JPH10101461A - セラミックス系摺動部材 - Google Patents
セラミックス系摺動部材Info
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- JPH10101461A JPH10101461A JP25850596A JP25850596A JPH10101461A JP H10101461 A JPH10101461 A JP H10101461A JP 25850596 A JP25850596 A JP 25850596A JP 25850596 A JP25850596 A JP 25850596A JP H10101461 A JPH10101461 A JP H10101461A
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- oxide
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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
- C04B41/5001—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 with carbon or carbonisable materials
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- Inorganic Chemistry (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 硬質カーボン膜の優れた低摩擦性および耐摩
耗性を、無潤滑または水潤滑の使用条件にて安定して発
揮できるセラミックス系摺動部材とすることである。 【解決手段】 Ａｌ2 Ｏ3 またはＺｒＯ2 などの酸化物
セラミックス材料を主要成分とし、鉄、ニッケル、これ
らの酸化物、窒化物および炭化物からなる群から選ばれ
る一種以上の添加剤を１〜３０重量％で含有するセラミ
ックス成形体を焼結し、その表面に重ねて硬質カーボン
膜を設けてなるセラミックス系摺動部材とする。添加剤
がセラミックス焼結体と硬質カーボン膜との密着性を高
めているので、セラミックス焼結体表面に下地膜がなく
ても硬質カーボン膜を強固に固定できる。
耗性を、無潤滑または水潤滑の使用条件にて安定して発
揮できるセラミックス系摺動部材とすることである。 【解決手段】 Ａｌ2 Ｏ3 またはＺｒＯ2 などの酸化物
セラミックス材料を主要成分とし、鉄、ニッケル、これ
らの酸化物、窒化物および炭化物からなる群から選ばれ
る一種以上の添加剤を１〜３０重量％で含有するセラミ
ックス成形体を焼結し、その表面に重ねて硬質カーボン
膜を設けてなるセラミックス系摺動部材とする。添加剤
がセラミックス焼結体と硬質カーボン膜との密着性を高
めているので、セラミックス焼結体表面に下地膜がなく
ても硬質カーボン膜を強固に固定できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、セラミックス焼
結体を基材とするセラミックス系摺動部材に関する。
結体を基材とするセラミックス系摺動部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】セラミックス焼結体は、高硬度で耐食性
は良好であるが、これを転がり摩擦面や滑り摩擦面を形
成する摺動部材として使用するには、通常、潤滑油やグ
リースなどの潤滑剤を必要とする。
は良好であるが、これを転がり摩擦面や滑り摩擦面を形
成する摺動部材として使用するには、通常、潤滑油やグ
リースなどの潤滑剤を必要とする。
【０００３】ところで、耐食性の良好なセラミックス焼
結体は、潤滑剤を使用できないような水中や真空等の特
殊な環境で使用される場合も多いが、このようなセラミ
ックス焼結体の非液体潤滑環境での摺動性を改善する手
段として、Ｓｉ3 Ｎ4 にＢＮなどの固体潤滑剤を添加す
る手法が、特開昭６０−２１８５４号公報に記載されて
いる。
結体は、潤滑剤を使用できないような水中や真空等の特
殊な環境で使用される場合も多いが、このようなセラミ
ックス焼結体の非液体潤滑環境での摺動性を改善する手
段として、Ｓｉ3 Ｎ4 にＢＮなどの固体潤滑剤を添加す
る手法が、特開昭６０−２１８５４号公報に記載されて
いる。
【０００４】また、セラミックス焼結体の耐摩耗性を改
善するために、タンタル（Ｔａ）、タングステン
（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）などの炭化物、窒化物、硼化物
の微粒子を添加する手法が特開昭５７−５１１７５号公
報に開示されている。
善するために、タンタル（Ｔａ）、タングステン
（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）などの炭化物、窒化物、硼化物
の微粒子を添加する手法が特開昭５７−５１１７５号公
報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、液体潤
滑剤を使用せずに摩擦係数を低下させるべくセラミック
ス材料に固体潤滑剤を添加すると、セラミックスの焼結
性を阻害し、緻密に焼結できず、高強度のセラミックス
系摺動部材が得られないという問題点がある。また、高
価な固体潤滑剤や硬質微粒子を使用することによって、
セラミックス系摺動部材の製造コストも高くなる。
滑剤を使用せずに摩擦係数を低下させるべくセラミック
ス材料に固体潤滑剤を添加すると、セラミックスの焼結
性を阻害し、緻密に焼結できず、高強度のセラミックス
系摺動部材が得られないという問題点がある。また、高
価な固体潤滑剤や硬質微粒子を使用することによって、
セラミックス系摺動部材の製造コストも高くなる。
【０００６】ところで、水中や真空などの無潤滑条件で
優れた低摩擦性および耐摩耗性が期待できる皮膜とし
て、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）と呼ばれる
硬質カーボン膜が知られている。このような硬質カーボ
ン膜は、セラミックス焼結体の表面に密着性よく形成す
ることが困難であるため、通常はシリコン等からなる下
地膜を設け、その上に硬質カーボン膜をイオンスパッタ
リングやマグネトロンスパッタリングで形成する方法が
採用される。
優れた低摩擦性および耐摩耗性が期待できる皮膜とし
て、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）と呼ばれる
硬質カーボン膜が知られている。このような硬質カーボ
ン膜は、セラミックス焼結体の表面に密着性よく形成す
ることが困難であるため、通常はシリコン等からなる下
地膜を設け、その上に硬質カーボン膜をイオンスパッタ
リングやマグネトロンスパッタリングで形成する方法が
採用される。
【０００７】しかしながら、セラミック焼結体上に下地
膜を形成する工程は煩雑であり、また処理時間も増加す
るため摺動部材の量産性に欠け、しかも形成された下地
膜によってセラミック本来の物性を阻害する可能性もあ
る。
膜を形成する工程は煩雑であり、また処理時間も増加す
るため摺動部材の量産性に欠け、しかも形成された下地
膜によってセラミック本来の物性を阻害する可能性もあ
る。
【０００８】そこで、この発明の課題は上記した問題点
を解決して、硬質カーボン膜の優れた低摩擦性および耐
摩耗性を、無潤滑または水潤滑の使用条件にて安定して
発揮できるセラミックス系摺動部材とすることである。
を解決して、硬質カーボン膜の優れた低摩擦性および耐
摩耗性を、無潤滑または水潤滑の使用条件にて安定して
発揮できるセラミックス系摺動部材とすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、酸化物セラミックス材料を主
要成分とし、鉄、ニッケル、これらの酸化物、窒化物お
よび炭化物からなる群から選ばれる一種以上の添加剤を
含有するセラミックス成形体を焼結し、その表面に重ね
て硬質カーボン膜を設けたセラミックス系摺動部材とし
たのである。
め、この発明においては、酸化物セラミックス材料を主
要成分とし、鉄、ニッケル、これらの酸化物、窒化物お
よび炭化物からなる群から選ばれる一種以上の添加剤を
含有するセラミックス成形体を焼結し、その表面に重ね
て硬質カーボン膜を設けたセラミックス系摺動部材とし
たのである。
【００１０】上記添加剤の配合割合は、１〜３０重量％
であることが好ましく、酸化物セラミックス材料として
は、酸化アルミニウムを採用することが好ましい。
であることが好ましく、酸化物セラミックス材料として
は、酸化アルミニウムを採用することが好ましい。
【００１１】この発明のセラミックス系摺動部材は、酸
化物セラミックス材料の添加剤がセラミックス焼結体中
に分散するか、または酸化物セラミック粒子に固溶して
存在し、セラミックス焼結体と硬質カーボン膜との密着
性を高めているので、セラミックス焼結体表面に下地膜
がなくても硬質カーボン膜を強固に固定できる。そのた
め、セラミックス系摺動部材は、硬質カーボン膜による
無潤滑または水潤滑の使用条件で、優れた低摩擦性およ
び耐摩耗性を耐久性良く安定的に発揮する。
化物セラミックス材料の添加剤がセラミックス焼結体中
に分散するか、または酸化物セラミック粒子に固溶して
存在し、セラミックス焼結体と硬質カーボン膜との密着
性を高めているので、セラミックス焼結体表面に下地膜
がなくても硬質カーボン膜を強固に固定できる。そのた
め、セラミックス系摺動部材は、硬質カーボン膜による
無潤滑または水潤滑の使用条件で、優れた低摩擦性およ
び耐摩耗性を耐久性良く安定的に発揮する。
【００１２】
【発明の実施の形態】この発明では、周知の酸化物セラ
ミックス材料を主要成分とし、これに所定の成分からな
る添加剤を添加して硬質カーボン膜との密着性を高める
が、前記した酸化物セラミックス材料の具体例として
は、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、ジルコニア（ＺｒＯ2 ）
などが挙げられる。
ミックス材料を主要成分とし、これに所定の成分からな
る添加剤を添加して硬質カーボン膜との密着性を高める
が、前記した酸化物セラミックス材料の具体例として
は、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、ジルコニア（ＺｒＯ2 ）
などが挙げられる。
【００１３】この発明で使用する酸化物セラミックス材
料用の添加剤としては、鉄およびニッケルから選択され
る一種以上の金属、およびこれら金属の酸化物、窒化物
および炭化物からなる群から選ばれる一種以上のもの、
または前記金属と前記化合物群との混合物である。
料用の添加剤としては、鉄およびニッケルから選択され
る一種以上の金属、およびこれら金属の酸化物、窒化物
および炭化物からなる群から選ばれる一種以上のもの、
または前記金属と前記化合物群との混合物である。
【００１４】この発明に用いる所定の添加剤は、前記し
たセラミックス材料に対して均一に混合できる大きさの
粉体を採用することが好ましく、具体的には０．１〜１
００μｍの粉体状のものが好ましい。
たセラミックス材料に対して均一に混合できる大きさの
粉体を採用することが好ましく、具体的には０．１〜１
００μｍの粉体状のものが好ましい。
【００１５】このような添加剤の配合割合は、セラミッ
ク焼結体中に１〜３０％（重量％、以下同じ。）である
ことが適当である。なぜなら、１％未満の少量では、硬
質カーボン膜とセラミック焼結体との密着性が充分にな
くなり、３０％を越えて多量に添加するとセラミック焼
結体の強度が低下するからである。
ク焼結体中に１〜３０％（重量％、以下同じ。）である
ことが適当である。なぜなら、１％未満の少量では、硬
質カーボン膜とセラミック焼結体との密着性が充分にな
くなり、３０％を越えて多量に添加するとセラミック焼
結体の強度が低下するからである。
【００１６】酸化物セラミック材料と添加剤との混合物
を成形し、これを焼結するときにはまず原材料の混合物
を所望の摺動部材形状に圧縮成形し、この成形品を所定
の高温に保持して焼結し、これを放冷した後に摺動面を
研削仕上げする。
を成形し、これを焼結するときにはまず原材料の混合物
を所望の摺動部材形状に圧縮成形し、この成形品を所定
の高温に保持して焼結し、これを放冷した後に摺動面を
研削仕上げする。
【００１７】原材料を混合するには、焼結体の高密度化
のために適量の焼結助剤を配合することが好ましい。ア
ルミナ質セラミック焼結体の焼結助剤としては、シリカ
（ＳｉＯ2 ）、酸化ナトリウム、カルシア（ＣａＯ）、
マグネシア（ＭｇＯ）など、ジルコニア質セラミック焼
結体の焼結助剤としては、イットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）、マ
グネシア（ＭｇＯ）などが挙げられる。
のために適量の焼結助剤を配合することが好ましい。ア
ルミナ質セラミック焼結体の焼結助剤としては、シリカ
（ＳｉＯ2 ）、酸化ナトリウム、カルシア（ＣａＯ）、
マグネシア（ＭｇＯ）など、ジルコニア質セラミック焼
結体の焼結助剤としては、イットリア（Ｙ2 Ｏ3 ）、マ
グネシア（ＭｇＯ）などが挙げられる。
【００１８】酸化物系セラミック焼結体の表面に硬質カ
ーボン膜を形成するには、炭化水素系のガスを用い、物
理蒸着法を採用して蒸着すればよい。物理蒸着法（ＰＶ
Ｄ法）の具体例としては、真空蒸着法、スパッター法、
イオンプレーティング法等が挙げられる。
ーボン膜を形成するには、炭化水素系のガスを用い、物
理蒸着法を採用して蒸着すればよい。物理蒸着法（ＰＶ
Ｄ法）の具体例としては、真空蒸着法、スパッター法、
イオンプレーティング法等が挙げられる。
【００１９】例えば、イオンプレーティング法は、真空
容器内に炭化水素系ガスを導入し、ターゲットとなるセ
ラミック材料からなる基板に、直流電圧を印加して、グ
ロー放電を発生させ、その放電下で基板の表面に硬質カ
ーボン膜を形成する方法である。イオンプレーティング
は、高価なイオンガン等が不要であり、操作が簡単であ
るから、低コストで硬質カーボン膜が得られる。
容器内に炭化水素系ガスを導入し、ターゲットとなるセ
ラミック材料からなる基板に、直流電圧を印加して、グ
ロー放電を発生させ、その放電下で基板の表面に硬質カ
ーボン膜を形成する方法である。イオンプレーティング
は、高価なイオンガン等が不要であり、操作が簡単であ
るから、低コストで硬質カーボン膜が得られる。
【００２０】マグネトロンスパッタ装置は、通常、真空
容器内の平型マグネトロンの上にグラファイトなどの炭
素系のターゲットを配置し、このターゲットと基板の間
に高周波電源を入力してグロー放電させ、さらに真空容
器内に導入した炭化水素系ガスおよび前記ターゲットか
ら飛び出した炭素原子をスパッタ粒子として基板に向け
て照射するか、または単に炭化水素系のガスのみを炭素
原子の供給源としてスパッタリングするものである。高
周波電源としては、一般に１３．５６ＭＨｚの周波数の
ものを採用できる。
容器内の平型マグネトロンの上にグラファイトなどの炭
素系のターゲットを配置し、このターゲットと基板の間
に高周波電源を入力してグロー放電させ、さらに真空容
器内に導入した炭化水素系ガスおよび前記ターゲットか
ら飛び出した炭素原子をスパッタ粒子として基板に向け
て照射するか、または単に炭化水素系のガスのみを炭素
原子の供給源としてスパッタリングするものである。高
周波電源としては、一般に１３．５６ＭＨｚの周波数の
ものを採用できる。
【００２１】そして、上記したマグネトロンに入力する
高周波入力は、５０Ｗ〜４００Ｗを採用して好ましい結
果を得ている。５０Ｗ未満の低い入力では、硬質カーボ
ン膜の厚さが極めて薄いので、摺動状態での使用に耐え
ない。また、４００Ｗを越えると、基材の発熱によって
硬質カーボン膜が密着しなくなるか、またはセラミッ製
基材にクラックが生じることになる。
高周波入力は、５０Ｗ〜４００Ｗを採用して好ましい結
果を得ている。５０Ｗ未満の低い入力では、硬質カーボ
ン膜の厚さが極めて薄いので、摺動状態での使用に耐え
ない。また、４００Ｗを越えると、基材の発熱によって
硬質カーボン膜が密着しなくなるか、またはセラミッ製
基材にクラックが生じることになる。
【００２２】この発明における硬質カーボン膜は、膜厚
が約０．４〜０．６μｍであり、その硬さが２０００〜
４０００Ｈｖであって、耐摩耗性に優れしかも摩擦係数
が約０．２程度のものである、このような摩擦係数値
は、硬質カーボン膜処理を施さないセラミックス表面の
摩擦係数値（０．６以上）に比べて極めて低く摺動性は
良好である。
が約０．４〜０．６μｍであり、その硬さが２０００〜
４０００Ｈｖであって、耐摩耗性に優れしかも摩擦係数
が約０．２程度のものである、このような摩擦係数値
は、硬質カーボン膜処理を施さないセラミックス表面の
摩擦係数値（０．６以上）に比べて極めて低く摺動性は
良好である。
【００２３】
【実施例】 〔実施例１〜１３、比較例１〜１６〕アルミナＡｌ2 Ｏ
3 粉末に対し、表１または表２に示した０〜３０重量％
の配合割合で、金属鉄粉、酸化鉄粉（Ｆｅ2 Ｏ3 ）、金
属ニッケル粉から選ばれる添加剤（粒子径は３種とも５
μｍ以下）を添加混合し、円筒状（外径４３ｍｍ、内径
８ｍｍ、高さ７ｍｍ）に加圧成形した。この成形体を焼
成炉に収容して、１５００〜１６００℃で２時間加熱し
焼結した。
3 粉末に対し、表１または表２に示した０〜３０重量％
の配合割合で、金属鉄粉、酸化鉄粉（Ｆｅ2 Ｏ3 ）、金
属ニッケル粉から選ばれる添加剤（粒子径は３種とも５
μｍ以下）を添加混合し、円筒状（外径４３ｍｍ、内径
８ｍｍ、高さ７ｍｍ）に加圧成形した。この成形体を焼
成炉に収容して、１５００〜１６００℃で２時間加熱し
焼結した。
【００２４】なお、焼結炉は大気炉と還元炉を使用し、
鉄粉配合のものは大気中雰囲気または還元性雰囲気で焼
結し、酸化鉄粉のものは大気中雰囲気で焼結し、金属ニ
ッケル粉配合のものは還元雰囲気で焼結した。
鉄粉配合のものは大気中雰囲気または還元性雰囲気で焼
結し、酸化鉄粉のものは大気中雰囲気で焼結し、金属ニ
ッケル粉配合のものは還元雰囲気で焼結した。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】得られた円筒形焼結体の端面は、表面粗さ
Ｒａ０．０５〜０．１μｍの鏡面に仕上げ加工し、実施
例の焼結体の表面には以下のようにマグネトロンスパッ
タリングによって硬質カーボン膜を形成し、セラミック
ス系摺動部材の円筒状試験片（実施例１〜１３、比較例
１６）とした。なお、比較例１〜１５の焼結体には硬質
カーボン膜を形成しなかった。
Ｒａ０．０５〜０．１μｍの鏡面に仕上げ加工し、実施
例の焼結体の表面には以下のようにマグネトロンスパッ
タリングによって硬質カーボン膜を形成し、セラミック
ス系摺動部材の円筒状試験片（実施例１〜１３、比較例
１６）とした。なお、比較例１〜１５の焼結体には硬質
カーボン膜を形成しなかった。
【００２８】マグネトロンスパッタリングによる物理蒸
着法は、次の通りである。まず、真空容器内を５×１０
-7Ｔｏｒｒまで減圧した後、真空容器内にアルゴンガス
を真空度０．０１Ｔｏｒｒまで導入し、１５分間、１５
０Ｗの入力（周波数１３．５６ＭＨｚ）で基板のボンバ
ードを行ない、ボンバード後１５分間冷却放置した。次
に、真空容器内にＣ2 Ｈ2 ガス（アセチレンガス）を真
空度０．０１Ｔｏｒｒまで導入して、高周波入力を１０
０Ｗで３０分間基板に印加して、基板上への硬質カーボ
ン膜の形成を行なった。
着法は、次の通りである。まず、真空容器内を５×１０
-7Ｔｏｒｒまで減圧した後、真空容器内にアルゴンガス
を真空度０．０１Ｔｏｒｒまで導入し、１５分間、１５
０Ｗの入力（周波数１３．５６ＭＨｚ）で基板のボンバ
ードを行ない、ボンバード後１５分間冷却放置した。次
に、真空容器内にＣ2 Ｈ2 ガス（アセチレンガス）を真
空度０．０１Ｔｏｒｒまで導入して、高周波入力を１０
０Ｗで３０分間基板に印加して、基板上への硬質カーボ
ン膜の形成を行なった。
【００２９】そして、得られた円筒形試験片に対し、図
１に示した試験装置を用い、乾燥状態での摩擦係数およ
び水中での摩擦係数を測定し、その結果を図２（乾燥条
件）または図３（水潤滑条件）の図表に示した。
１に示した試験装置を用い、乾燥状態での摩擦係数およ
び水中での摩擦係数を測定し、その結果を図２（乾燥条
件）または図３（水潤滑条件）の図表に示した。
【００３０】図１に示す摩擦試験装置は、回転動力が入
力される軸１の先端部分を、水（Ｗ）を収容可能な容器
２の底部に滑り軸受３を介して回転自在にかつ水漏れが
ないように取付け、軸１の上端にはネジ４でディスク状
アルミナ焼結体５を固定し、アルミナ製の円筒状焼結体
６は非回転の支軸軸７の下向きの先端部に固定して、デ
ィスク状アルミナ焼結体５の上面に円筒状試験片６の下
端面を、乾燥状態または水中で摺動可能に密接させた。
力される軸１の先端部分を、水（Ｗ）を収容可能な容器
２の底部に滑り軸受３を介して回転自在にかつ水漏れが
ないように取付け、軸１の上端にはネジ４でディスク状
アルミナ焼結体５を固定し、アルミナ製の円筒状焼結体
６は非回転の支軸軸７の下向きの先端部に固定して、デ
ィスク状アルミナ焼結体５の上面に円筒状試験片６の下
端面を、乾燥状態または水中で摺動可能に密接させた。
【００３１】ディスク状アルミナ焼結体５の上面および
円筒状試験片６の下端面は、いずれも鏡面仕上げとし、
これらの摺動面を水面下で水潤滑させる場合には、予め
容器２内に所要量の水（Ｗ）を入れておいた。そして、
支持軸７に一定の荷重（接触面圧０．３９ＭＰａ）を負
荷して連続回転させ、無潤滑（乾燥）条件または水潤滑
条件での摩擦係数を測定した。また、実施例１〜１３に
ついては水潤滑条件での耐久性を調べるため、２０時間
まで連続して回転させた。
円筒状試験片６の下端面は、いずれも鏡面仕上げとし、
これらの摺動面を水面下で水潤滑させる場合には、予め
容器２内に所要量の水（Ｗ）を入れておいた。そして、
支持軸７に一定の荷重（接触面圧０．３９ＭＰａ）を負
荷して連続回転させ、無潤滑（乾燥）条件または水潤滑
条件での摩擦係数を測定した。また、実施例１〜１３に
ついては水潤滑条件での耐久性を調べるため、２０時間
まで連続して回転させた。
【００３２】図２の結果からも明らかなように、無潤滑
（乾燥）の摺動条件では、ＤＬＣ膜のないセラミックス
系摺動部材である比較例１〜１５は、添加剤の配合割合
の多少に関わりなく摩擦係数が０．４〜０．５という比
較的高い摩擦係数であった。これに対して、ＤＬＣ膜を
形成した実施例１〜１３および比較例１６は、添加物の
有無または配合割合に関わりなく０．２程度の比較的低
い摩擦係数であった。
（乾燥）の摺動条件では、ＤＬＣ膜のないセラミックス
系摺動部材である比較例１〜１５は、添加剤の配合割合
の多少に関わりなく摩擦係数が０．４〜０．５という比
較的高い摩擦係数であった。これに対して、ＤＬＣ膜を
形成した実施例１〜１３および比較例１６は、添加物の
有無または配合割合に関わりなく０．２程度の比較的低
い摩擦係数であった。
【００３３】また、図３の結果からも明らかなように、
水中（水潤滑）の摺動条件では、ＤＬＣ膜のないセラミ
ックス系摺動部材である比較例１〜１５は、摩擦係数が
０．１８〜０．３という比較的高い摩擦係数であった。
これに対して、ＤＬＣ膜を形成した実施例１〜１３およ
び比較例１６は、同様の添加物の配合割合（比較例１６
は添加量０）で０．０１〜０．０１５という比較的低い
摩擦係数であった。このことから、摺動部材の摩擦係数
は主としてＤＬＣ膜の有無に影響されていることがわか
る。
水中（水潤滑）の摺動条件では、ＤＬＣ膜のないセラミ
ックス系摺動部材である比較例１〜１５は、摩擦係数が
０．１８〜０．３という比較的高い摩擦係数であった。
これに対して、ＤＬＣ膜を形成した実施例１〜１３およ
び比較例１６は、同様の添加物の配合割合（比較例１６
は添加量０）で０．０１〜０．０１５という比較的低い
摩擦係数であった。このことから、摺動部材の摩擦係数
は主としてＤＬＣ膜の有無に影響されていることがわか
る。
【００３４】また、前記した水潤滑条件での２０時間の
耐久性については、鉄またはニッケルなどを添加した焼
結体表面にＤＬＣ膜を形成した実施例１〜１３は、いず
れも２０時間の耐久試験中に硬質カーボン膜は剥がれな
かったが、所定の添加物を含有しない焼結体表面にＤＬ
Ｃ膜を形成した比較例１６は、２０時間以内にＤＬＣ膜
が剥離して摺動部材としての使用に耐えないものであっ
た。
耐久性については、鉄またはニッケルなどを添加した焼
結体表面にＤＬＣ膜を形成した実施例１〜１３は、いず
れも２０時間の耐久試験中に硬質カーボン膜は剥がれな
かったが、所定の添加物を含有しない焼結体表面にＤＬ
Ｃ膜を形成した比較例１６は、２０時間以内にＤＬＣ膜
が剥離して摺動部材としての使用に耐えないものであっ
た。
【００３５】これら結果から、セラミックス焼結体の表
面に硬質カーボン被膜を中間膜を形成することなく直接
強固に密着させるためには、鉄、ニッケル、これらの酸
化物などを添加したセラミックス焼結体を採用すべきこ
とがわかる。
面に硬質カーボン被膜を中間膜を形成することなく直接
強固に密着させるためには、鉄、ニッケル、これらの酸
化物などを添加したセラミックス焼結体を採用すべきこ
とがわかる。
【００３６】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように、酸化
物セラミックス材料に所定の成分からなる添加剤を添加
して焼結体表面と硬質カーボン膜との密着性を高めたの
で、下地膜がなくても低摩擦性の硬質カーボン膜を焼結
体表面に強固に固定でき、そのため、セラミックス焼結
体は、硬質カーボン膜による無潤滑または水潤滑の使用
条件でも優れた低摩擦性及び耐摩耗性を安定的に発揮す
るという利点がある。
物セラミックス材料に所定の成分からなる添加剤を添加
して焼結体表面と硬質カーボン膜との密着性を高めたの
で、下地膜がなくても低摩擦性の硬質カーボン膜を焼結
体表面に強固に固定でき、そのため、セラミックス焼結
体は、硬質カーボン膜による無潤滑または水潤滑の使用
条件でも優れた低摩擦性及び耐摩耗性を安定的に発揮す
るという利点がある。
【図１】摩擦試験装置の要部断面図
【図２】実施例及び比較例の乾燥状態での摩擦係数と添
加剤量との関係を示す図表
加剤量との関係を示す図表
【図３】実施例及び比較例の水潤滑状態での摩擦係数と
添加剤量との関係形を示す図表
添加剤量との関係形を示す図表
【符号の説明】 １ 軸 ２ 容器 ３ 滑り軸受 ４ ネジ ５ アルミナ焼結体 ６ 円筒状試験片 ７ 支持軸 Ｗ 水
Claims (3)
- 【請求項１】 酸化物セラミックス材料を主要成分と
し、鉄、ニッケル、これらの酸化物、窒化物および炭化
物からなる群から選ばれる一種以上の添加剤を含有する
セラミックス成形体を焼結し、その表面に重ねて硬質カ
ーボン膜を設けてなるセラミックス系摺動部材。 - 【請求項２】 添加剤の配合割合が、１〜３０重量％で
ある請求項１記載のセラミックス系摺動部材。 - 【請求項３】 酸化物セラミックス材料が、酸化アルミ
ニウムである請求項１または２に記載のセラミックス系
摺動部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25850596A JPH10101461A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | セラミックス系摺動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25850596A JPH10101461A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | セラミックス系摺動部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10101461A true JPH10101461A (ja) | 1998-04-21 |
Family
ID=17321150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25850596A Pending JPH10101461A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | セラミックス系摺動部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10101461A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006138404A (ja) * | 2004-11-12 | 2006-06-01 | Kobe Steel Ltd | 水系環境下での耐摩耗性に優れた摺動部材 |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP25850596A patent/JPH10101461A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006138404A (ja) * | 2004-11-12 | 2006-06-01 | Kobe Steel Ltd | 水系環境下での耐摩耗性に優れた摺動部材 |
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