JPS6355163A - 耐摩耗材用窒化けい素質焼結体 - Google Patents
耐摩耗材用窒化けい素質焼結体Info
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- JPS6355163A JPS6355163A JP61199330A JP19933086A JPS6355163A JP S6355163 A JPS6355163 A JP S6355163A JP 61199330 A JP61199330 A JP 61199330A JP 19933086 A JP19933086 A JP 19933086A JP S6355163 A JPS6355163 A JP S6355163A
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- Japan
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- silicon nitride
- sintered body
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- sintering
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- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 title claims description 15
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 15
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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〕
本発明は軸受や各種メカニカルシール等に使用してすぐ
れた耐久性2示す耐摩耗材用窒化けい素質焼結体r関す
るものである。
れた耐久性2示す耐摩耗材用窒化けい素質焼結体r関す
るものである。
窒化けい素質焼結体は、高強度、高耐食性、高硬度、軽
量等の特性を有し、各種構造用セラミックスとして注目
されている。また窒化けい素質焼結体は、寸法安定性、
耐摩耗性にもすぐれ、高温、腐食性雰囲気用あるいは高
負荷用の摺動部材としても期待されている。
量等の特性を有し、各種構造用セラミックスとして注目
されている。また窒化けい素質焼結体は、寸法安定性、
耐摩耗性にもすぐれ、高温、腐食性雰囲気用あるいは高
負荷用の摺動部材としても期待されている。
しかし、東際に摺動部材として用いた場合、材料として
の信頼性が不充分で、必ずしも好ましい結果をもたらさ
ない場合が多い。例えば、軸受用のボール、ころ、レー
スとして使用すると、比較的短い寿命で破壊したり、表
面のチッピング等が生じ、充分な特性が出ない。また他
の摺動部材として使用した゛場合にも、表面層のチッピ
ング等による摩耗量の増大が認められる。
の信頼性が不充分で、必ずしも好ましい結果をもたらさ
ない場合が多い。例えば、軸受用のボール、ころ、レー
スとして使用すると、比較的短い寿命で破壊したり、表
面のチッピング等が生じ、充分な特性が出ない。また他
の摺動部材として使用した゛場合にも、表面層のチッピ
ング等による摩耗量の増大が認められる。
添加助剤、焼結条件等の検討で、より高強度、高靭性の
窒化けい素質焼結体を得て、上記の問題を克服しようと
する試みがなされているが、その対策は必ずしも充分と
はいえない(特開昭59−26974号、特開昭59−
21580号)。
窒化けい素質焼結体を得て、上記の問題を克服しようと
する試みがなされているが、その対策は必ずしも充分と
はいえない(特開昭59−26974号、特開昭59−
21580号)。
本発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、耐摩耗材
用窒化けい素質焼結体、特に耐チッピング性、接触疲労
寿命くすぐれ、摺動部材として好適な窒化けい素質焼結
体を提供し、もって従来の問題点を解決することを目的
とするものである。
用窒化けい素質焼結体、特に耐チッピング性、接触疲労
寿命くすぐれ、摺動部材として好適な窒化けい素質焼結
体を提供し、もって従来の問題点を解決することを目的
とするものである。
発明者らは、摺動部材として要求される上記特性と焼結
体組織との関連性について実験研究を重ねた結果、焼結
体中の空孔体積率が396以下で、かつ5μm以上の空
孔の平均分布が50個/W2以下である窒化けい素質焼
結体は摺動部材としてすぐれた耐久性を発揮することを
確認した。
体組織との関連性について実験研究を重ねた結果、焼結
体中の空孔体積率が396以下で、かつ5μm以上の空
孔の平均分布が50個/W2以下である窒化けい素質焼
結体は摺動部材としてすぐれた耐久性を発揮することを
確認した。
この焼結体を得るための焼結法としては、常圧焼結、加
圧焼結、ホットプレス、熱間静水圧プレス等の手段が用
いられ得るが、焼結体のち密化促進のためにホットプレ
ス、熱間静水圧プレスが望ましく、かつ窒化けい素が分
解しない温度域での焼結が望ましい。
圧焼結、ホットプレス、熱間静水圧プレス等の手段が用
いられ得るが、焼結体のち密化促進のためにホットプレ
ス、熱間静水圧プレスが望ましく、かつ窒化けい素が分
解しない温度域での焼結が望ましい。
焼結助剤としては、MgO、Alz○s 、MgA40
4、Y! Ox 、 Lag Ox、CaO2、ZrO
* 、AIN%T1N。
4、Y! Ox 、 Lag Ox、CaO2、ZrO
* 、AIN%T1N。
ZrN%YN等が用いられ得る。
構造用セラミックスとして用いる窒化けい素質焼結体に
おいては、空孔体積率が396以下(密度が理論密度の
9796以上)であれば通常の使用には充分である。
おいては、空孔体積率が396以下(密度が理論密度の
9796以上)であれば通常の使用には充分である。
ところで窒化けい素質焼結体を摺動部材として用いる場
合、破損はチッピングの形態が多く、部材全体として空
孔体積率が低くてもチッピングの発生がしばしば起る。
合、破損はチッピングの形態が多く、部材全体として空
孔体積率が低くてもチッピングの発生がしばしば起る。
発明者らの実験によれば、空孔の大きさが50μm以上
であると接触圧によってそのまわりにチッピングが容易
に発生する傾向があるが、特に重要なことは5μm以上
の空孔の分布であって、複数の上記空孔が近接して存在
した場合は局所的知チッピングが発生し易い。
であると接触圧によってそのまわりにチッピングが容易
に発生する傾向があるが、特に重要なことは5μm以上
の空孔の分布であって、複数の上記空孔が近接して存在
した場合は局所的知チッピングが発生し易い。
しかして、空孔体積率を3%以下とし、かつ5μm以上
の空孔の平均分布を50個/−以下とすることで、摺部
部材として実用上充分な耐久寿命が得られる。
の空孔の平均分布を50個/−以下とすることで、摺部
部材として実用上充分な耐久寿命が得られる。
実験例
表に示す10種類の添加剤を加え、焼結条件を変えて焼
結し、20種類の窒化けい素質焼結体試料を作成した。
結し、20種類の窒化けい素質焼結体試料を作成した。
試料Ala〜7bのものは相対密度98%以上で、かつ
5μm以上の空孔の平均分布(空孔量)も50個/、、
以下であって本発明材である。試料8a〜10′bは比
較材であって、試料A8a以外は密度100%であるが
、いずれも空孔量が50個/W以上である。
5μm以上の空孔の平均分布(空孔量)も50個/、、
以下であって本発明材である。試料8a〜10′bは比
較材であって、試料A8a以外は密度100%であるが
、いずれも空孔量が50個/W以上である。
なお表において、PSは加圧焼、結(10,5気圧、N
りをHPはホットプレスを、H工P′ハ熱間静圧ブレス
(予備焼結1500°C)を、チ齋 H工P は熱間静圧プレス(予備焼結1600”c
)を、H工Pは熱間静圧プレス(予備焼結:L7o。
りをHPはホットプレスを、H工P′ハ熱間静圧ブレス
(予備焼結1500°C)を、チ齋 H工P は熱間静圧プレス(予備焼結1600”c
)を、H工Pは熱間静圧プレス(予備焼結:L7o。
’c )を示す。
先ず、上記20種類の材料より直径10■の球を作り、
表面をできるだけ残留応力が残らないように研磨した後
、2個の試料に荷重をかけ圧砕荷重を測定する圧砕試験
(J工SBユ50ユ)を行なった。
表面をできるだけ残留応力が残らないように研磨した後
、2個の試料に荷重をかけ圧砕荷重を測定する圧砕試験
(J工SBユ50ユ)を行なった。
結果を第1図に示す。白丸は本発明材を、黒丸は比較材
である。空孔量が少くなるに伴って圧砕荷重は上昇し、
本発明材ではユ5oosf’以上となシ、比較材よりも
遥かに大きい。
である。空孔量が少くなるに伴って圧砕荷重は上昇し、
本発明材ではユ5oosf’以上となシ、比較材よりも
遥かに大きい。
次に、表に示す20種類の材料よシ鏡面研磨したセラミ
ック板を作り、これ等と直径10鰭の鋼球とで200に
9fの荷重下で転動疲労試験を行なった。そして表面に
チッピングが生じた時点で寿命を評価した。寿命と圧砕
荷重との関係を第2図に示す。図において白丸は本発明
材、黒丸は比較材である。圧砕荷重の大きい本発明材は
比較材に比べ、遥かに大きい疲労寿命を有する。
ック板を作り、これ等と直径10鰭の鋼球とで200に
9fの荷重下で転動疲労試験を行なった。そして表面に
チッピングが生じた時点で寿命を評価した。寿命と圧砕
荷重との関係を第2図に示す。図において白丸は本発明
材、黒丸は比較材である。圧砕荷重の大きい本発明材は
比較材に比べ、遥かに大きい疲労寿命を有する。
以上よう明かなように本発明の窒化けい素質焼結体は耐
摩耗材、特に摺動部材として用いてすぐれた耐久性を発
揮するものである。
摩耗材、特に摺動部材として用いてすぐれた耐久性を発
揮するものである。
ロワロ
図は実験結果を示すもので、第1図はセラミック焼結体
の空孔量と圧砕荷重の関係を示す図、第2図は圧砕荷重
と転勤疲労寿命の関係を示す図である。 平均圧砕荷重(にgf) 第2図 平カニ枠荷重(に9f)
の空孔量と圧砕荷重の関係を示す図、第2図は圧砕荷重
と転勤疲労寿命の関係を示す図である。 平均圧砕荷重(にgf) 第2図 平カニ枠荷重(に9f)
Claims (1)
- 窒化けい素を主成分とし、焼結体中の空孔体積率が3
%以下で、かつ5μm以上の空孔の平均分布が50個/
mm^2以下であることを特徴とする耐摩耗材用窒化け
い素質焼結体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61199330A JPS6355163A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 耐摩耗材用窒化けい素質焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61199330A JPS6355163A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 耐摩耗材用窒化けい素質焼結体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6355163A true JPS6355163A (ja) | 1988-03-09 |
Family
ID=16406001
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61199330A Pending JPS6355163A (ja) | 1986-08-26 | 1986-08-26 | 耐摩耗材用窒化けい素質焼結体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6355163A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01230478A (ja) * | 1987-11-26 | 1989-09-13 | Ngk Insulators Ltd | 均質窒化珪素焼結体およびその製造方法 |
JPH02141474A (ja) * | 1988-11-21 | 1990-05-30 | Ngk Spark Plug Co Ltd | ベアリング用窒化珪素基焼結体 |
US5395807A (en) * | 1992-07-08 | 1995-03-07 | The Carborundum Company | Process for making silicon carbide with controlled porosity |
US5922629A (en) * | 1996-04-26 | 1999-07-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Silicon nitride ceramic sliding material and process for producing the same |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57209887A (en) * | 1981-06-17 | 1982-12-23 | Kobe Steel Ltd | Method of sintering silicon nitride |
-
1986
- 1986-08-26 JP JP61199330A patent/JPS6355163A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57209887A (en) * | 1981-06-17 | 1982-12-23 | Kobe Steel Ltd | Method of sintering silicon nitride |
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US5635430A (en) * | 1992-07-08 | 1997-06-03 | The Carborundum Company | Intermediate for producing porous silicon carbide |
US5834387A (en) * | 1992-07-08 | 1998-11-10 | The Carborundum Company | Ceramic comprising silicon carbide with controlled porosity |
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