JPH02283679A - セラミック摺動材の表面改質方法 - Google Patents
セラミック摺動材の表面改質方法Info
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/50—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
- C04B41/5025—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with ceramic materials
- C04B41/5033—Chromium oxide
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- C04B41/5016—Acids
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
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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。
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、各種産業機械の摺動部とくに潤滑条件下での
高信頼性を要求される部分に用いられるセラミック摺動
材の表面粗さを変化させずに表面部の摺動特性および強
度を向上し得、潤滑効果をあげ得るセラミック摺動部材
の表面改質方法に関するものである。
高信頼性を要求される部分に用いられるセラミック摺動
材の表面粗さを変化させずに表面部の摺動特性および強
度を向上し得、潤滑効果をあげ得るセラミック摺動部材
の表面改質方法に関するものである。
（従来の技術）
従来から各種産業機械の摺動部に種々の摺動部材が用い
られている。とくに、潤滑条件下で高信頼性を要求され
る摺動部に用いられる摺動材として、高硬度高耐熱性な
どにすぐれた特徴を有し、耐摩耗性、耐焼付性などとい
う特性を生かして、たとえば、鉄鋼材などの素材上にア
ルミナなどのセラミックスを溶射成形した部材が用いら
れている。
られている。とくに、潤滑条件下で高信頼性を要求され
る摺動部に用いられる摺動材として、高硬度高耐熱性な
どにすぐれた特徴を有し、耐摩耗性、耐焼付性などとい
う特性を生かして、たとえば、鉄鋼材などの素材上にア
ルミナなどのセラミックスを溶射成形した部材が用いら
れている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、一般に、セラミックス表面は、凹凸があ
るものであり、セラミックスのような硬脆材料の場合、
表面粗さが大きいと局部的な応力集中によって摺動部材
表面にクラックを発生し易く、またヤスリのように相手
部材をも傷付けるものであるから摺動特性を向上させる
ためにセラミック摺動面の表面粗さを抑えること、すな
わち、表面を研磨などしてできるだけ平滑とする表面加
工が施行されている。しかして、この表面加工に際して
、表面をいくら平滑に仕上げたとしてもミクロクラック
の発生は避けられず、表面粗さを０．１μｍに仕上げて
も０．１μｍ以下のクラックが生じて残留し、完全にな
くすことは不可能であると共に、セラミックスの表面付
近にはこの加工時の力によって少なからずクラックが発
生し、この表面付近のクラックは、摺動部材として使用
する場合、素材破壊の起点となり、摺動特性の劣化原因
となるという問題がある。
るものであり、セラミックスのような硬脆材料の場合、
表面粗さが大きいと局部的な応力集中によって摺動部材
表面にクラックを発生し易く、またヤスリのように相手
部材をも傷付けるものであるから摺動特性を向上させる
ためにセラミック摺動面の表面粗さを抑えること、すな
わち、表面を研磨などしてできるだけ平滑とする表面加
工が施行されている。しかして、この表面加工に際して
、表面をいくら平滑に仕上げたとしてもミクロクラック
の発生は避けられず、表面粗さを０．１μｍに仕上げて
も０．１μｍ以下のクラックが生じて残留し、完全にな
くすことは不可能であると共に、セラミックスの表面付
近にはこの加工時の力によって少なからずクラックが発
生し、この表面付近のクラックは、摺動部材として使用
する場合、素材破壊の起点となり、摺動特性の劣化原因
となるという問題がある。
本発明は、表面粗さを変化させることなく前記問題を解
決し、表面に発生するクラックなど欠陥部を補修し得、
表面部の摺動特性および強度を向上し得るとくに高温条
件下で高耐熱性、高硬度に改質し得る手段を得ることを
目的とするものである。
決し、表面に発生するクラックなど欠陥部を補修し得、
表面部の摺動特性および強度を向上し得るとくに高温条
件下で高耐熱性、高硬度に改質し得る手段を得ることを
目的とするものである。
（課題を解決するための手段）
本発明者は、前記問題を解決し、前記目的を達成するた
めに研究を重ね、セラミック摺動材をクロム酸処理をす
ることによって目的を達し得ることを見出して本発明を
完成するに至った。すなわち、本発明は、最終面粗さま
でのボリシングとしての表面加工したセラミック摺動材
の表面をクロム酸濃溶液含浸処理を施した後、乾燥−加
熱処理するセラミック摺動材の表面改質方法である。
めに研究を重ね、セラミック摺動材をクロム酸処理をす
ることによって目的を達し得ることを見出して本発明を
完成するに至った。すなわち、本発明は、最終面粗さま
でのボリシングとしての表面加工したセラミック摺動材
の表面をクロム酸濃溶液含浸処理を施した後、乾燥−加
熱処理するセラミック摺動材の表面改質方法である。
本発明におけるセラミック摺動材は、たとえばアルミナ
、窒化ケイ素などのセラミックスによって製作されたも
の、あるいは、これらのセラミックスを摺動部形状に製
作された、たとえば鉄鋼材表面に溶射吹付けなどによっ
て形成されたものを使用する。
、窒化ケイ素などのセラミックスによって製作されたも
の、あるいは、これらのセラミックスを摺動部形状に製
作された、たとえば鉄鋼材表面に溶射吹付けなどによっ
て形成されたものを使用する。
クロム酸濃溶液としては、ＣｒＯ３を水に溶解して比重
１．２〜１．７とした水溶液を使用することが好ましい
。
１．２〜１．７とした水溶液を使用することが好ましい
。
セラミック摺動材の最終ボリシング加工までされた表面
（セラミックスが付いていないごく微細な空隙部をも含
むものとする）にクロム酸濃溶液を含浸させるためには
、該溶液中にセラミック摺動材を浸漬する方法、刷毛塗
り、噴霧法その他通常行なわれる適宜手段によって施行
することができる。
（セラミックスが付いていないごく微細な空隙部をも含
むものとする）にクロム酸濃溶液を含浸させるためには
、該溶液中にセラミック摺動材を浸漬する方法、刷毛塗
り、噴霧法その他通常行なわれる適宜手段によって施行
することができる。
その後に行なわれる乾燥は、４０〜８０℃に２０〜６０
分間行なうことが好ましく、つづいて行なわれる加熱は
、４５０〜７００℃に３０〜１２０分間行なうことが好
ましい。
分間行なうことが好ましく、つづいて行なわれる加熱は
、４５０〜７００℃に３０〜１２０分間行なうことが好
ましい。
このクロム酸濃溶液の含浸−乾燥−加熱をする処理は、
さらに２〜３回繰返して行なうことがより好ましい。
さらに２〜３回繰返して行なうことがより好ましい。
このような処理によって、セラミック摺動材に存在する
摺動特性に悪影響を及ぼすクラックなどの表面欠陥を補
修し、かつ、セラミックス各粒子の結合を強め得て表面
部の強度を高め得るとともに、欠陥補修に使用された以
外の析出した微細なＣｒ２（ｈの六方晶微粒子による固
体潤滑効果によって副次的に摺動特性を向上し得るもの
である。
摺動特性に悪影響を及ぼすクラックなどの表面欠陥を補
修し、かつ、セラミックス各粒子の結合を強め得て表面
部の強度を高め得るとともに、欠陥補修に使用された以
外の析出した微細なＣｒ２（ｈの六方晶微粒子による固
体潤滑効果によって副次的に摺動特性を向上し得るもの
である。
（実施例）
次に、本発明の実施例を述べる。
実施例 １
自動昇圧型超高圧摩擦摩耗試験機に使用する低炭素鋼製
のロータ及びステータの下地金属上に、Ｃｒ２０ｉ （
第１メテコ社製１０６Ｆ材）を、膜厚２００μｍ、ロッ
クウェル硬度ＨＲＣ６５になるように溶射し、＃２９０
ダイアモンド砥石で研磨後、＃１０００ダイアモンド砥
粒でラッピングして、１０点測定表面粗さ平均値ＲＺが
０．５〜０．８Ｚになるようにした。
のロータ及びステータの下地金属上に、Ｃｒ２０ｉ （
第１メテコ社製１０６Ｆ材）を、膜厚２００μｍ、ロッ
クウェル硬度ＨＲＣ６５になるように溶射し、＃２９０
ダイアモンド砥石で研磨後、＃１０００ダイアモンド砥
粒でラッピングして、１０点測定表面粗さ平均値ＲＺが
０．５〜０．８Ｚになるようにした。
これを、比重１．６５のクロム酸濃溶液中に浸漬し十分
含浸させた後、６０℃で３０分間乾燥した後、５００℃
で４０分間加熱処理をした。この含浸−乾燥−加熱の処
理をさらに２回繰返して行なった。
含浸させた後、６０℃で３０分間乾燥した後、５００℃
で４０分間加熱処理をした。この含浸−乾燥−加熱の処
理をさらに２回繰返して行なった。
このようにしてクロム酸濃溶液処理したロータ及びステ
ータを前記試験機に取付けて、潤滑条件；ＳＡＥ １５
Ｗ−３０，１００’Ｃ１４００ｃｃ／ｍｉｎ給油；摩擦
速度９ｍ／ｓｅｃ ：摩擦面圧１０ｋｇ／−よりスター
ト１０ｋｇ／−の昇圧、各面圧９ｍ１ｎ間摩擦という条
件で、スカッフの発生はロードセルによる摩擦力の急増
点によって判断した。この結果を第１図に示す。
ータを前記試験機に取付けて、潤滑条件；ＳＡＥ １５
Ｗ−３０，１００’Ｃ１４００ｃｃ／ｍｉｎ給油；摩擦
速度９ｍ／ｓｅｃ ：摩擦面圧１０ｋｇ／−よりスター
ト１０ｋｇ／−の昇圧、各面圧９ｍ１ｎ間摩擦という条
件で、スカッフの発生はロードセルによる摩擦力の急増
点によって判断した。この結果を第１図に示す。
比較例 ｌ
実施例１と同様にしてセラミックスを被着し、研磨処理
を施しただけで、クロム酸濃溶液処理をしないロータ及
びステータについて、実施例１と同様な試験を行なった
。結果を第２図に示す。
を施しただけで、クロム酸濃溶液処理をしないロータ及
びステータについて、実施例１と同様な試験を行なった
。結果を第２図に示す。
実施例 ２
含浸カーボンを相手材とした市販のメカニカルシール用
アルミナセラミックリングを、まず＃１０００ダイアモ
ンド砥粒ついで＃３０００３０００ダイアモンド砥する
ラッピング処理を行なった後、実施例１と同様にしてク
ロム酸濃溶液を使用する含浸−乾燥−加熱といった処理
を３回繰返して行なった。
アルミナセラミックリングを、まず＃１０００ダイアモ
ンド砥粒ついで＃３０００３０００ダイアモンド砥する
ラッピング処理を行なった後、実施例１と同様にしてク
ロム酸濃溶液を使用する含浸−乾燥−加熱といった処理
を３回繰返して行なった。
得られたクロム酸濃溶液処理メカニカルシール用アルミ
ナセラミックリングについて、摺動試験機で評価した。
ナセラミックリングについて、摺動試験機で評価した。
評価Ｐｖ値について次表に示す。
アルミナ製の場合、密封性能及び異物の噛み込みを抑え
るために表面粗さを極力抑えることが好ましいのである
が、表面粗さを抑えると、摺動部からのいわゆる鳴き現
象及びカーボンの異常磨耗をおこすのであるが、本発明
処理によって、表面粗さを抑えてもこのような異常現象
は全く認められなかった。
るために表面粗さを極力抑えることが好ましいのである
が、表面粗さを抑えると、摺動部からのいわゆる鳴き現
象及びカーボンの異常磨耗をおこすのであるが、本発明
処理によって、表面粗さを抑えてもこのような異常現象
は全く認められなかった。
比較例 ２
クロム酸濃溶液処理をしなかった以外は、実施例１と同
様に表面処理をしたメカニカルシールについて、実施例
１と同様の試験機により評価した。
様に表面処理をしたメカニカルシールについて、実施例
１と同様の試験機により評価した。
結果を次表に示す。
（発明の効果）
本発明は、最終ポリリングまでの表面加工処理したセラ
ミック摺動材表面をクロム酸濃溶液処理を行なうもので
あるから、表面粗さを変化させずに表面部の欠陥を補修
し摺動特性および強度を向上させ得、潤滑効果をもあげ
得、より高い面圧に対しても耐焼付性、耐阜耗性を有す
る信頼性の高いセラミック摺動材が得られるなど顕著な
効果が認められる。
ミック摺動材表面をクロム酸濃溶液処理を行なうもので
あるから、表面粗さを変化させずに表面部の欠陥を補修
し摺動特性および強度を向上させ得、潤滑効果をもあげ
得、より高い面圧に対しても耐焼付性、耐阜耗性を有す
る信頼性の高いセラミック摺動材が得られるなど顕著な
効果が認められる。
第１図は、本発明方法の実施例結果を横軸に面圧（ｋｇ
／ｃＪ）縦軸に摩擦係数（μｘ１０’ ）をとって示す
図、第２図は、従来方法による比較例結果を第１図同様
に示す図である。 特許出願人 臼井国際産業株式会社
／ｃＪ）縦軸に摩擦係数（μｘ１０’ ）をとって示す
図、第２図は、従来方法による比較例結果を第１図同様
に示す図である。 特許出願人 臼井国際産業株式会社
Claims (1)
- １）ポリシングしたセラミック摺動材の表面をクロム酸
濃溶液含浸処理を施した後、乾燥−加熱処理することを
特徴とするセラミック摺動材の表面改質方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10295589A JPH02283679A (ja) | 1989-04-22 | 1989-04-22 | セラミック摺動材の表面改質方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10295589A JPH02283679A (ja) | 1989-04-22 | 1989-04-22 | セラミック摺動材の表面改質方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02283679A true JPH02283679A (ja) | 1990-11-21 |
Family
ID=14341224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10295589A Pending JPH02283679A (ja) | 1989-04-22 | 1989-04-22 | セラミック摺動材の表面改質方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02283679A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5360634A (en) * | 1988-12-05 | 1994-11-01 | Adiabatics, Inc. | Composition and methods for densifying refractory oxide coatings |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4928011A (ja) * | 1972-07-13 | 1974-03-13 | ||
| JPS5041908A (ja) * | 1973-05-21 | 1975-04-16 | ||
| JPS59203671A (ja) * | 1983-04-28 | 1984-11-17 | Komatsu Ltd | 表面被覆方法 |
-
1989
- 1989-04-22 JP JP10295589A patent/JPH02283679A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4928011A (ja) * | 1972-07-13 | 1974-03-13 | ||
| JPS5041908A (ja) * | 1973-05-21 | 1975-04-16 | ||
| JPS59203671A (ja) * | 1983-04-28 | 1984-11-17 | Komatsu Ltd | 表面被覆方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5360634A (en) * | 1988-12-05 | 1994-11-01 | Adiabatics, Inc. | Composition and methods for densifying refractory oxide coatings |
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