JPS6071581A - 耐熱耐摺動損傷無機系構造材料 - Google Patents
耐熱耐摺動損傷無機系構造材料Info
- Publication number
- JPS6071581A JPS6071581A JP58179188A JP17918883A JPS6071581A JP S6071581 A JPS6071581 A JP S6071581A JP 58179188 A JP58179188 A JP 58179188A JP 17918883 A JP17918883 A JP 17918883A JP S6071581 A JPS6071581 A JP S6071581A
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- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
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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】
本発明は諸種の環境における滑りを伴う機械部品材料並
びに構造材料、例えば内燃機関用シリンダ、カム、ピス
トンリング、ベアリング、ロータリパルプ、ポンプのベ
ーン、サイドシール、歯車並びに切削工具、塑性加工工
具等に使用される摺動損傷に強い耐熱耐摺動損傷無機系
構造材料に関するものである。
びに構造材料、例えば内燃機関用シリンダ、カム、ピス
トンリング、ベアリング、ロータリパルプ、ポンプのベ
ーン、サイドシール、歯車並びに切削工具、塑性加工工
具等に使用される摺動損傷に強い耐熱耐摺動損傷無機系
構造材料に関するものである。
従来、このような高温のもとで使用される材料として高
温高強度のＳ１＄ ７Ｖ４ 、５ ｔ Ｃ、ＺｒＯ２等
のセラミックスが検討されているが脆性破壊を起しやす
いため強度のバラツキが大きく、また摺動部に使用され
た場合必ずしも良好でない。
温高強度のＳ１＄ ７Ｖ４ 、５ ｔ Ｃ、ＺｒＯ２等
のセラミックスが検討されているが脆性破壊を起しやす
いため強度のバラツキが大きく、また摺動部に使用され
た場合必ずしも良好でない。
これはかかるセラミックスの脆性破壊の特性として、金
属等の延性による破壊とは異なり、数ミクロン程度の比
較的小さな限界長さを越えたクラックが存在すると極め
て容易にクラックが進展するので著しい強度低下がもた
らされるからである。そして１部品としての動作並びに
組立過程の表面摺動により、これらの材料中には微細な
りラックを生じ易い。これを防ぐには大別して次の２種
類の方法が考えられている。
属等の延性による破壊とは異なり、数ミクロン程度の比
較的小さな限界長さを越えたクラックが存在すると極め
て容易にクラックが進展するので著しい強度低下がもた
らされるからである。そして１部品としての動作並びに
組立過程の表面摺動により、これらの材料中には微細な
りラックを生じ易い。これを防ぐには大別して次の２種
類の方法が考えられている。
即ち（１）材料を高靭性化することにより亀裂の発生を
防止する。（２）潤滑作用を付加して摩擦係数を減少さ
せることにより、摺動時に発生する応力を低減する。
防止する。（２）潤滑作用を付加して摩擦係数を減少さ
せることにより、摺動時に発生する応力を低減する。
このうち前記（１）の方法は各種の研究が行われている
が摺動条件によっては必ずしも満足する結果は得られて
いない。本発明は前記（２）の方法について鋭意研究し
てなされたものであり、その目的とするところは潤滑、
油が無効となる高温のもとで摺動特性を良好にすること
により強度と耐久性がある耐熱耐摺動損傷無機系＜１４
造材料を提供することにある。
が摺動条件によっては必ずしも満足する結果は得られて
いない。本発明は前記（２）の方法について鋭意研究し
てなされたものであり、その目的とするところは潤滑、
油が無効となる高温のもとで摺動特性を良好にすること
により強度と耐久性がある耐熱耐摺動損傷無機系＜１４
造材料を提供することにある。
以下、本発明を説明する。
Ｃｒ、０３． Ｔｉｅ！、 ＮｂＯ２、ＺｒＯ２、Ｔａ
Ｃ、ＶＣ，ＭｏＳｉ 。
Ｃ、ＶＣ，ＭｏＳｉ 。
Ｎｏ Ｃ、ＩＰ’ｃ等のセラミックス材（以下、これら
の材料を高温自己潤滑セラミックス材料と言う）はそれ
ぞれに適した環境物質中では、高温時に摩擦係数が低下
するし、摺動損傷を生ぜず、耐摩耗性もすぐれている特
性を発明者は見い出した。しかしながらこれらの高温自
己潤滑セラミックス材料の多べは単体では十分な強度を
得られない。
の材料を高温自己潤滑セラミックス材料と言う）はそれ
ぞれに適した環境物質中では、高温時に摩擦係数が低下
するし、摺動損傷を生ぜず、耐摩耗性もすぐれている特
性を発明者は見い出した。しかしながらこれらの高温自
己潤滑セラミックス材料の多べは単体では十分な強度を
得られない。
そこで、高温で強度を有する耐熱構造用セラミックス材
料として一般的に使用されかつそれぞれの高温自己潤滑
セラミックス材料と密着性の良い選択された材料として
の金属窒化物（ｓｚＪａ 。
料として一般的に使用されかつそれぞれの高温自己潤滑
セラミックス材料と密着性の良い選択された材料として
の金属窒化物（ｓｚＪａ 。
ＡＩＮ 、 ＴｉＮ 、 ＢＮ ）若しくは金属炭化物
（Ｆ（、’。
（Ｆ（、’。
ＳｉＣ）、金ｆｌ酸化物（Δ１２０３． Ｚｒ０２）な
どのセラミックス材料又は前記金属窒化物若しくは金属
炭化物、金属酸化物等を主成分とするサーメツト材等を
素地となる材料を窓材料とし、この窓材料の表面を高温
自己潤滑性セラミックス材料で被覆することにより、潤
滑油が無効となる高温のもとで摺動特性が良好で１強度
と耐久性のある構造材料を作成した。
どのセラミックス材料又は前記金属窒化物若しくは金属
炭化物、金属酸化物等を主成分とするサーメツト材等を
素地となる材料を窓材料とし、この窓材料の表面を高温
自己潤滑性セラミックス材料で被覆することにより、潤
滑油が無効となる高温のもとで摺動特性が良好で１強度
と耐久性のある構造材料を作成した。
窓材料としては表１に示す特性を示すセラミックス材料
である。
である。
高温自己潤滑セラミックス材料の、基材料表面への被覆
の方法としては、プラズマジェットによる溶射等では密
着強度が不十分なので、さらに常圧焼結、ＨＩＰ法を併
用したり、あるいは粉末に埋没してのホットプレス、Ｈ
Ｉｐ法。
の方法としては、プラズマジェットによる溶射等では密
着強度が不十分なので、さらに常圧焼結、ＨＩＰ法を併
用したり、あるいは粉末に埋没してのホットプレス、Ｈ
Ｉｐ法。
アイソスタテックプレス後の常圧焼結法等の方法で作成
することとする。作成条件の目安はＩＩＩＰ法の場合、
温度１０００ないし２５００℃、圧力１０ないし３００
０気圧の範囲から選択する。他の方法の場合はこれに準
じて選択する。
することとする。作成条件の目安はＩＩＩＰ法の場合、
温度１０００ないし２５００℃、圧力１０ないし３００
０気圧の範囲から選択する。他の方法の場合はこれに準
じて選択する。
以下実施例を説明する。
実施例１
８＠１図は、 ５ＬｓＮ４よりなる窓材料にＣｒ、Ｏ，
ヨＱ ｆする高温自己潤滑セラミックス材料を破口した
構造材料を、５００℃の無潤滑高温大気中でｌ ＯＫｖ
／ｃｊの荷重を加えて摺動した場合の表面粗さ曲線であ
る。摺動範囲に於てもほとんど傷を生ぜず、゛加熱によ
る亀裂も生じていない。
ヨＱ ｆする高温自己潤滑セラミックス材料を破口した
構造材料を、５００℃の無潤滑高温大気中でｌ ＯＫｖ
／ｃｊの荷重を加えて摺動した場合の表面粗さ曲線であ
る。摺動範囲に於てもほとんど傷を生ぜず、゛加熱によ
る亀裂も生じていない。
比較例
第２図は、Ｓｉ、Ｎ、よりなる窓材料をそのまま構造材
料にして上記と同じ＜５００℃の高温大気中で摺動した
場合の表面粗さ曲線である。第１図とンＩＬつて摺動に
よって著しい損傷が生じていることがわかる。
料にして上記と同じ＜５００℃の高温大気中で摺動した
場合の表面粗さ曲線である。第１図とンＩＬつて摺動に
よって著しい損傷が生じていることがわかる。
第３図は、炭床鋼よりなる窓材料にＣ？！０． よりな
る高温自己潤滑セラミックス材料を被覆した構造材料に
５００℃の高温下で摺動した場合の表面粗さ曲線であり
、この場合は熱膨張の差による亀裂が一面に生じている
ことがわかる。
る高温自己潤滑セラミックス材料を被覆した構造材料に
５００℃の高温下で摺動した場合の表面粗さ曲線であり
、この場合は熱膨張の差による亀裂が一面に生じている
ことがわかる。
また窓材料が金属であると熱膨張率の大ぎな差のため高
温でセラミックス被膜中に引っばり応力を生じ微細なり
ラックを発生する。
温でセラミックス被膜中に引っばり応力を生じ微細なり
ラックを発生する。
上記した如く、窓材料の表面に高温自己潤滑セラミック
ス材料（例： Ｃｒ、０１ ）を被覆する方法を行なう
と各使用算器気中、高温での摺動特性が良好なため摺動
損傷を生じにくく、摺動損傷による強度低下を防止出来
る材料を選べる有利さがある。
ス材料（例： Ｃｒ、０１ ）を被覆する方法を行なう
と各使用算器気中、高温での摺動特性が良好なため摺動
損傷を生じにくく、摺動損傷による強度低下を防止出来
る材料を選べる有利さがある。
実施例２
表２に窓材料としてＳｉ、Ｎ、を用いこの窓材料並びに
耐摺動損傷特性を示す。
耐摺動損傷特性を示す。
実施例３
表３に窓材料としてＳｉＣを用いこの窓材料に各種の高
温自己潤滑セラミックス材料を被覆した耐熱耐摺動損傷
無機系構造材料セラミックス材料の摺動特性並びに耐摺
動損傷特性を示す。
温自己潤滑セラミックス材料を被覆した耐熱耐摺動損傷
無機系構造材料セラミックス材料の摺動特性並びに耐摺
動損傷特性を示す。
実施例４
表４に基材料としてＺｒＯ，を用いこの基材料に各種の
高温自己油滑セラミックス材料を被覆した耐熱耐抽動損
傷無機系構造材料セラミックス材料の振動特性並びに耐
摺動損傷特性を示す。
高温自己油滑セラミックス材料を被覆した耐熱耐抽動損
傷無機系構造材料セラミックス材料の振動特性並びに耐
摺動損傷特性を示す。
実施例５
表５に基材料としてＡｔ、Ｏ５を用いこの基材料に各種
の高温自己潤滑セラミックス材料を被覆した耐熱耐摺動
損傷無機系構造材料セラミックス材料の摺動特性並びに
耐摺動損傷特性を示す。
の高温自己潤滑セラミックス材料を被覆した耐熱耐摺動
損傷無機系構造材料セラミックス材料の摺動特性並びに
耐摺動損傷特性を示す。
実施例６
表６に基材料として５ｉ−４１−０−Ｎを用いこの基材
料に各種の高温自己潤滑セラミックス材料を被板した耐
熱耐摺動損傷無機系構造材料セラミックス材料の摺動特
性並びに耐摺動損傷特性を示す。
料に各種の高温自己潤滑セラミックス材料を被板した耐
熱耐摺動損傷無機系構造材料セラミックス材料の摺動特
性並びに耐摺動損傷特性を示す。
実施例７
表７に基材料として超硬サーメットを用いこの基材料に
各種の高温自己潤滑セラミックス材料を被覆した耐熱耐
摺動損傷無機系構造材料セラミックス材料の摺動特性並
びに耐摺動損傷特性を示す。
各種の高温自己潤滑セラミックス材料を被覆した耐熱耐
摺動損傷無機系構造材料セラミックス材料の摺動特性並
びに耐摺動損傷特性を示す。
実施例８
表８に基材料としてＡＩＮを用いこの基材料に各種の高
温自己１滑セラミツクス材料を被δ’ｆした耐熱耐摺動
損傷無機系構造材料セラミックス材料の摺動特性並びに
耐摺動損傷特性を示す。
温自己１滑セラミツクス材料を被δ’ｆした耐熱耐摺動
損傷無機系構造材料セラミックス材料の摺動特性並びに
耐摺動損傷特性を示す。
実ｆｒ［ｉ例９
表９に基材料ＥしてＡｔＮサーメットを用いこの基材料
に各種の高温自己潤滑セラミックス材料を被覆した耐熱
耐摺動損傷無機系構造材料セラミックス材料の摺動特性
並びに耐摺動損傷特性を示す。
に各種の高温自己潤滑セラミックス材料を被覆した耐熱
耐摺動損傷無機系構造材料セラミックス材料の摺動特性
並びに耐摺動損傷特性を示す。
実施例１０
表１０に基材料としてＴｉＮを用いこの基材料に各種の
高温自己潤滑セラミックス材料を被覆した耐熱耐摺動損
傷無機系構造材料セラミックス材料の摺動特性並びに耐
摺動損傷特性な示鳴実施例１１ ｉｌｌに基材料としてＢＮを用いこの基材料に各種の高
温自己潤滑セラミックス材料を被覆。
高温自己潤滑セラミックス材料を被覆した耐熱耐摺動損
傷無機系構造材料セラミックス材料の摺動特性並びに耐
摺動損傷特性な示鳴実施例１１ ｉｌｌに基材料としてＢＮを用いこの基材料に各種の高
温自己潤滑セラミックス材料を被覆。
した耐熱耐摺動損傷無機系構造材料セラミックス材料の
摺動特性並びに耐摺動損傷特性を示す。
摺動特性並びに耐摺動損傷特性を示す。
以下余白
表２〜表１１を次に示す。
表２〜表１１において摺動試験条件１．Ｆは次の通りで
ある。
ある。
、４：無給油で４００℃以下
Ｂ：無給油で５００〜７００℃
Ｃ：合成油（１！滑油）、４００℃以下Ｄ＝合り油（潤
滑油）、 ４００℃以下Ｅ：合成油＋硫化物添加、４０
０ ℃以下Ｆ：Ｅ、Ｓガス雰囲気、＋０００１？：本発
明は以上詳述したように、金属窒化物（Ｓｉ、Ｎ４．
ＡＩＭ 、 ｉ’ｉＮ 、 ＢＮ ）もしくは金属炭化
物（ＩＣ、ＴｉＣ）、金属ｉ′１２化物（Ａｌ、Ｏａ、
ＺｒＯ，）などのセラミックス材料、または前記金属
窒化物。
滑油）、 ４００℃以下Ｅ：合成油＋硫化物添加、４０
０ ℃以下Ｆ：Ｅ、Ｓガス雰囲気、＋０００１？：本発
明は以上詳述したように、金属窒化物（Ｓｉ、Ｎ４．
ＡＩＭ 、 ｉ’ｉＮ 、 ＢＮ ）もしくは金属炭化
物（ＩＣ、ＴｉＣ）、金属ｉ′１２化物（Ａｌ、Ｏａ、
ＺｒＯ，）などのセラミックス材料、または前記金属
窒化物。
金属炭化物、金属酸化物等を主成分とするサーメツト材
を窓材料とし、窓材料の表面を惰温自己潤滑セラミック
ス材料で被覆したことを特徴とする耐熱耐摺動損傷無機
系構造材料である。
を窓材料とし、窓材料の表面を惰温自己潤滑セラミック
ス材料で被覆したことを特徴とする耐熱耐摺動損傷無機
系構造材料である。
したがって、この耐熱耐摺動損傷無機系構造材料は、各
使用雰囲気中、高温での摺動特性が良好で摺動損傷が生
じにくく摺動損傷による強度低下のないものとなる。
使用雰囲気中、高温での摺動特性が良好で摺動損傷が生
じにくく摺動損傷による強度低下のないものとなる。
第１図は、Ｓｉ、Ｎ４ よりなる窓材料にＣｒｔＯ８よ
りなる高温自己潤滑セラミックス材料を被覆した構造材
料を、５００℃の熱潤滑高温大気中で１０に４／ｃｄの
荷重を加えて摺動した場合の表面粗さ曲線図、第２図は
、Ｓｉ、７ｖ４ よりなる窓材料をそのまま構造材料に
上記と同じり５００℃の高温大気中で摺動した場合の表
面粗さ曲線図、第３図は。 炭棄鋼よりなる窓材料にＣｒ１０Ｂ よりなる高温自己
潤滑セラミックス材料を被覆した構造材料に５００℃の
高温下で摺動した場合の表面粗さ曲線図である。 出願人 工業技術院長 川 １）裕 部科学技術庁無機
材質研究所長 後 藤 優 株式会社 小松製作所 指定代理人 工業技術院機械技術研究所長金 井 実
徳 復代理人弁理士 米 原 正 章 弁理士浜本 忠 代理人弁理士 米 原 正 章 弁理士 浜 本 忠
りなる高温自己潤滑セラミックス材料を被覆した構造材
料を、５００℃の熱潤滑高温大気中で１０に４／ｃｄの
荷重を加えて摺動した場合の表面粗さ曲線図、第２図は
、Ｓｉ、７ｖ４ よりなる窓材料をそのまま構造材料に
上記と同じり５００℃の高温大気中で摺動した場合の表
面粗さ曲線図、第３図は。 炭棄鋼よりなる窓材料にＣｒ１０Ｂ よりなる高温自己
潤滑セラミックス材料を被覆した構造材料に５００℃の
高温下で摺動した場合の表面粗さ曲線図である。 出願人 工業技術院長 川 １）裕 部科学技術庁無機
材質研究所長 後 藤 優 株式会社 小松製作所 指定代理人 工業技術院機械技術研究所長金 井 実
徳 復代理人弁理士 米 原 正 章 弁理士浜本 忠 代理人弁理士 米 原 正 章 弁理士 浜 本 忠
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 金属窒化物（Ｓｉ、Ｎ４． ＡＩＮ、 ＴｉＮ、 ＢＮ
）もしくは金属炭化物（ＴＦ’Ｃ、５ｉＣ） 、金属
酸化物（４１ｔＯ。 ＺｒＯ，）等のセラミックス材料、または前記金属窒化
物蓋しくは金属炭化物、金属酸化物等を主成分とし若干
の金属を含むサーメツト材を芯材料とし、この芯材料の
表面を高温自己潤滑性セラミックス材料で被覆したこと
を特徴とする耐熱耐摺動損傷無機系構造材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58179188A JPS6071581A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 耐熱耐摺動損傷無機系構造材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58179188A JPS6071581A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 耐熱耐摺動損傷無機系構造材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6071581A true JPS6071581A (ja) | 1985-04-23 |
| JPH059394B2 JPH059394B2 (ja) | 1993-02-04 |
Family
ID=16061473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58179188A Granted JPS6071581A (ja) | 1983-09-29 | 1983-09-29 | 耐熱耐摺動損傷無機系構造材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6071581A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6257905A (ja) * | 1985-08-02 | 1987-03-13 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 紡糸口金 |
| JPS6321748U (ja) * | 1986-07-25 | 1988-02-13 | ||
| FR2660930A1 (fr) * | 1990-04-13 | 1991-10-18 | Ceramiques Composites | Lubrifiant pour surface en ceramique et procede de lubrification. |
| JPH03260047A (ja) * | 1990-03-09 | 1991-11-20 | Agency Of Ind Science & Technol | 高温耐摩耗溶射材料及びその製造方法 |
| JPH05340212A (ja) * | 1992-06-05 | 1993-12-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | セラミックス製アジャスティングシム |
| EP0816698A1 (en) * | 1996-03-07 | 1998-01-07 | SKF Nova AB | Lubricated rolling contact devices, a method for lubricating these and a composition suitable for such lubrication |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58204883A (ja) * | 1982-05-20 | 1983-11-29 | 九州耐火煉瓦株式会社 | セラミツクスで構成された摺動部を有する機械部品 |
| JPS59137375A (ja) * | 1983-01-25 | 1984-08-07 | トヨタ自動車株式会社 | 摺動特性にすぐれた窒化珪素質焼結体 |
-
1983
- 1983-09-29 JP JP58179188A patent/JPS6071581A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58204883A (ja) * | 1982-05-20 | 1983-11-29 | 九州耐火煉瓦株式会社 | セラミツクスで構成された摺動部を有する機械部品 |
| JPS59137375A (ja) * | 1983-01-25 | 1984-08-07 | トヨタ自動車株式会社 | 摺動特性にすぐれた窒化珪素質焼結体 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS6257905A (ja) * | 1985-08-02 | 1987-03-13 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 紡糸口金 |
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| FR2660930A1 (fr) * | 1990-04-13 | 1991-10-18 | Ceramiques Composites | Lubrifiant pour surface en ceramique et procede de lubrification. |
| JPH05340212A (ja) * | 1992-06-05 | 1993-12-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | セラミックス製アジャスティングシム |
| EP0816698A1 (en) * | 1996-03-07 | 1998-01-07 | SKF Nova AB | Lubricated rolling contact devices, a method for lubricating these and a composition suitable for such lubrication |
| CN1082152C (zh) * | 1996-03-07 | 2002-04-03 | 斯克弗·诺瓦公司 | 润滑状态下的滚动接触装置及其润滑方法和润滑混合物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH059394B2 (ja) | 1993-02-04 |
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