JPH0251864B2 - - Google Patents
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Landscapes
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は摺動部材に関し、特に本発明は湿式状
態において優れた摺動特性を有する主として炭化
珪素質焼結体からなる炭化珪素質摺動部材に関す
るものである。 〔従来の技術〕 炭化珪素質焼結体は、一般に極めて優れた化学
的性質並びに物理的性質を有していることから、
特にガスタービン部品や高温の熱交換器などのよ
うな苛酷な条件下で使用される各種の用途に対し
好適な材料として知られており、特に機械装置の
軸受やシール部分のような回転、摺動部などの摺
動部材として有用な材料である。 従来、炭化珪素を摺動部材として適用する試み
としては、例えば、特開昭54−143412号公報に
「機械装置の回転、摺動部に用いる摺動部材にお
いて、炭化珪素を主成分とする炭化物の焼結体で
構成したことを特徴とする乾式摺動部材。」に係
る発明が、また特開昭55−100421号公報に「機械
装置における回転部、固定部の摺動部材である回
転部材及び固定部材のいずれか一方を窒化珪素を
主成分とする焼結体で、他方を炭化珪素を主成分
とする焼結体で各々を構成したことを特徴とする
セラミツク摺動装置。」に係る発明が開示されて
いる。また、特開昭55−32761号公報に「黒鉛リ
ングの表面を炭化珪素（SiC）に転化し表面の気
孔に熱分解炭素を充填することを特徴とする炭化
珪素被覆黒鉛シール材の製造方法。」に係る発明
が開示されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 前記特開昭54−143412号および特開昭55−
100421号公報には炭化珪素質焼結体が乾式摺動部
材として適していることは記載されているが、こ
れらの摺動部材が特に湿式状態において優れた摺
動特性を有することは何ら記載されていない。 また前記特開昭55−32761号公報に記載の発明
の炭化珪素は黒鉛材の表面を炭化珪素に転化した
ものであり、炭化珪素質焼結体を摺動部材として
使用するものではない。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、従来知られた炭化珪素質焼結体より
なる摺動部材に比較して、特に湿式状態下の使用
において摩擦係数が著しく低く、摩擦熱の放散効
率が良好で、耐久性に極めて優れた摺動部材を提
供することを目的とするものであり、振動面の少
なくとも一部が炭化珪素質焼結体よりなる摺動部
材において、前記炭化珪素質焼結体は、それを構
成する炭化珪素の結晶粒が平均粒径：20μｍ以
下、平均アスペクト比：２〜50であり、平均粒径
が1μｍ以下の均一分散状態で存在する炭素質物
質を２〜10重量％含有するものであつて、少なく
とも50重量％はβ型炭化珪素よりなることを特徴
とする炭化珪素質摺動部材を提供することによつ
て前記目的を達成することができる。 次に本発明を詳細に説明する。 摺動部材に要求される性質すなわち摺動特性と
しては、密度、硬質および熱伝導率が大きく、ま
た摩擦係数および摩耗量の小さいことであり、炭
化珪素を主成分とする焼結体は硬度、熱伝導率お
よび摩耗量等の諸性質において摺動部材として適
することが知られているが、摩擦係数が一般に高
いことから、これを低くするため潤滑剤との併用
が試みられ、上述のように種々の提案がなされて
来た。 ところで、炭化珪素にはα型とβ型があること
は知られているが、従来工業的にはアチソン法に
より製造されたα型炭化珪素のみが使用されてい
る。一方、β型炭化珪素は学術的に試料として化
学気相反応沈積法で製造されたものが用いられて
いるが、工業的には非常に高価であるため実用さ
れたことはなかつた。本発明者はβ型炭化珪素の
工業的製造方法ならびに装置を発明して初めてβ
型炭化珪素の工業的生産を開始し、初めてβ型炭
化珪素の製造コストが低減され、コストの低廉な
β型炭化珪素を主体とする焼結体を製造し、この
焼結体について種々の特性を研究したところ、α
型炭化珪素を出発原料として得られる焼結体は擬
球状すなわちアスペクト比が小さい比較的粗大な
結晶粒よりなる構造を有するのに対し、β型炭化
珪素を出発原料として得られる焼結体は比較的均
一な粒径を有する板状すなわちアスペクト比の大
きな結晶が相互に交差し、その間隙をさらに微細
な粒径を有する結晶粒で埋められた微細構造を有
する。 従つて、β型炭化珪素焼結体はα型のそれに対
して高強度および耐熱衝撃性に優れることが判つ
た。 ところで、本発明者らは上記２種の焼結体を摺
動部材として用いる場合の摺動特性を比較実験し
たところ、乾式条件下では両者間においてそれほ
どの差異は認められなかつたが、特に湿式条件下
で、かつ高負荷時では摩擦係数および耐摩耗性に
おいて著しく相異し、β型のそれはα型のそれに
比して極めて良好な摺動特性を有していることを
新規に知見して本発明を完成するに至つた。 前記炭化珪素質焼結体の少なくとも50重量％が
β型炭化珪素よりなる炭化珪素質焼結体の摺動特
性が良好な理由としては、β型炭化珪素はその結
晶構造が立方晶系であり、強度、硬度、熱伝導率
などの諸物性に異方性が少ないことに基因するも
のと考えられる。 また、前記β型炭化珪素の含有量を50重量％以
上に限定する理由は、β型炭化珪素の含有量が50
重量％より少ないと、すなわちα型炭化珪素の含
有量が50重量％より多いと、後述するように実質
的に摩擦係数が高くなり摩耗量が多くなるからで
ある。 本発明の摺動部材の炭化珪素質焼結体を構成す
る炭化珪素の結晶粒は平均粒径が20μｍ以下、平
均アスペクト比が２〜50であることが必要であ
る。 前記平均粒径が20μｍ以下であることが必要で
ある理由は、平均粒径が20μｍよりも大きいと炭
化珪素質焼結体の強度が低くなるからであり、ま
た前記平均アスペクト比が２〜50の範囲であるこ
とが必要である理由は、平均アスペクト比が２よ
りも小さいと摩耗量が多くなるからであり、一方
平均アスペクト比が50よりも大きな焼結体は高密
度化が困難であるからである。 前記平均アスペクト比が２より小さい場合に摩
耗量が多くなる原因としては、平均アスペクト比
２よりも小さい焼結体は結晶粒相互の絡み合いが
少ないため結晶粒子が脱離し易く、脱離した結晶
粒子が研摩材的に作用してさらに摺動部材を摩耗
させるためではないかと考えられる。 本発明の摺動部材に用いられる炭化珪素質焼結
体を構成する炭化珪素の結晶粒のうちアスペクト
比が２〜50の板状結晶は50重量％以上であること
が好ましい。その理由は、板状結晶の含有量が50
重量％より少ないと板状結晶相互の絡み合いが不
充分となり、炭化珪素質焼結体の強度が低くなる
からである。 本発明の摺動部材に用いられる炭化珪素質焼結
体は平均粒径が1μｍ以下の炭素質物質を均一分
散状態で0.3〜10重量％含有することが必要であ
る。 前記炭素質物質の平均粒径は1μｍ以下である
ことが必要である理由は、前記平均粒径が1μｍ
より大きいと炭素質物質の単位重量当りの粒成長
抑制効果が低くなるばかりでなく、高密度の炭化
珪素質焼結体を得ることが困難になるからであ
る。また前記炭素質物質の含有量が2.0〜10重量
％の範囲が必要である理由は、2.0重量％よりも
少ないと結晶粒の粒成長を制御することが困難で
あるからであり、一方10重量％よりも多い場合に
は高密度の炭化珪素質焼結体を得ることが困難に
なるからである。前記炭素質物質の含有量は２〜
５重量％の範囲内であるときより好適な結果が得
られる。 前記炭素質物質は、焼結助剤として原料混合物
中に添加されたフエノール樹脂、リグニンスルホ
ン酸塩、ポリビニルアルコール、コンスターチ、
糖蜜、コールタールピツチ、アルギン酸塩のよう
な各種有機物質あるいはカーボンブラツク、アセ
チレンブラツクのような熱分解炭素に由来するも
のが有利である。 本発明の摺動部材は湿式条件下での使用に特に
適するものであり、前記湿式条件とは前記摺動部
材が使用される状態において、摺動部材と被摺動
部材との摺動面間の少なくとも一部に液体が介在
している条件をいう。 前記湿式条件を満足させる液体としては、摺動
時の摺動部材と被摺動部材との摺動面間の少なく
とも一部にその液体の１分子層を形成させること
のできる物質であれば有利に使用することがで
き、例えば水、油、フレオン、メタノール、エタ
ノール、プロパノール、ブタノール、イソブチル
アルコール、ペンタノール、イソペンチルアルコ
ール、アリルアルコール、フエノール、クレゾー
ル、アンモニアなどの１種または２種以上を有利
に使用することができる。なお、上記液体中に各
種の微粉状固体物質が混入したスラリー状の液体
および各種化学物質が混入した液体も使用するこ
とができる。 本発明の摺動部材に用いられる炭化珪素質焼結
体は2000Kg・ｆ／mm2以上のヌープ硬度を有するも
のであることが有利である。その理由はヌープ硬
度が2000Kg・ｆ／mm2よりも低い炭化珪素質焼結体
は耐摩耗性に劣るため摺動部材としての適用に著
しい制限を受けるからである。 本発明の摺動部材に用いられる炭化珪素質焼結
体は0.1cal／cm・sec・℃以上の熱伝導率を有す
るものであることが有利である。その理由は熱伝
導率が0.1cal／cm・sec・℃よりも低い炭化珪素
質焼結体は摺動面の摩擦により発生する熱を系外
へ放散させることが困難で摺動面が焼付きを生じ
易いため摺動部材としての適用に著しい制限を受
けるからである。 本発明の摺動部材に用いられる炭化珪素質焼結
体は2.8ｇ／cm3以上の密度を有するものであるこ
とが有利である。その理由は、密度が2.8ｇ／cm3
に満たない炭化珪素質焼結体は強度、硬度、熱伝
導率などが低く摺動部材としての特性に劣るから
である。 なお、本発明の摺動部材は、少なくとも摺動面
が前述の如き種々の特性を満足する炭化珪素質焼
結体で構成されておれば良く、摺動面以外の他の
部分は炭化珪素質焼結体以外の物質または各種の
複合体を使用することができ、特に熱伝導率の高
いものを使用することが有利である。 本発明の摺動部材は、端面荷重が大きくまた摺
動速度が速い場合、例えば端面荷重が２Kg・ｆ／
cm2以上、摺動速度が330mm／sec以上の湿式条件下
で使用される場合、従来のα型炭化珪素よりなる
摺動部材に比べて極めて優れた摺動特性が発揮さ
れることが新規に知見された。 次に本発明を実施例および比較例について具体
的に説明する。 実施例１、比較例１ 炭化珪素微粉は、特公昭55−40527号公報に記
載の主としてβ型結晶よりなる炭化珪素の製造方
法により製造し、さらに精製、分級した炭化珪素
微粉（以下β−SiC微粉と称す）と、市販の主と
してα型結晶よりなる炭化珪素微粉（以下α−
SiC微粉と称す）を使用した。 β−SiC微粉とα−SiC微粉の特性を第１表に
示した。
態において優れた摺動特性を有する主として炭化
珪素質焼結体からなる炭化珪素質摺動部材に関す
るものである。 〔従来の技術〕 炭化珪素質焼結体は、一般に極めて優れた化学
的性質並びに物理的性質を有していることから、
特にガスタービン部品や高温の熱交換器などのよ
うな苛酷な条件下で使用される各種の用途に対し
好適な材料として知られており、特に機械装置の
軸受やシール部分のような回転、摺動部などの摺
動部材として有用な材料である。 従来、炭化珪素を摺動部材として適用する試み
としては、例えば、特開昭54−143412号公報に
「機械装置の回転、摺動部に用いる摺動部材にお
いて、炭化珪素を主成分とする炭化物の焼結体で
構成したことを特徴とする乾式摺動部材。」に係
る発明が、また特開昭55−100421号公報に「機械
装置における回転部、固定部の摺動部材である回
転部材及び固定部材のいずれか一方を窒化珪素を
主成分とする焼結体で、他方を炭化珪素を主成分
とする焼結体で各々を構成したことを特徴とする
セラミツク摺動装置。」に係る発明が開示されて
いる。また、特開昭55−32761号公報に「黒鉛リ
ングの表面を炭化珪素（SiC）に転化し表面の気
孔に熱分解炭素を充填することを特徴とする炭化
珪素被覆黒鉛シール材の製造方法。」に係る発明
が開示されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 前記特開昭54−143412号および特開昭55−
100421号公報には炭化珪素質焼結体が乾式摺動部
材として適していることは記載されているが、こ
れらの摺動部材が特に湿式状態において優れた摺
動特性を有することは何ら記載されていない。 また前記特開昭55−32761号公報に記載の発明
の炭化珪素は黒鉛材の表面を炭化珪素に転化した
ものであり、炭化珪素質焼結体を摺動部材として
使用するものではない。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、従来知られた炭化珪素質焼結体より
なる摺動部材に比較して、特に湿式状態下の使用
において摩擦係数が著しく低く、摩擦熱の放散効
率が良好で、耐久性に極めて優れた摺動部材を提
供することを目的とするものであり、振動面の少
なくとも一部が炭化珪素質焼結体よりなる摺動部
材において、前記炭化珪素質焼結体は、それを構
成する炭化珪素の結晶粒が平均粒径：20μｍ以
下、平均アスペクト比：２〜50であり、平均粒径
が1μｍ以下の均一分散状態で存在する炭素質物
質を２〜10重量％含有するものであつて、少なく
とも50重量％はβ型炭化珪素よりなることを特徴
とする炭化珪素質摺動部材を提供することによつ
て前記目的を達成することができる。 次に本発明を詳細に説明する。 摺動部材に要求される性質すなわち摺動特性と
しては、密度、硬質および熱伝導率が大きく、ま
た摩擦係数および摩耗量の小さいことであり、炭
化珪素を主成分とする焼結体は硬度、熱伝導率お
よび摩耗量等の諸性質において摺動部材として適
することが知られているが、摩擦係数が一般に高
いことから、これを低くするため潤滑剤との併用
が試みられ、上述のように種々の提案がなされて
来た。 ところで、炭化珪素にはα型とβ型があること
は知られているが、従来工業的にはアチソン法に
より製造されたα型炭化珪素のみが使用されてい
る。一方、β型炭化珪素は学術的に試料として化
学気相反応沈積法で製造されたものが用いられて
いるが、工業的には非常に高価であるため実用さ
れたことはなかつた。本発明者はβ型炭化珪素の
工業的製造方法ならびに装置を発明して初めてβ
型炭化珪素の工業的生産を開始し、初めてβ型炭
化珪素の製造コストが低減され、コストの低廉な
β型炭化珪素を主体とする焼結体を製造し、この
焼結体について種々の特性を研究したところ、α
型炭化珪素を出発原料として得られる焼結体は擬
球状すなわちアスペクト比が小さい比較的粗大な
結晶粒よりなる構造を有するのに対し、β型炭化
珪素を出発原料として得られる焼結体は比較的均
一な粒径を有する板状すなわちアスペクト比の大
きな結晶が相互に交差し、その間隙をさらに微細
な粒径を有する結晶粒で埋められた微細構造を有
する。 従つて、β型炭化珪素焼結体はα型のそれに対
して高強度および耐熱衝撃性に優れることが判つ
た。 ところで、本発明者らは上記２種の焼結体を摺
動部材として用いる場合の摺動特性を比較実験し
たところ、乾式条件下では両者間においてそれほ
どの差異は認められなかつたが、特に湿式条件下
で、かつ高負荷時では摩擦係数および耐摩耗性に
おいて著しく相異し、β型のそれはα型のそれに
比して極めて良好な摺動特性を有していることを
新規に知見して本発明を完成するに至つた。 前記炭化珪素質焼結体の少なくとも50重量％が
β型炭化珪素よりなる炭化珪素質焼結体の摺動特
性が良好な理由としては、β型炭化珪素はその結
晶構造が立方晶系であり、強度、硬度、熱伝導率
などの諸物性に異方性が少ないことに基因するも
のと考えられる。 また、前記β型炭化珪素の含有量を50重量％以
上に限定する理由は、β型炭化珪素の含有量が50
重量％より少ないと、すなわちα型炭化珪素の含
有量が50重量％より多いと、後述するように実質
的に摩擦係数が高くなり摩耗量が多くなるからで
ある。 本発明の摺動部材の炭化珪素質焼結体を構成す
る炭化珪素の結晶粒は平均粒径が20μｍ以下、平
均アスペクト比が２〜50であることが必要であ
る。 前記平均粒径が20μｍ以下であることが必要で
ある理由は、平均粒径が20μｍよりも大きいと炭
化珪素質焼結体の強度が低くなるからであり、ま
た前記平均アスペクト比が２〜50の範囲であるこ
とが必要である理由は、平均アスペクト比が２よ
りも小さいと摩耗量が多くなるからであり、一方
平均アスペクト比が50よりも大きな焼結体は高密
度化が困難であるからである。 前記平均アスペクト比が２より小さい場合に摩
耗量が多くなる原因としては、平均アスペクト比
２よりも小さい焼結体は結晶粒相互の絡み合いが
少ないため結晶粒子が脱離し易く、脱離した結晶
粒子が研摩材的に作用してさらに摺動部材を摩耗
させるためではないかと考えられる。 本発明の摺動部材に用いられる炭化珪素質焼結
体を構成する炭化珪素の結晶粒のうちアスペクト
比が２〜50の板状結晶は50重量％以上であること
が好ましい。その理由は、板状結晶の含有量が50
重量％より少ないと板状結晶相互の絡み合いが不
充分となり、炭化珪素質焼結体の強度が低くなる
からである。 本発明の摺動部材に用いられる炭化珪素質焼結
体は平均粒径が1μｍ以下の炭素質物質を均一分
散状態で0.3〜10重量％含有することが必要であ
る。 前記炭素質物質の平均粒径は1μｍ以下である
ことが必要である理由は、前記平均粒径が1μｍ
より大きいと炭素質物質の単位重量当りの粒成長
抑制効果が低くなるばかりでなく、高密度の炭化
珪素質焼結体を得ることが困難になるからであ
る。また前記炭素質物質の含有量が2.0〜10重量
％の範囲が必要である理由は、2.0重量％よりも
少ないと結晶粒の粒成長を制御することが困難で
あるからであり、一方10重量％よりも多い場合に
は高密度の炭化珪素質焼結体を得ることが困難に
なるからである。前記炭素質物質の含有量は２〜
５重量％の範囲内であるときより好適な結果が得
られる。 前記炭素質物質は、焼結助剤として原料混合物
中に添加されたフエノール樹脂、リグニンスルホ
ン酸塩、ポリビニルアルコール、コンスターチ、
糖蜜、コールタールピツチ、アルギン酸塩のよう
な各種有機物質あるいはカーボンブラツク、アセ
チレンブラツクのような熱分解炭素に由来するも
のが有利である。 本発明の摺動部材は湿式条件下での使用に特に
適するものであり、前記湿式条件とは前記摺動部
材が使用される状態において、摺動部材と被摺動
部材との摺動面間の少なくとも一部に液体が介在
している条件をいう。 前記湿式条件を満足させる液体としては、摺動
時の摺動部材と被摺動部材との摺動面間の少なく
とも一部にその液体の１分子層を形成させること
のできる物質であれば有利に使用することがで
き、例えば水、油、フレオン、メタノール、エタ
ノール、プロパノール、ブタノール、イソブチル
アルコール、ペンタノール、イソペンチルアルコ
ール、アリルアルコール、フエノール、クレゾー
ル、アンモニアなどの１種または２種以上を有利
に使用することができる。なお、上記液体中に各
種の微粉状固体物質が混入したスラリー状の液体
および各種化学物質が混入した液体も使用するこ
とができる。 本発明の摺動部材に用いられる炭化珪素質焼結
体は2000Kg・ｆ／mm2以上のヌープ硬度を有するも
のであることが有利である。その理由はヌープ硬
度が2000Kg・ｆ／mm2よりも低い炭化珪素質焼結体
は耐摩耗性に劣るため摺動部材としての適用に著
しい制限を受けるからである。 本発明の摺動部材に用いられる炭化珪素質焼結
体は0.1cal／cm・sec・℃以上の熱伝導率を有す
るものであることが有利である。その理由は熱伝
導率が0.1cal／cm・sec・℃よりも低い炭化珪素
質焼結体は摺動面の摩擦により発生する熱を系外
へ放散させることが困難で摺動面が焼付きを生じ
易いため摺動部材としての適用に著しい制限を受
けるからである。 本発明の摺動部材に用いられる炭化珪素質焼結
体は2.8ｇ／cm3以上の密度を有するものであるこ
とが有利である。その理由は、密度が2.8ｇ／cm3
に満たない炭化珪素質焼結体は強度、硬度、熱伝
導率などが低く摺動部材としての特性に劣るから
である。 なお、本発明の摺動部材は、少なくとも摺動面
が前述の如き種々の特性を満足する炭化珪素質焼
結体で構成されておれば良く、摺動面以外の他の
部分は炭化珪素質焼結体以外の物質または各種の
複合体を使用することができ、特に熱伝導率の高
いものを使用することが有利である。 本発明の摺動部材は、端面荷重が大きくまた摺
動速度が速い場合、例えば端面荷重が２Kg・ｆ／
cm2以上、摺動速度が330mm／sec以上の湿式条件下
で使用される場合、従来のα型炭化珪素よりなる
摺動部材に比べて極めて優れた摺動特性が発揮さ
れることが新規に知見された。 次に本発明を実施例および比較例について具体
的に説明する。 実施例１、比較例１ 炭化珪素微粉は、特公昭55−40527号公報に記
載の主としてβ型結晶よりなる炭化珪素の製造方
法により製造し、さらに精製、分級した炭化珪素
微粉（以下β−SiC微粉と称す）と、市販の主と
してα型結晶よりなる炭化珪素微粉（以下α−
SiC微粉と称す）を使用した。 β−SiC微粉とα−SiC微粉の特性を第１表に
示した。
【表】
前記β−SiC微粉とα−SiC微粉をそれぞれ単
独又は第２表に示した割合にて配合した炭化珪素
微粉97.2ｇに、比表面積120m2／ｇのカーボンブ
ラツクを２ｇと市販の粒度1500番の炭化ホウ素
0.8ｇとベンゼン500mlおよびポリエチレングリコ
ール４ｇを添加し、ボールミルにて４時間混合し
た。得られた混合物を凍結乾燥し、この乾燥混合
物を直径40mmの成形型にて1.5t／cm2の圧力で成形
した。前記成形体をタンマン型焼結炉に装入し、
アルゴンガス気流中で第２表に示した温度にて焼
結した。 得られた焼結体の物性および摺動特性を第２表
に示した。 なお、摩擦係数（μ）と摩耗量（mg）は得られ
た焼結体を内径が20mm、外径が25.6mm、厚さが15
mmのリングに加工し、約30℃に維持された水中で
２個のリングの端面を600mm／sec摺動速度で摺動
させるリングオンリング法で10.5Kg・ｆ／cm2の端
面荷重を負荷して測定した。 第２表に示した結果よりわかるように、本発明
の主としてβ型炭化珪素より構成される炭化珪素
質焼結体はα型炭化珪素より構成される炭化珪素
質焼結体に比較して摩擦係数が著しく小さく、し
かも耐摩耗性が良好であり、摺動部材として優れ
ている。
独又は第２表に示した割合にて配合した炭化珪素
微粉97.2ｇに、比表面積120m2／ｇのカーボンブ
ラツクを２ｇと市販の粒度1500番の炭化ホウ素
0.8ｇとベンゼン500mlおよびポリエチレングリコ
ール４ｇを添加し、ボールミルにて４時間混合し
た。得られた混合物を凍結乾燥し、この乾燥混合
物を直径40mmの成形型にて1.5t／cm2の圧力で成形
した。前記成形体をタンマン型焼結炉に装入し、
アルゴンガス気流中で第２表に示した温度にて焼
結した。 得られた焼結体の物性および摺動特性を第２表
に示した。 なお、摩擦係数（μ）と摩耗量（mg）は得られ
た焼結体を内径が20mm、外径が25.6mm、厚さが15
mmのリングに加工し、約30℃に維持された水中で
２個のリングの端面を600mm／sec摺動速度で摺動
させるリングオンリング法で10.5Kg・ｆ／cm2の端
面荷重を負荷して測定した。 第２表に示した結果よりわかるように、本発明
の主としてβ型炭化珪素より構成される炭化珪素
質焼結体はα型炭化珪素より構成される炭化珪素
質焼結体に比較して摩擦係数が著しく小さく、し
かも耐摩耗性が良好であり、摺動部材として優れ
ている。
【表】
【表】
実施例２、比較例２
実施例１と同様のβ−SiC微粉とカーボンブラ
ツクを第３表に示した割合にて配合し、これらの
配合物99ｇに対して前記炭化ホウ素１ｇと水400
mlとポリエチレングリコール５ｇと分散剤0.5ｇ
を添加し、振動ボールミルにて１時間混合した。
得られた混合物を実施例１と同様の方法で乾燥
し、成形した後アルゴンガス気流中で2100℃にて
焼結した。得られた焼結体の特性および実施例１
と同様の方法で測定した摺動特性は第３表に示し
た。 実施例３、比較例３ 実施例１と同様のβ−SiC微粉97.4ｇにフエノ
ールレジン４ｇ、前記炭化ホウ素0.6ｇ、ベンゼ
ン60mlとポリエチレングリコール４ｇを添加し、
ボールミルにて12時間混合した。得られた混合物
をスプレードライヤーにて乾燥し、実施例１と同
様の方法にて成形した後アルゴンガス気流中で第
４表に示した温度で焼結した。 得られた焼結体の特性および実施例１と同様の
方法で測定した摺動特性は第４表に示した。
ツクを第３表に示した割合にて配合し、これらの
配合物99ｇに対して前記炭化ホウ素１ｇと水400
mlとポリエチレングリコール５ｇと分散剤0.5ｇ
を添加し、振動ボールミルにて１時間混合した。
得られた混合物を実施例１と同様の方法で乾燥
し、成形した後アルゴンガス気流中で2100℃にて
焼結した。得られた焼結体の特性および実施例１
と同様の方法で測定した摺動特性は第３表に示し
た。 実施例３、比較例３ 実施例１と同様のβ−SiC微粉97.4ｇにフエノ
ールレジン４ｇ、前記炭化ホウ素0.6ｇ、ベンゼ
ン60mlとポリエチレングリコール４ｇを添加し、
ボールミルにて12時間混合した。得られた混合物
をスプレードライヤーにて乾燥し、実施例１と同
様の方法にて成形した後アルゴンガス気流中で第
４表に示した温度で焼結した。 得られた焼結体の特性および実施例１と同様の
方法で測定した摺動特性は第４表に示した。
【表】
【表】
比較例 ４
実施例３と同様であるが、フエノールレジンの
配合量を８ｇ、焼成温度を2000℃に変えて焼結体
を得た。得られた焼結体の特性および実施例１と
同様の方法で測定した摺動特性は第４表に示し
た。 第３表および第４表に示した結果よりわかるよ
うに、本発明の平均アスペクト比が高く板状結晶
の含有量が多い炭化珪素質焼結体はいずれも摩擦
係数が低く、しかも耐摩耗性が良好であり、摺動
部材として優れていることが認められた。 実施例４、比較例５ 実施例１に示したリングオンリング法によつ
て、本発明の実施例１−１によつて得られた炭化
珪素質焼結体、比較例１によつて得られた炭化珪
素質焼結体、窒化珪素焼結体（Si3N4）、アルミ
ナ焼結体（Al2O3）およびステンレス鋼：
SUS304（以下SUSと称す）のSUSに対する湿式
摺動試験を行つた。なお、前記摺動試験に供した
摺動部材の主な特性は第５表の通りである。摺動
試験の結果は第１〜６図および第６表に示した。
配合量を８ｇ、焼成温度を2000℃に変えて焼結体
を得た。得られた焼結体の特性および実施例１と
同様の方法で測定した摺動特性は第４表に示し
た。 第３表および第４表に示した結果よりわかるよ
うに、本発明の平均アスペクト比が高く板状結晶
の含有量が多い炭化珪素質焼結体はいずれも摩擦
係数が低く、しかも耐摩耗性が良好であり、摺動
部材として優れていることが認められた。 実施例４、比較例５ 実施例１に示したリングオンリング法によつ
て、本発明の実施例１−１によつて得られた炭化
珪素質焼結体、比較例１によつて得られた炭化珪
素質焼結体、窒化珪素焼結体（Si3N4）、アルミ
ナ焼結体（Al2O3）およびステンレス鋼：
SUS304（以下SUSと称す）のSUSに対する湿式
摺動試験を行つた。なお、前記摺動試験に供した
摺動部材の主な特性は第５表の通りである。摺動
試験の結果は第１〜６図および第６表に示した。
【表】
【表】
以上述べた如く、本発明の炭化珪素質焼結体よ
り構成されてなる摺動部材は極めて優れた摺動特
性を有しており、本発明の摺動部材と機械装置の
軸受やシール部分のような回転、摺動部などに適
用することにより、摺動部の摩擦や摩耗量が少な
くなり、装置の耐久性および信頼性を著しく向上
させることができる。
り構成されてなる摺動部材は極めて優れた摺動特
性を有しており、本発明の摺動部材と機械装置の
軸受やシール部分のような回転、摺動部などに適
用することにより、摺動部の摩擦や摩耗量が少な
くなり、装置の耐久性および信頼性を著しく向上
させることができる。
第１図は各種摺動部材の摺動端面に負荷された
端面荷重と摩擦係数との関係を示すグラフ、第２
図は実施例４の摺動試験後のSUS表面組織の走
査型電子顕微鏡写真（80倍）、第３図は比較例５
−１の摺動試験後のSUS表面組織の走査型電子
顕微鏡写真（80倍）、第４図は比較例５−２の摺
動試験後のSUS表面組織の走査型電子顕微鏡写
真（80倍）、第５図は比較例５−３の摺動試験後
のSUS表面組織の走査型電子顕微鏡写真（80
倍）、第６図は比較例５−４の摺動試験後のSUS
表面組織の走査型電子顕微鏡写真（80倍）、第７
図は本発明の炭化珪素質焼結体の摩擦係数と相対
湿度との関係を示すグラフである。
端面荷重と摩擦係数との関係を示すグラフ、第２
図は実施例４の摺動試験後のSUS表面組織の走
査型電子顕微鏡写真（80倍）、第３図は比較例５
−１の摺動試験後のSUS表面組織の走査型電子
顕微鏡写真（80倍）、第４図は比較例５−２の摺
動試験後のSUS表面組織の走査型電子顕微鏡写
真（80倍）、第５図は比較例５−３の摺動試験後
のSUS表面組織の走査型電子顕微鏡写真（80
倍）、第６図は比較例５−４の摺動試験後のSUS
表面組織の走査型電子顕微鏡写真（80倍）、第７
図は本発明の炭化珪素質焼結体の摩擦係数と相対
湿度との関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 振動面の少なくとも一部が炭化珪素質焼結体
よりなる摺動部材において、前記炭化珪素質焼結
体は、それを構成する炭化珪素の結晶粒が平均粒
径：20μｍ以下、平均アスペクト比：２〜50であ
り、平均粒径が1μｍ以下の均一分散状態で存在
する炭素質物質を２〜10重量％含有するものであ
つて、少なくとも50重量％はβ型炭化珪素よりな
ることを特徴とする炭化珪素質摺動部材。 ２ 前記炭化珪素質焼結体を構成する炭化珪素の
結晶粒のうちアスペクト比が２〜50の板状結晶は
50重量％以上である特許請求の範囲第１項記載の
摺動部材。 ３ 前記摺動部材は端面荷重２Kgｆ／cm2以上で摺
動速度330mm／sec以上、湿式条件下での使用に特
に適する特許請求の範囲第１項記載の摺動部材。 ４ 前記摺動部材は摺動部材と被摺動部材との摺
動面間に少なくとも液体が介在している湿式条件
下での使用に特に適する特許請求の範囲第１項記
載の摺動部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59248770A JPS61127664A (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | 炭化珪素質摺動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59248770A JPS61127664A (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | 炭化珪素質摺動部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61127664A JPS61127664A (ja) | 1986-06-14 |
| JPH0251864B2 true JPH0251864B2 (ja) | 1990-11-08 |
Family
ID=17183117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59248770A Granted JPS61127664A (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | 炭化珪素質摺動部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61127664A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007232013A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Ebara Corp | セラミックス摺動部材を用いた純水用回転機械 |
| JP2013085913A (ja) * | 2011-10-22 | 2013-05-13 | San Medical Gijutsu Kenkyusho:Kk | 摺動装置、メカニカルシール、回転装置、ポンプ及び補助人工心臓システム |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3718095A1 (de) * | 1987-05-29 | 1988-12-08 | Hutschenreuther | Polykristalliner formkoerper aus siliciumcarbid und verfahren zu seiner herstellung |
| JP4865146B2 (ja) * | 2001-05-23 | 2012-02-01 | イーグル工業株式会社 | 炭化珪素焼結部品並びにそれを用いたメカニカルシール及びその製造方法 |
| JP4928997B2 (ja) * | 2007-03-16 | 2012-05-09 | 株式会社東芝 | 耐摩耗性部材およびそれを用いた耐摩耗性機器 |
| US20130209777A1 (en) * | 2007-04-25 | 2013-08-15 | Nippon Pillar Packing Co., Ltd. | Ceramics sliding member for use in pure water |
| JP2008267584A (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-06 | Ebara Corp | 純水用セラミックス摺動部材 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5732035A (en) * | 1980-08-05 | 1982-02-20 | Toyota Motor Corp | Intake air quantity control method for internal combustion engine |
-
1984
- 1984-11-27 JP JP59248770A patent/JPS61127664A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5732035A (en) * | 1980-08-05 | 1982-02-20 | Toyota Motor Corp | Intake air quantity control method for internal combustion engine |
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| JP2007232013A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Ebara Corp | セラミックス摺動部材を用いた純水用回転機械 |
| JP2013085913A (ja) * | 2011-10-22 | 2013-05-13 | San Medical Gijutsu Kenkyusho:Kk | 摺動装置、メカニカルシール、回転装置、ポンプ及び補助人工心臓システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61127664A (ja) | 1986-06-14 |
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