JPS616428A - セラミツクス摺動材 - Google Patents

セラミツクス摺動材

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JPS616428A
JPS616428A JP12511284A JP12511284A JPS616428A JP S616428 A JPS616428 A JP S616428A JP 12511284 A JP12511284 A JP 12511284A JP 12511284 A JP12511284 A JP 12511284A JP S616428 A JPS616428 A JP S616428A
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Hiroshi Miyata
寛 宮田
Hiromitsu Ono
大野　啓充
Kengo Sugiyama
謙吾 杉山
Mitsuyoshi Sato
佐藤　光由
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はセラミックス摺動材、特に高温領域（４００℃
以上）の環境下で好適なセラミックス摺動材に関する。
〔発明の背景〕
セラミッ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性でな
い。そのため、摩擦係数を小さくするため、従来、多孔
質セラミックス表面の空孔に潤滑材を含浸もしくは充填
させてなるセラミッ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
。ところが、これらテフロンや二硫化モリブデンなどを
充填したものでは、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。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、セラミックスなどの潤
滑材を充填したものもあるが、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。
〔発明の目的〕
本発明は上記に鑑みてなしたもので、高温領域に適し、
かつ機械的強度にも優れたセラミックス摺動材を提供す
ることを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明のセラミックス摺動材は、多孔質セラミックス表
面の空孔に潤滑材を充填してなる摺動材において、前記
潤滑材が元素周期律表のＩｂ族。
Ｉｔ／ｂ族の金属、黒鉛または窒化硼素（ＢＮ）である
ことを特徴とする。
Ｉｂ族、ＩＶｂ族の金属には鉛（ｐｂ）、銅（Ｃｕ）、
銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などを用いるが、これら金属、
黒鉛、窒化硼素は複合して充填してもよい。
上記潤滑材は４００℃以上のいわゆる高温領域でも四弗
化エチレン（Ｃ２Ｆ４）や二硫化モリブデン（ＭｏＳ　
、　）のように分解することがなく、このため潤滑材と
しての機能が消失しないので高温環境下でセラミックス
摺動材として長期間の使用に耐える。
母材となるセラミックスは空孔率（セラミックスと空孔
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：１ｏ〜９５％の
ものが適している。
空孔への潤滑材の充填はＩｂ、ＩＶｂ族の金属。
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
付けの方法が可能である。
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１００人程度）するが、使用によって空孔部分以外に
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って摩擦係数が低下し
て摺動性が向上する理由は、摺動面の摩擦によって潤滑
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、セラミックスには、炭化珪素（ＳｉＣ）。
アルミナ（ＡＱ、０３）、窒化珪素（Ｓｌｌｌ　Ｎ４　
）などが適し、これらセラミックスは機械的強度も太き
ｂ）。
〔発明の実施例〕
以下本発明の詳細な説明する。
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２を吹付けて充填した例
の模形図である。
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
充填して軸受を作った例であり、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。
第４図は、母材６にセラミックス摺動材のセグメント７
を埋込んで摺動材とした例である。この場合、母材６は
セラミックス素材（未充填のもの）もしくは一般の全屈
部材でもよい。
第３図および第４図の例は、いずれの場合も窒化硼素が
摩擦熱（約５００℃）によっ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
を果すことができた。
第５図は、黒鉛および窒化硼素を炭化珪素に蒸着もしく
は吹付けによって充填した場合の、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ＡＱ合金（Ｊ
ＩＳ５０５６　、以下同じ）を摺動させた場合の摩擦係
数９曲線２は炭化珪素に黒鉛を充填してＡｆ１合金を摺
動させた場合の摩擦係数２曲線３は炭化珪素に窒化硼素
を充填してＡＱ合金を摺動させた場合の摩擦係数をそれ
ぞれ示す。
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値になるにしたがって摩擦係数は小さ
くなっている。
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場合の炭化
珪素と炭化珪素とを摺動させた場合の摩擦係数を示す。
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傷数が上昇すること
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って充填し
て前述の第３図と同様構造にし、回転軸の軸受とした。
この軸受け、約５００℃の高温度において長期間の使用
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
い値のセラミックス摺動材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〕
以上説明したように本発明によれば、多孔質セラミック
ス表面の空孔にＩｂ族、■族の金属、黒鉛、窒化硼素を
充填することにより、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いセラミッ
クス摺動材が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図から第６図は本発明に係るセラミックス摺動材の
横形図で、第１図は摺動材の基本説明図、第２図から第
４図は摺動材を軸受として用いた例の説明図、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・・・セラミックス摺動材、２，４・・・耐
熱第　１　・図 第　Ｚ　図 第　５　　図 Ｐ７４直（Ｕｌ、ｆ　蛮ム〜 第　６　図 代、峻吟開（Ｖ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、多孔質セラミックス表面の空孔に潤滑材を充填して
    なる摺動材において、前記潤滑材が元素周期律表の I
    ｂ族、IV族の金属、黒鉛または窒化硼素であることを特
    徴とするセラミックス摺動材。 ２、 I ｂ族、IV族の金属が鉛、銅、銀、金のいずれか
    であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセ
    ラミックス摺動材。 ３、セラミックスが炭化珪素、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
    載のセラミックス摺動材。 ４、セラミックスの空孔率が１０〜９５％であることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセラミックス摺
    動材。
JP12511284A 1984-06-20 1984-06-20 セラミツクス摺動材 Granted JPS616428A (ja)

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

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

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