JPH05201770A - 窒化けい素摺動部品および窒化けい素焼結体の製造方法 - Google Patents
窒化けい素摺動部品および窒化けい素焼結体の製造方法Info
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- JPH05201770A JPH05201770A JP4273093A JP27309392A JPH05201770A JP H05201770 A JPH05201770 A JP H05201770A JP 4273093 A JP4273093 A JP 4273093A JP 27309392 A JP27309392 A JP 27309392A JP H05201770 A JPH05201770 A JP H05201770A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は耐久性に優れた窒化けい素セラミック
スからなる軸受部品を提供することを目的とする。 【構成】主として窒化けい素からなるものであって、不
可避の不純物または製造工程中に混入する不純物の大き
さが最大２００μm 以下であることを特徴する。
スからなる軸受部品を提供することを目的とする。 【構成】主として窒化けい素からなるものであって、不
可避の不純物または製造工程中に混入する不純物の大き
さが最大２００μm 以下であることを特徴する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は窒化けい素からなる摺動
部品およびこの摺動部品に用いる窒化けい素焼結体を製
造する製造方法に関する。
部品およびこの摺動部品に用いる窒化けい素焼結体を製
造する製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、機械装置に用いられる摺動部品に
は、高強度、軽量および耐摩耗性に優れた窒化けい素
（βーＳｉ3 Ｎ4 ）焼結体で形成することが行われてい
る。その一例としては、高速化を要求されるころがり軸
受の転動体や内外輪などの軸受部品、例えば図１に示す
ように玉軸受の玉１、外輪２および内輪３を窒化けい素
焼結体で形成することが行われている。
は、高強度、軽量および耐摩耗性に優れた窒化けい素
（βーＳｉ3 Ｎ4 ）焼結体で形成することが行われてい
る。その一例としては、高速化を要求されるころがり軸
受の転動体や内外輪などの軸受部品、例えば図１に示す
ように玉軸受の玉１、外輪２および内輪３を窒化けい素
焼結体で形成することが行われている。
【０００３】窒化けい素は元来脆性原料であるために、
従来からこれを原料とする軸受部品などの摺動部品の信
頼性を高めるために種々の改良が施されている。例えば
軸受部品の強度および耐久性に影響を与える因子である
空孔および焼結助剤の偏析については、焼結による高密
度化、ＨＩＰ処理工程の導入などの対策がとられてい
る。
従来からこれを原料とする軸受部品などの摺動部品の信
頼性を高めるために種々の改良が施されている。例えば
軸受部品の強度および耐久性に影響を与える因子である
空孔および焼結助剤の偏析については、焼結による高密
度化、ＨＩＰ処理工程の導入などの対策がとられてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、窒化けい素か
らなる摺動部品において耐久性についてはさらに高い要
求がなされており、この面の特性の向上を図った窒化け
い素セラミックスからなる摺動部品の開発が必要とされ
ている。本願の第一の発明は前記事情に基づいてなされ
たもので、耐久性に優れた窒化けい素焼結体からなる摺
動部品を提供することを目的とする。
らなる摺動部品において耐久性についてはさらに高い要
求がなされており、この面の特性の向上を図った窒化け
い素セラミックスからなる摺動部品の開発が必要とされ
ている。本願の第一の発明は前記事情に基づいてなされ
たもので、耐久性に優れた窒化けい素焼結体からなる摺
動部品を提供することを目的とする。
【０００５】第二の発明も前記事情に基づいてなされた
もので、第一の発明の摺動部品に用いる耐久性に優れた
窒化けい素焼結体を製造する製造方法を提供することを
目的とする。
もので、第一の発明の摺動部品に用いる耐久性に優れた
窒化けい素焼結体を製造する製造方法を提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段と作用】本発明の発明者は
窒化けい素焼結体からなる摺動部品の耐久性の向上につ
いて研究を重ねてきた。まず、摺動部品について軸受部
品を例にとり種々研究を重ねてきた。
窒化けい素焼結体からなる摺動部品の耐久性の向上につ
いて研究を重ねてきた。まず、摺動部品について軸受部
品を例にとり種々研究を重ねてきた。
【０００７】この過程で発明者は、窒化けい素焼結体の
耐久性を阻害する因子として窒化けい素の原料粉末に含
まれる不可避の不純物元素、および軸受部品を製造する
工程中に原料粉末や成形体に混入する不純物元素に着目
した。そして、窒化けい素焼結体における不純物元素の
含有量よりも不純物元素の大きさが、窒化けい素焼結体
の耐久性に大きな影響を与えることを見出した。
耐久性を阻害する因子として窒化けい素の原料粉末に含
まれる不可避の不純物元素、および軸受部品を製造する
工程中に原料粉末や成形体に混入する不純物元素に着目
した。そして、窒化けい素焼結体における不純物元素の
含有量よりも不純物元素の大きさが、窒化けい素焼結体
の耐久性に大きな影響を与えることを見出した。
【０００８】すなわち、窒化けい素焼結体はセラミック
スであるが故の構造敏感性を有している。このため、窒
化けい素焼結体に不純物が存在すると、焼結体はその場
所が起点となって破壊し、この結果強度などの特性が低
下する。そして、不純物の大きさが大きい程窒化けい素
焼結体の強度の低下の度合いが大きいことが分かった。
これらの不純物元素としては具体的には、Ｆｅ、Ｃｒ、
Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｙおよびその窒化物、炭化物、酸化
物などが挙げられる。このような認識に基づいて、発明
者は転動体や内外輪などの軸受部品の表面を観察したと
ころ、様々な大きさの不純物の存在を確認できた。
スであるが故の構造敏感性を有している。このため、窒
化けい素焼結体に不純物が存在すると、焼結体はその場
所が起点となって破壊し、この結果強度などの特性が低
下する。そして、不純物の大きさが大きい程窒化けい素
焼結体の強度の低下の度合いが大きいことが分かった。
これらの不純物元素としては具体的には、Ｆｅ、Ｃｒ、
Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｙおよびその窒化物、炭化物、酸化
物などが挙げられる。このような認識に基づいて、発明
者は転動体や内外輪などの軸受部品の表面を観察したと
ころ、様々な大きさの不純物の存在を確認できた。
【０００９】次に、発明者は不純物の大きさと窒化けい
素焼結体の強度との関係を調べるために、図３に示す転
がり疲労試験機を用いて転動体の寿命試験を行った。こ
の転がり疲労試験機は、台１１、板１２、回転軸１３、
内輪１４および保持器１５を備えたもので、試験すべき
玉１６を台１１と内輪１４との間に介在させ、回転軸１
３が玉１６に荷重を加えながら回転する。これにより玉
１６も回転される。試験条件は玉１６の直径が３／８イ
ンチ、回転軸１３の荷重が４００Ｋｇｆ、回転軸１３の
回転数１２００ｒｐｍである。
素焼結体の強度との関係を調べるために、図３に示す転
がり疲労試験機を用いて転動体の寿命試験を行った。こ
の転がり疲労試験機は、台１１、板１２、回転軸１３、
内輪１４および保持器１５を備えたもので、試験すべき
玉１６を台１１と内輪１４との間に介在させ、回転軸１
３が玉１６に荷重を加えながら回転する。これにより玉
１６も回転される。試験条件は玉１６の直径が３／８イ
ンチ、回転軸１３の荷重が４００Ｋｇｆ、回転軸１３の
回転数１２００ｒｐｍである。
【００１０】この試験により玉１６の寿命評価を行い、
玉１６に存在する不純物の大きさと玉１６の寿命との関
係を調べた。この結果を図２の線図に示す。この線図に
よれば玉１６に存在する不純物の大きさと玉１６の寿命
とに相関関係があることが分かった。そして、玉１６の
直径が３／８インチの場合に、下記の計算式で求められ
る計算寿命（Ｌ10）は３１時間であり、図２の線図によ
り計算寿命を越えない範囲の不純物の大きさが、２００
μm 以下であることが分る。 計算寿命（Ｌ10）＝１６６６７／ｎ×（Ｃ／Ｐ）3 ただし、ｎ：回転数、Ｃ；基本動定格荷重、Ｐ：動
等価荷重 第一の発明はこのような知見に基づいてなされたもので
ある。
玉１６に存在する不純物の大きさと玉１６の寿命との関
係を調べた。この結果を図２の線図に示す。この線図に
よれば玉１６に存在する不純物の大きさと玉１６の寿命
とに相関関係があることが分かった。そして、玉１６の
直径が３／８インチの場合に、下記の計算式で求められ
る計算寿命（Ｌ10）は３１時間であり、図２の線図によ
り計算寿命を越えない範囲の不純物の大きさが、２００
μm 以下であることが分る。 計算寿命（Ｌ10）＝１６６６７／ｎ×（Ｃ／Ｐ）3 ただし、ｎ：回転数、Ｃ；基本動定格荷重、Ｐ：動
等価荷重 第一の発明はこのような知見に基づいてなされたもので
ある。
【００１１】すなわち、第一の発明の摺動部品は、主と
して窒化けい素からなるものであって、不可避の不純物
または製造工程中に混入する不純物の大きさが最大２０
０μm 以下であることを特徴するものである。本発明の
窒化けい素摺動部品は、部品の寿命に影響を及ぼす２０
０μm を超える不純物が存在していないので、高い寿命
を有して信頼性を高めている。
して窒化けい素からなるものであって、不可避の不純物
または製造工程中に混入する不純物の大きさが最大２０
０μm 以下であることを特徴するものである。本発明の
窒化けい素摺動部品は、部品の寿命に影響を及ぼす２０
０μm を超える不純物が存在していないので、高い寿命
を有して信頼性を高めている。
【００１２】本発明の窒化けい素摺動部品は、機械装置
において摺動運動を行う部品に広く適用できる。この摺
動部品としては例えば軸受部品が挙げられる。この例と
しては、ころがり軸受の転動体（玉、ころ）、内外輪材
などが対象になる。
において摺動運動を行う部品に広く適用できる。この摺
動部品としては例えば軸受部品が挙げられる。この例と
しては、ころがり軸受の転動体（玉、ころ）、内外輪材
などが対象になる。
【００１３】摺動部品の中で、特に部品に対して曲げ力
が加わり、このため部品が曲げられたり、折れたりする
危険性がある部品については、不可避の不純物または製
造工程中に混入する不純物の大きさを最大１００μm 以
下にする。
が加わり、このため部品が曲げられたり、折れたりする
危険性がある部品については、不可避の不純物または製
造工程中に混入する不純物の大きさを最大１００μm 以
下にする。
【００１４】図５に示す線図は不純物の大きさと窒化け
い素焼結体の曲げ強度との関係を示している。この線図
によれば、窒化けい素焼結体に含まれる不純物の大きさ
が１００μm を超えると、曲げ強度が急激に低下するこ
とがわかる。このことから上記のように摺動部品におけ
る曲げや折れの発生を考慮した場合には、窒化けい素焼
結体に含まれる不純物の大きさを１００μm 未満とす
る。さらに、窒化けい素焼結体に含まれる不純物は後述
するように均一に分散していることが好ましい。さら
に、発明者は第一の発明における摺動部品に用いる耐久
性に優れた窒化けい素焼結体を製造する方法について種
々研究を重ねてきた。
い素焼結体の曲げ強度との関係を示している。この線図
によれば、窒化けい素焼結体に含まれる不純物の大きさ
が１００μm を超えると、曲げ強度が急激に低下するこ
とがわかる。このことから上記のように摺動部品におけ
る曲げや折れの発生を考慮した場合には、窒化けい素焼
結体に含まれる不純物の大きさを１００μm 未満とす
る。さらに、窒化けい素焼結体に含まれる不純物は後述
するように均一に分散していることが好ましい。さら
に、発明者は第一の発明における摺動部品に用いる耐久
性に優れた窒化けい素焼結体を製造する方法について種
々研究を重ねてきた。
【００１５】発明者はこの研究の過程において窒化けい
素焼結体に用いる原料粉末を作製するに際して、不可避
の不純物および粉末調合工程から投入する不純物を取り
除くことに着目した。
素焼結体に用いる原料粉末を作製するに際して、不可避
の不純物および粉末調合工程から投入する不純物を取り
除くことに着目した。
【００１６】さらに、窒化けい素焼結体に不純物が存在
する形態と、原料粉末を作製する方法との関係について
着目した。そして、窒化けい素焼結体の強度に与える影
響が最も少ない形態で不純物が存在するように原料粉末
を作製する方法についてを研究した。
する形態と、原料粉末を作製する方法との関係について
着目した。そして、窒化けい素焼結体の強度に与える影
響が最も少ない形態で不純物が存在するように原料粉末
を作製する方法についてを研究した。
【００１７】その結果、次のことが分かった。窒化けい
素焼結体に不純物が偏析して存在してしていると、窒化
けい素焼結体の強度の低下の度合いが大きい。また、窒
化けい素焼結体における不純物の含有量が多くても、小
さい不純物が窒化けい素焼結体に均一に分散していれば
窒化けい素焼結体の強度の低下の度合いが小さい。
素焼結体に不純物が偏析して存在してしていると、窒化
けい素焼結体の強度の低下の度合いが大きい。また、窒
化けい素焼結体における不純物の含有量が多くても、小
さい不純物が窒化けい素焼結体に均一に分散していれば
窒化けい素焼結体の強度の低下の度合いが小さい。
【００１８】従って、窒化けい素焼結体に用いる原料粉
末を作製するに際して、粉末中に存在する不純物を取り
除く場合には、大きなサイズの不純物を取り除き、さら
に小さい不純物を分散させることが必要であることが分
かった。第二の発明はこのような知見に基づいてなされ
たものである。
末を作製するに際して、粉末中に存在する不純物を取り
除く場合には、大きなサイズの不純物を取り除き、さら
に小さい不純物を分散させることが必要であることが分
かった。第二の発明はこのような知見に基づいてなされ
たものである。
【００１９】すなわち、第二の発明の窒化けい素焼結体
の製造方法は、主として窒化けい素粉末からなる原料粉
末を作製するに際して、前記窒化けい素粉末に対して湿
式除鉄処理を行い、次いで前記窒化けい素粉末をふるい
に通し、その後前記窒化けい素粉末に対して脱磁処理を
行うことを特徴とするものである。本発明の原料粉末を
作製する工程を図４を参照して説明する。まず、窒化け
い素粉末にイットリア、アルミナなどの助剤を添加し、
ボールミルなどの混合機で湿式混合してスラリーを作製
する。
の製造方法は、主として窒化けい素粉末からなる原料粉
末を作製するに際して、前記窒化けい素粉末に対して湿
式除鉄処理を行い、次いで前記窒化けい素粉末をふるい
に通し、その後前記窒化けい素粉末に対して脱磁処理を
行うことを特徴とするものである。本発明の原料粉末を
作製する工程を図４を参照して説明する。まず、窒化け
い素粉末にイットリア、アルミナなどの助剤を添加し、
ボールミルなどの混合機で湿式混合してスラリーを作製
する。
【００２０】図４（ａ）に示すように作製したスラリー
を、電磁石または永久磁石２１で形成される磁界の中に
設けられたふるい２２に通して、スラリーに存在する磁
性を持った不純物２３を除去する。これを湿式除鉄とい
う。次に図４（ｂ）に示すようにスラリーをふるい２４
に通して、スラリーに含まれる大きさ２００μm 以上の
磁性を持たない不純物２５を取り除く。例えばスラリー
を開き目３７μm のふるいに通して１００μm 以上の磁
性を持たない不純物を取り除く。
を、電磁石または永久磁石２１で形成される磁界の中に
設けられたふるい２２に通して、スラリーに存在する磁
性を持った不純物２３を除去する。これを湿式除鉄とい
う。次に図４（ｂ）に示すようにスラリーをふるい２４
に通して、スラリーに含まれる大きさ２００μm 以上の
磁性を持たない不純物２５を取り除く。例えばスラリー
を開き目３７μm のふるいに通して１００μm 以上の磁
性を持たない不純物を取り除く。
【００２１】次に図４（ｃ）に示すようにスラリーを励
磁コイル２６で形成される交流磁界中に通す。そうする
と、スラリーに含まれる大きさ２００μm 未満の磁性を
持つ不純物２７が磁気の影響により均一に分散される。
磁コイル２６で形成される交流磁界中に通す。そうする
と、スラリーに含まれる大きさ２００μm 未満の磁性を
持つ不純物２７が磁気の影響により均一に分散される。
【００２２】例えば前段の工程で１００μm 以上の磁性
を持たない不純物を取り除いた場合には、スラリーに１
００μm 未満の不純物が残る。このため、この工程では
１００μm 未満の磁性を持つ不純物２７が磁気の影響に
より均一に分散される。
を持たない不純物を取り除いた場合には、スラリーに１
００μm 未満の不純物が残る。このため、この工程では
１００μm 未満の磁性を持つ不純物２７が磁気の影響に
より均一に分散される。
【００２３】もし、この分散化処理を行わない場合に
は、大きさ２００μm 未満の磁性を持つ不純物２７は凝
集、偏析を起す。この状態は最終的に窒化けい素焼結体
においてその強度を低下させることになる。
は、大きさ２００μm 未満の磁性を持つ不純物２７は凝
集、偏析を起す。この状態は最終的に窒化けい素焼結体
においてその強度を低下させることになる。
【００２４】このような工程により原料粉末に含まれる
不可避の不純物および混合工程中から混入する不純物の
うち窒化けい素焼結体として寿命に悪影響を及ぼす２０
０μm を越える大きさの不純物を除去し、また２００μ
m 未満の不純物を均一に分散する。
不可避の不純物および混合工程中から混入する不純物の
うち窒化けい素焼結体として寿命に悪影響を及ぼす２０
０μm を越える大きさの不純物を除去し、また２００μ
m 未満の不純物を均一に分散する。
【００２５】特に窒化けい素焼結体により形成される摺
動部品の中で、特に部品に対して曲げ力が加わり、この
ため部品が曲げられたり、折れたりする危険性がある部
品については、不可避の不純物または製造工程中に混入
する不純物の大きさを最大１００μm 以下にする。この
ため、前記のようにスラリーをふるい２４に通す工程に
おいて、１００μm 以上の磁性を持たない不純物を取り
除く。
動部品の中で、特に部品に対して曲げ力が加わり、この
ため部品が曲げられたり、折れたりする危険性がある部
品については、不可避の不純物または製造工程中に混入
する不純物の大きさを最大１００μm 以下にする。この
ため、前記のようにスラリーをふるい２４に通す工程に
おいて、１００μm 以上の磁性を持たない不純物を取り
除く。
【００２６】従って、第二の発明によれば、窒化けい素
焼結体の寿命に悪影響を及ぼす２００μm を越える大き
さの不純物が存在せず、窒化けい素焼結体の寿命に影響
を及ぼすことが大変小さい２００μm 未満の不純物が均
一に分散された窒化けい素の原料粉末を得ることができ
る。
焼結体の寿命に悪影響を及ぼす２００μm を越える大き
さの不純物が存在せず、窒化けい素焼結体の寿命に影響
を及ぼすことが大変小さい２００μm 未満の不純物が均
一に分散された窒化けい素の原料粉末を得ることができ
る。
【００２７】そして、この窒化けい素粉末を用いて成形
体を成形し、この成形体を焼結して焼結体を得る。得ら
れた窒化けい素焼結体は不純物の存在による強度の低下
がなく、破壊に強く優れた耐久性を有している。
体を成形し、この成形体を焼結して焼結体を得る。得ら
れた窒化けい素焼結体は不純物の存在による強度の低下
がなく、破壊に強く優れた耐久性を有している。
【００２８】
【実施例】第一の発明の実施例について説明する。
【００２９】Ｓｉ3 Ｎ4 粉末にＹ2 Ｏ3 ６重量％、Ａｌ
2 Ｏ3 ２重量％を添加し、アルコールを加えてボールミ
ルで湿式混合してスラリーを得る。このスラリーに１０
０００ガウスの磁力で湿式除鉄を行い、さらにメッシュ
が４８μm のふるいに通す。この湿式除鉄を３回行う。
その後、スラリをスプレードライヤにより乾燥して調合
粉末の製造工程を終了する。
2 Ｏ3 ２重量％を添加し、アルコールを加えてボールミ
ルで湿式混合してスラリーを得る。このスラリーに１０
０００ガウスの磁力で湿式除鉄を行い、さらにメッシュ
が４８μm のふるいに通す。この湿式除鉄を３回行う。
その後、スラリをスプレードライヤにより乾燥して調合
粉末の製造工程を終了する。
【００３０】調合粉末を加圧して成形体を成形し、この
成形体を脱脂した後焼結、ＨＩＰ処理を行う。得られた
焼結体を所定の仕様の玉軸受に用いる寸法の玉になるよ
う機械加工する。
成形体を脱脂した後焼結、ＨＩＰ処理を行う。得られた
焼結体を所定の仕様の玉軸受に用いる寸法の玉になるよ
う機械加工する。
【００３１】本実施例で製造した玉に対して転がり寿命
評価を行い、さらに顕微鏡による表面観察を行った。ま
た、比較例として従来の窒化けい素軸受部品である不純
物を除去しなかった玉に対しても同様に試験および観察
を行った。この試験結果および観察結果を次の表１に示
す。
評価を行い、さらに顕微鏡による表面観察を行った。ま
た、比較例として従来の窒化けい素軸受部品である不純
物を除去しなかった玉に対しても同様に試験および観察
を行った。この試験結果および観察結果を次の表１に示
す。
【００３２】
【表１】
【００３３】この表１によれば、比較例の玉には２００
μm を超える大きさの不純物が存在するものがあり、玉
の寿命も大きくばらついていることが分かる。これに対
して本実施例の玉には２００μm を超える不純物がな
く、寿命のばらつきがないことが分る。第二の発明の実
施例について説明する。
μm を超える大きさの不純物が存在するものがあり、玉
の寿命も大きくばらついていることが分かる。これに対
して本実施例の玉には２００μm を超える不純物がな
く、寿命のばらつきがないことが分る。第二の発明の実
施例について説明する。
【００３４】重量比でＳｉ3 Ｎ4 １００部、Ｙ2 Ｏ3 ６
部、Ａｌ2 Ｏ3 ２部の割合でセラミックス原料粉末を調
合し、この原料粉末に溶剤、バインダーを加えて混合、
攪拌を行い原料スラリーを作製した。この時、スラリー
の不純物の含有量は１３０ppm である。
部、Ａｌ2 Ｏ3 ２部の割合でセラミックス原料粉末を調
合し、この原料粉末に溶剤、バインダーを加えて混合、
攪拌を行い原料スラリーを作製した。この時、スラリー
の不純物の含有量は１３０ppm である。
【００３５】次にスラリーを電磁石または磁石により形
成された磁界、好ましくは１００００ガウス以上の磁界
の中に通して脱磁を行った。次にスラリーを開き目３２
μmのふるいに通した。次にスラリーを交流磁界中を通
して脱磁を行った。その後、スプレードライヤーを用い
てスラリーを球状の造粒粉末にした。
成された磁界、好ましくは１００００ガウス以上の磁界
の中に通して脱磁を行った。次にスラリーを開き目３２
μmのふるいに通した。次にスラリーを交流磁界中を通
して脱磁を行った。その後、スプレードライヤーを用い
てスラリーを球状の造粒粉末にした。
【００３６】このように作製した材料粉末を加圧プレス
に加圧して成形体を成形した。得られた成形体を電気炉
に入れて加熱し、成形体に含まれるバインダーを蒸発分
解した。その後成形体を焼結炉にて焼結して焼結体を作
製した。得られた焼結体は大きさが１００μm 以上の不
純物を含まないものである。
に加圧して成形体を成形した。得られた成形体を電気炉
に入れて加熱し、成形体に含まれるバインダーを蒸発分
解した。その後成形体を焼結炉にて焼結して焼結体を作
製した。得られた焼結体は大きさが１００μm 以上の不
純物を含まないものである。
【００３７】なお、得られた焼結体に研摩加工を施して
所定に寸法形状に仕上げた。この仕上げ加工による摺動
部品の形状、状態はＪＩＳ Ｒ１６０１ファインセラミ
ックスの曲げ強さ試験方法に基づくものとする。
所定に寸法形状に仕上げた。この仕上げ加工による摺動
部品の形状、状態はＪＩＳ Ｒ１６０１ファインセラミ
ックスの曲げ強さ試験方法に基づくものとする。
【００３８】このように上記の工程により本発明例品
(1) である窒化けい素摺動部品を作製した。また、比較
例として粉末調合工程で本発明による不純物除去処理を
行わないで原料粉末を作製し、この原料粉末を用いて上
記例と同じ方法で窒化けい素摺動部品を作製した。
(1) である窒化けい素摺動部品を作製した。また、比較
例として粉末調合工程で本発明による不純物除去処理を
行わないで原料粉末を作製し、この原料粉末を用いて上
記例と同じ方法で窒化けい素摺動部品を作製した。
【００３９】本発明例品(1) である窒化けい素摺動部品
と比較例品である窒化けい素摺動部品とをＪＩＳ Ｒ１
６０１で定めらた方法により曲げ試験を行った。この試
験結果を図６の線図に示す。この線図は横軸に曲げ強度
を、縦軸に破壊確率を夫々設定している。この線図によ
れば本発明例品(1) は従来例品に比較して曲げ強度特性
が高く、特に最低曲げ強度が格段と向上していることが
分かる。
と比較例品である窒化けい素摺動部品とをＪＩＳ Ｒ１
６０１で定めらた方法により曲げ試験を行った。この試
験結果を図６の線図に示す。この線図は横軸に曲げ強度
を、縦軸に破壊確率を夫々設定している。この線図によ
れば本発明例品(1) は従来例品に比較して曲げ強度特性
が高く、特に最低曲げ強度が格段と向上していることが
分かる。
【００４０】ここで、本発明例品(1) と比較例品の夫々
における最低曲げ強度サンプルの破壊起点を調査した。
この結果、比較例品からは大きさ１３５μm のＦｅが見
出された。これは比較例品の窒化けい素焼結体にＦｅが
不純物として存在していたため、その存在箇所の強度が
低く、存在から破壊が発生したことを表している。これ
に対して本発明例品(1) の最低曲げ強度サンプルの破壊
起点からはＦｅをはじめとする不純物を検出することが
できなかった。
における最低曲げ強度サンプルの破壊起点を調査した。
この結果、比較例品からは大きさ１３５μm のＦｅが見
出された。これは比較例品の窒化けい素焼結体にＦｅが
不純物として存在していたため、その存在箇所の強度が
低く、存在から破壊が発生したことを表している。これ
に対して本発明例品(1) の最低曲げ強度サンプルの破壊
起点からはＦｅをはじめとする不純物を検出することが
できなかった。
【００４１】次に、Ｓｉ3 Ｎ4 粉末において不純物３５
００ppm の低純度粉末を使用して上記本発明例品(1) を
作製した工程と同じ工程により本発明例品(2) を作製し
た。本発明例品(2) に対してＪＩＳ Ｒ１６０１で定め
らた方法により曲げ強度試験を行った。その試験結果を
図７の線図に示す。この線図によれば本発明例品(2)は
本発明例品(1) とほぼ同等の値を得ることができる。な
お、本発明例品(2) は曲げ強度の値が本発明例品(1) の
それに比較して若干低いのは材料粉末の粒径が粗いため
である。
００ppm の低純度粉末を使用して上記本発明例品(1) を
作製した工程と同じ工程により本発明例品(2) を作製し
た。本発明例品(2) に対してＪＩＳ Ｒ１６０１で定め
らた方法により曲げ強度試験を行った。その試験結果を
図７の線図に示す。この線図によれば本発明例品(2)は
本発明例品(1) とほぼ同等の値を得ることができる。な
お、本発明例品(2) は曲げ強度の値が本発明例品(1) の
それに比較して若干低いのは材料粉末の粒径が粗いため
である。
【００４２】さらに、本発明例品(1) と本発明例品(2)
と比較例品に対して、夫々に大きさ１００μm 以上の不
純物が存在するか、否かを観察した。観察に際しては、
本発明例品(1) と本発明例品(2) の比較例品を形成する
各窒化けい素焼結体にＲｍａｘ０．２〜０．３μm のラ
ップ加工を施した。そして、各窒化けい素焼結体の表面
を顕微鏡により観察して不純物の大きさを判定した。こ
の結果を表２に示す。
と比較例品に対して、夫々に大きさ１００μm 以上の不
純物が存在するか、否かを観察した。観察に際しては、
本発明例品(1) と本発明例品(2) の比較例品を形成する
各窒化けい素焼結体にＲｍａｘ０．２〜０．３μm のラ
ップ加工を施した。そして、各窒化けい素焼結体の表面
を顕微鏡により観察して不純物の大きさを判定した。こ
の結果を表２に示す。
【００４３】
【表２】
【００４４】この表２によれば、比較例品は最大３５０
μm の不純物をはじめとする１００μm 以上の不純物が
多く存在する。これに対して、本発明例品(1) 、(2) は
１００μm 以上の不純物の存在を確認できなかった。
μm の不純物をはじめとする１００μm 以上の不純物が
多く存在する。これに対して、本発明例品(1) 、(2) は
１００μm 以上の不純物の存在を確認できなかった。
【００４５】これらの結果から第二の発明の製造方法に
より作製した窒化けい素焼結体は、曲げ強度特性におけ
るばらつきが格段に少なく、低純度粉末を用いても飛躍
的に高い品質を安定して有している。
より作製した窒化けい素焼結体は、曲げ強度特性におけ
るばらつきが格段に少なく、低純度粉末を用いても飛躍
的に高い品質を安定して有している。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように第一の発明によれ
ば、２００μm を超える大きさの不純物が存在しないた
めに優れた耐久性を有する窒化けい素摺動部品を得るこ
とができる。
ば、２００μm を超える大きさの不純物が存在しないた
めに優れた耐久性を有する窒化けい素摺動部品を得るこ
とができる。
【００４７】第二の発明によれば、細い不純物が均一に
分散し、摺動部品に適した優れた耐久性を有する窒化け
い素焼結体に供する原料粉末を作製する窒化けい素焼結
体の製造方法を得ることができる。
分散し、摺動部品に適した優れた耐久性を有する窒化け
い素焼結体に供する原料粉末を作製する窒化けい素焼結
体の製造方法を得ることができる。
【図１】第一の発明の摺動部品の一実施例である玉軸受
を示す図。
を示す図。
【図２】玉軸受用において窒化けい素焼結体からなる玉
に存在する不純物の大きさと玉の寿命との関係を示す線
図。
に存在する不純物の大きさと玉の寿命との関係を示す線
図。
【図３】転がり疲労試験機を示す図。
【図４】第二の発明の製造方法における工程を説明する
図。
図。
【図５】窒化けい素焼結体に存在する不純物の大きさと
窒化けい素焼結体における強度との関係を示す線図。
窒化けい素焼結体における強度との関係を示す線図。
【図６】窒化けい素焼結体における曲げ強度と破壊確率
との関係を示す線図。
との関係を示す線図。
【図７】窒化けい素焼結体における曲げ強度と破壊確率
との関係を示す線図。
との関係を示す線図。
１…玉、２…外輪、３…内輪。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須山 章子 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 福田 悦幸 神奈川県横浜市鶴見区末広町２丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 池谷 幸子 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 東 芝マテリアルエンジニアリング株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 主として窒化けい素からなる軸受部品で
あって、不可避の不純物または製造工程中に混入する不
純物の大きさが最大２００μm 以下であることを特徴す
る窒化けい素摺動部品。 - 【請求項２】 主として窒化けい素粉末からなる原料粉
末を作製するに際して、前記窒化けい素粉末に対して湿
式除鉄処理を行い、次いで前記窒化けい素粉末をふるい
に通し、その後前記窒化けい素粉末に対して脱磁処理を
行うことを特徴とする窒化けい素焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27309392A JP3535182B2 (ja) | 1991-10-30 | 1992-10-12 | 窒化けい素摺動部品およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-284766 | 1991-10-30 | ||
| JP28476691 | 1991-10-30 | ||
| JP27309392A JP3535182B2 (ja) | 1991-10-30 | 1992-10-12 | 窒化けい素摺動部品およびその製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003199906A Division JP2004002197A (ja) | 1991-10-30 | 2003-07-22 | 摺動部品用窒化けい素焼結体および玉軸受用窒化けい素焼結体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05201770A true JPH05201770A (ja) | 1993-08-10 |
| JP3535182B2 JP3535182B2 (ja) | 2004-06-07 |
Family
ID=26550509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27309392A Expired - Lifetime JP3535182B2 (ja) | 1991-10-30 | 1992-10-12 | 窒化けい素摺動部品およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3535182B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0853065A2 (en) * | 1997-01-11 | 1998-07-15 | Ecc International Limited | Processing of ceramic materials |
| JP2003063871A (ja) * | 2001-08-27 | 2003-03-05 | Toshiba Corp | 電子機器用耐摩耗性部材とそれを用いた電子機器用ベアリング |
-
1992
- 1992-10-12 JP JP27309392A patent/JP3535182B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0853065A2 (en) * | 1997-01-11 | 1998-07-15 | Ecc International Limited | Processing of ceramic materials |
| EP0853065A3 (en) * | 1997-01-11 | 1998-12-02 | Ecc International Limited | Processing of ceramic materials |
| US6341739B1 (en) | 1997-01-11 | 2002-01-29 | Imerys Minerals Limited | Processing of ceramic materials |
| JP2003063871A (ja) * | 2001-08-27 | 2003-03-05 | Toshiba Corp | 電子機器用耐摩耗性部材とそれを用いた電子機器用ベアリング |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3535182B2 (ja) | 2004-06-07 |
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