JPH06128032A - 摺動部品用ジルコニア焼結体及びその製造方法 - Google Patents
摺動部品用ジルコニア焼結体及びその製造方法Info
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- JPH06128032A JPH06128032A JP4307800A JP30780092A JPH06128032A JP H06128032 A JPH06128032 A JP H06128032A JP 4307800 A JP4307800 A JP 4307800A JP 30780092 A JP30780092 A JP 30780092A JP H06128032 A JPH06128032 A JP H06128032A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 相手金属部材の摩耗量が著しく少なく、各種
摺動部品に好適に使用することのできる摺動部品用ジル
コニア焼結体及びその製造方法を提供する。 【構成】 本発明の摺動部品用ジルコニア焼結体は、ジ
ルコニアを主成分とする焼結体であって、アルミナの含
有量が１．５重量％以下であることを特徴とする。ま
た、この摺動部品用ジルコニア焼結体の製造する為に
は、ジルコニア原料と他の原料とを粉砕する粉砕部材と
して、アルミナ含有量が３重量％以下の粉砕部材を使用
する。或は、ジルコニア原料と他の原料とを粉砕する粉
砕時間と、粉砕に使用する粉砕部材中のアルミナの含有
量とに基づいて、摺動用ジルコニア焼結体のアルミナ含
有量を１．５重量％以下とする。
摺動部品に好適に使用することのできる摺動部品用ジル
コニア焼結体及びその製造方法を提供する。 【構成】 本発明の摺動部品用ジルコニア焼結体は、ジ
ルコニアを主成分とする焼結体であって、アルミナの含
有量が１．５重量％以下であることを特徴とする。ま
た、この摺動部品用ジルコニア焼結体の製造する為に
は、ジルコニア原料と他の原料とを粉砕する粉砕部材と
して、アルミナ含有量が３重量％以下の粉砕部材を使用
する。或は、ジルコニア原料と他の原料とを粉砕する粉
砕時間と、粉砕に使用する粉砕部材中のアルミナの含有
量とに基づいて、摺動用ジルコニア焼結体のアルミナ含
有量を１．５重量％以下とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、摺動部品用ジルコニア
焼結体及びその製造方法に関し、詳しくは相手金属部材
の摩耗量が著しく少なく、各種摺動部品に好適に使用す
ることのできる摺動部品用ジルコニア焼結体及びその製
造方法に関する。
焼結体及びその製造方法に関し、詳しくは相手金属部材
の摩耗量が著しく少なく、各種摺動部品に好適に使用す
ることのできる摺動部品用ジルコニア焼結体及びその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、耐熱性や耐摩耗性が要求され
る機械部品の構成材料として、酸化物系、炭化物系ある
いは窒化物系等の各種セラミック材料を使用することが
試みられている。
る機械部品の構成材料として、酸化物系、炭化物系ある
いは窒化物系等の各種セラミック材料を使用することが
試みられている。
【０００３】その中でも、ジルコニア焼結体は特に高強
度かつ高靱性であり、更に断熱性にも優れるため、特開
昭５７−１９１２７４号に開示されるように、エンジン
部品をはじめとする機械部品への応用が盛んに検討され
ている。ところで、このジルコニア焼結体の使用が試み
られている前記機械部品には、相手金属部材が接触した
状態で動く摺動部品が多く、例えば、エンジンのタペッ
ト，カム，ロッカーアーム，シリンダーライナー等への
使用が検討されている。
度かつ高靱性であり、更に断熱性にも優れるため、特開
昭５７−１９１２７４号に開示されるように、エンジン
部品をはじめとする機械部品への応用が盛んに検討され
ている。ところで、このジルコニア焼結体の使用が試み
られている前記機械部品には、相手金属部材が接触した
状態で動く摺動部品が多く、例えば、エンジンのタペッ
ト，カム，ロッカーアーム，シリンダーライナー等への
使用が検討されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ジルコ
ニア焼結体を前記摺動部品として使用した場合、ジルコ
ニア焼結体そのものは摩耗しないが、相手金属部材の摩
耗量が著しく多くなり、摺動部品として好適に使用でき
ないという問題点があった。
ニア焼結体を前記摺動部品として使用した場合、ジルコ
ニア焼結体そのものは摩耗しないが、相手金属部材の摩
耗量が著しく多くなり、摺動部品として好適に使用でき
ないという問題点があった。
【０００５】本発明は、前記課題を解決するためになさ
れ、相手金属部材の摩耗量が著しく少なく、各種摺動部
品に好適に使用することのできる摺動部品用ジルコニア
焼結体及びその製造方法を提供することを目的とする。
れ、相手金属部材の摩耗量が著しく少なく、各種摺動部
品に好適に使用することのできる摺動部品用ジルコニア
焼結体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の請求項１の発明は、ジルコニアを主成分とする焼結体
であって、アルミナの含有量が１．５重量％以下である
ことを特徴とする摺動部品用ジルコニア焼結体を要旨と
する。
の請求項１の発明は、ジルコニアを主成分とする焼結体
であって、アルミナの含有量が１．５重量％以下である
ことを特徴とする摺動部品用ジルコニア焼結体を要旨と
する。
【０００７】また、請求項２の発明は、前記請求項第１
項記載の摺動部品用ジルコニア焼結体の製造方法であっ
て、ジルコニア原料と他の原料とを粉砕する粉砕部材と
して、アルミナ含有量が３重量％以下の粉砕部材を使用
することを特徴とする前記摺動部品用ジルコニア焼結体
の製造方法を要旨とする。
項記載の摺動部品用ジルコニア焼結体の製造方法であっ
て、ジルコニア原料と他の原料とを粉砕する粉砕部材と
して、アルミナ含有量が３重量％以下の粉砕部材を使用
することを特徴とする前記摺動部品用ジルコニア焼結体
の製造方法を要旨とする。
【０００８】更に、請求項３の発明は、前記請求項第１
項記載の摺動部品用ジルコニア焼結体の製造方法であっ
て、ジルコニア原料と他の原料とを粉砕する粉砕時間
と、前記粉砕に使用する粉砕部材中のアルミナの含有量
とに基づいて、前記摺動用ジルコニア焼結体のアルミナ
含有量を１．５重量％以下とすることを特徴とする摺動
部品用ジルコニア焼結体の製造方法をその要旨とする。
項記載の摺動部品用ジルコニア焼結体の製造方法であっ
て、ジルコニア原料と他の原料とを粉砕する粉砕時間
と、前記粉砕に使用する粉砕部材中のアルミナの含有量
とに基づいて、前記摺動用ジルコニア焼結体のアルミナ
含有量を１．５重量％以下とすることを特徴とする摺動
部品用ジルコニア焼結体の製造方法をその要旨とする。
【０００９】ここで、前記摺動部品用ジルコニア焼結体
には、高強度化及び高靱性化を達成するために、例えば
Ｙ2Ｏ3，ＣｅＯ2，Ｙｂ2Ｏ3，ＣａＯ，ＭｇＯ等の安定
化添加剤を添加してもよい。尚、これらの安定化添加剤
の中でも、強度向上の面からはＹ2Ｏ3を用いることが好
ましく、更に、その添加量としては、２．５〜８．０重
量％が好ましい。
には、高強度化及び高靱性化を達成するために、例えば
Ｙ2Ｏ3，ＣｅＯ2，Ｙｂ2Ｏ3，ＣａＯ，ＭｇＯ等の安定
化添加剤を添加してもよい。尚、これらの安定化添加剤
の中でも、強度向上の面からはＹ2Ｏ3を用いることが好
ましく、更に、その添加量としては、２．５〜８．０重
量％が好ましい。
【００１０】また、前記摺動部品用ジルコニア焼結体中
のＳｉＯ2，ＴｉＯ2等の不純物、あるいは着色剤として
のＣｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｅｒ等
の酸化物の含有量は、強度特性上少ないことが好ましい
が、外観上着色する必要のある場合は、前記着色用の酸
化物を各々１．５重量％以下の範囲で添加することもで
きる。
のＳｉＯ2，ＴｉＯ2等の不純物、あるいは着色剤として
のＣｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｅｒ等
の酸化物の含有量は、強度特性上少ないことが好ましい
が、外観上着色する必要のある場合は、前記着色用の酸
化物を各々１．５重量％以下の範囲で添加することもで
きる。
【００１１】前記摺動部品用ジルコニア焼結体の表面状
態は、摺動部品として使用されるため、できるだけ滑ら
かな方が好ましいが、焼き放し後バレル研磨やダイヤモ
ンド砥石による加工を行ったり、あるいは焼き放し後に
加工を施さない等、その表面仕上げ方法について特に限
定はない。
態は、摺動部品として使用されるため、できるだけ滑ら
かな方が好ましいが、焼き放し後バレル研磨やダイヤモ
ンド砥石による加工を行ったり、あるいは焼き放し後に
加工を施さない等、その表面仕上げ方法について特に限
定はない。
【００１２】前記摺動部品用ジルコニア焼結体の気孔率
については、その強度を維持するために５％以下とする
ことが好ましいが、ジルコニア焼結体に潤滑剤を含浸さ
せて使用した方が摺動特性が向上する場合には、気孔率
の高い焼結体としても良い。前記摺動部品としては、金
属と接触して摺動する部品であれば特にその用途に限定
はなく、例えばエンジンに使用されるロッカーアーム，
タペット，インジェクター当金，シム等の他に、ボール
ベアリング，コロ軸受等の各種ベアリングの構成部品
等、様々なものに使用できる。
については、その強度を維持するために５％以下とする
ことが好ましいが、ジルコニア焼結体に潤滑剤を含浸さ
せて使用した方が摺動特性が向上する場合には、気孔率
の高い焼結体としても良い。前記摺動部品としては、金
属と接触して摺動する部品であれば特にその用途に限定
はなく、例えばエンジンに使用されるロッカーアーム，
タペット，インジェクター当金，シム等の他に、ボール
ベアリング，コロ軸受等の各種ベアリングの構成部品
等、様々なものに使用できる。
【００１３】また、前記摺動部品の使用方法としては、
摺動部が高温にならないような潤滑剤中にて摺動させて
もよい。ジルコニア原料と他の原料とを粉砕する前記粉
砕部材としては、例えばポットミル，トロンメル等の粉
砕容器、粉砕容器の内張材、及び粉砕容器内に入れて使
用される球石等が挙げられる。尚、本発明の粉砕部材に
は、原料の粉砕のみならず、混合を目的として用いられ
るものも含まれる。
摺動部が高温にならないような潤滑剤中にて摺動させて
もよい。ジルコニア原料と他の原料とを粉砕する前記粉
砕部材としては、例えばポットミル，トロンメル等の粉
砕容器、粉砕容器の内張材、及び粉砕容器内に入れて使
用される球石等が挙げられる。尚、本発明の粉砕部材に
は、原料の粉砕のみならず、混合を目的として用いられ
るものも含まれる。
【００１４】
【作用】本願発明者は、前記従来のジルコニア焼結体製
の摺動部品の使用により、相手金属部材の摩耗量が著し
く多くなるという現象について鋭意研究した結果、ジル
コニア焼結体中に含有されるアルミナにその原因がある
ことを突き止めるに至った。
の摺動部品の使用により、相手金属部材の摩耗量が著し
く多くなるという現象について鋭意研究した結果、ジル
コニア焼結体中に含有されるアルミナにその原因がある
ことを突き止めるに至った。
【００１５】図３（ａ）は、アルミナを含むジルコニア
焼結体（ＺｒＯ2：９２重量％，Ｙ2Ｏ3：４重量％，Ａ
ｌ2Ｏ3：４重量％）の鏡面研磨品の２次電子像による粒
子構造の写真であり、図３（ｂ）は、同じジルコニア焼
結体中のＡｌ元素の特性Ｘ線による粒子構造の写真であ
る。これらの写真から明らかな様に、ジルコニア焼結体
中にはアルミナ粒子が偏析している。即ち、これらの偏
析したアルミナ粒子の内、相手金属部材と接触する摺動
面に露出するものが、相手側の金属部材の表面を機械的
に削り取るのである。
焼結体（ＺｒＯ2：９２重量％，Ｙ2Ｏ3：４重量％，Ａ
ｌ2Ｏ3：４重量％）の鏡面研磨品の２次電子像による粒
子構造の写真であり、図３（ｂ）は、同じジルコニア焼
結体中のＡｌ元素の特性Ｘ線による粒子構造の写真であ
る。これらの写真から明らかな様に、ジルコニア焼結体
中にはアルミナ粒子が偏析している。即ち、これらの偏
析したアルミナ粒子の内、相手金属部材と接触する摺動
面に露出するものが、相手側の金属部材の表面を機械的
に削り取るのである。
【００１６】さらに、前記のアルミナは、ジルコニア焼
結体の製造工程から混入することが判明した。即ち、ジ
ルコニア焼結体へのアルミナの混入は、ジルコニア原料
と他の原料とを粉砕及び混合する工程（例えばジルコニ
アとイットリア等の安定化添加剤とを粉砕及び混合する
工程）において、アルミナ製の球石及びトロンメル等の
粉砕部材を使用することによって起こることが判明し
た。
結体の製造工程から混入することが判明した。即ち、ジ
ルコニア焼結体へのアルミナの混入は、ジルコニア原料
と他の原料とを粉砕及び混合する工程（例えばジルコニ
アとイットリア等の安定化添加剤とを粉砕及び混合する
工程）において、アルミナ製の球石及びトロンメル等の
粉砕部材を使用することによって起こることが判明し
た。
【００１７】また、共沈法によって混合原料を製造する
場合（例えば、共沈法によりジルコニア−イットリア系
粉末を製造する場合）でも、共沈後の仮焼により凝集し
た２次粒子をほぐすためにアルミナ球石及びアルミナト
ロンメルを使用するので、アルミナが混入することが判
明した。
場合（例えば、共沈法によりジルコニア−イットリア系
粉末を製造する場合）でも、共沈後の仮焼により凝集し
た２次粒子をほぐすためにアルミナ球石及びアルミナト
ロンメルを使用するので、アルミナが混入することが判
明した。
【００１８】そこで、本願請求項１の発明の摺動部品用
ジルコニア焼結体では、アルミナの含有量を１．５重量
％以下とすることにより、相手金属部材がアルミナ粒子
によって機械的に多量に削り取られることがなく、相手
金属部材の摩耗量が著しく減少する。
ジルコニア焼結体では、アルミナの含有量を１．５重量
％以下とすることにより、相手金属部材がアルミナ粒子
によって機械的に多量に削り取られることがなく、相手
金属部材の摩耗量が著しく減少する。
【００１９】また、請求項２の発明の摺動部品用ジルコ
ニア焼結体の製造方法では、前記粉砕部材にアルミナ含
有量が３重量％以下のものを使用することにより、製造
工程におけるアルミナの混入量を低く抑えることがで
き、ジルコニア焼結体中のアルミナ含有量を１．５重量
％以下とすることができる。
ニア焼結体の製造方法では、前記粉砕部材にアルミナ含
有量が３重量％以下のものを使用することにより、製造
工程におけるアルミナの混入量を低く抑えることがで
き、ジルコニア焼結体中のアルミナ含有量を１．５重量
％以下とすることができる。
【００２０】更に、請求項３の発明の摺動部品用ジルコ
ニア焼結体の製造方法では、ジルコニア原料と他の原料
とを粉砕する粉砕時間と、前記粉砕に使用する粉砕部材
中のアルミナの含有量とに基づいて、製造工程における
アルミナの混入量を低く抑えることができる。即ち、例
えば前記粉砕部材中のアルミナの含有量が多い場合で
も、粉砕時間を適宜短くすることによって、アルミナの
混入量を低く抑えることができ、摺動用ジルコニア焼結
体のアルミナ含有量を１．５重量％以下とすることがで
きる。
ニア焼結体の製造方法では、ジルコニア原料と他の原料
とを粉砕する粉砕時間と、前記粉砕に使用する粉砕部材
中のアルミナの含有量とに基づいて、製造工程における
アルミナの混入量を低く抑えることができる。即ち、例
えば前記粉砕部材中のアルミナの含有量が多い場合で
も、粉砕時間を適宜短くすることによって、アルミナの
混入量を低く抑えることができ、摺動用ジルコニア焼結
体のアルミナ含有量を１．５重量％以下とすることがで
きる。
【００２１】
【実施例】以上説明した本発明の作用を一層明らかにす
るために、以下本発明の好適な実施例について説明す
る。 ［実施例１］まず、以下のようにして、アルミナ含有量
の異なる６種類のジルコニア焼結体を製造した。
るために、以下本発明の好適な実施例について説明す
る。 ［実施例１］まず、以下のようにして、アルミナ含有量
の異なる６種類のジルコニア焼結体を製造した。
【００２２】ＺｒＯ2，Ｙ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3各原料（各々
純度９９．９％）を、表１に示す４通りの比率（実施例
の試料Ｎｏ．１〜４）にて調合し、各々球石とトロンメ
ルを用いて２時間混合して、４種類の混合原料を調製し
た。尚、球石及びトロンメルには、その組成が、ＺｒＯ
2：９３重量％，Ｙ2Ｏ3：４重量％，Ａｌ2Ｏ3：３重量
％のものを用いた。
純度９９．９％）を、表１に示す４通りの比率（実施例
の試料Ｎｏ．１〜４）にて調合し、各々球石とトロンメ
ルを用いて２時間混合して、４種類の混合原料を調製し
た。尚、球石及びトロンメルには、その組成が、ＺｒＯ
2：９３重量％，Ｙ2Ｏ3：４重量％，Ａｌ2Ｏ3：３重量
％のものを用いた。
【００２３】次いで、前記の混合原料中の水分量を４０
重量％とし、適量のバインダーを加えて更に混合した
後、これを１７０℃にてスプレードライヤーにより造粒
した。そして、１００ＭＰａの圧力にて金型プレス成型
した後、この成型物を１５５０℃にて１時間焼成し、ジ
ルコニア焼結体を得た。このジルコニア焼結体の成分組
成（蛍光Ｘ線分析にて測定）は、表１に示す通りであっ
た。
重量％とし、適量のバインダーを加えて更に混合した
後、これを１７０℃にてスプレードライヤーにより造粒
した。そして、１００ＭＰａの圧力にて金型プレス成型
した後、この成型物を１５５０℃にて１時間焼成し、ジ
ルコニア焼結体を得た。このジルコニア焼結体の成分組
成（蛍光Ｘ線分析にて測定）は、表１に示す通りであっ
た。
【００２４】ここで、表１におけるＡｌ2Ｏ3の焼結体組
成の値と原料調合比の値とを比較すれば明かな様に、本
実施例１では、原料の粉砕・混合にＡｌ2Ｏ3の含有量が
少ない（Ａｌ2Ｏ3：３重量％）球石及びトロンメルを使
用しているため、ジルコニア焼結体へのアルミナの混入
量は、０〜０．２重量％と非常に少ないことが分かっ
た。
成の値と原料調合比の値とを比較すれば明かな様に、本
実施例１では、原料の粉砕・混合にＡｌ2Ｏ3の含有量が
少ない（Ａｌ2Ｏ3：３重量％）球石及びトロンメルを使
用しているため、ジルコニア焼結体へのアルミナの混入
量は、０〜０．２重量％と非常に少ないことが分かっ
た。
【００２５】続いて、このジルコニア焼結体を摺動部品
として用いた摺動試験について説明する。まず、前記の
様にして得たジルコニア焼結体を、ダイアモンド砥石を
用いて図１に示す様に上面が曲面状である板状の試片１
（Ａ＝２０ｍｍ，Ｂ＝１０ｍｍ，Ｃ＝３ｍｍ，Ｄ＝５ｍ
ｍ，上面の曲率半径Ｒ＝５０ｍｍ）に加工した。尚、試
片１の最大表面粗さは２．０μｍとした。
として用いた摺動試験について説明する。まず、前記の
様にして得たジルコニア焼結体を、ダイアモンド砥石を
用いて図１に示す様に上面が曲面状である板状の試片１
（Ａ＝２０ｍｍ，Ｂ＝１０ｍｍ，Ｃ＝３ｍｍ，Ｄ＝５ｍ
ｍ，上面の曲率半径Ｒ＝５０ｍｍ）に加工した。尚、試
片１の最大表面粗さは２．０μｍとした。
【００２６】次に、図２に示す様に、この試片１を市販
のディーゼルエンジン３の鋳鉄ロッカーアーム５のカム
当接部７にろう付接合して取り付けた。このディーゼル
エンジン３においては、試片１の中央部２は弁ばね１１
にて図２の上方向に付勢されてカム９に常時圧接してお
り、ディーゼルエンジン３の運転した場合にカム９が回
転し、ロッカーアーム５が上下に揺動することによって
弁１３上下に動く機構となっている。ここで、前記カム
９の材質等の試験条件を以下に示す。
のディーゼルエンジン３の鋳鉄ロッカーアーム５のカム
当接部７にろう付接合して取り付けた。このディーゼル
エンジン３においては、試片１の中央部２は弁ばね１１
にて図２の上方向に付勢されてカム９に常時圧接してお
り、ディーゼルエンジン３の運転した場合にカム９が回
転し、ロッカーアーム５が上下に揺動することによって
弁１３上下に動く機構となっている。ここで、前記カム
９の材質等の試験条件を以下に示す。
【００２７】カム材質 ：ＪＩＳ−Ｓ５０Ｃ 潤滑油温度 ：８０℃ 弁ばね荷重 ：１００ｋｇ（バルブクリアランスを
−０．３ｍｍとしてカムと試片は常に接触する） そして、前記の様に試片１を取り付けた後、１００時間
ディーゼルエンジンを運転してカムを４００ｒ.ｐ.ｍ.
にて回転させて摺動試験を行い、その後に試片１の中央
部２及びカムノーズ１５の最大摩耗量を表面粗さ計を用
いて表面粗さとして測定した。その結果を表１に示す。
−０．３ｍｍとしてカムと試片は常に接触する） そして、前記の様に試片１を取り付けた後、１００時間
ディーゼルエンジンを運転してカムを４００ｒ.ｐ.ｍ.
にて回転させて摺動試験を行い、その後に試片１の中央
部２及びカムノーズ１５の最大摩耗量を表面粗さ計を用
いて表面粗さとして測定した。その結果を表１に示す。
【００２８】表１の結果から明かな様に、試片１の摩耗
量は試料Ｎｏ．１〜４すべて２．０μｍ未満と少なく、
良好であった。更に、カムノーズ摩耗量については、焼
結体中のアルミナ含有量が少ないほど、摩耗量が小さい
ことが分かった。そして、アルミナ含有量が１．５重量
％以下である実施例１の試料Ｎｏ．１〜４では、カムノ
ーズ摩耗量が３．３μｍ以下と著しく少なく、摺動部品
として好適であることが分かった。 ［比較例１］次に、比較例１について説明する。
量は試料Ｎｏ．１〜４すべて２．０μｍ未満と少なく、
良好であった。更に、カムノーズ摩耗量については、焼
結体中のアルミナ含有量が少ないほど、摩耗量が小さい
ことが分かった。そして、アルミナ含有量が１．５重量
％以下である実施例１の試料Ｎｏ．１〜４では、カムノ
ーズ摩耗量が３．３μｍ以下と著しく少なく、摺動部品
として好適であることが分かった。 ［比較例１］次に、比較例１について説明する。
【００２９】前記実施例１と同様にして、ＺｒＯ2，Ｙ2
Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3各原料を表１に示す２通りの比率（比較
例の試料Ｎｏ．５，６）にて調合し、各々実施例１と同
じ球石及びトロンメルを用いて原料粉末を調製して、実
施例１と同様な方法にてジルコニア焼結体を得た。この
ジルコニア焼結体の成分組成（蛍光Ｘ線分析にて測定）
は、表１に示す通りであった。
Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3各原料を表１に示す２通りの比率（比較
例の試料Ｎｏ．５，６）にて調合し、各々実施例１と同
じ球石及びトロンメルを用いて原料粉末を調製して、実
施例１と同様な方法にてジルコニア焼結体を得た。この
ジルコニア焼結体の成分組成（蛍光Ｘ線分析にて測定）
は、表１に示す通りであった。
【００３０】そして、実施例１と同様に摺動試験を行
い、試片１の中央部２及びカムノーズ１５の最大摩耗量
を測定した。その結果を表１に示す。表１の結果から明
かな様に、試片１の摩耗量は試料Ｎｏ．５，６共に２．
０μｍ未満であったが、カムノーズ摩耗量については、
１７．５μｍ以上であり、摺動部品として好ましくなか
った。
い、試片１の中央部２及びカムノーズ１５の最大摩耗量
を測定した。その結果を表１に示す。表１の結果から明
かな様に、試片１の摩耗量は試料Ｎｏ．５，６共に２．
０μｍ未満であったが、カムノーズ摩耗量については、
１７．５μｍ以上であり、摺動部品として好ましくなか
った。
【００３１】尚、比較例としてチル鋳鉄製の試片（試料
Ｎｏ．７）についても摺動試験を行ったが、表１の結果
から明かな様に、試片及びカムノーズの摩耗量は、各々
６５，１１５μｍであり、共に試料Ｎｏ．１〜６よりも
大きい値であった。
Ｎｏ．７）についても摺動試験を行ったが、表１の結果
から明かな様に、試片及びカムノーズの摩耗量は、各々
６５，１１５μｍであり、共に試料Ｎｏ．１〜６よりも
大きい値であった。
【００３２】
【表１】
【００３３】［実施例２］ＺｒＯ2及びＹ2Ｏ3原料（各
々純度９９．９％）を準備し、ＺｒＯ2：９５．０重量
％，Ｙ2Ｏ3：５．０重量％の比率で調合して、これを実
施例１と同様に球石及びトロンメルを用いて混合した。
ここで、実施例２においては、Ａｌ2Ｏ3含有量が９２重
量％である球石及びトロンメルを用い、表２に示す様に
混合時間を変化させた２種類の混合原料（試料Ｎｏ．
８，９）を調製した。
々純度９９．９％）を準備し、ＺｒＯ2：９５．０重量
％，Ｙ2Ｏ3：５．０重量％の比率で調合して、これを実
施例１と同様に球石及びトロンメルを用いて混合した。
ここで、実施例２においては、Ａｌ2Ｏ3含有量が９２重
量％である球石及びトロンメルを用い、表２に示す様に
混合時間を変化させた２種類の混合原料（試料Ｎｏ．
８，９）を調製した。
【００３４】続いて、この混合原料を各々実施例１と同
様な方法にて造粒、成型及び焼成を行いジルコニア焼結
体とした。得られた焼結体の成分組成（蛍光Ｘ線分析に
て測定）は、表２に示す通りであった。尚、表２の焼結
体組成の「その他」とは、ＳｉＯ2等の他の成分を示
す。
様な方法にて造粒、成型及び焼成を行いジルコニア焼結
体とした。得られた焼結体の成分組成（蛍光Ｘ線分析に
て測定）は、表２に示す通りであった。尚、表２の焼結
体組成の「その他」とは、ＳｉＯ2等の他の成分を示
す。
【００３５】そして、実施例１と同様な摺動試験を行
い、試片１及びカムノーズ１５の摩耗量を測定した。そ
の結果を表２に示す。表２の焼結体組成のＡｌ2Ｏ3の値
から明かな様に、Ａｌ2Ｏ3を９２重量％含む球石及びト
ロンメルを用いた場合（実施例２）は、Ａｌ2Ｏ3を３重
量％含む球石及びトロンメルを用いた場合（実施例１）
に比べて焼結体中へのＡｌ2Ｏ3の混入量が多く、しかも
この混入量は、混合時間の増加に伴って増大する。しか
しながら、本実施例２の様に球石及びトロンメル中のＡ
ｌ2Ｏ3の含有量が９２重量％と多い場合でも、粉砕時間
を８時間以内にすれば、焼結体中のＡｌ2Ｏ3の混入量を
１．４重量％以下に抑えられる。
い、試片１及びカムノーズ１５の摩耗量を測定した。そ
の結果を表２に示す。表２の焼結体組成のＡｌ2Ｏ3の値
から明かな様に、Ａｌ2Ｏ3を９２重量％含む球石及びト
ロンメルを用いた場合（実施例２）は、Ａｌ2Ｏ3を３重
量％含む球石及びトロンメルを用いた場合（実施例１）
に比べて焼結体中へのＡｌ2Ｏ3の混入量が多く、しかも
この混入量は、混合時間の増加に伴って増大する。しか
しながら、本実施例２の様に球石及びトロンメル中のＡ
ｌ2Ｏ3の含有量が９２重量％と多い場合でも、粉砕時間
を８時間以内にすれば、焼結体中のＡｌ2Ｏ3の混入量を
１．４重量％以下に抑えられる。
【００３６】つまり、前記の様に、混合時間を８時間以
内として、Ａｌ2Ｏ3の含有量を１．４重量％以下とした
実施例２の試料（Ｎｏ．８，９）では、カムノーズの摩
耗量が２．９μｍ以下と著しく少なく、摺動部品として
好適である。また、表２の結果から明かな様に、試片１
の摩耗量は試料Ｎｏ．８，９共に２．０μｍ未満であ
り、良好であった。 ［比較例２］次に、比較例２について説明する。
内として、Ａｌ2Ｏ3の含有量を１．４重量％以下とした
実施例２の試料（Ｎｏ．８，９）では、カムノーズの摩
耗量が２．９μｍ以下と著しく少なく、摺動部品として
好適である。また、表２の結果から明かな様に、試片１
の摩耗量は試料Ｎｏ．８，９共に２．０μｍ未満であ
り、良好であった。 ［比較例２］次に、比較例２について説明する。
【００３７】前記実施例２と同様の比率にてＺｒＯ2及
びＹ2Ｏ3原料を調合して、これを実施例２と同様にＡｌ
2Ｏ3含有量が９２重量％である球石及びトロンメルを用
い、表２に示す様に混合時間を変化させた３種類の比較
例の混合原料（試料Ｎｏ．１０〜１２）を調製して、ジ
ルコニア焼結体を得た。このジルコニア焼結体の成分組
成は、表３に示す通りであった。
びＹ2Ｏ3原料を調合して、これを実施例２と同様にＡｌ
2Ｏ3含有量が９２重量％である球石及びトロンメルを用
い、表２に示す様に混合時間を変化させた３種類の比較
例の混合原料（試料Ｎｏ．１０〜１２）を調製して、ジ
ルコニア焼結体を得た。このジルコニア焼結体の成分組
成は、表３に示す通りであった。
【００３８】そして、実施例２と同様に摺動試験を行
い、試片１の中央部２及びカムノーズ１５の最大摩耗量
を測定した。その結果を表２に示す。表２の結果から明
かな様に、試片１の摩耗量は比較例２の試料Ｎｏ．１０
〜１２すべて２．０μｍ未満であったが、カムノーズ摩
耗量については、１５．０μｍ以上と大きく、摺動部品
として好ましくなかった。
い、試片１の中央部２及びカムノーズ１５の最大摩耗量
を測定した。その結果を表２に示す。表２の結果から明
かな様に、試片１の摩耗量は比較例２の試料Ｎｏ．１０
〜１２すべて２．０μｍ未満であったが、カムノーズ摩
耗量については、１５．０μｍ以上と大きく、摺動部品
として好ましくなかった。
【００３９】
【表２】
【００４０】［実施例３］まず、周知の共沈法によっ
て、ジルコニア焼結体の原料となるＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3系
粉末を製造した。ここで、本実施例３においては、共沈
後の仮焼によって得られた２次凝集粒子をほぐして粉砕
する工程にて、組成がＺｒＯ2：９３重量％，Ｙ2Ｏ3：
４重量％，Ａｌ2Ｏ3：３重量％である球石及びトロンメ
ル（粉砕部材Ａ）を用いた。尚、この粉砕工程の時間は
２０時間とした。
て、ジルコニア焼結体の原料となるＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3系
粉末を製造した。ここで、本実施例３においては、共沈
後の仮焼によって得られた２次凝集粒子をほぐして粉砕
する工程にて、組成がＺｒＯ2：９３重量％，Ｙ2Ｏ3：
４重量％，Ａｌ2Ｏ3：３重量％である球石及びトロンメ
ル（粉砕部材Ａ）を用いた。尚、この粉砕工程の時間は
２０時間とした。
【００４１】そして、前記の様にして得たＺｒＯ2−Ｙ2
Ｏ3系粉末（試料Ｎｏ．１３）に、実施例１及び２と同
様にバインダーを加えて混合し、造粒、成型及び焼成を
行いジルコニア焼結体とした。尚、前記バインダー混合
にも、試料Ｎｏ．１３，１４共に混合部材Ａを用いた。
Ｏ3系粉末（試料Ｎｏ．１３）に、実施例１及び２と同
様にバインダーを加えて混合し、造粒、成型及び焼成を
行いジルコニア焼結体とした。尚、前記バインダー混合
にも、試料Ｎｏ．１３，１４共に混合部材Ａを用いた。
【００４２】前記の様にして得られた焼結体の成分組成
（蛍光Ｘ線分析にて測定）は、表３に示す通りであっ
た。尚、表３の焼結体組成の「その他」とは、ＳｉＯ2
等の他の成分を示す。そして、得られたジルコニア焼結
体を試片１に加工して実施例１及び２と同様な摺動試験
を行い、試片１及びカムノーズ１５の摩耗量を測定し
た。その結果を表３に示す。
（蛍光Ｘ線分析にて測定）は、表３に示す通りであっ
た。尚、表３の焼結体組成の「その他」とは、ＳｉＯ2
等の他の成分を示す。そして、得られたジルコニア焼結
体を試片１に加工して実施例１及び２と同様な摺動試験
を行い、試片１及びカムノーズ１５の摩耗量を測定し
た。その結果を表３に示す。
【００４３】表３の焼結体組成のＡｌ2Ｏ3の値から明か
な様に、２次凝集粒子をほぐす際に粉砕部材Ａ（Ａｌ2
Ｏ3の含有量が３重量％である球石及びトロンメル）を
用いた実施例３の試料Ｎｏ．１３には、Ａｌ2Ｏ3の混入
がほとんど無かった。そして、Ａｌ2Ｏ3の含有量が１．
５重量％以下である実施例３の試料Ｎｏ．１３のカムノ
ーズの摩耗量は１．８μｍと著しく少なく、摺動部品と
して好適である。 ［比較例３］比較例３では、実施例３において共沈によ
って得られた２次凝集粒子をほぐして粉砕する工程に
て、Ａｌ2Ｏ3を９２重量％含んだ球石及びトロンメル
（粉砕部材Ｂ）を用いた。その他の条件については実施
例３と同様である。
な様に、２次凝集粒子をほぐす際に粉砕部材Ａ（Ａｌ2
Ｏ3の含有量が３重量％である球石及びトロンメル）を
用いた実施例３の試料Ｎｏ．１３には、Ａｌ2Ｏ3の混入
がほとんど無かった。そして、Ａｌ2Ｏ3の含有量が１．
５重量％以下である実施例３の試料Ｎｏ．１３のカムノ
ーズの摩耗量は１．８μｍと著しく少なく、摺動部品と
して好適である。 ［比較例３］比較例３では、実施例３において共沈によ
って得られた２次凝集粒子をほぐして粉砕する工程に
て、Ａｌ2Ｏ3を９２重量％含んだ球石及びトロンメル
（粉砕部材Ｂ）を用いた。その他の条件については実施
例３と同様である。
【００４４】焼結体の成分組成及び、試片１及びカムノ
ーズ１５の摩耗量は表３に示した。表３の結果から明ら
かなように、粉砕部材Ｂ（Ａｌ2Ｏ3の含有量が９２重量
％である球石及びトロンメル）を用いた比較例３の試料
Ｎｏ．１４には、２．３重量％、即ち１．５重量％以上
のＡｌ2Ｏ3が混入している。
ーズ１５の摩耗量は表３に示した。表３の結果から明ら
かなように、粉砕部材Ｂ（Ａｌ2Ｏ3の含有量が９２重量
％である球石及びトロンメル）を用いた比較例３の試料
Ｎｏ．１４には、２．３重量％、即ち１．５重量％以上
のＡｌ2Ｏ3が混入している。
【００４５】そして、試片１の摩耗量は２．０μｍ未満
であったが、カムノーズ摩耗量については７．８μｍと
大きく、摺動部品として好ましくなかった。
であったが、カムノーズ摩耗量については７．８μｍと
大きく、摺動部品として好ましくなかった。
【００４６】
【表３】
【００４７】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明はこうした実施例に何等限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な
る態様にて実施しうることは勿論である。
が、本発明はこうした実施例に何等限定されるものでは
なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な
る態様にて実施しうることは勿論である。
【００４８】
【発明の効果】以上詳述した様に、本発明の摺動部品用
ジルコニア焼結体では、相手金属部材の摩耗量が著しく
少ない。よって、摺動部品の長寿命化が達成され、メン
テナンスの回数が低減されるなどの顕著な効果を奏す
る。
ジルコニア焼結体では、相手金属部材の摩耗量が著しく
少ない。よって、摺動部品の長寿命化が達成され、メン
テナンスの回数が低減されるなどの顕著な効果を奏す
る。
【００４９】そして、本発明の摺動部品用ジルコニア焼
結体の製造方法によれば、その製造工程におけるアルミ
ナの混入量を低く抑えることができ、ジルコニア焼結体
中のアルミナ含有量を１．５重量％以下として本発明の
摺動部品用ジルコニア焼結体を得ることが可能となる。
結体の製造方法によれば、その製造工程におけるアルミ
ナの混入量を低く抑えることができ、ジルコニア焼結体
中のアルミナ含有量を１．５重量％以下として本発明の
摺動部品用ジルコニア焼結体を得ることが可能となる。
【図１】 第１〜３実施例の摺動試験にて使用するジル
コニア焼結体試片の斜視図である。
コニア焼結体試片の斜視図である。
【図２】 第１〜３実施例の摺動試験を示す説明図であ
る。
る。
【図３】 アルミナを含むジルコニア焼結体の粒子構造
を示す写真である。
を示す写真である。
１…試片 ３…ディーゼルエンジン ５…ロッカーアーム
Claims (3)
- 【請求項１】 ジルコニアを主成分とする焼結体であっ
て、 アルミナの含有量が１．５重量％以下であることを特徴
とする摺動部品用ジルコニア焼結体。 - 【請求項２】 前記請求項第１項記載の摺動部品用ジル
コニア焼結体の製造方法であって、 ジルコニア原料と他の原料とを粉砕する粉砕部材とし
て、アルミナ含有量が３重量％以下の粉砕部材を使用す
ることを特徴とする前記摺動部品用ジルコニア焼結体の
製造方法 - 【請求項３】 前記請求項第１項記載の摺動部品用ジル
コニア焼結体の製造方法であって、 ジルコニア原料と他の原料とを粉砕する粉砕時間と、前
記粉砕に使用する粉砕部材中のアルミナの含有量とに基
づいて、前記摺動用ジルコニア焼結体のアルミナ含有量
を１．５重量％以下とすることを特徴とする摺動部品用
ジルコニア焼結体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4307800A JPH06128032A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 摺動部品用ジルコニア焼結体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4307800A JPH06128032A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 摺動部品用ジルコニア焼結体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06128032A true JPH06128032A (ja) | 1994-05-10 |
Family
ID=17973382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4307800A Pending JPH06128032A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | 摺動部品用ジルコニア焼結体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06128032A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008050246A (ja) * | 2006-07-26 | 2008-03-06 | Tosoh Corp | 着色ジルコニア焼結体用ジルコニア粉末及び焼結体 |
| KR20190048812A (ko) * | 2017-10-31 | 2019-05-09 | 한국세라믹기술원 | 튜브 형상 세라믹부품의 강도측정용 세라믹스 시편 및 이의 제조방법 |
-
1992
- 1992-10-20 JP JP4307800A patent/JPH06128032A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008050246A (ja) * | 2006-07-26 | 2008-03-06 | Tosoh Corp | 着色ジルコニア焼結体用ジルコニア粉末及び焼結体 |
| KR20190048812A (ko) * | 2017-10-31 | 2019-05-09 | 한국세라믹기술원 | 튜브 형상 세라믹부품의 강도측정용 세라믹스 시편 및 이의 제조방법 |
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