JPH08277705A - タペット材 - Google Patents
タペット材Info
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- JPH08277705A JPH08277705A JP7078815A JP7881595A JPH08277705A JP H08277705 A JPH08277705 A JP H08277705A JP 7078815 A JP7078815 A JP 7078815A JP 7881595 A JP7881595 A JP 7881595A JP H08277705 A JPH08277705 A JP H08277705A
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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
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/51—Metallising, e.g. infiltration of sintered ceramic preforms with molten metal
- C04B41/5144—Metallising, e.g. infiltration of sintered ceramic preforms with molten metal with a composition mainly composed of one or more of the metals of the iron group
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- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高強度で耐摩耗性、摺動性、耐久性、信頼性
に優れ、軽量で製造コストの低廉化も可能なセラミック
ス−金属接合体よりなるタペット材を提供する。 【構成】 Ｓｉ3 Ｎ4 ：ＳｉＣ微粒子＝７０〜９０：３
０〜１０（体積比）及びＴｉＣ及び／又はＴｉＮ微粒子
０．３〜１体積％のＳｉ3 Ｎ4 −ＳｉＣ−ＴｉＣ，Ｔｉ
Ｎ粒子分散複合セラミックス製タペット材本体１の側周
面に金属製筒状被覆部材２を焼き嵌める。 【効果】 耐摩耗性、耐食性、耐久性、摺動性に優れる
上に、高強度かつ高靭性の粒子分散複合セラミックス製
タペット材本体１の側周面に金属製筒状被覆部材２を焼
き嵌めにより接合一体化することにより、耐衝撃性等を
補強し、軽量かつ加工が容易で安価な高信頼性セラミッ
クス−金属接合タペット材が提供される。
に優れ、軽量で製造コストの低廉化も可能なセラミック
ス−金属接合体よりなるタペット材を提供する。 【構成】 Ｓｉ3 Ｎ4 ：ＳｉＣ微粒子＝７０〜９０：３
０〜１０（体積比）及びＴｉＣ及び／又はＴｉＮ微粒子
０．３〜１体積％のＳｉ3 Ｎ4 −ＳｉＣ−ＴｉＣ，Ｔｉ
Ｎ粒子分散複合セラミックス製タペット材本体１の側周
面に金属製筒状被覆部材２を焼き嵌める。 【効果】 耐摩耗性、耐食性、耐久性、摺動性に優れる
上に、高強度かつ高靭性の粒子分散複合セラミックス製
タペット材本体１の側周面に金属製筒状被覆部材２を焼
き嵌めにより接合一体化することにより、耐衝撃性等を
補強し、軽量かつ加工が容易で安価な高信頼性セラミッ
クス−金属接合タペット材が提供される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はタペット材に係り、特
に、機械や自動車等の構造部材としての耐摩耗性摺動部
材として有用な高性能セラミックス−金属接合部材より
なるタペット材に関する。
に、機械や自動車等の構造部材としての耐摩耗性摺動部
材として有用な高性能セラミックス−金属接合部材より
なるタペット材に関する。
【０００２】
【従来の技術】機械や自動車等の構造部材としては、耐
久性、耐摩耗性、強度等の特性に優れると共に、軽量な
材料が要求されており、このような要求特性を満たすも
のとして、高性能なセラミックス材料と金属材料との接
合部材が提案されている。
久性、耐摩耗性、強度等の特性に優れると共に、軽量な
材料が要求されており、このような要求特性を満たすも
のとして、高性能なセラミックス材料と金属材料との接
合部材が提案されている。
【０００３】特に、自動車用のエンジンの動力弁材料で
あるタペット材は、圧縮応力や摺動性、耐摩耗性など厳
しい条件下で用いられる部材である上に、最近のエンジ
ンの高性能化傾向から、より一層軽量で高性能の部材が
求められている。
あるタペット材は、圧縮応力や摺動性、耐摩耗性など厳
しい条件下で用いられる部材である上に、最近のエンジ
ンの高性能化傾向から、より一層軽量で高性能の部材が
求められている。
【０００４】従来、タペット材には炭素鋼やクロム鋼
に、比較的摩耗の少ない材料を接合した部材が用いられ
てきた。また、これらの材料では特性的に十分ではない
ため、耐摩耗性に優れた材料として従来公知の超硬金属
材料を接合した部材も提案されている。更に、最近で
は、セラミックスと金属とをロウ材を用いて接合した接
合部材も提供されるようになった。
に、比較的摩耗の少ない材料を接合した部材が用いられ
てきた。また、これらの材料では特性的に十分ではない
ため、耐摩耗性に優れた材料として従来公知の超硬金属
材料を接合した部材も提案されている。更に、最近で
は、セラミックスと金属とをロウ材を用いて接合した接
合部材も提供されるようになった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】炭素鋼やクロム鋼を用
いたタペット材では、耐摩耗性に問題があり、更に耐摩
耗性を改善すべく超硬金属材料を用いたものでは、重量
が重いという欠点があった。
いたタペット材では、耐摩耗性に問題があり、更に耐摩
耗性を改善すべく超硬金属材料を用いたものでは、重量
が重いという欠点があった。
【０００６】一方、セラミックスと金属との接合部材よ
りなるタペット材では、次のような欠点があった。
りなるタペット材では、次のような欠点があった。
【０００７】 従来においては、セラミックスとして
モノリシックなセラミックス（例えばＳｉ3 Ｎ4 ，Ａｌ
2 Ｏ3 ，ムライト，ＳｉＣ）を用いているため、熱及び
機械的応力に対する靭性が不足し、接合強度の大きなセ
ラミックス−金属接合体は得られていない。
モノリシックなセラミックス（例えばＳｉ3 Ｎ4 ，Ａｌ
2 Ｏ3 ，ムライト，ＳｉＣ）を用いているため、熱及び
機械的応力に対する靭性が不足し、接合強度の大きなセ
ラミックス−金属接合体は得られていない。
【０００８】 従来のセラミックス材料では、構造部
材としての耐摩耗性、耐久性、耐食性、摺動性等の要求
特性を十分に満たすことができない。
材としての耐摩耗性、耐久性、耐食性、摺動性等の要求
特性を十分に満たすことができない。
【０００９】 接合時の熱応力を緩和して、セラミッ
クスの接合時の割れを防止するために、セラミックスと
金属との間に各種のインサート材を１層又は２層に介在
させることが行われているが、十分な効果は得られてい
ない。接合強度をより一層高めるために、セラミックス
の表面をメタライズしたり、溶射するなどの方法も採用
されているが、メタライズや溶射法を採用したもので
も、高温における接着強度が低く、かつ、腐食に対して
も弱いという欠点がある。特に、溶射法では、セラミッ
クスと溶射面との界面の接合強度が低く、また、その溶
射表面が多孔質となるため、ロウ材との均密な接合は不
可能である。
クスの接合時の割れを防止するために、セラミックスと
金属との間に各種のインサート材を１層又は２層に介在
させることが行われているが、十分な効果は得られてい
ない。接合強度をより一層高めるために、セラミックス
の表面をメタライズしたり、溶射するなどの方法も採用
されているが、メタライズや溶射法を採用したもので
も、高温における接着強度が低く、かつ、腐食に対して
も弱いという欠点がある。特に、溶射法では、セラミッ
クスと溶射面との界面の接合強度が低く、また、その溶
射表面が多孔質となるため、ロウ材との均密な接合は不
可能である。
【００１０】 従来、接合にはロウ材による方法が採
用されているが、ロウ材による接合法は、比較的手間の
かかる方法で、コスト高の原因となっている。
用されているが、ロウ材による接合法は、比較的手間の
かかる方法で、コスト高の原因となっている。
【００１１】 従来品は、いずれも重量の大きなもの
で、軽量なものは得られていない。
で、軽量なものは得られていない。
【００１２】このようなことから、従来においては、要
求特性を十分に満たすセラミックス−金属接合部材より
なるタペット材は提供されていないのが現状である。
求特性を十分に満たすセラミックス−金属接合部材より
なるタペット材は提供されていないのが現状である。
【００１３】本発明は上記従来の実情に鑑みてなされた
ものであって、高強度で耐摩耗性、摺動性、耐久性、信
頼性に優れ、しかも、軽量で製造コストの低廉化も可能
なセラミックス−金属接合体よりなるタペット材を提供
することを目的とする。
ものであって、高強度で耐摩耗性、摺動性、耐久性、信
頼性に優れ、しかも、軽量で製造コストの低廉化も可能
なセラミックス−金属接合体よりなるタペット材を提供
することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明のタペット材は、
一端側が閉じた筒状のセラミックス製タペット材本体
と、該タペット材本体の側周面に設けられた金属製筒状
被覆部材とを備えるタペット材であって、該セラミック
ス製タペット材本体と金属製筒状被覆部材とは焼き嵌め
により接合されており、該セラミックスは、Ｓｉ3 Ｎ4
のマトリックス相中に、ＳｉＣ微粒子とＴｉＣ及び／又
はＴｉＮ微粒子とが分散してなり、Ｓｉ3Ｎ4 とＳｉＣ
微粒子とをＳｉ3 Ｎ4 ：ＳｉＣ微粒子＝７０〜９０：３
０〜１０の体積割合で含み、かつ、ＴｉＣ及び／又はＴ
ｉＮ微粒子をＳｉ3 Ｎ4 とＳｉＣ微粒子との合計に対し
て０．３〜１体積％含む粒子分散複合セラミックスであ
ることを特徴とする。
一端側が閉じた筒状のセラミックス製タペット材本体
と、該タペット材本体の側周面に設けられた金属製筒状
被覆部材とを備えるタペット材であって、該セラミック
ス製タペット材本体と金属製筒状被覆部材とは焼き嵌め
により接合されており、該セラミックスは、Ｓｉ3 Ｎ4
のマトリックス相中に、ＳｉＣ微粒子とＴｉＣ及び／又
はＴｉＮ微粒子とが分散してなり、Ｓｉ3Ｎ4 とＳｉＣ
微粒子とをＳｉ3 Ｎ4 ：ＳｉＣ微粒子＝７０〜９０：３
０〜１０の体積割合で含み、かつ、ＴｉＣ及び／又はＴ
ｉＮ微粒子をＳｉ3 Ｎ4 とＳｉＣ微粒子との合計に対し
て０．３〜１体積％含む粒子分散複合セラミックスであ
ることを特徴とする。
【００１５】請求項２のタペット材は、請求項１のタペ
ット材において、金属製筒状被覆部材が炭素鋼又はクロ
ム鋼製筒状被覆部材であることを特徴とする。
ット材において、金属製筒状被覆部材が炭素鋼又はクロ
ム鋼製筒状被覆部材であることを特徴とする。
【００１６】即ち、従来のタペット材に高強度、高耐久
性、耐摩耗性、摺動特性を付与するためには、金属材料
で対処することは困難であり、新しい素材の開発が待た
れていた。本発明者らは、高耐久性、高靭性の新規セラ
ミックスを開発し、タペット材本体をこのセラミックス
で構成し、しかも、セラミックスのみでは機械的強度
（靭性）が不足する箇所に金属製被覆部材を焼き嵌めし
て補強することにより、各種機械的特性に優れ、軽量で
安価なタペット材の実現を可能とした。
性、耐摩耗性、摺動特性を付与するためには、金属材料
で対処することは困難であり、新しい素材の開発が待た
れていた。本発明者らは、高耐久性、高靭性の新規セラ
ミックスを開発し、タペット材本体をこのセラミックス
で構成し、しかも、セラミックスのみでは機械的強度
（靭性）が不足する箇所に金属製被覆部材を焼き嵌めし
て補強することにより、各種機械的特性に優れ、軽量で
安価なタペット材の実現を可能とした。
【００１７】以下に本発明を詳細に説明する。
【００１８】まず、本発明で用いられる粒子分散複合セ
ラミックスについて説明する。
ラミックスについて説明する。
【００１９】本発明に係る粒子分散複合セラミックス
は、Ｓｉ3 Ｎ4 マトリックス相に第２成分としてＳｉＣ
微粒子が、第３成分としてＴｉＣ及び／又はＴｉＮ微粒
子が、それぞれ、下記の割合で分散してなるものであ
る。なお、ＴｉＣ及び／又はＴｉＮ微粒子の割合は、Ｓ
ｉ3 Ｎ4 とＳｉＣ微粒子との合計に対する割合である。
は、Ｓｉ3 Ｎ4 マトリックス相に第２成分としてＳｉＣ
微粒子が、第３成分としてＴｉＣ及び／又はＴｉＮ微粒
子が、それぞれ、下記の割合で分散してなるものであ
る。なお、ＴｉＣ及び／又はＴｉＮ微粒子の割合は、Ｓ
ｉ3 Ｎ4 とＳｉＣ微粒子との合計に対する割合である。
【００２０】Ｓｉ3 Ｎ4 ：ＳｉＣ微粒子＝７０〜９０：
３０〜１０（体積比） ＴｉＣ及び／又はＴｉＮ微粒子＝０．３〜１体積％ ここで、Ｓｉ3 Ｎ4 の体積比が７０未満では複合材とし
ての特性が得られず、また、強度が著しく低下する。９
０を超えると相対的に第２，３成分の割合が低減し、第
２，３成分粒子を複合化させることによる本発明の効果
が十分に得られない。ＳｉＣ微粒子の複合化により、靭
性や強度、耐摩耗性の向上が図れるが、このＳｉＣ微粒
子の体積比が１０未満では、この改善効果が十分に得ら
れず、３０を超えると焼結性が悪くなる。従って、Ｓｉ
3 Ｎ4 ：ＳｉＣ微粒子＝７０〜９０：３０〜１０（体積
比）とする。
３０〜１０（体積比） ＴｉＣ及び／又はＴｉＮ微粒子＝０．３〜１体積％ ここで、Ｓｉ3 Ｎ4 の体積比が７０未満では複合材とし
ての特性が得られず、また、強度が著しく低下する。９
０を超えると相対的に第２，３成分の割合が低減し、第
２，３成分粒子を複合化させることによる本発明の効果
が十分に得られない。ＳｉＣ微粒子の複合化により、靭
性や強度、耐摩耗性の向上が図れるが、このＳｉＣ微粒
子の体積比が１０未満では、この改善効果が十分に得ら
れず、３０を超えると焼結性が悪くなる。従って、Ｓｉ
3 Ｎ4 ：ＳｉＣ微粒子＝７０〜９０：３０〜１０（体積
比）とする。
【００２１】ＴｉＣ及び／又はＴｉＮ微粒子は、ＳｉＣ
微粒子の複合化による特性向上効果を更に高め、より一
層の高靭性化を図る作用を奏し、その割合がＳｉ3 Ｎ4
とＳｉＣ微粒子の合計に対して０．３体積％未満では、
この作用が十分に得られず、１体積％を超えると焼結性
に問題を生じる。従って、ＴｉＣ及び／又はＴｉＮ微粒
子の割合は０．３〜１体積％とする。
微粒子の複合化による特性向上効果を更に高め、より一
層の高靭性化を図る作用を奏し、その割合がＳｉ3 Ｎ4
とＳｉＣ微粒子の合計に対して０．３体積％未満では、
この作用が十分に得られず、１体積％を超えると焼結性
に問題を生じる。従って、ＴｉＣ及び／又はＴｉＮ微粒
子の割合は０．３〜１体積％とする。
【００２２】本発明において、Ｓｉ3 Ｎ4 マトリックス
相中に分散している各微粒子は、それぞれ下記粒径範囲
のナノ粒子であることが好ましい。
相中に分散している各微粒子は、それぞれ下記粒径範囲
のナノ粒子であることが好ましい。
【００２３】ＳｉＣ微粒子の粒径：５０〜５００ｎｍ ＴｉＣ及び／又はＴｉＮ微粒子の粒径：５０〜７００ｎ
ｍ このような粒子分散複合セラミックスは例えば次のよう
にして製造される。即ち、まず、粒径０．０５〜０．５
μｍ程度のＳｉ3 Ｎ4 粉末と、上記粒径範囲のＳｉＣ微
粒子とＴｉＣ及び／又はＴｉＮ微粒子とをボールミル等
により５〜１０時間程度連続的に均一分散混合する。こ
の混合に当り、分散性を良くするために、有機系の分散
剤を用いることができる。
ｍ このような粒子分散複合セラミックスは例えば次のよう
にして製造される。即ち、まず、粒径０．０５〜０．５
μｍ程度のＳｉ3 Ｎ4 粉末と、上記粒径範囲のＳｉＣ微
粒子とＴｉＣ及び／又はＴｉＮ微粒子とをボールミル等
により５〜１０時間程度連続的に均一分散混合する。こ
の混合に当り、分散性を良くするために、有機系の分散
剤を用いることができる。
【００２４】得られた混合原料を、プレス法又はＣＩＰ
法により所定形状に成形し、得られた成形体を１５００
〜１７００℃で７〜１５時間焼成することにより、高密
度粒子分散複合セラミックス製タペット材本体を得るこ
とができる。なお、焼成はＮ2 雰囲気中で行うのが好ま
しい。
法により所定形状に成形し、得られた成形体を１５００
〜１７００℃で７〜１５時間焼成することにより、高密
度粒子分散複合セラミックス製タペット材本体を得るこ
とができる。なお、焼成はＮ2 雰囲気中で行うのが好ま
しい。
【００２５】このような粒子分散複合セラミックス製タ
ペット材本体の側周面に接合する金属製筒状被覆部材
は、肉厚０．６〜２．０ｍｍであることが好ましい。金
属製筒状被覆部材の肉厚が０．６ｍｍ未満では、金属製
筒状被覆部材による十分な補強効果が得られず、２．０
ｍｍを超える厚肉のものでも補強効果に大差はなく、徒
らに得られるタペット材の重量が増大して好ましくな
い。
ペット材本体の側周面に接合する金属製筒状被覆部材
は、肉厚０．６〜２．０ｍｍであることが好ましい。金
属製筒状被覆部材の肉厚が０．６ｍｍ未満では、金属製
筒状被覆部材による十分な補強効果が得られず、２．０
ｍｍを超える厚肉のものでも補強効果に大差はなく、徒
らに得られるタペット材の重量が増大して好ましくな
い。
【００２６】また、金属製筒状被覆部材の材質として
は、クロム鋼が最適であるが、その他、炭素鋼等を採用
することもできる。
は、クロム鋼が最適であるが、その他、炭素鋼等を採用
することもできる。
【００２７】このような金属製筒状被覆部材は、前記セ
ラミックス製タペット材本体に焼き嵌めにより接合一体
化する。この焼き嵌めの温度は、通常、２００〜５００
℃である。
ラミックス製タペット材本体に焼き嵌めにより接合一体
化する。この焼き嵌めの温度は、通常、２００〜５００
℃である。
【００２８】焼き嵌めにより金属製筒状被覆部材とセラ
ミックス製タペット材本体を接合一体化した後は、セラ
ミックス製タペット材本体の摺動部と金属製筒状被覆部
材の表面を研磨加工して製品タペット材を得る。
ミックス製タペット材本体を接合一体化した後は、セラ
ミックス製タペット材本体の摺動部と金属製筒状被覆部
材の表面を研磨加工して製品タペット材を得る。
【００２９】なお、タペット材は、通常、直径１５〜３
５ｍｍ，高さ２０〜６０ｍｍの有底円筒形状であり、こ
れをセラミックス製とした場合、肉圧を相当に大きくす
る必要があるが、本発明においては、前述の高強度、高
靭性粒子分散複合セラミックスをタペット材本体の構成
材料として用いると共に、金属製筒状被覆部材で補強す
るため、セラミックス製タペット材本体の円筒部分の肉
厚を１．０〜３．０ｍｍ程度の薄肉とすることができ、
従って、前記金属製筒状被覆部材の肉厚を加えても、タ
ペット材の円筒部分の肉厚は１．６〜４．０ｍｍ程度と
することができる。
５ｍｍ，高さ２０〜６０ｍｍの有底円筒形状であり、こ
れをセラミックス製とした場合、肉圧を相当に大きくす
る必要があるが、本発明においては、前述の高強度、高
靭性粒子分散複合セラミックスをタペット材本体の構成
材料として用いると共に、金属製筒状被覆部材で補強す
るため、セラミックス製タペット材本体の円筒部分の肉
厚を１．０〜３．０ｍｍ程度の薄肉とすることができ、
従って、前記金属製筒状被覆部材の肉厚を加えても、タ
ペット材の円筒部分の肉厚は１．６〜４．０ｍｍ程度と
することができる。
【００３０】
【作用】本発明者らは、従来のモノリシックなＳｉ3 Ｎ
4 とは全く特性の異なる粒子分散複合セラミックスを開
発した。この材料はＳｉ3 Ｎ4 −ＳｉＣ−ＴｉＣ及び／
又はＴｉＮの３成分（又は４成分）系であり、高強度、
高靭性で耐食性、耐摩耗性、摺動特性に優れている。
4 とは全く特性の異なる粒子分散複合セラミックスを開
発した。この材料はＳｉ3 Ｎ4 −ＳｉＣ−ＴｉＣ及び／
又はＴｉＮの３成分（又は４成分）系であり、高強度、
高靭性で耐食性、耐摩耗性、摺動特性に優れている。
【００３１】この粒子分散複合セラミックスは、セラミ
ックスのマトリックス相としてＳｉ3 Ｎ4 を用い、これ
に靭性や強度、耐摩耗性を付与するため、ＳｉＣ微粒子
を第２成分として分散させ、更に、この第２成分の複合
特性を高めるために、第３成分としてのＴｉＣ及び／又
はＴｉＮ微粒子を分散させたものである。
ックスのマトリックス相としてＳｉ3 Ｎ4 を用い、これ
に靭性や強度、耐摩耗性を付与するため、ＳｉＣ微粒子
を第２成分として分散させ、更に、この第２成分の複合
特性を高めるために、第３成分としてのＴｉＣ及び／又
はＴｉＮ微粒子を分散させたものである。
【００３２】本発明に係る粒子分散複合セラミックスに
おいては、Ｓｉ3 Ｎ4 マトリックス相の中に第２，第３
成分の微粒子が分散して、内部応力を誘起した状態にな
っているため極めて強度、靭性が高い材料となってお
り、タペット材に要求される耐摩耗性、耐久性、摺動性
などを十分に満たすものである。
おいては、Ｓｉ3 Ｎ4 マトリックス相の中に第２，第３
成分の微粒子が分散して、内部応力を誘起した状態にな
っているため極めて強度、靭性が高い材料となってお
り、タペット材に要求される耐摩耗性、耐久性、摺動性
などを十分に満たすものである。
【００３３】しかして、本発明に係る粒子分散複合セラ
ミックスは、従来のＳｉ3 Ｎ4 単味の材料やＳｉ3 Ｎ4
−ＳｉＣの２成分系の材料に比べて強度特性にも優れて
いるため、接合材料の素材としても極めて優れたものと
なっている。
ミックスは、従来のＳｉ3 Ｎ4 単味の材料やＳｉ3 Ｎ4
−ＳｉＣの２成分系の材料に比べて強度特性にも優れて
いるため、接合材料の素材としても極めて優れたものと
なっている。
【００３４】ところで、タペット材は、通常、直径１５
〜３５ｍｍ，高さ２０〜６０ｍｍの有底円筒状であり、
これをセラミックス製とした場合、円筒部の肉厚を大き
くしないと、常用強度を保つことが難しい。本発明で
は、タペット材本体の構成材料として高靭性のセラミッ
クス粒子分散複合セラミックスを用いることにより、肉
厚を数ｍｍ以下とすることを可能とし、しかも、その円
筒部外側周に金属製筒状被覆部材を焼き嵌めして補強す
ることにより、同時にコストダウンも図ることが可能と
なった。即ち、セラミックス製タペット材本体の側周部
に金属製筒状被覆部材を焼き嵌めすることにより、加工
が容易ではないセラミックス部分を減らして加工が容易
な金属表面を設けることにより、研磨加工コストを大幅
に下げることが可能となる。
〜３５ｍｍ，高さ２０〜６０ｍｍの有底円筒状であり、
これをセラミックス製とした場合、円筒部の肉厚を大き
くしないと、常用強度を保つことが難しい。本発明で
は、タペット材本体の構成材料として高靭性のセラミッ
クス粒子分散複合セラミックスを用いることにより、肉
厚を数ｍｍ以下とすることを可能とし、しかも、その円
筒部外側周に金属製筒状被覆部材を焼き嵌めして補強す
ることにより、同時にコストダウンも図ることが可能と
なった。即ち、セラミックス製タペット材本体の側周部
に金属製筒状被覆部材を焼き嵌めすることにより、加工
が容易ではないセラミックス部分を減らして加工が容易
な金属表面を設けることにより、研磨加工コストを大幅
に下げることが可能となる。
【００３５】このように、振動や衝撃に対しても耐久性
が要求されるタペット材に、金属製筒状被覆部材と粒子
分散複合セラミックス製タペット材本体との焼き嵌めに
よる複合効果で十分に対応すると共に、加工コストの低
減を図り、更に、厚肉化により、従来の金属系のタペッ
ト材や、セラミックス−金属接合タペット材と比較し
て、一段と軽量化することが可能となった。
が要求されるタペット材に、金属製筒状被覆部材と粒子
分散複合セラミックス製タペット材本体との焼き嵌めに
よる複合効果で十分に対応すると共に、加工コストの低
減を図り、更に、厚肉化により、従来の金属系のタペッ
ト材や、セラミックス−金属接合タペット材と比較し
て、一段と軽量化することが可能となった。
【００３６】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。
り具体的に説明する。
【００３７】なお、以下の実施例及び比較例において用
いた材料は次の通りである。
いた材料は次の通りである。
【００３８】 Ｓｉ3 Ｎ4 （宇部興産社製）：平均粒径０．３μｍ ＳｉＣ（イビデン社製）：平均粒径３００ｎｍ ＴｉＣ（日本新金属社製）：平均粒径２００ｎｍ ＴｉＮ（日本新金属社製）：平均粒径２００ｎｍ 実施例１〜３ 図１に示す形状のタペット材を、次の手順で製造した。
【００３９】なお、図１において、１はセラミックス製
タペット材本体、２は金属製筒状被覆部材、３はタペッ
ト材である。
タペット材本体、２は金属製筒状被覆部材、３はタペッ
ト材である。
【００４０】まず、表１に示す割合でＳｉ3 Ｎ4 とＳｉ
ＣとＴｉＣ又はＴｉＮとをボールミルにより１０〜２０
時間混合した後、この混合物に有機質バインダー（ポリ
ビニルアルコール）を３重量％添加して更に５時間混合
した。得られたスラリーを乾燥、解砕して粉末化し、１
５００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力で５分間保持してＣＩＰ成
形した。得られた成形体を、１７００℃のＮ2 雰囲気で
１０時間焼結した。得られた焼結体の各部の寸法は、図
１において、Ｌ1 ＝４５ｍｍ，Ｌ2 ＝３５ｍｍ，Ｒ1 ＝
２０ｍｍ，Ｒ2 ＝３０ｍｍである。この焼結体の物性は
表１に示す通りであった。
ＣとＴｉＣ又はＴｉＮとをボールミルにより１０〜２０
時間混合した後、この混合物に有機質バインダー（ポリ
ビニルアルコール）を３重量％添加して更に５時間混合
した。得られたスラリーを乾燥、解砕して粉末化し、１
５００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力で５分間保持してＣＩＰ成
形した。得られた成形体を、１７００℃のＮ2 雰囲気で
１０時間焼結した。得られた焼結体の各部の寸法は、図
１において、Ｌ1 ＝４５ｍｍ，Ｌ2 ＝３５ｍｍ，Ｒ1 ＝
２０ｍｍ，Ｒ2 ＝３０ｍｍである。この焼結体の物性は
表１に示す通りであった。
【００４１】得られたセラミックス製タペット材本体の
側周面にクロム鋼製筒状被覆部材（内径３０ｍｍ，外径
３３ｍｍ，肉厚１．５ｍｍ，高さ４０ｍｍ）を３５０℃
で焼き嵌めた。
側周面にクロム鋼製筒状被覆部材（内径３０ｍｍ，外径
３３ｍｍ，肉厚１．５ｍｍ，高さ４０ｍｍ）を３５０℃
で焼き嵌めた。
【００４２】得られたセラミックス−金属接合タペット
材について、諸特性を調べ、結果を表１に示した。
材について、諸特性を調べ、結果を表１に示した。
【００４３】比較例１ 従来のチル鋳鉄製タペット材について、実施例１と同様
に諸特性を調べ、結果を表１に示した。
に諸特性を調べ、結果を表１に示した。
【００４４】
【表１】
【００４５】表１より明らかなように、本発明に係る粒
子分散複合セラミックスは高靭性、高硬度かつ高強度で
あることから、このような粒子分散複合セラミックス製
タペット材本体を用い、更に側周部に金属製筒状被覆部
材を焼き嵌めることにより、軽量で機械的特性に優れた
高耐久性タペット材を得ることができる。
子分散複合セラミックスは高靭性、高硬度かつ高強度で
あることから、このような粒子分散複合セラミックス製
タペット材本体を用い、更に側周部に金属製筒状被覆部
材を焼き嵌めることにより、軽量で機械的特性に優れた
高耐久性タペット材を得ることができる。
【００４６】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のタペット材
によれば、耐摩耗性、耐食性、耐久性、摺動性に優れる
上に、高強度かつ高靭性の粒子分散複合セラミックス製
タペット材本体の側周面に金属製筒状被覆部材を焼き嵌
めにより接合一体化することにより、耐衝撃性等を補強
し、軽量かつ加工が容易で安価な高信頼性セラミックス
−金属接合タペット材が提供される。
によれば、耐摩耗性、耐食性、耐久性、摺動性に優れる
上に、高強度かつ高靭性の粒子分散複合セラミックス製
タペット材本体の側周面に金属製筒状被覆部材を焼き嵌
めにより接合一体化することにより、耐衝撃性等を補強
し、軽量かつ加工が容易で安価な高信頼性セラミックス
−金属接合タペット材が提供される。
【図１】実施例１〜３で製造したタペット材の形状を示
す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は底面図であ
る。
す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は底面図であ
る。
１ セラミックス製タペット材本体 ２ 金属製筒状被覆部材 ３ タペット材
Claims (2)
- 【請求項１】 一端側が閉じた筒状のセラミックス製タ
ペット材本体と、該タペット材本体の側周面に設けられ
た金属製筒状被覆部材とを備えるタペット材であって、 該セラミックス製タペット材本体と金属製筒状被覆部材
とは焼き嵌めにより接合されており、 該セラミックスは、Ｓｉ3 Ｎ4 のマトリックス相中に、
ＳｉＣ微粒子とＴｉＣ及び／又はＴｉＮ微粒子とが分散
してなり、Ｓｉ3 Ｎ4 とＳｉＣ微粒子とをＳｉ3 Ｎ4 ：
ＳｉＣ微粒子＝７０〜９０：３０〜１０の体積割合で含
み、かつ、ＴｉＣ及び／又はＴｉＮ微粒子をＳｉ3 Ｎ4
とＳｉＣ微粒子との合計に対して０．３〜１体積％含む
粒子分散複合セラミックスであることを特徴とするタペ
ット材。 - 【請求項２】 請求項１のタペット材において、金属製
筒状被覆部材が炭素鋼又はクロム鋼製筒状被覆部材であ
ることを特徴とするタペット材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7078815A JPH08277705A (ja) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | タペット材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7078815A JPH08277705A (ja) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | タペット材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08277705A true JPH08277705A (ja) | 1996-10-22 |
Family
ID=13672346
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7078815A Withdrawn JPH08277705A (ja) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | タペット材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08277705A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100471599B1 (ko) * | 2001-01-29 | 2005-03-07 | 엠.제이.테크(주) | 차량의 엔진용 태핏 |
-
1995
- 1995-04-04 JP JP7078815A patent/JPH08277705A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100471599B1 (ko) * | 2001-01-29 | 2005-03-07 | 엠.제이.테크(주) | 차량의 엔진용 태핏 |
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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: 20020604 |