JPH05117676A - 常圧焼結ＳｉＣセラミツクス摺動部材 - Google Patents
常圧焼結ＳｉＣセラミツクス摺動部材Info
- Publication number
- JPH05117676A JPH05117676A JP27989691A JP27989691A JPH05117676A JP H05117676 A JPH05117676 A JP H05117676A JP 27989691 A JP27989691 A JP 27989691A JP 27989691 A JP27989691 A JP 27989691A JP H05117676 A JPH05117676 A JP H05117676A
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- JP
- Japan
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- sintered sic
- base material
- solid lubricant
- metal powder
- cavity
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐食性、耐摩耗性、耐熱性にすぐれ、回転機
械等に使用できるＳｉＣ摺動材を提供する。 【構成】 常圧焼結ＳｉＣ２の表層部５に、ＳＵＳ３０
４などの金属粉末３を分散させて高温状態で化学反応さ
せて任意の大きさを有する微細な空洞部７を任意の分散
状態に形成し散在させたセラミックスの母材２を形成
し、該母材２の空洞部７に摺動特性に優れたステアリン
酸亜鉛などの固体潤滑材を含浸固着させて固体潤滑層６
を形成する。
械等に使用できるＳｉＣ摺動材を提供する。 【構成】 常圧焼結ＳｉＣ２の表層部５に、ＳＵＳ３０
４などの金属粉末３を分散させて高温状態で化学反応さ
せて任意の大きさを有する微細な空洞部７を任意の分散
状態に形成し散在させたセラミックスの母材２を形成
し、該母材２の空洞部７に摺動特性に優れたステアリン
酸亜鉛などの固体潤滑材を含浸固着させて固体潤滑層６
を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は回転機械等に使用さ
れ、耐食性、耐摩耗性、耐熱性にすぐれたＳｉＣ摺動材
に関するものである。
れ、耐食性、耐摩耗性、耐熱性にすぐれたＳｉＣ摺動材
に関するものである。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】近年セラミックス材料に
関する関心が高まり、セラミックスのもつ優れた耐摩耗
性、耐食性、断熱性などに着目して各種摺動材での応用
がなされている。しかしながら、その多くは油潤滑が豊
富な状態での使用であり、潤滑油を供給できない部分や
潤滑油を保持させることができない部分での使用はほと
んどなされていない。また、高温にさらされる部分では
潤滑しようとしても潤滑油の粘度が著しく低下し潤滑目
的を果たすことはできない。
関する関心が高まり、セラミックスのもつ優れた耐摩耗
性、耐食性、断熱性などに着目して各種摺動材での応用
がなされている。しかしながら、その多くは油潤滑が豊
富な状態での使用であり、潤滑油を供給できない部分や
潤滑油を保持させることができない部分での使用はほと
んどなされていない。また、高温にさらされる部分では
潤滑しようとしても潤滑油の粘度が著しく低下し潤滑目
的を果たすことはできない。
【０００３】このように油潤滑ができない場合には固体
潤滑に頼るほかないが二硫化モリブデンやテフロンなど
の固体潤滑材の単体では耐熱性、強度の面から多くの問
題を有している。そして、近年、油潤滑を行うことがで
きず、または高温にさらされる構造部材の需要が増加し
ており、耐摩耗性、耐熱性の優れたセラミックスの開発
が期待されている。
潤滑に頼るほかないが二硫化モリブデンやテフロンなど
の固体潤滑材の単体では耐熱性、強度の面から多くの問
題を有している。そして、近年、油潤滑を行うことがで
きず、または高温にさらされる構造部材の需要が増加し
ており、耐摩耗性、耐熱性の優れたセラミックスの開発
が期待されている。
【０００４】この発明は上記のような期待に応えるもの
であって、耐摩耗性、耐熱性の優れたセラミックスから
なる常圧焼結ＳｉＣセラミックス摺動部材を提供するこ
とを目的とする。
であって、耐摩耗性、耐熱性の優れたセラミックスから
なる常圧焼結ＳｉＣセラミックス摺動部材を提供するこ
とを目的とする。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】上記の目的を達成する
ためにこの発明は、常圧焼結ＳｉＣの表層部に、金属粉
末を分散させて高温状態で化学反応させて任意の大きさ
を有する微細な空洞を任意の分散状態に形成し散在させ
た空洞部を有するセラミックスの母材を形成し、該母材
の空洞部に摺動特性に優れた固体潤滑材を含浸固着させ
て固体潤滑層を形成したことを特徴とする常圧焼結Ｓｉ
Ｃセラミックス摺動材を構成したものである。
ためにこの発明は、常圧焼結ＳｉＣの表層部に、金属粉
末を分散させて高温状態で化学反応させて任意の大きさ
を有する微細な空洞を任意の分散状態に形成し散在させ
た空洞部を有するセラミックスの母材を形成し、該母材
の空洞部に摺動特性に優れた固体潤滑材を含浸固着させ
て固体潤滑層を形成したことを特徴とする常圧焼結Ｓｉ
Ｃセラミックス摺動材を構成したものである。
【０００６】また、前記金属粉末は平均粒径が３０μｍ
のＳＵＳ３０４であり、母材の表層部への投影面積が２
５％で均一に分散し、前記常圧焼結ＳｉＣの表層部にお
いて前記金属粉末を１２００℃で１２０分反応させた構
成を有している。
のＳＵＳ３０４であり、母材の表層部への投影面積が２
５％で均一に分散し、前記常圧焼結ＳｉＣの表層部にお
いて前記金属粉末を１２００℃で１２０分反応させた構
成を有している。
【０００７】さらに、前記母材の空洞部に含浸する固体
潤滑材は、ステアリン酸亜鉛、二硫化モリブデン、グラ
ファイトであり、前記母材の空洞部への固体潤滑材の含
浸方法は、金属粉末溶液の槽内に母材を浸漬して−７０
０ｍｍＨｇ以下の減圧状態において２２０℃に所定時間
保持し、その後、加圧して所定時間保持して含浸するよ
うにした構成を有している。
潤滑材は、ステアリン酸亜鉛、二硫化モリブデン、グラ
ファイトであり、前記母材の空洞部への固体潤滑材の含
浸方法は、金属粉末溶液の槽内に母材を浸漬して−７０
０ｍｍＨｇ以下の減圧状態において２２０℃に所定時間
保持し、その後、加圧して所定時間保持して含浸するよ
うにした構成を有している。
【０００８】
【作用】この発明は上記の手段を採用したことにより、
常圧焼結ＳｉＣの表層部に金属粉末で空洞部が形成さ
れ、この空洞部内に固体潤滑材を含浸固着され、表層部
に固体潤滑層を形成した常圧焼結ＳｉＣセラミックス摺
動材を得ることができるものである。
常圧焼結ＳｉＣの表層部に金属粉末で空洞部が形成さ
れ、この空洞部内に固体潤滑材を含浸固着され、表層部
に固体潤滑層を形成した常圧焼結ＳｉＣセラミックス摺
動材を得ることができるものである。
【０００９】
【実施例】以下、図面に示すこの発明の実施例について
説明する。
説明する。
【００１０】この発明による常圧焼結ＳｉＣはどのよう
な常圧焼結品であっても良く、焼結助剤の種類、量など
は問わない。また、空洞を形成させるための金属粉末の
種類は、ＳｉＣと反応しやすいＮｉ、Ｆｅ、Ｃｒなどの
単体、もしくは合金でよく、粉末の粒径は所望する空洞
の大きさにより選択するが、多くの場合、数μｍから１
００μｍの範囲で選択される。
な常圧焼結品であっても良く、焼結助剤の種類、量など
は問わない。また、空洞を形成させるための金属粉末の
種類は、ＳｉＣと反応しやすいＮｉ、Ｆｅ、Ｃｒなどの
単体、もしくは合金でよく、粉末の粒径は所望する空洞
の大きさにより選択するが、多くの場合、数μｍから１
００μｍの範囲で選択される。
【００１１】そして、粉末の分散濃度はこの発明による
常圧焼結ＳｉＣセラミックス摺動材のうち固体潤滑材を
どの割合にするかにより調整されるが、多くの場合は１
０〜１５％の範囲で選択される。
常圧焼結ＳｉＣセラミックス摺動材のうち固体潤滑材を
どの割合にするかにより調整されるが、多くの場合は１
０〜１５％の範囲で選択される。
【００１２】また、ＳｉＣは反応させる温度時間は使用
した金属の種類、粒径により最小量は決定されるが、最
小量より多く設定しておけば問題ない。なぜならば、反
応に寄与する金属量が枯渇し、反応は一定以上は進まな
いためであり、上述した金属の種類であれば、１２００
℃、１２０分で充分である。
した金属の種類、粒径により最小量は決定されるが、最
小量より多く設定しておけば問題ない。なぜならば、反
応に寄与する金属量が枯渇し、反応は一定以上は進まな
いためであり、上述した金属の種類であれば、１２００
℃、１２０分で充分である。
【００１３】なお、前記空洞部７に含浸（充填）される
固体潤滑材４として、ステアリン酸亜鉛、二硫化モリブ
デン、グラファイトなどが挙げられる。
固体潤滑材４として、ステアリン酸亜鉛、二硫化モリブ
デン、グラファイトなどが挙げられる。
【００１４】〔試験例〕図１に示すように、母材となる
常圧焼結ＳｉＣ２の表層部５に平均粒径３０μｍの金属
粉末３であるＳＵＳ３０４粉末を表層部への投影面積に
して２５％になるように均一に分散させた。
常圧焼結ＳｉＣ２の表層部５に平均粒径３０μｍの金属
粉末３であるＳＵＳ３０４粉末を表層部への投影面積に
して２５％になるように均一に分散させた。
【００１５】Ａｒ雰囲気中に１２００℃、９０分保持し
て接触部のＳｉＣと反応させ、冷却後反応生成物を塩酸
で完全に取り除き多数の空洞を有する空洞部７を形成し
た（図２参照）。
て接触部のＳｉＣと反応させ、冷却後反応生成物を塩酸
で完全に取り除き多数の空洞を有する空洞部７を形成し
た（図２参照）。
【００１６】これにより、空洞部７を平均径が３５ｍｍ
で、深さが２７ｍｍの空洞で形成することができ、空洞
部７の各空洞内に固体潤滑材４であるステアリン酸亜鉛
を圧入方法で含浸させた。
で、深さが２７ｍｍの空洞で形成することができ、空洞
部７の各空洞内に固体潤滑材４であるステアリン酸亜鉛
を圧入方法で含浸させた。
【００１７】すなわち、含浸槽のステアリン酸亜鉛溶液
および試料のＳｉＣの温度を２２０℃で保持しておき、
槽全体を−７００ｍｍＨｇ以下に減圧した状態で試料で
ある母材を溶液の中に漬ける。
および試料のＳｉＣの温度を２２０℃で保持しておき、
槽全体を−７００ｍｍＨｇ以下に減圧した状態で試料で
ある母材を溶液の中に漬ける。
【００１８】その後２分間保持し、０．５ｋｇ／ｃｍ2
に加圧し２分間保持後に含浸液を抜き、これにより母材
の表層部５に固体潤滑層６を形成した（図３参照）。
に加圧し２分間保持後に含浸液を抜き、これにより母材
の表層部５に固体潤滑層６を形成した（図３参照）。
【００１９】上記のようにして形成した常圧焼結ＳｉＣ
セラミックス摺動材どうしをピンオンディスク摩擦試験
機で速度０．２ｍ／ｓ、荷重２０ｋｇ／ｃｍ2、無潤滑
の条件にて試験を行った。この時の、比較例として試験
した常圧焼結ＳｉＣの摩擦係数０．２に対して、ステア
リン酸亜鉛を面積で２５％含浸させたＳｉＣでは０．０
８となり大幅に潤滑性が向上した。
セラミックス摺動材どうしをピンオンディスク摩擦試験
機で速度０．２ｍ／ｓ、荷重２０ｋｇ／ｃｍ2、無潤滑
の条件にて試験を行った。この時の、比較例として試験
した常圧焼結ＳｉＣの摩擦係数０．２に対して、ステア
リン酸亜鉛を面積で２５％含浸させたＳｉＣでは０．０
８となり大幅に潤滑性が向上した。
【００２０】これにより潤滑油を供給することなく自己
潤滑性に優れ、かつ、耐食性、耐熱性を有する摺動材を
得ることができた。
潤滑性に優れ、かつ、耐食性、耐熱性を有する摺動材を
得ることができた。
【００２１】
【発明の効果】この発明は前記のように構成したことに
より、耐食性、耐摩耗性、耐熱性の優れたセラミックス
からなる摺動部材を得ることができ、しかも、事故潤滑
性を有しているので、潤滑油を供給することなく長期に
渡って使用することができるという効果を有している。
より、耐食性、耐摩耗性、耐熱性の優れたセラミックス
からなる摺動部材を得ることができ、しかも、事故潤滑
性を有しているので、潤滑油を供給することなく長期に
渡って使用することができるという効果を有している。
【図１】この発明による常圧焼結ＳｉＣセラミックス摺
動材の製造過程を示し、母材である常圧焼結ＳｉＣの表
層部に金属粉末の分散した状態を示す概略図である。
動材の製造過程を示し、母材である常圧焼結ＳｉＣの表
層部に金属粉末の分散した状態を示す概略図である。
【図２】母材である常圧焼結ＳｉＣの表層部に空洞部を
形成した状態を示す概略図である。
形成した状態を示す概略図である。
【図３】この発明による常圧焼結ＳｉＣセラミックス摺
動材を示し、母材である常圧焼結ＳｉＣの表層部に形成
した空洞部内に固体潤滑材を充填した状態を示す概略図
である。
動材を示し、母材である常圧焼結ＳｉＣの表層部に形成
した空洞部内に固体潤滑材を充填した状態を示す概略図
である。
１……常圧焼結ＳｉＣセラミックス摺動材 ２……常圧焼結セラミックス（母材） ３……金属粉末（ＳＵＳ３０４粉末） ４……固体潤滑材（ステアリン酸亜鉛） ５……表層部 ６……固体潤滑槽 ７……空洞部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｍ 105:24 103:04） Ｃ１０Ｎ 10:04 10:12 10:16 20:06 Ｚ 8217−4Ｈ 30:06 30:08 30:12 40:02 50:08 70:00
Claims (5)
- 【請求項１】 常圧焼結ＳｉＣの表層部に、金属粉末を
分散させて高温状態で化学反応させて任意の大きさを有
する微細な空洞を任意の分散状態に形成し散在させた空
洞部を有するセラミックスの母材を形成し、該母材の空
洞部に摺動特性に優れた固体潤滑材を含浸固着させて固
体潤滑層を形成したことを特徴とする常圧焼結ＳｉＣセ
ラミックス摺動材。 - 【請求項２】 前記金属粉末は平均粒径が３０μｍのＳ
ＵＳ３０４であり、母材の表層部への投影面積が２５％
で均一に分散してある請求項１記載の常圧焼結ＳｉＣセ
ラミックス摺動材。 - 【請求項３】 前記常圧焼結ＳｉＣの表層部において前
記金属粉末を１２００℃で１２０分反応させた請求項
１、２記載の常圧焼結ＳｉＣセラミックス摺動材。 - 【請求項４】 前記母材の空洞部に含浸する固体潤滑材
は、ステアリン酸亜鉛、二硫化モリブデン、グラファイ
トである請求項１記載の常圧焼結ＳｉＣセラミックス摺
動材。 - 【請求項５】 前記母材の空洞部への固体潤滑材の含浸
方法は、金属粉末溶液の槽内に母材を浸漬して−７００
ｍｍＨｇ以下の減圧状態において２２０℃に所定時間保
持し、その後、加圧して所定時間保持して含浸するよう
にした請求項１記載の常圧焼結ＳｉＣセラミックス摺動
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27989691A JPH05117676A (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 常圧焼結ＳｉＣセラミツクス摺動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27989691A JPH05117676A (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 常圧焼結ＳｉＣセラミツクス摺動部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05117676A true JPH05117676A (ja) | 1993-05-14 |
Family
ID=17617438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27989691A Pending JPH05117676A (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | 常圧焼結ＳｉＣセラミツクス摺動部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05117676A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003526001A (ja) * | 2000-03-06 | 2003-09-02 | イエダ・リサーチ・アンド・デベロツプメント・カンパニー・リミテツド | 複合金属マトリックス中の固体潤滑剤としての中空フラーレン状ナノ粒子 |
| JP2013526684A (ja) * | 2010-05-11 | 2013-06-24 | フィッシャー コントロールズ インターナショナル リミテッド ライアビリティー カンパニー | 調整潤滑表面を有する弁茎 |
-
1991
- 1991-10-25 JP JP27989691A patent/JPH05117676A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003526001A (ja) * | 2000-03-06 | 2003-09-02 | イエダ・リサーチ・アンド・デベロツプメント・カンパニー・リミテツド | 複合金属マトリックス中の固体潤滑剤としての中空フラーレン状ナノ粒子 |
| JP2013526684A (ja) * | 2010-05-11 | 2013-06-24 | フィッシャー コントロールズ インターナショナル リミテッド ライアビリティー カンパニー | 調整潤滑表面を有する弁茎 |
| US9255650B2 (en) | 2010-05-11 | 2016-02-09 | Fisher Controls International, Llc | Movable valve apparatus having conditioned lubricating surfaces |
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