JP2003129166A - 耐食性サーメット及びポンプ部品 - Google Patents
耐食性サーメット及びポンプ部品Info
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Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 海水中で用いる摺動部品として使用しても、
十分な耐摩耗性と耐食性を有し、耐久性を向上させた耐
食性サーミット及び該耐食性サーミットを使用したポン
プ部品を提供する。 【解決手段】 高硬度材料としてＴｉＣを、結合材とし
てＴｉ−Ｍｏ合金をそれぞれ用い、ＴｉＣの含有質量割
合が９０〜７０％で、Ｔｉ−Ｍｏ合金の含有質量割合が
１０〜３０％の焼結体からなり、Ｔｉ−Ｍｏ合金中のＭ
ｏの質量割合（Ｍｏ/(Ｔｉ−Ｍｏ)） が、好ましくは１
８−２２％であることを特徴とする。
十分な耐摩耗性と耐食性を有し、耐久性を向上させた耐
食性サーミット及び該耐食性サーミットを使用したポン
プ部品を提供する。 【解決手段】 高硬度材料としてＴｉＣを、結合材とし
てＴｉ−Ｍｏ合金をそれぞれ用い、ＴｉＣの含有質量割
合が９０〜７０％で、Ｔｉ−Ｍｏ合金の含有質量割合が
１０〜３０％の焼結体からなり、Ｔｉ−Ｍｏ合金中のＭ
ｏの質量割合（Ｍｏ/(Ｔｉ−Ｍｏ)） が、好ましくは１
８−２２％であることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、水中に設
置されるポンプに備えられて水中に没して使用される摺
動部品に用いて最適な耐食性サーメット及び該耐食性サ
ーメットを用いたポンプ部品に関する。
置されるポンプに備えられて水中に没して使用される摺
動部品に用いて最適な耐食性サーメット及び該耐食性サ
ーメットを用いたポンプ部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、海水をはじめとして、ハロゲン
イオンを含む汚水や河川水等を揚水するのに使用される
ポンプは、主に水中で回転して揚水する羽根車と、水中
を貫通して羽根車に動力を伝達する主軸及び水中で用い
られる軸受（水中軸受）とから一般に構成されている。
水中軸受は、主軸との回転摺動部を有しており、その機
能上、耐食性と耐摩耗性が要求される。また、羽根車の
出口後の高圧部から羽根車の入口側への揚水の漏れを防
止するため、回転側にウェアリングと称するリングを嵌
め込み、静止側に嵌め込んだライナリングとの間にごく
狭い隙間をもって対峙させて摺動させ、これによって、
高圧側から低圧側への揚水の漏れを防ぎ、ポンプ効率が
低下しないようにすることも広く行われている。
イオンを含む汚水や河川水等を揚水するのに使用される
ポンプは、主に水中で回転して揚水する羽根車と、水中
を貫通して羽根車に動力を伝達する主軸及び水中で用い
られる軸受（水中軸受）とから一般に構成されている。
水中軸受は、主軸との回転摺動部を有しており、その機
能上、耐食性と耐摩耗性が要求される。また、羽根車の
出口後の高圧部から羽根車の入口側への揚水の漏れを防
止するため、回転側にウェアリングと称するリングを嵌
め込み、静止側に嵌め込んだライナリングとの間にごく
狭い隙間をもって対峙させて摺動させ、これによって、
高圧側から低圧側への揚水の漏れを防ぎ、ポンプ効率が
低下しないようにすることも広く行われている。
【０００３】これらのポンプ部品には、多くの場合、海
水などの揚水そのものが固定側と回転側の両部品の端面
や摺動面に接して運転される構造のものが多く、従来、
海水用として使用される、回転体と固定体とが機械的に
摺動する部分に取付けられる部品（以下、単に摺動部品
と称す）には、耐食性と耐摩耗性の点から、金属のみな
らず種々のセラミックス等が一般に使用されている。例
えば、水中に使用される水中軸受やライナリング等の固
定側の摺動部品として、ＳｉＣやＳｉ３Ｎ４系のセラミ
ックスを、軸スリーブやウェアリング等の回転側の摺動
部品として、ＷＣ系やＴｉＣ系のサーメットを用いた組
合せが、海水中において使用されるようになってきてい
る。この水中で使用される摺動部品に用いられるサーメ
ットには、高融点金属の炭化物、例えば、ＷＣの結合材
として、主にＣｏが用いられている。
水などの揚水そのものが固定側と回転側の両部品の端面
や摺動面に接して運転される構造のものが多く、従来、
海水用として使用される、回転体と固定体とが機械的に
摺動する部分に取付けられる部品（以下、単に摺動部品
と称す）には、耐食性と耐摩耗性の点から、金属のみな
らず種々のセラミックス等が一般に使用されている。例
えば、水中に使用される水中軸受やライナリング等の固
定側の摺動部品として、ＳｉＣやＳｉ３Ｎ４系のセラミ
ックスを、軸スリーブやウェアリング等の回転側の摺動
部品として、ＷＣ系やＴｉＣ系のサーメットを用いた組
合せが、海水中において使用されるようになってきてい
る。この水中で使用される摺動部品に用いられるサーメ
ットには、高融点金属の炭化物、例えば、ＷＣの結合材
として、主にＣｏが用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
海水用として用いられる摺動部品には、耐摩耗性と耐食
性の点から、完全に満足できる材質はまだ実現できてい
ないのが現状である。例えば、前述のように、結合材と
してＣｏを使用したＷＣ系サーメットを海水用ポンプの
摺動部品等に用いると、主にＷＣの境界に存在する結合
材のＣｏ成分が、主軸との接触部において優先的に腐食
（選択腐食）されて遊離・消滅し、ＷＣ成分の粒子のみ
が残り、その部分が脆くなって欠落することがある。
海水用として用いられる摺動部品には、耐摩耗性と耐食
性の点から、完全に満足できる材質はまだ実現できてい
ないのが現状である。例えば、前述のように、結合材と
してＣｏを使用したＷＣ系サーメットを海水用ポンプの
摺動部品等に用いると、主にＷＣの境界に存在する結合
材のＣｏ成分が、主軸との接触部において優先的に腐食
（選択腐食）されて遊離・消滅し、ＷＣ成分の粒子のみ
が残り、その部分が脆くなって欠落することがある。
【０００５】なお、結合材として、Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，
Ｎｉ，Ａｇを用いたＴｉＣ系サーメットが知られてい
る。しかし、いずれの結合材料も、海水等の腐食性の雰
囲気では耐食性が低く、これらの結合材を用いたＴｉＣ
系サーメットを海水中で用いる摺動部品等に使用する
と、耐食性の面で問題があると考えられる。
Ｎｉ，Ａｇを用いたＴｉＣ系サーメットが知られてい
る。しかし、いずれの結合材料も、海水等の腐食性の雰
囲気では耐食性が低く、これらの結合材を用いたＴｉＣ
系サーメットを海水中で用いる摺動部品等に使用する
と、耐食性の面で問題があると考えられる。
【０００６】また、結合材として純Ｔｉを用いることが
考えられるが、純Ｔｉは、耐摩耗、耐摺動および耐かじ
り性能に劣り、このため純Ｔｉを結合材としたサーメッ
トは、海水中で用いる摺動部品等には一般に使用されて
いない。更に、ＴｉＣとＴｉとを混合してＴｉの融点近
くで加熱すると、ＴｉＣの比率が減少し、ＴｉＣが粗大
化して脆くなるため、一般にはＴｉＣの結合材としてＴ
ｉを使用することはない。
考えられるが、純Ｔｉは、耐摩耗、耐摺動および耐かじ
り性能に劣り、このため純Ｔｉを結合材としたサーメッ
トは、海水中で用いる摺動部品等には一般に使用されて
いない。更に、ＴｉＣとＴｉとを混合してＴｉの融点近
くで加熱すると、ＴｉＣの比率が減少し、ＴｉＣが粗大
化して脆くなるため、一般にはＴｉＣの結合材としてＴ
ｉを使用することはない。
【０００７】本発明は上記に鑑み、海水中で用いる摺動
部品として使用しても、十分な耐摩耗性と耐食性を有
し、耐久性を向上させた耐食性サーミット及び該耐食性
サーミットを使用したポンプ部品を提供することを目的
とする。
部品として使用しても、十分な耐摩耗性と耐食性を有
し、耐久性を向上させた耐食性サーミット及び該耐食性
サーミットを使用したポンプ部品を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、高硬度材料としてＴｉＣを、結合材としてＴｉ−Ｍ
ｏ合金をそれぞれ用い、ＴｉＣの含有質量割合が９０〜
７０％で、Ｔｉ−Ｍｏ合金の含有質量割合が１０〜３０
％の焼結体からなることを特徴とする耐食性サーメット
である。
は、高硬度材料としてＴｉＣを、結合材としてＴｉ−Ｍ
ｏ合金をそれぞれ用い、ＴｉＣの含有質量割合が９０〜
７０％で、Ｔｉ−Ｍｏ合金の含有質量割合が１０〜３０
％の焼結体からなることを特徴とする耐食性サーメット
である。
【０００９】このように、高融点化合物にＴｉＣを用
い、結合材にＴｉ−Ｍｏ合金を用いることで、サーメッ
トとしての耐食性を向上させ、しかも、Ｔｉ−Ｍｏ合金
は、ＴｉＣと同種材料のため、高融点化合物のＴｉＣと
結合材のＴｉ−Ｍｏ合金との界面の結合力を増加させる
ことができる。
い、結合材にＴｉ−Ｍｏ合金を用いることで、サーメッ
トとしての耐食性を向上させ、しかも、Ｔｉ−Ｍｏ合金
は、ＴｉＣと同種材料のため、高融点化合物のＴｉＣと
結合材のＴｉ−Ｍｏ合金との界面の結合力を増加させる
ことができる。
【００１０】請求項２に記載の発明は、前記Ｔｉ−Ｍｏ
合金中のＭｏの質量割合（Ｍｏ/(Ｔｉ−Ｍｏ)） が、１
８〜２２％であることを特徴とする請求項１記載の耐食
性サーメットである。このように、結合材であるＴｉ−
Ｍｏ合金中のＭｏ質量含有量をほぼ２０％として、結合
材（Ｔｉ−Ｍｏ合金）をα−Ｔｉ，β−ＴｉＭｏの共析
組織とすることで、結合材としてＴｉを単独で使用した
時の欠点である耐摩耗、耐摺動および耐かじり性能を向
上させることができる。
合金中のＭｏの質量割合（Ｍｏ/(Ｔｉ−Ｍｏ)） が、１
８〜２２％であることを特徴とする請求項１記載の耐食
性サーメットである。このように、結合材であるＴｉ−
Ｍｏ合金中のＭｏ質量含有量をほぼ２０％として、結合
材（Ｔｉ−Ｍｏ合金）をα−Ｔｉ，β−ＴｉＭｏの共析
組織とすることで、結合材としてＴｉを単独で使用した
時の欠点である耐摩耗、耐摺動および耐かじり性能を向
上させることができる。
【００１１】請求項３に記載の発明は、高硬度材料とし
てＴｉＣを、結合材としてＴｉ−Ｍｏ合金をそれぞれ用
い、ＴｉＣの含有質量割合が９０〜７０％で、Ｔｉ−Ｍ
ｏ合金の含有質量割合が１０〜３０％の焼結体からなる
耐食性サーメットで構成したポンプ部品である。
てＴｉＣを、結合材としてＴｉ−Ｍｏ合金をそれぞれ用
い、ＴｉＣの含有質量割合が９０〜７０％で、Ｔｉ−Ｍ
ｏ合金の含有質量割合が１０〜３０％の焼結体からなる
耐食性サーメットで構成したポンプ部品である。
【００１２】請求項４に記載の発明は、前記Ｔｉ−Ｍｏ
合金中のＭｏの質量割合（Ｍｏ/(Ｔｉ−Ｍｏ)） が、１
８〜２２％であることを特徴とする請求項３記載のポン
プ部品である。
合金中のＭｏの質量割合（Ｍｏ/(Ｔｉ−Ｍｏ)） が、１
８〜２２％であることを特徴とする請求項３記載のポン
プ部品である。
【００１３】請求項５に記載の発明は、高硬度材料とし
てＴｉＣを、結合材としてＴｉ−Ｍｏ合金をそれぞれ用
い、ＴｉＣの含有質量割合が９０〜７０％で、Ｔｉ−Ｍ
ｏ合金の含有質量割合が１０〜３０％の焼結体からなる
耐食性サーメットで構成されたポンプ部品を有すること
を特徴とするポンプ装置である。
てＴｉＣを、結合材としてＴｉ−Ｍｏ合金をそれぞれ用
い、ＴｉＣの含有質量割合が９０〜７０％で、Ｔｉ−Ｍ
ｏ合金の含有質量割合が１０〜３０％の焼結体からなる
耐食性サーメットで構成されたポンプ部品を有すること
を特徴とするポンプ装置である。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態の耐
食性サーミットでポンプのすべり軸受の回転側摺動部品
（ポンプ部品）を構成した例を示す。図１に示すよう
に、例えばＳＵＳ３１６製で段部１０ａを有する回転自
在な主軸１０には、本発明の耐食性サーメットで構成し
た円筒状の軸受スリーブ１２が、円筒状で主軸１０に固
定した固定スリーブ１４と主軸１０の段部１０ａとの間
に挟まれて、主軸１０に対して回転及び軸方向に移動不
能に取付けられている。つまり、軸受スリーブ１２は、
主軸１０と一体に回転し、その軸方向に沿った移動が規
制されるようになっている。
を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態の耐
食性サーミットでポンプのすべり軸受の回転側摺動部品
（ポンプ部品）を構成した例を示す。図１に示すよう
に、例えばＳＵＳ３１６製で段部１０ａを有する回転自
在な主軸１０には、本発明の耐食性サーメットで構成し
た円筒状の軸受スリーブ１２が、円筒状で主軸１０に固
定した固定スリーブ１４と主軸１０の段部１０ａとの間
に挟まれて、主軸１０に対して回転及び軸方向に移動不
能に取付けられている。つまり、軸受スリーブ１２は、
主軸１０と一体に回転し、その軸方向に沿った移動が規
制されるようになっている。
【００１５】この軸受スリーブ１２の外周部には、例え
ば炭化珪素（ＳｉＣ）や窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）を主成
分とするセラミックス製の円筒状の軸受ブッシュ１６が
配置され、この軸受ブッシュ１６は、金属製のバックシ
ェル１８の内周面に固着されており、その外周面に緩衝
材２０を挟んで軸受ケース２２に組み込まれている。
ば炭化珪素（ＳｉＣ）や窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）を主成
分とするセラミックス製の円筒状の軸受ブッシュ１６が
配置され、この軸受ブッシュ１６は、金属製のバックシ
ェル１８の内周面に固着されており、その外周面に緩衝
材２０を挟んで軸受ケース２２に組み込まれている。
【００１６】これにより、軸受スリーブ１２の外周面が
回転側の摺動面となって、軸受スリーブ１２が回転側摺
動部品となり、軸受ブッシュ１６の内周面が固定側の摺
動面となって、軸受ブッシュ１６が固定側摺動部品とな
るように構成されている。
回転側の摺動面となって、軸受スリーブ１２が回転側摺
動部品となり、軸受ブッシュ１６の内周面が固定側の摺
動面となって、軸受ブッシュ１６が固定側摺動部品とな
るように構成されている。
【００１７】ここで、軸受スリーブ１２は、高硬度材料
としてＴｉＣを、結合材としてＴｉ−Ｍｏ合金をそれぞ
れ用い、ＴｉＣの含有質量割合が９０〜７０％で、Ｔｉ
−Ｍｏ合金の含有質量割合が１０〜３０％の焼結体から
なる耐食性サーメットで構成されている。更に、この結
合材としてのＴｉ−Ｍｏ合金中のＭｏの質量割合（Ｍｏ
/(Ｔｉ−Ｍｏ)） は、１８−２２％に設定されている。
としてＴｉＣを、結合材としてＴｉ−Ｍｏ合金をそれぞ
れ用い、ＴｉＣの含有質量割合が９０〜７０％で、Ｔｉ
−Ｍｏ合金の含有質量割合が１０〜３０％の焼結体から
なる耐食性サーメットで構成されている。更に、この結
合材としてのＴｉ−Ｍｏ合金中のＭｏの質量割合（Ｍｏ
/(Ｔｉ−Ｍｏ)） は、１８−２２％に設定されている。
【００１８】このように、高融点化合物にＴｉＣを用
い、結合材にＴｉ−Ｍｏ合金を用いることで、サーメッ
トとしての耐食性を向上させ、しかも、Ｔｉ−Ｍｏ合金
は、ＴｉＣと同種材料のため、高融点化合物のＴｉＣと
結合材のＴｉ−Ｍｏ合金との界面の結合力を増加させる
ことができる。更に、結合材であるＴｉ−Ｍｏ合金中の
Ｍｏ質量含有量をほぼ２０％（１８〜２２％）として、
結合材（Ｔｉ−Ｍｏ合金）をα−Ｔｉ，β−ＴｉＭｏの
共析組織とすることで、結合材としてＴｉを単独で使用
した時の欠点である耐摩耗、耐摺動および耐かじり性能
を向上させることができる。
い、結合材にＴｉ−Ｍｏ合金を用いることで、サーメッ
トとしての耐食性を向上させ、しかも、Ｔｉ−Ｍｏ合金
は、ＴｉＣと同種材料のため、高融点化合物のＴｉＣと
結合材のＴｉ−Ｍｏ合金との界面の結合力を増加させる
ことができる。更に、結合材であるＴｉ−Ｍｏ合金中の
Ｍｏ質量含有量をほぼ２０％（１８〜２２％）として、
結合材（Ｔｉ−Ｍｏ合金）をα−Ｔｉ，β−ＴｉＭｏの
共析組織とすることで、結合材としてＴｉを単独で使用
した時の欠点である耐摩耗、耐摺動および耐かじり性能
を向上させることができる。
【００１９】この例では、ＴｉＣの結合材をＴｉ−Ｍｏ
合金とし、層状のα−Ｔｉ，β−ＴｉＭｏの共析組織を
析出させ、ＨＩＰ（ホットアイソレートプレス）処理の
加熱・冷却中に、ＴｉＣより拡散した炭素を結合相にＴ
ｉＣ・Ｍｏ２Ｃとして分散、析出させることで、結合材
の硬度をＨｖ４００以上としている。また、温度が８０
０〜１１００℃、圧力が１.５〜１０ＭＰａの雰囲気
で、２時間のＨＩＰ処理を実施することで、ＴｉＣの比
率の減少およびＴｉＣの粗大化を防止し、これによっ
て、ＴｉＣの結合材としてのＴｉ−Ｍｏ合金の使用を可
能としている。
合金とし、層状のα−Ｔｉ，β−ＴｉＭｏの共析組織を
析出させ、ＨＩＰ（ホットアイソレートプレス）処理の
加熱・冷却中に、ＴｉＣより拡散した炭素を結合相にＴ
ｉＣ・Ｍｏ２Ｃとして分散、析出させることで、結合材
の硬度をＨｖ４００以上としている。また、温度が８０
０〜１１００℃、圧力が１.５〜１０ＭＰａの雰囲気
で、２時間のＨＩＰ処理を実施することで、ＴｉＣの比
率の減少およびＴｉＣの粗大化を防止し、これによっ
て、ＴｉＣの結合材としてのＴｉ−Ｍｏ合金の使用を可
能としている。
【００２０】図２は、本発明の他の実施の形態の耐食性
サーミットでポンプのすべり軸受の回転側摺動部品（ポ
ンプ部品）を構成した例を示す。この例の図１に示す実
施の形態と異なる点は、主軸１０のフランジ部１０ｂと
主軸１０に固定した固定スリーブ１４との間に、本発明
の耐食性サーメットで構成した円筒状の軸受スリーブ１
２を挟持して、主軸１０に対して回転及び軸方向に移動
不能に取付けている点である。その他の構成は、図１に
示す実施の形態と同様であるので、ここでは図示を省略
している。
サーミットでポンプのすべり軸受の回転側摺動部品（ポ
ンプ部品）を構成した例を示す。この例の図１に示す実
施の形態と異なる点は、主軸１０のフランジ部１０ｂと
主軸１０に固定した固定スリーブ１４との間に、本発明
の耐食性サーメットで構成した円筒状の軸受スリーブ１
２を挟持して、主軸１０に対して回転及び軸方向に移動
不能に取付けている点である。その他の構成は、図１に
示す実施の形態と同様であるので、ここでは図示を省略
している。
【００２１】なお、本発明のＴｉＣ−Ｍｏ合金を結合材
に用いたＴｉＣ系サーメットにあっては、層状のα−Ｔ
ｉ，β−ＴｉＭｏの共析組織を得ることで、優れた耐食
性を得ることができ、摩耗の点からは考慮すべき点があ
るが、ＴｉＣの含有質量割合が７０％以上であれば、例
えば立軸ポンプのように、軸直角荷重が少ない構造のポ
ンプの摺動部品に適用することで、十分な性能および機
能を発揮することができる。
に用いたＴｉＣ系サーメットにあっては、層状のα−Ｔ
ｉ，β−ＴｉＭｏの共析組織を得ることで、優れた耐食
性を得ることができ、摩耗の点からは考慮すべき点があ
るが、ＴｉＣの含有質量割合が７０％以上であれば、例
えば立軸ポンプのように、軸直角荷重が少ない構造のポ
ンプの摺動部品に適用することで、十分な性能および機
能を発揮することができる。
【００２２】また、前記各例では、回転側摺動部品とし
ての軸受スリーブに適用し、固定側摺動部品としてのセ
ラミックス製の軸受ブッシュと組合せて使用すること
で、耐摩耗、耐腐食の点から従来の軸受に比べて長い寿
命を示すようにした例を示しているが、回転側摺動部品
としての軸受スリーブ、固定側摺動部品としての軸受ブ
ッシュの双方に適用したり、固定側摺動部品としての軸
受ブッシュに適用し、回転側摺動部品としてのセラミッ
クス製の軸受スリーブと組合せて使用したりしてもよ
い。
ての軸受スリーブに適用し、固定側摺動部品としてのセ
ラミックス製の軸受ブッシュと組合せて使用すること
で、耐摩耗、耐腐食の点から従来の軸受に比べて長い寿
命を示すようにした例を示しているが、回転側摺動部品
としての軸受スリーブ、固定側摺動部品としての軸受ブ
ッシュの双方に適用したり、固定側摺動部品としての軸
受ブッシュに適用し、回転側摺動部品としてのセラミッ
クス製の軸受スリーブと組合せて使用したりしてもよ
い。
【００２３】更に、ポンプ部品の中には、羽根車のウェ
アリングとライナリング部分のように、回転部と固定部
が水中において摺動する部品は多くあり、サーメット
は、元来耐摩耗性に優れているため、結合材の耐食性を
増加させることで、これらの部品にも適用可能である。
また、海水以外の他の汚水や下水の場合は、ハロゲンイ
オンの濃度が海水より低いため、その他のイオンが多量
に含まれない限り、これらの揚水に使用されるポンプの
摺動部品にも適用できる。
アリングとライナリング部分のように、回転部と固定部
が水中において摺動する部品は多くあり、サーメット
は、元来耐摩耗性に優れているため、結合材の耐食性を
増加させることで、これらの部品にも適用可能である。
また、海水以外の他の汚水や下水の場合は、ハロゲンイ
オンの濃度が海水より低いため、その他のイオンが多量
に含まれない限り、これらの揚水に使用されるポンプの
摺動部品にも適用できる。
【００２４】
【実施例】（実施例１）図１に示すすべり軸受を用いて
摺動試験、及び海水中での浸漬・腐食試験を行った。こ
こで、軸受スリーブ１２として、下記の表１の供試材Ａ
に示す、ＴｉＣの含有質量割合が８０％、Ｔｉ−Ｍｏ合
金の含有質量割合が２０％で、Ｔｉ−Ｍｏ合金中のＭｏ
の質量割合（Ｍｏ/(Ｔｉ−Ｍｏ)） が２０％の焼結体か
らなる耐食性サーメットで構成したものを使用した。
摺動試験、及び海水中での浸漬・腐食試験を行った。こ
こで、軸受スリーブ１２として、下記の表１の供試材Ａ
に示す、ＴｉＣの含有質量割合が８０％、Ｔｉ−Ｍｏ合
金の含有質量割合が２０％で、Ｔｉ−Ｍｏ合金中のＭｏ
の質量割合（Ｍｏ/(Ｔｉ−Ｍｏ)） が２０％の焼結体か
らなる耐食性サーメットで構成したものを使用した。
【００２５】
【表１】
摺動試験は、軸受ブッシュ１６として、内径φ７５mmの
ものを用い、面圧０.１２ＭＰａ、すべり速度５ｍ／ｓ
ｅｃで、下記の表２の上部項目に示す３種類の雰囲気、
即ち乾燥雰囲気、清水中およびスラリー中で６ヶ月間試
験を行った。乾燥雰囲気中では、このままの状態で、清
水中あるいはスラリー中の試験に際しては、軸受ブッシ
ュ１６と軸受スリーブ１２との間に、それぞれ清水ある
いはスラリーを流して試験した。先に示した平均面圧に
なるように、軸受ケース２２の外部から軸に直角方向に
荷重を加えた。このような条件で、軸を回転させ、すべ
り速度５ｍ／ｓｅｃにした。摩擦係数は、回転トルクと
荷重から、摩耗段差は試験終了後、触針式表面計測器に
より測定した。
ものを用い、面圧０.１２ＭＰａ、すべり速度５ｍ／ｓ
ｅｃで、下記の表２の上部項目に示す３種類の雰囲気、
即ち乾燥雰囲気、清水中およびスラリー中で６ヶ月間試
験を行った。乾燥雰囲気中では、このままの状態で、清
水中あるいはスラリー中の試験に際しては、軸受ブッシ
ュ１６と軸受スリーブ１２との間に、それぞれ清水ある
いはスラリーを流して試験した。先に示した平均面圧に
なるように、軸受ケース２２の外部から軸に直角方向に
荷重を加えた。このような条件で、軸を回転させ、すべ
り速度５ｍ／ｓｅｃにした。摩擦係数は、回転トルクと
荷重から、摩耗段差は試験終了後、触針式表面計測器に
より測定した。
【００２６】（比較例１）比較例１として、図１に示す
軸受スリーブ１２として、従来のＣｏを結合材としたＷ
Ｃ系サーメットを使用して摺動試験、及び海水中での浸
漬・腐食試験を行った。ここで、軸受スリーブ１２とし
て、上記の表１の供試材Ｂに示す、ＷＣの含有質量割合
が９４％、Ｃｏの含有質量割合が６％の焼結体からなる
耐食性サーメットで構成したものを使用した。その他の
条件は、前記と同様である。
軸受スリーブ１２として、従来のＣｏを結合材としたＷ
Ｃ系サーメットを使用して摺動試験、及び海水中での浸
漬・腐食試験を行った。ここで、軸受スリーブ１２とし
て、上記の表１の供試材Ｂに示す、ＷＣの含有質量割合
が９４％、Ｃｏの含有質量割合が６％の焼結体からなる
耐食性サーメットで構成したものを使用した。その他の
条件は、前記と同様である。
【００２７】これらの実施例１及び比較例１の測定結果
を表２に示す。
を表２に示す。
【表２】
この表２から、いずれの雰囲気においても、実施例１に
あっては、摩擦係数においては、比較例１と遜色がない
ものの、摩耗段差に有意な差が見られ、摩耗特性として
は若干劣ることが判明した。
あっては、摩擦係数においては、比較例１と遜色がない
ものの、摩耗段差に有意な差が見られ、摩耗特性として
は若干劣ることが判明した。
【００２８】（実施例２）図２に示すすべり軸受を用い
て、海水中での試験を行った。ここで、軸受スリーブ１
２として、前述の表１に示す供試材Ａの組成の焼結体か
らなる耐食性サーメットで構成したものを使用し、１年
間、実海水環境中で浸漬し、浸漬期間終了後、腐食によ
る当該供試材Ａの重量の増減を測定した。
て、海水中での試験を行った。ここで、軸受スリーブ１
２として、前述の表１に示す供試材Ａの組成の焼結体か
らなる耐食性サーメットで構成したものを使用し、１年
間、実海水環境中で浸漬し、浸漬期間終了後、腐食によ
る当該供試材Ａの重量の増減を測定した。
【００２９】（比較例２）比較例２として、図２に示す
すべり軸受スリーブ１２として、従来のＣｏを結合材と
した、前述の表１に示す供試材Ｂの組成の焼結体からな
る耐食性サーメットで構成したものを使用した。その他
の条件は、前記と同様である。
すべり軸受スリーブ１２として、従来のＣｏを結合材と
した、前述の表１に示す供試材Ｂの組成の焼結体からな
る耐食性サーメットで構成したものを使用した。その他
の条件は、前記と同様である。
【００３０】これらの実施例２及び比較例２の測定結果
を表３に示す。
を表３に示す。
【表３】
この表３から、比較例２にあっては、供試材Ｂが減量し
たにもかかわらず、実施例２にあっては、供試材Ａが酸
化によりむしろ増量していることが判る。また、図３に
実施例２における供試材（軸受スリーブ）Ａの腐食試験
後の断面写真を図面化したものを、図４に比較例２にお
ける供試材（軸受スリーブ）Ｂの腐食試験後の断面写真
を図面化したものをそれぞれ示す。図４に示すように、
供試材Ｂの組成からなるＷＣ−Ｃｏサーメットを用いた
軸受スリーブでは、その固体スリーブ側端面に脱結合材
腐食（選択腐食）２４が発生しているが、供試材Ａの組
成からなるＴｉＣ／Ｔｉ−Ｍｏサーメットには、図３に
示すように、そのような腐食は発生していないことが判
る。
たにもかかわらず、実施例２にあっては、供試材Ａが酸
化によりむしろ増量していることが判る。また、図３に
実施例２における供試材（軸受スリーブ）Ａの腐食試験
後の断面写真を図面化したものを、図４に比較例２にお
ける供試材（軸受スリーブ）Ｂの腐食試験後の断面写真
を図面化したものをそれぞれ示す。図４に示すように、
供試材Ｂの組成からなるＷＣ−Ｃｏサーメットを用いた
軸受スリーブでは、その固体スリーブ側端面に脱結合材
腐食（選択腐食）２４が発生しているが、供試材Ａの組
成からなるＴｉＣ／Ｔｉ−Ｍｏサーメットには、図３に
示すように、そのような腐食は発生していないことが判
る。
【００３１】上記の結果から、供試材Ａの組成からなる
ＴｉＣ系サーメットを用いた軸受スリーブは、供試材Ｂ
の組成からなるＷＣ系サーメットを用いた軸受スリーブ
より機能上明らかに有利であることが判る。
ＴｉＣ系サーメットを用いた軸受スリーブは、供試材Ｂ
の組成からなるＷＣ系サーメットを用いた軸受スリーブ
より機能上明らかに有利であることが判る。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高融点化合物にＴｉＣを用い、結合材にＴｉ−Ｍｏ合金
を用いることで、サーメットとしての耐食性を向上させ
ることができ、これによって、例えばポンプの摺動部材
として使用した場合に、主成分の組織の境界での選択腐
食の発生を抑え、耐久性を向上させて、その寿命を延ば
すことができる。
高融点化合物にＴｉＣを用い、結合材にＴｉ−Ｍｏ合金
を用いることで、サーメットとしての耐食性を向上させ
ることができ、これによって、例えばポンプの摺動部材
として使用した場合に、主成分の組織の境界での選択腐
食の発生を抑え、耐久性を向上させて、その寿命を延ば
すことができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態の耐食性サーミット
でポンプのすべり軸受の回転側部品（ポンプ部品）を構
成した例を示す断面図である。
でポンプのすべり軸受の回転側部品（ポンプ部品）を構
成した例を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態の耐食性サーミットで
ポンプのすべり軸受の回転側部品（ポンプ部品）を構成
した例を示す断面図である。
ポンプのすべり軸受の回転側部品（ポンプ部品）を構成
した例を示す断面図である。
【図３】実施例２における腐食状況の写真を図面化して
示す図である。
示す図である。
【図４】比較例２における腐食状況の写真を図面化して
示す図である。
示す図である。
１０ 主軸
１０ａ 段部
１０ｂ フランジ部
１２ 軸受スリーブ
１４ 固定スリーブ
１６ 軸受ブッシュ
１８ バックシェル
２０ 緩衝材
２２ 軸受ケース
２４ 脱結合材腐食（選択腐食）
─────────────────────────────────────────────────────
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）
Ｆ０４Ｄ 29/22 Ｆ０４Ｄ 29/22 Ｇ
29/42 29/42 Ｆ
(72)発明者 仙道 勉
東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社
荏原製作所内
(72)発明者 高木 清和
東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社
荏原製作所内
(72)発明者 杉山 和彦
東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社
荏原製作所内
Ｆターム(参考） 3H022 BA02 BA06 CA17 CA51 CA53
CA59 DA13 DA14
3H033 AA04 BB01 BB12 CC04 CC06
DD01 DD26 DD29 DD30 EE11
3H034 AA04 BB01 BB12 CC04 CC06
DD01 DD24 DD28 DD30 EE11
4K018 AD07 BA11 EA12 HA03 KA03
Claims (5)
- 【請求項１】 高硬度材料としてＴｉＣを、結合材とし
てＴｉ−Ｍｏ合金をそれぞれ用い、ＴｉＣの含有質量割
合が９０〜７０％で、Ｔｉ−Ｍｏ合金の含有質量割合が
１０〜３０％の焼結体からなる耐食性サーメット。 - 【請求項２】 前記Ｔｉ−Ｍｏ合金中のＭｏの質量割合
（Ｍｏ/(Ｔｉ−Ｍｏ)） が、１８〜２２％であることを
特徴とする請求項１記載の耐食性サーメット。 - 【請求項３】 高硬度材料としてＴｉＣを、結合材とし
てＴｉ−Ｍｏ合金をそれぞれ用い、ＴｉＣの含有質量割
合が９０〜７０％で、Ｔｉ−Ｍｏ合金の含有質量割合が
１０〜３０％の焼結体からなる耐食性サーメットで構成
されたポンプ部品。 - 【請求項４】 前記Ｔｉ−Ｍｏ合金中のＭｏの質量割合
（Ｍｏ/(Ｔｉ−Ｍｏ)） が、１８〜２２％であることを
特徴とする請求項３記載のポンプ部品。 - 【請求項５】 高硬度材料としてＴｉＣを、結合材とし
てＴｉ−Ｍｏ合金をそれぞれ用い、ＴｉＣの含有質量割
合が９０〜７０％で、Ｔｉ−Ｍｏ合金の含有質量割合が
１０〜３０％の焼結体からなる耐食性サーメットで構成
されたポンプ部品を有することを特徴とするポンプ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001324790A JP2003129166A (ja) | 2001-10-23 | 2001-10-23 | 耐食性サーメット及びポンプ部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001324790A JP2003129166A (ja) | 2001-10-23 | 2001-10-23 | 耐食性サーメット及びポンプ部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003129166A true JP2003129166A (ja) | 2003-05-08 |
Family
ID=19141462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001324790A Pending JP2003129166A (ja) | 2001-10-23 | 2001-10-23 | 耐食性サーメット及びポンプ部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003129166A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103527506A (zh) * | 2013-10-11 | 2014-01-22 | 浙江大学 | 一种用于多级离心泵间隙可调的节流衬套 |
| CN105545793A (zh) * | 2016-01-28 | 2016-05-04 | 沈阳工业大学通益科技有限公司 | 一种高温潜油电泵平面止推轴承结构 |
| WO2017154587A1 (ja) * | 2016-03-07 | 2017-09-14 | 株式会社荏原製作所 | 摺動材料、軸スリーブ及び軸スリーブを備えたポンプ |
-
2001
- 2001-10-23 JP JP2001324790A patent/JP2003129166A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103527506A (zh) * | 2013-10-11 | 2014-01-22 | 浙江大学 | 一种用于多级离心泵间隙可调的节流衬套 |
| CN103527506B (zh) * | 2013-10-11 | 2016-02-10 | 浙江大学 | 一种用于多级离心泵间隙可调的节流衬套 |
| CN105545793A (zh) * | 2016-01-28 | 2016-05-04 | 沈阳工业大学通益科技有限公司 | 一种高温潜油电泵平面止推轴承结构 |
| CN105545793B (zh) * | 2016-01-28 | 2017-05-10 | 沈阳工业大学通益科技有限公司 | 一种高温潜油电泵平面止推轴承结构 |
| WO2017154587A1 (ja) * | 2016-03-07 | 2017-09-14 | 株式会社荏原製作所 | 摺動材料、軸スリーブ及び軸スリーブを備えたポンプ |
| CN108713064A (zh) * | 2016-03-07 | 2018-10-26 | 株式会社荏原制作所 | 滑动材料、轴套筒及具备轴套筒的泵 |
| CN108713064B (zh) * | 2016-03-07 | 2020-06-26 | 株式会社荏原制作所 | 滑动材料、轴套筒及具备轴套筒的泵 |
| US10859088B2 (en) | 2016-03-07 | 2020-12-08 | Ebara Corporation | Sliding material, shaft sleeve, and pump provided with shaft sleeve |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20031211 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070703 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071030 |