JPH03150330A - 軸受の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、鉄粉粒子の表面に均一に銅を被覆した銅被覆
鉄粉を主成分とする焼結含油軸受の製造方法に関する。 （従来の技術） ＶＴＲのキャプスタンモータ等の軸受には、軸の摺動性
に優れ、短時間で軸となじみ、耐摩耗性に優れた特性が
望ま九る。 本出願人は上記特性を達成した焼結含油軸受を特願昭６
２−１７２３６１号において提案している。その軸受は
鉄粉の各単一粒子ごとの表面に銅を被覆した複合粉末を
主材として成形するとともに、焼結し、潤滑油を含浸さ
せてなる鉄−銅系焼結含油軸受において、その複合粉末
は鉄粉の表面に重量２０〜５０％の銅を被覆し、該複合
粉末の粒度を２００メツシュ以下とし、この複合粉末６
０〜９５重量％に銅一グラフフィト複合粉末を５〜４０
重量％にしたことを特徴とする鉄　銅系焼結含油軸受で
ある。この軸受の製造には、一例として前記特願昭６２
−１７２３６１号に示された以下のような製法が取られ
る。 銅の被覆量４０重量％で、粒度分布２００メツシュ以下
の銅被覆鉄粉８０重量％に、グラファイト（カーボン）
含有率１．３％で粒度分布２００メツシュ以下の銅一グ
ラファイト複合粉末２０重量％と、成形時の押出し型と
粉末との間の潤滑剤としてのステアリン酸カルシウムま
たはステアリン酸リチウム０．３〜０．５重量％とを配
合し。 混合攪拌後、１〜２トン／ａＪの加圧力で成型し、外径
７．０２纏ダ、内径３．５４閣ダ、高さ４゜Ｏ■の円筒
状圧粉体を得て、該圧粉体を予備加熱後、７５０〜８０
０℃で３０分間続けてアンモニア分解ガス中で焼結させ
、焼結体を得る。そしてこの焼結体の寸法精度を円形面
の面精度の向上および内面のポーラスを微細化する目的
で、サイジンク（再圧縮）シ、そのあと、６０℃にて真
空加熱し、潤滑油としての液状グリスを含浸させ、鉄−
銅系焼結含油軸受を得る。 上記軸受によれば、軸と軸受との間に潤滑膜をできやす
くして、軸と軸受とを短期間でなじませることができる
。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来例の製法では、焼結時の温度が
高いので、焼結歪みが生じやすく、軸受の寸法精度が悪
くなりやすい傾向がある。また。 焼結時の高温度で軸受材料の表面組織が変化しやすく、
各条件を厳密に制御しなければ、表面の柔らかさを失い
、希望するなじみ特性が達成できない問題点がある。 本発明は、焼結歪みを少なくし、寸法精度を高精度に保
つことができ、なじみ特性を安定して良好に保持でき、
かつ圧環強度を高レベルにすることができる軸受の製造
方法を提供するものである。 （ＩＩ題を達成するための手段） 上記目的を達成すべく、本発明の軸受の製造方法は、２
５０メツシュより細かい微小粉を５０〜１００重量％含
有する銅被覆鉄複合粉末からなる主成分と、２５０メツ
シュより細かい微小粉を５０〜１００重量％含有する銅
粉末からなる副成分と、若干の錫等の素地強化成分粉末
とを混合し、６５０〜７５０℃で焼結して軸受を製造す
ることを特徴とする特 ＊作　　　用） 本発明の軸受の製造方法においては、粉末粒子が２５０
メツシュより細かいことにより、Ｉｌ粉表面自由エネル
ギーが大きいため、一般焼結温度以下においても、焼結
がｆ遭され、焼結歪みが小さく、寸法精度が良い。 また、軸受表面材質はＣｕ材質単味で存在するため（一
般Ｃｕ系材質では、青銅である）、Ｃｕの軟らかさの特
徴を発揮でき、きわめてなじみ特性が良い、また、　な
じみにより各粒子が塑性流動することで、銅被覆さ九た
鉄地が出現し、この鉄地にて、耐摩耗性が確保される。 さらに、２５０メツシュより細かい粉を多く含むことに
より、低温焼結が良くなることの他に。 軸受として、ポーラス構造が微細化され、ポーラスに含
まれる油の油圧が高くなり、軸受摺動部に存在する油が
ポーラスに逃げにくくなり、油膜切れしなくなる。 （実　　施　　例） 以下、本発明の軸受の製造方法について図面に基づき説
明する。 まず、本発明の軸受の製造方法において、粉末粒度の細
かさによってなじみ特性がどのように影響されるかにつ
いて説明する。

【実施例１゜ 粉末粒度の細かさとなじみ特性の関係】まず、軸受体試
料４体を以下のように成型した。 （試料１） 銅の被覆量４０重量％で、粒度分布３２５メツシュ以下
の銅被覆鉄粉８０重量％に、粒度分布３２５メツシュ以
下の銅粉末２０重量％と、錫粉末１重量％と、成型時の
押出し型と粉末との間の潤滑剤としてのステアリン酸カ
ルシウムまたはステアリン酸リチウム０．４重量％とを
配合し、混合攪拌後、１〜２トン／ａｉの加圧力で成型
し、外径７．０２■グ、内径３．５４■ダ、高さ４．０
閣の円筒状圧粉体を得て、該圧粉体を予備加熱後、７０
０℃で３０分間続けてアンモニア分解ガス中で焼結させ
、焼結体を得た。そしてこの焼結体の寸法精度を円形面
の面精度の向上および内面のポーラスを微細化する目的
で、サイジンク（再圧縮）し、そのあと、６０℃で真空
加熱し、潤滑油としての液状グリスを含浸させ、鉄−銅
系焼結含油軸受を得た。なお、本試料例においてはサイ
ジングを行なっており、サイジングを行なうことは、上
記理由からして望ましいが、サイジングを行なわなくと
も、所望性能を得ることは可能であり、よってサイジン
グは行なわれなくとも良い、これは。 以下の試料例においても同様である。 （試料２） 試料１の銅被覆鉄粉および銅粉末の粒度分布を２５０メ
ツシュにそれぞれ替え、あとの条件は試料１と同じにし
て、同じ方法により、軸受を成型した。 （試料３） 試料１の銅被覆鉄粉および銅粉末の粒度分布を２００メ
ツシュにそれぞれ替え、あとの条件は試料ｌと同じにし
て、同じ方法により、軸受を成型した。 １試料４） 試料１の銅被覆鉄粉および銅粉末の粒度分布を１００メ
ツシュにそれぞ九替え、あとの条件は試料ｌと同じにし
て、同じ方法により、軸受を成型した。 そして上記のように成型した軸受試料４体をそれぞれ表
面面あらさ０，２ＳなるＳＵＳ４２０Ｊ２の回転軸を受
容させ、下記条件の下でなじみ運転を行ない、なじみ特
性を表わすものの１つである軸受の摩擦ロス電流の経時
的変化を調べた。 軸荷重　１５ｋｇ／Ｊ、＠転数　６Ｏｒｐｍ、運転時間
　２．５時間 その結果を第１図に示す、第１図において、横軸に運転
時間、縦軸に軸受摩擦ロス電流をとり、１．２１３．４
はそれぞれ試料１、試料２．試料３゜試料４の１線であ
る。第１図から明らかなように、銅被覆鉄粉および銅粉
末の粒度分布を２５０メツシュより細かくすると、３０
分程度以下で軸受摩擦ロス電流が低電流（約５０ｍＡ）
で一定になっている。即ち、極めて短時間で軸と軸受が
なじんでくるというのが分かる。 但し、３５０メツシュより細かい粉が多くなりすぎると
、粉末流動性が悪くなり、成型時金型に入る粉末量が不
安定となるので注意を要する。

【実施例２゜ ２５０メツシュより細かい微小粉を使用した場合の焼結
温度と圧型強さの関係】 （実験１） （１）銅の被覆量４０重量％の銅被覆鉄粉８０重量％（
但し、粒度分布３５０メツシュを６０％、２５０メツシ
ュを３５％配合されたもの） （至）銅粉末２０重量％（但し、粒度分布２５０メツシ
ュを少なくとも９５％配合されたもの）Ｏ）錫粉末１重
量％（但し、粒度分布３２５メツシュで１００％構成さ
れたもの） （４）粉末潤滑剤（ステアリン酸カルシウムまたはステ
アリン酸リチウム０．４重量％） 上記の０）（ニ）（３）（４）の混合粉末を混合攪拌後
、６゜５ｇｒ／ｃｊの加圧力で成型し、外径７．０２■
グ、内径３．５４−一、高さ４．０■の円筒状圧粉体を
得て、該圧粉体を予備加熱後、アンモニア分解ガス中で
２０分間、 （１）７３０℃で焼結させ、焼結体を得た。そしてこの
焼結軸受の圧型強さを測定すれば、１８−／■２（サイ
ジング前）であった。 （１１）６８０℃で焼結させ、焼結体を得た。そしてこ
の焼結軸受の圧型強さを測定すれば、１６ｋｇ／■２（
サイジング前）であった。 （ｍ）６３０℃で焼結させ、焼結体を得た。そしてこの
焼結軸受の圧型強さを測定すれば、１４ｋｇ／■１（サ
イジング前）であった。 その結果を第２図にグラフで示す。 （実験２） ０）銅の被覆量２５重量％の銅被覆鉄粉７０重量％（但
し、粒度分布３５０メツシュを６０％、粒度分布２５０
メツシュを３５％配合されたもの）（ニ）銅一グラファ
イト複合粉末３０重量％（但し、粒度分布２５０メツシ
ュを少なくとも９５％配合されたもの） （３）錫粉末２重量％（但し、粒度分布３２５メツシュ
で１００％構成されたもの） （６）粉末潤滑剤（ステアリン酸カルシウムまたはステ
アリン酸リチウム０．４重量％） 上記の（１）（２）　（３）（イ）の混合粉末を混合攪
拌後、６゜５ｇｒ／ａｆの加圧力で成型し、外径７．０
２■グ。 内径３．５４■ダ、高さ４．０■の円筒状圧粉体を得て
、該圧粉体を予備加熱後、アンモニア分解ガス中で２０
分間、 （１）７３０℃で焼結させ、焼結体を得た。そしてこの
焼結軸受の圧型強さを測定すれば、１６ｋｇ／■２（サ
イジング前）であった。 （ｎ）６８０℃で焼結させ、焼結体を得た。そしてこの
焼結軸受の圧型強さを測定すれば、１４ｋｇ／■２（サ
イジング前）であった。 （ｍ）６３０℃で焼結させ、焼結体を得た。そしてこの
焼結軸受の圧型強さを測定すれば−１０ｋｇ／閣＋（サ
イジング前）であった。 その結果を第３図にグラフで示す。 実験ｌおよび実験２から分かるように、２５０メツンユ
より細かい粉を多く含むことにより、７５０〜６５０℃
の低温でも焼結が良くなり、実用上、十分な圧型強さを
得ることができることが確認された。 （発明の効果） 以上、説明したように、本発明の軸受の製造方法におい
ては、以下のような効果を有する。 ■焼結温度を６５０〜７５０℃とすることにより。 焼結歪みが少なくなり、軸受の寸法精度が保てる。 ■焼結温度を６５０〜７５０℃とすることにより、軸受
材料の表面の組織が変化せず、柔らかさを失わない。 ■粉末粒子が細かいので、ポーラスも細かくなり、油圧
が高くなり、潤滑性が良くなり、初期からでもなじみ特
性が良くなる。 ■粉末粒子が細かいので、低温焼結でも結合力が弱くな
らず、圧環強度が落ちない。 ■銅被覆鉄粉が主成分であるため、なじみ後、鉄地が出
現し、耐摩耗性が確保されるため軸受が高寿命になる。 図面の簡単な説明 第１図は軸受のなじみの程度を示す図、第２図および第
３図はそれぞれ焼結温度と圧型強さとの関係を示す図で
ある。 ｆ′ＰＦ）４　目 ｌｔＡ 畳

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２５０メッシュより細かい微小粉を５０〜１００重量％
   含有する銅被覆鉄複合粉末からなる主成分と、２５０メ
   ッシュより細かい微小粉を５０〜１００重量％含有する
   銅粉末からなる副成分と、若干の錫等の素地強化成分粉
   末とを混合し、６５０〜７５０℃で焼結して軸受を製造
   することを特徴とする軸受の製造方法。