JPS63195159A - 潤滑機能を有するセラミツクス焼結体 - Google Patents
潤滑機能を有するセラミツクス焼結体Info
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- JPS63195159A JPS63195159A JP62025917A JP2591787A JPS63195159A JP S63195159 A JPS63195159 A JP S63195159A JP 62025917 A JP62025917 A JP 62025917A JP 2591787 A JP2591787 A JP 2591787A JP S63195159 A JPS63195159 A JP S63195159A
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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
【産業上の利用分野１
本発明は、従来のセラミックス焼結体が備えている性質
を改善して、硬さと共に潤滑性のよいセラミックス焼結
体を用い、優秀な摺動部材、たとえば軸受を提供するこ
とにある。 【従来の技術】 従来のセラミックス焼結体を形成している組成中には、
潤滑に寄与する粒子を内包しておらず。 そのためセラミックス焼結体を摺動部材として使用しよ
うとすれば前記セラミックス焼結体に加え。 常に潤滑材を附加しなければならなかった。
を改善して、硬さと共に潤滑性のよいセラミックス焼結
体を用い、優秀な摺動部材、たとえば軸受を提供するこ
とにある。 【従来の技術】 従来のセラミックス焼結体を形成している組成中には、
潤滑に寄与する粒子を内包しておらず。 そのためセラミックス焼結体を摺動部材として使用しよ
うとすれば前記セラミックス焼結体に加え。 常に潤滑材を附加しなければならなかった。
セラミックスは硬度が高いので、他の部材とすれあって
も摩擦は少ないが、潤滑する機能を負う要素がないので
、摺動させると抵抗が大きく、はなはだしい場合には焼
付きを起こすこともあるので、実用上潤滑材なしでは摺
動部材として用いることができず、動的機械要素として
はごく限られた用途にしか用いることができなかった。
も摩擦は少ないが、潤滑する機能を負う要素がないので
、摺動させると抵抗が大きく、はなはだしい場合には焼
付きを起こすこともあるので、実用上潤滑材なしでは摺
動部材として用いることができず、動的機械要素として
はごく限られた用途にしか用いることができなかった。
セラミックスの内部に潤滑機能をになう潤滑粒子を内包
させる。内包の態様として、潤滑粒子を焼結体中に包み
込んで構成させる。
させる。内包の態様として、潤滑粒子を焼結体中に包み
込んで構成させる。
【作 用１
本願発明に係るセラミックス焼、結体を相手材と摺動さ
せると、下記のような作用を見出しうる。 すなわち、該セラミックス焼結体の摺動面に多数のガラ
ス層がむき出している場合においては、ガラス層は潤滑
粒子の一部が酸化した物質であるので、摺動面上で潤滑
機能を負う面積の割合が多く。 摺動開始当初から良好な潤滑機能を発揮する。 また、前記セラミックス焼結体の摺動面に多数のガラス
層と共に潤滑粒子がむき出しになっている場合において
は、相手材との形状上の不整合により、ランダムな外力
が作用して潤滑粒子が脱落したり、削り取られたりして
も、摺動する相手材とのスキマに該潤滑粒子がはさみ込
まれ、摺動に応じて前記スキマにおいて転動することと
なる。 その結果、相手材との間で潤滑作用を営むようになり、
前述したガラス層自体の潤滑作用とあいまって、より良
好な潤滑機能を発揮するのである。 さらに、それ自体脆弱な潤滑粒子の組成割合が増加する
と、焼結体全体として強度が低下し、せん断力等の作用
により容易に破壊をする。 【実施例】 本発明の実施例として基材をアルミナとし、潤滑粒子を
六方晶窒化硼素粒子とするアルミナ焼結体について図面
を用いて詳述する。 第１図は、仮焼工程と本焼工程とからなる焼結法により
、焼結した結果得られるアルミナ焼結体の焼結構造を示
し、第２図は本焼によってのみ焼結した結果得られるア
ルミナ焼結体の焼結構造を示したものである。 本焼結体を製造するには、まず粒径１０μｍ〜ｉｍｍ程
度の六方晶窒化硼素粒子と、粉体の純度９０〜９９％及
び粒径０．３μｍ 〜１０μｍａ度のアルミナ粒子との
混合物であって、該混合物中における前記六方晶窒化硼
素粒子の占める体積比が５〜３０％であるものを用いる
。 次に、上記混合物を液体で流動化させて鋳込み成形を行
うか、またはメタノール等の有機溶謀を用い顆粒を作成
した後にプレス成形を行い、係る成形品を焼結してアル
ミナ焼結体を得るものである。 焼結法として、前記成形品を大気中にて８００〜１００
０℃で行うか、または窒素雰囲気中にて８００〜１００
０℃にて行うかする仮焼工程と、炉より取り出して加工
を行った後窒素雰囲気中にて１５００〜１７００℃で本
焼を行う工程とからなる第１の方法と、前記成形品を仮
焼工程を省略して、いきなり窒素雰囲気中にて１５００
〜１７００℃で本焼を行う第２の方法とがある。 第１の方法により焼結すると、仮焼工程においてアルミ
ナは弱く焼結されるので、粒径の小さいアルミナ粒子が
多数形成される。 一方、六方晶窒化硼素１は、一部が酸化されて簿いＢ、
Ｏ，のガラス層５を生成する。この反応現象の際に生じ
たガスは、焼結体の外に排出され。 また粒径の小さいアルミナ粒子４がガラス［５に取り込
まれることがある。 次に１本焼工程においてアルミナはさらに焼結が進み、
粒径が大きくなる。 一方、六方晶窒化硼素１は仮焼した炉から取り出す場合
には、この時に仮焼体中に空気中の酸素が入り込み、ま
た大気中で仮焼した場合には、仮焼体中の気体の酸素が
入り込み、いずれの場合にも本工程において六方晶窒化
硼素１を酸化させることとなる。 上記六方晶窒化硼素１の酸化作用により生じたＢ２０．
はガラス層５をさらに生成し１層を厚くするとともにＢ
、Ｏ，の生成と同時に生じたＮオガスは六方晶窒化硼素
１の回りに停留し、空間２を形成する。 上述のような第１の方法により焼結すると、第１図に図
示するような焼結構造を備えたアルミナ焼結体を得るこ
とができる。 第２の方法により焼結すると、アルミナはいきなり強く
焼結されるので１粒径が大きく形成される。 一方、六方品窒化硼素１は成型体中に存在していた酸素
ガスにより酸化される。 上記酸化作用により生じたＢ２Ｏ２は、薄いガラス層５
を六方晶窒化硼素１の回りに形成すると同時に、この際
に生じたＮ８ガスは焼結体の外へ排出されることとなる
。 上述のような第２の方法により焼結すると、第２図に図
示するような焼結構造を備えたアルミナ焼結体が得られ
る。該アルミナ焼結体の焼結構造には、第１の方法によ
り得られるアルミナ焼結体の焼結構造が備えている空間
２がないことに特色がある。 （効 果］ 本発明は、上述のように構成されているので。 自己潤滑機能を具備することとなり、外部より特に潤滑
材を加える必要がなくなる。 また、［を液を塗布せねばならない場合においても、該
液は潤滑粒子が脱落した孔、もしくは潤滑粒子の回りの
空間に入り込み、摺動時にスキマに流れて油膜を形成し
、該油膜が潤滑機能を負うので、潤滑液塗布の頻度を大
幅に下げることができる。 上述により、セラミックス焼結体は高硬度と共に優秀な
潤滑性能を帯有することとなり、１！動部材として多用
な用途に用いることができる。 さらに、潤滑粒子の組成割合が増加すると、焼結体全体
として強度が低下するので、切削が容易となると共に、
加工成形も容易となる。 以上により、セラミックス焼結体の使用目的に応じて、
潤滑粒子の組成割合を適宜調整することにより、機械部
品として多方面での使用が可能となる。
せると、下記のような作用を見出しうる。 すなわち、該セラミックス焼結体の摺動面に多数のガラ
ス層がむき出している場合においては、ガラス層は潤滑
粒子の一部が酸化した物質であるので、摺動面上で潤滑
機能を負う面積の割合が多く。 摺動開始当初から良好な潤滑機能を発揮する。 また、前記セラミックス焼結体の摺動面に多数のガラス
層と共に潤滑粒子がむき出しになっている場合において
は、相手材との形状上の不整合により、ランダムな外力
が作用して潤滑粒子が脱落したり、削り取られたりして
も、摺動する相手材とのスキマに該潤滑粒子がはさみ込
まれ、摺動に応じて前記スキマにおいて転動することと
なる。 その結果、相手材との間で潤滑作用を営むようになり、
前述したガラス層自体の潤滑作用とあいまって、より良
好な潤滑機能を発揮するのである。 さらに、それ自体脆弱な潤滑粒子の組成割合が増加する
と、焼結体全体として強度が低下し、せん断力等の作用
により容易に破壊をする。 【実施例】 本発明の実施例として基材をアルミナとし、潤滑粒子を
六方晶窒化硼素粒子とするアルミナ焼結体について図面
を用いて詳述する。 第１図は、仮焼工程と本焼工程とからなる焼結法により
、焼結した結果得られるアルミナ焼結体の焼結構造を示
し、第２図は本焼によってのみ焼結した結果得られるア
ルミナ焼結体の焼結構造を示したものである。 本焼結体を製造するには、まず粒径１０μｍ〜ｉｍｍ程
度の六方晶窒化硼素粒子と、粉体の純度９０〜９９％及
び粒径０．３μｍ 〜１０μｍａ度のアルミナ粒子との
混合物であって、該混合物中における前記六方晶窒化硼
素粒子の占める体積比が５〜３０％であるものを用いる
。 次に、上記混合物を液体で流動化させて鋳込み成形を行
うか、またはメタノール等の有機溶謀を用い顆粒を作成
した後にプレス成形を行い、係る成形品を焼結してアル
ミナ焼結体を得るものである。 焼結法として、前記成形品を大気中にて８００〜１００
０℃で行うか、または窒素雰囲気中にて８００〜１００
０℃にて行うかする仮焼工程と、炉より取り出して加工
を行った後窒素雰囲気中にて１５００〜１７００℃で本
焼を行う工程とからなる第１の方法と、前記成形品を仮
焼工程を省略して、いきなり窒素雰囲気中にて１５００
〜１７００℃で本焼を行う第２の方法とがある。 第１の方法により焼結すると、仮焼工程においてアルミ
ナは弱く焼結されるので、粒径の小さいアルミナ粒子が
多数形成される。 一方、六方晶窒化硼素１は、一部が酸化されて簿いＢ、
Ｏ，のガラス層５を生成する。この反応現象の際に生じ
たガスは、焼結体の外に排出され。 また粒径の小さいアルミナ粒子４がガラス［５に取り込
まれることがある。 次に１本焼工程においてアルミナはさらに焼結が進み、
粒径が大きくなる。 一方、六方晶窒化硼素１は仮焼した炉から取り出す場合
には、この時に仮焼体中に空気中の酸素が入り込み、ま
た大気中で仮焼した場合には、仮焼体中の気体の酸素が
入り込み、いずれの場合にも本工程において六方晶窒化
硼素１を酸化させることとなる。 上記六方晶窒化硼素１の酸化作用により生じたＢ２０．
はガラス層５をさらに生成し１層を厚くするとともにＢ
、Ｏ，の生成と同時に生じたＮオガスは六方晶窒化硼素
１の回りに停留し、空間２を形成する。 上述のような第１の方法により焼結すると、第１図に図
示するような焼結構造を備えたアルミナ焼結体を得るこ
とができる。 第２の方法により焼結すると、アルミナはいきなり強く
焼結されるので１粒径が大きく形成される。 一方、六方品窒化硼素１は成型体中に存在していた酸素
ガスにより酸化される。 上記酸化作用により生じたＢ２Ｏ２は、薄いガラス層５
を六方晶窒化硼素１の回りに形成すると同時に、この際
に生じたＮ８ガスは焼結体の外へ排出されることとなる
。 上述のような第２の方法により焼結すると、第２図に図
示するような焼結構造を備えたアルミナ焼結体が得られ
る。該アルミナ焼結体の焼結構造には、第１の方法によ
り得られるアルミナ焼結体の焼結構造が備えている空間
２がないことに特色がある。 （効 果］ 本発明は、上述のように構成されているので。 自己潤滑機能を具備することとなり、外部より特に潤滑
材を加える必要がなくなる。 また、［を液を塗布せねばならない場合においても、該
液は潤滑粒子が脱落した孔、もしくは潤滑粒子の回りの
空間に入り込み、摺動時にスキマに流れて油膜を形成し
、該油膜が潤滑機能を負うので、潤滑液塗布の頻度を大
幅に下げることができる。 上述により、セラミックス焼結体は高硬度と共に優秀な
潤滑性能を帯有することとなり、１！動部材として多用
な用途に用いることができる。 さらに、潤滑粒子の組成割合が増加すると、焼結体全体
として強度が低下するので、切削が容易となると共に、
加工成形も容易となる。 以上により、セラミックス焼結体の使用目的に応じて、
潤滑粒子の組成割合を適宜調整することにより、機械部
品として多方面での使用が可能となる。
第１図は、仮焼工程と本焼工程とからなる焼結法により
焼結した結果、得られた潤滑粒子として六方晶窒化硼素
粒子を用いたアルミナ焼結体の焼結構造の概念を示した
模式図、第２図は１本焼によってのみ焼結した結果、得
られた潤滑粒子として六方晶窒化硼素粒子を用いたアル
ミナ焼結体の焼結構造概念を示した模式図。 １ ・・・・・・六方晶窒化硼素粒子 ２・・・・・・空間 ３１・・１アルミナ粒子 ５ ・・・トガラス層
焼結した結果、得られた潤滑粒子として六方晶窒化硼素
粒子を用いたアルミナ焼結体の焼結構造の概念を示した
模式図、第２図は１本焼によってのみ焼結した結果、得
られた潤滑粒子として六方晶窒化硼素粒子を用いたアル
ミナ焼結体の焼結構造概念を示した模式図。 １ ・・・・・・六方晶窒化硼素粒子 ２・・・・・・空間 ３１・・１アルミナ粒子 ５ ・・・トガラス層
Claims (6)
- （１）多数のセラミックス粒子からなる焼結体を基材と
なし、該基材の適所にガラス層に包まれて形成された潤
滑粒子が間隔を置いて散在していることを特徴とする潤
滑機能を有するセラミックス焼結体。 - （２）潤滑粒子とガラス層間に空間が形成されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の潤滑機能を
有するセラミックス焼結体。 - （３）ガラス層が粒径の小さいセラミックス粒子を内包
していることを特徴とする特許請求の範囲第１項または
第２項記載の潤滑機能を有するセラミックス焼結体。 - （４）セラミックス粒子がアルミナ粒子であることを特
徴とする特許請求の範囲第１〜３項から選ばれる１つの
項に記載の潤滑機能を有するセラミックス焼結体。 - （５）セラミックス粒子がジルコニア粒子であることを
特徴とする特許請求の範囲第１〜３項から選ばれる１つ
の項に記載の潤滑機能を有するセラミックス焼結体。 - （６）潤滑粒子が六方晶窒化硼素粒子であることを特徴
とする特許請求の範囲第１〜５項から選ばれる１つの項
に記載の潤滑機能を有するセラミックス焼結体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62025917A JPS63195159A (ja) | 1987-02-05 | 1987-02-05 | 潤滑機能を有するセラミツクス焼結体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62025917A JPS63195159A (ja) | 1987-02-05 | 1987-02-05 | 潤滑機能を有するセラミツクス焼結体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63195159A true JPS63195159A (ja) | 1988-08-12 |
Family
ID=12179128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62025917A Pending JPS63195159A (ja) | 1987-02-05 | 1987-02-05 | 潤滑機能を有するセラミツクス焼結体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63195159A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012162417A (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Nagoya City | 快削性セラミックス及びその製造方法 |
-
1987
- 1987-02-05 JP JP62025917A patent/JPS63195159A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012162417A (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Nagoya City | 快削性セラミックス及びその製造方法 |
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