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CN104107914B - 烧结含油轴承及其制造方法 - Google Patents

烧结含油轴承及其制造方法 Download PDF

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Abstract

提供即使用作电动窗用发动机的轴承之类的、间歇性且短时间使用的电装用发动机的轴承,刮擦音的产生也得以抑制的烧结含油轴承。其由铁铜系烧结合金构成,所述铁铜系烧结合金的整体组成以质量比计为Cu:10~59%、Sn:0.5~3%、以及剩余部分由Fe和不可避免的杂质的构成,轴承内周面的气孔面积率为20~50%,气孔总数为800个/mm2以上,且气孔直径显示如下气孔分布:以当量圆直径计超过100μm的气孔数为气孔总数的0.5%以下、以当量圆直径计超过80μm且100μm以下的气孔数为气孔总数的1%以下、以当量圆直径计超过60μm且80μm以下的气孔数为气孔总数的0.5~1.5%、以当量圆直径计超过40μm且60μm以下的气孔数为气孔总数的0.8~3%、以及以当量圆直径计在40μm以下的气孔为气孔总数的剩余部分。

Description

烧结含油轴承及其制造方法
技术领域
本发明涉及烧结含油轴承及其制造方法,尤其是涉及电装于汽车等的电动机用的烧结含油轴承及其制造方法。
背景技术
烧结含油轴承利用多孔质的烧结体形成轴承主体,并在烧结体的气孔中含浸有润滑油,具有不给油就能够长时间使用的优点。由于该优点,烧结含油轴承适用于各种轴承装置,即使在汽车的制造领域中,在各种电装用发动机的轴承等中的应用也在推进。这些电装用发动机由于配置在汽车的车内,如果产生轴与轴承内周面进行金属接触而滑动时发出的噪音、所谓的刮擦音(鳴き音)时,会变得刺耳,因此研究了用于防止刮擦音产生的各种手段。
日本特开2003-120674号公报和日本特开2005-082867号公报中提供了例如即使在达到零下20℃或零下30℃这样的寒冷环境中使用也不会产生刮擦音的烧结含油轴承,通过对烧结含油轴承赋予有效多孔率高但透气度低这样的相反特性,从而防止了刮擦音的产生。即,透气度影响润滑油的渗出性和滑动面的油压,透气度高的轴承在寒冷环境中进行滑动时容易产生刮擦音。另一方面,为了提高透气度而提高烧结含油轴承的密度时,气孔数减少,其结果,有效多孔率减少,含油能力降低相应程度。因此,为了提高含油能力而使有效多孔率增加时,透气度增加。像这样,透气度与有效多孔率处于此消彼长的关系,在提高有效多孔率(含油能力)的同时降低透气度是困难的。
针对这样的问题,日本特开2003-120674号公报和日本特开2005-082867号公报中提供了一种烧结含油轴承,其通过使用多孔质的还原铁粉末作为铁粉末,在烧结含油轴承的铁相中配置大量微细气孔从而提高有效多孔率,由此,将透气度抑制为低且提高有效多孔率,从而解决互为相反的透气度与有效多孔率的问题,即使在寒冷环境中使用也不产生刮擦音。
具体而言,日本特开2003-120674号公报中记载的烧结含油轴承的要点在于,轴承材料的烧结合金在呈现包含Sn和P的Cu合金相与Fe的铁素体相以面积比计大致均等比例的混杂状态的截面组织中,含有0.7质量%以下的石墨颗粒,进行了校形(サイジング)的轴承内周表面所露出的铁部的面积为2~6%,有效多孔率为20~30%,以及轴承的透气度为6~50×10-11cm2,气孔内包含在40℃下的运动粘度为61.2~74.8mm2/s(cSt)的合成油。
另外,日本特开2005-082867号公报中记载的烧结含油轴承的要点在于,在对包含铁粉和铜粉或铜合金粉的混合粉进行压缩成型和烧结的烧结含油轴承用合金的制造方法中,所使用的铁粉的一部分或全部为从表面至内部具有多个细孔的海绵状、且基于气体吸附法的比表面积为110~500m2/kg、粒度为177μm以下(穿过了80目筛)的多孔质铁粉。
日本特开2003-120674号公报和日本特开2005-082867号公报中记载的烧结含油轴承例如适合用作汽车空调的鼓风机用轴承。然而,已确定:将该轴承用作用于开关汽车车窗的电动窗用发动机的轴承时,即使在常温环境下也会产生刮擦音。汽车空调一旦开始运转,则会持续一会儿而继续运转,只要运转开始就会被供给充分量的润滑油,在轴与轴承的内周面之间形成稳固的油膜。另一方面,电动窗仅会运动较短时间,而且是间歇性地运转,因此在被供给充分量的润滑油而在轴与轴承的内周面之间形成稳固的油膜之前运转就会停止,因此可以认为轴与轴承的内周面之间的油膜形成时常是不充分的。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而进行的,其目的在于,提供即使用作电动窗用发动机的轴承之类的、间歇性且短时间使用的电装用发动机的轴承,刮擦音的产生也得以抑制的烧结含油轴承,以及这样的烧结含油轴承的制造方法。
上述日本特开2003-120674号公报和日本特开2005-082867号公报中记载的烧结含油轴承的“气孔”包含以下的两种气孔。即,一般的烧结合金所具有的以粉末颗粒间的间隙的形式形成的气孔(以下称为“颗粒间气孔”)、以及在通过海绵状的多孔质铁粉末而形成的烧结合金的铁相(铁部)内分散的微细气孔(以下称为“微细气孔”)。颗粒间气孔为较大的气孔,对烧结含油轴承的透气度的影响较大。另一方面,微细气孔的一部分是连通的,但多数不连通,对烧结含油轴承的透气度的影响小。
此处,为了防止刮擦音的产生,需要使轴与轴滑动的轴承内周面不进行金属接触而形成良好的滑动状态,因此,需要在轴与轴承内周面之间形成良好的油膜,通过油膜的压力来保持轴,防止金属接触。通常,为了供给润滑油而进行提高透气度、使润滑油的供给顺利地进行的操作,但从轴与轴承内周面之间的油膜形成的观点来看,轴承的透气度高时产生润滑油的泄露,无法形成良好的油膜。
因此,日本特开2003-120674号公报和日本特开2005-082867号公报中,减少颗粒间气孔而降低透气度(日本特开2003-120674号公报中为6~50×10-11cm2),提高油膜的形成能力。另一方面,透气度变小时,润滑油的供给量变少,因此,日本特开2003-120674号公报和日本特开2005-082867号公报中,通过配置微细气孔,提高有效多孔率,增加含油量,从而确保了对于形成良好的油膜而言所需的润滑油的量。
然而,未进行运转时,烧结合金铁相的微细气孔所含有的润滑油收缩而在微细气孔内被毛细力吸引,用于在与轴滑动的轴承内周面形成良好的油膜的润滑油的供给量有变得不足的倾向。因此,可以认为在运转开始时轴承内周面的润滑油量不足而产生金属接触,这会成为刮擦音的原因。
因而,本发明人等着眼于颗粒间气孔的大小,预测若配置适度大小的颗粒间气孔,则在将轴承的透气度抑制为小的状态下,在运转开始时通过不足的润滑油被充分的供给,从运转开始时起就能够形成良好的油膜,基于该预测,反复进行了深入研究,并且针对包含微细气孔和颗粒间气孔的中等程度大小的气孔数反复进行了研究,结果完成了本发明。
即,本发明的要点在于,在有效多孔率高且含油能力高的上述日本特开2005-082867号公报的烧结含油轴承中,作为中等程度大小的气孔,配置气孔直径以当量圆直径计超过40μm且60μm以下(以下有时记载为“40~60μm”)的气孔数为气孔总数的0.8~3%、以当量圆直径计超过60μm且80μm以下(以下有时记载为“60~80μm”)的气孔数为气孔总数的0.5~1.5%的颗粒间气孔,并且,将大气孔即气孔直径以当量圆直径计超过80μm且100μm以下(以下有时也记载为“80~100μm”)的气孔数抑制在气孔总数的1%以下、将气孔直径以当量圆直径计超过100μm的颗粒间气孔数抑制在气孔总数的0.5%以下,从而形成。通过这样地配置包含颗粒间气孔的中等程度的气孔,并且抑制大的颗粒间气孔的数量,轴承的透气度被抑制为小,且配制了用于供给润滑油的气孔,其结果,从运转开始时起就供给充分量的润滑油,能够在轴与轴承内周面之间形成稳固的油膜。
相对于日本特开2003-120674号公报和日本特开2005-082867号公报中记载的烧结含油轴承的、本发明的烧结含油轴承的见解示于图1。如该图所示那样,日本特开2003-120674号公报的烧结含油轴承的微细气孔的数量多,超过90μm的气孔较多,且还存在超过100μm的气孔。另一方面,日本特开2005-082867号公报中记载的烧结含油轴承与日本特开2003-120674号公报中记载的烧结含油轴承相比微细气孔数多,不存在超过90μm的大气孔。因而,在本发明的烧结含油轴承中,通过如日本特开2005-082867号公报那样地增加微细气孔,另外,减少90μm以上的大气孔的数量且实质上排除超过100μm那样的大气孔,能够降低透气度。并且,在此基础上通过在某种程度上设置40~80μm左右的中等程度大小的气孔,将透气度抑制为低,防止润滑油的泄露,并且通过该中等程度大小的气孔来实现润滑油的供给。
关于本发明的烧结含油轴承,具体而言,其特征在于,
其由铁铜系烧结合金构成,所述铁铜系烧结合金的整体组成以质量比计为Cu:10~59%、Sn:0.5~3%、剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成,轴承内周面的气孔面积率为20~50%,气孔总数为800个/mm2以上,且显示如下气孔分布:以当量圆直径计气孔直径超过100μm的气孔数为气孔总数的0.5%以下、以当量圆直径计超过80μm且100μm以下的气孔数为气孔总数的1%以下、以当量圆直径计超过60μm且80μm以下的气孔数为气孔总数的0.5~1.5%、以当量圆直径计超过40μm且60μm以下的气孔数为气孔总数的0.8~3%、以及以当量圆直径计在40μm以下的气孔为气孔总数的剩余部分。
另外,本发明的烧结含油轴承的优选方式在于,整体组成中包含5质量%以下的Zn和Ni中的至少1种。
另外,本发明的烧结含油轴承的优选方式在于,在基体中,石墨、二硫化钼、硫化锰、氟化钙中的至少1种的固体润滑剂成分相对于前述铁铜系烧结合金100质量份以0.2~2质量份分散在前述铁铜系烧结合金的气孔中。
另外,本发明的要点在于,作为制造上述那样的气孔分布的烧结含油轴承的方法,作为铁粉末,使用具有细孔的多孔质铁粉末A和具有粗大孔的多孔质铁粉末B,并且针对这些多孔质铁粉末A和B使用提高粗大粉的比例的粉末,通过多孔质铁粉末A的微细气孔来形成微细气孔,并且通过多孔质铁粉末B的粗大气孔和颗粒间气孔来形成中等程度大小的气孔。
关于本发明的烧结含油轴承的制造方法,具体而言,其为使用在铁粉末中混合铜粉末、以及锡粉末和铜锡合金粉末中的至少1种粉末而成的原料粉末,将前述原料粉末压缩成型,成型为密度达到5.5~6.8Mg/m3的范围的大致圆筒形的成型体,并将所得成型体进行烧结的烧结含油轴承的制造方法,其特征在于,前述原料粉末的组成为以质量比计Cu:10~59%、Sn:0.5~3%、剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成,作为前述铁粉末,包含多孔质铁粉A和多孔质铁粉B,所述多孔质铁粉A为从表面至内部具有多个细孔的海绵状,且具有如下粒度分布:基于气体吸附法的比表面积为110~500m2/kg,140目筛上的粉末为14~29%、140目筛下且325目筛上的粉末为45~64%、325筛下的粉末为剩余部分;所述多孔质铁粉B为内部具有气孔的中空状,且具有如下粒度分布:基于气体吸附法的比表面积为80~110m2/kg,90目筛上的粉末为0.5~5%、90目筛下且140目筛上的粉末为20~35%、140目筛下的粉末为剩余部分,并且,前述90目筛上的粉末的内部具有50μm以上的气孔的粉末相对于该粉末包含80%以上,且前述90目筛下且140目筛上的粉末的内部具有40~60μm的气孔的粉末相对于该粉末包含60%以上,使用前述多孔质铁粉末A在铁粉末中所占的比例为80~95%的铁粉末,作为前述锡粉末和铜锡合金粉末中的至少1种粉末,使用325目筛下的粉末,作为除了源自前述铜锡合金粉末的Cu以外的Cu,使用100目筛下的箔状铜粉末、或者2质量%以上的100目筛下的箔状铜粉和剩余部分为粒度是200目筛下的电解铜粉,前述烧结的烧结温度为760~810℃。
需要说明的是,nnn目筛下是指穿过网孔为nnn目的筛的大小的粉末,mmm目筛上是指未穿过网孔为mmm目的筛的大小的粉末。例如,上述的240目筛下且325目筛上的粉末是指穿过网孔为240目的筛且未穿过网孔为325目的筛的大小的粉末。
本发明的烧结含油轴承的制造方法中,优选的方式在于,在前述原料粉末中按照以质量比计Zn和Ni中的至少1种达到5质量%以下的方式添加铜锌合金粉末和铜镍合金粉末中的至少1种。
另外,本发明的烧结含油轴承的制造方法中,优选的方式在于,相对于前述原料粉末100质量份,添加0.2~2质量份的石墨粉末、二硫化钼粉末、硫化锰粉末、氟化钙粉末中的至少1种固体润滑剂成分粉末。
根据本发明,即使在运转开始时也能够供给充分量的润滑油而形成稳固的油膜,因此发挥能够提供即使用作电动窗用发动机的轴承之类的、间歇性且短时间使用的电装用发动机的轴承,刮擦音的产生也得以抑制的烧结含油轴承这一效果。
附图标记说明
图1是表示本发明的烧结含油轴承的气孔分布的一例以及以往的烧结含油轴承的气孔分布的图。
具体实施方式
(1)烧结含油轴承
(1-1)烧结合金的组成
作为构成烧结含油轴承的烧结合金,使用如下铁铜系烧结合金:其整体组成以质量比计为Cu:10~59%、Sn:0.5~3%、以及剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成,呈现包含铁相、铜合金(Cu-Sn合金)相以及气孔(颗粒间气孔和微细气孔)的金属组织。
Fe以后述的多孔质铁粉末的形态被赋予,形成铁相而有助于提高轴承的强度,并且通过分散在铁相内的微细气孔而提高有效多孔率,提高含油能力。
Cu形成质软的铜系合金(Cu-Sn)相,有助于改善与轴的适应性和防止热粘。整体组成中的Cu量不足10质量%时,其效果缺乏。另一方面,整体组成中的Cu量超过59质量%时,Fe减少,其结果,铁相减少,分散在铁相内的微细气孔减少,其结果,有效多孔率降低,含油能力受损。根据这些情况,将整体组成中的Cu量设为10~59质量%。
Sn具有与Cu产生共晶液相而促进烧结的作用、以及与Cu进行合金化而强化铜系合金相并提高铜系合金相的耐磨耗性的作用。整体组成中的Sn量不足0.5质量%时,其作用缺乏。另一方面,整体组成中的Sn量超过3质量%时,铜系合金相的硬度过度增加,与轴的适应性受损。根据这些情况,将整体组成中的Sn量设为0.5~3质量%。
Zn、Ni具有强化铜合金相而有助于提高铜合金相的耐磨耗性的作用,因此可以将Zn和Ni中的至少1种作为成分进行赋予。其中,这些元素的量过大时,轴的磨耗变得容易增加。因此,在将Zn和Ni中的至少1种作为成分而赋予的情况下,设为5质量%以下。
(1-2)气孔的面积率
将轴承内周面的气孔面积率设为20~50%的范围。轴承内周面的气孔面积率不足20%时,气孔数少、无法获得充分的润滑效果。另一方面,轴承内周面的气孔面积率超过50%时,烧结含油轴承的强度显著降低。
(1-3)气孔总数
在烧结含油轴承的内周面露出的气孔(颗粒间气孔和微细气孔)的总数少时,有效多孔率变少,含油能力变得缺乏,并且润滑油的供给能力变得缺乏,因此将气孔的总数设为800个/mm2以上。
(1-4)气孔分布
在烧结含油轴承的内周面露出的气孔总数的大部分为微细气孔,通过该微细气孔,提高有效多孔率,提高含油能力。另一方面,为了降低透气度而将颗粒间气孔过分减小时,润滑油的供给能力降低而无法供给充分量的润滑油,良好的油膜的形成会受损。因此,配置中等程度大小的气孔来抑制透气度的增加并且提高润滑油的供给能力,防止寒冷环境中的刮擦音的产生。
作为中等程度大小的气孔,按照以当量圆直径计超过60μm且80μm以下的气孔数为气孔总数的0.5~1.5%、以及以当量圆直径计超过40μm且60μm以下的气孔数为气孔总数的0.8~3%的方式进行配置。此处,当量圆直径是指将一个气孔的面积设为相同面积的一个圆的面积时的圆的直径。以这种气孔的当量圆直径计超过40μm且60μm以下的气孔数为气孔总数的0.8%和以当量圆直径计超过60μm且80μm以下的气孔数不足气孔总数的0.5%时,中等程度大小的气孔数缺乏,无法实现润滑油的供给能力的改善。另一方面,超过40μm且60μm以下的气孔数为气孔总数的3%和以当量圆直径计超过60μm且80μm以下的气孔数超过气孔总数的1.5%时,连通的气孔数增加,烧结含油轴承的透气度增加而产生润滑油的泄露,噪音水平反而会增加。
另外,即使像上述那样地配置中等程度大小的气孔,如果存在大气孔,则烧结含油轴承的透气度会增加,因此,将以气孔的当量圆直径计超过80μm且100μm以下的气孔数设为气孔总数的1%以下,进而将以当量圆直径计超过100μm的气孔数设为气孔总数的0.5%以下。
需要说明的是,以气孔的当量圆直径计在40μm以下的气孔以气孔总数中的上述剩余部分的形式形成,有助于烧结含油轴承的含油能力。
(1-5)透气度
烧结含油轴承的透气度与滑动音密切相关,透气度与噪音水平的关系近似于二次函数,透气度高时,噪音水平也变高。因此,烧结含油轴承的透气度优选为30×10-11cm2以下。另一方面,烧结含油轴承的透气度影响润滑油的供给能力,透气度不足1×10-11cm2时,润滑油的供给受阻,无法发挥良好的滑动特性。根据上述情况,烧结含油轴承的透气度优选为1~30×10-11cm2
(2)烧结含油轴承的制造方法
(2-1)原料粉末
原料粉末使用在具有多个细孔的海绵状多孔质铁粉末中添加铜粉末、以及锡粉末和铜锡合金粉末中的的至少一种粉末并混合而成的混合粉末。
(2-2)多孔质铁粉末A
铁粉末将两种铁粉末混合使用。其中的一种是上述日本特开2005-082867号公报中记载的多孔质铁粉末。即,为从表面至内部具有多个细孔的海绵状且基于气体吸附法(BET法-ISO 9277)的比表面积为110~500m2/kg的多孔质铁粉末A。该多孔质铁粉末A的细孔形成烧结含油轴承的微细气孔。此处,基于该气体吸附法的比表面积不足110m2/kg的铁粉末的细孔少,通过该铁粉末得到的烧结合金中的铁相的微细气孔变少,烧结含油轴承的含油能力显著降低。另一方面,比表面积超过500m2/kg的铁粉末中的微粉量容易变多,颗粒间气孔容易形成闭合气孔,润滑油供给能力显著降低。作为本发明中使用的适合的多孔质铁粉末A,可列举出例如Hoganas Corporation制造的商品名LD80(比表面积约为200m2/kg)、商品名P100(比表面积约为175m2/kg)、R12(比表面积约为225m2/kg)。
如果这样的多孔质铁粉末A仅是微细的粉末,则难以有效地形成铁相的微细气孔。另一方面,若其仅是粗大的粉末,则粗大的粉末彼此产生桥接(ブリッジング),这会形成大的颗粒间气孔,导致烧结含油轴承的透气度的增加。因此,需要将多孔质铁粉末A制成适量包含一定程度大小的粉末的粒度分布。基于该观点,将多孔质铁粉末A的粒度分布设为140目筛上的粉末为14~29%、140目筛下且325目筛上的粉末为45~64%、325筛下的粉末为剩余部分的粒度分布。偏离这些粒度分布中的任意一项时,难以获得上述的微细气孔。需要说明的是,如上所述,粗大的粉末会成为发生桥接的主要原因,因此80目筛上的粉末优选不足1%。
(2-3)多孔质铁粉末B
作为铁粉末而仅使用上述多孔质铁粉末A时,中等程度的气孔仅是将原料粉末成型时原料粉末间的间隙在烧结后形成的颗粒间气孔,中等程度的气孔数少,透气度变得过低,润滑油的供给能力降低。因此,使用在内部具有一定大小的气孔的中空状、且基于气体吸附法的比表面积为80~110m2/kg的多孔质铁粉末B,通过在该多孔质铁粉末B的内部存在的一定程度大小的气孔,形成烧结含油轴承的中等程度大小的气孔。
此处,该基于气体吸附法的多孔质铁粉末B的比表面积不足80m2/kg时,铁粉末的一定程度大小的气孔少,通过该铁粉末得到的烧结合金的中等程度的气孔数变少,透气度降低。另外,多孔质铁粉末B的比表面积超过110m2/kg时,微细气孔也会增加,一定程度大小的气孔数变少,透气度降低。需要说明的是,多孔质铁粉末B的内部的一定程度大小的气孔中的一部分以与多孔质铁粉末B的表面连通的开放气孔的形式形成。作为这样的多孔质铁粉末B,可列举出例如DOWA IP CREATION CO., LTD.制造的商品名DHC-250(比表面积约为100m2/kg)。
这样的多孔质铁粉末B由于需要通过在内部存在的一定程度大小的气孔来形成中等程度大小的气孔,因此仅是微细的粉末时,难以形成中等程度大小的气孔。另一方面,仅是粗大的粉末时,粗大的粉末彼此会产生桥连,这会形成粗大的颗粒间气孔,导致烧结含油轴承的透气度的增加。因此,针对多孔质铁粉末B,也需要制成适量包含一定程度大小的粉末的粒度分布。
因此,多孔质铁粉末B以90目筛上的粉末为0.5~5%、90目筛下且140目筛上的粉末为20~35%、140目筛下的粉末为剩余部分的粒度分布的形式构成。另外,使90目筛上的粉末中包含80%以上的内部具有50μm以上的气孔的粉末,90目筛下且140目筛上的粉末中包含60%以上的内部具有40~60μm的气孔的粉末。通过这样地构成多孔质铁粉末B,能够将烧结后得到的烧结合金的中等程度的气孔调整至上述范围。在这些粒度分布和粉末所包含的气孔的大小之中,若偏离任一项时,均难以得到上述中等程度的气孔。
需要说明的是,与多孔质铁粉末A同样的,对于多孔质铁粉末B而言,80目筛上的粉末之类的粗大粉末会成为发生桥接的主要原因,因此优选将80目筛上的粉末设为低于1%。
(2-4)多孔质铁粉末A和多孔质铁粉末B的比例
上述多孔质铁粉末A在铁粉末整体(多孔质铁粉末A与多孔质铁粉末B的合计量)中所占的比例不足80%时,微细气孔数变少,含油能力降低。另一方面,多孔质铁粉末A在铁粉末整体中所占的比例超过95%时,中等程度大小的气孔数变少,透气度降低,其结果,润滑油的供给能力降低。因此,将多孔质铁粉末A在铁粉末整体中所占的比例设为80~95%,将以该范围添加了多孔质铁粉末A和多孔质铁粉末B的粉末用作铁粉末。
(2-5)铜粉末
原料粉末的组成中的Cu量设为10~59质量%。其理由在上述的整体组成中的Cu量的限定理由中进行了说明。关于该原料粉末中的Cu量,除了在使用后述的铜锡合金粉末的情况下的源自铜锡合金粉末的Cu成分以外,以铜粉末的形式进行赋予。
该铜粉末可全部以箔状铜粉末的形式进行赋予。在箔状铜粉末的形态下赋予铜粉末时,箔状的铜粉末以包围多孔质铁粉末的周围的方式进行配置,即使添加量相对少,在轴承内周面露出的铜量也增加,或者,虽然是微量的,但存在的多孔质粉末内部的连通孔被堵住而能够降低透气度。另一方面,箔状铜粉末与通常使用的电解铜粉末相比价格高,因此在铜粉末添加量多时,将铜粉末的一部分以电解铜粉末的形态进行赋予从成本方面来看是优选的。但是,此时,若使用箔状铜粉末则能够得到上述效果,箔状铜粉末的添加量相对于原料粉末整体,优选最低也使用2质量%。
需要说明的是,铜粉末的一部分与Sn产生Cu-Sn共晶液相而促进烧结,但作为铜粉末而使用大的粉末时,存在形成粗大的流出孔而导致透气度增加的可能。因此,在箔状铜粉末的情况下使用粒度为100目筛下的粉末,在使用电解铜粉末的情况下使用粒度为200目筛下的粉末。
(2-6)锡粉末和铜锡合金粉末中的至少1种粉末
Sn是以锡粉末和铜锡合金粉末中的至少1种粉末的形态进行赋予的。如上所述,整体组成中的Sn量为0.5~3质量%,因此锡粉末和铜锡合金粉末中的至少1种粉末以Sn量在原料粉末的组成中达到0.5~3质量%的方式进行添加。
Sn具有产生Cu-Sn共晶液相而促进烧结的作用、以及与Cu进行合金化而强化铜系合金相并提高铜系合金相的耐磨耗性的作用,为了将这些作用均匀地遍及至烧结合金,锡粉末和铜锡合金粉末中的至少1种粉末使用325目筛下的微细粉末。另外,本发明中,如上述那样地通过铜磷合金粉末而形成中等程度大小的颗粒间气孔,将锡粉末和铜锡合金粉末中的至少1种粉末制成一定程度大小的粉末时,由这些粉末也会形成作为流出孔的中等程度大小的颗粒间气孔,因此难以控制气孔分布。从这一点出发,如上所述,锡粉末和铜锡合金粉末中的至少1种粉末使用325目筛下的微细粉末。
需要说明的是,在使用铜锡合金粉末的情况下,需要以烧结温度产生液相,因此,作为铜锡合金粉末,优选使用Sn量为50质量%以上的铜锡合金粉末。
作为烧结合金的成分而赋予Zn和Ni中的至少1种时,若以单独粉末的形态赋予Zn,则在烧结时容易挥发,另外,若以单独粉末的形态赋予Ni,则难以在铜合金相中扩散。因此,在赋予Zn和Ni中的至少1种的情况下,任意情况均以铜合金粉末的形态进行赋予。如前所述,在赋予Zn和Ni中的至少1种的情况下,Zn和Ni中的至少1种的量为5质量%以下,因此铜锌合金粉末和铜镍合金粉末中的至少1种粉末在原料粉末的组成中以Zn和Ni中的至少1种的量达到5质量%以下的方式进行添加。另外,在使用这些铜合金粉末的情况下,需要按照这些铜合金粉末中含有的Cu量的量来调整上述铜粉末的添加量。
(2-7)成型
上述原料粉末与制造通常的烧结含油轴承的情况同样地被填充在由模具、下冲床以及芯棒形成的模具模腔中,利用对成型体的上端面形状进行造型的上冲床和该下冲床进行压缩成型,从而成型为大致圆筒形的成型体,所述模具具有对成型体的外周形状进行造型的模孔,所述下冲床对成型体的下端面形状进行造型,所述芯棒对成型体的内周形状进行造型。此时,成型体密度与通常的烧结含油轴承的成型体密度同样地被成型至5.5~6.8Mg/m3的范围。然而,在本发明的原料粉末中,作为铁粉末而使用上述的多孔质铁粉末,与通常的雾化铁粉末相比表观密度低,因此与通常的烧结含油轴承的成型体相比,所形成的粉末颗粒间的间隙小。
(2-8)烧结
通过上述而得到的成型体与制造通常的烧结含油轴承的情况同样地在非氧化性气氛中进行加热来烧结。烧结温度低于760℃时,烧结不会推进而烧结体的强度降低。另一方面,烧结温度超过810℃时,Cu-Sn共晶液相的产生量变得过多,通过铜磷合金粉末形成的颗粒间气孔会渗出Cu-Sn共晶液相,难以得到期望的气孔分布。因此,将烧结的烧结温度设为760~810℃。
(3)其它实施方式
在上述烧结含油轴承中,如在以往的烧结含油轴承中进行得那样,也可以赋予石墨、二硫化钼、硫化锰、氟化钙中的至少1种固体润滑剂成分。如果使用这些固体润滑剂成分,则能够降低与轴进行滑动时的摩擦系数。这些固体润滑剂成分不会与烧结合金的铁相、铜合金相发生反应,在颗粒间气孔的内部分散。在使用这些固体润滑剂成分的情况下,相对于铁系烧结合金100质量份不足0.2质量份时,缺乏效果,而超过2质量份时,轴承的强度显著降低。因此,在使用固体润滑剂成分的情况下,固体润滑剂成分的量相对于铁系烧结合金100质量份设为0.2~2质量份的范围。在使用这样的固体润滑剂成分的情况下,相对于上述原料粉末100质量份添加0.2~2质量份的固体润滑剂成分的粉末即可。
在上述的烧结含油轴承的制造方法中,如在以往的烧结含油轴承中进行得那样,可以对烧结后的烧结体进行确定轴承尺寸的校形等再压缩处理。另外,也可以进行如日本特公昭63-067047号公报等中记载那样的对轴承内周面赋予锥度(テーパ付与)的再压缩处理。
实施例
[第1实施例]
作为原料粉末,准备了以下的(1)~(5)的粉末。
(1)多孔质铁粉末A:比表面积:200m2/kg,140目筛上:19.2%、140目筛下且325目筛上:54.7%、以及325目筛下:26.1%的粒度分布
(2)多孔质铁粉末B:比表面积:100m2/kg,90目筛上:2.8%、90目筛下且145目筛上:24.3%、以及140目筛下:72.9%的粒度分布,90目筛上的粉末内部具有50μm以上的气孔的粉末相对于该粉末的比例:85%,90目筛下且140目筛上的粉末内部具有不足40~60μm的气孔的粉末相对于该粉末的比例:65%
(3)电解铜粉末:145目筛下且350目筛上的粉末为80~90质量%
(4)箔状铜粉末:100目筛下且350目筛上的粉末为35~55质量%
(5)锡粉末:325目筛下。
制备将上述多孔质铁粉末A和多孔质铁粉末B变更为表1所示那样的比例进行添加而成的铁粉末,在该铁粉末中添加上述电解铜粉末5质量%、箔状铜粉末6质量%、以及锡粉末1质量%,相对于这些粉末的合计100质量份添加作为成型润滑剂的硬脂酸锌粉末0.5质量份并混合,从而准备了原料粉末。
使用所得原料粉末制作成型体密度为6.6Mg/m3的成型体试样,将所得成型体试样在分解氨气气氛中加热至790℃,进行烧结,制作外径10.30mm、内径7.31mm以及高度6.63mm的圆筒形烧结体试样后,将所得圆筒形烧结体试样使用相同的再压模具以相同的压力进行再压缩,加工成外径10.22mm、内径7.32mm以及高度6.50mm,制作了试样编号01~06的烧结体试样。
针对这些烧结体试样,在轴方向进行切断,利用光学显微镜观察内周面,并且使用图像分析软件(INNOTECH Corporation制 Quick Grain Standard Video),调查气孔的面积、气孔的总数、以及各气孔的当量圆直径及其分布,并且针对属于各气孔分布的范围的气孔数在气孔总数中所占的比例进行调查。将它们的结果合并示于表1。
进而,针对这些烧结体试样,真空含浸作为润滑油的商品名アンデロール465(アンデロールジャパン公司制),制成烧结含油轴承试样,作为电动机的发动机轴的轴承而进行安装,测定该电动机在常温(25℃)下运转时的摩擦系数。针对该摩擦系数测定结果,也合并示于表1。需要说明的是,电动机的轴的直径为7.29mm、滑动速度为101m/分钟、PV值为110MPa·m/分钟。需要说明的是,在评价时,将摩擦系数不足0.15的试样视为合格来进行判定。
[表1]
根据表1的试样编号01~06的结果可知:通过变更多孔质铁粉末A和多孔质铁粉末B的比例,能够控制气孔的状态。在用于形成微细的气孔的多孔质铁粉末A的比例不足80%的试样编号01的试样中,由于气孔总数低于800个/mm2,因此含油能力缺乏。另外,在试样编号01的试样中,轴承内周面的气孔的面积率超过50%,并且用于形成中等程度大小的气孔的多孔质铁粉末B的量过多,因此以当量圆直径计超过100μm的气孔超过0.5%,以当量圆直径计超过80μm且100μm以下的气孔超过1%,以当量圆直径计超过60μm且80μm以下的气孔超过1.5%,进而以当量圆直径计超过40μm且60μm以下的气孔超过3%,显示透气度高。因此,透气度过高、润滑油泄露,结果产生金属接触,摩擦系数成为0.17。
另一方面,在多孔质铁粉末A的比例为80%的试样编号02的试样中,气孔总数增加至800个/mm2,含油能力变得充分,另外,气孔的面积率降低至50%,并且,分别地,以当量圆直径计超过100μm的气孔减少至0.5%、以当量圆直径计超过80μm且100μm以下的气孔减少至1%、以当量圆直径计超过60μm且80μm以下的气孔减少至1.5%,进而以当量圆直径计超过40μm且60μm以下的气孔减少至3%,透气度充分降低而防止润滑油的泄露,因此轴与轴承内周面之间的金属接触得以抑制,摩擦系数成为0.13。另外,多孔质铁粉末A的比例增加至超过80%时,气孔总数增加,含油能力增加,并且气孔的面积率和超过40μm的气孔数分别减少,透气度降低。其结果,在多孔质铁粉末A的比例为85~90%的试样中,含油能力与透气度的平衡最为适合,摩擦系数最低降低至0.11。
然而,超过40μm的气孔数减少而透气度减少时,虽然防止了润滑油的泄露,但相反地润滑油的供给能力降低。因此,多孔质铁粉末A的比例增加至多于90%时,透气度过分降低,润滑油的供给能力降低,摩擦系数增加。而且,在多孔质铁粉末A的比例超过95%的试样编号06的试样中,气孔的面积率低于20%,并且以当量圆直径计超过60μm且80μm以下的气孔低于0.5%,同时,以当量圆直径计超过40μm且60μm以下的气孔数低于0.8%,润滑油的供给能力变得不充分,摩擦系数增加至0.15。
由以上内容可以确认:通过在多孔质铁粉末A中添加多孔质铁粉末B,能够控制气孔的状态。另外,可以确认:气孔的面积率为20~50%、气孔总数为800个/mm2以上、且以当量圆直径计超过100μm的气孔数为气孔总数的0.5%以下、以当量圆直径计成为80~100μm的气孔数为气孔总数的1%以下、以及以当量圆直径计成为60~80μm的气孔数在气孔总数的0.5~1.5%的范围、以当量圆直径计超过40μm且60μm以下的气孔数在0.8~3%的范围能够降低摩擦系数。进而,可以确认:为了制成这样的气孔状态,将多孔质铁粉末A的比例设为80~95%的范围即可。
[第2实施例]
将第1实施例中准备的多孔质铁粉末A用140目的筛和325目的筛进行筛分,分级成140目筛上的粉末、140目筛下且325目筛上的粉末、以及325目筛下的粉末这三种,将这些经分级的粉末混合成表2所示的比例,制作了粒度分布不同的多孔质粉末A。需要说明的是,在表2及以后的表中,“-#nnn”是指nnn目筛下的粉末、“+#mmm”是指mmm目筛上的粉末。使用在这些多孔质铁粉末A中添加第1实施例所准备的多孔质铁粉末B8.8质量%(多孔质铁粉末的量成为铁粉末的90%的量)、电解铜粉末5质量%、箔状铜粉末6质量%以及锡粉末1质量%而成的原料粉末,与第1实施例同样操作,进行成型、烧结,从而制作了试样编号07~10的烧结体试样。
针对这些烧结体试样,也与第1实施例同样操作,针对气孔的面积率、气孔总数、属于各气孔分布的范围的气孔数在气孔总数中所占的比例进行调查。将它们的结果合并示于表2。另外,针对这些烧结体试样,与第1实施例同样操作,测定在低温环境下的摩擦系数。针对该结果,也合并示于表2。需要说明的是,表2中合并记载了第1实施例的试样编号04的试样的值。
[表2]
根据表2的试样编号04、07~10的试样可知:通过变更多孔质铁粉末A的粒度分布,能够控制气孔的状态。关于试样编号07的试样,140目筛上的粉末和140目筛下且325目筛上的粉末分别不足14%和45%,325目筛下的粉末的量多,因此颗粒间气孔变小,超过60μm且80μm以下的气孔和超过40μm且60μm以下的气孔数缺乏,透气度低,因此润滑油的供给能力贫乏,摩擦系数成为0.15。
另一方面,在140目筛上的粉末为14%、140目筛下且325目筛上的粉末的量为45%的试样编号08中,形成了适度的颗粒间气孔,超过60μm且80μm以下的气孔数成为0.6%,并且超过40μm且60μm以下的气孔数成为0.8%,透气度增加,润滑油的供给能力提高,因此摩擦系数降低至0.13。另外,随着140目筛上的粉末和140目筛下且325目筛上的粉末的量的增加,颗粒间气孔大量形成,超过40μm的气孔数增加。因此,在140目筛上的粉末多于14%、并且140目筛下且325目筛上的粉末的量多于45%的试样编号04的试样中,透气度适度增加,润滑油的供给能力增加,因此摩擦系数进一步降低至0.11。
然而,超过40μm的气孔数增加时,润滑油变得容易从这些气孔泄露,在140目筛上的粉末为29%、并且140目筛下且325目筛上的粉末为64%的试样编号09的试样中,摩擦系数反而增加。而且,在140目筛上的粉末超过29%、并且140目筛下且325目筛上的粉末超过64%的试样编号10的试样中,分别地,以当量圆直径计超过100μm的气孔超过0.5%、以当量圆直径计成为80~100μm的气孔超过1%、以当量圆直径计成为60~80μm的气孔超过1.5%、以及以当量圆直径计成为40~60μm的气孔超过3%,润滑油的泄露变的显著,摩擦系数增加至0.15。
由以上内容可以确认:应该将多孔质铁粉末A的粒度分布设为140目筛上的粉末为14~29%、140目筛下且325目筛上的粉末为45~64%,剩余部分为325目筛下的粉末。
[第3实施例]
将第1实施例中准备的多孔质铁粉末B用90目的筛和140目的筛进行筛分,分级成90目筛上的粉末、90目筛下且140目筛上的粉末、以及140目筛下的粉末这三种,将这些经分级的粉末混合成表3所示的比例,制作了粒度分布不同的多孔质粉末B。使用了在第1实施例中使用的多孔质铁粉末A中添加这些多孔质铁粉末B 8.8质量%(多孔质铁粉末A的量成为铁粉末的90%的量)以及在第1实施例中使用的电解铜粉末5质量%、箔状铜粉末6质量%以及锡粉末1质量%而成的原料粉末,与第1实施例同样操作,进行成型、烧结,从而制作了试样编号11~14的烧结体试样。
针对这些烧结体试样,也与第1实施例同样操作,针对气孔的面积率、气孔总数、属于各气孔分布的范围的气孔数在气孔总数中所占的比例进行调查。将它们的结果合并示于表3。另外,针对这些烧结体试样,与第1实施例同样操作,测定在低温环境下的摩擦系数。针对该结果,也合并示于表3。需要说明的是,表3中合并记载了第1实施例的试样编号04的试样的值。
[表3]
根据表3的试样编号04、11~16的试样可知:通过变更多孔质铁粉末B的粒度分布,能够控制气孔的状态。关于试样编号11的试样,90目筛上的粉末不足0.5%,并且90目筛下且140目筛上的粉末不足20%,140目筛下的粉末的量多,因此颗粒间气孔变小、且由多孔质铁粉末B内部的中空所形成的气孔也小的粉末变多。因此,超过60μm且80μm以下的气孔数和超过40μm且60μm以下的气孔数缺乏,透气度低,因此润滑油的供给能力贫乏,摩擦系数成为0.16。
另一方面,在90目筛上的粉末的量为0.5%、以及90目筛下且140目筛上的粉末的量为20%的试样编号12中,形成了适度的颗粒间气孔、且通过多孔质铁粉末B内部的中空而形成的气孔也为一定程度大小的的粉末增加,超过40μm的气孔数变得充分,透气度适度增加,润滑油的供给能力提高,因此摩擦系数降低至0.13。另外,随着90目筛上的粉末和90目筛下且140目筛上的粉末的量的增加,颗粒间气孔大量形成,同时通过多孔质铁粉末B内部的气孔而形成的中等程度的气孔数增加,因此40μm以上的气孔数增加。因此,在试样编号04的试样中,随着90目筛上的粉末和90目筛下且140目筛上的粉末的量的增加,摩擦系数进一步降低。
然而,90目筛上的粉末或90目筛下且140目筛上的粉末的量变得过量时,通过多孔质铁粉末B内部的中空而形成的中等程度大小的气孔数变得过多,变得容易产生润滑油的泄露。因此,在90目筛上的粉末的量超过5%、并且90目筛下且145目筛上的粉末的量超过35%的试样编号14的试样中,分别地,以当量圆直径计超过100μm的气孔超过0.5%、以当量圆直径计成为80~100μm的气孔超过1%、以当量圆直径计成为60~80μm的气孔超过1.5%、以及以当量圆直径计成为40~60μm的气孔超过3%,润滑油的泄露变的显著,摩擦系数增加至0.16。
由以上内容可以确认:应该将多孔质铁粉末B的粒度分布设为90目筛上的粉末为0.5~5%、90目筛下且140目筛上的粉末为20~35%、剩余部分为140目筛下的粉末。
[第4实施例]
准备雾化铁粉末(实心、换言之内部没有气孔),将该雾化粉末用90目的筛进行筛分,准备了90目筛上的粉末。将该经分级的雾化铁粉末以表4所示的比例添加到在第3实施例中经分级的多孔质铁粉末B中,从而制作将90目筛上的粉末的一部分置换为实心的雾化铁粉末而成的多孔质铁粉末B,使用在第1实施例中使用的多孔质铁粉末A中添加这些多孔质铁粉末B 8.8质量%(多孔质铁粉末A的量成为铁粉末的90%的量)、以及在第1实施例中使用的电解铜粉末5质量%、箔状铜粉末6质量%以及锡粉末1质量%而成的原料粉末,与第1实施例同样操作,进行成型、烧结,制作了试样编号15~17的烧结体试样。
针对这些烧结体试样,也与第1实施例同样操作,针对气孔的面积率、气孔总数、属于各气孔分布的范围的气孔数在气孔总数中所占的比例进行调查。将它们的结果示于表5。另外,针对这些烧结体试样,与第1实施例同样操作,测定摩擦系数。针对该结果,也合并示于表5。需要说明的是,在表4和表5中合并记载了第1实施例的试样编号04的试样的值。
[表4]
[表5]
根据表4和表5可知多孔质铁粉末B的90目筛上的粉末的内部所具有的50μm以上的中空状气孔的数量的影响。试样编号04的试样为90目筛上的粉末的85%在内部具有50μm以上的气孔的粉末。此处,如果将多孔质铁粉末B的90目筛上的粉末的一部分替换为实心的雾化铁粉末,从而减少90目筛上的粉末中内部具有50μm以上的气孔的粉末的比例,则随着内部具有50μm以上的气孔的粉末的比例的减少,超过80μm且100μm以下的气孔数和超过60μm且80μm以下的气孔数减少,透气度降低,摩擦系数增加。此处,截止至90目筛上的粉末的内部具有50μm以上的气孔的粉末的比例达到80%为止时,摩擦系数不足0.15,但90目筛上的粉末的内部具有50μm以上的气孔的粉末的比例不足80%时,摩擦系数超过了0.15。
由以上内容可以确认:应该将多孔质铁粉末B的90目筛上的粉末的内部具有50μm以上的气孔的粉末的比例设为相对于该粉末为80%以上。
[第5实施例]
准备雾化铁粉末(实心、换言之内部没有气孔),将该雾化粉末用90目的筛和140目的筛进行筛分,准备了90目筛下且140目筛上的粉末。将该经分级的雾化铁粉末以表6所示的比例添加到在第3实施例中经分级的多孔质铁粉末B中,从而制作将90目筛下且140目筛上的粉末的一部分置换为实心的雾化铁粉末而成的多孔质铁粉末B,使用在第1实施例中使用的多孔质铁粉末A中添加这些多孔质铁粉末B 8.8质量%(多孔质铁粉末A的量成为铁粉末的90%的量)、以及在第1实施例中使用的电解铜粉末5质量%、箔状铜粉末6质量%以及锡粉末1质量%而成的原料粉末,与第1实施例同样操作,进行成型、烧结,制作了试样编号18~20的烧结体试样。
针对这些烧结体试样,也与第1实施例同样操作,针对气孔的面积率、气孔总数、属于各气孔分布的范围的气孔数在气孔总数中所占的比例进行调查。将这些结果示于表7。另外,针对这些烧结体试样,与第1实施例同样操作,测定了摩擦系数。针对该结果,也合并示于表7。需要说明的是,在表6和表7中合并记载了第1实施例的试样编号04的试样的值。
[表6]
[表7]
根据表6和表7可知多孔质铁粉末B的90目筛上的粉末的内部所具有的40~60μm的中空状气孔的数量的影响。试样编号04的试样为90目筛下且140目筛上的粉末的65%是在内部具有40~60μm的气孔的粉末。此处,如果将多孔质铁粉末B的90目筛下且140目筛上的粉末的一部分替换成实心的雾化铁粉末,从而减少90目筛下且140目筛上的粉末中内部具有40~60μm的气孔的粉末的比例,则随着该粉末的比例的减少,透气度降低,摩擦系数增加。此处,截止至90目筛下且140目筛上的粉末中内部具有40~60μm的气孔的粉末的比例达到60%为止,摩擦系数不足0.15,但内部具有40~60μm的气孔的粉末的比例不足60%未満时,摩擦系数超过了0.15。
由以上内容可以确认:应该将多孔质铁粉末B的90目筛下且140目筛上的粉末中内部具有40~60μm的气孔的粉末的比例设为60%以上。
[第6实施例]
使用第1实施例中准备的多孔质铁粉末A、多孔质铁粉末B、电解铜粉末、箔状铜粉末以及锡粉末,将电解铜粉末的添加比例变更为表5所示的比例,制作了铜粉末的添加量不同的原料粉末。需要说明的是,将多孔质铁粉末A与多孔质铁粉末B的比例调整至多孔质铁粉末A的量达到铁粉末的70%的量来添加。使用这些原料粉末,烧结后以达到第1实施例的烧结体尺寸的方式使用尺寸不同的芯棒进行成型,与第1实施例同样操作,进行烧结,制作尺寸与第1实施例相同的圆筒形烧结体。而且,与第1实施例同样操作,对这些烧结体进行再压缩,即再压缩补充(recompression allowances)以与第1实施例相同的条件进行再压缩,制作了试样编号21~28的烧结体试样。针对这些烧结体试样,也与第1实施例同样操作,针对气孔的面积率、气孔总数、属于各气孔分布的范围的气孔数在气孔总数中所占的比例进行调查。将这些结果示于表9。另外,针对这些烧结体试样,与第1实施例同样操作,测定了摩擦系数。针对该结果,也合并示于表9。需要说明的是,在表8和表9中合并记载了第1实施例的试样编号04的试样的值。
[表8]
[表9]
根据表9,在整体组成的Cu量不足10质量%的试样编号21的烧结含油轴承试样中,用于改善适应性的铜合金相缺乏,因此,摩擦系数成为高达0.15的值。
另一方面,在整体组成的Cu量为10质量%的试样编号22的烧结含油轴承试样中,铜合金相的量变得充分,摩擦系数降低至0.13。另外,随着整体组成的Cu量的增加,铜合金相的量增加,因此在截止至Cu量达到30质量%为止,烧结含油轴承的适应性增加,摩擦系数进一步降低。另一方面,随着Cu量的增加,铁相减少,因此气孔总数减少,在Cu量超过30质量%的试样中,摩擦系数增加。然而,在截止至整体组成中的Cu量达到59质量%为止时,气孔总数成为800个/mm2以上,气孔总数成为充分的数值,摩擦系数也达到0.13。
然而,在整体组成的Cu量超过59质量%的试样编号28的烧结含油轴承试样中,Cu变得过多,气孔总数低于800个/mm2,因此含油能力缺乏,且以当量圆直径计超过40μm且60μm以下的气孔以及超过60μm且80μm以下的气孔的比例变得过多,因此透气度增加,产生油压的泄露,油膜消失,发生金属接触,其结果,摩擦系数增加至0.17。由以上内容可以确认:应该将Cu量设为10~59质量%的范围。

Claims (6)

1.烧结含油轴承,其特征在于,其由铁铜系烧结合金构成,所述铁铜系烧结合金的整体组成以质量比计为Cu:10~59%、Sn:0.5~3%、以及剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成,
轴承内周面的气孔面积率为20~50%,
气孔总数为800个/mm2以上,且
显示如下气孔分布:以当量圆直径计气孔直径超过100μm的气孔数为气孔总数的0.5%以下、以当量圆直径计气孔直径超过80μm且100μm以下的气孔数为气孔总数的1%以下、以当量圆直径计气孔直径超过60μm且80μm以下的气孔数为气孔总数的0.5~1.5%、以当量圆直径计气孔直径超过40μm且60μm以下的气孔数为气孔总数的0.8~3%、以及以当量圆直径计气孔直径在40μm以下的气孔为气孔总数的剩余部分。
2.烧结含油轴承,其特征在于,其由铁铜系烧结合金构成,所述铁铜系烧结合金的整体组成以质量比计为Cu:10~59%、Sn:0.5~3%、5质量%以下的Zn和Ni中的至少1种,以及剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成,
轴承内周面的气孔面积率为20~50%,
气孔总数为800个/mm2以上,且
显示如下气孔分布:以当量圆直径计气孔直径超过100μm的气孔数为气孔总数的0.5%以下、以当量圆直径计气孔直径超过80μm且100μm以下的气孔数为气孔总数的1%以下、以当量圆直径计气孔直径超过60μm且80μm以下的气孔数为气孔总数的0.5~1.5%、以当量圆直径计气孔直径超过40μm且60μm以下的气孔数为气孔总数的0.8~3%、以及以当量圆直径计气孔直径在40μm以下的气孔为气孔总数的剩余部分。
3.根据权利要求1所述的烧结含油轴承,其特征在于,在基体中,石墨、二硫化钼、硫化锰、氟化钙中的至少1种固体润滑剂成分相对于所述铁铜系烧结合金100质量份以0.2~2质量份分散在所述铁铜系烧结合金的气孔中。
4.烧结含油轴承的制造方法,其为使用在铁粉末中混合铜粉末、以及锡粉末和铜锡合金粉末中的至少1种粉末而成的原料粉末,将所述原料粉末压缩成型,成型为密度达到5.5~6.8Mg/m3的范围的大致圆筒形的成型体,将所得成型体进行烧结的烧结含油轴承的制造方法,其特征在于,
所述原料粉末的组成为以质量比计Cu:10~59%、Sn:0.5~3%、以及剩余部分为Fe和不可避免的杂质,
作为所述铁粉末,其由下述多孔质铁粉A和多孔质铁粉B构成:
多孔质铁粉A,其为从表面至内部具有多个细孔的海绵状,且具有如下粒度分布:基于气体吸附法的比表面积为110~500m2/kg,140目筛上的粉末为14~29%、140目筛下且325目筛上的粉末为45~64%、325目筛下的粉末为剩余部分;
多孔质铁粉B,其为内部具有气孔的中空状,且具有如下粒度分布:基于气体吸附法的比表面积为80~110m2/kg,90目筛上的粉末为0.5~5%、90目筛下且140目筛上的粉末为20~35%、140目筛下的粉末为剩余部分,并且,所述90目筛上的粉末的内部具有50μm以上的气孔的粉末相对于该粉末包含80%以上,且所述90目筛下且140目筛上的粉末的内部具有40~60μm的气孔的粉末相对于该粉末包含60%以上,
使用所述多孔质铁粉末A在铁粉末中所占的比例为80~95%的铁粉末,
作为所述锡粉末和铜锡合金粉末中的至少1种粉末,使用325目筛下的粉末,
作为除了源于所述铜锡合金粉末的Cu以外的Cu,使用100目筛下的箔状铜粉末、或者2质量%以上的100目筛下的箔状铜粉末和剩余部分为粒度是200目筛下的电解铜粉末,
所述烧结的烧结温度为760~810℃。
5.根据权利要求4所述的烧结含油轴承的制造方法,其特征在于,在所述原料粉末中按照以质量比计Zn和Ni中的至少1种达到5质量%以下的方式添加铜锌合金粉末和铜镍合金粉末中的至少1种。
6.根据权利要求4所述的烧结含油轴承的制造方法,其特征在于,相对于所述原料粉末100质量份,添加0.2~2质量份的石墨粉末、二硫化钼粉末、硫化锰粉末、氟化钙粉末中的至少1种固体润滑剂成分粉末。
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