JPS6058188B2 - 高耐摩耗性摺動部材 - Google Patents
高耐摩耗性摺動部材Info
- Publication number
- JPS6058188B2 JPS6058188B2 JP57053905A JP5390582A JPS6058188B2 JP S6058188 B2 JPS6058188 B2 JP S6058188B2 JP 57053905 A JP57053905 A JP 57053905A JP 5390582 A JP5390582 A JP 5390582A JP S6058188 B2 JPS6058188 B2 JP S6058188B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sliding
- whiskers
- carbonaceous
- highly wear
- resistant sliding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Ceramic Products (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高速回転する部位などに供して有用な高耐摩
耗性摺動部材に関する。
耗性摺動部材に関する。
炭素質材料は、本質的に優れた熱的・化学的安定性と自
己潤滑性を具備することから各種機器の摺動部材として
古くから賞用されているが、他方耐摩耗性、機械的強度
などの特性面に難点があるため、そのままでは苛酷な動
的負荷を伴なう高速回転部位などへの適用は困難てある
。
己潤滑性を具備することから各種機器の摺動部材として
古くから賞用されているが、他方耐摩耗性、機械的強度
などの特性面に難点があるため、そのままでは苛酷な動
的負荷を伴なう高速回転部位などへの適用は困難てある
。
このようなことから、炭素質基材に非鉄金属を含浸させ
たり炭素繊維を複合させる等の手法によつて耐摩耗性お
よび機械的強度の改善を図る試みが種々提案されている
が、要求特性を十分満足するに至つていない。本発明は
、炭素質材料固有の潤滑特性を損わすに高度の耐摩耗性
と機械的強度を備える摺動部材を提供するもので、その
構造は、炭素質組織中に炭化けい素ウィスカ−、窒化け
い素ウィスカ−もしくはこれらの混合物を分散複合して
なることを特徴とする。
たり炭素繊維を複合させる等の手法によつて耐摩耗性お
よび機械的強度の改善を図る試みが種々提案されている
が、要求特性を十分満足するに至つていない。本発明は
、炭素質材料固有の潤滑特性を損わすに高度の耐摩耗性
と機械的強度を備える摺動部材を提供するもので、その
構造は、炭素質組織中に炭化けい素ウィスカ−、窒化け
い素ウィスカ−もしくはこれらの混合物を分散複合して
なることを特徴とする。
分散複合する炭化けい素ウィスカ−または窒化けい素ウ
ィスカ−は、酸化けい素（ＳＩＯ０）含有粉末をカーボ
ンブラックのような炭材と混合し、不活性雰囲気あるい
は窒素気流中で１４００〜１７００℃の温度により気相
反応させて得られる短繊維状の単結晶で、２０００に９
／一以上の引張り強さと５Ｏ、０００に９／一を越える
弾性率を有する熱的・化学的に極めて安定な超硬物質で
ある。
ィスカ−は、酸化けい素（ＳＩＯ０）含有粉末をカーボ
ンブラックのような炭材と混合し、不活性雰囲気あるい
は窒素気流中で１４００〜１７００℃の温度により気相
反応させて得られる短繊維状の単結晶で、２０００に９
／一以上の引張り強さと５Ｏ、０００に９／一を越える
弾性率を有する熱的・化学的に極めて安定な超硬物質で
ある。
炭素質組織中へウイスカーを分散複合するには、炭化け
い素ウィスカ−または窒化けい素ウィスカ−を各単独に
、もしくはこれらの混合物として、炭素質成形体を製造
する過程で主原料骨材あるいは程合混練物中に添加混合
する方法がとられる。
い素ウィスカ−または窒化けい素ウィスカ−を各単独に
、もしくはこれらの混合物として、炭素質成形体を製造
する過程で主原料骨材あるいは程合混練物中に添加混合
する方法がとられる。
すなわち、炭素質材料は、石油コークス粉、黒鉛粉など
の主原料骨材とコールタールピッチ、熱硬化性樹脂など
のバインダーを程合したのち成型硬化し、必要に応じて
焼成することによつて製造されるが、ウィスカ−はこの
過程で主原料骨材に予め混合するか、または程合過程て
混練物中に投入される。混合するウィスカ−の性状は、
分散性および補強性の観点から直径０．１〜０．５Ｐ７
ＴＬ）アスペクト比２００〜５、０００の範囲にあるも
のが好適である。
の主原料骨材とコールタールピッチ、熱硬化性樹脂など
のバインダーを程合したのち成型硬化し、必要に応じて
焼成することによつて製造されるが、ウィスカ−はこの
過程で主原料骨材に予め混合するか、または程合過程て
混練物中に投入される。混合するウィスカ−の性状は、
分散性および補強性の観点から直径０．１〜０．５Ｐ７
ＴＬ）アスペクト比２００〜５、０００の範囲にあるも
のが好適である。
また、その混合量は、主原料骨材に対し１．０〜３０重
量％、望ましくは２〜１呼量％の割合で添加することが
適切で、この範囲を下廻る際には耐摩耗性および機械的
強度の向上が期待できず、一方、この範囲を超えると摩
擦係数が増大して摺動性能を阻害する結果を招く。なお
、捏合物の成形体を焼成する場合には、ウィスカー成分
が分解しない１０００℃以下の温度域でおこなう必要が
ある。このようにして得られた摺動部材は、炭素質組織
中に炭化けい素ウィスカー、窒化けい素ウィスカーもし
くはこれらの混合物が均質に分散した複合強化構造を呈
する。本発明の摺動部材は上記の組織構造を有するため
、全体として高位の機械的強度を有するうえに、摺動面
には常に炭素質成分とウィスカー成分とによる混在組織
面が露出するから、ウィスカー成分による耐摩耗性付与
効果と炭素質成分固有の潤滑性とが巧みに作用して苛酷
な負荷条件においても極めて優れた摺動性能を発揮する
。また、構成物質が十分な熱的・化学的安定性を備えて
いるので、高温および腐蝕性流体が介在する用途に対し
ても長期間の使用寿命が保障される。したがつて、メカ
ニカルシール、ポンプ用ベーン、回転軸受、ロータリー
エンジンのアペックスシール等、あらゆる機械的摺動部
位に適用することができる。実施例１ 粒度１５０メッシュ以下の黒鉛粉末に直径０．１〜０．
？ｍ１長さ１００〜３００ｐｍのβ型炭化けい素ウィス
カーを２５重量％の割合で混合して捏合機に投−入し、
バインダーとして熱硬化性フェノールホルムアルデヒド
樹脂の初期縮合物を原料骨材に対し３５．唾量％の配合
比で加え十分に混練した。
量％、望ましくは２〜１呼量％の割合で添加することが
適切で、この範囲を下廻る際には耐摩耗性および機械的
強度の向上が期待できず、一方、この範囲を超えると摩
擦係数が増大して摺動性能を阻害する結果を招く。なお
、捏合物の成形体を焼成する場合には、ウィスカー成分
が分解しない１０００℃以下の温度域でおこなう必要が
ある。このようにして得られた摺動部材は、炭素質組織
中に炭化けい素ウィスカー、窒化けい素ウィスカーもし
くはこれらの混合物が均質に分散した複合強化構造を呈
する。本発明の摺動部材は上記の組織構造を有するため
、全体として高位の機械的強度を有するうえに、摺動面
には常に炭素質成分とウィスカー成分とによる混在組織
面が露出するから、ウィスカー成分による耐摩耗性付与
効果と炭素質成分固有の潤滑性とが巧みに作用して苛酷
な負荷条件においても極めて優れた摺動性能を発揮する
。また、構成物質が十分な熱的・化学的安定性を備えて
いるので、高温および腐蝕性流体が介在する用途に対し
ても長期間の使用寿命が保障される。したがつて、メカ
ニカルシール、ポンプ用ベーン、回転軸受、ロータリー
エンジンのアペックスシール等、あらゆる機械的摺動部
位に適用することができる。実施例１ 粒度１５０メッシュ以下の黒鉛粉末に直径０．１〜０．
？ｍ１長さ１００〜３００ｐｍのβ型炭化けい素ウィス
カーを２５重量％の割合で混合して捏合機に投−入し、
バインダーとして熱硬化性フェノールホルムアルデヒド
樹脂の初期縮合物を原料骨材に対し３５．唾量％の配合
比で加え十分に混練した。
ついで捏合混練物を風乾、粉砕し、０．６トン／Ｃｌｔ
の圧力を適用してモールド成形したのち１７０℃の温度
．で加熱処理した。得られた成形体は、炭素質組織中に
炭化けい素ウィスカーが均質に分散した複合構造体であ
つた。
の圧力を適用してモールド成形したのち１７０℃の温度
．で加熱処理した。得られた成形体は、炭素質組織中に
炭化けい素ウィスカーが均質に分散した複合構造体であ
つた。
比較のために、炭化けい素ウィスカーを添加せ−ず、そ
の他は上記と同一条件により炭素質摺動材を作製した（
比較例）。
の他は上記と同一条件により炭素質摺動材を作製した（
比較例）。
得られた各摺動部材の物理特性を対比して表１に示した
。
。
次に摺動材試験片を摺動材試験機に装着し、大気中で周
速１．２３７ＴＬ／Ｓｅｃｌ摺動時間１００ｈｒｓ．、
相手部材ＳＵＳ４２（クロムメッキ）の条件により面圧
を２ｋ９／ＣＩＬ，３ｋ９／Ｃ！ｉおよび４ｋ９／ｄに
変化させて摺動試験をおこなつた。
速１．２３７ＴＬ／Ｓｅｃｌ摺動時間１００ｈｒｓ．、
相手部材ＳＵＳ４２（クロムメッキ）の条件により面圧
を２ｋ９／ＣＩＬ，３ｋ９／Ｃ！ｉおよび４ｋ９／ｄに
変化させて摺動試験をおこなつた。
各試片について得られた摩耗量および摩擦係数の測定結
果を、表■に示した。上記の結果は、本発明の摺動部材
は機械的強度が高く、かつ摩擦係数の増大を伴なうこと
なしに極めて高度の耐摩耗性を備えることを示すもので
ある。
果を、表■に示した。上記の結果は、本発明の摺動部材
は機械的強度が高く、かつ摩擦係数の増大を伴なうこと
なしに極めて高度の耐摩耗性を備えることを示すもので
ある。
また、本発明例と比較例の摺動試験（適用面圧４ｋｇ／
ＣＦｌｆ）後における試片摺動面を２皓に拡大して組織
観察した結果、比較例に対し本発明摺動部材の面荒れは
極めて少なく、良好な組織面を呈していた。なお、いず
れの試片も相手部材を削摩あるいは損傷する現象は認め
られなかつた。炭化けい素ウィスカーに代えて同性状の
炭化けい素ウィスカーと直径０．１〜０．５ｐｍ，、ア
スペクト比２００〜２，０００の窒化けい素ウィスカー
を１：１の割合で混合したものを用い、同手法により作
製した摺動部材について摺動試験をおこなつたところ、
表■と同等の結果が得られた。実施例２ 粒度２００メッシュ以下の黒鉛粉末（炭素質骨材）に６
０．踵量％のコールタールピッチ（バインダー）を配合
して捏合機に入れ、混練した。
ＣＦｌｆ）後における試片摺動面を２皓に拡大して組織
観察した結果、比較例に対し本発明摺動部材の面荒れは
極めて少なく、良好な組織面を呈していた。なお、いず
れの試片も相手部材を削摩あるいは損傷する現象は認め
られなかつた。炭化けい素ウィスカーに代えて同性状の
炭化けい素ウィスカーと直径０．１〜０．５ｐｍ，、ア
スペクト比２００〜２，０００の窒化けい素ウィスカー
を１：１の割合で混合したものを用い、同手法により作
製した摺動部材について摺動試験をおこなつたところ、
表■と同等の結果が得られた。実施例２ 粒度２００メッシュ以下の黒鉛粉末（炭素質骨材）に６
０．踵量％のコールタールピッチ（バインダー）を配合
して捏合機に入れ、混練した。
Claims (1)
- １ 炭素質組織中に炭化けい素ウィスカー、窒化けい素
ウィスカーもしくはこれらの混合物を、主原料骨材に対
し２〜１０重量％の割合で分散複合してなる構造の高耐
摩耗性摺動部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57053905A JPS6058188B2 (ja) | 1982-04-02 | 1982-04-02 | 高耐摩耗性摺動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57053905A JPS6058188B2 (ja) | 1982-04-02 | 1982-04-02 | 高耐摩耗性摺動部材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58172266A JPS58172266A (ja) | 1983-10-11 |
| JPS6058188B2 true JPS6058188B2 (ja) | 1985-12-18 |
Family
ID=12955724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57053905A Expired JPS6058188B2 (ja) | 1982-04-02 | 1982-04-02 | 高耐摩耗性摺動部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6058188B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61139296U (ja) * | 1985-02-19 | 1986-08-29 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5316987A (en) * | 1987-04-10 | 1994-05-31 | Hitachi, Ltd. | Ceramic composite and process for production thereof |
-
1982
- 1982-04-02 JP JP57053905A patent/JPS6058188B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61139296U (ja) * | 1985-02-19 | 1986-08-29 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58172266A (ja) | 1983-10-11 |
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