DE69613728T2

DE69613728T2 - Gleitlagerbauteil aus Siliciumnitrid und Verfahren zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE69613728T2
Application number: DE69613728T
Authority: DE
Inventors: Takashi Matsuura; Takao Nishioka; Masamichi Yamagiwa; Akira Yamakawa
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1995-02-20
Filing date: 1996-02-20
Publication date: 2002-05-08
Anticipated expiration: 2016-02-21
Also published as: KR960031400A; JPH08290972A; EP0727399A2; KR0159686B1; EP0727399B1; CA2169862A1; DE69613728D1; US5961907A; CA2169862C; EP0727399A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Keramik- Gleitlagerbauteil, das aus Siliciumnitrid gefertigt und mit einer Gleitfläche versehen ist, und ein Verfahren zur Herstellung desselben. Beispiele für dieses Bauteil sind u. a. Motorenventiltriebteile wie ein Ventilstößel und ein Ventil, ein Kraftstoff-Einspritzpumpenteil und ein Lager.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Technisches Gerät enthält eine große Anzahl von gegenseitigen Gleitbereichen von Maschinenteilen. Die Erzeugung des Energieverlustes in den Gleitbereichen und deren Verschleiß verursacht eine Abnahme des energetischen Wirkungsgrads und eine Abnahme der Lebensdauer des Geräts. In Anbetracht dessen sind die Verbesserung der Genauigkeit von Gleitflächen und die Entwicklung neuartiger Werkstoffe für Gleitlagerbauteile auf den Weg gebracht worden, um den Reibungswiderstand in Gleitbereichen zu vermindern und die Haltbarkeit von Gleitlagerbauteilen zu verbessern.
Als derartiger neuer Werkstoff für Gleitlagerbauteile hat Keramik Aufmerksamkeit erregt. Insbesondere wird die Hoffnung auf Siliciumnitrid (Si&sub3;N&sub4;) als Werkstoff für Gleitlagerbauteile gesetzt, da es eine ausgezeichnete Festigkeit und ausgezeichneten Verschleißwiderstand besitzt. Was die Verwendbarkeit von Siliciumnitrid-Keramik in Gleitlagerbauteilen betrifft, ist deren Verwendung in einem Ventilstößel als Fahrzeugmotor-Gleitteil (siehe japanische Offenlegungsschrift Nr. 65,809/1993) und deren Verwendung in einem Auslaßventil (siehe japanische Offenlegungsschrift Nr. 24,073/1989) neben deren Verwendung in einem Kugellager, einem Gleitlager etc. vorgeschlagen worden.
Zwar wird ein einmal durch Sintern erhaltener Siliciumnitrid-Sinterkörper in eine vorbestimmte Form gebracht, indem eine Diamantschleifscheibe oder dergleichen benutzt wird, um ein kompliziert gestaltetes Bauteil wie einen Ventilstößel oder ein Auslaßventil herzustellen, aber wegen der schlechten Bearbeitbarkeit des Siliciumnitrid- Sinterkörpers ist die Bearbeitungszeit lang mit einem hohen Maß an Bearbeitung. Demgemäß ist es Fakt, daß das so erhaltene Bauteil sehr teuer ist, was dessen breiten praktischen Gebrauch verhindert.
Angesichts des Vorstehenden sind verschiedene Verfahren zur Herstellung eines Pulverpreßlings mit hoher Genauigkeit untersucht worden, wie Versuche, die Maßhaltigkeit eines Siliciumnitrid-Sinterkörpers zu verbessern, um das Schleifausmaß des Siliciumnitrid-Sinterkörpers zu verringern. Aber selbst die Maßhaltigkeit und Gestaltungsgenauigkeit eines gemäß einem Verfahren zur Verbesserung der Maßhaltigkeit eines Pulverpreßlings erhaltenen Sinterkörpers können nicht als zufriedenstellend bezeichnet werden.
Unter diesen Umständen sind Versuche unternommen worden, ein kompliziert gestaltetes Bauteil durch superplastische Bearbeitung einer Siliciumnitrid-Keramik herzustellen, wie beispielsweise in der japanischen Patentschrift Nr. 68,427/1993 und der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 103,303/1992 vorgeschlagen. Gemäß dieser superplastischen Bearbeitung ist jedoch ein Mischwerkstoff aus Siliciumnitrid und Siliciumcarbid der Arbeitsgegenstand, und Si&sub3;N&sub4;-Körner vor und nach der superplastischen Bearbeitung müssen körnige Kristalle sein.
Gemäß der oben erwähnten superplastischen Bearbeitung muß Si&sub3;N&sub4; mit SiC vermischt und zusammengesetzt werden, was Schwierigkeiten beim Erhalt eines dichten Sinterkörpers mit sich bringt und zu einem Fehlschlag bei der Sicherstellung von dessen hoher mechanischer Festigkeit und Zuverlässigkeit führt. In Anbetracht dessen offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. 103,303/1992 einen Versuch, Si&sub3;N&sub4;- Körner nach deren superplastischer Bearbeitung durch Wärmebehandlung zu säulenförmigen Kristallen zu züchten, um dadurch die Biegebruchfestigkeit eines Sinterkörpers zu verbessern. Die Wärmebehandlung muß jedoch über eine lange Zeitspanne durchgeführt werden und beinhaltet darüber hinaus eine Änderung von Maß oder Konfiguration des Sinterkörpers, so daß noch Schleifen oder dergleichen zur Korrektur erforderlich ist.
Es wurde ein anderer Versuch unternommen (vgl. Journal of the American Ceramic Society [Journal der Amerikanischen Keramikgesellschaft], 1992, S. 2733 bis 2741), eine superplastische Bearbeitung eines Si&sub3;N&sub4; als Hauptbestandteil umfassenden, aber kein SiC enthaltenden Siliciumnitrid- Sinterkörpers durchzuführen, was wegen dessen schlechter Bearbeitbarkeit jedoch entweder eine superplastische Langzeit-Bearbeitung oder die Verwendung eines Sinterkörpers mit sehr feinem Gefüge erfordert und viele technische Probleme nach sich zieht. Weiterhin schlägt diese Schrift die Verwendung von feinkörnigem SiAlON während der Spannungsumformung bei erhöhter Temperatur vor.
Das US-Patent Nr. 4,732,719 offenbart einen Versuch, das Gefüge von Si&sub3;N&sub4; während der superplastischen Bearbeitung durch Mischen und Zusammensetzen des Si&sub3;N&sub4; mit Si zu verdichten. Dies zieht jedoch Probleme wie eine geringe Festigkeit des resultierenden Sinterkörpers nach sich, weil Si in dem Sinterkörper verbleibt.

WESEN DER ERFINDUNG

Angesichts der vorstehenden Bedingungen des Standes der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, kostengünstig ein kompliziert gestaltetes Keramik-Gleitlagerbauteil aus Siliciumnitrid bereitzustellen, das mit ausgezeichneten Gleiteigenschaften, hoher mechanischer Festigkeit und hoher Zuverlässigkeit ausgestattet ist, ohne zu Schleifen oder dergleichen zu dessen Formgebung zu greifen.
Zur Lösung der vorstehenden Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung ein Keramik-Gleitlagerbauteil aus Siliciumnitrid bereit, wie in Anspruch 1 definiert. In dieser Beschreibung und den Ansprüchen meint der Begriff "Si&sub3;N&sub4;-Körner" Körner bestehend aus zumindest einer Kristallphase ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kristallphasen von Si&sub3;N&sub4; des α-Typs und Si&sub3;N&sub4; des β-Typs.
Ein Verfahren zur Herstellung des vorstehenden Keramik- Gleitlagerbauteils aus Siliciumnitrid umfaßt die Schritte gemäß Anspruch 6.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Abbildung, die eine Umfangsstruktur eines Rollenstößels in Beispiel 1 zeigt;
Fig. 2 ist eine schematische Abbildung, die eine Ringmutter- Druckprüfung in Beispiel 3 zeigt;
Fig. 3 ist eine Perspektivansicht, die die plastische Bearbeitung eines Auslaßventils in Beispiel 4 darstellt;
Fig. 4 ist eine Abbildung, die ein Verfahren zur Messung der Verziehung eines Schaftabschnitts in Beispiel 4 zeigt; und
Fig. 5 ist eine schematische Abbildung, die eine Zapfen- Scheiben-Prüfung in Beispiel 8 zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Sinterkörper, der Si&sub3;N&sub4;-Körner als Hauptbestandteil, aber weder SiC noch Si umfaßt, einer plastischen Bearbeitung zu dessen vorbestimmter Formgebung oder Maßkontrolle unterzogen, während gleichzeitig Si&sub3;N&sub4;-Körner zu säulenförmigen Kristallen des β-Typs gezüchtet werden oder der Phasenübergang von Si&sub3;N&sub4;-Körnern in säulenförmige Kristalle des β-Typs bewirkt wird, wodurch ein kompliziert gestaltetes Siliciumnitrid-Keramik- Gleitlagerbauteil mit ausreichend hoher mechanischer Festigkeit erhalten werden kann.
Der Siliciumnitrid-Sinterkörper, der einer plastischen Bearbeitung unterzogen werden soll, umfaßt Si&sub3;N&sub4;-Körner als Hauptbestandteil, wird aber mit keiner anderen Keramikkomponente gemischt und zusammengesetzt, auch nicht mit Si. Es kann jedoch eine bekannte Sinterhilfe, ein Dispersionsverfestigungsmittel und/oder dergleichen zugemischt werden. Insbesondere Al-Oxid und Al-Nitrid, Mg-Oxid und Oxide der Seltenerdmetalle werden vorzugsweise entweder allein oder in Kombination als Sinterhilfe verwendet. Der Zusatz der Sinterhilfe ermöglicht die Durchführung der heißplastischen Bearbeitung bei einer niedrigeren Temperatur für eine kürzere Zeitspanne. Außerdem ist Si&sub3;N&sub4;, das kein SiC enthält, so leicht zu sintern, daß selbst ohne Verwendung einer Heißpresse, einer heißisostatischen Presse oder dergleichen ein dichter Sinterkörper erhalten werden kann.
Obwohl ein verdichteter Sinterkörper mit einer relativen Dichte von 100% als Werkstoff vor der plastischen Bearbeitung verwendet werden kann, wird vorzugsweise ein Sinterkörper mit einer relativen Dichte von 90 bis 98% verwendet, insbesondere von zumindest 90% und unter 95%. Wenn die relative Dichte niedriger ist als 90%, ist die Festigkeit des Werkstücks selbst so ungenügend, daß es im Verlauf der plastischen Bearbeitung zu Bruch geht oder selbst nach der plastischen Bearbeitung zu ungenügender Festigkeit neigt. Wenn die relative Dichte andererseits nicht geringer ist als 95%, wird die plastische Bearbeitung immer schwieriger, und eine relative Dichte über 98% schränkt die Arbeitsgeschwindigkeit in ungünstiger Weise noch weiter ein.
Unterdessen können Si&sub3;N&sub4;-Körner in dem der plastischen Bearbeitung zu unterziehenden Siliciumnitrid-Sinterkörper entweder in α-Typ-Kristallform oder in β-Typ-Kristallform vorliegen, es müssen aber feine Kristalle mit einer durchschnittlichen Korngröße (durchschnittliche Korngröße in der kleinen Achse im Falle der säulenförmigen Kristallform des β-Typs) von höchstens 0,5 um sein. Wenn nicht einzeln anders angegeben, ist die Korngröße der säulenförmigen Si&sub3;N&sub4;-Körner des β-Typs nachfolgend bezogen auf die durchschnittliche Korngröße in der kleinen Achse angegeben. Wenn die durchschnittliche Korngröße der Si&sub3;N&sub4;-Körner 0,5 um übersteigt, geht die plastische Umformung so mühselig vor sich, daß das Anlegen einer übermäßig hohen Temperatur und/oder Kraft erforderlich sein kann, um eine vorbestimmte Form oder vorbestimmte Abmessungen zu gewährleisten, was eine Minderung der Festigkeit und des Verschleißwiderstands des resultierenden Gleitlagerbauteils zur Folge hat und demnach seinen Zweck, ein ausgezeichnetes Gleitlagerbauteil zu erhalten, nicht erfüllt.
In dem bearbeiteten plastischen Produkt müssen zumindest 70 der Si&sub3;N&sub4;-Körner in der säulenförmigen Kristallform des β-Typs vorliegen. Ein aus körnigen Si&sub3;N&sub4;-Kristallkörnern hergestelltes bearbeitetes plastisches Produkt weist eine so geringe mechanische Festigkeit auf, daß es als Gleitlagerbauteil nicht bevorzugt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung muß daher ein aus feinen säulenförmigen Kristallkörnern des β-Typs hergestellter Sinterkörper einer plastischen Bearbeitung unterzogen werden, oder es muß ein Sinterkörper aus feinen körnigen Si&sub3;N&sub4;-Kristallkörnern des α-Typs der plastischen Bearbeitung unterzogen werden, während gleichzeitig der Phasenübergang in säulenförmige Kristalle des β-Typs bewirkt wird. Alternativ kann ein Sinterkörper im α-Typ-Kristallanteil und im β-Typ-Kristallanteil reguliert und einer plastischen Bearbeitung unter ausgewählten plastischen Bearbeitungsbedingungen unterzogen werden, wodurch die Eigenschaften des resultierenden bearbeiteten plastischen Produktes gesteuert werden können.
Demgemäß können Si&sub3;N&sub4;-Körner im Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Herstellung eines Keramik-Gleitlagerbauteils aus Siliciumnitrid gleichzeitig mit der plastischen Bearbeitung zu säulenförmigen Kristallen gezüchtet werden, um das durchschnittliche Achsenverhältnis der Si&sub3;N&sub4;-Körner nach der plastischen Bearbeitung verglichen mit dem vor der plastischen Bearbeitung zu erhöhen.
Insbesondere kann mit einer Erhöhung des durchschnittlichen Achsenverhältnisses der Si&sub3;N&sub4;-Körner nach der plastischen Bearbeitung um zumindest 10% gegenüber demjenigen vor der plastischen Bearbeitung eine ausreichende Entwicklung säulenförmiger Kristalle sichergestellt werden, um ein Siliciumnitrid-Keramikbauteil mit deutlich verbesserten mechanischen Eigenschaften durch plastische Bearbeitung zu erhalten. Wird neben der Erhöhung des durchschnittlichen Achsenverhältnisses um zumindest 10% das durchschnittliche Achsenverhältnis selbst zumindest auf 3, vorzugsweise zumindest auf 5 gebracht, können noch überlegenere mechanische Eigenschaften wie Biegebruchfestigkeit sichergestellt werden.
Des weiteren kann gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung ein Anstieg der relativen Dichte des Sinterkörpers sowie die Bildung säulenförmiger Kristalle durch Kornwachstum, wie oben beschrieben, durch plastische Bearbeitung erreicht werden, ohne zu Hilfsmitteln wie dem Zusatz von Si zu greifen. Wenn durch plastische Bearbeitung die Bildung von Poren auftritt, wird die relative Dichte des Sinterkörpers durch plastische Bearbeitung gemindert und setzt die Festigkeit des resultierenden bearbeiteten plastischen Produktes herab. In Anbetracht dessen läßt man den Sintervorgang unter Einsatz einer Bearbeitungskraft während der plastischen Bearbeitung weiterlaufen, um die relative Dichte des Sinterkörpers zu erhöhen. Insbesondere kann die relative Dichte eines Sinterkörpers, dessen relative Dichte zumindest 90% und weniger als 95% beträgt, wie oben erwähnt, auf eine relative Dichte von zumindest 95% erhöht werden, wodurch ein plastisches Bearbeitungsprodukt mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften erhalten werden kann.
Heißplastische Bearbeitung wird in einer nichtoxidierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von 800 bis 1.800ºC, bevorzugt höchstens 1.600ºC, noch bevorzugter höchstens 1.400ºC durchgeführt. Die nichtoxidierende Atmosphäre wird verwendet, um die Bildung einer degenerierten Oberflächenschicht zu unterdrücken, wenn die Temperatur selbst innerhalb des vorstehenden Temperaturbereiches 1.200ºC übersteigt. Wenn die Temperatur bei der plastischen Bearbeitung 1.800ºC übersteigt, ist die mechanische Festigkeit des resultierenden Produktes wegen der Vergröberung der Si&sub3;N&sub4;-Körner herabgesetzt. Plastische Bearbeitung bei einer Temperatur von höchstens 1.400ºC kann die Lebensdauer eines Werkzeugs zur plastischen Bearbeitung, das aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt hergestellt ist, erheblich verlängern. Zur Reduzierung der Kosten der plastischen Bearbeitung wird eine plastische Bearbeitung in Luft bevorzugt. Diese plastische Bearbeitung in Luft ist möglich, wenn die Temperatur höchstens 1.200ºC beträgt.
Die Formänderung wie Kompression eines Sinterkörpers aufgrund plastischer Bearbeitung kann abhängig von den Erfordernissen des gewünschten Gleitteils gewählt werden. Im allgemeinen wird der Sinterkörper um 0,1 bis 20%, vorzugsweise 3 bis 10%, gegenüber der Größe des Sinterkörpers vor der plastischen Bearbeitung verformt. Wenn der Verformungsgrad kleiner ist als 0,1%, kann die geforderte Form eines Gleitlagerbauteils nicht ohne eine Verbesserung von dessen Dichte sichergestellt werden. Wenn der Verformungsgrad groß ist, verlängert sich die Zeit, die zur Umformung notwendig ist und erhöht die Arbeitskosten. Wenn der Verformungsgrad 10% übersteigt, werden durch plastische Bearbeitung außerdem leicht Hohlräume gebildet. Wenn der Verformungsgrad 20% übersteigt, wird die mechanische Festigkeit des Werkstücks wegen der durch die plastische Bearbeitung darin ausgebildeten Hohlräume abrupt verringert.
Zu den Vorgehensweisen zur Formgebung durch eine solche heißplastische Bearbeitung gehören Balligdrehen und Ausgleichsdrehen, um die Geradlinigkeit eines Walzenverlaufs zu gewährleisten. Das Balligdrehen erfolgt zur Bereitstellung einer Gleitfläche mit gekrümmter Oberfläche, die eine große Krümmung aufweist, um örtliches Rutschen aufgrund von einseitigem Kontakt zu vermeiden. Bisher wurde ein Sinterkörper beschliffen oder abgegratet, um dessen Balligkeit zur Bildung einer notwendigen dreidimensional gekrümmten Oberfläche zu bewirken. Entsprechend ist das Balligdrehen als sehr kostspielige Bearbeitung bekannt gewesen. Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 225,728/1988 offenbart ein Verfahren zum Formen einer Balligkeit durch Löten, wobei ein Unterschied in der Wärmeausdehnung zwischen miteinander zu verbindenden Bauteilen voll ausgenutzt wird. In diesem Fall ist die Form einer solchen Balligkeit durch die äußere Gestalt der Teile vor deren Verbindung jedoch beschränkt und kann daher nicht kontrolliert werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Balligkeit jedoch bewirkt werden, beispielsweise indem ein zylindrisches Gleitlagerbauteil einer heißplastischen Bearbeitung unterzogen wird, während an dessen Enden eine Last angelegt wird.
Andererseits wurde bisher im Falle eines Bauteils in Form einer Walze wegen des Verdrehens oder Verbiegens während des Sinterns deren notwendige Konzentrizität durch Abschleifen sichergestellt. Dies erfordert ein lange dauernde Schleiftätigkeit und verursacht einen Kostenanstieg. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Konzentrizität einer Walze durch heißplastische Bearbeitung mit Aufbringen einer Last auf einen Teil der Walze mit oder in etwa mit einer vorbestimmten Genauigkeit korrigiert werden. Es ist eine Konzentrizität von höchstens 0,1 mm/50 mm erreichbar, obwohl dies von der Größe der Walze abhängt.
Gemäß einem speziellen Verfahren zur heißplastischen Bearbeitung wird ein Werkzeug zur plastischen Bearbeitung aus einem Metall mit hohem Schmelzpunkt, beispielsweise Wolfram oder Molybdän, einem hitzebeständigen Werkstoff wie Kohlenstoff oder Bornitrid oder einem Keramikwerkstoff wie Siliciumcarbid oder Borcarbid hergestellt und dazu verwendet, unter vorbestimmten Kraft- und Temperaturbedingungen eine plastische Verformung eines Siliciumnitrid-Sinterkörpers in eine notwendige Form durchzuführen.
Dazu sei angemerkt, daß der einer plastischen Bearbeitung zu unterziehende Sinterkörper vorzugsweise derart geformt ist, daß sein Aussehen der Form eines fertigen Bauteils nahekommt, um die Notwendigkeit des Nachschneidens zu vermeiden. Da jedes beliebige Verfahren der plastischen Bearbeitung selbst verwendet werden kann, sofern es eine vorbestimmte Kraft und Temperatur beinhaltet, gehört zu den brauchbaren Verfahren der plastischen Bearbeitung nicht nur das sog. Schmieden und Walzen, sondern auch die sog. superplastische Bearbeitung, solange es sich um ein Verfahren der plastischen Bearbeitung handelt, wie es gewöhnlich für metallische Werkstoffe verwendet wird.
Wenn ein durch plastische Bearbeitung erhaltenes Werkstück nicht in der Lage ist, eine vorbestimmte Genauigkeit und Form nur durch plastische Bearbeitung sicherzustellen, können Zielstellen davon einer Nachabhebungsbearbeitung wie Schleifen unterzogen werden. Wenn andererseits die Oberflächenrauheit einer durch plastische Bearbeitung erhaltenen Gleitfläche so grob ist, daß dies zur Beschädigung eines Gegengleitteils führt, kann eine Läppbearbeitung durchgeführt werden, um die Oberflächengenauigkeit der Gleitflächen zu verbessern.
Das durch plastische Bearbeitung erhaltene Werkstück oder das noch der oben erwähnten Abtragbearbeitung unterzogene Werkstück kann noch dazu einer Wärmebehandlung unterzogen werden, um eine während der plastischen Bearbeitung darin eingebrachte Formänderung oder einen Defekt zu beheben. Eine weitere Verbesserung der mechanischen Festigkeit kann durch die Wärmebehandlung erreicht werden. Was die Heizbedingungen betrifft, so werden eine Heiztemperatur und -zeit ausgewählt, die für das Kornwachstum von Si&sub3;N&sub4; im wesentlichen ungeeignet sind. Dies geschieht deshalb, weil die Beteiligung des Kornwachstums von Si&sub3;N&sub4; Größen- und Formänderungen bewirkt, so daß die Genauigkeit des Werkstücks nach der plastischen Bearbeitung nicht eingehalten werden kann. Eine Wärmebehandlung insbesondere bei einer Temperatur nicht unter der Sintertemperatur des Sinterkörpers vor der plastischen Bearbeitung ist nicht vorzuziehen, weil sie die Maßhaltigkeit herabsetzen kann.

Beispiel 1

Ein hauptsächlich säulenförmige Si&sub3;N&sub4;-Kristallkörner des β-Typs mit einer durchschnittlichen Korngröße von 0,3 um in der kleinen Achse und einem durchschnittlichen Achsenverhältnis von 4 umfassender Si&sub3;N&sub4;-Sinterkörper, der körnige Si&sub3;N&sub4;- Kristallkörner des α-Typs mit einer durchschnittlichen Korngröße von 0,3 um enthielt und eine relative Dichte von 100% aufwies, wobei die Anzahl von vorhandenen Kristallkörnern auf eine Länge von 50 um in einem Querschnitt des Sinterkörpers (lineare Dichte) 165 betrug, wurde zu einer zylindrischen Form (Höhe: 12 mm, Außendurchmesser: 18 mm, Innendurchmesser: 12 mm) bearbeitet, die der Form eines Rollenstößels nahekam. Dazu sei angemerkt, daß das α-Typ- Kristall : β-Typ-Kristall-Verhältnis des Sinterkörpers 20 : 80 war, während die Vierpunkt-Biegebruchfestigkeit des Sinterkörpers 800 MPa gemäß JIS war.
Der resultierende zylindrische Sinterkörper wurde einer plastischen Bearbeitung bei 1.400ºC in einer Stickstoffatmosphäre unter einem Druck von 50 MPa unterzogen, der in dessen radialer Richtung darauf beaufschlagt wurde, während ein SiC-Werkzeug zur plastischen Bearbeitung verwendet wurde. Das plastische Bearbeitungswerkzeug wies ein zylindrisches Werkzeug auf (Außendurchmesser: 12 mm), das längs des Innenumfangs in den zylindrischen Sinterkörper eingeführt war, und wies zwei Teile eines zylindrischen Werkzeugs auf (Außendurchmesser: 40 mm, Innendurchmesser: 18 mm), das in axialer Richtung zweigeteilt war und eine gekrümmte Oberfläche entsprechend einer Balligkeit in dessen Innenumfangsfläche aufwies, wobei die Teile am Außenumfang des Sinterkörpers entlang angeordnet waren.
Durch fünfminütige plastische Bearbeitung wurde eine Balligkeit mit einem großen Krümmungsradius in der Außenfläche eines Endrandabschnitts der Außenumfangsfläche des Sinterkörpers und einem Höhenunterschied von 50 um geformt. Dazu sei angemerkt, daß das α-Typ-Kristall : β-Typ-Kristall-Verhältnis in dem plastischen Bearbeitungsprodukt 10 : 90 betrug, die lineare Dichte 120/50 um war, die relative Dichte 99% betrug und das durchschnittliche Achsenverhältnis der säulenförmigen Kristalle des β-Typs 6 war. Die Partieabweichung der Balligkeitsgröße lag bei 10 Proben innerhalb 1 um. Ein so erhaltener Rollenstößel wurde auf einen Innendurchmesser von 11,8 ± 0,005 mm abgegratet, während dessen Balligkeitsabschnitt geläppt wurde, um dessen Oberflächenrauheit bezogen auf Rmax von 3 um auf 0,2 um zu verbessern. Der resultierende Rollenstößel 1 wurde in einen Pkw-Motor mit einer Umfangsstruktur eingebaut, wie sie in Fig. 1 schematisch gezeigt ist, und dann während eines 100.000 km-Fahrtests in Bezug auf Gleitleistung etc. ausgewertet, wobei sich herausstellte, daß er ausgezeichnete Leistungen zeigte, darunter geringe Angriffseigenschaften gegen einen Nocken (Kohlenstoffstahl S50C) als Gegenstück und einen geringen Gleitwiderstand verglichen mit einem Rollenstößel, der nur durch Schleifen desselben Sinterkörpers wie oben beschrieben hergestellt wurde. In Fig. 1 sind die Bezugszeichen, wie folgt:
2: Nocken, 3: Stößelstange, 4: Kipphebel,
5: Befestigungsbauteil, 6: Ventilfeder und 7: Ventil.

Beispiel 2

89 Gew.-% eines Si&sub3;N&sub4;-Pulvers des α-Typs wurden mit 5 Gew.-% eines Al&sub2;O&sub3;-Pulvers, 3 Gew.-% eines Y&sub2;O&sub3;-Pulvers, 2 Gew.-% eines MgO-Pulvers und 1 Gew.-% eines AlN-Pulvers als Sinterhilfen gemischt, um ein Mischpulver herzustellen, das dann geformt und danach in einer Stickstoffatmosphäre bei 1.500 bis 1.700ºC 30 bis 120 Minuten gesintert wurde, um einen Sinterkörper mit derselben Form wie in Beispiel 1 zu erhalten. Das Verhältnis α-Typ-Kristallform : β-Typ-Kristallform jedes so erhaltenen Sinterkörpers und die durchschnittliche Korngröße der Si&sub3;N&sub4;- Körner darin sind in Tabelle 1 gezeigt. Dazu sei angemerkt, daß ein Sinterkörper der Probe 3 aus einem Si&sub3;N&sub4;/SiC-Mischwerkstoff hergestellt wurde, der zum Zeitpunkt seiner Herstellung durch Zusetzen von 20 Gew.-% eines SiC-Pulvers zu einem Si&sub3;N&sub4;-Pulver hergestellt wurde und einen End-Si&sub3;N&sub4;-Anteil von 59 Gew.-% aufwies.
Anschließend wurde jeder Sinterkörper einer plastischen Bearbeitung unter Bedingungen unterzogen, wie in Tabelle 1 gezeigt, wobei dasselbe Werkzeug zur plastischen Bearbeitung verwendet wurde wie in Beispiel 1. Die durch die plastische Bearbeitung ausgebildete Größe einer Balligkeit betrug bei zehn Proben im Durchschnitt 50 um, und die Partieabweichung der Balligkeitsgröße lag bei zehn Proben in allen Bedingungsfällen innerhalb 2 um. Der Anteil von β-Typ-Kristallkörnern der Si&sub3;N&sub4;- Körner in jedem Sinterkörper nach der plastischen Bearbeitung wurde gemessen und ist ebenfalls in Tabelle 1 gezeigt.
Jeder der resultierenden Rollenstößel wurde zur Auswertung von dessen Gleitleistung auf dieselbe Art und Weise wie in Beispiel 1 geprüft, um den Verschleißverlust eines Nockens als Gegenstück und den Verschleißverlust einer Rolle herauszufinden, die in Tabelle 1 gezeigt sind. Dazu sei angemerkt, daß jeder der Rollenstößel als Beispiel der vorliegenden Erfindung um die Hälfte der Kosten des entsprechenden, nur durch Schleifen aus demselben Sinterkörper hergestellten Rollenstößels hergestellt werden könnte. Tabelle 1
(Anmerkung) Proben mit * in der Tabelle sind von Vergleichsbeispielen. Probe 3 wurde aus einem Si&sub3;N&sub4;/SiC-Mischwerkstoff hergestellt. Die Angaben in Klammern in der Spalte "Verformungsgröße" geben jeweils das Verhältnis der Verformungsgröße zur Ursprungsgröße vor der plastischen Bearbeitung an, d. h. den Prozentsatz der Verformung.
Wie aus den Ergebnissen in Tabelle 1 verständlich ist, zeigten die Rollenstößel als Beispiele der vorliegenden Erfindung alle eine ausgezeichnete Gleitleistung. Dagegen waren die plastischen Bearbeitungsbedingungen im Falle der Probe 2 als Vergleichsbeispiel übertrieben und daher nicht geeignet, eine ausgezeichnete Gleitleistung sicherzustellen, weil die durchschnittliche Korngröße der Si&sub3;N&sub4;-Körner in einem einer plastischen Bearbeitung zu unterziehenden Sinterkörper 0,5 um überstieg und die plastische Bearbeitbarkeit des Sinterkörpers daher schlecht war. Im Falle der Probe 7 war die Verformungsgröße zu klein, um eine vorbestimmte Form zu erhalten, und die Gleitleistung war ebenfalls schlecht. Mit anderen Worten, es war erforderlich, die plastische Bearbeitung für eine lange Zeitspanne bei einer Temperatur durchzuführen, die im wesentlichen so hoch war wie die Sintertemperatur, um ein Körnerwachstum nach sich zu ziehen, mit dem Ergebnis, daß keine ausgezeichneten Gleiteigenschaften gewährleistet werden konnten. Im Falle der Probe 8 war das plastische Bearbeitungsprodukt hauptsächlich aus Si&sub3;N&sub4; des α-Typs hergestellt und daher von geringer Festigkeit und schlecht in der Gleitleistung. Mit anderen Worten, man nimmt an, daß das Bauteil selbst wegen dessen geringer Festigkeit so zu Verschleiß neigte, daß der Verschleiß eines Nockens als Gegenstück beschleunigt wurde. Dazu sei angemerkt, daß Probe 3 ein Vergleichsbeispiel ist, bei dem von einem Si&sub3;N&sub4;/SiC- Mischwerkstoff Gebrauch gemacht wurde.

Beispiel 3

Die Rollenstößel (Werkstücke nach der plastischen Bearbeitung) der Proben 1 und 3, wie in Tabelle 1 im vorstehenden Beispiel 2 gezeigt, wurden einer Wärmebehandlung und/oder einer Schleifbehandlung unterzogen, wie in Tabelle 2 gezeigt. Dazu sei angemerkt, daß die Wärmebehandlung in einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt wurde. Die resultierenden Proben wurden auf dieselbe Art und Weise wie in Beispiel 2 in Bezug auf die Gleitleistung ausgewertet, und ferner deren Verformungswiderstand gemessen. Dazu sei angemerkt, daß der Verformungswiderstand bezogen auf die maximal in einer Ringmutter-Druckprüfung entwickelte Dehnungspannung ausgewertet wurde, wobei ein Rollenstößel 1 als Probe horizontal plaziert und vertikal mit einer Kompressionslast belastet wurde, wie schematisch in Fig. 2 gezeigt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2
(Anmerkung) Proben mit * in der Tabelle sind von Vergleichsbeispielen.
Wenn die Ergebnisse in Tabelle 2 mit denen in Tabelle 1 verglichen werden, versteht sich, daß weitere Verbesserungen der Festigkeit und Gleitleistung durch eine zusätzliche Wärmebehandlung und/oder Abtragbearbeitung wie Schleifen nach der plastischen Bearbeitung gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht werden können. Andererseits trat bei der Probe 11 als Vergleichsbeispiel Kornwachstum auf, weil sie bei einer höheren Temperatur als deren Sintertemperatur erhitzt wurde, mit dem Ergebnis, daß deren Verformungswiderstand herabgesetzt war (der Verformungswiderstand des bearbeiteten plastischen Produktes der Probe 1 in Tabelle 1 betrug 800 MPa) während keine Verbesserung in deren Gleitleistung festgestellt wurde. Dazu sei angemerkt, daß Probe 12 von einem Vergleichsbeispiel ist, bei dem von einem Si&sub3;N&sub4;/SiC-Mischwerkstoff Gebrauch gemacht wurde.

Beispiel 4

Ein Si&sub3;N&sub4;-Pulver des α-Typs wurde mit 5 Gew. -% eines Al&sub2;O&sub3;- Pulvers, 5 Gew.-% eines Y&sub2;O&sub3;-Pulvers und 1 Gew.-% eines MgO- Pulvers gemischt, um ein Mischpulver herzustellen, das dann im Spritzgußverfahren zu einem Motorauslaßventil geformt und danach in einer Stickstoffatmosphäre bei 1.600ºC gesintert wurde. Der resultierende Si&sub3;N&sub4;-Sinterkörper hatte eine relative Dichte von 96% und enthielt 60% Si&sub3;N&sub4;-Kristallkörner des α-Typs mit einer durchschnittlichen Korngröße von 0,4 um, und der Ausgleichsrest von im wesentlichen Si&sub3;N&sub4;-Kristallkörnern des B-Typs hatte eine durchschnittliche Korngröße von 0,4 um in der kleinen Achse und ein durchschnittliches Achsenverhältnis von 3.
Dieser Si&sub3;N&sub4;-Sinterkörper hatte die Form eines Auslaßventils 8, wie in Fig. 3 gezeigt, umfassend einen Schaftabschnitt 9 mit einem Außendurchmesser von 8,0 mm und einem Schirmabschnitt 10 mit einem maximalen Außendurchmesser von 30 mm, und hatte eine Gesamtlänge von 80 mm einschließlich des Schirmabschnitts 10. Der Schaftabschnitt 9 war um 1,2 mm gegen die Mitte des Schaftes verdreht. So wurde dieser Schaftabschnitt 9 zwischen die Teile eines zweigeteilten Zylinders mit einem Innendurchmesser von 8 mm und einem Außendurchmesser von 12 mm gesetzt, beispielsweise ein plastisches Bearbeitungswerkzeug 11 aus Wolfram, mit einer Last von 60 kp (588,399 N) belastet und 10 Minuten einer plastischen Bearbeitung bei 1.500ºC unterzogen. Der Si&sub3;N&sub4;-Sinterkörper nach der plastischen Bearbeitung hatte eine relative Dichte von 98% und umfaßte Kristallkörner, die 90% Kristalle des β-Typs mit einer durchschnittlichen Korngröße von 0,5 um in der kleinen Achse und einem durchschnittlichen Achsenverhältnis von 4 enthielten.
Die Verziehung des Schaftabschnitts des resultierenden bearbeiteten Produktes (Auslaßventil) wurde bezogen auf die mit "a" bezeichnete Strecke gemessen, wie schematisch in Fig. 4 gezeigt. Es stellte sich heraus, daß die Verziehung bei allen gemäß dem vorstehenden Verfahren erhaltenen 50 Ventilen auf höchstens 0,05 mm herabgesetzt war. In diesem Fall entsprach die Verformungsgröße ca. 14% bezogen auf die Verformungsgröße. Ein so erhaltenes Auslaßventil wurde an dessen Oberflächen weiter beschliffen, um mit einem Kegelstück und einer Ventilplatte in Kontakt gebracht zu werden, und dann an einem echten Fahrzeug geprüft. Im Ergebnis wurde kein Bruch des Ventils, Verschleiß von damit verbundenen Teilen etc. festgestellt. Auf diese Weise wurde herausgefunden, daß das Ventil völlig problemlos verwendet werden kann.

Beispiel 5

Dieselben Si&sub3;N&sub4;-Sinterkörper wie im Falle der Probe 1 in Tabelle 1 im vorstehenden Beispiel 2 wurden unter veränderten Bedingungen einer plastischen Bearbeitung unterzogen, wie in Tabelle 3 gezeigt, um bearbeitete plastische Produkte mit verschiedenen Verformungrößen zu erhalten. Dazu sei angemerkt, daß die Sinterkörper vor der plastischen Bearbeitung zylindrische Sinterkörper mit einer Höhe von 12 mm, einem Außendurchmesser von 18 mm und einem Innendurchmesser von 12 mm waren, die ohne Druck von deren Außenumfangsflächen vertikal zusammengedrückt und dann der plastischen Bearbeitung unterzogen wurden, um deren Außendurchmesser nach der plastischen Bearbeitung zu messen. Des weiteren wurde die relative Dichte der bearbeiteten plastischen Produkte gemessen, während deren Verformungswiderstand auf dieselbe Art und Weise gemessen wurde wie in Beispiel 3. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3
(Anmerkung) Proben mit * in der Tabelle sind von Vergleichsbeispielen.
Ausgehend von diesen Ergebnissen versteht sich von selbst, daß die relative Dichte und der Verformungswiderstand eines bearbeiteten plastischen Produktes durch entsprechende plastische Bearbeitung gegenüber der Probe 17, die der plastischen Bearbeitung nicht unterzogen wurde, verbessert werden können. Im Falle der Probe 21 wurde jedoch eine Abnahme der Festigkeit festgestellt, weil die Verformungsgröße 10% überschritt. Im Falle der Probe 22 wurden Hohlräume in dem Werkstück entwickelt und setzten dessen Festigkeit abrupt herab, weil die Verformungsgröße 20% überstieg. Andererseits war die Verformungsgröße im Falle der Probe 18 kleiner als 0,1%, wodurch nicht nur die Gewährleistung vorbestimmter Abmessungen fehlschlug, sondern auch keine erkennbaren Verbesserungen der Dichte und Festigkeit erzielt wurden.

Beispiel 6

Dieselben Si&sub3;N&sub4;-Sinterkörper wie im Falle der Probe 1 in Tabelle 1 im vorstehenden Beispiel 2, die Sinterkörper mit einer Höhe von 12 mm, einem Außendurchmesser von 18 mm und einem Innendurchmesser von 12 mm vor der plastischen Bearbeitung waren, wurden vertikal zusammengedrückt und unter veränderten Bedingungen, wie in Tabelle 4 gezeigt, ohne Druck von deren Außenumfangsflächen, wie in Beispiel 5, einer plastischen Bearbeitung unterzogen. Dazu sei angemerkt, daß die plastische Bearbeitung in einer Stickstoffatmosphäre unter Verwendung eines Wolfram-Arbeitswerkzeugs durchgeführt wurde, außer im Falle der Probe 27, wo die plastische Bearbeitung in Luft unter Verwendung eines SiC-Arbeitswerkzeugs durchgeführt wurde. Die Anzahl pro Werkzeug bearbeiteter plastischer zylindrischer Produkte, bei denen die Gleichmäßigkeit von deren Enden in dieser plastischen Bearbeitung auf einem Wert von 0,05 mm gehalten werden konnte, ist in Tabelle 4 gezeigt. Tabelle 4
Ausgehend von diesen Ergebnissen versteht sich von selbst, daß die, Lebensdauer eines Werkzeugs zur plastischen Bearbeitung verlängert wird, selbst wenn es für dieselbe Verformungsgröße verwendet wird, und die gewünschte Arbeitsgenauigkeit für eine lange Zeitspanne sicherstellt, wenn die plastische Bearbeitungstemperatur herabgesetzt wird. Ausgehend von den Ergebnissen der Probe 27 versteht sich auch von selbst, daß die plastische Bearbeitung sogar in Luft mit einer plastischen Bearbeitungstemperatur von höchstens 1.200ºC möglich ist.

Beispiel 7

89 Gew.-% eines Si&sub3;N&sub4;-Pulvers des α-Typs mit einer durchschnittlichen Korngröße von 0,3 um wurden mit 5 Gew.-% eines Al&sub2;O&sub3;-Pulvers, 5 Gew.-% eines Y&sub2;O&sub3;-Pulvers und 1 Gew.-% eines MgO-Pulvers als Sinterhilfen gemischt, um ein Mischpulver herzustellen, aus dem ein zylindrischer Preßling mit einem Außendurchmesser von 18 mm und einer Höhe von 10 mm hergestellt wurde.
Dieser Preßling wurde 30 bis 120 Minuten bei einer Temperatur von 1.400 bis 1.700ºC in einer Stickstoffatmosphäre gesintert. Die gemäß dem vorstehenden Verfahren erhaltenen Sinterkörper wurden in deren Höhenrichtung beschliffen, um Si&sub3;N&sub4;-Sinterkörper mit einem Außendurchmesser von ca. 15 mm und einer Höhe von ca. 7 mm zu erhalten. Die relative Dichte, das durchschnittliche Achsenverhältniss der säulenförmigen Kristallkörner des β-Typs und die Biegebruchfestigkeit der Sinterkörper als Proben sind in Tabelle 5 gezeigt.
Die so erhaltenen Sinterkörper wurden jeweils in deren Höhenrichtung mit einer Druckbelastung belastet und der plastischen Bearbeitung unterzogen. Es wurde ein Druckprüfungswerkzeug hergestellt, das aus Kohlenstoff beschichtet mit Bornitrid bestand. Die plastische Bearbeitung wurde unter Verwendung des Druckprüfungswerkzeugs in einer Stickstoffatmosphäre unter Bedingungen durchgeführt, wie in Tabelle 5 gezeigt.
Die durch diese plastische Bearbeitung erhaltenen bearbeiteten plastischen Produkte wurden in Bezug auf die Verformungsgröße in deren Höhenrichtung, die relative Dichte, das durchschnittliche Achsenverhältnis der säulenförmigen Kristallkörner des β-Typs, die Zuwachsrate (%) des durchschnittlichen Achsenverhältnisses und die Biegebruchfestigkeit untersucht. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 5 gezeigt. Dazu sei angemerkt, daß die Biegebruchfestigkeit mit einer Spannweite von 10 mm unter Verwendung eines Prüfstücks gemessen wurde, das für jeden Fall aus einem Sinterkörper herausgeschnitten war. Tabelle 5
(Anmerkung) Proben mit * in der Tabelle sind von Vergleichsbeispielen.
**: Zuwachsrate (%) des durchschnittlichen Achsenverhältnisses säulenförmiger Kristallkörner des β-Typs nach der plastischen Bearbeitung verglichen mit dem vor der plastischen Bearbeitung.
Wie aus Tabelle 5 verständlich ist, ging der Sinterkörper im Falle der Probe 1 im Verlauf der plastischen Bearbeitung zu Bruch, weil dessen relative Dichte zu niedrig war. Andererseits war die plastische Verformung im Falle der Probe 6 unter den dafür festgelegten Bedingungen gering, weil anders herum die relative Dichte des Sinterkörpers zu hoch war. Im Falle der Probe 7 war die plastische Bearbeitung unmöglich, weil die plastische Bearbeitungstemperatur zu niedrig war. Im Falle der Proben 11 und 16 verschlechterte sich die Festigkeit der bearbeiteten plastischen Produkte, weil die plastische Bearbeitungstemperatur zu hoch war. Im Falle der Proben 13 und 19 trat keine plastische Verformung ein, weil die plastischen Bearbeitungsbedingungen (Temperatur und Zeit) ungenügend waren. Dagegen wurde die Festigkeit aller plastischen Bearbeitungsprodukte als Beispiele der vorliegenden Erfindung verbessert, weil in jedem Fall eine plastische Bearbeitung durchgeführt wurde.

Beispiel 8

Biegebruch-Prüfstücke desselben Si&sub3;N&sub4;-Sinterkörpers vor der plastischen Bearbeitung und dasselbe bearbeitete plastische Produkt wie im Falle der Probe 5, wie in Tabelle 5 im vorstehenden Beispiel 7 gezeigt, wurden zu einem Zwischenvergleich in Bezug auf den Verschleißwiderstand gemäß einem Zapfen-Scheiben-Prüfungsverfahren herangezogen, wie schematisch in Fig. 5 gezeigt. Als Werkstoff einer Scheibe 13 als Gegenstück wurde Werkzeugstahl verwendet und mit einer Geschwindigkeit von 1 bis 10 m/s mit einem Prüfstück in Kontakt geschoben. Das Bezugszeichen 12 in Fig. 5 stellt einen Zapfen dar.
Das Verschleißmaß wurde mit 2,3 · 10&supmin;&sup8; mm²/kg für den Si&sub3;N&sub4;- Sinterkörper vor der plastischen Bearbeitung und 5,4 · 10&supmin;&sup9; mm²/kg für das bearbeitete plastische Produkt gemessen. So stellte sich heraus, daß der Verschleißwiderstand des plastisch bearbeiteten Produktes verbessert war.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Keramik- Gleitlagerbauteil aus Siliciumnitrid mit hoher mechanischer Festigkeit und ausgezeichneter Zuverlässigkeit zu geringen Kosten bereitgestellt werden, ohne zu einem großen Schleifausmaß oder dergleichen zur Formgebung zu greifen. Dazu sei angemerkt, daß die vorliegende Erfindung nicht nur bei einem Gleitlagerbauteil effizient ist, sondern auch bei plastischen Arbeitsbauteilen aus Metall, wie einer Kalanderwalze, einem Schneidwerkzeug etc.

Claims

1. Keramik-Gleitlagerbauteil aus Siliciumnitrid, das Si&sub3;N&sub4;-Körner als Hauptbestandteil enthält und durch heißplastische Bearbeitung eines gesinterten Siliciumnitrid-Vorformlings mit einer durchschnittlichen Korngröße, d. h. einer durchschnittlichen Korngröße in der kleinen Achse bei der säulenförmigen Kristallform des β-Typs, der Si&sub3;N&sub4;-Körner von höchstens 0,5 um in den Abmessungen geformt oder reguliert wird, wobei zumindest 70% der Si&sub3;N&sub4;-Körner in der säulenförmigen Kristallform des β-Typs vorliegen und das Gleitlagerbauteil frei von freiem Si und SiC ist.

2. Keramik-Gleitlagerbauteil aus Siliciumnitrid gemäß Anspruch 1, wobei das durchschnittliche Achsenverhältnis der säulenförmigen Kristallkörner des β-Typs zumindest 3 beträgt.

3. Keramik-Gleitlagerbauteil aus Siliciumnitrid gemäß Anspruch 1, das dort, wo es der heißplastischen Bearbeitung ausgesetzt wurde, eine plastische Verformung mit einer Verformungsgröße von 0,1 bis 20% erfahren hat.

4. Keramik-Gleitlagerbauteil aus Siliciumnitrid gemäß Anspruch 1, das einen durch die heißplastische Bearbeitung geformten Balligkeitsabschnitt aufweist.

5. Keramik-Gleitlagerbauteil aus Siliciumnitrid gemäß Anspruch 1, wobei dessen Konzentrizität durch die heißplastische Bearbeitung auf höchstens 0,1 mm/50 mm reguliert wird.

6. Verfahren zur Herstellung eines Keramik-Gleitlagerbauteils aus Siliciumnitrid gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend den Schritt (I) der Herstellung eines Vorformlings bestehend aus einem Siliciumnitrid- Sinterkörper, der Si&sub3;N&sub4;-Körner als Hauptbestandteil umfaßt und frei von freiem Si und SiC ist, wobei die durchschnittliche Korngröße, d. h. die durchschnittliche Korngröße in der kleinen Achse bei den säulenförmigen Kristallkörnern des β-Typs, der Si&sub3;N&sub4;-Körner höchstens 0,5 um beträgt, und den heißplastischen Bearbeitungsschritt (II) der Plazierung des Vorformlings in einer Form und Durchführung einer heißplastischen Verformung des Vorformlings zu dessen Formgebung oder Maßkontrolle bei gleichzeitiger Erhöhung des durchschnittlichen Achsenverhältnisses der säulenförmigen β-Typ-Kristallkörner des Siliciumnitrid-Sinterkörpers.

7. Verfahren zur Herstellung eines Keramik-Gleitlagerbauteils aus Siliciumnitrid gemäß Anspruch 6, wobei ein Siliciumnitrid-Sinterkörper als Vorformling eine relative Dichte von 90 bis 98% aufweist und in dem Schritt (II) verdichtet wird.

8. Verfahren zur Herstellung eines Keramik-Gleitlagerbauteils aus Siliciumnitrid gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei die relative Dichte eines Siliciumnitrid-Sinterkörpers als Vorformling mindestens 90% und unter 95% beträgt.

9. Verfahren zur Herstellung eines Keramik-Gleitlagerbauteils aus Siliciumnitrid gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das durchschnittliche Achsenverhältnis in dem Schritt (II) um mindestens 10% erhöht wird.

10. Verfahren zur Herstellung eines Keramik-Gleitlagerbauteils aus Siliciumnitrid gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Betriebstemperatur in dem Schritt (II) 800 bis 1.800ºC beträgt.

11. Verfahren zur Herstellung eines Keramik-Gleitlagerbauteils aus Siliciumnitrid gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die Betriebstemperatur in dem Schritt (II) höchstens 1.600ºC beträgt.

12. Verfahren zur Herstellung eines Keramik-Gleitlagerbauteils aus Siliciumnitrid gemäß einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei die Bearbeitung in dem Schritt (II) in einer nichtoxidierenden Atmosphäre durchgeführt wird.

13. Verfahren zur Herstellung eines Keramik-Gleitlagerbauteils aus Siliciumnitrid gemäß einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei die Bearbeitung in dem Schritt (II) in Luft bei einer Temperatur von höchstens 1.200ºC durchgeführt wird.

14. Verfahren zur Herstellung eines Keramik-Gleitlagerbauteils aus Siliciumnitrid gemäß einem der Ansprüche 6 bis 13, wobei der Anteil der plastischen Verformung in dem Schritt (II) 0,1 bis 20% beträgt.

15. Verfahren zur Herstellung eines Keramik-Gleitlagerbauteils aus Siliciumnitrid gemäß einem der Ansprüche 6 bis 13, das nach dem Schritt (II) ferner den Bearbeitungsschritt (III) der Durchführung einer Abtragungsbearbeitung oder Läpparbeit zur Sicherstellung von dessen Maßhaltigkeit umfaßt.

16. Verfahren zur Herstellung eines Keramik-Gleitlagerbauteils aus Siliciumnitrid gemäß einem der Ansprüche 6 bis 13, das nach Durchführung der Behandlung des Schrittes (II) oder der Schritte (II) und (III) ferner den Schritt (IV) der Durchführung einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von höchstens der Sintertemperatur von Si&sub3;N&sub4; umfaßt.