JPS60127281A - セラミツクス摺動部材 - Google Patents
セラミツクス摺動部材Info
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- JPS60127281A JPS60127281A JP23279783A JP23279783A JPS60127281A JP S60127281 A JPS60127281 A JP S60127281A JP 23279783 A JP23279783 A JP 23279783A JP 23279783 A JP23279783 A JP 23279783A JP S60127281 A JPS60127281 A JP S60127281A
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Landscapes
- Braking Arrangements (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は新規なセラミックス摺動部材、さらに詳しくい
えば多孔質セラミックス焼結体から成る、機械部品、特
（二軸受などに好適な含油摺動部材に関するものである
。
えば多孔質セラミックス焼結体から成る、機械部品、特
（二軸受などに好適な含油摺動部材に関するものである
。
、 −１−＋−・
近年、メカトロニクスの発達とともに、新しい摺動部材
に対する要求は、ますます多様化かつ高度化の方向に向
いつつある。
に対する要求は、ますます多様化かつ高度化の方向に向
いつつある。
この摺動部材の中でも、特（ニ含油軸受に代表される含
油摺動部材は、優れた潤滑性能や無給油によるメンテナ
ンスフリーなどの面から、例えば産業用機器や各種家電
製品などの民生用機器分野において、幅広く用いられて
いる。
油摺動部材は、優れた潤滑性能や無給油によるメンテナ
ンスフリーなどの面から、例えば産業用機器や各種家電
製品などの民生用機器分野において、幅広く用いられて
いる。
前記含油摺動部材の代表的なも・のとして、従来、基体
である多孔質金属体に潤滑油を含浸させた、いわゆる焼
結含油粕受がよく知られているが、最近、用途の多様化
からその基体材質はプラスチックやセラミックスなどに
広が９つつある。
である多孔質金属体に潤滑油を含浸させた、いわゆる焼
結含油粕受がよく知られているが、最近、用途の多様化
からその基体材質はプラスチックやセラミックスなどに
広が９つつある。
これらの含油摺動部材の中で、基体が金属系の摺動部材
は銅−スズ系、銅−鉄系、鉄系などの金属粉末を成形−
焼結させて得られた金属多孔、質体の連続気孔中にスピ
ンドル油などの潤滑油を含浸したものであるが、基体自
体が高い熱伝導性を有するため、摺動発熱の放散が早い
区画、高荷重下の摺動部材としては、金属自体の塑性変
形による２− 気孔のつぶれによって摺動性能の劣化が避けられず、ま
た高精密な部品材として用いる場合、摩耗の面において
も十分なものではなく、シたがってさらに良質な基体が
望まれている。
は銅−スズ系、銅−鉄系、鉄系などの金属粉末を成形−
焼結させて得られた金属多孔、質体の連続気孔中にスピ
ンドル油などの潤滑油を含浸したものであるが、基体自
体が高い熱伝導性を有するため、摺動発熱の放散が早い
区画、高荷重下の摺動部材としては、金属自体の塑性変
形による２− 気孔のつぶれによって摺動性能の劣化が避けられず、ま
た高精密な部品材として用いる場合、摩耗の面において
も十分なものではなく、シたがってさらに良質な基体が
望まれている。
他方、プラスチック系については、近年エンジニアリン
グプラスチック素材技術の進歩とともに、軽量かつ安価
であることを特徴とする含油プラスチック摺動部材が注
目されつつあるが、摩擦力が大きく、かつ荷重や温度に
対する寸法変化率が大きいなどの問題があって、その利
用範囲が限定されている。
グプラスチック素材技術の進歩とともに、軽量かつ安価
であることを特徴とする含油プラスチック摺動部材が注
目されつつあるが、摩擦力が大きく、かつ荷重や温度に
対する寸法変化率が大きいなどの問題があって、その利
用範囲が限定されている。
これらの含油摺動部材に対して、最近アルミナを中心と
したセラミックスを用いた含油摺動部材に関する研究が
進められている。しかしながら、セラミックス自体が高
い耐摩耗性や耐圧縮性などの優れた性質を有する反面、
ぜい性材料であるため、多孔質焼結体では粒脱落による
異常摩耗の発生やカケが発生して致命的な欠陥となるた
め、十分な活用に至っていない。
したセラミックスを用いた含油摺動部材に関する研究が
進められている。しかしながら、セラミックス自体が高
い耐摩耗性や耐圧縮性などの優れた性質を有する反面、
ぜい性材料であるため、多孔質焼結体では粒脱落による
異常摩耗の発生やカケが発生して致命的な欠陥となるた
め、十分な活用に至っていない。
本発明者らは、このような事情に鑑み、セラミックスを
用いた含油摺動部材について研究を重ね、その結果、先
に高強度及び高靭性を有するジルコニア焼結体を用いた
含油摺動部材を開発したが、この含油摺動部材は摺動発
熱を迅速に放散しなければならない個所に用いる場合に
は、熱の放散が十分に行われず必ずしも満足しうるもの
とはいえない。このため、本発明者らは、さらに各種素
材について鋭意研究を進めた結果、特定組成のジルコニ
ア・アルミナ複合セラミックスを基体として用いて成る
含油摺動部材によりその目的を達成しうろことを見出し
、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
用いた含油摺動部材について研究を重ね、その結果、先
に高強度及び高靭性を有するジルコニア焼結体を用いた
含油摺動部材を開発したが、この含油摺動部材は摺動発
熱を迅速に放散しなければならない個所に用いる場合に
は、熱の放散が十分に行われず必ずしも満足しうるもの
とはいえない。このため、本発明者らは、さらに各種素
材について鋭意研究を進めた結果、特定組成のジルコニ
ア・アルミナ複合セラミックスを基体として用いて成る
含油摺動部材によりその目的を達成しうろことを見出し
、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、（Ａ）少なくとも７０重量％が正
方晶、残部が単斜晶又は立方晶若しくはその両方から成
る結晶相を有し、安定化剤を含有したジルコエフ４０〜
フ０重量係、及び（Ｂ）アルミナ６０〜３０重量俸かも
成り、かつ気孔率が５〜５０体積係体積孔質焼結体に、
潤滑油を含有させたことを特徴とするセラミックス摺動
部材を提供するものである。
方晶、残部が単斜晶又は立方晶若しくはその両方から成
る結晶相を有し、安定化剤を含有したジルコエフ４０〜
フ０重量係、及び（Ｂ）アルミナ６０〜３０重量俸かも
成り、かつ気孔率が５〜５０体積係体積孔質焼結体に、
潤滑油を含有させたことを特徴とするセラミックス摺動
部材を提供するものである。
本発明のセラミックス摺動部材の特徴は、その基体とし
て用いる気孔率５〜５０体積チ体積孔質焼結体が、特定
の結晶相を有するジルコニアとアルミナとを特定の比率
で含有した複合セラミックスから成る点にあり、このも
のは高強度及び高靭性を有し、かつ熱伝導率が高いので
、極めて高荷重下においても安定した摺動性能を維持す
ることができ、その上摺動発熱の放散についても十分に
満足しつる。
て用いる気孔率５〜５０体積チ体積孔質焼結体が、特定
の結晶相を有するジルコニアとアルミナとを特定の比率
で含有した複合セラミックスから成る点にあり、このも
のは高強度及び高靭性を有し、かつ熱伝導率が高いので
、極めて高荷重下においても安定した摺動性能を維持す
ることができ、その上摺動発熱の放散についても十分に
満足しつる。
本発明の摺動部材に用いる多孔質セラミックス焼結体は
、少なくとも７０重量％が正方晶、残部が単斜晶又は立
方晶若しくはその両方とから成る結晶相を有し、安定化
剤を含有したジルコニア４０〜７０重量％及びアルミナ
６０〜３０重量％から成ることが必要である。該結晶相
が前記範囲を逸脱するとセラミックス自体の靭性が低下
して、粒脱落による異常摩耗を生じるし、またアルミナ
含有量が３０重量％未満では熱伝導度が小さく、一方６
０重量％を超えると強度低下が大きくなり、したがって
、実用上好ましい摺動部材であるため−５−ＦＩ＋１１
”１ には組成域は限定される。なお、アルミナ及びジルコニ
アの熱伝導率はそれぞれ０．０７及び０．００４５ｃａ
ｌ／ｃｍ ・ｓ’ｅ ｃ −℃テアル。
、少なくとも７０重量％が正方晶、残部が単斜晶又は立
方晶若しくはその両方とから成る結晶相を有し、安定化
剤を含有したジルコニア４０〜７０重量％及びアルミナ
６０〜３０重量％から成ることが必要である。該結晶相
が前記範囲を逸脱するとセラミックス自体の靭性が低下
して、粒脱落による異常摩耗を生じるし、またアルミナ
含有量が３０重量％未満では熱伝導度が小さく、一方６
０重量％を超えると強度低下が大きくなり、したがって
、実用上好ましい摺動部材であるため−５−ＦＩ＋１１
”１ には組成域は限定される。なお、アルミナ及びジルコニ
アの熱伝導率はそれぞれ０．０７及び０．００４５ｃａ
ｌ／ｃｍ ・ｓ’ｅ ｃ −℃テアル。
前記多孔質セラミックス焼結体の気孔率は５〜５０体積
係体積孔であり、この気孔率が５体積％未満では含油量
が少なすぎて潤滑性上問題が生ムまた５０体積係を超え
ると高荷重下における摺動性能に劣る。
係体積孔であり、この気孔率が５体積％未満では含油量
が少なすぎて潤滑性上問題が生ムまた５０体積係を超え
ると高荷重下における摺動性能に劣る。
本発明に用いる安定化剤は、ジルコニアが前記のような
特定の結晶相を有するために必要であって、このような
ものとしては、例えばＹ２ ｏ３１ Ｃ！ａＱ ’１Ｍ
ｇＱ 、 ＯｅＱなどが好ましく挙げられる。これらの
安定化剤はそれぞれ単独で含有していてもよいし、２種
以上含有していてもよい。この含有量としては、１〜１
０モル％の範囲が適当である。
特定の結晶相を有するために必要であって、このような
ものとしては、例えばＹ２ ｏ３１ Ｃ！ａＱ ’１Ｍ
ｇＱ 、 ＯｅＱなどが好ましく挙げられる。これらの
安定化剤はそれぞれ単独で含有していてもよいし、２種
以上含有していてもよい。この含有量としては、１〜１
０モル％の範囲が適当である。
本発明の摺動部材に用いる多孔質セラミックス焼結体を
製造するためには、まずジルコニア粉末に、安定化剤と
して、例えばＹ２ Ｏ３＋ Ｃａ０ 、 ＭｇＱ 。
製造するためには、まずジルコニア粉末に、安定化剤と
して、例えばＹ２ Ｏ３＋ Ｃａ０ 、 ＭｇＱ 。
Ｃａ０などの中から選ばれた少なくとも１種を粉末状で
加え、ボールミルなどの混合機で混合したの６一 ち、この混合物を１０００〜１２００℃の温度範囲で仮
焼する。次いでこの仮焼物にアルミナ粉末を加え再びボ
ールミルなどで湿式混合粉砕し、乾燥して粒度調整後、
得られた粉末に多孔質化するため、セルロース粉末など
の有機燃焼揮散剤を適量混合して成形したのち、１５０
０〜１７００℃の温度範囲で燃成すればよい。
加え、ボールミルなどの混合機で混合したの６一 ち、この混合物を１０００〜１２００℃の温度範囲で仮
焼する。次いでこの仮焼物にアルミナ粉末を加え再びボ
ールミルなどで湿式混合粉砕し、乾燥して粒度調整後、
得られた粉末に多孔質化するため、セルロース粉末など
の有機燃焼揮散剤を適量混合して成形したのち、１５０
０〜１７００℃の温度範囲で燃成すればよい。
この場合、前記安定化剤の量と焼成温度とを制御するこ
とによって、該焼結体の結晶相を所望の割合になすこと
ができる。
とによって、該焼結体の結晶相を所望の割合になすこと
ができる。
また、所望の結晶相を有する該焼結体を形成させるため
に、前記のように各金属の酸化物をそれぞれ独立粉末と
して用いる以外に、共沈法やコロイド添加法などの公知
の手段によって調製した複合酸化物粉末として用いるこ
とができる。
に、前記のように各金属の酸化物をそれぞれ独立粉末と
して用いる以外に、共沈法やコロイド添加法などの公知
の手段によって調製した複合酸化物粉末として用いるこ
とができる。
このようにして得られた多孔質セラミックス焼結体は、
真空含浸法などの公知の方法によって、その気孔中にス
ピンドル油などの潤滑油を含有させることによシ、本発
明のセラミックス摺動部材を与える。
真空含浸法などの公知の方法によって、その気孔中にス
ピンドル油などの潤滑油を含有させることによシ、本発
明のセラミックス摺動部材を与える。
本発明のセラミックス摺動部材は高荷重に耐えうる強度
を有し、かつ摺動発熱の放散性に優れているた゛め、か
酷な条件下においても十分に耐えうるものとして、多く
の分野に有効に利用しうる。
を有し、かつ摺動発熱の放散性に優れているた゛め、か
酷な条件下においても十分に耐えうるものとして、多く
の分野に有効に利用しうる。
次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。
なお、得られた摺動部材の物性は次に示す方法に従って
測定した。
測定した。
（１） 気孔率
円柱体（直径１０朋×長さ１０闘）試料にスピンドル油
を真空含浸せしめ、吸油量から気孔率を算出した。
を真空含浸せしめ、吸油量から気孔率を算出した。
（２）結晶相
結晶相における単斜晶相、正方晶相及び立方晶相の定量
はＸ線回折法によシ測定した。
はＸ線回折法によシ測定した。
単斜晶相の定量は、単斜晶（１’１１）、（１１１）
の回折ピーク強度〔工Ｍ（１１１）、１Ｍ（ｎＴ））と
正方晶、立方晶の（１１１）の回折ピーク強度〔工Ｔ＋
。（１１１））の比から次の式（Ｉ）を用いて行った。
の回折ピーク強度〔工Ｍ（１１１）、１Ｍ（ｎＴ））と
正方晶、立方晶の（１１１）の回折ピーク強度〔工Ｔ＋
。（１１１））の比から次の式（Ｉ）を用いて行った。
７−
エＭ（１１１） ” １Ｍ（１１〒）
Ｃ＝ ・・・ （Ｉ）
Ｍ １Ｍ（１１１）＋１Ｍ（１１１〒）” １Ｔ＋０（
１１１）正方晶相及び立方晶相の定量については、正方
晶の（４０りと（００４）の回折ピーク強度〔工Ｔ（４
ｏｏ）。
１１１）正方晶相及び立方晶相の定量については、正方
晶の（４０りと（００４）の回折ピーク強度〔工Ｔ（４
ｏｏ）。
■Ｔ（。。４）〕と立方晶相の（４００）の回折ピーク
強度〔工。（４００））との比から式（［１を用いて正
方晶相をめ、残量を立方晶相とした。
強度〔工。（４００））との比から式（［１を用いて正
方晶相をめ、残量を立方晶相とした。
（３）摺動性能
ピン−円板式摩擦・摩耗試験機を使用し、荷重２００ｋ
ｇ／ａｎ２、周速１５０ａ１１／ｓｅｃの条件で運転し
、試験片の摺動面変化を観察して摺動性能を判定した。
ｇ／ａｎ２、周速１５０ａ１１／ｓｅｃの条件で運転し
、試験片の摺動面変化を観察して摺動性能を判定した。
なお、ビンにサンプル、円板にはＳＵＳ ３０４を用い
た。
た。
（４）熱伝導率
Ｊ工ｓ ２１１ （９）に準じてめた。
８一
実施例１
Ｙ、０３３モル％を含有させた市販のＺｒＱ、粉末６０
重量部と平均粒径０．５μのアルミナ４０重量部をボー
ルミルに入れ、湿式混合したのち乾燥して粉末混合物を
得た。次にこの粉末混合物に１５０〜２００メツシユの
セルロース粉末を適量混合し、１ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力
で成形したのち、１６００℃で２時間焼成して、気孔率
の異なる多孔質焼結体を作成し、公知の真空含浸法によ
シスビンドル油を含浸させて、サンプル１〜５の摺動部
材を得た。これらの気孔率及び摺動性能をめ、その結果
を第１表に示す。
重量部と平均粒径０．５μのアルミナ４０重量部をボー
ルミルに入れ、湿式混合したのち乾燥して粉末混合物を
得た。次にこの粉末混合物に１５０〜２００メツシユの
セルロース粉末を適量混合し、１ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力
で成形したのち、１６００℃で２時間焼成して、気孔率
の異なる多孔質焼結体を作成し、公知の真空含浸法によ
シスビンドル油を含浸させて、サンプル１〜５の摺動部
材を得た。これらの気孔率及び摺動性能をめ、その結果
を第１表に示す。
なお、得られた焼結体のジルコニア結晶相は正方晶８５
重量％、立方晶１０重量％、単斜晶５重量％であった。
重量％、立方晶１０重量％、単斜晶５重量％であった。
第１表
この表から明らかなように、気孔率は５〜５０体積チの
範囲であることが好ましい。
範囲であることが好ましい。
実施例２
市販のＺｒＯ２粉末に安定化剤として添加するＹ２Ｏ３
粉末の量を１〜１０モル係の範囲で変化させて加えたの
ち、ボールミルで混合し、乾燥後１２００°Ｃで仮焼し
た。この粉末６０重量部にアルミナ粉末４０重量部、さ
らに１００〜１５０ メツシュのセルロース粉末を最終
焼結体の気孔率が６０体積％となるように加え、ボール
ミルで混合したのち乾燥し、得られた乾燥粉末を１ｔｏ
ｎ／（７）２の圧力で成形後、１５００〜１７００℃で
２時間焼成してジルコニア結晶相の異なる含油摺動部材
サンプル６〜１０を作成した。これらのジルコニア結晶
構造及び摺動性能をめ、その結果を第２表に示した。
粉末の量を１〜１０モル係の範囲で変化させて加えたの
ち、ボールミルで混合し、乾燥後１２００°Ｃで仮焼し
た。この粉末６０重量部にアルミナ粉末４０重量部、さ
らに１００〜１５０ メツシュのセルロース粉末を最終
焼結体の気孔率が６０体積％となるように加え、ボール
ミルで混合したのち乾燥し、得られた乾燥粉末を１ｔｏ
ｎ／（７）２の圧力で成形後、１５００〜１７００℃で
２時間焼成してジルコニア結晶相の異なる含油摺動部材
サンプル６〜１０を作成した。これらのジルコニア結晶
構造及び摺動性能をめ、その結果を第２表に示した。
第２表
この表から、ジルコニア結晶相中に正方晶が７０重量係
以上存在しなければ、摺動部材としての強度に問題が発
生することが分る。
以上存在しなければ、摺動部材としての強度に問題が発
生することが分る。
実施例６
Ｙ２Ｏ３３モル係を含有させた市販のＺｒＯ２粉末とア
ルミナ粉末との混合比率を変え、湿式混合したのち乾燥
した。次いで得られた乾燥粉末に１５０〜１１− ２００メツシユのセルロース粉末を最終焼結体の気孔率
が３０体積係となるように混合し、ｉ ｔ０ｎ〆メの圧
力で成形後、１６００℃で２時間焼成した。次に、公知
の真空含浸法にょシスビンドル油を含浸し、サンプル１
１〜１５のセラミックス摺動部材を得た。
ルミナ粉末との混合比率を変え、湿式混合したのち乾燥
した。次いで得られた乾燥粉末に１５０〜１１− ２００メツシユのセルロース粉末を最終焼結体の気孔率
が３０体積係となるように混合し、ｉ ｔ０ｎ〆メの圧
力で成形後、１６００℃で２時間焼成した。次に、公知
の真空含浸法にょシスビンドル油を含浸し、サンプル１
１〜１５のセラミックス摺動部材を得た。
これらの摺動性能、熱伝導率をめ、その結果を第６表に
示した。
示した。
第３表
この表からアルミナ化率３０〜６０重量％の範囲内にあ
るとき、摺動部材として好ましいことが分る。
るとき、摺動部材として好ましいことが分る。
１２−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １（Ａ）少なくとも７０重量％が正方晶、残部が単斜晶
又は立方晶若しくはその両方とから成る結晶相を有し、
安定化剤を含有したジルコニア４０〜７０重量％、及び
（Ｂ）アルミナ６０〜３０重量係から成シ、かつ気孔率
が５〜５０体積チの多孔質焼結体に、潤滑油を含有させ
たことを特徴とするセラミックス摺動部材。 ２ 安定化剤がＹ２Ｏ３，Ｃａ０９Ｍｇ０及びＯｓＱの
中から選ばれた少なくとも１種である特許請求の範囲第
１項記載のセラミックス摺動部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23279783A JPS60127281A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | セラミツクス摺動部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23279783A JPS60127281A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | セラミツクス摺動部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60127281A true JPS60127281A (ja) | 1985-07-06 |
Family
ID=16944901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23279783A Pending JPS60127281A (ja) | 1983-12-12 | 1983-12-12 | セラミツクス摺動部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60127281A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62129149U (ja) * | 1986-02-03 | 1987-08-15 | ||
| US5173202A (en) * | 1985-11-27 | 1992-12-22 | Kabushiki Kaisha Kawabata Seisakusho | Lubricant coating material: its characteristics and method of manufacture |
-
1983
- 1983-12-12 JP JP23279783A patent/JPS60127281A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5173202A (en) * | 1985-11-27 | 1992-12-22 | Kabushiki Kaisha Kawabata Seisakusho | Lubricant coating material: its characteristics and method of manufacture |
| JPS62129149U (ja) * | 1986-02-03 | 1987-08-15 |
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