JP2016205567A - 摺動部材およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】骨材としての人造黒鉛と添加材としてのカオリンとを混合することにより混合粉末を調製する。骨材および添加材の総量100重量部に対して、人造黒鉛の割合は例えば80〜95重量部であり、カオリンの割合は例えば2〜20重量部である。調製された混合粉末とバインダとを混練することにより混合基材を調製する。混合基材を粉砕し、粉砕された混合基材を成形し、成形された混合基材を焼成する。それにより、摺動部材1が作製される。
【選択図】図1
Description
以下、本発明の実施の形態に係る摺動部材およびその製造方法について説明する。本実施の形態に係る摺動部材は、例えば、液体用メカニカルシールの摺動部材または液体ポンプの軸受けとして用いることができる。また、本実施の形態に係る摺動部材は、例えば、大気中用のコンプレッサのパッキンまたは真空ポンプのベーンとしても用いることができる。
本実施の形態に係る摺動部材は、骨材として人造黒鉛を含むので、灰分の含有量が比較的少ない。そのため、灰分の含有量または成分のばらつきによる摺動性能のばらつきが抑制される。それにより、摺動性能の均一性が確保される。また、骨材が添加剤としてカオリンを含むので、液体中または高湿度雰囲気中での耐摩耗性が向上される。
実施例および比較例では、2種類の人造黒鉛粉末を用いた。以下、2種類の人造黒鉛粉末を人造黒鉛粉末Aおよび人造黒鉛粉末Bと呼ぶ。また、実施例では、添加剤として3種類のカオリンを用いた。以下、3種類のカオリンをカオリンA、カオリンBおよびカオリンCと呼ぶ。
真比重2.15の人造黒鉛粉末Aと真比重2.24の人造黒鉛粉末Bとを混合した。この場合、人造黒鉛粉末Aの割合を50重量部とし、人造黒鉛粉末Bの割合を42.5重量部とし、骨材として合計92.5重量部の黒鉛粉末を調製した。92.5重量部の黒鉛粉末に添加剤として7.5重量部のカオリンAを添加し、これらを混合することにより100重量部の混合粉末を調製した。100重量部の混合粉末と95重量部のバインダとを200〜220℃で混練することにより混合基材を得た。その後、得られた混合基材を粉砕機にて粉砕した。この場合、全体の混合基材のうち70〜80重量%の混合基材の粒径が63μmより小さくなるように、粉砕機の回転数および粉砕時間等の粉砕条件を調整した。
添加剤としてカオリンAおよびタルクを用い、カオリンAの割合を5重量部とし、タルクの割合を2.5重量部とした点を除いて、実施例1と同様の方法で炭素基材を作製した。
カオリンAの割合を3.75重量部とし、タルクの割合を3.75重量部とした点を除いて、実施例2と同様の方法で炭素基材を作製した。
カオリンAの割合を2.5重量部とし、タルクの割合を5重量部とした点を除いて、実施例2と同様の方法で炭素基材を作製した。
人造黒鉛粉末Aの割合を50重量部とし、人造黒鉛粉末Bの割合を43重量部とした点、および添加剤としてカオリンAの代わりに7重量部のカオリンBを用いた点を除いて、実施例1と同様の方法で炭素基材を作製した。
添加剤としてカオリンBの代わりにカオリンCを用いた点を除いて、実施例5と同様の方法で炭素基材を作製した。
骨材として人造黒鉛粉末Aおよび人造黒鉛粉末Bの代わりに100重量部の天然黒鉛粉末を用い、添加剤を用いず、バインダの割合を80重量部とした点を除いて、実施例1と同様の方法で炭素基材を作製した。天然黒鉛粉末は約10重量%の灰分を含む。
骨材として人造黒鉛粉末Aおよび人造黒鉛粉末Bの代わりに、天然黒鉛粉末と真比重2.15の人造黒鉛粉末Aと含む混合黒鉛粉末を用い、添加剤を用いず、バインダの割合を94重量部とした点を除いて、実施例1と同様の方法で炭素基材を作製した。天然黒鉛粉末の割合を60重量部とし、人造黒鉛粉末の割合を40重量部とした。天然黒鉛粉末は約20重量%の灰分を含む。
人造黒鉛粉末Aの割合を50重量部とし、人造黒鉛粉末Bの割合を50重量部とし、添加剤を用いない点を除いて、実施例1と同様の方法で炭素基材を作製した。
添加剤としてカオリンAの代わりにタルクを用いた点を除いて、実施例2と同様の方法で炭素基材を作製した。
(4−1)水中での摺動試験
実施例1〜6および比較例1〜4の炭素基材にフェノール樹脂を用いて含浸処理を行うことにより炭素基材の気孔を封止した。含浸処理後の炭素基材を加工することにより摺動部材としてメカニカルシールの固定環(図1参照)を作製した。
実施例1〜6および比較例1〜4の炭素基材を12.5×20×32mmの略直方体形状に加工し、さらに20×5mmの摺動面を形成することにより、大気中での摺動試験用の試験片を作製した。
表6に実施例1〜6および比較例1〜4の骨材、添加剤および灰分とともに総合評価を示す。
Claims (6)
- 骨材としての人造黒鉛と、添加剤としてのカオリンと、バインダとを含む、摺動部材。
- 前記骨材および前記添加剤の総量100重量部に対して、人造黒鉛80〜95重量部を含む、請求項1記載の摺動部材。
- 前記骨材および前記添加剤の総量100重量部に対して、カオリン2〜20重量部を含む、請求項1または2記載の摺動部材。
- 前記骨材、前記添加剤および前記バインダの総重量に対して2〜10重量%の灰分を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の摺動部材。
- 前記骨材、前記添加剤および前記バインダの総重量に対して3〜7重量%の灰分を含む、請求項4記載の摺動部材。
- 骨材としての人造黒鉛と添加剤としてのカオリンとを混合することにより混合粉末を調製する工程と、
調製された混合粉末とバインダとを混練することにより混合基材を作製する工程と、
前記混合基材を粉砕する工程と、
粉砕された混合基材を成形する工程と、
成形された混合基材を焼成する工程とを含む摺動部材の製造方法。
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