JP2014088297A - セラミック転動体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 安定化または部分安定化したジルコニアを主成分とし、アルミナを含有するセラミック焼結体からなり、安定化または部分安定化したジルコニアの平均結晶粒子径が0.50μmを超えて0.85μm以下であって、アルミナの平均結晶粒子径よりも大きいことにより、優れた機械的特性を有し、かつ放熱特性を向上することができ、転動する際に生じる摩擦熱を放熱し易くなり、耐久性(寿命)に優れたセラミック転動体を提供することができる。
【選択図】 図1
Description
内部の粒径との測定方法は以下のとおりである。
子顕微鏡(例えば日本電子製のJSM-7001F)で10000倍の倍率で任意の10箇所を撮影し、コード法を用いることで、各結晶の平均結晶粒子径を求めることができる。なお、表層部11および内部12における各結晶の平均結晶粒子径は、表層部11および内部12の任意の箇所において、上記と同様の方法にて各領域の平均結晶粒子径を求めればよい。
合を8モル%以上40モル%未満とし、ジルコニアを部分安定化するためには、安定化剤の含有割合を1モル%以上8モル%未満とすれば良い。
上3質量%以下と、粉砕用にアルミナもしくはジルコニアを主成分とするセラミックボールと、水と、を回転ミルに投入して、湿式粉砕を行ない粉砕・混合して原料を得る。
剤などの有機成分が2.0wt%以上10.0wt%以下となるように添加する。
間撹拌することによってスラリーを作製し、作製したスラリーをスプレードライヤーを用いて噴霧乾燥することによってラミックス顆粒を作製する。
ル1の表層部11よりも内部12の平均結晶粒子径を大きくするには、粉末プレス成形法によって成形することが好ましい。粉末プレス成形法によって成形体を作製すると、成形体のうち、表層部11の密度を内部12の密度よりも高くできるので、焼成時に表層部11が先に焼結し易くなり、内部12が表層部11からの熱を受けて熱が籠り易くなることで、内部12の平均結晶粒子径を表層部11よりも大きくすることができる。なお、このとき用いる金型は、球状の成形体の中心に帯状部を形成することができる金型を使用して作製すればよく、成形体を形成するための成形圧を2.0ton/cm2以上2.5ton/cm2以下に設定するとともに、プレス装置の下死点でのホールド時間(停止時間)を0.3秒以上1.0秒以下に設定して成形すれば、表層部11の密度が内部12の密度よりも高い成形体を得ることができる。
間以上10時間以下の範囲であればよいが、成形体の大きさによって適宜変更すればよい。このようにして、セラミックボール素球を作製することができる。
上200MPa以下のアルゴン雰囲気中で、最高温度を1350℃以上1600℃以下、焼成時間を0.5時間以上20時間以下でHIP(Hot Isostatic Pressing)処理を施してもよい。特に、風力発電装置用転がり軸受に用いられるような直径が40mm以上60mm以下のセラミックボール用のセラミックボール素球を得るにあたっては、適宜HIP処理を用いればよい。
球度が0.1μm、算術平均粗さ(Ra)が0.003μmとなるようにバレル研磨、ボール研磨等の仕上げ加工を順次施すことにより、セラミックボール1を得ることができる。なお、直径不同、真球度および算術平均粗さ(Ra)は、JIS B 1501−2009に準拠して測定すればよい。
、算術平均粗さ(Ra)が0.1μmとなるようにバレル研磨、ボール研磨等の仕上げ加工
を順次施すことにより、円柱のコロを得ることができる。なお、算術平均粗さ(Ra)は、JIS B 1506−2005に準拠して測定すればよい。
機成分を添加してスラリーを作製し、作製したスラリーをスプレードライヤーを用いて噴霧乾燥してセラミックス顆粒を作製した。
において最高温度を1550℃とし焼成を行なった。さらに、150MPaのアルゴン雰囲気中
で、最高温度を1550℃、焼成時間を1.5時間とし、HIP処理を行なった。このようにし
て、セラミックボール素球を作製した。
mとなるようにバレル研磨、ボール研磨等の仕上げ加工を順次施すことにより、試料No.1〜12のセラミックボールを得た。
最大接触面圧:1.0GPa
軸受回転数:1000rpm
潤滑液:タービン油VG68
温度:室温
そして、振動検出装置により回転中の転がり軸受の振動を監視し、球状体に破損が発生して転がり軸受の振動が所定値を超えた時点で疲労試験を中止するとともに、運転開始から中止するまで試料No.1を配設した転がり軸受の寿命を基準値1として、試料No.2〜12を配設した転がり軸受の寿命の相対値を寿命比として評価した。ここで、疲労試験を中止するまでの時間が転がり軸受の寿命である。
とが分かった。特に、部分安定化したジルコニアの平均結晶粒子径が0.61μm以上0.75μm以下であって、アルミナの平均結晶粒子径よりも大きい試料No.4,5の寿命比は1.65以上となり、さらに耐久性が向上したことが分かった。
において最高温度を1550℃とし焼成を行なった後に150MPaのアルゴン雰囲気中で、最
高温度を1550℃、焼成時間を1.5時間とし、HIP処理を行なった。このようにして、セ
ラミックボール素球を作製した。
球度が0.1μm、算術平均粗さ(Ra)が0.003μmとなるようにバレル研磨、ボール研磨等の仕上げ加工を順次施すことにより、試料No.14のセラミックボール1を得た。なお、試料No.13は実施例1の試料No.9と同じ製造方法で得たものである。
11:表層部
12:内部
Claims (3)
- 安定化または部分安定化したジルコニアを主成分とし、アルミナを含有するセラミック焼結体からなり、前記安定化または部分安定化したジルコニアの平均結晶粒子径が0.50μmを超えて0.85μm以下であって、前記アルミナの平均結晶粒子径よりも大きいことを特徴とするセラミック転動体。
- 前記アルミナの平均結晶粒子径が0.40μm以上0.75μm以下であることを特徴とする請求項1に記載のセラミック転動体。
- 前記セラミック焼結体の内部における平均結晶粒子径が、前記セラミック焼結体の表層部における平均結晶粒子径よりも大きいことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のセラミック転動体。
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JPH10101418A (ja) * | 1996-10-01 | 1998-04-21 | Matsushita Electric Works Ltd | ジルコニア系複合セラミック焼結体、及びその製法 |
JP2002106570A (ja) * | 2000-07-27 | 2002-04-10 | Kyocera Corp | 転動体およびこれを用いたベアリング |
JP2005008435A (ja) * | 2003-06-16 | 2005-01-13 | Kyocera Corp | 複合セラミックスおよびその製法 |
WO2010134602A1 (ja) * | 2009-05-21 | 2010-11-25 | 日本精工株式会社 | 転がり軸受及びその製造方法 |
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