JPH08301648A

JPH08301648A - 摺動部材

Info

Publication number: JPH08301648A
Application number: JP7106550A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Takenouchi; 一憲竹之内; Norihiro Oosugi; 範裕大杉
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1995-04-28
Publication date: 1996-11-19

Abstract

(57)【要約】【構成】遊離炭素を含有する開放気孔率が０．２％以下
の焼結体からなり、平滑な摺接面を備えた摺動部材であ
って、該摺動部材の摺接面に存在する遊離炭素の占有率
を２．４％以上、１２％未満で、かつその平均径を０．
１以上、２．９μｍ未満とする。また、上記摺動部材の
摺接面に粗研摩やエッチング加工等を施してベアリング
サーフェス率が４０〜９９％の摺接面とするとともに、
該摺接面に存在する表面凹部に液体潤滑剤や半固体潤滑
剤を保持させる。【効果】摺接面に存在する遊離炭素により滑らかな摺動
特性が得られるとともに、自他共に低摩耗を実現するこ
とができる。また、摺接面に遊離炭素と潤滑剤を存在さ
せたことにより、高負荷、高速度条件での摺動におても
滑らかな摺動特性を長期間にわたって実現することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軸受、ダイス、スライ
ド装置、内燃機関用のシリンダ、カム、ピストンリン
グ、あるいはロータリーコンプレッサーやベーンポンプ
のベーン、ディスクバルブ等に使用される摺動部材関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、軸受、ダイス、スライド装置、内
燃機関用のシリンダ、カム、ピストンリング、あるいは
ロータリーコンプレッサーやベーンポンプのベーン、デ
ィスクバルブ等に使用される摺動部材にあっては、金属
同士の激しい擦れ合いにより焼き付きが起こり易いこと
から潤滑性と耐摩耗性が要求されており、これらの要件
を満足させるために様々な摺動部材が提案されている。

【０００３】例えば、特開昭６１−２４４９８０号公報
や特開昭６１−１３２５７５号公報には、５〜７４％程
度の気孔率を有する多孔質セラミック体の気孔部に合成
樹脂などの固体潤滑剤を充填した摺動部材が開示されて
おり、特開昭６０−２３５７６７号公報には、三次元編
目構造をした炭化珪素質焼結体の気孔部にエンジン油、
スピンドル油、ダイナモ油、ディーゼルエンジン油、タ
ービン油などの液体潤滑剤を含浸させた摺動部材が開示
されている。

【０００４】一方、特開平２−２２１３５２号公報に
は、炭化珪素、窒化珪素、サイアロンなどからなる焼結
体中に、平均粒子径が１〜５０μｍの片状または球状の
炭素を０．３〜１５体積％の割合で均一に析出させた摺
動部材が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述した多
孔質セラミック体の気孔部に固定潤滑剤や液体潤滑剤を
充填、含浸させた摺動部材では、母材が多孔質セラミッ
ク体からなるために摺動部材自体の硬度および破壊靭性
が低く、その結果相手部材との摺動により短期間で摩耗
してしまうといった課題があった。しかも、これらの摺
動部材では潤滑剤を充填するための気孔部のエッジが刃
物として作用するために、摺動において相手部材を大き
く削り、摩耗させてしまう恐れもあった。

【０００６】その上、潤滑剤として固体潤滑剤を使用し
たものにあっては多孔質セラミック体の気孔部にあとか
ら充填したものであるために、固体潤滑剤が摺接面から
脱落し易く、また、潤滑剤として液体潤滑剤を使用した
ものにあっては使用中に多孔質セラミック体の気孔部か
ら流出してしまう恐れもあった。その為、これらの潤滑
剤がなくなると硬質の部材同士の摺動となるために、双
方が大きく摩耗したり、焼き付きを生じたりして摺動特
性が大幅に損なわれるといった課題があった。一方、後
述したセラミック体中に自己潤滑性を有する炭素を含有
させたものでは、炭素の脱落等の問題は少ないものの、
摺動部材の摺動特性は炭素の含有量だけで改善できるも
のではなく、摺接面に存在する炭素の占有面積率や平均
径などによって大きく左右されるものであった。即ち、
摺接面に存在する炭素量が多すぎると摺接面の硬度が低
下し、相手部材の硬度と近似するために双方の部材が大
幅に摩耗して短期間で使用できなくなり、逆に摺接面に
存在する炭素量が少なすぎると相手部材を大きく摩耗さ
せてしまうといった課題があった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では上記
課題に鑑み、遊離炭素を含有する開放気孔率が０．２％
以下の焼結体からなり、かつ平滑な摺接面を有する摺動
部材であって、該摺動部材の摺接面に存在する遊離炭素
の占有面積率が２．４％以上、１２％未満で、かつその
平均径が０．１μｍ以上、２．９μｍ未満となるように
したものである。

【０００８】また、本発明は上記摺動部材の摺接面に粗
研摩やエッチング加工等を施してベアリングサーフェス
率が４０〜９９％の摺接面とするとともに、該摺接面に
存在する表面凹部に液体潤滑剤や半固体潤滑剤を保持さ
せたものである。

【０００９】即ち、本発明に係る摺動部材は、遊離炭素
を含有した開放気孔率が０．２％以下の緻密質な焼結体
により形成してあるため、摺接面には殆ど気孔がなく、
摺動部材を構成する焼結体が持つ本来の硬度に近い高硬
度を持った摺動部材とすることができる。その為、相手
部材との摺動においても短期間で摩耗することがない。
しかも、上記摺動部材には炭素を添加して摺接面に遊離
炭素を析出させてあるため、相手部材との摺動において
は遊離炭素の持つ自己潤滑作用および吸着膜の形成によ
り、滑らかな摺動特性を得ることができる。なお、本発
明で言う焼結体とは、硬質部材としてＡｌ₂Ｏ₃、Ｚｒ
Ｏ₂、ＳｉＣ、Ｓｉ₃Ｎ₄などを主成分とするセラミッ
クスやＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮなどの硬質部材と金属
とからなるサーメット材などのことである。

【００１０】ところで、安定した摺動特性および低摩耗
を実現するためには、摺動に関与する摺接面に存在する
遊離炭素の存在状態、つまり遊離炭素の占有面積率およ
びその平均径が重要な要件となる。

【００１１】そこで、本発明では摺接面に存在する遊離
炭素の占有面積率を２．４％以上、１２％未満とし、か
つその平均径を０．１μｍ以上、２．９μｍ未満の範囲
に設けてある。

【００１２】ここで、摺接面に存在する遊離炭素の占有
面積率を２．４％以上、１２％未満としたのは、占有面
積率が２．４％未満であると、摺接面に存在する遊離炭
素量が少ないために、遊離炭素の持つ自己潤滑作用を充
分に得ることができず、相手部材を大きく摩耗させてし
まうからであり、逆に、占有面積率が１２％以上となる
と、摺接面に占める遊離炭素の割合が多くなり過ぎるた
めに、摺接面の硬度が大幅に低下して自他共に摩耗する
とともに、摺接面から遊離炭素が破砕、脱落してしまう
恐れがあるためである。

【００１３】また、上記遊離炭素が摺接面の一部に偏っ
て存在すると、相手部材との摺動において滑らかな摺動
特性が得られない。その為、摺接面には０．１μｍ以
上、２．９μｍ未満の大きさの遊離炭素を均一に分散さ
せることが重要である。

【００１４】即ち、遊離炭素の平均径が０．１μｍ未満
となると分散する遊離炭素の径が小さすぎるために遊離
炭素の持つ自己潤滑作用が得難くなり、逆に、遊離炭素
の平均径が２．９μｍ以上となると前記炭素占有率との
関係から遊離炭素が摺接面の一部に偏って存在すること
となるために滑らかな摺動特性が得られず、また、摺接
面から遊離炭素が破砕、脱落してしまう恐れもあるから
である。

【００１５】さらに、上記摺動部材の摺動特性を高める
ためには焼結体を構成する硬質部材の平均結晶粒子径も
重要な要件となる。

【００１６】即ち、焼結体を構成する硬質部材の平均結
晶粒子径が１５μｍ以上となると硬質部材の粒子径が大
きすぎるために焼結体自体を緻密化することが難く、ま
た、焼結体の靱性が大幅に低下することから相手部材と
の摺動により硬質部材が脱粒を起こし摺接面を摩耗させ
てしまうからである。

【００１７】ただし、焼結体を構成する硬質部材の平均
結晶粒子径を０．１μｍより小さくすることは製造上難
しい。

【００１８】従って、焼結体を構成する硬質部材の最適
な平均結晶粒子径としては０．１μｍ以上、１５μｍ未
満の範囲、好ましくは０．１μｍ以上、３．５μｍ未満
の範囲とすることが望ましい。

【００１９】また、上述のような摺動部材を製造するに
は、まず、出発原料として硬質部材のみからなる主原料
に炭素を添加するか、あるいは硬質部材と金属粉末から
なる主原料に炭素を添加するかして混練乾燥することに
より混合原料を作製する。この時、炭素の添加量は出発
原料全体に対して１〜５重量％の範囲で添加することが
適量である。即ち、炭素の添加量が１重量％未満である
と、炭素の添加量が少なすぎるため、摺動部材の摺接面
に存在する遊離炭素の占有面積率を２．４％以上とする
ことができないからであり、逆に、炭素の添加量が５重
量％より多いと焼結体の靱性が低下して短期間で摩耗し
てしまうからである。

【００２０】次に、得られた混合原料を金型成形法やラ
バープレス成形法により所定の形状に成形したあと、焼
成雰囲気、焼成温度を各焼結体に応じて適宜設定して焼
成し、最後に摺接面をなす表面に研摩加工を施すことに
より本発明に係る摺動部材を得ることができる。なお、
成形においては混合原料にさらに溶媒やバインダーを添
加して押出成形法や鋳込成形法でもって所定形状に成形
しても良く、また、ホットアイソスタティックプレス成
形法（ＨＩＰ）やホットプレス成形法等により成形と焼
成を同時に形成することもできる。

【００２１】一方、本発明に係る摺動部材においては、
摺接面に研摩加工やエッチング加工等を施して摺接面を
粗くし、該摺接面の表面凹部に液体潤滑剤や半固体潤滑
剤を保持させても良い。

【００２２】このように、摺接面の表面凹部に液体潤滑
剤や半固体潤滑剤を保持させることにより摺接面に存在
する遊離炭素の自己潤滑作用と表面凹部に保持した潤滑
剤との相乗効果によりさらに摺動面の摩耗を防止するこ
とができ、長期間にわたり優れた摺動特性を備えた摺動
部材とすることができる。しかも、摺接面に設けた遊離
炭素には−Ｈ基や−ＣＨ基を吸着させる作用があるた
め、液体潤滑剤や半固体潤滑剤の保持力を高めることが
できる。その為、高負荷荷重下や高速度摺動下において
も常に摺接面間に潤滑膜を形成することができることか
ら優れた摺動特性を維持することができ、自他ともに殆
ど摩耗させることがない。

【００２３】ただし、摺接面に保持させた潤滑剤による
優れた潤滑作用を得るためには、摺接面のベアリング．
サーフェス率を４０〜９９％とすることが好ましい。

【００２４】ベアリング・サーフェス率とは、単位面積
当たりに占める平坦部分の面積の割合のことであり、平
坦部分以外は気孔部および表面凹部から構成されている
ことになる。そして、本発明に係る摺動部材では、開気
孔率が０．２％以下であることから実質的に気孔部がな
いものと見なすことができ、平坦部分以外は表面凹部か
ら構成されていることになる。なお、ここで表面凹部と
は、摺接面に存在するスクラッチ部、および粒子の脱粒
部のことである。

【００２５】そして、このベアリング・サーフェス率が
４０％より小さいと、摺接面に存在する表面凹部の割合
が多くなり過ぎるために潤滑剤の保持力が低下して短期
間で潤滑剤がなるなるために相手部材との摩耗が激しく
なり、逆に、ベアリング・サーフェス率が９９％より大
きくなると、摺接面に存在する表面凹部の割合が少な過
ぎ、その結果、保持させる潤滑剤の量も少なくなるため
に充分な潤滑作用が得られなくなる。

【００２６】また、本発明に係る摺動部材に使用する潤
滑剤としては、液体潤滑剤においてパラフィン系、ナフ
タレン系、芳香族系などの石油系潤滑油や合成炭化水
素、ポリアルキレングリコール、ジエステル、ポリオー
ルエステル、リン酸エステル、珪素化合物、ポリフェニ
ールエーテル、フッ素化合物などの合成潤滑油などを使
用することができ、半固体潤滑剤としてＬｉ−石鹸、Ｃ
ａ−石鹸、Ｎａ−石鹸、Ｂａ−石鹸などを用いることが
できる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明実施例に係る摺動部材により形
成したベーンポンプのベーンについて説明する。

【００２８】（実施例１）硬質部材として平均粒子径２
μｍのＴｉＣ粉末を８１重量％と、金属成分としてＭｏ
を１．６５重量％とＮｉを７．５重量％添加し、他の成
分としてＭｏ2 Ｃを４．８５重量％とＣｒ3 Ｃ2 を５重
量％添加した主原料粉末にＰＩＴＣＨ系炭素繊維（繊維
径８μｍ，長さ１０〜２００μｍ程度）を３重量％添加
し、バインダーとともに振動ミルにて６８時間粉砕する
ことにより０．８μｍ程度のＴｉＣ粉末を含んだ顆粒を
作製した。そして、顆粒を金型内に充填しメカプレスに
より図１に示すような一端が曲面状に形成された直方体
１１を成形したあと、真空炉にて１４００℃程度の焼成
温度で焼成することにより長辺６ｍｍ、短辺３ｍｍ、厚
み６ｍｍで先端部分が半径３ｍｍの曲面状をしたベーン
１を得た。

【００２９】また、このベーン１は開放気孔率０．１％
で、ＴｉＣの平均粒子径が２．５μｍのサーメット材か
らなり、その摺接面に存在する炭素の占有面積率は５．
９％で、かつその平均径は１．８μｍであった。

【００３０】（実験例１）ここで、摺接面に存在する炭
素の占有面積率およびその平均径を変化させた上記ベー
ン１を試作し、該ベーン１を回転する鋳鉄（ＦＣ２５）
製円柱体２（外径３０ｍｍ、長さ８ｍｍ）の外周面に線
接触するように摺動させ、ベーン１および円柱体２の摩
耗量について測定した。

【００３１】本実験における摺動装置の概略図は図１に
示す通りであり、摺接条件としては円柱体２の回転速度
を３．２ｍ／ｓｅｃとし、ベーン１を円柱体２に押し付
ける荷重を２Ｋｇ／６ｍｍとして一定時間摺動させた。
そして、円柱体２の摩耗量は外周表面を表面粗さ計でト
レースしてその深さを測定し、ベーン１の摩耗量は摺動
によって生じた曲面部分の摩耗幅を光電式マイクロメー
タ付きの顕微鏡で測定した。

【００３２】また、ベーン１の摺接面に存在する遊離炭
素の分散状態については画像解析装置を用いて４００倍
の倍率で摺接面に存在する遊離炭素の占有面積率、およ
びその平均径を測定した。なお、上記画像解析装置では
炭素の占有部、表面凹部、開放気孔部、および閉気孔部
の判別が出来ないが、上記ベーン１を構成する焼結体の
開放気孔率は０．２％以下と非常に小さいため、摺接面
に存在する表面凹部、開放気孔部、および閉気孔部はな
いものと見なすことができ、画像解析装置により測定し
たそれぞれの値を摺接面に存在する遊離炭素の占有面積
率およびその平均径とした。

【００３３】また、摺動特性の評価としては、下式で表
される遊離炭素を添加しないベーン１との摩耗比率が１
未満であるものを良好とした。

【００３４】式（ベーン摩耗量／０．３３＋円柱体摩耗量／０．４）／２＜１なお、０．３３は遊離炭素を添加しないベーン１の摩耗
量であり、０．４は上記ベーン１と摺動させた円柱体２
の摩耗量である。

【００３５】各試料の材料特性値および摩耗量を表１に
示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】まず、表１より摺接面に存在する遊離炭素
の占有面積率が大きくなるにしたがってベーン１自体の
摩耗量が増加し、円柱体２の摩耗量は遊離炭素の占有面
積率が１２％までは減少し、占有面積率が１２％以上と
なると増加傾向にあることが判る。そして、試料Ｎｏ．
５〜８では遊離炭素の占有面積率が１２％以上であるこ
とから、遊離炭素を添加しないベーン１との摩耗比率が
１以上と大きく摩耗した。特に、試料Ｎｏ．６〜８では
遊離炭素の占有面積率が１２％以上であるとともに、遊
離炭素の平均径が２．９μｍ以上であるためにベーン１
の遊離炭素が脱粒を生じ、円柱体２を大きく摩耗させ
た。

【００３８】また、試料Ｎｏ．９では遊離炭素の占有面
積率が２．４％未満と摺接面に存在する遊離炭素量が少
なすぎるために充分な潤滑作用が得られず、円柱体２を
０．４μｍも摩耗させた。その結果、遊離炭素を添加し
ないベーン１との摩耗比率が１以上と大きく摩耗した。

【００３９】これに対し、本発明に係る試料Ｎｏ．１〜
４では遊離炭素の占有面積率が２．４％以上、１２％未
満で、かつその平均径が０．１μｍ以上、２．９μｍ未
満の範囲にあるため、ベーン１自体の摩耗量は大きくて
も０．５ｍｍ以下であり、また、遊離炭素を添加しない
ベーン１との摩耗比率を１未満とすることができた。こ
の結果より、摺動部材の摺接面に存在する遊離炭素の占
有面積率を２．４％以上、１２％未満で、かつその平均
径を０．１μｍ以上、２．９μｍ未満とすれば、双方の
摩耗量を大きく低減できることが判る。

【００４０】（実験例２）次に、表１の各試料からなる
ベーン１の摺接面にエッチング加工を施してベアリング
サーフェス率を４０％とし、該ベーン１をアセトン溶液
中で超音波洗浄して室温で乾燥し、さらに乾燥機中６０
℃で２時間乾燥したあと、マシン油中（ＪＩＳＫ２
２３８）に浸せきし、３０℃の雰囲気中で真空脱気を行
うことにより、摺動面に遊離炭素と潤滑油が存在したベ
ーン１を得た。

【００４１】そして、これらのベーン１を実験１と同様
の条件で円柱体２に摺動させ、その摩耗状態を測定し
た。

【００４２】また、摺動特性の評価としては、下式で表
される遊離炭素を添加しないベーン１との摩耗比率が
０．５未満であるものを良好とした。

【００４３】式（ベーン摩耗量／０．０６＋円柱体摩耗量／０．０８）／２＜０．５なお、０．０６は遊離炭素を添加しないベーン１の摩耗
量であり、０．０８は円柱体２の摩耗量である。

【００４４】それぞれの結果は表２に示す通りである。

【００４５】

【表２】

【００４６】表２より判るように、ベーン１の摺接面に
潤滑油を保持させたことにより、いずれの場合もベーン
１および円柱体２の摩耗量を低減することができた。そ
して、各試料における摩耗状態を見ると、表１と同様の
傾向が見られ本発明に係る試料Ｎｏ．１〜４のベーン１
を用いたものでは、遊離炭素を添加しないベーン１との
摩耗比率が０．５未満と、双方の摩耗量を最も低減する
ことができた。

【００４７】（実験例３）さらに、表１の試料Ｎｏ．１
からなるベーン１の摺接面にエッチング加工を施して摺
接面のベアリングサーフェス率を変化させ、該ベーン１
の摺接面に実験２と同様の方法でマシン油を保持させた
ベーン１を試作し、実験１と同様の条件でその摩耗状態
を測定した。

【００４８】なお、摺動特性の評価は実験例２と同様に
摩耗比率が０．５未満のものを良好とした。それぞれの
結果は表３に示す通りである。

【００４９】

【表３】

【００５０】表３より判るようにベアリングサーフェス
率が４０％以上の範囲にある試料Ｂ〜Ｆのものでは、遊
離炭素を添加しないベーン１との摩耗比率を０．５未満
とすることができたのに対し、ベアリングサーフェス率
が３５％の試料Ａでは摩耗比率が１と潤滑剤による効果
が得られなかった。

【００５１】このことから、摺接面に潤滑剤を保持させ
る場合には摺接面のベアリング・サーフェス率を４０％
以上とすれば良いことが判る。

【００５２】（実施例２）硬質部材として平均粒子径２
μｍのＴｉＮを８７．５重量％と、金属成分としてＮｉ
を７．５重量％添加し、他の成分としてＣｒ3 Ｃ2 を５
重量％添加した主原料粉末にＰＩＴＣＨ系炭素繊維（繊
維径８μｍ，長さ１０〜２００μｍ程度）を１〜５重量
％の範囲で添加し、バインダーとともに振動ミルにて６
８時間粉砕して０．８μｍ程度のＴｉＮ粉末を含んだ顆
粒を作製した。そして、顆粒を金型内に充填しメカプレ
スにより一端が曲面状をした直方体１１を成形したあ
と、真空炉にて１３００〜１５００℃程度の焼成温度で
焼成することにより長辺６ｍｍ、短辺３ｍｍ、厚み６ｍ
ｍで先端部分が半径３ｍｍの曲面状をしたベーン１を得
た。

【００５３】そして、これらのベーン１を実験１および
実験２と同様の条件で鋳鉄（ＦＣ２５）製円柱体２と摺
動させ、その摩耗状態について測定した。

【００５４】また、摺動特性の評価としては、下式３で
表される遊離炭素を添加しないベーン１との摩耗比率が
１未満であるものを良好とし、潤滑剤を保持させた場合
には下式４で表される遊離炭素を添加しないベーン１と
の摩耗比率が０．５未満であるものを良好とした。

【００５５】式３（ベーン摩耗量／０．４４＋円柱体摩耗量／０．７）／２＜１式４（ベーン摩耗量／０．０８＋円柱体摩耗量／０．１４）／２＜０．５なお、０．４４、０．０８は遊離炭素を添加しないベー
ン１の摩耗量であり、０．７、０．１４は円柱体２の摩
耗量である。

【００５６】それぞれの結果は表４および表５に示す通
りである。

【００５７】

【表４】

【００５８】

【表５】

【００５９】まず、表４より試料Ｎｏ．２３は摺接面に
存在する遊離炭素の占有面積率が２．４％以下と摺接面
に存在する遊離炭素量が少ないために円柱体２を０．７
μｍも摩耗させ、遊離炭素を添加しないベーン１との摩
耗比率も１未満とすることができなかった。

【００６０】また、試料Ｎｏ．２２では摺接面に存在す
る遊離炭素の占有面積率が１２％以上であるためにベー
ン１自体の摩耗量が０．７８ｍｍと多く、遊離炭素を添
加しないベーン１との摩耗比率も１以上であった。

【００６１】これに対し、本発明に係る試料Ｎｏ．２０
および２１では摺接面に存在する遊離炭素の占有面積率
が２．４％以上、１２％未満で、かつその平均径が０．
１μｍ以上、２．９μｍ未満の範囲にあるため、ベーン
１自体の摩耗量は大きくても０．５ｍｍ以下とすること
ができ、また、遊離炭素を添加しないベーン１との摩耗
比率も１未満と摩耗を大きく低減することができた。

【００６２】また、表５よりベーン１の摺接面に遊離炭
素と潤滑油を存在させた場合でも表４と同様の傾向が見
られ本発明に係る試料Ｎｏ．２０、２１のベーン１を用
いれば、遊離炭素を添加しないベーン１との摩耗比率を
１未満とすることができた。（実施例３）硬質部材として平均粒子径が７μｍ程度、
純度９９．６％のＡｌ₂Ｏ₃粉末１００重量％に対し、
ＰＩＴＣＨ系グラファイト繊維（繊維径８μｍ，長さ１
０〜２００μｍ）を１〜５重量％の範囲で添加し、バイ
ンダーとともに振動ミルにて粉砕を行って顆粒を作製し
た。そして、顆粒を金型内に充填しメカプレスにより一
端が曲面状をした直方体１１を成形したあと、真空炉に
て１７００〜１８００℃程度の焼成温度で焼成すること
により長辺６ｍｍ、短辺３ｍｍ、厚み６ｍｍで先端部分
が半径３ｍｍの曲面状をしたベーン１を得た。

【００６３】そして、これらのベーン１を実験１および
実験２と同様の条件で鋳鉄（ＦＣ２５）製円柱体２と摺
動させ、その摩耗状態について測定した。

【００６４】また、摺動特性の評価としては、下式５で
表される遊離炭素を添加しないベーン１との摩耗比率が
０．５未満であるものを良好とし、潤滑剤を保持させた
場合には下式６で表される遊離炭素を添加しないベーン
１との摩耗比率が０．５未満であるものを良好とした。

【００６５】式３（ベーン摩耗量／１．０＋円柱体摩耗量／０．６）／２＜０．５式４（ベーン摩耗量／０．０８＋円柱体摩耗量／０．０６）／２＜０．５なお、１．０、０．０８は遊離炭素を添加しないベーン
１の摩耗量であり、０．６、０．０６は円柱体２の摩耗
量である。

【００６６】それぞれの結果は表６および表７に示す通
りである。

【００６７】

【表６】

【００６８】

【表７】

【００６９】表６より試料Ｎｏ．３３では摺接面に存在
する遊離炭素の占有面積率が１２％以上であるためにベ
ーン１自体の摩耗量が１．０ｍｍと多く、また、遊離炭
素を添加しないベーン１との摩耗比率も０．５以上と大
きく摩耗した。

【００７０】また、試料Ｎｏ．３２では摺接面に存在す
る遊離炭素の占有面積率が２．４％未満であるためにや
はり遊離炭素を添加しないベーン１との摩耗比率が０．
５以上となった。

【００７１】これに対し、本発明に係る試料Ｎｏ．３
０、３１では摺接面に存在する遊離炭素の占有面積率が
２．４％以上、１２％未満で、かつその平均径が０．１
μｍ以上、２．９μｍ未満の範囲にあるため、ベーン１
自体の摩耗量は大きくても０．６ｍｍ以下とすることが
でき、また、遊離炭素を添加しないベーン１との摩耗比
率も０．５未満とすることができた。

【００７２】また、表７よりベーン１の摺接面に遊離炭
素と潤滑油を存在させた場合でも表４と同様の傾向が見
られ本発明に係る試料Ｎｏ．３０、３１のベーン１を用
いれば、遊離炭素を添加しないベーン１との摩耗比率を
１未満とすることができた。なお、本実施例では摺動部
材を構成する焼結体がセラミックスからなるものについ
てはＡｌ₂Ｏ₃についてのみ示したが他に焼結体がＺｒ
Ｏ₂、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＣからなる摺動部材において
も、摺接面に存在する遊離炭素の占有面積率を２．４％
以上、１２％未満で、かつその平均径を０．１μｍ以
上、２．９μｍ未満とすれば同様の傾向が見られた。

【００７３】

【発明の効果】以上のように、本発明では遊離炭素を含
有する開放気孔率が０．２％以下の焼結体からなる摺動
部材であって、該摺動部材の摺接面に存在する遊離炭素
の占有率を２．４％以上、１２％未満で、かつその平均
径を０．１以上、２．９μｍ未満となるようにしたこと
により、摺接面に存在する遊離炭素により滑らかな摺動
特性が得られるとともに、自他共に低摩耗を実現するこ
とができる。

【００７４】また、本発明は上記摺動部材の摺接面に粗
研摩やエッチング加工等を施してベアリングサーフェス
率が４０〜９９％の摺接面とするとともに、該摺接面に
存在する表面凹部に液体潤滑剤や半固体潤滑剤を保持さ
せたことにより、摺接面に存在する遊離炭素と潤滑剤と
の相乗効果により、さらに低摩耗とすることができ、高
負荷、高速度条件での摺動におても滑らかな摺動特性を
長期間にわたって実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】摺動装置を示す概略図である。

【符号の説明】

１ベーン１１直方体２円柱体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０４Ｂ 35/58 １０１ 7123−3ＪＦ１６Ｃ 33/24 ＡＦ１６Ｃ 33/10 Ｆ１６Ｋ 3/02 33/24 Ｆ１６Ｊ 9/26 ＡＦ１６Ｋ 3/02 10/00 Ａ // Ｆ１６Ｊ 9/26 15/34 Ｈ 10/00 Ｃ０４Ｂ 35/56 Ｓ 15/34 １０１Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも摺接面が平滑であり、かつ該摺
接面には遊離炭素を含有する開放気孔率が０．２％以下
の焼結体からなる摺動部材であって、該摺動部材の摺接
面に存在する遊離炭素の占有面積率が２．４％以上、１
２％未満で、かつその平均径が０．１μｍ以上、２．９
μｍ未満の範囲にあることを特徴とする摺動部材。
【請求項２】上記摺動部材の摺接面に粗研摩やエッチン
グ加工等を施してベアリングサーフェス率を４０〜９９
％とするとともに、該摺接面に形成した表面凹部に液体
潤滑剤や半固体潤滑剤を保持したことを特徴とする請求
項１に記載の摺動部材。