JPS6296367A - 炭化珪素質摩擦機構部材 - Google Patents
炭化珪素質摩擦機構部材Info
- Publication number
- JPS6296367A JPS6296367A JP60235221A JP23522185A JPS6296367A JP S6296367 A JPS6296367 A JP S6296367A JP 60235221 A JP60235221 A JP 60235221A JP 23522185 A JP23522185 A JP 23522185A JP S6296367 A JPS6296367 A JP S6296367A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon carbide
- friction mechanism
- mechanism member
- boron nitride
- sintered body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、炭化珪素質焼結体よりなる摩擦機構部材に係
り、特に水中で使用するのに好適な高耐摩耗性、高耐食
性の摩擦機構部材に関する。
り、特に水中で使用するのに好適な高耐摩耗性、高耐食
性の摩擦機構部材に関する。
本発明の摩擦機構部材は、たとえば圧縮機のベーン、水
中ポンプのランナ、内燃機関における燃料噴射ポンプの
シャトル、各種機械のシールリングなどに適用すること
ができる。
中ポンプのランナ、内燃機関における燃料噴射ポンプの
シャトル、各種機械のシールリングなどに適用すること
ができる。
接触してすベリ合う２つの部材の夫々を、ここではいず
れも摩擦機構部材という。摩擦機構部材の摩耗の程度は
、一般に摩擦機構部材の材質、摩擦条件等によって大き
く異なる。多種類の機械。
れも摩擦機構部材という。摩擦機構部材の摩耗の程度は
、一般に摩擦機構部材の材質、摩擦条件等によって大き
く異なる。多種類の機械。
装置の摩擦機構部材として適用することができ、且つ高
耐摩耗性を有するものが得られるならば、その需要は著
しく増すことは明らかである。
耐摩耗性を有するものが得られるならば、その需要は著
しく増すことは明らかである。
るように、銅或は鉄の如き金属を主成分とし、黒鉛或は
二硫化モリブデンの如き自己潤滑剤を混合。
二硫化モリブデンの如き自己潤滑剤を混合。
分散させたものが多い。
これらよりも更に高耐摩耗性を有する摩擦機構部材とし
て、近年、セラミックス質材料が注目されてきている。
て、近年、セラミックス質材料が注目されてきている。
セラミックス質摩擦機構材料の１つとして、特開昭５９
−３０７６５号公報および特開昭５９−１０２８７２号
公報には、炭化珪素焼結体中に黒鉛粒子を分散させた材
料が提示されている。
−３０７６５号公報および特開昭５９−１０２８７２号
公報には、炭化珪素焼結体中に黒鉛粒子を分散させた材
料が提示されている。
本発明の目的は、炭化珪素焼結体中に黒鉛粒子を分散し
た部材にくらべて大気中で安定であり、しかも同等或は
それ以上の耐摩耗性を有する摩擦機構部材を提供するに
ある。
た部材にくらべて大気中で安定であり、しかも同等或は
それ以上の耐摩耗性を有する摩擦機構部材を提供するに
ある。
本発明は、炭化珪素とボロンナイトライドとの焼結体よ
りなる炭化珪素質摩擦機構部材である。
りなる炭化珪素質摩擦機構部材である。
炭化珪素と黒鉛の焼結体よりなる摩擦機構部材は、黒鉛
が酸化し消耗しやすいため、大気中で使う機械類には適
用しにくいが、ボロンナイトライドと炭化珪素の焼結体
よりなる摩擦機構部材はそのようなことがなく、大気中
で安定である。
が酸化し消耗しやすいため、大気中で使う機械類には適
用しにくいが、ボロンナイトライドと炭化珪素の焼結体
よりなる摩擦機構部材はそのようなことがなく、大気中
で安定である。
しかも、ボロンナイトライドは焼結助剤としても作用す
るので、焼結するに当たり別途焼結助剤を用いる必要が
ない。
るので、焼結するに当たり別途焼結助剤を用いる必要が
ない。
炭化珪素とボロンナイトライドの焼結体における炭化珪
素の量は、４０〜９０重量％が望ましい。
素の量は、４０〜９０重量％が望ましい。
炭化珪素の量をこの範囲にすることにより、後述する実
施例から明らかなように、この範囲外のものにくらべて
摩擦係数および摩耗量を著しく少なくすることができる
。
施例から明らかなように、この範囲外のものにくらべて
摩擦係数および摩耗量を著しく少なくすることができる
。
本発明の摩擦機構部材は、耐酸化性がすぐれていること
の他に、水に対する耐食性も非常にすぐれており、従っ
て、水中で使用する機械類の摩擦機構部材として適する
。しかも、水中で用いる場合には、摩擦係数が炭化珪素
或はボロンナイトライドの摩擦係数のいずれよりも更に
小さくなるという画期的な効果を有する。
の他に、水に対する耐食性も非常にすぐれており、従っ
て、水中で使用する機械類の摩擦機構部材として適する
。しかも、水中で用いる場合には、摩擦係数が炭化珪素
或はボロンナイトライドの摩擦係数のいずれよりも更に
小さくなるという画期的な効果を有する。
炭化珪素とボロンナイトライドを焼結するに当たっては
、ポリビニールアルコールの如きバインダーを３〜８％
程度添加するとよい、これによりボロンナイトライドの
分散性を著しく高めることができる。
、ポリビニールアルコールの如きバインダーを３〜８％
程度添加するとよい、これによりボロンナイトライドの
分散性を著しく高めることができる。
炭化珪Ｍ（ＳｉＣ）の焼結前の粒径は、１μｍ以下の平
均粒径が好ましい、微細な粒径の炭化珪素を用いること
により焼結体の密度を高めｍ密で耐摩耗性のよりすぐれ
た摩擦機構部材を得ることができる。
均粒径が好ましい、微細な粒径の炭化珪素を用いること
により焼結体の密度を高めｍ密で耐摩耗性のよりすぐれ
た摩擦機構部材を得ることができる。
ボロンナイトライド（Ｂ Ｎ）の粒径は、０．５〜１０
μｍの範囲の平均粒径が好ましい。ボロンナイトライド
の粒径が小いと焼結体から脱落しゃすく、一方、粒径が
大きくなりすぎると焼結性が悪くなる。
μｍの範囲の平均粒径が好ましい。ボロンナイトライド
の粒径が小いと焼結体から脱落しゃすく、一方、粒径が
大きくなりすぎると焼結性が悪くなる。
本発明の摩擦機構部材は、同種材料同志の組合せで用い
ることができるし、異種の相手材と組合せて用いること
もできる。相手材［有］異種の部材を用いる場合には、
セラミックスよりなる相手材を用いることが望ましい。
ることができるし、異種の相手材と組合せて用いること
もできる。相手材［有］異種の部材を用いる場合には、
セラミックスよりなる相手材を用いることが望ましい。
摩擦機構部材は、可動片と可動片とが接触するものと、
可動片と固定片とが接触するものとがある０本発明の摩
擦機構部材は、そのいずれの場合にも用いることができ
、且つ可動片と固定片のどちら側に用いてもよい。
可動片と固定片とが接触するものとがある０本発明の摩
擦機構部材は、そのいずれの場合にも用いることができ
、且つ可動片と固定片のどちら側に用いてもよい。
本発明によるＳｉＣとＢＮとの焼結体は、加圧焼結酸は
常圧焼結によって作ることができる。
常圧焼結によって作ることができる。
ＳｉＣ及びＢＮからなる複合材料の製造法を示すと次の
ようである。まず平均粒径０．８ μｍのＳｉＣ粉及
び平均粒径１μｍのＢＮ粉よりなる複合粉体にバインダ
ーとしてポリビニールアルコール５％の水溶液を加え、
攪拌混合後３００℃で乾燥した。その後、複合粉体をさ
らに混合攪拌した後成型し黒鉛型に充填した。その後３
００ｋｇ／ａｍ”で加圧しながら２１００℃×１時間焼
結した。
ようである。まず平均粒径０．８ μｍのＳｉＣ粉及
び平均粒径１μｍのＢＮ粉よりなる複合粉体にバインダ
ーとしてポリビニールアルコール５％の水溶液を加え、
攪拌混合後３００℃で乾燥した。その後、複合粉体をさ
らに混合攪拌した後成型し黒鉛型に充填した。その後３
００ｋｇ／ａｍ”で加圧しながら２１００℃×１時間焼
結した。
第１表に示す化学組成のものは上述の製造法に基づき製
作したものである。
作したものである。
第 １ 表
第１図に、水中の実験で測定した摩擦係数を示す。同図
には、本発明と比較するために、ＳｉＣと黒鉛と焼結助
剤よりなる焼結体、市販されている黒鉛１００％の部材
、ＪＩＳ規格の５ＫＨ９よりなる高速度工具鋼、鋳鉄Ｆ
Ｃ２０およびステンレスｔｌＷｓＵｓ３０４についても
示した。
には、本発明と比較するために、ＳｉＣと黒鉛と焼結助
剤よりなる焼結体、市販されている黒鉛１００％の部材
、ＪＩＳ規格の５ＫＨ９よりなる高速度工具鋼、鋳鉄Ｆ
Ｃ２０およびステンレスｔｌＷｓＵｓ３０４についても
示した。
ＳｉＣと黒鉛と焼結助剤よりなる焼結体は、黒鉛を２重
量％含み、焼結助剤として窒化アルミニウムを２重量％
含む、その焼結法は、前述した本発明の実施例の場合と
全く同一である。
量％含み、焼結助剤として窒化アルミニウムを２重量％
含む、その焼結法は、前述した本発明の実施例の場合と
全く同一である。
乙
炭化珪素しボロンナイトライドの焼結体は、黒鉛、５Ｕ
Ｓ３０４，５ＨＫ９．Ｆｅ１２にくらべて摩擦係数が著
しく小さい、炭化珪素量が４０〜９０重量％のものは、
ＳｉＣと黒鉛と焼結助剤よりなる焼結体よりも摩擦係数
が小さい。
Ｓ３０４，５ＨＫ９．Ｆｅ１２にくらべて摩擦係数が著
しく小さい、炭化珪素量が４０〜９０重量％のものは、
ＳｉＣと黒鉛と焼結助剤よりなる焼結体よりも摩擦係数
が小さい。
第２図に摩耗試験結果を示す。摩耗試験は１円筒状の固
定片と円筒状の可動片の端面を水中で接触させて、可動
片を速度１ｍ／ｓｅｃで一方向（円周方向）に回転させ
ることにより行った。固定片と可動片の面圧は１０ｋｇ
／ｃ＋ｏ”とした。
定片と円筒状の可動片の端面を水中で接触させて、可動
片を速度１ｍ／ｓｅｃで一方向（円周方向）に回転させ
ることにより行った。固定片と可動片の面圧は１０ｋｇ
／ｃ＋ｏ”とした。
この結果、第２図より明らかなように、炭化珪素とボロ
ンナイトライドとの焼結体は、他の部材にくらべて摩耗
量が少なく、炭化珪素と黒鉛と焼結助剤よりなる焼結体
にくらべても摩耗量が少ないことが確認された。
ンナイトライドとの焼結体は、他の部材にくらべて摩耗
量が少なく、炭化珪素と黒鉛と焼結助剤よりなる焼結体
にくらべても摩耗量が少ないことが確認された。
第１表のＮａ４の５ｉＣ７０重量％、ＢＮ３０重量％よ
りなる焼結体について、ＪＩＳ規格に基き３％塩化ナト
リウムによる塩水噴霧試験を行った結果、１００時間経
過後も体積膨張および重量変化がなく耐食性にも優れる
ことがわかった。
りなる焼結体について、ＪＩＳ規格に基き３％塩化ナト
リウムによる塩水噴霧試験を行った結果、１００時間経
過後も体積膨張および重量変化がなく耐食性にも優れる
ことがわかった。
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば
耐酸化性および耐食性がすぐれ、しかも耐摩耗性がすぐ
れた摩擦機構部材が得られる。このため大気中で用いる
機械類だけでなく、水中で用いる機械類の摩擦機構部材
としても適用することができる。
耐酸化性および耐食性がすぐれ、しかも耐摩耗性がすぐ
れた摩擦機構部材が得られる。このため大気中で用いる
機械類だけでなく、水中で用いる機械類の摩擦機構部材
としても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例および比較例の摩擦傷■
数測定結果を示す特性図、第２図は水中でＪＦｔＮｓ耗
試験結果を示す特性図である。
試験結果を示す特性図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、炭化珪素とボロンナイトライドとの焼結体よりなる
ことを特徴とする炭化珪素質摩擦機構部材。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記炭化珪素が４
０〜９０重量％、残部がボロンナイトライドよりなるこ
とを特徴とする炭化珪素質摩擦機構部材。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記炭化珪素の焼
結前の粒径が１μｍ以下よりなることを特徴とする炭化
珪素質摩擦機構部材。 ４、特許請求の範囲第１項において、前記ボロンナイト
ライドの焼結前の粒径が０．５〜１０μｍよりなること
を特徴とする炭化珪素質摩擦機構部材。 ５、互に接触し摺動する２つの摩擦機構部材において、
少なくとも一方が炭化珪素とボロンナイトライドとの焼
結体よりなることを特徴とする炭化珪素質摩擦機構部材
。 ６、特許請求の範囲第５項において、前記炭化珪素が４
０〜９０重量％、残部がボロンナイトライドよりなるこ
とを特徴とする炭化珪素質摩擦機構部材。 ７、特許請求の範囲第５項において、前記他方の部材が
セラミックスよりなることを特徴とする炭化珪素質摩擦
機構部材。 ８、特許請求の範囲第５項において、前記２つの部材が
水中で接触し摺動することを特徴とする炭化珪素質摩擦
機構部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60235221A JPS6296367A (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 炭化珪素質摩擦機構部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60235221A JPS6296367A (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 炭化珪素質摩擦機構部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6296367A true JPS6296367A (ja) | 1987-05-02 |
Family
ID=16982875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60235221A Pending JPS6296367A (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 炭化珪素質摩擦機構部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6296367A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01298066A (ja) * | 1988-05-27 | 1989-12-01 | Agency Of Ind Science & Technol | 高温可塑性セラミックス |
| JP2010153699A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Denki Kagaku Kogyo Kk | ３−５族化合物半導体の製造装置用耐熱耐摩耗部材 |
| WO2019189254A1 (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-03 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 炭化ケイ素焼結体用分散体、これを用いた炭化ケイ素焼結体用グリーンシートおよび炭化ケイ素焼結体用プリプレグ材、ならびにその製造方法 |
-
1985
- 1985-10-23 JP JP60235221A patent/JPS6296367A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01298066A (ja) * | 1988-05-27 | 1989-12-01 | Agency Of Ind Science & Technol | 高温可塑性セラミックス |
| JP2010153699A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Denki Kagaku Kogyo Kk | ３−５族化合物半導体の製造装置用耐熱耐摩耗部材 |
| WO2019189254A1 (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-03 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 炭化ケイ素焼結体用分散体、これを用いた炭化ケイ素焼結体用グリーンシートおよび炭化ケイ素焼結体用プリプレグ材、ならびにその製造方法 |
| JPWO2019189254A1 (ja) * | 2018-03-30 | 2021-04-15 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 炭化ケイ素焼結体用分散体、これを用いた炭化ケイ素焼結体用グリーンシートおよび炭化ケイ素焼結体用プリプレグ材、ならびにその製造方法 |
| EP3778534A4 (en) * | 2018-03-30 | 2021-05-05 | Fujimi Incorporated | DISPERSION FOR SILICON CARBIDE SINTER BODIES, GREEN FILM FOR SILICON CARBIDE SINTER BODIES AND PREPREG MATERIAL FOR SILICON CARBIDE SINTER BODIES WITH THE USE OF IT AND METHOD OF MANUFACTURING ITEM |
| US20210139382A1 (en) * | 2018-03-30 | 2021-05-13 | Fujimi Incorporated | Dispersion for silicon carbide sintered body, green sheet for silicon carbide sintered body and prepreg material for silicon carbide sintered body using the same, and manufacturing method thereof |
| US11760697B2 (en) | 2018-03-30 | 2023-09-19 | Fujimi Incorporated | Dispersion for silicon carbide sintered body, green sheet for silicon carbide sintered body and prepreg material for silicon carbide sintered body using the same, and manufacturing method thereof |
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