JP3461904B2 - 炭化けい素焼結体及び摺動材料の製造方法 - Google Patents
炭化けい素焼結体及び摺動材料の製造方法Info
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- JP3461904B2 JP3461904B2 JP07350394A JP7350394A JP3461904B2 JP 3461904 B2 JP3461904 B2 JP 3461904B2 JP 07350394 A JP07350394 A JP 07350394A JP 7350394 A JP7350394 A JP 7350394A JP 3461904 B2 JP3461904 B2 JP 3461904B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は炭化けい素焼結体及び
摺動材料の製造方法に関し、特に、過酷な条件下で用い
て有効な炭化けい素焼結体及び摺動材料の製造方法に関
する。
摺動材料の製造方法に関し、特に、過酷な条件下で用い
て有効な炭化けい素焼結体及び摺動材料の製造方法に関
する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】一般に、炭化けい素焼結
体は、耐熱性、耐酸化性、耐摩耗性等に優れた特性を有
する反面、破壊靭性値が低いため、過酷な条件下で使用
する場合には何等かの方法で靭性値を高める必要があ
る。
体は、耐熱性、耐酸化性、耐摩耗性等に優れた特性を有
する反面、破壊靭性値が低いため、過酷な条件下で使用
する場合には何等かの方法で靭性値を高める必要があ
る。
【０００３】このような炭化けい素焼結体の破壊靭性値
を高める方法としては、従来、炭化けい素中に他の炭化
物粒子を分散させたり、炭化けい素を含む各種繊維を混
合させたりする方法が知られている。
を高める方法としては、従来、炭化けい素中に他の炭化
物粒子を分散させたり、炭化けい素を含む各種繊維を混
合させたりする方法が知られている。
【０００４】しかしながら、炭化けい素中に他の炭化物
粒子を分散させる方法にあっては、純粋な炭化けい素焼
結体の割合が低下するために炭化けい素としての特性が
出にくくなったり、成形時に空洞が残りやすくなった
り、焼結時に混合物と反応を起こして期待どうりの強
度、密度が出にくくなったりする等の問題があり、炭化
けい素を含む各種繊維を混合させる方法にあっては、各
種繊維の価格が高いために製造単価が高くなってしまう
という問題点があった。
粒子を分散させる方法にあっては、純粋な炭化けい素焼
結体の割合が低下するために炭化けい素としての特性が
出にくくなったり、成形時に空洞が残りやすくなった
り、焼結時に混合物と反応を起こして期待どうりの強
度、密度が出にくくなったりする等の問題があり、炭化
けい素を含む各種繊維を混合させる方法にあっては、各
種繊維の価格が高いために製造単価が高くなってしまう
という問題点があった。
【０００５】この発明は前記のような従来のもののもつ
問題点を解決したものであって、炭化けい素としての特
性が確実に得られるとともに、期待どおりの強度・密度
が確実に得られ、かつ、製造単価を大幅に低減させるこ
とのできる炭化けい素焼結体および摺動材料の製造方法
を提供することを目的とするものである。
問題点を解決したものであって、炭化けい素としての特
性が確実に得られるとともに、期待どおりの強度・密度
が確実に得られ、かつ、製造単価を大幅に低減させるこ
とのできる炭化けい素焼結体および摺動材料の製造方法
を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】上記の問題点を解決す
るためにこの発明は、表面にニッケル又はアルミニウム
を蒸着により密着させ、これを不活性雰囲気中又は高真
空中において前記密着されたニッケル又はアルミニウム
の融点以下の温度で加熱して高温状態とし、この状態を
所定時間維持することにより前記ニッケル又はアルミニ
ウムを、炭化けい素焼結体の表面層に拡散混入させ、前
記表面層の上に形成された反応層を除去する手段を採用
しているものである。
るためにこの発明は、表面にニッケル又はアルミニウム
を蒸着により密着させ、これを不活性雰囲気中又は高真
空中において前記密着されたニッケル又はアルミニウム
の融点以下の温度で加熱して高温状態とし、この状態を
所定時間維持することにより前記ニッケル又はアルミニ
ウムを、炭化けい素焼結体の表面層に拡散混入させ、前
記表面層の上に形成された反応層を除去する手段を採用
しているものである。
【０００７】
【作用】この発明は前記のような手段を採用したことに
より、炭化けい素としての特性（耐熱性、耐酸化性、耐
摩耗性等に優れた特性）を失うことなく、炭化けい素焼
結体の表面層の破壊靭性を向上させることができる。
より、炭化けい素としての特性（耐熱性、耐酸化性、耐
摩耗性等に優れた特性）を失うことなく、炭化けい素焼
結体の表面層の破壊靭性を向上させることができる。
【０００８】
【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
まず、炭化けい素焼結体の表面層に拡散混入させる元素
を、Ａｌ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｐｔなどの
金属元素あるいはＢ、Ｃなどの非金属元素の中から少な
くとも一種類選択し（以下、選択元素という）、これを
炭化けい素焼結体の表面に蒸着、あるいはペースト状に
して接着させる等の方法により密着させる。
まず、炭化けい素焼結体の表面層に拡散混入させる元素
を、Ａｌ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｐｔなどの
金属元素あるいはＢ、Ｃなどの非金属元素の中から少な
くとも一種類選択し（以下、選択元素という）、これを
炭化けい素焼結体の表面に蒸着、あるいはペースト状に
して接着させる等の方法により密着させる。
【０００９】次に、このように表面に選択元素を密着さ
せた炭化けい素焼結体を不活性雰囲気中または高真空中
に位置させ、適宜の方法で加熱することにより高温状態
とするとともに、その状態を所定の時間維持する。
せた炭化けい素焼結体を不活性雰囲気中または高真空中
に位置させ、適宜の方法で加熱することにより高温状態
とするとともに、その状態を所定の時間維持する。
【００１０】このように表面に選択元素を密着させた炭
化けい素焼結体を高温状態とすることにより、前記選択
元素は炭化けい素焼結体の表面層内に徐々に拡散混入さ
れていく。
化けい素焼結体を高温状態とすることにより、前記選択
元素は炭化けい素焼結体の表面層内に徐々に拡散混入さ
れていく。
【００１１】前記加熱温度は選択元素の融点以上とする
のが原則であるが、選択元素の融体と炭化けい素焼結体
との濡れ性が良好である場合には融点以下であってもよ
い。また、高温状態の維持時間は、選択元素を拡散混入
させる深さによって異なるが、例えば、５０〜１００μ
ｍの深さとする場合には、数時間から数十時間の範囲内
が好ましい。
のが原則であるが、選択元素の融体と炭化けい素焼結体
との濡れ性が良好である場合には融点以下であってもよ
い。また、高温状態の維持時間は、選択元素を拡散混入
させる深さによって異なるが、例えば、５０〜１００μ
ｍの深さとする場合には、数時間から数十時間の範囲内
が好ましい。
【００１２】そして、高温状態を所定の時間維持した後
に常温に降下させることにより、表面層の適宜の深さま
で選択元素が拡散混入した炭化けい素焼結体が得られる
ことになる。ここで、Ａｕ、Ｂ、Ｐｔなどの炭化けい素
と反応しない元素を選択元素とした場合には、そのまま
摺動材料等として使うことができるが、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎ
ｉ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｃｕなどの反応する元素を選択元素と
した場合には、反応層を除去した後に摺動材料として使
う必要がある。
に常温に降下させることにより、表面層の適宜の深さま
で選択元素が拡散混入した炭化けい素焼結体が得られる
ことになる。ここで、Ａｕ、Ｂ、Ｐｔなどの炭化けい素
と反応しない元素を選択元素とした場合には、そのまま
摺動材料等として使うことができるが、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎ
ｉ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｃｕなどの反応する元素を選択元素と
した場合には、反応層を除去した後に摺動材料として使
う必要がある。
【００１３】このように炭化けい素焼結体の表面層に拡
散混合した選択元素の濃度は高くても１〜２％である
が、炭化けい素の結晶に圧縮応力を与えることになるの
で靭性値を高めることができ、クラックの進行等を阻害
することができるものである。
散混合した選択元素の濃度は高くても１〜２％である
が、炭化けい素の結晶に圧縮応力を与えることになるの
で靭性値を高めることができ、クラックの進行等を阻害
することができるものである。
【００１４】以下、この発明の実験結果について具体的
に説明する。 （実験１）炭化けい素焼結体の表面にＮｉを蒸着させ、
Ａｒ雰囲気中において１２８０℃で３０時間保持した
後、常温まで降下させた。炭化けい素の断面を出して深
さ方向の破壊靭性値をビッカース圧痕法で調べた結果、
表面から１０μｍの深さのところで３．２（ＭＰａ・ｍ
1/2 ）、３５μｍの深さで２．８（ＭＰａ・ｍ1/2 ）、
８０μｍの深さで２．５（ＭＰａ・ｍ1/2 ）となった。
元の炭化けい素焼結体の破壊靭性値は２．５（ＭＰａ・
ｍ1/2 ）であるため、少なくとも３５μｍの深さまでの
表面層の破壊靭性値は向上し、高靭性化したことが確認
できた。
に説明する。 （実験１）炭化けい素焼結体の表面にＮｉを蒸着させ、
Ａｒ雰囲気中において１２８０℃で３０時間保持した
後、常温まで降下させた。炭化けい素の断面を出して深
さ方向の破壊靭性値をビッカース圧痕法で調べた結果、
表面から１０μｍの深さのところで３．２（ＭＰａ・ｍ
1/2 ）、３５μｍの深さで２．８（ＭＰａ・ｍ1/2 ）、
８０μｍの深さで２．５（ＭＰａ・ｍ1/2 ）となった。
元の炭化けい素焼結体の破壊靭性値は２．５（ＭＰａ・
ｍ1/2 ）であるため、少なくとも３５μｍの深さまでの
表面層の破壊靭性値は向上し、高靭性化したことが確認
できた。
【００１５】（実験２）炭化けい素焼結体表面にＡｌを
蒸着させてＡｒガス雰囲気中において６００℃で１２時
間保持した後、常温まで低下させた。反応層を除去して
炭化けい素焼結体表面での破壊靭性値を実験１と同様に
ビッカース圧痕法で調べた結果、３．６（ＭＰａ・ｍ
1/2 ）まで向上しており、高靭性化したことが確認でき
た。
蒸着させてＡｒガス雰囲気中において６００℃で１２時
間保持した後、常温まで低下させた。反応層を除去して
炭化けい素焼結体表面での破壊靭性値を実験１と同様に
ビッカース圧痕法で調べた結果、３．６（ＭＰａ・ｍ
1/2 ）まで向上しており、高靭性化したことが確認でき
た。
【００１６】
【発明の効果】この発明は前記のように構成して、炭化
けい素焼結体の表面層内にニッケル又はアルミニウムを
拡散混入させ、反応層を除共することにより、炭化けい
素としての特性（耐熱性、耐酸化性、耐摩耗性等に優れ
た特性）を失うことなく、破壊靭性値を高めることがで
きることになる。したがって、エンジン等のように過酷
な条件下における摺動材料等としても有効に利用するこ
とができることになる等の優れた効果を有するものであ
る。
けい素焼結体の表面層内にニッケル又はアルミニウムを
拡散混入させ、反応層を除共することにより、炭化けい
素としての特性（耐熱性、耐酸化性、耐摩耗性等に優れ
た特性）を失うことなく、破壊靭性値を高めることがで
きることになる。したがって、エンジン等のように過酷
な条件下における摺動材料等としても有効に利用するこ
とができることになる等の優れた効果を有するものであ
る。
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フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平２−18369（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−182175（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−148384（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C04B 41/80 - 41/91
Claims (2)
- 【請求項１】 炭化けい素焼結体の表面にニッケル又は
アルミニウムを蒸着により密着させ、これを不活性雰囲
気中又は高真空中において前記密着されたニッケル又は
アルミニウムの融点以下の温度で加熱して高温状態と
し、この状態を所定時間維持することにより前記ニッケ
ル又はアルミニウムを、前記炭化けい素焼結体の表面層
に拡散混入させ、前記表面層の上に形成された反応層を
除去することを特徴とする炭化けい素焼結体の製造方
法。 - 【請求項２】 炭化けい素焼結体の表面にニッケル又は
アルミニウムを蒸着により密着させ、これを不活性雰囲
気中又は高真空中において前記密着されたニッケル又は
アルミニウムの融点以下の温度で加熱して高温状態と
し、この状態を所定時間維持することにより前記ニッケ
ル又はアルミニウムを、前記炭化けい素焼結体の表面層
に拡散混入させ、前記表面層の上に形成された反応層を
除去することを特徴とする摺動材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07350394A JP3461904B2 (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | 炭化けい素焼結体及び摺動材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07350394A JP3461904B2 (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | 炭化けい素焼結体及び摺動材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07277863A JPH07277863A (ja) | 1995-10-24 |
| JP3461904B2 true JP3461904B2 (ja) | 2003-10-27 |
Family
ID=13520130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07350394A Expired - Fee Related JP3461904B2 (ja) | 1994-04-12 | 1994-04-12 | 炭化けい素焼結体及び摺動材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3461904B2 (ja) |
-
1994
- 1994-04-12 JP JP07350394A patent/JP3461904B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07277863A (ja) | 1995-10-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |