JPH03237062A - 摺動部材 - 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、強度が高く、耐熱性、耐摩耗性および耐酸化
性に優れ、航空機およびレース車両などのブレーキシュ
ー、ブレーキライニングおよびブレーキパッド、ブツシ
ュ、スラストワッシャピストンリング、ポンプのベーン
、ローター、スリーブ、高温用軸受などに利用して好適
な摺動部材に関する。

本発明の摺動部材は、乾式摩擦部材および湿式摩擦部材
の双方に適用することができる。また、本発明の摺動部
材は、乾式摺動下で摩擦係数が低く、耐焼付き性に優れ
る特性を有し、機械構造体に利用してそのフリクション
ロス低減に寄与する摺動部材とすることもできる。

［従来の技術］ 航空機およびレース車両などのブレーキ材などに利用さ
れる摺動部材は、耐熱性および耐摩耗性が特に要求され
る。一方、機械構造体の摺動部分はその耐焼イ４き性が
低いので、通常はオイル潤滑下で使用される。乾式下で
使用する摺動部材としてはオイルを含浸した焼結材、銅
系の焼結合金、炭素材料が知られている。炭素材料は炭
素質粉末を焼き固めたもの、高温で焼結することにより
黒鉛化したものが使用されている。

近年、かかる目的で使用される炭素材料の強度を向上さ
せた材料として、炭素繊維強化炭素からなるものが提供
されている。この炭素繊維強化炭素は、たとえば、炭化
または黒鉛化されかつ酸化処理などの表面処理の施され
た強化材としての炭素繊維に、タール、ピッチまたは熱
硬化性樹脂などの結合材としての液状炭素質材料を含浸
し、不活性雰囲気下で焼成、必要に応じて黒鉛化するこ
とにより製造される（特開昭６３−２０６３５１号公報
〉。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、前記のように製造された炭素繊維強化炭素で
は、結合材として液状の炭素質材料を使用しているため
、焼成過程中、この液状結合材の分解により発生する揮
発成分が気孔を形成する。

このため、強化材と結合材との間の界面密着性が低下し
、かつ製品は低密度となり、強度および耐摩耗性が劣る
という欠点がある。

前記した問題を解決するために、従来より、気孔中に結
合材である液状含浸材を充填し、再度焼成することを繰
返して気孔率を減少させることが行われている。しかし
、このような繁雑な工程を必要とするにもかかわらず、
得られる製品は依然としてポーラスなものであり、また
製造工程の繁雑化によりコスト高を招いていた。

さらに、前記した従来の炭素繊維強化炭素はとくに低荷
重時において、摩擦係数μが低いという欠点も有してい
る。

さらにまた、前記した従来の炭素繊維強化炭素は、耐焼
付き性に優れた材料ではあるが、それでも乾式下では構
造用鋼の３〜４倍の５０〜７５ｋｇｆ／Ｃｍ２の荷重下
で焼付きを生じる。また、乾式下での摩擦係数は０．２
〜０．５程度であり、格別低摩擦材とはいえず、機械構
造体の虐動部として好適であるとはいえない。

本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり
、高強度で摩擦摩耗特性に優れ、かつ低コストで製造す
ることのできる摺動部材を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、高強度で耐摩耗性に優れ、かつ高耐
焼付き特性、すなわち焼付き荷重が１００ｋｇｆ／Ｃｍ
２以上であって、摩擦係数が０゜１５以下である摺動部
材を提供することをその他の目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の摺動部材は、所定の形状をもち、未炭化炭素質
繊維と、無機粉末または無機繊維と、該未炭化炭素質繊
維および該無機粉末または該無機繊維を埋設した自己焼
結性を有する炭素質粉末とからなる複合体を焼結するこ
とによって得られる焼結体からなることを特徴とする 特に、機械構造体の因動部として好適な本発明の摺動部
材は、所定の形状をもち、未炭化炭素質繊維と、ホウ素
化合物粉末と、該未炭化炭素質繊維および該ホウ素化合
物粉末を埋設した自己焼結性を有する炭素質粉末とから
なる複合体を焼結することによって得られる焼結体から
なることを特徴とする。

摺動部材の形状は特に限定されず、ブレーキシュー、ブ
レーキライニング、ブレーキパッド、ピストンリング、
軸受なとの所定の形状とすることができる。

未炭化炭素質繊維は、本発明の摺動部材の強化材を構成
する。この未炭化炭素質繊維の原料としては、ＰＡＮ（
ポリアクリロニトリル〉系、レヨン系、ピッチ系などの
ものとすることができ、特に限定されない。

ここで、未炭化炭素質繊維とは、通常の炭化処理の施さ
れていない状態の炭素質繊維をいう。換言すれば、さら
に熱処理をすることにより、さらに炭化する余地を有す
る炭素質繊維をいう。具体的には、原料ピッチを使用し
た場合には、紡糸したままの繊維または紡糸した繊維を
５５０’Ｃを越えない温度で不融化した繊維をいう。Ｐ
ＡＮなどの高分子系の繊維では分解工程を終え、黒鉛化
処理前の繊維をいう。この種の炭素質繊維としては、例
えば、石炭系または石油系の原料ピッチを紡糸して得た
ピッチ繊維またはこれを不融化して得た不融化繊維など
がある。

この原料ピッチの紡糸および不融化は常法に従って行え
ばよく、条イア１などは特に限定されない。

通常、ピッチ繊維は、原料ピッチを紡糸器に供給し、３
００〜４００′Ｃ程度に加熱した状態で不活性ガスによ
る加圧下にノズルから押出して得ることができる。また
、このようなピッチ繊維をさらに酸化性雰囲気中１５０
〜５００’Ｃ程度で０．５〜５時間時間像持して不融化
繊維とすることができる。なお、この原料ピッチは、光
学的等方性のものでも、光学的異方性のものでもよい。

未炭化炭素質繊維の繊維長さは、短繊維、長繊維に限ら
ない。しかし、短繊維の場合には０．０１〜５Ｑｍｍの
ものを使用することができる。特に、０．０３〜１０ｍ
ｍのものが混合のしやずさ、アスペクト比の関係から好
ましい。長すぎては繊維同士が絡みあい分散性が低下し
、ひいては製品特性の等方性に劣り、また０、０１ｍｍ
より短くては製品の強度が急激に低下して好ましくない
。

また、繊維径としては、５〜２５μｍ程度のものか好ま
しい。ざらに、これらの繊維からなる不織布またはコー
ティング布として使用することもできる。

未炭化炭素質繊維は、さらにタール、ピッチ、有機高分
子などの粘結成分を含有する材料で表面処理し、結合材
とのなじみ性を向上させることが好ましい。この表面処
理は、炭素質繊維１００重量部に１００〜１０００重量
部程度の粘結成分含有材料を加えて撹拌し、有機溶媒に
より洗浄後、乾燥して行うことができる。

この表面処理に使用するタール、ピッチは、石炭系およ
び石油系のいずれであってもよい。ピッチを使用する場
合には、撹拌時に１４０〜１７０°Ｃ程度の加熱が必要
となるので、処理材としては、タールの方がより好まし
く、また後続の炭化および黒鉛化工程での炭化参詣りの
点からは、石炭系のものがより好ましい。

この表面処理に使用する有機高分子として、フェノール
樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコールなどを挙
げることができる。

この表面処理の洗浄において使用する有機溶媒は、トル
エン、キシレンなどの芳香族系溶媒を使用することがで
きる。未炭化炭素質繊維と粘結成分含有材料との混合物
１００重量部に対して１００〜１０００重量部程度を加
え、撹拌洗浄する。

この洗浄により、揮発成分が多く含まれる軽質油分が除
去される。洗浄を終えた未炭化炭素質繊維は、たとえば
、窒素、アルゴンなどの非酸化性雰囲気中で、加熱およ
び／または減圧などの条件下に乾燥処理される。乾燥処
理は、洗浄に使用した有機溶媒が除去される限り、これ
らの方法に限定されるものではない。

ざらに、乾燥を終え表面処理された未炭化炭素質繊維は
、必要に応じて分散処理される。すなわち、乾燥させた
繊維が、塊状化または凝集していることかあるので、こ
のような場合には、通常の粉体ミル、アトマイザ−、パ
ルバライザーなどの任意の手段により分散を行う。

無機粉末または無機繊維は、未炭化炭素質繊維とともに
、本発明の摺動部材の強化材を構成するものである。製
造する摺動部材の用途に応じて、摺動部材の摩擦係数μ
を高く安定したものとしたり、低い値の摩擦係数μであ
っても高耐摩耗性、高耐焼付き特性を摺動部材に付与し
たりするために、無機粉末または無機繊維を添加するも
のである。この無機粉末または無機繊維は、融点１００
０′Ｃ以上で炭素と反応しないもの、より好ましくはざ
らに口Ｖ１００Ｏ以上のものがよい。

かかる無機物として、無機酸化物、無機炭化物、無機窒
化物、無機ホウ化物などを挙げることができる。無機酸
化物として、たとえばＡ、Ｉ！２０３、ＴｉＯ２、Ｚｒ
Ｏ２、ＭｇＯなどを挙げることができる。無機炭化物と
して、たとえばＢ４Ｃ，１−Ｃ１丁ａｃ、ｚｒｃなどを
挙げることができる。

無機窒化物として、たとえばＢＮ、ＴｉＮ、Ｃｒ２　Ｎ
、ＴａＮ５ＡＱＮ、ＺｒＮなどを挙げることができる。

無機ホウ化物として、たとえばＴｉＢ２　、ＺｒＢｚ　
、Ｂ４ＣＸＮ　Ｉ　Ｂ、ＣＯＢ、ＢＮ。

ＴａＢ２などを挙げることができる。さらに、「ｅ、Ｍ
ｎ、Ｍｏ、　Ｎｉ５Ｎｂ、Ｓｉ、　Ｖ、丁Ｗなどの無機
物も使用することができる。なお、０ これらの無機物は、金属の状態で添加することも可能で
ある。また、無機繊維には、ウィスカ、セラミックス繊
維が含まれる。

前記したような無機粉末またはｉｎのうちから、適切な
ものを選択することによって、摺動部材の用途に応じて
、その摩擦係数μ、耐摩耗特性、耐焼付き特性などを好
適な特性に管理することができる。特に、摺動部材を機
械構造体の摺動部として好適なものとするため、すなわ
ち、完成品の囲動部材を高強度で耐摩耗性に優れ、かつ
焼付き荷重が２００Ｊｆ以上であって、摩擦係数が０゜
１５以下を示すものとするためには、無機粉末として、
ホウ素化合物を使用することができる。

かかるホウ素化合物として、焼結温度以下で分解または
融解しないものが好ましいが、ＭＱＢ２、ＣｏＢのよう
に焼結温度で分解するが、分解したホウ素が炭素と反応
して炭化ホウ素を形成するものである場合には、焼結温
度で分解するものも使用できる。このようなホウ素化合
物として、炭化ホウ素、窒化ホウ素の他、Ｃ「、Ｔｉ、
丁ａ１Ｚ１ 「、Ａ、ｌ！、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｎｂ、Ｍｒｌ、Ｆｅ、Ｖ、
Ｗなどのホウ化物を挙げることができる。なお、これら
の添加物は、金属の状態で添加することも可能である。

無機物として無機粉末を使用した場合は、マトリックス
材とのなじみ性、分散性および出来上った焼結体の強度
と耐摩耗性を考慮して、粒径０゜１〜５μｍのものが好
ましく、より好ましくは０゜２〜４μｍである。

また、無機物として無機繊維を使用した場合は、マトリ
ックス材とのなじみ性、分散性、出来上った焼結体の強
度と耐摩耗性および繊維の離脱を考慮して、直径０．７
〜４０μｍ１長ざ０．０１〜Ｂｍｍのものが好ましく、
より好ましくは直径１〜１５μｍ１長さ０．０５〜３ｍ
ｍである。

特に、摺動部材を機械構造体の摺動部として好適なもの
とするために、無機粉末としてホウ素化合物を使用した
場合は、ホウ素化合物粉末の粒径は０．１〜１０μｍが
好ましく、より好ましくは０．３〜５μｍである。粒径
が０．１μｍより小２ さいと、均一混合が難しく、粒径が１０μｍより大きい
と、異常（アグレッシブ）摩耗を起こす可能性が増ず。

炭素質粉末は、本発明の摺動部材の結合材を構成するも
のである。この炭素質粉末は自己焼結性を有し、未炭化
、または完全に炭化されていないものである。この自己
焼結性炭素質粉末としては、石油系および石炭系のいず
れであってもよく、具体的には、メソカーボンマイクロ
ビーズ、バルクメソフェーズ粉砕品、低温か焼コークス
粉砕品などを挙げることができる。これらの中では、粒
径および組成の均一性、安定性などの観点から、石油系
および石炭系のメソカーボンマイクロビーズが好ましく
、炭化参詣りの観点から石炭系のものがより好ましい。

自己焼結性炭素質粉末としては、粒径３０μｍ以下、β
−レジン量３〜５０％程度のものが好ましい。なお、こ
のβ−レジン量は、より好ましくは６〜３０％、さらに
好ましくは８〜２５％である。

本発明の摺動部材は、たとえば第１３図に示す３ ような乾式混合、乾式成形および焼成という簡単な工程
で製造できる。

未炭化炭素質繊維と、無機粉末または無機Ｉｌｉ維と、
自己焼結性炭素質粉末とは、混合、成形されて複合体を
構成する。このときの混合手段は特に限定されないが、
強度および耐摩耗性を等方向にするためには、前記した
原料を均一に混合することが好ましい。また、自己焼結
性炭素質粉末と未炭化炭素質繊維との配合割合は、前者
１００重量部に対して、後者２〜７０重量部重量部品り
、より好ましくは前者１００重量部に対して後者１０〜
５０重量部程度である。また、無機粉末または無機繊維
の添加量は、全体を１００重量％としたとき３〜３０重
量％が好ましく、より好ましくは５〜１０重量％である
。

特に、摺動部材を機械構造体の摺動部として好適なもの
とするために、無機粉末としてホウ素化合物を使用した
場合は、ホウ素化合物粉末の添加量は、全体を１００重
量％としたとき１〜５０重量％が好ましく、より好まし
くは３〜３５重量％４ である。ホウ素化合物粉末の添加量が５０重量％を超え
ると焼結体の切削加工性が不良となり、かつ強度が若干
低下する。

本発明の摺動部材の成形は、常法によって行うことがで
き、通常１〜１０　ｔ　Ｏｎ／Ｃｍ２程度の加圧下に所
定の形状に成形すればよい。または、ＣＩＰ法、口ＩＰ
法、ホットプレス法などによって成形を行ってもよい。

成形は、常温でまたは不活性雰囲気下５００’Ｃ程度ま
での加熱下に行うことができる。

複合体は、焼結されて本発明の摺動部材となる。

なお、ここで焼結とは、常圧で７００〜１５００°Ｃ程
度に焼成して未炭化炭素質繊維および自己焼結性炭素質
粉末を炭化固結させることをいう。なお、必要に応じて
この炭化された複合体を黒鉛化炉で焼結温度以上に加熱
して黒鉛化させてもよい。

炭化の条件は、特に限定されないが、通常非酸化性雰囲
気中０．１〜ｂ で常温から１５００’Ｃ程度の温度まで昇温し、０゜５
〜１０Ｅｌ；’Ｊ間程度保持して行えばよい。なお、焼
５ 結時においてもより高温で焼結することにより複合体の
一部は炭化の後、黒鉛化する。

また、黒鉛化の条件も、特に限定されず、非酸化性雰囲
気中で焼結時の温度から０．１〜５００°Ｃ／時間程度
の速度で１５００〜３０００℃程度の温度まで昇温し、
０．５〜１０時間程時間待すればよい。黒鉛化を行った
場合には、黒鉛結晶が十分に成長するとともに秩序正し
く配向し、これにより製品の密度、強度および耐摩耗性
などがさらに向上する。

［発明の作用および効果］ 本発明の摺動部材は、焼結前の複合体を未炭化炭素質繊
維および無機粉末または無機繊維と、未炭化炭素質繊維
および無機粉末または無機繊維を埋設した自己焼結性を
有する未炭化炭素質粉末とで構成したものである。

したがって、複合体を焼結する場合、強化材としての炭
素質繊維が未炭化、または完全に炭化されていないもの
であるため、この未炭化炭素質繊維と自己焼結性を有す
る未炭化炭素質粉末とは、６ 炭化される際に同程度の物理的性質（強度、収縮率など
）をもつ。このため、これら炭素質繊維と炭素質粉末と
の界面密着性が向上し、したがって、高強度および優れ
た耐摩耗性を得ることができる。

要するに、複合体を焼結する場合、未炭化同士の炭素質
繊維と炭素質粉末とが同程度に収縮して結合するので、
これらの界面密着性が高まり、摺動部材の強度および耐
摩耗性が向上する。

また、無機粉末または無機繊維を添加することにより、
相手材との間に機械的な抵抗力が働き、これにより摩擦
係数μが高く、安定したものとなる。すなわち、添加さ
れた無機粉末または無機繊維が、相手材に対して機械的
な抵抗力を及ぼすので、摺動部材の摩擦係数μが高く、
安定したものとなる。

たとえば、無機粉末を添加した場合には、粉末状である
ため荷重の増加に伴い炭素マトリックス部から離脱しや
すくなり、この無機粉末の離脱と炭素マトリックス部の
凝着とがつり合うことにより、荷重の変動に対して摩擦
係数μが安定したも７ のとなる。また、無機繊維を添加した場合には、荷重が
増加しても繊維状であるため炭素マトリックス部から離
脱しにくく、このため摩擦係数μが極めて高い値となる
。

また、前記したように結合材としての自己焼結性炭素質
粉末は、液状炭素質材料からなる従来の結合材の使用を
不要とする。したがって、液状結合材の使用により発生
する気孔を充填するために、含浸、焼成を繰返ず必要が
なく、本発明の摺動部材は、前記したように第１３図に
示す乾式混合、乾式成形、焼成という簡単な工程などで
、安価に製造することができる。

なお、適切な無機粉末または無機繊維を選択することに
よって、完成品の摺動部材の摩擦係数μを、その用途に
応じた好適な値に管理することができる。特に、摺動部
材を機械構造体の旧動部として好適なものとするために
、無機粉末としてホウ素化合物を添加した場合、このホ
ウ素化合物粉末が、高荷重すなわち高温にざらされると
熱分解し、その液相が生じる。この液相によって、摺動
８ 部材の耐焼付き性が向上し、かつその摩擦係数μを低く
押さえることができるものと考えられる。

たとえば、無機粉末を無機ホウ化物とＬ／た場合、摺動
部材の摩擦係数μを０．０５〜０．２の範囲に管理する
ことができ、無機粉末を無機炭化物とした場合、摺動部
材の摩擦係数μを０．１５〜０゜３５の範囲に管理する
ことができ、無機粉末を無機窒化物とした場合、摺動部
材の摩擦係数μを０゜１〜０．３５の範囲に管理するこ
とができ、そして無機粉末を無機酸化物とした場合、摺
動部材の摩擦係数μを０．２５〜０．５の範囲に管理す
ることができる。

なお、添加する無機粉末または無機繊維によって摺動部
材の摩擦係数μが大きく変化するのは、摺動に伴う発熱
により、無機粉末または無機繊維の状態が変化するため
と考えられている。たとえば、酸化物は耐熱性が高いた
め、摺動時にもその粒子とか繊維の形状を残し、このた
め、高い摩擦係数μを示すものと考えられている。また
、ホウ化物は、酸化物とは逆に摺動時の熱により、分解
９ し液相を形成し、摩擦係数μを低下させていると考えら
れている。

さらに、未炭化炭素質繊維をタール、ピッチ、有機高分
子などの粘結成分を含有する材料により表面処理した場
合には、炭素質繊維の界面の濡れ性が高まり、これによ
り結合材としての炭素質粉末とのなじみ性が高まるので
、これら炭素質繊維と炭素質粉末との界面密着性がさら
に向上する。

以上説明したように本発明の摺動部材は、高強度、高耐
熱性、高耐摩耗性、高耐酸化性などの優れた特性をもっ
ているので、航空機およびレース車両などのブレーキシ
ュー、ブレーキライニングおよびブレーキパッド、ブツ
シュ、スラストワッシャー、ピストンリング、ポンプの
ベーン、ロタ、スリーブ、高温用軸受などに利用でき、
また、放電加工用電極、炭素電極などの電極として利用
することも期待できる。

［実施例］ 以下、本発明の詳細な説明する。

（実施例１） ０ 石炭系の光学的等方性ピッチから常法により得られた、
繊維径１５μｍ１繊維長さが０．５ｍｍの不融化繊維か
らなる未炭化炭素質繊維を準備した。この強化材として
の未炭化炭素質繊維１００重量部にタール５００重量部
を加え、常温で１５分間撹拌した後、濾過し、さらに５
００重量部のトルエンを加えて３０分間撹拌後、濾過し
、窒素気流中１５０℃で３時間乾燥し、タール処理不融
化未炭化炭素質繊維とした。

このようにして得られたタール処理不融化未決化炭素質
繊維３０重量％と、中心粒径７μｍのコルタール系メソ
カーボンマイクロビーズからなる結合材としての自己焼
結性炭素質粉末７０重量％を混合したちの９５重量％に
対し、粒径０．５μｍの無機粉末としてのＡ、ｌ！２０
３５重量％とを均一に混合し、得られた混合物を２　ｔ
　ｏ　ｎ／ｃｍ２の成形圧力で底形して所定の摺動部材
形状を有する複合体とした。

次に、この複合体を常圧で非酸化性雰囲気中、１５０℃
／時間の速度で１０００’ｃまｒ昇温し、１ 同温度で１時間保持して焼成して、未炭化炭素質繊維お
よび自己焼結性炭素質粉末を、焼結固結させた。そして
、さらに非酸化性雰囲気中、５００°Ｃ／時間の速度で
２０００℃まで加熱し、２０分保持して焼結した。これ
により実施例１の摺動部材を得た。

（実施例２〜４〉 実施例１における無機粉末としてのＡＮｚＯ３２ の粒径および添加量を第１表に示すように種々変更して
、実施例１と同様の方法により実施例２〜４の摺動部材
を得た。

（実施例５．６） 実施例１にあける無機粉末としてのＡ、１１２０３の代
りに、それぞれ直径５μｍ、長さＱ、５ｍｍの無機繊維
としてのＺｒＯ２をそれぞれ全体の５重量％、１０重量
％添加し、実施例１と同様の方法により実施例５〜６の
摺動部材を得た。

（比較例１） 実施例１で準備した強化材としてのタール処理不融化未
炭化炭素質繊維３０重量部に、結合材としての中心粒径
７μｍの」−ルタール系メッカボンマイクロビーズから
なる自己焼結性炭素質粉末７０重量部のみを加えて複合
体とすること以外は、実施例１と同様の方法により比較
例１の摺動部材を得た。

（評価１） 実施例１〜６および比較例１の摺動部材についで、無潤
滑下にｃｔ−３ける摩擦係数μの特性を調べた。

３ これは、回転数１６Ｏｒｐｍ（すべり速度：２ｃｒｎ／
秒〉で荷重を２分毎に１０ｋＣ１ｆずつ上昇させた場合
の摩擦係数μを機械試験新式摩擦摩耗試験機により測定
した。なお、相手材としては高炭素クロム軸受鋼材（Ｊ
　Ｉｓ、５ＵＪ２゜以下、単に５ＵＪ２という。〉を使
用した。その結果を第１図に示す。

第１図から明らかなように、実施例の摺動部材は、比較
例１の摺動部材と比べて、特に低荷重時における摩擦係
数μがいずれも高かった。これは、実施例の摺動部材で
は、無機粉末または無機１！維としてのＡ、ｌ！２０３
またはＺｒＯ２の添加により、相手材との間に機械的な
抵抗力が働いたためと推定される。

また、無機粉末としてのＡｌ２Ｏ２を添加した実施例１
〜４の摺動部材は、荷重の変動すなわち温度変化に対し
て摩擦係数μが安定していた。これは荷重の増加に伴う
Ａ、０２０３粒子の炭素マトリックス部からの１！ｌｔ
説と、炭素マトリックス部の凝着とがつり合うことによ
って達成されたと思わ４ れる。このことは、離脱しにくい無機繊維を添加した実
施例５．６の摺動部材における摩擦係数μが荷重の増加
に伴い上昇していることから推測される。

そして、無機繊維としてのＺｒＯ２を添加した実施例５
．６の摺動部材は、無機繊維が炭素マトリックス部から
離脱しにくいため、４０ｋｇｆ以上の荷重で摩擦係数μ
が０．５以上と極めて高い値を示した。

（評価２） 実施例１〜６、比較例１の摺動部材および市販の従来の
炭素−炭素複合材から製造した比較例２の摺動部材につ
いて、油潤滑下にお【プる摩擦係数μの特性を調べた。

これは、荷重１５ｋｇｆ、回転数１６０ｒｌ）ｍで１５
分間の摩耗試験をＬＦＷ摩擦摩耗試験機により実施し、
その時の摩擦係数μを測定した。なお、相手材としては
、５ＵＪ２製のリングを使用し、テストピースとしては
１０゜０ｍｍｘ１５．７ｍｍの平板を使用した。その結
果を第２図に示す。

５ 第２図から明らかなように、無機粉末としてのＡ、１１
２０３を添加した実施例１〜４の摺動部材は、比較例１
の摺動部材および従来材からなる比較例２の摺動部材と
比べて摩擦係数μが高かった。

（評価３〉 また、実施例１〜６、比較例１．２の摺動部材について
、無油潤滑下における焼付き荷重を調べた。これは、回
転数１６Ｏｒｐｍで荷重を２分毎に１０ｋＣ１ｆずつ上
昇させて、焼付きが生じたときの荷重を機械試験新式摩
擦摩耗試験機により測定した。なお、相手材としては、
５ＵＪ２を使用した。その結果を第３図に示す。

第３図から明らかなように、実施例の摺動部材は、無潤
滑下における摩擦係数μが高いにもかかわらず、比較例
１．２の摺動部材と同程度の耐焼付き荷重を示した。

（評価４〉 さらに、実施例１〜６、比較例１．２の摺動部材につい
て、油潤滑下における耐摩耗性を調べた。

コｔ”Ｌ　ハ、荷重’１５ｋｑｆ、回転数１６Ｏｒｐｍ
で６ １５分間の摩耗試験をＬＦＷ摩擦摩耗試験により実施し
た。なお、相手材としては、５ＵＪ２を使用した。その
結果を第４図に示す。

第４図から明らかなように、実施例の摺動部材は、油潤
滑下における摩擦係数μが高いにもかかわらず、従来の
炭素−炭素複合材からなる比較例２の摺動部材より大幅
に耐摩耗性が向上し、比較例１の摺動部材と同程度の耐
摩耗性を示した。これは、実施例の摺動部材は、強化材
としての炭素質繊維と、結合材としての炭素質粉末とに
、共に未炭化なものを使用したため、これらは炭化され
る際、同程度の物理的性質（強度、収縮率など〉を示し
、炭素質繊維と炭素質粉末との界面密着性が高まったた
めと考えられる。また、実施例の摺動部材では、タール
によって表面処理を施した未炭化炭素質繊維を使用した
ため、この炭素質ｌＩｉ維の濡れ性が高まり、これによ
り炭素質繊維と炭素質粉末との界面密着性がさらに向上
したためと考えられる。

一方、従来の炭素−炭素複合材からなる比較例７ ２の摺動部材では、結合材として使用された液状炭素質
材料が焼成時に発生する揮発酸１分を起因とする気孔に
より強化材と結合材との間の界面密着性が低下する。ま
た、強化材として炭化または黒鉛化された炭素質繊維を
使用し、結合材として未炭化の液状炭素質材料を使用し
ており、これらは焼成時の物理的性質（強度、収縮率な
ど）が異なるため、強化材と結合材との間の界面密着性
が低下したためと考えられる。

（実施例７〉 石炭系の光学的等方性ピッチを紡糸器に供給し、３４０
℃に７ＪＯ熱した状態で不活性ガスによる加圧下にノズ
ルから押出して得られたピッチ繊維を、さらに酸化性雰
囲気中３５０℃で２時間保持して不融化し、繊維径１５
μｍ、繊維長さが０．５ｍｍの不融化未決化炭素質繊維
を準備した。

この強化材としての不融化未炭化炭素質繊維３０重量％
と、自己焼結性炭素質粉末としての中心粒径７μｍのコ
ールタール系メソカーボンマイクロビーズを結合材とし
て７０重量％とを混合した８ もの９５重量％に対し、粒径１．９μｍ（共立窯業■製
）、５．０μｍ（電気化学■製）、０．５μｍ〈電気化
学■製〉の炭化ホウ素粉末をそれぞれ５重量％加えて均
一に混合し、得られた混合物を２ｔｂ 摺動部材形状を有する複合体とした。

次に、この複合体を常圧で非酸化性雰囲気中、１５０℃
／時間の速度で１０００℃まで昇温し、同温度で１時間
保持して焼成して、未炭化炭素質繊維および自己焼結性
炭素質粉末を焼結固結させた。そして、さらに非酸化性
雰囲気中、５００℃／時間の速度で２０００℃まで加熱
し、２０分保持してさらに焼結した。これにより実施例
７の摺動部材を得た。

また、強化材としての不融化未炭化炭素質繊維３０重量
％と、自己焼結性炭素質粉末としての中心粒径７μｍの
コールタール系メソカーボンマイクロビーズを結合材と
して７０重量％とを混合したもの９０重量％に対し、粒
径１．９μｍ（共立窯業■製）、５．０μｍ（電気化学
■製〉、０゜９ ５μｍ〈電気化学■製〉の炭化ホウ素粉末をそれぞれ１
０重量％加えて均一に混合し、前記と同様の方法により
成形、焼結して、前記以外の実施例７の摺動部材を得た
。

（実施例８） ホウ素化合物粉末として、粒径２．０μｍ（共立窯業＠
製）、粒径０．６μｍ（信越化学■製）、粒径９．３μ
ｍ（信越化学■製〉の窒化ホウ素を使用したこと以外は
、実施例７と同様の方法により実施例８の摺動部材を得
た。

（実施例９） ホウ素化合物粉末として、粒径１．８μｍ（日本新金属
製〉、粒径４．４μｍ（日本新金属製〉のホウ化クロム
を使用したこと以外は、実施例７と同様の方法により実
施例９の摺動部材を得た。

（実施例１０） ホウ素化合物粉末として、粒径１．４μｍ（日本新金属
製〉、粒径５．０μｍ（共立窯業■製）のホウ化チタン
を使用したこと以外は、実施例７と同様の方法により実
施例１０の摺動部材を得た。

０ （実施例１１〉 ホウ素化合物粉末と（）で、粒径０．７μｍ（日本新金
属製〉のホウ化タンタルを使用したこと以外は、実施例
７と同様の方法により実施例１１の摺動部祠を得た。

（実施例１２） ホウ素化合物粉末として、粒径２．０μｍ（日本新金属
製）、粒径４．０μｍ（日本新金属製）のホウ化ジルコ
ンを使用したこと以外は、実施例７と同様の方法により
実施例１２の摺動部材を得た。

（比較例３〜５） 実施例７で準備した強化材としての不融化未炭化炭素質
繊１３０重量部に、結合材としての中心粒径７μｍのコ
ールタール系メソカーボンマイクロビーズ７０重量部の
みを加えて複合体としたこと以外は、実施例７と同様の
方法により比較例３の摺動部材を得た。

また、市販の従来の炭素繊維強化炭素（ダイヤヒトコ製
〉およびＳ　４５鋼材（Ｊ　Ｉｓ）から、そ１ れぞれ製造した比較例４および比較例５の摺動部材も準
備した。なお、市販の従来の炭素繊維強化炭素は、炭素
質繊維に石油ピッチを含浸後、不活性雰囲気下２０００
℃で焼結して得られたものである。

（評価５） 実施例７〜１２および比較例３〜５の摺動部材について
、前記した評価３と同様の試験を行って、無潤滑下にお
ける耐焼付き性を調べた。これは、回転数１６Ｏｒｐｍ
（すべり速度：２ｃｍ／秒）で荷重を２分毎に１０ｋｃ
＋ｆずつ上昇させて、焼付きが生じた時の荷重を機械試
験新式摩擦摩耗試験機により測定した。また、荷重１０
０ｋｏｆ／ｃｍ２．１５０ｋｇｆ／ｃｍ２時の摩擦係数
μモ併せて測定した。その結果を第２表に示す。

第２表から明らかなように、実施例の摺動部材は、比較
例３．４．５の摺動部材と比べて、いずれも耐焼付き性
が向上した。また、実施例の摺動部材は、比較例３．４
．５の摺動部材と比べて、摩擦係数μの値も低く押さえ
られた。これは、実２ 施例の摺動部材では、ホウ素化合物粉末が無潤滑下の摺
動向で高温にさらされて熱分解し、液相を生じさせたた
めと推定される。

（評価６） 実施例７．９．１０，１２および比較例３．４．５の摺
動部材について、前記した評価４と同様の試験を行って
、油潤滑下における摩耗特性を調べた。その結果を第５
図に示す。

第５図から明らかなように、実施例の摺動部材は、市販
の従来の炭素繊維強化炭素からなる比較例４の摺動部材
より大幅に耐摩耗性が向上した。

これは、前記した実施例１〜６の摺動部材の耐摩耗性が
向上したのと同一の理由によるものと考えられる。

（実施例１３） 無機粉末として以下の６種類の無機ホウ化物を使用した
こと以外は、実施例１と同様の方法により実施例１３の
６種類の摺動部材を得た。すなわち、平均粒径４．６μ
ｍのＣＯＢ、平均粒径１゜９μｍの８４Ｃ（実施例７で
使用。）、平均粒径４ １．４μｍのＴｉＢ２　（実施例１０で使用。〉、平均
粒径２．０μｍのＺｒＢ２（実施例１２て使用。）、平
均粒径９．３μｍのＢＮ（実施例８で使用。〉および平
均粒径０．７μｍのＴａＢ２（実施例１１で使用。〉を
無機粉末として使用した。なお、無機粉末としてのこれ
ら６種類の無機ホウ化物の添加量は、全て５重量％とし
た。

（実施例１４〉 無機粉末として以下の３種類の無機炭化物を使用したこ
と以外は、実施例１と同様の方法により実施例１４の３
種類の摺動部材を得た。すなわち、平均粒径１．５μｍ
のＴ　ｒ　ｃ、平均粒径１．９μｍのＴａＣおよび平均
粒径０．８μｍのＺｒＣを無機粉末として使用した。な
お、無機粉末としてのこれら３種類の無機炭化物の添加
量は、全て５重量％とした。

（実施例１５） 無機粉末として以下の５種類の無機窒化物を使用したこ
と以外は、実施例１と同様の方法により実施例１５の５
種類の摺動部材を得た。すなわち、５ 平均粒径１．３μｍのＴｉＮ、平均粒径０．５μｍのＴ
ｉＮ、平均粒径１．４μｍのＡＱＮ、平均粒径４μｍの
Ｃｒ２Ｎおよび平均粒径３μｍのＴａ、　Ｎを無機粉末
として使用した。なお、無機粉末としてのこれら５種類
の無機窒化物の添加量は、全て５重量％とした。

（実施例１６） 無機粉末として以下の３種類の無機酸化物を使用したこ
と以外は、実施例１と同様の方法により実施例１６の３
種類の摺動部材を得た。すなわち、平均粒径３μｍのＴ
ｉＯ２、平均粒径０．５μｍのＡ、ＱｚＯ３（実施例１
と２で使用。）および平均粒径０．６μｍのＭｇＯを無
機粉末として使用した。なお、無機粉末としてのこれら
３種類の無機酸化物の添加量は、全て５重量％とした。

（評価７〉 前記したように調製した実施例１３の６種類の摺動部材
、実施例１４の３種類の摺動部材、実施例１５の５種類
の摺動部材および実施例１６の３種類の摺動部材につき
、評価２と同様の試験を無６ 潤滑下で行って、それらの無潤滑下における摩擦係数μ
を測定した。なお、荷重は２５〜７５ｋＣ］ｆ／Ｃｍ２
の範囲で変化させた。その結果を第６図に示す。第６図
に示す線分の位置が摩擦係数を示している。

第６図から明らかなように、各種の無機粉末を使用する
ことによって、得られた摺動部祠の摩擦係数μの値をほ
ぼ０．０５〜０．５の範囲で管理できることがわかる。

たとえば、無機粉末として無機ホウ化物を使用した実施
例１３の摺動部材にあっては、それらの摩擦係数μはほ
ぼ０．０５〜０．２の範囲にあり、無機粉末として無機
炭化物を使用した実施例１４の摺動部材にあっては、そ
れらの摩擦係数μはほぼ０．１５〜０．３５の範囲にあ
り、無機粉末として無機窒化物を使用した実施例１５の
摺動部材にあっては、それらの摩擦係数μはほぼ０．１
〜０．３５の範囲にあり、そして無機粉末として無機酸
化物を使用した実施例１６の摺動部材にあっては、それ
らの摩擦係数μはほぼ０．２５〜０゜７ ５の範囲にある。

したがって、摺動部材の用途に応じた好適な摩擦係数μ
を、必要に応じて自由に選択できるようになった。なお
、前記した実施例１３〜１６で使用した合計１７種類の
無機粉末の添加量をそれぞれ１０重量％に増量して、新
たに１７種類の摺動部材を調製し、同様の試験を行った
ところ、これら１７種類の摺動部材も前記した実施例１
３〜１６の１７種類の摺動部材とほとんど同様の摩擦係
数μを示した。

（実施例１７〜２２） 無機粉末としてＢＮを使用したこと以外は、実施例１と
同様の方法により実施例１７〜２２の６種類の摺動部材
を得た。なお、実施例１７と１８の摺動部材の調製にあ
たっては、平均粒径０．６μｍのＢＮ（実施例８で使用
。〉を使用し、その添加量をそれぞれ５重量％と１０重
量％とした。

また、実施例１９と２０の摺動部材の調製にあたっては
、平均粒径２μｍのＢＮ（実施例８で使用。

〉を使用し、その添加量をそれぞれ５重量％と１８ ０重量％とした。ざらにまた、実施例２１と２２の摺動
部材の調製にあたっては、平均粒径９．３μｍのＢＮ（
実施例８で使用。〉を使用し、その添加量をそれぞれ５
重量％と１０重量％とした。

（評価８） 前記したように調製した実施例１７〜２２の合計６種類
の摺動部材につき、評価１と同様の試験を行って、それ
らの無潤滑下における摩擦係数μの特性を調べた。その
結果を第７図に示す。

第７図から明らかなように、実施例１７〜２２の６種類
の摺動部材は、広範囲の荷重下において安定した摩擦係
数μを示していたことがわかる。

これは、前記した実施例１〜４の摺動部材と同様に、無
機粉末の添加により、相手部材との間に機械的な抵抗力
が働いたためと考えられる。

（実施例２３〜３０） 無機粉末として、実施例２３〜２６において八！Ｊ２０
３を使用し、実施例２７〜３０においてＴＢ２を使用し
たこと以外は、実施例１と同様の方法により実施例２３
〜３０の８種類の摺動部材９ を得た。なお、実施例２３と２４（実施例１と２に同じ
。〉の摺動部材の調製にあたっては、平均粒径０．５μ
ｍのＡ、Ｑ２０３を使用し、その添加量をそれぞれ５重
量％と１０重量％とした。また、実施例２５と２６（実
施例３と４に同じ。）の摺動部材の調製にあたっては、
平均粒径４μｍの八、＋！２０３を使用し、その添加量
をそれぞれ５重量％と１０重量％とした。一方、実施例
２７と２８の摺動部材の調製にあたっては、平均粒径１
．４μｍのＴｉＢ２　（実施例１０で使用。）を使用し
、その添加量をそれぞれ５重量％と１０重量％とした。

また、実施例２９と３０の摺動部材の調製にあたっては
、平均粒径４μｍのＴｉＢ２を使用し、その添加量をそ
れぞれ５重量％と１０重量％とした。

（評価９） 前記したように調製した実施例２３〜３０の合計８種類
の摺動部材につき、評価１と同様の試験を行って、それ
らの無潤滑下における摩擦係数μの特性を調べた。その
結果を第８図に示す。

０ 第８図から明らかなように、無機粉末として八１２０３
を使用した実施例２３〜２６の４種類の摺動部材は、７
０ｋｇｆ／ｃｍ２を超える高荷重下において、その摩擦
系μが増加する傾向を示した。しかしながら、実施例２
５を除き、実施例２３．２４．２６の摺動部材は、１０
〜６０ｋｇｆ／Ｃｍ２の範囲で比較的安定した摩擦係数
μを示した。一方、無機粉末としてＴｉＢ２を使用した
実施例２７〜３０の４種類の摺動部材は、広範囲の荷重
下において安定した摩擦係数μを示していたことがわか
る。かかる摩擦係数μの特性は、実施例１〜４の摺動部
材のそれと同様であり、添加された無機粉末と相手部材
との間に機械的な抵抗力が働いたためと考えられる。

（実施例３１〉 無機粉末として以下の８種類の無機ホウ化物を使用した
こと以外は、実施例１と同様の方法により実施例３１の
８種類の摺動部材を得た。すなわち、平均粒径４μｍの
ＴｉＢ２　（実施例２９と３０で使用。）、平均粒径１
，４μｍのＴｉＢ２１ （実施例１０で使用。）、平均粒径４μｍのＺ「Ｂ２　
　（実施例１２で使用。〉、平均粒径２μｍのＺｒＢ２
　（実施例１２で使用。〉、平均粒径４゜３μｍのＮｉ
Ｂ、平均粒径１，９μｍのＢ４Ｃ（実施例７で使用。）
、平均粒径５μｍの８４Ｃ（実施例７で使用。〉および
平均粒径０．５μｍの８４Ｃ（実施例７で使用。〉を無
機粉末として使用した。なお、無機粉末としてのこれら
８種類の無機ホウ化物の添加量は、全て５重量％とした
。

（実施例３２） 無機粉末として以下の４種類の無機炭化物を使用したこ
と以外は、実施例１と同様の方法により実施例３２の４
種類の摺動部材を得た。すなわち、平均粒径０．７μｍ
のＴ　＋　ｃ、平均粒径１．４μｍのＴ　ｉｃ、平均粒
径１．９μｍのＴａＣ（実施例１４で使用。〉および平
均粒径０．８μｍのＺｒＣ（実施例１４で使用。〉を無
機粉末として使用した。なお、無機粉末としてのこれら
４種類の無機炭化物の添加量は、全て５重量％とした。

（実施例３３〉 ２ 無機粉末として以下の７種類の無機窒化物を使用したこ
と以外は、実施例１と同様の方法により実施例３３の７
種類の摺動部材を得た。すなわち、平均粒径０．５μｍ
のＴｉＮ　（実施例１５で使用。

）、平均粒径１．３μｍのＴｉＮ　（実施例１５で使用
。〉、平均粒径３．１μｍのＴａＮ、平均粒径１．４μ
ｍのＺｒＮ、平均粒径４．３μｍのＢＮ１平均粒径２．
６μｍのＡＱＮおよび平均粒径１．４μｍのＡＱＮ＜実
施例１５で使用。）を無機粉末として使用した。なお、
無機粉末としてのこれら７種類の無機炭化物の添加量は
、全て５重量％とした。

（実施例３４） 無機粉末として以下の６種類の無機酸化物を使用したこ
と以外は、実施例１と同様の方法により実施例３４の６
種類の摺動部材を得た。すなわち、平均粒径０．５μｍ
のＡ、＋！２０３（実施例１と２で使用。）、平均粒径
４μｍのＡＩ！２０３（実施例３と４で使用。）、平均
粒径３μｍのＴｉ０２（実施例１６で使用。）、平均粒
径３．４μｍの３ Ｔ　ｉ　０２　、平均粒径１μｍのＺ「０２および平均
粒径０．３μｍのＭ（７０を無機粉末として使用した。

なお、無機粉末としてのこれら６種類の無機酸化物の添
加量は、全て５重量％とした。

く評価１０） 前記したように調製した実施例３１の８種類の摺動部材
、実施例３２の４種類の摺動部材、実施例３３の７種類
の摺動部材および実施例３４の６種類の摺動部材につき
、評価４と同様の試験を行って、それらの油潤滑下にお
ける耐摩耗性を調べた。その結果を第９図に示す。第９
図の縦の短い線分の位置が摩耗量を示している。

第９図から明らかなように、実施例３１〜３４の合計２
５種類の摺動部材は、比較例１の摺動部材、すなわち実
施例１〜６の摺動部材を評価するために準備した、強化
材としてのタール処理不融化未決化炭素質繊維３０重量
部に、結合材としての中心粒径７μｍのコールタール系
メソカーボンマイクロビーズからなる自己焼結性炭素質
粉末７０重量部のみを加えて複合体とし、無機粉末を添
４ 加せずに調製した摺動部材が示した摩耗量とほぼ同等か
らその摩耗量に対してほぼ１／３程度の摩耗量を示した
。なお、同様の評価試験を市販の従来の炭素−炭素複合
材から製造した比較例２の摺動部材につき行った結果に
よれば、その摩耗量は３７０μｍであった。したがって
、実施例３１〜３４の２５種類全ての摩耗量は、市販の
従来炭素炭素複合材から製造した比較例２の摺動部材の
それに比べて、はぼ１／１０〜１／４０と小さい摩耗量
であり、その耐摩耗性は著しく改善されていたことがわ
かる。

（実施例３５．３６） 無機粉末として、実施例３５においてＴｉＢ２を使用し
、実施例３６においてＢ４Ｃを使用したたこと以外は、
実施例１と同様の方法により実施例３５．３６の摺動部
材を得た。なお、実施例３５の摺動部材の調製にあたっ
ては、平均粒径１゜０μｍのＴｉＢ２を使用し、その添
加量を種々変化させて、以下に述べる評価１１において
、密度測定、摩耗量の測定および曲げ強度の測定を行っ
５ た。また、実施例３６の摺動部材の調製にあたっては、
平均粒径０．５μｍのＢ４Ｃ（実施例７で使用。〉を使
用し、その添加量を種々変化させて、以下に述べる評価
１１において、実施例３５の摺動部材と同様に、密度測
定、摩耗量の測定および曲げ強度の測定を行った。

（評価１１） 実施例３５．３６の摺動部材の密度を測定した結果を第
１０図に示す。第１０図によれば、無機粉末として８４
Ｃを使用した実施例３６の摺動部材にあっては、８４Ｃ
の添加量がほぼ１０重量％の時に、その密度が最大値を
示した。しかし、無機粉末としてＴｉＢ２を使用した実
施例３５の摺動部材にあっては、ＴｉＢ２の添加量と共
に、密度は増加する傾向にある。

実施例３５．３６の摺動部材につき、評価４と同様の試
験を行って、その耐摩耗性、すなわち摩耗量を調べた。

その結果を第１１図に示す。第１１図から明らかなよう
に、実施例３５．３６の摺動部材ともに、無機粉末の添
加量がある値となっ６ たときに、最小値を示す傾向があることがわかる。

実施例３５．３６の摺動部材を、縦１ｏｍｍ。

横３０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの試験片に底形し、クロスヘ
ツドスピードを１ｍｍ／分として、試験片に破壊が生じ
た荷重を測定し、実施例３５．３６の摺動部材の曲げ強
度を調べた。その結果を第１２図に示す。第１２図から
明らかなように、実施例３５．３６の摺動部材の曲げ強
度は、その無機粉末の添加量が増加するに連れて、減少
する傾向を示す。したがって、摺動部材の用途に応じて
、適切な無機粉末の添加量を選定し、摺動部材に適切な
曲げ強度を付与することか必要である。

（実施例３７） 無機粉末として以下の２種類の無機アルミニウム化合物
を使用したこと以外は、実施例１と同様の方法により実
施例３７の２種類の摺動部材を得た。すなわち、Ａ５２
２０３とＡ３２Ｎを無機粉末として使用した。なお、Ａ
Ｑ２０３につき、その平均粒径が０．５μｍ（実施例１
と２で使用。〉および４．０μｍ（実施例３と４で使用
。）のもの７ を準備し、これら２種類の平均粒径をもつＡ３２２０３
粉末の添加量を、それぞれ５および１０重量％とした。

同様に、ＡＱＮにつき、その平均粒径が１．４μｍ（実
施例１５で使用。〉および２゜６μｍ（実施例３３で使
用。）のものを準備し、これら２種類の平均粒径をもつ
Ａ９Ｎ粉末の添加量を、それぞれ５および１０重量％と
した。

（実施例３８〉 無機粉末として以下の２種類の無機ホウ素化合物を使用
したこと以外は、実施例１と同様の方法により実施例３
Ｂの２種類の摺動部材を得た。すなわち、８４ＣとＢＮ
を無機粉末として使用した。

なお、Ｂ４Ｃにつき、その平均粒径が０．５μｍ、１．
９μｍおよび５．０μｍのもの〈実施例７で使用。〉を
準備し、これら３種類の平均粒径をもつＢ４Ｃ粉末の添
加量を、それぞれ５および１０重量％とした。同様に、
ＢＮにつき、その平均粒径が０．６μｍ、２．０μｍお
よび９．３μｍのもの〈実施例８で使用。〉を準備し、
これら３種類の平均粒径をもつＢＮ粉末の添加量を、そ
れぞ８ れ５および１０重量％とした。

（実施例３９） 無機粉末として無機」バルト化合物（ＣｏＢ）を使用し
たこと以外は、実施例１と同様の方法により実施例３９
の摺動部材を得た。なお、ＣＯＢ粉末の平均粒径を４．
６μｍ（実施例１３で使用。

〉とし、その添加量を５および１０重量％とした。

（実施例４０） 無機粉末として以下の２種類の無機クロム化合物を使用
したこと以外は、実施例１と同様の方法により実施例４
０の２種類の摺動部材を得た。すなわち、Ｃｒ２　Ｎと
Ｃｒ２Ｂを無機粉末として使用した。なお、Ｃｒ２Ｎ粉
末の平均粒径を３．９μｍとし、その添加量を５および
１０重量％とした。また、Ｃｒ２Ｂにつき、その平均粒
径が１゜８μｍおよび４．４μｍのもの（実施例９で使
用。

）を準備し、これら２種類の平均粒径をもつＱｒ２Ｂ約
２Ｂ添加量を、それぞれ５および１０重量％とした。

（実施例４１） ９ 無機粉末として以下の２種類の無機マグネシウム化合物
を使用したこと以外は、実施例］と同様の方法により実
施例４１の２種類の活動部材を得た。すなわち、Ｍ（Ｊ
Ｂ２とＭｇＯを無機粉末として使用した。なお、ＭＱＢ
２粉末の平均粒径を０゜５μｍとし、その添加量を５お
よび１０重量％とした。また、ＭＣｌ０につき、その平
均粒径が０゜２μｍ、０．３５μｍおよび０．６μｍの
もの（実施例１６で使用。〉を準備し、これら３種類の
平均粒径をもつＭＱＯ粉末の添加量を、それぞれ５およ
び１０重量％とした。

（実施例４２） 無機粉末として無機ニッケル化合物（Ｎ　ｉ　Ｂ＞を使
用したこと以外は、実施例１と同様の方法により実施例
４２の摺動部材を得た。なお、ＮｉＢ粉末の平均粒径を
４．３μｍ（実施例３１で使用。

〉とし、その添加量を５および１０重量％とした。

（実施例４３〉 無機粉末として以下の３種類の無機タンタル化合物を使
用したこと以外は、実施例１と同様の方０ 法により実施例４３の２種類の摺動部材を得た。

すなわち、ＴａＣ，ＴａＮとＴａＢ２を無機粉末として
使用した。なお、ＴａＣ粉末の平均粒径を１．９μｍ（
実施例１４で使用。〉とし、その添加量を５および１０
重量％とした。また、ＴａＮの平均粒径を３．１μｍ（
実施例３３で使用。〉とし、その添加量を５および１０
重量％とした。

さらにまた、ＴａＢ２の平均粒径を０．７μｍ〈実施例
１１で使用。〉とし、その添加量を５および１０重量％
とした。

（実施例４４） 無機粉末として以下の４種類の無機チタン化合物を使用
したこと以外は、実施例１と同様の方法により実施例４
４の４種類の摺動部材を得た。すなわち、ＴｉＯ２、Ｔ
ｉＣ，ＴｉＮとＴｉＢ２を無機粉末として使用した。な
お、ＴｉＯ２につき、その平均粒径が０．４μｍおよび
３．３μｍのものを準備し、これら２種類の平均粒径を
もつＴ０２粉末の添加量を、それぞれ５および１０重量
％とした。同様に、ＴｉＣにつき、その平均粒径１ か０．７μｍおよび１．４μｍのもの（実施例３２で使
用。）を準備し、これら２種類の平均粒径をもつＴｉＣ
粉末の添加量を、それぞれ５および１０重量％とした。

同様に、ＴｉＮにつき、その平均粒径が０．５μｍおよ
び１．３μｍのもの（実施例１５で使用。）を準備し、
これら２種類の平均粒径をもつＴＩＮ粉末の添加量を、
それぞれ５および１０重量％とした。同様に、ＴｉＢ２
につき、その平均粒径が１．０μｍ、１．４μｍ（実施
例１０で使用。）、２．３μｍおよび４゜０μｍ（実施
例２９と３０で使用。〉のものを準備し、これら４種類
の平均粒径をもっＴｉＢ２粉末の添加量を、それぞれ５
および１０重量％とした。

〈実施例４５） 無機粉末として以下の４種類の無機ジルコニウム化合物
を使用したこと以外は、実施例１と同様の方法により実
施例４５の４種類の摺動部材を得た。すなわち、ＺｒＯ
２、ｚｒｃ、ＺｒＮとＺ「Ｂ２を無機粉末として使用し
た。なお、ＺｒＯ２２ の平均粒径を１．０μｍ（実施例３４で使用。〉とし、
その添加量を５および１０重量％とした。

同様に、ＺｒＣの平均粒径を０．８μｍ（実施例１４で
使用。）とし、その添加量を５および１０重量％とした
。同様に、ＺｒＮの平均粒径を１゜４μｍ（実施例３３
で使用。）とし、その添加量を５および１０重量％とし
た。同様に、ＺｒＢ２につき、その平均粒径が２．０μ
ｍおよび４．０μｍのもの〈実施例１２で使用。〉を準
備し、これら２種類の平均粒径をもつＺｒＢ２粉末の添
加量を、それぞれ５および１０重量％とした。

（実施例４６） 無機繊維とＬＴＡ５２２０３ｍ維とＺｒＯ２４１ｉ１ｆ
ｔを使用したこと以外は、実施例１と同様の方法により
実施例４６の２種類の摺動部材を得た。なお、へＱ２０
３繊維につき、そのｍ＃１長さが０．５ｍｍであって、
その繊維径が５μｍのものを準備し、その添加量を５お
よび１０重量％とした。同様に、ＺｒＯ２繊維につき、
その長さが０．５ｍｍであって、その直径が５μｍのも
の〈実施例５と６で３ 使用。〉を準備し、その添加量を５および１０重量％と
した。

（評価１２） 前記したように調製した実施例３７〜４６の囲動部材に
つき、まず、その密度を測定した。そして、評価３と同
様の試験を行って無潤滑下の焼付き荷重、評価４と同様
の試験を行って油潤滑下の耐摩耗性、および評価１１の
曲げ強度試験と同様の試験を行って曲げ強度を測定した
。その結果を第３表に示す。

（実施例４７〉 実施例１で使用したのと同一の石炭系の光学的等方性ピ
ッチからなる繊維径１５μｍ、繊維長さがＱ、５ｍｍの
不融化未成化炭素質繊維を２８゜６重量％、実施例１で
使用したのと同一の平均粒径６μｍのメソカーボンマイ
クロビーズからなる自己焼結性炭素質粉末を６６．５重
量％、そして、無機粉末として平均粒径８μｍのＴｉ粉
末を５重量％準備した。以上の原料をミキサーで均一に
混合した後、得られた混合物を実施例１と同様の２４ トン／Ｃｍ２の成形圧力で、φ５０Ｘ１０ｍｍの試験片
形状を有する複合体に成形した。

そして、この複合体を常圧で窒素ガス雰囲気中で、１５
０℃／時間の速度で１０００℃まで昇温し、同温度を１
時間保持して焼成した後、常温に降温しで一次焼結体を
得た。この−次焼結体の密度を測定した後、−次焼結体
をさらに常圧で窒素カス雰囲気中、５００℃／時間の速
度で１７００°Ｃまで昇温し、同温度を２０分保持して
焼成した後、常温に降温して二次焼結体、すなわち実施
例４７の摺動部材を得た。

（実施例４８〉 無機粉末として平均粒径４μｍのＮｉ粉末を準備した以
外は、実施例４７と同様の原料、同様の方法で、複合体
および一次焼結体を得た。

この−次焼結体の密度を測定した後、−次焼結体をさら
に常圧で窒素ガス雰囲気中、５００℃／時間の速度で１
３００℃まで昇温し、同温度を２０分保持して焼成した
後、常温に降温しで二次焼結体、ずなわち実施例４８の
摺動部材を得た。

７ （評価１３） 前記したように調製した実施例４７．４８の摺動部材に
つき、まず、その密度を測定した。そして、評価１１の
曲げ強度試験と同様の試験を行って曲げ強度を測定した
。その結果を第４表に示す。

なお、第４表には一次焼結体の密度を測定した結果も併
せて示しである。また、第５表に実施例４７．４８の摺
動部材の摩耗量と焼付き荷重につき測定した結果も併せ
て示しである。

第４表 ８ 第５表 第４表および第５表から明らかなように、実施例４７の
摺動部材の曲げ強度は、チタン化合物を無機粉末として
添加した実施例４４の摺動部材の曲げ強度と比べて遜色
のないものであり、実施例４８の摺動部材の曲げ強度も
、ホウ化ニッケル（Ｎ　ｉ　Ｂ）を無機粉末として添加
した実施例４２の摺動部材の曲げ強度を大巾に上回るも
のであった。このように、実施例４７．４８の摺動部材
も、従来の炭素−炭素複合材製の１習動部材に比べて、
より好ましい特性をもつものであることが期待できる。

９

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１〜６および比較例１の囲動部材につい
て、無潤滑下にお（）る摩擦係数μを測定した結果を示
すグラフ、第２図は実施例１〜６、比較例１および市販
の従来炭素−炭素複合材よりなる比較例２の囲動部材に
ついて、油潤滑下における摩擦係数μを測定した結果を
示すグラフ、第３図は実施例１〜６、比較例１．２の摺
動部材について、無潤滑下における焼付き荷重を測定し
た結果を示すグラフ、第４図は実施例１〜６、比較例１
．２の摺動部材について、油潤滑下における摩耗量を測
定した結果を示すグラフ、第５図は実施例７．９．１０
．１２および比較例３〜５の摺ゝ動部材について、油潤
滑下における摩耗量を測定した結果を示ずグラフ、第６
図は実施例１３〜１６および比較例１の摺動部材につい
て、無潤滑下における摩擦係数μを測定した結果を示す
線図、第７図は実施例１７〜２２の囲動部材について、
無潤滑下における摩擦係数μを測定した結果を示すグラ
フ、第８図は実施例２３〜３０の摺動部材０ について、無潤滑下における摩擦係数μを測定した結果
を示すグラフ、第９図は実施例３１〜３４および比較例
１．５の摺動部材について、油潤滑下における摩耗量を
測定した結果を示す線図、第１０図は実施例３５．３６
の摺動部材の無機粉末の添加量の変化に対する密度の変
化を示すグラフ、第１１図は実施例３５．３６の摺動部
材の無機粉末の添加量の変化に対する摩耗量の変化を示
すグラフ、第１２図は実施例３５．３６の摺動部材の無
機粉末の添加量の変化に対する曲げ強度の変化を示すグ
ラフ、第１３図は本発明の摺動部材の一製造方法を示す
ブロック図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の形状をもち、未炭化炭素質繊維と、無機粉
   末または無機繊維と、該未炭化炭素質繊維および該無機
   粉末または該無機繊維を埋設した自己焼結性を有する炭
   素質粉末とからなる複合体を焼結することによって得ら
   れる焼結体からなることを特徴とする摺動部材。
2. （２）所定の形状をもち、未炭化炭素質繊維と、ホウ素
   化合物粉末と、該未炭化炭素質繊維および該ホウ素化合
   物粉末を埋設した自己焼結性を有する炭素質粉末とから
   なる複合体を焼結することによつて得られる焼結体から
   なることを特徴とする摺動部材。