”))来进行物性调整。

此外，通过选择0.7μm以下的膜强度调整粒子的平均粒径，膜强度调整粒子多，树脂单位体积的膜强度调整粒子的表面积变得极大。膜强度调整粒子和树脂的接合也基于树脂的粘接，形成可以容易地切断的状态。如果以这样的状态与旋转轴接触，则该接触中的切应力产生的树脂的弹性变形被膜强度调整粒子阻止，发生应力集中。因此，在粒子相互接近的截面积小的树脂缩颈(neck)部发生断裂，所以发生产生微小断片的磨损。此外，内燃机运转时的轴承内表面和轴表面间的润滑油膜厚至少达到1μm左右，通过使膜强度调整粒子达到与最小油膜厚相比足够小的0.7μm以下，磨损的膜强度调整粒子与润滑油一起排出至轴承面外，不会影响滑动特性。

膜强度调整粒子的平均粒径必须在0.7μm以下。如果使用超过0.7μm的平均粒径的膜强度调整粒子，则虽然因作为硬质物粒子承受来自轴的负荷而耐磨损性提高，但树脂缩颈部少，不易产生微小断片，难以缓解加于树脂层的切应力，所以容易发生轴承合金和树脂层的剥离。此外，磨损的膜强度调整粒子在树脂表面滚动，容易发生磨粒磨损。另一方面，平均粒径小于0.05μm时，不仅工业上的价格升高，而且在树脂涂料中膜强度调整粒子容易凝集，膜强度调整粒子无法在树脂中均匀地分散。

此外，膜强度调整粒子的含有率低于3体积％时，树脂缩颈部减少，不易产生微小断片；另一方面，如果含有率超过15体积％，则树脂缩颈部过多，被膜强度显著下降，耐磨损性下降。