JPS5930764A - 炭化珪素質摺動材料 - Google Patents
炭化珪素質摺動材料Info
- Publication number
- JPS5930764A JPS5930764A JP57139788A JP13978882A JPS5930764A JP S5930764 A JPS5930764 A JP S5930764A JP 57139788 A JP57139788 A JP 57139788A JP 13978882 A JP13978882 A JP 13978882A JP S5930764 A JPS5930764 A JP S5930764A
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- JP
- Japan
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- silicon carbide
- sliding
- boron nitride
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- Pending
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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、炭化珪素質焼結体の摺動材料としての応用に
関する。
関する。
従来の摺動には、乾式摺動と湿式摺動とがあシ、夫々以
下の如き問題点があった。
下の如き問題点があった。
一ボンや窒化硼素等が用いられているが高Ｐｖ（面圧×
速度）条件での摺動部材にこれらの材料を用いた場合、
超硬合金は焼付を起こして摩擦係数の増大をもたらし、
また樹脂入りカーボンや窒化硼素は摩擦係数は小さいも
のの耐摩耗性が極めて低く、機械的強度も小さい為に寿
命が短かくひんばんに摺動部材を取替える必要があった
。
速度）条件での摺動部材にこれらの材料を用いた場合、
超硬合金は焼付を起こして摩擦係数の増大をもたらし、
また樹脂入りカーボンや窒化硼素は摩擦係数は小さいも
のの耐摩耗性が極めて低く、機械的強度も小さい為に寿
命が短かくひんばんに摺動部材を取替える必要があった
。
湿式摺動−湿式摺動においても高Ｐ■条件や腐食性流体
およびスラリー流体などの過酷な条件下で使用する場合
は耐摩耗性と共に耐薬品性や耐食性が必要となる。現在
それらの用途には超硬合金や炭素系材料や各種セラミッ
ク材料が使用されているがいずれも耐摩耗性や耐薬品性
、耐食性の点で満足出来るものではなくまた最近ではこ
れらの材料に代って炭化珪素材料や黒鉛基材の表面を珪
化した材料等の開発がなされているが、なお、摺動特性
と度で高強度な炭化珪素焼結体の粒界に固体潤滑剤とし
て潤滑性を有する窒化硼素を均一に介在させの開発に成
功した。
およびスラリー流体などの過酷な条件下で使用する場合
は耐摩耗性と共に耐薬品性や耐食性が必要となる。現在
それらの用途には超硬合金や炭素系材料や各種セラミッ
ク材料が使用されているがいずれも耐摩耗性や耐薬品性
、耐食性の点で満足出来るものではなくまた最近ではこ
れらの材料に代って炭化珪素材料や黒鉛基材の表面を珪
化した材料等の開発がなされているが、なお、摺動特性
と度で高強度な炭化珪素焼結体の粒界に固体潤滑剤とし
て潤滑性を有する窒化硼素を均一に介在させの開発に成
功した。
即ち、本発明の炭化珪素質摺動材料は炭化珪素焼結体の
ＳｉＣ粒界に第２相として炭化珪素量に対して１〜２０
体積％の平均粒径２００μ以下の窒化硼素が均一に分散
して存在し該第２相は摺動時において固体潤滑剤を成す
ことを特徴とす−る。
ＳｉＣ粒界に第２相として炭化珪素量に対して１〜２０
体積％の平均粒径２００μ以下の窒化硼素が均一に分散
して存在し該第２相は摺動時において固体潤滑剤を成す
ことを特徴とす−る。
本発明の炭化珪素摺動材料の製造方法は平均粒径１μ以
下の炭化珪素に硼素又は硼素化合物と炭素又は炭素質化
合物の焼結助剤もしくはアルミニウム又はアルミニウム
化合物と炭素又は炭素質化合物の焼結助剤を添加し、さ
らに平均粒径で２００μ以下の窒化硼素を炭化珪素に対
して１〜２０体積％添加混合し、成形し、常圧焼結やｉ
（、Ｐ、やＨＩＰ等の一般的手法を・用いて焼結する。
下の炭化珪素に硼素又は硼素化合物と炭素又は炭素質化
合物の焼結助剤もしくはアルミニウム又はアルミニウム
化合物と炭素又は炭素質化合物の焼結助剤を添加し、さ
らに平均粒径で２００μ以下の窒化硼素を炭化珪素に対
して１〜２０体積％添加混合し、成形し、常圧焼結やｉ
（、Ｐ、やＨＩＰ等の一般的手法を・用いて焼結する。
この焼結体は理論密度の８０％以上、好ましくは９０％
以上の密度を有するものである。理論密度の８０−未満
では摩耗量が増大し機械的強度も低下しまた気孔率も増
加するため十分なシールが困難となる。
以上の密度を有するものである。理論密度の８０−未満
では摩耗量が増大し機械的強度も低下しまた気孔率も増
加するため十分なシールが困難となる。
窒化硼素としては平均粒径２００μ以下のもの、好まし
くは５０μ以下のものを出発物質として用いる。平均粒
径が２００μをこえる窒化硼素が炭化珪素の粒界に存在
づ−ると炭化珪素の焼結性が阻害され十分な強度及び密
度をもった焼結体が得られなくなる。
くは５０μ以下のものを出発物質として用いる。平均粒
径が２００μをこえる窒化硼素が炭化珪素の粒界に存在
づ−ると炭化珪素の焼結性が阻害され十分な強度及び密
度をもった焼結体が得られなくなる。
また固体潤滑剤としての窒化硼素はその有効性を示すた
め炭化珪素量に対して１体積％以上必要であシ、２０体
積％をこえると炭化珪素の焼結性が極端に低下するので
１〜２０体積チ好ましくは５〜１０体積％とする。
め炭化珪素量に対して１体積％以上必要であシ、２０体
積％をこえると炭化珪素の焼結性が極端に低下するので
１〜２０体積チ好ましくは５〜１０体積％とする。
その結果得られる焼結体は窒化硼素が炭化珪素の粒界に
粒状または板状で均一に分散して存在し窒化硼素は摺動
時において摺動面で潤滑剤として作用しその他機械的強
度、耐摩耗性、シール性等所定の条件を充足することが
出来る。
粒状または板状で均一に分散して存在し窒化硼素は摺動
時において摺動面で潤滑剤として作用しその他機械的強
度、耐摩耗性、シール性等所定の条件を充足することが
出来る。
このようにして得られた本発明の炭化珪素質焼結体は乾
式摺動や高負荷での湿式摺動下において、摺動面上に固
体潤滑剤を供給できる自己潤滑性を有した高硬度、高強
度で耐食性に優れた摺動材料で１、一般用メカニカルシ
ーリング、ケミカル用シーリング、プランツヤ−１軸受
、サンドブラストノズル、タペット等種々の摺動材料と
して応用可能である。
式摺動や高負荷での湿式摺動下において、摺動面上に固
体潤滑剤を供給できる自己潤滑性を有した高硬度、高強
度で耐食性に優れた摺動材料で１、一般用メカニカルシ
ーリング、ケミカル用シーリング、プランツヤ−１軸受
、サンドブラストノズル、タペット等種々の摺動材料と
して応用可能である。
以下本発明の実施例について説明するが、本発明はこれ
らの実施例に限定されない。
らの実施例に限定されない。
実施例１
平均粒径０．８μのα−８ｉＣ粉末とこれに対して４．
０重量パーセントの無定形硼素と２．０重量・り−セン
トの無定形炭素を添加したものに各種粒径の窒化硼素を
α−８ｉＣに対して５．０体積ｉＪ？−セント添加しア
セトン溶液中で湿式混合し、乾燥踵部ｉした後カーボン
型にセットして２０５０℃、２００ｋｆ／ＣｒＩＬ の
温度、圧力条件でホットプレスにより６０分間焼結した
。得られた焼結体は嵩密度を測定した後４ ｒｎＪＡＸ
８ ｆｆ１ｍ Ｘ ３０ ｒｔａｎの寸法に平面研削
して３点曲げ抗折試験によシ抗折強度を測定した。その
結果を第１表に示す。この結果から添加物である窒化硼
素の平均粒径が２００μ以上になると焼結性が低下し機
械的強度も低下することがわかった。
０重量パーセントの無定形硼素と２．０重量・り−セン
トの無定形炭素を添加したものに各種粒径の窒化硼素を
α−８ｉＣに対して５．０体積ｉＪ？−セント添加しア
セトン溶液中で湿式混合し、乾燥踵部ｉした後カーボン
型にセットして２０５０℃、２００ｋｆ／ＣｒＩＬ の
温度、圧力条件でホットプレスにより６０分間焼結した
。得られた焼結体は嵩密度を測定した後４ ｒｎＪＡＸ
８ ｆｆ１ｍ Ｘ ３０ ｒｔａｎの寸法に平面研削
して３点曲げ抗折試験によシ抗折強度を測定した。その
結果を第１表に示す。この結果から添加物である窒化硼
素の平均粒径が２００μ以上になると焼結性が低下し機
械的強度も低下することがわかった。
第１表
平均粒径５０μの窒化硼素の添加量を変えて実施例１と
同様にしてリング形状、（３０ｒｕｎφ×２０聴φ×５
ｗｎｔ）の焼結体を準備し、摺動面を９μのダイヤモン
ドで湿式研摩した後下記の条件で乾式摺動試験を行なっ
た。その結果を第２表に示す。この結果から窒化硼素を
１．０体積パーセント以上添加した場合に動摩擦係数や
摩耗量が小さくなることがわかり特に５〜１０体積係の
添加によシ動摩擦係数が半減することがわかった。また
比較材料として超硬合金や樹脂入シカ−ボンについても
同様の条件でテストした結果を第３表に示す。この結果
から超硬合金は焼付を起こして動摩擦係数は激増しまた
樹脂入シカ−ボンは動摩擦係数は小さいものの摩耗量が
本発明品に比べて２桁大きくなることがわかった。
同様にしてリング形状、（３０ｒｕｎφ×２０聴φ×５
ｗｎｔ）の焼結体を準備し、摺動面を９μのダイヤモン
ドで湿式研摩した後下記の条件で乾式摺動試験を行なっ
た。その結果を第２表に示す。この結果から窒化硼素を
１．０体積パーセント以上添加した場合に動摩擦係数や
摩耗量が小さくなることがわかり特に５〜１０体積係の
添加によシ動摩擦係数が半減することがわかった。また
比較材料として超硬合金や樹脂入シカ−ボンについても
同様の条件でテストした結果を第３表に示す。この結果
から超硬合金は焼付を起こして動摩擦係数は激増しまた
樹脂入シカ−ボンは動摩擦係数は小さいものの摩耗量が
本発明品に比べて２桁大きくなることがわかった。
摺動条件
試験機 メカニカルシールタイ１７″（Ｒｉｎｇｏｎ
Ｒｉｎｇ方式） ％式％ 実施例２と同様にして下記の条件で湿式摺動試験を行な
った。その結果を第４表に示す。この結果から全般に乾
式摺動に比べて動摩擦係数が１桁小さくなるもののやは
り窒化硼素を１．０体積％以上に添加した場合は動摩擦
係数や摩耗量が半減することがわかった。また比較材料
と１−て超硬合金や樹脂入フカ−ボンについても同様の
条件でテストした結果を第５表に示す。この結果からや
はジ超硬合金は本発明品に比べて動摩擦係数や摩耗量が
大きく樹脂入りカーボンにおいても摩耗量が１桁大きい
ことがわかった。
Ｒｉｎｇ方式） ％式％ 実施例２と同様にして下記の条件で湿式摺動試験を行な
った。その結果を第４表に示す。この結果から全般に乾
式摺動に比べて動摩擦係数が１桁小さくなるもののやは
り窒化硼素を１．０体積％以上に添加した場合は動摩擦
係数や摩耗量が半減することがわかった。また比較材料
と１−て超硬合金や樹脂入フカ−ボンについても同様の
条件でテストした結果を第５表に示す。この結果からや
はジ超硬合金は本発明品に比べて動摩擦係数や摩耗量が
大きく樹脂入りカーボンにおいても摩耗量が１桁大きい
ことがわかった。
摺動条件
試験機 メカニカルシールタイ７″（Ｒｉｎｇｏｎ
Ｒｉｎｇ方式） ％式％ 平均粒径０．８μのα−８ｉＣ粉末とこれに対して０．
５重量％の炭化硼素と８．０重量％のフェノール樹脂を
添加したものに平均粒径５ｏμの窒化硼素をＯ〜３０体
積チ添加し水中で湿式混合し乾燥し篩通した後リング形
状に成形し仮焼した後２１００℃アルゴン雰囲気中で常
圧焼結した。摺動面は９μのダイヤモンドで湿式研摩し
実施例２と同様の条件で乾式摺動試験を行なった。その
結果を第６表に示す。この結果かられかるように窒化硼
素が１．０体積係未満のものでは乾式摺動において破損
ことかわかった。
Ｒｉｎｇ方式） ％式％ 平均粒径０．８μのα−８ｉＣ粉末とこれに対して０．
５重量％の炭化硼素と８．０重量％のフェノール樹脂を
添加したものに平均粒径５ｏμの窒化硼素をＯ〜３０体
積チ添加し水中で湿式混合し乾燥し篩通した後リング形
状に成形し仮焼した後２１００℃アルゴン雰囲気中で常
圧焼結した。摺動面は９μのダイヤモンドで湿式研摩し
実施例２と同様の条件で乾式摺動試験を行なった。その
結果を第６表に示す。この結果かられかるように窒化硼
素が１．０体積係未満のものでは乾式摺動において破損
ことかわかった。
第６表
実施例５
実施例４と同様の焼結体を実施例３と同様の条件で湿式
摺動試験を行なった。その結果を第７表に示す。この結
果から窒化硼素を１．０体積チ以上添加すると動摩擦係
数や摩耗量は小さくなり特に５〜１０体積係では半減す
る。しかし３０体積％以上添加すると理論密度の８０％
以上の密度に焼結せずまた動摩擦係数や摩耗量が大きく
なることがわかった。
摺動試験を行なった。その結果を第７表に示す。この結
果から窒化硼素を１．０体積チ以上添加すると動摩擦係
数や摩耗量は小さくなり特に５〜１０体積係では半減す
る。しかし３０体積％以上添加すると理論密度の８０％
以上の密度に焼結せずまた動摩擦係数や摩耗量が大きく
なることがわかった。
第７表
手続補正書（自発）
昭和５７年１０月８日
特許庁長官若杉和夫 殿
１、事件の表示
昭和５７ 年特許 願第１３９７８８号（昭和５７年
８月１３日 出願） ３、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代理人 ５、 補正命令の日付 自 発 ６、補正により増加する発明の数なし 明細書の発明の詳細な説明の欄を次の通シ補正する。
８月１３日 出願） ３、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代理人 ５、 補正命令の日付 自 発 ６、補正により増加する発明の数なし 明細書の発明の詳細な説明の欄を次の通シ補正する。
明細書第１１頁、第６表、摩耗量の項ｒ（ＸＩＯ−Ｗ／
ＷＡＮ−ｋＷ） Ｊをｒ（ＸＩＯ−８ｗａ１７ｍｔｎ・
ｈ）」に訂正する。
ＷＡＮ−ｋＷ） Ｊをｒ（ＸＩＯ−８ｗａ１７ｍｔｎ・
ｈ）」に訂正する。
手続補正書（自発）
昭和５８年φ月 １日
特許庁長官 若杉和夫殿
１、事件の表示
昭和５７年特 許 願第１３９７８８号（昭和５７年８
月１３日出願） ３、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代理人 ８、補正の内容 別紙の通り 明細書の発明の詳細な説明の欄を次の通ｖ イ＋！ｉ正
する。
月１３日出願） ３、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代理人 ８、補正の内容 別紙の通り 明細書の発明の詳細な説明の欄を次の通ｖ イ＋！ｉ正
する。
明ａＩ書第１２頁１１行目、「出願人 日本特殊陶業株
式会社」の前に天文を挿入する。
式会社」の前に天文を挿入する。
「実施例６
平均粒径０−３μのβ−８ｉＣ粉末とこれに対して０．
５重量係の炭化硼素と６．ＯＭ関係のフェノール樹脂を
除却したものに平均粒径５０μの望化硼素を０〜３０体
積係添加し水中で湿式混合し乾燥し篩通した後リング形
状に成形し仮焼した後２０５０℃アルゴン雰囲気中で常
圧焼結した。摺動面（り９μのダイヤモンドで湿式研摩
し実施例３と同様の朱件で湿式摺動試験を行なった。そ
の結果を第８表に示す。この結果からβ−８ｉＣの場合
も璧化硼素を１．０体積φ以上除加すると動摩擦係数や
摩耗量は小でくなす特に５〜１０体積係では半減し、３
０体積係以上添加すると理論密度の８０％以上の密度に
焼結せずまた動摩擦係数や摩耗量が大きくなることがわ
かった。
５重量係の炭化硼素と６．ＯＭ関係のフェノール樹脂を
除却したものに平均粒径５０μの望化硼素を０〜３０体
積係添加し水中で湿式混合し乾燥し篩通した後リング形
状に成形し仮焼した後２０５０℃アルゴン雰囲気中で常
圧焼結した。摺動面（り９μのダイヤモンドで湿式研摩
し実施例３と同様の朱件で湿式摺動試験を行なった。そ
の結果を第８表に示す。この結果からβ−８ｉＣの場合
も璧化硼素を１．０体積φ以上除加すると動摩擦係数や
摩耗量は小でくなす特に５〜１０体積係では半減し、３
０体積係以上添加すると理論密度の８０％以上の密度に
焼結せずまた動摩擦係数や摩耗量が大きくなることがわ
かった。
第８表
Claims (1)
- 炭化珪素焼結体のＳｉＣ粒界に、第２相として炭化珪素
量に対して１〜２０体積チ体積物粒径２００μ以下の窒
化硼素が均一に分散して存在し該第２相は摺動時におい
て一固体潤滑剤を成すことを特徴とする炭化珪素質摺動
材料。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57139788A JPS5930764A (ja) | 1982-08-13 | 1982-08-13 | 炭化珪素質摺動材料 |
| DE19833329225 DE3329225A1 (de) | 1982-08-13 | 1983-08-12 | Gleitmaterial auf siliciumcarbidbasis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57139788A JPS5930764A (ja) | 1982-08-13 | 1982-08-13 | 炭化珪素質摺動材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5930764A true JPS5930764A (ja) | 1984-02-18 |
Family
ID=15253437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57139788A Pending JPS5930764A (ja) | 1982-08-13 | 1982-08-13 | 炭化珪素質摺動材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5930764A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03150267A (ja) * | 1989-11-06 | 1991-06-26 | Eagle Ind Co Ltd | 炭化ケイ素質摺動材 |
-
1982
- 1982-08-13 JP JP57139788A patent/JPS5930764A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03150267A (ja) * | 1989-11-06 | 1991-06-26 | Eagle Ind Co Ltd | 炭化ケイ素質摺動材 |
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