專利名稱：鐵基燒結(jié)滑動部件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用粉末冶金法的鐵基燒結(jié)滑動部件及其制備方法，特別是涉及在高接觸壓力下顯示出優(yōu)異的耐磨損性和滑動特性的鐵基燒結(jié)滑動部件及其制備方法。
背景技術(shù)：
例如車輛、機(jī)床、工業(yè)機(jī)械等的驅(qū)動部位或滑動部位之類高的接觸壓力作用于滑動面的滑動部件中使用對碳鋼進(jìn)行切削加工，經(jīng)淬火、回火而成的材料，或燒結(jié)合金制材料。特別是由于燒結(jié)合金可通過浸潰潤滑油而賦予自身潤滑性，所以可得到良好的耐燒結(jié)性和耐磨損性，因而得到廣泛使用。作為此類燒結(jié)合金制滑動部件，例如日本特開平11-117940號公報(bào)中公開了將包含1(Γ30%重量的Cu、余量為Fe的鐵類燒結(jié)合金層設(shè)置于滑動面的軸承。另外，日本特開2009-155696號公報(bào)中公開了以下滑動部件用鐵基燒結(jié)合金整體組成以質(zhì)量比計(jì)包含C 0. 6 1. 2%、Cu 3. 5 9· 0%、Μη :0. 6 2. 2%、S :0. 4 1. 3%、余量Fe和不可避免的雜質(zhì)，其合金組織為，在馬氏體基質(zhì)中，分散有游離的Cu相或游離的Cu-Fe合金相的至少一方，與此同時(shí)分散有1. 0^3. 5質(zhì)量％的MnS相。但是，近年來由于銅合金的價(jià)格高漲，所以在如日本特開平11-117940號公報(bào)之類使用1(Γ30%重量的Cu的技術(shù)下制備成本提高，不實(shí)用。另外，由于熔點(diǎn)低的Cu在燒結(jié)時(shí)形成液相，所以若Cu含量多，則還存在燒結(jié)前后的尺寸變化量增大的缺點(diǎn)。因此，為滿足所要求的精度而需要進(jìn)行機(jī)械加工，制備成本進(jìn)一步提高。若使燒結(jié)合金中含有Cu，則基質(zhì)中分散有軟質(zhì)的Cu相或Cu合金相，由此可在緩和對配對部件的攻擊性的同時(shí)，變得可適度變形，因而與配對部件的配合性提高。因此，若Cu的含量少，則在耐磨損性降低的同時(shí)，對配對部件的攻擊性提高，此外若潤滑油不足，則產(chǎn)生出現(xiàn)蜂鳴聲(鳴務(wù)音)等的問題。 在這一點(diǎn)上，日本特開2009-155696號公報(bào)通過分散1. 0 3. 5質(zhì)量％的MnS相來回避因Cu含量降低造成的耐磨損性低下和配對物攻擊性增加。但是，MnS相由于通過在原料粉末中添加MnS粉末而生成，所以對基質(zhì)的粘著性低，滑動時(shí)有脫落之虞。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于，提供在降低Cu的使用量，降低制備成本的同時(shí)，分散有對基質(zhì)的粘著性高的硫化物的鐵基燒結(jié)滑動部件及其制備方法。本發(fā)明的鐵基燒結(jié)滑動部件的特征在于，整體組成以質(zhì)量比計(jì)包含Cu :0. f 10%、C :0. 2 2. 0%、Mn :0. 03 O. 9%、S :0. 52 6. 54%、余量=Fe和不可避免的雜質(zhì)，將整體組成中的S的質(zhì)量％計(jì)為[S%]，將Mn的質(zhì)量％計(jì)為[Mn%]時(shí)，滿足下列數(shù)學(xué)式I，與此同時(shí)，在以截面面積率計(jì)50%以上為馬氏體組織的基質(zhì)中，顯示為氣孔和硫化物粒子分散的金相，硫化物粒子相對于基質(zhì)以3 30體積％的比例分散，
數(shù)學(xué)式I
權(quán)利要求
1.鐵基燒結(jié)滑動部件，其特征在于整體組成以質(zhì)量比計(jì)包含Cu:0. Γ10%, C O.2 2. 0%、Mn :0. 03 O. 9%、S :0. 52 6. 54%、余量=Fe和不可避免的雜質(zhì)，將整體組成中的S的質(zhì)量％計(jì)為[S%]，將Mn的質(zhì)量％計(jì)為[Mn%]時(shí)，滿足下列數(shù)學(xué)式1，與此同時(shí)，在以截面面積率計(jì)50%以上為馬氏體組織的基質(zhì)中，顯示為氣孔和硫化物粒子分散的金相，上述硫化物粒子相對于上述基質(zhì)以3 30體積％的比例分散，數(shù)學(xué)式I
2.權(quán)利要求1記載的鐵基燒結(jié)滑動部件，其特征在于在上述硫化物粒子中，最大粒徑為10 μ m以上的硫化物粒子占硫化物粒子整體的60%以上。
3.權(quán)利要求1或2記載的鐵基燒結(jié)滑動部件，其特征在于分別含有10質(zhì)量％以下的Ni或Mo中的至少I種。
4.權(quán)利要求1或2記載的鐵基燒結(jié)滑動部件，其特征在于在接觸壓力達(dá)到20MPa以上的滑動環(huán)境下使用。
5.鐵基燒結(jié)滑動部件的制備方法，其特征在于準(zhǔn)備鐵粉末、銅粉末、石墨粉末、以及硫化鐵粉末和硫化銅粉末中的至少I種硫化物粉末，所述鐵粉末的組成如下以質(zhì)量比計(jì)含有O. 03 1. 0%的Mn、余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)，在上述鐵粉末中添加并混合上述銅粉末、上述石墨粉末和上述硫化物粉末，使得以質(zhì)量比計(jì)達(dá)到Cu :0.1 10%、C 0. 2 2· 0%、Μη :0. 03 O. 9%、S :0. 52 6. 54%、余量Fe和不可避免的雜質(zhì)，來制備原料粉末，將上述原料粉末成形為規(guī)定的形狀，將得到的成形體于100(Tl20(rC的范圍燒結(jié)，然后淬火、回火。
6.權(quán)利要求5記載的鐵基燒結(jié)滑動部件的制備方法，其特征在于在上述原料粉末中添加上述硫化物粉末，或者用硫化鎳粉末和二硫化鑰粉末中的至少I種替代上述硫化物粉末的全部或部分，進(jìn)一步在上述原料粉末中追加10質(zhì)量％以下的Ni和/或Mo。
7.權(quán)利要求5或6記載的鐵基燒結(jié)滑動部件的制備方法，其特征在于在上述鐵粉末中添加Mo和/或在上述原料粉末中進(jìn)一步添加鑰粉末，使上述原料粉末中的Mo量達(dá)到10質(zhì)量％以下。
8.權(quán)利要求5或6記載的鐵基燒結(jié)滑動部件的制備方法，其特征在于在上述鐵粉末中添加Ni和/或在上述原料粉末中進(jìn)一步添加鎳粉末，使上述原料粉末中的Ni量達(dá)到10質(zhì)量％以下。
全文摘要
本發(fā)明提供在降低Cu的使用量、降低制備成本的同時(shí)，分散有對基質(zhì)的粘著性高的硫化物的鐵基燒結(jié)滑動部件及其制備方法。整體組成以質(zhì)量比計(jì)包含Cu0.1~10%、C0.2~2.0%、Mn0.03~0.9%、S0.52~6.54%、余量Fe和不可避免的雜質(zhì)，將整體組成中的S的質(zhì)量%計(jì)為[S%]，將Mn的質(zhì)量%計(jì)為[Mn%]時(shí)，滿足下列數(shù)學(xué)式1，與此同時(shí)，在以截面面積率計(jì)50%以上為馬氏體組織的基質(zhì)中，顯示為氣孔和硫化物粒子分散的金相，硫化物粒子相對于基質(zhì)以3~30體積%的比例分散。數(shù)學(xué)式文檔編號C22C33/02GK103031499SQ20121036752
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者深江大輔, 河田英昭, 德島秀和 申請人:日立粉末冶金株式會社