JPS59227773A - 炭素複合材料 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、軸受等の材料として用いられる炭素複合材料
に関するものである。

従来より、焼結材料である炭素基材中の気孔中に金属を
溶融加圧含浸し、これにより自己潤滑性を有し機械的強
度を向上させた炭素複合材料が知られているが、この種
の炭素複合材料は、冷却によって充填された金属に微細
な空孔ができる場合があり、必ずしも十分なる自己潤滑
性や機械的強度が得られないという欠点があった。

本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、優
れた機械的強度と自己潤滑性を有する炭素複合材料を提
供することにある。

この目的を達成するために、本発明は、炭素多孔質体と
、この炭素多孔質体の空隙に充填される金属と、この充
填金属の空孔を閉鎖する合成樹脂とからなる炭素複合材
料であることを特徴とする。

次に本発明の炭素複合材料について詳しく説明する。ま
ず、使用される炭素材料は、具体的には天然黒鉛、人造
黒鉛、石炭コークス、石油コークス、カーボンブラック
、石炭粉などが用いられ、炭素質または黒鉛質のいずれ
が、あるいは炭素質と黒鉛質の混合物であっても良い。

これら炭素材料は自己潤滑性に優れているが、機械的強
度が十分でない。そのために機械強度増強材が使用され
る訳であるが、この機械強度増強材には結合材と含浸材
とがあり、それぞれを単独で用いてもよいし、あるいは
結合材と含浸材を併用することもできる。

前記結合材には樹脂結合材、ピッチコークス結合材など
が用いられる。樹脂結合材としては、例えばフェノール
樹脂、ジビニルベンゼン樹ＪＩＬ　フラン系樹脂、エポ
キシ樹脂などの各種熱硬化性樹脂、あるいは例えばフッ
素樹脂やポリアセタール樹脂などの各種熱可塑性樹脂が
用いられる。この樹脂結合材は結着後に不活性雰囲気中
で熱処理して、それの一部を炭素化、黒鉛化することも
できる０ 前記ピッチコークス結合材は、石炭ピッチあるいは石油
ピッチを結合材とし、結着後にこれを焼結してピッチコ
ークス化したものである。

前記炭素材料と機械強度増強材との焼結材料は。

その表面や内部に微細な空隙が形成されるため、機械的
強度が低下する。そのために、炭素多孔質体中の前記空
隙に金属含浸材を充填して機械的強度が向上するようＫ
しである。

前記金属含浸材としては、スズ、アンチモン、銅、亜鉛
、銀、鉛、アルミニウム、マグネシウム。

カドオウムなどの単独あるいはそれらの合金が用いられ
る。金属含浸材は、それの融点より釣菌〜１００°Ｃ高
い温度で含浸される。

前記金属含浸材は、冷却されることによりて表面や内部
に微細な空孔が形成される場合がある。

このように微細な空孔が形成されると、これまた機掛的
強度が低下するため、前記空孔に合成樹脂を充填して空
孔を閉鎖し、これによって機械的強度を増している。

前記合成樹脂としては、フェノール樹脂、ジビニルベン
ゼン樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂、フッ素樹脂、ポ
リエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂
などが用いられる。

本発明の炭素材料と機械強度増強材との複合劇中におけ
る炭素材料の含有率は約５０〜９５体積％で。

炭素材料の含有率がそれより低いと十分な潤滑性が得ら
れず、一方、炭素材料の含有率が約９５体積％な超すと
機械的強度が低すぎることになる。

次に本発明の実施例について説明する。

所定の粒度以下に整粒した微粒状のカーボンブラックに
結合材として多着のピッチを添加し、これらをよく攪拌
・混合したのち高圧で加圧成形する。これを窒素雰囲気
中において約１１００’Ｃで焼結し、次にこの焼結体（
炭素多孔質体）をオートクレーブ中に入れて減圧するこ
とにより焼結体中ノ気体を除去して、しかるのちに溶融
した金属含浸材（銅）を焼結体に加圧含浸する。次に、
これを再びオートクレーブ中に入ね、て減圧することに
より金属含浸材の空孔中の気体を除去し、し力・るのち
に合成樹脂（フェノール樹脂）液を金属含浸材に加圧含
浸して乾燥する。このようにして得られた炭素複合材料
中における炭素材料の含有率＆ま約８５体積％、金属含
浸材並びに合成樹１旨の含有率は約１５体積％であった
。

上述の如く、本発明によれば、優ね、た機＋成約強度と
自己潤滑性を有する炭紫抜合材料を提供することができ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炭素多孔質体と、この炭素多孔質体の空隙に充填される
   金属と、この充填金属の空孔を閉鎖する合成樹脂とから
   なる炭素複合材料。