JP2000266056A - カーボン摺動材及びその製造法 - Google Patents

カーボン摺動材及びその製造法

Info

Publication number
JP2000266056A
JP2000266056A JP11071782A JP7178299A JP2000266056A JP 2000266056 A JP2000266056 A JP 2000266056A JP 11071782 A JP11071782 A JP 11071782A JP 7178299 A JP7178299 A JP 7178299A JP 2000266056 A JP2000266056 A JP 2000266056A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
weight
carbon
ray diffraction
graphite powder
carbon sliding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11071782A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Watanabe
美博 渡辺
Hideo Nozawa
秀男 野沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
Priority to JP11071782A priority Critical patent/JP2000266056A/ja
Publication of JP2000266056A publication Critical patent/JP2000266056A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属含浸をせずに強度が強く、かつ摩耗量の
少ないカーボン摺動材及びその製造法を提供する。 【解決手段】 空気圧力0.49MPaにおける空気透過
量が10cc/cm2/min以下であるカーボン材を用いてなる
カーボン摺動材及びX線回折による格子面間隔C002
0.671〜0.673nmの黒鉛粉を含む骨材に、固体
潤滑材及び結合剤を含む原料を混合、捏和した後、成
形、焼成することを特徴とするカーボン摺動材の製造
法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種ポンプなどの
軸封部において、軸受、メカニカルシール、ロータリジ
ョイントシール、パッキン、ブレード等に使用されるカ
ーボン摺動材及びその製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のカーボン摺動材に用いられるカー
ボン材の製造法は、例えば(石川敏功、長沖通)著、近
代編集社発行の、「新炭素工業」などに示されるよう
に、人造黒鉛、天然黒鉛、カーボンブラック、コークス
等の骨材の一種以上と、タールピッチ、コールタール等
の結合剤の一種以上を適宜配合し、これらを捏和機に投
入し、200〜290℃の温度で捏和混練する。捏和機
には通常双腕型捏和機が使用されている。
【0003】次に捏和物を室温まで冷却した後、平均粒
径が20〜30μmに粉砕し、次いで69〜147MPa
の圧力で成形、800〜1000℃の還元雰囲気中で焼
成し、さらにこの焼成品に金属含浸を行う。金属含浸
は、温度400〜500℃、減圧真空度−0.05〜−
0.1MPaの条件で溶融鉛槽に上記の焼成品を浸漬し、
焼成品に有する気孔に鉛を含浸させる。この後0.49
〜9.8MPaまで加圧した後、溶融鉛槽から引き上げて
冷却し、大気圧に戻して含浸を完了し、カーボン材とし
ている。このカーボン材を機械加工して各種のカーボン
摺動材に供している。
【0004】しかしながら従来のカーボン材は、重金属
である鉛は、環境汚染が心配され、廃棄品の市場からの
回収が必要となり、そのためコストアップにつながる問
題点があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】請求項1及び2記載の
発明は、金属含浸をせずに強度が強く、かつ摩耗量の少
ないカーボン摺動材を提供するものである。請求項3記
載の発明は、金属含浸をせずに強度が強く、かつ摩耗量
の少ないカーボン摺動材の製造法を提供するものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、空気圧力0.
49MPaにおける空気透過量が10cc/cm2/min以下であ
るカーボン材を用いてなるカーボン摺動材に関する。ま
た、本発明は、カーボン材が、X線回折による格子面間
隔C002が0.671〜0.673nmの黒鉛粉を含む骨
材40〜50重量%、固体潤滑材1〜5重量%及び結合
剤45〜59重量%含有してなるカーボン摺動材に関す
る。さらに、本発明は、X線回折による格子面間隔C
002が0.671〜0.673nmの黒鉛粉を含む骨材
に、固体潤滑材及び結合剤を含む原料を混合、捏和した
後、成形、焼成することを特徴とするカーボン摺動材の
製造法に関する。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明になるカーボン摺動材に用
いられるカーボン材は、空気圧力0.49MPaにおける
空気透過量が10cc/cm2/min以下、好ましくは5cc/cm2
/min以下、さらに好ましくは2cc/cm2/min以下(0も含
む)とされ、10cc/cm2/minを越えるカーボン材を用い
ると摺動時の液膜が保持できず摺動特性を確保できな
い。
【0008】空気透過量は、サンプルを25×25×5
mmで空気透過面積が314mm2、これに差圧4.98MPa
の空気圧を加えて測定することができる。測定される空
気透過量の単位は、cc/cm2/minであるが、これは1cm2
の面積当たりで、1分間に透過する空気体積(cc)を意
味する。
【0009】本発明において、骨材の一部として使用さ
れる黒鉛粉は、X線回折による格子面間隔C002が0.
671〜0.673nm、好ましくは0.6715〜0.
6725nmの範囲とされ、0.671nm未満では機械強
度が低下し、0.673nmを越えると空気透過量が増加
するため液中での摺動性が悪くなる。なお本発明におい
ては、X線回折による格子面間隔C002が0.671〜
0.673nmの黒鉛粉を、全組成物中に15重量%以
上、好ましくは18〜35重量%含有していれば、X線
回折による格子面間隔C002が上記の範囲から外れた黒
鉛粉を併用して使用しても差し支えない。なお、X線回
折による格子面間隔C002は、学振法等により測定する
ことができる。
【0010】また、本発明になるカーボン摺動材に用い
られるカーボン材は、X線回折による格子面間隔C002
が0.671〜0.673nmの黒鉛粉を含む骨材40〜
50重量%、固体潤滑材1〜5重量%及び結合剤45〜
59重量%含有することが好ましく、骨材が多いと緻密
性が損なわれる傾向があり、少ないと摺動性が損なわれ
る傾向がある。また固体潤滑材が多いと機械強度が低下
する傾向があり、少ないと摺動性が損なわれる傾向があ
る。さらに結合剤が多いと焼成中に割れる傾向があり、
少ないと機械強度が低下する傾向がある。なお骨材中に
含まれるX線回折による格子面間隔C002が0.671
〜0.673nmの黒鉛粉の含有量については特に制限は
ないが、骨材に対して20〜70重量%とすることが好
ましく、30〜50重量%とすることがさらに好まし
い。
【0011】カーボン摺動材に用いられるカーボン材を
製造するための原料としては、X線回折による格子面間
隔C002が0.671〜0.673nmの黒鉛粉を含み、
その他に油煙、天然黒鉛粉等を骨材として使用し、それ
に固体潤滑材としてタルク、二硫化モリブデン等を使用
し、さらに結合剤としてタールピッチ、コールタール等
が使用される。
【0012】カーボン摺動材に用いられるカーボン材
は、前記各原料を用い、加熱混練(捏和)、粉砕、成形
した後、焼成することにより製造することができる。捏
和は、双腕型ニーダー、スクリュー型ニーダー等を用い
て、各原料を好ましくは230〜270℃の温度で混練
する。捏和温度が高いと機械強度が低下する傾向があ
り、低いと捏和時間が長くなる傾向がある。なお捏和時
間については、捏和物の量、骨材の粒径、結合剤の配合
量により変化するので、その都度適宜選定する。
【0013】粉砕は、捏和で得られたものを、各種粉砕
機を用いて、平均粒子径が20〜30μmになるように
粉砕することにより行われる。平均粒子径が大きいと機
械強度が低下する傾向があり、小さいと焼成中に割れる
傾向がある。成形は、粉砕して得られた粉体を、ブロッ
ク状に金型プレスなどの方法で付形することにより行わ
れる。成形圧力は、69〜147MPaが好ましい。成形
圧力が低いと機械強度が低下する傾向があり、高いと焼
成中に割れる傾向がある。
【0014】上記により得られた成形品を、焼成する。
焼成は、還元雰囲気下で、好ましくは800〜1000
℃に昇温して行うことができる。焼成時間は、300〜
500時間が好ましい。還元雰囲気下で焼成する方法と
しては、成形体のまわりに炭素粉を詰めて焼成する方法
等がある。このようにして得られたカーボン材を所望の
形状の摺動材に加工することができる。摺動材として
は、軸受、メカニカルシール、ロータリジョイントシー
ル、パッキン、プレード等が挙げられる。
【0015】
【実施例】以下本発明の実施例を説明する。 実施例1 骨材として、X線回折による格子面間隔C002が0.6
72nmの黒鉛粉23重量%及び油煙22重量%に固体潤
滑剤として、市販の二硫化モリブデン2重量%並びに結
合剤としてバインダピッチ(川崎製鉄(株)製、商品名P
KL)40重量%及びコールタール13重量%を配合
し、双腕型ニーダーを用いて温度250℃で5時間捏和
混練した。
【0016】この後上記の捏和物を、平均粒子径が25
μmに粉砕した。この成形粉を寸法が150×250×
50mmの金型に入れ、成形圧力123MPaで1個成形し
た。得られた成形体を、還元雰囲気下で1000℃まで
400時間かけて昇温した後、冷却し焼成品を得た。得
られた焼成品から試験片を図1のように採取し、その物
理特性を測定した。その測定結果を表1に示す。また水
中摩耗試験の結果も合わせて表1に示す。
【0017】実施例2 骨材として、X線回折による格子面間隔C002が0.6
72nmの黒鉛粉18重量%、X線回折による格子面間隔
002が0.674nmの黒鉛粉22重量%及び油煙5重
量%に固体潤滑剤として、市販の二硫化モリブデン2重
量%並びに結合剤としてバインダピッチ(川崎製鉄(株)
製、商品名PKL)40重量%及びコールタール13重
量%を配合し、双腕型ニーダーを用いて温度250℃で
5時間捏和混練した。
【0018】この後上記の捏和物を、平均粒子径が25
μmに粉砕した。この成形粉を寸法が150×250×
50mmの金型に入れ、成形圧力123MPaで1個成形し
た。得られた成形体を、還元雰囲気下で1000℃まで
400時間かけて昇温した後、冷却し焼成品を得た。得
られた焼成品から試験片を図1のように採取し、その物
理特性を測定した。その測定結果を表1に示す。また水
中摩耗試験の結果も合わせて表1に示す。
【0019】実施例3 骨材として、X線回折による格子面間隔C002が0.6
72nmの黒鉛粉19重量%、X線回折による格子面間隔
002が0.674nmの黒鉛粉9重量%、X線回折によ
る格子面間隔C002が0.678nmの黒鉛粉12重量%
及び油煙5重量%に固体潤滑剤として、市販のタルク
1.3重量%、二硫化モリブデン1.7重量%並びに結
合剤としてバインダピッチ(川崎製鉄(株)製、商品名P
KQL)38重量%及びコールタール14重量%を配合
し、双腕型ニーダーを用いて温度250℃で5時間捏和
混練した。
【0020】この後上記の捏和物を、平均粒子径が25
μmに粉砕した。この成形粉を寸法が150×250×
50mmの金型に入れ、成形圧力123MPaで1個成形し
た。得られた成形体を、還元雰囲気下で1000℃まで
400時間かけて昇温した後、冷却し焼成品を得た。得
られた焼成品から試験片を図1のように採取し、その物
理特性を測定した。その測定結果を表1に示す。また水
中摩耗試験の結果も合わせて表1に示す。
【0021】比較例1 骨材として、X線回折による格子面間隔C002が0.6
74nmの黒鉛粉28重量%、X線回折による格子面間隔
002が0.678nmの黒鉛粉12重量%及び油煙5重
量%に固体潤滑剤として、市販のタルク1.3重量%、
二硫化モリブデン1.7重量%並びに結合剤としてバイ
ンダピッチ(川崎製鉄(株)製、商品名PKQL)38重
量%及びコールタール14重量%を配合し、双腕型ニー
ダーを用いて温度250℃で5時間捏和混練した。
【0022】この後上記の捏和物を、平均粒子径が25
μmに粉砕した。この成形粉を寸法が150×250×
50mmの金型に入れ、成形圧力123MPaで1個成形し
た。得られた成形体を、還元雰囲気下で1000℃まで
400時間かけて昇温した後、冷却し焼成品を得た。得
られた焼成品から試験片を図1のように採取し、その物
理特性を測定した。その測定結果を表1に示す。また水
中摩耗試験の結果も合わせて表1に示す。
【0023】比較例2 骨材として、X線回折による格子面間隔C002が0.6
74nmの黒鉛粉40重量%及び油煙5重量%に固体潤滑
剤として、市販の二硫化モリブデン2重量%並びに結合
剤としてバインダピッチ(川崎製鉄(株)製、商品名PK
L)40重量%及びコールタール13重量%を配合し、
双腕型ニーダーを用いて温度250℃で5時間捏和混練
した。
【0024】この後上記の捏和物を、平均粒子径が25
μmに粉砕した。この成形粉を寸法が150×250×
50mmの金型に入れ、成形圧力123MPaで1個成形し
た。得られた成形体を、還元雰囲気下で1000℃まで
400時間かけて昇温した後、冷却し焼成品を得た。得
られた焼成品から試験片を図1のように採取し、その物
理特性を測定した。その測定結果を表1に示す。また水
中摩耗試験の結果も合わせて表1に示す。
【0025】比較例3 骨材として、X線回折による格子面間隔C002が0.6
74nmの黒鉛粉23重量%及び油煙22重量%に固体潤
滑剤として、市販の二硫化モリブデン2重量%並びに結
合剤としてバインダピッチ(川崎製鉄(株)製、商品名P
KL)40重量%及びコールタール13重量%を配合
し、双腕型ニーダーを用いて温度250℃で5時間捏和
混練した。
【0026】この後上記の捏和物を、平均粒子径が25
μmに粉砕した。この成形粉を寸法が150×250×
50mmの金型に入れ、成形圧力123MPaで1個成形し
た。得られた成形体を、還元雰囲気下で1000℃まで
400時間かけて昇温した後、冷却し焼成品を得た。得
られた焼成品から試験片を図1のように採取し、その物
理特性を測定した。その測定結果を表1に示す。また水
中摩耗試験の結果も合わせて表1に示す。
【0027】比較例4 骨材として、X線回折による格子面間隔C002が0.6
73nmの黒鉛粉23重量%及び油煙22重量%に結合剤
としてバインダピッチ(川崎製鉄(株)製、商品名PK
L)40重量%及びコールタール15重量%を配合し、
双腕型ニーダーを用いて温度250℃で5時間捏和混練
した。
【0028】この後上記の捏和物を、平均粒子径が25
μmに粉砕した。この成形粉を寸法が150×250×
50mmの金型に入れ、成形圧力123MPaで1個成形し
た。得られた成形体を、還元雰囲気下で1000℃まで
400時間かけて昇温した後、冷却し焼成品を得た。得
られた焼成品から試験片を図1のように採取し、その物
理特性を測定した。その測定結果を表1に示す。また水
中摩耗試験の結果も合わせて表1に示す。
【0029】なお空気透過量の測定は、試験片寸法25
×25×5mmで空気透過断面積が314mm2、これに差
圧4.98MPaの空気圧を加え、その透過空気量を測定
した。また水中摩耗試験は、試験片5×15×20mm
(摺動面5×15mm)を相手材SUS304、寸法が1
00mm(φ)のリングを回転させ、周速を1m/sとし
た。面圧は0.98MPaとし100時間の試験を行い試
験片の摩耗量を測定した。
【0030】
【表1】
【0031】表1に示されるように、実施例1〜3の空
気透過量は、比較例1〜4の空気透過量に比較して小さ
く、また摩耗量も小さく、カーボン摺動材として適して
いることが確認された。
【0032】
【発明の効果】請求項1及び2記載のカーボン摺動材
は、金属含浸をせずに強度が強く、かつ摩耗量が少な
く、工業的に極めて好適である。請求項3記載の方法で
得られるカーボン摺動材は、金属含浸をせずに強度が強
く、かつ摩耗量が少なく、工業的に極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における試験片と比較例におけ
る試験片の採取位置を示す図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空気圧力0.49MPaにおける空気透過
    量が10cc/cm2/min以下であるカーボン材を用いてなる
    カーボン摺動材。
  2. 【請求項2】 カーボン材が、X線回折による格子面間
    隔C002が0.671〜0.673nmの黒鉛粉を含む骨
    材40〜50重量%、固体潤滑材1〜5重量%及び結合
    剤45〜59重量%含有してなる請求項1記載のカーボ
    ン摺動材。
  3. 【請求項3】 X線回折による格子面間隔C002が0.
    671〜0.673nmの黒鉛粉を含む骨材に、固体潤滑
    材及び結合剤を含む原料を混合、捏和した後、成形、焼
    成することを特徴とするカーボン摺動材の製造法。
JP11071782A 1999-03-17 1999-03-17 カーボン摺動材及びその製造法 Pending JP2000266056A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11071782A JP2000266056A (ja) 1999-03-17 1999-03-17 カーボン摺動材及びその製造法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11071782A JP2000266056A (ja) 1999-03-17 1999-03-17 カーボン摺動材及びその製造法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000266056A true JP2000266056A (ja) 2000-09-26

Family

ID=13470496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11071782A Pending JP2000266056A (ja) 1999-03-17 1999-03-17 カーボン摺動材及びその製造法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000266056A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10323689B2 (en) 2014-09-19 2019-06-18 Ntn Corporation Slide member and method for producing same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10323689B2 (en) 2014-09-19 2019-06-18 Ntn Corporation Slide member and method for producing same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4236285B2 (ja) セラミックおよび金属の粉末から成形品を製造する方法
US4248813A (en) Process for producing high density sintered products
CN107311686B (zh) 一种石墨电极的制备工艺
CN103553619B (zh) 碳化钛和碳化钒复合材料及其生产方法和应用
JP2000266056A (ja) カーボン摺動材及びその製造法
CN104496498B (zh) 一种底吹式铸造火车车轮石墨模具的制备方法
KR20050105243A (ko) 코발트계 금속 분말 및 이들의 부품을 제조하기 위한 방법
CN105400978A (zh) 一种宽适应双机制自润滑轴承材料
CN105256200A (zh) 一种高耐腐蚀的铝基复合轴承材料
CN113213936B (zh) 一种陶瓷粉掺杂改性自烧结石墨复合材料的制备方法
CN115231922A (zh) 一种石墨制品的制备方法
JP4214451B2 (ja) 金属含浸カーボン摺動材
JP2001254741A (ja) カーボン軸受材
CN103964438A (zh) 一种碳硅复合材料的制造方法
CN112028656A (zh) 纤维增强石墨复合材料的制备方法
JP4209484B2 (ja) 摺動用炭素材、摺動用炭素材を用いたシール材及び摺動用炭素材の製造方法
CN111826568A (zh) WC-6Co-石墨自润滑硬质合金制备方法
JP4150954B2 (ja) 金属含浸カーボン摺動材及びその製法
JP2005187288A (ja) 金属含浸カーボン摺動材
JPS59131577A (ja) 炭化ケイ素質材料およびその製造法
WO2023068102A1 (ja) 黒鉛軸受及びその製造方法
JPH06145679A (ja) 炭素質摺動材の製造法
CN107824778A (zh) 一种用于齿轮的粉末冶金材料及其制备方法
JPH0827536A (ja) ステンレス鋼焼結体の製造方法
JP2007162111A (ja) 金属含浸カーボン摺動材

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081030

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090122

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090521