JPS6325275A - 超高密度炭化珪素焼結体よりなる摺動部材 - Google Patents
超高密度炭化珪素焼結体よりなる摺動部材Info
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- JPS6325275A JPS6325275A JP61170191A JP17019186A JPS6325275A JP S6325275 A JPS6325275 A JP S6325275A JP 61170191 A JP61170191 A JP 61170191A JP 17019186 A JP17019186 A JP 17019186A JP S6325275 A JPS6325275 A JP S6325275A
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Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
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】
（産業上の利用分野）
本発明は、耐熱性、耐摩耗性、耐腐食性および耐薬品性
に優れた超高密度炭化珪素焼結体よりなる摺動部材に関
し、特に機械加工された超高密度炭化珪素焼結体よりな
る摺動部材において耐摩耗性の向上ならびに摺動トルク
の安定化を図るものに関する。
に優れた超高密度炭化珪素焼結体よりなる摺動部材に関
し、特に機械加工された超高密度炭化珪素焼結体よりな
る摺動部材において耐摩耗性の向上ならびに摺動トルク
の安定化を図るものに関する。
（従来の技術）
炭化珪素の高密度焼結体（以下ＳｉＣ焼結体と略す）は
、よく知られているように、耐熱性、耐摩耗性、耐腐食
性、および耐薬品性などに極めて優れたセラミックス材
料であり、中でも、メカニカルシール等の摺動部材とし
て最も早く実用化され。
、よく知られているように、耐熱性、耐摩耗性、耐腐食
性、および耐薬品性などに極めて優れたセラミックス材
料であり、中でも、メカニカルシール等の摺動部材とし
て最も早く実用化され。
その持つ特長により、最高の摺動部材としぞ位置づけら
れている。
れている。
しかし、摺動部材としての要求は、日毎に厳格さを増し
てきており、耐摩耗性の向上、摺動トルクの安定化など
がより厳しく要求されてきている。
てきており、耐摩耗性の向上、摺動トルクの安定化など
がより厳しく要求されてきている。
ところで、摺動部材としてＳｉＣ焼結体を用いる場合、
寸法精度や面精度が高度に要求されるため、焼き上げた
ＳｉＣ焼結体のままでの使用は困難であり、その全てに
おいて研磨、ラッピング等の機械加工が必要となる。
寸法精度や面精度が高度に要求されるため、焼き上げた
ＳｉＣ焼結体のままでの使用は困難であり、その全てに
おいて研磨、ラッピング等の機械加工が必要となる。
（発明が解決しようとする問題点）
ところが、ＳｉＣ焼結体などの脆性材料、特に相対密度
か９８％以上の超高密度化されたＳｉＣ焼結体などは、
機械加工を施すと、 ＳｉＣ焼結体内に加工応力が残留
するとともに、加工部にマライクロクラックが生成され
、その大きさは一般的にＲａ （中心線平均粗さ）の約
１０倍程にも及ぶ。
か９８％以上の超高密度化されたＳｉＣ焼結体などは、
機械加工を施すと、 ＳｉＣ焼結体内に加工応力が残留
するとともに、加工部にマライクロクラックが生成され
、その大きさは一般的にＲａ （中心線平均粗さ）の約
１０倍程にも及ぶ。
このような摺動部材の摺動面のクラックの存在は、材料
本来の耐摩耗性を著しく低下させるのみならず、メカニ
カルシール等に使用した場合、摺動トルクも著しく不安
定となり、さらに耐熱＃撃性、耐腐食性をも低下させる
ことが予想される。
本来の耐摩耗性を著しく低下させるのみならず、メカニ
カルシール等に使用した場合、摺動トルクも著しく不安
定となり、さらに耐熱＃撃性、耐腐食性をも低下させる
ことが予想される。
従って、本発明の目的とするところは、機械加工された
超高密度のＳｉＣ焼結体よりなる摺動部材の特に摺動面
における加工応力や加工傷を除去して、その摺動部材の
耐摩耗性の向上ならびに摺動トルクの安定化を図ること
にある。
超高密度のＳｉＣ焼結体よりなる摺動部材の特に摺動面
における加工応力や加工傷を除去して、その摺動部材の
耐摩耗性の向上ならびに摺動トルクの安定化を図ること
にある。
（問題点を解決するための手段）
本発明者は、上述のような極めて難しいａ題を克服する
ために鋭意研究を重ねた結果、いったん機械加工された
超高密度炭化珪素焼結体よりなる摺動部材を、真空炉、
不活性炉、水素炉、窒素炉、ＣＯ炉等のいずれかによる
非酸化性雰囲気にて。
ために鋭意研究を重ねた結果、いったん機械加工された
超高密度炭化珪素焼結体よりなる摺動部材を、真空炉、
不活性炉、水素炉、窒素炉、ＣＯ炉等のいずれかによる
非酸化性雰囲気にて。
１４００℃以上１８００℃以下に１時間以上加熱した後
除冷させる如く、いわゆるアニール処理されていること
を要旨とする超高密度炭化珪素焼結体よりなる摺動部材
であって、係る摺動部材により耐摩耗性の低下の問題、
摺動トルクの不安定化の問題を解決したものである。
除冷させる如く、いわゆるアニール処理されていること
を要旨とする超高密度炭化珪素焼結体よりなる摺動部材
であって、係る摺動部材により耐摩耗性の低下の問題、
摺動トルクの不安定化の問題を解決したものである。
（実施例）
以下、本発明を実施例に基づきながら詳細に説明する。
まず、機械加工された、相対密度９８％以上の超高密度
のＳｉＣ焼結体よりなる摺動部材を、真空炉、不活性炉
、水素炉、窒素炉、ＣＯ炉等のいずれかによる非酸化性
雰囲気にて、１００℃ハｒ以下の昇温速度で１４００℃
以上１８００℃以下、好ましくは１５００℃以上１７０
０℃以下に１時間以上加熱して、アニール処理する。
のＳｉＣ焼結体よりなる摺動部材を、真空炉、不活性炉
、水素炉、窒素炉、ＣＯ炉等のいずれかによる非酸化性
雰囲気にて、１００℃ハｒ以下の昇温速度で１４００℃
以上１８００℃以下、好ましくは１５００℃以上１７０
０℃以下に１時間以上加熱して、アニール処理する。
この場合、昇温速度が１００℃／ｈｒを超えると、上記
機械加工された摺動部材が急激に熱膨張し。
機械加工された摺動部材が急激に熱膨張し。
その摺動部材に新たなりラックを発生させ、耐摩耗性の
向上、摺動トルクの安定化に悪影響を及ぼす、従って、
昇温速度としては、なるべくゆっくりとした１００℃／
ｈｒ以下の昇温速度で加熱していくことが好ましい。
向上、摺動トルクの安定化に悪影響を及ぼす、従って、
昇温速度としては、なるべくゆっくりとした１００℃／
ｈｒ以下の昇温速度で加熱していくことが好ましい。
また、機械加工された摺動部材を、１４００℃以上１８
００℃以下、好ましくは１５００″Ｃ以上１７００’０
以下で１時間以上加熱すると、摺動面の加工傷（マイク
ロクラ−２り）は再結合し、摺動面の傷が消失される。
００℃以下、好ましくは１５００″Ｃ以上１７００’０
以下で１時間以上加熱すると、摺動面の加工傷（マイク
ロクラ−２り）は再結合し、摺動面の傷が消失される。
これは恐らく、上記摺動部材を高温に保持しているため
、加工傷部の付近において粒界を新たに再生して傷を消
失させていること、および加工傷先端部の付近において
転位が助長され先端部での応力集中を鈍化させているこ
とが、独自にあるいは相互に組み合わされて、摺動面の
加工傷が消失されているものと推測される。
、加工傷部の付近において粒界を新たに再生して傷を消
失させていること、および加工傷先端部の付近において
転位が助長され先端部での応力集中を鈍化させているこ
とが、独自にあるいは相互に組み合わされて、摺動面の
加工傷が消失されているものと推測される。
尚、このように１８００℃以下の温度で加熱するのは、
１８００℃を超えると異常粒子成長や超高密度のＳｉ
Ｃ焼結体自身の分解を伴い却って強度が低下するからで
あり、また１４００℃以上で加熱するのは。
１８００℃を超えると異常粒子成長や超高密度のＳｉ
Ｃ焼結体自身の分解を伴い却って強度が低下するからで
あり、また１４００℃以上で加熱するのは。
摺動部材の加工残留応力や加工傷が十分に除去できなく
なる虞れがあるからである。
なる虞れがあるからである。
次に、１時間以上高温に保持させた上記摺動部材を、５
０℃ハｒ以下の降温速度で除冷する。これは、昇温速度
が５０℃ハｒを超えるような強制冷却であると、熱収縮
が著しくなって、クラックが発生しやすくなるためであ
る。従って、降温速度としては、自然冷却（５０℃八ｒ
へ下）が好ましい。
０℃ハｒ以下の降温速度で除冷する。これは、昇温速度
が５０℃ハｒを超えるような強制冷却であると、熱収縮
が著しくなって、クラックが発生しやすくなるためであ
る。従って、降温速度としては、自然冷却（５０℃八ｒ
へ下）が好ましい。
以上のようにアニール処理された、超高密度のＳｉＣ焼
結体よりなる摺動部材と、未処理の超高密度のＳｉＣ焼
結体よりなる摺動部材を、メカニカルシールの回転環に
適用して、比較実験を行ってみた。その結果を第１表に
示す、なお、メカニカルシールの相手摺動部材である固
定環として、焼結カーボンを用いた。
結体よりなる摺動部材と、未処理の超高密度のＳｉＣ焼
結体よりなる摺動部材を、メカニカルシールの回転環に
適用して、比較実験を行ってみた。その結果を第１表に
示す、なお、メカニカルシールの相手摺動部材である固
定環として、焼結カーボンを用いた。
（以下余白）
上記第１表から明らかなように、本発明品の７ニール処
理された摺動部材たる回転環は、未処理の摺動部材たる
回転環に比べて、大幅に摩耗量が低下しており、耐摩耗
性が大幅に向上していることが判る。
理された摺動部材たる回転環は、未処理の摺動部材たる
回転環に比べて、大幅に摩耗量が低下しており、耐摩耗
性が大幅に向上していることが判る。
また、摺動トルクも未処理の回転環に比べて著しく小さ
くなっており、しかもその摺動トルクの変化率（アンダ
ーラインを引いた部分）が大幅に減少していることが判
る。この摺動トルクの記録を第１図（Ａ） 、 （Ｂ）
に示す、この第１図から明らかなように、本発明品の摺
動部材（回転環）は、未処理の摺動部材（回転環）に比
べて、回転時の摺動トルクが一定しており、摺動トルク
の安定化に大きく寄与していることが一目瞭然である。
くなっており、しかもその摺動トルクの変化率（アンダ
ーラインを引いた部分）が大幅に減少していることが判
る。この摺動トルクの記録を第１図（Ａ） 、 （Ｂ）
に示す、この第１図から明らかなように、本発明品の摺
動部材（回転環）は、未処理の摺動部材（回転環）に比
べて、回転時の摺動トルクが一定しており、摺動トルク
の安定化に大きく寄与していることが一目瞭然である。
さらに、本発明品の摺動部材は、シール件部が、第１表
に示す如く、未処理の摺動部材と遜色がなく、メカニカ
ルシール等の摺動部材として好適に使用できることが判
る。
に示す如く、未処理の摺動部材と遜色がなく、メカニカ
ルシール等の摺動部材として好適に使用できることが判
る。
（発明の効果）
以上のように１本発明の超高密度のＳｉＣ焼結体よりな
る摺動部材は、機械加工された超高密度のＳｉＣ焼結体
よりなる摺動部材を、真空炉、不活性炉、水素炉、窒素
炉、ＣＯ炉等のいずれかによる非酸化性雰囲気中にて、
１００℃／ ｈｒ以下の昇温速度で１４００℃以上１８
００℃以下に１時間以上加熱して。
る摺動部材は、機械加工された超高密度のＳｉＣ焼結体
よりなる摺動部材を、真空炉、不活性炉、水素炉、窒素
炉、ＣＯ炉等のいずれかによる非酸化性雰囲気中にて、
１００℃／ ｈｒ以下の昇温速度で１４００℃以上１８
００℃以下に１時間以上加熱して。
５０℃ハｒ以下の降温速度等の如くの条件にて７ニール
処理させているものであるから、摺動面の加工応力や加
工傷が除去され、耐摩耗性が大幅に向上するとともに、
摺動トルクも大幅に安定化し、その実用上の効果は極め
て大なるものである。
処理させているものであるから、摺動面の加工応力や加
工傷が除去され、耐摩耗性が大幅に向上するとともに、
摺動トルクも大幅に安定化し、その実用上の効果は極め
て大なるものである。
第１図（Ａ）は本発明に係るアニール処理された摺動部
材の摺動トルクの記録図、第１図（Ｂ）は従来の未処理
の摺動部材の摺動トルクの記録図である。
材の摺動トルクの記録図、第１図（Ｂ）は従来の未処理
の摺動部材の摺動トルクの記録図である。
Claims (1)
- 機械加工された超高密度炭化珪素焼結体よりなる摺動
部材を、真空炉、不活性炉、水素炉、窒素炉、ＣＯ炉等
のいずれかによる非酸化性雰囲気中にて、アニール処理
されていることを特徴とする超高密度炭化珪素焼結体よ
りなる摺動部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61170191A JPS6325275A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | 超高密度炭化珪素焼結体よりなる摺動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61170191A JPS6325275A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | 超高密度炭化珪素焼結体よりなる摺動部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6325275A true JPS6325275A (ja) | 1988-02-02 |
Family
ID=15900363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61170191A Pending JPS6325275A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | 超高密度炭化珪素焼結体よりなる摺動部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6325275A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003007433A (ja) * | 2001-06-25 | 2003-01-10 | Bridgestone Corp | セラミックヒータ及びその製造方法 |
| JP2014136671A (ja) * | 2013-01-18 | 2014-07-28 | Bridgestone Corp | 炭化ケイ素焼結体のアニール方法 |
| JP2014196209A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | 株式会社ブリヂストン | 炭化ケイ素焼結体のアニール方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6081076A (ja) * | 1983-10-07 | 1985-05-09 | 株式会社日立製作所 | セラミツクスの機械的強度向上法 |
| JPS60122783A (ja) * | 1983-12-02 | 1985-07-01 | 工業技術院長 | セラミックスの製造法 |
| JPS61106473A (ja) * | 1984-10-26 | 1986-05-24 | 工業技術院長 | セラミツクスの製造法 |
| JPS6278176A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-10 | イビデン株式会社 | 炭化珪素焼結体加工品の強度回復方法 |
-
1986
- 1986-07-18 JP JP61170191A patent/JPS6325275A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6081076A (ja) * | 1983-10-07 | 1985-05-09 | 株式会社日立製作所 | セラミツクスの機械的強度向上法 |
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| JP2014196209A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | 株式会社ブリヂストン | 炭化ケイ素焼結体のアニール方法 |
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