KR100518248B1 - Sintered sliding bearing for construction equipments - Google Patents
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Abstract
본 발명은 장치에 장착하여 사용하였을 때의 베어링의 내구성이 안정되고, 긴 수명의 소결 슬라이딩 베어링을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a sintered sliding bearing having a long life and stable durability of the bearing when used in a device.
본 발명에 따르면, 소결 슬라이딩 베어링은 축을 지지하기 위한 내부직경을 갖고, 담금질 조직을 갖는 소결 다공질 철계 합금으로 조성되는 베어링 본체, 및 베어링면을 갖는 치밀화 부분으로서, 베어링 본체의 내부직경을 그라인드함으로써 내부직경에 20미크론 이하의 두께로 형성되고 소결 다공질 철계 합금에 포함되는 폭이 50미크론 이상인 기공을 적어도 1개 봉지(封止)하고, 베어링면에 개구하는 기공의 개구 면적의 합계의 베어링면 면적에 대한 백분율 비율로 규정되는 개구율이 10% 이하인 치밀화 부분을 구비한다.According to the present invention, the sintered sliding bearing has an inner diameter for supporting the shaft, and has a bearing body composed of a sintered porous iron-based alloy having a quenching structure, and a densified portion having a bearing surface, the inner diameter being ground by grinding the inner diameter of the bearing body. At least one pore having a thickness of 20 microns or less in diameter and contained in the sintered porous iron-based alloy having a width of 50 microns or more is encapsulated, and the bearing surface area of the sum total of the opening area of the pores opened to the bearing surface is sealed. And a densified portion having an aperture ratio of 10% or less, which is defined as a percentage ratio.
Description
본 발명은 건설 기계용의 베어링 요소와 같은, 베어링 슬라이딩 부분에 작용하는 높은 면압에 대한 내구성을 필요로 하는 분야에서의 사용에 적절한 소결 슬라이딩 베어링에 관한 것이다.The present invention relates to sintered sliding bearings suitable for use in applications requiring durability against high surface pressure acting on the bearing sliding portion, such as bearing elements for construction machinery.
건설 기계의 유압 쇼벨(shovel)은 굴삭 동작을 할 때에, 암 선단에 부착된 버킷(bucket)을 유압 실린더를 이용하여 요동시키도록 구성되어 있다. 버킷과 암의 이음부는 축과 베어링으로 이루어지는 슬라이딩 베어링 요소를 가지며, 이러한 베어링 요소에는 큰 면압이 작용한다. 이 때문에, 내마모성이 높은 베어링을 적용하고, 슬라이딩 부분에 점도가 높은 윤활유나 그리스(grease) 등을 개재시켜 이용된다.The hydraulic shovel of the construction machine is configured to oscillate a bucket attached to the tip of the arm by using a hydraulic cylinder during the excavation operation. The joints of the bucket and the arm have a sliding bearing element consisting of a shaft and a bearing, and a large surface pressure acts on the bearing element. For this reason, a bearing with high abrasion resistance is applied, and a sliding part is used through a lubricating oil, grease, etc. with high viscosity.
종래에는 이러한 베어링으로서, 주조 합금의 절삭 가공에 의한 것이나 슬라이딩 부분에 흑연 조각을 반점 형상으로 매립한 것이 이용되고 있었으나, 이것들을 대신하여 최근에는 동점도(kinematic viscosity)가 높은 윤활제를 함침시킨 철-탄소 소결 합금제의 소결 함유(含油) 베어링이 사용되고 있다.Conventionally, such a bearing has been used by cutting of a cast alloy or by embedding graphite pieces into spots in sliding parts, but recently, iron-carbon impregnated with a lubricant having high kinematic viscosity instead of these. Sintered bearing made of sintered alloy is used.
상기 소결 함유 베어링은, 고하중에 견딜 수 있고, 건설 기계 등의 대형 장치에 있어서의 슬라이딩 베어링으로서 양호하게 사용할 수 있지만, 내구성에 편차가 있고, 베어링을 장착한 장치의 수명이 안정되지 못하다는 문제점이 있다. The sintered bearings can withstand high loads and can be used as sliding bearings in large apparatuses such as construction machinery. However, the sintered bearings have variations in durability and have a problem in that the life of the bearing-mounted devices is not stable. have.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 장치에 장착하여 사용하였을 때의 베어링의 내구성이 안정되고, 긴 수명의 소결 슬라이딩 베어링을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a sintered sliding bearing with stable durability and a long service life when used in a device.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 소결 슬라이딩 베어링은 축을 지지하기 위한 내부직경을 갖고, 담금질 조직을 갖는 소결 다공질 철계 합금으로 조성되는 베어링 본체, 및 베어링면을 갖는 치밀화 부분으로서, 베어링 본체의 내부직경을 그라인드함으로써 내부직경에 20미크론 이하의 두께로 형성되고 소결 다공질 철계 합금에 포함되는 폭이 50미크론 이상인 기공을 적어도 1개 봉지하고, 베어링면에 개구하는 기공의 개구 면적의 합계의 베어링면 면적에 대한 백분율 비율로 규정되는 개구율이 10% 이하인 치밀화 부분을 구비한다.In order to achieve the above object, according to the present invention, the sintered sliding bearing has an inner diameter for supporting the shaft, and has a bearing body composed of a sintered porous iron-based alloy having a quenching structure, and as a densified portion having a bearing surface, By grinding the inner diameter, at least one of the pores having a thickness of 20 microns or less in the inner diameter and contained in the sintered porous iron-based alloy having a width of 50 microns or more is encapsulated, and the bearing surface of the total opening area of the pores opened in the bearing surface. And a densified portion having an opening ratio of 10% or less, which is defined as a percentage to area.
또한, 소결 슬라이딩 베어링의 제조방법은, 담금질 조직을 갖는 소결 다공질 철계 합금의 조제 단계, 축을 지지하기 위한 내부직경을 갖는 베어링 본체를 성형하는 소결 다공질 철계 합금의 가공 단계, 및 베어링 본체의 내부직경의 그라인드로서 베어링면을 갖는 치밀화 부분을 형성하고, 베어링면에 개구하는 기공의 개구 면적의 합계의 베어링면 면적에 대한 백분율 비율로 규정되는 개구율이 감소하고, 소결 다공질 철계 합금의 용적에서의 유효 다공율보다 적어지는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, the manufacturing method of the sintered sliding bearing includes the steps of preparing a sintered porous iron-based alloy having a quenched structure, processing a sintered porous iron-based alloy to form a bearing body having an inner diameter for supporting the shaft, and an inner diameter of the bearing body. As a grind, the densification part which has a bearing surface is formed, and the opening ratio prescribed | regulated as a percentage ratio with respect to the bearing surface area of the sum total of the opening area of the pore opening to a bearing surface is reduced, and the effective porosity in the volume of a sintered porous iron-based alloy Characterized in that there are fewer steps.
또한 소결 슬라이딩 베어링은, 축을 지지하기 위한 내부직경을 갖고, 담금질 조직을 갖는 소결 다공질 철계 합금으로 조성되는 베어링 본체, 및 베어링 본체의 내부직경을 그라인드함으로써 내부직경에 형성되는 베어링면을 갖는 치밀화 부분으로서, 베어링면에 개구하는 기공의 개구 면적의 합계의 베어링면 면적에 대한 백분율 비율로 규정되는 개구율이 감소하고, 소결 다공질 철계 합금의 용적에서의 유효 다공율보다 적어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the sintered sliding bearing is a densified portion having an inner diameter for supporting the shaft, a bearing body made of a sintered porous iron-based alloy having a quenching structure, and a bearing surface formed at the inner diameter by grinding the inner diameter of the bearing body. The opening ratio defined by the percentage ratio with respect to the bearing surface area of the sum total of the opening area of the pore opening to a bearing surface is reduced, and it is characterized by being smaller than the effective porosity in the volume of a sintered porous iron type alloy.
상기 철계 소결 합금은, 마르텐사이트 조직을 갖는 철-탄소 합금 베이스 중에 구리가 분산된 것이여도 되고, 구리의 함유량을 15∼25질량%, 유효 다공율을 5∼28%로 할 수 있다.The iron-based sintered alloy may be one in which copper is dispersed in an iron-carbon alloy base having a martensite structure, and the content of copper may be 15 to 25% by mass and the effective porosity may be 5 to 28%.
본 발명의 소결 슬라이딩 베어링은, 분말 야금법에 따라 소결에 의해 조제되는 윤활제를 함침 가능한 소결 다공질 합금을 이용하여 제조되고, 소결 다공질 합금제의 베어링 본체에 형성된 축을 지지하기 위한 내부직경에 기계적 표면 처리를 실시함으로써 내부직경면 상의 개구 면적의 비율을 감소시키고 있는 것을 요지로 한다. 상세하게는, 소결 다공질 합금제의 베어링 본체에 절삭 가공에 의해 형성된 내부직경에, 전단력 및 압축력을 작용시킴으로써 내부직경 표면의 소결 다공질 합금을 압축 또는 연성(延性)·전성(展性) 변형하고, 그 결과, 내부직경면에 있어서 베어링 외부와 연통하는 내부 기공의 개구가 협소화 또는 폐쇄되어, 내부직경 전면적에 대한 개구 면적의 비율이 감소한다. 즉, 베어링 본체의 내부직경 표면 부분이 치밀화되어 피막화한다. 이 치밀화 부분은 베어링 본체를 구성하는 소결 다공질 합금보다 기공율이 낮게 치밀화되어 있는데, 그 경계는 합금 단면의 현미경 관찰에 의해서도 명확하게 식별되지 않는다. 이러한 치밀화는 구체적으로는 그라인더(연삭반)에 의해 내부직경을 그라인드함으로써 바람직하게 실시된다. 그라인더에 의해 제공되는 전단력에 의해, 합금 표면의 볼록부가 변형되고, 변형된 부분은 압축력(압압력, 면압력)에 의해 압축 성형·연신되어 개구를 협소화 또는 폐쇄하여, 베어링 본체보다 기공율이 낮게 치밀화된 피막과 같은 층을 생성한다. 그 표면 즉, 내부직경면은 전단력에 의해 더 연마된다.The sintered sliding bearing of the present invention is manufactured using a sintered porous alloy capable of impregnating a lubricant prepared by sintering according to the powder metallurgy method, and has a mechanical surface treatment on an inner diameter for supporting an axis formed in a bearing body made of a sintered porous alloy. The fact is that the ratio of the opening area on the inner diameter surface is reduced by performing the following. Specifically, the sintered porous alloy on the inner diameter surface is compressed or ductile and deformed by applying a shear force and a compressive force to the inner diameter formed by the cutting process on the bearing body made of the sintered porous alloy, As a result, the opening of the inner pores communicating with the bearing outside on the inner diameter surface is narrowed or closed, so that the ratio of the opening area to the inner diameter entire area decreases. In other words, the inner diameter surface portion of the bearing body is densified to form a film. This densified portion is densified with a lower porosity than the sintered porous alloy constituting the bearing body, and the boundary is not clearly identified even by microscopic observation of the alloy cross section. Such densification is specifically preferably carried out by grinding the inner diameter by a grinder (grinding machine). The shear force provided by the grinder deforms the convex portion of the alloy surface, and the deformed portion is compressed and stretched by the compressive force (pressure pressure and surface pressure) to narrow or close the opening, thereby densifying the porosity lower than that of the bearing body. Creates a layer like a film. The surface, i.e. the inner diameter surface, is further polished by the shear force.
따라서, 윤활제를 함침시킨 소결 슬라이딩 베어링에 축을 맞붙혀서 동작시키면, 동작 초기에는 내부직경면(즉, 베어링면)의 개구 면적이 작기 때문에 베어링 내부로부터 내부직경면에 공급되는 윤활제가 적고, 래디알(radial) 하중이 높은 면압으로 부하하는 슬라이딩 부분의 내부직경면에서 치밀화 부분이 마모되어, 마찰열에 의해 온도가 상승한다. 온도 상승은 윤활제의 열팽창에 의한 내부직경면으로의 공급을 진행한다. 치밀화 부분의 마모가 진행되면, 내부직경면의 개구 면적이 점차 증가하고, 공급되는 윤활제의 양이 증가하여 마찰이 경감되기 때문에, 슬라이딩 부분의 마모도 감소한다. 한편, 슬라이딩 부분 이외에 있어서는, 마모가 적고 내부직경면의 개구 면적이 작기 때문에, 윤활제가 새어 나오는 것이 적다. 이 결과, 슬라이딩 부분에 있어서의 윤활제의 공급량이 적정량에 도달한 상태에서 마모가 정지하기 때문에, 베어링 하중에 따라 슬라이딩 부분의 윤활성이 조정되어, 베어링은 항상 최적의 상태에서 사용된다. 따라서, 베어링의 수명은 연장되고, 편차는 적어진다.Therefore, when the shaft is attached to the sintered sliding bearing impregnated with lubricant, the opening area of the inner diameter surface (that is, the bearing surface) is small at the beginning of the operation, so that less lubricant is supplied from the inside of the bearing to the inner diameter surface, radial) The densified portion is worn on the inner diameter surface of the sliding portion loaded at a high surface pressure, and the temperature rises due to frictional heat. The temperature rise proceeds to supply to the inner diameter surface by thermal expansion of the lubricant. As wear of the densified portion progresses, the opening area of the inner diameter surface gradually increases, and the amount of lubricant supplied increases, thereby reducing friction, so that wear of the sliding portion also decreases. On the other hand, except for the sliding portion, since the wear is small and the opening area of the inner diameter surface is small, the lubricant is less likely to leak out. As a result, abrasion stops in the state in which the supply amount of the lubricating agent in the sliding part reaches the appropriate amount, so that the lubricity of the sliding part is adjusted in accordance with the bearing load, so that the bearing is always used in an optimum state. Therefore, the life of the bearing is extended and the deviation is small.
이하 본 발명에 따른 소결 슬라이딩 베어링의 제조방법 및 특징에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method and features of the sintered sliding bearing according to the present invention will be described in detail.
소결 슬라이딩 베어링의 제조에 있어서는, 하기의 소결 다공질 합금의 조제, 절삭 가공에 의한 베어링 본체의 성형, 베어링 본체의 내부직경의 기계적 표면 처리, 및 윤활제의 함침이 실시된다.In manufacture of a sintered sliding bearing, preparation of the following sintered porous alloy, shaping | molding of the bearing main body by cutting, mechanical surface treatment of the inner diameter of a bearing main body, and impregnation of a lubrication agent are performed.
소결 다공질 합금은, 소정 조성의 금속 분말의 압분체(壓粉體)를 소결하고, 소결체를 열처리에 의해 담금질함으로써 얻어진다. 필요에 따라, 템퍼링을 더 실시하여도 된다. 일반적으로, 소결에 의해 얻어진 소결 다공질 합금의 기공의 대부분은 개방 기공(소결체 표면으로 연통하는 기공)이고 폐쇄 기공(표면으로 연통하지 않는 기공)은 매우 적다.A sintered porous alloy is obtained by sintering the green compact of the metal powder of a predetermined composition, and quenching the sintered compact by heat processing. If necessary, tempering may be further performed. In general, most of the pores of the sintered porous alloy obtained by sintering are open pores (pores communicating with the surface of the sintered body) and closed pores (pores not communicating with the surface) are very small.
절삭 가공에 의한 성형은 담금질 전의 소결재로 실시해도 된다.Molding by cutting may be performed with a sintered material before quenching.
윤활제의 함침은 내부직경의 기계적 표면 처리 후에 실시해도 되나, 소결 다공질 합금에 윤활제를 함침한 후에 절삭 가공에 의한 내부직경의 기계적 표면 처리를 실시하면, 절삭성, 그라인드성이 향상되고, 그라인드액 등을 필요로 하지 않기 때문에, 베어링 기공의 오염을 방지할 수 있다. 또한, 실제의 함유(含油)율을 유효 다공율에 실질적으로 동등하게 할 수 있다.Impregnation of the lubricant may be carried out after the mechanical surface treatment of the internal diameter, but if mechanical surface treatment of the internal diameter by cutting after impregnating the sintered porous alloy with lubricant, the machinability and grindability are improved, Since it is not necessary, contamination of the bearing pores can be prevented. In addition, the actual content rate can be made substantially equal to the effective porosity.
(1) 베어링을 구성하는 소결 다공질 합금(1) Sintered porous alloy constituting the bearing
본 발명의 소결 슬라이딩 베어링의 재질에는, 강도 및 내마모성을 고려하여 담금질한 소결 다공질 강철, 특히 마르텐사이트 조직을 갖는 철계 소결 다공질 합금이 이용된다. 철계 소결 다공질 합금으로서 철-탄소 합금을 채용하여, 단단한 합금을 베이스로서 이용하고, 또한 연질(軟質)이고 축과의 친밀성이 좋은 구리를 베이스 중에 분산시키면, 적은 합금 구성 원소로 내구성도 우수한 합금재가 얻어지며, 이 철-탄소-구리 소결 다공질 합금은, 소결 슬라이딩 베어링의 재질로서 더욱 바람직하다. 이 합금의 구리 함유량은 15∼25질량%가 바람직하다. 구리의 함유량이 적어지면, 단단한 철합금의 성질이 강해지기 때문에, 베어링 내부직경의 슬라이딩 부분에 있어서의 축의 그라인드마모가 진행되기 쉽다. 구리의 함유량이 많아지면, 높은 면압에서의 슬라이딩에 의한 연질의 구리의 변형이 슬라이딩 부분의 개구를 막기 쉽다. 이 결과, 동작 중에 윤활제의 공급이 저하되어 마모가 진행되기 쉬워진다. 베이스 중에 분산되는 연질의 구리는 소결 중에 일부 철과 합금화하는데, 철-구리 합금에서도 연질상(軟質相)으로서의 효과는 동일하기 때문에, 여기에서는 이 합금도 구리상에 포함하는 것으로 생각한다. 탄소 함유량은 전체의 0.6∼1.0질량%가 바람직하고, 이 범위에서 담금질에 의해 마르텐사이트 조직이 생겨서 철합금 베이스가 딱딱해질 정도의 탄소가 철에 고용(固溶)하고, 또한 유리탄소에 의해 고체 윤활 작용을 기대할 수 있다.As the material of the sintered sliding bearing of the present invention, a sintered porous steel quenched in consideration of strength and wear resistance, in particular an iron-based sintered porous alloy having a martensite structure, is used. By adopting an iron-carbon alloy as an iron-based sintered porous alloy, using a hard alloy as a base, and dispersing soft copper having good intimacy with a shaft in the base, an alloy having excellent durability and low alloying elements Ash is obtained, and this iron-carbon-copper sintered porous alloy is more preferable as a material of the sintered sliding bearing. As for copper content of this alloy, 15-25 mass% is preferable. When the content of copper decreases, the properties of the hard iron alloy become stronger, so that the grinding of the shaft in the sliding portion of the bearing inner diameter tends to proceed. When the content of copper increases, the deformation of soft copper due to sliding at high surface pressure tends to block the opening of the sliding portion. As a result, the supply of lubricant decreases during operation, and wear is likely to proceed. Soft copper dispersed in the base is alloyed with some iron during sintering, but since the effect as a soft phase is the same in the iron-copper alloy, it is considered that this alloy is also included in the copper phase. The carbon content is preferably 0.6 to 1.0% by mass of the whole, and carbon in the extent that the martensite structure is formed by hardening in this range and the iron alloy base becomes hard is dissolved in iron, and solid by free carbon Lubrication can be expected.
(2) 소결 다공질 합금의 유효 다공율 및 밀도(2) Effective Porosity and Density of Sintered Porous Alloy
소결 슬라이딩 베어링의 베어링 본체는, 내부직경의 슬라이딩 부분에 윤활제를 충분히 공급할 수 있도록 높은 함유(含油) 능력을 보유할 필요가 있다. 이 때문에, 상기 소결 다공질 합금은 유효 다공율(다공질체의 총 체적에 대한 개방 기공의 체적 비율을 나타내는 백분율)이 약 15% 이상인 것이 바람직하다. 유효 다공율이 낮으면, 초기 마모에 의해 내부직경의 치밀화 부분을 소실하여도, 슬라이딩 부분에 공급되는 윤활제가 충분히 증가하지 않기 때문에, 윤활유의 부족이 일어나기 쉽고, 베어링의 수명이 짧아진다.The bearing main body of the sintered sliding bearing needs to have a high content capability so that lubricant can be sufficiently supplied to the sliding portion of the inner diameter. For this reason, it is preferable that the sintered porous alloy has an effective porosity (a percentage indicating the volume ratio of open pores to the total volume of the porous body) of about 15% or more. If the effective porosity is low, even if the densified portion of the inner diameter is lost due to the initial wear, the lubricant supplied to the sliding portion does not sufficiently increase, so that a shortage of lubricating oil is likely to occur, and the life of the bearing is shortened.
한편, 베어링 본체가 만족할만한 강도 및 내마모성을 갖기 위해서는, 어느 정도 이상의 밀도를 갖는 소결 다공질 합금으로 제조할 필요가 있고, 철계 소결 다공질 합금의 경우, 필요한 밀도는 대개 5.8g/cm3 이상이다. 단, 다공질 합금의 밀도가 높다는 것은 기공율이 낮다는 것을 의미하며, 소결에 의해 얻어진 소결 다공질 합금의 기공의 대부분은 개방 기공(소결체 표면으로 연통하는 기공)이고, 폐쇄 기공(표면으로 연통하지 않는 기공)은 매우 드물기 때문에, 밀도의 높음은 유효 다공율의 낮음과 결부된다. 따라서, 베어링 본체가 강도 및 내마모성을 유지하기 위해서는, 함유(含油) 능력의 증가에는 한계가 있다. 예를 들면, 구리의 함유량이 25질량%(상술한 바람직한 범위의 상한값)인 경우에는, 이론 밀도(8.08)로부터 계산된 기공율은 5.8g/cm3 정도에 있어서 약 28.2%가 된다. 따라서, 이것을 아울러 생각하면, 베어링 본체를 구성하는 소결 다공질 합금의 바람직한 유효 다공율은 15∼28% 정도가 된다.On the other hand, in order for the bearing body to have satisfactory strength and wear resistance, it is necessary to manufacture a sintered porous alloy having a density of a certain degree or more, and in the case of an iron-based sintered porous alloy, the required density is usually 5.8 g / cm 3 or more. However, the high density of the porous alloy means that the porosity is low, and most of the pores of the sintered porous alloy obtained by sintering are open pores (pores communicating with the surface of the sintered body), and closed pores (pores not communicating with the surface). ) Is very rare, so high density is associated with low effective porosity. Therefore, in order for a bearing main body to maintain strength and abrasion resistance, there is a limit to increase of the containing ability. For example, when copper content is 25 mass% (the upper limit of the preferable range mentioned above), the porosity computed from theoretical density (8.08) will be about 28.2% in about 5.8 g / cm <3> . Therefore, when this is considered together, the preferable effective porosity of the sintered porous alloy which comprises a bearing main body becomes about 15 to 28%.
(3) 베어링 내부직경의 기계적 표면 처리 및 내부직경면의 상태(3) Mechanical surface treatment of bearing inner diameter and condition of inner diameter surface
소결 슬라이딩 베어링의 내부직경면은, 베어링 본체의 내부직경에 전단력 및 압축력을 작용시키는 기계적 표면 처리에 의해 형성되고, 구체적으로는 그라인더를 이용한 그라인드에 의해 형성되는 그라인드면이다. 그라인드에 의해, 파쇄 또는 변형된 합금이 내부직경 표면에 압축 성형되어 피막화하고, 표면(즉, 내부직경면)에 있어서의 기공의 개구 면적이 감소한다. 기공의 개구 면적의 감소는, 그라인더의 숫돌 입자크기, 그라인드 마진 등에 의해 조절할 수 있고, 예를 들면, 그라인더의 숫돌 입자크기가 미세한 것을 이용하고, 그라인드 마진이 많으면, 변형하는 합금의 양이 증가하고, 개구의 협소화 및 폐쇄가 진행된다. 바람직하게는, 기공의 개구 면적의 합계가 내부직경면 전체의 면적에 대하여 10% 이하, 보다 바람직하게는 1∼3%가 되도록 그라인드를 실시한다. 적절한 기공의 개구 면적으로 하기 위해서는, 그라인더는 연마 마진을 직경 0.3mm 정도로 하고, 숫돌 주속도를 2500m/분 정도, 그라인드 가공의 회전수를 400rpm 정도로 설정하여 그라인드한다. 그라인드하지 않은 소결 다공질 합금에 있어서의 표면의 개구 면적의 비율은, 유효 다공율의 수치와 거의 동일한 정도이고, 상기 적절한 그라인드에 의해 개구 면적의 비율은 약 2/3 이하로 감소한다. 소결 다공질 합금의 기공 대부분이 개방 기공이기 때문에, 내부직경면에서 완전히 폐쇄된 기공이여도 다른 기공을 통하여 합금 표면의 어디에서도 연통을 유지할 수 있다.The inner diameter surface of the sintered sliding bearing is a grind surface formed by a mechanical surface treatment which exerts a shearing force and a compressive force on the inner diameter of the bearing body, and is specifically formed by a grind using a grinder. By grinding, the crushed or deformed alloy is compression molded on the inner diameter surface to form a film, and the opening area of the pores on the surface (that is, the inner diameter surface) is reduced. The decrease in the opening area of the pores can be controlled by the grindstone particle size of the grinder, the grind margin, and the like. For example, when the grindstone particle size of the grinder is fine, and the grind margin is large, the amount of the alloy to deform increases. , Narrowing and closing of the opening proceeds. Preferably, grinding is performed such that the total of the opening areas of the pores is 10% or less, more preferably 1 to 3% of the total area of the inner diameter surface. In order to make the opening area of an appropriate pore, the grinder grinds with a grinding margin about 0.3 mm in diameter, grinding wheel main speed about 2500 m / min, and grinding speed about 400 rpm. The ratio of the opening area of the surface in the ungrinded sintered porous alloy is about the same as the numerical value of the effective porosity, and by the said suitable grinding, the ratio of the opening area reduces to about 2/3 or less. Since most of the pores of the sintered porous alloy are open pores, even though the pores are completely closed at the inner diameter surface, the communication can be maintained anywhere on the surface of the alloy through the other pores.
상기와 같은 표면의 치밀화는, 절삭 가공시에도 바이트로 압력을 가하면서 절삭하면 생길 수 있다. 또한, 열처리 전의 소결체 쪽이 깊숙히 치밀화할 수 있다. 단, 열처리에 의한 칫수 변화를 고려하면, 칫수 정밀도라는 점에서 치밀화는 열처리보다 뒤에 실시하는 것이 좋다.Such densification of the surface may occur when cutting while applying pressure with a bite even during cutting. Moreover, the sintered compact before heat processing can be deepened densely. However, in consideration of the change in dimensions due to the heat treatment, the densification is preferably performed after the heat treatment in view of the dimensional accuracy.
내부직경의 기계적 표면 처리에 의해 형성되어 기공의 개구를 막는 치밀화 부분의 두께는 약 20㎛ 이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 8∼12㎛이고, 10㎛ 정도가 가장 바람직하다. 이것은 베어링 단면의 랩핑면의 현미경 관찰에 의해 얻어지는 조직 단면을 이용하여 평가 가능하며, 내부직경면으로부터 떨어져서 약 50㎛ 이상의 폭을 갖는 기공으로서, 내부직경면으로부터의 거리가 20㎛ 이내인 것이 존재하는지를 조직 단면에서 조사한다. 치밀화 부분이 과도하게 두꺼우면, 초기 마모에 의해 슬라이딩 부분의 개구 면적이 적정량이 될 때까지 필요한 시간이 길어지고, 온도도 상승한다. 치밀화 부분이 너무 두꺼운 경우에는, 필요에 따라 사용 전에 그라인드에 의해 제거하면 된다. 이 경우, 그라인더의 그라인드(슬라이딩) 속도를 빠르게 하고, 그라인드 마진을 적게 하는 것이 바람직하다.The thickness of the densified portion formed by the mechanical surface treatment of the inner diameter and blocking the opening of the pores is preferably about 20 µm or less, more preferably 8 to 12 µm, and most preferably about 10 µm. This can be evaluated using a tissue cross section obtained by microscopic observation of the wrapping surface of the bearing cross section, and is a pore having a width of about 50 µm or more away from the inner diameter surface, and whether or not a distance from the inner diameter surface is within 20 µm. Irradiate at the tissue cross section. If the densified portion is excessively thick, the time required until the opening area of the sliding portion becomes an appropriate amount due to initial wear increases, and the temperature also rises. If the densified portion is too thick, it may be removed by grinding before use as necessary. In this case, it is desirable to increase the grinding speed of the grinder and reduce the grinding margin.
사용시에 불필요한 마찰을 생기지 않게 하기 위해서, 기계적 표면 처리 후의 내부직경면의 평균 표면 거칠기(기공을 제외한)은 Rmax가 0.5∼1㎛ 정도가 바람직하다. 이것은 그라인더의 연마 숫돌의 거칠기에 의해 조절 가능하다.In order to prevent unnecessary friction during use, the average surface roughness (except pores) of the inner diameter surface after mechanical surface treatment is preferably about 0.5 to 1 m in Rmax. This can be adjusted by the roughness of the grinding wheel of the grinder.
내부직경면의 치밀화는 그라인드 이외의 방법, 예를 들면 분말 야금에 있어서의 표면 치밀화 기법에 의해서도 가능하다. 단, 이 방법에서는 제작 공정이 많고, 베어링을 하우징에 붙일 때에 위상 맞춤을 할 필요가 있다. 혹은, 국소 가열에 의한 내부직경의 연화 용융, 금속 분말 또는 금속박의 내부직경으로의 가열 압착, 용융 금속에 의한 피복 등도 들 수 있으나, 처리 정도의 제어나 피복 강도의 유지가 어렵다. 이에 비해, 그라인드는 처리 정도의 제어가 용이하고 작업도 간편하기 때문에, 실용적이다. 베어링 본체와 치밀화 부분이 동일한 재료이기 때문에, 치밀화 부분의 강도도 갖는다.Densification of the inner diameter surface is also possible by a method other than grind, for example, a surface densification technique in powder metallurgy. However, this method has many manufacturing processes, and it is necessary to perform phase alignment when attaching a bearing to a housing. Or softening and melting of the internal diameter by local heating, heat-compression of the metal powder or metal foil to the internal diameter, coating with molten metal, etc. are mentioned, but control of a process degree and maintenance of coating strength are difficult. In contrast, the grind is practical because it is easy to control the degree of processing and the operation is simple. Since the bearing body and the densified portion are the same material, they also have the strength of the densified portion.
그라인드에 의한 치밀화는 내부직경 뿐만 아니라, 베어링의 외부표면 전체에 실시해도 된다. 혹은, 금속박이나 도장에 의해 피막을 형성해도 된다. 이 경우, 윤활제의 함침은 그라인드에 의한 치밀화 전에 실시해 둘 필요가 있다.Densification by grinding may be performed not only on the inner diameter but on the entire outer surface of the bearing. Or you may form a film by metal foil or coating. In this case, impregnation of the lubricant needs to be carried out before densification by the grind.
(4) 함침되는 윤활제(4) grease impregnated
윤활제는 고면압 슬라이딩 베어링에 일반적으로 사용되는 좋은 품질의 것을 이용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 40℃에 있어서의 동점도가 2.2∼10m2/s (220∼1000cSt) 정도인 윤활유가 적당하다. 혹은, 상온에서 고체 상태 또는 반고체 상태로 적점(滴點)이 60℃ 이상인 왁스도 적당하다. 이러한 왁스는 파라핀 왁스 또는 마이크로크리스탈린 왁스 등에 유분을 배합함으로써 조제되고, 바람직하게는 흑연 또는 이황화몰리브덴의 입자가 첨가된다. 베어링과 축의 슬라이딩에 의해 베어링의 온도가 상승하면, 베어링에 함침된 윤활유가 팽창하여, 개구로부터 내부직경 면으로 공급된다. 베어링의 온도가 상승할 때까지의 윤활성을 유지하기 위하여, 베어링의 사용을 개시할 때에 그리스를 베어링 요소(베어링 및 축)에 주입하면 된다.It is desirable to use lubricants of good quality which are commonly used for high pressure sliding bearings. Specifically, a lubricating oil having a kinematic viscosity at about 40 ° C. of about 2.2 to 10 m 2 / s (220 to 1000 cSt) is suitable. Alternatively, a wax having a dropping point of 60 ° C. or higher in a solid state or semisolid state at room temperature is also suitable. Such wax is prepared by blending oils with paraffin wax, microcrystalline wax, or the like, and preferably particles of graphite or molybdenum disulfide are added. When the temperature of the bearing rises by sliding of the bearing and the shaft, the lubricating oil impregnated in the bearing expands and is supplied from the opening to the inner diameter surface. In order to maintain the lubricity until the temperature of the bearing rises, grease may be injected into the bearing elements (bearings and shafts) when starting the use of the bearings.
(5) 베어링의 최적화(5) optimization of bearings
소결 슬라이딩 베어링을 기계에 장착하기 전에, 미리 내부직경면의 초기 마모에 의한 윤활의 적정화를 실시하면, 베어링은 사용 초기부터 최적 상태에서의 동작이 가능하다. 구체적으로는 기계에 부착하여 사용하였을 때에 부하되는 하중을 먼저 조사하고, 소결 슬라이딩 베어링에 끼워 맞춘 축에 이 하중을 부하하면서 축을 동작시켜서 초기 마모를 생기게 하여 윤활을 적정화한다. 윤활의 적정화는 축의 동작 중에 있어서의 베어링의 온도 변화를 측정함으로써 판단할 수 있다(후술하는 실시예 참조). 과도한 마모는 피하는 것이 바람직하다.If the sintered sliding bearing is properly lubricated by the initial wear of the inner diameter surface before mounting on the machine, the bearing can be operated in an optimum state from the beginning of use. Specifically, the load to be loaded when used by attaching to a machine is first investigated, and the shaft is operated while loading this load on the shaft fitted to the sintered sliding bearing to generate initial wear to optimize lubrication. Adequacy of lubrication can be determined by measuring the temperature change of the bearing during the operation of the shaft (see Examples described later). Excessive wear is desirable to be avoided.
최적화된 소결 슬라이딩 베어링은 내부직경면의 일부분, 즉 축과의 슬라이딩 부분만이 마모되어, 슬라이딩 부분 이외의 부분보다 개구 면적이 크다.The optimized sintered sliding bearing wears only a part of the inner diameter surface, that is, the sliding portion with the shaft, so that the opening area is larger than the portion other than the sliding portion.
최적화된 소결 슬라이딩 베어링은 필요에 따라 윤활제를 다시 함침하여 보충해도 된다.The optimized sintered sliding bearing may be replenished by reimpregnation of the lubricant as necessary.
(6) 베어링의 용도(6) the use of bearing
상기 소결 슬라이딩 베어링은 면압 58.8MPa 이상 및 슬라이딩 속도 2∼5cm/초의 하중으로 내성을 가지며, 이러한 하중이 부하되는 사용 조건에서 우수한 성능을 나타낸다. 따라서, 건설 기계의 분야에 있어서의 사용에 적합하며, 특히 유압 쇼벨의 이음부 또는 크레인 암의 지지 이음부용의 베어링으로서 사용하는데 가장 적절하다.The sintered sliding bearing is resistant to a load of a surface pressure of 58.8 MPa or more and a sliding speed of 2 to 5 cm / sec, and exhibits excellent performance in use conditions under such a load. Thus, it is suitable for use in the field of construction machinery, and is most suitable for use as a bearing for a joint of a hydraulic shovel or a supporting joint of a crane arm.
(발명의 실시형태)Embodiment of the Invention
이하, 실시예 및 비교예를 참고하여 본 발명의 실시형태를 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to an Example and a comparative example.
a) 소결 베어링 소재의 제작a) fabrication of sintered bearing materials
아토마이즈 철 분말(상품명: Atome 300M, Kobe Steel Ltd. 제품) 81.2kg, 전해 구리 분말(상품명: CE15, Fukuda Metal Foil & Powder Co., Ltd. 제품) 18kg, 흑연 분말(상품명: CPB, Nippon Graphite Industories Ltd. 제품) 0.8kg, 및 성형 윤활제로서 스테아린산아연 분말 0.5kg을 혼합하여, 원통형상으로 압축 성형하였다. 이 성형체를 온도 1120℃의 환원성 가스 중에서 소결하였다. 소결체의 철계 소결 합금 베이스 중의 결합 탄소량은 0.6질량%였다. 또한, 소결체의 밀도는 6.2g/cm3이고, 유효 다공율은 21%였다. 이 소결체를 850℃로 가열한 후, 기름 담금질하고, 온도 180℃에서 템퍼링하여, 베어링 소재를 얻었다. 베어링 소재는 마르텐사이트상과 구리상이 혼합된 조직을 갖고 있었다.Atomized iron powder (trade name: Atome 300M, manufactured by Kobe Steel Ltd.) 81.2 kg, electrolytic copper powder (trade name: CE15, manufactured by Fukuda Metal Foil & Powder Co., Ltd.) 18 kg, graphite powder (trade name: CPB, Nippon Graphite 0.8 kg of Industories Ltd.) and 0.5 kg of zinc stearate powder as a molding lubricant were mixed and compression molded into a cylindrical shape. This compact was sintered in a reducing gas having a temperature of 1120 ° C. The amount of bonded carbon in the iron-based sintered alloy base of the sintered compact was 0.6 mass%. In addition, the density of the sintered compact was 6.2 g / cm <3> , and the effective porosity was 21%. After heating this sintered compact at 850 degreeC, it quenched oil and tempered at the temperature of 180 degreeC, and the bearing raw material was obtained. The bearing material had a structure in which the martensite phase and the copper phase were mixed.
b) 내부직경의 절삭 가공 및 그라인드b) cutting and grinding of inner diameter
선반을 이용하여, 상기 베어링 소재를 초경 바이트로 절삭 가공하여 베어링의 내부직경, 외주면 및 단면을 성형하고, 외부직경 칫수가 65mm, 내부직경 칫수가 (50 + 연마 마진)mm, 축방향 길이가 50mm인 조제(粗製) 베어링을 얻었다. 다음으로, 그라인더를 이용하여 조제 베어링 및 숫돌을 서로 회전시키면서 숫돌을 내부직경에 대하여 압접 슬라이딩시켜서 내부직경을 그라인드하여, 베어링의 내부직경 칫수가 50mm인 실시예 및 비교예 1, 2의 베어링 샘플을 얻었다. 그라인드에 있어서의 연마 마진 및 숫돌 입자크기를 변화시킴으로써, 내부직경 면적에 대한 개구 면적의 비율은, 실시예 ＝ 3면적%, 비교예 1 ＝ 1면적%, 비교예 2 ＝ 15면적%로 조절되었다. 또한, 실시예 및 비교예 1, 2의 각각에 있어서, 베어링 샘플은 단면 관찰용 및 시험용에 대하여 각각 준비하였다.Using a lathe, the bearing material is cut into carbide bites to form the inner diameter, outer circumferential surface and cross section of the bearing, and the outer diameter is 65 mm, the inner diameter is (50 + polishing margin) mm and the axial length is 50 mm. A phosphorus bearing was obtained. Next, using the grinder, while rotating the prepared bearing and the grindstone with each other, the grindstone was pressed against the inner diameter to grind the inner diameter, thereby grinding the bearing samples of Examples and Comparative Examples 1 and 2 in which the inner diameter of the bearing was 50 mm. Got it. By changing the polishing margin and grindstone size in the grind, the ratio of the opening area to the inner diameter area was adjusted to Example = 3 area%, Comparative Example 1 = 1 area%, and Comparative Example 2 = 15 area%. . In each of Examples and Comparative Examples 1 and 2, bearing samples were prepared for cross-sectional observation and test use, respectively.
단면 관찰용 베어링 샘플을 축 중심을 따라 절단하고 단면을 현미경으로 관찰하여, 치밀화 부분의 두께를 측정하였더니, 베어링 본체의 내부직경에 형성된 치밀화 부분의 두께는 실시예 ＝ 10㎛, 비교예 1 ＝ 30㎛, 비교예 2 ≒ 0㎛ 였다.The bearing sample for sectional observation was cut along the axis center and the cross section was observed under a microscope, and the thickness of the densified portion was measured. It was 30 micrometers and the comparative example 2 was 0 micrometer.
c) 윤활제의 함침c) impregnation of lubricant
실시예 및 비교예 1, 2의 각각에 대하여, 시험용 베어링 샘플에, ISOV G460에 해당하는(40℃에 있어서의 동점도 ＝ 4.6m2/s (460cSt)) 윤활유를 진공 함침하였다. 함침 후의 베어링 샘플의 함유(含油)율을 측정하였더니 모두 21%였다.In each of Examples and Comparative Examples 1 and 2, a test bearing sample was vacuum-impregnated with lubricant oil corresponding to ISOV G460 (dynamic viscosity = 4.6 m 2 / s (460 cSt) at 40 ° C). The content of the bearing samples after impregnation was measured and found to be 21%.
d) 베어링 시험d) bearing test
실시예 및 비교예 1, 2의 각각에 대하여, 함유(含油)한 베어링 샘플을 하우징에 고정하고, 베어링 샘플의 외주면에 열전대를 장착하였다. 한편, 담금질 및 연마된 축에 그리스를 도포하고, 고정한 베어링 샘플의 내부직경에 끼워 맞추었다. 베어링 샘플의 내부직경과 축의 슬라이딩 부분에 있어서의 면압이 58.8MPa(6kgf/mm2)가 되도록 래디얼 방향의 하중을 축에 가하여 축을 30시간 왕복 회전이동시키고, 이 사이의 베어링 샘플의 온도 변화를 열전대에 의해 측정하였다. 왕복 회전이동에 있어서의 슬라이딩 부분의 슬라이딩 속도는, 왕복 중심의 100도각의 범위에서 1.2m/분으로 하고, 왕복 회전이동의 양말단 위치에서의 정지 시간은 각각 0.5초간으로 하였다.In each of Examples and Comparative Examples 1 and 2, the bearing sample contained was fixed to the housing, and a thermocouple was attached to the outer circumferential surface of the bearing sample. Meanwhile, grease was applied to the quenched and polished shafts and fitted to the inner diameter of the fixed bearing sample. A radial load is applied to the shaft so that the inner diameter of the bearing sample and the surface pressure at the sliding part of the shaft are 58.8 MPa (6 kgf / mm 2 ), and the shaft is reciprocated for 30 hours, and the temperature change of the bearing sample between the thermocouples Measured by The sliding speed of the sliding portion in the reciprocating rotation was 1.2 m / min in the range of 100 degrees of the reciprocating center, and the stopping time at the sock end position of the reciprocating rotation was 0.5 seconds each.
e) 베어링 시험의 결과e) results of bearing tests
베어링 시험에 있어서의 베어링 샘플의 온도 변화를 표 1에 나타낸다.The temperature change of the bearing sample in a bearing test is shown in Table 1.
표 1에서 알 수 있듯이, 실시예의 베어링 샘플에 있어서는 운전 초기 단계(1시간 정도)에서는 온도가 상승하지만, 그 후에는 온도가 내려가서 10시간의 시점부터 30시간의 시험 종료까지 거의 동일한 온도 레벨을 나타내었다.As can be seen from Table 1, in the bearing sample of the example, the temperature rises in the initial stage of operation (about 1 hour), but after that, the temperature decreases, and the temperature is almost the same from the point of 10 hours to the end of the test of 30 hours. Indicated.
한편, 내부직경면의 개구 면적이 작고 치밀화 부분이 두꺼운 비교예 1에서는, 초기 단계에서 급격하게 온도가 상승하여 실시예보다 높은 온도에 도달하고, 그 후 완만하게 내려갔지만, 그 온도는 항상 실시예보다 높고, 온도가 일정해질 때까지 20시간을 필요로 하였으며, 그 온도도 실시예보다 높았다. 또한, 내부직경면의 개구 면적이 큰 비교예 2에서는, 초기 단계에서의 온도 상승은 실시예보다 완만하였으나, 그 후에도 온도 상승이 계속되어 5시간의 시점에서 일정 온도에 도달하여 안정하였으나, 그 온도는 실시예보다 높았다.On the other hand, in Comparative Example 1 in which the opening area of the inner diameter surface was small and the densified portion was thick, in the initial stage, the temperature rose sharply to reach a higher temperature than in the example, and then gradually decreased, but the temperature was always in the example. It was higher and required 20 hours until the temperature was constant, and the temperature was higher than in the examples. In Comparative Example 2, in which the opening area of the inner diameter surface was large, the temperature increase in the initial stage was slower than in Example, but after that, the temperature continued to rise and reached a constant temperature at a time point of 5 hours, but the temperature was stable. Was higher than the example.
경험적으로, 베어링의 온도가 150℃를 넘으면 베이킹 마모가 일어나고 있다는 것을 생각할 수 있으며, 표 1의 결과는 실시예 및 비교예 1, 2의 어디에서도 베이킹 마모는 일어나고 있지 않다고 생각된다.Empirically, it can be considered that baking wear occurs when the temperature of the bearing exceeds 150 ° C., and the results in Table 1 are not considered to occur in any of Examples and Comparative Examples 1 and 2.
f) 평가f) evaluation
상기 베어링 시험의 결과는 베어링 내부직경면의 초기 상태로부터, 이하와 같이 평가할 수 있다.The result of the said bearing test can be evaluated as follows from the initial state of a bearing inner diameter surface.
(실시예)(Example)
내부직경면의 개구 면적이 작기 때문에, 부하되는 래디알 하중에 대하여 윤활유가 부족하여, 슬라이딩 부분의 초기 마모에 의해 온도가 상승하지만, 초기 마모에 의해 슬라이딩 부분의 내부직경면의 개구 면적이 증가함에 따라서 윤활유의 공급이 증가하여 마찰 및 열발생이 저하되어 베어링의 온도가 저하되고, 윤활유의 압상력과 래디알 하중이 적절하게 조화되는 양으로 윤활유의 공급이 도달하면, 내부직경면의 마모가 억제되고, 슬라이딩 부분의 개구 면적의 적정화에 의해 이상적인 윤활 형태가 만들어진다. 이 상태에서 비교적 경질의 담금질 조직인 철-탄소계 합금 베이스와 비교적 연질의 구리상을 갖는 합금 소재는, 내부직경면의 개구 면적의 최적화에 의한 마모 억제 및 슬라이딩 특성의 안정화에 특히 적절한 내마모성을 구비하고 있다.Since the opening area of the inner diameter surface is small, the lubricating oil is insufficient with respect to the loaded radial load, and the temperature rises due to the initial wear of the sliding portion, but the opening area of the inner diameter surface of the sliding portion increases due to the initial wear. Therefore, the supply of lubricating oil is increased, friction and heat generation are lowered, the temperature of the bearing is lowered, and when the lubricating oil is supplied in an amount in which the lubricating oil pressure and the radial load are properly balanced, wear of the inner diameter surface is suppressed. In this way, an ideal lubrication pattern is produced by the optimization of the opening area of the sliding portion. In this state, the alloy material having an iron-carbon alloy base, which is a relatively hard quenched structure, and a relatively soft copper phase, has abrasion resistance that is particularly suitable for suppressing wear and stabilizing sliding characteristics by optimizing the opening area of the inner diameter surface. have.
(비교예 1)(Comparative Example 1)
내부직경면의 개구 면적이 작기 때문에, 초기 마모에 의해 온도가 상승하지만, 치밀화 부분이 두껍기 때문에 슬라이딩 부분의 내부직경면의 개구 면적이 적정량까지 증가하는데 필요한 시간이 길어, 윤활유의 공급이 부족한 상태가 길게 계속된다. 초기의 온도가 높기 때문에, 윤활유의 열팽창에 의한 공급은 실시예보다 촉진되고, 윤활유의 공급이 적정화된 상태에 있어서의 슬라이딩 부분의 개구 면적은 실시예보다 적고, 온도는 실시예보다 높아진다.Since the opening area of the inner diameter surface is small, the temperature rises due to the initial wear, but since the densified portion is thick, the time required for the opening area of the inner diameter surface of the sliding portion to increase to an appropriate amount is long, and the supply of lubricating oil is insufficient. It lasts long. Since the initial temperature is high, the supply by thermal expansion of the lubricating oil is promoted more than in the examples, the opening area of the sliding portion in the state where the supply of the lubricating oil is optimized is smaller than in the examples, and the temperature is higher than the examples.
단, 이 베어링 샘플에 있어서도, 축에 부하되는 래디알 하중이 작으면, 실시예와 동일한 시험 결과를 얻을 수 있다. 또한, 이 베어링 샘플은 수시간 운전한 후에 일단 운전을 중단하고 냉각하면, 실시예의 베어링 샘플과 동일한 상태가 된다. 따라서, 그 후의 운전에 의한 온도 변화는 실시예와 동일한 효과가 된다. 바꿔 말하면, 내부직경 표면을 치밀화한 소결 슬라이딩 베어링은, 장착되는 장치에 있어서 베어링에 부하되는 하중에 따라 미리 초기 단계의 슬라이딩 부분의 마모 처리를 실시함으로써, 베어링의 실용 상태에서의 안정성이 향상된다.However, also in this bearing sample, if the radial load on a shaft is small, the test result similar to an Example can be obtained. In addition, this bearing sample is in the same state as the bearing sample of the Example once the operation is stopped and cooled after operating for several hours. Therefore, the temperature change by the subsequent operation has the same effect as in the embodiment. In other words, the sintered sliding bearing having a densified inner diameter surface is subjected to abrasion treatment of the sliding portion at an early stage in advance in accordance with the load on the bearing in the device to be mounted, thereby improving the stability in the practical state of the bearing.
(비교예 2)(Comparative Example 2)
내부직경면의 개구 면적이 크기 때문에, 초기 단계부터 윤활유의 공급량이 많고 슬라이딩 부분의 초기 마모가 적기 때문에, 온도 상승이 비교적 완만해진다. 그러나, 내부직경면 전체에 있어서 개구 면적이 크기 때문에, 슬라이딩 부분 이외의 내부직경면의 개구로부터 윤활유가 새어 나오기 쉽고, 슬라이딩 부분에 있어서의 윤활유가 감소하여 부족하다. 따라서, 마모에 의해 온도가 상승한다. 또한, 윤활유가 새어 나오는 것을 보충하여 래디알 하중과 조화되기 위해서는, 꽤 많은 윤활유가 슬라이딩 부분에 공급될 필요가 있으나, 슬라이딩 부분의 마모가 진행하여도 개구 면적은 거의 변하지 않기 때문에, 온도 상승에 의한 윤활유의 증량에 의해 래디알 하중과의 조화되기까지 슬라이딩 부분의 마모가 계속된다.Since the opening area of the inner diameter surface is large, the temperature rise is relatively slow since the supply amount of the lubricating oil is large from the initial stage and the initial wear of the sliding portion is small. However, since the opening area is large in the whole inner diameter surface, lubricating oil tends to leak out from openings of the inner diameter surface other than the sliding portion, and the lubricating oil in the sliding portion decreases and is insufficient. Therefore, the temperature rises due to wear. In addition, in order to compensate for the leakage of the lubricating oil and to match the radial load, quite a large amount of lubricating oil needs to be supplied to the sliding portion. The wear of the sliding portion continues until it is balanced with the radial load by the increase in the lubricant.
이상과 같이, 소결 다공질 합금제의 베어링의 내부직경면을 진원도(roundness)가 우수한 평활면으로 그라인드할 때에 그라인드 조건을 조정하여, 변형한 표면 합금에 의해 내부직경면의 개구가 협소화 또는 폐쇄되도록 하면, 내부직경면의 개구 면적이 작고, 초기 마모에 의해 베어링에 부하되는 래디알 하중과 윤활제의 액압을 조화시는 것이 가능하기 때문에 사용 상태에 따라 최적화 가능한 소결 슬라이딩 베어링이 제공되며, 이것은 내구성이 우수하고 사용 수명의 편차가 적어진다. 내부직경면의 개구 면적의 비율은 그라인드 조건에 의해 용이하게 조정되고, 소결 다공질 합금의 조성 및 밀도에 따라 적절한 강도 및 함유(含油)율이 소결 슬라이딩 베어링에 부여되기 때문에, 베어링 성능 및 조립성이 우수한 베어링이 간편하게 제조된다. As described above, when grinding the inner diameter surface of the bearing made of sintered porous alloy to the smooth surface having excellent roundness, the grinding conditions are adjusted so that the opening of the inner diameter surface is narrowed or closed by the deformed surface alloy. Since the opening area of the inner diameter surface is small and it is possible to balance the radial load loaded on the bearing by the initial wear and the hydraulic pressure of the lubricant, an sintered sliding bearing that can be optimized according to the use condition is provided, which is excellent in durability. Less variation in service life. Since the ratio of the opening area of the inner diameter surface is easily adjusted by the grinding conditions, and the appropriate strength and content ratio are imparted to the sintered sliding bearing according to the composition and density of the sintered porous alloy, bearing performance and assemblability Excellent bearings are easily manufactured.
본 발명의 소결 슬라이딩 베어링은 고면압에 적응할 수 있고, 저마찰 상태를 장기간 안정하고 유지할 수 있기 때문에, 베어링의 보수 간격을 연장할 수 있고, 유지보수 비용을 삼감할 수 있다.Since the sintered sliding bearing of the present invention can adapt to high surface pressure, and can maintain and maintain a low friction state for a long time, the repair interval of the bearing can be extended and the maintenance cost can be reduced.
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