JPH0154433B2 - - Google Patents
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- JPH0154433B2 JPH0154433B2 JP56076607A JP7660781A JPH0154433B2 JP H0154433 B2 JPH0154433 B2 JP H0154433B2 JP 56076607 A JP56076607 A JP 56076607A JP 7660781 A JP7660781 A JP 7660781A JP H0154433 B2 JPH0154433 B2 JP H0154433B2
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- JP
- Japan
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- solid lubricant
- coated
- bearing
- solid
- silver
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
- C25D7/10—Bearings
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C10/00—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
- C23C10/28—Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using solids, e.g. powders, pastes
- C23C10/34—Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation
- C23C10/58—Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation more than one element being diffused in more than one step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/02—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material
- C23C28/023—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings only including layers of metallic material only coatings of metal elements only
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/46—Cages for rollers or needles
- F16C33/56—Selection of substances
- F16C33/565—Coatings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/58—Raceways; Race rings
- F16C33/62—Selection of substances
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/66—Special parts or details in view of lubrication
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えば、Ｘ線管用軸受等に適用され
る固体潤滑軸受の構成体を製造する固体潤滑軸受
構成体の製造方法に関する。 〔従来の技術〕 一般に軸受の潤滑は各構成体、例えば軸受外
輪、内輪、転動体又は転動体保持部材等の摩擦部
に液体潤滑剤である油等を供給することによつて
行つている。ところが、液体潤滑剤は温度、或い
は雰囲気によつて使用出来ない場合がある。例え
ば、高温、高真空、低温又は放射性雰囲気等の条
件下では液体潤滑剤が蒸発、固化或いは劣化して
潤滑不能な状態になり易い。このため、最近では
高温等の特殊な条件下で用いる軸受の各構成体を
固体潤滑剤との複合体にして液体潤滑剤を省略す
る技術が開発され、Ｘ線管用軸受等に適用されて
いる。即ち、軸受構成用外輪その他の金属基体の
摩擦部表面をこの基体金属とは拡散しにくい異種
金属からなる固体潤滑剤で被覆し、この固体潤滑
剤を介して金属基体同志を接触防止を図る潤滑構
成としたものである。第１図及び第２図はこのよ
うな固体潤滑軸受の具体的な構成例を示してい
る。第１図に示す外輪１、内輪２、転動体３、転
動体保持部材４等の軸受構成体の摩擦部表面に前
記固体潤滑剤層を設けている。また、第２図に示
す軸受５の軸方向移動可能な挿着構成中、その軸
受５、軸６及びホルダ部７の摩擦部表面に前記固
体潤滑剤層を設けている。 ところで、固体潤滑軸受を構成する金属基体及
びその表面に被覆する固体潤滑剤の各材料は互に
拡散しにくいものほど潤滑性上好ましく、例えば
基体に鉄鋼系材料を使用した場合、固体潤滑剤に
銀又は鉛を使用することが好適である。この材料
適用例は、300℃以上の高温で、かつ10-6torr以
上の高真空の状態で、使用され、しかも高速回転
（3000〜10000pm）する軸径が10mm以下の小径こ
ろがり軸受とするＸ線管用軸受に特に使用上或い
は成形上望まれるものである。 銀、又は鉛が固体潤滑剤として望ましい理由
は、他の金属、特に鉄鋼と固溶しにくく付着し
にくい。そのため銀あるいは鉛を潤滑剤とする
と摩耗しにくい。軟質金属であるため、なじみ
性が良い。銀は高温でも蒸気圧力が低いため、
蒸発減少しにくく、雰囲気の汚染も少ない等であ
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、銀や鉛を固体潤滑剤として軸受に適用
する場合、基体金属としての鉄鋼と付着しにくい
という特徴はそのままひとつの問題点となる。す
なわちこれらを固体潤滑剤として軸受に適用する
には、あらかじめ基体の摩擦部分に被覆しなけれ
ばならないが、単にこれらを軸受の基体に被覆し
ただけでは前記の理由により簡単にはく離してし
まう。 このように、互に拡散しにくい材料によつて構
成する固体潤滑軸受の、固体潤滑剤の剥離という
問題は、従来、イオンプレーテイング法を用い、
基体と固体潤滑剤との間に予めこれらと固溶し易
い元素を介在させて十分な付着強度を得ようとす
る技術（例えば特開昭53―138989号等）によつて
比較的容易に解決できるように見える。 しかし、イオンプレーテイング法には次のよう
な欠点がある。まず、生産性が低いことがあげら
れる。特に転がり軸受のように同種多量生産品に
適用する場合は現在のイオンプレーテイング法は
不向きである。その理由は真空中で処理しなけれ
ばならず、装置が複雑であると共に操作も面倒
で、処理方法に多くの高度な技術を要し、最適処
理条件の設定も厳格に行わなければならないから
である。また、真空という隔絶された雰囲気で処
理を行うため、例えば膜厚を設定する場合にも極
めて多量の予備実験を必要とする。さらに、歩留
りが悪いという欠点もある。即ち、イオンプレー
テイング法では銀や鉛を真空中で蒸発させて高電
圧がかかつている被処理材に被覆するわけである
が、蒸発させた銀や鉛がすべて有効に被処理材に
被覆されるわけではなく、かなりの量が真空容器
内に蒸着する。現在、銀の価格が高騰しているの
で、大変な無駄となる。 本発明はこのような事情に着目してなされたも
ので、基体に拡散しにくい固体潤滑層を容易に、
かつ確実に被覆形成することができ、生産性及び
使用上において実効の固体潤滑軸受構成体の製造
方法を提供することを目的とする 〔問題点を解決するための手段〕 軸受の内輪と外輪との間に位置する転動体の金
属基体である鉄鋼系材料の摩擦部表面をこの基体
金属とは固溶しにくい異種金属である銀あるいは
鉛からなる固体潤滑剤であつて非金属固体潤滑剤
の微粒子を分散させたもので被覆する固体潤滑軸
受構成体の製造方法において、前記基体を前記固
体潤滑剤で被覆する前にその基体をその固体潤滑
剤よりも基体金属に対する固溶度の大きい元素で
あるニツケル及び銅を順に被覆して軸受の最高使
用温度よりも低い温度で加熱拡散処理した後、ニ
ツケル及び／または銅表面に固体潤滑剤を被覆
し、この固体潤滑剤表面をMoS2、WS2、NbSe2、
WSe2等のうちの選ばれたもののひとつの非金属
固体潤滑剤粉末で覆つた後、前記軸受の最高使用
温度又は前記固体潤滑剤の融点のいずれか低い方
の温度よりも低温で加熱拡散処理を施すことにあ
る。 〔作用〕 即ち、本発明は、二種の金属を高温で熱処理す
ることにより金属は相互に拡散して強固な合金層
が得られるという転に着目し、軸受の基体に対す
る溶解度が高い元素を基体上に一層以上被覆して
熱処理し、その後固体潤滑剤でさらに被覆後熱処
理することによりこれらの層を比較的容易な手段
によつて互に合金化して付着強度が強固な軸受構
成体を製造しようとするものである。 なお、ここで金属の拡散能について考察する。 下記の(1)式に示される如く拡散する金属Ａの濃
度Cxは距離ｘ、時間ｔ、及び拡散能Ｄによつて
変化する。 第４図は拡散状況を模式的に示したもので、
Cs、Coは次の境界条件によつて決まる濃度であ
る。 ｔ＝Ｏ、Ｏ＜ｘ＜∞の時 Ｃ＝Co ｘ＝Ｏ、Ｏ＜ｔ＜∞の時 Ｃ＝Cs (1)式において関数φ
る固体潤滑軸受の構成体を製造する固体潤滑軸受
構成体の製造方法に関する。 〔従来の技術〕 一般に軸受の潤滑は各構成体、例えば軸受外
輪、内輪、転動体又は転動体保持部材等の摩擦部
に液体潤滑剤である油等を供給することによつて
行つている。ところが、液体潤滑剤は温度、或い
は雰囲気によつて使用出来ない場合がある。例え
ば、高温、高真空、低温又は放射性雰囲気等の条
件下では液体潤滑剤が蒸発、固化或いは劣化して
潤滑不能な状態になり易い。このため、最近では
高温等の特殊な条件下で用いる軸受の各構成体を
固体潤滑剤との複合体にして液体潤滑剤を省略す
る技術が開発され、Ｘ線管用軸受等に適用されて
いる。即ち、軸受構成用外輪その他の金属基体の
摩擦部表面をこの基体金属とは拡散しにくい異種
金属からなる固体潤滑剤で被覆し、この固体潤滑
剤を介して金属基体同志を接触防止を図る潤滑構
成としたものである。第１図及び第２図はこのよ
うな固体潤滑軸受の具体的な構成例を示してい
る。第１図に示す外輪１、内輪２、転動体３、転
動体保持部材４等の軸受構成体の摩擦部表面に前
記固体潤滑剤層を設けている。また、第２図に示
す軸受５の軸方向移動可能な挿着構成中、その軸
受５、軸６及びホルダ部７の摩擦部表面に前記固
体潤滑剤層を設けている。 ところで、固体潤滑軸受を構成する金属基体及
びその表面に被覆する固体潤滑剤の各材料は互に
拡散しにくいものほど潤滑性上好ましく、例えば
基体に鉄鋼系材料を使用した場合、固体潤滑剤に
銀又は鉛を使用することが好適である。この材料
適用例は、300℃以上の高温で、かつ10-6torr以
上の高真空の状態で、使用され、しかも高速回転
（3000〜10000pm）する軸径が10mm以下の小径こ
ろがり軸受とするＸ線管用軸受に特に使用上或い
は成形上望まれるものである。 銀、又は鉛が固体潤滑剤として望ましい理由
は、他の金属、特に鉄鋼と固溶しにくく付着し
にくい。そのため銀あるいは鉛を潤滑剤とする
と摩耗しにくい。軟質金属であるため、なじみ
性が良い。銀は高温でも蒸気圧力が低いため、
蒸発減少しにくく、雰囲気の汚染も少ない等であ
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、銀や鉛を固体潤滑剤として軸受に適用
する場合、基体金属としての鉄鋼と付着しにくい
という特徴はそのままひとつの問題点となる。す
なわちこれらを固体潤滑剤として軸受に適用する
には、あらかじめ基体の摩擦部分に被覆しなけれ
ばならないが、単にこれらを軸受の基体に被覆し
ただけでは前記の理由により簡単にはく離してし
まう。 このように、互に拡散しにくい材料によつて構
成する固体潤滑軸受の、固体潤滑剤の剥離という
問題は、従来、イオンプレーテイング法を用い、
基体と固体潤滑剤との間に予めこれらと固溶し易
い元素を介在させて十分な付着強度を得ようとす
る技術（例えば特開昭53―138989号等）によつて
比較的容易に解決できるように見える。 しかし、イオンプレーテイング法には次のよう
な欠点がある。まず、生産性が低いことがあげら
れる。特に転がり軸受のように同種多量生産品に
適用する場合は現在のイオンプレーテイング法は
不向きである。その理由は真空中で処理しなけれ
ばならず、装置が複雑であると共に操作も面倒
で、処理方法に多くの高度な技術を要し、最適処
理条件の設定も厳格に行わなければならないから
である。また、真空という隔絶された雰囲気で処
理を行うため、例えば膜厚を設定する場合にも極
めて多量の予備実験を必要とする。さらに、歩留
りが悪いという欠点もある。即ち、イオンプレー
テイング法では銀や鉛を真空中で蒸発させて高電
圧がかかつている被処理材に被覆するわけである
が、蒸発させた銀や鉛がすべて有効に被処理材に
被覆されるわけではなく、かなりの量が真空容器
内に蒸着する。現在、銀の価格が高騰しているの
で、大変な無駄となる。 本発明はこのような事情に着目してなされたも
ので、基体に拡散しにくい固体潤滑層を容易に、
かつ確実に被覆形成することができ、生産性及び
使用上において実効の固体潤滑軸受構成体の製造
方法を提供することを目的とする 〔問題点を解決するための手段〕 軸受の内輪と外輪との間に位置する転動体の金
属基体である鉄鋼系材料の摩擦部表面をこの基体
金属とは固溶しにくい異種金属である銀あるいは
鉛からなる固体潤滑剤であつて非金属固体潤滑剤
の微粒子を分散させたもので被覆する固体潤滑軸
受構成体の製造方法において、前記基体を前記固
体潤滑剤で被覆する前にその基体をその固体潤滑
剤よりも基体金属に対する固溶度の大きい元素で
あるニツケル及び銅を順に被覆して軸受の最高使
用温度よりも低い温度で加熱拡散処理した後、ニ
ツケル及び／または銅表面に固体潤滑剤を被覆
し、この固体潤滑剤表面をMoS2、WS2、NbSe2、
WSe2等のうちの選ばれたもののひとつの非金属
固体潤滑剤粉末で覆つた後、前記軸受の最高使用
温度又は前記固体潤滑剤の融点のいずれか低い方
の温度よりも低温で加熱拡散処理を施すことにあ
る。 〔作用〕 即ち、本発明は、二種の金属を高温で熱処理す
ることにより金属は相互に拡散して強固な合金層
が得られるという転に着目し、軸受の基体に対す
る溶解度が高い元素を基体上に一層以上被覆して
熱処理し、その後固体潤滑剤でさらに被覆後熱処
理することによりこれらの層を比較的容易な手段
によつて互に合金化して付着強度が強固な軸受構
成体を製造しようとするものである。 なお、ここで金属の拡散能について考察する。 下記の(1)式に示される如く拡散する金属Ａの濃
度Cxは距離ｘ、時間ｔ、及び拡散能Ｄによつて
変化する。 第４図は拡散状況を模式的に示したもので、
Cs、Coは次の境界条件によつて決まる濃度であ
る。 ｔ＝Ｏ、Ｏ＜ｘ＜∞の時 Ｃ＝Co ｘ＝Ｏ、Ｏ＜ｔ＜∞の時 Ｃ＝Cs (1)式において関数φ
【式】はガウスの誤
差関数で第３図にφ
【式】と
以下、本発明の一実施例を具体的に説明する。
軸受を構成する基体として例えば第２図に示す軸
６を適用し、この基体の摩擦部表面、即ち軸６の
外周面を最終的に固体潤滑剤としての銀層で被覆
するものである。なお、軸６は高速度鋼によつて
構成する。最高使用温度は550℃程度である。 まず、この軸６を十分に洗浄、脱脂した後、こ
の軸６の外周面に例えば湿式メツキによつて、第
１の中間層として、銀よりも高速度鋼に対する固
溶度の大きい元素、例えばニツケルを0.1〜1μm
の厚さだけ被覆する。この後、高速度鋼の最高使
用温度である550℃以下の温度で約１時間加熱拡
散処理する。これによつて、ニツケルは高速度鋼
と互に合金層を形成し、これらは互に強固に密着
する状態となる。次いで、このニツケル被覆を施
した高速度鋼を基体とする軸６の外周面に例えば
湿式メツキによつて第２の中間層となる銅を0.1
〜1μm被覆し、さらに同様のメツキによつて最外
層の固体潤滑剤となる銀を0.5〜3μm被覆する。
なお、銀の被覆厚さはニツケル及び銅の総被覆厚
さよりも厚くする。しかる後、この銀で被覆した
軸６を550℃以下の温度で加熱拡散処理する。そ
うすると、この加熱拡散処理によつて銀は銅と合
金層を形成し、さらに銅はニツケルと合金層を形
成し、結果的に銀河軸３の外周面に強固な密着強
度で被覆される。この場合、銀の厚さは銅の厚さ
の倍以上にしていることにより、潤滑作用を発揮
する純銀層は加熱拡散処理後においても残存す
る。なお、固体潤滑層金属である銀の融点は約
960℃であり、前記の最終加熱拡散処理温度は最
高でも550℃であり、銀が融解することはない。 なお、最高使用温度が300℃以上の鉄鋼材料を
使用すれば前記の加熱拡散温度をそれに近い温度
以上にして、十分に速い金属の拡散速度が得られ
るので本発明の実施に好適する。 ところで、転がり軸受はきわめて高い精度を要
求される。特に、転動体と内、外輪軌道面の形状
表面あらさは軸受の性能を大きく左右する。その
ため、これらの面に固体潤滑剤を被覆する場合は
その厚さをできるだけ薄くするとともに表面あら
さを小さくせねばならない。本実施例によれば、
軸受の材料である鉄鋼に固溶しやすい金属元素を
被覆した後、拡散処理しさらに銀と固溶しやすい
総を設けることにより必要最小限の厚さで銀を軸
受に密着させることが可能である。そのため、固
体潤滑膜の厚さを1μm以下に抑えることも可能と
なる。 また、転がり軸受は高精度を維持するため内
輪、外輪、転動体は常にひとつの組合せで構成さ
れる。そのため、熱処理においても組合せた状態
で行うことが望ましい。しかし、各構成体を組み
合わせて熱処理すると互いに付着する恐れがあ
る。 そこで、各構成体をMoS2、WS2、NbSe2、
WSe2等の非金属固体潤滑剤の粉末で覆つて加熱
処理を行う。すると非金属固体潤滑剤によつて各
構成体は隔離されるので互に付着することなく拡
散熱処理を行える。 すなわち、最後の加熱拡散処理は、軸受構成体
を軸受の状態に組合わせて真空あるいは非酸化雰
囲気内でおこなうが、転動体等を非金属固体潤滑
剤粉末で覆つて該処理をおこなうことにより、各
構成体が熱によつて互いに付着することを防止で
きる。以下、同一の軸受中の転動体について比較
実験した付着防止効果を示す。 （加熱拡散処理後の摩擦トルク実験） Γ資料Ａ：MoS2で被覆 Γ資料Ｂ：MoS2で膜無し （Ag潤滑膜が最外表面となる） Γ拡散熱処理条件 真空中、500℃×1.5時間 Γトルク測定方法 スラスト型玉軸受試験機による Γ結果
軸受を構成する基体として例えば第２図に示す軸
６を適用し、この基体の摩擦部表面、即ち軸６の
外周面を最終的に固体潤滑剤としての銀層で被覆
するものである。なお、軸６は高速度鋼によつて
構成する。最高使用温度は550℃程度である。 まず、この軸６を十分に洗浄、脱脂した後、こ
の軸６の外周面に例えば湿式メツキによつて、第
１の中間層として、銀よりも高速度鋼に対する固
溶度の大きい元素、例えばニツケルを0.1〜1μm
の厚さだけ被覆する。この後、高速度鋼の最高使
用温度である550℃以下の温度で約１時間加熱拡
散処理する。これによつて、ニツケルは高速度鋼
と互に合金層を形成し、これらは互に強固に密着
する状態となる。次いで、このニツケル被覆を施
した高速度鋼を基体とする軸６の外周面に例えば
湿式メツキによつて第２の中間層となる銅を0.1
〜1μm被覆し、さらに同様のメツキによつて最外
層の固体潤滑剤となる銀を0.5〜3μm被覆する。
なお、銀の被覆厚さはニツケル及び銅の総被覆厚
さよりも厚くする。しかる後、この銀で被覆した
軸６を550℃以下の温度で加熱拡散処理する。そ
うすると、この加熱拡散処理によつて銀は銅と合
金層を形成し、さらに銅はニツケルと合金層を形
成し、結果的に銀河軸３の外周面に強固な密着強
度で被覆される。この場合、銀の厚さは銅の厚さ
の倍以上にしていることにより、潤滑作用を発揮
する純銀層は加熱拡散処理後においても残存す
る。なお、固体潤滑層金属である銀の融点は約
960℃であり、前記の最終加熱拡散処理温度は最
高でも550℃であり、銀が融解することはない。 なお、最高使用温度が300℃以上の鉄鋼材料を
使用すれば前記の加熱拡散温度をそれに近い温度
以上にして、十分に速い金属の拡散速度が得られ
るので本発明の実施に好適する。 ところで、転がり軸受はきわめて高い精度を要
求される。特に、転動体と内、外輪軌道面の形状
表面あらさは軸受の性能を大きく左右する。その
ため、これらの面に固体潤滑剤を被覆する場合は
その厚さをできるだけ薄くするとともに表面あら
さを小さくせねばならない。本実施例によれば、
軸受の材料である鉄鋼に固溶しやすい金属元素を
被覆した後、拡散処理しさらに銀と固溶しやすい
総を設けることにより必要最小限の厚さで銀を軸
受に密着させることが可能である。そのため、固
体潤滑膜の厚さを1μm以下に抑えることも可能と
なる。 また、転がり軸受は高精度を維持するため内
輪、外輪、転動体は常にひとつの組合せで構成さ
れる。そのため、熱処理においても組合せた状態
で行うことが望ましい。しかし、各構成体を組み
合わせて熱処理すると互いに付着する恐れがあ
る。 そこで、各構成体をMoS2、WS2、NbSe2、
WSe2等の非金属固体潤滑剤の粉末で覆つて加熱
処理を行う。すると非金属固体潤滑剤によつて各
構成体は隔離されるので互に付着することなく拡
散熱処理を行える。 すなわち、最後の加熱拡散処理は、軸受構成体
を軸受の状態に組合わせて真空あるいは非酸化雰
囲気内でおこなうが、転動体等を非金属固体潤滑
剤粉末で覆つて該処理をおこなうことにより、各
構成体が熱によつて互いに付着することを防止で
きる。以下、同一の軸受中の転動体について比較
実験した付着防止効果を示す。 （加熱拡散処理後の摩擦トルク実験） Γ資料Ａ：MoS2で被覆 Γ資料Ｂ：MoS2で膜無し （Ag潤滑膜が最外表面となる） Γ拡散熱処理条件 真空中、500℃×1.5時間 Γトルク測定方法 スラスト型玉軸受試験機による Γ結果
【表】
MoS2（非金属固体潤滑剤粉末）で転動体を被覆
したものは、熱処理後も摩擦トルクがかわらず、
付着がないことを示す。これに対し被覆しないも
のは、大きな摩擦トルクが生じてしまい付着が生
じたことを示している。 また上記の非金属固体潤滑剤は固体潤滑転がり
軸受の初期なじみを早期に達成させる効果も併せ
て有するため加熱処理後除去する必要はない。加
熱処理後は、この軸受の回転軸が保持している回
転体（重量物）を実際に回転させて、回転体のバ
ランスがとれているか否かを試験し回転体のアン
バランスな側の重量を削つたり付加したりする調
整工程（いわゆるバランス取り）を実施する。こ
の調整工程は軸受製造では必須な工程である。特
に、Ｘ線管用軸受は3000〜10000rpmの高速回転
であり重要な工程である。Ｘ線管用軸受は通常は
真空中（真空に近いものも含む）で使用される
が、このバランスとりは調整作業の使宜上空気中
でなされる。従つて、高速回転によつて高温とな
り空気中にさらされることにより、通常使用前に
軸受転動体の表面が酸化されてしまうおそれがあ
つたが、MoS2の粉末で覆うことにより該酸化を
防止できる。 以下、同一の軸受中の転動体についで、該軸受
に保持されるＸ線管陽極のバランス取り後の比較
実験により、酸化防止効果を示す。 （Ｘ線管陽極バランス取り後の寿命と摩擦トルク
実験） Γ試料Ａ：MoS2被覆 〃 Ｂ：MoS2膜無 Γ結果
したものは、熱処理後も摩擦トルクがかわらず、
付着がないことを示す。これに対し被覆しないも
のは、大きな摩擦トルクが生じてしまい付着が生
じたことを示している。 また上記の非金属固体潤滑剤は固体潤滑転がり
軸受の初期なじみを早期に達成させる効果も併せ
て有するため加熱処理後除去する必要はない。加
熱処理後は、この軸受の回転軸が保持している回
転体（重量物）を実際に回転させて、回転体のバ
ランスがとれているか否かを試験し回転体のアン
バランスな側の重量を削つたり付加したりする調
整工程（いわゆるバランス取り）を実施する。こ
の調整工程は軸受製造では必須な工程である。特
に、Ｘ線管用軸受は3000〜10000rpmの高速回転
であり重要な工程である。Ｘ線管用軸受は通常は
真空中（真空に近いものも含む）で使用される
が、このバランスとりは調整作業の使宜上空気中
でなされる。従つて、高速回転によつて高温とな
り空気中にさらされることにより、通常使用前に
軸受転動体の表面が酸化されてしまうおそれがあ
つたが、MoS2の粉末で覆うことにより該酸化を
防止できる。 以下、同一の軸受中の転動体についで、該軸受
に保持されるＸ線管陽極のバランス取り後の比較
実験により、酸化防止効果を示す。 （Ｘ線管陽極バランス取り後の寿命と摩擦トルク
実験） Γ試料Ａ：MoS2被覆 〃 Ｂ：MoS2膜無 Γ結果
以上述べたように、この発明によれば高温で熱
処理すると金属は相互に拡散して合金化し、強固
な付着強度を得られるという点に着目し、軸受の
基体より固体潤滑剤、即ち銀あるいは鉛等に対す
る溶解度が高い元素を銀あるいは鉛等と基体間に
一層以上被覆してその後熱処理により合金化する
ので、付着強度が強固な銀あるいは鉛等の被覆固
体潤滑軸受を簡単にそして安価に製造することが
できる。 すなわち、高価な設備と高度は技術とが要求さ
れるイオンプレーテイング法によらなくても付着
強度の高い銀あるいは鉛被覆固体潤滑軸受を提供
できる。 そして、イオンプレーテイング法や溶射法では
銀層の中に非金属固体潤滑剤を分散させることは
できないが、本発明では可能である。 また、非金属固体潤滑剤粉末の働きによつて、
既に述べた２つの比較実験で示されるように、転
動体が最終の加熱拡散処理の際に付着することを
防止きる付着防止効果を奏し、転動体を有する軸
受がＸ線管用軸受として製造されバランス取りの
おこなわれる調整工程の際に酸化されてしまうこ
とを防止できる酸化防止効果を奏する。
処理すると金属は相互に拡散して合金化し、強固
な付着強度を得られるという点に着目し、軸受の
基体より固体潤滑剤、即ち銀あるいは鉛等に対す
る溶解度が高い元素を銀あるいは鉛等と基体間に
一層以上被覆してその後熱処理により合金化する
ので、付着強度が強固な銀あるいは鉛等の被覆固
体潤滑軸受を簡単にそして安価に製造することが
できる。 すなわち、高価な設備と高度は技術とが要求さ
れるイオンプレーテイング法によらなくても付着
強度の高い銀あるいは鉛被覆固体潤滑軸受を提供
できる。 そして、イオンプレーテイング法や溶射法では
銀層の中に非金属固体潤滑剤を分散させることは
できないが、本発明では可能である。 また、非金属固体潤滑剤粉末の働きによつて、
既に述べた２つの比較実験で示されるように、転
動体が最終の加熱拡散処理の際に付着することを
防止きる付着防止効果を奏し、転動体を有する軸
受がＸ線管用軸受として製造されバランス取りの
おこなわれる調整工程の際に酸化されてしまうこ
とを防止できる酸化防止効果を奏する。
第１図は固体潤滑軸受の一構成例を示す部分断
面図、第２図は同軸受の他の構成例を示す部分断
面図、第３図はガウスの誤差関数を示す図、第４
図は金属の拡散状況を示す模式図、第５図は本発
明の一実施例を示す断面図、第６図は実験結果を
示す図である。 １〜７……軸受構成体。
面図、第２図は同軸受の他の構成例を示す部分断
面図、第３図はガウスの誤差関数を示す図、第４
図は金属の拡散状況を示す模式図、第５図は本発
明の一実施例を示す断面図、第６図は実験結果を
示す図である。 １〜７……軸受構成体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 軸受の内輪と外輪との間に位置する転動体の
金属基体である鉄鋼系材料の摩擦部表面をこの基
体金属とは固溶しにくい異種金属である銀あるい
は鉛からなる固体潤滑剤で被覆する固体潤滑軸受
構成体の製造方法において、 前記基体を前記固体潤滑剤で被覆する前にその
基体をその固体潤滑剤よりも基体金属に対する固
溶度の大きい元素であるニツケル及び又は銅を被
覆して軸受の最高使用温度よりも低い温度で加熱
拡散処理した後、前記ニツケル及び／または銅表
面に固体潤滑剤を被覆し、この固体潤滑剤表面を
MoS2、WS2、NbSe2、WSe2等のうちの選ばれた
もののひとつの非金属固体潤滑剤粉末で覆つた
後、前記軸受の最高使用温度又は前記固体潤滑剤
の融点のいずれか低い方の温度よりも低温で加熱
拡散処理を施すことを特徴とする固体潤滑軸受構
成体の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56076607A JPS57192257A (en) | 1981-05-22 | 1981-05-22 | Manufacture of bearing construction with solid lubricant |
| US06/378,172 US4508396A (en) | 1981-05-22 | 1982-05-14 | Method of producing bearing component |
| DE8282302612T DE3270573D1 (en) | 1981-05-22 | 1982-05-21 | Method of producing bearing component and bearing comprising the bearing component |
| EP82302612A EP0067558B2 (en) | 1981-05-22 | 1982-05-21 | Method of producing bearing component and bearing comprising the bearing component |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56076607A JPS57192257A (en) | 1981-05-22 | 1981-05-22 | Manufacture of bearing construction with solid lubricant |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57192257A JPS57192257A (en) | 1982-11-26 |
| JPH0154433B2 true JPH0154433B2 (ja) | 1989-11-17 |
Family
ID=13610014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56076607A Granted JPS57192257A (en) | 1981-05-22 | 1981-05-22 | Manufacture of bearing construction with solid lubricant |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4508396A (ja) |
| EP (1) | EP0067558B2 (ja) |
| JP (1) | JPS57192257A (ja) |
| DE (1) | DE3270573D1 (ja) |
Families Citing this family (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE446896B (sv) * | 1985-02-22 | 1986-10-13 | Skf Nova Ab | Universalkopplingsanordning |
| FR2599108B1 (fr) * | 1986-05-22 | 1990-08-17 | Alcatel Espace | Mecanisme d'entrainement a grand debattement pour utilisation dans le vide comportant un reducteur qui a subi des traitements de lubrification seche |
| JP2532426B2 (ja) * | 1987-01-12 | 1996-09-11 | 松下電器産業株式会社 | 固体潤滑軸受装置 |
| JPH01100925U (ja) * | 1987-12-26 | 1989-07-06 | ||
| GB2214992B (en) * | 1988-02-06 | 1992-02-26 | Anselm Thomas Kuhn | Lightweight balls or rollers and means for their manufacture |
| FR2640009B1 (fr) * | 1988-12-01 | 1994-09-23 | Nippon Seiko Kk | Element de contact de glissement ou de roulement traite en surface et palier de roulement l'utilisant |
| US5061512A (en) * | 1989-02-21 | 1991-10-29 | General Electric Company | Method of producing lubricated bearings |
| US4956858A (en) * | 1989-02-21 | 1990-09-11 | General Electric Company | Method of producing lubricated bearings |
| US4962519A (en) * | 1989-03-31 | 1990-10-09 | General Electric Company | Lubricated bearing retainer for X-ray tube |
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| RU2077611C1 (ru) * | 1996-03-20 | 1997-04-20 | Виталий Макарович Рябков | Способ обработки поверхностей и устройство для его осуществления |
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1981
- 1981-05-22 JP JP56076607A patent/JPS57192257A/ja active Granted
-
1982
- 1982-05-14 US US06/378,172 patent/US4508396A/en not_active Expired - Lifetime
- 1982-05-21 EP EP82302612A patent/EP0067558B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1982-05-21 DE DE8282302612T patent/DE3270573D1/de not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5144528A (ja) * | 1974-10-15 | 1976-04-16 | Nippon Tungsten |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57192257A (en) | 1982-11-26 |
| US4508396A (en) | 1985-04-02 |
| EP0067558B2 (en) | 1994-02-23 |
| EP0067558B1 (en) | 1986-04-16 |
| DE3270573D1 (en) | 1986-05-22 |
| EP0067558A1 (en) | 1982-12-22 |
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