JP2665773B2 - 摺動材料の製造方法 - Google Patents
摺動材料の製造方法Info
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Description
が含浸されてなる摺動特性および耐摩耗性に優れた使用
時に浸み出しおよび摺動特性劣化のない摺動材料の製造
方法に関する。
熱膨張率が小さくて温度変化が少ないこと、酸・アルカ
リに対する耐食性に優れていること等各種の特性があ
り、メカニカルシールや軸受等の耐摩耗材料、酸および
アルカリ等の強い腐食性を有する溶液のポンプ部分など
に優れた材料であることが知られている。
「ころがり」や「すべり」等の対偶を構成する必要上か
ら、ガイドレール、ガイド軸あるいは基準柱等の各種の
精密な対偶部品としても使用されている。
ラミックは一般に自己潤滑性に乏しいものが多い。しか
しながら、これらの用途においては、所定の剛性が必要
であるとともに、一定の摺動特性も必要とされる。
セラミック粉末を任意の形状の生成形体に成形し、前記
生成形体中に存在する気孔を独立化させることなくセラ
ミック粉末を結合することによって、三次元網目構造の
開放気孔を具備せしめたセラミック多孔質体の開放気孔
中に潤滑剤を含浸することによって、摺動特性および耐
摩耗性に著しく優れた摺動材料としたのである。
に潤滑剤を含浸した摺動材料は、含浸時において開放気
孔中への含浸すべき潤滑剤の量、いわゆる含浸率を調整
するのであるが、前記使用状態によっては、含浸された
潤滑剤が使用時に浸み出し摺動部を汚染するばかりでな
く、摺動特性を長期に亘り維持することができないとい
う現象が発生する。
には顕著である。このことは、前記条件下で前記精密部
品等に使用される場合においては深刻な問題である。
た潤滑剤が膨張収縮するため、熱サイクルを伴う場合に
は余剰の潤滑剤の浸み出し、汚染あるいは潤滑剤の不足
による摺動特性の劣化という問題が生じることとなる。
として種々研究した結果、セラミック多孔質体の開放気
孔中に潤滑剤を含浸した後、該セラミック多孔質体を該
摺動材料の使用温度より50℃〜100℃高い温度で加熱処
理することによって摺動特性および耐摩耗性に優れた使
用時に浸み出しおよび劣化のない摺動材料の製造方法を
新規に完成したのである。
ク粉末を任意の形状の生成形体に成形し、前記生成形体
中に存在する気孔を独立化させることなくセラミック粉
末を結合することによって、三次元網目構造の開放気孔
を具備せしめたものである。その理由は、前記セラミッ
ク粉末を結合させる際に気孔が独立すると、前記独立化
した気孔すなわち独立気孔には、潤滑剤が含浸されない
ため、本発明の目的とする摺動特性および耐摩耗性に優
れた摺動材料を製造することが困難であるが、三次元網
目構造の開放気孔を具備せしめた多孔質体は潤滑剤を含
浸するのに極めて好適であるからである。
%であることが好ましい。その理由は、前記開放気孔率
が5容積%よりも低いと実質的な潤滑剤の含浸量が少な
くなり、潤滑剤による潤滑特性を充分に揮発させること
が困難となるからであり、一方55容積%よりも高いと多
孔質体の強度が低く粒子が脱離し易いからである。
以下であることが有利である。その理由は、前記結晶の
平均粒径が10μmよりも大きいと多孔質体表面の面粗度
が大きくなり易く、摺動特性が劣化するからである。
るべく硬度の高いものを使用することが有利であり、例
えば、Al2O3、SiO2、ZrO2、SiC、TiC、B4C、WC、Cr
3C2、Si3N4、BN、TiN、TaC、AlN、TiB2、CrB2あるい
は、それらの化合物から選択されるいずれか1種または
2種以上を主として含有するものであることが好まし
い。
中に潤滑剤が含浸されたものであることが必要である。
その理由は、耐摩耗性に優れたセラミック基材に潤滑特
性に優れた潤滑剤を含浸することによって、摺動特性を
著しく向上させることができるからである。
系オイルであることができる。このようなオイルとして
は、フルオロエチレン、フルオロエステル、フロオロト
リアジン、ペルフルオロポリエーテル、フルオロシリコ
ン、これらの誘導体あるいはこれらの重合体から選択さ
れるフッ素系オイル、またはメチルシリコン、メチルフ
ェニルシリコン、これらの誘導体あるいはこれらの重合
体から選択されるシリコン系オイルを単独あるいは混合
して使用することができる。
ルは、耐溶剤性、化学的安定性および耐熱性に優れてい
るため、長期間にわたって極めて良好な潤滑特性を付与
することができる。勿論、これらのフッ素系オイルまた
はシリコン系オイルに代えて、通常使用されている潤滑
油等を使用して実施してもよい。このような潤滑剤を多
孔質セラミックの開放気孔中に含浸させる方法として
は、加熱により低粘土化した潤滑剤中に多孔質セラミッ
クを浸漬し、真空または加圧下で含浸する方法など一般
的な方法が適用できる。
ックは使用時において摺動特性および耐摩耗性を向上さ
せることが目的であり、前記潤滑剤含浸する上におい
て、前記セラミック多孔質体の開放気孔100容積部に対
し、潤滑剤が少なくとも10容積部含浸されたものである
ことが好ましい。潤滑剤の含浸量が10容積部より少ない
と摺動特性および耐摩耗性を向上させることが困難であ
るからである。
多孔質体セラミックを加熱処理する必要がある。
より50℃〜100℃高い温度で加熱処理をする必要があ
る。
ても潤滑剤が熱膨張あるいは収縮して充分なる摺動特性
を発揮しえないのである。すなわち、含浸時よりも高温
で使用した場合には、潤滑剤が浸み出し逸脱することと
なる。一方、低温で使用した場合には、潤滑剤が収縮し
摺動部表面での潤滑剤が不足することとなり、充分に潤
滑剤の効果が発揮しえなくなる。
100℃高い温度で加熱処理する理由は50℃よりも少ない
と使用時に表面への浸み出しが発生する恐れがあり、10
0℃より大きいと前記の如く使用時に潤滑剤が表面に存
在せず含浸効果が発揮しえなくなるからである。
適正な潤滑効果を発揮しえるものでなければならないの
である。
た浸み出し等の問題のない条件で行えば良いのである
が、確実に処理することは実情不可能であることから、
本発明の加熱処理を別途設けたのである。
明する。まず、前記セラミック多孔質体の開放気孔中に
潤滑材を含浸させる方法は前記方法を採用する事ができ
るが、前記の如く使用条件に応じて含浸方法を選択する
必要があり、少なくとも前記加熱処理温度において浸み
出す程度に過剰含浸される条件で含浸することが好まし
い。加熱処理する前に含浸量が不足している場合には加
熱含浸を繰り返し行うことが必要となるからである。
保ち得る事が好ましい。
セラミックスを使用する。使用温度より50℃〜100℃に
保持された加熱室に投入し加熱処理を行う。加熱処理時
間は多孔質セラミックの材質、気孔率などにより異なる
が少なくともセラミック体が前記加熱処理温度と同温度
に到達するまで加熱保持する必要がある。加熱手段は、
直接加熱、間接加熱など限定しないが、セラミックを均
一加熱できればどれでもよい。
要である。このことは言うまでもなく、加熱温度におい
て余剰の潤滑剤を取り除かなければ効果がないことはも
ちろんである。
は摺動材としていかなる条件下において使用しても、長
期に亘り優れた摺動特性および耐摩耗性を発揮できるも
のである。
O2、SiC、TiC、TaC、B4C、WC、Cr3C2、Si3N4、BN、Ti
N、AlN、TiB2、CrB2あるいはそれらの化合物から選択さ
れるいずれか1種または2種以上を主として含有するも
のであればどれでもよい。また、前記出発原料であるセ
ラミック粉末は、平均粒径が10μm以下であることが有
利である。その理由は、平均粒径が10μmより大きいセ
ラミック粉末を使用すると粒と粒との結合個所が少なる
ため、高強度の多孔質体を製造することが困難になるば
かりでなく、表面の面積度が劣化するからである。
し、生成形体中に存在する気孔を閉塞させることなく結
合させる方法としては、種々の方法が適用できるが、例
えば、セラミック粉末自体を常圧焼結あるいは加圧焼結
して自己結合させる方法、セラミック粉末に反応によっ
てセラミックを生成する物質を添加して、反応焼結して
結合させる方法、セラミック粉末にCo、Ni、Moなどの金
属あるいは、ガラスセメントなどの結合剤を配合して常
圧焼結あるいは加圧焼結して結合させる方法、セラミッ
ク粉末に熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂を結合とし
て配合して結合させる方法を適用することができる。
00重量部に対し、ポリビニルアルコール粉末2重量部,
ポリエチレングリコール1重量部、ステアリン酸0.5重
量部および水100重量部を混合した後噴霧乾燥した。
/cm2の圧力で成形し、直径46mm、厚さ15mm、密度2.3g/c
m2(59容積%)の生成形体を得た。
の空気中で焼結時に液相が5重量%以上生成しない温度
域であるところの1300℃の温度で1時間焼成した。
元網目構造で結合しており、密度は2.3g/cm3、平均曲げ
強度は6.9kgf/mm2であった。
の軌道輪に加工した。なお、このころがり軸受の軌道輪
は、120℃の高温雰囲気中で使用するものであり、低粘
度化するために100℃に加熱したペルフルオロアルキル
ポリエーテル中に浸漬し、減圧下で含浸させた。
エーテルの焼結体の空隙に占める割合は約75容積%であ
った。
ロアルキルポリエーテルをぬぐい取り180℃の恒温槽に
入れた。この焼結体を約5時間恒温槽内で保持した。こ
の時この焼結体物温は一様に加熱された。次に前記恒温
槽から焼結体を取り出し直ちに焼結体表面に浸み出した
ペルフルオロアルキルポリエーテルをふき取った。加熱
処理して得られた焼結体の空隙に占めるペルフルオロア
ルキルポリエーテルの割合は約70容積%であった。
よりなるベアリングボールを用いてころがり軸受を組立
てて雰囲気120℃で使用したところ、極めて良好な摺動
特性を有しており、耐久性も極めて良好で使用時の浸み
出しは認められなかった。
ワックス2重量部,ポリエチレングリコール1重量部、
ステアリン酸0.5重量部およびベンゼン100重量部を配合
し、ボールミル中で5時間混合した後噴霧乾燥した。な
お、前記窒化珪素粉末は遊離シリコンを21.5重量%、酸
素を1.7重量%、炭素を1重量%、鉄を0.07重量%、ア
ルミニウムを0.2重量%、マグネシウムを0.03重量%含
有していた。
/cm2の圧力で成形し、直径46mm、厚さ16mm、密度1.95/c
m3の生成形体を得た。
素ガス雰囲気中で1600℃の温度で1時間焼成した。
り、その密度は2.33g/cm3、平均曲げ強度は16.5kgf/mm2
であった。
するころがり軸受の軌道輪に加工した。次にこの焼結体
を実施例1と同様の方法で250℃のフルオロトリアジン
に浸漬し、焼結体の空隙に対し約80容積%の割合で含浸
し、その後300℃で加熱処理を行った。
ろがり軸受は250℃,10-5torrの真空下でも極めて良好な
摺動特性を有し、実施例1と同様潤滑剤の浸み出しはな
かった。
れており、ころがり軸受のボール、リテーナーおよび軌
道輪、メカニカルシールおよびすべり軸受部品ガイドレ
ールなどの単位面積当りに大きな荷重のかかる機械構成
部品として、極めて好適な材料であり、かつ使用する潤
滑剤を選択することにより、高温下、真空中を初め様々
な雰囲気中においても優れた摺動特性を得ることのでき
る使用時に潤滑剤の浸み出しおよび不足のトラブルのな
い材料を製造することができ、装置の耐久性および信頼
性を著しく向上させることができるばかりでなく、使用
分野も著しく広くすることができ産業上極めて有用であ
る。
Claims (1)
- 【請求項1】セラミック多孔質体の開放気孔中に液状の
潤滑剤を含浸した後、該セラミック多孔質体を使用温度
よりも50℃〜100℃高い温度に加熱処理して余剰の潤滑
剤を取り除くことを特徴とする液状潤滑剤が含浸されて
なる摺動材料の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63190869A JP2665773B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 摺動材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63190869A JP2665773B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 摺動材料の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0238388A JPH0238388A (ja) | 1990-02-07 |
JP2665773B2 true JP2665773B2 (ja) | 1997-10-22 |
Family
ID=16265115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63190869A Expired - Lifetime JP2665773B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 摺動材料の製造方法 |
Country Status (1)
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Families Citing this family (4)
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-
1988
- 1988-07-29 JP JP63190869A patent/JP2665773B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JPH0238388A (ja) | 1990-02-07 |
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