JPS5845103A - 炭素球及び黒鉛球 - Google Patents
炭素球及び黒鉛球Info
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- JPS5845103A JPS5845103A JP56144425A JP14442581A JPS5845103A JP S5845103 A JPS5845103 A JP S5845103A JP 56144425 A JP56144425 A JP 56144425A JP 14442581 A JP14442581 A JP 14442581A JP S5845103 A JPS5845103 A JP S5845103A
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- carbon
- sphere
- anisotropy
- graphite
- base material
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/16—Sliding surface consisting mainly of graphite
-
- 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
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/52—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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- C04B35/52—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
- C04B35/528—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite obtained from carbonaceous particles with or without other non-organic components
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、炭素球箒及び黒鉛球槽m
の改jiLK関する。
周知の如く、炭素球及び黒鉛球は鋼球、プラスチック球
などに比較して軽量緻密であり、低摩擦性、耐摩耗性、
耐熱寸法安定性などが格段に優れている。しかし従来の
嗟素球基材は材料強度的に異方性を有するものであった
り、−黒鉛化性炭素材(ガラス状炭素)である為に黒鉛
化処理しても黒鉛結晶の成長は殆んど起らないので熱伝
導性を満足出来ず9球に形成したものをベアリングなど
く用いた場合9球の1部分が急熱急冷などの過酷な条件
に遭遇すると9球の表面と内部との熱膨張差によって球
の表面にピッチング現象が生じたね0球自体がクラック
損傷を生じたりして短期間で使用不可能となるなどの欠
点があった。
などに比較して軽量緻密であり、低摩擦性、耐摩耗性、
耐熱寸法安定性などが格段に優れている。しかし従来の
嗟素球基材は材料強度的に異方性を有するものであった
り、−黒鉛化性炭素材(ガラス状炭素)である為に黒鉛
化処理しても黒鉛結晶の成長は殆んど起らないので熱伝
導性を満足出来ず9球に形成したものをベアリングなど
く用いた場合9球の1部分が急熱急冷などの過酷な条件
に遭遇すると9球の表面と内部との熱膨張差によって球
の表面にピッチング現象が生じたね0球自体がクラック
損傷を生じたりして短期間で使用不可能となるなどの欠
点があった。
本発明の目的は、摩擦熱などによる局部的急熱急冷など
の過酷な条件下でもピッチング、クラックなどを生じな
い工業用部材としての使用に耐える炭素球及び黒鉛球を
提供することにある。
の過酷な条件下でもピッチング、クラックなどを生じな
い工業用部材としての使用に耐える炭素球及び黒鉛球を
提供することにある。
発明者は球を形成する炭素基材を所定の平均熱伝導率に
設定することによ′す1球表面のピッチング破損の発生
をある程度軽減出来たので。
設定することによ′す1球表面のピッチング破損の発生
をある程度軽減出来たので。
[K研究の結果炭素基材の熱膨張係数の異方性(9凹L
≦巨堕X100.ただしCmaxは炭素基na x 材中の最大熱膨張係数及び0ninは炭素基材中の最小
熱膨張係数を示す)が炭素球のピッチング、熱衝撃割れ
に関与することを究明し、炭素基材を所定の熱伝導率に
設定すると共に、熱膨張係数の異方性を所定の範囲に設
定することにより炭素基材の熱膨@差を一様に近似せし
めることが出来るので、涼に形成したものを急熱急冷の
過酷な条件で使用した場合、ピッチング。
≦巨堕X100.ただしCmaxは炭素基na x 材中の最大熱膨張係数及び0ninは炭素基材中の最小
熱膨張係数を示す)が炭素球のピッチング、熱衝撃割れ
に関与することを究明し、炭素基材を所定の熱伝導率に
設定すると共に、熱膨張係数の異方性を所定の範囲に設
定することにより炭素基材の熱膨@差を一様に近似せし
めることが出来るので、涼に形成したものを急熱急冷の
過酷な条件で使用した場合、ピッチング。
クラックなど従来の炭素球の決定的弱点であった熱衝撃
による損傷を防止出来るととを見出した。
による損傷を防止出来るととを見出した。
本発明は、平均熱伝導率が0.03caυi・S・℃以
上でかつ熱膨張派数の異方性が401以下である炭素基
材を併置加工してなる炭素球又は黒鉛球K151する。
上でかつ熱膨張派数の異方性が401以下である炭素基
材を併置加工してなる炭素球又は黒鉛球K151する。
即ち1本発明の49微は炭素球形成用炭素基材の平均熱
伝導率及び、熱膨張係数の異方性(以下単に異方性と呼
ぶ)を所定の範囲に設定した点にあり、これによって炭
Jc球の表面と内部との熱*@差は一様に近似されるの
で熱力学的にも一様に近似される結果となり、従来の炭
素球の欠点であったピッチングやクラックなどの発生を
防止出来る。炭素基材の平均熱伝導率又は異方性のいず
れか一方のみを所定範囲に設定しただけでは上述した効
果は得られないつ本発明において炭素基材・の平均熱伝
導率は0.03cat/crn・S・℃以上及び異方性
は40慢以下であることが必要である。平均熱伝導率が
0、03 c at/cm・S・℃未満及び/又は異方
性が401を越えると炭素球の熱応力に平衡を欠・き。
伝導率及び、熱膨張係数の異方性(以下単に異方性と呼
ぶ)を所定の範囲に設定した点にあり、これによって炭
Jc球の表面と内部との熱*@差は一様に近似されるの
で熱力学的にも一様に近似される結果となり、従来の炭
素球の欠点であったピッチングやクラックなどの発生を
防止出来る。炭素基材の平均熱伝導率又は異方性のいず
れか一方のみを所定範囲に設定しただけでは上述した効
果は得られないつ本発明において炭素基材・の平均熱伝
導率は0.03cat/crn・S・℃以上及び異方性
は40慢以下であることが必要である。平均熱伝導率が
0、03 c at/cm・S・℃未満及び/又は異方
性が401を越えると炭素球の熱応力に平衡を欠・き。
球表面のピッチングや球自体のクラック欠損を生ずる。
好ましい範囲は平均熱伝導率がo、acaz7扁・S・
℃以上、異方性は25憾以下である。 一本発明の炭素
基材は9例えば次のような方法によって得られる。
℃以上、異方性は25憾以下である。 一本発明の炭素
基材は9例えば次のような方法によって得られる。
<1) 炭素粉末を三次元方向から均一に加圧出来る
ラバープレス法によって成形したのち、熱処理過程を経
て炭素基材を得る。
ラバープレス法によって成形したのち、熱処理過程を経
て炭素基材を得る。
(2)炭素粉末を盛込めして予備成形したのち。
ラバープレス法によ砂三次元方向から均一に場合800
〜1300℃、黒鉛球の場合2000〜2600℃が好
ましい。
〜1300℃、黒鉛球の場合2000〜2600℃が好
ましい。
また本発明の炭素基材を用いて球を形成する方法として
例えば、(a)各辺の比が1となるようを立方体を転が
して球を形成する方法、(b)あらかじめ球に近い指状
に加圧成形したものを転がして球を形成する方法、(C
)切削により球に近い形状に加圧したのち、研磨により
球を形成する方法などが用いられ制限はないが(b)の
方法は炭素基材の歩留り、材料構造的に等方性が得られ
易いなどの点から好ましい。
例えば、(a)各辺の比が1となるようを立方体を転が
して球を形成する方法、(b)あらかじめ球に近い指状
に加圧成形したものを転がして球を形成する方法、(C
)切削により球に近い形状に加圧したのち、研磨により
球を形成する方法などが用いられ制限はないが(b)の
方法は炭素基材の歩留り、材料構造的に等方性が得られ
易いなどの点から好ましい。
次に本発明の詳細な説明する。
実権例1
コールタールピッチを350〜500℃の温度にて加熱
処理し、この加熱処理工程で生成した光学的異方性小球
体を溶剤分別したのち、仮焼して′ 得た高密度、高強
度等方性炭素材嵯嘔体を型込めして予備成形し、更にう
・9−プレスによりあらか)しめ球に近い形状に加圧成
形を行ない、ik高温度1000℃で焼成し、平均熱伝
導率0.4 cal/cm−8・6C9異方性18憾の
炭素基材を得た。かくして得た炭素基材を砥粒を用いて
球だ形成し、深みぞ型ベアリング(JI8φ6205)
IIIC組込んで、1500rpm。
処理し、この加熱処理工程で生成した光学的異方性小球
体を溶剤分別したのち、仮焼して′ 得た高密度、高強
度等方性炭素材嵯嘔体を型込めして予備成形し、更にう
・9−プレスによりあらか)しめ球に近い形状に加圧成
形を行ない、ik高温度1000℃で焼成し、平均熱伝
導率0.4 cal/cm−8・6C9異方性18憾の
炭素基材を得た。かくして得た炭素基材を砥粒を用いて
球だ形成し、深みぞ型ベアリング(JI8φ6205)
IIIC組込んで、1500rpm。
5Kpf/10m1nの力9圧速度で、ラジアル荷重を
付加して、耐荷重試験を行なったところ、60Kpfの
荷重に迩しても炭素球表面にピッチング、クラックなど
、ベアリングとして有害な損傷は認められなかった。
付加して、耐荷重試験を行なったところ、60Kpfの
荷重に迩しても炭素球表面にピッチング、クラックなど
、ベアリングとして有害な損傷は認められなかった。
〜15優、炭化率80〜90憂酩て、500℃までの加
熱で溶融せず296以上の熱変形収縮率を有する炭素前
躯体物質を用いて、実権例1と同様の方法で平均熱+1
11率Q、 3 cat/cW1・S ・”Co異方性
20係の炭素基材を得、実施例1と同様の方法で炭素球
を形成し、実施例1と同様の試験を行なったところ、6
0Kpfの荷重に達しても炭素球表面にピッチング、ク
ラックなど、ベアリングとして有害な損傷は認められな
かった。
熱で溶融せず296以上の熱変形収縮率を有する炭素前
躯体物質を用いて、実権例1と同様の方法で平均熱+1
11率Q、 3 cat/cW1・S ・”Co異方性
20係の炭素基材を得、実施例1と同様の方法で炭素球
を形成し、実施例1と同様の試験を行なったところ、6
0Kpfの荷重に達しても炭素球表面にピッチング、ク
ラックなど、ベアリングとして有害な損傷は認められな
かった。
実権9113
実施例1の炭素基材を更に最高2400℃の温度で熱処
理し、平均熱伝導率0−6 cat/am・S・℃。
理し、平均熱伝導率0−6 cat/am・S・℃。
異方性12嘔の黒鉛基材を得、以下実施例1の方法で黒
鉛球を形成し、実権例1と同様の試験を行なったところ
60に5(Q荷重に適しても黒鉛球の損傷は認められな
かった。
鉛球を形成し、実権例1と同様の試験を行なったところ
60に5(Q荷重に適しても黒鉛球の損傷は認められな
かった。
以上実施例1.実施例2及び実施例3は試験機の都合で
、60Kgf以上の荷重試験かで籾なかったものである
。
、60Kgf以上の荷重試験かで籾なかったものである
。
比較例1
石油系ピッチを400〜500℃に加熱し、窒素ガス雰
囲気下で重質化した変質ピッチを酸素気流中、175〜
245℃の範囲で不融化し、かくして得られた炭素前躯
体を実施例1の方法で炭素球となしたガラス状破面を有
する炭素球を実施例1と同様条件で荷重試験を行なった
ところ、35に9f及び42Kgfの荷重でピッチング
を発生し、36Kffの荷重でクラック損傷が起こり、
いずれもベアリングとしての機能を果し得なかった。こ
のときの炭素球用炭素基材の平均熱ネ導率は0.01
calZl・S・℃及び異方性は33慢であった。
囲気下で重質化した変質ピッチを酸素気流中、175〜
245℃の範囲で不融化し、かくして得られた炭素前躯
体を実施例1の方法で炭素球となしたガラス状破面を有
する炭素球を実施例1と同様条件で荷重試験を行なった
ところ、35に9f及び42Kgfの荷重でピッチング
を発生し、36Kffの荷重でクラック損傷が起こり、
いずれもベアリングとしての機能を果し得なかった。こ
のときの炭素球用炭素基材の平均熱ネ導率は0.01
calZl・S・℃及び異方性は33慢であった。
更に、比較例1で得られた従来のガラス状破面を有する
炭素球について4球試験機を用いてピッチング、クラッ
クなどの表面損傷に関する耐荷重試験を行なった結果を
@1図に示し、実施例1で得られた炭素球について同様
の試験を実権した結果を第2図に示す。第1図及び第2
図、がら明らかなように従来の炭素球は垂直荷重20K
gf付近から摩擦係数が急上昇するが9.本発明の実施
例になる炭素球は―直荷重3.0Ktf付近で摩擦係数
が飽和し。
炭素球について4球試験機を用いてピッチング、クラッ
クなどの表面損傷に関する耐荷重試験を行なった結果を
@1図に示し、実施例1で得られた炭素球について同様
の試験を実権した結果を第2図に示す。第1図及び第2
図、がら明らかなように従来の炭素球は垂直荷重20K
gf付近から摩擦係数が急上昇するが9.本発明の実施
例になる炭素球は―直荷重3.0Ktf付近で摩擦係数
が飽和し。
以後荷重を1直も摩擦係数ゆ。、1.〜0.16f’安
定している。
定している。
また上記4球試験機による試験終了時の炭素球の表面状
態写真を第3図(従来品)及び第″4図(本発明品)K
示した。この写真から従来品は擦過損傷が観察されたが
9本発明の実施例になる炭素球の外観には異常が認めら
れなかった。
態写真を第3図(従来品)及び第″4図(本発明品)K
示した。この写真から従来品は擦過損傷が観察されたが
9本発明の実施例になる炭素球の外観には異常が認めら
れなかった。
以上本発明になる炭素球及び黒鉛球は摺動部材として広
く有用である。
く有用である。
第1図は、従来の炭素球の耐荷重試験結果を示すグラフ
、第2図は本発明の実施例になる耐荷重試験結果を示す
グラフ、第3図は従来の炭農球の耐荷重試験後の表面状
噸を示す写真及び第4図は本発明の寿1例になる炭素球
の耐荷重試験後の表面状橿を示す!4gである。 ¥71 図 手続補正書(自発) 特許庁長官殿 1事件の表示 昭和56年特許願第144425号 2発明の名称 炭素球及び黒鉛球 3補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 (4451日立化暖工業株式会社4 代
理 人 (1)本願明細書の特許請求の範囲を別紙のとおり補正
訂正します。 (3)同第5頁w!5行に「加圧」とあるのを「カニ」
と訂正します。 (4)同第6頁第11行に「平均熱膨張率」と4るのを
「平均熱伝導率」と訂正します。 (5)同第9頁第1行から第2行に「本発明の5施例に
なる耐荷重試験結果」とあるのを[2発明の実施例にな
る炭素球の耐荷重試験結りと訂正します。 以上 別紙 特許請求の範囲 1I11. 平均熱伝導率が0.03 cal/Cr
n・S・℃以上でかつ熱膨張係数の異方性が401以下
である炭b 素基材を研磨加工してなる炭素球及
び黒鉛球。 に
、第2図は本発明の実施例になる耐荷重試験結果を示す
グラフ、第3図は従来の炭農球の耐荷重試験後の表面状
噸を示す写真及び第4図は本発明の寿1例になる炭素球
の耐荷重試験後の表面状橿を示す!4gである。 ¥71 図 手続補正書(自発) 特許庁長官殿 1事件の表示 昭和56年特許願第144425号 2発明の名称 炭素球及び黒鉛球 3補正をする者 事件との関係 特許出願人 名 称 (4451日立化暖工業株式会社4 代
理 人 (1)本願明細書の特許請求の範囲を別紙のとおり補正
訂正します。 (3)同第5頁w!5行に「加圧」とあるのを「カニ」
と訂正します。 (4)同第6頁第11行に「平均熱膨張率」と4るのを
「平均熱伝導率」と訂正します。 (5)同第9頁第1行から第2行に「本発明の5施例に
なる耐荷重試験結果」とあるのを[2発明の実施例にな
る炭素球の耐荷重試験結りと訂正します。 以上 別紙 特許請求の範囲 1I11. 平均熱伝導率が0.03 cal/Cr
n・S・℃以上でかつ熱膨張係数の異方性が401以下
である炭b 素基材を研磨加工してなる炭素球及
び黒鉛球。 に
Claims (1)
- 1、平均熱伝導率が0.03cat/画・S・℃でかつ
熱膨張係数の異方性が40−以下である炭素基材を研磨
加工してなる炭素球及び黒鉛球。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56144425A JPS5845103A (ja) | 1981-09-12 | 1981-09-12 | 炭素球及び黒鉛球 |
US06/416,611 US4489132A (en) | 1981-09-12 | 1982-09-10 | Spherical bodies of carbon or graphite |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56144425A JPS5845103A (ja) | 1981-09-12 | 1981-09-12 | 炭素球及び黒鉛球 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5845103A true JPS5845103A (ja) | 1983-03-16 |
Family
ID=15361884
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56144425A Pending JPS5845103A (ja) | 1981-09-12 | 1981-09-12 | 炭素球及び黒鉛球 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4489132A (ja) |
JP (1) | JPS5845103A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102384159A (zh) * | 2011-07-11 | 2012-03-21 | 上海斐赛轴承科技有限公司 | 全碳石墨/混合碳石墨滚动轴承及其制作方法 |
US10059152B2 (en) | 2013-10-16 | 2018-08-28 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Motorcycle tire for traveling on rough terrain |
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KR100222073B1 (ko) * | 1995-07-20 | 1999-10-01 | 쓰치야 히로오 | 분자체탄소의 제조방법 |
JPH1081889A (ja) * | 1996-09-06 | 1998-03-31 | Bridgestone Corp | 電気粘性流体用粉体 |
CN102086537B (zh) * | 2010-04-12 | 2012-01-25 | 北京化工大学 | 一种工业化生产纳米碳纤维的工艺方法及装置 |
CN102086036B (zh) * | 2010-04-23 | 2012-01-11 | 乌鲁木齐石油化工总厂西峰工贸总公司 | 连续化生产纳米碳球的工艺方法及装置 |
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-
1981
- 1981-09-12 JP JP56144425A patent/JPS5845103A/ja active Pending
-
1982
- 1982-09-10 US US06/416,611 patent/US4489132A/en not_active Expired - Fee Related
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