[发明专利]滑动材料及其制造方法以及轴承装置

说明书

技术领域

本发明涉及适用于轴承装置的滑动部件的优选的滑动材料及其制造方法、以及轴承装置。

背景技术

近年来，随着工业技术的发展，要求各种轴承的高速化、高面压化。到目前为止，作为构成轴承装置的滑动部件的滑动材料，一直使用白合金(例如第一种：Sn-88～92重量％、Sb 5～7重量％、Cu 3～5重量％)等软质金属材料，但这些软质金属材料由于熔点较低、高温下的强度大幅降低及烧伤的问题，所以使用范围受到限制。

对此，聚四氟乙烯(PTFE)树脂材料的摩擦系数较低，耐热性良好，作为轴承装置的滑动材料是适合的。此外，聚醚醚酮(PEEK)树脂材料、聚酰亚胺(PI)树脂材料与聚四氟乙烯树脂材料相比摩擦系数稍高，但高温的机械性质良好。在这些树脂材料中添加各种陶瓷纤维或粒子的填充材料，能够制造兼具机械性质和摩擦、磨损特性的滑动材料。

另外，在轴承、特别是支撑高负荷的轴承的情况下，希望利用下述的滑动材料来构成轴承的滑动部件，所述滑动材料以上述树脂材料作为滑动面部件，以用来支撑高负荷的金属材料作为基材，并通过将这些材料种类不同的树脂材料和金属材料接合而制造。

但是，在树脂材料与金属材料的接合中，有以下问题：用一直适用于金属材料间的接合的以往的接合方法难以得到充分的接合强度。例如，在将不同的金属材料通过熔液凝固法接合的情况下，由于是在金属材料之间进行，因此发生扩散反应等，在机械结合的同时产生物理或化学性的结合，所以能够得到充分的结合强度。相对于此，在将树脂材料和金属材料通过熔液凝固法接合的情况下，由于成为单纯的机械结合，所以难以得到充分的接合强度。此外，在将树脂材料与金属材料在高温高压条件下接合的情况下，会在树脂材料中产生劣化，或必须在这样的条件下保持长时间，所以有制造成本增大等的问题。

此外，在将树脂材料与金属材料接合的情况下，也可考虑使用粘接剂等来进行接合。但是，在此情况下，对树脂材料及金属材料两者都显示出良好的粘接性的粘接剂的选择较困难。进而，在树脂类粘接剂的情况下，由于必定存在树脂与金属的接合界面，所以不能本质地改善金属材料与树脂材料间的接合强度。

作为在将两种部件进行接合时实现接合界面强度提高的方法，例如已知有通过珩磨或化学腐蚀等来扩大表面积，从而使接合面积增大的方法。然而，珩磨或化学腐蚀等对于接合面积的扩大是有限度的，而且由于接合界面对于剪切剥离的抵抗小，所以不能充分提高不同种类材料间的接合强度。

另一方面，作为充分提高树脂材料与金属材料的接合强度的技术，提出了在金属材料的表面上设置多孔质中间层、将树脂材料填充在该多孔质中间层内、同时将树脂材料层叠在该金属材料的表面上的技术，例如日本的公开专利公报特开平10-29256号公报(以下称作专利文献1)。

根据上述专利文献1所述的技术，需要将多孔质中间层在真空中预先接合在金属材料上。利用该技术，在构成例如水力发电设备用轴承那样的支撑高负荷的轴承的情况下，通过以树脂材料为滑动面部件、以金属材料为基材的滑动材料构成轴承的滑动部件。对于该轴承来说，在滑动部件的总重量为几百千克到几吨的情况下，将多孔质中间层在真空中接合在作为金属材料的基材上的工艺规模变得很庞大，制造成本上升，并且在真空设备能力方面也产生限度。

根据这样的情况，在利用将树脂材料与金属材料这样不同种类的材料接合而成的滑动材料来构成轴承的滑动部件的情况下，希望摩擦、磨损特性良好，滑动性能优良，并且滑动面部件与基材的接合强度高而可靠性优良，还有，不依存于设备能力并且能够降低制造成本。

发明内容

本发明是考虑上述情况而做出的，目的是提供一种滑动性能及可靠性优良、并且不依存于设备能力并能够降低制造成本的滑动材料及其制造方法、以及轴承装置。

本发明的滑动材料的特征在于，其具有：滑动面部件；基材，其由与该滑动面部件不同种类的材料构成；中间部件，其设在上述滑动面部件与上述基材之间，具有多个空间部；接合部件，其将该中间部件与上述基材接合；通过使上述滑动面部件的一部分含浸在上述中间部件的上述空间部的一部分中，将该滑动面部件接合在上述中间部件上；通过使上述接合部件的一部分含浸在上述中间部件的上述空间部的剩余部分中，经由该接合部件将上述基材接合在上述中间部件上。