JPS6346138B2 - - Google Patents
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- JPS6346138B2 JPS6346138B2 JP16726279A JP16726279A JPS6346138B2 JP S6346138 B2 JPS6346138 B2 JP S6346138B2 JP 16726279 A JP16726279 A JP 16726279A JP 16726279 A JP16726279 A JP 16726279A JP S6346138 B2 JPS6346138 B2 JP S6346138B2
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は焼結軸受合金材の製造法に係り、強
度、靭性に優れていると共に摩擦係数その他の軸
受機能において卓越した特性を示す新規な焼結合
金を得ようとするものである。
度、靭性に優れていると共に摩擦係数その他の軸
受機能において卓越した特性を示す新規な焼結合
金を得ようとするものである。
軸受材その他として用いられる焼結合金として
は従来から種々のものが知られているが、これを
大別すると銅系と鉄系とがあり、銅系にはCu−
Sn、Cu−Sn−Ｃ、Cu−Sn−Pb−Ｃ合金などが、
又鉄系にはFe−Ｃ、Fe−Pb−Ｃ、Fe−Cu、Fe
−Cu−Ｃ合金などが多様に提案され又実用化さ
れている。しかしこのような従来のものにおい
て、鉄系のものは銅系のものに比較して硬度が高
く、軸材などに対するなじみが必ずしも好ましい
ものとなし得ず、又耐食性などにおいても劣る
が、その機械的性質が優れ、したがつて薄肉化が
可能であると共に比較的安価であるなどのメリツ
トを有し、これらの特性に関しては銅系のものが
対称的な関係を有している。
は従来から種々のものが知られているが、これを
大別すると銅系と鉄系とがあり、銅系にはCu−
Sn、Cu−Sn−Ｃ、Cu−Sn−Pb−Ｃ合金などが、
又鉄系にはFe−Ｃ、Fe−Pb−Ｃ、Fe−Cu、Fe
−Cu−Ｃ合金などが多様に提案され又実用化さ
れている。しかしこのような従来のものにおい
て、鉄系のものは銅系のものに比較して硬度が高
く、軸材などに対するなじみが必ずしも好ましい
ものとなし得ず、又耐食性などにおいても劣る
が、その機械的性質が優れ、したがつて薄肉化が
可能であると共に比較的安価であるなどのメリツ
トを有し、これらの特性に関しては銅系のものが
対称的な関係を有している。
即ちこの種軸受などに用いられる焼結合金とし
ては上述したような軸材などに対するなじみ、耐
食性、機械的強度などの何れに関しても優れた性
能を有するものが好ましいことは当然であつて従
来から斯様な焼結合金を得べく種々に検討が重ね
られて来たところであるが、上記したような各特
性は技術的に相反するものと言うべく、それらを
有効に満足させる製品は未だ得られるに到つてお
らず、従つて一般的に銅系焼結合金は主として含
油軸受に利用すべきものとされ、機械部品には鉄
系焼結合金を採用すべきものとされている。
ては上述したような軸材などに対するなじみ、耐
食性、機械的強度などの何れに関しても優れた性
能を有するものが好ましいことは当然であつて従
来から斯様な焼結合金を得べく種々に検討が重ね
られて来たところであるが、上記したような各特
性は技術的に相反するものと言うべく、それらを
有効に満足させる製品は未だ得られるに到つてお
らず、従つて一般的に銅系焼結合金は主として含
油軸受に利用すべきものとされ、機械部品には鉄
系焼結合金を採用すべきものとされている。
本発明は上記したような実情に鑑み検討を重ね
て創案されたものであつて、鉄粉に対し30〜70重
量％の青銅粉末を添加混合したものを成形し800
〜950℃で焼結し、気孔率15〜25容量％とするこ
とを提案するものであり、必要に応じ３％以下の
黒鉛粉末、二硫化モリブデン又はモリブデンのよ
うな固体潤滑剤を添加する。
て創案されたものであつて、鉄粉に対し30〜70重
量％の青銅粉末を添加混合したものを成形し800
〜950℃で焼結し、気孔率15〜25容量％とするこ
とを提案するものであり、必要に応じ３％以下の
黒鉛粉末、二硫化モリブデン又はモリブデンのよ
うな固体潤滑剤を添加する。
即ち斯かる本発明について更に説明すると、本
発明者は上記したような技術構想に立脚して鉄、
銅及び錫の如きを用いた各種焼結合金について仔
細な検討をなした結果、その銅及び錫を単体とし
て配合した場合とそれを合金とした青銅として利
用した場合においては焼結時の挙動を異にするこ
とを発見した。蓋しこの青銅は一般的にwt％で、
Cu：79〜90％、Sn：２〜11％、Zn：１〜12％の
ような組成を有し、他に若干のPbなどを含有す
るものであつて、このような範囲内においても
夫々の成分％範囲が種々に異ることによりそれな
りに異つた特性が得られるとしても、斯かる青銅
は何れにしても銅単体の場合よりは融点が低いも
のとなる。然して上記のように鉄、銅、錫の各粉
末を配合した場合にはSnが230℃程度のような比
較的低融点のものであるのに対し、Cuは1083℃、
Feは1539℃と夫々に融点が高く、このような３
種の金属粉末を混合成形して焼結させてもSnの
逆偏析の如きを発生し、所謂錫汗を発生してSn
含有量が高くδ相の多い硬質相を形成するような
こととなつて軸受材として好ましい軸材とのなじ
み性その他に欠けるものとならざるを得ないのに
対し、そのCuとSnとを一旦合金化させて得られ
る青銅粉末の場合には成程Fe粉末が用いられて
いるとしても一般的にFe系焼結金属において採
用される1100℃前後より相当に低い温度で焼結せ
しめられるだけでなしにその焼結時に青銅成分の
一部が鉄と共晶して青銅−鉄の合金組成を作るこ
ととなり、特にこのような青銅−鉄の合金組成に
よつて鉄粒子表面を被覆する傾向が認められて相
当量の鉄粉を配合したものにおいても単なる銅系
焼結合金に近い色彩、感覚を呈することとなつて
組成が均一で、鉄−銅焼結品において不可避的な
偏析などを見ることのない焼結合金を得しめる。
このように均一で偏析がなく、Fe粒子表面を青
銅−鉄の合金で被覆したような組成のものは充分
な耐食性を示すことは明かであり、又Fe粒子が
中核に存在し、それが青銅質合金で被覆された本
発明のものは従来の鉄系焼結合金と同等ないしそ
れ以上の機械的強度を有することとなり、しかも
その青銅質被覆層によつて軸材等に対するなじみ
も好ましいものとして得られる。
発明者は上記したような技術構想に立脚して鉄、
銅及び錫の如きを用いた各種焼結合金について仔
細な検討をなした結果、その銅及び錫を単体とし
て配合した場合とそれを合金とした青銅として利
用した場合においては焼結時の挙動を異にするこ
とを発見した。蓋しこの青銅は一般的にwt％で、
Cu：79〜90％、Sn：２〜11％、Zn：１〜12％の
ような組成を有し、他に若干のPbなどを含有す
るものであつて、このような範囲内においても
夫々の成分％範囲が種々に異ることによりそれな
りに異つた特性が得られるとしても、斯かる青銅
は何れにしても銅単体の場合よりは融点が低いも
のとなる。然して上記のように鉄、銅、錫の各粉
末を配合した場合にはSnが230℃程度のような比
較的低融点のものであるのに対し、Cuは1083℃、
Feは1539℃と夫々に融点が高く、このような３
種の金属粉末を混合成形して焼結させてもSnの
逆偏析の如きを発生し、所謂錫汗を発生してSn
含有量が高くδ相の多い硬質相を形成するような
こととなつて軸受材として好ましい軸材とのなじ
み性その他に欠けるものとならざるを得ないのに
対し、そのCuとSnとを一旦合金化させて得られ
る青銅粉末の場合には成程Fe粉末が用いられて
いるとしても一般的にFe系焼結金属において採
用される1100℃前後より相当に低い温度で焼結せ
しめられるだけでなしにその焼結時に青銅成分の
一部が鉄と共晶して青銅−鉄の合金組成を作るこ
ととなり、特にこのような青銅−鉄の合金組成に
よつて鉄粒子表面を被覆する傾向が認められて相
当量の鉄粉を配合したものにおいても単なる銅系
焼結合金に近い色彩、感覚を呈することとなつて
組成が均一で、鉄−銅焼結品において不可避的な
偏析などを見ることのない焼結合金を得しめる。
このように均一で偏析がなく、Fe粒子表面を青
銅−鉄の合金で被覆したような組成のものは充分
な耐食性を示すことは明かであり、又Fe粒子が
中核に存在し、それが青銅質合金で被覆された本
発明のものは従来の鉄系焼結合金と同等ないしそ
れ以上の機械的強度を有することとなり、しかも
その青銅質被覆層によつて軸材等に対するなじみ
も好ましいものとして得られる。
Fe粉末と前記青銅粉末との配合割合について
は青銅粉末を30〜70重量％の範囲内で適宜に変え
て実施することができる。即ち青銅粉末が30重量
％未満の場合には単なる鉄系焼結体に近いような
ものとなつて青銅との合金層も充分に得られない
ことから前記した本発明の特性を有効に得ること
ができない。又青銅粉末を70重量％以上も用いる
ようなことは前記したようなFe粒子による中核
的作用が得られず、その機械的強度等は単なる銅
系焼結合金に近いものとなり、特に青銅粉末とし
てSn分の高いものを用いるような場合には所謂
ハードスポツトとしての硬質相が顕われるような
傾向も示されて同じく本発明の目的を達し得な
い。
は青銅粉末を30〜70重量％の範囲内で適宜に変え
て実施することができる。即ち青銅粉末が30重量
％未満の場合には単なる鉄系焼結体に近いような
ものとなつて青銅との合金層も充分に得られない
ことから前記した本発明の特性を有効に得ること
ができない。又青銅粉末を70重量％以上も用いる
ようなことは前記したようなFe粒子による中核
的作用が得られず、その機械的強度等は単なる銅
系焼結合金に近いものとなり、特に青銅粉末とし
てSn分の高いものを用いるような場合には所謂
ハードスポツトとしての硬質相が顕われるような
傾向も示されて同じく本発明の目的を達し得な
い。
焼結温度については上記したような範囲内での
青銅粉末配合量如何によつてそれなりに調整すべ
きであり、例えば青銅粉末が30重量％の場合（鉄
粉が70重量％）には950℃程度であり、又この青
銅粉末が70重量％（鉄粉が30重量％）の場合には
800℃程度を採用することが上記したような本発
明の特性を有効に発揮する所以であり、それらの
間の中間的配合関係の場合にはその程度に応じて
焼結温度を調整し操業する。何れにしても950℃
を超えるような高温で焼結すると、銅の融点
（1083℃）に近くなることから銅、鉄の共晶組織
が発達し硬度、抗張力が増大するものの軸受材と
しては相手軸材を摩滅させ摩擦係数の大きいもの
となつて好ましくない。
青銅粉末配合量如何によつてそれなりに調整すべ
きであり、例えば青銅粉末が30重量％の場合（鉄
粉が70重量％）には950℃程度であり、又この青
銅粉末が70重量％（鉄粉が30重量％）の場合には
800℃程度を採用することが上記したような本発
明の特性を有効に発揮する所以であり、それらの
間の中間的配合関係の場合にはその程度に応じて
焼結温度を調整し操業する。何れにしても950℃
を超えるような高温で焼結すると、銅の融点
（1083℃）に近くなることから銅、鉄の共晶組織
が発達し硬度、抗張力が増大するものの軸受材と
しては相手軸材を摩滅させ摩擦係数の大きいもの
となつて好ましくない。
気孔率については15〜25容量％であつて、15容
量％未満の場合は強度的には充分であるが、含油
軸受材としての含油量が僅少となつて好ましい潤
滑性能を得難いこととなる。一方25容量％を超え
るような気孔率のものでは強度や靭性的に非常に
劣つたものとなり本発明の目的を達し得ない。
量％未満の場合は強度的には充分であるが、含油
軸受材としての含油量が僅少となつて好ましい潤
滑性能を得難いこととなる。一方25容量％を超え
るような気孔率のものでは強度や靭性的に非常に
劣つたものとなり本発明の目的を達し得ない。
又場合によつては黒鉛質その他の固形潤滑剤を
３重量％以下の範囲で添加することによりその性
能をより改善することができる。本発明によるも
のの具体的な製造例について説明すると以下の如
くである。
３重量％以下の範囲で添加することによりその性
能をより改善することができる。本発明によるも
のの具体的な製造例について説明すると以下の如
くである。
製造例 １
Cu：81.0〜87.0wt％、Sn：4.0〜6.0wt％、
Zn：4.0〜7.0wt％で残部がPb及び不純物より成
る青銅鋳物を溶融してから噴霧処理し得られた青
銅粉末の100〜350メツシユのものと150〜250メツ
シユの鉄粉を準備し、これらの等量に配合したも
のを用いて外径10mm、内径４mmで、高さが８mmの
軸受材に成形し、これを850℃で還元性雰囲気を
用い焼結し気孔率20容量％の製品を得た。
Zn：4.0〜7.0wt％で残部がPb及び不純物より成
る青銅鋳物を溶融してから噴霧処理し得られた青
銅粉末の100〜350メツシユのものと150〜250メツ
シユの鉄粉を準備し、これらの等量に配合したも
のを用いて外径10mm、内径４mmで、高さが８mmの
軸受材に成形し、これを850℃で還元性雰囲気を
用い焼結し気孔率20容量％の製品を得た。
製造例 ２
製造例１におけると同じ青銅粉及び鉄粉を用
い、青銅粉50wt％、鉄粉49wt％、黒鉛粉末1wt
％の割合で配合したものを製造例１と同じに成形
し、焼結させて気孔率20容量％の軸受材を得た。
い、青銅粉50wt％、鉄粉49wt％、黒鉛粉末1wt
％の割合で配合したものを製造例１と同じに成形
し、焼結させて気孔率20容量％の軸受材を得た。
又上記したような本発明製造例のものに対し、
別にFe系焼結合金として鉄粉98wt％に銅粉2wt
％として配合しこれを前記した各製造例と同じ寸
法の軸受材に成形したものを1050℃で焼結し気孔
率20容量％とした比較例１および銅粉90wt％に
錫粉10wt％の割合で配合したものを前記した製
造例と同じ寸法に成形し、800℃で焼結させ気孔
率20容量％とされた比較例２のものを準備し、こ
れらの焼結合金に夫々同じタービン油系の潤滑油
を含浸させたものについてその軸受性能を試験測
定した結果は次の第１図に示す通りであり、本発
明によるものが荷重15Kg／mm2以上、PV値1000以
上において従来の銅系軸受よりも優れた著しい軸
受性能の改善を得ていることが確認され、勿論鉄
系のものよりも全領域に亘つて好ましい特性のも
のであることを知つた。
別にFe系焼結合金として鉄粉98wt％に銅粉2wt
％として配合しこれを前記した各製造例と同じ寸
法の軸受材に成形したものを1050℃で焼結し気孔
率20容量％とした比較例１および銅粉90wt％に
錫粉10wt％の割合で配合したものを前記した製
造例と同じ寸法に成形し、800℃で焼結させ気孔
率20容量％とされた比較例２のものを準備し、こ
れらの焼結合金に夫々同じタービン油系の潤滑油
を含浸させたものについてその軸受性能を試験測
定した結果は次の第１図に示す通りであり、本発
明によるものが荷重15Kg／mm2以上、PV値1000以
上において従来の銅系軸受よりも優れた著しい軸
受性能の改善を得ていることが確認され、勿論鉄
系のものよりも全領域に亘つて好ましい特性のも
のであることを知つた。
又上記したような本発明製造例及び比較例のも
のについてその機械的強度を検討し、即ち圧縮成
形、焼結して製品としたものの気孔率を10〜
25vol％に調整したものについてその圧環強度を
前記した気孔率20vol％の場合と共に測定した結
果は第２図に示す通りであり、本発明によるもの
が如何なる気孔率のものにおいても比較例より卓
越した機械的強度を示すものであることが確認さ
れた。
のについてその機械的強度を検討し、即ち圧縮成
形、焼結して製品としたものの気孔率を10〜
25vol％に調整したものについてその圧環強度を
前記した気孔率20vol％の場合と共に測定した結
果は第２図に示す通りであり、本発明によるもの
が如何なる気孔率のものにおいても比較例より卓
越した機械的強度を示すものであることが確認さ
れた。
なお本発明者等は上記した青銅粉末として、別
に次のような成分組成のものについても夫々検討
したが、何れも同様な結果を得ることができた。
に次のような成分組成のものについても夫々検討
したが、何れも同様な結果を得ることができた。
Cu：79〜83wt％、Sn：2.0〜4.0wt％、Zn：
８〜12wt％、Pb：３〜7wt％。
８〜12wt％、Pb：３〜7wt％。
Cu：86〜90wt％、Sn：７〜9wt％、Zn：３
〜5wt％、Pb：1wt％以下。
〜5wt％、Pb：1wt％以下。
Cu：86.5〜89.5wt％、Sn：９〜11wt％、
Zn：1.0〜3.0wt％、Pb：1wt％以下。
Zn：1.0〜3.0wt％、Pb：1wt％以下。
Cu：86〜90wt％、Sn：5.0〜7.0wt％、Zn：
3.0〜5.0wt％、Pb：１〜3wt％。
3.0〜5.0wt％、Pb：１〜3wt％。
以上説明したような本発明によるときは軸材に
対するなじみや耐食性において従来の銅系焼結合
金と同等ないしそれ以上であり、しかもその機械
的強度においては従来の鉄系焼結合金に準ずる優
れた特質性を有する新規な焼結合金を的確に提供
し得るわけであり、その圧縮成形に当つても従来
の鉄系焼結合金の場合より金型の摩耗が少いなど
の特質を有するものであつて、工業的にその効果
の大きい発明である。
対するなじみや耐食性において従来の銅系焼結合
金と同等ないしそれ以上であり、しかもその機械
的強度においては従来の鉄系焼結合金に準ずる優
れた特質性を有する新規な焼結合金を的確に提供
し得るわけであり、その圧縮成形に当つても従来
の鉄系焼結合金の場合より金型の摩耗が少いなど
の特質を有するものであつて、工業的にその効果
の大きい発明である。
図面は本発明の技術的内容を示すものであつ
て、第１図は本発明による焼結合金についての軸
受性能を従来法による比較例と共に測定した結果
を示す図表、第２図はそれらの機械的性能につい
ての測定結果を示す図表である。
て、第１図は本発明による焼結合金についての軸
受性能を従来法による比較例と共に測定した結果
を示す図表、第２図はそれらの機械的性能につい
ての測定結果を示す図表である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Cu：79〜90wt％、Sn：２〜11wt％、Zn：１
〜12wt％を含有した青銅粉末を鉄粉に対して30
〜70重量％の範囲で添加混合したものを成形し
800〜950℃で焼結し、気孔率15〜25容量％とした
ことを特徴とする焼結軸受合金材の製造法。 ２ Cu：79〜90wt％、Sn：２〜11wt％、Zn：１
〜12wt％を含有した青銅粉末を鉄粉に対して30
〜70重量％と黒鉛その他の固形潤滑剤粉末を３重
量％以下の範囲で添加混合した特許請求の範囲第
１項に記載の焼結軸受合金材の製造法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16726279A JPS5690954A (en) | 1979-12-22 | 1979-12-22 | Sintered alloy |
| GB8037929A GB2067221B (en) | 1979-12-22 | 1980-11-26 | Sintered alloys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16726279A JPS5690954A (en) | 1979-12-22 | 1979-12-22 | Sintered alloy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5690954A JPS5690954A (en) | 1981-07-23 |
| JPS6346138B2 true JPS6346138B2 (ja) | 1988-09-13 |
Family
ID=15846469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16726279A Granted JPS5690954A (en) | 1979-12-22 | 1979-12-22 | Sintered alloy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5690954A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6280242A (ja) * | 1985-10-02 | 1987-04-13 | Nippon Kagaku Yakin Kk | 銅系焼結含油スラスト軸受 |
| JPS63186851A (ja) * | 1987-01-29 | 1988-08-02 | Isamu Kikuchi | 圧粉成形焼結合金およびその製造法 |
| JP2617334B2 (ja) * | 1988-05-09 | 1997-06-04 | 菊池 勇 | 焼結合金材およびその製造法 |
| JPH036342A (ja) * | 1989-06-01 | 1991-01-11 | Isamu Kikuchi | 焼結合金およびその製造法 |
-
1979
- 1979-12-22 JP JP16726279A patent/JPS5690954A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5690954A (en) | 1981-07-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |