JP2000226590A - ホウ化物系自己潤滑複合材料 - Google Patents
ホウ化物系自己潤滑複合材料Info
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Abstract
あらゆる雰囲気中で使用できる固体潤滑剤を含む複合材
料を提供する。 【解決手段】 二硫化タングステンを20〜60重量
%、Ni−20Cr−3Bを1.5〜3.0重量%、N
i−12.7Bを2.0〜3.5重量%、残りWBの成
分で混合、成形して焼結する。とくに二硫化タングステ
ンの粒度を2μm以下とする。
Description
用される固体潤滑劑を含む複合材料に関する。
モリブデンおよび黒鉛は、代表的な固体潤滑剤として知
られており、これらを油やグリースに添加したり、ある
いは金属、セラミックス、プラスチック材料と複合化し
たものが使用されている。なお、二硫化タングステンと
金属の複合材料は、二硫化タングステンの粉末と金属の
粉末とを混合し、成形後、真空焼結を経て製造する方法
と、ホットプレス法によって製造する方法がある。
ステンは焼結時に金属と反応しやすく、特に焼結温度が
高い場合は潤滑性のない化合物に変化してしまう特性が
あるため、潤滑性が良好で、緻密な複合材料を得ること
は非常に難しい。したがって、二硫化タングステンの粒
度が、原料粒度の1〜2μmのままでは使用できず、粒
度を50〜300μmに大きく造粒する必要があった。
しかし、二硫化タングステンの粒度を大きくすることは
粉末の性状から非常に面倒で、潤滑材の製造工程におけ
るネックになっている。また、二硫化タングステンは、
微粒であるほど均一に分散した組織になって優れた潤滑
特性が得られ、造粒により大きくすると特性が悪くなる
が、前述のように造粒処理をしなければ複合材料を得る
ことができなかった。
密で摩擦係数が低く、比摩耗量が小さく、あらゆる雰囲
気中で使用できる固体潤滑剤を含む複合材料の提供を目
的とするものである。
がNi−20Cr−3BおよびNi−12.7Bと非常
に濡れ性が良く、またNi−20Cr−3BおよびNi
−12.7Bの融点が1000℃程度と低く、これらの
成分を焼結助劑として作用させることにより、少ない添
加量で焼結が可能になることに着目し、二硫化タングス
テンを20〜60重量%、Ni−20Cr−3Bを1.
5〜3.0重量%、Ni−12.7Bを2.0〜3.5
重量%、残りWBの成分で混合し、これを焼結して形成
するようにしている。したがって焼結時に反応消失する
二硫化タングステンWS2 の量を抑制することが可能に
なるとともに、WS2 を造粒することなく原料粒度のま
まの粒度で添加が可能である。
以上60重量%以下と、Ni−20Cr−3Bを1.5
重量%以上3.0重量%以下、Ni−12.7Bを2.
0重量%以上3.5重量%以下、残りがWBで混合して
成形し、1000℃以下の低温度で焼結させており、二
硫化タングステンの粒度が2μm以下の微粒組織を呈し
た潤滑性に優れ、強度の高い自己潤滑性複合材料を形成
させた。
潤滑性のない材料になり、60重量%を超えると材料強
度が低くなって使用に耐えられないため、20重量%以
上60重量%以下の範囲で配合する。なお、潤滑度の高
い材料を要求される場合は二硫化タングステンの量を前
記範囲内で多くし、強度を要求される場合は配合量を少
なくする。
上であればWBの焼結を促進させるが、3.0重量%を
超えるとWS2 と反応して分解するため、1.5重量%
以上3.0重量%以下が望ましい。また、Ni−12.
7Bは、2.0重量%以上でWBの焼結を促進させる
が、3.5重量%を超えるとWS2 との反応により潤滑
性のない反応生成物が生じるため、2.0重量%以上
3.5重量%以下が望ましい。また、焼結時、WBの一
部がWに変化し、WS2 との結合を強固にする。
%と、Ni−20Cr−3B合金粉1.5重量%、Ni
−12.7B合金粉2.0重量%、残りをWBの粉末と
した配合で、ボールミルで混合し、3〜5ton/cm
2 の成形圧で成形した後、950℃の焼結温度で真空焼
結して試料Aを作成した。
重量%、Ni−20Cr−3B合金粉2.0重量%、N
i−12.7B合金粉2.5重量%、残りをWBの粉末
とした組成で、試料Bを作成し、二硫化タングステン粉
末60重量%に増量し、Ni−20Cr−3B合金粉
2.5重量%、Ni−12.7B合金粉3.0重量%、
残り34.5重量%をWB粉末とした試料Cを作成し
た。このような、本発明の範囲に属する複合材料と比較
するため、配合量を範囲外とした試料D、E、F、Gを
作成し、圧縮強度試験および摩擦摩耗試験を行い特性を
評価した。各試料の組成を表1に示している。
柱状試験片で圧縮強さを測定し、摩擦摩耗試験は、ピン
オンディスク型試験機にて評価した。試験の雰囲気は大
気および真空(5×10― 6torr)の2通りとし、
雰囲気温度はそれぞれ常温および300℃とした。な
お、摩擦摩耗試験の相手材はSUS440Cとし、回転
速度1500r/min、荷重は1kgfの条件で面接
触により摩擦係数および比摩耗量を測定した。なお、評
価基準は、それぞれ表2に示す4段階で表示することと
し、各試料について試験した結果を表3に示している。
求範囲内の組成である試料A,B,Cはいずれも強度が
高く、大気、真空雰囲気ともに常温および300℃にお
ける摩擦係数、摩擦摩耗特性も優れた結果を得られた。
しかし、請求範囲外の組成による試料DはWS2 が少な
いため強度は大きいが、潤滑性がなく、他の試料E、
F、Gについても満足な特性が得られなかった。
らも明らかなように、強度が高く、摩擦係数、比摩耗量
特性がともに低く、大気および真空中のあらゆる雰囲気
で有効に使用できる自己潤滑複合材料を得ることができ
る。また、低温での焼結が可能になり、二硫化タングス
テンを造粒することなく、原料粒度のままで添加するこ
とができる効果がある。
Claims (2)
- 【請求項1】 二硫化タングステンを20〜60重量
%、Ni−20Cr−3Bを1.5〜3.0重量%、N
i−12.7Bを2.0〜3.5重量%、残りWBの成
分で混合、成形して焼結したことを特徴とするホウ化物
系自己潤滑複合材料。 - 【請求項2】 二硫化タングステンの粒度が、2μm以
下である請求項1のホウ化物系自己潤滑複合材料。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006188945A (ja) * | 2001-05-10 | 2006-07-20 | Hiroshi Asaka | 耐震ドア式出入口扉構造 |
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WO2013108638A1 (ja) | 2012-01-19 | 2013-07-25 | 日本精工株式会社 | 自己潤滑性複合材料、並びにそれを用いた転がり軸受、直動装置、ボールねじ装置、直動案内装置、及び搬送装置 |
-
1999
- 1999-02-04 JP JP02729599A patent/JP3785283B2/ja not_active Expired - Lifetime
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