JPS6212839B2 - - Google Patents
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- JPS6212839B2 JPS6212839B2 JP11850979A JP11850979A JPS6212839B2 JP S6212839 B2 JPS6212839 B2 JP S6212839B2 JP 11850979 A JP11850979 A JP 11850979A JP 11850979 A JP11850979 A JP 11850979A JP S6212839 B2 JPS6212839 B2 JP S6212839B2
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- Japan
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- solid lubricant
- powder
- component
- polyolefin
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Description
本発明は、固体潤滑剤ならびにその製造方法の
改良に関するものである。
従来、この種の鉛を主成分とした固体潤滑剤と
しては、特公昭51−3859、特公昭43−9498などが
開発されており、それぞれの目的用途において相
当の成績を納めている。
軸受摺動面に穿たれた溝あるいは穴などに埋込
んで使用される固体潤滑剤においては、該固体潤
滑剤が相手材のすべりによつて摺動面に導入され
易く、かつそこに強固な被膜を形成し、形成され
た被膜は繰返される摩擦に長期間耐え、しかも被
膜に破断を生じた場合は該被膜の自己補修性にも
すぐれていることが望まれる。
このような固体潤滑剤の摺動面への導入性ある
いは自己補修性は、摺動面における固体潤滑剤の
配列や埋込み状態、あるいはまた使用される固体
潤滑剤そのものの性質などいくつかの要因がある
が、少くとも高負荷条件あるいは比較的高温雰囲
気で使用される場合、あるいはまたグリスなどの
潤滑油剤が併用されるような条件下で使用される
場合においても、固体潤滑剤そのものが相当の機
械的強度、耐熱、耐油性を有していて、固体潤滑
剤が埋込まれている穴の中に陥没してしまつた
り、一時に摺動面に流出してしまつたり、あるい
はグリスなどに溶解してしまつたりしてその機能
が損なわれるようなことのないことが望まれる。
特公昭51−3859に開示の固体潤滑剤は、とくに
鉛(但し、実施例としてはスタンプ鉛)、一酸化
鉛、PTFEそしてワツクスからなるものにポリエ
チレンが配されており、このポリエチレンが配さ
れた固体潤滑剤ペレツトは弾性歪限界が大きく、
しかもきわめて高い成形圧力(少なくとも2ト
ン/cm2、就中5〜7トン/cm2)で成形されてい
て、圧縮加圧応力の弛緩によつて時間とともに
(加温された状態ではさらに短時間に)固体潤滑
剤全体が膨張してくる性質を有している。
埋設された穴の中で固体潤滑剤が膨張すると、
摺動面以外はその膨張を拘束するから、固体潤滑
剤は摺動面から突出するように膨張してくる。
かくして、固体潤滑剤と相手材との良好な接触
が保たれることになる。
しかるに、固体潤滑剤およびその埋設穴は一般
にはそれ程精密な寸法を有している訳ではなく、
固体潤滑剤と埋設穴との間に僅かな隙間が存在
し、とくに高負荷条件のもとにおいては固体潤滑
剤が該隙間を充填するようにフローを生じて、仮
りに固体潤滑剤に上述した如き膨張性が残されて
いたとしても、相手材と良好に接触するという当
所の目的は満足に達せられなくなる。
特公昭51−3859に示す固体潤滑剤中のポリエチ
レン成分は、微視的には粒子の形で分散されてお
り、これらポリエチレン粒子や鉛粒子の粒界に存
在する成分はワツクスである。
したがつて、機械的強度も大きなものではな
く、また耐油性も必らずしも充分ではない。
本発明は、このような問題を解決すべくなされ
たものである。
すなわち、本発明の目的は潤滑性能にすぐれ、
しかも機械的強度の大きいペレツト状固体潤滑剤
を提供することにある。
本発明の他の1つの目的は、造形して得られる
固体潤滑剤、とくに量産性を有する射出成形によ
つて得られる固体潤滑剤を提供することにある。
本発明のさらに他の1つの目的は、潤滑油やグ
リースなどに溶解し難い固体潤滑剤を提供するこ
とにある。
本発明のさらに他の1つの目的は、アトマイズ
鉛粉末PTFE粉末、ポリオレフイン樹脂粉末そし
てワツクス類の各成分を混合し、該混合物中のポ
リオレフイン成分が少なくとも部分的に溶融する
まで撹拌混練したのち、全体をポリオレフイン成
分の融点以下の温度になるまで冷却する工程を経
て得られた粉粒状混合物を加熱加圧成形すること
によつて効率よく固体潤滑剤を製造する方法を提
供することにある。
以下、本発明固体潤滑剤の組成ならびにその製
造条件につき、より詳細に説明する。
組 成
本発明においてアトマイズ鉛粉末は、その粒子
形状がほぼ粒状を呈しており、日本工業規格標準
篩で200メツシユを通過するもの、とくに250メツ
シユを通過する粉末であることが望ましい。
このアトマイズ鉛粉末は、粒子形状が不定形の
スタンプ(搗砕)鉛粉末と異なり、同一の粉度分
布において、見掛密度が大きく粉末の凝集性もき
わめて小さい。
たとえば250メツシユを90%以上通過するスタ
ンプ鉛粉末において、見械密度が1.9〜2.4g/cm3
であるのに対して、アトマイズ鉛粉末は同一粉度
分布において5.2〜5.8g/cm3である。
本発明者らの実験によれば、アトマイズ鉛粉末
は本発明の他の成分との混合性にすぐれ、均質な
分散体が得られること、混合物としたのちの粉体
流動性にすぐれること、そして加温された状態で
の酸化の傾向が著しく小さいことなどの特長を有
していることが分つた。
このような諸特性は、本発明の固体潤滑剤を製
造するに当つて射出成形等の量産性に富む技術の
適用を可能とする点できわめて重要であるが、そ
の理由は以下に述べる説明から明らかになるであ
ろう。
アトマイズ鉛粉末の配合量は重量比で77〜90%
で、90%を超して多量に配合すると、負荷があま
り大きくない適用において摩擦係数の増大を招
く。また77%未満では摺動面に対して固体潤滑被
膜の形成能が落ちるばかりでなく、ペレツト状固
形物としたときの機械的強度を低下せしめる。
本発明に使用されるPTFE粉末は、数10ミクロ
ン以下望ましくは数ミクロンないし10数ミクロン
の粒度を有し、分散性および粉末流動性にすぐれ
るものであつて、たとえば日本バルカー社製の焼
成PTFE粉末ユノンP(商品名)、三井フロロケ
ミカル社製のふつ素樹脂潤滑粉TLP−10F(商品
名)などが望ましい。
これらのPTFE粉末は、成形材料として使用さ
れるPTFE粉末(「生テフロン(商品名)」などと
称して、上述したものとは区別される)とは異な
り、粒子間凝集性がなく(したがつてこのもの自
体は成形性に有していない)さらさらした感触の
微粉末である。
したがつて、これらPTFE粉末は本発明の固体
潤滑剤成分として、固体潤滑剤の強度向上には寄
与しない。そこで、これらPTFE粉末に上述した
「生テフロン」粉末を加えることによつて、その
機械的強度の向上をはかることができるが、粉末
成分の分散性、成形性を損なうから、もし混用す
る場合でもその添加量はPTFE成分合量に対して
重量比で20%以上とすることが望ましい。
これらPTFE粉末あるいは混合粉末成分は、全
体に対して重量比で7.5〜1.5%配合される。15%
を越えて多量に配合すると固体潤滑剤の機械的強
度を損ない、7.5%未満では良好な潤滑性能が発
揮されない。
ポリオレフイン樹脂は、本発明の固体潤滑剤成
分としてユニークは存在である。
その第一の機能は、実質的に結合剤としての役
割を有することで、固体潤滑剤の機械的強度を著
しく高めることである。
ただし、このポリオレフイン樹脂成分は単に粉
末として配合されかつ組成物中において粒状を保
つて分散されている状態では機械的強度の向上を
はかることはできない。望ましくは各成分の撹拌
混練工程において、そしてとくに成形工程におい
て、ポリオレフイン樹脂成分は軟化溶融されるこ
とが必要である。このような軟化溶融工程を経る
ことによつて、ポリオレフイン樹脂成分は単に粒
状を呈して組織中に分散しているのではなく、成
分粒子の粒界を埋めるように不定形に存在する。
特公昭51−3859における固体潤滑剤中のポリエチ
レン樹脂成分の存在態様とのこのような違いが、
機械的強度向上に大きく寄与していることが実験
の結果確認された。
ポリオレフイン樹脂成分の第二の機能は、ポリ
オレフイン樹脂が後述するワツクスと相溶する性
質を有効に利用し、固体潤滑剤からワツクス成分
のみが過度にすべり面に供給されたり、あるいは
加温時の機械的強度の低下を防止せしめる点にあ
る。
ポリオレフイン樹脂は、その軟化溶融温度以上
の温度で、ワツクス類との相溶性が著しく大きく
なり、常温ではほとんど相溶性をもたないワツク
ス類とも相溶して、かかる熱履歴を経て常温に戻
した状態ではワツクス類をポリオレフイン樹脂内
部に保持している。
本発明に使用されるポリオレフイン樹脂として
は、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂をし
てポリブテン樹脂などを例示することができ、と
くにあまり分子量の大きくない低密度ポリエチレ
ン樹脂が望ましい。
粒度は混合性の点から数ミクロン以下であれば
よく、配合量は重量比で1〜3%が望ましい。
3%を超えて多量に配合すると、被膜形成能お
よび潤滑性能に悪影響を及ぼすばかりでなく、寸
法精度のよいパレツトを得ることができにくい。
1%未満では結合効果が乏しく固体潤滑剤の強度
向上に寄与しない。
本発明に使用するワツクス類は、固体潤滑剤の
成分として摩擦係数の低下と、固体潤滑剤をすべ
り面に供給するのを助ける役割を有する、また混
合物を成形するに際しその流動性を高める効果お
よびかつ離型効果もある。
ワツクス類としては、融点がおおむね50℃以上
のロウ状を呈するもので、炭化水素系ワツクス、
高級脂肪酸、高級脂肪酸誘導体のほか、高級アル
コール、多価アルコールなどいずれか一種または
二種以上を混ぜて使用することができる。
炭化水素系ワツクスとしては、炭素数がおおむ
ね24以上のパラフイン系ワツクス、26以上のオレ
フイン系ワツクス、2g以上のアルキルベンゼン
などがよく、このほか結晶質のマイクロクリスタ
ルワツクスなどを有効に使用できる。
高級脂肪酸としては、炭素数がおおむね14以上
の飽和脂肪酸たとえばミリスチン酸、ステアリン
酸など、そして炭素数がおおむね1g以上の不飽
和脂肪酸たとえばパリナリン酸などが有効に使用
できる。
高級脂肪酸誘導体としては○イ高級脂肪酸エステ
ルたとえば炭素数が22以上の高級脂肪酸のメチル
およびエチルエステル、炭素数がおおむね16以上
の高級脂肪酸と炭素数がおおむね15以上の高級一
価アルコールとのエステル、そして炭素数がおお
むね12以上の高級脂肪酸のモノ、ジグリセライ
ド、さらに炭素数が14以上の高級脂肪酸のトリグ
リセライドなど、○ロ高級脂肪酸塩たとえば、リチ
ウム、バリウム、カルシウムなどアルカリおよび
アルカリ土類金属のステアレイトなど、○ハその他
として、高級脂肪剤アミド、ケト脂肪酸およびそ
のエステルなどが有効に使用できる。
このほか、ロウ状物質として、ソルビタン、マ
ンニタンなどの多価アルコールおよびそのオレイ
ン酸エステルが有効である。
ワツクス成分の配合量は、重量比で1.5〜5%
が望ましい。5%を超えると固体潤滑剤としての
機械的強度を損ない、1.5%未満では成形性なら
びに固体潤滑剤としての低摩擦性も損なう。
製造条件
以上に述べた組成を有する粉末成分を熱ロール
を通して、あるいは高速撹拌翼と加熱冷却装置
(とくに冷却装置)を附帯せしめた混合機を用い
てポリオレフイン樹脂成分が少なくとも部分的に
溶融を開始する程度に混練または撹拌する。高速
撹拌による場合、樹脂成分の溶融は混合物の撹拌
時の摩擦熱によつて進行する。樹脂成分の溶融が
始まると撹拌軸の回転トルクは急上昇する。トル
クメーターもしくは電流計の指針によつてこれを
確認することができる。そこで内容物の強制もし
くは自然冷却をはかると同時に撹拌翼の回転数を
落とす。
ワツクス成分は、この樹脂成分をともなう撹拌
混合工程においてその大部分が樹脂成分に吸収さ
れる。
このようにして得られた粉粒状の混合物は、こ
れをそのままもしくはさらに造粒工程を経て、加
熱加圧成形し、ペレツトなどの固体潤滑剤とす
る。
本発明のペレツト状固体潤滑剤は、圧縮成形に
よつても得ることができるが、とくに量産性にす
ぐれる射出成形が可能である点を特徴とする。
この成形工程において、成形温度はポリオレフ
イン樹脂成分の軟化する温度以上であることが、
得られるペレツト状固体潤滑剤の機械的強度向上
のためとくに必要である。
スクリユウタイプ射出成形機はプランジヤータ
イプ射出成形機に比べて、成形材料の混練と溶融
が同時にしかも十分に行なわれ易い。
したがつて、本発明の固体潤滑剤の粉末成分の
混合から成形までの過程で、ポリオレフイン樹脂
成分の溶融は、この成形工程にのみゆだね、混合
工程においては該樹脂を溶融せしめない混合粉末
を成形材料とすることである。
前述した粉末混合工程におけるポリオレフイン
樹脂成分の溶融は、得られた混合粉末の均一性の
向上と、粉末の粒状化が進行することによる成形
性の向上、そして成形材料としての取扱い易さの
向上にある。
以上、本発明の好ましい実施態様につき説明し
たものであるが、本発明はこれらに限定されるも
のではない。
実施例
いずれも重量比で、日本工業規格標準篩(JIS
Z−8801)の200メツシユを通過するアトマイズ
鉛粉末85%、PTFE粉末(三井フロロケミカル社
製のふつ素樹脂潤滑粉TLP−10F)10.5%、密度
0.920、融点105〜111℃の45メツシユを通過する
ポリエチレン粉末(製鉄化学社製、フローセン
G701)1.5%、125゜下パラフインワツクス2に
対してリチウムステアレート1重量部の混合ワツ
クス3%を、冷却装置を有する高速ミキサーを用
いて1000回転/分で撹拌混合した。7分後、撹拌
軸の回転トルクや急上昇(内容物温度120℃)し
たので、冷却装置に冷水を通して内容物を冷却す
るとともに回転度を500回転/分に落して15分撹
拌を続け、内容物の温度が65℃以下になつた時点
でミキサーから取出した。
このようにして得られた粉粒状の混合物をスク
リユウタイプ射出成形機を用いて
成形温度:後部120〜140℃、中間部140〜180℃、
前後150〜170℃
射出圧力:1400Kg/cm2
金型温度:40℃
スクリユ回転数:80回転/分
の条件で成形し、直径14mm、高さ16mmの円柱状ペ
レツトを得た。
実施例
実施例によつて得られた粉粒状混合物を、圧
縮成形機を用いて、
粉粒状混合物の予熱温度 110〜115℃
成形圧力 300Kg/cm2
金型温度 40℃
の条件で成形し、直径14mm、高さ16mmの円柱状ペ
レツトを得た。
実施例
いずれも重量比で、日本工業規格標準篩(JIS
Z−8801)の200メツシユを通過するアトマイズ
鉛粉末84%、PTFE粉末(日本バルカー社製ユノ
ンP10に対して三井フロロケミカル社製テフロン
7Jを1重量部混合)11.5%、密度0.920、融点105
〜111℃の45メツシユを通過するポリエチレン粉
末(製鉄化学社製フローセンG701)1.5%、高級
脂肪酸アミド(ステアリン酸アミド75、パルミチ
ン酸アミド22、オレイン酸アミド3重量部の混合
物)3%を、冷却装置付高速ミキサーを用いて
1000回転/分で撹拌混合した。6分後、撹拌軸の
回転トルクが急上昇(内容物温度115℃)したの
で、冷却装置に冷水を通して内容物を冷却すると
ともに回転数を450回転/分に落して約15分撹拌
を続けた。
このようにして得られた粉粒状の混合物をプラ
ンジータイプの射出成形機を用いて
成形温度:後部150℃、中間部150℃、前部155℃
射出圧力:1200Kg/cm2
金型温度:30℃
の条件で成形して直径14mm、高さ16mmの円柱状ペ
レツトを得た。
このようにして得られた本発明のペレツト状固
体潤滑剤の物理的、機械的性質と潤滑性能などに
ついて実験した結果を表に示す。
表中、本発明品とは実施例によるもの、比較
品は特公昭51−3859による固体潤滑剤である。
摩擦係数の値は、
荷重:300Kg/cm2、スラスト荷重
すべり速度:1.02m/min
試験片:アルミマンガン青銅摺動面に、固体潤滑
剤
The present invention relates to improvements in solid lubricants and methods for producing the same. Hitherto, solid lubricants of this type containing lead as a main component have been developed, such as Japanese Patent Publication No. 51-3859 and Japanese Patent Publication No. 43-9498, which have achieved considerable success in their respective intended uses. In the case of solid lubricants used by being embedded in grooves or holes drilled in the sliding surface of a bearing, the solid lubricant is easily introduced into the sliding surface by the sliding of the mating material, and there is a strong bond there. It is desired that a film is formed, and that the formed film can withstand repeated friction for a long period of time, and that it also has excellent self-repairing properties in the event that the film breaks. The ability of solid lubricants to be introduced into sliding surfaces or to self-repair depends on several factors, such as the arrangement and embedding of the solid lubricant on the sliding surface, and the properties of the solid lubricant itself. However, at least when used under high load conditions or relatively high temperature atmospheres, or when used in combination with lubricants such as grease, solid lubricants themselves have considerable mechanical It has physical strength, heat resistance, and oil resistance, so it can prevent solid lubricants from sinking into holes in which they are embedded, leaking onto sliding surfaces, or being exposed to grease. It is desirable that the function will not be impaired due to dissolution. The solid lubricant disclosed in Japanese Patent Publication No. 51-3859 is made of lead (however, stamped lead as an example), lead monoxide, PTFE, and wax, with polyethylene disposed thereon. Solid lubricant pellets have a large elastic strain limit,
Moreover, it is molded under an extremely high molding pressure (at least 2 tons/cm 2 , especially 5 to 7 tons/cm 2 ), and as a result of the relaxation of the compressive pressure stress, it can be molded over time (even more quickly in a heated state). b) The solid lubricant has the property of expanding as a whole. When the solid lubricant expands inside the buried hole,
Since expansion is restricted in areas other than the sliding surface, the solid lubricant expands so as to protrude from the sliding surface. In this way, good contact between the solid lubricant and the mating material is maintained. However, solid lubricants and the holes in which they are buried generally do not have very precise dimensions;
There is a small gap between the solid lubricant and the buried hole, and especially under high load conditions, the solid lubricant flows to fill the gap, causing the solid lubricant to have the above-mentioned effect. Even if such expansibility were to remain, our objective of good contact with the mating material would no longer be satisfactorily achieved. The polyethylene component in the solid lubricant shown in Japanese Patent Publication No. 51-3859 is microscopically dispersed in the form of particles, and the component present at the grain boundaries of these polyethylene particles and lead particles is wax. Therefore, the mechanical strength is not great, and the oil resistance is not necessarily sufficient. The present invention has been made to solve such problems. In other words, the object of the present invention is to provide excellent lubrication performance;
Moreover, it is an object of the present invention to provide a pellet-like solid lubricant having high mechanical strength. Another object of the present invention is to provide a solid lubricant obtained by molding, particularly a solid lubricant obtained by injection molding that can be mass-produced. Yet another object of the present invention is to provide a solid lubricant that is difficult to dissolve in lubricating oils, greases, and the like. Yet another object of the present invention is to mix the components of atomized lead powder, PTFE powder, polyolefin resin powder, and waxes, stir and knead until the polyolefin component in the mixture is at least partially melted, and then stir and knead the mixture until the polyolefin component in the mixture is at least partially melted. The object of the present invention is to provide a method for efficiently producing a solid lubricant by heating and press-molding a powdery mixture obtained by cooling the polyolefin component to a temperature below the melting point of the polyolefin component. Hereinafter, the composition of the solid lubricant of the present invention and its manufacturing conditions will be explained in more detail. Composition In the present invention, the atomized lead powder has a substantially granular particle shape, and is preferably a powder that passes 200 meshes, particularly 250 meshes, on a Japanese Industrial Standards standard sieve. This atomized lead powder differs from stamped (crushed) lead powder, which has an irregular particle shape, in that it has a large apparent density and extremely low agglomeration in the same powder size distribution. For example, stamped lead powder that passes 90% or more of 250 mesh has an apparent density of 1.9 to 2.4 g/cm 3
On the other hand, the atomized lead powder has the same particle size distribution of 5.2 to 5.8 g/cm 3 . According to experiments conducted by the present inventors, the atomized lead powder has excellent miscibility with other components of the present invention, a homogeneous dispersion can be obtained, and the powder has excellent fluidity after being made into a mixture. It was also found that it has the advantage of having a significantly low tendency to oxidize under heated conditions. These various characteristics are extremely important in that they enable the application of techniques with high mass productivity such as injection molding when producing the solid lubricant of the present invention, and the reason for this is as explained below. It will become clear. The blended amount of atomized lead powder is 77-90% by weight.
If the amount exceeds 90%, the friction coefficient will increase in applications where the load is not very large. Moreover, if it is less than 77%, not only the ability to form a solid lubricating film on sliding surfaces decreases, but also the mechanical strength when formed into pellet-like solids decreases. The PTFE powder used in the present invention has a particle size of several tens of microns or less, preferably several microns to several tens of microns, and has excellent dispersibility and powder flowability. Powder Yunon P (trade name), fluorine resin lubricating powder TLP-10F (trade name) manufactured by Mitsui Fluorochemical Co., Ltd., etc. are preferable. These PTFE powders differ from the PTFE powders used as molding materials (referred to as "Raw Teflon (trade name)" to distinguish them from the ones mentioned above), and have no interparticle cohesiveness (but It is a fine powder with a smooth feel (the material itself does not have moldability). Therefore, these PTFE powders do not contribute to improving the strength of the solid lubricant as a component of the solid lubricant of the present invention. Therefore, by adding the above-mentioned "Raw Teflon" powder to these PTFE powders, it is possible to improve their mechanical strength, but this will impair the dispersibility and moldability of the powder components, so even if they are used together. The amount added is preferably 20% or more by weight based on the total amount of PTFE components. These PTFE powder or mixed powder components are blended in an amount of 7.5 to 1.5% by weight based on the total weight. 15%
If the amount exceeds 7.5%, the mechanical strength of the solid lubricant will be impaired, and if it is less than 7.5%, good lubrication performance will not be exhibited. Polyolefin resin is unique as a solid lubricant component of the present invention. Its first function is to substantially increase the mechanical strength of the solid lubricant by acting as a binder. However, if this polyolefin resin component is simply blended as a powder and dispersed in the composition while maintaining granularity, it is not possible to improve the mechanical strength. Desirably, the polyolefin resin component needs to be softened and melted during the stirring and kneading process of each component, and especially during the molding process. By going through such a softening and melting process, the polyolefin resin component does not simply take on a granular shape and is dispersed in the structure, but instead exists in an amorphous shape so as to fill the grain boundaries of the component particles.
This difference from the state of existence of polyethylene resin components in solid lubricants in Japanese Patent Publication No. 51-3859,
Experiments confirmed that it greatly contributed to improving mechanical strength. The second function of the polyolefin resin component is to effectively utilize the property of polyolefin resin to be compatible with wax, which will be described later, to prevent excessive supply of only the wax component from the solid lubricant to the sliding surface, or to prevent the machine from heating during heating. The purpose is to prevent a decline in the strength of the target. Polyolefin resin becomes significantly more compatible with waxes at temperatures above its softening and melting temperature, and is also compatible with waxes that have little compatibility at room temperature, and after this thermal history returns to room temperature. In this state, waxes are held inside the polyolefin resin. Examples of the polyolefin resin used in the present invention include polyethylene resin, polypropylene resin, and polybutene resin, and low-density polyethylene resin whose molecular weight is not very large is particularly desirable. The particle size may be several microns or less from the viewpoint of miscibility, and the blending amount is preferably 1 to 3% by weight. If the amount exceeds 3%, not only will it have a negative effect on film forming ability and lubrication performance, but it will also be difficult to obtain a pallet with good dimensional accuracy.
If it is less than 1%, the binding effect is poor and it does not contribute to improving the strength of the solid lubricant. The waxes used in the present invention have the role of reducing the coefficient of friction as a component of the solid lubricant and helping to supply the solid lubricant to the sliding surface, and also have the effect of increasing the fluidity of the mixture when molded. It also has a mold release effect. Waxes are wax-like waxes with a melting point of approximately 50°C or higher, including hydrocarbon waxes,
In addition to higher fatty acids and higher fatty acid derivatives, higher alcohols and polyhydric alcohols can be used alone or in combination of two or more. As the hydrocarbon wax, paraffin waxes with a carbon number of approximately 24 or more, olefin waxes with a carbon number of 26 or more, alkylbenzenes with a carbon number of 2 g or more are suitable, and crystalline microcrystal waxes can also be effectively used. As higher fatty acids, saturated fatty acids having approximately 14 or more carbon atoms, such as myristic acid and stearic acid, and unsaturated fatty acids having approximately 1 g or more carbon atoms, such as parinaric acid, can be effectively used. Examples of higher fatty acid derivatives include higher fatty acid esters such as methyl and ethyl esters of higher fatty acids having 22 or more carbon atoms, esters of higher fatty acids having approximately 16 or more carbon atoms and higher monohydric alcohols having approximately 15 or more carbon atoms, Mono- and diglycerides of higher fatty acids with carbon numbers of approximately 12 or more, triglycerides of higher fatty acids with carbon numbers of 14 or more, As others, higher fatty amides, keto fatty acids and their esters can be effectively used. In addition, polyhydric alcohols such as sorbitan and mannitan, and their oleic acid esters are effective as waxy substances. The amount of wax component blended is 1.5 to 5% by weight.
is desirable. If it exceeds 5%, the mechanical strength as a solid lubricant will be impaired, and if it is less than 1.5%, the moldability and low friction properties as a solid lubricant will also be impaired. Manufacturing conditions The polyolefin resin component begins to melt at least partially by passing the powder component having the composition described above through a heated roll or using a mixer equipped with a high-speed stirring blade and a heating/cooling device (especially a cooling device). Knead or stir to a moderate degree. When high-speed stirring is used, melting of the resin component proceeds due to frictional heat generated during stirring of the mixture. When the resin component begins to melt, the rotational torque of the stirring shaft increases rapidly. This can be confirmed by the pointer of a torque meter or ammeter. Therefore, the contents are forcedly or naturally cooled and at the same time the rotational speed of the stirring blade is reduced. Most of the wax component is absorbed into the resin component during the stirring and mixing process involving the resin component. The powdery mixture thus obtained is molded under heat and pressure either as it is or through a granulation step to form a solid lubricant such as pellets. Although the solid lubricant pellets of the present invention can be obtained by compression molding, they are particularly characterized by the fact that they can be molded by injection molding, which is particularly suitable for mass production. In this molding process, the molding temperature must be higher than the temperature at which the polyolefin resin component softens.
This is particularly necessary for improving the mechanical strength of the resulting pellet solid lubricant. Compared to a plunger type injection molding machine, a screw type injection molding machine can easily knead and melt the molding material simultaneously and sufficiently. Therefore, in the process from mixing the powder components of the solid lubricant of the present invention to molding, the melting of the polyolefin resin component is left only to this molding step, and the mixed powder is molded without melting the resin in the mixing step. It is to be used as a material. The melting of the polyolefin resin component in the powder mixing process described above improves the uniformity of the obtained mixed powder, improves moldability due to the progress of granulation of the powder, and improves ease of handling as a molding material. be. Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto. Examples All weight ratios are as follows: Japanese Industrial Standard Standard Sieve (JIS)
85% atomized lead powder passing through 200 meshes of Z-8801), 10.5% PTFE powder (fluoropolymer lubricating powder TLP-10F manufactured by Mitsui Fluorochemical Co., Ltd.), density
0.920, a polyethylene powder that passes through a 45 mesh with a melting point of 105 to 111°C (manufactured by Steel Chemical Co., Ltd., Frozen)
G701) 1.5%, 125° lower paraffin wax 2 to 3% mixed wax of 1 part by weight of lithium stearate was stirred and mixed at 1000 revolutions/min using a high speed mixer equipped with a cooling device. After 7 minutes, the rotational torque of the stirring shaft suddenly increased (the temperature of the contents was 120℃), so we cooled the contents by passing cold water through the cooling device, lowered the rotation rate to 500 rpm, and continued stirring for 15 minutes. The mixture was removed from the mixer when the temperature reached 65°C or lower. The powdery mixture thus obtained was molded using a screw-type injection molding machine at a temperature of 120 to 140°C for the rear part, 140 to 180°C for the middle part,
Molding was carried out under the following conditions: 150 to 170° C. Injection pressure: 1400 Kg/cm 2 Mold temperature: 40° C. Screw rotation speed: 80 revolutions/min to obtain cylindrical pellets with a diameter of 14 mm and a height of 16 mm. Example The powdery mixture obtained in the example was molded using a compression molding machine under the following conditions: Preheating temperature of the powdery mixture: 110-115℃ Molding pressure: 300Kg/cm 2 Mold temperature: 40℃ A cylindrical pellet of 14 mm and height of 16 mm was obtained. Examples All weight ratios are as follows: Japanese Industrial Standard Standard Sieve (JIS)
84% atomized lead powder passing through 200 meshes of Z-8801), PTFE powder (Teflon manufactured by Mitsui Fluorochemical Co., Ltd. for Yunon P10 manufactured by Nihon Valqua Co., Ltd.)
1 part by weight of 7J) 11.5%, density 0.920, melting point 105
1.5% of polyethylene powder (Frosene G701, manufactured by Seitetsu Kagaku Co., Ltd.) and 3% of higher fatty acid amide (a mixture of 75 parts by weight of stearic acid amide, 22 parts by weight of palmitic acid amide, and 3 parts by weight of oleic acid amide) were cooled and passed through a 45-mesh mesh at ~111°C. Using a high speed mixer with equipment
The mixture was stirred and mixed at 1000 revolutions/minute. After 6 minutes, the rotational torque of the stirring shaft suddenly increased (the temperature of the contents was 115°C), so cold water was passed through the cooling device to cool the contents, the rotation speed was lowered to 450 rpm, and stirring was continued for about 15 minutes. The powdery mixture thus obtained is molded using a plunge-type injection molding machine at temperatures: 150℃ for the rear, 150℃ for the middle, and 155℃ for the front.Injection pressure: 1200Kg/ cm2.Mold temperature: 30℃. The pellets were molded at ℃ to obtain cylindrical pellets with a diameter of 14 mm and a height of 16 mm. The results of experiments regarding the physical and mechanical properties and lubricating performance of the pellet solid lubricant of the present invention thus obtained are shown in the table. In the table, the products of the present invention are those according to Examples, and the comparative products are solid lubricants according to Japanese Patent Publication No. 51-3859. The friction coefficient values are: Load: 300Kg/cm 2 , Thrust load sliding speed: 1.02m/min Test piece: Aluminum manganese bronze sliding surface, solid lubricant
【表】
ペレツトを、金摺動面に対して27%占めるよう
に埋込んだもの。
相手材:クロムモリブデン鋼22種。高周波焼入れ
材、ロツクウエル硬さC50〜51
試験時間:2000サイクル(測定時点)
表からも理解できるように、本発明の固体潤滑
剤は物理的、機械的強度にすぐれており、圧縮強
さは比較品に対して2倍以上、そして硬さも大で
かつ破壊に至る圧縮変形率も大である。すなわ
ち、比較品に比べて著しく強靭性が大となつてい
る。
このような特徴は、使用したポリエチレン成分
が固体潤滑剤ペレツト製造時に溶融工程を経てお
り、他成分を互に結合する役割を果しているため
と考えられる。
本発明者らの実験によれば、鉛を含む固体潤滑
剤の成形工程において、成形温度が高かつたり
(たとえば200℃以下においても)、成形機のバレ
ル中における滞留時間が長い場合などでは、往々
にして鉛成分が酸化して黄色の酸化鉛の生成が観
察されるが、アトマイズ鉛粉末を使用すると、こ
のような弊害は完全に回避することができた。酸
化鉛粉末(PbO)はこのもの自体低摩擦物質であ
るので、潤滑性の観点からは問題ないが、本発明
の固体潤滑剤成分としては、このものの生成や混
用は機械的強度を損なうばかりでなく、色調にも
むらを生じるので排除されるべきである。因み
に、本発明の同一組成で鉛成分としてアトマイズ
粉末の代りにスタンプ粉末を使用すると、射出成
形そのものが不可能であり、バレル中の鉛成分は
酸化鉛に変化(黄変)して了つていた。
アトマイズ鉛粉末を用いると、比較品と比べて
ワツクス量、ポリオレフイン量のいずれもが小量
であるにもかかわらず射出成形が可能であり、し
かも鉛成分の酸化(黄変化)は認められない。
耐油性の向上は、本発明の固体潤滑剤中のワツ
クス成分がこのワツクス成分が少いためと、併用
しているポリオレフイン成分がこのワツクス成分
をほとんど大部分吸収して了つているためと考え
られる。
以上説明したように、本発明の固体潤滑剤は、
従来のものに比較して著しく性能が改善されてお
り、とくに埋込用固体潤滑剤としては著大の効果
を奏するものである。[Table] Pellets are embedded to account for 27% of the gold sliding surface. Compatible material: Chromium molybdenum steel type 22. Induction hardened material, Rockwell hardness C50~51 Test time: 2000 cycles (measurement time) As can be seen from the table, the solid lubricant of the present invention has excellent physical and mechanical strength, and the compressive strength is It is more than twice as hard as the other products, and has a high hardness and a high compressive deformation rate that leads to destruction. In other words, the toughness is significantly greater than that of comparative products. This characteristic is thought to be due to the fact that the polyethylene component used undergoes a melting process during the production of solid lubricant pellets, and plays the role of bonding other components together. According to experiments conducted by the present inventors, in the molding process of solid lubricants containing lead, if the molding temperature is high (for example, below 200°C) or the residence time in the barrel of the molding machine is long, Often, the lead component oxidizes and the formation of yellow lead oxide is observed, but when atomized lead powder was used, such adverse effects could be completely avoided. Lead oxide powder (PbO) is itself a low-friction substance, so there is no problem in terms of lubricity, but as a solid lubricant component of the present invention, the production or mixing of this powder will only impair mechanical strength. It should be excluded because it causes uneven color tone. Incidentally, if stamp powder is used instead of atomized powder as the lead component in the same composition of the present invention, injection molding itself will not be possible, and the lead component in the barrel will change to lead oxide (yellowing) and end up. Ta. When atomized lead powder is used, injection molding is possible despite the fact that both the amount of wax and the amount of polyolefin are small compared to comparative products, and oxidation (yellowing) of the lead component is not observed. The improvement in oil resistance is thought to be due to the fact that the wax component in the solid lubricant of the present invention contains a small amount of this wax component, and also because the polyolefin component used in combination has absorbed most of this wax component. As explained above, the solid lubricant of the present invention is
The performance is significantly improved compared to conventional lubricants, and it is particularly effective as an embedded solid lubricant.
Claims (1)
化エチレン樹脂7.5〜15%、ポリオレフイン樹脂
1〜3%、そしてワツクス類1.5〜5%からなる
固体潤滑剤。 2 重量比でアトマイズ鉛粉末77〜90%、四ふつ
化エチレン樹脂7.5〜15%、ポリオレフイン樹脂
1〜3%、そしてワツクス類1.5〜5%からなる
混合粉末を、ポリオレフイン成分の軟化点以上の
温度で加熱加圧成形して成る固体潤滑剤。 3 重量比でアトマイズ鉛粉末77〜90%、四ふつ
化エチレン樹脂7.5〜15%、ポリオレフイン樹脂
1〜3%およびワツクス類1.5〜5%からなる混
合粉末を、ポリオレフイン成分の軟化点以上の温
度で加熱加圧成形することを特徴とする固体潤滑
剤の製造方法。 4 重量比でアトマイズ鉛粉末77〜90%、四ふつ
化エチレン樹脂粉末7.5〜15%、ポリオレフイン
樹脂粉末1〜3%、そしてワツクス類1.5〜5%
の各成分粉末を混合し、該混合物をそのポリオレ
フイン成分が少なくとも溶融し始めるまで撹拌混
練したのち、全体をポリオレフイン成分の融点以
下の温度に冷却し、このようにして得られた粉粒
状混合物をポリオレフイン成分の軟化点以上の温
度で加熱加圧成形することを特徴とする固体潤滑
剤の製造方法。 5 前記加熱加圧成形が射出成形であることを更
に特徴とする特許請求の範囲第4項に記載の方
法。[Scope of Claims] 1. A solid lubricant comprising 77-90% by weight of atomized lead powder, 7.5-15% of tetrafluoroethylene resin, 1-3% of polyolefin resin, and 1.5-5% of waxes. 2 A mixed powder consisting of 77 to 90% by weight of atomized lead powder, 7.5 to 15% of tetrafluoroethylene resin, 1 to 3% of polyolefin resin, and 1.5 to 5% of waxes is heated to a temperature above the softening point of the polyolefin component. A solid lubricant made by heating and pressure molding. 3 A mixed powder consisting of 77 to 90% by weight of atomized lead powder, 7.5 to 15% of tetrafluoroethylene resin, 1 to 3% of polyolefin resin, and 1.5 to 5% of waxes is heated at a temperature higher than the softening point of the polyolefin component. A method for producing a solid lubricant, which comprises heating and press molding. 4. Atomized lead powder 77-90%, tetrafluoroethylene resin powder 7.5-15%, polyolefin resin powder 1-3%, and waxes 1.5-5% by weight.
After mixing the powders of each component and stirring and kneading the mixture until at least the polyolefin component begins to melt, the whole is cooled to a temperature below the melting point of the polyolefin component. A method for producing a solid lubricant, which comprises heating and press molding at a temperature above the softening point of the ingredients. 5. The method according to claim 4, further characterized in that the heat and pressure molding is injection molding.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11850979A JPS5643397A (en) | 1979-09-14 | 1979-09-14 | Solid lubricant and production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11850979A JPS5643397A (en) | 1979-09-14 | 1979-09-14 | Solid lubricant and production thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5643397A JPS5643397A (en) | 1981-04-22 |
| JPS6212839B2 true JPS6212839B2 (en) | 1987-03-20 |
Family
ID=14738395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11850979A Granted JPS5643397A (en) | 1979-09-14 | 1979-09-14 | Solid lubricant and production thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5643397A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008029510A1 (en) | 2006-09-06 | 2008-03-13 | Oiles Corporation | Solid lubricant and slidable member |
-
1979
- 1979-09-14 JP JP11850979A patent/JPS5643397A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008029510A1 (en) | 2006-09-06 | 2008-03-13 | Oiles Corporation | Solid lubricant and slidable member |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5643397A (en) | 1981-04-22 |
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