JPH0383860A - 炭素機械用部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は炭素製品の製造方法に関し、さらに詳しくハ、
メカニカルシール、軸受、ピストンリング、ベーン、ガ
イドなどに用いられる炭素機械用部品の製造方法に関す
る。

（従来の技術） 近年輸送や作業の高速化に伴い、化学工業などにおいて
用いられるメカニカルシール、各種製造業で使用されて
いる軸受、ベーン、ガイド、ピストンリングなどの炭素
機械部品の使用条件が苛酷になってきている。そこでこ
れらの条件に対応するため、炭素材料の高ち密化・高硬
度化・高強度化を行い、耐摩耗性及び限界ＰＶ値の向上
がはかられている。たとえば特開昭５４−１５７７９１
号公報にはメン７エーズビツチを用いる方法力。

あるいは特開平１−６５３２６号公報には炭素材料中の
平均気孔径を微細化し樹脂を含浸する方法が提案されて
いる。さらに９％公昭６０−１３９６３号公報にはメソ
カーボンマイクロビーズを造粒する方法が、響開昭５９
−１８４７１５号公報には炭素材製造原料を造粒し炭素
製品を製造する方法が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） これらの方法は、炭素材料を提供する方法としては優れ
た方法であるが９機械加工によう多数の機械用部品を製
造するに際して加工時間が長くなり、切削工具がすぐ消
耗するという問題を含んでいる。特に、材料自体の硬度
が高くなった焼成品の加工では、この問題が製造原価を
大きく押し上げていた。一方、切削代を少なくするため
炭素原料粉を造粒し、連続的に製品形状の成形体を作る
方法においては、原料中に含１れる粘着成分のために成
形中に金型表面に付着物が生成し、成形が中断されると
−う問題が発生した。

本発明は、上記した問題を解消する炭素機械用部品の製
造方法を提供することを目的とする。

（１１題を解決するための手段） 本発明は、自己焼結性のある炭素材料製造用原料粉を造
粒後、成形。焼成あるいはさらに黒鉛化する炭素材料の
製造方法において、最大の熱分解速度を示す温度が４７
０℃以下の離型剤を造粒時に該炭素製造用原料に添加す
る炭素機械用部品（以下炭素部品と呼ぶ）の製造方法に
関する。

ここでいう自己焼結性のある炭素材料製造用原料粉とは
、原料骨材と結合材を配合し加熱混線した後粉砕したも
の。メンカーボンマイクロビーズ。

メンカーボンマイクロビーズ粉砕粉、またはこれらの混
合物などであって、これらを成形・焼成すれば炭素材料
を得ることができる粉体をいう。

ここでいう原料骨材とは、たとえばピッチコークス粉、
油煙、黒鉛粉などであう、結合材とは。

たとえばピッチ、タール、フェノール樹脂、フラン樹脂
などの有機材料であるが、ともに特定するものでは々い
。造粒は、成形時に原料粉を連続供給するために行うも
のである。造粒機としては。

噴霧乾燥機、ヘンシャルミキサ、パーティカルグラニユ
レータ、レディゲミキサ。双腕型ニーダなどがあるが、
得られる炭素部品の特性を考慮すれば噴霧乾燥機が好ま
しい。造粒時には、造粒粉にある程度の強度を持たせる
ために、造粒用の結合剤が必要になる。この結合剤とし
ては、たとえばカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）
、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ゼラチン、でんぷ
ん。

デキストリンなどがある。これらの結合剤と離型剤を加
えて造粒を行う。成形体を金型を使って連続成形する場
合は、炭素材料原料中に台筐れる粘着成分が金型に付着
するために離型剤の添加が必要となる。離型剤は、最大
の熱分解速度を示す温度が４７０℃以下であることが必
要である。ここでいう最大の熱分解速度を示す温度（以
下最大熱分解温度という）とは、離型剤を非酸化性雰囲
気中で６００＠Ｃ４で熱処理した時の重量減少を温度で
微分して求めた熱分解速度が、２００℃以上で最大にな
る温度である。２００℃以上と規定したのは、離型剤に
よっては成分が溶媒中に溶解筐たは分散されているもの
があう、この溶媒の蒸発が２００℃以下の温度で最大重
量減少速度を示すからである。最大熱分解温度が４７０
℃以下であることが必要なのは、この温度以上の離型剤
を添加すると、離型剤の熱分解温度がピッチ筐たはメン
フェーズピッチの熱分解温度と一致してし噴うために２
ｗ８成後の炭素材料の物理特性が低下するためである。

成形は、との造粒粉をたとえばメカニカルプレス、油圧
プレス、乾式ラバープレスなどの装置により連続的に行
う。得られる成形体は、非酸化性雰囲気中で焼成し、あ
るいはさらに必要に応じて黒鉛化処理を行う。

（実施例） 実施例１ 川崎製鉄社製メソフェーズピッチ粉１００ｉｉ部に、結
合剤と１−でＣＭ０３重量部、離型剤として最大熱分解
温度が４００℃のステアリン酸エマルジョン１重量部、
水２００を１部を加えてスラリーを調整した。このスラ
リーを噴霧乾燥機により造粒した。この造粒粉を用いて
、メカニカルプレスで寸法φ４５×φ１５Ｘ５（ｍｍ）
の成形体を３００個連続成形した。型付着は発生しなか
った。

この成形体を非酸化性雰囲気中１０００’Ｃで焼成し、
同２８００℃で黒鉛化処理をかとなった。この時の物理
特性値を第１表に示す。

比較例１ 川崎製鉄社製メソ７エーズビツチ粉１００．ｉ−３部に
、結合剤としてＣＭＣＺｉ量部、水２００重量部を加え
てスラリーを調整した。このスラリーを噴霧乾燥機によ
り造粒した。この造粒粉を用いて、メカニカルプレスで
寸法φ４５×φ１５×５（ｍ）の成形体を成形したが。

１ｏ・個で型付着が発生した。

実施例２ 自社製人造黒鉛粉ＤＫＢ６０重量部に川崎製鉄製中ピッ
チＰＫＥ４０重量部を加え加熱混練した。

この混線物を冷却後粉砕し、粉砕粉を得た。粉砕粉１０
０重量部に、結合剤としてＰＶＡ１重量部。

離型剤として熱分解温度が３６０’Ｃのへキストエマル
ジョンＴ７３０を１重量部、水２００重量部を加えてス
ラリーを！！ｌＩ整した。この造粒粉を用いて、メカニ
カルプレスで寸法φ４５×φ１５×５（ｍｍ）の成形体
を３００個連続成形した。型付着は発生しなかった。こ
の成形体を非酸化性雰囲気中１０００℃で焼成した。こ
の時の物理特性値を第１表に示す。

比較例２ 実施例２で用いた粉砕粉１００重量部に、結合剤として
ＰＶＡ１重量部、離型剤として熱分解温度が４８０℃の
セリダスト３７１５を０．５重量部。

水２００重量部を加えてスラリーを調整した。この造粒
粉を用いて、メカニカルプレスで寸法φ４５×φ１５Ｘ
５（ｍｍ）の成形体を３００個連続成形した。型付着は
発生しなかった。この成形体を非酸化性雰囲気中１００
０℃で焼成した。この時の物理特性値を第１表に示す。

実施例３ 結合剤としてＰＶＡ２：Ｉ［置部、離型剤として熱分解
温度が３６０℃のへキストエマルジョンＴ７３０を１重
量部、水２０重量部を加えて結合剤液をｖ４整した。実
施例２で用いた粉砕粉１００重量部をパーティカルグラ
ニユレータにいれ、結合剤液２２１Ｌ量部を添加して造
粒した。造粒粉は流動乾燥機によう乾燥した。この造粒
粉を用いて。

メカニカルプレスで寸法φ４５×φ１５　Ｘ　５　（ｍ
ｍ）の成形体を３００個連続成形した。型付着は発生し
なかった。この成形体を非酸化性雰囲気中１０００℃で
焼成した。この時の物理特性値を第１表に示す。

第１表から実施例のものばかさ密度及び硬度が大きく、
物理特性にかいても比較例のものより優れることがわか
る。

（発明の効果） 本発明によれば、製品形状の炭素機械用部品の連続的な
底形を成形粉の型付着がなく行えると共に。焼成又は黒
鉛化後の物理特性も優れたものが得られる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．自己焼結性のある炭素材料製造用原料粉を造粒後，
   成形，焼成あるいはさらに黒鉛化する炭素材料の製造方
   法において，最大の熱分解速度を示す温度が４７０℃以
   下の離型剤を造粒時に該炭素製造用原料に添加すること
   を特徴とする炭素機械用部品の製造方法。