水栓阀门制造技术

本发明专利技术的课题在于提供在介由水而可滑动的水栓阀门中具有优异的滑动性的陶瓷制阀门。具体而言，在于提供如下水栓阀门：其包括具有第1滑动面且由氧化铝质烧结体构成的第1阀体及具有第2滑动面且由氧化铝质烧结体构成的第2阀体，所述第1滑动面与所述第2滑动面的至少一部分彼此介由水而连接，其特征在于，在所述第2滑动面的至少一部分上设置第1无定形碳层，所述第1无定形碳层的硬度在构成所述第1阀体的氧化铝质烧结体的硬度以下，所述第1无定形碳层通过拉曼分光法测定的D峰与G峰之比(ID/IG)大于0.5、小于1.9。

Water plug valve

The subject of the present invention is to provide a ceramic valve with excellent slidability in a water plug valve which is slidable between water. In particular, a water plug valve is provided, comprising a first valve body having a first sliding surface and consisting of an alumina sintered body and a second valve body having a second sliding surface and consisting of an alumina sintered body, the first sliding surface and at least a portion of the second sliding surface are connected by water, and is characterized in that the valve body has a second sliding surface and is composed of an alumina sintered body. A first amorphous carbon layer is arranged on at least part of the second sliding surface, the hardness of the first amorphous carbon layer is below the hardness of the alumina sintered body constituting the first valve body, and the ratio of D peak to G peak (ID/IG) determined by Raman spectrophotometry is greater than 0.5 and less than 1.9.

【技术实现步骤摘要】
水栓阀门
本专利技术涉及水栓阀门。
技术介绍
为了实现高刚性、耐腐蚀性且低成本，作为水栓阀门正在研究使用廉价的氧化铝。为了提高该水栓阀门的滑动性，已知有将一侧的阀体用无定形碳层覆盖的水栓阀门(例如日本特开平9-126239号公报)。通常在滑动部件上应用无定形碳时，用能够充分发挥无定形碳所具有的“硬质”特性且尽可能硬的无定形碳层来覆盖。即在将一侧阀体用无定形碳层覆盖的水栓阀门中，通常会因滑动而引起没有覆膜的一侧的阀体磨损(例如日本特开平9-292039号公报的[0021]、日本特开2004-183699号公报的[0027])。然而存在如下课题：作为没有覆膜的烧结体的阀体自身磨损时，大量产生来自烧结体的高硬度磨损粉从而经时滑动特性变差。专利文献1：日本特开平9-126239号公报专利文献2：日本特开平9-292039号公报专利文献3：日本特开2004-183699号公报
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术课题在于提供在介由水而可滑动的水栓阀门中具有优异的滑动性的陶瓷制阀门。无定形碳层的结构为金刚石样结构与石墨样结构混在的无定形结构，各自的比率多种多样。本专利技术者着眼于如下特征：作为无定形碳层采用比氧化铝阀体柔软的膜的结构时，即使在无定形碳层磨损的情况下也能够使磨损粉较为柔软。即选择与配合材硬度为同等以下的硬度的无定形碳层并使其滑动，会有意识地使无定形碳层磨损。进而，为了选择易于与水反应的无定形碳层而进行研究。具体而言，在无定形碳层中，使通过拉曼分光法测定的ID/IG比在规定范围内，可使无定形碳层易于与水反应。其结果发现介由微量的水而使这些阀体滑动时可选择性磨损无定形碳层，从而可使第1阀体与第2阀体之间所形成的润滑层的量相对增多。而且，据此得到了可有效抑制第1、2阀体的磨损进一步加剧的见解。本专利技术者基于上述见解而完成了本专利技术。即，本专利技术在于提供一种水栓阀门，其包括具有第1滑动面且由氧化铝质烧结体构成的第1阀体及具有第2滑动面且由氧化铝质烧结体构成的第2阀体，所述第1滑动面与所述第2滑动面的至少一部分彼此介由水而连接，其特征在于，在所述第2滑动面的至少一部分上设置第1无定形碳层，所述第1无定形碳层的硬度在构成所述第1阀体的氧化铝质烧结体的硬度以下，所述第1无定形碳层通过拉曼分光法测定的D峰与G峰之比即ID/IG大于0.5、小于1.9。根据本专利技术可提供在介由水而可滑动的水栓阀门中具有优异的滑动性的陶瓷制阀门。附图说明图1为表示构成本专利技术水栓阀门的一个实施方式的阀体为分离状态的分解立体图。图2为表示第2阀体的结构的放大剖视图。图3为表示实施例及对比例(其中不包括第1无定形碳层的硬度大于构成第1阀体的氧化铝质烧结体的硬度的情况)中的比(ID/IG)与无定形碳层的磨损量的关系的图表。图4为球盘摩擦磨损试验后的第1阀体(球)的显微镜照片。图5为实施例3(a)及对比例3(b)中的球盘摩擦磨损试验后的第1阀体(球)的显微镜照片。具体实施方式本专利技术的水栓阀门包括具有第1滑动面且由氧化铝质烧结体构成的第1阀体及具有第2滑动面且由氧化铝质烧结体构成的第2阀体，所述第1滑动面与所述第2滑动面的至少一部分彼此介由水而连接。而且，在所述第2滑动面的至少一部分上设置第1无定形碳层。所述第1无定形碳层的硬度在构成所述第1阀体的氧化铝质烧结体的硬度以下。无定形碳层的硬度例如可通过纳米压痕法测定。所述第1无定形碳层的硬度优选30GPa以下，更优选25GPa以下。另外，优选所述第1无定形碳层的硬度大于8GPa。通过使所述第1无定形碳层的硬度成为这样的硬度可易于形成润滑层，其结果可抑制所述第1无定形碳层磨损的加剧。另外，所述第1无定形碳层通过拉曼分光法测定的D峰与G峰之比(ID/IG)大于0.5、小于1.9。所述第1无定形碳层的比(ID/IG)优选大于1.0、小于1.5，更优选1.1以上、1.4以下。通过使所述第1无定形碳层的比(ID/IG)在这样的范围可易于形成润滑层，其结果可抑制所述第1无定形碳层磨损的加剧。进而，所述第1无定形碳层优选通过拉曼分光法测定的N/(N+S)小于0.33，更优选0.31以下。进一步优选N/(N+S)为0.23以上。通过使所述第1无定形碳层的N/(N+S)在这样的范围可易于形成润滑层，其结果可抑制所述第1无定形碳层磨损的加剧。另外，所述第1无定形碳层的表面粗糙度(算数平均粗糙度Ra)优选小于0.3μm，更优选小于0.2μm，进一步更优选为0.1μm以下。通过使所述第1无定形碳层的表面粗糙度在这样的范围内，可减少所述第1无定形碳层的磨损量。另外，所述第1无定形碳层还可进一步包含Si、Cl、N、F、O等的第3元素。通过使所述第1无定形碳层包含所述第3元素可降低摩擦系数，并可进一步降低杠杆操作力从而顺畅地滑动。第1无定形碳层的厚度为0.5μm以上，更优选1μm以上。通过在该范围内，即使第1无定形碳层有些许磨耗时也可良好地形成润滑层。另外，为了提高所述第2阀体与所述第1无定形碳层之间的密着性，在所述第1无定形碳层与所述第2阀体之间还可具备第2中间层。另外，此时在所述第1无定形碳层与所述第2中间层之间还可具备第2复合层或第2倾斜层。在此，所述第2复合层为包含无定形碳与所述第2中间层所包含的中间层材料的层。在该第2复合层中还可交互层压无定形碳与中间层材料。或者还可将无定形碳与中间层材料混合。所述第2倾斜层为所述第2中间层所包含的中间层材料的组成从第2中间层侧朝向第1无定形碳层减少及/或无定形碳的组成朝向第1无定形碳层增加且包含无定形碳与中间层材料的层。第2复合层及/或第2倾斜层例如可通过使用能量色散X射线光谱仪进行元素分布成像来确认。只要所述第2中间层所包含的中间层材料能够提高所述第2阀体与所述第1无定形碳层的密着性，则没有特别限定。作为所述中间层材料，例如可列举Cr、W、Ti、Si、Al等。还可在所述第1滑动面的至少一部分上设置第2无定形碳层。此时，所述第1无定形碳层的硬度与所述第2无定形碳层的硬度可以相同也可不同。另外，所述第2无定形碳层还可进一步包含Si、Cl、N、F、O等的第3元素。由于所述第2无定形碳层包含所述第3元素，故而可降低摩擦系数，进一步降低杠杆操作力从而可顺畅地滑动。另外，为了提高所述第1阀体与所述第2无定形碳层之间的密着性，在所述第2无定形碳层与所述第1阀体之间还可具备第1中间层。另外此时在所述第2无定形碳层与所述第1中间层之间还可具备第1复合层或第1倾斜层。在此，所述第1复合层为包含无定形碳与所述第1中间层所包含的中间层材料的层，所述第1倾斜层为所述第1中间层所包含的中间层材料的组成从第1中间层侧朝向第2无定形碳层减少且包含无定形碳与中间层材料的层。只要所述第1中间层所包含的中间层材料可提高所述第1阀体与所述第2无定形碳层的密着性，则没有特别限定。作为所述中间层材料，例如可列举Cr、W、Ti、Si、Al等。构成第1阀体及第2阀体的氧化铝质烧结体以氧化铝(Al2O3)为主成分。作为氧化铝质烧结体，可使用具有充分的强度且孔隙相对较少的市售烧结体。作为以氧化铝(Al2O3)作为主成分的氧化铝质烧结体，例如可使用氧化铝(Al2O3)的纯度为50％以上、优选90％以上、更优选96％以上的氧化铝质烧结体。以下举例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水栓阀门，其包括具有第1滑动面且由氧化铝质烧结体构成的第1阀体及具有第2滑动面且由氧化铝质烧结体构成的第2阀体，所述第1滑动面与所述第2滑动面的至少一部分彼此介由水而连接，其特征在于，在所述第2滑动面的至少一部分上设置第1无定形碳层，所述第1无定形碳层的硬度在构成所述第1阀体的氧化铝质烧结体的硬度以下，所述第1无定形碳层通过拉曼分光法测定的D峰与G峰之比即ID/IG大于0.5、小于1.9。

【技术特征摘要】
2017.01.26 JP 2017-0121831.一种水栓阀门，其包括具有第1滑动面且由氧化铝质烧结体构成的第1阀体及具有第2滑动面且由氧化铝质烧结体构成的第2阀体，所述第1滑动面与所述第2滑动面的至少一部分彼此介由水而连接，其特征在于，在所述第2滑动面的至少一部分上设置第1无定形碳层，所述第1无定形碳层的硬度在构成所述第1阀体的氧化铝质烧结体的硬度以下，所述第1无定形碳层通过拉曼分光法测定的D峰与G峰之比即ID/IG大于0.5、小于1.9。2.根据权利要求1所述的水栓阀门，其特征在于，所述比即ID/IG大于1.0、小于1.5。3.根据权利要求1所述的水栓阀门，其特征在于，所述比即ID/IG为1.1以上、1.4以下。4.根据权利要求1～3中任一项所述的水栓阀门，其特征在于，通过拉曼分光法测定的N/(N+S)小于0.33。5.根据权利要求1～3中任一项所述的水栓阀门，其特征在于，通过拉曼分光法测定的N/(N+S)为0.31以下。6.根据权利要求4或5所述的水栓阀门，其特征在于，所述N/(N+S)为0.23以上。7.根据权利要求1～6中任一项所述的水栓阀门，其特征在于，所述第1无定形碳层的硬度为30GPa以下。8.根据权利要求1～6中任一项所述的水栓阀门，其特征在于，所述第1无定形碳层的硬度为25GPa以下。9.根据权利要求1～8中任一项所述的水栓阀门，其特征在于，所述第1无定形碳层的表面粗糙度小于0.3μm。10.根据权利要求1～9中任一项所述的水栓阀门，其特征在于，所述第1无定形碳层进一步包含选自Si、Cl、F、N、O中的1种以上的第3元素。11.根据权利要求1～10中任一项所述的水栓阀门，其特征在于，在所述第1滑动面的至少一部分上设置第2无定形...

【专利技术属性】
技术研发人员：浮贝沙织，寺本笃史，中裕二，
申请(专利权)人：TOTO株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP