JPH05254937A - 摺動用部材及びその製造方法 - Google Patents
摺動用部材及びその製造方法Info
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- JPH05254937A JPH05254937A JP4083128A JP8312892A JPH05254937A JP H05254937 A JPH05254937 A JP H05254937A JP 4083128 A JP4083128 A JP 4083128A JP 8312892 A JP8312892 A JP 8312892A JP H05254937 A JPH05254937 A JP H05254937A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 摺動用部材およびその製造方法に関する。
【構成】 炭素繊維強化炭素材料を基材とし、その表面
に炭素質粉末を含有または含有しないピッチ状溶融物を
経由して生成される第１の炭素質層と、該第１の炭素質
層の上に炭素質粉末または炭素繊維を含有または含有し
てない第２の炭素質が積層されてなる摺動用部材及びそ
の製造方法。
に炭素質粉末を含有または含有しないピッチ状溶融物を
経由して生成される第１の炭素質層と、該第１の炭素質
層の上に炭素質粉末または炭素繊維を含有または含有し
てない第２の炭素質が積層されてなる摺動用部材及びそ
の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は摺動用部材およびその製
造方法に関し、特に機械装置の摺動面を構成する部品に
適用される摺動用部材並びに航空機、自動車、列車用な
どのブレーキ材や、スライドベアリング、ころがり軸受
け、すべり軸受け、工作機械回転部、ピストン、シリン
ダなどの部材に有利に適用しうる同部材及びその製造方
法に関する。
造方法に関し、特に機械装置の摺動面を構成する部品に
適用される摺動用部材並びに航空機、自動車、列車用な
どのブレーキ材や、スライドベアリング、ころがり軸受
け、すべり軸受け、工作機械回転部、ピストン、シリン
ダなどの部材に有利に適用しうる同部材及びその製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、機械装置の摺動部では摩擦による
発熱や材料の消耗を防止するため、油を始めとする液体
を利用するか、固体で潤滑性のよい黒鉛、二硫化モリブ
デン等を利用している。固体潤滑剤の中でも、黒鉛は耐
熱性、摩擦特性、成型加工性で優れるため最も汎用的に
使用される。しかしながら、黒鉛で成型体を加工してこ
れを摺動用部材に使用する場合黒鉛単体では構造体とし
ての強度が不足するため金属部品で補強するなどの手段
が必要となる。
発熱や材料の消耗を防止するため、油を始めとする液体
を利用するか、固体で潤滑性のよい黒鉛、二硫化モリブ
デン等を利用している。固体潤滑剤の中でも、黒鉛は耐
熱性、摩擦特性、成型加工性で優れるため最も汎用的に
使用される。しかしながら、黒鉛で成型体を加工してこ
れを摺動用部材に使用する場合黒鉛単体では構造体とし
ての強度が不足するため金属部品で補強するなどの手段
が必要となる。
【０００３】これに対し、炭素繊維強化材料（以下、Ｃ
／Ｃ複合材という）は黒鉛に比べて強度が高いためこの
黒鉛の欠点を補うものとして期待できるところから、Ｃ
／Ｃ複合材料そのものを摺動用部材として使用すること
も試みられている。特に、Ｃ／Ｃ複合材は高温強度が高
く、しかも軽量であることから、このものは高速で移動
する輸送機械、例えば航空機、高速列車車輌に用いられ
るブレーキの軽量化、高速化に対応できる高性能化に適
用が考えられ一部使用されている。しかしながら、かか
るブレーキ用Ｃ／Ｃ複合材には優れた強度特性と共に適
度な摩擦特性、耐摩耗性といった摺動特性が要求されて
いる。
／Ｃ複合材という）は黒鉛に比べて強度が高いためこの
黒鉛の欠点を補うものとして期待できるところから、Ｃ
／Ｃ複合材料そのものを摺動用部材として使用すること
も試みられている。特に、Ｃ／Ｃ複合材は高温強度が高
く、しかも軽量であることから、このものは高速で移動
する輸送機械、例えば航空機、高速列車車輌に用いられ
るブレーキの軽量化、高速化に対応できる高性能化に適
用が考えられ一部使用されている。しかしながら、かか
るブレーキ用Ｃ／Ｃ複合材には優れた強度特性と共に適
度な摩擦特性、耐摩耗性といった摺動特性が要求されて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のＣ／Ｃ複合材の
断面組織の顕微鏡写真（倍率１００倍）を図２に示す。
図２中、０１は炭素繊維の織り物または短繊維を、０２
は繊維の空隙に充填されている炭素のマトリックス層を
示す。図２から明らかなように、炭素繊維とマトリック
スの複合構造が表面に露出しており、機械加工を施して
も炭素繊維とマトリックスの硬さの違いや、両者の界面
に存在する空隙のため均質でない表面層を呈する。
断面組織の顕微鏡写真（倍率１００倍）を図２に示す。
図２中、０１は炭素繊維の織り物または短繊維を、０２
は繊維の空隙に充填されている炭素のマトリックス層を
示す。図２から明らかなように、炭素繊維とマトリック
スの複合構造が表面に露出しており、機械加工を施して
も炭素繊維とマトリックスの硬さの違いや、両者の界面
に存在する空隙のため均質でない表面層を呈する。
【０００５】軸受けなどでは潤滑性の点などから摺動部
の表面が平滑に仕上げられていることが必要であるが、
上述したように表面が不均質性であるのでＣ／Ｃ複合材
そのものの表面を摺動部に適用できるよう精密に加工す
ることは困難である。更に、かかる部材を摺動部に適用
すると、硬さの異なる繊維とマトリックスの摩耗量に差
が生じ、表面が一層平滑さを失なうと共に表面から脱落
した繊維の破片が砥粒状の働きをして摺動面を傷つけ摩
耗量を増加させるという問題を発生させる欠点がある。
の表面が平滑に仕上げられていることが必要であるが、
上述したように表面が不均質性であるのでＣ／Ｃ複合材
そのものの表面を摺動部に適用できるよう精密に加工す
ることは困難である。更に、かかる部材を摺動部に適用
すると、硬さの異なる繊維とマトリックスの摩耗量に差
が生じ、表面が一層平滑さを失なうと共に表面から脱落
した繊維の破片が砥粒状の働きをして摺動面を傷つけ摩
耗量を増加させるという問題を発生させる欠点がある。
【０００６】また、ブレーキなどでは、制動時に表面に
大きな摩擦力が作用するが、織り物を積層して作製され
たＣ／Ｃ複合材の表面には織り目によって表面に凹凸が
生じたり、繊維の配向によって強度の局所的アンバラン
スが生じる。これはブレーキとしての摺動特性に大きな
バラツキや悪影響を生じさせている。この織り物のＣ／
Ｃ複合材の欠点を補うものとして、これに替えて短繊維
を用いたＣ／Ｃ複合材を使用するか、あるいは織り物の
Ｃ／Ｃ複合材上に短繊維のＣ／Ｃ複合材を接合して使用
することも提案されている（特開昭６３−２１００６５
号公報）。しかし、短繊維のＣ／Ｃ複合材は繊維の占め
る領域が小さく繊維間の間隔が大きいため絶対強度が小
さく耐衝撃性が劣る。従って織り物のＣ／Ｃ複合材に替
えて短繊維のＣ／Ｃ複合材を使用することは好ましくな
い。更に、短繊維補強Ｃ／Ｃ複合材は表面に沿う強度が
弱く、繊維が容易に剥離脱落するという欠点があるた
め、織り物のＣ／Ｃ複合材の上に短繊維Ｃ／Ｃ複合材を
接合したとしても、使用条件によっては必ずしも適当と
は言えない場合もある。
大きな摩擦力が作用するが、織り物を積層して作製され
たＣ／Ｃ複合材の表面には織り目によって表面に凹凸が
生じたり、繊維の配向によって強度の局所的アンバラン
スが生じる。これはブレーキとしての摺動特性に大きな
バラツキや悪影響を生じさせている。この織り物のＣ／
Ｃ複合材の欠点を補うものとして、これに替えて短繊維
を用いたＣ／Ｃ複合材を使用するか、あるいは織り物の
Ｃ／Ｃ複合材上に短繊維のＣ／Ｃ複合材を接合して使用
することも提案されている（特開昭６３−２１００６５
号公報）。しかし、短繊維のＣ／Ｃ複合材は繊維の占め
る領域が小さく繊維間の間隔が大きいため絶対強度が小
さく耐衝撃性が劣る。従って織り物のＣ／Ｃ複合材に替
えて短繊維のＣ／Ｃ複合材を使用することは好ましくな
い。更に、短繊維補強Ｃ／Ｃ複合材は表面に沿う強度が
弱く、繊維が容易に剥離脱落するという欠点があるた
め、織り物のＣ／Ｃ複合材の上に短繊維Ｃ／Ｃ複合材を
接合したとしても、使用条件によっては必ずしも適当と
は言えない場合もある。
【０００７】本発明は上記技術水準に鑑み、摺動用部材
としてその要求条件に適したＣ／Ｃ複合材およびその製
造方法を提供しようとするもので、例えば軸受けなどに
対しては表面粗さが小さく、かつ摩擦係数の小さい表面
積を有するＣ／Ｃ複合材、ブレーキ材に対しては強度特
性とあわせて、適度な摩擦係数、摺動摩耗特性を示す表
面層を有するＣ／Ｃ複合材の提供およびその製造方法を
提供しようとするものである。
としてその要求条件に適したＣ／Ｃ複合材およびその製
造方法を提供しようとするもので、例えば軸受けなどに
対しては表面粗さが小さく、かつ摩擦係数の小さい表面
積を有するＣ／Ｃ複合材、ブレーキ材に対しては強度特
性とあわせて、適度な摩擦係数、摺動摩耗特性を示す表
面層を有するＣ／Ｃ複合材の提供およびその製造方法を
提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は （１）炭素繊維強化炭素材料を基材とし、その表面に、
炭素質粉末を含有または含有しないピッチ状溶融物を経
由して生成される第１の炭素質層と、該第１の炭素質層
の上に炭素質粉末または炭素繊維を含有または含有しな
い第２の炭素質が積層されてなることを特徴とする摺動
用部材。
炭素質粉末を含有または含有しないピッチ状溶融物を経
由して生成される第１の炭素質層と、該第１の炭素質層
の上に炭素質粉末または炭素繊維を含有または含有しな
い第２の炭素質が積層されてなることを特徴とする摺動
用部材。
【０００９】（２）基材となる炭素繊維強化炭素材料の
表面に、炭素質粉末を含有または含有しない加熱工程で
ピッチ状溶融物を経由して炭素を生成するポリマーを塗
布すると共に、その上に炭素質粉末または炭素繊維を含
有または含有しない加熱工程で炭素を生成する有機化合
物を塗布し、これらを加熱することを特徴とする上記
（１）記載の摺動用部材の製造方法。である。
表面に、炭素質粉末を含有または含有しない加熱工程で
ピッチ状溶融物を経由して炭素を生成するポリマーを塗
布すると共に、その上に炭素質粉末または炭素繊維を含
有または含有しない加熱工程で炭素を生成する有機化合
物を塗布し、これらを加熱することを特徴とする上記
（１）記載の摺動用部材の製造方法。である。
【００１０】本発明の摺動用部材は摺動用部材として要
求される機械的特性を有する公知のＣ／Ｃ複合材よりな
る基材部（すなわち、摺動用部材の構造を維持する部
位）と摺動特性を担う炭素質粉末または炭素繊維を含有
または含有しない炭素質層よりなる摺動部とは分けて構
成され、両部を炭素質粉末を含有または含有しない加熱
によりピッチ状溶融物を経由して生成される炭素質層を
介して密着させたものである。
求される機械的特性を有する公知のＣ／Ｃ複合材よりな
る基材部（すなわち、摺動用部材の構造を維持する部
位）と摺動特性を担う炭素質粉末または炭素繊維を含有
または含有しない炭素質層よりなる摺動部とは分けて構
成され、両部を炭素質粉末を含有または含有しない加熱
によりピッチ状溶融物を経由して生成される炭素質層を
介して密着させたものである。
【００１１】また、上記摺動用部材はＣ／Ｃ複合材基材
部の表面に炭素質粉末を含有または含有しない加熱によ
りピッチ状溶融物を経由して炭素質層を生成するポリマ
ーを塗布し、更にその上に炭素質粉末または炭素繊維を
含有または含有しない加熱により炭素を生成する有機物
を塗布し、これらを加熱することによって得られる。こ
ゝにおいて使用されるポリマーはポリ塩化ビニル、ポリ
酢酸ビニルなどが使用され、これらは有機溶剤で溶解し
て溶液状として基材部の表面に塗布してもよいし、粉末
状のまゝ適用してもよく、また必要に応じてポリマーに
黒鉛粉末を添加してもよい。また、このポリマーの上に
塗布する必要に応じて炭素粉末または炭素繊維と混合し
て使用される加熱により炭素を生成する有機物としては
石油系ピッチ、石炭系ピッチ、合成高分子物質などがあ
げられる。これらの有機物は加熱により生成する炭素は
原料の種類、加熱条件によって性状、特に摺動特性が異
なるため、有機物原料の選択、製造条件の選択を適宜行
うべきであり、また、これら有機物と混合する炭素粉末
または炭素繊維の種類も摺動特性に影響を及ぼすので適
宜選定すべきである。
部の表面に炭素質粉末を含有または含有しない加熱によ
りピッチ状溶融物を経由して炭素質層を生成するポリマ
ーを塗布し、更にその上に炭素質粉末または炭素繊維を
含有または含有しない加熱により炭素を生成する有機物
を塗布し、これらを加熱することによって得られる。こ
ゝにおいて使用されるポリマーはポリ塩化ビニル、ポリ
酢酸ビニルなどが使用され、これらは有機溶剤で溶解し
て溶液状として基材部の表面に塗布してもよいし、粉末
状のまゝ適用してもよく、また必要に応じてポリマーに
黒鉛粉末を添加してもよい。また、このポリマーの上に
塗布する必要に応じて炭素粉末または炭素繊維と混合し
て使用される加熱により炭素を生成する有機物としては
石油系ピッチ、石炭系ピッチ、合成高分子物質などがあ
げられる。これらの有機物は加熱により生成する炭素は
原料の種類、加熱条件によって性状、特に摺動特性が異
なるため、有機物原料の選択、製造条件の選択を適宜行
うべきであり、また、これら有機物と混合する炭素粉末
または炭素繊維の種類も摺動特性に影響を及ぼすので適
宜選定すべきである。
【００１２】
【作用】本発明では摺動用部材として所望の機械的特性
を有するＣ／Ｃ複合材を基材すなわち、構造形状を維持
する部位に使用することにより摺動用部材に要求される
材料強度が確保され、次に、摺動する箇所を所望の摺動
特性を有する炭素質材料によって形成することにより摺
動用部材に要求される表面特性が確保される。
を有するＣ／Ｃ複合材を基材すなわち、構造形状を維持
する部位に使用することにより摺動用部材に要求される
材料強度が確保され、次に、摺動する箇所を所望の摺動
特性を有する炭素質材料によって形成することにより摺
動用部材に要求される表面特性が確保される。
【００１３】ポリマーをＣ／Ｃ複合材よりなる基材と表
面の摺動部とに相当する炭素質材料の間に挿入して加熱
処理するのは、ポリマーが熱分解によりピッチ状の溶融
物になり化学結合によって密着性のよい層に仕上げられ
るためである。例えば、ポリ塩化ビニルポリマーを使用
する場合、ポリ塩化ビニルは加熱により溶融し、さらに
加熱すると脱塩化水素反応を起こし、発生する塩化水
素、塩素化ラジカル及びアルキルラジカルが炭素表面の
含酸素官能基やベンゼン環と反応してポリ塩化ビニルの
熱分解で生じたポリエンや芳香環と炭素との結合に寄与
するものと思われる。
面の摺動部とに相当する炭素質材料の間に挿入して加熱
処理するのは、ポリマーが熱分解によりピッチ状の溶融
物になり化学結合によって密着性のよい層に仕上げられ
るためである。例えば、ポリ塩化ビニルポリマーを使用
する場合、ポリ塩化ビニルは加熱により溶融し、さらに
加熱すると脱塩化水素反応を起こし、発生する塩化水
素、塩素化ラジカル及びアルキルラジカルが炭素表面の
含酸素官能基やベンゼン環と反応してポリ塩化ビニルの
熱分解で生じたポリエンや芳香環と炭素との結合に寄与
するものと思われる。
【００１４】摺動面に位置する炭素質材料の摺動特性は
原料有機物の種類及び加熱条件、添加する黒鉛などの炭
素質粉末の性状、添加する炭素繊維の形状、性質などを
選定することにより適宜選定できる。例えば軸受けなど
に適用する場合、摩擦による抵抗が小さく、均質で平滑
な表面が求められるが前記有機物に加えて軟質の黒鉛粉
末を添加した表面層とすることにより所望の表面が得ら
れる。また、ブレーキなどに適用する場合、適度な摩擦
係数と表面に沿う方向の強度、耐摩耗性が要求されるた
め、硬質の黒鉛粉末や炭素繊維を添加した表面層とする
ことにより所望の表面が得られる。
原料有機物の種類及び加熱条件、添加する黒鉛などの炭
素質粉末の性状、添加する炭素繊維の形状、性質などを
選定することにより適宜選定できる。例えば軸受けなど
に適用する場合、摩擦による抵抗が小さく、均質で平滑
な表面が求められるが前記有機物に加えて軟質の黒鉛粉
末を添加した表面層とすることにより所望の表面が得ら
れる。また、ブレーキなどに適用する場合、適度な摩擦
係数と表面に沿う方向の強度、耐摩耗性が要求されるた
め、硬質の黒鉛粉末や炭素繊維を添加した表面層とする
ことにより所望の表面が得られる。
【００１５】
（実施例１）本発明による製造法で単相の炭素質表面層
を有するＣ／Ｃ複合材を製造し、摺動試験を実施して摩
擦係数、表面粗さを計測した。以下、製造の手順と試験
結果について示す。
を有するＣ／Ｃ複合材を製造し、摺動試験を実施して摩
擦係数、表面粗さを計測した。以下、製造の手順と試験
結果について示す。
【００１６】基材となるＣ／Ｃ複合材としてはＰＡＮ系
炭素繊維の２次元織り物を使用し、フェノール樹脂をマ
トリックス炭素の原料として製造したものを使用した。
ピッチ状溶融物を経由して炭素を生成するポリマーとし
ては分子量約３万のポリ塩化ビニルと分子量約２万のポ
リ酢酸ビニルを使用した。そしてこのポリマーに重量比
で１：４の割合で黒鉛粉末（平均粒径２μｍ、黒鉛結晶
厚さ：５５０Å）を混合したものも使用した。更に被覆
炭素の原料となる有機化合物としては石油系ピッチ（水
素／炭素原子比：０．５４）、石炭系ピッチ（水素／炭
素原子比：０．５７）及びフラン樹脂を使用した。
炭素繊維の２次元織り物を使用し、フェノール樹脂をマ
トリックス炭素の原料として製造したものを使用した。
ピッチ状溶融物を経由して炭素を生成するポリマーとし
ては分子量約３万のポリ塩化ビニルと分子量約２万のポ
リ酢酸ビニルを使用した。そしてこのポリマーに重量比
で１：４の割合で黒鉛粉末（平均粒径２μｍ、黒鉛結晶
厚さ：５５０Å）を混合したものも使用した。更に被覆
炭素の原料となる有機化合物としては石油系ピッチ（水
素／炭素原子比：０．５４）、石炭系ピッチ（水素／炭
素原子比：０．５７）及びフラン樹脂を使用した。
【００１７】まず、上述のポリマーもしくはポリマーと
黒鉛粉を混合したものをテトラヒドロフランに溶解して
基材であるＣ／Ｃ複合材表面に塗布、乾燥してポリマー
のフィルムを調整する。次にピッチ粉末もしくはフラン
樹脂に黒鉛粉末を混合したものをＣ／Ｃ複合材上に形成
されたフィルムの上に供し、２００℃で２００ｋｇ／ｃ
ｍ2 の圧力をかける。
黒鉛粉を混合したものをテトラヒドロフランに溶解して
基材であるＣ／Ｃ複合材表面に塗布、乾燥してポリマー
のフィルムを調整する。次にピッチ粉末もしくはフラン
樹脂に黒鉛粉末を混合したものをＣ／Ｃ複合材上に形成
されたフィルムの上に供し、２００℃で２００ｋｇ／ｃ
ｍ2 の圧力をかける。
【００１８】このようにして得られたものをアルゴンガ
ス雰囲気下で１４００℃まで加熱する。この一連の操作
では揮発分の発生により表面の炭素層に空隙が残るた
め、ピッチまたは樹脂の含浸と熱処理操作を２回行っ
た。
ス雰囲気下で１４００℃まで加熱する。この一連の操作
では揮発分の発生により表面の炭素層に空隙が残るた
め、ピッチまたは樹脂の含浸と熱処理操作を２回行っ
た。
【００１９】このようにして製造した試料の表面炭素層
の厚さを表Ａに示す。いずれのケースでも９０μｍ以上
の厚さの緻密な炭素層が形成され密着性も良好であっ
た。なお、この実施例における表１のＮｏ．２の断面組
織の顕微鏡写真（倍率１００倍）を図１に示す。図１に
おいて、１は基材、２は生成炭素層を示す。
の厚さを表Ａに示す。いずれのケースでも９０μｍ以上
の厚さの緻密な炭素層が形成され密着性も良好であっ
た。なお、この実施例における表１のＮｏ．２の断面組
織の顕微鏡写真（倍率１００倍）を図１に示す。図１に
おいて、１は基材、２は生成炭素層を示す。
【００２０】次に、この試料の表面を研磨仕上げした
後、仕上げ面を使用して摺動試験を行ない、試験前後の
表面粗さ、摩擦係数を計測した。なお、比較材として短
繊維が無行為に配向しているＣ／Ｃ複合材を同様の加工
を施した後試験に供した。
後、仕上げ面を使用して摺動試験を行ない、試験前後の
表面粗さ、摩擦係数を計測した。なお、比較材として短
繊維が無行為に配向しているＣ／Ｃ複合材を同様の加工
を施した後試験に供した。
【００２１】結果を表Ａに示すが本発明材はいずれも摩
擦係数０．１付近で試験前後とも表面粗さは、１μｍ以
内であるのに対して比較材では摩擦係数が０．３付近、
表面粗さも５μｍ付近であることが判った。
擦係数０．１付近で試験前後とも表面粗さは、１μｍ以
内であるのに対して比較材では摩擦係数が０．３付近、
表面粗さも５μｍ付近であることが判った。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】（実施例２）本発明による製造法でブレー
キへの適用に適したＣ／Ｃ複合材を製造し、摺動試験を
実施して摩擦係数、摩耗量を計測した。以下製造の手順
と試験結果について示す。
キへの適用に適したＣ／Ｃ複合材を製造し、摺動試験を
実施して摩擦係数、摩耗量を計測した。以下製造の手順
と試験結果について示す。
【００２５】基材となるＣ／Ｃ複合材としてはピッチ系
炭素繊維／ピッチ原料マトリックス炭素、ＰＡＮ系炭素
繊維／フェノール樹脂原料マトリックス炭素の２次元織
り物Ｃ／Ｃ複合材を使用した。加熱によりピッチ状溶融
物を経由して炭素を生成するポリマーとしては実施例１
と同様ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニルを使用した。そ
してこのポリマーに重量比１：４の割合で黒鉛粉末（平
均粒径１０μｍ、黒鉛結晶厚さ：１５０Å）を混合した
ものも使用した。更に、被覆炭素の原料となる有機化合
物も実施例１と同様石油系、石炭系ピッチ及びフラン樹
脂を使用した。この有機化合物に黒鉛粉末（平均粒径１
０μｍ、黒鉛結晶厚さ：２５０Å）、コークス粉（平均
粒径５μｍ、結晶厚さ：５０Å）、ピッチ系炭素繊維の
短繊維、不織布化した炭素繊維を重量比にして１：４の
割合で混合したものも使用した。
炭素繊維／ピッチ原料マトリックス炭素、ＰＡＮ系炭素
繊維／フェノール樹脂原料マトリックス炭素の２次元織
り物Ｃ／Ｃ複合材を使用した。加熱によりピッチ状溶融
物を経由して炭素を生成するポリマーとしては実施例１
と同様ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニルを使用した。そ
してこのポリマーに重量比１：４の割合で黒鉛粉末（平
均粒径１０μｍ、黒鉛結晶厚さ：１５０Å）を混合した
ものも使用した。更に、被覆炭素の原料となる有機化合
物も実施例１と同様石油系、石炭系ピッチ及びフラン樹
脂を使用した。この有機化合物に黒鉛粉末（平均粒径１
０μｍ、黒鉛結晶厚さ：２５０Å）、コークス粉（平均
粒径５μｍ、結晶厚さ：５０Å）、ピッチ系炭素繊維の
短繊維、不織布化した炭素繊維を重量比にして１：４の
割合で混合したものも使用した。
【００２６】まず、実施例１に示した方法により、ポリ
マーのフィルムを調整し、次に実施例１に示した方法に
よりピッチ粉かフラン樹脂もしくはこれに黒鉛粉末を混
合したものを２００℃、２００ｋｇ／ｃｍ2 で加熱し、
加圧した。
マーのフィルムを調整し、次に実施例１に示した方法に
よりピッチ粉かフラン樹脂もしくはこれに黒鉛粉末を混
合したものを２００℃、２００ｋｇ／ｃｍ2 で加熱し、
加圧した。
【００２７】このようにして得られたものをアルゴン雰
囲気下で１４００℃まで加熱する。この一連の操作では
揮発分の発生により表面の炭素層に空隙が残るため、ピ
ッチまたは樹脂の含浸と熱処理操作を２回行った。
囲気下で１４００℃まで加熱する。この一連の操作では
揮発分の発生により表面の炭素層に空隙が残るため、ピ
ッチまたは樹脂の含浸と熱処理操作を２回行った。
【００２８】このようにして製造した試料の表面炭素層
の厚さを表Ｂに示す。いずれのケースからも厚み１００
μｍ以上の炭素層の形成が認められ、基材と炭素層の界
面の密着性も良好であった。
の厚さを表Ｂに示す。いずれのケースからも厚み１００
μｍ以上の炭素層の形成が認められ、基材と炭素層の界
面の密着性も良好であった。
【００２９】この試料について定格で２０００ｒｐｍ回
転させた後、面圧１．２ＭＰａを負荷して制動させ摩擦
係数と比摩耗量を計測した。なお、比較材として、基材
に用いた２種の２次元織りＣ／Ｃ複合材を使用した。
転させた後、面圧１．２ＭＰａを負荷して制動させ摩擦
係数と比摩耗量を計測した。なお、比較材として、基材
に用いた２種の２次元織りＣ／Ｃ複合材を使用した。
【００３０】結果を表Ｂに示すが、本発明材のいずれも
摩擦係数０．３前後とブレーキ材として適切な値を示
し、比摩耗量もほぼ一様であるのに対し、比較材では摩
擦係数にばらつきが生じ、ブレーキ材としての性能が安
定していないことが判った。
摩擦係数０．３前後とブレーキ材として適切な値を示
し、比摩耗量もほぼ一様であるのに対し、比較材では摩
擦係数にばらつきが生じ、ブレーキ材としての性能が安
定していないことが判った。
【００３１】
【表３】
【００３２】
【表４】
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、摺動面には所望の摺動
特性を有する炭素質の層を形成し、それ以外の部位に機
械的特性を有するＣ／Ｃ複合材を使用することにより、
軸受け、ブレーキなど各種の摺動用部材に求められる機
械的特性、摺動特性とも満足できる摺動用部材が得ら
れ、従来よりも優れた性能を有する各種摺動部用部材の
実現が可能となる。
特性を有する炭素質の層を形成し、それ以外の部位に機
械的特性を有するＣ／Ｃ複合材を使用することにより、
軸受け、ブレーキなど各種の摺動用部材に求められる機
械的特性、摺動特性とも満足できる摺動用部材が得ら
れ、従来よりも優れた性能を有する各種摺動部用部材の
実現が可能となる。
【図１】本発明の一実施例の摺動用部材断面組織を示す
顕微鏡写真。
顕微鏡写真。
【図２】従来の炭素繊維強化炭素材料の断面組織を示す
顕微鏡写真。
顕微鏡写真。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上田 隆 神奈川県金沢区幸浦一丁目８番地１ 三菱 重工業株式会社基盤技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 炭素繊維強化炭素材料を基材とし、その
表面に、炭素質粉末を含有または含有しないピッチ状溶
融物を経由して生成される第１の炭素質層と、該第１の
炭素質層の上に炭素質粉末または炭素繊維を含有または
含有しない第２の炭素質が積層されてなることを特徴と
する摺動用部材。 - 【請求項２】 基材となる炭素繊維強化炭素材料の表面
に、炭素質粉末を含有または含有しない加熱工程でピッ
チ状溶融物を経由して炭素を生成するポリマーを塗布す
ると共に、その上に炭素質粉末または炭素繊維を含有ま
たは含有しない加熱工程で炭素を生成する有機化合物を
塗布し、これらを加熱することを特徴とする請求項１記
載の摺動用部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4083128A JPH05254937A (ja) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | 摺動用部材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4083128A JPH05254937A (ja) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | 摺動用部材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05254937A true JPH05254937A (ja) | 1993-10-05 |
Family
ID=13793565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4083128A Withdrawn JPH05254937A (ja) | 1992-03-05 | 1992-03-05 | 摺動用部材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05254937A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001104675A (ja) * | 1998-09-25 | 2001-04-17 | Juki Corp | 針棒およびミシン用摺動装置ならびにミシン |
| JP2014505214A (ja) * | 2011-01-13 | 2014-02-27 | ミーバ フリクテク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 摩擦材料 |
-
1992
- 1992-03-05 JP JP4083128A patent/JPH05254937A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001104675A (ja) * | 1998-09-25 | 2001-04-17 | Juki Corp | 針棒およびミシン用摺動装置ならびにミシン |
| JP2014505214A (ja) * | 2011-01-13 | 2014-02-27 | ミーバ フリクテク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 摩擦材料 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990518 |