JP2006038029A - Ceramic fiber reinforced ceramic sliding part - Google Patents

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弘靖 大庭
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sliding part excellent in all characteristic to be required for the sliding part by maintaining slidability, abrasion resistance, hardness and corrosion resistance as the original characteristic of ceramics, and improving flexibility. <P>SOLUTION: A bearing sleeve 1 as a cylindrical sliding part is formed from a ceramic base composite material. The ceramic base composite material has ceramic reinforcing fibers 2 and 3 and a ceramic base material 4. The first ceramic reinforcing fibers 2 are extended in the axial direction, and the second ceramic reinforcing fibers 3 are extended in the radial direction. The first and the second ceramic reinforcing fibers 2 and 3 cross each other. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、軸受スリーブ、軸受、メカニカルシール等として使用されるセラミックス繊維強化セラミックス摺動部品に関する。   The present invention relates to a ceramic fiber reinforced ceramic sliding part used as a bearing sleeve, a bearing, a mechanical seal or the like.

ポンプの軸受等の摺動部品に使用される材料として、超硬合金やセラミックスが広く使用されている。   Cemented carbides and ceramics are widely used as materials used for sliding parts such as pump bearings.

超硬合金は、一般に摺動性と耐磨耗性は良好であるが、脆性材料であって靭性が低いので、信頼性が十分でない。また、WC−Co(タングステンカーバイト−コバルト)系超硬合金は、海中等の腐食環境下では、結合材であるCoが選択腐食される。選択腐食に対する対策として、WC−Ni(タングステンカーバイト−ニッケル)系超硬合金が開発されているが、このWC−Ni系超硬合金を摺動部材として使用する場合、組み合わせて使用する金属部品(例えば、軸受スリーブがWC−Ni系超硬合金である場合の軸受)と電位差腐食を起こす。さらに、TiC(チタンカーバイト)系超硬合金は、優れた耐食性を示すものの、硬度が低く、耐磨耗性に劣る。   Cemented carbide generally has good slidability and wear resistance, but it is a brittle material and has low toughness, so its reliability is not sufficient. In the WC-Co (tungsten carbide-cobalt) cemented carbide, Co as a binder is selectively corroded in a corrosive environment such as in the sea. WC-Ni (tungsten carbide-nickel) cemented carbide has been developed as a countermeasure against selective corrosion, but when this WC-Ni cemented carbide is used as a sliding member, metal parts used in combination (For example, a bearing when a bearing sleeve is a WC-Ni type cemented carbide) and potentiometric corrosion. Furthermore, although TiC (titanium carbide) -based cemented carbide shows excellent corrosion resistance, it has low hardness and inferior wear resistance.

セラミックスからなる摺動部品は、例えば特許文献1に記載されている。しかし、セラミックスは、摺動性、耐磨耗性、及び耐腐食性は良好であるが、超硬合金と同様に脆性材料であって靭性が低いので、信頼性が十分でない。   A sliding component made of ceramics is described in Patent Document 1, for example. However, ceramics have good slidability, wear resistance, and corrosion resistance, but they are brittle materials and have low toughness similar to cemented carbide, so their reliability is not sufficient.

以上のように、従来、超硬合金とセラミックスのいずれを選択した場合も、摺動部品に要求される特性、すなわち摺動性、耐磨耗性、靭性、硬さ、及び耐腐食性のすべてを高水準で満たすことはできなかった。   As described above, all of the properties required for sliding parts, that is, sliding properties, wear resistance, toughness, hardness, and corrosion resistance, have been conventionally selected when either cemented carbide or ceramics is selected. Could not be met at a high level.

特開平5−155665号公報JP-A-5-155665

本発明は、セラミックスが本来有する摺動性、耐磨耗性、硬さ、及び耐腐食性を維持しつつ、靭性を大幅に向上し、摺動部品に要求される特性、すなわち摺動性、耐磨耗性、靭性、硬さ、及び耐腐食性のすべてが良好な摺動部品を提供することを課題とする。   The present invention significantly improves toughness while maintaining the slidability, wear resistance, hardness, and corrosion resistance inherent in ceramics, and is a characteristic required for sliding parts, that is, slidability, It is an object of the present invention to provide a sliding component that is excellent in wear resistance, toughness, hardness, and corrosion resistance.

本発明は、少なくとも摺動部が、セラミックス強化繊維とセラミックス母材とを有するセラミックス基複合材料からなることを特徴とする、セラミックス繊維強化セラミックス摺動部品を提供する。   The present invention provides a ceramic fiber reinforced ceramic sliding part characterized in that at least the sliding part is made of a ceramic matrix composite material having a ceramic reinforced fiber and a ceramic base material.

セラミック母材とセラミックス強化繊維の組み合わせにより、セラミックスが本来有する摺動性、耐磨耗性、硬さ、及び耐腐食性を維持しつつ、靭性を大幅に向上することができる。従って、摺動部品に一般的に要求されるすべての特性、すなわち摺動性、耐磨耗性、靭性、硬さ、及び耐腐食性が良好である。   By combining the ceramic base material and the ceramic reinforcing fiber, the toughness can be greatly improved while maintaining the slidability, wear resistance, hardness, and corrosion resistance inherent in ceramics. Therefore, all the properties generally required for sliding parts are good, ie sliding properties, wear resistance, toughness, hardness and corrosion resistance.

セラミックス母材は、いわゆるエンジニアリングセラミックスとして使用可能な、SiC(シリコンカーバイトないしは炭化珪素)系、Si(窒化珪素)系、及びAl(アルミナ)系のいずれのセラミックスであってもよい。また、セラミックス強化繊維も、SiC系、Si系、及びAl系のいずれのセラミックス繊維であってもよい。 The ceramic base material is any ceramic of SiC (silicon carbide or silicon carbide), Si 3 N 4 (silicon nitride), and Al 2 O 3 (alumina) that can be used as so-called engineering ceramics. Also good. Further, the ceramic reinforcing fiber may be any one of SiC, Si 3 N 4 and Al 2 O 3 ceramic fibers.

セラミックス基複合材料からなる摺動部品の製造方法としては、セラミックス強化繊維及びセラミックス母材として選択するセラミックスの種類に応じて、気相プロセス、液相プロセス、及び固相プロセスのいずれかを採用することができる。気相プロセスとしては、例えば化学気相浸透法(CVI法:Chemical Vapor Infiltration)、反応焼結法(RS法:Reaction Sintering)、及び指向性金属酸化法(DIMOX法:Directed metal oxidation)がある。また、液相プロセスとしては、例えばポリマー含浸・熱分解法(PIP法:Polymer impregnation and Pyrolysis)、ゾルゲル法、溶融浸透法(MI法:metal infiltration)、及び溶融ガラス浸透法がある。さらに、固相プロセスとしては、例えば常圧焼結法、加圧焼結法(ホットプレス、HIP:Hot Isostatic Press)、及び自己燃焼焼結法(SHS法:Self Propagating High Temperature Synthesis)がある。   As a method for manufacturing a sliding component made of a ceramic matrix composite material, any one of a gas phase process, a liquid phase process, and a solid phase process is adopted according to the type of ceramic selected as the ceramic reinforcing fiber and the ceramic base material. be able to. Examples of the gas phase process include a chemical vapor infiltration method (CVI method: Chemical Vapor Infiltration), a reactive sintering method (RS method: Reaction Sintering), and a directed metal oxidation method (DIMOX method: Directed metal oxidation). Examples of the liquid phase process include a polymer impregnation / pyrolysis method (PIP method: Polymer impregnation and pyrolysis), a sol-gel method, a melt infiltration method (MI method: metal infiltration), and a molten glass infiltration method. Further, examples of the solid phase process include an atmospheric sintering method, a pressure sintering method (hot press, HIP: Hot Isostatic Press), and a self-combustion sintering method (SHS method: Self Propagating High Temperature Synthesis).

摺動部品の全体がセラミックス基複合材料であってもよく、摺動部品の摺動部、すなわち摺動面を含む部分のみがセラミックス基複合材料であってもよい。   The entire sliding component may be a ceramic matrix composite material, or only the sliding portion of the sliding component, that is, the portion including the sliding surface may be a ceramic matrix composite material.

例えば、摺動部品は円筒状であり、かつ前記セラミックス強化繊維は、軸線方向に延びる複数の第1のセラミックス強化繊維と、周方向に延びる複数の第2のセラミックス強化繊維とを含み、前記第1のセラミックス強化繊維と前記第2のセラミックス強化繊維が互いに交差している。   For example, the sliding component has a cylindrical shape, and the ceramic reinforcing fiber includes a plurality of first ceramic reinforcing fibers extending in the axial direction and a plurality of second ceramic reinforcing fibers extending in the circumferential direction. One ceramic reinforcing fiber and the second ceramic reinforcing fiber cross each other.

本発明は、水中軸受け用のものを含む軸受スリーブ、水中軸受を含む軸受、メカニカルシール等の種々の摺動部品に適用できる。   The present invention can be applied to various sliding parts such as bearing sleeves including those for underwater bearings, bearings including underwater bearings, and mechanical seals.

本発明のセラミックス繊維強化セラミックス摺動部品は、セラミックスが本来有する摺動性、耐磨耗性、硬さ、及び耐腐食性を維持しつつ、靭性が大幅に向上しているので、摺動部品に一般的に要求されるすべての特性、すなわち摺動性、耐磨耗性、靭性、硬さ、及び耐腐食性が優れている。   Since the ceramic fiber reinforced ceramic sliding part of the present invention maintains the slidability, wear resistance, hardness, and corrosion resistance inherent in ceramics, the toughness is greatly improved. All of the properties generally required for slidability, wear resistance, toughness, hardness, and corrosion resistance are excellent.

次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図1及び図2は本発明に係る摺動部品である軸受スリーブ1を示し、図3及び図4はこの軸受スリーブ1を備える、立軸ポンプ11を示す。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 and 2 show a bearing sleeve 1 which is a sliding component according to the present invention, and FIGS. 3 and 4 show a vertical shaft pump 11 provided with the bearing sleeve 1.

図1を参照すると、軸受スリーブ1は円筒状であり、セラミックス強化繊維2,3とセラミックス母材4とを有するセラミック基複合材料からなる。SiC(炭化珪素)系のセラミックス母材4中に、SiC系のセラミックス強化繊維2,3のプリフォーム5が複数層存在する。各プリフォーム5を構成するセラミックス強化繊維2,3のうち、一方のセラミックス強化繊維2は円筒状である軸受スリーブ1の軸線方向に配列・配向され、他方のセラミックス繊維3は周方向に配列・配向されている。軸線方向のセラミックス強化繊維2と周方向のセラミックス強化繊維3は互いに直交している。   Referring to FIG. 1, the bearing sleeve 1 has a cylindrical shape and is made of a ceramic matrix composite material having ceramic reinforcing fibers 2 and 3 and a ceramic base material 4. A plurality of preforms 5 of SiC-based ceramic reinforcing fibers 2, 3 are present in a SiC (silicon carbide) -based ceramic base material 4. Of the ceramic reinforcing fibers 2 and 3 constituting each preform 5, one ceramic reinforcing fiber 2 is arranged and oriented in the axial direction of the cylindrical bearing sleeve 1, and the other ceramic fiber 3 is arranged and oriented in the circumferential direction. Oriented. The ceramic reinforcing fiber 2 in the axial direction and the ceramic reinforcing fiber 3 in the circumferential direction are orthogonal to each other.

図2に示すように、個々のセラミックス強化繊維2,3は、SiC系セラミックスからなる素線6を多数本(特に限定されないが、例えば200〜1500本程度)束ねたものである。また、1枚のプリフォーム5中では、軸線方向のセラミックス強化繊維2と、周方向のセラミックス強化繊維3とが互いに1本置きに上下するように配置されている。プリフォーム5は、平織等で織った織布を筒状してもよく、ニット編み、ブレード編み等で編成した筒状体であってもよい。   As shown in FIG. 2, each ceramic reinforcing fiber 2, 3 is a bundle of a large number of strands 6 (not particularly limited, for example, about 200 to 1500) made of SiC ceramics. Further, in one preform 5, the ceramic reinforcing fibers 2 in the axial direction and the ceramic reinforcing fibers 3 in the circumferential direction are arranged so as to move up and down alternately. The preform 5 may be a woven fabric woven by plain weaving or the like, or may be a tubular body knitted by knit knitting or blade knitting.

軸受スリーブ1は、例えば外径Dが50〜300mm程度、長さLが外径Dの0.4〜1.0倍程度、厚みtが2〜10mm程度である。厚みtがこの範囲にある場合には、プリフォーム5の積層枚数は数枚〜数10枚程度となる。また、軸受スリーブ1の繊維含有率は、例えば20〜70wt%程度である。   The bearing sleeve 1 has, for example, an outer diameter D of about 50 to 300 mm, a length L of about 0.4 to 1.0 times the outer diameter D, and a thickness t of about 2 to 10 mm. When the thickness t is in this range, the number of laminated preforms 5 is about several to several tens. The fiber content of the bearing sleeve 1 is, for example, about 20 to 70 wt%.

セラミックス強化繊維2,3とセラミックス母材4は共にSiC系セラミックスであるので、軸受スリーブ1の製造方法として化学気相浸透法(CVI法:Chemical Vapor Infiltration)を採用できる。CVI法で軸受スリーブ1を製造する場合、所定の温度勾配や圧力勾配下にプリフォーム5を配置し、原料ガスを熱分解させてセラミックス母材4となるSi系セラミックスを析出させる。   Since the ceramic reinforcing fibers 2 and 3 and the ceramic base material 4 are both SiC ceramics, a chemical vapor infiltration (CVI method) can be adopted as a method of manufacturing the bearing sleeve 1. When the bearing sleeve 1 is manufactured by the CVI method, the preform 5 is placed under a predetermined temperature gradient or pressure gradient, and the raw material gas is thermally decomposed to deposit Si-based ceramics that become the ceramic base material 4.

図3を参照すると、立軸ポンプ11は、水槽11内に配置された鉛直方向に延びるポンプケーシング12を備えている。ポンプケーシング12は、下端に吸込ベルマウス12aを備え、上端側には図示しない吐出側の配管と接続される吐出エルボ12bを備える。ポンプケーシング12内には主軸13が鉛直方向に延びている。主軸13の下端には羽根車14が固定されている。主軸13の上端は封止装置15を介してポンプケーシング12の内部から外部に突出し、継手16を介してモータ、減速機構等からなる駆動機構に連結されている。   Referring to FIG. 3, the vertical shaft pump 11 includes a pump casing 12 that is disposed in the water tank 11 and extends in the vertical direction. The pump casing 12 includes a suction bell mouth 12a at the lower end, and a discharge elbow 12b connected to a discharge side pipe (not shown) on the upper end side. A main shaft 13 extends vertically in the pump casing 12. An impeller 14 is fixed to the lower end of the main shaft 13. The upper end of the main shaft 13 protrudes from the inside of the pump casing 12 through a sealing device 15 and is connected to a drive mechanism including a motor, a speed reduction mechanism, and the like through a joint 16.

主軸13の羽根車14付近(下側)と中央よりも上方側(上側)がそれぞれSiCからなる軸受18,19で回転自在に支持され、主軸13の軸受18,19で支持される部分にそれぞれ本実施形態の軸受スリーブ1が装着されている。図4を参照すると、下側の軸受18は、弾性体20を介して軸受ケーシング21に固定され、この軸受ケーシング21はリブ22によってポンプケーシング12に固定されている。軸受スリーブ1は装着部材23を介して主軸13に固定されている。上側の軸受19及びこれに対応する軸受スリーブ1の取付構造も同様である。   The vicinity of the impeller 14 of the main shaft 13 (lower side) and the upper side (upper side) of the center are rotatably supported by bearings 18 and 19 made of SiC, respectively, and are respectively supported by portions supported by the bearings 18 and 19 of the main shaft 13. The bearing sleeve 1 of this embodiment is mounted. Referring to FIG. 4, the lower bearing 18 is fixed to a bearing casing 21 via an elastic body 20, and the bearing casing 21 is fixed to the pump casing 12 by a rib 22. The bearing sleeve 1 is fixed to the main shaft 13 via a mounting member 23. The same applies to the mounting structure of the upper bearing 19 and the corresponding bearing sleeve 1.

軸受スリーブ1は、セラミックス母材4とセラミックス強化繊維2,3を組み合わせたことと、軸線方向と周方向にセラミックス強化繊維2,3を配向・配列したことにより、後に詳述するように、セラミックスが本来有する摺動性、耐磨耗性、硬さ、及び耐腐食性を維持しつつ、靭性が大幅に向上している。そのため、この軸受スリーブ1を備える図3の立軸ポンプ11は、信頼性が大幅に向上している。具体的には、軸受スリーブ1が脆性により損傷する可能性が大幅に低減されている。   As will be described in detail later, the bearing sleeve 1 is formed by combining the ceramic base material 4 and the ceramic reinforcing fibers 2 and 3 and orienting and arranging the ceramic reinforcing fibers 2 and 3 in the axial direction and the circumferential direction. While maintaining the inherent slidability, wear resistance, hardness, and corrosion resistance, the toughness is greatly improved. Therefore, the vertical shaft pump 11 of FIG. 3 provided with this bearing sleeve 1 has greatly improved reliability. Specifically, the possibility that the bearing sleeve 1 is damaged due to brittleness is greatly reduced.

実施形態の軸受スリーブ1の特性値を測定する実験を行った。具体的には、摩擦係数(摺動性)、耐磨耗性、及び靭性(破壊脆性値)を測定した。実験に使用した軸受スリーブ1は、外径Dが100mm、長さLが62mm、厚みtが3mmであった。また、摩擦係数と耐磨耗性の測定の際には、SiCからなる軸受を使用した。以下の表において「実験例」は本発明の実施形態に係る軸受スリーブ(セラミックス繊維強化セラミックス製の軸受スリーブ)であることを示し、「比較例」はWC系超硬合金からなる軸受スリーブであることを示す。また、表において、「SiC/SiC」はセラミックス繊維強化セラミックスを示す。   An experiment was conducted to measure the characteristic value of the bearing sleeve 1 of the embodiment. Specifically, the coefficient of friction (slidability), wear resistance, and toughness (fracture brittleness value) were measured. The bearing sleeve 1 used in the experiment had an outer diameter D of 100 mm, a length L of 62 mm, and a thickness t of 3 mm. Further, a bearing made of SiC was used for measuring the friction coefficient and the wear resistance. In the following table, “Experimental example” indicates a bearing sleeve (a bearing sleeve made of ceramic fiber reinforced ceramics) according to an embodiment of the present invention, and “Comparative example” is a bearing sleeve made of a WC cemented carbide. It shows that. In the table, “SiC / SiC” indicates ceramic fiber reinforced ceramics.

表1に動摩擦係数(摺動性)の測定結果を示す。   Table 1 shows the measurement results of the dynamic friction coefficient (slidability).

Figure 2006038029
動摩擦係数
Figure 2006038029
Dynamic friction coefficient

表1に示すように、水中での動摩擦係数は実験例、比較例とも0.02で同一であるが、気中での動摩擦係数は比較例では0.31であるのに対して、実験例では0.28に低下している。従って、実施形態の軸受スリーブは摺動性に優れていることが確認できる。   As shown in Table 1, the dynamic friction coefficient in water is 0.02 in both the experimental example and the comparative example, but the dynamic friction coefficient in the air is 0.31 in the comparative example, while the experimental example In this case, it is reduced to 0.28. Therefore, it can be confirmed that the bearing sleeve of the embodiment is excellent in slidability.

表2に耐磨耗性の測定結果を示す。耐磨耗性はスラリー中で一定時間軸を連続回転させた時の摩耗量で測定した。なお、試験条件は、軸受面圧が0.5Mpa、軸受周速が5m/sec、スラリー濃度(珪砂)が2000ppm、回転時間が1000時間とした。   Table 2 shows the measurement results of wear resistance. Abrasion resistance was measured by the amount of wear when the shaft was continuously rotated in the slurry for a certain time. The test conditions were a bearing surface pressure of 0.5 Mpa, a bearing peripheral speed of 5 m / sec, a slurry concentration (silica sand) of 2000 ppm, and a rotation time of 1000 hours.

Figure 2006038029
Figure 2006038029

表2に示すように、軸受スリーブの摩耗量は、比較例が25μmであるのに対して、実験例では大幅に低減されて16μmである。また、軸受の摩耗量は、比較例が12μmであるのに対して、実験例では僅かに低減されて11μmである。従って、実施形態の軸受スリーブは耐磨耗性に優れていることが確認できる。   As shown in Table 2, the wear amount of the bearing sleeve is 25 μm in the comparative example, but is greatly reduced to 16 μm in the experimental example. Further, the wear amount of the bearing is 12 μm in the comparative example, but is slightly reduced to 11 μm in the experimental example. Therefore, it can be confirmed that the bearing sleeve of the embodiment is excellent in wear resistance.

表3に靭性の測定結果を示す。KIC測定法(ASTM E399)により、破壊靭性値を測定した。 Table 3 shows the toughness measurement results. The fracture toughness value was measured by the K IC measurement method (ASTM E399).

Figure 2006038029
Figure 2006038029

表3に示すように、破壊靭性値は、比較例が12MPa/m1/2であるのに対して、実験例では大幅に増加して20MPa/m1/2である。従って、実施形態の軸受スリーブは靭性に優れていることが確認できる。 As shown in Table 3, the fracture toughness value is 12 MPa / m 1/2 in the comparative example, while it is greatly increased in the experimental example to 20 MPa / m 1/2 . Therefore, it can be confirmed that the bearing sleeve of the embodiment is excellent in toughness.

次に、硬さについて説明すると、WC、TiC、SiCの硬さ(ビッカース硬さ)は表4に示す通りである。   Next, the hardness will be described. The hardness (Vickers hardness) of WC, TiC, and SiC is as shown in Table 4.

Figure 2006038029
Figure 2006038029

表4に示すように、実施形態の軸受スリーブのセラミックス強化繊維及びセラミック母材であるSiCは、WCやTiCと比較して高硬度である。   As shown in Table 4, the ceramic reinforcing fiber of the bearing sleeve of the embodiment and SiC that is the ceramic base material have higher hardness than WC and TiC.

さらに、耐腐食性についは、セラミックス繊維強化セラミックスからなる実施形態の軸受スリーブは、WC−Co系超硬合金で問題となる選択腐食や、WC−Ni系超硬合金で問題となる電位差腐食も生じず、高い耐腐食性を有する。   Furthermore, with regard to corrosion resistance, the bearing sleeve of the embodiment made of ceramic fiber reinforced ceramics is also subject to selective corrosion that is a problem with WC-Co cemented carbides and potential difference corrosion that is a problem with WC-Ni cemented carbides. It does not occur and has high corrosion resistance.

以上のように、実施形態の軸受スリーブのセラミックス繊維強化セラミックスは、セラミックスが本来有する摺動性、耐磨耗性、硬さ、及び耐腐食性を維持しつつ、靭性が大幅に向上している。   As described above, the ceramic fiber reinforced ceramic of the bearing sleeve according to the embodiment has greatly improved toughness while maintaining the slidability, wear resistance, hardness, and corrosion resistance inherent in the ceramic. .

本発明は、前記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、水中軸受を含む軸受、メカニカルシール等の他の種々の摺動部品にも適用できる。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, the present invention can be applied to other various sliding parts such as a bearing including an underwater bearing and a mechanical seal.

セラミックス母材はSi系やAl系のセラミックスでもよく、セラミックス強化繊維もSi系やAl系のセラミックス繊維であってもよい。 The ceramic base material may be Si 3 N 4 -based or Al 2 O 3 -based ceramics, and the ceramic reinforcing fiber may be Si 3 N 4 -based or Al 2 O 3 -based ceramic fibers.

摺動部品の製造方法はCVI法に限定されない。セラミックス強化繊維及びセラミックス母材として選択するセラミックスの種類に応じて、反応焼結法(RS法:Reaction Sintering)、指向性金属酸化法(DIMOX法:Directed metal oxidation)等の他の気相プロセス、ポリマー含浸・熱分解法(PIP法:Polymer impregnation and Pyrolysis)、ゾルゲル法、溶融浸透法(MI法:metal infiltration)、溶融ガラス浸透法等の液相プロセス、並びに常圧焼結法、加圧焼結法(ホットプレス、HIP:Hot Isostatic Press)、自己燃焼焼結法(SHS法:Self Propagating High Temperature Synthesis)等の固相プロセスを採用することができる。   The manufacturing method of the sliding component is not limited to the CVI method. Depending on the type of ceramics selected as ceramic reinforcing fiber and ceramic base material, other gas phase processes such as reaction sintering method (RS method: Reaction Sintering), directional metal oxidation method (DIMOX method), Liquid phase processes such as polymer impregnation and pyrolysis (PIP method), sol-gel method, melt infiltration method (MI method: metal infiltration), molten glass infiltration method, and atmospheric pressure sintering method, pressure firing A solid phase process such as a kneading method (hot press, HIP: Hot Isostatic Press) or a self-combustion sintering method (SHS method: Self Propagating High Temperature Synthesis) can be employed.

また、前記実施形態では、摺動部品である軸受スリーブ全体が、セラミックス強化繊維とセラミックス母材とを有するセラミックス基複合材料からなるが、摺動部品の摺動部、すなわち摺動面を含む部分のみがセラミックス基複合材料であってもよい。   In the above embodiment, the entire bearing sleeve, which is a sliding component, is made of a ceramic matrix composite material having ceramic reinforcing fibers and a ceramic base material. However, the sliding portion of the sliding component, that is, the portion including the sliding surface Only a ceramic matrix composite material may be used.

さらに、前記実施形態では、縦方向のセラミックス強化繊維2と横方向のセラミックス強化繊維3が互いに直交しているが、これらのセラミックス強化繊維2,3の交差角度は90度に限定されない。   Furthermore, in the said embodiment, although the ceramic reinforcing fiber 2 of the vertical direction and the ceramic reinforcing fiber 3 of the horizontal direction are mutually orthogonal, the crossing angle of these ceramic reinforcing fibers 2 and 3 is not limited to 90 degree | times.

本発明の実施形態に係る軸受スリーブを示す概略斜視図。The schematic perspective view which shows the bearing sleeve which concerns on embodiment of this invention. プリフォームの部分拡大図。Partial enlarged view of the preform. 本発明の実施形態に係る軸受スリーブを備える立軸ポンプを示す断面図。Sectional drawing which shows a vertical shaft pump provided with the bearing sleeve which concerns on embodiment of this invention. 図3の部分IVの拡大図。FIG. 4 is an enlarged view of a part IV in FIG. 3.

符号の説明Explanation of symbols

1 軸受スリーブ(摺動部品)
2,3 セラミックス強化繊維
4 セラミックス母材
5 プリフォーム
6 素線
11 水槽
12 ポンプケーシング
12a ベルマウス
12b 吐出エルボ
13 主軸
14 羽根車
15 軸封装置
16 継手
18,19 軸受
20 弾性体
21 軸受ケーシング
22 リブ
23 装着部材
1 Bearing sleeve (sliding part)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2,3 Ceramic reinforcing fiber 4 Ceramic base material 5 Preform 6 Wire 11 Water tank 12 Pump casing 12a Bell mouth 12b Discharge elbow 13 Main shaft 14 Impeller 15 Shaft seal device 16 Joint 18, 19 Bearing 20 Elastic body 21 Bearing casing 22 Rib 23 Mounting material

Claims (3)

少なくとも摺動部が、セラミックス強化繊維とセラミックス母材とを有するセラミックス基複合材料からなることを特徴とする、セラミックス繊維強化セラミックス摺動部品。   A ceramic fiber reinforced ceramic sliding part, wherein at least the sliding part is made of a ceramic matrix composite material having a ceramic reinforced fiber and a ceramic base material. 円筒状であり、かつ
前記セラミックス強化繊維は、軸線方向に延びる複数の第1のセラミックス強化繊維と、周方向に延びる複数の第2のセラミックス強化繊維とを含み、前記第1のセラミックス強化繊維と前記第2のセラミックス強化繊維が互いに交差していることを特徴とする、請求項1に記載のセラミックス繊維強化セラミックス摺動部品。
The ceramic reinforcing fiber has a cylindrical shape, and includes a plurality of first ceramic reinforcing fibers extending in the axial direction and a plurality of second ceramic reinforcing fibers extending in the circumferential direction, and the first ceramic reinforcing fibers 2. The ceramic fiber reinforced ceramic sliding part according to claim 1, wherein the second ceramic reinforced fibers cross each other.
軸受スリーブであることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載のセラミックス繊維強化セラミックス摺動部品。   The ceramic fiber-reinforced ceramic sliding part according to claim 1 or 2, wherein the ceramic fiber-reinforced ceramic sliding part is a bearing sleeve.
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