超硬合金摺動表面の浅いクラック｜Nippon Tungusten Review

2000 Volume 32

Shallow Cracks on Rubbing Surface of Cemented Carbide 超硬合金摺動表面の浅いクラック

K. Tokumoto, S. Imasato, K. Matsuda*), M. Kaneta*)
*) 九州工業大学工学部機械知能工学科（Faculty of Engineerng, Kyushu Institute of technology ) 徳本啓､今里州一、松田健次、兼田槙宏

Key words	cemented carbides, seal rings, bearings, shallow cracks, SiC, Si₃N₄, hardness, friction, tensile stress
キーワード	超硬合金，シールリング，軸受け，浅いクラック，SiC, Si₃N₄，硬さ，摩擦，引張応力

Cemented carbides are used for numerous machine elements as one of the important tribomaterials, because of the superior wear resistance. But, shallow numerous cracks are occasionally induced on the rubbing surface. In this work, SiC and Si₃N₄ were rubbed against various kinds of cemented carbides to clarify factors inducing the cracks and to propose a possible mechanism for cracking. FEM analyses were also carried out to reveal a possible mechanism for cracking. The main results obtained are as follows: Cracks occur not on the ceramic surface but on the cemented carbide. The distance between adjacent cracks increases with the increase of Co/Ni binder content in cemented carbide. The cracks on cemented carbide are induced more easily with Si₃N₄ than with SiC.

超硬合金は、その優れた耐摩耗性故に、重要なトライボマテリアルの一つとして数々の機械部品として使われている。しかし、摺動表面に多数の浅いクラックが生じることがある。本研究では、クラックを生じさせる因子を明らかにし、想定されるクラックメカニズムを提案するために、炭化珪素と窒化珪素が種々の超硬合金に対して摺動させられた。想定されるメカニズムを明らかにするために有限要素解析も実行された．得られた主な結果は以下の通りである：クラックはセラミック表面には生じないが，超硬合金表面には生じる。クラックの間隔は超硬合金中のコバルト／ニッケル結合相量が増加すると増加した。炭化珪素とよりも窒化珪素との方が超硬合金にはクラックが生じやすかった。

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