JPH02248360A - アルミナ−二硫化モリブデン系複合材料の製法 - Google Patents

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、摺動特性及び耐摩耗性に優れる金属酸化物セ
ラミックス−二硫化モリブデン（ＭｏＳ＝）系複合材料
に関する。

［従来の技術］ セラミックスは、優れた耐熱性、耐食性をもち、高硬度
、高強度であるため、スラリー輸送バイブ内張り、鋳物
砂撹拌羽根等、耐摩耗材料として広く利用されている。

しかしながら、メカニカルシール、ころがり軸受のボー
ル、リテーナ−１磁気ヘッドスライダ−等の精密摺動材
料として利用する場合、例えば摩擦係数が大きい、摩耗
しゃすい等、その摺動特性が低いため広く実用化には至
っていない。

これを解決する手段として、特開昭６１−２８１０８６
号公報に「セラミックス多孔体にフッ素オイルを含浸す
る方法」、特開昭６１−２５１５８６号公報に「セラミ
ックス多孔体に樹脂を含浸する方法」が開示されている
が、いずれもセラミックス−有機物複合系で、セラミッ
クスの優れた耐熱性を発現できない。また、セラミック
ス多孔体に有機物を含浸しただけなので、強度、硬度、
破壊靭性が不十分である。

また、特開昭６１−５１６１４号公報にｒＺｒＯ＊とカ
ーボンとの混合物を焼結する方法」が開示されているが
、フェノールレジンを炭素源としているため、摺動特性
改善効果は低く、また高温、真空下等に使用環境条件が
制限されるという問題点を有する。

一方、現在、表面に磁性層を塗布したり、薄膜形成した
磁性層を有するフレキシブルディスクやハードデスクま
たは磁気テープを用いて記録再生を行なうため、種々の
磁気媒体装置が市販され、さらに高密度化に向けて開発
が進められている。

これら記録再生装置は、磁気媒体と常時または一時的に
相対に接触する摺動部品が数多く使用されている。この
種の摺動部品は耐久性に優れ、かつ相対的に接触する記
録媒体を損傷させないことが必要である。特に高速、高
密度化の傾向のため、媒体との摺動部品にはより厳しい
制約が課せられ従来のセラミックスに替わる材料が強く
要望されている。

し発明が解決しようとする課題］ 上記事情に鑑み、本発明の目的は強度、硬度、破壊靭性
、摺動特性に優れるセラミックス材料を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために本研究者等は鋭意研究の結果
、金属酸化物セラミックス−二硫化モリブデン系複合材
料が優れた効果を奏することを見出し本発明を成すに到
った。

即ち本発明は、■、■、■、■、■、■、■属金属の酸
化物若しくは希土類金属の酸化物から選ばれる１種以上
の金属酸化物及び／または複酸化物で構成される金属酸
化物セラミックス７５．０〜９９．５ｗｔ％と、二硫化
モリブデン０．５〜２５゜０ｗｔ％とからなることを特
徴とする金属酸化物セラミックス−二硫化モリブデン系
複合材料を提供する。

本発明で使用される金属酸化物セラミックスを構成する
金属としては、■、■、■、■、■、■および■属金属
、または希土類金属であり、例えばＡＬ　Ｍｇ１Ｃａ、
Ｂａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｍｏ。

ＭＦｌ、　Ｆｅ、　Ｃｏ、　Ｎｉ、　Ｙが好適に用いら
れる。これらの金属の１種以上の金属酸化物および／ま
たは複酸化物が用いられる。これらの具体例としては、
Ａ１＊Ｏａ、Ｍｇ０％　ＺｒＱ、、Ｔｉ１ｔ、Ｆｅｄ。

Ｆｅ、０．、Ｃｏｏ、Ｃｏｔ’ｓ、ＮｉｐｌＭｎＯｌＣ
ａｂｌＣｒａｂｓ、Ｍ　ｏ　Ｏａ、ＢａＯ１Ｙ、０５等
が挙げられる。

これら金属酸化物セラミックス原料粉末はいかなる製法
のものでも良いが、本発明の効果を損なわない為に、純
度９０ｗｔ％以上、粒径５μ以下のものが好ましい。

また本発明で使用する二硫化モリブデンは天然のもの若
しくは合成のものでもよく、通常粉体で用いるが、本発
明の効果を損なわせないため純度９０重量％以上で、又
金属酸化物セラミックス粉末との分散性から粒径５μ以
下のものが好ましい。

本発明の複合材料の組成に於いて、上記セラミックスの
使用量は７５．０〜９９．５重量％、好ましくは８０〜
９９重量％である。また上記二硫化モリブデンの使用量
は０．５〜２５．０重量％、好ましくは１〜２０重量％
である。

上記セラミックスが７５．０重量％未満で且つ上記二硫
化モリブデンが２５．０重量％より多いと、セラミック
ス本来の強度及び硬度特性を維持することは困難である
。また上記セラミックスが９９．５重量％より多く且つ
上記モリブデンが０゜５重量％未満だと、摺動性に改善
が見られず好ましくない。

本発明の上記金属酸化物セラミックスと二硫化モリブデ
ンは両者の粉末を乾式及び／または湿式で混合された後
、場合に依っては、噴霧乾燥等で造粒し、全形プレス、
鋳込み成形、射出成形等で成形する。焼成は、真空下、
若しくはＡｒ等の不活性雰囲気で１３００〜１６００℃
の範囲で焼結する。焼結温度が１３００℃未満だと二硫
化モリブデンが溶融状態とならず緻密な焼結体が得られ
ない。また１６００℃を超えると二硫化モリブデンの分
解が起こり、組織が多孔質となり好ましくない。高密度
化させるために、ホットプレス、Ｈ【Ｐ等の加圧焼成法
を適用してもよい。また、添加剤として炭素セラミック
ス、非酸化物セラミックスを１０重量％以下で加えても
良い。

本発明により得られた複合材料は摺動特性が優れ、かつ
耐摩耗性にも優れ、摺動部品として極めて好適である。

摺動部品は機械要素かその可動する部分を有し、−時的
または常時接触し、かつ相対的に摺動する部分に於いて
少なくとも、その摺動面が本発明の金属酸化物セラミッ
クス−ＭｏＳ。

系複合材料より構成されていることを要する。摺動部品
の具体例としては軸受はリテーナ−、メカニカルシール
、石炭スラリーの流量バルブ、練りきダイス等が挙げら
れる。

［発明の効果］ このような本発明の方法により得られる金属酸化物セラ
ミックス−二硫化モリブデン系複合材料セラミックスは
二硫化モリブデンが均一に分散しており、緻密さも充分
で、従来のセラミックス系複合材料に較べ、耐熱性、機
械的特性、摺動特性に格段に優れる。

［実施例］ 以下の本発明を実施例によって更に詳しく説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

実施例１〜！７及び比較例１〜８ 実施例１〜ｔ７、及び比較例１〜８は、第１表に示す金
属酸化物セラミックス粉末と二硫化モリブデン粉末を所
定の量比で湿式混合し、噴霧乾燥した後、ｌ　Ｏ００ｋ
ｇｆ／ｃｍ″の条件下で一軸成形し、表に示す条件下で
焼成して、各複合材料を得た。

更に得られた各複合材料の強度、硬度、摩擦係数、摩耗
量を測定した。これらの結果を第１表に併記する。強度
はＪＩＳ　　１６０４に、３点曲げ試験により、硬度は
ビッカース硬度計により１０ｋｇの荷重下で、摩擦係数
、摩耗量は相手材に、５ＵＪ２を選び、１ｋｇの荷重下
、ピンオンディスク法により３００　ｒｐｍの回転数で
測定したものである。

実施例１を転がり軸受けりテーナーに精密加工し、使用
したところ、無潤滑で長時間の耐久性を示した。

実施例２をメカニカルシールに適用したところ、従来材
料に較べ、シール性も良好で長時間の耐久性を示した。

実施例７を石炭スラリーの流量バルブとして使用したと
ころ、スラリーのカットオフがスムーズに行え、摺動特
性が良好で、耐摩耗性も良好であった。

実施例８を鋼線の線引きダイスに適用したところ、鋼線
の焼き付きもなく、長時間の耐久性を示した。

実施例１１を精密加工し、磁気ヘッド基材として使用し
たところ、相手メディアを傷つけることなく、耐久性も
良好であった。

実施例１６を撚糸リングとして使用したところ、従来セ
ラミックスに較べ、低摩耗性、高耐久性を示した。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．II、III、IV、Ｖ、VI、VII、VIII属金属の酸化物若
   しくは希土類金属の酸化物から選ばれる１種以上の金属
   酸化物及び／または複酸化物で構成される金属酸化物セ
   ラミックス７５．０〜９９．５ｗｔ％と、二硫化モリブ
   デン０．５〜２５．０ｗｔ％とからなることを特徴とす
   る金属酸化物セラミックス−二硫化モリブデン系複合材
   料。
2. ２．II、III、IV、Ｖ、VI、VII、VIII属金属の酸化物若
   しくは希土類金属の酸化物から選ばれる１種以上の金属
   酸化物および／または複酸化物で構成される金属酸化物
   セラミックスと二硫化モリブデンを混合し造粒し成形し
   た後、不活性雰囲気下で１３００〜１６００℃で焼結す
   ることを特徴とする請求項１記載の複合材料の製法。
3. ３．機械要素が可動する部分を有し、該可動部と一時的
   または常時接触しかつ相対的に摺動する部分に於いて、
   少なくともその摺動面が請求項１記載の金属酸化物セラ
   ミックス−二硫化モリブデン系複合材料より構成されて
   いることを特徴とする摺動部品。