KR20070121005A

KR20070121005A - 슬라이딩 부품과 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20070121005A
Application number: KR1020077023928A
Authority: KR
Inventors: 데루오 시미즈; 츠네오 마루야마
Original assignee: 미쓰비시 마테리알 피엠지 가부시키가이샤
Priority date: 2005-04-20
Filing date: 2005-11-14
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2025-11-14
Also published as: US8167971B2; CN101166596A; US20090071290A1; WO2006114912A1; KR101303516B1; EP1872886B1; CN101166596B; JP4918966B2; EP1872886A4; EP1872886A1; JP2006299346A

Abstract

본 발명은 슬라이딩 부품에 있어서, 슬라이딩부의 표면 구리 피복률이 향상된 슬라이딩 부품에 관한 것이다. 원료 분말을 성형 금형의 충전부에 충전시키고, 그 원료 분말을 가압하여 압분체 (6) 를 성형하고, 그 압분체 (6) 를 소결하여 이루어지는 슬라이딩 부품인 베어링을 형성한다. 구리계 원료 분말은, 철계 원료 분말 (1) 보다 평균 직경이 작고, 또한 그 철계 원료 분말 (1) 보다 종횡비가 큰 편평상의 구리계 편평 원료 분말 (2) 과, 그 구리계 편평 원료 분말 (2) 보다 평균 직경이 작은 구리계 소원료 분말 (3) 로 이루어진다. 그리고 표면측에는 구리가 편석되어 있다. 구리계 편평 원료 분말 (2) 이 표면측에 편석되어 얻어진 베어링은, 표면측이 구리계 편평 원료 분말 (2) 뿐만 아니라, 구리계 소원료 분말 (3) 도 나타나 구리에 덮여, 표면 구리 피복률을 향상시킬 수 있다. 또한, 불화 칼슘 (4) 에 의해 내소부성을 향상시킬 수 있다.

슬라이딩 부품, 슬라이딩 부품의 제조 방법.

Description

슬라이딩 부품과 그 제조 방법{SLIDING COMPONENT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은, 베어링 등의 슬라이딩 부품과 그 제조 방법에 관한 것이다.

마찰 저항의 감소와 내구성의 향상을 도모할 수 있고, 노이즈의 발생을 방지할 수 있는 슬라이딩 부품으로서, 철계와 구리계의 원료 분말을 성형 금형의 충전부에 충전시킴과 함께, 진동을 가하고, 이 원료 분말을 가압하여 압분체를 성형하고, 이 압분체를 소결하여 이루어지고, 상기 구리계의 원료 분말이 상기 철계의 원료 분말보다 종횡비 (aspect ratio) 가 큰 편평 분말이며, 표면측에 구리가 편석되어 있는 것 (예를 들어, 특허 문헌 1) 이나, 철계와 구리계의 원료 분말을 성형 금형의 충전부에 충전시킴과 함께, 진동을 가하고, 이 원료 분말을 가압하여 압분체를 성형하고, 이 압분체를 소결하여 이루어지고, 상기 구리계 원료 분말은 구리 또는 구리 합금의 편평 분말을 포함하고, 상기 편평 분말의 최대 투영 면적의 평균치가 상기 철계 원료 분말의 최대 투영 면적의 평균치보다 크고, 표면측에 구리가 편석되어 있는 것 (예를 들어, 특허 문헌 2) 이 알려져 있다.

또한, Cu, C 및 불화 칼슘을 함유하고, 나머지가 Fe 와 불가피한 불순물로 이루어지는 조성, 그리고 펄라이트 및 베이나이트를 주된 요소로 한 소지 (素地) 를 갖고, 상기 불화 칼슘이 소지에 분산 분포되어 내소부성 (耐燒付性) 을 현저하게 향상시킴과 함께, 소지에 분산 분포하는 Cu 를 미세화하는 것 외에, Cu 의 소지에 대한 고용을 억제하여, 가능한 한 많은 Cu 가 소지 중에 분산 분포하도록 작용하여 인성이 향상되는 Fe 계 소결 합금 베어링이 알려져 있다 (예를 들어, 특허 문헌 3).

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2003-221606호

특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 2004-84038호

특허 문헌 3 : 일본 공개특허공보 2001-303217호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

그러나, 특허 문헌 1, 2 의 종래 기술에 있어서는 철계 원료 분말과, 그 철계 원료 분말보다 종횡비가 큰 편평 분말로 이루어지는 구리계 편평 원료 분말을 혼합한 것을 성형 금형의 충전부에 충전시킴과 함께, 진동을 가함으로써, 구리계 편평 원재 분말이 충전부 내의 외측에 편석되고, 두께 방향으로 중첩됨과 함께, 두께와 교차하는 방향을 표면측의 길이 방향에 맞추도록 하여 집합 표면측에 구리계 편평 원료 분말이 편석되는 것인데, 표면에는 편석된 구리계 편평 원재 분말뿐만 아니라 그 일부에는 철계 원료 분말이 나타나거나, 표면에 나타나 인접하는 구리계 편평 원재 분말 사이에 간극이 형성되거나 하여, 그 결과 표면에는 구리계 원재 분말과 철계 원료 분말 사이의 간극이나, 구리계 편평 원재 분말 상호간의 간극이 형성되게 되어, 이 간극에 의해 슬라이딩부의 표면 구리 피복률을 향상시킬 수 없다는 우려가 있었다.

또한, 특허 문헌 3 의 종래 기술에 있어서는 내소부성을 향상시킬 수 있지만, 특허 문헌 1, 2 와 마찬가지로 슬라이딩부의 표면 구리 피복률을 향상시킬 수 없다는 우려가 있었다.

해결하고자 하는 문제점은, 철계 원료 분말과, 그 철계 원료 분말보다 종횡비가 큰 구리계 원료 분말을 성형 금형의 충전부에 충전시키고, 이 원료 분말을 가압하여 압분체를 성형하고, 이 압분체를 소결하여 표면측에 구리를 편석시켜 이루어지는 슬라이딩 부품에 있어서, 내소부성을 향상시킴과 함께 슬라이딩부의 표면 구리 피복률을 향상시키는 점이다.

과제를 해결하기 위한 수단

청구항 1 의 발명은, 철계와 구리계의 원료 분말을 성형 금형의 충전부에 충전시키고, 이 원료 분말을 가압하여 압분체를 성형하고, 이 압분체를 소결하여 이루어지는 슬라이딩 부품에 있어서, 상기 구리계 원료 분말은, 상기 철계 원료 분말보다 평균 직경이 작고, 또한 그 철계 원료 분말보다 종횡비가 큰 편평상의 구리계 편평 원료 분말과, 그 구리계 편평 원료 분말보다 평균 직경이 작은 구리계 소원료 분말로 이루어지고, 표면측에 구리가 편석되고, 또한 불화 칼슘을 소지에 분산 분포시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품이다.

청구항 2 의 발명은, 슬라이딩부의 표면 구리 피복률이 80％ 이상인 것을 특징으로 하는 청구항 1 에 기재된 슬라이딩 부품이다.

청구항 3 의 발명은, 상기 구리계 편평 원료 분말의 종횡비가 10 이상인 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 청구항 2 에 기재된 슬라이딩 부품이다.

청구항 4 의 발명은, 상기 구리계 원료 분말의 비율이 전체의 20 ∼ 40 중량％ 인 것을 특징으로 하는 청구항 2 에 기재된 슬라이딩 부품이다.

청구항 5 의 발명은, 철계와 구리계의 원료 분말을 성형 금형의 충전부에 충전시키고, 이 원료 분말을 가압하여 압분체를 성형하고, 이 압분체를 소결하여 이루어지는 슬라이딩 부품에 있어서, 상기 구리계 원료 분말은, 상기 철계 원료 분말보다 최대 투영 면적의 평균치가 작고, 또한 그 철계 원료 분말보다 종횡비가 큰 편평상의 구리계 편평 원료 분말과, 그 구리계 편평 원료 분말보다 최대 투영 면적의 평균치가 작은 구리계 소원료 분말로 이루어지고, 표면측에 구리가 편석되고, 또한 불화 칼슘을 소지에 분산 분포시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품이다.

청구항 6 의 발명은, 슬라이딩부의 표면 구리 피복률이 80％ 이상인 것을 특징으로 하는 청구항 5 에 기재된 슬라이딩 부품이다.

청구항 7 의 발명은, 철계와 구리계의 원료 분말을 성형 금형의 충전부에 충전시키고, 이 원료 분말을 가압하여 압분체를 성형하고, 이 압분체를 소결하여 이루어지는 슬라이딩 부품의 제조 방법에 있어서, 상기 철계와 구리계의 원료 분말 외에 불화 칼슘을 첨가하여 상기 충전부에 충전시키고, 상기 구리계 원료 분말은, 상기 철계 원료 분말보다 평균 직경이 작고, 또한 그 철계 원료 분말보다 종횡비가 큰 편평상의 구리계 편평 원료 분말과, 그 구리계 편평 원료 분말보다 평균 직경이 작은 구리계 소원료 분말로 이루어지고, 상기 충전부 내의 상기 구리계 편평 원료 분말을 상기 압분체의 표면측에 편석시키는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품의 제조 방법이다.

청구항 8 의 발명은, 철계와 구리계의 원료 분말을 성형 금형의 충전부에 충전시키고, 이 원료 분말을 가압하여 압분체를 성형하고, 이 압분체를 소결하여 이루어지는 슬라이딩 부품의 제조 방법에 있어서, 상기 철계와 구리계의 원료 분말 외에 불화 칼슘을 첨가하여 상기 충전부에 충전시키고, 상기 구리계 원료 분말은, 상기 철계 원료 분말보다 최대 투영 면적의 평균치가 작고, 또한 그 철계 원료 분말보다 종횡비가 큰 편평상의 구리계 편평 원료 분말과, 그 구리계 편평 원료 분말보다 최대 투영 면적의 평균치가 작은 구리계 소원료 분말로 이루어지고, 상기 충전부 내의 상기 구리계 편평 원료 분말을 상기 압분체의 표면측에 편석시키는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품의 제조 방법이다.

청구항 9 의 발명은, 상기 구리계 편평 원료 분말의 종횡비가 10 이상인 것을 특징으로 하는 청구항 7 또는 청구항 8 에 기재된 슬라이딩 부품의 제조 방법이다.

청구항 10 의 발명은, 상기 구리계 편평 원료 분말의 비율이 전체의 20 ∼ 40 중량％ 인 것을 특징으로 하는 청구항 7 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 슬라이딩 부품의 제조 방법이다.

발명의 효과

청구항 1, 5 의 발명에 의하면, 슬라이딩 부품에 의해 베어링을 구성한 경우에는, 구리계 편평 원료 분말뿐만 아니라 구리계 소원료 분말도 나타나 구리에 덮인 표면측에 회전체가 슬라이딩하고, 회전축과 표면측의 마찰 계수가 낮아지고, 원활한 회전이 가능해지며, 동시에 철에 의해 소정의 강도와 내구성이 얻어진다. 또, 이 구조에서는, 회전체가 슬라이딩하는 표면측이 마모되어도, 표면측의 아래에는 구리가 소정의 비율로 함유되어 있기 때문에, 슬라이딩 부분의 내구성이 우수한 것이 된다. 또한, 불화 칼슘에 의해 내소부성을 향상시킬 수 있다.

청구항 2, 6 의 발명에 의하면, 슬라이딩부의 마찰 계수를 더욱 낮게 억제할 수 있다.

청구항 3, 9 의 발명에 의하면, 종횡비를 10 이상으로 함으로써, 진동을 가하면, 편평 분말이 표면측에 양호하게 편석되어, 표면측의 구리 농도가 높은 슬라이딩 부품이 얻어진다.

청구항 4 의 발명에 의하면, 구리계 원료 분말의 비율이 20 중량％ 미만이면, 표면측에 있어서의 구리의 비율이 저하되어 마찰 저항이 커지고, 40 중량％ 를 초과하면, 전체에 나타내는 구리계의 비율이 많아져 강도적으로 불리해진다. 따라서, 상기 비율을 채용함으로써, 마찰 저항을 감소시키고, 또한 강도적으로 우수한 슬라이딩 부품을 얻을 수 있다.

청구항 7, 8 의 발명에 의하면, 이 방법을 이용함으로써 마찰 계수가 더욱 낮고, 내구성, 불화 칼슘에 의해 내소부성이 우수한 슬라이딩 부품이 얻어진다.

청구항 10 의 발명에 의하면, 구리계 편평 원료 분말의 비율이 20 중량％ 미만이면, 표면측에 있어서의 구리의 비율이 저하되어 마찰 저항이 커지고, 40 중량％ 를 초과하면, 전체에 나타내는 구리계의 비율이 많아져 강도적으로 불리해진다. 따라서, 상기 비율을 채용함으로써, 마찰 저항을 감소시키고, 또한 강도적으로 우수한 슬라이딩 부품을 얻을 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 실시예 1 을 나타내는 제조 방법을 설명하는 플로우차트이다.

도 2 는, 본 발명의 실시예 1 을 나타내는 철계 원료 분말의 개략적인 정면도이다.

도 3 은, 본 발명의 실시예 1 을 나타내는 구리계 편평 원료 분말을 나타내고, 도 3 (A) 는 개략적인 측면도, 도 3 (B) 는 개략적인 정면도이다.

도 4 는, 본 발명의 실시예 1 을 나타내는 구리계 소원료 분말의 개략적인 정면도이다.

도 5 는, 본 발명의 실시예 1 을 나타내는 베어링의 사시도이다.

도 6 은, 본 발명의 실시예 1 을 나타내는 성형 금형의 단면도이다.

도 7 은, 본 발명의 실시예 1 을 나타내는 압분체의 개략적인 단면도로서, 일부를 확대 표시한 도면이다.

도 8 은, 본 발명의 실시예 1 을 나타내는 래디얼식 마모 시험기의 개략도이다.

도 9 는, 본 발명의 실시예 1 을 나타내는 내소부성에 관한 그래프이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 철계 원료 분말

2 구리계 편평 원료 분말

3 구리계 소원료 분말

4 불화 칼슘 분말

5 베어링

6 압분체

11 성형 금형

16 충전부

51 슬라이딩면 (슬라이딩부)

본 발명에 있어서의 바람직한 실시형태에 대해서, 첨부하는 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 실시형태는, 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 내용을 한정하는 것은 아니다. 또, 이하에 설명되는 구성 모두가, 본 발명의 필수 요건이라고는 한정하지 않는다.

실시예 1

본 발명의 제조 방법에 대해서 설명하면, 철계 원료 분말 (1), 구리계 편평 원료 분말 (2), 구리계 소원료 분말 (3) 및 불화 칼슘 (CaF₂) 분말 (4) 을 소정의 비율로 혼합 (S1) 한다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 철계 원료 분말 (1) 에는 아토마이즈 분말과 같이 대략 구 형상인 불규칙 형상의 분말을 이용한다. 이 철계 원료 분말 (1) 의 평균 직경은 50 ∼ 100 ㎛, 바람직하게는 60 ∼ 80 ㎛ 로 한다. 또, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 구리계 편평 원료 분말 (2) 에는 편평 분말을 이용하고, 이 편평 분말의 종횡비 (직경 D / 두께 T) 는 10 이상, 바람직하게는 20 ∼ 50 으로 한다. 이 편평한 구리계 편평 원료 분말 (2) 의 평균 직경 (D) 은 80 ㎛ 이고, 평균 두께 (T) 는 1 ∼ 5 ㎛ 로 한다. 또한, 구리계 편평 원료 분말 (2) 에는, 구리 분말을 주된 요소로 하여, 주석 분말을 2 ∼ 30 중량％ 혼합한 것을 이용할 수 있다. 또한, 도 4 에 나타내는 바와 같이 구리계 소원료 분말 (3) 에는 대략 구 형상의 불규칙 형상의 분말을 이용한다. 이 구리계 소원료 분말 (3) 의 평균 직경은 30 ∼ 50 ㎛, 바람직하게는 20 ㎛ 정도로 한다.

이로써, 구리계 편평 원료 분말 (2) 의 평균 직경은, 철계 원료 분말 (1) 의 평균 직경보다 작고, 구리계 소원료 분말 (3) 의 평균 직경보다 크게 형성되어 있다. 이러한 크기의 비교에 의해, 구리계 편평 원료 분말 (2) 의 최대 투영 면적 (A) 의 평균치는, 철계 원료 분말 (1) 의 최대 투영 면적 (B) 의 평균치보다 작고, 또, 최대 투영 면적 (A) 의 평균치는, 구리계 소원료 분말 (3) 의 최대 투영 면적 (C) 의 평균치보다 크게 형성되어 있다.

도 5 에 나타내는 바와 같이, 베어링 (5) 은 대략 원통 형상을 이루고, 그 중앙에는 회전체인 회전축 (도시 생략) 이 회전 슬라이딩하는 대략 원통 형상의 슬라이딩면 (51) 이 형성되고, 이 슬라이딩부인 슬라이딩면 (51) 의 길이 방향 양측에는 평행하고 평탄한 단면 (52, 53) 이 형성되고, 그 외주면 (54) 은 원통 형상으 로 형성되어 있다.

상기 혼합 (S1) 된 철계 원료 분말 (1), 구리계 편평 원료 분말 (2) 및 구리계 소원료 분말 (3) 이 혼합된 것을 성형 금형 (11) 의 충전부 (16) 에 충전시킨다. 이 충전시킨 혼합 분말에 있어서, 구리계 편평 원료 분말의 비율은 전체의 20 ∼ 40 중량％ 로 한다.

또, 불화 칼슘 분말 (4) 의 비율은 전체의 0.1 ∼ 5 중량％, 바람직하게는 3 ∼ 5 중량％ 로 한다. 불화 칼슘 함유량은, 그 함유량이 0.1％ 미만에서는 인성의 향상 작용에 원하는 효과가 얻어지지 않고, 한편 그 함유량이 5％ 를 초과하면 급격하게 인성이 저하되어, 원하는 우수한 내소부성을 확보할 수 없게 되는 점에서, 그 함유량을 0.1 ∼ 5％, 바람직하게는 2 ∼ 5％ 로 정했다.

도 6 은 성형 금형 (11) 의 일례를 나타내고, 이 성형 금형 (11) 은, 상하 방향을 축방향 (프레스 상하 축방향) 으로 하고 있고, 다이 (12), 코어 로드 (13), 하부측 펀치 (14) 및 상부측 펀치 (15) 를 구비하고 있다. 다이 (12) 는 거의 원통 형상이고, 이 다이 (12) 내에 거의 원통 형상의 코어 로드 (13) 가 동축 상으로 위치하고 있다. 하부측 펀치 (14) 는 거의 원통 형상으로, 다이 (12) 및 코어 로드 (13) 사이에 하부 측으로부터 자유롭게 상하 이동할 수 있도록 끼워맞춰져 있다. 상부측 펀치 (15) 는 거의 원통 형상으로, 다이 (12) 및 코어 로드 (13) 사이에 상부 측으로부터 자유롭게 상하 이동할 수 있고, 또한 자유롭게 탈착할 수 있도록 끼워맞춰져 있는 것이다. 그리고, 다이 (12) 와 코어 로드 (13) 와 하부측 펀치 (14) 사이에 충전부 (16) 가 형성되어, 상기 다이 (12) 의 내주면이 상 기 외주면 (54) 을 형성하고, 상기 하부측 펀치 (14) 의 상면이 상기 단부면 (53) 을 형성하고, 상기 상부측 펀치 (15) 의 하면이 상기 단부면 (52) 을 형성하며, 코어 로드 (13) 의 외주면이 상기 슬라이딩면 (51) 을 형성한다.

도 6 에 나타내는 바와 같이, 상기 충전부 (16) 에, 혼합된 철계 원료 분말 (1), 구리계 편평 원료 분말 (2) 및 구리계 소원료 분말 (3) 을 충전시키고, 이들 원료 분말 (1, 2, 3) 에 진동 (S2) 을 준다. 이 경우, 충전부 (16) 의 상부를 상부측 펀치 (15) 에 의해 막고, 펀치 (14, 15) 에 의해 가압하지 않고, 충전부 (16) 에 가속도 0.01 ∼ 3G 정도의 진동을 준다. 진동을 받으면, 편평 분말인 구리계 편평 원재 분말 (2) 이 충전부 (16) 내의 외측, 즉 슬라이딩면 (51) 이나 외주면 (54) 에 편석되어, 두께 방향으로 중첩됨과 함께, 두께와 교차하는 방향을 표면측의 길이 방향에 맞추도록 하여 모인다. 또한, 충전부 (16) 내의 외측에 있어서는, 편석된 구리계 편평 원재 분말 (2) 외에, 그 구리계 편평 원재 분말 (2) 의 상호간에 철계 원료 분말 (1) 이 나타나는 경우가 있는데, 이와 같이 외측에 나타난 철계 원료 분말 (1) 과 구리계 편평 원재 분말 (2) 의 간극에 구리계 소원료 분말 (3A) 이 들어가고, 이 들어간 구리계 소원료 분말 (3A) 이 외측에 나타남으로써, 나아가, 외측에 나타난 구리계 편평 원재 분말 (2) 상호간의 간극에 구리계 소원료 분말 (3B) 이 들어가고, 이 들어간 구리계 소원료 분말 (3B) 이 외측에 나타남으로써, 슬라이딩면 (51) 의 표면 구리 피복률을 80％ 이상, 나아가 85％ 이상으로 형성한다. 또한, 표면 구리 피복률은 상기 서술한 후자의 종래 기술과 같이 기공 영역을 제외한 표면의 피복률을 말한다.

또한, 진동 이외에도, 구리계 원료 분말 (2) 은 대략 평탄한 면이 크기 때문에, 충전부 (16) 를 둘러싸는 성형 금형 (11) 의 면에 정전기를 발생시켜 충전부 (16) 의 외측에 구리계 원료 분말 (2) 을 편석시키거나, 자력을 이용하여 충전부 (16) 의 외측에 구리계 원료 분말 (2) 을 편석시키거나 하도록 해도 된다.

한편, 충전부 (16) 내의 내측, 즉 슬라이딩면 (51) 과 외주면 (54) 사이에서는, 외측에 편석되지 않고 내측에 남은 구리계 편평 원재 분말 (2A) 의 일부는, 복수의 철계 원료 분말 (1) 을 다수의 구리계 소원료 분말 (3) 에 의해 포함되도록 포위하듯이 배치된다.

이후, 상부측 및 하부측 펀치 (15, 14) 에 의해 충전부 (16) 내의 원료 분말 (1, 2, 3) 을 가압함으로써 압분체 (6) 를 성형 (S3) 한다. 이 압분체 (6) 는 도 8 에 나타내는 바와 같이, 표면측에 편평 분말인 구리계 편평 원료 분말 (2) 이 모여, 내부를 향해 철계 원료 분말 (1) 의 비율이 증가한다. 그 압분체를 소결 (S4) 시킴으로써, 소결 베어링 (5) 이 형성된다. 이 소결 베어링 (5) 에 있어서는, 불화 칼슘이 소지에 분산 분포되어 내소부성을 현저하게 향상시킴과 함께, 소지에 분산 분포되는 Cu 를 미세화하는 것 외에, Cu 의 소지에 대한 고용을 억제하여, 가능한 한 많은 Cu 가 소지 중에 분산 분포되도록 작용하기 때문에, 인성이 향상된다. 이후, 베어링 (5) 은 필요에 따라 사이징 공정, 함유 (含油) 공정을 행한다.

이와 같이 본 실시형태에서는, 청구항 1 에 대응하여, 원료 분말을 성형 금형 (11) 의 충전부 (16) 에 충전시키고, 이 원료 분말을 가압하여 압분체 (6) 를 성형하고, 이 압분체 (6) 를 소결하여 이루어지는 슬라이딩 부품인 베어링 (5) 에 있어서, 상기 구리계 원료 분말은, 상기 철계 원료 분말 (1) 보다 평균 직경이 작고, 또한 그 철계 원료 분말 (1) 보다 종횡비가 큰 편평상의 구리계 편평 원료 분말 (2) 과, 그 구리계 편평 원료 분말 (2) 보다 평균 직경이 작은 구리계 소원료 분말 (3) 로 이루어지고, 표면측에 구리가 편석되어 있기 때문에, 이 편평 분말인 구리계의 원료 분말 (2) 과 철계의 원료 분말 (1) 을 충전부 (16) 에 충전시켜 진동을 가함으로써, 구리계의 편평 분말이 표면측에 편석되고, 얻어진 베어링 (5) 은, 표면측이 구리계 편평 원료 분말 (2) 뿐만 아니라 구리계 소원료 분말 (3) 도 나타나 구리에 덮여, 표면 구리 피복률을 향상시킬 수 있다. 게다가, 불화 칼슘에 의해 내소부성을 향상시킬 수 있다.

따라서, 구리에 덮인 표면인 슬라이딩면 (51) 에 회전체가 슬라이딩하고, 회전축과 슬라이딩면 (51) 의 마찰 계수가 낮아, 원활한 회전이 가능해지고, 동시에 철에 의해 소정의 강도와 내구성을 얻을 수 있다. 또, 이 구조에서는, 회전체가 슬라이딩하는 슬라이딩면 (51) 이 마모되어도, 슬라이딩면 (51) 의 아래에는 소정의 비율로 구리가 함유되어 있기 때문에, 슬라이딩의 내구성이 우수해지게 된다.

도 8 의 개략적인 정면도에서 나타나는 래디얼식 마모 시험기를 이용하여, 유지용의 지지 지그 (71) 에 베어링 (6) 을 끼워넣은 상태에서, 베어링 (6) 과 회전축 (72) 에 틈새를 형성하고, 회전축 (72) 에 베어링 (6), 지지 지그 (71) 를 통하여 하중 (W) 을 부가하여 마모 시험을 행했다. 도 8 에서, 도면 부호 (73) 는 로드 셀, 도면 부호 (74) 는 덤퍼를 나타내고 있다. 그리고, 베어링 (6) 은 시료 Ⅰ 으로서 불화 칼슘이 없는 것, 시료 Ⅱ, Ⅲ 으로서 불화 칼슘을 전체에 대해 3％, 5％ 의 중량비로 하여 소부성 판정을 행했다. 소부성 판정은, 마찰 계수의 급격한 변동, 상승, 이음 (異音) 을 발생시킨 하중의 전 시점의 하중을 측정한 것이다. 판정에서는, 도 9 에 나타내는 바와 같이 시료 Ⅱ, Ⅲ 은 모두 시료 Ⅰ 보다 내소부성이 향상되어 있는 것으로 판명되었다.

또, 이와 같이 본 실시형태에서는, 청구항 제 2 항 및 제 6 항에 대응하여, 슬라이딩부인 슬라이딩면 (51) 의 표면 구리 피복률이 80％ 이상이기 때문에, 슬라이딩면의 마찰 계수를 더욱 낮게 억제할 수 있다.

또, 이와 같이 본 실시형태에서는, 청구항 제 3 항 및 제 9 항에 대응하여, 구리계 편평 원료 분말 (2) 의 종횡비가 10 이상이기 때문에, 진동을 가하면, 구리계 편평 원료 분말 (2) 이 표면측에 양호하게 편석되어, 표면측의 구리 농도가 높은 베어링 (5) 을 얻을 수 있다.

또, 이와 같이 본 실시형태에서는, 청구항 제 4 항에 대응하여, 구리계 편평 원료 분말 (2) 의 비율이 전체의 20 ∼ 40 중량％ 이기 때문에, 낮은 마찰 저항과 높은 강도를 겸비한 베어링 (5) 을 얻을 수 있다.

이와 같이 본 실시형태에서는, 청구항 제 5 항에 대응하여, 원료 분말을 성형 금형 (11) 의 충전부 (16) 에 충전시키고, 이 원료 분말을 가압하여 압분체 (6) 를 성형하고, 이 압분체 (6) 를 소결하여 이루어지는 베어링 (5) 에 있어서, 상기 구리계 원료 분말은, 상기 철계 원료 분말 (1) 의 최대 투영 면적 (B) 의 평균치보다 최대 투영 면적 (A) 의 평균치가 작고, 또한 그 철계 원료 분말 (1) 보다 종횡 비가 큰 편평상의 구리계 편평 원료 분말 (2), 및 그 구리계 편평 원료 분말 (2) 의 최대 투영 면적 (A) 의 평균치보다 최대 투영 면적 (C) 의 평균치가 작은 구리계 소원료 분말 (3) 로 이루어지고, 표면측에 구리가 편석되어 이루어지고, 이 때문에, 이 편평 분말인 구리계 원료 분말 (2) 과 철계 원료 분말 (1) 을 충전부 (16) 에 충전시켜 진동을 가함으로써, 구리계 편평 분말이 표면측에 편석되어, 얻어진 베어링 (5) 은, 표면측이 구리계 편평 원료 분말 (2) 뿐만 아니라 구리계 소원료 분말 (3) 도 나타나 구리에 덮여, 표면 구리 피복률을 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 실시형태에서는, 청구항 제 7 항 및 제 8 항 에 대응하여, 표면측이 구리계 편평 원료 분말 (2) 뿐만 아니라 구리계 소원료 분말 (3) 도 나타나 구리에 덮여, 표면 구리 피복률을 향상시킬 수 있는 베어링 (5) 을 제공할 수 있고, 또한 불화 칼슘에 의해 내소부성을 향상시킬 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 청구항 10 에 대응하여, 20 ∼ 40 중량％ 의 비율을 채용함으로써, 마찰 저항을 감소시키고, 또한 강도적으로 우수한 강도를 갖는 베어링 (5) 을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 여러 가지로 변형되어 실시될 수 있다. 예를 들어, 편평 분말에는, 봉형상인 것도 포함되고, 이 경우에는 길이와 직경의 비가 종횡비가 된다.

이상과 같이 본 발명에 관련된 슬라이딩 부품과 그 제조 방법은, 베어링 이외의 슬라이딩 부품 등의 용도에도 적용할 수 있다.

Claims

철계와 구리계의 원료 분말을 성형 금형의 충전부에 충전시키고, 그 원료 분말을 가압하여 압분체를 성형하고, 그 압분체를 소결하여 이루어지는 슬라이딩 부품에 있어서,

상기 구리계 원료 분말은, 상기 철계 원료 분말보다 평균 직경이 작고, 그 철계 원료 분말보다 종횡비가 큰 편평상의 구리계 편평 원료 분말, 및 그 구리계 편평 원료 분말보다 평균 직경이 작은 구리계 소원료 분말로 이루어지고,

표면측에 구리가 편석되며, 불화 칼슘을 소지 (素地) 에 분산 분포시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
제 1 항에 있어서, 슬라이딩부의 표면 구리 피복률이 80％ 이상인 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 구리계 편평 원료 분말의 종횡비가 10 이상인 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
제 2 항에 있어서, 상기 구리계 원료 분말의 비율이 전체의 20 ∼ 40 중량％ 인 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
철계와 구리계의 원료 분말을 성형 금형의 충전부에 충전시키고, 그 원료 분말을 가압하여 압분체를 성형하고, 그 압분체를 소결하여 이루어지는 슬라이딩 부품에 있어서,

상기 구리계 원료 분말은, 상기 철계 원료 분말보다 최대 투영 면적의 평균치가 작고, 그 철계 원료 분말보다 종횡비가 큰 편평상의 구리계 편평 원료 분말, 및 그 구리계 편평 원료 분말보다 최대 투영 면적의 평균치가 작은 구리계 소원료 분말로 이루어지고,

표면측에 구리가 편석되며, 불화 칼슘을 소지에 분산 분포시켜 이루어지는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
제 5 항에 있어서, 슬라이딩부의 표면 구리 피복률이 80％ 이상인 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품.
철계와 구리계의 원료 분말을 성형 금형의 충전부에 충전시키고, 그 원료 분말을 가압하여 압분체를 성형하고, 그 압분체를 소결하여 이루어지는 슬라이딩 부품의 제조 방법에 있어서,

상기 철계와 구리계의 원료 분말 외에 불화 칼슘을 첨가하여 상기 충전부에 충전시키고, 상기 구리계 원료 분말은, 상기 철계 원료 분말보다 평균 직경이 작고, 또한 그 철계 원료 분말보다 종횡비가 큰 편평상의 구리계 편평 원료 분말, 및 그 구리계 편평 원료 분말보다 평균 직경이 작은 구리계 소원료 분말로 이루어지 고,

상기 충전부 내의 상기 구리계 편평 원료 분말을 상기 압분체의 표면측에 편석시키는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품의 제조 방법.
철계와 구리계의 원료 분말을 성형 금형의 충전부에 충전시키고, 그 원료 분말을 가압하여 압분체를 성형하고, 그 압분체를 소결하여 이루어지는 슬라이딩 부품의 제조 방법에 있어서,

상기 철계와 구리계의 원료 분말 외에 불화 칼슘을 첨가하여 상기 충전부에 충전시키고, 상기 구리계 원료 분말은, 상기 철계 원료 분말보다 최대 투영 면적의 평균치가 작고, 그 철계 원료 분말보다 종횡비가 큰 편평상의 구리계 편평 원료 분말, 및 그 구리계 편평 원료 분말보다 최대 투영 면적의 평균치가 작은 구리계 소원료 분말로 이루어지고,

상기 충전부 내의 상기 구리계 편평 원료 분말을 상기 압분체의 표면측에 편석시키는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품의 제조 방법.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 구리계 편평 원료 분말의 종횡비가 10 이상인 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품의 제조 방법.
제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구리계 편평 원료 분말의 비율이 전체의 20 ∼ 40 중량％ 인 것을 특징으로 하는 슬라이딩 부품의 제조 방법.