JPH0539508A - 靭性のすぐれた焼結セラミツクス製ローラ部材 - Google Patents
靭性のすぐれた焼結セラミツクス製ローラ部材Info
- Publication number
- JPH0539508A JPH0539508A JP21920691A JP21920691A JPH0539508A JP H0539508 A JPH0539508 A JP H0539508A JP 21920691 A JP21920691 A JP 21920691A JP 21920691 A JP21920691 A JP 21920691A JP H0539508 A JPH0539508 A JP H0539508A
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- JP
- Japan
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- roller member
- ceramics
- sintered
- sintered ceramics
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- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 焼結セラミックス製ローラ部材に靭性を付与
する。 【構成】 焼結セラミックス製ローラ部材の駆動軸嵌着
孔を含む内側部分を、重量%で、 Mn:1.5〜2.5%、 Mo:1〜2%、 C:0.3〜1%、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成を有
する、焼結時に収縮のない、密着性にすぐれたFe基焼
結合金の円筒状コア材で構成する。
する。 【構成】 焼結セラミックス製ローラ部材の駆動軸嵌着
孔を含む内側部分を、重量%で、 Mn:1.5〜2.5%、 Mo:1〜2%、 C:0.3〜1%、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成を有
する、焼結時に収縮のない、密着性にすぐれたFe基焼
結合金の円筒状コア材で構成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えばカムホローロ
ーラやテープ駆動用ローラなどの各種ローラとして実用
に供されるローラ部材に関するものである。
ーラやテープ駆動用ローラなどの各種ローラとして実用
に供されるローラ部材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、上記のローラ部材として、サイア
ロン基セラミックスやSi3 N4 基セラミックス、さら
にSiC基セラミックス、Al2 O3 基セラミックスな
どで構成された焼結セラミックス製ローラ部材が用いら
れる傾向にある。
ロン基セラミックスやSi3 N4 基セラミックス、さら
にSiC基セラミックス、Al2 O3 基セラミックスな
どで構成された焼結セラミックス製ローラ部材が用いら
れる傾向にある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の各種機関
装置の高性能化および高速化はめざましく、これに伴な
い、これの構造部材であるローラの使用条件も一段と苛
酷さを増す状況にあるが、ローラ部材が上記の焼結セラ
ミックス製であると、すぐれた耐摩耗性を示すものの、
靱性不足が原因で割れが発生し易く、上記の状況には十
分満足に対応することができないのが現状である。
装置の高性能化および高速化はめざましく、これに伴な
い、これの構造部材であるローラの使用条件も一段と苛
酷さを増す状況にあるが、ローラ部材が上記の焼結セラ
ミックス製であると、すぐれた耐摩耗性を示すものの、
靱性不足が原因で割れが発生し易く、上記の状況には十
分満足に対応することができないのが現状である。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、靱性のすぐれた焼結セラミック
ス製ローラ部材を開発すべく研究を行なった結果、 (a)焼結セラミックス製ローラ部材の駆動軸嵌着孔を
含む内側部分を鋼製円筒状コア材で構成する試みを行な
ったところ、確かにローラ部材の靱性が向上するように
なるが、焼結セラミックス自体が難削材であるために、
上記焼結セラミックスで構成されるローラ部材の外側部
分における上記鋼製円筒状コア材との嵌合面の寸法出し
が難しく、この結果ローラ部材の外側部分と内側部分
(円筒状コア材)との密着が十分に行なわれず、かつコ
ストの高いものとなること。
上述のような観点から、靱性のすぐれた焼結セラミック
ス製ローラ部材を開発すべく研究を行なった結果、 (a)焼結セラミックス製ローラ部材の駆動軸嵌着孔を
含む内側部分を鋼製円筒状コア材で構成する試みを行な
ったところ、確かにローラ部材の靱性が向上するように
なるが、焼結セラミックス自体が難削材であるために、
上記焼結セラミックスで構成されるローラ部材の外側部
分における上記鋼製円筒状コア材との嵌合面の寸法出し
が難しく、この結果ローラ部材の外側部分と内側部分
(円筒状コア材)との密着が十分に行なわれず、かつコ
ストの高いものとなること。
【0005】(b)また、上記(a)の問題点を解決す
るために、上記円筒状コア材を、通常の粉末冶金法を用
いて、所定組成を有するFe基合金粉末、あるいは所定
組成に配合した混合粉末から圧粉体をプレス成形し、こ
の圧粉体を予め成形した焼結セラミックス製外側部分に
嵌め込んだ状態で焼結することに形成したFe基焼結合
金で構成する試みも行なったが、一般にFe基焼結合金
は縮み代が大きく、この結果上記外側部材と内側部材と
の嵌合面には間隙が形成するのが避けられないこと。
るために、上記円筒状コア材を、通常の粉末冶金法を用
いて、所定組成を有するFe基合金粉末、あるいは所定
組成に配合した混合粉末から圧粉体をプレス成形し、こ
の圧粉体を予め成形した焼結セラミックス製外側部分に
嵌め込んだ状態で焼結することに形成したFe基焼結合
金で構成する試みも行なったが、一般にFe基焼結合金
は縮み代が大きく、この結果上記外側部材と内側部材と
の嵌合面には間隙が形成するのが避けられないこと。
【0006】(c)しかし、上記円筒状コア材を、重量
%で(以下%は重量%を示す)、Mn:1.5〜2.5
%、Mo:1〜2%、C:0.3〜1%、を含有し、残
りがFeと不可避不純物からなる組成を有するFe基焼
結合金で構成すると、このFe基焼結合金は、焼結時の
寸法変化がほとんどなく、むしろ僅かではあるが約3%
程度膨張する性質を有するので、焼結セラミックスの外
側部分と前記Fe基焼結合金の内側部分との嵌合面に隙
間の形成は皆無となり、強固な密着性が得られるように
なることから、この結果のローラ部材は、外側部分によ
ってすぐれた耐摩耗性を示し、かつ内側部分によってす
ぐれた靱性が確保され、さらに駆動軸嵌着孔の形成に際
しては、上記Fe基焼結合金は切削性にもすぐれている
ので、高い寸法精度での形成が可能であること。 以上(a)〜(c)に示される研究結果を得たのであ
る。
%で(以下%は重量%を示す)、Mn:1.5〜2.5
%、Mo:1〜2%、C:0.3〜1%、を含有し、残
りがFeと不可避不純物からなる組成を有するFe基焼
結合金で構成すると、このFe基焼結合金は、焼結時の
寸法変化がほとんどなく、むしろ僅かではあるが約3%
程度膨張する性質を有するので、焼結セラミックスの外
側部分と前記Fe基焼結合金の内側部分との嵌合面に隙
間の形成は皆無となり、強固な密着性が得られるように
なることから、この結果のローラ部材は、外側部分によ
ってすぐれた耐摩耗性を示し、かつ内側部分によってす
ぐれた靱性が確保され、さらに駆動軸嵌着孔の形成に際
しては、上記Fe基焼結合金は切削性にもすぐれている
ので、高い寸法精度での形成が可能であること。 以上(a)〜(c)に示される研究結果を得たのであ
る。
【0007】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、外側部分がサイアロン基セラミ
ックス、Si3 N4 基セラミックス、SiC基セラミッ
クス、あるいはサイアロン基セラミックスなどの焼結セ
ラミックスで構成され、これに焼結嵌着される内側部分
が、Mn:1.5〜2.5%、Mo:1〜2%、C:
0.3〜1%、を含有し、残りがFeと不可避不純物か
らなる組成を有する、焼結時に収縮のない、むしろ僅か
に膨張する密着性のすぐれたFe基焼結合金の円筒状コ
ア材で構成され、これによってすぐれた耐摩耗性と靱性
を具備するローラ部材に特徴を有するものである。
なされたものであって、外側部分がサイアロン基セラミ
ックス、Si3 N4 基セラミックス、SiC基セラミッ
クス、あるいはサイアロン基セラミックスなどの焼結セ
ラミックスで構成され、これに焼結嵌着される内側部分
が、Mn:1.5〜2.5%、Mo:1〜2%、C:
0.3〜1%、を含有し、残りがFeと不可避不純物か
らなる組成を有する、焼結時に収縮のない、むしろ僅か
に膨張する密着性のすぐれたFe基焼結合金の円筒状コ
ア材で構成され、これによってすぐれた耐摩耗性と靱性
を具備するローラ部材に特徴を有するものである。
【0008】つぎに、この発明のローラ部材において、
円筒状コア材を構成するFe基焼結合金の成分組成を上
記の通りに限定した理由を説明する。 (a)Mn Mn成分には、圧粉体から焼結体への寸法変化を抑制す
る、むしろ僅かではあるが、膨脹させる作用があるが、
その含有量が1.5%未満では前記作用に所望の効果が
得られず、一方その含有量が2.5%を越えると硬さが
急激に低下するようになることから、その含有量を1.
5〜2.5%と定めた。
円筒状コア材を構成するFe基焼結合金の成分組成を上
記の通りに限定した理由を説明する。 (a)Mn Mn成分には、圧粉体から焼結体への寸法変化を抑制す
る、むしろ僅かではあるが、膨脹させる作用があるが、
その含有量が1.5%未満では前記作用に所望の効果が
得られず、一方その含有量が2.5%を越えると硬さが
急激に低下するようになることから、その含有量を1.
5〜2.5%と定めた。
【0009】(b)Mo Mo成分には、素地に固溶して焼入れ性を高めると共
に、炭化物を形成して硬さを向上させる作用があるが、
その含有量が1%未満では前記作用に所望の効果が得ら
れず、一方その含有量が2%を越えると、強度が低下す
るようになることから、その含有量を1〜2%と定め
た。
に、炭化物を形成して硬さを向上させる作用があるが、
その含有量が1%未満では前記作用に所望の効果が得ら
れず、一方その含有量が2%を越えると、強度が低下す
るようになることから、その含有量を1〜2%と定め
た。
【0010】(c)C C成分には、素地に固溶して強度を向上させるほか、炭
化物を形成して硬さを向上させる作用があるが、その含
有量が0.3%未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方その含有量が1%を越えると靱性が低下するよ
うになることから、その含有量を0.3〜1%と定め
た。
化物を形成して硬さを向上させる作用があるが、その含
有量が0.3%未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方その含有量が1%を越えると靱性が低下するよ
うになることから、その含有量を0.3〜1%と定め
た。
【0011】
【実施例】つぎに、この発明のローラ部材を実施例によ
り具体的に説明する。まず、いずれも内径:20mm×内
径:14mm×長さ:10mmの寸法をもち、かつ内側面に
長さ方向に沿って幅:1mm×高さ:0.5mmの山形突条
を1本形成した、サイアロン基セラミックス、Si3 N
4 基セラミックス、SiC基セラミックス、およびAl
2 O3 基セラミックスで構成されたローラ部材の外側部
分を用意した。なお、上記サイアロン基セラミックス
は、Y−Si−O−N系ガラス質結合相:6容量%を含
有し、残りがSi5.5 Al0.5 O0.5 N7.5 の組成式を
もったβ−サイアロンからなる組成、上記Si3 N4 基
セラミックスは、Y−Mg−Si−O−N系ガラス質結
合相:10容量%を含有し、残りがSi3 N4からなる
組成、またSiC基セラミックスは実質的にSiCから
なる組成、さらにAl2 O3 基セラミックスは、Mg
O:1重量%を含有し、残りがAl2 O3 からなる組成
をもつものである。
り具体的に説明する。まず、いずれも内径:20mm×内
径:14mm×長さ:10mmの寸法をもち、かつ内側面に
長さ方向に沿って幅:1mm×高さ:0.5mmの山形突条
を1本形成した、サイアロン基セラミックス、Si3 N
4 基セラミックス、SiC基セラミックス、およびAl
2 O3 基セラミックスで構成されたローラ部材の外側部
分を用意した。なお、上記サイアロン基セラミックス
は、Y−Si−O−N系ガラス質結合相:6容量%を含
有し、残りがSi5.5 Al0.5 O0.5 N7.5 の組成式を
もったβ−サイアロンからなる組成、上記Si3 N4 基
セラミックスは、Y−Mg−Si−O−N系ガラス質結
合相:10容量%を含有し、残りがSi3 N4からなる
組成、またSiC基セラミックスは実質的にSiCから
なる組成、さらにAl2 O3 基セラミックスは、Mg
O:1重量%を含有し、残りがAl2 O3 からなる組成
をもつものである。
【0012】また、原料粉末として、いずれも10〜7
0μmの範囲内の所定の平均粒径を有するMn粉末、M
o粉末、黒鉛粉末、およびFe粉末を用意し、これら原
料粉末を表1に示される配合組成に配合し、ボールミル
で72時間混合した後、6ton/cm2 の圧力で外径:
14mm×内径:8mm×長さ:10mmの寸法をもち、かつ
外側面に長さ方向に沿って幅:1mm×深さ:0.5mmの
V溝を1本設けた円筒状圧粉体をプレス成形した。
0μmの範囲内の所定の平均粒径を有するMn粉末、M
o粉末、黒鉛粉末、およびFe粉末を用意し、これら原
料粉末を表1に示される配合組成に配合し、ボールミル
で72時間混合した後、6ton/cm2 の圧力で外径:
14mm×内径:8mm×長さ:10mmの寸法をもち、かつ
外側面に長さ方向に沿って幅:1mm×深さ:0.5mmの
V溝を1本設けた円筒状圧粉体をプレス成形した。
【0013】ついで、上記の焼結セラミックスの外側部
分に、表1に示される組合せで、上記円筒状圧粉体を嵌
め込んた状態で、真空中、1180℃に1時間保持の条
件で焼結することにより、焼結セラミックスの外側部分
に実質的に配合組成と同じ成分組成をもったFe基焼結
合金の円筒状コア材が内側部分として焼結嵌着された構
造の本発明ローラ部材1〜7をそれぞれ製造した。
分に、表1に示される組合せで、上記円筒状圧粉体を嵌
め込んた状態で、真空中、1180℃に1時間保持の条
件で焼結することにより、焼結セラミックスの外側部分
に実質的に配合組成と同じ成分組成をもったFe基焼結
合金の円筒状コア材が内側部分として焼結嵌着された構
造の本発明ローラ部材1〜7をそれぞれ製造した。
【0014】
【表1】
【0015】この結果得られた本発明ローラ部材1〜7
における円筒状コア材の圧粉体寸法に対する寸法変化率
を測定し、表1に示した。
における円筒状コア材の圧粉体寸法に対する寸法変化率
を測定し、表1に示した。
【0016】また、比較の目的で、いずれも外径:20
mm×内径:8mm×長さ:10mmの寸法をもち、かつ上記
組成と同じ組成をもったサイアロン基セラミックス、S
i3 N4 基セラミックス、SiC基セラミックス、およ
びAl2 O3 基セラミックスで構成された従来ローラ部
材1〜4を用意した。これらの各種のローラ部材につい
て、靱性を評価する目的で圧壊強度を測定し、表1に示
した。
mm×内径:8mm×長さ:10mmの寸法をもち、かつ上記
組成と同じ組成をもったサイアロン基セラミックス、S
i3 N4 基セラミックス、SiC基セラミックス、およ
びAl2 O3 基セラミックスで構成された従来ローラ部
材1〜4を用意した。これらの各種のローラ部材につい
て、靱性を評価する目的で圧壊強度を測定し、表1に示
した。
【0017】
【発明の効果】表1に示される結果から、本発明ローラ
部材1〜7は、いずれもこれの内側部分を構成する円筒
状コア材が、焼結前後の寸法変化がほとんどなく、むし
ろ膨張するFe基焼結合金で構成されているので、焼結
セラミックスの外側部分と前記内側部分の密着性にすぐ
れ、かつ前記内側部分によって、全体が焼結セラミック
スからなる従来ローラ1〜4に比してすぐれた靱性を示
すことが明らかである。
部材1〜7は、いずれもこれの内側部分を構成する円筒
状コア材が、焼結前後の寸法変化がほとんどなく、むし
ろ膨張するFe基焼結合金で構成されているので、焼結
セラミックスの外側部分と前記内側部分の密着性にすぐ
れ、かつ前記内側部分によって、全体が焼結セラミック
スからなる従来ローラ1〜4に比してすぐれた靱性を示
すことが明らかである。
【0018】上述のように、この発明のローラ部材は、
焼結セラミックスからなる外側部分によってすぐれた耐
摩耗性が確保され、前記外側部分に強固に焼結嵌着され
るFe基焼結合金円筒状コア材の内側部分によってすぐ
れた靭性が確保されるので、苛酷な条件下での実用に際
しても、すぐれた性能を長期に亘って発揮するのであ
る。
焼結セラミックスからなる外側部分によってすぐれた耐
摩耗性が確保され、前記外側部分に強固に焼結嵌着され
るFe基焼結合金円筒状コア材の内側部分によってすぐ
れた靭性が確保されるので、苛酷な条件下での実用に際
しても、すぐれた性能を長期に亘って発揮するのであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C22C 38/12
Claims (1)
- 【請求項1】 焼結セラミックス製ローラ部材の駆動軸
嵌着孔を含む内側部分を、重量%で、 Mn:1.5〜2.5%、 Mo:1〜2%、 C:0.3〜1%、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成を有
する、焼結時に収縮のない、密着性にすぐれたFe基焼
結合金の円筒状コア材で構成したことを特徴とする靱性
のすぐれた焼結セラミックス製ローラ部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21920691A JPH0539508A (ja) | 1991-08-05 | 1991-08-05 | 靭性のすぐれた焼結セラミツクス製ローラ部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21920691A JPH0539508A (ja) | 1991-08-05 | 1991-08-05 | 靭性のすぐれた焼結セラミツクス製ローラ部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0539508A true JPH0539508A (ja) | 1993-02-19 |
Family
ID=16731873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21920691A Withdrawn JPH0539508A (ja) | 1991-08-05 | 1991-08-05 | 靭性のすぐれた焼結セラミツクス製ローラ部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0539508A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7776023B2 (en) | 2001-12-12 | 2010-08-17 | Arkray, Inc. | Method and implement for opening hole in soft material |
| US9976202B2 (en) | 2012-11-14 | 2018-05-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hard particles for incorporation in sintered alloy and wear-resistant iron-based sintered alloy and production method thereof |
-
1991
- 1991-08-05 JP JP21920691A patent/JPH0539508A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7776023B2 (en) | 2001-12-12 | 2010-08-17 | Arkray, Inc. | Method and implement for opening hole in soft material |
| US9976202B2 (en) | 2012-11-14 | 2018-05-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hard particles for incorporation in sintered alloy and wear-resistant iron-based sintered alloy and production method thereof |
| US9988699B2 (en) | 2012-11-14 | 2018-06-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hard particles for incorporation in sintered alloy and wear-resistant iron-based sintered alloy and production method thereof |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981112 |