JPH0310702B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0310702B2 JPH0310702B2 JP12106685A JP12106685A JPH0310702B2 JP H0310702 B2 JPH0310702 B2 JP H0310702B2 JP 12106685 A JP12106685 A JP 12106685A JP 12106685 A JP12106685 A JP 12106685A JP H0310702 B2 JPH0310702 B2 JP H0310702B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- composite material
- corrosion resistance
- powder
- sic
- wear resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
〔発明の利用分野〕
本発明は、原子力機器、水力発電プラント、水
中ポンプなどの潤滑油を導入することが困難で、
かつ耐食性を必要とされる摩擦機構部材として好
適な耐摩耗性および耐食性に優れたNi基複合材
料およびその製造方法に関する。 〔発明の背景〕 一般に機器を構成する構成部品間においては、
機器の動作とともに構成部品の大部分には必然的
に摩擦が生じる。この摩擦による摩耗の度合いに
より機器の寿命が左右されることは周知のとおり
である。そして摩耗を決定づける主要因は、摩擦
面を形成する２面間の材料、雰囲気、接触荷重お
よび相対速度などであるが、この中で特に材料お
よび雰囲気は摩耗に著しく影響するもので、例え
ば水中摩擦機構部材としては、通常の構造用鋼で
は耐かじり摩耗および耐摩耗性はもちろん、耐腐
食性にも劣るので使用に耐えない。また耐腐食性
を考慮した場合、ステンレス鋼などを適用するこ
とも考えられるが、これも耐摩耗性の点で問題が
ある。これらの理由から、水中摩擦機構部材とし
ては一部非鉄系材料が用いられているが、これら
の材料は油潤滑がなされてはじめて耐かじりおよ
び耐摩耗性を発揮するもので、油潤滑なしでは耐
摩耗性を期待することはできない。 前述の理由から、原子力機器、水力発電プラン
ト、水中ポンプなどの潤滑油を導入することが困
難で、かつ耐食性を必要とされる摩擦機構部材と
しても使用できる耐食性および耐摩耗性にともに
優れた新たな材料の開発が待たれていた。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、耐摩耗性および耐食性にとも
に優れ、特に無潤滑、水中雰囲気中でも優れた耐
食性と耐摩耗性を有するNi基複合材料およびそ
の製造方法を提供することにある。 〔発明の概要〕 本発明者らは、耐摩耗性および耐食性に優れた
材料を鋭意研究した結果、耐摩耗性効果を賦写す
る成分として極めて硬度が高く、かつNiと高い
濡れ性を有するSiCを５〜35％の量、また潤滑性
効果を賦与する成分として固体潤滑性を有する炭
素を３〜10％の量（いずれも重量比）で耐食性の
高いNiマトリツクス中に分散させた複合材料と
することにより、前記目的の耐摩耗性と耐食性を
満足する材料が得られることを知見して完成され
たものである。またその複合材料を工業的に安定
して得る方法として、重量比で５〜35％の量の
SiC粉末と、３〜10％の量の炭素粉末をNi粉末に
加え均一に混合したのち、３〜7ton／cm2の圧力で
圧粉成形体を形成し、次いで該圧粉成形体を400
〜600℃の温度で予備焼結したのち、７〜9ton／
cm2の圧力で再圧成形し、その後800〜900℃の温度
で焼結する方法を開発したものである。 ここで、本発明の複合材料の組成を前述のとお
り限定した理由を説明する。 SiC： SiCは、耐摩耗性を賦与するための含有させる
もので、このSiCはNiとの濡れ性が高く、強固な
複合材料を形成するが、本発明者らの実験結果に
よると、第２図および第４図に示すとおり、５％
より少ない場合は摩擦係数が高くなり、耐かじり
および耐摩耗性が劣り、また35％を超えると曲げ
強さの低下が著しくなるため、SiCの量は５〜35
％の範囲に収める必要があり、好ましくはSiCの
量を５〜15％の範囲とすることにより、摩擦係数
が低くかつ曲げ強度が特に高い、優れた複合材料
が得られる。 Ｃ： 炭素は、焼結の際熱分解することもなく固体潤
滑材として作用し、摩擦係数を低める効果を有す
るが、第３図および第４図から明らかなように、
３％より少ない範囲では摩擦係数の低下効果は顕
著でなく、耐かじりおよび耐摩耗性が劣り、また
10％を超えると再び摩擦係数が上昇するほか、第
４図に示すとおり10％を超えると曲げ強度の低下
が著しくなるため、炭素量を３〜10％の範囲にあ
る必要がある。また、特に摩擦係数が低く、かつ
曲げ強度が高い複合材料とするためには、炭素の
量を３〜８％の範囲とすること望ましい。 この炭素成分は、黒鉛粉末または炭素繊維の形
で混合することができる。 次に、前述のとおりのSiC，ＣおよびNiからな
るNi基複合材料の製造方法において、圧粉圧力
および焼結温度にそれぞれ数値限定を加えた技術
的理由は次のとおりである。 前述組成範囲を満足する量の各粉末を均一に混
合したのち、３〜7ton／cm2の圧力で圧粉成形とし
たのは、次の予備焼結→再圧成形→焼結の製造工
程と関連した相乗効果によるものであるが、成形
圧のみでいうならば、3ton／cm2以下の成形圧では
その製造工程において成形体に割れが発生した
り、成形体形状が維持できないものである。また
7ton／cm2以上としても成形体の密度および強度的
な改善効果が大きく望めないからである。 次に予備焼結温度を400〜600℃としたのは、製
造工程における再圧成形および再焼結と関連する
ものであるが、400℃以下ではその後の工程で再
圧成形および再焼結しても、密度および強度が低
いためである。また600℃以上としても密度およ
び強度的に顕著な改善効果が見られないためであ
る。 予備焼結後の再圧成形圧力を７〜9ton／cm2とし
たのは、再焼結温度と関連するが、7ton／cm2以下
では同じく密度および強度が低いためであり、ま
た9ton／cm2としても大きな改善が望めないためで
ある。 ここで、圧粉成形と焼結の間に前述のとおりの
予備焼結および再圧成形工程を入れた理由を説明
すると、圧粉成形体を直接焼結した場合、焼結体
密度が低く強度が低く強度が低くなるためと、焼
結に際しての収縮が十数％と極めて大きく、寸法
にバラツキが生じるためである。 次に再焼結温度を800〜900℃としたのは、成
形、予備焼結、再圧成形した成形体において、
800℃以下の温度では焼結体の密度および強度が
低いためであり、また900℃以上の温度で焼成し
ても実質上強度的な改善がないばかりでなく、強
度的にはむしろ低下する傾向にあるからである。
すなわち、800〜900℃の温度で再焼結すれば、30
分程度で充分密度が高く強度の強い複合材料が得
られるためである。 なお、予備焼結および再焼結の際の雰囲気とし
て、N2ガスまたはNH3分解ガスなどの中性雰囲
気、H2ガスまたはCOガスなどの還元雰囲気、あ
るいは真空を用いて酸化を防ぎつつ焼結すること
が好ましいことは当然のことである。 〔発明の実施例〕 本実施例に供した素材の化学組成を表１に示
す。表中、試料No.１〜No.９は本発明で規定する要
件を満足するものであり、No.10〜No.13はSiCまた
はＣのいずれかが本発明で規定する範囲を外れた
比較材であり、またNo.14およびNo.15は市販材の
SUS304および純Ni材である。
中ポンプなどの潤滑油を導入することが困難で、
かつ耐食性を必要とされる摩擦機構部材として好
適な耐摩耗性および耐食性に優れたNi基複合材
料およびその製造方法に関する。 〔発明の背景〕 一般に機器を構成する構成部品間においては、
機器の動作とともに構成部品の大部分には必然的
に摩擦が生じる。この摩擦による摩耗の度合いに
より機器の寿命が左右されることは周知のとおり
である。そして摩耗を決定づける主要因は、摩擦
面を形成する２面間の材料、雰囲気、接触荷重お
よび相対速度などであるが、この中で特に材料お
よび雰囲気は摩耗に著しく影響するもので、例え
ば水中摩擦機構部材としては、通常の構造用鋼で
は耐かじり摩耗および耐摩耗性はもちろん、耐腐
食性にも劣るので使用に耐えない。また耐腐食性
を考慮した場合、ステンレス鋼などを適用するこ
とも考えられるが、これも耐摩耗性の点で問題が
ある。これらの理由から、水中摩擦機構部材とし
ては一部非鉄系材料が用いられているが、これら
の材料は油潤滑がなされてはじめて耐かじりおよ
び耐摩耗性を発揮するもので、油潤滑なしでは耐
摩耗性を期待することはできない。 前述の理由から、原子力機器、水力発電プラン
ト、水中ポンプなどの潤滑油を導入することが困
難で、かつ耐食性を必要とされる摩擦機構部材と
しても使用できる耐食性および耐摩耗性にともに
優れた新たな材料の開発が待たれていた。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、耐摩耗性および耐食性にとも
に優れ、特に無潤滑、水中雰囲気中でも優れた耐
食性と耐摩耗性を有するNi基複合材料およびそ
の製造方法を提供することにある。 〔発明の概要〕 本発明者らは、耐摩耗性および耐食性に優れた
材料を鋭意研究した結果、耐摩耗性効果を賦写す
る成分として極めて硬度が高く、かつNiと高い
濡れ性を有するSiCを５〜35％の量、また潤滑性
効果を賦与する成分として固体潤滑性を有する炭
素を３〜10％の量（いずれも重量比）で耐食性の
高いNiマトリツクス中に分散させた複合材料と
することにより、前記目的の耐摩耗性と耐食性を
満足する材料が得られることを知見して完成され
たものである。またその複合材料を工業的に安定
して得る方法として、重量比で５〜35％の量の
SiC粉末と、３〜10％の量の炭素粉末をNi粉末に
加え均一に混合したのち、３〜7ton／cm2の圧力で
圧粉成形体を形成し、次いで該圧粉成形体を400
〜600℃の温度で予備焼結したのち、７〜9ton／
cm2の圧力で再圧成形し、その後800〜900℃の温度
で焼結する方法を開発したものである。 ここで、本発明の複合材料の組成を前述のとお
り限定した理由を説明する。 SiC： SiCは、耐摩耗性を賦与するための含有させる
もので、このSiCはNiとの濡れ性が高く、強固な
複合材料を形成するが、本発明者らの実験結果に
よると、第２図および第４図に示すとおり、５％
より少ない場合は摩擦係数が高くなり、耐かじり
および耐摩耗性が劣り、また35％を超えると曲げ
強さの低下が著しくなるため、SiCの量は５〜35
％の範囲に収める必要があり、好ましくはSiCの
量を５〜15％の範囲とすることにより、摩擦係数
が低くかつ曲げ強度が特に高い、優れた複合材料
が得られる。 Ｃ： 炭素は、焼結の際熱分解することもなく固体潤
滑材として作用し、摩擦係数を低める効果を有す
るが、第３図および第４図から明らかなように、
３％より少ない範囲では摩擦係数の低下効果は顕
著でなく、耐かじりおよび耐摩耗性が劣り、また
10％を超えると再び摩擦係数が上昇するほか、第
４図に示すとおり10％を超えると曲げ強度の低下
が著しくなるため、炭素量を３〜10％の範囲にあ
る必要がある。また、特に摩擦係数が低く、かつ
曲げ強度が高い複合材料とするためには、炭素の
量を３〜８％の範囲とすること望ましい。 この炭素成分は、黒鉛粉末または炭素繊維の形
で混合することができる。 次に、前述のとおりのSiC，ＣおよびNiからな
るNi基複合材料の製造方法において、圧粉圧力
および焼結温度にそれぞれ数値限定を加えた技術
的理由は次のとおりである。 前述組成範囲を満足する量の各粉末を均一に混
合したのち、３〜7ton／cm2の圧力で圧粉成形とし
たのは、次の予備焼結→再圧成形→焼結の製造工
程と関連した相乗効果によるものであるが、成形
圧のみでいうならば、3ton／cm2以下の成形圧では
その製造工程において成形体に割れが発生した
り、成形体形状が維持できないものである。また
7ton／cm2以上としても成形体の密度および強度的
な改善効果が大きく望めないからである。 次に予備焼結温度を400〜600℃としたのは、製
造工程における再圧成形および再焼結と関連する
ものであるが、400℃以下ではその後の工程で再
圧成形および再焼結しても、密度および強度が低
いためである。また600℃以上としても密度およ
び強度的に顕著な改善効果が見られないためであ
る。 予備焼結後の再圧成形圧力を７〜9ton／cm2とし
たのは、再焼結温度と関連するが、7ton／cm2以下
では同じく密度および強度が低いためであり、ま
た9ton／cm2としても大きな改善が望めないためで
ある。 ここで、圧粉成形と焼結の間に前述のとおりの
予備焼結および再圧成形工程を入れた理由を説明
すると、圧粉成形体を直接焼結した場合、焼結体
密度が低く強度が低く強度が低くなるためと、焼
結に際しての収縮が十数％と極めて大きく、寸法
にバラツキが生じるためである。 次に再焼結温度を800〜900℃としたのは、成
形、予備焼結、再圧成形した成形体において、
800℃以下の温度では焼結体の密度および強度が
低いためであり、また900℃以上の温度で焼成し
ても実質上強度的な改善がないばかりでなく、強
度的にはむしろ低下する傾向にあるからである。
すなわち、800〜900℃の温度で再焼結すれば、30
分程度で充分密度が高く強度の強い複合材料が得
られるためである。 なお、予備焼結および再焼結の際の雰囲気とし
て、N2ガスまたはNH3分解ガスなどの中性雰囲
気、H2ガスまたはCOガスなどの還元雰囲気、あ
るいは真空を用いて酸化を防ぎつつ焼結すること
が好ましいことは当然のことである。 〔発明の実施例〕 本実施例に供した素材の化学組成を表１に示
す。表中、試料No.１〜No.９は本発明で規定する要
件を満足するものであり、No.10〜No.13はSiCまた
はＣのいずれかが本発明で規定する範囲を外れた
比較材であり、またNo.14およびNo.15は市販材の
SUS304および純Ni材である。
【表】
本発明は、前述のとおり、従来の材料では得ら
れなかつた無潤滑状態でも優れた耐摩耗性を有
し、かつ水中摩雰囲気でも優れた耐食性を有する
Ni基複合材料を開発し、またそのNi基複合材料
を工業的に安定して得ることのできる製造方法も
併せて開発したものである。本発明を潤滑油を導
入することが困難で、かつ優れた耐食性を要求さ
れる原子力機器、水力発電プラントあるいは水中
ポンプなどの摩擦機構部材に適用した場合の効果
は極めて大きいものといえる。
れなかつた無潤滑状態でも優れた耐摩耗性を有
し、かつ水中摩雰囲気でも優れた耐食性を有する
Ni基複合材料を開発し、またそのNi基複合材料
を工業的に安定して得ることのできる製造方法も
併せて開発したものである。本発明を潤滑油を導
入することが困難で、かつ優れた耐食性を要求さ
れる原子力機器、水力発電プラントあるいは水中
ポンプなどの摩擦機構部材に適用した場合の効果
は極めて大きいものといえる。
第１図は摩耗試験結果、第２図はSiC量と摩擦
特性の関係、第３図はＣ量と摩擦特性の関係、第
４図はSiC量と曲げ強さの関係、第５図はＣ量と
曲げ強さの関係、第６図は成形圧力と曲げ強さお
よび密度の関係、第７図は予備焼結温度と曲げ強
さおよび密度の関係、第８図は再圧成形圧力と曲
げ強さおよび密度の関係、第９図は焼結温度と曲
げ強さおよび密度の関係を示す図である。
特性の関係、第３図はＣ量と摩擦特性の関係、第
４図はSiC量と曲げ強さの関係、第５図はＣ量と
曲げ強さの関係、第６図は成形圧力と曲げ強さお
よび密度の関係、第７図は予備焼結温度と曲げ強
さおよび密度の関係、第８図は再圧成形圧力と曲
げ強さおよび密度の関係、第９図は焼結温度と曲
げ強さおよび密度の関係を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量比で、SiC：５〜35％，Ｃ：３〜10％お
よび残部実質的Niよりなる耐摩耗性および耐食
性に優れたNi基複合材料。 ２ 重量比で、SiC：５〜15％，Ｃ：３〜８％お
よび残部実質的にNiよりなることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の耐摩耗性および耐食
性に優れたNi基複合材料。 ３ 前記組成中のＣ成分が黒鉛であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の耐摩耗性およ
び耐食性に優れたNi基複合材料。 ４ 前記組成中のＣ成分が炭素繊維であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の耐摩耗性
および耐食性に優れたNi基複合材料。 ５ 重量比で、SiCの粉末５〜35％、Ｃの粉末３
〜10％およびNiの粉末55〜92％からなる混合粉
末を均一に混合したのち、３〜7ton／cm2の圧力で
圧粉成形体を形成し、次いで該成形体を400〜600
℃の温度で予備焼結したのち、７〜9ton／cm2の圧
力で再圧成形し、800〜900℃の温度で再焼結する
ことを特徴とする耐摩耗性および耐食性に優れた
Ni基複合材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12106685A JPS61279653A (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | 耐摩耗性および耐食性に優れたＮｉ基複合材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12106685A JPS61279653A (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | 耐摩耗性および耐食性に優れたＮｉ基複合材料およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61279653A JPS61279653A (ja) | 1986-12-10 |
| JPH0310702B2 true JPH0310702B2 (ja) | 1991-02-14 |
Family
ID=14801996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12106685A Granted JPS61279653A (ja) | 1985-06-04 | 1985-06-04 | 耐摩耗性および耐食性に優れたＮｉ基複合材料およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61279653A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104862531A (zh) * | 2015-06-05 | 2015-08-26 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 纳米碳化硅颗粒增强镍基复合材料及熔盐堆堆芯结构件 |
| CN105397085B (zh) * | 2015-10-16 | 2017-09-12 | 中南大学 | 一种放电等离子烧结制备镍基粉末高温合金的方法 |
| CN114807724B (zh) * | 2022-04-28 | 2023-04-11 | 北京工业大学 | 一种利用激光3d打印技术制备的耐磨复合材料及方法 |
-
1985
- 1985-06-04 JP JP12106685A patent/JPS61279653A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61279653A (ja) | 1986-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0217138B1 (en) | Support members made of intercalated graphite | |
| JP3782446B2 (ja) | 高強度高温用自己潤滑性複合材料およびその製造方法 | |
| JPWO1995030029A1 (ja) | 高強度高温用自己潤滑性複合材料およびその製造方法 | |
| CN104384503B (zh) | 一种铁铜基粉末冶金减摩材料及其制备方法 | |
| JPS62153157A (ja) | 内位添加グラフアイト部材及びコ−テイング | |
| WO2015066952A1 (zh) | 一种高性能粉末冶金不锈钢及其制备方法 | |
| KR100970796B1 (ko) | 분말 야금용 철계 분말 조성물 | |
| JPH04320494A (ja) | 自己潤滑性材料及びその製造方法 | |
| JPH0310702B2 (ja) | ||
| JP4214451B2 (ja) | 金属含浸カーボン摺動材 | |
| JPS6347762B2 (ja) | ||
| JPH0238540A (ja) | 無給脂摺動材の製造方法 | |
| JPS5939481B2 (ja) | 複層からなる焼結摺動部材ならびにその製造方法 | |
| CN115369283A (zh) | 一种原位合成陶瓷-c复合增强的铜基轴承材料及其制备方法 | |
| JPH09165632A (ja) | 改良された耐摩耗性と低い摩擦特性とを有する焼結チタン−グラファイト複合材料およびその製造方法 | |
| JPH02133549A (ja) | 耐摩耗性複合焼結材料及びその製造方法 | |
| US4603028A (en) | Method of manufacturing sintered components | |
| JPH04124248A (ja) | 含油軸受用焼結合金およびその製造方法 | |
| JP3795391B2 (ja) | 鋳鉄系焼結摺動部材及びその製造方法 | |
| CN1206068C (zh) | 一种不锈钢粉末温压成形方法 | |
| JP2005187288A (ja) | 金属含浸カーボン摺動材 | |
| JPH0359122B2 (ja) | ||
| JPS6296367A (ja) | 炭化珪素質摩擦機構部材 | |
| JP4150954B2 (ja) | 金属含浸カーボン摺動材及びその製法 | |
| JPS5934223B2 (ja) | 自己潤滑焼結部材ならびにその製造方法 |