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

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Publication number
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
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon nitride
sintered body
pores
sintering
nitride base
Prior art date
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Pending
Application number
JP61199330A
Other languages
English (en)
Inventor
神取 利男
茂樹 小林
重孝 和田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
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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。

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。
〔従来技術〕
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。
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。
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)。
〔本発明が解決しようとする問題点〕
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。
〔問題点を解決する丸めの手段〕
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。
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。
焼結助剤としては、MgO、Alz○s 、MgA40
4、Y! Ox 、 Lag Ox、CaO2、ZrO
* 、AIN%T1N。
ZrN%YN等が用いられ得る。
〔作用効果〕
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
’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。
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。
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。
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。
ロワロ
【図面の簡単な説明】
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)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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。
JP61199330A 1986-08-26 1986-08-26 耐摩耗材用窒化けい素質焼結体 Pending JPS6355163A (ja)

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JPS6355163A true JPS6355163A (ja) 1988-03-09

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JP61199330A Pending JPS6355163A (ja) 1986-08-26 1986-08-26 耐摩耗材用窒化けい素質焼結体

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