JPH04272996A - 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

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JPH04272996A
JPH04272996A JP5578891A JP5578891A JPH04272996A JP H04272996 A JPH04272996 A JP H04272996A JP 5578891 A JP5578891 A JP 5578891A JP 5578891 A JP5578891 A JP 5578891A JP H04272996 A JPH04272996 A JP H04272996A
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sic
sliding material
sliding
ion implantation
ion
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JP5578891A
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Yoshihiro Tejima
芳博 手嶋
Akira Kani
明 可児
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Eagle Industry Co Ltd
Original Assignee
Eagle Industry Co Ltd
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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】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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、このイ
オン注入部は窒素、アルゴン等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て、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、また、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、アルゴン等のイオン
を所定の加速電圧で注入してイオン注入部とし、このイ
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。
【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。
【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。
【0011】このイオン注入部3は、窒素、アルゴン等
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。
【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0.5μ
m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。
【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。
【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、アルゴン等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16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。
【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。
【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
【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。
【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。
【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
【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、アルゴン等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26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。
【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。
【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
【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。
【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。
【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
【図面の簡単な説明】
【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。
【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
【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
【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
【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
【符号の説明】
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

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、アルゴン等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。
  2. 【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Si
    C系摺動材。
  3. 【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、アルゴン等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系摺動材の
    製造方法。
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