JPS60231467A - Composite ceramics - Google Patents

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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本兄明は、固体潤滑剤、溶融金属保持材、軸受、その他
種々の分野に利用できる複合セラミックスに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to composite ceramics that can be used in various fields such as solid lubricants, molten metal holding materials, bearings, and others.

（従来の技術） 六方晶窒化はう素焼給体は、潤滑性、離型性が良好であ
るため、固体潤滑剤、溶融金属保持材等として用いられ
ているが、窒化はう素成形体は圧縮強度、曲げ強度が乏
しく、応力が加わると容易に破損してしまう。また、耐
摩耗性も低く、潤滑剤等として使用した場合の損耗も著
しい〇 （発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、六方晶窒化はう素焼給体の特性、即ち
潤滑性、離型性を損なうことなく、強度、耐摩耗性を向
上させたセラミックス材料を得ることである。(Prior art) Hexagonal boron nitride heat exchangers have good lubricity and mold release properties, so they are used as solid lubricants, molten metal holding materials, etc. However, boron nitride molded bodies are It has poor compressive strength and bending strength, and easily breaks when stress is applied. In addition, the wear resistance is low, and the wear and tear is significant when used as a lubricant. The object of the present invention is to obtain a ceramic material with improved strength and wear resistance without impairing mold releasability.

（問題点を解決するための手段） 本発明は、六方晶窒化はう素焼給体に、セラミックス短
繊維を混入することにより、強度、耐摩耗性を向上させ
るものである。六方晶窒化はう累の強化材として、セラ
ミックス短繊維を用いれば、セラミック短繊維自体が良
好な潤滑性を示すことから、窒化はう素の潤滑性、離型
性を損ねることがなく、また複合則に従って窒化はう素
焼給体の強度が向上し、併せて耐摩耗性も向上する。(Means for Solving the Problems) The present invention improves strength and wear resistance by mixing short ceramic fibers into a hexagonal nitrided boron heat exchanger. If short ceramic fibers are used as a reinforcing material for hexagonal nitrided cavities, the short ceramic fibers themselves exhibit good lubricity, so nitriding does not impair the lubricity and mold release properties of boron. According to the compound rule, nitriding improves the strength of the borax heat exchanger and also improves its wear resistance.

なお、上記の短繊維とは、ウィスカもしくは連続繊維を
切断したもので、長さは概ね数１０μ〜数簡である。Note that the above-mentioned short fibers are whiskers or continuous fibers cut into pieces, and the length is approximately several tens of micrometers to several micrometers.

本兄明になる繊維強化六方晶窒化はう素焼給体は、通常
の窒化はう素粉床、及び焼結助剤に、５〜５０重量％の
例えばＡｌ２Ｏ３、Ｓ　ｉｃ　、　Ｓ　ｉ３Ｎ４等の短
繊維を単独あるいは複合して加えた後、加圧成形し、ホ
ットプレスあるいは熱間静水圧加圧処理によって焼結せ
しめたものである０セラミツクス短繊維の量を５〜６０
重量％とするのは、強度、耐摩耗性な向上させるために
は少なくとも５重ｊｔチが必要であり、また添７Ｊｌｌ
ｌ量上限は特に限定する必費は無いが、製造技術上３０
重重電程度が限界である。The fiber-reinforced hexagonal boron nitride sintering body according to the present invention is prepared by adding 5 to 50% by weight of a short material such as Al2O3, Sic, Si3N4, etc. After adding fibers alone or in combination, the amount of ceramic short fibers is 5 to 60%, which is press-molded and sintered by hot pressing or hot isostatic pressing.
The weight percentage is based on the fact that at least 5 layers of steel are required to improve strength and abrasion resistance, and additional 7Jll
There is no particular limit to the upper limit of the amount, but due to manufacturing technology, it is
The limit is heavy electric power.

（作用） 六方晶窒化はう素地形体中に含まれるセラミックス繊維
は、第１表に示すようにいずれも強度、弾性率が大きく
、ランダムに配向した短繊維は一方向罠配向した長繊維
に適用される複合剤〔σ。（複合材の強度）＝σｆ　’
Ｖｆ＋σ、・ｖｍここで、σｆ：繊維の強度、ｖｆ：繊
維の体積率、σｍ：母材の強度、ｖｍ：母材の体積率〕
の約百の強度を付与する。(Function) As shown in Table 1, the ceramic fibers contained in the hexagonal nitride boron body have high strength and elastic modulus, and randomly oriented short fibers are applicable to unidirectionally oriented long fibers. Composite agent [σ. (Strength of composite material) = σf'
Vf+σ, ・vm, where σf: strength of fiber, vf: volume fraction of fiber, σm: strength of base material, vm: volume fraction of base material]
Gives strength of about 100.

第　１　表 さらに、セラミック短繊維は粒ではなく、繊維状である
ため、表面に出ても脱落し難く、母材である窒化はう素
が摩耗した後も、一部が線用した状態で残存する。この
短繊維は、相手材との接触によって弾性変形し、潤滑性
を示すと共に、母材である窒化はう素との接触面圧を緩
和し、母材の摩耗量を低減する。Table 1 Furthermore, since ceramic short fibers are in the form of fibers rather than grains, they are difficult to fall off even if they appear on the surface, and even after the base material, boron nitride, is worn out, some of them remain in the wired state. remain. These short fibers are elastically deformed by contact with the mating material, exhibiting lubricity, and reducing the contact pressure with the base material, boron nitride, thereby reducing the amount of wear on the base material.

（実施例） 六方晶窒化はう素のみ、これにＡｌ、Ｏ，、Ｓ　ｉＣ。(Example) Hexagonal nitriding consists of only boron, plus Al, O, SiC.

Ｓｉ３Ｎ４の短繊維を第２表の割合で加え、粘結剤とし
てＢ、０３４重量％、ＣａＯ２重量％を添加したものを
、”１８００℃ｘ３ｏｏｋｇ／馬ガスによりホントプレ
スして得た複合材について、摩擦係数を測定し、鈴木式
摩耗試験機により摩耗減量を計測した。この結果を第２
表に示す。Regarding the composite material obtained by adding short fibers of Si3N4 in the proportions shown in Table 2, and adding B, 034% by weight, and 2% by weight of CaO as binders, the material was really pressed at 1800°C x 3ookg/horse gas. The friction coefficient was measured and the wear loss was measured using a Suzuki type wear tester.This result was used in the second test.
Shown in the table.

第２表 ※連続繊維を２〜５震に裁断したもの チは重量係を示す。Table 2 *Continuous fiber cut into 2 to 5 pieces Ji indicates the weight person.

第２表から明らかなように、短繊維含有量が５重′ｊｉ
ｔ％に満たないものでは窒化はう素の摩耗量が大ぎく、
５重量％以上添加すると摩耗量が減少することが判る０
また、いずれのサンプルも摩擦係数には殆んど変化か無
いことも明らかである。As is clear from Table 2, the short fiber content is 5
If the nitriding is less than t%, the amount of wear of boron is large;
It can be seen that the amount of wear decreases when 5% by weight or more is added.
It is also clear that there is little or no change in the coefficient of friction for any of the samples.

復代理人　内　１）　明 復代理人　萩　原　亮　−Among the sub-agents: 1) Akira Sub-agent Ryo Hagi Hara -

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 六方晶窒化はう素成形体にセラミックス短繊維を５重量
％以上添加した複合セラミックス。Hexagonal nitride is a composite ceramic made by adding 5% by weight or more of short ceramic fibers to a boron molded body.