JP2014224017A - 耐摩耗部材 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の目的は、耐摩耗性に優れた炭素繊維強化複合材料を提供することである。
(1)少なくとも炭素繊維及び合成樹脂を含む混合物を熱間プレス成形した後、熱処理により炭化した成形体に溶融シリコンを含浸・加熱して作製する炭素繊維強化炭化ケイ素複合材料において、熱間プレス成形面の法線方向と0〜45°の角度をなす面を摩擦面とすることを特徴とする耐摩耗部材。
(2)少なくとも2つ以上の前記炭素繊維強化炭化ケイ素複合材料を熱間プレス成形面で接合して積層体としたことを特徴とする(1)に記載の耐摩耗部材。
(3)炭素繊維強化炭化ケイ素複合材料中の炭素繊維の含有量が30〜70体積%であることを特徴とする(1)または(2)に記載の耐摩耗部材。
(4)炭素繊維の繊維長が3〜20mmの短繊維であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の耐摩耗部材。
接合による組合せ加工する素材は、シリコン含浸後の素材を熱間プレス成形面の法線方向と0〜45°の角度をなす面が摩擦面となるように、複数の素材を接合する方法を採ることができる。また、シリコン含浸前の炭素繊維強化炭素材料の素材を所望の構造に配置し、シリコン含浸と同時に接合する方法も可能である。
プレス軸の法線方向に対して0〜45°の角度をなす面が摩擦面となる摩耗部材を得ることが可能である。
(実施例1)−表1参照
残炭率59%の粉末状フェノール樹脂と繊維束6000本、繊維長6mmのピッチ系炭素繊維(弾性率620GPa)を表1の配合で混合し、50×50×20mmに160℃で熱間プレス成形した成形体を作製した。得られた成形体をアルゴン中1000℃で熱処理し、フェノール樹脂を炭化した後、真空中1600℃でシリコンを含浸・加熱して炭素繊維強化炭化ケイ素複合材料を作製した。得られた材料の密度をアルキメデス法により測定した。
繊維束6000本の短繊維の炭素繊維を用い、炭素繊維の含有量および炭素繊維の長さの異なる炭素繊維強化炭化ケイ素複合材料を実施例1と同様の方法で作製した。
得られた材料の密度をアルキメデス法により測定した。試験片は、繊維束が2次元平面方向に配向している熱間プレス成形のプレス面の法線方向と0°の角度をなす面(切り出し角度0°)が摩耗試験の摩擦面になるように切り出し加工したものを作製し、実施例1と同様の条件で高温摩耗試験を実施し、摩擦係数、摩耗量を測定した。
その結果、繊維長3〜20mmの炭素繊維を用いたものは、摩擦係数が0.21以下で比摩耗量が2.8×10−5mm3/Nm以下と優れた摩耗特性を示した。また、6mmの炭素繊維で炭素繊維の添加量を変えた場合、30〜70体積%の炭素繊維添加量で比摩耗量も2.9×10−5mm3/Nm以下となり優れた摩耗特性を示した。
Claims (4)
- 少なくとも炭素繊維及び合成樹脂を含む混合物を熱間プレス成形した後、熱処理により炭化した成形体に溶融シリコンを含浸・加熱して作製する炭素繊維強化炭化ケイ素複合材料において、熱間プレス成形面の法線方向と0〜45°の角度をなす面を摩擦面とすることを特徴とする耐摩耗部材。
- 少なくとも2つ以上の前記炭素繊維強化炭化ケイ素複合材料を熱間プレス成形面で接合して積層体としたことを特徴とする請求項1に記載の耐摩耗部材。
- 炭素繊維強化炭化ケイ素複合材料中の炭素繊維の含有量が30〜70体積%であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の耐摩耗部材。
- 炭素繊維の繊維長が3〜20mmの短繊維であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の耐摩耗部材。
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