專利名稱：滑動構件及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及例如半球狀滑履等滑動構件及其制造方法，更詳細地說，涉及通過改良滑動構件的滑動面從而能夠長期穩(wěn)定地確保優(yōu)越的抗燒結(日文焼付)性的滑動構件及其制造方法。
背景技術：
以前，已知這樣一種滑動構件，該滑動構件以點狀或線狀對滑動構件的滑動面直接進行淬火，形成0.1iim 數(shù)Pm的高度的凸部，并且，將與該直接淬火部分鄰接的非直接淬火部分相對地形成為凹部，由上述直接淬火部分和 非直接淬火部分在滑動面上形成凹凸面。(專利文獻I)在此滑動構件上，通過直接被淬火而變硬了的直接淬火部分的凸部和能夠用作油槽、油流通路的非直接淬火部分的凹部，能夠確保優(yōu)越的抗燒結性?，F(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2006 - 70838號公報

發(fā)明內容
發(fā)明所要解決的課題然而，因為上述凸部為0.1 ii m 數(shù)這樣極小的高度，只要長期的使用而使凸部稍磨損則滑動面就容易變平坦，如滑動面變平坦，則上述油槽、油流通路就會消失，所以，存在抗燒結性降低這一缺點。特別是在異物侵入了滑動面的情況下，或潤滑變差了的情況下，凸部變得容易被磨損。另外，已經判明，即使上述凸部不磨損，在嚴酷的使用等使滑動面變成了高溫的情況下，也存在被直接淬火的上述凸部熱收縮、滑動面變平坦的危險性。本發(fā)明鑒于那樣的情況，針對要求高的抗燒結性的半球狀滑履等滑動構件，提供即使長期使用或在滑動面變成了高溫那樣的情況下也能夠確保優(yōu)越的抗燒結性的滑動構件及其制造方法。 用于解決課題的技術手段S卩，第I技術方案的發(fā)明，提供一種具有與對方構件滑動的滑動面的滑動構件；該滑動構件的特征在于對上述滑動構件的至少上述滑動面進行淬火而形成淬火部，并且，對被淬火了的滑動面的一部分進行局部退火而形成退火部，此退火部在油膜壓力作用在上述滑動面上時能發(fā)生擠壓變形，以使其表面成為凹狀。另外，第10技術方案的發(fā)明提供一種滑動構件的制造方法，該滑動構件具有與對方構件進行滑動的滑動面；該滑動構件的制造方法的特征在于在對上述滑動構件的至少上述滑動面的整個區(qū)域進行淬火而形成了淬火部后，對上述被淬火了的滑動面的一部分局部地進行退火而形成退火部，進而，把上述淬火部的表面和退火部的表面形成為平坦的面。發(fā)明的效果按照本發(fā)明，在滑動面上形成有淬火部和退火部，此退火部由于是對淬火部進行退火而形成，所以，與淬火部相比硬度變小。由此，當在上述滑動面上作用了油膜壓力時，上述退火部發(fā)生擠壓變形，以使其表面成為凹狀，由此，能夠將該凹下部用作為油槽、油流通路。因此，按照本發(fā)明，能夠確保優(yōu)越的抗燒結性。另外，在本發(fā)明中，由于不是由上述以前的0.1ym 數(shù)Pm這樣極小的凸部確?？篃Y性，所以，不會發(fā)生由該凸部的磨損導致抗燒結性降低這樣的問題、由凸部的熱收縮導致抗燒結性降低這樣的問題，因此，即使長期使用，或在滑動面成為了高溫那樣的情況下，也能夠確保優(yōu)越的抗燒結性。


圖1為表示本發(fā)明的實施例的正視圖。圖2為表示本發(fā)明的制造方法的工序圖。圖3為說明退火部6的形狀的說明圖。圖4為說明由圖2的制造方法獲得的本發(fā)明的構件的作用的說明圖。圖5為表不本發(fā)明的另一制造方法的工序圖。圖6為表示本發(fā)明的再另一制造方法的工序圖。圖7為表示本發(fā)明的再另一制造方法的工序圖。圖8為表示本發(fā)明的再另一制造方法的工序圖。圖9為說明由圖8的制造方法獲得的本發(fā)明的構件的作用的說明圖。圖10為表示本發(fā)明的再另一制造方法的工序圖。圖11為說明本發(fā)明的構件的結構的說明圖。圖12為說明圖11所示本發(fā)明的構件的效果的說明圖。
具體實施例方式下面使用圖示實施例對本發(fā)明進行說明，在圖1中，作為滑動構件的半球狀滑履I被用于以前公知的斜盤式壓縮機，夾裝在未圖示的傾斜地設置在旋轉軸上的斜盤與設在活塞上的半球狀的凹部之間，隨著斜盤的旋轉能夠往復地驅動活塞。上述半球狀滑履1，具有呈半球狀的滑動面2和端面?zhèn)鹊钠教沟幕瑒用?，半球狀滑動面2與上述活塞的半球狀的凹部滑動接觸，并且平坦狀滑動面3與斜盤滑動接觸。在圖2所示半球狀滑履I的制造方法中，由鍛造等將低碳鋼等的坯料成形為所需要的半球形狀后，對整體進行淬火。圖2 (a)表示被成形為半球形狀的半球狀滑履坯料IA的平坦狀滑動面3A。此淬火工序如以前眾所周知的那樣進行，S卩，由未圖示的加熱爐一齊加熱許多半球狀滑履坯料1A，加熱成所需要的溫度后進行急冷。于是，在坯料為低碳鋼的情況下，被淬火了的半球狀滑履坯料IA的硬度成為例如Hv750左右。另外，作為上述坯料，可使用能夠淬火的鐵類材料、鋁硅合金、銅合金、純鈦、鈦合金等，如能夠追隨表面的彈性變形，則也可對上述坯料實施表面處理。另外，作為斜盤等對方構件，最好為高強度黃銅、鐵類母材、鐵類母材十銅合金、鋁硅合金、鐵類母材十鋁硅合金、鐵類母材+樹脂涂覆等表面處理。對半球狀滑履坯料IA進行了淬火后，接下來，以點狀或線狀對半球狀滑履坯料IA的平坦狀滑動面3A的一部分即被淬火了的平坦狀滑動面3A的一部分進行退火，形成退火部6 (圖2 (b))。由此，在上述滑動面3A上形成退火部6和成為其他的部分的淬火部7。于是，被退火了的退火部6的硬度成為例如Hv550左右。此后，上述退火部6和淬火部7由研磨加工、滾磨加工等研磨得平滑而且平坦，完成具有退火部6和淬火部7的平坦狀滑動面3。上述點狀或線狀的退火部6的形狀可做成各種形狀。作為線狀的退火部6，如圖3所示，可做成平行的直線狀(圖3 (a))、同心圓狀(圖3 (b))、螺旋狀或渦旋狀(圖3 (C))、格子狀(圖3 (d)、(e))，或使小圓(環(huán)狀)散布的形狀(圖3 (f))，另外，雖然未圖示，但也可為放射狀。并且，作為點狀的退火部6，可如圖3 (g)所示那樣真正地形成為點狀，另外，也可為將上述各種形狀的2個以上加以組合的形狀。作為對上述平坦狀滑動面3A的一部分局部地進行退火的技術手段，可使用YAG激光、CO2激光、電子束、TIG弧、等離子弧或烙鐵等高溫熱源。在使用激光進行退火的情況下，可通過由激光的照射對其照射部進行加熱，其后由空冷冷卻到常溫進行。加熱溫度根據(jù)坯料的到那之前的熱歷史而不同。另外，在由激光對鋼進行淬火的情況下，雖然需要由激光的照射將其照射部加熱到鋼的馬氏體開始點(約727°C)以上，但在退火的情況下，當然成為比淬火時低的溫度的加熱。在這樣在硬度大的淬火部7具有硬度小的退火部6的平坦狀滑動面3，如圖4所示，當在該平坦狀滑動面3上作用了大的油膜壓力時，退火部6相對于淬火部7發(fā)生擠壓變形而成為凹狀，在其表面上形成點狀或線狀的凹部6A。另外，附圖標記9為斜盤等的對方側滑動面。上述凹部6A根據(jù)其形狀而作為油槽、油通路起作用，如由后面的試驗結果表示的那樣，由此凹部6A能夠顯著提高半球狀滑履I的抗燒結性。由于退火部6發(fā)生擠壓變形成為凹狀而形成上述凹部6A，所以，即使平坦狀滑動面3，即淬火部7、退火部6的整個面被磨損，上述凹部6A也不會消失，因此，能夠長期維持良好的抗燒結性。另外，即使在平坦狀滑動面3成為高溫那樣的情況下，也不會受到由此產生的不良影響，在高溫狀態(tài)下也能夠確保優(yōu)越的抗燒結性。圖5為表示本發(fā)明的第2實施例的圖，在本實施例中，在圖2所示最終工序后，即在由研磨加工等將退火部6和淬火部7研磨得平坦后，再通過拋光等將退火部6的表面形成為凹狀，在該退火部6的表面上預先形成凹部6B。如上述那樣，即使退火部6的表面平坦，如在該退火部6的表面作用大的油膜壓力，則也在該表面上形成凹部6A，但如果如本實施例那樣預先形成凹部6B，則在作用大的油膜壓力之前起該凹部6B就能夠用作油槽、油通路。上述油槽部6A的深度最好形成成為1. 0 ii m左右。可是，在使用激光進行退火的情況下，雖然如上述那樣由比淬火時低的溫度，以點狀或線狀對淬火了的平坦狀滑動面3A的一部分進行退火，形成退火部6 (參照圖2 (b))，但此時對于某些加熱條件，有時誤進行了淬火，如圖6 (b)所示那樣在退火部6的中央部分殘存有淬火部8。此殘存淬火部8，由于形成退火部6時的中央部分的高溫化和急冷而殘存，所以，在退火部6的中央部分如浮島那樣殘存，此殘存淬火部8不會連續(xù)地形成在作為母材的平坦狀滑動面3的淬火部7上。于是，上述殘存淬火部8在本發(fā)明中為不需要的部分，另外，由于以從平坦狀滑動面3A的表面突出的狀態(tài)殘存，所以，最好在由研磨加工等將上述退火部6和淬火部7研磨得平坦時將其除去(參照圖6 (b)、(c))?；蛘?，也可如圖7所示那樣，根據(jù)殘存淬火部8的深度、大小，在由退火形成了淬火部8殘存的退火部6后(圖7 (b))由研磨、拋 光等將退火部6的表面形成為凹狀，將上述殘存淬火部8除去(圖7 (C))。雖然最好如上述那樣將上述殘存淬火部8除去，但不一定非要將殘存淬火部8完全地除去。圖8為在退火部6的中央部分依然殘存了淬火部8，包含該殘存淬火部8在內針對與退火部6和淬火部7，將平坦狀滑動面3A的整個表面研磨得平坦而且平滑的圖。S卩，在由退火形成了淬火部8殘存的退火部6后(圖8(b))，由研磨、拋光等以使平坦狀滑動面3A的表面變得平滑的方式進行加工(圖8 (C))。在此階段，殘存淬火部8從由退火部6和淬火部7形成的平坦狀滑動面3A的表面突出。然后，由相對較長時間的滾磨等研磨，包含殘存淬火部8在內，將平坦狀滑動面3A的表面研磨得平坦(圖8 (d))。如這樣包含殘存淬火部8在內將平坦狀滑動面3A的整個表面形成得平坦，則該殘存淬火部8殘存在退火部6的中央部分，所以，如圖9所示，當在退火部6的表面上作用大的油膜壓力，在該退火部6的表面上形成了凹部6A時，殘存淬火部8從平坦狀滑動面3A的整個表面退沒。因此，上述殘存淬火部8不會與對方側滑動面9接觸，能夠獲得與由圖4說明了的作用效果同等的作用效果?；蛘撸部筛e極地使殘存淬火部8的表面凹下。圖10 (a) (C)，表示與圖8 (a) (C)相同的制造工序，在由研磨、拋光等以使平坦狀滑動面3A的表面變得光滑的方式進行了加工后(圖10 (c))，對半球狀滑履坯料IA的整體實施低溫回火。在此低溫回火工序中，將整個半球狀滑履坯料IA在例如150°C保持I 1. 5小時，其后，進行緩冷。由此，殘存淬火部8的正方晶體的馬氏體變化成混合了立方晶體的馬氏體和碳化物的回火馬氏體組織。于是，殘存淬火部8產生收縮，該殘存淬火部8的表面從平坦狀滑動面3A的整個表面退沒(圖10 (d))。如這樣使殘存淬火部8的表面凹下而形成凹部6C，則在作用大的油膜壓力之前就能夠將該凹部6C用作油槽、油通路。而且，此時也可如使用圖5進行了說明那樣，在退火部6的表面預先形成凹部6B。并且，也可根據(jù)需要，如由圖8 (C)、圖10 (C)表示的那樣，使殘存淬火部8為依然從由退火部6和淬火部7形成的平坦狀滑動面3A的表面突出了的狀態(tài)。
S卩，也可在由退火形成了淬火部8殘存的退火部6后(圖8(b))，由研磨、拋光等以使得平坦狀滑動面3A的表面變得光滑的方式進行加工(圖8 (c))，使殘存淬火部8依然為從由退火部6和淬火部7形成的平坦狀滑動面3A的表面突出了的狀態(tài)。即使在此情況下，如殘存淬火部8的突出高度很小，則當在退火部6的表面上作用大的油膜壓力而在該退火部6的表面上形成了凹部時，能夠使該殘存淬火部8從平坦狀滑動面3A的整個表面退沒。即使殘存淬火部8與對方側滑動面進行了滑動接觸，由形成在退火部6的表面上的凹部6A，也能夠將該凹部用作油槽、油通路，并且，由于上述殘存淬火部8的硬度大，所以，抗燒結性不會大幅度降低，能夠確保良好的抗燒結性。圖11，為通過模擬對本發(fā)明的構件的作用效果進行說明的說明圖。如圖11所示，在此模擬中，作為本發(fā)明的構件，在淬火成了硬度Hv750的坯料IA上形成直徑0. 9mm的點狀的退火部6。此退火部6在坯料IA內形成為半球狀，其深度成為 100 u m0另外，在退火部6的表面的中央殘存有殘存淬火部8，此殘存淬火部8在退火部6內形成為半球狀，其直徑為0. 3mm,深度為50 u m。而且，淬火了的坯料IA的退火部6和殘存淬火部8的表面，即平坦狀滑動面3A的整個表面形成為平坦的面。當在具有上述結構的本發(fā)明的構件的滑動表面上施加了可能在汽車空調壓縮機內的半球狀滑履與斜盤之間產生的50MPa這一壓力時，如由圖9所示那樣，由退火部6的凹狀的變形在其表面上形成凹部6A，該凹部6A的深度H為0. 01 ii m。此時，殘存淬火部8的表面，由于預先與平坦狀滑動面3A的整個表面一致地形成為平坦的面，所以，隨著退火部6的凹狀的變形而從上述平坦狀滑動面3A的整個表面退沒，不會與對方側滑動面9抵接。并且，圖12為對上述本發(fā)明的構件和比較用的構件進行了的關于抗燒結性的試驗的結果。作為比較用的構件，使用硬度Hv750的淬火了的坯料IA的滑動面3A單純地形成得平坦的構件。此試驗條件如下。試驗條件氣氛汽車空氣壓縮機吸入制冷劑氣氛制冷劑Rl34a油冷凍機油轉速7200rpm對方構件高強度黃銅制斜盤載荷從4. 8MPa開始每15分鐘增大2. OMPa燒結判定在斜盤的旋轉驅動轉矩超過了1. Okg m的時刻如從圖12可以理解的那樣，比較用的構件在6. 8MPa發(fā)生了燒結，但在本發(fā)明的構件，即使超過16MPa也沒有發(fā)生燒結。由此，能夠理解本發(fā)明的構件相對于比較用的構件具有高的抗燒結性能。另外，在上述實施例中，作為滑動構件，雖然例示了半球滑履1，但不限于此，可將本發(fā)明適用于各種滑動構件。另外，在上述實施例中，雖然在半球滑履I的平坦狀滑動面3形成了退火部6，但也可形成在半球狀滑動面2上。附圖標記說明I半球狀滑履 IA半球狀滑履還料2半球狀滑動面3、3A平坦狀滑動面6退火部6A、6B、6C凹部
7淬火部8殘存淬火部
權利要求
1.一種滑動構件，具有與對方構件進行滑動的滑動面；其特征在于 對上述滑動構件的至少上述滑動面進行淬火而形成淬火部，并且，對被淬火了的滑動面的一部分進行局部退火而形成退火部，此退火部在油膜壓力作用在上述滑動面上時能發(fā)生擠壓變形，以使其表面成為凹狀。
2.根據(jù)權利要求1所述的滑動構件，其特征在于上述淬火部的表面和退火部的表面被形成為平坦的面，形成有該淬火部和退火部的整個滑動面被形成為平坦的面。
3.根據(jù)權利要求1所述的滑動構件，其特征在于上述淬火部的表面被形成為平坦的面，并且上述退火部的表面形成為凹狀。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的滑動構件，其特征在于在上述退火部的中央部分殘存有淬火部。
5.根據(jù)權利要求4所述的滑動構件，其特征在于殘存在上述退火部的中央部分的殘存淬火部的表面被形成為平坦的面。
6.根據(jù)權利要求4所述的滑動構件，其特征在于殘存在上述退火部的中央部分的殘存淬火部的表面形成為凹狀。
7.根據(jù)權利要求4所述的滑動構件，其特征在于殘存在上述退火部的中央部分的殘存淬火部的表面形成為凸狀。
8.根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的滑動構件，其特征在于上述退火部為平行的直線狀、同心圓狀、螺旋狀、渦旋狀、格子狀、放射狀、散布了小圓的形狀、點狀中的任一個，或為將它們的2個以上加以組合的形狀。
9.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的滑動構件，其特征在于上述滑動構件為半球狀的滑履，該滑履具有半球狀的滑動面和平坦狀的滑動面，在平坦狀的滑動面上形成上述淬火部和退火部。
10.一種滑動構件的制造方法，該滑動構件具有與對方構件進行滑動的滑動面；該滑動構件的制造方法的特征在于 在對上述滑動構件的至少上述滑動面的整個區(qū)域進行淬火而形成了淬火部后，對上述被淬火了的滑動面的一部分局部地進行退火而形成退火部，進而，把上述淬火部的表面和退火部的表面形成為平坦的面。
11.根據(jù)權利要求10所述的滑動構件的制造方法，其特征在于在上述退火部的中央部分殘存有淬火部，當把上述淬火部的表面和退火部的表面形成為平坦的面時，把殘存在了該退火部的中央部分的殘存淬火部的表面也形成為平坦的面。
12.根據(jù)權利要求11所述的滑動構件的制造方法，其特征在于在把上述殘存淬火部形成為平坦的面后，對滑動構件實施低溫回火，將上述殘存淬火部的表面形成為凹狀。
13.根據(jù)權利要求10至12中任一項所述的滑動構件的制造方法，其特征在于在把上述退火部形成為平坦的面后，將該退火部的表面形成為凹狀。
14.根據(jù)權利要求10至14中任一項所述的滑動構件的制造方法，其特征在于上述退火部為平行的直線狀、同心圓狀、螺旋狀、渦旋狀、格子狀、放射狀、散布了小圓的形狀、點狀中的任一個，或為將它們的2個以上加以組合的形狀。
全文摘要
半球狀滑履(滑動構件)(1)的平坦狀滑動面(3)被淬火而形成淬火部(7)。對淬火了的滑動面的一部分局部地進行退火而形成退火部(6)，當在上述滑動面(1)上作用油膜壓力時，此退火部(6)發(fā)生擠壓變形，以使其表面成為凹部(6A)。在上述退火部(6)上，也可以在其中央部分殘存殘存淬火部(8)。由于能夠將上述凹部(6A)用作油槽、油流通路，所以，能夠確保優(yōu)越的抗燒結性。
文檔編號F16C33/14GK103026086SQ201180036438
公開日2013年4月3日 申請日期2011年3月22日 優(yōu)先權日2010年7月27日
發(fā)明者野村諭, 八田政治, 金光博 申請人:大豐工業(yè)株式會社