JP2003314556A - Bearing of zirconia sinter - Google Patents

Bearing of zirconia sinter

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JP2003314556A
JP2003314556A JP2002113975A JP2002113975A JP2003314556A JP 2003314556 A JP2003314556 A JP 2003314556A JP 2002113975 A JP2002113975 A JP 2002113975A JP 2002113975 A JP2002113975 A JP 2002113975A JP 2003314556 A JP2003314556 A JP 2003314556A
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JP
Japan
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zirconia
sintered body
sio
weight
bearing
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Application number
JP2002113975A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Onishi
宏司 大西
Miyuki Sakuta
美由紀 佐久田
Toshio Kawanami
利夫 河波
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Nikkato Corp
Original Assignee
Nikkato Corp
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Publication date
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Priority to US10/469,605 priority patent/US6905993B2/en
Priority to PCT/JP2002/007921 priority patent/WO2003033433A1/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bearing made of zirconia sinter having excellent thermal stability, anti-corrosiveness and abrasion resistance. <P>SOLUTION: (a) It is mainly Y<SB>2</SB>O<SB>3</SB>based tetragonal zirconia sinter and (b) mole ratio of Y<SB>2</SB>O<SB>3</SB>/ZrO<SB>2</SB>is in the range between 1.5/98.5 to 4/96 and (c) SiO<SB>2</SB>is contained in the range of 0.05 of 2.5 weight % and (d) Al<SB>2</SB>O<SB>3</SB>is contained in the range of 0.05 to 3.0 weight % and (e) the average crystal diameter is less than 0.7 μm and (f) SiO<SB>2</SB>(weight %) × average crystal diameter (μm) is in the range of 0.03 to 0.5 and (g) weight ratio of SiO<SB>2</SB>/(total of Na<SB>2</SB>O, K<SB>2</SB>O, CaO, Fe<SB>2</SB>O<SB>3</SB>) is 5 or more and (h) bulk density is over 5.70 g/cm<SP>3</SP>. The bearing consists of the zirconia sinter excellent in the endurance. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、耐久性に優れたジ
ルコニア質焼結体からなるベアリングに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bearing made of a zirconia-based sintered body having excellent durability.

【0002】[0002]

【従来の技術】セラミックスは金属に比べて優れた耐摩
耗性と耐腐食性を有し、軽量であることから、従来の金
属製ベアリングボール(転動体)に代わって使用される
ようになってきている。これらのセラミックス製ベアリ
ングボールを用いたベアリングは、近年はハードディス
クの回転速度を高速化することにより記録の高密度化を
図るべく、金属製に比べて安定した回転が得られること
からハードディスク駆動用のスピンドルモータに使用さ
れるようになってきており、高速、高温下における潤滑
寿命を向上させるために窒化けい素製ベアリングボール
が使用されるようになってきている。しかしながら、ス
ピンドルモータでは、高回転精度を得るために玉軸受に
予圧をかけて使用されるが、窒化けい素製ベアリングボ
ールは線膨張係数が玉軸受に使用されている玉軸鋼に比
較して小さいために高速回転による温度上昇によって予
圧が大きく変動し、高速回転での回転精度が得られず、
読み書きエラーの発生につながるという問題があった。
2. Description of the Related Art Ceramics have excellent wear resistance and corrosion resistance as compared with metals and are lightweight, so that they have been used in place of conventional metal bearing balls (rolling elements). ing. Bearings using these ceramic bearing balls have been used for hard disk drive in recent years because they enable stable rotation compared to metal in order to increase the recording density by increasing the rotation speed of the hard disk. Spindle motors have come to be used, and silicon nitride bearing balls have been used to improve the lubrication life under high speed and high temperature. However, in a spindle motor, a ball bearing is used with a preload in order to obtain high rotation accuracy, but a bearing ball made of silicon nitride has a linear expansion coefficient higher than that of a ball shaft steel used in a ball bearing. Since it is small, the preload changes greatly due to the temperature increase due to high speed rotation, and the rotation accuracy at high speed rotation cannot be obtained.
There was a problem that leads to the occurrence of read / write errors.

【0003】特開2000−74069号公報にはジル
コニアの線膨張係数が玉軸鋼に近いため、ジルコニア製
ベアリングボールを使用することにより温度変化による
予圧の変動が少なくなり、高速回転での回転精度の向上
ができることを開示している。しかしながら、同公報に
開示されているジルコニア製ベアリングボールは、ただ
単に線膨張係数を規定しているだけで、ベアリングとし
てすぐれたものとするための焼結体としての機械的特性
等については一切規定していない。さらに、ジルコニア
質焼結体は、後述するような劣化が起こることが指摘さ
れており、ベアリングとして多岐に渡る環境下で安定し
て使用することができない問題があった。
In JP-A-2000-74069, since the coefficient of linear expansion of zirconia is close to that of ball shaft steel, the use of zirconia bearing balls reduces fluctuations in preload due to temperature changes, and rotation accuracy at high speed rotation. It discloses that it can improve. However, the zirconia bearing balls disclosed in this publication merely specify the linear expansion coefficient, and do not specify the mechanical properties or the like of the sintered body to make it excellent as a bearing. I haven't. Further, it has been pointed out that the zirconia-based sintered body is deteriorated as described later, and there is a problem that it cannot be stably used as a bearing in various environments.

【0004】ジルコニア質焼結体はすぐれた機械的性質
を有しているが、200〜300℃の特定温度域におい
て正方晶系ジルコニアから単斜晶系ジルコニアへ転移
し、強度低下につながる熱劣化を起こし、特公昭61−
21184号公報などにはその防止法について多く記載
されているが、ベアリングとしての実用範囲である60
℃〜150℃程度の高温において高湿度雰囲気中で長時
間使用すると強度や耐摩耗性などの機械的性質が低下し
たり、微小な寸法変動が生じたりする問題点が明らかと
なっている。しかし、200〜300℃での熱劣化の防
止法によってはこの問題を解決することができないこと
が分かってきた。20℃程度の比較的低温での負荷のか
かった状態での耐摩耗性等の耐久性は、結晶構造を微細
化するほど向上するが、その反面、水分などの腐食成分
に対する抵抗性は低下するため、60℃〜150℃程度
の高温において高湿度雰囲気中で負荷のかかる状態では
耐摩耗性などの機械的性質が低下するため、負荷状態で
高速回転をし、温度上昇が発生するようなベアリングと
しては十分満足して使用することができなかった。
The zirconia-based sintered body has excellent mechanical properties, but in a specific temperature range of 200 to 300 ° C., it transforms from tetragonal zirconia to monoclinic zirconia, which causes thermal deterioration leading to strength reduction. Caused by,
Although a lot of prevention methods are described in Japanese Patent No. 21184, etc., it is a practical range as a bearing.
It has been clarified that mechanical properties such as strength and abrasion resistance are deteriorated and minute dimensional fluctuations occur when used for a long time in a high humidity atmosphere at a high temperature of about 150 ° C to 150 ° C. However, it has been found that this problem cannot be solved by a method of preventing thermal deterioration at 200 to 300 ° C. The durability such as wear resistance under load at a relatively low temperature of about 20 ° C. is improved as the crystal structure is made finer, but the resistance to corrosive components such as water is decreased. Therefore, at high temperatures of about 60 to 150 ° C, mechanical properties such as wear resistance deteriorate under load in a high-humidity atmosphere. Therefore, bearings that rotate at high speed under load and increase in temperature As a result, I could not use it because I was fully satisfied.

【0005】特開2000−302548号公報に、熱
安定性にすぐれた焼結体とするため、結晶粒径をある範
囲内に限定し、Al、SiO、TiOよりな
る第3成分を特定量添加する方法が提案されている。し
かし、Al、SiO、TiOよりなる第3成
分を添加しても、アルカリ金属、アルカリ土類金属酸化
物などの不純物で、ガラス相が形成され、耐久性の低下
につながる危険性があり、Al、SiO、Ti
の第3成分の添加だけでは充分な改善は得られな
い。上記公報記載における防御法では、200℃付近で
の温水または高湿度雰囲気中に曝された場合の熱劣化は
防ぐことは可能であるが、60℃〜150℃程度の温度
の実用的な範囲で、特に負荷のかかった場合における耐
久性低下を完全に防止するまでには至っていない。ま
た、60℃〜150℃程度の温度で全く水分あるいは水
蒸気が存在しない環境下でも長時間負荷がかかった場合
に結晶粒界が脆弱化し、その結果、結晶粒子の脱粒によ
る急激な摩耗が発生する問題も有している。このような
ことから60℃〜150℃程度の高温において、かつ、
高湿度雰囲気中で長期間安定してすぐれた熱安定性、耐
腐食性、機械的特性および耐久性を有し、同時に高湿度
雰囲気下の有無によらずすぐれた耐摩耗性を有するベア
リング用材料が望まれていた。
In Japanese Patent Laid-Open No. 2000-302548, in order to obtain a sintered body having excellent thermal stability, the crystal grain size is limited to a certain range, and a third layer composed of Al 2 O 3 , SiO 2 and TiO 2 is used. A method of adding specific amounts of components has been proposed. However, even if the third component composed of Al 2 O 3 , SiO 2 , and TiO 2 is added, the glass phase is formed due to impurities such as alkali metal and alkaline earth metal oxides, which may lead to a decrease in durability. Has properties, Al 2 O 3 , SiO 2 , Ti
Sufficient improvement cannot be obtained only by adding the third component of O 2 . The protection method described in the above publication can prevent thermal deterioration when exposed to hot water or high-humidity atmosphere near 200 ° C., but within a practical range of temperatures of 60 ° C. to 150 ° C. In particular, it has not been possible to completely prevent the deterioration of durability when a load is applied. In addition, at a temperature of about 60 ° C. to 150 ° C., grain boundaries become brittle when subjected to a load for a long time even in an environment in which no moisture or water vapor is present, and as a result, sudden wear occurs due to crystal grain shedding. I also have problems. From such a fact, at a high temperature of about 60 ° C to 150 ° C, and
A bearing material that has excellent thermal stability, corrosion resistance, mechanical properties and durability for a long period of time in a high humidity atmosphere, and at the same time has excellent wear resistance whether or not in a high humidity atmosphere. Was desired.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、60
℃〜150℃程度の高温において、かつ、高湿度雰囲気
中でもすぐれた熱安定性、耐腐食性を示し、長時間安定
し、すぐれた機械的特性、特に耐摩耗性を有する耐久性
にすぐれ、高湿度雰囲気の有無によらず、ベアリングと
してすぐれた耐摩耗性を有するジルコニア製ベアリング
を提供する点にある。
The object of the present invention is 60
It has excellent thermal stability and corrosion resistance at high temperatures of about ℃ to 150 ℃ and even in high humidity atmosphere, is stable for a long time, has excellent mechanical properties, especially wear resistance, and has high durability. It is to provide a zirconia bearing having excellent wear resistance as a bearing regardless of the presence or absence of a humidity atmosphere.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者等は前記のよう
な現状を鑑みて鋭意研究を重ねてきた結果、60℃〜1
50℃程度の高温において、かつ、高湿度雰囲気中にお
けるベアリングボール及び軸受としての機械的性質の低
下は、200〜300℃における熱安定性によるものと
は異なる原因であることを見出した。すなわち、200
〜300℃における熱劣化は、準安定の正方晶系ジルコ
ニアが安定な単斜晶系ジルコニアに転移することに起因
するとされており、YやCeO等の安定化剤を
増量することにより熱劣化が抑制されることが知られて
いる。一方、60℃〜150℃程度の高温において、か
つ、高湿度雰囲気中に曝された場合の強度や機械的特性
の低下は、粒界または粒界面に不均質に偏在する非晶質
相、ガラス相、Yなどが水によって応力腐食する
ことに起因すると推考される。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies conducted by the present inventors in view of the present situation as described above, the result is 60 ° C to 1 ° C.
It has been found that the deterioration of mechanical properties as a bearing ball and a bearing at a high temperature of about 50 ° C. and in a high humidity atmosphere is different from that due to thermal stability at 200 to 300 ° C. That is, 200
It is said that the thermal deterioration at ˜300 ° C. is caused by the transformation of metastable tetragonal zirconia into stable monoclinic zirconia, and increasing the amount of stabilizer such as Y 2 O 3 and CeO 2. It is known that the thermal deterioration is suppressed by this. On the other hand, at a high temperature of about 60 ° C. to 150 ° C. and a decrease in strength and mechanical properties when exposed to a high-humidity atmosphere, the amorphous phase and glass that are unevenly unevenly distributed at the grain boundaries or the grain interfaces. It is presumed that this is caused by the stress corrosion of the phases, Y 2 O 3, etc. by water.

【0008】SiOはZrO結晶粒界近傍に偏析
し、熱劣化を抑制する効果があるが、同時にアルカリ金
属、アルカリ土類金属酸化物などの不純物が共存すると
ZrO 結晶粒界にガラス相を形成し、応力腐食に対す
る抵抗性が低下及び結晶粒界強度が低下するという問題
点を有していることが明確となった。このことから、S
iOの添加量だけでなく、SiO量に対するアルカ
リ金属、アルカリ土類金属酸化物などの不純物量を制御
することが重要であることを見い出した。また、ZrO
結晶粒界におけるSiOの偏析が均質かつ適切な量
であることが重要で、結晶粒径によって粒界表面積が異
なるため、すぐれた耐久性を有するには結晶粒径に応じ
たSiO添加量の制御が重要であることも見い出し
た。
SiOTwoIs ZrOTwoSegregation near grain boundaries
And has the effect of suppressing thermal deterioration, but at the
When impurities such as genus and alkaline earth metal oxides coexist
ZrO TwoResists stress corrosion by forming a glass phase at grain boundaries
Resistance and the grain boundary strength
It became clear that it had a point. From this, S
iOTwoNot only the amount of addition of SiOTwoArca to quantity
Controlling the amount of impurities such as remetal and alkaline earth metal oxides
I found it important to do. In addition, ZrO
TwoSiO in grain boundariesTwoSegregation of Homogeneous and appropriate amount
It is important that the grain boundary surface area varies depending on the crystal grain size.
Therefore, to have excellent durability, it depends on the crystal grain size.
SiOTwoWe also found that controlling the amount added is important
It was

【0009】本発明者等はジルコニア質焼結体におい
て、Y/ZrOモル比、Al およびSi
の第3成分量、結晶粒径、かさ密度、さらには、S
iO量と平均結晶粒径の関係、SiO量とNa
O、KO、CaO、Feのアルカリ金属、ア
ルカリ土類金属酸化物などの不純物量との関係をある特
定の範囲内に制御することにより、60℃〜150℃程
度の高温において高湿度雰囲気中における粒界腐食を抑
制し、結晶粒界強度を向上させ、さらには高湿度雰囲気
の有無によらずベアリングとして耐摩耗性等にすぐれた
耐久性を有することを見いだし本発明を完成するに至っ
た。また、同時に高温でかつ水などの腐食成分にさらさ
れ、高速で粉砕・分散メディアを撹拌する粉砕機用部材
としてすぐれた摩耗特性を有するジルコニア質焼結体は
ベアリングとしても耐摩耗性等にすぐれた耐久性を有す
ることも見出し本発明を完成するに至った。
The present inventors have found that the zirconia-based sintered body
YTwoOThree/ ZrOTwoMolar ratio, Al TwoOThreeAnd Si
OTwoContent of third component, crystal grain size, bulk density, and S
iOTwoRelationship between amount and average crystal grain size, SiOTwoAmount and Na
TwoO, KTwoO, CaO, FeTwoOThreeAlkali metal,
It has a special relationship with the amount of impurities such as alkaline earth metal oxides.
By controlling the temperature within a fixed range, about 60 ℃ ~ 150 ℃
Suppresses intergranular corrosion in high humidity atmosphere at high temperature
Control, improving the grain boundary strength, and high humidity atmosphere
Excellent wear resistance as a bearing regardless of the presence or absence of
It was found that they have durability, leading to the completion of the present invention.
It was At the same time, it is exposed to high temperatures and corrosive components such as water.
And a member for a crusher that agitates crushing and dispersing media at high speed
Zirconia sintered body with excellent wear characteristics
It has excellent durability such as wear resistance as a bearing.
It was also found that the present invention was completed.

【0010】即ち、本発明の第1は、(a)主として正
方晶からなるY系ジルコニア質焼結体で、(b)
/ZrOモル比が1.5/98.5〜4/9
6の範囲にあり、(c)SiOを0.05〜2.5重
量%含有し、(d)Al を0.05〜3.0重量
%含有し、(e)平均結晶粒径が0.7μm以下であ
り、(f)SiO(重量%)×平均結晶粒径(μm)
が0.03〜0.5の範囲にあり、(g)SiO
(NaO、KO、CaO、Fe合計)の重量
比が5以上であり、(h)かさ密度が5.70g/cm
以上であることを特徴とする耐久性にすぐれたジルコ
ニア質焼結体からなるベアリングに関する。本発明の第
2は、TiOの含有量が0.3重量%以下であること
を特徴とする請求項1に記載した耐久性にすぐれたジル
コニア質焼結体からなるベアリングに関する。
That is, the first aspect of the present invention is (a) mainly positive
Y consisting of tetragonal crystalsTwoOThreeSystem zirconia sintered body, (b)
YTwoOThree/ ZrOTwoMolar ratio is 1.5 / 98.5-4 / 9
In the range of 6 and (c) SiOTwo0.05 to 2.5 times
Content%, (d) AlTwoO Three0.05 to 3.0 weight
%, And (e) the average crystal grain size is 0.7 μm or less.
(F) SiOTwo(Wt%) x average crystal grain size (μm)
Is in the range of 0.03 to 0.5, and (g) SiOTwo/
(NaTwoO, KTwoO, CaO, FeTwoOThreeTotal) weight
The ratio is 5 or more, and (h) the bulk density is 5.70 g / cm.
ThreeZirco with excellent durability characterized by the above
The present invention relates to a bearing made of a near sintered material. The present invention
2 is TiOTwoContent of 0.3% by weight or less
Zir having excellent durability according to claim 1, characterized in that
The present invention relates to a bearing made of a konia sintered body.

【0011】以下に本発明の耐久性にすぐれたジルコニ
ア質焼結体からなる軸受が充足すべき各要件について詳
細に説明する。 (a) ZrOの結晶相が主として正方晶からなるY
系ジルコニア質焼結体である点について。ジルコ
ニア質焼結体に単斜晶系ジルコニアが含有していると、
その結晶周辺に微細なクラックが生じ、応力が負荷され
るとこの微細なクラックを起点として微小破壊が起こ
り、摩擦、衝撃、圧壊等に対する抵抗性が低下し、転が
り軸受としての寿命低下につながるので好ましくない。
一方、立方晶系ジルコニアを含有していると結晶粒径が
大きくなり、機械的特性の低下が起こるだけでなく、結
晶粒界付近にYが偏在しやすくなって耐久性の低
下をきたすので好ましくない。
The requirements to be satisfied by the bearing of the present invention, which is made of a zirconia-based sintered body having excellent durability, will be described in detail below. (A) Y in which the crystal phase of ZrO 2 is mainly tetragonal
Regarding the fact that it is a 2 O 3 -based zirconia-based sintered body. When monoclinic zirconia is contained in the zirconia-based sintered body,
When a minute crack is generated around the crystal and a stress is applied, a minute fracture occurs from this minute crack as a starting point, the resistance to friction, impact, crushing, etc. decreases, leading to a reduction in the life of the rolling bearing. Not preferable.
On the other hand, when cubic zirconia is contained, not only the crystal grain size becomes large and the mechanical properties are deteriorated, but also Y 2 O 3 tends to be unevenly distributed in the vicinity of the crystal grain boundary, which lowers the durability. It is not preferable because it causes damage.

【0012】なお、本発明では、ジルコニアの結晶相で
ある単斜晶系ジルコニア(M)の存在の有無及び含有
量、正方晶系ジルコニア(T)及び立方晶系ジルコニア
(C)の量については以下の方法でX線回折により求め
る。即ち、焼結体及び加工した焼結体製品の表面は応力
誘起相変態により正方晶系ジルコニアから単斜晶系ジル
コニアに変態しており、真の結晶相を同定することがで
きないので、焼結体表面を鏡面にまで研磨し、X線回折
により、回折角27〜34度の範囲で測定し、単斜晶系
ジルコニアの有無及び含有量を下記で示した式から求め
る。
In the present invention, the presence or absence and the content of monoclinic zirconia (M), which is the crystal phase of zirconia, and the amounts of tetragonal zirconia (T) and cubic zirconia (C) are determined. It is determined by X-ray diffraction by the following method. That is, the surface of the sintered body and the processed sintered body product has been transformed from tetragonal zirconia to monoclinic zirconia by stress-induced phase transformation, and the true crystal phase cannot be identified. The body surface is polished to a mirror surface and measured by X-ray diffraction at a diffraction angle of 27 to 34 degrees, and the presence or absence of monoclinic zirconia and the content thereof are determined from the formulas shown below.

【数1】 [Equation 1]

【0013】また、正方晶系ジルコニア及び立方晶系ジ
ルコニアは、単斜晶系ジルコニアの有無を確認した方法
と同様にして、X線回折により、回折角70〜77度の
範囲で測定し、次式により求める。
Further, tetragonal zirconia and cubic zirconia were measured by X-ray diffraction in a diffraction angle range of 70 to 77 degrees in the same manner as the method for confirming the presence or absence of monoclinic zirconia. Calculate by formula.

【数2】 なお、本発明において、主として正方晶系ジルコニアと
は、上記X線回折から求まる立方晶系ジルコニアを10
容量%、単斜晶系ジルコニアを5容量%まで許容するこ
とができることを意味する。
[Equation 2] In the present invention, mainly tetragonal zirconia means cubic zirconia obtained from the above X-ray diffraction.
By volume, it means that monoclinic zirconia can be allowed up to 5% by volume.

【0014】(b)本発明のジルコニア質焼結体におけ
るY/ZrOモル比を1.5/98.5〜4/
96の範囲とする点について。本発明のジルコニア質焼
結体におけるY/ZrOモル比は1.5/9
8.5〜4/96、より好ましくは2.0/98.0〜
3.5/96.5の範囲内にあることが必要である。通
常ZrO原料中に少量含有することのあるHfO
混入していても良く、このHfO量を含めたZrO
とHfOの合量をZrO量とする。Y/Zr
モル比が1.5/98.5未満の場合には焼結体中
の単斜晶系ZrO量が増加し、焼結体内部にクラック
が発生して、ベアリングの使用条件である長時間負荷の
かかる状態ではクラックが進展し、割れや欠けが発生
し、結果的に耐久性の低下をきたすので好ましくない。
一方、Y/ZrOモル比が4/96を越えると
正方晶系ZrO量が低下し、立方晶系ZrO量が増
加し、機械的特性が低下するので好ましくない。なお、
添加量の30モル%まで他の稀土類酸化物の1
種または2種以上で置換したものも用いることができ
る。このような稀土類酸化物としては、CeO、Nd
、Yb、Dy等が安価な点で好まし
い。
(B) The Y 2 O 3 / ZrO 2 molar ratio in the zirconia-based sintered body of the present invention is 1.5 / 98.5-4 /.
Regarding the range of 96. The Y 2 O 3 / ZrO 2 molar ratio in the zirconia-based sintered body of the present invention is 1.5 / 9.
8.5-4 / 96, more preferably 2.0 / 98.0
It should be within the range of 3.5 / 96.5. Usually, HfO 2 which may be contained in a small amount in the ZrO 2 raw material may be mixed, and ZrO 2 including this HfO 2 amount may be included.
The total amount of HfO 2 and HfO 2 is the ZrO 2 amount. Y 2 O 3 / Zr
When the O 2 molar ratio is less than 1.5 / 98.5, the amount of monoclinic ZrO 2 in the sintered body increases and cracks occur inside the sintered body, which is a condition for using the bearing. It is not preferable because a crack develops in a state where a load is applied for a long period of time, and cracks or chips are generated, resulting in deterioration of durability.
On the other hand, if the Y 2 O 3 / ZrO 2 molar ratio exceeds 4/96, the amount of tetragonal ZrO 2 decreases, the amount of cubic ZrO 2 increases, and mechanical properties deteriorate, which is not preferable. In addition,
Up to 30 mol% of the amount of Y 2 O 3 added, 1 of other rare earth oxides
It is also possible to use ones or those substituted with two or more kinds. Examples of such rare earth oxides include CeO 2 and Nd.
2 O 3 , Yb 2 O 3 , Dy 2 O 3 and the like are preferable because they are inexpensive.

【0015】(c)本発明のジルコニア質焼結体におけ
るSiOの含有量を0.05〜2.5重量%とする点
について。本発明のジルコニア質焼結体におけるSiO
は0.05〜2.5重量%、好ましくは0.05〜
2.0重量%含有していることが必要である。SiO
はZrO結晶粒界近傍に偏析しており、SiOがZ
rO結晶粒界に存在することにより応力腐食を抑制
し、さらに、ZrO結晶粒界結合を強化する効果があ
るため、耐久性向上に効果がある。SiOが2.5重
量%を越える場合には、ZrO結晶粒界に非晶質相お
よびガラス相が多く形成され、ZrO結晶粒界結合を
低下させ、応力腐食が進みやすくなると同時に、正方晶
から単斜晶への応力誘起相変態の効果が低下し、その結
果、機械的性質および耐久性の低下を招くので好ましく
ない。SiO量が0.05重量%未満であると、Zr
結晶粒界にSiOが存在しない部分ができるた
め、応力腐食を抑制できなくなり耐久性に対する効果が
なく好ましくない。
(C) Regarding the content of SiO 2 in the zirconia-based sintered body of the present invention of 0.05 to 2.5% by weight. SiO in the zirconia-based sintered body of the present invention
2 is 0.05 to 2.5% by weight, preferably 0.05 to
It is necessary to contain 2.0% by weight. SiO 2
Is segregated near the ZrO 2 grain boundary, and SiO 2 is Z
The presence in the rO 2 crystal grain boundary suppresses stress corrosion, and further has the effect of strengthening the ZrO 2 crystal grain boundary bond, which is effective in improving durability. If the SiO 2 exceeds 2.5 wt%, amorphous phase and a glass phase much be formed on ZrO 2 grain boundaries reduces the ZrO 2 grain coupling, the stress corrosion proceeds readily at the same time, The effect of the stress-induced phase transformation from tetragonal to monoclinic is reduced, resulting in deterioration of mechanical properties and durability, which is not preferable. When the amount of SiO 2 is less than 0.05% by weight, Zr
Since there is a portion where SiO 2 does not exist in the O 2 crystal grain boundary, stress corrosion cannot be suppressed and there is no effect on durability, which is not preferable.

【0016】(d)本発明のジルコニア質焼結体におけ
るAlの含有量を0.05〜3.0重量%とする
点について。本発明のジルコニア質焼結体におけるAl
は0.05〜3.0重量%、好ましくは0.05
〜2.0重量%含有していることが必要である。Al
はZrO結晶粒界にAl結晶粒子として存
在するだけでなく、ZrO結晶粒界及び粒界極近傍に
偏析している。Alの添加は焼結性の向上、微構
造の均一化に効果があるだけでなく、60℃〜150℃
程度の高温において高湿度雰囲気中における特性低下を
抑制する効果がある。さらに、ZrO結晶粒界の強化
効果があるので耐衝撃性及び耐摩耗性等の機械的特性は
すぐれたものとなる。Al含有量が0.05重量
%未満の場合は、Al 添加の効果がなく、3.0
重量%を越える場合は、ZrO結晶粒界にAl
結晶粒子が多く存在することになり耐久性の低下が起こ
るので好ましくない。
(D) In the zirconia-based sintered body of the present invention
AlTwoOThreeContent of 0.05 to 3.0% by weight
About the point. Al in the zirconia-based sintered body of the present invention
TwoOThreeIs 0.05 to 3.0% by weight, preferably 0.05
.About.2.0% by weight is required. AlTwo
OThreeIs ZrOTwoAl at grain boundariesTwoOThreeExists as crystal particles
Not only exist, but also ZrOTwoNear the grain boundaries and near the grain boundaries
It is segregated. AlTwoOThreeThe addition of
Not only has an effect on the homogenization of the structure, but also 60 ℃ to 150 ℃
Deterioration of characteristics in high humidity atmosphere at high temperature
It has a suppressing effect. Furthermore, ZrOTwoStrengthening of grain boundaries
Since it is effective, mechanical properties such as impact resistance and wear resistance are
It will be excellent. AlTwoOThreeContent is 0.05 weight
If less than%, AlTwoO Three3.0 with no effect of addition
ZrO when the content exceedsTwoAl at grain boundariesTwoOThree
Since there are many crystal particles, the durability is reduced.
It is not preferable because

【0017】(e)本発明のジルコニア質焼結体におけ
る平均結晶粒径を0.7μm以下とする点について。本
発明のジルコニア質焼結体における平均結晶粒径は0.
7μm以下、より好ましくは0.5μm以下であること
が必要である。平均結晶粒径が0.7μmを越える場合
には耐摩耗性、耐久性が低下するだけでなく、耐摩耗性
等の機械的性質が低下するので好ましくない。なお、平
均結晶粒径は焼結体表面を鏡面まで研磨し、次いで熱エ
ッチングもしくは化学エッチングを施した後、走査電子
顕微鏡で観察してインターセプト法により10点測定し
た平均値とする。算出式は下記の通りである。
(E) Regarding the point that the average crystal grain size in the zirconia-based sintered body of the present invention is 0.7 μm or less. The average crystal grain size in the zirconia-based sintered body of the present invention is 0.
It should be 7 μm or less, and more preferably 0.5 μm or less. If the average crystal grain size exceeds 0.7 μm, not only wear resistance and durability are deteriorated, but also mechanical properties such as wear resistance are deteriorated, which is not preferable. The average crystal grain size is the average value obtained by polishing the surface of the sintered body to a mirror surface and then performing thermal etching or chemical etching, observing with a scanning electron microscope and measuring 10 points by the intercept method. The calculation formula is as follows.

【数3】D=1.5×L/n 〔式中、D:平均結晶粒径(μm)、 n:長さL当たりの結晶粒子数、 L:測定長さ(μm) を示す。〕(3) D = 1.5 × L / n [Wherein D: average crystal grain size (μm), n: number of crystal particles per length L, L: measurement length (μm) Indicates. ]

【0018】(f)本発明のジルコニア質焼結体は、S
iO(重量%)×平均結晶粒径(μm)が0.03〜
0.5の範囲にあるとする点について。本発明のジルコ
ニア質焼結体は、SiO(重量%)×平均結晶粒径
(μm)が0.03〜0.5、好ましくは0.03〜
0.3の範囲にあることが必要である。SiOはZr
結晶粒界近傍に偏析して応力腐食を抑制し、耐久性
が向上するが、結晶粒径によって粒界表面積が異なるた
め、結晶粒界に均質にSiOを存在させるには、結晶
粒径に対するSiO量をある範囲内に調整することが
必要である。SiO(重量%)×平均結晶粒径(μ
m)が0.5を超えると、ZrO結晶粒界近傍に存在
するSiOが余剰となり、粒界に非晶質相やガラス相
が多く形成されたり、ZrO結晶粒界結合を低下さ
せ、応力腐食が進みやすくなると同時に、正方晶から単
斜晶への応力誘起相変態の効果が低下し、その結果、機
械的性質、耐摩耗性、耐久性の低下を招くので好ましく
ない。SiO(重量%)×平均結晶粒径(μm)が
0.03未満であると、ZrO結晶粒界にSiO
存在しないところができるため応力腐食を抑制できなく
なり、耐久性に対する効果がなく好ましくない。
(F) The zirconia-based sintered body of the present invention is S
iO 2 (% by weight) × average crystal grain size (μm) is 0.03 to
Regarding the point that it is in the range of 0.5. The zirconia-based sintered body of the present invention has a SiO 2 (wt%) × average crystal grain size (μm) of 0.03 to 0.5, preferably 0.03 to.
It should be in the range of 0.3. SiO 2 is Zr
O 2 segregates near the crystal grain boundaries to suppress stress corrosion and improves durability, but since the grain boundary surface area varies depending on the crystal grain size, in order to allow SiO 2 to exist uniformly in the crystal grain boundaries, the crystal grain It is necessary to adjust the amount of SiO 2 with respect to the diameter within a certain range. SiO 2 (wt%) x average crystal grain size (μ
When m) exceeds 0.5, SiO 2 existing in the vicinity of ZrO 2 crystal grain boundaries becomes excessive, and many amorphous phases and glass phases are formed at the grain boundaries, or ZrO 2 crystal grain boundary bonds are reduced. However, the stress corrosion is likely to proceed, and at the same time, the effect of the stress-induced phase transformation from tetragonal to monoclinic is reduced, and as a result, mechanical properties, wear resistance, and durability are reduced, which is not preferable. When SiO 2 (wt%) × average crystal grain size (μm) is less than 0.03, there is a portion where SiO 2 does not exist in the ZrO 2 crystal grain boundary, stress corrosion cannot be suppressed, and there is no effect on durability. Not preferable.

【0019】(g)本発明のジルコニア質焼結体におい
て、SiO/(NaO、KO、CaO、Fe
合計)重量比が5以上とする点について。本発明のジ
ルコニア質焼結体においては、SiO/(NaO、
O、CaO、Fe合計)重量比が5以上、好
ましくは10以上であることが必要である。SiO
(NaO、KO、CaO、Fe合計)重量比
が5未満であると、SiOとNaO、KO、Ca
O、Feとがガラス相を粒界に多く形成するた
め、腐食が起こり、その結果、ZrO結晶粒界結合が
低下し、正方晶から単斜晶への応力誘起相変態の効果が
低下し、その結果、機械的特性及び耐久性の低下を招く
ので好ましくない。
(G) In the zirconia-based sintered body of the present invention, SiO 2 / (Na 2 O, K 2 O, CaO, Fe 2 O)
3 total) Regarding the weight ratio of 5 or more. In the zirconia-based sintered body of the present invention, SiO 2 / (Na 2 O,
It is necessary that the total weight ratio of K 2 O, CaO, and Fe 2 O 3 is 5 or more, preferably 10 or more. SiO 2 /
(Na 2 O, K 2 O, CaO, Fe 2 O 3 total) weight ratio of less than 5, SiO 2 and Na 2 O, K 2 O, Ca
O and Fe 2 O 3 form a large amount of glass phase at the grain boundaries, so that corrosion occurs, and as a result, the ZrO 2 grain boundary bond is reduced, and the effect of the stress-induced phase transformation from tetragonal to monoclinic. Is deteriorated, resulting in deterioration of mechanical properties and durability, which is not preferable.

【0020】(h)本発明のジルコニア質焼結体におけ
るかさ密度が5.70g/cm以上であるとする点に
ついて。本発明のジルコニア質焼結体におけるかさ密度
は、5.70g/cm以上、好ましくは5.80g/
cm以上であることが必要である。かさ密度が5.7
0g/cm未満の場合には摩擦、衝撃などの外部応力
に対する抵抗性が劣ると同時に、60℃〜150℃程度
の高温において高湿度雰囲気中における腐食に対する抵
抗性が低下するので好ましくない。
(H) Regarding the point that the zirconia-based sintered body of the present invention has a bulk density of 5.70 g / cm 3 or more. The bulk density of the zirconia-based sintered body of the present invention is 5.70 g / cm 3 or more, preferably 5.80 g / cm 3.
It must be at least cm 3 . Bulk density is 5.7
When it is less than 0 g / cm 3, the resistance to external stress such as friction and impact is poor, and at the same time, the resistance to corrosion in a high humidity atmosphere at a high temperature of about 60 ° C. to 150 ° C. is unfavorable.

【0021】(i)本発明のジルコニア質焼結体におけ
るTiOを0.3重量%以下とする点について。本発
明のジルコニア質焼結体におけるTiOは0.3重量
%以下、好ましくは0.2重量%以下、より好ましくは
0.1重量%以下とする。TiO量が0.3重量%を
超えると、TiOがZrOに固溶し、結晶粒径の成
長を促進させ、結晶粒径が大きくなり、その結果、耐摩
耗性、耐久性の低下を招くので好ましくない。TiO
は不純物であり、少ない方が好ましいが、今の技術では
TiO不純物の最低値は0.004重量%程度であ
る。
(I) Regarding the point where TiO 2 in the zirconia-based sintered body of the present invention is 0.3% by weight or less. TiO 2 in the zirconia-based sintered body of the present invention is 0.3% by weight or less, preferably 0.2% by weight or less, more preferably 0.1% by weight or less. When the amount of TiO 2 exceeds 0.3% by weight, TiO 2 forms a solid solution with ZrO 2 and promotes the growth of the crystal grain size, and the crystal grain size becomes large, resulting in deterioration of wear resistance and durability. It is not preferable because it causes. TiO 2
Is an impurity, and the smaller the amount is, the better, but in the present technology, the minimum value of the TiO 2 impurity is about 0.004% by weight.

【0022】本発明の耐久性にすぐれるジルコニア質焼
結体からなるベアリングは種々の方法で作製できる。下
記にその一例を示すが、この方法に限定されるものでな
い。本発明では、液相法により精製したジルコニア粉体
を使用することが必要である。即ち、ZrOとY
の含有量が所定のモル比となるようにジルコニウム化
合物(例えばオキシ塩化ジルコニウム)の水溶液とイッ
トリウム化合物(例えば塩化イットリウム)の水溶液を
均一に混合し、加水分解し、水和物を得、脱水し、乾燥
後、400〜1250℃で仮焼し、Y、Al
、SiO以外の不純物の少ないジルコニア粉体を得
る方法が採用される。Y以外の成分の添加はジル
コニウム化合物とイットリウム化合物の水溶液の混合物
に塩の水溶液として所定量添加しても良いし、後記する
仮焼粉体の粉砕・分散時に水酸化物、炭酸化物、酸化物
等の形態で添加しても良い。
The bearing made of a zirconia-based sintered body having excellent durability of the present invention can be manufactured by various methods. An example thereof is shown below, but the method is not limited to this. In the present invention, it is necessary to use zirconia powder purified by the liquid phase method. That is, ZrO 2 and Y 2 O
An aqueous solution of a zirconium compound (eg, zirconium oxychloride) and an yttrium compound (eg, yttrium chloride) are uniformly mixed and hydrolyzed to obtain a hydrate and dehydrated so that the content of 3 becomes a predetermined molar ratio. And dried, and then calcined at 400 to 1250 ° C., Y 2 O 3 and Al 2 O
3 , a method of obtaining a zirconia powder containing few impurities other than SiO 2 is adopted. The components other than Y 2 O 3 may be added in a predetermined amount as an aqueous solution of a salt to a mixture of an aqueous solution of a zirconium compound and an yttrium compound, or a hydroxide or a carbonate at the time of pulverizing and dispersing a calcined powder described later. , Oxide, etc. may be added.

【0023】得られた仮焼粉体を湿式により粉砕、分散
し、必要により公知の成形助剤(ワックスエマルジョ
ン、PVA、アクリル系樹脂等)を加え、スプレードラ
イヤー等の公知の方法で乾燥させて成形粉体を得る。得
られた成形粉体粒度は平均粒子径0.5μm以下が好ま
しい。得られた成形粉体は、公知の成形方法、例えばプ
レス成形、ラバープレス成形等の方法による成形方法で
も十分に本発明の焼結体を得ることができ、さらには水
を含有させた有機溶媒、可溶性高分子または水などを成
形助剤として湿式または液中にて成形する方法も可能で
ある。次いで得られた成形体を1150〜1550℃、
好ましくは1150〜1400℃で焼成することによっ
て焼結体を得、所望の形状に加工してベアリングが得ら
れる。さらに、必要に応じてHIP処理を施すことによ
り摩擦、衝撃、圧壊等に対する抵抗性を高くすることが
でき、機械的性質の向上、さらには耐久性の向上ができ
る。HIP処理は常圧焼結後、Arなどの不活性雰囲
気、またはNもしくはO雰囲気下で1100〜14
00℃で行うことが好ましい。
The obtained calcined powder is pulverized and dispersed by a wet method, a known molding aid (wax emulsion, PVA, acrylic resin, etc.) is added if necessary, and dried by a known method such as a spray dryer. Obtain a molding powder. The average particle size of the obtained molded powder particles is preferably 0.5 μm or less. The obtained molded powder can sufficiently obtain the sintered body of the present invention by a known molding method, for example, a molding method such as press molding or rubber press molding, and further, an organic solvent containing water. Alternatively, a method in which a soluble polymer, water, or the like is used as a molding aid in a wet process or in a liquid is also possible. Then, the obtained molded body is 1150 to 1550 ° C.,
Preferably, a sintered body is obtained by firing at 1150 to 1400 ° C., and processed into a desired shape to obtain a bearing. Further, if necessary, HIP treatment can be performed to increase resistance to friction, impact, crushing, etc., and thus mechanical properties and durability can be improved. The HIP treatment is 1100 to 14 in an inert atmosphere such as Ar or in an N 2 or O 2 atmosphere after pressureless sintering.
It is preferably carried out at 00 ° C.

【0024】[0024]

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれにより何ら限定されるものではない。
The present invention will be described below with reference to examples.
The present invention is not limited thereby.

【0025】実施例1〜17、比較例1〜20 純度99.6%のオキシ塩化ジルコニウムと純度99.
9%の硝酸イットリウムを表1〜2の組成となるように
水溶液にして混合した。次に、この水溶液を加熱環流下
で加水分解し、Yが固溶した水和ジルコニウムの
沈殿物を生成させ、脱水、乾燥し、400〜1000℃
で1時間仮焼し、得られたジルコニア粉体を湿式にて粉
砕した。なお、Y以外の成分については、酸化物
もしくは塩の形態で粉砕時に所定量添加混合した。次い
で、得られたスラリーを乾燥、整粒し、成形用粉体とし
た。この成形用粉体を転動造粒成形法により球状に成形
した。得られた成形体を1000〜1600℃で焼成し
て、直径1mmの球状の焼結体を得た。直径1mmの球
状の焼結体はバレル研磨によって仕上げて試料を作製し
た。これらの試料の特性を表1〜2に示す。実施例1〜
17は本発明のジルコニア質焼結体であり、比較例1〜
20は本発明の要件の少なくとも1つを満たしていない
比較品である。
Examples 1 to 17, Comparative Examples 1 to 20 Zirconium oxychloride having a purity of 99.6% and a purity of 99.
9% yttrium nitrate was made into an aqueous solution and mixed so as to have the compositions shown in Tables 1 and 2. Next, this aqueous solution is hydrolyzed under heating reflux to generate a precipitate of hydrated zirconium in which Y 2 O 3 is solid-solved, dehydrated and dried, and 400 to 1000 ° C.
After calcination for 1 hour, the obtained zirconia powder was wet pulverized. With respect to the components other than Y 2 O 3 , a predetermined amount was added and mixed at the time of pulverization in the form of oxide or salt. Next, the obtained slurry was dried and sized to obtain a molding powder. This molding powder was molded into a spherical shape by the rolling granulation molding method. The obtained molded body was fired at 1000 to 1600 ° C. to obtain a spherical sintered body having a diameter of 1 mm. A spherical sintered body having a diameter of 1 mm was finished by barrel polishing to prepare a sample. The characteristics of these samples are shown in Tables 1-2. Example 1
Reference numeral 17 is a zirconia-based sintered body of the present invention, and Comparative Examples 1 to 1
20 is a comparative product which does not meet at least one of the requirements of the present invention.

【0026】次いで、60℃において長時間負荷がかか
った場合の耐久性についてテストを行った。上記で得た
直径1mmの球状試料1200ccを内容量1400c
cのダイノーミル(シンマルエンタープライゼス社製:
タイプKDL−PILOT)に入れ、共立窯業製BaT
iO粉体(平均粒子径1.5μm、比表面積1.2m
/g)を600gと水2400ccを混合した20重
量%濃度のBaTiOスラリーを60℃に保持し、3
00cc/minで60〜65℃の範囲に温度調整をし
ながら循環させ、ディスク周速8m/secで24時間
を1サイクルとし、10サイクル運転するテストを行い
各サイクル毎の単位時間あたりの摩耗率を測定した。摩
耗率はテスト前後の時間あたりの重量変化率として算出
した。サイクル毎の各試料の摩耗率の最大値を表に示
す。比較例15及び19については焼結体のかさ密度が
充分でなかったため、摩耗率の測定は行わなかった。さ
らに、60℃〜150℃程度の高温において高湿度雰囲
気中で負荷のかかった場合の耐久性と200〜300℃
での熱劣化との違いを明確にするため、上記直径1mm
の球状試料を、内容積50ccのオートクレーブに入
れ、純水を20cc添加し、200℃の条件下で50時
間保持後、冷却し、取り出した試料のクラック有無の確
認を行った。クラックの確認できなかったものについて
は、試料断面の顕微鏡観察を行い、劣化層の深さの測定
を行った。
Next, a test was conducted on the durability under a load at 60 ° C. for a long time. The spherical sample 1200 cc with a diameter of 1 mm obtained above was used for the internal capacity 1400 c.
c DYNO MILL (manufactured by Shinmaru Enterprises:
Type KDL-PILOT), BaT manufactured by Kyoritsu Kiln
iO 3 powder (average particle size 1.5 μm, specific surface area 1.2 m
2 / g) of 600 g and 2400 cc of water were mixed to maintain a 20 wt% concentration of BaTiO 3 slurry at 60 ° C.
The wear rate per unit time for each cycle was tested by circulating the disk at a rate of 00 cc / min in the range of 60 to 65 ° C while adjusting the temperature, and at a disk peripheral speed of 8 m / sec for 24 hours as one cycle. Was measured. The wear rate was calculated as the rate of change in weight before and after the test. The maximum wear rate of each sample for each cycle is shown in the table. In Comparative Examples 15 and 19, since the bulk density of the sintered body was not sufficient, the wear rate was not measured. Furthermore, the durability under load in a high humidity atmosphere at a high temperature of 60 to 150 ° C and 200 to 300 ° C.
In order to clarify the difference with heat deterioration at
The spherical sample was put in an autoclave having an internal volume of 50 cc, 20 cc of pure water was added, and the sample was kept at 200 ° C. for 50 hours and then cooled, and the sample taken out was checked for cracks. For those in which cracks could not be confirmed, the cross section of the sample was observed under a microscope to measure the depth of the deteriorated layer.

【0027】実施例18〜20、比較例21〜23ま
た、実施例3、6、13及び比較例8、14、16で作
製した試料を用いて、水もしくは水蒸気が存在しない状
態での耐久性テストとして、イソパラフィンを60〜6
5℃の範囲に温度調整しながら循環させ、ディスク周速
8m/secで24時間を1サイクルとし、10サイク
ル運転するテストを行い、各サイクル毎の単位時間あた
りの摩耗率を測定した。運転するテストを行い、摩耗率
はテスト前後の時間あたりの重量変化率として算出し
た。サイクル毎の各試料について摩耗率の最大値を表3
に示す。なお表3中、実施例18は、実施例3で作製し
た試料についてのテスト結果であり、実施例19は、実
施例6で作製した試料についてのテスト結果であり、実
施例20は、実施例13で作製した試料についてのテス
ト結果である。また、比較例21は、比較例8で作製し
た試料についてのテスト結果であり、比較例22は、比
較例14で作製した試料についてのテスト結果であり、
比較例23は、比較例16で作製した試料についてのテ
スト結果である。表に示す結果から、60℃〜150℃
程度の高温における高湿度雰囲気中と、200℃〜30
0℃での熱劣化とは異なり、本発明の耐久性にすぐれた
ジルコニア質焼結体は、60℃〜150℃程度の高温に
おける高湿度雰囲気中の有無にかかわらずすぐれた耐久
性を示すことが明らかであり、ベアリングとしてすぐれ
た特性を有することが明らかであり、本発明の要件を一
つでも満たさない場合は耐久性に欠けるものとなる。
Durability in the absence of water or water vapor using the samples prepared in Examples 18 to 20 and Comparative Examples 21 to 23 and Examples 3, 6, 13 and Comparative Examples 8, 14 and 16. As a test, use isoparaffin 60 to 6
Circulation was performed while adjusting the temperature in the range of 5 ° C., and a test was performed in which the disk peripheral speed was 8 m / sec, one cycle was 24 hours, and 10 cycles were performed, and the wear rate per unit time in each cycle was measured. A running test was performed, and the wear rate was calculated as the rate of change in weight before and after the test. Table 3 shows the maximum wear rate for each sample for each cycle.
Shown in. In Table 3, Example 18 is a test result of the sample manufactured in Example 3, Example 19 is a test result of the sample manufactured in Example 6, and Example 20 is an example. It is a test result about the sample manufactured in No. 13. Further, Comparative Example 21 is a test result for the sample manufactured in Comparative Example 8, and Comparative Example 22 is a test result for the sample manufactured in Comparative Example 14.
Comparative example 23 is a test result of the sample manufactured in comparative example 16. From the results shown in the table, 60 ℃ ~ 150 ℃
In a high humidity atmosphere at a high temperature of about 200 ° C to 30 ° C
Unlike the thermal deterioration at 0 ° C., the zirconia-based sintered body of the present invention having excellent durability exhibits excellent durability regardless of whether it is in a high humidity atmosphere at a high temperature of about 60 ° C. to 150 ° C. It is clear that the bearing has excellent characteristics as a bearing, and if even one of the requirements of the present invention is not satisfied, the bearing lacks durability.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【表2】 [Table 2]

【表3】 [Table 3]

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明により、すぐれた熱安定性、耐腐
食性を有し、耐摩耗性を有するジルコニア質焼結体から
なるベアリングを提供することができた。
According to the present invention, it is possible to provide a bearing made of a zirconia-based sintered body having excellent thermal stability, corrosion resistance, and wear resistance.

フロントページの続き (72)発明者 河波 利夫 大阪府堺市遠里小野町3丁2番24号 株式 会社ニッカトー内 Fターム(参考) 3J101 AA02 BA10 EA75 EA80 FA06 FA34 GA53 4G031 AA01 AA04 AA08 AA11 AA12 AA21 AA29 AA30 BA19 BA20 CA01 CA04 CA07 GA01 GA06 GA11 GA19 Continued front page    (72) Inventor Toshio Kawanami             Osaka Prefecture Sakai City Tozato Onocho 3-22-24 Stock             Company Nikkato F term (reference) 3J101 AA02 BA10 EA75 EA80 FA06                       FA34 GA53                 4G031 AA01 AA04 AA08 AA11 AA12                       AA21 AA29 AA30 BA19 BA20                       CA01 CA04 CA07 GA01 GA06                       GA11 GA19

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)主として正方晶からなるY
系ジルコニア質焼結体であって、(b)Y/Zr
モル比が1.5/98.5〜4/96の範囲にあ
り、(c)SiOを0.05〜2.5重量%含有し、
(d)Al を0.05〜3.0重量%含有し、
(e)平均結晶粒径が0.7μm以下であり、(f)S
iO(重量%)×平均結晶粒径(μm)が0.03〜
0.5の範囲にあり、(g)SiO/(NaO、K
O、CaO、Fe合計)の重量比が5以上であ
り、(h)かさ密度が5.70g/cm以上であるこ
とを特徴とする耐久性にすぐれたジルコニア質焼結体か
らなるベアリング。
1. (a) Y mainly composed of tetragonal crystalsTwoOThree
System zirconia sintered body, (b) YTwoOThree/ Zr
OTwoThe molar ratio is in the range of 1.5 / 98.5 to 4/96.
(C) SiOTwo0.05 to 2.5% by weight,
(D) AlTwoO Three0.05 to 3.0% by weight,
(E) The average crystal grain size is 0.7 μm or less, and (f) S
iOTwo(Wt%) × average crystal grain size (μm) is 0.03 to
In the range of 0.5, (g) SiOTwo/ (NaTwoO, K
TwoO, CaO, FeTwoOThreeThe total weight ratio is 5 or more
(H) Bulk density is 5.70 g / cmThreeThat's all
Zirconia sintered body with excellent durability characterized by
Bearings.
【請求項2】 TiOの含有量が0.3重量%以下で
あることを特徴とする請求項1に記載した耐久性にすぐ
れたジルコニア質焼結体からなるベアリング。
2. A bearing made of a zirconia-based sintered body having excellent durability according to claim 1, wherein the content of TiO 2 is 0.3% by weight or less.
JP2002113975A 2001-10-18 2002-04-16 Bearing of zirconia sinter Pending JP2003314556A (en)

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