JPH0419405B2 - - Google Patents

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JPH0419405B2
JPH0419405B2 JP59125112A JP12511284A JPH0419405B2 JP H0419405 B2 JPH0419405 B2 JP H0419405B2 JP 59125112 A JP59125112 A JP 59125112A JP 12511284 A JP12511284 A JP 12511284A JP H0419405 B2 JPH0419405 B2 JP H0419405B2
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ceramic
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sliding
filled
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Kazuyoshi Hatano
Hiroshi Myata
Hiromitsu Oono
Kengo Sugyama
Mitsuyoshi Sato
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/009After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50Coating 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
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    • C04B41/88Metals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、セラミツクス摺動材、特に高温領域
(400℃以上)の環境下で好適なセラミツクス摺動
材を備えた軸受に関する。
〔従来の技術〕
セラミツクスは耐熱性を有するものの摩擦係数
(0.2〜0.5)が大きく、低摩擦用摺動材としては
適当でない。そのため、摩擦係数を小さくするた
め、従来、多孔質セラミツクス表面の空孔に潤滑
材を含浸もしくは充填させてなるセラミツクス摺
動材が試みられている。例えば、特開昭57−
118080号公報記載のものは、空孔にテフロンや二
硫化モリブデンを充填するものである。また、特
開昭57−135781号公報に記載されるように、多孔
質の黒鉛に合成樹脂、軟金属、セラミツクスなど
の潤滑材を充填したものもある。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが前者の場合は、テフロンや二硫化モリ
ブデンなどを充填したものであるため、これら充
填材が400℃以上のいわゆる高温領域では分解す
るため使用できないという問題があつた。
また、後者の場合は、母材が黒鉛であるためそ
の機械的強度が低く、軸受材として使用範囲に制
限があるという問題があつた。
本発明の目的は、高温領域に適し、かつ機械的
強度にもすぐれたセラミツクス摺動材を備えた軸
受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本発明に係る軸受は、
表面だけが多孔質に形成されているセラミツクス
材の空孔に鉛、銅、銀、金、黒鉛、窒化硼素また
はそれらの混合物からなる潤滑剤が充填されて潤
滑面が形成されている摺動材と、この摺動材がそ
の潤滑面を露呈し該潤滑面以外の底部が埋込まれ
て一体化される金属部材より成る基体とからな
り、前記潤滑面は該基体表面とほぼ面一になるよ
うに埋込まれているものである。
(作用) その作用を説明すると、まず摺動材は表面だけ
が多孔質に形成されているセラミツクス材である
ため、すなわち、表面部以外は多孔質では無い構
造であるため、摺動材全体としての機械的強度を
高く維持できる。そして、その表面に銀等の潤滑
材が充填されているため、使用時に空孔に充填さ
れた潤滑材が全表面に薄膜を形成し、確実で良好
な潤滑特性を示す。これが、もしも表面だけでな
く全体が多孔質のセラミツクス材であると、充填
される潤滑材が内部に含浸されたままとなり、使
用時に全表面に薄膜が形成されず、良好な潤滑性
が得られない恐れがある。ここで、潤滑材は高温
耐久性のある銀等であるため、高温環境化の使用
にも充分耐え得る。
また、上記摺動材だけで軸受が形成されている
のではなく、金属部材からなる基体に潤滑面を露
呈させて埋込まれ、この埋込により両者一体化さ
れて当該軸受が形成されているため、靭性が低い
点で問題のあるセラミツクス材の欠点を当該金属
部材からなる基体によつて解消し、両者の特性が
合わされて軸受全体としての機械的強度が、柔性
及び剛性の両面にわたつて向上する。基体は、そ
の素材に高温耐久性の金属部材を容易に選定でき
るため、軸受全体としての高温耐久性も勿論高ま
る。また、基体は金属部材であるため、その加工
はセラミツクス材に比して簡単であり、周囲の構
造部材との連結その他の加工が、本発明に係る軸
受によれば極めて簡単である。更に摺動材のみ交
換も可能であり、機器のメンテナンスが容易とな
る。
摺動材の母材となるセラミツクスは空孔率(セ
ラミツクスと空孔との面積比)が10〜95%のもの
が好ましい。空孔率が10%以下では潤滑材の充填
面積が少ないために摩擦係数が大きくなり、また
空孔率が95%以上になると母材の機械的強度が低
くなるので空孔率は10〜95%のものが適してい
る。
空孔への潤滑材の充填はb,b族の金属で
ある鉛,銅,銀,金や黒鉛の場合、蒸着、含浸、
圧入などの方法が可能であり、また窒化硼素では
含浸、圧入の他に揮発性液と共に吹付ける方法が
可能である。
なお、蒸着、含浸、吹付けによる方法とも、空
孔に充填する際に、空孔以外の表面にもこれら潤
滑材は付着(厚さ100Å程度)するが、使用によ
つて空孔部分以外に付着した潤滑材は除去され、
空孔に充填されたもののみが消失することなく保
持され、潤滑に寄与する。
上記潤滑材が充填されることによつて摩擦係数
が低下して摺動性が向上する理由は、摺動面の摩
擦によつて潤滑材が膨張し、摺動面に潤滑材の薄
膜を形成するためである。
なお、セラミツクスには、炭化珪素(SiC),
アルミナ(Al2O3),窒化珪素(Si3N4)などが適
し、これらセラミツクスは機械的強度も大きい。
〔実施例〕
以下本発明の実施例を説明する。
第1図は炭化珪素1(SiCの焼結体、空孔率;
50%,以下同じ)の表面空孔に黒鉛や窒化硼素等
の潤滑材2を吹付けて充填した例の模型的な斜視
図である。このように摺動材となる炭化珪素1は
その表面だけが多孔質に形成され、その空孔に潤
滑材2が充填されている。
尚、第2図は炭化珪素3の表面空孔に窒化硼素
4を吹付けて充填して軸受を作つた例であり、第
3図は、この摺動材を回転軸5の軸受として用い
た例である。このようにセラミツクス材の摺動材
だけで軸受を形成した場合は、該セラミツクス材
の靭性に劣る欠点が残り、充分な機械的強度を有
する軸受は得にくい。
第4図は本発明に係る軸受を示す説明図であ
る。摺動材7が、その潤滑面を露呈して金属部材
よりなる基体6に埋込まれ、両者6,7が一体化
されて軸受が形成されている。摺動材7の潤滑面
が回転軸と面している。回転軸5は摺動材7の潤
滑面により低摩擦で円滑に回転する。摺動材7は
金属部材の基体6に埋込まれているため、セラミ
ツクス材の低靭性が該基体6によつてカバーさ
れ、軸受全体として柔性及び剛性の両面において
機械的強度が向上する。軸受全体を周囲の構造部
材(図示せず)に取り付けるに際して、金属より
なる基体6はねじ加工その他の加工が容易である
ため、その取付加工が簡単である。
第4図の例は、潤滑材2として窒化硼素を用い
た例であるが、この窒化硼素が摩擦熱(約500℃)
によつて膨張して摺動面に広がり、低摩擦と耐熱
性に優れた摺動材として十分にその機能を果たす
ことができる。
第5図は、黒鉛および窒化硼素を炭化珪素に蒸
着もしくは吹付けによつて充填した場合の、常温
下での、摩擦係数とPV値(P;荷重,V;速度)
との関係を示す図で、曲線1は充填処理をしない
炭化珪素にAl合金(JIS5056,以下同じ)を摺動
させた場合の摩擦係数、曲線2は炭化珪素に黒鉛
を充填してAl合金を摺動させた場合の摩擦係数、
曲線3は炭化珪素に窒化硼素を充填してAl合金
を摺動させた場合の摩擦係数をそれぞれ示す。第
5図から明らかなように、充填処理をしない材料
では摩擦係数は0.30〜0.35であるが、充填処理を
した本発明の摺動材では、摩擦係数は0.10〜0.18
に低下し、特に高PV値になるにしたがつて摩擦
係数は小さくなつている。
第6図は、600℃の温度下で摺動させた場合の
摩擦係数と試験時間(hr)との関係を示す図で、
曲線1はいずれも充填処理をしない炭化珪素と炭
化珪素とを摺動させた場合、曲線2はいずれも黒
鉛を充填した炭化珪素と炭化珪素とを摺動させた
場場合の摩擦係数を示す。第6図から明らかなよ
うに、充填処理をした本発明の摺動材は試験時間
30時間を経過後も摩擦係数が上昇することがな
く、0.12程度のほぼ一定の値を示している。
また、炭化珪素の表面の空孔に金を蒸着によつ
て充填して前述の第4図と同様の構造にし、回転
軸の軸受とした。この軸受は、約500℃の高温度
において長時間の使用に耐えることができた。
上述したように本実施例によれば、35Kg・m・
f/cm2の高PV値においても、また400℃以上の高
温度領域においても摩擦係数が0.12程度の極めて
小さい値のセラミツクス摺動材を備えた軸受を得
ることができた。
なお、本発明の摺動材は、グリース等で潤滑し
ないので極低温領域や塵埃をきらう環境、メンテ
ナンス・フリーの要求される状況、高真空の環境
にも適している。
〔発明の効果〕
本発明によれば、表面だけが多孔質に形成され
ているセラミツクス材の空孔に鉛,銅,銀,黒
鉛,窒化硼素またはそれらの混合物からなる潤滑
材が充填されて潤滑面が形成されている摺動材
と、この摺動材がその潤滑面を露呈し該潤滑面以
外の底部が埋込まれて一体化される金属部材より
成る基体とからなり、前記潤滑面は該基体表面と
ほぼ面一になるように埋込まれている軸受を構成
したので、400℃以上の高温領域においても摩擦
係数が小さく、また機械的強度も大きく、更に靭
性の向上した軸受が得られる。すなわち、摺動材
は表面だけが多孔質に形成されているセラミツク
ス材であるため、すなわち、表面部以外は多孔質
では無い構造であるため、摺動材全体としての機
械的強度を高く維持できる。そして、その表面に
銀等の潤滑材が充填されているため、使用時に空
孔に充填された潤滑材が全表面に薄膜を形成し、
高温領域でも確実で良好な潤滑特性を示す。更
に、上記摺動材だけで軸受が形成されているので
はなく、金属部材からなる基体に潤滑面を露呈さ
せて埋込まれ、この埋込みにより両者一体化され
て当該軸受が形成されているため、靭性が低い点
で問題のあるセラミツクス材の欠点を当該金属部
材からなる基体によつて解消し、両者の特性が合
わされて軸受全体としての機械的強度が、柔性及
び剛性の両面にわたつて向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は摺動材の基本説明のための斜視図、第
2図及び第3図は従来例を示す斜視図、第4図は
本発明に係る軸受の斜視図、第5図は摺動材の摩
擦係数とPV値の関係を示す図、第6図は摺動材
の摩擦係数と試験時間との関係を示す図である。 1,3,7……セラミツクス摺動材、2,4…
…耐熱性固体潤滑材、5……回転軸、6……基
体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 表面だけが多孔質に形成されているセラミツ
    クス材の空孔に鉛、銅、銀、金、黒鉛、窒化硼素
    またはこれらの混合物からなる潤滑剤が充填され
    て潤滑面が形成されている摺動材と、この摺動材
    がその潤滑面を露呈し該潤滑面以外の底部が埋込
    まれて一体化される金属部材より成る基体とから
    なり、前記潤滑面は該基体表面とほぼ面一になる
    ように埋込まれている軸受。 2 セラミツクスが炭化珪素、アルミナ、窒化珪
    素のいずれかであることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の軸受。 3 セラミツクスの空孔率が10〜95%であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の軸受。
JP12511284A 1984-06-20 1984-06-20 セラミツクス摺動材 Granted JPS616428A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12511284A JPS616428A (ja) 1984-06-20 1984-06-20 セラミツクス摺動材
EP85107485A EP0165584A3 (en) 1984-06-20 1985-06-18 Sliding contact material

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12511284A JPS616428A (ja) 1984-06-20 1984-06-20 セラミツクス摺動材

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Publication Number Publication Date
JPS616428A JPS616428A (ja) 1986-01-13
JPH0419405B2 true JPH0419405B2 (ja) 1992-03-30

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ID=14902139

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JP12511284A Granted JPS616428A (ja) 1984-06-20 1984-06-20 セラミツクス摺動材

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EP (1) EP0165584A3 (ja)
JP (1) JPS616428A (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2673177A1 (fr) * 1991-02-22 1992-08-28 Ceramiques Composites Corps fritte a zone poreuse, en carbure de silicium notamment, pour garniture mecanique et garniture comportant un tel corps fritte.
US5236628A (en) * 1991-02-27 1993-08-17 Metallon Engineered Materials Corporation Noble metal and solid-phase lubricant composition and electrically conductive interconnector
DE10032044B4 (de) * 2000-07-05 2008-09-11 Walter Spang Gleitlager mit Festschmierstoff
DE10146246A1 (de) * 2001-09-20 2003-04-17 Bosch Gmbh Robert Formkörper, insbesondere Press-oder Sinterkörper, mit Bornitrid und Verfahren zum Einbringen oder Erzeugen von Bornitrid in einen porösen Formkörper
US6774073B2 (en) 2002-07-29 2004-08-10 Coorstek, Inc. Graphite loaded silicon carbide and methods for making
JP2006521779A (ja) * 2003-03-24 2006-09-21 テヒニッシェ ウニヴェルズィテート ベルリン 移動磁界式リニアモータ

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH1073464A4 (ja) * 1964-08-17 1966-09-30
US3711171A (en) * 1969-12-08 1973-01-16 Kacarb Products Corp Ceramic bearings
JPS4935321B1 (ja) * 1970-12-28 1974-09-21
GB1382793A (en) * 1971-06-09 1975-02-05 Lucas Industries Ltd Journal bearings
DE2234924A1 (de) * 1972-07-15 1974-01-24 Elekt Konsumgueter Vvb Verfahren zur herstellung von maschinenelementen
DE3329225A1 (de) * 1982-08-13 1984-02-23 Ngk Spark Plug Co., Ltd., Nagoya, Aichi Gleitmaterial auf siliciumcarbidbasis
JPS60235767A (ja) * 1984-05-09 1985-11-22 イビデン株式会社 摺動部材とその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPS616428A (ja) 1986-01-13
EP0165584A2 (en) 1985-12-27
EP0165584A3 (en) 1987-07-22

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