[发明专利]滑动部件和使用该滑动部件的轴承

说明书

技术领域

本发明涉及滑动部件和使用该滑动部件的轴承。

背景技术

滑动部件在例如轴承部件、滚轧用轧制件、压缩机用叶片、燃气轮机叶片、 凸轮滚柱等各种领域中进行使用。滑动部件正在使用轻量而又高强度的陶瓷材 料。特别地，由于氮化硅烧结体具有优良的机械强度和耐磨损性，因此其在轴 承滚珠等轴承部件中的应用正在推广。

针对使用氮化硅烧结体的轴承滚珠等轴承部件，曾提出了基于例如烧结体 成分(烧结助剂的种类和添加量等)的控制、烧结体中的各辅助剂成分的形态控 制、制造工序的控制等，来提高以机械强度和滚动寿命为代表的滑动特性的技 术方案(参照专利文献1、2)。在专利文献1中记载了一种氮化硅烧结体，其含 有换算成氧化物占2～10质量％的作为烧结助剂的稀土类元素，含有2～7质 量％的尖晶石，含有1～10质量％的碳化硅，并含有换算成氧化物占5质量％ 以下的选自Ti、Zr、Hf、W、Mo、Ta、Nb和Cr的至少一种元素。

然而，在具有HDD和DVD等盘片介质的电子设备中，用主轴电动机使转轴 高速旋转，使安装在转轴上的盘片起作用。曾尝试在高速旋转的转轴的轴承中 使用轻量且具有优良的耐磨损性的氮化硅烧结体制的轴承滚珠。但是，与以往 的金属制的轴承滚珠相比，氮化硅烧结体制的轴承滚珠在热传导性方面较差， 因此，存在无法将转轴高速旋转产生的热量高效地朝外部释放的难点。

另外，也曾尝试改进氮化硅烧结体的热传导率(参照专利文献3、4)，但 单纯提高热传导率可能会牺牲滑动特性。另一方面，在作为各种电子元器件的 安装基板和散热板使用的氮化硅烧结体中，曾提出了通过使用降低了氧含量和 杂质阳离子元素量的氮化硅粉末来提高热传导率的氮化硅烧结体(参照专利 文献5)。然而，被应用于安装基板和散热板的电子元器件用氮化硅烧结体不具 有足够的耐磨损性。因此，无法将电子元器件用氮化硅烧结体直接应用于轴承 部件等滑动部件。

专利文献1：日本专利特开2003-034581号公报

专利文献2：日本专利特开2006-036554号公报

专利文献3：日本专利特许第3445342号公报

专利文献4：日本专利特开2000-034172号公报

专利文献5：日本专利特开平6-135771号公报

发明内容

本发明的目的在于提供一种可在维持氮化硅烧结体所具有的耐磨损性和 滑动特性的同时提高热传导性的滑动部件、以及使用该滑动部件的轴承。

本发明的实施方式所涉及的滑动部件，具有氮化硅烧结体，该氮化硅烧结 体含有换算成氧化物占7～18质量％的作为烧结助剂的稀土类元素，含有换算 成氧化物占0.1～3质量％的选自Ti、Zr、Hf、Mg、V、Nb、Ta、Cr、Mo和W 的至少一种元素M，且作为杂质阳离子元素的Li、Na、K、Ca、Sr、Ba、Fe、 Mn和B的合计含量为0.3质量％以下，其特征是，上述氮化硅烧结体具有氮化 硅晶粒和晶界相，上述结晶化合物相在晶界相中所占的比例以面积比为20％以 上，且上述结晶化合物相的平均粒子直径为0.5μm以下，并具有60W/m·K以 上的热传导率。

本发明的实施方式所涉及的轴承，其特特征是，具有由本发明的实施方式 所涉及的滑动部件形成的滚动体。

附图说明

图1是用局部截面来表示本发明的实施方式所涉及的轴承的结构的图。

(符号说明)

1…轴承，2…轴承滚珠，3…内圈，4…外圈。

具体实施方式

以下，说明实施本发明用的形态。本发明的实施方式所涉及的滑动部件具 有氮化硅烧结体，该氮化硅烧结体含有换算成氧化物占7～18质量％的作为主 成分的氮化硅和作为烧结助剂的稀土类元素，并含有换算成氧化物占0.1～3 质量％的选自钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、镁(Mg)、钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)、 铬(Cr)、钼(Mo)和钨(W)的至少一种元素M。

在氮化硅烧结体中，作为烧结助剂，还可含有换算成氧化物占0.3～4质 量％的铝。稀土类元素和铝形成例如由Si-R-Al-O-N化合物(R：稀土类元素) 构成的晶界相，由此帮助烧结体变得致密。氮化硅烧结体主要由氮化硅晶粒(结 晶相)和晶界相构成。