カーボン分散型バインダレス超硬合金「PS

Doc.No.A3-13160C
カーボン分散型バインダレス超硬合金「PS-RCCL」
1. 概要
超硬合金は優れたトライボマテリアルとしてメカニカルシール、軸受け、金型等に用いられ
ています。近年、耐摩耗性の向上や、高速化のニーズに合わせて、しゅう動特性に関する研
究が材料開発上重要になっております。当社では、バインダレス超硬合金に球状カーボンを
分散させた新材料「PS-RCCL」を開発いたしました。同合金をメカニカルシールリングに適用
した場合の効果について、しゅう動特性を評価した結果、カーボン添加による表面形状効果
および自己潤滑の効果により、しゅう動特性が向上する事を確認できました。
2. 材料特性
当社のバインダレス超硬合金「RCCL」
は耐食性・耐摩耗性に優れており、メカニカ
ルシールリング用材料として、これまで多く
のお客様より高いご評価をいただいており
ます。「PS-RCCL」は、本バインダレス超硬
合金「RCCL」に球状カーボンを分散添加し、
高いトライボ特性を得ることを目的として商
50 microns
品化されました。
Table1 に 「 PS-RCCL 」 の 機 械 特 性 を 、
Fig.1 「PS-RCCL」の合金組織写真
Fig.1 に同合金の組織写真をそれぞれ示し
ます。
Table1 「PS-RCCL」の機械特性と他材料との比較
当社材質名
硬さ
[HRA]
密度
抗折力
3
[kg/m ]
[GPa]
3
0.73
カーボン分散超硬合金
PS-RCCL
88.5
12.74×10
バインダレス超硬合金
RCCL
93.5
14.72×103
1.34
86.7
3
0.71
ポア分散超硬合金
比較材
13.20×10
3. トライボ特性評価
純水環境におけるメカニカルシールリングを模した実験装置にて、「PS-RCCL」のトライボ
特性を評価いたしました。その結果を Fig.2 に示します。メカニカルシールリングは、通常(し
ゅう動速度)×(リングを押し付ける応力)より与えられる PV 値で評価されるため、Fig.2 の横
軸はこの PV 値を示しております。
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Fig.2 より、カーボン分散超硬合金「PS-RCCL」は、他の供試材より高い PV 値においても、
低いしゅう動トルクを維持していることがわかります。さらに、いったんトルク上昇しても、カー
ボンの有する自己潤滑作用により、他の供試材のように急激なトルク変化はなく、緩やかに
上昇していることがわかります。
4. まとめ
以上の実験結果より、カーボン分散超硬合金「PS-RCCL」をメカニカルシールリングとし
て使用した場合、以下の特徴を有することが期待されます。
1. 高い面圧が作用する環境においても、低トルク状態を維持することができる。
2. 「かじり」が生じても、カーボン自身が有する自己潤滑作用によって、トルクの急上昇を
抑える事ができる。
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