JPS62132785A - Precision standard part consisting of ceramic composite body - Google Patents

Precision standard part consisting of ceramic composite body

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JPS62132785A
JPS62132785A JP27480085A JP27480085A JPS62132785A JP S62132785 A JPS62132785 A JP S62132785A JP 27480085 A JP27480085 A JP 27480085A JP 27480085 A JP27480085 A JP 27480085A JP S62132785 A JPS62132785 A JP S62132785A
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JP
Japan
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precision
ceramic
parts
resin
porous body
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JP27480085A
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Japanese (ja)
Inventor
杉山 良樹
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Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (#業」;の利用分野) 本発明は、精′/F:Δ11定・精密加工等において使
用される精密ノ1(型部品に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of use of # industry) The present invention relates to precision mold parts used in precision/F: Δ11 constant/precision machining.

(従来の技術) 粘密測定−精密加に等を行なう場合には、ノ、(半面を
形成したリノ、(ベロ!Iaを引いたりするために、精
密定盤・基へ畦値定規あるいは直角マスター等の各種精
密1111定玉具が使用される。これらの311定上J
Lを構成している精密基準部品(この部品そのものがA
11l定工1の場合もある)は、基準となる面や線等が
IE確でかつ長期の使用によっても容易に変形しないも
のであることが必要であることは勿論、頻繁な使用に酎
え得る強度を有し、またその製造が容易であることも必
要である。
(Prior art) Viscosity measurement - When performing precision addition, etc., use a ridge value ruler or a right angle Various precision 1111 fixed balls such as master are used.These 311 fixed upper J
Precision standard parts that make up L (this part itself is A)
11L regular construction 1), it is of course necessary that the reference planes and lines, etc., be accurate and not easily deformed even after long-term use, and must be suitable for frequent use. It is also necessary that the material has the desired strength and that it is easy to manufacture.

また、精密4!4定機械・精密加−[機械等にあっては
、「ころがり」や「すへり」等の対偶を構成する必要」
二から、ガイドレール、ガイド軸あるいは基準柱等の各
種の精密な対偶部品が使用されている。このような精密
対偶部品は、その上に測定装古やカメラ等の各種の機器
を移動可能に支持しなければならないから、所定の剛性
が必要であるとともに、一定の摺動特性も必要とされる
。また、当該精密対偶部品そのものが各種のvI器を支
持した状態で移動しなければならないことがあり、この
ような場合にはち該精密対偶部品の移動慣性を小さくし
ないと、操作性に優れしかも高速度位置決めが行なえな
くなる。
In addition, precision 4! 4 constant machines/precision machining - [For machines, etc., it is necessary to configure pairs such as "rolling" and "sliding".
Second, various precision paired parts such as guide rails, guide shafts, or reference columns are used. Such precision paired parts must have a certain level of rigidity as well as certain sliding characteristics because they must support various types of equipment such as measuring equipment and cameras in a movable manner. Ru. In addition, the precision pair parts themselves may have to be moved while supporting various VI devices, and in such cases, it is necessary to reduce the movement inertia of the precision pair parts to improve operability and high performance. Speed positioning cannot be performed.

以にのような精′#I測定令精密加工等に使用される精
”F’ all定工具や精密測定機械・精密加工機械等
を構成している対偶部品等の各種精密基準部品としては
、一般的に鋳鉄、炭素鋼、ステンレス、石材が用いられ
ている。しかしながら、これらの材料によって精密基準
部品を形成した場合には、これらの材ネ1の熱膨張率は
比較的大きいために使用環境の温度変化による影響も大
きく、またこれらの材料は比較的用いものであるため上
述した移動慣性を小さくすることは困難である。特に、
金属によって精密基準部品を形成した場合には、酸やア
ルカリに侵され易く、水分による錆の発生もあり得る。
Various precision standard parts such as precision "F" all fixed tools used for precision machining, precision measuring machines, precision processing machines, etc., such as paired parts, etc. Generally, cast iron, carbon steel, stainless steel, and stone are used. However, when precision reference parts are formed from these materials, the use environment is difficult because the coefficient of thermal expansion of these materials is relatively large. It is difficult to reduce the above-mentioned movement inertia because the influence of temperature changes is large, and these materials are relatively common.
When precision reference parts are made of metal, they are easily attacked by acids and alkalis, and may rust due to moisture.

このような精密基準部品であると、精密測定・精密加工
等に使用する部品としては不適当である。
Such precision reference parts are unsuitable for use in precision measurement, precision machining, and the like.

このような鋳鉄、炭素鋼、ステンレス、石材等の材料に
おける欠点を解消するために、この種の精密)。(準部
品の材料としてセラミックスが注目されている。すなわ
ち、セラミックスは機械的強度に憧れていること、熱膨
張率が小さくて温度変化が少ないこと、酸φアルカリに
対する耐食性に優れていること等各種の特性があり、精
密基準部品の材料としては好適なものであるからである
This kind of precision to eliminate the drawbacks in materials such as cast iron, carbon steel, stainless steel, stone, etc.). (Ceramics are attracting attention as materials for semi-components. In other words, ceramics have various advantages such as high mechanical strength, low coefficient of thermal expansion and little temperature change, and excellent corrosion resistance against acids and alkalis.) This is because it has the following characteristics and is suitable as a material for precision reference parts.

ところが、セラミックスは硬度が高いため。However, ceramics have high hardness.

特に緻′IF、質に焼結した場合には、その焼結後にお
ける機械的加工は相当困難である。このため、生成形体
の状態において焼成収縮を考慮した所定の加工を施して
おき、これを焼成することが考えられる。しかしながら
、このような考慮を入れて焼成しても、精密基準部品が
長尺なものである場合にはどうしても寸法精度に狂いが
生じ、特に高い寸法粘度の要求される精密δ一定・精密
加工用の精に基準部品をこのセラミックスによって構成
するには相当高度な技術が必要となって、製品価格の高
11!の原因ともなっているのである。
Particularly when the material is sintered to a fine IF quality, mechanical processing after sintering is quite difficult. For this reason, it is conceivable to perform a predetermined process in consideration of firing shrinkage in the state of the formed body and then fire this. However, even if such considerations are taken into account during firing, if the precision standard part is long, the dimensional accuracy will inevitably be inconsistent, especially for precision machining with a constant δ that requires high dimensional viscosity. In order to construct the standard parts using this ceramic, a considerably high level of technology is required, which increases the product price! It is also the cause of

(発明が解決しようとする問題点) 本発明は以」−のような実状に鑑みてなされたもので、
その解決しようとする問題点は、セラミックスによって
精密)1ti準部品を構成しようとする場合の加工の困
難性である。
(Problems to be solved by the invention) The present invention has been made in view of the following circumstances.
The problem to be solved is the difficulty of processing when attempting to construct precision (1ti) quasi-components using ceramics.

そして、本発明の目的とするところは、セラミックスの
機械加工性を向上させることによって、このセラミック
スの各種特性を十分に生かし、精密測定・精密加り等に
適するとともに摺動特性にも優れたセラミックスを材料
とする精密ノ、(準部品を提供することにある。
The purpose of the present invention is to improve the machinability of ceramics, thereby making full use of the various characteristics of ceramics, and to create ceramics that are suitable for precision measurement and precision machining, and have excellent sliding properties. Our goal is to provide precision parts (semi-parts) made from materials.

(問題点を解決するための手段) 以ヒの問題点を解決するため番こ木発り1が採った手段
は、 生成形体中に存在する気孔を閉塞させることなく焼結す
ることによって三次元網目構造の開放気孔を具備せしめ
たセラミックス質多孔質体をノ、(体とするものであっ
て、この基体の前記開放気孔中に潤“滑剤が充填されて
なることを特徴とするセラミックス質複合体からなる精
密基準部品 である。
(Means for solving the problem) The method adopted by Bankogi Hirari 1 to solve the above problem is to create a three-dimensional structure by sintering without clogging the pores existing in the formed body. A ceramic composite body comprising a porous ceramic body having open pores in a network structure, the open pores of the base body being filled with a lubricant. It is a precision reference part consisting of a body.

以ドにこの手段を更に詳細に説明する。This means will be explained in more detail below.

本発明に係る精密基準部品は、これを構成しているセラ
ミックス質焼結体が、その生成形体中に存在する気孔を
閉塞させることなく焼成することによって得られたもの
であり、かつ三次元網目構造の開放気孔を有した多孔質
体でなければならない。その理由は、セラミックス粉末
を結合させる際に気孔が独台召ヒすると、この独立気孔
内には後述の潤滑剤が充填されないため、本発明のト1
的とするjl’j密)、(準部品を得ることが困難にな
るからであり、これに対して三次元網目構造の開放気孔
を有した多孔質体は潤滑剤を充填するのに極めて好適だ
からである。
The precision reference part according to the present invention is obtained by firing the ceramic sintered body constituting the part without clogging the pores present in the formed body, and has a three-dimensional network. It must be a porous body with an open pore structure. The reason for this is that if the pores are closed when the ceramic powder is bonded, the lubricant described below will not be filled in the independent pores, which is the reason for this.
This is because it becomes difficult to obtain quasi-parts (the target density), whereas porous bodies with open pores in a three-dimensional network structure are extremely suitable for filling with lubricant. That's why.

また、セラミックス質焼結体が多孔質体でなければなら
ない理由は、この焼結体によって精密)1(準部品を完
成させる場合の仕−1二げ作業における加「容易性を確
保できるようにするためである。緻密質のセラミックス
であれば、これの表面を機械研削等によって仕上げるの
は非常に困難ではあるが、多孔質体であればその機械研
削は比較的容易に行なうことができるからである。
In addition, the reason why the ceramic sintered body must be a porous body is that this sintered body can ensure ease of machining in finishing work when completing semi-parts. This is because it is extremely difficult to finish the surface of dense ceramics by mechanical grinding, but it is relatively easy to mechanically grind porous materials. It is.

さらに付8すれば、セラミックス質焼結体を二次元、網
]1構造の開放気孔を有した多孔質体とすることにより
、一般の焼結体によって構成された精畜ノ、(半部品は
これのLを摺動する他の部品によってセラミックス質焼
結体から摩耗粉が離脱すると、この離脱した摩耗粉が部
材と部材間の摺動面間に介在して、摺動特性を箸しく劣
化させるが、本発明のごと〈精′#:基準部品を構成す
るセラミックス焼結体として多孔質体を使用することに
より、摺動中にセラミックス質焼結体より摩耗粉がIt
脱しても、この摩耗粉は近くの気孔中に速やかに保持さ
れてしまい、離脱した摩耗粉による摺動特性の劣化が殆
ど生じないため、精密基′I4A部品として極めて優れ
ているのである。
Furthermore, in Appendix 8, by making the ceramic sintered body into a porous body with open pores with a two-dimensional, network structure, it is possible to improve the quality of livestock products (half parts) made of general sintered bodies. When wear particles are removed from the ceramic sintered body by other parts that slide on this L, the removed wear particles are interposed between the sliding surfaces between the members and the sliding characteristics are significantly deteriorated. However, according to the present invention, by using a porous body as the ceramic sintered body constituting the reference part, it is possible to reduce wear particles from the ceramic sintered body during sliding.
Even if it comes off, this wear powder is quickly retained in the nearby pores, and there is almost no deterioration of the sliding characteristics due to the detached wear powder, making it extremely excellent as a precision base I4A component.

このセラミックス質多孔質体としては、耐摩耗性の観点
からなるべく硬度の高いものを使用することが右利であ
り、例えば、AMMo2i、SiO□、ZrO,、S 
i C,T i C,TaC,B、C,WClCr、C
ヨ、S i、N、、BN、TiN、AJIN、TiB。
As this ceramic porous body, it is advantageous to use one with as high hardness as possible from the viewpoint of wear resistance.For example, AMMo2i, SiO□, ZrO, S
i C, T i C, TaC, B, C, WClCr, C
Yo, S i, N,, BN, TiN, AJIN, TiB.

、CrB、あるいはこれらの化合物から選択されるいず
れか1種または2種以上を主として含有する多孔質体で
あることが好ましい。
It is preferable that the porous body mainly contains one or more selected from , CrB, or these compounds.

また、このセラミンクス質多孔質体は、その結晶の平均
粒径が507zm以下であることが好ましい、その理由
は、平均粒径が501Lmより大きいと焼結体表面の面
粗度が大きくなり、精密基準部品の摺動面がVz滑とな
り難く、しかもjl’j密基準部品自体の寸法精度が劣
るものとなるからである。
In addition, it is preferable that the average grain size of the crystals in this ceramic porous body is 507 zm or less.The reason is that if the average grain size is larger than 501 zm, the surface roughness of the sintered body surface becomes large and precision This is because the sliding surface of the reference component is less likely to have Vz slippage, and the dimensional accuracy of the jl'j dense reference component itself is poor.

当該セラミックス質多孔質体を構成する結晶の平均粒径
は、中でも20gm以下であることがより々f適である
The average grain size of the crystals constituting the ceramic porous body is most preferably 20 gm or less.

本発明の精密基準部品を構成するセラミンクス質多孔質
体は、その開放気孔が5〜50容積%であることが好ま
しい。その理由は、この開放気孔−t<が5容易%以下
であると、実質的な潤滑剤の含浸あるいは充填r5が少
なくなり、潤滑特性を十分に発揮させることが困難とな
るからであり、一方50容積%より高いとセラミンクス
賀多孔質体の耐摩耗性が低くなり、特に高い精密度の要
求される機械・装置の精密基準部品としての使用が困難
になるからである。
The ceramic porous body constituting the precision reference component of the present invention preferably has open pores of 5 to 50% by volume. The reason for this is that if the open pores -t< is less than 5%, substantial lubricant impregnation or filling r5 will be reduced, making it difficult to fully exhibit the lubricating properties. If the content is higher than 50% by volume, the abrasion resistance of the ceramic porous body will be low, making it difficult to use it as a precision reference part for machines and devices that require particularly high precision.

また、本発明においては、セラミックス賀多孔質体の開
放気孔内に潤滑剤を含浸または充填した複合体として使
用することが必要である。その理由は、潤滑剤をセラミ
ックス質多孔性体の開放気孔内に充填または含浸するこ
とによって、精密基べ(部品としての摺動特性を著しく
向」二させることができるからである。
Further, in the present invention, it is necessary to use the ceramic porous body as a composite body in which the open pores of the ceramic body are impregnated or filled with a lubricant. The reason for this is that by filling or impregnating the open pores of the porous ceramic body with a lubricant, the sliding properties of the precision base (component) can be significantly improved.

このような4!1滑剤としては、種々な物質を使用する
ことができ、例えば樹脂やオイルを使用することが右利
である。
Various substances can be used as such a 4!1 lubricant, and for example, it is advantageous to use resin or oil.

前記樹11uとしては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂
、トリマジン樹脂、ポリパラバン樹脂、ポリアミドイミ
ド樹脂、シリコン樹脂、エポキシシリコン樹脂、アクリ
ル酸樹1fti、メタクリル酸樹脂。
Examples of the tree 11u include epoxy resin, polyimide resin, trimazine resin, polyparaban resin, polyamideimide resin, silicone resin, epoxy silicone resin, 1fti of acrylic acid resin, and methacrylic acid resin.

アニリン酸樹脂、フェノール樹脂、ウレタン系樹脂、フ
ラン系樹脂、)・ン素樹脂、アセタール樹脂、ナイロン
樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ポリ
エチレンテレフタレート樹脂。
Aniphosphoric acid resin, phenolic resin, urethane resin, furan resin, )-N resin, acetal resin, nylon resin, polyethylene resin, polycarbonate resin, polyethylene terephthalate resin.

スチレンアクリロニトリル樹脂、ポリプロピレン樹脂、
ポリウレタン樹脂あるいはポリフェニレンサルファイド
樹脂から追択される樹脂を屯独あるいは混合して使用す
ることができる。
Styrene acrylonitrile resin, polypropylene resin,
Resins selected from polyurethane resins and polyphenylene sulfide resins can be used singly or in combination.

また、前記オイルとしては、フルオロエチレン、フルオ
ロエステル、フルオロトリアジン、ペルフルオロポリエ
ーテル、フルオロシリコーン、これらの誘4体あるいは
これらの重合体から5 tRされるフッ素系オイル、ま
たはメチルシリコーン、メ−F−ルフェニルシリコーン
、これらの誘”4 体アルいはこれらの重合体から選択
されるシリコン系オイル、ナフテン系オイルあるいはパ
ラフィン系オイルを使用することができる。
In addition, the oil includes fluoroethylene, fluoroester, fluorotriazine, perfluoropolyether, fluorosilicone, derivatives thereof, or polymers thereof, fluorine-based oil, methylsilicone, and polymers thereof. Silicone oils, naphthenic oils, or paraffinic oils selected from luphenyl silicone, derivatives thereof, or polymers thereof can be used.

これらのオイルは、液状、グリース状あるいはワックス
状のいずれの状態であっても使用することができる。な
お、これらのフッ素系オイル及びシリコン系オイルは、
耐溶剤性、化学的安定性および耐熱性に優れているため
、長期間にわたって極めて良好な潤滑特性を付!j−す
ることができ、また、前記ナフテン系オイル及びパラフ
ィン系オイルは、各種の化学剤との相溶性が低く、これ
らの化学剤に接触したとしても流出したりすることが少
ない利点を有するものである。勿論、これらのオイルに
代えて通常使用されている潤滑油等を使用することもで
きる。
These oils can be used in any form of liquid, grease or wax. In addition, these fluorine-based oils and silicone-based oils are
It has excellent solvent resistance, chemical stability, and heat resistance, so it has extremely good lubrication properties over a long period of time! In addition, the naphthenic oil and paraffinic oil have the advantage that they have low compatibility with various chemical agents and are unlikely to leak out even if they come into contact with these chemical agents. It is. Of course, a commonly used lubricating oil or the like may be used instead of these oils.

そして、これらの潤滑剤の充填率は、上述した開放気孔
100容積部に対して少なくともlO容禎部充填したも
のが有利である。その理由は、潤滑剤の充填!11が1
0容積部より少ないと、本発明に係る精密基準部品の潤
滑特性を向上させることか困難だからである。
It is advantageous for the filling rate of these lubricants to be such that at least 100 volume parts of the above-mentioned open pores are filled. The reason is the lubricant filling! 11 is 1
This is because if the volume is less than 0 volume, it is difficult to improve the lubrication characteristics of the precision reference component according to the present invention.

前記セラミックス多孔質体の開放気孔中に潤・滑剤を充
填させる方法としては、前記4テ1滑剤が樹脂の場合に
は、樹脂を加熱して溶融させて含浸させる方法、樹脂を
溶剤に溶解させて含浸する方法、樹脂を千ツマー状態で
含浸した後、ポリマーに・添加する方U1、あるいは微
粒化したMA脂を分散媒液中に分散し、この分散液を多
孔質体に含浸し。
Methods for filling the open pores of the ceramic porous body with a lubricant include a method of heating the resin to melt it and impregnate it, and a method of dissolving the resin in a solvent when the lubricant is a resin. A method of impregnating the porous body with the resin is a method of impregnating the porous body with a large amount of resin, and then adding the resin to the polymer.

乾燥した後樹脂の溶融温度で樹脂を焼き付ける方I人が
適用できる。
The method of baking the resin at its melting temperature after drying can be applied by some people.

また、前記潤滑剤がオイルの場合に、このオイルを+i
ij記セラミックス質多孔質体の開放気孔中に充填させ
る方法としては、加熱により低粘度化した潤滑剤中にセ
ラミ−2クス質多孔質体を9漬し、f4空または加圧下
で含浸する方法など一般的な方υ;が適用できる。
In addition, when the lubricant is oil, add this oil to +i
A method for filling the open pores of the porous ceramic body described in ij is to immerse the porous ceramic body in a lubricant whose viscosity has been lowered by heating, and impregnate it in the air or under pressure. A general method such as υ; can be applied.

次に、このセラミックス質複合体からなる精密ノ、(準
部品を製造する一般的な方法についてに説明する。
Next, a general method for manufacturing precision parts made of this ceramic composite will be explained.

本発明に係るセラミックス質複合体からなる精密基準部
品は、出発原料であるセラミックス粉末を任意の形状、
例えば柱状あるいはビーム状の生成形体に成型し、この
生成形体中に存在する気孔を閉塞させることなく焼結し
てセラミックス多孔質体となし、次いで、このセラミ−
/クス質多孔質体の開放気孔中に潤滑剤を充填すること
によって製造することができる。
The precision reference part made of a ceramic composite according to the present invention can be produced by using ceramic powder as a starting material in an arbitrary shape.
For example, it is formed into a columnar or beam-shaped formed body, and sintered to form a ceramic porous body without clogging the pores existing in this formed body.
/Can be manufactured by filling the open pores of a woody porous body with a lubricant.

前記出発原料であるセラミックス粉末は、」i均粒径が
50pm以下であることが好ましい。その理由は、平均
粒径が50pmより大きいセラミックス粉末を使用する
と、粒と粒との結合個所が少なくなるため、高強度の多
孔質体を製造することが困難になるばかりでなく、表面
の面精度が劣化するからであり、中でも20gm以下で
あることが好ましい。
It is preferable that the ceramic powder as the starting material has an average particle size of 50 pm or less. The reason for this is that when ceramic powder with an average particle size larger than 50 pm is used, there are fewer bonding points between the particles, which not only makes it difficult to produce a high-strength porous body, but also makes the surface rougher. This is because the accuracy deteriorates, and above all, it is preferably 20 gm or less.

前記セラミックス粉末を任意の形状の生成形体に成型し
、この生成形体中に存在する気孔を閉塞させることなく
焼結させる方法としては種々の方V、が適用できるが、
例えばセラミックス粉末自体を常圧焼結あるいは加圧焼
結して自己結合させる方法、セラミックス粉末に反応に
よってセラミックスを生成する物質を添加して反応焼結
して結合させる方法、セラミックス粉末にガラスセメン
ト等の結合剤を配合して常圧焼結あるいは加圧焼結して
結合させる方法を適用するこができる。
As a method for molding the ceramic powder into a formed body of any shape and sintering it without clogging the pores present in this formed body, various methods V can be applied,
For example, a method in which ceramic powder itself is self-bonded by pressureless sintering or pressure sintering, a method in which a substance that generates ceramics is added to ceramic powder and bonded by reaction sintering, and ceramic powder is bonded with glass cement, etc. A method can be applied in which a binder is blended and bonded by normal pressure sintering or pressure sintering.

さらに、この精密基準部品を炭化珪素を材料として形成
する方法について基体的に説明する。
Furthermore, a method for forming this precision reference component using silicon carbide as a material will be explained in basic terms.

すなわち、この炭化珪素を材料とする製造方法にあって
は、W均粒径がlogmの)父化珪素粉末であってβ型
結晶の炭化珪ふを少なくとも30%含有する1々化珪素
粉末をL体とする出発原料を所望の生成形体に成形した
後、非酸化性ガス雰囲気中で1700〜2100℃の範
囲内に加熱して焼成し、これによって形成された開放気
孔中に川沿剤を前述した方υ、によって充填することが
有利である。
That is, in this manufacturing method using silicon carbide as a material, a silicon carbide powder containing at least 30% of β-type crystal silicon carbide is used. After forming the starting material to form the L-form into the desired product shape, it is heated and fired in a non-oxidizing gas atmosphere within the range of 1700 to 2100°C, and the riverine agent is added to the open pores thus formed. It is advantageous to fill by υ.

この方法において使用される炭化珪素粉末の平均粒径が
lOpm以下の微粉末である理由は、平均粒径が10μ
m以下の粉末で成形された生成形体は粒子相1jの接触
点が比較的多く、また炭化珪素粉末の焼成温度における
熱的活性が大であり、炭化珪素粒子間での原子の移動が
著しく大きいため、炭化珪素粒子相〃の結合が極めて起
りやすいからである。従って、このような粒径の炭化珪
素粉末を使用すれば、比較的低密度でも高強度の焼結体
を得ることができるのである。特に、前記炭化珪素粉末
の平均粒径が5μm以下である場合により好適な結果が
得られる。
The reason why the silicon carbide powder used in this method is a fine powder with an average particle size of 1 Opm or less is that the average particle size is 10 μm.
The formed body molded from powder with a particle size of m or less has a relatively large number of contact points with the particle phase 1j, and the thermal activity at the firing temperature of the silicon carbide powder is large, and the movement of atoms between silicon carbide particles is extremely large. Therefore, bonding of the silicon carbide particle phase is extremely likely to occur. Therefore, if silicon carbide powder having such a particle size is used, a high-strength sintered body can be obtained even with a relatively low density. In particular, more suitable results can be obtained when the average particle size of the silicon carbide powder is 5 μm or less.

この方法において、前記炭化珪素粉末としてβへ1ノ結
晶のiR化珪素を少なくとも30%含有する炭化珪素粉
末が使用される理由は、β型結晶は比較的低温で合成さ
れる低温安定型結晶であり、焼結に際して)?化珪素粒
子相互の結合が起りやすく、比較的低′!FI度でも高
強度の焼結体を製造することができるからであり、なか
でもβ型結晶を50%以に含有する炭化珪素粉末である
場合により好適な結果が得られる。
In this method, the reason why a silicon carbide powder containing at least 30% of iR silicon with β-1 crystals is used as the silicon carbide powder is that β-type crystals are low-temperature stable crystals that are synthesized at relatively low temperatures. Yes, during sintering)? Mutual bonding of silicon oxide particles is likely to occur, and the bonding rate is relatively low! This is because a high-strength sintered body can be produced even at an FI degree, and particularly preferred results can be obtained when the silicon carbide powder contains 50% or more of β-type crystals.

この方法において、前記出発原料はホウ素、アルミニウ
ム、鉄、クロム、ランタン、チタン、イツトリウム、エ
ルビウムあるいはこれらの化合物から選択されるいずれ
か少なくとも1種を 0.01〜5 、OL[+、;I
I%含有するものであることが右利である。その理由は
、前記物質は炭化珪素の焼結を促進させる作用を有する
ものであり、焼結に際して炭化珪素粒子相互の結合を促
進させるため高強度の焼結体を製造することができるか
らであり、また前記物質の含有量を0.01〜5.0 
%着%の範囲内とすることが右利である理由は、前記含
有量が0.01玉星%よりも少ないと焼結に際して炭化
珪素粒子相〃の結合を促進させる効果が少ないからであ
り、一方5.0重i、)%よりも多いと前記物質の焼結
体に含有される星が多くなるため炭化珪素本来の特性が
失われるからである。
In this method, the starting material contains at least one selected from boron, aluminum, iron, chromium, lanthanum, titanium, yttrium, erbium, or compounds thereof.
It is right that it contains I%. The reason is that the substance has the effect of promoting sintering of silicon carbide, and it is possible to produce a high-strength sintered body because it promotes bonding between silicon carbide particles during sintering. , and the content of the substance is 0.01 to 5.0.
The reason why it is advantageous to keep the content within the range of 0.01% is because if the content is less than 0.01%, it will have little effect on promoting the bonding of the silicon carbide particle phase during sintering. , On the other hand, if the amount is more than 5.0% by weight, the sintered body of the substance will contain more stars, and the original characteristics of silicon carbide will be lost.

この方法においては焼成時にMraカーボンを残す炭素
源を出発原料中に添加することができる。
In this method, a carbon source that leaves Mra carbon upon firing can be added to the starting material.

このような炭素源としては、焼結開始時に炭素の状態で
存在するものであれば使用することができ、例えばフェ
ノール樹脂、リグニンスルホン酎115、ポリビニルア
ルコール、コンスターチ、糖類、コールタールピンチ、
アルギン酸塩のような各種有機物質あるいはカーボンブ
ラック、アセチレンブラックのような熱分解炭素を有利
に使用することができる。このような遊離カーボンは、
前記物質と同時に存在すると結晶の成長性を抑え。
As such a carbon source, any material that exists in a carbon state at the start of sintering can be used, such as phenol resin, lignin sulfone 115, polyvinyl alcohol, cornstarch, sugar, coal tar pinch,
Various organic substances such as alginates or pyrolytic carbons such as carbon black and acetylene black can be advantageously used. Such free carbon is
When present at the same time as the above substances, it suppresses crystal growth.

微411な気孔を有する多孔質炭化珪素焼結体を得るの
に効果がある。
This is effective in obtaining a porous silicon carbide sintered body having 411 fine pores.

また、前記遊離カーボンの含有量としては、出発原料1
00重量部に対し、5重量部以下であることが有利であ
る。その理由は、5 jT(+@F一部より多く添加し
てもその効果は変わらず、逆に1111記焼結体に残留
する呈が多くなり、焼結体の強度が劣化するからである
In addition, the content of free carbon is as follows: starting material 1
Advantageously, it is not more than 5 parts by weight relative to 00 parts by weight. The reason for this is that even if more than a portion of 5jT(+@F is added, the effect will not change, but on the contrary, more of the 1111 residue will remain in the sintered body, and the strength of the sintered body will deteriorate. .

前記方法によれば、;t1記出発原ネ1を生成形体に成
形した後、非酸化性ガス雰囲気中で1700〜2100
°Cの範囲内に加熱して焼結することにより、密度が2
.1〜3.0 g/ cm’で強度が30Kgf/m 
rn’以上の炭化珪素質焼結体を製造することができる
。この焼成温度を1700〜2100℃の範囲内とする
理由は、焼成温度が1700℃よりも低いと粒子相互の
結合が不充分で、高い強度を右する焼結体を得ることが
困難であり、2100℃よりも高いと焼結体が緻密化し
易く、多孔質炭化珪素焼結体を得ることが困難だからで
ある。
According to the above method, after forming the starting raw material 1 into a formed body, it is heated to 1,700 to 2,100 in a non-oxidizing gas atmosphere.
By heating and sintering within the range of °C, the density can be reduced to 2.
.. 1 to 3.0 g/cm' and strength is 30Kgf/m
It is possible to produce a silicon carbide sintered body having a particle diameter of rn' or higher. The reason why the firing temperature is set in the range of 1700 to 2100°C is that if the firing temperature is lower than 1700°C, the bonding between particles is insufficient, making it difficult to obtain a sintered body with high strength. This is because if the temperature is higher than 2100°C, the sintered body tends to become dense, making it difficult to obtain a porous silicon carbide sintered body.

前記多孔質炭化珪素焼結体は密度が2.1〜3.0g/
am’で強度が30 Kgf/m m’以以上あること
が右利である。前記密度が2.1〜3.0 g/ cm
”の範囲内であることが右利である理由は、前記密度が
2.1g/cm’よりも小さい焼結体は炭化珪素粒子相
互の結合箇所が少ないため、本発すIの目的とする30
Kgf/m m″以七強度を有する焼結体となすことが
困難であるからであり、一方3.0 g/ Cm″より
大きい焼結体は含有される気孔のうち開放気孔の占める
割合が小さくなるこらである。また、前記強1隻が30
 Kgf/m rn’以上であることが有利な理由は、
前記強度が30 Kgf/m m’より小さいと使用中
に破損し易く、実質的な使用に耐えないからであり、な
かでも40 Kgf/m m″以上ある場合により好適
な結果が得られる。なお4この方法における強度は平均
曲げ強IWである。
The porous silicon carbide sintered body has a density of 2.1 to 3.0 g/
If the strength is 30 Kgf/m m' or more at am', it is right-handed. The density is 2.1~3.0 g/cm
The reason why it is advantageous to be within the range of 2.1 g/cm' is because the sintered body with the density smaller than 2.1 g/cm' has fewer bonding points between silicon carbide particles.
This is because it is difficult to produce a sintered body with a strength of more than 3.0 g/cm", and on the other hand, a sintered body with a strength greater than 3.0 g/cm" has a ratio of open pores to the pores contained in the sintered body. This is what gets smaller. Also, the strong one ship is 30
The reason why it is advantageous to have Kgf/m rn' or more is as follows.
If the strength is less than 30 Kgf/m m', it will be easily damaged during use and will not be able to withstand practical use. In particular, if the strength is 40 Kgf/m m' or more, more suitable results will be obtained. 4 The strength in this method is the average bending strength IW.

次に、本発明に係る精密基準部品を実施例によって共体
的に説明する。
Next, the precision reference component according to the present invention will be explained in detail with reference to examples.

(実施例) モ均粒径が0.28終m、β型結晶の含有率が94.6
屯t11]%の炭化珪素粉末100モ呈部に対し、炭化
ホウ素粉末l玉場部、カーボンブラック粉末2東;置部
、ポリビニールアルコール5重j一部、水300Ti 
+@’i部を配合し、ボールミル中で5時間混合した後
噴害乾燥した。なお、前記炭化珪素粉末は遊離を炭素0
.29東賃%、酸素を0.17東j逢%、鉄を0.03
屯¥%、アルミニウムをQ、Q3玉!^%を含有してい
た。
(Example) The average grain size is 0.28 m, the content of β-type crystals is 94.6
11% of silicon carbide powder, 1 part of boron carbide powder, 2 parts of carbon black powder, 1 part of polyvinyl alcohol, 300 parts of water.
+@'i part was blended and mixed in a ball mill for 5 hours, followed by blow drying. Note that the silicon carbide powder has free carbon 0.
.. 29 %, oxygen 0.17%, iron 0.03%
Tun ¥%, aluminum Q, Q3 balls! It contained ^%.

この乾燥物を適j長1採取して成形し、1800℃のア
ルゴンガス雰囲気中で10分間保持して焼結体をtlt
た。
One sample of this dried material of appropriate length was molded and held in an argon gas atmosphere at 1800°C for 10 minutes to form a sintered body.
Ta.

得られた焼結体は密度が2.59g/ c m’、強度
が45kgF/mばで三次元的に均一に分散した微細な
開放気孔を有しており、その開放気孔率は約16容積%
であった。
The obtained sintered body has a density of 2.59 g/cm', a strength of 45 kgF/m, and has fine open pores uniformly distributed three-dimensionally, and the open porosity is approximately 16 by volume. %
Met.

次いで、この焼結体を二液性タイプのエポキシ樹脂に真
空Fで9填し含浸させた後、約150℃の温度で硬化さ
せた。
Next, this sintered body was impregnated with a two-component type epoxy resin by vacuum F, and then cured at a temperature of about 150°C.

この焼結体の開放気孔に占めるエポキシ樹脂の割合はほ
ぼ96容積%であった。
The proportion of the epoxy resin in the open pores of this sintered body was approximately 96% by volume.

この樹脂を充填した焼結体をダイヤモンドホイールで切
断加工したところ、従来の緻密質の炭化珪素質焼結体に
比較して極めて容易に切断することができ、しかもダイ
ヤモンドホイールの斤耗も極めて少なかった。
When this resin-filled sintered body was cut with a diamond wheel, it was much easier to cut than conventional dense silicon carbide sintered bodies, and the diamond wheel wore out very little. Ta.

(発明の効果) 以ト詳述した通り、ガイドレール、ガイド軸。(Effect of the invention) As detailed above, the guide rail and guide shaft.

基準イメi定規等として用いられる本発明に係る粘密ノ
、(準部品は、生成形体中に存在する気孔を閉塞させる
ことなく焼結することによって三次元網目構造の開放気
吹を共面せしめたセラミックス賀多孔質体を形成し、こ
のセラミックス賀多孔質体の前記開放気孔中に潤滑剤を
充填したことにその特徴があり、これにより、緻密質の
セラミックスに比して機械加工性に優れ、しかもセラミ
ックスのその他の特性をそのまま生かした精密基準部品
とすることができた。すなわち、本発明によれば、精密
基準部品として必要な耐摩耗性、耐酸化性、耐食性に優
れていることは勿論のこと、合成・強度に優れ!1¥−
j−化を図ることができて移動慣性を少なくすることの
できる精密基準部品を提供することができる。しかも、
この発明に係る精密基準部品は、熱伝導率・熱膨張率が
比較的良好で使用環境における温度変化による影響を少
なくすることができる。
The viscous part (semi-part) according to the present invention, which is used as a standard image ruler, etc., is made by sintering without clogging the pores existing in the formed body, thereby making the open air of the three-dimensional network structure coplanar. It is characterized by forming a porous ceramic body and filling the open pores of the porous ceramic body with a lubricant, which results in superior machinability compared to dense ceramics. Moreover, it was possible to make a precision reference part that takes advantage of the other characteristics of ceramics as they are.In other words, according to the present invention, the precision reference part has excellent wear resistance, oxidation resistance, and corrosion resistance, which are necessary for a precision reference part. Of course, it has excellent composition and strength! 1 yen -
It is possible to provide a precision reference component that can be made into a j-type and can reduce movement inertia. Moreover,
The precision reference component according to the present invention has relatively good thermal conductivity and thermal expansion coefficient, and can reduce the influence of temperature changes in the usage environment.

また、未発Illに係る精密ノルベロ部品はセラミック
ス賀多孔質体の開放気孔内に潤滑剤を充填したが゛ら、
当該精密ノ、(型部品をN: M fHI使用しても、
開放気孔内の樹脂を順次表面へ漏出させることができる
。これは、この精密基準部品が、セラミックス質多孔質
体により構成したことによって錆の発生が全くないこと
から、その開放気孔に11詰まりを発生することがなく
、長期間に駅ってnη滑剤がその表面に漏れ出ることを
rif能にしているからである。従って1本発明に係る
精密基準部品は、長期間に亙って必要な潤滑特性に変化
を来すことはなく、またその摺動特性を初期の値に長期
間保持することができるのである。
In addition, the precision Norbero parts related to the undeveloped Ill are filled with lubricant in the open pores of the ceramic porous body.
Regarding the precision, (even if the mold parts are N: M fHI,
The resin within the open pores can then leak out to the surface. This is because this precision reference part is made of a porous ceramic material, so there is no rust at all, so there is no clogging of the open pores, and the nη lubricant does not build up over a long period of time. This is because leakage to the surface is prevented. Therefore, the precision reference component according to the present invention does not cause any change in the necessary lubrication characteristics over a long period of time, and can maintain its sliding characteristics at the initial value for a long period of time.

さらに、本発明に係る精密基準部品は、上述したように
潤滑特性に優れているから、比較的即繁に始動・停止ト
が繰り返えさえながら摺接し合う精密基準部品として最
も好適なものとすることができるのである。
Furthermore, since the precision reference component according to the present invention has excellent lubrication properties as described above, it is most suitable as a precision reference component that slides into contact with each other while repeatedly starting and stopping relatively quickly. It is possible.

なお、本発明に係る精密基準部品を炭化珪素によって形
成した場合には、当該精密基準部品を。
In addition, when the precision reference part according to the present invention is formed of silicon carbide, the precision reference part is made of silicon carbide.

優れた耐酸化性・耐摩耗性を有し低い熱膨張率のもので
かつ機械加工性に優れたものとすることができることは
勿論、その硬度において極めても高いものとすることが
でき、しかも高いPv値の条件下で使用することのでき
るものとすることができるのである。
Not only can it be made with excellent oxidation resistance and wear resistance, a low coefficient of thermal expansion, and excellent machinability, but it can also be made with extremely high hardness. Therefore, it can be used under the condition of Pv value.

以  LFrom L

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、)精密測定、精密加工等において使用される精密基
準部品であって、 生成形体中に存在する気孔を閉塞させることなく焼結す
ることによって三次元網目構造の開放気孔を具備せしめ
たセラミックス質多孔質体を基体とするものであって、
この基体の前記開放気孔中に潤滑剤が充填されてなるこ
とを特徴とするセラミックス質複合体からなる精密基準
部品。 2、)前記セラミックス質多孔質体としては、Al_2
O_3、SiO_2、ZrO_2、SiC、TiC、T
aC、B_4C、WC、Cr_3C_2、Si_3N_
4、BN、TiN、AlN、TiB_2、CrB_2あ
るいはこれらの化合物から選択されるいずれか1種また
は2種以上を主として含有する特許請求の範囲第1項に
記載の精密基準部品。 3、)前記セラミックス質多孔質体は、その結晶の平均
粒径が50μm以下である特許請求の範囲第1項または
第2項に記載の精密基準部品。 4、)前記セラミックス質多孔質体は、その開放気孔率
が5〜50容積%である特許請求の範囲第1項〜第3項
のいずれかに記載の精密基準部品。 5、)前記潤滑剤は、前記セラミックス質多孔質体の開
放気孔100容積部に対し、少なくとも、10容積部充
填されている特許請求の範囲第1項〜第4項のいずれか
に記載の精密基準部品。
[Claims] 1.) A precision reference part used in precision measurement, precision processing, etc., which has open pores in a three-dimensional network structure by sintering without clogging the pores existing in the formed body. The substrate is a ceramic porous body comprising:
A precision reference part made of a ceramic composite, characterized in that the open pores of the base body are filled with a lubricant. 2.) As the ceramic porous body, Al_2
O_3, SiO_2, ZrO_2, SiC, TiC, T
aC, B_4C, WC, Cr_3C_2, Si_3N_
4. The precision reference component according to claim 1, which mainly contains one or more selected from BN, TiN, AlN, TiB_2, CrB_2, or compounds thereof. 3.) The precision reference component according to claim 1 or 2, wherein the ceramic porous body has an average grain size of crystals of 50 μm or less. 4.) The precision reference component according to any one of claims 1 to 3, wherein the ceramic porous body has an open porosity of 5 to 50% by volume. 5.) The precision lubricant according to any one of claims 1 to 4, wherein at least 10 parts by volume of the lubricant are filled with respect to 100 parts by volume of open pores of the ceramic porous body. Standard parts.
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