[发明专利]氮化硅烧结体以及使用该氮化硅烧结体的滑动构件

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及氮化硅烧结体以及使用该氮化硅烧结体的滑动构件。

背景技术

氮化硅烧结体广泛用作轴承滚珠、滚子等滑动构件的结构材料。例如在以前，作为支持旋转轴的轴承(bearing)构件，特别是作为轴承滚珠的结构材料，通常使用轴承钢等金属材料。但是，轴承钢等金属材料由于耐磨性并不充分，所以存在轴承寿命的偏差增大，从而无法稳定地得到可靠性高的高速旋转驱动的问题。

作为解决上述问题的一种手段，近年来，使用氮化硅烧结体作为轴承滚珠的结构材料。氮化硅烧结体在陶瓷中滑动特性也是优良的，所以在一部分的使用状态下，耐磨性是充分的，可以确认即使在进行高速旋转的情况下，在某种程度的期限内也能够实现可靠性高的旋转驱动。

作为以前的氮化硅烧结体的烧结组成，为人所知的有氮化硅-稀土类氧化物-氧化铝系、氮化硅-氧化钇-氧化铝-氮化铝-钛系等。上述烧结组成中的氧化钇(Y₂O₃)等稀土类氧化物等烧结助剂一直以来通常作为烧结助剂使用，是为了提高烧结性、使烧结体致密化、从而实现高强度化而添加的。例如，在日本特开2006-36554号公报(专利文献1)中已经公开。

另外，在日本特开2002-326875号公报(专利文献2)中，公开了在实施规定的耐磨性试验的情况下，显示出400小时以上的长寿命的氮化硅烧结体。

另一方面，对于使用氮化硅烧结体的轴承滚珠等滑动构件，已经要求400小时以上、进而800小时左右的长寿命。通过进行轴承滚珠的长寿命化，可以实现轴承等滑动部的免维护化。

轴承等滑动构件被使用于机床、电子设备、汽车、飞机还有风力发电等各种领域的产品。如果实现滑动构件的长寿命化，则可以实现各种产品的长寿命化，进而实现免维护化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-36554号公报

专利文献2：日本特开2002-326875号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明所要解决的课题在于：提供滑动特性能够具备更加长期可靠性的氮化硅烧结体及其使用该氮化硅烧结体的滑动构件。

用于解决课题的手段

根据本发明的一个实施方式，可以得到一种氮化硅烧结体，其特征在于：在对氮化硅烧结体进行XRD分析时，当将在对应于六方晶系α-SiAlON结晶的29.6±0.3°和31.0±0.3°处检测出的最强峰值强度设定为I_29.6°、I_31.0°、另一方面将在对应于β-Si₃N₄结晶的33.6±0.3°、36.1±0.3°处检测出的最强峰值强度设定为I_33.6°、I_36.1°时，各最强峰值强度满足下述关系式：

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

在所述氮化硅烧结体的任意断面中，每单位面积100μm×100μm的晶界相的面积比为25～40％，可加工系数(machinable coefficients)为0.100～0.120。

另外，在对氮化硅烧结体进行XRD分析时，在对应于Y₄Si₂O₇N₂(J相)的39.5±0.3°处检测出的最强峰值强度I_39.5°优选满足下述关系式：

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

另外，在对氮化硅烧结体进行XRD分析时，在对应于Y₂Si₃O₁₂N(H相)、YSiO₂N(K相)或Y₂Si₃O₃N₄中的任一种以上的31.9±0.3°处检测出的最强峰值强度I_31.9°优选满足下述关系式：

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