JP2003128467A - 窒化ホウ素／窒化ケイ素系複合摺動材料とその製造方法 - Google Patents
窒化ホウ素／窒化ケイ素系複合摺動材料とその製造方法Info
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- JP2003128467A JP2003128467A JP2001320990A JP2001320990A JP2003128467A JP 2003128467 A JP2003128467 A JP 2003128467A JP 2001320990 A JP2001320990 A JP 2001320990A JP 2001320990 A JP2001320990 A JP 2001320990A JP 2003128467 A JP2003128467 A JP 2003128467A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 窒化ホウ素含有量がはるかに多く、摺動特性
に優れ、耐機械衝撃性、機械的強度に優れ、任意且つ複
雑な形状に成形が可能な窒化ホウ素／窒化ケイ素系複合
摺動材料を提供する。 【解決手段】 六方晶窒化ホウ素粉末と有機質の賦形材
を含む配合組成物を混練、成形、非酸化性雰囲気で焼成
し、該焼成体を酸化雰囲気中で加熱し、形状を保持した
まま炭素のバインダーを酸化除去して、六方晶窒化ホウ
素粉末からなる多孔質焼成体を形成し、該多孔質焼成体
の気孔内にアモルファス窒化ケイ素の出発原料を含有す
る溶液を充填し、窒素雰囲気等の不活性雰囲気中または
アンモニアガス雰囲気中にて１２００〜１３００℃で焼
成する。
に優れ、耐機械衝撃性、機械的強度に優れ、任意且つ複
雑な形状に成形が可能な窒化ホウ素／窒化ケイ素系複合
摺動材料を提供する。 【解決手段】 六方晶窒化ホウ素粉末と有機質の賦形材
を含む配合組成物を混練、成形、非酸化性雰囲気で焼成
し、該焼成体を酸化雰囲気中で加熱し、形状を保持した
まま炭素のバインダーを酸化除去して、六方晶窒化ホウ
素粉末からなる多孔質焼成体を形成し、該多孔質焼成体
の気孔内にアモルファス窒化ケイ素の出発原料を含有す
る溶液を充填し、窒素雰囲気等の不活性雰囲気中または
アンモニアガス雰囲気中にて１２００〜１３００℃で焼
成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、窒化ホウ素／窒化
ケイ素系複合摺動材料及びその製造方法に関するもので
ある。
ケイ素系複合摺動材料及びその製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】セラミックスからなる摺動材料は耐熱
性、耐薬品性に優れ、しかも軽量であるという優れた利
点を持っており、従来の金属系、および高分子系の摺動
材料が使用できない高温や腐食性などの雰囲気下での使
用が期待されている。従来の窒化ケイ素からなる摺動材
料は水中では優れた摩擦・摩耗特性を持つが、乾燥大気
中では十分な摩擦・摩耗特性が得られない。
性、耐薬品性に優れ、しかも軽量であるという優れた利
点を持っており、従来の金属系、および高分子系の摺動
材料が使用できない高温や腐食性などの雰囲気下での使
用が期待されている。従来の窒化ケイ素からなる摺動材
料は水中では優れた摩擦・摩耗特性を持つが、乾燥大気
中では十分な摩擦・摩耗特性が得られない。
【０００３】そこで、乾燥中での自己潤滑性を付与する
ために、六方晶窒化ホウ素を複合した窒化ホウ素／窒化
ケイ素系複合摺動材料が考えられてきたが、六方晶窒化
ホウ素は層状構造で加熱しても焼結しにくいため、窒化
ホウ素粉末を必要十分な含有量とすると、摺動材料の機
械的強度が著しく劣るという欠点を有している。その
上、任意且つ複雑な形状体を得ることが困難であった。
ために、六方晶窒化ホウ素を複合した窒化ホウ素／窒化
ケイ素系複合摺動材料が考えられてきたが、六方晶窒化
ホウ素は層状構造で加熱しても焼結しにくいため、窒化
ホウ素粉末を必要十分な含有量とすると、摺動材料の機
械的強度が著しく劣るという欠点を有している。その
上、任意且つ複雑な形状体を得ることが困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる問題点
に鑑みてなされたもので、その目的は従来の窒化ホウ素
／窒化ケイ素系複合摺動材料よりも窒化ホウ素含有量が
はるかに多く、より良好な自己潤滑性を有し、摩擦係数
が低く、比摩耗量が小さいといった摺動特性に優れ、耐
機械衝撃性、機械的強度に優れ、任意且つ複雑な形状に
成形が可能な窒化ホウ素／窒化ケイ素系複合摺動材料を
提供することにある。
に鑑みてなされたもので、その目的は従来の窒化ホウ素
／窒化ケイ素系複合摺動材料よりも窒化ホウ素含有量が
はるかに多く、より良好な自己潤滑性を有し、摩擦係数
が低く、比摩耗量が小さいといった摺動特性に優れ、耐
機械衝撃性、機械的強度に優れ、任意且つ複雑な形状に
成形が可能な窒化ホウ素／窒化ケイ素系複合摺動材料を
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、このよう
な実状に鑑み、優れた摺動特性や耐機械衝撃性を有する
上、任意形状を有する摺動材料を得ることを開発の課題
として鋭意研究の結果、少なくとも六方晶窒化ホウ素粉
末と有機質の賦形材を含む配合組成物を混練、成形、非
酸化性雰囲気で焼成することにより、該有機質の賦形材
が炭素化された炭素をバインダーとする焼成体を形成
し、次に該焼成体を酸化雰囲気中で加熱し、形状を保持
したまま炭素のバインダーを酸化除去して、少なくとも
六方晶窒化ホウ素からなる多孔質焼成体を形成し、該多
孔質焼成体の気孔内にアモルファス窒化ケイ素の出発原
料を含有する溶液を充填し、窒素雰囲気等の不活性雰囲
気中またはアンモニアガス雰囲気中にて１２００〜１３
００℃で焼成することにより得られた窒化ホウ素／窒化
ケイ素系複合摺動材料は、優れた摺動特性、耐機械衝撃
性を有することなど前記課題が効果的に解決しうる事実
を確認した。
な実状に鑑み、優れた摺動特性や耐機械衝撃性を有する
上、任意形状を有する摺動材料を得ることを開発の課題
として鋭意研究の結果、少なくとも六方晶窒化ホウ素粉
末と有機質の賦形材を含む配合組成物を混練、成形、非
酸化性雰囲気で焼成することにより、該有機質の賦形材
が炭素化された炭素をバインダーとする焼成体を形成
し、次に該焼成体を酸化雰囲気中で加熱し、形状を保持
したまま炭素のバインダーを酸化除去して、少なくとも
六方晶窒化ホウ素からなる多孔質焼成体を形成し、該多
孔質焼成体の気孔内にアモルファス窒化ケイ素の出発原
料を含有する溶液を充填し、窒素雰囲気等の不活性雰囲
気中またはアンモニアガス雰囲気中にて１２００〜１３
００℃で焼成することにより得られた窒化ホウ素／窒化
ケイ素系複合摺動材料は、優れた摺動特性、耐機械衝撃
性を有することなど前記課題が効果的に解決しうる事実
を確認した。
【０００６】前記アモルファス窒化ケイ素の出発原料と
しては、ペルヒドロポリシラザンまたはメチルシラザン
等の有機シラザンが挙げられ、単独でも２種以上混合物
でも使用することができるが、特にペルヒドロポリシラ
ザンを使用することが好ましい。
しては、ペルヒドロポリシラザンまたはメチルシラザン
等の有機シラザンが挙げられ、単独でも２種以上混合物
でも使用することができるが、特にペルヒドロポリシラ
ザンを使用することが好ましい。
【０００７】以下に本発明による窒化ホウ素／窒化ケイ
素系複合摺動材料の製造方法を説明する。まず、六方晶
窒化ホウ素粉末、有機質の賦形材である高分子物質、お
よびその他添加剤を含む配合組成物を混練機を用いてよ
く混合させる。有機質賦形材を具体的に例示すると、ポ
リ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアル
コール、ポリ塩化ビニル−ポリ酢酸ビニル共重合体、ポ
リアミド等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、フラン樹
脂、イミド樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂等の熱硬化性樹脂、リグニン、セルロース、トラカン
トガム、アラビアガム、糖類等の縮合多環芳香族を分子
の基本構造内にもつ天然高分子、および前記に包含され
ない、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物、コプ
ナ樹脂等の縮合多環芳香族を分子の基本構造にもつ合成
高分子物質が挙げられる。使用する有機質賦形材の種類
と量は、目的とする摺動材料の強度、形状、最終的な窒
化ホウ素／窒化ケイ素比率により適宜選択され、単独で
も２種以上の混合体でも使用することができる。
素系複合摺動材料の製造方法を説明する。まず、六方晶
窒化ホウ素粉末、有機質の賦形材である高分子物質、お
よびその他添加剤を含む配合組成物を混練機を用いてよ
く混合させる。有機質賦形材を具体的に例示すると、ポ
リ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアル
コール、ポリ塩化ビニル−ポリ酢酸ビニル共重合体、ポ
リアミド等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、フラン樹
脂、イミド樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂等の熱硬化性樹脂、リグニン、セルロース、トラカン
トガム、アラビアガム、糖類等の縮合多環芳香族を分子
の基本構造内にもつ天然高分子、および前記に包含され
ない、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物、コプ
ナ樹脂等の縮合多環芳香族を分子の基本構造にもつ合成
高分子物質が挙げられる。使用する有機質賦形材の種類
と量は、目的とする摺動材料の強度、形状、最終的な窒
化ホウ素／窒化ケイ素比率により適宜選択され、単独で
も２種以上の混合体でも使用することができる。
【０００８】次に、混練した前記混合物を混合物の性
状、賦形形状により選択した成形方法を用いて賦形す
る。賦形方法には、押出成形、射出成形、圧縮成形、ト
ランスファ成形、真空成形および吹き込み成形等の一般
的に普及している成形方法が挙げられる。前記の有機質
賦形材と窒化ホウ素粉末の混合物の性状および賦形形状
により適宜選択使用することが好ましい。
状、賦形形状により選択した成形方法を用いて賦形す
る。賦形方法には、押出成形、射出成形、圧縮成形、ト
ランスファ成形、真空成形および吹き込み成形等の一般
的に普及している成形方法が挙げられる。前記の有機質
賦形材と窒化ホウ素粉末の混合物の性状および賦形形状
により適宜選択使用することが好ましい。
【０００９】更に、非酸化性雰囲気で焼成することによ
り、該有機質賦形材が炭素化された炭素をバインダーと
する焼成体を形成した後、該焼成体を酸化雰囲気中で加
熱し、形状を保持したまま炭素のバインダーを酸化除去
して、少なくとも六方晶窒化ホウ素からなる多孔質焼成
体を形成する。
り、該有機質賦形材が炭素化された炭素をバインダーと
する焼成体を形成した後、該焼成体を酸化雰囲気中で加
熱し、形状を保持したまま炭素のバインダーを酸化除去
して、少なくとも六方晶窒化ホウ素からなる多孔質焼成
体を形成する。
【００１０】最後に、該多孔質焼成体の気孔内にアモル
ファス窒化ケイ素の出発原料を含有する溶液を充填し、
窒素雰囲気等の不活性雰囲気中またはアンモニアガス雰
囲気中にて１０００〜１３５０℃、好ましくは１２００
〜１３００℃で焼成してアモルファス窒化ケイ素を生成
させて、六方晶窒化ホウ素とアモルファス窒化ケイ素か
らなる、窒化ホウ素／窒化ケイ素系複合摺動材料を得
る。焼成温度が１４００℃以上となると窒化ケイ素が結
晶化し、耐機械衝撃性、機械的強度が低下するため、好
ましくない。
ファス窒化ケイ素の出発原料を含有する溶液を充填し、
窒素雰囲気等の不活性雰囲気中またはアンモニアガス雰
囲気中にて１０００〜１３５０℃、好ましくは１２００
〜１３００℃で焼成してアモルファス窒化ケイ素を生成
させて、六方晶窒化ホウ素とアモルファス窒化ケイ素か
らなる、窒化ホウ素／窒化ケイ素系複合摺動材料を得
る。焼成温度が１４００℃以上となると窒化ケイ素が結
晶化し、耐機械衝撃性、機械的強度が低下するため、好
ましくない。
【００１１】
【実施例】以下に、実施例によって本発明をさらに具体
的に説明するが、本発明はこの実施例によって何ら限定
されるものではない。 （実施例１） 六方晶窒化硼素粉末 ５５質量％ 塩素化塩化ビニル樹脂 ２３質量％ ジオクチルフタレート（ＤＯＰ） ２１質量％ オレイン酸アミド １質量％ 上記配合組成物をヘンシェルミキサ−で混合分散し、加
圧ニーダー、２本ロールで混練したあと、細線状に押出
成形し、これから残留する可塑剤を除去すべく、空気中
で１８０℃にて熱処理して、しかる後窒素雰囲気中にて
１０００℃まで昇温して１０００℃で焼成し、さらに７
００℃まで降温し、空気雰囲気に変更して７００℃で焼
成し、白色脆性多孔体を得た。これにペルヒドロポリシ
ラザン含有液を室温で１日含浸後、１２５０℃まで昇温
して１２５０℃で焼成し、直径２．２mmの摺動特性試験
棒を得た。
的に説明するが、本発明はこの実施例によって何ら限定
されるものではない。 （実施例１） 六方晶窒化硼素粉末 ５５質量％ 塩素化塩化ビニル樹脂 ２３質量％ ジオクチルフタレート（ＤＯＰ） ２１質量％ オレイン酸アミド １質量％ 上記配合組成物をヘンシェルミキサ−で混合分散し、加
圧ニーダー、２本ロールで混練したあと、細線状に押出
成形し、これから残留する可塑剤を除去すべく、空気中
で１８０℃にて熱処理して、しかる後窒素雰囲気中にて
１０００℃まで昇温して１０００℃で焼成し、さらに７
００℃まで降温し、空気雰囲気に変更して７００℃で焼
成し、白色脆性多孔体を得た。これにペルヒドロポリシ
ラザン含有液を室温で１日含浸後、１２５０℃まで昇温
して１２５０℃で焼成し、直径２．２mmの摺動特性試験
棒を得た。
【００１２】試験棒の先端を直径４．７６mmの曲率に研
磨し、平均摩擦係数、比摩耗量を測定した。結果を表１
に示す。 （実施例２）実施例１で得られた摺動特性試験棒に、も
う１回ペルヒドロポリシラザン含有液を室温で１日含浸
後、１２５０℃まで昇温して１２５０℃で焼成し、直径
２．２mmの摺動特性試験棒を得た。
磨し、平均摩擦係数、比摩耗量を測定した。結果を表１
に示す。 （実施例２）実施例１で得られた摺動特性試験棒に、も
う１回ペルヒドロポリシラザン含有液を室温で１日含浸
後、１２５０℃まで昇温して１２５０℃で焼成し、直径
２．２mmの摺動特性試験棒を得た。
【００１３】試験棒の先端を直径４．７６mmの曲率に研
磨し、平均摩擦係数、比摩耗量を測定した。結果を表１
に示す。 （実施例３）実施例２で得られた摺動特性試験棒に、さ
らにもう１回ペルヒドロポリシラザン含有液を室温で１
日含浸後、１２５０℃まで昇温して１２５０℃で焼成
し、直径２．２mmの摺動特性試験棒を得た。
磨し、平均摩擦係数、比摩耗量を測定した。結果を表１
に示す。 （実施例３）実施例２で得られた摺動特性試験棒に、さ
らにもう１回ペルヒドロポリシラザン含有液を室温で１
日含浸後、１２５０℃まで昇温して１２５０℃で焼成
し、直径２．２mmの摺動特性試験棒を得た。
【００１４】試験棒の先端を直径４．７６mmの曲率に研
磨し、平均摩擦係数、比摩耗量を測定した。結果を表１
に示す。 （比較例１）比較のため、窒化ケイ素ボール（直径４．
７６mm）の平均摩擦係数、比摩耗量を測定した。結果を
表１に示す。
磨し、平均摩擦係数、比摩耗量を測定した。結果を表１
に示す。 （比較例１）比較のため、窒化ケイ素ボール（直径４．
７６mm）の平均摩擦係数、比摩耗量を測定した。結果を
表１に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【発明の効果】本発明の窒化ホウ素／窒化ケイ素系複合
摺動材料は表１から明らかなように、窒化ホウ素比率が
大きな摺動材料を得ることが可能であり、その結果、平
均摩擦係数が小さな摺動材料を得ることが可能となる。
摺動材料は表１から明らかなように、窒化ホウ素比率が
大きな摺動材料を得ることが可能であり、その結果、平
均摩擦係数が小さな摺動材料を得ることが可能となる。
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ０４Ｂ 35/58 １０３Ｙ
(72)発明者 干場 正昭
群馬県藤岡市立石1091番地 三菱鉛筆株式
会社群馬工場内
Ｆターム(参考） 4G001 BA35 BA77 BB32 BB35 BC54
BC71 BD12 BE31
Claims (5)
- 【請求項１】 六方晶窒化ホウ素とアモルファス窒化ケ
イ素の複合体で構成される窒化ホウ素／窒化ケイ素系複
合摺動材料。 - 【請求項２】 アモルファス窒化ケイ素は、ペルヒドロ
ポリシラザン及び／又は有機シラザンの１種または２種
以上の混合物を出発原料とすることを特徴とする請求項
１記載の窒化ホウ素／窒化ケイ素系複合摺動材料。 - 【請求項３】 窒化ホウ素に対する窒化ケイ素の重量比
が１５／８５以上である請求項１または２記載の窒化ホ
ウ素／窒化ケイ素系複合摺動材料。 - 【請求項４】 少なくとも六方晶窒化ホウ素粉末と有機
質の賦形材を含む配合組成物を混練、成形、非酸化性雰
囲気で焼成し、該焼成体を酸化雰囲気中で加熱して、少
なくとも六方晶窒化ホウ素からなる多孔質焼成体を形成
し、該多孔質焼成体の気孔内にアモルファス窒化ケイ素
の出発原料を含有する溶液を充填し、不活性雰囲気中ま
たはアンモニアガス雰囲気中にて１２００〜１３００℃
で焼成することを特徴とする窒化ホウ素／窒化ケイ素系
複合摺動材料の製造方法。 - 【請求項５】 アモルファス窒化ケイ素は、ペルヒドロ
ポリシラザン及び／又は有機シラザンの１種または２種
以上の混合物を出発原料とすることを特徴とする請求項
４記載の窒化ホウ素／窒化ケイ素系複合摺動材料の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001320990A JP2003128467A (ja) | 2001-10-18 | 2001-10-18 | 窒化ホウ素／窒化ケイ素系複合摺動材料とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001320990A JP2003128467A (ja) | 2001-10-18 | 2001-10-18 | 窒化ホウ素／窒化ケイ素系複合摺動材料とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003128467A true JP2003128467A (ja) | 2003-05-08 |
Family
ID=19138288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001320990A Withdrawn JP2003128467A (ja) | 2001-10-18 | 2001-10-18 | 窒化ホウ素／窒化ケイ素系複合摺動材料とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003128467A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1300056C (zh) * | 2005-07-19 | 2007-02-14 | 武汉理工大学 | 一种低温快速制备高纯六方氮化硼陶瓷材料的方法 |
| US9505914B2 (en) * | 2015-01-29 | 2016-11-29 | Lg Innotek Co., Ltd. | Inorganic filler, resin composition comprising the same and heat radiation substrate using the same |
| CN113683818A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-11-23 | 上海材料研究所 | 一种核壳结构改性氮化硼及其制备方法 |
-
2001
- 2001-10-18 JP JP2001320990A patent/JP2003128467A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1300056C (zh) * | 2005-07-19 | 2007-02-14 | 武汉理工大学 | 一种低温快速制备高纯六方氮化硼陶瓷材料的方法 |
| US9505914B2 (en) * | 2015-01-29 | 2016-11-29 | Lg Innotek Co., Ltd. | Inorganic filler, resin composition comprising the same and heat radiation substrate using the same |
| US9670340B2 (en) | 2015-01-29 | 2017-06-06 | Lg Innotek Co., Ltd. | Inorganic filler, resin composition comprising the same and heat radiation substrate using the same |
| US9902841B2 (en) | 2015-01-29 | 2018-02-27 | Lg Innotek Co., Ltd. | Inorganic filler, resin composition comprising the same and heat radiation substrate using the same |
| CN113683818A (zh) * | 2021-08-27 | 2021-11-23 | 上海材料研究所 | 一种核壳结构改性氮化硼及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050104 |