[發明專利]滑動部件

有效

• 申請號: 201510087828.X
• 申請日: 2008-03-11
• 公開（公告）號: CN104692806B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 高尾實;小松通泰
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝;東芝高新材料公司
• 主分類號: C04B35/584
• 分類號: C04B35/584;C04B35/63
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 沈捷

本發明專利申請是國際申請號為PCT/JP2008/000525，國際申請日為2008年3月11日，進入中國國家階段的申請號為200880008152.9，名稱為“氮化硅燒結體及使用其的滑動部件”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種氮化硅燒結體及使用其的滑動部件。

背景技術

滑動部件在例如軸承部件、用于軋制的各種卷材、壓縮機用葉片、燃氣輪機葉片、凸輪滾柱這樣的發動機零件等各種領域中使用。這樣的滑動部件使用的是輕量而又高強度的陶瓷材料。特別地，由于氮化硅燒結體在機械強度和耐磨損性方面優良，因此被應用于軸承滾珠等軸承部件。

針對使用氮化硅燒結體的軸承滾珠等軸承部件，曾提出了例如通過燒結體組成(燒結助劑的種類和添加量)的控制、燒結體中的各助劑成分的形態控制、制造工序的控制等來提高以機械強度和滾動壽命為代表的耐磨損性等的方案(參照專利文獻1、2)。在專利文獻1中記載了通過含有平均粒徑為0.1μm以下的TiN粒子來提高耐磨損性的氮化硅燒結體。在專利文獻2中記載了包含TiN和TiCN中的至少一方作為Ti化合物的氮化硅燒結體。

在具有HDD和DVD等盤片介質的電子設備中，利用主軸電動機這樣的旋轉驅動裝置使轉軸高速旋轉，使安裝在該轉軸上的各種盤片起作用。有人嘗試在高速旋轉的轉軸的軸承中應用輕量且耐磨損性等優良的氮化硅燒結體制的軸承滾珠。然而，在以往的氮化硅燒結體制軸承滾珠用于例如像5000rpm以上那樣高速旋轉的轉軸的軸承時，存在滾動壽命的偏差大的難點。因此，并非已經充分滿足可靠性和耐久性。

專利文獻1：日本專利特開2004－002067號公報

專利文獻2：日本專利特開2006－036554號公報

發明內容

本發明的目的在于提供一種滑動部件，其使用氮化硅燒結體，該氮化硅燒結體通過降低以滾動壽命為代表的滑動特性的偏差，能以較好的再現性提高耐久性和可靠性。

本發明所涉及的滑動部件包括氮化硅燒結體，該氮化硅燒結體含有氮化硅粒子以及2質量％以上而15質量％以下的燒結助劑成分，所述滑動部件是軸承滾珠，在所述氮化硅燒結體中，作為所述燒結助劑成分，含有1質量％以上而6質量％以下的稀土類元素以及0.5質量％以上而6質量％以下的Al，還含有0.01質量％以上而5質量％以下的選自Ti、Zr、Hf、W、Mo、Ta、Nb和Cr的至少1種金屬元素，該金屬元素為單體或化合物形式，所述氮化硅粒子在所述氮化硅燒結體的結晶組織內具有面積比為50％以上而80％以下的針狀晶粒，該針狀晶粒的長徑(L)為10μm以下且長徑(L)與短徑(S)之比(L/S)為5以上，所述氮化硅燒結體中存在的空隙的最大直徑為3μm以下，且所述空隙的數量在30×30μm的范圍內為5個以下。

附圖說明

圖1是用局部截面來表示本發明的實施方式所涉及的軸承的結構的圖。

(符號說明)

1 軸承

2 軸承滾珠

3 內圈

4 外圈

具體實施方式

下面，對實施本發明的實施方式進行說明。本發明的實施方式所涉及的氮化硅燒結體將氮化硅作為主要成分，并含有2～15質量％的燒結助劑成分。較為理想的是，燒結助劑成分包含至少稀土類元素和鋁。稀土類元素和鋁形成由例如Si―R―Al―O―N化合物(R：稀土類元素)形成的晶界相，從而促進燒結體的致密化等。這樣，氮化硅燒結體主要由氮化硅粒子和晶界相構成。

作為燒結助劑成分的稀土類元素沒有特別的限定，但較為理想的是使用釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、釤(Sm)、釹(Nd)、鏑(Dy)、鉺(Er)等鑭系稀土類元素。較為理想的是，稀土類元素的含量為1～6質量％。若稀土類元素的含量不到1質量％，則可能無法使氮化硅燒結體充分地致密化。若稀土類元素的含量超過6質量％，則氮化硅燒結體中的晶界相的量過剩，因此，強度等機械特性會下降。稀土類元素以例如氧化物、氮化物、硼化物、碳化物、硅化物等形式添加。

作為燒結助劑成分的鋁起到增進稀土類元素的作為燒結促進劑的功能的作用，以例如氧化鋁和氮化鋁等形式添加。較為理想的是，鋁的含量為0.5～6質量％。若鋁的含量不到0.5質量％，則氮化硅燒結體可能不夠致密化。若鋁的含量超過6質量％，則不僅晶界相增加，鋁也會固溶到氮化硅晶粒中，從而熱傳導率等可能會下降。