JPH05148058A - メカニカルシール用の、特に炭化ケイ素で造られた多孔性域を含有する焼結体及びかかる焼結体を含むシール - Google Patents
メカニカルシール用の、特に炭化ケイ素で造られた多孔性域を含有する焼結体及びかかる焼結体を含むシールInfo
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- JPH05148058A JPH05148058A JP4070023A JP7002392A JPH05148058A JP H05148058 A JPH05148058 A JP H05148058A JP 4070023 A JP4070023 A JP 4070023A JP 7002392 A JP7002392 A JP 7002392A JP H05148058 A JPH05148058 A JP H05148058A
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/043—Sliding surface consisting mainly of ceramics, cermets or hard carbon, e.g. diamond like carbon [DLC]
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 メカニカルシールにおける摩擦部として用い
ることができる、特に炭化ケイ素で造られる焼結体を提
供する。 【構成】 多孔性第１セラミック材料から成る第１域及
び非多孔性第２セラミック材料から成る第２域を含むこ
とを特徴とする焼結体。
ることができる、特に炭化ケイ素で造られる焼結体を提
供する。 【構成】 多孔性第１セラミック材料から成る第１域及
び非多孔性第２セラミック材料から成る第２域を含むこ
とを特徴とする焼結体。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はメカニカルシール用の、
特に炭化ケイ素で造られる多孔性域を含有する焼結体及
びかかる焼結体を含むシールに関する。
特に炭化ケイ素で造られる多孔性域を含有する焼結体及
びかかる焼結体を含むシールに関する。
【０００２】
【従来技術】メカニカルシールは、例えば車のエンジン
に付いたポンプの回転シャフトについてガスケットを生
じるために、２つのリングを一方の上に他方を滑らせて
成るよく知られたアセンブリーである。セラミック材料
で造ったリング、例えば一方のリングについて焼結炭化
ケイ素及びカウンターリングについて炭素ベースの材
料、特にグラファイトを組合わせて造ったリングは、こ
れらのシール用に益々用いられている。多孔性セラミッ
ク材料のこれらのシールを用いることが最近推奨される
ようになった。しかし、これらの材料内に細孔が存在す
ることはそれらの機械的強度及び熱伝導性の減少を起こ
させるもとである。発明の主目的は、摩擦下、特にメカ
ニカルシールにおいて使用することができ、並びに多孔
性材料に比べて向上した機械的強度及び熱伝導性を有す
るセラミック材料を開発するにある。発明の別の目的
は、向上した機械的強度及び向上した熱伝導性を有しな
がら、カウンターリングにおける摩耗を、極めて特には
速い回転速度において、減少させる材料を提供するにあ
る。
に付いたポンプの回転シャフトについてガスケットを生
じるために、２つのリングを一方の上に他方を滑らせて
成るよく知られたアセンブリーである。セラミック材料
で造ったリング、例えば一方のリングについて焼結炭化
ケイ素及びカウンターリングについて炭素ベースの材
料、特にグラファイトを組合わせて造ったリングは、こ
れらのシール用に益々用いられている。多孔性セラミッ
ク材料のこれらのシールを用いることが最近推奨される
ようになった。しかし、これらの材料内に細孔が存在す
ることはそれらの機械的強度及び熱伝導性の減少を起こ
させるもとである。発明の主目的は、摩擦下、特にメカ
ニカルシールにおいて使用することができ、並びに多孔
性材料に比べて向上した機械的強度及び熱伝導性を有す
るセラミック材料を開発するにある。発明の別の目的
は、向上した機械的強度及び向上した熱伝導性を有しな
がら、カウンターリングにおける摩耗を、極めて特には
速い回転速度において、減少させる材料を提供するにあ
る。
【０００３】
【課題を解決するための手段】この目的のために、発明
に従う焼結体は多孔性の第１セラミック材料から成る第
１域及び非多孔性の第２セラミック材料から成る第２域
を含むことを特徴とする。発明に従う焼結体は破壊応力
に表わされる高い機械的強度を有し、これは多孔性材料
の２倍程度になることができる。その上、発明の焼結体
を用いて、長期の試験（１，０００時間）の後でかつ速
い回転速度（６，０００回転／分より大きい）について
シールの極めて良好な耐漏えい性を確立することが可能
であった。発明の他の特徴及び詳細は、添付図面を参照
しての下記の説明を読めば、一層明らかになるものと思
う。
に従う焼結体は多孔性の第１セラミック材料から成る第
１域及び非多孔性の第２セラミック材料から成る第２域
を含むことを特徴とする。発明に従う焼結体は破壊応力
に表わされる高い機械的強度を有し、これは多孔性材料
の２倍程度になることができる。その上、発明の焼結体
を用いて、長期の試験（１，０００時間）の後でかつ速
い回転速度（６，０００回転／分より大きい）について
シールの極めて良好な耐漏えい性を確立することが可能
であった。発明の他の特徴及び詳細は、添付図面を参照
しての下記の説明を読めば、一層明らかになるものと思
う。
【０００４】初めに、前述したセラミック材料の性質に
関し、第１域を形成する第１材料と第２域を形成する第
２材料とは、同じでも或は異なってもよい。異なる材料
を用いるならば、これらの材料は適合し得る焼結条件に
従うのが好ましい。発明の特定の実施態様に従えば、第
１域及び第２域について、同じ材料を用いる。種々のタ
イプのセラミックを用いてよい。アルミナ、酸化ジルコ
ニウム、アルミナ／酸化ジルコニウム、窒化アルミニウ
ム（ＡｌＮ）及び炭化ホウ素Ｂ4 Ｃをベースにした材料
を挙げることができる。しかし、発明の好ましい実施態
様に従えば、窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）及び炭化ケイ素
（ＳｉＣ）を挙げることができる。用いることができる
炭化ケイ素はα−ＳｉＣ或はβ−ＳｉＣもしくはこれら
２つのポリタイプを任意の割合で組合わせたものであ
る。域の各々のセラミック材料は、また、通常の良く知
られた焼結添加剤、例えばＳｉＣについて炭素、ホウ素
或はアルミニウム、Ｓｉ3 Ｎ4 について酸化イットリウ
ム、スピネル及びアルミナ、ＡｌＮについて酸化イット
リウム、もしくはまた酸化ジルコニウムについて安定
剤、例えば酸化イットリウム、酸化マグネシウム、酸化
カルシウム或は酸化セリウムをすべて含有してもよい。
関し、第１域を形成する第１材料と第２域を形成する第
２材料とは、同じでも或は異なってもよい。異なる材料
を用いるならば、これらの材料は適合し得る焼結条件に
従うのが好ましい。発明の特定の実施態様に従えば、第
１域及び第２域について、同じ材料を用いる。種々のタ
イプのセラミックを用いてよい。アルミナ、酸化ジルコ
ニウム、アルミナ／酸化ジルコニウム、窒化アルミニウ
ム（ＡｌＮ）及び炭化ホウ素Ｂ4 Ｃをベースにした材料
を挙げることができる。しかし、発明の好ましい実施態
様に従えば、窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）及び炭化ケイ素
（ＳｉＣ）を挙げることができる。用いることができる
炭化ケイ素はα−ＳｉＣ或はβ−ＳｉＣもしくはこれら
２つのポリタイプを任意の割合で組合わせたものであ
る。域の各々のセラミック材料は、また、通常の良く知
られた焼結添加剤、例えばＳｉＣについて炭素、ホウ素
或はアルミニウム、Ｓｉ3 Ｎ4 について酸化イットリウ
ム、スピネル及びアルミナ、ＡｌＮについて酸化イット
リウム、もしくはまた酸化ジルコニウムについて安定
剤、例えば酸化イットリウム、酸化マグネシウム、酸化
カルシウム或は酸化セリウムをすべて含有してもよい。
【０００５】発明は、また、前述した材料が複合タイプ
になることができる、すなわちいくつかの相をベースに
した、特に遊離炭素、特にグラファイトの形態の炭素及
び／又は窒化ホウ素をベースにした焼結体にも適用す
る。すなわち、ＳｉＣ／Ｃ、Ｓｉ3 Ｎ4 ／ＢＮ、ＡｌＮ
／ＢＮ及びＡｌ2 Ｏ3 ／ＢＮ複合材料を挙げることがで
きる。特に、ＳｉＣをベースにし、遊離炭素を４８重量
％まで、特には２０％まで、一層特には１０％まで含有
する複合材料をもくろむことが可能であり、この炭素は
無定形炭素／グラファイト炭素を任意の割合で混合した
形態にすることができる。グラファイトを含有する複合
タイプ体かつまた窒化ホウ素を含有する複合タイプ体
は、摩擦係数を減少させる結果として向上した潤滑剤特
性を保有するので、特に有用である。最後に、発明の範
囲内で用いるセラミック材料は粒径０．５〜５００μｍ
を有するのが普通であり、０．５〜２０μｍを有するの
が好ましい。
になることができる、すなわちいくつかの相をベースに
した、特に遊離炭素、特にグラファイトの形態の炭素及
び／又は窒化ホウ素をベースにした焼結体にも適用す
る。すなわち、ＳｉＣ／Ｃ、Ｓｉ3 Ｎ4 ／ＢＮ、ＡｌＮ
／ＢＮ及びＡｌ2 Ｏ3 ／ＢＮ複合材料を挙げることがで
きる。特に、ＳｉＣをベースにし、遊離炭素を４８重量
％まで、特には２０％まで、一層特には１０％まで含有
する複合材料をもくろむことが可能であり、この炭素は
無定形炭素／グラファイト炭素を任意の割合で混合した
形態にすることができる。グラファイトを含有する複合
タイプ体かつまた窒化ホウ素を含有する複合タイプ体
は、摩擦係数を減少させる結果として向上した潤滑剤特
性を保有するので、特に有用である。最後に、発明の範
囲内で用いるセラミック材料は粒径０．５〜５００μｍ
を有するのが普通であり、０．５〜２０μｍを有するの
が好ましい。
【０００６】発明の本質的な特徴に従えば、焼結体は多
孔性の第１部或は域及び多孔性を持たない別の部或は第
２域を含有する。好ましい実施態様に従えば、この多孔
性の第１部は第２域の表面上に表面域を含む。多孔性域
は厚さ、好ましくは少なくとも２０μｍ、一層特には少
なくとも５０μｍ、特に１００〜１，０００μｍを有す
る。別の重要な特性は第１域の材料の全多孔度である。
この多孔度は、焼結体が、また、多孔性部が支持される
非多孔性部を含有する程度までに、極めて重要になり得
る。しかし、この多孔度は５０％を越えないのが好まし
く、一層特には多くて１８％であり、最大の耐漏えい性
が得られるのはこの場合である。他方、この多孔度は少
なくとも４％である。
孔性の第１部或は域及び多孔性を持たない別の部或は第
２域を含有する。好ましい実施態様に従えば、この多孔
性の第１部は第２域の表面上に表面域を含む。多孔性域
は厚さ、好ましくは少なくとも２０μｍ、一層特には少
なくとも５０μｍ、特に１００〜１，０００μｍを有す
る。別の重要な特性は第１域の材料の全多孔度である。
この多孔度は、焼結体が、また、多孔性部が支持される
非多孔性部を含有する程度までに、極めて重要になり得
る。しかし、この多孔度は５０％を越えないのが好まし
く、一層特には多くて１８％であり、最大の耐漏えい性
が得られるのはこの場合である。他方、この多孔度は少
なくとも４％である。
【０００７】全多孔度は、連続（ｏｐｅｎ）細孔及び独
立（ｃｌｏｓｅｄ）細孔を考慮に入れることにより得ら
れるものであると了解される。複合材料の特定の場合、
％で表わすこの多孔度（Ｐ）は下記式（化１）により与
えられる：
立（ｃｌｏｓｅｄ）細孔を考慮に入れることにより得ら
れるものであると了解される。複合材料の特定の場合、
％で表わすこの多孔度（Ｐ）は下記式（化１）により与
えられる：
【０００８】
【化１】 式において、ｄ1 は複合材料の主たる相（例えばＳｉＣ
或はＳｉ3 Ｎ4 ）の密度であり、ｄ2 は複合材料の従た
る相（例えばＣ或はＢＮ）の密度であり、ｄは体の見掛
け密度であり、ｘは体に存在する従たる相の質量パーセ
ンテイジである。ＳｉＣ／Ｃ複合材料の特定の場合、こ
の式は下記の化２になる：
或はＳｉ3 Ｎ4 ）の密度であり、ｄ2 は複合材料の従た
る相（例えばＣ或はＢＮ）の密度であり、ｄは体の見掛
け密度であり、ｘは体に存在する従たる相の質量パーセ
ンテイジである。ＳｉＣ／Ｃ複合材料の特定の場合、こ
の式は下記の化２になる：
【０００９】
【化２】 式において、ｄは前に規定した通りであり、ｘは材料に
含有される遊離炭素の質量パーセンテイジであり、２．
２５は遊離炭素の密度であり、３．２１は炭化ケイ素の
密度である。
含有される遊離炭素の質量パーセンテイジであり、２．
２５は遊離炭素の密度であり、３．２１は炭化ケイ素の
密度である。
【００１０】その上、焼結体の第１域を形成する多孔質
材料は、平均直径が広い範囲で変わり得る、通常１０〜
５００μｍの範囲の細孔を有し得る。この平均直径は、
走査電子顕微鏡下で調べることにより求めた値をベース
にして得られるものである。発明に従う体の細孔は球形
或は球に近い形状を有する。この形状は、体の完全な耐
漏えい性を確実にしながら、高い多孔度を得ることを可
能にする。他方、これらの細孔は本質的に独立した細孔
である。その上、非多孔性の第２域を構成する材料に関
し、該材料はできるだけ大きい密度を有するのが好まし
い。材料の全多孔度は４％より小さいのが好ましい。最
後に、発明の体の一つの特徴は、２つの域の間に、極め
て特にはこれら２つの域が同じ材料からなる場合に、完
全な連続が存在することにある。すなわち、域の間にク
ラックが完全に無いのを観察することが可能であり、域
の間に不連続を認めることができない。これは、図２の
写真に明瞭に示されている。
材料は、平均直径が広い範囲で変わり得る、通常１０〜
５００μｍの範囲の細孔を有し得る。この平均直径は、
走査電子顕微鏡下で調べることにより求めた値をベース
にして得られるものである。発明に従う体の細孔は球形
或は球に近い形状を有する。この形状は、体の完全な耐
漏えい性を確実にしながら、高い多孔度を得ることを可
能にする。他方、これらの細孔は本質的に独立した細孔
である。その上、非多孔性の第２域を構成する材料に関
し、該材料はできるだけ大きい密度を有するのが好まし
い。材料の全多孔度は４％より小さいのが好ましい。最
後に、発明の体の一つの特徴は、２つの域の間に、極め
て特にはこれら２つの域が同じ材料からなる場合に、完
全な連続が存在することにある。すなわち、域の間にク
ラックが完全に無いのを観察することが可能であり、域
の間に不連続を認めることができない。これは、図２の
写真に明瞭に示されている。
【００１１】一層具体的な実施態様を説明する。これら
の実施態様は上述した種々のタイプの材料に適用し得る
ことに留意すべきであるが、好ましい変法に従えば、使
用する材料はＳｉＣである。発明の焼結体の特定の実施
態様に従えば、第１材料は平均細孔直径４０〜２００μ
ｍを有する。平均細孔直径が４０μｍより小さい場合、
少なくともメカニカルシールのカウンターリング上に、
特にカウンターリングがグラファイトで造られる場合
に、一層大きい摩耗が観測されるのが観察された。加え
て、焼結体の第１域の機械的強度が最適になるのは平均
直径が２００μｍより小さい場合である。また、平均細
孔直径少なくとも５０μｍ、一層特には少なくとも６０
μｍを有するのが有利になり得る。すなわち、発明の種
々の変法に従えば、平均細孔直径５０〜２００μｍ、一
層特には６０〜２００μｍを有する焼結体をもくろむこ
とが可能である。
の実施態様は上述した種々のタイプの材料に適用し得る
ことに留意すべきであるが、好ましい変法に従えば、使
用する材料はＳｉＣである。発明の焼結体の特定の実施
態様に従えば、第１材料は平均細孔直径４０〜２００μ
ｍを有する。平均細孔直径が４０μｍより小さい場合、
少なくともメカニカルシールのカウンターリング上に、
特にカウンターリングがグラファイトで造られる場合
に、一層大きい摩耗が観測されるのが観察された。加え
て、焼結体の第１域の機械的強度が最適になるのは平均
直径が２００μｍより小さい場合である。また、平均細
孔直径少なくとも５０μｍ、一層特には少なくとも６０
μｍを有するのが有利になり得る。すなわち、発明の種
々の変法に従えば、平均細孔直径５０〜２００μｍ、一
層特には６０〜２００μｍを有する焼結体をもくろむこ
とが可能である。
【００１２】発明の焼結体の別の更に一層特定の実施態
様に従えば、材料は細孔直径最大値１５０μｍ、一層特
には４０〜１５０μｍの範囲内にある値を有し得る。細
孔直径５０〜１５０μｍ、一層特には６０〜１５０μ
ｍ、更に一層特には６０〜１００μｍを有するのが有利
になり得る。最後に、多孔度は上述した５０〜４％の範
囲内にするのがよいが、第１材料は多孔度４〜１８％、
特には５〜１５％、一層特には８〜１５％を有するのが
好ましい。
様に従えば、材料は細孔直径最大値１５０μｍ、一層特
には４０〜１５０μｍの範囲内にある値を有し得る。細
孔直径５０〜１５０μｍ、一層特には６０〜１５０μ
ｍ、更に一層特には６０〜１００μｍを有するのが有利
になり得る。最後に、多孔度は上述した５０〜４％の範
囲内にするのがよいが、第１材料は多孔度４〜１８％、
特には５〜１５％、一層特には８〜１５％を有するのが
好ましい。
【００１３】発明に従う焼結体の製造方法を、今説明す
る。多孔性域についての材料に関し、該材料は、細孔形
成剤を微小球或はグラニュールの形態で焼結材料を製造
する意図の生成物の混合物に加えることを含む方法によ
り得ることができる。細孔形成剤はいくつかの方法で用
いることができる。例えば、ボールミルにおいて、出発
セラミック材料、焼結用添加剤及びバインダーを水或は
有機溶媒に溶解したものをベースにしたスリップを形成
することが可能である。次いで、このスリップに細孔形
成剤を攪拌しながら加える。最後に、生成物を吹きつけ
て乾燥させる。
る。多孔性域についての材料に関し、該材料は、細孔形
成剤を微小球或はグラニュールの形態で焼結材料を製造
する意図の生成物の混合物に加えることを含む方法によ
り得ることができる。細孔形成剤はいくつかの方法で用
いることができる。例えば、ボールミルにおいて、出発
セラミック材料、焼結用添加剤及びバインダーを水或は
有機溶媒に溶解したものをベースにしたスリップを形成
することが可能である。次いで、このスリップに細孔形
成剤を攪拌しながら加える。最後に、生成物を吹きつけ
て乾燥させる。
【００１４】別の手順は、細孔形成剤を用いない他は上
述したタイプのスリップを形成し、次いで乾燥すること
を含む。このようにして得られた乾燥生成物に、次いで
細孔形成剤を混合する。用いることができる細孔形成剤
はよく知られている。これらはポリマータイプの有機生
成物であるのが普通である。乳化重合から得られる生成
物を用いるのが好ましい。これらの生成物は、スリップ
組成物において用いる水或は有機溶媒に可溶性であって
はならなず、また、特に吹きつけることによる、乾燥熱
に耐えることができなければならない。挙げることがで
きる例はポリスチレン、ポリメタクリレートメチル、ポ
リアミドである。
述したタイプのスリップを形成し、次いで乾燥すること
を含む。このようにして得られた乾燥生成物に、次いで
細孔形成剤を混合する。用いることができる細孔形成剤
はよく知られている。これらはポリマータイプの有機生
成物であるのが普通である。乳化重合から得られる生成
物を用いるのが好ましい。これらの生成物は、スリップ
組成物において用いる水或は有機溶媒に可溶性であって
はならなず、また、特に吹きつけることによる、乾燥熱
に耐えることができなければならない。挙げることがで
きる例はポリスチレン、ポリメタクリレートメチル、ポ
リアミドである。
【００１５】稠密材料を、良く知られた方法で、上述し
たのと同じタイプのスリップを、明らかなことに細孔形
成剤を用いないで形成することにより造る。プロセスの
次の工程は造形することである。この造形は、上で得ら
れた乾燥生成物を均等或は一軸プレスすることにより行
うことができる。このプレス成形は、それ自体知られた
方法で行う。例えば、一軸プレス成形の場合、第１工程
で、プレス金型に細孔形成剤を含有する乾燥生成物の第
１層を充填し、次いで第２工程で、細孔形成剤の存在し
ない所定量の乾燥生成物をこの第１層の上に配置するこ
とが可能である。細孔形成剤を含有する第１スリップを
石膏型においてキャストし、次いで第２工程で、細孔形
成剤の無いスリップを同じ型においてキャストすること
により、別の造形方法を用いてもよい。造形した後に、
粗製部が得られ、この粗製部に、バインダー及び細孔形
成剤を除くため、かつＳｉＣの場合、焼結炭素添加剤の
プリカーサーを熱分解するために、知られている方法で
熱処理を施す。次いで部をそれ自体知られた方法で焼結
する。焼結温度は材料に依存し、１４００°〜２５００
℃が普通である。材料の性質に応じて、プロセスを減圧
下でもしくは窒素或は天然ガス下で行う。
たのと同じタイプのスリップを、明らかなことに細孔形
成剤を用いないで形成することにより造る。プロセスの
次の工程は造形することである。この造形は、上で得ら
れた乾燥生成物を均等或は一軸プレスすることにより行
うことができる。このプレス成形は、それ自体知られた
方法で行う。例えば、一軸プレス成形の場合、第１工程
で、プレス金型に細孔形成剤を含有する乾燥生成物の第
１層を充填し、次いで第２工程で、細孔形成剤の存在し
ない所定量の乾燥生成物をこの第１層の上に配置するこ
とが可能である。細孔形成剤を含有する第１スリップを
石膏型においてキャストし、次いで第２工程で、細孔形
成剤の無いスリップを同じ型においてキャストすること
により、別の造形方法を用いてもよい。造形した後に、
粗製部が得られ、この粗製部に、バインダー及び細孔形
成剤を除くため、かつＳｉＣの場合、焼結炭素添加剤の
プリカーサーを熱分解するために、知られている方法で
熱処理を施す。次いで部をそれ自体知られた方法で焼結
する。焼結温度は材料に依存し、１４００°〜２５００
℃が普通である。材料の性質に応じて、プロセスを減圧
下でもしくは窒素或は天然ガス下で行う。
【００１６】発明は、また固定リング及び回転リングを
含み、それらの内の少なくとも一方は上述した焼結体で
作られるメカニカルシールに関する。他のリングは、炭
素をベースにした材料から、特には樹脂含浸炭素から作
るのがよい。この材料は、また炭化ケイ素或は窒化ケイ
素から成ってもよく、これはまた焼結アルミナ体でもよ
い。これはまた金属タイプの材料、例えばカーボンスチ
ールでもよい。最後に、２つのリングが発明に従う焼結
体で作られるシールを使用することが可能である。発明
の焼結体は、またベアリングにおいて用いてもよい。発
明の焼結体を、メカニカルシールと異なる用途において
用いてよいのはもちろんである。すなわち、発明の焼結
体は、例えば該体で作られる或は一部が該体で作られる
少なくとも一つの摩擦部を含むストップ、ベアリング或
はスライドタイプの任意の摩擦系において用いることが
できる。これより、発明の焼結体を、例えばベアリング
及び下記の構成で用いることが可能である：焼結体ボア
−金属シャフト、焼結体ボア−焼結体シャフト、焼結体
或はグラファイトケーシングを有する焼結体ボア−金属
シャフト。例を今挙げる。
含み、それらの内の少なくとも一方は上述した焼結体で
作られるメカニカルシールに関する。他のリングは、炭
素をベースにした材料から、特には樹脂含浸炭素から作
るのがよい。この材料は、また炭化ケイ素或は窒化ケイ
素から成ってもよく、これはまた焼結アルミナ体でもよ
い。これはまた金属タイプの材料、例えばカーボンスチ
ールでもよい。最後に、２つのリングが発明に従う焼結
体で作られるシールを使用することが可能である。発明
の焼結体は、またベアリングにおいて用いてもよい。発
明の焼結体を、メカニカルシールと異なる用途において
用いてよいのはもちろんである。すなわち、発明の焼結
体は、例えば該体で作られる或は一部が該体で作られる
少なくとも一つの摩擦部を含むストップ、ベアリング或
はスライドタイプの任意の摩擦系において用いることが
できる。これより、発明の焼結体を、例えばベアリング
及び下記の構成で用いることが可能である：焼結体ボア
−金属シャフト、焼結体ボア−焼結体シャフト、焼結体
或はグラファイトケーシングを有する焼結体ボア−金属
シャフト。例を今挙げる。
【００１７】
【実施例】リングの調製 ホウ素１％、熱分解した後に炭素１．５％を供するフェ
ノール系樹脂及びポリエチレングリコール３％を含有す
る、水中に固形分６０％を有する第１スリップを形成す
る。この第１スリップは、細孔形成剤として、平均粒径
９０μｍを有するＰＬＥＸＩＧＵＭ Ｍ ９１４（ポリ
メチルメタクリレート）をＳｉＣに対して６重量％含有
する。細孔形成剤をスリップに攪拌しながら混合した。
細孔形成剤が無い他は第１スリップと同じ第２スリップ
を調製する。次いでスリップを別々に乾燥し、吹きつけ
て粒にする。細孔形成剤を含有する乾燥生成物の第１層
及び次いで細孔形成剤が存在しない乾燥生成物の第２層
をプレス金型に導入する。次いで粗製部を得るために、
プレス成形を１５００バールで行う。特に細孔形成剤の
除去及びフェノール系樹脂の熱分解を可能にする窒素下
６００℃までの熱処理をした後に、次いで部をアルゴン
下で２０７０℃において１時間焼結する。内直径１９ｍ
ｍ及び外直径２８ｍｍを有するリングが得られ、それの
全厚みは３．５ｍｍである。多孔性域は厚さ０．７８ｍ
ｍであり、それの全多孔度は１３％であり、細孔の平均
直径は１８μｍである。非多孔性域に関し、それを形成
する材料の全多孔度は２．５％である。
ノール系樹脂及びポリエチレングリコール３％を含有す
る、水中に固形分６０％を有する第１スリップを形成す
る。この第１スリップは、細孔形成剤として、平均粒径
９０μｍを有するＰＬＥＸＩＧＵＭ Ｍ ９１４（ポリ
メチルメタクリレート）をＳｉＣに対して６重量％含有
する。細孔形成剤をスリップに攪拌しながら混合した。
細孔形成剤が無い他は第１スリップと同じ第２スリップ
を調製する。次いでスリップを別々に乾燥し、吹きつけ
て粒にする。細孔形成剤を含有する乾燥生成物の第１層
及び次いで細孔形成剤が存在しない乾燥生成物の第２層
をプレス金型に導入する。次いで粗製部を得るために、
プレス成形を１５００バールで行う。特に細孔形成剤の
除去及びフェノール系樹脂の熱分解を可能にする窒素下
６００℃までの熱処理をした後に、次いで部をアルゴン
下で２０７０℃において１時間焼結する。内直径１９ｍ
ｍ及び外直径２８ｍｍを有するリングが得られ、それの
全厚みは３．５ｍｍである。多孔性域は厚さ０．７８ｍ
ｍであり、それの全多孔度は１３％であり、細孔の平均
直径は１８μｍである。非多孔性域に関し、それを形成
する材料の全多孔度は２．５％である。
【００１８】試験 リングを、メカニカルシールにおける回転スライドリン
グとして摩擦表面において運転した後に試験する。固定
スライドカウンターリングは炭素グラファイトで造られ
る。試験条件は下記の通りである： ・温度：１３０℃ ・流体：純不凍液 ・回転速度：６，７００回転／分 ・圧力：１バール ・試験時間：１，０００時間。 試験した後に、カウンターリング上の起伏を測定する。
これらは極めて小さい、すなわち高さは高くて０．１μ
ｍである。２０バールにおいて静的耐漏えい性試験をし
た後に、リングは耐漏えい性である。このことは、多孔
性が完全に独立していることを示す。３点機械的曲げ試
験もまた２５×５×３ｍｍの大きさの試験片に関して２
０℃において行う。試験片Ｅ1 は発明に従う焼結体から
成る。この体は、全多孔度１３％及び平均細孔直径８０
μｍを有する厚さ７００μｍの多孔性域を含む。試験片
Ｅ2 は完全に多孔性の焼結体から成り、それの特性は試
験片Ｅ1 の多孔性域について前述したものと同じであ
る。２つの体はリングの調製について説明したのと同様
な方法で調製した。細孔形成剤を含有するスリップだけ
を用いてＥ2 を製造したことが理解される。試験片Ｅ1
の場合、試験の間に押しつぶされた域は多孔性域であ
る。下記の結果（表１）が得られる：
グとして摩擦表面において運転した後に試験する。固定
スライドカウンターリングは炭素グラファイトで造られ
る。試験条件は下記の通りである： ・温度：１３０℃ ・流体：純不凍液 ・回転速度：６，７００回転／分 ・圧力：１バール ・試験時間：１，０００時間。 試験した後に、カウンターリング上の起伏を測定する。
これらは極めて小さい、すなわち高さは高くて０．１μ
ｍである。２０バールにおいて静的耐漏えい性試験をし
た後に、リングは耐漏えい性である。このことは、多孔
性が完全に独立していることを示す。３点機械的曲げ試
験もまた２５×５×３ｍｍの大きさの試験片に関して２
０℃において行う。試験片Ｅ1 は発明に従う焼結体から
成る。この体は、全多孔度１３％及び平均細孔直径８０
μｍを有する厚さ７００μｍの多孔性域を含む。試験片
Ｅ2 は完全に多孔性の焼結体から成り、それの特性は試
験片Ｅ1 の多孔性域について前述したものと同じであ
る。２つの体はリングの調製について説明したのと同様
な方法で調製した。細孔形成剤を含有するスリップだけ
を用いてＥ2 を製造したことが理解される。試験片Ｅ1
の場合、試験の間に押しつぶされた域は多孔性域であ
る。下記の結果（表１）が得られる：
【００１９】
【表１】
【図１】発明に従う焼結体の多孔性域のすべてを示す電
子顕微鏡で撮った写真であり、該体の多孔性域のすべて
を示す。
子顕微鏡で撮った写真であり、該体の多孔性域のすべて
を示す。
【図２】図１と同じタイプの写真であるが、多孔性域と
非多孔性域との間の界面における写真である。
非多孔性域との間の界面における写真である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年４月１５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
Claims (14)
- 【請求項１】 多孔性第１セラミック材料から成る第１
域及び非多孔性第２セラミック材料から成る第２域を含
むことを特徴とする焼結体。 - 【請求項２】 前記セラミック材料がアルミナ、酸化ジ
ルコニウム、アルミナ／酸化ジルコニウム、窒化アルミ
ニウム及び炭化ホウ素から選ぶ少なくとも一種の要素を
ベースとすることを特徴とする請求項１の焼結体。 - 【請求項３】 前記セラミック材料が炭化ケイ素及び窒
化ケイ素から選ぶ少なくとも一種の要素をベースとする
ことを特徴とする請求項１の焼結体。 - 【請求項４】 前記セラミック材料が、また炭素、特に
グラファイト及び／又は窒化ホウ素をベースとすること
を特徴とする請求項２又は３の焼結体。 - 【請求項５】 前記第１及び第２材料が同じであること
を特徴とする先の請求項の一の焼結体。 - 【請求項６】 前記第１域が表面域であることを特徴と
する先の請求項の一の焼結体。 - 【請求項７】 前記第１域が厚さ少なくとも２０μｍ、
一層特には少なくとも５０μｍ、特に１００〜１，００
０μｍを有することを特徴とする先の請求項の一の焼結
体。 - 【請求項８】 第１セラミック材料が全多孔度を多くて
５０％、一層特には多くて１８％有することを特徴とす
る先の請求項の一の焼結体。 - 【請求項９】 第１セラミック材料が平均直径１０〜５
００μｍを有する細孔を有することを特徴とする先の請
求項の一の焼結体。 - 【請求項１０】 第１材料が平均直径４０〜２００μｍ
を有する細孔を有することを特徴とする先の請求項の一
の焼結体。 - 【請求項１１】 第１材料が平均細孔直径５０〜２００
μｍ、一層特には６０〜１５０μｍを有することを特徴
とする請求項１０の焼結体。 - 【請求項１２】 第１材料が多孔度４〜１８％、特には
５〜１５％、一層特には８〜１５％を有することを特徴
とする請求項１０又は１１の焼結体。 - 【請求項１３】 固定リング及び回転リングを含み、リ
ングの内の少なくとも一つが請求項１〜１１の一の焼結
体で造られることを特徴とするメカニカルシール。 - 【請求項１４】 請求項１〜１１の一の焼結体から成る
或は一部が該体から成る少なくとも一つの摩擦部を含む
ストップ、ベアリング或はスライドタイプの系。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9102135A FR2673177A1 (fr) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | Corps fritte a zone poreuse, en carbure de silicium notamment, pour garniture mecanique et garniture comportant un tel corps fritte. |
| FR91-02135 | 1991-02-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05148058A true JPH05148058A (ja) | 1993-06-15 |
Family
ID=9409991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4070023A Pending JPH05148058A (ja) | 1991-02-22 | 1992-02-21 | メカニカルシール用の、特に炭化ケイ素で造られた多孔性域を含有する焼結体及びかかる焼結体を含むシール |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0500447A1 (ja) |
| JP (1) | JPH05148058A (ja) |
| FR (1) | FR2673177A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010073873A1 (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-01 | 京セラ株式会社 | 摺動部品およびこれを備えたメカニカルシール，フォーセットバルブならびに転がり支持装置 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5395807A (en) * | 1992-07-08 | 1995-03-07 | The Carborundum Company | Process for making silicon carbide with controlled porosity |
| US5422322A (en) | 1993-02-10 | 1995-06-06 | The Stackpole Corporation | Dense, self-sintered silicon carbide/carbon-graphite composite and process for producing same |
| US5580834A (en) | 1993-02-10 | 1996-12-03 | The Morgan Crucible Company Plc | Self-sintered silicon carbide/carbon graphite composite material having interconnected pores which may be impregnated and raw batch and process for producing same |
| US5968653A (en) | 1996-01-11 | 1999-10-19 | The Morgan Crucible Company, Plc | Carbon-graphite/silicon carbide composite article |
| JP2006057725A (ja) * | 2004-08-19 | 2006-03-02 | Eagle Ind Co Ltd | メカニカルシール装置 |
| DE102017115175A1 (de) * | 2017-07-06 | 2019-01-10 | Brückner Maschinenbau GmbH & Co. KG | Gleitelement insbesondere für eine Reckanlage und/oder Transportkette sowie eine zugehörige Reckanlage oder Transportkette |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61106475A (ja) * | 1984-10-29 | 1986-05-24 | 入澤 猛 | セラミツク製部材の表面シ−ル方法 |
| JPH037366U (ja) * | 1989-06-05 | 1991-01-24 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3329225A1 (de) * | 1982-08-13 | 1984-02-23 | Ngk Spark Plug Co., Ltd., Nagoya, Aichi | Gleitmaterial auf siliciumcarbidbasis |
| JPS6090882A (ja) * | 1983-10-21 | 1985-05-22 | 日本メクトロン株式会社 | 多孔質カ−ボン成形品の処理方法 |
| JPS616428A (ja) * | 1984-06-20 | 1986-01-13 | Hitachi Ltd | セラミツクス摺動材 |
| JPH0788909B2 (ja) * | 1987-12-28 | 1995-09-27 | 日本タングステン株式会社 | ポア分散材を用いたメカニカルシール並びにポア分散超硬合金及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-02-22 FR FR9102135A patent/FR2673177A1/fr active Pending
-
1992
- 1992-02-18 EP EP92400420A patent/EP0500447A1/fr not_active Withdrawn
- 1992-02-21 JP JP4070023A patent/JPH05148058A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61106475A (ja) * | 1984-10-29 | 1986-05-24 | 入澤 猛 | セラミツク製部材の表面シ−ル方法 |
| JPH037366U (ja) * | 1989-06-05 | 1991-01-24 |
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|---|---|---|---|---|
| WO2010073873A1 (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-01 | 京セラ株式会社 | 摺動部品およびこれを備えたメカニカルシール，フォーセットバルブならびに転がり支持装置 |
| JP5289464B2 (ja) * | 2008-12-25 | 2013-09-11 | 京セラ株式会社 | 摺動部品およびこれを備えたメカニカルシール，フォーセットバルブならびに転がり支持装置 |
| US8695634B2 (en) | 2008-12-25 | 2014-04-15 | Kyocera Corporation | Sliding part, mechanical seal, faucet valve, and rolling support device each including the sliding part |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0500447A1 (fr) | 1992-08-26 |
| FR2673177A1 (fr) | 1992-08-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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