JPH08119723A

JPH08119723A - 摺動部材

Info

Publication number: JPH08119723A
Application number: JP6284531A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Unno; 泰明海野
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1994-10-26
Filing date: 1994-10-26
Publication date: 1996-05-14

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、低摩擦係数を有し且つ低摩耗量の
複合セラミックスから構成した摺動部材を提供すること
である。【構成】この摺動部材は、α−Ａｌ₂Ｏ₃、Ｆｅ₃Ｏ
₄及びＡｌとＦｅを含む複合酸化物のうち少なくとも２
種以上が主成分であり、更に、Ｔｉ，Ｓｉ，Ｌａのうち
少なくとも１種以上の元素が存在する複合セラミックス
から構成されている。この摺動部材を構成する複合セラ
ミックスは、その気孔径が５μｍ以下の気孔が体積比に
して５％以下存在しており、Ａｌの含有量がＡｌ₂Ｏ₃
に換算して４０〜８０ｗｔ％、Ｆｅの含有量がＦｅ₃Ｏ
₄に換算して１０〜５０ｗｔ％、及びＴｉ，Ｓｉ，Ｌａ
の元素がＴｉＯ₂，ＳｉＯ₂又はＬａ₂Ｏ₃に換算して
１〜１０ｗｔ％である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、低摩擦で且つ低摩耗
の複合セラミックスから構成されている摺動部材に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジン部品のうち、シリンダラ
イナ、ピストンリング等の摺動部材としては、鉄系材料
から構成されているものが使用されている。また、摺動
部材では、耐摩耗性が必要とされる部分にはＡｌ
₂Ｏ₃、Ｓｉ₃Ｎ₄等のセラミックスが使用されてい
る。また、セラミックスとして、焼結助剤のＦｅ₃Ｏ₄
等のＦｅの酸化物を添加したＳｉ₃Ｎ₄は知られている
が、焼結助剤としてのＦｅ₃Ｏ₄等の金属酸化物を添加
した摺動部材では、Ｆｅ₃Ｏ₄の添加量が０．０１〜１
０ｗｔ％程度と少なく、低摩擦の特性を期待することは
できない。

【０００３】また、エンジン部品のうち、ロッカアーム
式動弁機構に使用されているロッカアーム、ロッカアー
ムシート、タペット、カム、プッシュロッドカム等の耐
摩耗性部品として、金属に比較して耐摩耗性に優れた材
料として、部分安定化ジルコニア、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ
₃等の金属酸化物を焼結助剤として添加したＳｉ₃Ｎ₄
等のセラミックス材料を使用することが開発されてい
る。

【０００４】また、特開平２−３０２３６０号公報に
は、青緑色系アルミナ質焼結体が開示されている。該青
緑色系アルミナ質焼結体は、ＺｒＯ₂を２〜３０ｗｔ
％、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏの酸化物のうち少なくとも１種を
０．０１〜１０ｗｔ％、及び残部がＡｌ₂Ｏ₃から成
り、同原料組成の被焼結体が酸素分圧０．０１ｇ／ｃｍ
²〜４００ｋｇ／ｃｍ²の不活性若しくは酸化性雰囲気
中で高温加圧焼成されて得られたものである。

【０００５】また、特開平６−２３４５６４号公報に
は、低摩擦セラミックスから成る摺動部品が開示されて
いる。該摺動部品は、Ｓｉ₃Ｎ₄又はＳｉＣのＳｉを主
成分とする母相中にＦｅＯ，Ｆｅ₂Ｏ₃，Ｆｅ₃Ｏ₄等
のＦｅの酸化物を分散させ、大気中において表面からや
や内部にかけて酸化させ、化合物として存在していたＦ
ｅ−Ｓｉ系の化合物をオイルとの吸着性に優れたＦｅ−
Ｏ系の酸化物に変化させることによって低摩擦化に構成
したものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鉄系材
料から摺動部材を構成した場合には、高温雰囲気等の厳
しい摺動条件の下で摺動部材を摺動させた時に、摺動部
材が凝着・移着の現象を起こし、摺動部材の摩耗が進行
するという問題が発生する。また、Ａｌ₂Ｏ₃等のセラ
ミックスから摺動部材を構成した場合には、摺動部材自
体は耐摩耗性材料として使用されるものであり、低摩擦
係数を期待することはできない。また、鉄系金属材料
は、セラミックスに比較して摩耗が多く耐久性の面で劣
るものである。また、摺動部品として、高温且つ潤滑油
粘度が低い潤滑状況下において、金属材料では凝着、焼
付き等の現象が起きている。そこで、摺動部品を作製す
るにあたって、金属材料に換えてＡｌ₂Ｏ₃，Ｓｉ₃Ｎ
₄等のセラミックスを使用することが試みられている
が、該セラミックスは耐摩耗性に優れているが、より低
摩擦を有する材料が望まれている。例えば、Ｓｉ₃Ｎ₄
中に、炭化ケイ素、窒化ホウ素或いは酸化物の粒子を分
散させた場合には、結合界面での反応性に乏しく、材料
自体の強度が低下し、窒化ホウ素を複合した材料では高
温中その部分が酸化され結晶構造が変化し、摩擦係数が
上昇することがある。

【０００７】また、Ｓｉ₃Ｎ₄と鉄Ｆｅの酸化物との複
合では、焼成時に還元反応が起こり、ＦｅＯ，Ｆｅ₂Ｏ
₃，Ｆｅ₃Ｏ₄の形で混合段階で添加しても、焼成後に
は、Ｆｅ−Ｓｉ系の化合物に変化する。このような化合
物も潤滑油との吸着性に優れるが、更に一層吸着性を高
め、低摩擦化するためには、酸化物の状態で残すことが
望ましいものである。

【０００８】また、ＺｒＯ₂で耐摩耗部品を作製した場
合に、該耐摩耗部品自体の摩耗量は少なくなるが、該耐
摩耗部品と組み合わせた相手側の金属材料で作製した部
品の摩耗が大きくなるという現象が発生する。また、Ａ
ｌ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃等の金属酸化物を焼結助剤として添
加したＳｉ₃Ｎ₄等のセラミックス材料で作製した耐摩
耗部品を、高温域で使用した場合に、該耐摩耗部品の摩
擦係数と摩耗量とが大きくなり、耐摩耗部品としての特
性が著しく低下する。

【０００９】前掲特開平２−３０２３６０号公報に開示
された青緑色系アルミナ質焼結体は、ＺｒＯ₂が含まれ
ているものであり、また、Ｆｅ₃Ｏ₄は色調を変化させ
るための添加物であり、Ｆｅ₃Ｏ₄の含有量が０．０１
〜１０ｗｔ％程度と少なく、低摩擦の特性を期待するこ
とができない。

【００１０】この発明の目的は、上記の課題を解決する
ことであり、主成分がＡｌの酸化物、Ｆｅの酸化物及び
ＡｌとＦｅを含む複合酸化物のうち少なくとも２種以上
を含み、その他に焼結助剤成分、固体潤滑剤を添加した
複合セラミックスから構成され、Ｆｅの酸化物を低摩擦
特性を向上させるため添加し、特に、オイルとの吸着性
に優れたＦｅ₃Ｏ₄に変化させることによって低摩擦化
し、しかも低摩耗性を向上させた摺動部材を提供するこ
とである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するため、次のように構成されている。即ち、こ
の発明は、Ａｌの酸化物、Ｆｅの酸化物及びＡｌとＦｅ
を含む複合酸化物のうち少なくとも２種以上が主成分で
ある複合セラミックスから構成されていることを特徴と
する摺動部材に関する。

【００１２】この摺動部材において、Ｔｉ，Ｓｉ，Ｌａ
のうち少なくとも１種以上の元素が存在する複合セラミ
ックスから構成されている。或いは、マイカが存在する
複合セラミックスから構成されている。

【００１３】また、この摺動部材において、気孔径５μ
ｍ以下の気孔が体積比にして５％以下存在している。

【００１４】また、この摺動部材において、前記Ａｌの
酸化物がα−Ａｌ₂Ｏ₃であり、前記Ｆｅの酸化物がＦ
ｅ₃Ｏ₄である。また、Ａｌの含有量がＡｌ₂Ｏ₃に換
算して４０〜８０ｗｔ％であり、Ｆｅの含有量がＦｅ₃
Ｏ₄に換算して１０〜５０ｗｔ％である。また、前記マ
イカが１〜１０ｗｔ％である。更に、前記Ｔｉ，Ｓｉ，
Ｌａのうち少なくとも１種以上の元素がＴｉＯ₂，Ｓｉ
Ｏ₂，Ｌａ₂Ｏ₃に換算して１〜１０ｗｔ％である。

【００１５】

【作用】この発明による摺動部材は、上記のように構成
されており、次のように作用する。即ち、この摺動部材
は、Ａｌの酸化物、Ｆｅの酸化物及びＡｌとＦｅを含む
複合酸化物のうち少なくとも２種以上が主成分とする複
合セラミックスから構成されているので、潤滑油吸着性
に優れているＦｅ₃Ｏ₄を含んでおり、潤滑油皮膜を形
成し易くなり、オイルとの吸着性にすぐれ、複合セラミ
ックスが低摩擦化となり、また、Ａｌ₂Ｏ₃を含んでい
るため、高度及びヤング率が高くなり、従って摺動面の
接触面積が小さくなり、しかも粒成長が抑制される結
果、気孔径５μｍ以下の気孔が体積比にして５％以下分
散して存在しているので、該気孔がオイル溜めとして機
能すると共に、高い強度を有するようになる。

【００１６】また、この摺動部材は、Ｆｅ₃Ｏ₄の酸化
物を添加原料としてセラミックスの母相中に１０ｗｔ％
〜５０ｗｔ％分散させることによって、オイルとの吸着
性を良好にして低い摩擦係数で且つ高い強度を維持した
セラミックスと鉄の化合物との複合セラミックスを得る
ことができる。

【００１７】

【実施例】以下、この発明による摺動部材の実施例を説
明する。この摺動部材は、Ａｌの酸化物、Ｆｅの酸化物
及びＡｌとＦｅを含む複合酸化物のうち少なくとも２種
以上が主成分である複合セラミックスから構成されてい
る。更に、この摺動部材は、Ａｌの酸化物、Ｆｅの酸化
物及びＡｌとＦｅを含む複合酸化物の他に、Ｔｉ，Ｓ
ｉ，Ｌａのうち少なくとも１種以上の元素が存在する複
合セラミックスから構成されている。Ａｌの酸化物は、
結晶相としてコランダムのα−Ａｌ₂Ｏ₃である。ま
た、Ｆｅの酸化物は、潤滑油の吸着性に優れているＦｅ
₃Ｏ₄である。或いは、この摺動部材は、固体潤滑剤と
して機能するマイカを配合しても摩擦係数を低下させる
ことができる。

【００１８】この摺動部材を構成する複合セラミックス
は、気孔径５μｍ以下の気孔が体積比にして５％以下存
在しているものであり、これらの気孔が潤滑油溜まりを
構成し、摩擦係数を低減させることができる。この複合
セラミックスは、Ａｌの含有量がＡｌ₂Ｏ₃に換算して
４０〜８０ｗｔ％であり、Ｆｅの含有量がＦｅ₃Ｏ₄に
換算して１０〜５０ｗｔ％であり、更に、Ｔｉ，Ｓｉ，
Ｌａのうち少なくとも１種以上の元素がＴｉＯ₂，Ｓｉ
Ｏ₂，Ｌａ₂Ｏ₃に換算して１〜１０ｗｔ％である。ま
た、この複合セラミックスにマイカを加える場合には、
マイカの配合量は１〜１０ｗｔ％である。

【００１９】まず、この発明による摺動部材の一実施例
を実施例１として説明する。〔実施例１〕この発明による摺動部材を作製するため、
まず、原料粉末を作製するために、Ａｌ₂Ｏ₃，Ｆｅ₃
Ｏ₄及びＴｉＯ₂粉末を次の比率で配合する。Ａｌ₂Ｏ
₃：Ｆｅ₃Ｏ₄：ＴｉＯ₂＝５０：４５：５の重量比率
で混合して原料粉末を作る。この原料粉末をボールミル
にて約２４時間粉砕混合して混合粉末を作った後、この
混合粉末を加圧成形して成形体を作製した後、この成形
体を大気中で１４００℃で３時間焼成して焼結体を得
た。ここで、この焼結体を本発明品という。本発明品の
焼結体の組織は、粒径３μｍ以下のＡｌ₂Ｏ₃粒子及び
Ｆｅ₃Ｏ₄粒子が均一に分散しており、また、焼結体に
は気孔径５μｍ以下の気孔が均一に分散していた。ま
た、本発明品の焼結体をＸ線回折により、焼結体の組成
を調べた結果、Ａｌ₂Ｏ₃，Ｆｅ₃Ｏ₄及びＴｉＯ₂の
他に、ＡｌＦｅＯ₃等の複合酸化物が存在していること
が分かった。

【００２０】次に、上記の工程を経て作製した本発明品
の焼結体について、摺動試験を行なうため、焼結体の摺
動面を研削し、研磨して６５×１５×１０ｍｍのサイズ
で、摺動面の表面粗さＲｚ０．４μｍ以下に加工し、こ
れを摺動試験用テストピースとした。また、比較材とし
て、片状黒鉛鋳鉄とＡｌ₂Ｏ₃を選び、これらを同様に
加工し、片状黒鉛鋳鉄の摺動試験用テストピースとＡｌ
₂Ｏ₃の摺動試験用テストピースを作製した。これらの
摺動試験用テストピースを摺動試験をするための相手側
の部材即ち相手材として、球状黒鉛鋳鉄を選び、これを
φ８×２３ｍｍ（端面ＳＲ１８加工）に加工し、摺動試
験用ピンを作製した。

【００２１】そこで、上記各摺動試験用テストピースと
摺動試験用ピンを用いて、往復動型摺動試験機によって
各摺動試験用テストピースの面に、相手側摺動試験用ピ
ンをほぼ垂直となるようにセットして摩擦係数及び比摩
耗量を測定した。この時の摺動条件は、荷重１ｋｇｆ、
温度１５０℃、摺動速度０．２ｍ／ｓの摺動試験条件
で、それらの摩擦係数及び比摩耗量を測定した。この摺
動試験では、潤滑油として、鉱油系潤滑油を使用した。
上記の摺動試験の結果を表１に示す。

【表１】

【００２２】表１から分かるように、本発明品は、比較
材と比較して、摩擦係数及び比摩耗量は大幅に低下して
いることが分かる。即ち、本発明品の摩擦係数が０．０
１８であるのに対し、片状黒鉛鋳鉄の比較材の摩擦係数
が０．１０７であり、Ａｌ₂Ｏ₃の比較材の摩擦係数が
０．０９４であった。また、本発明品の比摩耗量が０．
６４×１０^{- 7}ｍｍ³／Ｎ・ｍであるのに対し、片状黒
鉛鋳鉄の比較材の比摩耗量が３．４１×１０^{- 7}ｍｍ³
／Ｎ・ｍであり、Ａｌ₂Ｏ₃の比較材の比摩耗量が１．
０５×１０^{- 7}ｍｍ³／Ｎ・ｍであった。本発明品が摩
擦特性及び摩耗特性に優れている要因としては、潤滑油
吸着性に優れているＦｅ₃Ｏ₄を含んでいるため、摺動
面に潤滑油皮膜を形成し易いという現象があるためと考
えられる。また、本発明品は、Ａｌ₂Ｏ₃が均一に分散
して含んでいるため、硬度及びヤング率が高く、従って
実質的に接触面積が小さくなり、また、Ａｌ₂Ｏ₃とＦ
ｅ₃Ｏ₄から成る組織中に５μｍ以下の気孔が分散して
いるため、これがオイル溜めとして働いて、摩擦特性及
び摩耗特性が向上していると考えられる。

【００２３】次に、この発明による摺動部材の別の実施
例を実施例２として説明する。〔実施例２〕この実施例は、上記実施例１と同様に、原
料粉末を作製するため、Ａｌ₂Ｏ₃，Ｆｅ₃Ｏ₄及びＴ
ｉＯ₂粉末を所定の比率で配合し、それらを混合して種
々の原料粉末を作る。この場合、Ａｌ₂Ｏ₃，Ｆｅ₃Ｏ
₄及びＴｉＯ₂粉末の各粉末の配合量については、Ａｌ
₂Ｏ₃が３０〜９０ｗｔ％、Ｆｅ₃Ｏ₄が０〜６０ｗｔ
％、ＴｉＯ₂が０〜１５ｗｔ％の原料粉末を作製した。
これらの原料粉末を上記実施例１と同様にボールミルに
て約２４時間粉砕混合して混合粉末を作った後、これら
の混合粉末を加圧成形して成形体を作製した後、これら
の成形体を大気中で１４００℃で３時間焼成して焼結体
即ち複合セラミックスを得た。これらの複合セラミック
スについて、上記実施例１と同様に、摩擦係数及び比摩
耗量を測定し、それらの結果を表２に示す。

【表２】

【００２４】表２から分かるように、試料番号２，３，
４，５，６及び９に示す配合比で作製した原料粉末から
作製した複合セラミックスは、摩擦係数が低下し、摩耗
量が小さいことが分かる。即ち、本発明品となる摺動部
材について、Ａｌ₂Ｏ₃，Ｆｅ₃Ｏ₄及びＴｉＯ₂粉末
の各粉末の配合量は、Ａｌ₂Ｏ₃が４０〜８０ｗｔ％、
Ｆｅ₃Ｏ₄が１０〜５０ｗｔ％、ＴｉＯ₂が１〜１０ｗ
ｔ％の範囲の配合量の時に、低摩擦係数で低摩耗量とな
る特性を確保できる。これらの範囲の配合量で作製した
焼結体は、これらの組織は、上記実施例１と同様に、粒
径３μｍ以下のＡｌ₂Ｏ₃粒子及びＦｅ₃Ｏ₄粒子が均
一に分散しており、また、焼結体には気孔径５μｍ以下
の気孔が均一に分散しており、Ｘ線回折によって各焼結
体の組成を調べた結果、Ａｌ₂Ｏ₃，Ｆｅ₃Ｏ₄及びＴ
ｉＯ₂の他に、ＡｌＦｅＯ₃等の複合酸化物が存在して
いることが分かった。

【００２５】試料番号１，７，８及び１０に示す上記範
囲外の配合比で作製した焼結体について、摩擦摩耗特性
の向上が期待できないことが分かった。これらの焼成体
の摩擦摩耗特性が向上しない理由として次のことが推察
できる。Ａｌ₂Ｏ₃が４０ｗｔ％以下又は８０ｗｔ％以
上の配合量の場合、Ｆｅ₃Ｏ₄が５０ｗｔ％以上又は１
０ｗｔ％以下の配合量の場合及びＴｉＯ₂が１ｗｔ％以
下又は１０ｗｔ％以上の配合量の場合には、組織中の気
孔が１０μｍ以上になっていることが確認された。従っ
て、これらの気孔が摺動面での凹凸面を形成し、摩擦係
数が高くなると推察できる。また、Ｆｅ₃Ｏ₄が１０ｗ
ｔ％以下では、従来のセラミックスと同様に、摺動面に
良好な潤滑油皮膜が形成されないため、摩擦係数が高く
なると考えられる。

【００２６】次に、この発明による摺動部材の更に別の
実施例を実施例３として説明する。〔実施例３〕この実施例は、上記実施例１と同様に、原
料粉末を作製するため、ＴｉＯ₂の代わりにＳｉＯ₂又
はＬａ₂Ｏ₃を使用してＡｌ₂Ｏ₃及びＦｅ₃Ｏ₄粉末
を所定の比率で配合し、それらを混合して種々の原料粉
末を作る。この場合、Ａｌ₂Ｏ₃，Ｆｅ₃Ｏ₄，ＳｉＯ
₂，Ｌａ₂Ｏ₃粉末の各粉末の配合量については、Ａｌ
₂Ｏ₃が６０ｗｔ％、Ｆｅ₃Ｏ₄が２５〜３９ｗｔ％、
ＳｉＯ₂が０〜１５ｗｔ％、Ｌａ₂Ｏ₃が０〜１５ｗｔ
％の原料粉末を作製した。これらの原料粉末を上記実施
例１と同様にボールミルにて約２４時間粉砕混合して混
合粉末を作った後、これらの混合粉末を加圧成形して成
形体を作製した後、これらの成形体を焼成して焼結体即
ち複合セラミックスを得た。これらの複合セラミックス
について、上記実施例１と同様に、摩擦係数及び比摩耗
量を測定し、それらの結果を表３に示す。

【表３】

【００２７】表３から分かるように、試料番号１，２，
４及び５に示す配合比で作製した原料粉末から作製した
複合セラミックスは、摩擦係数が低下し、摩耗量が小さ
いことが分かる。即ち、本発明品となる摺動部材につい
て、Ａｌ₂Ｏ₃とＦｅ₃Ｏ₄とは上記各実施例と同様で
あり、ＳｉＯ₂又はＬａ₂Ｏ₃の各粉末の配合量につい
ては、上記実施例１のＴｉＯ₂と同様に、１〜１０ｗｔ
％の場合が気孔が１０μｍ以下になって摩擦摩耗特性を
向上させることが分かった。また、試料番号３及び６の
ように、ＳｉＯ₂又はＬａ₂Ｏ₃の各粉末の配合量が１
５ｗｔ％の場合には気孔が１０μｍ以上になって摩擦摩
耗特性の向上が期待できないことが分かった。

【００２８】次に、この発明による摺動部材の他の実施
例を実施例４として説明する。〔実施例４〕この実施例は、上記実施例１と同様に、原
料粉末を作製するため、Ａｌ₂Ｏ₃，Ｆｅ₃Ｏ₄及びＴ
ｉＯ₂粉末を次の比率で配合する。Ａｌ₂Ｏ₃：Ｆｅ₃
Ｏ₄：ＴｉＯ₂＝４５：４５：５の重量比率で混合し、
更にマイカ〔例えば、ＫＡｌ₃Ｓｉ₃Ｏ_{1 0}（Ｏ
Ｈ）₂〕を５ｗｔ％混合して原料粉末を作った。この原
料粉末を上記実施例１と同様にボールミルにて約２４時
間粉砕混合して混合粉末を作った後、この混合粉末を加
圧成形して成形体を作製した後、この成形体を焼成して
焼結体即ち複合セラミックス即ち本発明品を得た。本発
明品の複合セラミックスについて、上記実施例１と同様
に、摩擦係数及び比摩耗量を測定した。また、比較材と
して、上記実施例１と同様のものを作製した。この時の
摺動条件は、荷重３０ｋｇｆ、温度１５０℃、摺動速度
０．２ｍ／ｓの摺動試験条件で、それらの摩擦係数及び
比摩耗量を測定した。この摺動試験では、潤滑油とし
て、鉱油系潤滑油を使用した。上記の摺動試験の結果を
表４に示す。

【表４】

【００２９】表４から分かるように、本発明品の複合セ
ラミックスは、比較材に比較して、摩擦摩耗特性が向上
していることが分かる。本発明品は、摺動条件が厳しい
境界潤滑領域での摩擦係数が低く、摩耗量も低くなって
おり、マイカが固体潤滑剤として機能している結果であ
ると考えられる。

【００３０】次に、この発明による摺動部材の更に他の
実施例を実施例５として説明する。〔実施例５〕この実施例は、上記実施例４と同様に、マ
イカを加えた原料粉末を用いたものであり、マイカの配
合量を種々に変えて原料粉末を作製し、複合セラミック
スでのマイカが与える摩擦摩耗特性への影響を調査し
た。この場合、Ａｌ₂Ｏ₃，Ｆｅ₃Ｏ₄，ＴｉＯ₂，マ
イカの各粉末の配合量については、Ａｌ₂Ｏ₃が５０ｗ
ｔ％、Ｆｅ₃Ｏ₄が３０〜４４．５ｗｔ％、ＴｉＯ₂が
５ｗｔ％、マイカが０．５〜１５ｗｔ％の原料粉末を作
製した。これらの原料粉末を上記実施例４と同様にボー
ルミルにて約２４時間粉砕混合して混合粉末を作った
後、これらの混合粉末を加圧成形して成形体を作製した
後、これらの成形体を焼成して焼結体即ち複合セラミッ
クスを得た。これらの複合セラミックスについて、上記
実施例４と同様に、摩擦係数及び比摩耗量を測定し、そ
れらの結果を表５に示す。

【表５】

【００３１】表５から分かるように、試料番号２及び３
に示す配合比で作製した原料粉末から作製した複合セラ
ミックスは、摩擦係数が低下し、摩耗量が小さいことが
分かる。また、試料番号１及び４に示す配合比で作製し
た原料粉末から作製した複合セラミックスについては、
複合セラミックスへ含まれているマイカの配合量が１ｗ
ｔ％以下では摩擦係数の低減効果を得ることはできず、
マイカの配合量が１０ｗｔ％以上では気孔が多くなり、
摩擦係数が増大した。従って、この発明の摺動部材を構
成する複合セラミックスは、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｆｅ₃Ｏ₄及
びＴｉＯ₂に加えてマイカの配合量が１〜１０ｗｔ％の
範囲内であることが、焼結体即ち複合セラミックスの摩
擦摩耗特性を向上させることが確認できた。

【００３２】

【発明の効果】この発明による摺動部材は、上記のよう
に構成されており、次のような効果を有する。即ち、こ
の摺動部材は、Ａｌの酸化物、Ｆｅの酸化物及びＡｌと
Ｆｅを含む複合酸化物のうち少なくとも２種以上が主成
分である材料を焼成して作製されているので、摩擦係数
を低減でき、且つ摩耗量を低減できる。この複合セラミ
ックスでは、Ａｌの酸化物としてはα−Ａｌ₂Ｏ₃であ
り、Ｆｅの酸化物としてはＦｅ₃Ｏ₄である。従って、
この摺動部材は、潤滑油粘度が低い状態においても低摩
擦係数を示し、且つ耐摩耗性に優れているので、この摺
動部材によって、シリンダライナ、ピストンリング等の
エンジン部品を作製した場合に、エンジン性能を向上さ
せることができる。

【００３３】また、この摺動部材を構成する複合セラミ
ックスは、Ａｌの酸化物、Ｆｅの酸化物及びＡｌとＦｅ
を含む複合酸化物のうち少なくとも２種以上の他に、Ｔ
ｉ，Ｓｉ，Ｌａのうち少なくとも１種以上の元素が存在
する材料から構成されている。この摺動部材を構成する
複合セラミックスでは、Ａｌの含有量がＡｌ₂Ｏ₃に換
算して４０〜８０ｗｔ％であり、Ｆｅの含有量がＦｅ₃
Ｏ₄に換算して１０〜５０ｗｔ％であり、また、Ｔｉ，
Ｓｉ，Ｌａのうち少なくとも１種以上の元素がＴｉ
Ｏ₂，ＳｉＯ₂，Ｌａ₂Ｏ₃に換算して１〜１０ｗｔ％
であれば、気孔径が５μｍ以下になり、体積比にして５
％以下にすることができ、摩擦係数を低減できる。或い
は、この摺動部材を構成する複合セラミックスには、固
体潤滑剤のマイカを配合することができる。この時、マ
イカの配合量は、１〜１０ｗｔ％である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ａｌの酸化物、Ｆｅの酸化物及びＡｌと
Ｆｅを含む複合酸化物のうち少なくとも２種以上が主成
分である複合セラミックスから構成されていることを特
徴とする摺動部材。
【請求項２】Ｔｉ，Ｓｉ，Ｌａのうち少なくとも１種
以上の元素が存在する複合セラミックスから構成されて
いることを特徴とする請求項１に記載の摺動部材。
【請求項３】マイカが存在する複合セラミックスから
構成されていることを特徴とする請求項１に記載の摺動
部材。
【請求項４】気孔径５μｍ以下の気孔が体積比にして
５％以下存在していることを特徴とする請求項１に記載
の摺動部材。
【請求項５】前記Ａｌの酸化物がα−Ａｌ₂Ｏ₃であ
り、前記Ｆｅの酸化物がＦｅ₃Ｏ₄であることを特徴と
する請求項１に記載の摺動部材。
【請求項６】Ａｌの含有量がＡｌ₂Ｏ₃に換算して４
０〜８０ｗｔ％であり、Ｆｅの含有量がＦｅ₃Ｏ₄に換
算して１０〜５０ｗｔ％であることを特徴とする請求項
１に記載の摺動部材。
【請求項７】前記Ｔｉ，Ｓｉ，Ｌａのうち少なくとも
１種以上の元素がＴｉＯ₂，ＳｉＯ₂，Ｌａ₂Ｏ₃に換
算して１〜１０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１
に記載の摺動部材。
【請求項８】前記マイカが１〜１０ｗｔ％であること
を特徴とする請求項１に記載の摺動部材。