[發明專利]氮化硅燒結體以及使用該氮化硅燒結體的滑動構件

有效

• 申請號: 201380057709.9
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN104768900A
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發明（設計）人: 青木克之;小松通泰;船木開;山口晴彥
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝;東芝高新材料公司
• 主分類號: C04B35/599
• 分類號: C04B35/599;F16C33/32
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 劉鳳嶺;陳建全

技術領域

本發明的實施方式涉及氮化硅燒結體以及使用該氮化硅燒結體的滑動構件。

背景技術

氮化硅燒結體廣泛用作軸承滾珠、滾子等滑動構件的結構材料。例如在以前，作為支持旋轉軸的軸承(bearing)構件，特別是作為軸承滾珠的結構材料，通常使用軸承鋼等金屬材料。但是，軸承鋼等金屬材料由于耐磨性并不充分，所以存在軸承壽命的偏差增大，從而無法穩定地得到可靠性高的高速旋轉驅動的問題。

作為解決上述問題的一種手段，近年來，使用氮化硅燒結體作為軸承滾珠的結構材料。氮化硅燒結體在陶瓷中滑動特性也是優良的，所以在一部分的使用狀態下，耐磨性是充分的，可以確認即使在進行高速旋轉的情況下，在某種程度的期限內也能夠實現可靠性高的旋轉驅動。

作為以前的氮化硅燒結體的燒結組成，為人所知的有氮化硅-稀土類氧化物-氧化鋁系、氮化硅-氧化釔-氧化鋁-氮化鋁-鈦系等。上述燒結組成中的氧化釔(Y₂O₃)等稀土類氧化物等燒結助劑一直以來通常作為燒結助劑使用，是為了提高燒結性、使燒結體致密化、從而實現高強度化而添加的。例如，在日本特開2006-36554號公報(專利文獻1)中已經公開。

另外，在日本特開2002-326875號公報(專利文獻2)中，公開了在實施規定的耐磨性試驗的情況下，顯示出400小時以上的長壽命的氮化硅燒結體。

另一方面，對于使用氮化硅燒結體的軸承滾珠等滑動構件，已經要求400小時以上、進而800小時左右的長壽命。通過進行軸承滾珠的長壽命化，可以實現軸承等滑動部的免維護化。

軸承等滑動構件被使用于機床、電子設備、汽車、飛機還有風力發電等各種領域的產品。如果實現滑動構件的長壽命化，則可以實現各種產品的長壽命化，進而實現免維護化。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2006-36554號公報

專利文獻2：日本特開2002-326875號公報

發明內容

發明所要解決的課題

本發明所要解決的課題在于：提供滑動特性能夠具備更加長期可靠性的氮化硅燒結體及其使用該氮化硅燒結體的滑動構件。

用于解決課題的手段

根據本發明的一個實施方式，可以得到一種氮化硅燒結體，其特征在于：在對氮化硅燒結體進行XRD分析時，當將在對應于六方晶系α-SiAlON結晶的29.6±0.3°和31.0±0.3°處檢測出的最強峰值強度設定為I_29.6°、I_31.0°、另一方面將在對應于β-Si₃N₄結晶的33.6±0.3°、36.1±0.3°處檢測出的最強峰值強度設定為I_33.6°、I_36.1°時，各最強峰值強度滿足下述關系式：

(I_29.6°+I_31.0°)/(I_33.6°+I_36.1°)＝0.10～0.30???(1)

在所述氮化硅燒結體的任意斷面中，每單位面積100μm×100μm的晶界相的面積比為25～40％，可加工系數(machinable?coefficients)為0.100～0.120。

另外，在對氮化硅燒結體進行XRD分析時，在對應于Y₄Si₂O₇N₂(J相)的39.5±0.3°處檢測出的最強峰值強度I_39.5°優選滿足下述關系式：

(I_39.5°)/(I_33.6°+I_36.1°)＝0.03～0.10???(2)

另外，在對氮化硅燒結體進行XRD分析時，在對應于Y₂Si₃O₁₂N(H相)、YSiO₂N(K相)或Y₂Si₃O₃N₄中的任一種以上的31.9±0.3°處檢測出的最強峰值強度I_31.9°優選滿足下述關系式：

(I_31.9°)/(I_33.6°+I_36.1°)＝0.05～0.15???(3)