JPH0586380A - セラミツク軸受およびその製造方法 - Google Patents
セラミツク軸受およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH0586380A JPH0586380A JP27351891A JP27351891A JPH0586380A JP H0586380 A JPH0586380 A JP H0586380A JP 27351891 A JP27351891 A JP 27351891A JP 27351891 A JP27351891 A JP 27351891A JP H0586380 A JPH0586380 A JP H0586380A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pores
- bearing
- slurry
- ceramic bearing
- ceramic
- 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
Links
Landscapes
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Lubricants (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 軸受として使用が困難であったボロンナイト
ライドを使用可能にし、しかも長期間安定した摺動性を
維持できるようにする。 【構成】 金属の多孔体を骨格とした空孔部にボロンナ
イトライドが充填されており、その製造方法はボロンナ
イトライド粉と溶剤から成るスラリーを空孔内に充填し
てから圧縮し、空孔を圧潰することにより空孔内にボロ
ンナイトライドを閉じ込める。
ライドを使用可能にし、しかも長期間安定した摺動性を
維持できるようにする。 【構成】 金属の多孔体を骨格とした空孔部にボロンナ
イトライドが充填されており、その製造方法はボロンナ
イトライド粉と溶剤から成るスラリーを空孔内に充填し
てから圧縮し、空孔を圧潰することにより空孔内にボロ
ンナイトライドを閉じ込める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミック、特にボロ
ンナイトライドを材料とする軸受、およびその製造方法
に関する。
ンナイトライドを材料とする軸受、およびその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に平滑な面を有する軸受（以下、単
に軸受と言う）としては、銅合金、鉄合金、アルミニュ
ーム合金のマトリックス中に鉛のような固体潤滑剤を分
散させた金属軸受と、裏金である金属板にナイロンを付
着させたり多孔質の金属板にポリテトラフルオロエチレ
ンやポリイミド等の高分子樹脂を含浸させた樹脂軸受
と、そしてセラミックを主体としたセラミック軸受等が
ある。
に軸受と言う）としては、銅合金、鉄合金、アルミニュ
ーム合金のマトリックス中に鉛のような固体潤滑剤を分
散させた金属軸受と、裏金である金属板にナイロンを付
着させたり多孔質の金属板にポリテトラフルオロエチレ
ンやポリイミド等の高分子樹脂を含浸させた樹脂軸受
と、そしてセラミックを主体としたセラミック軸受等が
ある。
【０００３】ところで、内燃機関は内部で燃料を燃焼さ
せ、しかも軸が高速回転をしているため、ここに使用す
る軸受は高温と高振動という非常に苛酷な状態に置かれ
ることになる。また、この回転部は密閉されているため
給油ができないばかりか、たとえ給油ができたとしても
潤滑油が高温下で変質してしまい、かえって摺動性を阻
害することになる。従って、内燃機関に用いる軸受は、
高速における振動を吸収するとともに、耐熱性があり、
しかも無給油で円滑な摺動性を備えたものでなければな
らない。
せ、しかも軸が高速回転をしているため、ここに使用す
る軸受は高温と高振動という非常に苛酷な状態に置かれ
ることになる。また、この回転部は密閉されているため
給油ができないばかりか、たとえ給油ができたとしても
潤滑油が高温下で変質してしまい、かえって摺動性を阻
害することになる。従って、内燃機関に用いる軸受は、
高速における振動を吸収するとともに、耐熱性があり、
しかも無給油で円滑な摺動性を備えたものでなければな
らない。
【０００４】樹脂軸受は、無給油でも円滑な摺動性があ
るが、耐熱性に乏しく内燃機関には到底使用できるもの
ではない。金属軸受は、材料が金属であるため前述樹脂
軸受よりも耐熱性はあるものの、金属マトリックス中に
分散している鉛が３２７℃で溶け出してしまうため、内
燃機関のように高温となるところには使用できない。セ
ラミック軸受は、セラミック自体に耐熱性があることか
ら内燃機関のように高温となるものには適している。
るが、耐熱性に乏しく内燃機関には到底使用できるもの
ではない。金属軸受は、材料が金属であるため前述樹脂
軸受よりも耐熱性はあるものの、金属マトリックス中に
分散している鉛が３２７℃で溶け出してしまうため、内
燃機関のように高温となるところには使用できない。セ
ラミック軸受は、セラミック自体に耐熱性があることか
ら内燃機関のように高温となるものには適している。
【０００５】従来のセラミック軸受の材料としては、窒
化ケイ素、炭化ケイ素、酸化ジルコニューム、ボロンナ
イトライド等が用いられていた。これらのセラミック材
料は、焼結、溶射、埋め込み等により軸受として製造さ
れていたものである。ところで、ボロンナイトライドを
除く他のセラミック材料は、焼結、溶射ができるため、
この方法で軸受の製造を行っていたが、この方法で製造
された従来のセラミック軸受は、軸とのなじみ性がな
く、軸を傷付けたり、軸のたわみに追従できずに割れが
発生する等という問題があった。
化ケイ素、炭化ケイ素、酸化ジルコニューム、ボロンナ
イトライド等が用いられていた。これらのセラミック材
料は、焼結、溶射、埋め込み等により軸受として製造さ
れていたものである。ところで、ボロンナイトライドを
除く他のセラミック材料は、焼結、溶射ができるため、
この方法で軸受の製造を行っていたが、この方法で製造
された従来のセラミック軸受は、軸とのなじみ性がな
く、軸を傷付けたり、軸のたわみに追従できずに割れが
発生する等という問題があった。
【０００６】セラミックの中でもボロンナイトライド
（Ｂｏｒｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ：以下、ＢＮという）は
最も潤滑性に優れているものであり、高速回転の内燃機
関の軸受用としては最適なものといえる。しかしなが
ら、ＢＮは通常の雰囲気で加熱してもＢＮ粉末どうしに
おける分子間の拡散が起こりにくいため、焼結では軸受
の製造ができず、またいくら温度を上げても溶融しにく
いことから溶射による軸受の製造もできなかった。
（Ｂｏｒｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ：以下、ＢＮという）は
最も潤滑性に優れているものであり、高速回転の内燃機
関の軸受用としては最適なものといえる。しかしなが
ら、ＢＮは通常の雰囲気で加熱してもＢＮ粉末どうしに
おける分子間の拡散が起こりにくいため、焼結では軸受
の製造ができず、またいくら温度を上げても溶融しにく
いことから溶射による軸受の製造もできなかった。
【０００７】従って、ＢＮを軸受に用いるには、裏金と
なる金属に細かい溝を付し、該溝内にＢＮを埋め込んだ
り（特開昭６１−６１６９号）、焼結したセラミックの
空孔内に充填したり（特開昭６３−１６７１２４号）す
ることにより製造していた。
なる金属に細かい溝を付し、該溝内にＢＮを埋め込んだ
り（特開昭６１−６１６９号）、焼結したセラミックの
空孔内に充填したり（特開昭６３−１６７１２４号）す
ることにより製造していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＢＮを
金属の溝内に埋め込んだり、焼結したセラミックの空孔
内に充填して製造した軸受は、初期の摺動性は極めて良
好であるが、しばらくするうちに摺動性がなくなり、つ
いには軸をかじって傷付けたり軸受自体の損耗が激しく
なって、軸受としての機能を果たせなくなってしまうこ
とがあった。この原因は、セラミックの空孔や金属の溝
に充填したＢＮが容易に脱落してしまうためである。
金属の溝内に埋め込んだり、焼結したセラミックの空孔
内に充填して製造した軸受は、初期の摺動性は極めて良
好であるが、しばらくするうちに摺動性がなくなり、つ
いには軸をかじって傷付けたり軸受自体の損耗が激しく
なって、軸受としての機能を果たせなくなってしまうこ
とがあった。この原因は、セラミックの空孔や金属の溝
に充填したＢＮが容易に脱落してしまうためである。
【０００９】本発明は、ＢＮを用いたセラミック軸受で
あるにもかかわらず、従来のセラミック軸受のような割
れや軸のかじりがなく、また長期間安定した摺動性を維
持でき、しかも高速回転の振動に対してもにも充分耐え
ることのできる軸受およびその製造方法を提供すること
にある。
あるにもかかわらず、従来のセラミック軸受のような割
れや軸のかじりがなく、また長期間安定した摺動性を維
持でき、しかも高速回転の振動に対してもにも充分耐え
ることのできる軸受およびその製造方法を提供すること
にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、多孔質の
金属、特に電鋳法でつくられた多孔質金属は空孔率が大
きく、この空孔内には粉末状のものが多量に充填でき、
さらに多孔質金属自体にはクッション性があることに着
目して本発明を完成させた。
金属、特に電鋳法でつくられた多孔質金属は空孔率が大
きく、この空孔内には粉末状のものが多量に充填でき、
さらに多孔質金属自体にはクッション性があることに着
目して本発明を完成させた。
【００１１】本発明は、金属多孔体を骨格とした空孔部
にボロンナイトライドが５〜３０vol％充填されている
ことを特徴とするセラミック軸受であり、またボロンナ
イトライドと溶剤を混合したスラリーを金属多孔体の上
に散布し、スラリーをロールまたはプレスで金属多孔体
の空孔部に充填するとともに空孔部を圧潰してスラリー
を空孔内に閉じ込め、しかる後、金属多孔体の焼鈍と溶
剤除去のための熱処理を行ない、該金属多孔体を適宜な
寸法に切断してから円筒形に成形することを特徴とする
セラミック軸受の製造方法である。
にボロンナイトライドが５〜３０vol％充填されている
ことを特徴とするセラミック軸受であり、またボロンナ
イトライドと溶剤を混合したスラリーを金属多孔体の上
に散布し、スラリーをロールまたはプレスで金属多孔体
の空孔部に充填するとともに空孔部を圧潰してスラリー
を空孔内に閉じ込め、しかる後、金属多孔体の焼鈍と溶
剤除去のための熱処理を行ない、該金属多孔体を適宜な
寸法に切断してから円筒形に成形することを特徴とする
セラミック軸受の製造方法である。
【００１２】本発明では金属多孔体の空孔内のＢＮの量
が容積割合として５vol％より少ないと摺動性が悪くな
り、しかるに３０vol％を越えると強度的に弱くなって
高速高荷重に耐えられなくなってしまう。
が容積割合として５vol％より少ないと摺動性が悪くな
り、しかるに３０vol％を越えると強度的に弱くなって
高速高荷重に耐えられなくなってしまう。
【００１３】本発明に使用する金属の多孔体は、空孔率
が８８vol％よりも少ないとＢＮ粉の 充填量が少なくて
良好な摺動性能を得ることができない。また該空孔率が
９８vol％りも多くなると充填したＢＮ粉が容易に脱落
してしまう。
が８８vol％よりも少ないとＢＮ粉の 充填量が少なくて
良好な摺動性能を得ることができない。また該空孔率が
９８vol％りも多くなると充填したＢＮ粉が容易に脱落
してしまう。
【００１４】本発明に使用する金属多孔体としてはいか
なるものでも使用できるが、ニッケル、クローム、アル
ミニューム、銅、鉄およびそれらの合金等が耐熱性と機
械的強度に優れているため、軸受の骨格に適している。
なるものでも使用できるが、ニッケル、クローム、アル
ミニューム、銅、鉄およびそれらの合金等が耐熱性と機
械的強度に優れているため、軸受の骨格に適している。
【００１５】本発明で使用するスラリーはＢＮ粉と溶剤
を混合したものであり、その混合割合は多孔体の空孔率
や空孔の大きさによって適宜決定する。また、溶剤とし
ては低沸点のアルコール類やケトン類、あるいは水等が
使用できる。
を混合したものであり、その混合割合は多孔体の空孔率
や空孔の大きさによって適宜決定する。また、溶剤とし
ては低沸点のアルコール類やケトン類、あるいは水等が
使用できる。
【００１６】
【実施例】本発明の製造方法を図面に基づいて説明す
る。図１〜４は本発明のセラミック軸受の製造方法の工
程を説明するものである。 図１：ＢＮ粉１とアセトン２からなる液状のスラリー３
を電鋳法で得られた空孔率９０vol％のニッケルの多孔
体４（商品名：セルメット、住友電工製）上に散布す
る。このときスラリーの溶剤分が多いとＢＮ粉の多くは
多孔体４の空孔５内に侵入していく。そして多孔体の表
面にもＢＮ粉が堆積される。 図２：空孔内にスラリー３を侵入させ、表面にスラリー
３が堆積した多孔体４をロール６で圧延して空孔内にス
ラリーを圧縮充填するとともに、多孔体４の空孔５を圧
潰する。すると、多孔体の上下部に充填されたスラリー
は空孔が圧潰されるため、空孔から脱落しにくくなる。 図３：ロールをかけられた多孔体を非酸化性雰囲気炉７
で３０分間熱処理する。この熱処理はスラリーの溶剤を
完全に揮発させるとともに、ロールで加工硬化した多孔
体を焼鈍するためである。 図４：熱処理後の多孔体を適宜幅の矩形の板状８に切断
し、それを円筒状に成形してセラミック軸受９にする。
る。図１〜４は本発明のセラミック軸受の製造方法の工
程を説明するものである。 図１：ＢＮ粉１とアセトン２からなる液状のスラリー３
を電鋳法で得られた空孔率９０vol％のニッケルの多孔
体４（商品名：セルメット、住友電工製）上に散布す
る。このときスラリーの溶剤分が多いとＢＮ粉の多くは
多孔体４の空孔５内に侵入していく。そして多孔体の表
面にもＢＮ粉が堆積される。 図２：空孔内にスラリー３を侵入させ、表面にスラリー
３が堆積した多孔体４をロール６で圧延して空孔内にス
ラリーを圧縮充填するとともに、多孔体４の空孔５を圧
潰する。すると、多孔体の上下部に充填されたスラリー
は空孔が圧潰されるため、空孔から脱落しにくくなる。 図３：ロールをかけられた多孔体を非酸化性雰囲気炉７
で３０分間熱処理する。この熱処理はスラリーの溶剤を
完全に揮発させるとともに、ロールで加工硬化した多孔
体を焼鈍するためである。 図４：熱処理後の多孔体を適宜幅の矩形の板状８に切断
し、それを円筒状に成形してセラミック軸受９にする。
【００１７】上記方法で得られたセラミック軸受を内燃
機関のコンロッドの回転部に使用したところ、初期から
長期間にわたって円滑な摺動性が維持されていた。
機関のコンロッドの回転部に使用したところ、初期から
長期間にわたって円滑な摺動性が維持されていた。
【００１８】
【発明の効果】本発明のセラミック軸受は、潤滑特性に
優れたＢＮが金属の多孔体内に充填されているため、内
燃機関のように高速回転する箇所に設置しても、その振
動を金属の多孔体が吸収して円滑な摺動を行わしめるこ
とができる。さらに本発明のセラミック軸受の製造方法
で得られたセラミック軸受は、ＢＮを空孔内に充填した
後に、空孔が圧潰されているためＢＮの保持が堅固とな
り、長期間安定した摺動性を維持できるという従来にな
い優れた効果を有している。
優れたＢＮが金属の多孔体内に充填されているため、内
燃機関のように高速回転する箇所に設置しても、その振
動を金属の多孔体が吸収して円滑な摺動を行わしめるこ
とができる。さらに本発明のセラミック軸受の製造方法
で得られたセラミック軸受は、ＢＮを空孔内に充填した
後に、空孔が圧潰されているためＢＮの保持が堅固とな
り、長期間安定した摺動性を維持できるという従来にな
い優れた効果を有している。
【図１】本発明のセラミック軸受の製造方法において、
多孔体上にスラリーを散布する工程である。
多孔体上にスラリーを散布する工程である。
【図２】同方法において、圧延する工程である。
【図３】同方法において、熱処理する工程である。
【図４】同方法において、軸受に成形する工程である。
１ ＢＮ粉 ２ 溶剤 ３ スラリー ４ 多孔体 ５ 空孔 ６ ロール ７ 熱処理炉 ８ 板 ９ セラミック軸受
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｍ 103:00） Ａ 7419−4Ｈ Ｃ１０Ｎ 10:02 10:06 10:12 10:16 20:06 Ｚ 8217−4Ｈ 40:02 50:08 70:00
Claims (4)
- 【請求項１】 金属多孔体を骨格とした空孔部にボロン
ナイトライドが５〜３０vol％充填されていることを特
徴とするセラミック軸受。 - 【請求項２】 前記金属多孔体は、ニッケル、クロー
ム、アルミニューム、銅、鉄、またはそれらの合金であ
ることを特徴とする請求項１記載のセラミック軸受。 - 【請求項３】 前記金属多孔体は、電鋳法により得られ
た空孔率が？〜？vol％であることを特徴とする請求項
１記載のセラミック軸受。 - 【請求項４】 ボロンナイトライドと溶剤を混合したス
ラリーを金属多孔体の上に散布し、スラリーをロールま
たはプレスで金属多孔体の空孔部に充填するとともに空
孔部を圧潰してスラリーを空孔内に閉じ込め、しかる
後、金属多孔体の焼鈍と溶剤除去のための熱処理を行な
い、該金属多孔体を適宜な寸法に切断してから円筒形に
成形することを特徴とするセラミック軸受の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27351891A JPH0586380A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | セラミツク軸受およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27351891A JPH0586380A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | セラミツク軸受およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0586380A true JPH0586380A (ja) | 1993-04-06 |
Family
ID=17528977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27351891A Pending JPH0586380A (ja) | 1991-09-26 | 1991-09-26 | セラミツク軸受およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0586380A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020073647A (ko) * | 2001-03-15 | 2002-09-28 | 이우천 | 고하중용 내마모 미끄럼베어링 |
| US20100183254A1 (en) * | 2007-09-05 | 2010-07-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Component for the sliding support of another component, and process for producing it |
-
1991
- 1991-09-26 JP JP27351891A patent/JPH0586380A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020073647A (ko) * | 2001-03-15 | 2002-09-28 | 이우천 | 고하중용 내마모 미끄럼베어링 |
| US20100183254A1 (en) * | 2007-09-05 | 2010-07-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Component for the sliding support of another component, and process for producing it |
| US8314053B2 (en) * | 2007-09-05 | 2012-11-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Component for the sliding support of another component, and process for producing it |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0872296B1 (en) | Self-lubricating sintered sliding material and method for manufacturing the same | |
| JP3782446B2 (ja) | 高強度高温用自己潤滑性複合材料およびその製造方法 | |
| US2214104A (en) | Porous metal article | |
| JP2010077474A (ja) | 鉄系焼結軸受およびその製造方法 | |
| US2372202A (en) | Bearing | |
| JPH0351777B2 (ja) | ||
| JP2512477B2 (ja) | 銅系摺動材料 | |
| JP6760807B2 (ja) | 銅基焼結合金含油軸受 | |
| KR20100049605A (ko) | 무납의 소결 슬라이딩 베어링 재료와 이를 제조하기 위한 소결 파우더 | |
| KR910003442B1 (ko) | 자체 윤활성 소결 베어링 및 그 제조방법 | |
| JPH0586380A (ja) | セラミツク軸受およびその製造方法 | |
| US2849789A (en) | Sintered powdered copper base metal and bearing formed thereof | |
| JP4349719B2 (ja) | アルミニウム青銅焼結軸受材料およびその製造方法 | |
| JP2001107162A (ja) | 青銅系焼結合金とそれを用いた軸受及び製造方法 | |
| JP2974738B2 (ja) | 焼結銅系摺動材料 | |
| EP0705805B1 (en) | Sintered body of silicon nitride for use as sliding member | |
| JPS6347762B2 (ja) | ||
| JP2535649B2 (ja) | 自己潤滑摺動材料 | |
| JP2505632B2 (ja) | 摺動材料 | |
| JPH04266993A (ja) | 改良型弾力性金属摩擦接面材料 | |
| US2801462A (en) | Bearing composition | |
| JP4150954B2 (ja) | 金属含浸カーボン摺動材及びその製法 | |
| CN115369283B (zh) | 一种原位合成陶瓷-c复合增强的铜基轴承材料及其制备方法 | |
| JP2517675B2 (ja) | 高負荷摺動用焼結銅合金 | |
| JPS5834538B2 (ja) | シユウドウザイリヨウ |