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低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法

文檔序號(hào):5250625閱讀:243來源:國(guó)知局

專利名稱::低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
:本發(fā)明涉及低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的改進(jìn),且更具體地涉及能夠降低在機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)或類似機(jī)器的滑動(dòng)部位的摩擦阻力從而改進(jìn)節(jié)油性能的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)
:與過去相比,現(xiàn)今強(qiáng)烈要求內(nèi)燃機(jī)提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、提高壓縮比及減輕重量和改進(jìn)燃料消耗。認(rèn)為這可以通過降低在發(fā)動(dòng)機(jī)的滑動(dòng)部位的摩擦來達(dá)到。作為達(dá)到在發(fā)動(dòng)機(jī)中的滑動(dòng)部位降低摩擦和改進(jìn)耐磨耗性與抗咬合性的措施,迄今已經(jīng)采用了以潤(rùn)滑性涂料來涂布基材,該潤(rùn)滑性涂料通過在粘結(jié)劑如聚酰胺-酰亞胺、聚酰亞胺、環(huán)氧樹脂或類似物質(zhì)中共混固體潤(rùn)滑劑如二硫化鉬、石墨、聚四氟乙烯等而制備。更具體地,如日本專利No.3017626中所公開的,已建議以滑動(dòng)用樹脂組合物形成潤(rùn)滑性涂料,該滑動(dòng)用樹脂組合物包括50至73wt。/。的由聚酰胺-酰亞胺和聚酰亞胺的至少之一制成的粘結(jié)劑和27至50wt。/。的含有3至15wt。/o聚四氟乙烯、20至30wt。/o二硫化鉬和2至8wt。/o石墨的固體潤(rùn)滑劑。另外,在日本專利臨時(shí)公布No.2004-149622中已建議在滑動(dòng)構(gòu)件的基質(zhì)(matrix)表面的至少一部分(用作滑動(dòng)表面)形成以干涂布膜潤(rùn)滑劑制成的涂布膜層,該干涂布膜潤(rùn)滑劑包含以選自聚酰胺樹脂、環(huán)氧硅烷和環(huán)氧樹脂的至少之一和選自氮化硅和氧化鋁的硬顆粒形成的涂布膜改進(jìn)劑。該基質(zhì)表面的至少一部分以條紋形成以具有所謂的十點(diǎn)平均粗糙度的表面粗糙度8至18pmRz
發(fā)明內(nèi)容然而,對(duì)于以上日本專利No.3017626中7>開的滑動(dòng)用^f對(duì)脂組合物,在滑動(dòng)部位的摩擦降低主要是由聚四氟乙烯的加入來實(shí)現(xiàn)的。在這點(diǎn)上,聚四氟乙烯妨礙樹脂組合物的親油性,因此,從保證潤(rùn)濕性的角度出發(fā),它的加入量受到限制。因此,摩擦降低效果存在限制,遇到獲得進(jìn)一步降低摩擦效果的困難。對(duì)于日本專利臨時(shí)公布No.2004-149622中所公開的由干涂布膜潤(rùn)滑劑制成的以上涂布膜層,能夠提高滑動(dòng)構(gòu)件的耐磨耗性。然而,滑動(dòng)構(gòu)件的摩擦依賴于涂布膜層的基質(zhì)樹脂的摩擦系數(shù),因而,為了達(dá)到摩擦降低,要求將固體潤(rùn)滑劑如聚四氟乙烯、二硫化鉬、石墨或類似物質(zhì)加入涂布膜層。因此,從摩擦降低的角度來看,該技術(shù)仍不充分。因此,本發(fā)明的目的在于提供改進(jìn)的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu),其能夠有效克服在常規(guī)的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)中遇到的缺點(diǎn)。本發(fā)明的另一目的在于提供改進(jìn)的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu),其中滑動(dòng)構(gòu)件的摩擦系數(shù)能夠極大降低。根據(jù)本發(fā)明,低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括可相互滑動(dòng)接觸的第一和第二滑動(dòng)構(gòu)件。該第一和第二滑動(dòng)構(gòu)件的至少之一具有滑動(dòng)表面部分,該滑動(dòng)表面部分的至少部分由含親水細(xì)顆粒的樹脂材料形成。另外,潤(rùn)滑劑存在于該第一和第二滑動(dòng)構(gòu)件之間且包括含有機(jī)含氧化合物和脂族胺基化合物的至少一種的摩擦改進(jìn)劑。圖l是用于評(píng)價(jià)根據(jù)本發(fā)明的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能的摩擦試驗(yàn)的圓盤-圓柱(cylinder-on-disc)單構(gòu)件往復(fù)摩擦試驗(yàn)機(jī)的主要部分的示意性透視圖。具體實(shí)施方式下面將詳細(xì)討論根據(jù)本發(fā)明的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)。在本申請(qǐng)的說明書中,除非另有說明,濃度、含量和加入量的"%"表示質(zhì)量%。根據(jù)本發(fā)明,低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括可相互滑動(dòng)接觸的第一和第二滑動(dòng)構(gòu)件。該第一和第二滑動(dòng)構(gòu)件的至少之一具有滑動(dòng)表面部分,該滑動(dòng)表面部分的至少部分由含親水細(xì)顆粒的樹脂材料形成。該樹脂材料與相對(duì)滑動(dòng)構(gòu)件表面可滑動(dòng)接觸。另夕卜,潤(rùn)滑劑存在于該第一和第二滑動(dòng)構(gòu)件之間且包括含有機(jī)含氧化合物和脂族胺基化合物的至少一種的摩擦改進(jìn)劑??梢岳斫庠摰谝缓偷诙瑒?dòng)構(gòu)件的至少之一設(shè)置有上述樹脂材料。上述滑動(dòng)表面部分是指含滑動(dòng)構(gòu)件的表面且可與相對(duì)構(gòu)件接觸的薄層。因此,將其中分散親水細(xì)顆粒的樹脂材料用于滑動(dòng)構(gòu)件,并且將包含有機(jī)含氧化合物和/或脂族胺基化合物的摩擦改進(jìn)劑與樹脂材料組合使用。因此,親水細(xì)顆粒吸附摩擦改進(jìn)劑,從而特別是在邊界潤(rùn)滑區(qū)域表現(xiàn)優(yōu)異的潤(rùn)滑特性。這大大降低從發(fā)動(dòng)機(jī)排放的二氧化碳的量,從而提供燃料經(jīng)濟(jì)優(yōu)良的機(jī)動(dòng)車。在此,親水細(xì)顆粒是一次顆?;蛟撘淮晤w粒的聚集體且優(yōu)選具有平均粒徑范圍l至100nm,更優(yōu)選平均粒徑范圍l至10nm。這降低對(duì)相對(duì)構(gòu)件或相對(duì)滑動(dòng)構(gòu)件的沖擊,且擴(kuò)大親水細(xì)顆粒的表面積,從而可以使摩擦改進(jìn)劑趨于更容易地吸附在親水細(xì)顆粒上,以致能夠獲得優(yōu)異的潤(rùn)滑特性。目前在技術(shù)上難以賦予小于lnm的水平的平均粒徑,而如果平均粒徑超過100nm,則難以獲得所需的潤(rùn)滑特性。親水細(xì)顆粒的含量或加入量?jī)?yōu)選不大于10%,基于樹脂材料的總質(zhì)量,通過使耐磨耗性變得優(yōu)異,以致在寬負(fù)載范圍內(nèi)能夠獲得摩擦降低效果。親水細(xì)顆粒的含量更優(yōu)選不大于1%,最優(yōu)選不大于0.1%。藉此,能夠獲得用于降低摩擦的摩擦降低效果而不惡化樹脂材料的膜的特性如勁度和粘合性。因此,親水細(xì)顆粒的含量或加入量降低,從而降低成本。樹脂材料優(yōu)選含聚酰胺樹脂、聚砜樹脂、聚醚酰亞胺、聚醚砜樹脂、聚酰胺-酰亞胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚醚醚酮樹脂或環(huán)氧樹脂或上述樹脂的任意組合的涂布膜。藉此,親水細(xì)顆粒分散于耐熱性高的樹脂涂布膜,從而降低它的由于在滑動(dòng)下的熱產(chǎn)生引起的摩擦、它的耐磨耗性的降低和它的隨時(shí)間推移的劣化。另外,在親水細(xì)顆粒為金剛石顆粒的情況下,與其中在捏合時(shí)將金剛石顆粒混入樹脂塊狀材料中的技術(shù)相比,金剛石顆粒的所需量降低,因而使得可以降低成本。涂布膜具有優(yōu)選范圍l至50iam,更優(yōu)選范圍l至20iim的膜厚度。如果膜厚度小于lpm,效果的連續(xù)性由于滑動(dòng)下涂布膜的磨耗而惡化。如果膜厚度超過50pm,難以獲得滑動(dòng)構(gòu)件滑動(dòng)部位的尺寸精度和涂布膜的粘合性??梢岳斫膺@種涂布膜可以通過例如空氣噴涂、絲網(wǎng)印刷或浸涂形成。包含在潤(rùn)滑劑中的摩擦改進(jìn)劑的含量(或加入量)優(yōu)選基于潤(rùn)滑劑總質(zhì)量,在0.01至5%的范圍內(nèi),更優(yōu)選在0.05至2.5%的范圍內(nèi),最優(yōu)選在0.5至2.5%的范圍內(nèi)。藉此,能夠獲得優(yōu)異的低摩擦特性,同時(shí)在潤(rùn)滑劑如機(jī)油中的溶解性和貯存穩(wěn)定性優(yōu)良。增大摩擦改進(jìn)劑含量實(shí)現(xiàn)燃料經(jīng)濟(jì)的改進(jìn);然而,相對(duì)于成本的增加而言,增大該含量超過5.0%則降低由于加入帶來的效果,且增加摩擦改進(jìn)劑難以溶解以致沉淀的可能性。因此,這樣增加摩擦改進(jìn)劑含量不實(shí)用。另外,如果含量低于0.01%,效果不能預(yù)期,因而含量?jī)?yōu)選不低于0.01%。在將有機(jī)含氧化合物用作摩擦改進(jìn)劑的情況下,有機(jī)含氧化合物優(yōu)選含具有至少一個(gè)羥基和/或至少一個(gè)羧基的化合物。由于具有這種官能團(tuán),有機(jī)含氧化合物被有效地吸附于樹脂材料中的親水細(xì)顆粒,從而能夠獲得優(yōu)異的摩擦特性。此外,有機(jī)含氧化合物優(yōu)選含具有酯4建和/或醚鍵的化合物,從而趨于在潤(rùn)滑劑如機(jī)油或類似物質(zhì)中的溶解性高。另夕卜,有機(jī)含氧化合物優(yōu)選含具有油基的化合物從而趨于在潤(rùn)滑劑如機(jī)油或類似物質(zhì)中的溶解性高。該潤(rùn)滑劑包括基礎(chǔ)油、洗滌劑和摩擦改進(jìn)劑且可適當(dāng)?shù)剡M(jìn)一步包括類似于一般潤(rùn)滑劑的各種添加劑如抗磨劑、無灰分散劑、抗氧化劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑、傾點(diǎn)下降劑、防銹劑、消泡劑等。在此,進(jìn)一步詳細(xì)討論根據(jù)本發(fā)明的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)施方案。布置低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)以使其中分散親水細(xì)顆粒的樹脂滑動(dòng)構(gòu)件A和不含親水細(xì)顆粒的滑動(dòng)構(gòu)件B可相互滑動(dòng)4妄觸。當(dāng)滑動(dòng)在滑動(dòng)構(gòu)件A、B之間進(jìn)行時(shí),低摩擦劑組合物或潤(rùn)滑劑存在于滑動(dòng)構(gòu)件A、B之間。該低摩擦劑組合物含有有機(jī)含氧化合物C和脂族胺基化合物D。在低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)中,滑動(dòng)構(gòu)件A可用另一滑動(dòng)構(gòu)件代替,在該另一滑動(dòng)構(gòu)件中,樹脂材料或樹脂組合物的涂布膜形成于基材表面,即,上迷另一滑動(dòng)構(gòu)件的滑動(dòng)表面部分的至少一部分由樹脂材料或樹脂組合物形成。用于該樹脂滑動(dòng)構(gòu)件A的親水細(xì)顆粒的實(shí)例為金剛石顆粒、二氧化硅顆粒、親水炭黑等。金剛石顆??梢允翘烊换蛉斯さ?;然而,從獲得具有穩(wěn)定粒徑的細(xì)顆粒和降低成本的角度出發(fā),優(yōu)選使用人造金剛石顆粒。作為二氧化硅顆粒,可使用粉碎的二氧化硅顆粒;然而,優(yōu)選使用通過使粉碎的二氧化硅顆粒進(jìn)一步在高溫火焰中進(jìn)行球化處理而獲得的球狀二氧化硅細(xì)顆粒,由此降低對(duì)相對(duì)構(gòu)件的附著特性。設(shè)置該親水炭黑以致將親水基加成至炭黑的表面,該親水炭黑,例如,通過在日本專利No.3691947中^>開的已知方法形成,在該方法中在經(jīng)過臭氧氧化之后使用卣氧化物和酸或過氧化物進(jìn)行濕式氧化。用于人造金剛石的合成方法的實(shí)例為其中在高靜壓13至16GPa和高溫3000至4000。C下,在氣密容器中使石墨相變?yōu)榻饎偸Y(jié)構(gòu)的高溫/高壓法;其中在接近大氣壓的壓力下通過使用曱烷氣或類似氣體為原料,使金剛石晶體在基材上生長(zhǎng)的化學(xué)氣相沉積(CVD)法;以及其中在惰性介質(zhì)中,在氧缺乏炸藥的爆震下,通過對(duì)石墨施加動(dòng)態(tài)沖擊而使石墨相變?yōu)榻饎偸Y(jié)構(gòu)的爆震法。通過爆震法的金剛石具有其中納米級(jí)粒子附聚的結(jié)構(gòu),因而被稱作金剛石簇(clusterdiamond)。由于提供穩(wěn)定的金剛石細(xì)顆粒和生產(chǎn)成本低,優(yōu)選使用這種金剛石。上述滑動(dòng)構(gòu)件A包括基質(zhì)樹脂或其為熱塑性樹脂或熱固性樹脂的塑料。在滑動(dòng)構(gòu)件用在如機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)部件的嚴(yán)苛條件的情況下,基質(zhì)樹脂的優(yōu)選實(shí)例為聚酰胺樹脂、聚砜樹脂、聚醚酰亞胺樹脂、聚醚砜樹脂、聚酰胺-酰亞胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚醚醚酮樹脂和環(huán)氧樹脂。其中,從由于具有不低于250°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度而耐熱性高、由于在分子內(nèi)具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)而使其涂布膜強(qiáng)度高以及對(duì)基材的粘合性優(yōu)異的觀點(diǎn)出發(fā),特別優(yōu)選將聚酰胺樹脂用作基質(zhì)樹脂或包含在基質(zhì)樹脂中。聚酰胺-酰亞胺樹脂在干燥或煅燒下變成涂布膜之前的狀態(tài)下優(yōu)選具有數(shù)均分子量范圍IOOO至10000。該數(shù)均分子量更優(yōu)選在2000至8000的范圍內(nèi),最優(yōu)選在4000至8000的范圍內(nèi)。如果數(shù)均分子量小于IOOO,分子鏈的纏結(jié)較小,從而使樹脂材料或樹脂組合物的耐磨耗性降低。如果數(shù)均分子量超過IOOOO,作為基質(zhì)樹脂的聚酰胺-酰亞胺樹脂的摩擦系數(shù)變得太高,從而使樹脂材料或樹脂組合物的摩擦系數(shù)變得太高。另外,樹脂組合物對(duì)基材的粘合性降低,以致樹脂組合物的剝離趨于發(fā)生。上述親水細(xì)顆粒可在與熔融塑性樹脂或塑料通過雙軸擠出機(jī)捏合時(shí)使用或在分散于涂布材料并在金屬或樹脂材料上作為涂布膜形成時(shí)使用。關(guān)于這一點(diǎn),除金剛石顆粒之外,還可以適當(dāng)?shù)毓不霵TFE(聚四氟乙烯)、MoS2(二發(fā)u化鉬)、石墨等,其對(duì)摩擦和耐磨耗性特性進(jìn)一步有效。這些材料的共混比例可以根據(jù)所釆用的承壓力、速度和潤(rùn)滑條件適當(dāng)選擇?;瑒?dòng)構(gòu)件A的基材(在形成涂布膜之前的狀態(tài)下)例如由鐵類材料如滲碳鋼、淬硬鋼或類似材料,或非鐵金屬如銅基材料、鋅基材料、鋁基材料或類似材料制成。然而,金屬材料如鎂基材料或鈦基材料不適于作為在其上形成涂布膜的基材,這是因?yàn)橥坎寄ぴ谄渖系恼澈闲缘?。相反,上述滑?dòng)構(gòu)件B的構(gòu)成材料不特別限定,而可以與滑動(dòng)構(gòu)件A的材料相同。更具體的,滑動(dòng)構(gòu)件B由例如金屬材料如鐵類材料、銅基材料、鋅基材料、鋁基材料、鎂基材料、鈦基材料等制成。特別是鐵類材料、鋁基材料或鎂基材料可適合用于現(xiàn)有機(jī)器和設(shè)備的滑動(dòng)部位,且對(duì)于對(duì)在各個(gè)領(lǐng)域大幅節(jié)能作出貢獻(xiàn)有效。另外,將非金屬材料如樹脂或塑料、陶瓷和碳材料或類似材料用作滑動(dòng)構(gòu)件B的構(gòu)成材料。上述鐵類材料不特別限定,因此不僅可以包括高純鐵,還包括各種含鎳、銅、鋅、鉻、鈷、鉬、鉛、硅、鈦和這些元素的任意組合的鐵基合金。更具體地,鐵類材料的實(shí)例為根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)的滲碳鋼SCM420和SCr420。當(dāng)使用鐵類材料時(shí),鐵類材料優(yōu)選具有以洛氏硬度C標(biāo)度(RockWellhardnessC-scale)計(jì)的45至60(HRC)的表面石更度。這對(duì)即使在高承壓力的滑動(dòng)條件下保持涂布膜的耐久性有效。上述鋁基材料不特別限定,因而,不僅高純鋁而且各種鋁基合金都可以使用。更具體地,優(yōu)選使用亞共晶鋁合金、過共晶鋁合金等,這些合金含有例如4至20%硅(Si)、1.0至5.0%銅(Cu)。鋁合金的優(yōu)選實(shí)例為根據(jù)JIS的AC2A、AC8A、ADC12和ADC14。當(dāng)使用鋁基材料時(shí),優(yōu)選鋁基合金具有范圍80至130(HB)的以布氏硬度(Brinellhardness)計(jì)的表面硬度。如果鋁基材料的表面硬度低于80,其在上述范圍外,該鋁基材料易于磨損??蓪⒏鞣N薄膜涂層施涂于作為上述滑動(dòng)構(gòu)件B的構(gòu)成材料的金屬和非金屬材料上。更具體地,可將氮化鈦(TiN)、氮化鉻(CrN)或類似物質(zhì)的薄膜涂層施涂于上述鐵類材料、鋁基材料、鎂基材料、鈦基合金材料或類似材料的表面。在這種情況下,該薄膜涂層的表面具有范圍1000至3500(Hv)的在10g載荷下以顯孩t維氏石更度(micro-Vickershardness)計(jì)的表面石更度和范圍為0.3至2.0pm的膜厚度。如果表面硬度和膜厚度分別低于IOOO(Hv)和不小于0.3pm,其在上述范圍之外,磨損易于發(fā)生。相反,如果表面硬度和膜厚度分別超過3500(Hv)和2.0pm,則薄膜涂層易于剝離。如以上所討論的,其中分散有親水細(xì)顆粒的樹脂滑動(dòng)構(gòu)件A的滑動(dòng)表面與相對(duì)滑動(dòng)構(gòu)件B的滑動(dòng)表面可滑動(dòng)*接觸以致在其間形成滑動(dòng)面或滑動(dòng)部。該滑動(dòng)面不限于特別的滑動(dòng)面,只要該滑動(dòng)面在兩個(gè)可相互滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)表面之間形成即可,其中低摩擦劑組合物存在于滑動(dòng)面或兩滑動(dòng)表面之間?;瑒?dòng)面對(duì)應(yīng)于,例如,四沖程循環(huán)、二沖程循環(huán)等的內(nèi)燃機(jī)的滑動(dòng)部(例如,閥操作系統(tǒng)、活塞環(huán)、活塞裙部、連桿、曲軸、軸承合金、齒輪、鏈、鏈條導(dǎo)板(chainguide)、帶、油泵、水泵等),以及各種要求滑動(dòng)特性低的滑動(dòng)面。另外,根據(jù)本發(fā)明的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)可用于例如軸承、齒輪、活塞環(huán)和用于通常機(jī)器中的張力調(diào)整的墊圈、人造關(guān)節(jié)等。然而,可以理解,低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的用途不限于以上這些。上述有機(jī)含氧化合物C具體為具有例如羥基、羧基、羰基的化合物、具有酯鍵和/或醚鍵的化合物或類似物質(zhì)的化合物,其中該化合物可具有兩種或多種基團(tuán)和/或4建。有機(jī)含氧化合物C優(yōu)選具有羥基、羧基、羰基、酯鍵或醚鍵,或者這些基團(tuán)和鍵的兩種或多種的任意組合。有機(jī)含氧化合物C更優(yōu)選具有羥基、羧基或酯鍵,或這些基團(tuán)或鍵的任何組合。這些有機(jī)含氧化合物C中,從獲得進(jìn)一步改進(jìn)的摩擦降低效果的角度出發(fā),優(yōu)選具有羥基的有機(jī)含氧化合物C。在大量羥基中,與直接鍵合到羰基的如同在羧基或類似基團(tuán)中的羥基相比,優(yōu)選醇羥基,這是因?yàn)樗哪Σ两档托Ч摺A硗?,盡管這種羥基在化合物中的數(shù)量沒有限制,但從提高摩擦降低效果的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選化合物具有盡可能多的羥基。然而,在將有機(jī)含氧化合物C與介質(zhì)如以下討論的潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油或類似物質(zhì)一起使用的情況下,從溶解性的角度出發(fā),可限制羥基的數(shù)量。脂族胺基化合物D可以具有例如具有碳數(shù)范圍6至30,更優(yōu)選碳數(shù)范圍8至24,最優(yōu)選碳數(shù)范圍10至20的直鏈或支鏈的脂族烴基。如果碳數(shù)在6至30的范圍之外,不能充分地獲得摩擦降低效果??梢岳斫?,如果脂族胺基化合物D具有碳數(shù)在上述范圍其它烴基。當(dāng)上述有機(jī)含氧化合物C或上述脂族胺基化合物D在其中分散親水細(xì)顆粒的樹脂滑動(dòng)構(gòu)件A和滑動(dòng)構(gòu)件B之間形成的滑動(dòng)面或滑動(dòng)部處單獨(dú)用作的本發(fā)明的潤(rùn)滑劑時(shí)(或以100%的量),它能表現(xiàn)出極其優(yōu)異的低摩擦特性。該潤(rùn)滑劑可通過共混其它組分與上述有機(jī)含氧化合物C和/或上述脂族胺基化合物D而制備,并供至要潤(rùn)滑的相應(yīng)滑動(dòng)面。這種其它組分的實(shí)例為介質(zhì)如潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油、各種添加劑等。上述介質(zhì)的具體實(shí)例為礦物油、合成油、天然油、稀釋油、潤(rùn)滑脂、蠟、具有碳數(shù)范圍3至40的烴、烴基溶劑、烴基溶劑之外的有機(jī)溶劑、水等,以及這些材料的混合物,它們特別是在低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的滑動(dòng)條件下或在常溫下處于液體、潤(rùn)滑脂或蠟的狀態(tài)。優(yōu)選使用特別是潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油作為介質(zhì)。這種潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油沒有特別限制,因而可使用通常用作潤(rùn)滑油組合物的基礎(chǔ)油的那些,而不管是礦物油基礎(chǔ)油還是合成基礎(chǔ)油。實(shí)施例在與比較例和參考例比較下,參照以下實(shí)施例將更易理解本發(fā)明;然而,這些實(shí)施例意在說明本發(fā)明而非解釋為限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1<制備樹脂材料前體1>將通過爆震法獲得的粉末狀金剛石顆粒(具有一次粒徑范圍4至5nm)加入N-曱基-2-吡咯烷酮(NMP)中,再在珠磨機(jī)中攪拌30分鐘而形成混合物。此后,將通過異氰酸酯法合成的聚酰胺-酰亞胺樹脂(具有數(shù)均分子量6000)加入混合物中以制備樹脂材料(樹脂組合物)前體l,其含1%金剛石顆粒,基于聚酰胺-酰亞胺樹脂。<生產(chǎn)滑動(dòng)構(gòu)件〉在由已進(jìn)行所謂的T6處理(溶液熱處理加時(shí)效硬化處理)且用作基材的材料A6061(根據(jù)JIS)制成的盤(具有直徑24mm、厚度7.9mm和表面粗糙度Ra0.1pm)上用醇脫脂。此后,以使將要在盤上形成的涂布膜具有膜厚20士5pm的方式將上述樹脂材料前體l噴涂在該盤的表面。然后,將噴涂的盤在180。C下加熱60分鐘,由此在盤上形成涂布膜,因而荻得用于本實(shí)施例的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的滑動(dòng)構(gòu)件。上述表面粗糙度Ra根據(jù)JISB0601。要注意,將與實(shí)施例l中的滑動(dòng)構(gòu)件相同的滑動(dòng)構(gòu)件用于實(shí)施例2、實(shí)施例5和比4交例2。實(shí)施例3除了制備樹脂材料前體l,使其基于聚酰胺-酰亞胺樹脂含0.1%金剛石顆粒以外,重復(fù)實(shí)施例l的步驟,因此獲得用于本實(shí)施例的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的滑動(dòng)構(gòu)件。實(shí)施例4除了制備樹脂材料前體l,使其基于聚酰胺-酰亞胺樹脂含0.05%金剛石顆粒以外,重復(fù)實(shí)施例l的步驟,因此獲得用于本實(shí)施例的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的滑動(dòng)構(gòu)件。實(shí)施例6除了使用平均粒徑34nm的球狀二氧化珪顆粒(購(gòu)自DenkiKagakuKogyoKabushikiKaisha,商品名UFP-80)代替樹月旨材料前體l中的金剛石顆粒,且制備樹脂材料前體l,使其基于聚酰胺-酰亞胺樹脂含1%球狀二氧化硅顆粒以外,重復(fù)實(shí)施例1的步驟,由此獲得用于本實(shí)施例的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的滑動(dòng)構(gòu)件。實(shí)施例7除了使用親水炭黑(購(gòu)自TokaiCarbonCo.,Ltd.,商品名Tokablack#A700F)代替樹脂材料前體1中的金剛石顆粒,且制備樹脂材料前體l,使其基于聚酰胺-酰亞胺樹脂含1%親水炭黑以外,重復(fù)實(shí)施例l的步驟,由此獲得用于本實(shí)施例的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的滑動(dòng)構(gòu)件。實(shí)施例8將通過爆震法制備的粉末狀金剛石(具有平均一次粒徑4至5nm)以基于聚酰胺66為1°/。的量加到聚酰胺66樹脂(購(gòu)自AsahiKaseiChemicalsCorporation,商品名Leona1402S),以形成混合物。該混合物在雙軸捏合-擠出機(jī)中進(jìn)行熔融和捏合,從而產(chǎn)生粒料。此后,通過使用單軸擠出機(jī)和T型模具將所產(chǎn)生的粒料進(jìn)行熔融和擠出,由此獲得厚度lmm的片狀樣品。要注意,與實(shí)施例8中的滑動(dòng)構(gòu)件相同的滑動(dòng)構(gòu)件用于比較例3。比專交例1用N-甲基-2-吡咯烷酮(pirolidone)(NMP)將通過異氰酸酯法合成的聚酰胺-酰亞胺樹脂(具有數(shù)均分子量6000)稀釋到一定濃度,從而獲得樹脂材料前體2。然后,除了使用樹脂材料前體2代替樹脂材料前體1以外,重復(fù)實(shí)施例l中的<生產(chǎn)滑動(dòng)構(gòu)件>的步驟,從而獲得用于本比較例的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的滑動(dòng)構(gòu)件。參考例l除了制備樹脂材料前體l,使其基于聚酰胺-酰亞胺樹脂含10%金剛石顆粒以外,重復(fù)實(shí)施例l的步驟,由此獲得用于本參考例的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的滑動(dòng)構(gòu)件。參考例2除了將樹脂材料前體l中的通過爆震法獲得的粉末狀金剛石顆粒用通過高溫/高壓法獲得的金剛石顆粒(具有平均一次粒徑0.1pm)代替以外,重復(fù)實(shí)施例l的步驟,由此獲得用于本參考例的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的滑動(dòng)構(gòu)件。評(píng)價(jià)試驗(yàn)為了了解本發(fā)明的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的摩擦特性,使用每個(gè)實(shí)施例、比較例和參考例的滑動(dòng)構(gòu)件,在以下所述的摩擦試驗(yàn)條件下,對(duì)低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行摩擦試驗(yàn)(圓盤-圓柱單往復(fù)試驗(yàn))。如圖l所示,在摩擦試驗(yàn)中,圓柱狀試樣(相對(duì)構(gòu)件)1與每個(gè)實(shí)施例、比較例和參考例的圓盤狀試樣(滑動(dòng)構(gòu)件)2可滑動(dòng)接觸,使其沿雙頭箭頭指示的方向往復(fù)運(yùn)動(dòng),其中將表l中所示的樣品油(潤(rùn)滑油)滴到相對(duì)構(gòu)件1和滑動(dòng)構(gòu)件2之間的滑動(dòng)部。樣品油的說明示于表2。相對(duì)構(gòu)件1由SUJ2鋼形成,其在JISG4805中定義為高碳鉻軸承鋼。將相對(duì)構(gòu)件l按如下描述機(jī)加工,然后拋光以具有表面粗糙度Ra0.04iim。<摩擦試驗(yàn)條件>試驗(yàn)設(shè)備圓盤-圓柱單構(gòu)件往復(fù)摩擦試驗(yàn)機(jī)試樣l:具有直徑15mm和長(zhǎng)度22mm的圓柱狀試樣試樣2:具有直徑24mm和厚度7.9mm的圓盤狀試樣載荷50N(試樣l的擠壓載荷)4主復(fù)運(yùn)動(dòng)的幅度3.0mm往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率5Hz試-險(xiǎn)溫度80°C測(cè)量時(shí)間30分鐘表1<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>*1:基礎(chǔ)油的分類才艮據(jù)AmericanPetroleumInstitute(API)頭見定的API1509-AppendixE。*2:其它添加劑包括粘度指數(shù)改進(jìn)劑、金屬洗滌劑、抗磨劑、無灰分散劑和抗氧化劑。上述摩擦試驗(yàn)的結(jié)果示于表1,其中摩擦系數(shù)是在試驗(yàn)時(shí)間期間測(cè)量20至30分鐘的摩擦系數(shù)的平均摩擦系數(shù);磨耗狀態(tài)是試樣l、2的,且在摩擦試驗(yàn)完成后用肉眼觀察。磨耗狀態(tài)的判斷標(biāo)準(zhǔn)示于表l。從表1所示的試驗(yàn)結(jié)果明顯看出,對(duì)于其中滑動(dòng)構(gòu)件分別與潤(rùn)滑劑一起使用的根據(jù)本發(fā)明的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)選實(shí)施方案(實(shí)施例1至8),與比較例1和2相比,實(shí)施例1至7的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)摩擦降低效果明顯高。另外,與比較例3的摩擦降低效果相比,實(shí)施例8的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的摩擦降低效果明顯高。從耐磨耗性的角度出發(fā),在實(shí)施例l、3和4與參考例1的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)比較時(shí),可以理解,親水細(xì)顆粒的加入量小于10%有效。在實(shí)施例1與參考例2的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)比較時(shí),可以理解,親水細(xì)顆粒的平均粒徑小于100nm有效。從以上可以認(rèn)識(shí)到,根據(jù)本發(fā)明,滑動(dòng)構(gòu)件的至少部分由含親水細(xì)顆粒的樹脂材料形成,且在包括含有機(jī)含氧化合物和/或脂族胺基化合物的摩擦改進(jìn)劑的潤(rùn)滑劑存在下與相對(duì)滑動(dòng)構(gòu)件可滑動(dòng)接觸,從而大幅降低滑動(dòng)構(gòu)件的摩擦系數(shù)。2006年9月19日提交的日本專利申請(qǐng)No.2006-252043和2007年7月5日提交的2007-177100整個(gè)內(nèi)容在此引入以作參考。盡管通過參考本發(fā)明的某些實(shí)施方案和實(shí)施例在上文已描述本發(fā)明,但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施方案和實(shí)施例。根據(jù)上述教導(dǎo),本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員會(huì)想到上述實(shí)施方案和實(shí)施例的改進(jìn)和變化。本發(fā)明的范圍參考下列權(quán)利要求而限定。權(quán)利要求1.一種低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu),其包含可相互滑動(dòng)接觸的第一和第二滑動(dòng)構(gòu)件,該第一和第二滑動(dòng)構(gòu)件的至少之一具有滑動(dòng)表面部分,該滑動(dòng)表面部分的至少部分由含親水細(xì)顆粒的樹脂材料形成;和潤(rùn)滑劑,其存在于該第一和第二滑動(dòng)構(gòu)件之間且包括含有機(jī)含氧化合物和脂族胺基化合物的至少一種的摩擦改進(jìn)劑。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu),其中,該親水細(xì)顆粒是金剛石顆粒。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu),其中,該親水細(xì)顆粒是二氧化硅顆粒。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu),其中,該親水細(xì)顆粒是已進(jìn)行親水處理的親水炭黑。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu),其中,該親水細(xì)顆粒選自由具有平均粒徑范圍l至100nm的一次顆粒和該一次顆粒的聚集體組成的組。6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu),其中,該親水細(xì)顆粒選自由具有平均粒徑范圍l至10nm的一次顆粒和該一次顆粒的聚集體組成的組。7.根據(jù)權(quán)利要求l所述的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu),其中,該親水細(xì)顆粒的含量范圍為大于0至小于10質(zhì)量%,基于樹脂材料。8.根據(jù)權(quán)利要求l所述的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu),其中,該親水細(xì)顆粒的含量范圍為大于0至不超過1質(zhì)量%,基于樹脂材料。9.根據(jù)權(quán)利要求l所述的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu),其中,該親水細(xì)顆粒的含量范圍為大于0至不超過0.1質(zhì)量%,基于樹脂材料。10.根據(jù)權(quán)利要求l所述的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu),其中,該樹脂材料是涂布膜且包括選自由下列樹脂組成的組中的至少一種樹脂聚酰胺樹脂、聚砜樹脂、聚醚酰亞胺樹脂、聚醚砜樹脂、聚酰胺-酰亞胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚醚醚酮樹脂和環(huán)氧樹脂。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu),其中,該涂布膜具有范圍為l至50pm的厚度。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu),其中,該涂布膜具有范圍為l至20pm的厚度。13.根據(jù)權(quán)利要求l所述的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu),其中,該摩擦改進(jìn)劑的含量范圍為0.01至5.0質(zhì)量%,基于潤(rùn)滑劑。14.根據(jù)權(quán)利要求l所述的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu),其中,該有機(jī)含氧化合物包含選自由至少一個(gè)羥基和至少一個(gè)羧基組成的組中的至少之一。15.根據(jù)權(quán)利要求l所述的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu),其中,該有機(jī)含氧化合物包含選自由酯4建和醚4建組成的組中的至少之一。16.根據(jù)權(quán)利要求l所述的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu),其中,該有機(jī)含氧化合物包含油基。17.根據(jù)權(quán)利要求l所述的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu),其中,該樹脂材料位于第一滑動(dòng)構(gòu)件,該樹脂材料與該第二滑動(dòng)構(gòu)件表面可滑動(dòng)接觸。全文摘要一種用于機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)的低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)。該低摩擦滑動(dòng)機(jī)構(gòu)包括可相互滑動(dòng)接觸的第一和第二滑動(dòng)構(gòu)件。該第一和第二滑動(dòng)構(gòu)件的至少之一具有滑動(dòng)表面部分,該滑動(dòng)表面部分的至少部分由含親水細(xì)顆粒的樹脂材料形成。另外,潤(rùn)滑劑存在于該第一和第二滑動(dòng)構(gòu)件之間且包括含有機(jī)含氧化合物和脂族胺基化合物的至少一種的摩擦改進(jìn)劑。文檔編號(hào)F02F3/10GK101149021SQ200710151819公開日2008年3月26日申請(qǐng)日期2007年9月19日優(yōu)先權(quán)日2006年9月19日發(fā)明者上野貴文,橋本富仁,鐮田誠(chéng)之申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社
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