密封滑动部件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明中一种用于机械密封等的密封滑动部件。
【背景技术】
[0002] 作为用于机械密封等的密封滑动部件，提出了一种含有碳化硅的密封滑动部件。 碳化硅是一种耐热性良好、杨氏模量高、硬质且能够实现低磨损滑动部件的材料，另一方 面，由于碳化硅材料本身缺乏自润滑性，因此使用碳化硅的密封滑动部件具有难以在流体 产生的润滑性缺乏的干燥环境下使用的问题。另外，使用碳化硅的密封滑动部件还具有硬 质但韧性低、易碎的问题。
[0003] 另一方面，在制动盘领域中，提出了一种通过使用碳纤维来弥补碳化硅材料问题 点的技术（参照专利文献1及专利文献2等）。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1 :日本特表2004-533388号公报
[0007] 专利文献2 :日本特开2012-153575号公报
[0008] 然而，使用碳纤维的现有技术中的碳化硅与碳的复合材料由于是用于制动盘那样 的材料，因此具有高摩擦系数，在用作需要低摩擦系数材料的密封滑动部件时，难以兼有良 好的滑动特性与密封特性。
【发明内容】
[0009] 本发明鉴于这种问题而作出，提供一种密封滑动部件，具有硬质、低磨损的碳化硅 特征，同时还具有合适的密封特性与润滑性。
[0010] 为了解决上述问题，本发明中的密封滑动部件，具有相对于其它部件进行滑动的 滑动面，通过该滑动面对流体进行密封，其特征在于，包括：
[0011] 碳纤维，纤维的长度方向相对于所述滑动面大致平行地取向；以及
[0012] 碳化硅，设置在多根所述碳纤维之间。
[0013] 在本发明中的密封滑动部件中，由于碳纤维对滑动产生优势效果，另外，碳化硅比 碳纤维更硬，因此作为滑动的配合部件的负荷承受部发挥作用。碳纤维之间分散存在的碳 化硅作为负荷承受部，发挥良好的效果。
[0014] 另外，也可以形成有碳纤维束部，该碳纤维束部为多根所述碳纤维的长度方向朝 向大致同一方向的集合体，所述碳化硅也可以形成在所述碳纤维束部包含的所述碳纤维之 间。
[0015] 通过存在多根碳纤维集中的碳纤维束部，在纤维之间形成具有特定长度的间隙， 间隙部作为流体储存部发挥作用。即，通过流体流入、流出间隙来提高润滑性。另外，通过 在碳纤维束部的碳纤维的间隙形成有碳化硅，在靠近碳纤维的位置处形成负荷承受部，因 此负荷难以施加于碳纤维。
[0016] 另外，例如可以进一步具有非纤维碳，该非纤维碳设置在一个所述碳纤维束部和 与其邻接的其它所述碳纤维束部之间。
[0017] 通过在碳纤维束部与邻接的碳纤维束部之间存在非纤维碳，非纤维碳作为自润滑 剂起作用，从而进一步提高滑动性。另外，为了形成滑动面进行了研磨处理，但碳纤维自身 的硬度、或碳纤维束部中的碳化硅硬度比非纤维碳的硬度高，因此通过研磨处理，对于滑动 面，非纤维碳与碳纤维束部相比变低，该部分也作为流体储存部发挥作用，从而提高润滑 性。
[0018] 另外，例如，在所述滑动面形成的多个所述碳纤维束部也可以不规则地取向。
[0019] 通过碳纤维束部不规则地取向，在滑动面难以形成构成泄漏路径一样的路径，在 滑动面之间变得容易储存流体。
[0020] 另外，例如在所述滑动面中，所述碳化硅也可以以35%以上且小于85%的面积比 存在。
[0021] 通过将碳化硅的面积比设为规定值以上，能够确保支撑接触力的碳化硅的量，从 而能够支撑负荷，通过将碳化硅的面积比设为小于规定值，能够确保碳纤维间的间隙进行 的流体储存，从而提尚润滑性。
[0022] 另外，例如所述滑动面的算术平均粗糙度Ra可以为0. 2ym以下。
[0023] 通过将滑动面的粗糙度设为规定范围内，能够有效地兼有滑动面的润滑性与密封 流体自滑动面的防漏。
【附图说明】
[0024] 图1是本发明的一实施方式中的密封滑动部件的立体图；
[0025] 图2是滑动面的显微镜照片；
[0026] 图3是图2的部分放大照片；
[0027] 图4是实施例的泄漏试验中使用的实际试验机的示意图；
[0028] 图5是实施例中制作的试样中的滑动面的显微镜照片。
[0029] 符号说明
[0030] 10…密封滑动部件
[0031] 20…滑动面
【具体实施方式】
[0032] 图1是本发明的一实施方式涉及的密封滑动部件的立体图。密封滑动部件10例 如在机械密封装置的内部中，配置在连同旋转轴旋转的旋转部件与不旋转的静止部件之间 的边界部。密封滑动部件10典型地为成对使用固定在旋转部件侧的密封滑动部件与固定 在静止部件侧的密封滑动部件。滑动部件10具有相对于成对使用的另一滑动部件进行滑 动的滑动面20,通过滑动的滑动面20对流体进行密封。图1所示的滑动部件10具有中央 有贯通孔的环状的外形状，与贯通方向正交的面中的一个面成为滑动面20,滑动部件的形 状没有特别限定。另外，本发明的密封滑动部件也可以用作旋转部件和静止部件二者，或者 也可以用作其中之一的密封滑动部件。当用作密封滑动部件中的一个时，作为另一部件，使 用由通常用于机械密封的材料即碳或碳化硅、超硬合金制成的滑动部件。
[0033] 密封滑动部件10主要由碳与碳化硅构成，但也可以包含硅等其它物质。图2是滑 动面20的显微镜照片。在密封滑动部件10的滑动面20形成有密封滑动部件10的制造工 序中使用的来自碳纤维组织的SiC-C纤维形状组织。在图2中，观察到SiC-C纤维形状组 织为沿纤维方向延伸的条纹状组织。
[0034] 图3是图2的一部分扩大后的图。在图2及图3中，看到的白色部分是碳化硅，看 到的灰色部分是碳纤维，碳纤维之间看到的黑色部分是非纤维碳。另外，形成多根碳纤维朝 向大致同一方向的集合体的部分是一个碳纤维束部，碳纤维束部与其中存在的条纹状碳化 硅构成SiC-C纤维形状组织。在本说明书中，碳化硅由碳化硅（SiC)构成，碳纤维与非纤维 碳由碳（C)构成，但不妨碍包含杂质等其它物质。非纤维碳以设置在一个碳纤维束部和与 其邻接的其它碳纤维束部之间的非纤维碳、设置在构成一个碳纤维部的碳纤维之间的非纤 维碳、设置在碳化硅之间或碳化硅与碳纤维之间的非纤维碳存在，但非纤维碳的比例及配 置