JP3017818B2 - ＳｉＣ系摺動材およびその製造方法 - Google Patents
ＳｉＣ系摺動材およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＳｉＣ系摺動材およびそ
の製造方法に関し、さらに詳しくは広範な回転機械部品
の摺動材に使用され、耐食性、耐摩耗性、耐熱性に優れ
たＳｉＣ系摺動材およびその製造方法に関するものであ
る。
の製造方法に関し、さらに詳しくは広範な回転機械部品
の摺動材に使用され、耐食性、耐摩耗性、耐熱性に優れ
たＳｉＣ系摺動材およびその製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来技術および解決しようとする課題】一般にＳｉＣ
系摺動材は、耐食性、耐摩耗性、耐熱性等に優れている
ため、寿命が長く、過酷な条件下で使用されるメカニカ
ルシールや軸受等には不可欠なものとなっている。
系摺動材は、耐食性、耐摩耗性、耐熱性等に優れている
ため、寿命が長く、過酷な条件下で使用されるメカニカ
ルシールや軸受等には不可欠なものとなっている。
【０００３】そして、メカニカルシールにおいては、摺
動面に微細なスパイラル状の溝が形成されていると、摺
動時にポンプ作用を生じて、回転部分からの漏れを防止
することができる。また、スラスト軸受に微細なスパイ
ラル状の溝が形成されていると、装置内部の流体を軸受
の作動流体として使用することができ、装置の構造をコ
ンパクト化および省エネルギー化することができる。
動面に微細なスパイラル状の溝が形成されていると、摺
動時にポンプ作用を生じて、回転部分からの漏れを防止
することができる。また、スラスト軸受に微細なスパイ
ラル状の溝が形成されていると、装置内部の流体を軸受
の作動流体として使用することができ、装置の構造をコ
ンパクト化および省エネルギー化することができる。
【０００４】従来、このような微細なスパイラル状の溝
を形成する方法として、ＳｉＣ系摺動材の表面にフォト
レジストを被せ、露出部をプラズマエッチング等の方法
で腐食する方法がある。
を形成する方法として、ＳｉＣ系摺動材の表面にフォト
レジストを被せ、露出部をプラズマエッチング等の方法
で腐食する方法がある。
【０００５】しかしながら、このような溝を形成する方
法は、工程が複雑で、かつ、極めてコストのかかる方法
であり、技術的にも困難な方法であった。
法は、工程が複雑で、かつ、極めてコストのかかる方法
であり、技術的にも困難な方法であった。
【０００６】本発明の目的は、メカニカルシールに使用
すると摺動時にポンプ作用を生じて回転部分からの漏れ
を防止することができ、スラスト軸受に使用すると、装
置内部の流体を軸受の作動流体として使用することがで
きるＳｉＣ系摺動材と、簡単な工程で安価に製造できる
ＳｉＣ系摺動材の製造方法とを提供することにある。
すると摺動時にポンプ作用を生じて回転部分からの漏れ
を防止することができ、スラスト軸受に使用すると、装
置内部の流体を軸受の作動流体として使用することがで
きるＳｉＣ系摺動材と、簡単な工程で安価に製造できる
ＳｉＣ系摺動材の製造方法とを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明はＳｉＣ質で構成される摺動材本体の摺動
面に、イオン注入部がスパイラル状に設けられ、該イオ
ン注入部は窒素イオン又はアルゴンイオンの少なくとも
何れか一方のイオンが所定の加速電圧で注入されて、ア
モルファス化しているという手段を採用したものであ
る。また、前記摺動材本体が環状体からなりその軸方向
端面が摺動面を形成しているという手段を採用したもの
である。さらに、ＳｉＣ質で構成される摺動材本体の摺
動面に、マスキングを施していない部分がスパイラル状
に残るようにマスキングを施し、マスキングを施してい
ない部分に窒素イオン又はアルゴンイオンの少なくとも
何れか一方のイオンを所定の加速電圧で注入してイオン
注入部とし、該イオン注入部がアモルファス化されてい
るという手段を採用したものである。
めに、本発明はＳｉＣ質で構成される摺動材本体の摺動
面に、イオン注入部がスパイラル状に設けられ、該イオ
ン注入部は窒素イオン又はアルゴンイオンの少なくとも
何れか一方のイオンが所定の加速電圧で注入されて、ア
モルファス化しているという手段を採用したものであ
る。また、前記摺動材本体が環状体からなりその軸方向
端面が摺動面を形成しているという手段を採用したもの
である。さらに、ＳｉＣ質で構成される摺動材本体の摺
動面に、マスキングを施していない部分がスパイラル状
に残るようにマスキングを施し、マスキングを施してい
ない部分に窒素イオン又はアルゴンイオンの少なくとも
何れか一方のイオンを所定の加速電圧で注入してイオン
注入部とし、該イオン注入部がアモルファス化されてい
るという手段を採用したものである。
【０００８】
【作用】本発明は上記の手段を採用したことにより、摺
動材本体の摺動面にスパイラル状にイオンが注入され、
アモルファス化されたイオン注入部がスパイラル状に形
成され、回転機械部品の摺動材に使用されると、前記イ
オン注入部が選択的に除去され、前記摺動面にスパイラ
ル状の溝が形成される。
動材本体の摺動面にスパイラル状にイオンが注入され、
アモルファス化されたイオン注入部がスパイラル状に形
成され、回転機械部品の摺動材に使用されると、前記イ
オン注入部が選択的に除去され、前記摺動面にスパイラ
ル状の溝が形成される。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明のＳｉＣ系摺動材の実施例を示す
斜視図である。
する。図１は、本発明のＳｉＣ系摺動材の実施例を示す
斜視図である。
【００１０】このＳｉＣ系摺動材４はＳｉＣ質で構成さ
れる環状の摺動材本体１と、この摺動材本体１の軸方向
端面に形成される摺動面２と、この摺動面２の表層にス
パイラル状に形成されるイオン注入部３とから構成され
ている。
れる環状の摺動材本体１と、この摺動材本体１の軸方向
端面に形成される摺動面２と、この摺動面２の表層にス
パイラル状に形成されるイオン注入部３とから構成され
ている。
【００１１】このイオン注入部３は、窒素イオン又はア
ルゴンイオンの少なくとも何れか一方のイオンを所定の
加速電圧で摺動材本体１の摺動面２に注入したものであ
り、ＳｉＣはアモルファス化されている。
ルゴンイオンの少なくとも何れか一方のイオンを所定の
加速電圧で摺動材本体１の摺動面２に注入したものであ
り、ＳｉＣはアモルファス化されている。
【００１２】上記のように構成された本発明によるＳｉ
Ｃ系摺動材４にあっては、前記イオン注入部３のＳｉＣ
はイオンが注入された結果アモルファス化されて、他の
摺動面２と比較して軟化している。そのため、イオン注
入部３の摺動時における単位時間当たりの摩耗量は、通
常のＳｉＣの４倍程であり、前記イオン注入部３のＳｉ
Ｃは選択的に除去され、前記摺動面２にはスパイラル状
の溝が形成される。
Ｃ系摺動材４にあっては、前記イオン注入部３のＳｉＣ
はイオンが注入された結果アモルファス化されて、他の
摺動面２と比較して軟化している。そのため、イオン注
入部３の摺動時における単位時間当たりの摩耗量は、通
常のＳｉＣの４倍程であり、前記イオン注入部３のＳｉ
Ｃは選択的に除去され、前記摺動面２にはスパイラル状
の溝が形成される。
【００１３】すなわち、イオン種をＡｒ+ として、加速
電圧値が８００ｋｅＶでイオン注入を行ったＳｉＣ系摺
動材４を水潤滑下で４時間摺動させると深さ０．５μｍ
の溝が形成される。
電圧値が８００ｋｅＶでイオン注入を行ったＳｉＣ系摺
動材４を水潤滑下で４時間摺動させると深さ０．５μｍ
の溝が形成される。
【００１４】従って、前記ＳｉＣ系摺動材４がメカニカ
ルシール、軸受等の摺動材として使用されると、前記イ
オン注入部３は通常の部分よりも速く摩耗し、所定形状
のスパイラル状の溝が徐々に形成され、メカニカルシー
ルにおいては、摺動時にポンプ作用を生じて回転部分か
らの漏れを防止することができるようになり、軸受にお
いては、装置内部の流体を軸受の作動流体として使用す
ることができるようになる。
ルシール、軸受等の摺動材として使用されると、前記イ
オン注入部３は通常の部分よりも速く摩耗し、所定形状
のスパイラル状の溝が徐々に形成され、メカニカルシー
ルにおいては、摺動時にポンプ作用を生じて回転部分か
らの漏れを防止することができるようになり、軸受にお
いては、装置内部の流体を軸受の作動流体として使用す
ることができるようになる。
【００１５】次に、ＳｉＣ系摺動材の製造方法の一の実
施例について説明する。図２、図３にはメカニカルシー
ルに使用されるＳｉＣ系摺動材の製造方法の実施例が示
されている。
施例について説明する。図２、図３にはメカニカルシー
ルに使用されるＳｉＣ系摺動材の製造方法の実施例が示
されている。
【００１６】このＳｉＣ系摺動材１４を製造するには、
まず、図２に示すように、ＳｉＣ質で構成される環状の
摺動材本体１１を用意し、この摺動材本体１１の軸方向
の端面である摺動面１２にマスキングを施していない部
分１６がスパイラル状に残るようにマスキング１５を施
し、その後、窒素イオン又はアルゴンイオンの少なくと
も何れか一方のイオンを所定の加速電圧で前記摺動材本
体１１の摺動面１２のマスキングを施していない部分１
６に注入する。
まず、図２に示すように、ＳｉＣ質で構成される環状の
摺動材本体１１を用意し、この摺動材本体１１の軸方向
の端面である摺動面１２にマスキングを施していない部
分１６がスパイラル状に残るようにマスキング１５を施
し、その後、窒素イオン又はアルゴンイオンの少なくと
も何れか一方のイオンを所定の加速電圧で前記摺動材本
体１１の摺動面１２のマスキングを施していない部分１
６に注入する。
【００１７】その結果、図３に示すように、摺動材本体
１１の摺動面１２のマスキングを施していない部分１６
にイオンが注入されてイオン注入部１３がスパイラル状
に形成される。
１１の摺動面１２のマスキングを施していない部分１６
にイオンが注入されてイオン注入部１３がスパイラル状
に形成される。
【００１８】また、このイオン注入部１３のＳｉＣはイ
オンが注入された結果アモルファス化し、他の摺動面１
２と比較して軟化している。従って、前記イオン注入部
１３は摺動時において選択的に除去されて、前記摺動面
１２にはスパイラル状の溝が形成される。
オンが注入された結果アモルファス化し、他の摺動面１
２と比較して軟化している。従って、前記イオン注入部
１３は摺動時において選択的に除去されて、前記摺動面
１２にはスパイラル状の溝が形成される。
【００１９】例えば、イオン注入条件を、イオン種がＡ
ｒ+ で、加速電圧値が８００ｋｅＶとしてイオン注入を
行い、イオン注入後、ＳｉＣ系摺動材１４を水潤滑下で
４時間摺動させると深さ０．５μｍの溝が形成される。
ｒ+ で、加速電圧値が８００ｋｅＶとしてイオン注入を
行い、イオン注入後、ＳｉＣ系摺動材１４を水潤滑下で
４時間摺動させると深さ０．５μｍの溝が形成される。
【００２０】また、アモルファス化された前記イオン注
入部１３の厚さは前記イオン注入時の加速電圧値に比例
する。
入部１３の厚さは前記イオン注入時の加速電圧値に比例
する。
【００２１】そして、メカニカルシールの摺動部材に本
発明の製造方法によって製造されたＳｉＣ系摺動材１４
が使用された場合には、使用される過程でイオン注入部
１３が選択的に除去されて、スパイラル状の溝が徐々に
形成され、摺動時にポンプ作用を生じて回転部分からの
漏れを防止することができるようになる。
発明の製造方法によって製造されたＳｉＣ系摺動材１４
が使用された場合には、使用される過程でイオン注入部
１３が選択的に除去されて、スパイラル状の溝が徐々に
形成され、摺動時にポンプ作用を生じて回転部分からの
漏れを防止することができるようになる。
【００２２】次に、ＳｉＣ系摺動材の製造方法の他の実
施例を説明する。図４、図５にはスラスト軸受に使用さ
れるＳｉＣ系摺動材の製造方法の実施例が示されてい
る。
施例を説明する。図４、図５にはスラスト軸受に使用さ
れるＳｉＣ系摺動材の製造方法の実施例が示されてい
る。
【００２３】このＳｉＣ系摺動材２４を製造するには、
まず、図４に示すように、ＳｉＣ質で構成される環状の
摺動材本体２１を用意し、この摺動材本体２１の軸方向
の端面である摺動面２２にマスキングを施していない部
分２６がスパイラル状に残るようにマスキング２５を施
し、その後、窒素イオン又はアルゴンイオンの少なくと
も何れか一方のイオンを所定の加速電圧で前記摺動材本
体２１の摺動面２２のマスキングを施していない部分２
６に注入する。
まず、図４に示すように、ＳｉＣ質で構成される環状の
摺動材本体２１を用意し、この摺動材本体２１の軸方向
の端面である摺動面２２にマスキングを施していない部
分２６がスパイラル状に残るようにマスキング２５を施
し、その後、窒素イオン又はアルゴンイオンの少なくと
も何れか一方のイオンを所定の加速電圧で前記摺動材本
体２１の摺動面２２のマスキングを施していない部分２
６に注入する。
【００２４】その結果、図５に示すように、摺動材本体
２１の摺動面２２のマスキングを施していない部分２６
にイオンが注入されてイオン注入部２３がスパイラル状
に形成される。
２１の摺動面２２のマスキングを施していない部分２６
にイオンが注入されてイオン注入部２３がスパイラル状
に形成される。
【００２５】また、このイオン注入部２３のＳｉＣはイ
オンが注入された結果アモルファス化し、他の摺動面２
２と比較して軟化している。従って、前記イオン注入部
２３は摺動時において選択的に除去されて、前記摺動面
２２にはスパイラル状の溝が形成される。
オンが注入された結果アモルファス化し、他の摺動面２
２と比較して軟化している。従って、前記イオン注入部
２３は摺動時において選択的に除去されて、前記摺動面
２２にはスパイラル状の溝が形成される。
【００２６】例えば、イオン注入条件を、イオン種がＡ
ｒ+ で、加速電圧値が８００ｋｅＶとしてイオン注入を
行い、イオン注入後、ＳｉＣ系摺動材２４を水潤滑下で
４時間摺動させると深さ０．５μｍの溝が形成される。
ｒ+ で、加速電圧値が８００ｋｅＶとしてイオン注入を
行い、イオン注入後、ＳｉＣ系摺動材２４を水潤滑下で
４時間摺動させると深さ０．５μｍの溝が形成される。
【００２７】また、アモルファス化された前記イオン注
入部２３の厚さは前記イオン注入時の加速電圧値に比例
する。
入部２３の厚さは前記イオン注入時の加速電圧値に比例
する。
【００２８】そして、スラスト軸受の摺動部材に本発明
の製造方法によって製造されたＳｉＣ系摺動材２４が使
用された場合には、使用される過程でイオン注入部２３
が選択的に除去されて、スパイラル状の溝が徐々に形成
され、装置内部の流体を軸受の作動流体として使用する
ことができるようになる。
の製造方法によって製造されたＳｉＣ系摺動材２４が使
用された場合には、使用される過程でイオン注入部２３
が選択的に除去されて、スパイラル状の溝が徐々に形成
され、装置内部の流体を軸受の作動流体として使用する
ことができるようになる。
【００２９】
【発明の効果】本発明は前記のように構成したことによ
り、ＳｉＣ質からなる摺動材本体の摺動面にスパイラル
状にイオン注入部を設け、メカニカルシール、軸受等の
摺動材として使用する過程でイオン注入部を選択的に除
去してスパイラル状の溝を形成させ、メカニカルシール
においては摺動時にポンプ作用を生じて回転部分からの
漏れを防止することができ、軸受においては装置内部の
流体を軸受の作動流体として使用することができ、装置
の構造をコンパクト化し、かつ省エネルギー化すること
ができる。また製造工程も簡単で、しかも安価に製造す
ることができるというすぐれた効果を有するものであ
る。
り、ＳｉＣ質からなる摺動材本体の摺動面にスパイラル
状にイオン注入部を設け、メカニカルシール、軸受等の
摺動材として使用する過程でイオン注入部を選択的に除
去してスパイラル状の溝を形成させ、メカニカルシール
においては摺動時にポンプ作用を生じて回転部分からの
漏れを防止することができ、軸受においては装置内部の
流体を軸受の作動流体として使用することができ、装置
の構造をコンパクト化し、かつ省エネルギー化すること
ができる。また製造工程も簡単で、しかも安価に製造す
ることができるというすぐれた効果を有するものであ
る。
【図１】本発明によるＳｉＣ系摺動材の実施例を示す斜
視図である。
視図である。
【図２】本発明によるＳｉＣ系摺動材の製造方法の一の
実施例におけるイオン注入前の状態を説明する図であ
る。
実施例におけるイオン注入前の状態を説明する図であ
る。
【図３】本発明によるＳｉＣ系摺動材の製造方法の一の
実施例におけるイオン注入後の状態を説明する図であ
る。
実施例におけるイオン注入後の状態を説明する図であ
る。
【図４】本発明によるＳｉＣ系摺動材の製造方法の他の
実施例におけるイオン注入前の状態を説明する図であ
る。
実施例におけるイオン注入前の状態を説明する図であ
る。
【図５】本発明によるＳｉＣ系摺動材の製造方法の他の
実施例におけるイオン注入後の状態を説明する図であ
る。
実施例におけるイオン注入後の状態を説明する図であ
る。
１、１１、２１……摺動材本体 ２、１２、２２……摺動面 ３、１３、２３……イオン注入部 ４、１４、２４……ＳｉＣ系摺動材 １５、２５……マスキング １６、２６……マスキングを施していない部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ１０Ｎ 30:12 40:02 50:08 70:00 (56)参考文献 特開 昭61−168566（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−283295（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−47871（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C10M 103/00 - 103/06 C09K 3/10 F16J 15/34 C04B 35/56
Claims (3)
- 【請求項１】 ＳｉＣ質で構成される摺動材本体の摺動
面に、イオン注入部がスパイラル状に設けられ、該イオ
ン注入部は窒素イオン又はアルゴンイオンの少なくとも
何れか一方のイオンが所定の加速電圧で注入されて、ア
モルファス化していることを特徴とするＳｉＣ系摺動
材。 - 【請求項２】 前記摺動材本体が環状体からなりその軸
方向端面が摺動面を形成している請求項１記載のＳｉＣ
系摺動材。 - 【請求項３】 ＳｉＣ質で構成される摺動材本体の摺動
面に、マスキングを施していない部分がスパイラル状に
残るようにマスキングを施し、マスキングを施していな
い部分に窒素イオン又はアルゴンイオンの少なくとも何
れか一方のイオンを所定の加速電圧で注入してイオン注
入部とし、該イオン注入部がアモルファス化されている
ことを特徴とするＳｉＣ摺動材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5578891A JP3017818B2 (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | ＳｉＣ系摺動材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5578891A JP3017818B2 (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | ＳｉＣ系摺動材およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04272996A JPH04272996A (ja) | 1992-09-29 |
| JP3017818B2 true JP3017818B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=13008649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5578891A Expired - Fee Related JP3017818B2 (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | ＳｉＣ系摺動材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3017818B2 (ja) |
-
1991
- 1991-02-27 JP JP5578891A patent/JP3017818B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04272996A (ja) | 1992-09-29 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |