專利名稱：燒結(jié)軸承用復(fù)合金屬粉末及含油燒結(jié)軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燒結(jié)軸承用復(fù)合金屬粉末及含油燒結(jié)軸承，這種軸承可作為電機(jī)用軸承等使用，不僅簡(jiǎn)易而且低廉，即使不降低含油率也能獲得低的透氣度，摩擦很少而且保持在恒定狀態(tài)，其耐腐蝕性強(qiáng)，磨合性優(yōu)良，耐用性高的含油軸承。
背景技術(shù)：
對(duì)于銅被覆鐵粉制得的軸承用燒結(jié)體，在特公昭55-38019號(hào)中，提出用30～60％的銅被覆鐵粉，而在特開平3-166303號(hào)提出了添加由一種與被覆層同樣的金屬或者合金化金屬形成的箔狀粉末。
在特公平7-54126號(hào)中提出，為了提高燒結(jié)含油軸承的特性，認(rèn)為必須降低透氣度，添加銅-石墨復(fù)合粉末。而在特開平8-20836號(hào)中提出，利用銅被覆鐵粉制成的軸承材料，含油率要確保在18體積％以上，而且，透氣度在30達(dá)西(30×10-11cm2)以下，因此，使用被覆了30～60重量％銅的鐵粉，而且在鋅氣氛中燒結(jié)，以便使其吸附鋅。
根據(jù)上述特公昭55-38019號(hào)，由于被覆30％以上的銅作為必要條件，所以必須使用大量的高價(jià)銅，這樣就不得不提高費(fèi)用，同時(shí)，由于形成覆蓋的銅層厚度過厚，鐵粒子的基底效果得不到充分發(fā)揮，因此使得作為軸承的滑動(dòng)性能很差，這是很不利的。而特開平3-166303號(hào)公開的，由于添加由一種與被覆層同樣的金屬或合金化的金屬形成的箔狀粉，所以工序繁雜，而且也得不到穩(wěn)定的特性，這一點(diǎn)也是很不利的。特別是這些公開的高性能軸承材料對(duì)透氣性的要求缺乏考慮，即使完成磨合之后，油壓也會(huì)從軸承滑動(dòng)面的油孔逃逸，作為理想的含油燒結(jié)軸承，很難獲得接近流體潤(rùn)滑的滑動(dòng)狀態(tài)，這也是很不利的。
對(duì)上述抑制透氣度所談列的情況，雖然在特公平7-54126號(hào)中有所論及，但是由于添加了銅-石墨復(fù)合粉末，該粉末的價(jià)格不得不變得很高，而且，燒結(jié)體的強(qiáng)度降低了，非常不利。而上述特開平8-20836號(hào)公開的，使用30～60％的銅被覆鐵粉，而且，在鋅氣氛中燒結(jié)以使其吸附鋅的工序成為必要的條件，這樣即使獲得優(yōu)良的特性，也必須使用大量的銅，而且，由于在鋅氣氛中燒結(jié)成為必要條件，所以導(dǎo)致工時(shí)數(shù)猛增，無論如何，也不得不提高價(jià)格。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對(duì)解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，經(jīng)過研究，使用對(duì)鐵粉被覆10～30重量％銅的復(fù)合金屬粉，將該復(fù)合金屬粉的比表面積設(shè)定在特定范圍內(nèi)，同時(shí)也將由該復(fù)合金屬粉制成的壓粉成形燒結(jié)體的透氣度設(shè)定在特定范圍內(nèi)，再將含油率也設(shè)定在特定狀態(tài)下，可以成功地獲得了價(jià)格低廉，性能良好的軸承。
即，根據(jù)本發(fā)明，通過對(duì)鐵粉被覆10％以上的銅，就能完全覆蓋住鐵粉的周面，提高了耐腐蝕性，同時(shí)對(duì)軸承材料等取得了良好的磨合性。通過將銅量低于30％，確保了較低的費(fèi)用，而且切實(shí)獲得了被覆鐵粒子的基底效果，作為軸承也得到了穩(wěn)定的滑動(dòng)性能。對(duì)在鐵粉末上被覆銅的方法沒有特殊的規(guī)定，但是利用無電解鍍法制得的銅被覆層，由于形成了多孔質(zhì)，因此具有比表面積大，粉末狀態(tài)下透氣度低的等特殊性質(zhì)。
上述銅被覆鐵粉的粒度在80目以下，其中在350目以下的占30％以下，沒有必要使用特殊的原料粉，只要使用一般的粉末冶金用的鐵粉，就能很容易地獲得上述銅被覆鐵粉，對(duì)于模具的填充等不存在任何困難，成型作業(yè)極為簡(jiǎn)易，可以較低的費(fèi)用制得產(chǎn)品。
利用微粉分級(jí)機(jī)法測(cè)得上述復(fù)合金屬粉末的比表面積在450cm2/g以上，作為復(fù)合金屬粉末具有很低的透氣度，維持這種特殊性質(zhì)，通過成形燒結(jié)，可制得含油率和強(qiáng)度都很高而透氣度很低的軸承，作為比表面積的上限，利用微粉分級(jí)法測(cè)得為750cm2/g，在壓粉成形時(shí)，向模具中的填充性非常好，可極為簡(jiǎn)便地進(jìn)行成形加工。
通過將壓粉成形燒結(jié)體的透氣度設(shè)定為3×10-11cm2以上就可以確實(shí)保持對(duì)軸承的給油量，而通過設(shè)定為30×10-11cm2以下就可以阻止油壓不均地逃逸，伴隨著對(duì)軸承面的良好給油，可以確保軸承的功能。
通過將含油率設(shè)定為15體積％以上，可以確保軸承體的確實(shí)耐用性，通過設(shè)定為28體積％以下，可以確保軸承體的強(qiáng)度并確實(shí)獲得耐用性 本發(fā)明的粉末中也可以添加固體潤(rùn)滑材料或象錫一類的低熔點(diǎn)金屬。
根據(jù)本發(fā)明，通過添加0.1～2重量％作為低熔點(diǎn)金屬的錫或鉛或兩種金屬，很容易進(jìn)行燒結(jié)，也能適當(dāng)改善軸承的磨合性。
根據(jù)本發(fā)明，通過添加作為固體潤(rùn)滑材料的石墨、二硫化鉬、氮化硼中的任何一種或二種以上的物質(zhì)，可以進(jìn)一步地降低軸承滑動(dòng)時(shí)的摩擦系數(shù)，即使軸承長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，也能降低溫度的上升值。
用于實(shí)施發(fā)明的最佳實(shí)施方案實(shí)施例1下面對(duì)上述本發(fā)明的具體實(shí)施方案，和其比較例同時(shí)進(jìn)行說明，首先，本發(fā)明者們所用的鐵粉，銅被覆量為20重量％，并且其粒度為-80目，比表面積為573cm2/g，將其作為實(shí)施例和比較例加工成一種內(nèi)徑6mm，外徑12mm，高4mm的圓筒狀壓粉體，在氨分解氣中和1000℃下燒結(jié)處理30分鐘。
將得到的燒結(jié)體進(jìn)行通常的校形精加工和油浸處理，制成含油率20體積％的軸承體，再將這些軸承體按下述條件進(jìn)行軸承試驗(yàn)。
軸材S45C原材荷重0.81N/mm2，1.63N/mm2，3.26N/mm2滑動(dòng)速度52.9m/min含浸油礦物油32 cst作為與上述本發(fā)明實(shí)例相對(duì)照的比較例如下比較例1將粒度-100目，比表面積295cm2/g的20重量％銅被覆鐵粉，按和實(shí)施例1相同的條件制作軸承試樣，在同樣的條件下，進(jìn)行軸承試驗(yàn)。
比較例2將-100目的還原鐵粉和-150目的電解銅粉，按重量比8∶2進(jìn)行混合，在和實(shí)施例相同的條件下，將其制作成軸承試樣，在和實(shí)施例相同的條件下，進(jìn)行軸承試驗(yàn)。
對(duì)上述本發(fā)明材料和比較材料進(jìn)行軸承試驗(yàn)的結(jié)果，所獲磨損量和軸承濕度上升(與室溫之差)如下表1所示，該測(cè)定結(jié)果，都是3個(gè)測(cè)定值的平均值，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，與比較例1，2相比，溫度上升很小，可以充分確認(rèn)耐磨損性、滑動(dòng)特性都非常優(yōu)良。
表 1

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對(duì)于上述本發(fā)明的實(shí)施例和比較例1，2的含油率、徑向抗壓強(qiáng)度、硬度和透氣度分別求得的結(jié)果如下表2所示，含油率、強(qiáng)度、洛氏硬度大致相同。比較例2的透氣度也比實(shí)施例稍高些。即，實(shí)施例的軸承同時(shí)具備30×10-11cm2以下透氣度和銅被覆鐵的兩個(gè)方面特性，可以理解為本發(fā)明獲得了優(yōu)良的特性。
表 2

實(shí)施例2對(duì)于上述實(shí)施例1的粉末，添加1.0重量％的錫粉，在和實(shí)施例1相同的條件下，制作成相同形狀的燒結(jié)體。對(duì)于這種燒結(jié)體的軸承特性，一并示于上述表1中，而含油率、強(qiáng)度、硬度和透氣度則一并示于表2中。
實(shí)施例3同樣對(duì)實(shí)施例1的粉末，添加1.8重量％的錫粉，在和上述實(shí)施例1相同的條件下，制作成相同形狀的燒結(jié)體，于860℃的燒結(jié)溫度進(jìn)行燒結(jié)，然后將這種燒結(jié)體的軸承特性和含油率等一并示于上述表1、2中。
實(shí)施例4在實(shí)施例1的粉末中添加0.5重量％的石墨粉末，在和實(shí)施例1相同的條件下，制作成相同形狀的燒結(jié)體。再將這種燒結(jié)體的軸承特性和含油率等一并列于上述表1，2中。
實(shí)施例5在實(shí)施例1的粉末中添加1.0重量％的石墨粉，除了燒結(jié)溫度為860℃外，其它以和實(shí)施例1相同的條件，制作相同形狀的燒結(jié)體。這種燒結(jié)體的軸承特性和含油率等也一并示于上述表1，2中。
工業(yè)上利用的可能性當(dāng)根據(jù)上述本發(fā)明時(shí)，可以簡(jiǎn)便且低廉地制得含油燒結(jié)軸承，而且，摩擦很小，磨合性優(yōu)良，在不降低含油率的條件下可以獲得低的透氣度，從而可提供磨損小，耐用性卓越的軸承。
權(quán)利要求
1.一種燒結(jié)軸承用的復(fù)合金屬粉末，其特征是對(duì)鐵粉被覆10～30重量％的銅，其粒徑在80目以下，其中350目以下的低于30％，用微粉分級(jí)法測(cè)得的比表面積為450～750cm2/g。
2.一種含油燒結(jié)軸承，其特征是將權(quán)利要求1中記載的燒結(jié)軸承用復(fù)合金屬粉末進(jìn)行壓粉成形，燒結(jié)成透氣度為3～30×10-11cm2的燒結(jié)體，其含油率為15～28體積％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的含油燒結(jié)軸承，其特征是添加0.1～2重量％的低熔點(diǎn)金屬。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的含油燒結(jié)軸承，其特征是添加0.1～1重量％的固體潤(rùn)滑材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的含油燒結(jié)軸承，其特征是添加0.1～1重量％的固體潤(rùn)滑材料。
全文摘要
在鐵粉的表層上,相對(duì)鐵粉被覆10～30重量%的銅,該被覆鐵粉的粒度在80目以下,其中在350目以下的低于30%,利用微粉分級(jí)法測(cè)得比表面積為450～750cm
文檔編號(hào)B22F1/02GK1241250SQ9880147
公開日2000年1月12日 申請(qǐng)日期1998年8月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月7日
發(fā)明者成澤靖, 竹崎陽二 申請(qǐng)人:保來得株式會(huì)社, 株式會(huì)社日本能源