日本エムティ株式会社 for the next Surface 表面処理の可能性を求めて

ドライ潤滑コーティング
ドライサーフェス

ドライ潤滑コーティング

ドライ潤滑コーティングとは二硫化モリブデン、グラファイト、PTFEフッ素樹脂(通称テフロン)等の固体潤滑剤や有機無機添加剤を特殊バインダー内に分散させた機能性コーティング被膜です。

ドライ潤滑コーティングのタイプとしては、初期馴染み性を耐焼き付き性を重重視した二硫化モリブデンコーティングと一般に言われるタイプ、低摩擦性と皮膜の残存性に優れる低摩擦コーティングタイプ、高濃度の二硫化モリブデンと硬質バインダー樹脂を組み合わせた耐摩耗タイプがあり摩擦の形態や用途によって最適なコーティングを選定し提供が可能です。

特徴
・特殊バインダーと固体潤滑剤により耐久性の高い被膜を形成し終身潤滑剤として使用可能。
・各種の固体潤滑剤等の働きにより耐摩耗性、低摩擦性に優れる表面状態を形成します。
・無潤滑条件に限らずオイル、グリスの潤滑下では一層の低摩擦性が得られます。
・摺動面に対し、オイル、グリス等が給油ができない箇所または無潤滑領域に対して長期効果を発揮します。
・高荷重下における初期馴染み効果が高く、初期馴染み領域から早期に良好な摺動面を形成する事でメンテナンスフリーを実現します。
・金属に限らずゴム、プラスチックにも処理が可能です。ゴムの摩擦力改善、固着防止が可能です。
・低温域(-100℃)から超高温(800℃)の幅広い領域での焼き付き、カジリを防ぎ摺動性と安定性を付与できます。
・低摩擦性、耐摩耗性と併せ、耐食性も付与できます。
・多様な処理方式。スプレー、ディッピング、ディスペンサー等の処理システムにより単品から量産品まで高品質なコーティング被膜を効率的且つ低コストに提供致します。
・各種添加剤により導電、絶縁等の電気特性を付与する事も可能です。
・低摩擦性により摩擦力を安定させる事で異音防止効果があります。

固体潤滑剤の特性

名称 二硫化モリブデン
(MoS2)
グラファイト(C) PTFEフッ素樹脂
(通称テフロン)
窒化ホウ素
耐過重性 784MPA 490MPA 196MPA 400~500MPA
耐熱性 350℃ 550℃ 300℃ 800℃
特徴 層状の結晶構造がせん断される事で低摩擦性を発揮する。
特に高過重下の摩擦摩耗低減に優れた効果を発揮する。
層状の結晶構造がせん断される事で低摩擦性を発揮する。
導電性、熱伝導性に富み、高音下での潤滑性に優れる。
低摩擦・非粘着性を有する。
科学的に非常に安定であり、耐薬品性に優れる。
層状の結晶構造がせん断される事で低摩擦性を発揮する。
耐熱性が非常に高く、耐絶縁性熱伝導性に富む。

※二硫化モリブデン
二硫化モリブデンは化学記号MoS2と表記され、1個のモリブデンと2個の硫黄からなる化合物です。層状の結晶構造からなり、それがせん断される事で低い摩擦係数を発揮します。特に高荷重下での摩擦摩耗の低減に硬化を発揮します。耐熱温度は約350℃。

※グラファイト
グラファイトは二硫化モリブデンと同様に層状の結晶構造がせん断される事により低い摩擦係数を示します。二硫化モリブデンと比較して摩擦係数、耐荷重性は劣りますが熱的安定性に優れており、高温下での使用も可能です。耐熱温度は約550℃。熱伝導性、導温性にも優れています。

コーティング皮膜断面イメージ

基材の粗さに沿って、塗膜ができ上がります。樹脂バインダー内に、各種固体潤滑剤が添加されています。また、その他特性を持った添加剤を付与することで、様々な効果が得られます。

※バインダー
ポリアミドイミド。エポキシ等の樹脂。固体潤滑剤を定着させます。

※固体潤滑剤
二硫化モリブデン、グラファイト、PTFE、窒化ホウ素等が滑り性、耐過重性を付与。

※各種添加剤
潤滑、滑り等の効果以外の特性を付与します。(耐摩耗性フィラー、防錆性等)

ドライ潤滑コーティングの摩擦摩耗抑制のメカニズム

1

摺動部位において摩擦を受けることで、図1のように表面粗さの凹部が被膜で埋まる状態になる。ここで、真実の接触面積※を増すことで面圧低減効果を与える事ができる。

※真実の接触面積
固体は見かけの表面全体で接触するわけではなく、実際の接触は図のように限られた部分のみで起こる。そのような接触部を真実接触点といい、その面積を真実接触面積と呼ぶ。

2

摺動表面の素材が露出した部分には、凹部の残存被膜中の二硫化モリブデン、グラファイトのへき開により移着が始まる。素材の硬度を活かしながら、摩擦面の凝着が発生し易い個所(粗さ凸部)に固体潤滑剤の供給が続くことで、軟質な膜でも大きな負荷において長寿命で耐えうることが可能となる。

3

コーティング被膜が摩滅進行した状態では理想的な摺動面を形成し、凝着及び摩耗の促進を防止する事ができる。

ドライ潤滑コーティングラインナップ

初期馴染みコーティング
低摩擦摺動コーティング
耐摩耗コーティング
耐熱耐摩耗コーティング