JP2021139432A - 摺動部品 - Google Patents
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- Mechanical Sealing (AREA)
Abstract
Description
すなわち、直接接触する摺動部材の物性にのみ着目するだけでは、メカニカルシール全体として、より高い次元で高性能化するには不十分であり、少なくとも、摺動部とこれを固定する母材部の組み合わせ(以下、摺動部品)において、検討の余地があるといえる。
以下に示す方法で、摺動部1、母材部2、そして、接合部3を作製し、これらの組み合わせからなる摺動部品Zを製造した。
粉末原料は、平均長さ6mmの炭素繊維20重量部、平均粒径0.8μmの炭化珪素粉 30重量部、平均粒径50nmのカーボンブラック10重量部を混合して作製した。この 粉末原料に、エタノール15重量部、フェノール樹脂10重量部、イミン系樹脂等の 架橋重合性樹脂であるソルビトールポリグリシジルエーテル10重量部、そして、架橋剤であるポリエチレンイミン5重量部、をそれぞれ添加して混合した。そして、前記配合をSUS製の型(外径90mm×内径60mm×厚さ5mm)に入れ、100N/cm2の加圧の条件下で硬化させた後に脱型して、大気雰囲気下にて150℃で2時間の乾燥、還元雰囲気下にて1000℃で1時間の一次焼成、還元雰囲気下にて2000℃で1時間の二次焼成、をこの順で実施した。さらに続けて、前記工程により得られた二次焼成体に、10Paの減圧下にて1600℃で4時間の溶融シリコン含浸を行った。以上のようにして摺動部1を作製した。なお、摺動面1aは、RzJIS(十点平均粗さ)で0.4μmになるように、公知の研磨を行った。
平均粒径0.7μmの炭化ケイ素粉末原料(α‐SiC、純度98%)に対して、焼結 助剤として窒化ホウ素0.8wt%、フェノール樹脂系バインダをC換算で2wt% 、そして、分散媒としてアルコールを、それぞれ樹脂製ボールミルにて混合してスラリーを調製した。前記スラリーをスプレードライにより造粒した後に、外径120mm×内径50mm×厚さ20mm、片方の主面に幅15mm×深さ2mmの嵌合部が形成される金型を用意し、これを用いて成形体を形成した。前記成形体を、圧力1200kg/cm2で一軸プレス成形し、続けて2100℃で1時間焼成することで、母材部2となる炭化ケイ素焼結体を作製した。
厚さ700μmのシリコン箔を用意し、これを母材部2の嵌合部2cの内面に張り付け、さらに摺動部1を嵌合した。これを、10Paの減圧下にて1600℃1時間加熱することでシリコンを溶融して、接合を行った。なお、Xの調整は、シリコン箔を嵌合部2cからはみ出させる長さで調整した。
実施例1と同形状で材質が母材部2と同じである摺動部1を用いて作製したものを比較例1の摺動部部品Zとした。すなわち、母材部2の弾性率/摺動部1の弾性率の比は1であった。
L1、L2、L1/L2、そしてXを適時変更して、摺動部1、母材部2、接合部3を作り分け、これ以外は実施例1と同様に作製した摺動部品を、実験例1〜8とした。
実施例1の摺動部品Zを組み込んだ汎用のメカニカルシール評価装置を用意し、流体として水に平均径0.1mmのシリコン粉末を1重量%混合した液体を用いて、流量1L/min、回転軸の回転数10,000rpm、液温90℃で100時間稼働した。その後、液体漏れの有無を確認してから摺動部品Zを取り外し、表面粗さRzJISを市販の粗さ計で摺動面1aの中心を測定し、試験前後での粗さの差を算出した。
1 摺動部
1a 摺動面
L1 摺動部の幅
L2 嵌合部に埋設する摺動部の厚さ寸法
2 母材部
2A 貫通部
2a 摺動部の摺動面と平行な前記母材部の一主面
2b 嵌合部の外縁部
2c 嵌合部
3 接合材(接合部)
M メニスカス部
X メニスカス部Mと嵌合部の外縁部2bとの最短距離(メニスカス部Mの厚さ)
Claims (4)
- 摺動部と母材部からなる摺動部品であって、前記母材部の弾性率が前記摺動部の弾性率よりも大きく、前記摺動部の摺動面と平行な前記母材部の一主面には前記摺動部を嵌合させる嵌合部が設けられており、前記摺動部と前記母材部は接合材により前記嵌合部で接合されており、前記母材部の一主面上に位置する前記嵌合部の外縁部は前記接合材からなる曲面のメニスカス部により被覆されていることを特徴とする摺動部品。
- 前記摺動部が炭素繊維強化シリコン系セラミックス複合材料、前記母材部がシリコン系セラミックス、前記接合材がシリコンからなることを特徴とする請求項1記載の摺動部品。
- 前記母材部の一主面と平行する前記摺動部の幅をL1、前記母材部の一主面に形成された前記嵌合部に埋設される前記摺動部の埋設厚さ寸法をL2としたときに、L1/L2が1.5以上20以下の範囲であることを特徴とする請求項1または2記載の摺動部品。
- 前記メニスカス部と前記嵌合部の外縁部との最短距離Xが、前記L2の0.1倍以上0.7倍以下であることを特徴とする請求項3記載の摺動部品。
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JPS4887447U (ja) * | 1972-01-31 | 1973-10-23 | ||
JPS61219765A (ja) * | 1985-03-22 | 1986-09-30 | 新明和工業株式会社 | セラミツクスと金属との複合体 |
JPS6249059U (ja) * | 1985-09-13 | 1987-03-26 | ||
CN201687942U (zh) * | 2009-11-20 | 2010-12-29 | 千盟模具有限公司 | 碳化硅机械轴封 |
WO2014168112A1 (ja) * | 2013-04-09 | 2014-10-16 | イーグル工業株式会社 | 密封摺動部材 |
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JPS61219765A (ja) * | 1985-03-22 | 1986-09-30 | 新明和工業株式会社 | セラミツクスと金属との複合体 |
JPS6249059U (ja) * | 1985-09-13 | 1987-03-26 | ||
CN201687942U (zh) * | 2009-11-20 | 2010-12-29 | 千盟模具有限公司 | 碳化硅机械轴封 |
WO2014168112A1 (ja) * | 2013-04-09 | 2014-10-16 | イーグル工業株式会社 | 密封摺動部材 |
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