JPH0765133B2 - 耐摩耗性銅系焼結含油軸受材料 - Google Patents

耐摩耗性銅系焼結含油軸受材料

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JPH0765133B2
JPH0765133B2 JP63259507A JP25950788A JPH0765133B2 JP H0765133 B2 JPH0765133 B2 JP H0765133B2 JP 63259507 A JP63259507 A JP 63259507A JP 25950788 A JP25950788 A JP 25950788A JP H0765133 B2 JPH0765133 B2 JP H0765133B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、摺動相手軸を傷付けることがない生材軸に適
する耐摩耗性銅系焼結含油軸受合金に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
焼結含油軸受は、一般に相手材である軸に対して焼き付
き難い基地合金相を有し、潤滑油を摺動面に供給する含
油孔を生成しており、また必要に応じてこれに固体潤滑
剤を添加したものであり、摺動時の潤滑はこれらによっ
て維持される。
このような銅錫系焼結含油軸受合金としては、例えば本
出願人による特公昭60−35978号が挙げられる。この合
金は、摺動面状況に及ぼす基地合金と固体潤滑剤につい
て考察し、ニッケルまたはコバルトを添加することによ
って基地合金を強靭化してその塑性変形を防止し、以て
固体潤滑剤が効果的に摺動面に現れ固体潤滑機能を十分
発揮させようとするものである。
具体的には２〜15％の固体潤滑剤を含有する銅錫系材料
中にニッケルまたはコバルトの少なくとも一方を１〜20
％添加した合金である。
この合金は、通常の固体潤滑剤を含む銅錫系焼結含油軸
受に比べ、軸受の摩耗量が極めて少ない材料である。
また、その製造方法は粒度100メッシュ以下の電解銅粉
末、100メッシュ以下の錫粉末、200メッシュ以下のニッ
ケル粉末またはコバルト粉末、二硫化モリブデン粉末お
よび鉛粉末を上記組成になるよう配合し、通常の方法で
成形・焼結するものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
前述した従来の焼結含油軸受材料は、基地合金相を強化
したものであるから、相手軸に対して比較的アタック性
があり、軸をかじって損傷を与える結果、摩擦係数が増
大する傾向があった。
この現象は焼き入れされた軸受鋼やステンレス鋼製の軸
においては生じることがなく実用上なんら問題なかった
が、熱処理しない（以下、生材という）炭素鋼やステン
レス鋼では認められた。
生材軸はコストの面で有利であり、焼結含油軸受と組み
合わせて採用する産業界の傾向があり、アタック性の無
い材料が望まれていた。
本発明は上述の事情により成されたもので、従来材の軸
に対するアタック性を改良することを目的としたもので
ある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の生材軸に適する焼結含油軸受材料は、固体潤滑
剤を含む銅錫系材料にコバルトを添加すると共に、その
コバルトを特定の粒子径の形で分散させることを骨子と
し、具体的には錫２〜11重量％と、コバルト１〜20重量
％と、固体潤滑剤として二硫化モリブデン、黒鉛および
鉛の少なくとも１種２〜15重量％とを含有し、コバルト
が平均粒径20μｍ以下で分散している組織を有すること
を特徴とするものである。
〔作用〕
ついで、構成要件の作用について説明する。
銅錫系焼結合金における通常の錫添加率は８〜11重量％
であるが、本発明においては後述するコバルトの添加に
よりこの基地を強靭化する効果によって、２〜11重量％
錫の範囲が適用できる。
製造する際に、原料は銅粉と錫粉を混合したものでも合
金粉の形でも差は認められない。
コバルトは銅および錫と一部合金となり、細かく分散し
た組織構成にすることにより、基地を補強する作用をす
る。このときコバルトは好ましい粒子径と添加量とがあ
る。粒子径を大きい状態で分散させると、生材軸と摺動
する際にコバルト粒子の作用が大き過ぎて軸を傷付け易
くなり、平均粒子径を20μｍ以下にすることが必要であ
る。
このためコバルトは、平均粒子径が20μｍ以下のコバル
ト粉末の形で添加するか、このコバルト粉末を青銅合金
粉または銅粉に冶金的に付着させた粉末が用いられる。
合金粉の形では分散組織は得られない。
また、添加量は１〜20重量％の範囲が良好であり、１重
量％より少ないと所望する基地の強化が無く、20重量％
を越えると生材軸を傷付け易くなる。
固体潤滑剤は一般的な二硫化モリブデン、鉛、黒鉛を採
用し、各々単独でも混ぜ合わして用いても同じ作用をす
る。添加量は２〜15重量％の範囲であり、効果と費用を
勘案すると２〜10重量％が好ましい。２重量％より少な
いと潤滑効果が認められず、15重量％を越えると材料の
強度が低くなり好ましくない。
〔実施例〕
次に、本発明を実施例に基づいて説明する。
下記に示す原料粉を準備した。コバルト粉は４種類で、
Ａで示した粉末が従来用いていたものである。
（１）Cu−９％Sn合金粉 −100メッシュ （２）電解銅粉 −100メッシュ （３）錫粉 −200メッシュ （４）ニッケル粉 −200メッシュ （５）コバルト粉第１表に示す粒度分布のＡ〜Ｄの４種
類 （６）鉛 −250メッシュ （７）二硫化モリブデン粉 −100メッシュ （８）黒鉛粉 −100メッシュ これらの粉末を第２表に示す組成になるように配合し、
押型で軸受形状に成形したのちアンモニア分解ガス中、
温度780℃で焼結した。そしてサイジングして密度6.5g/
cm3の所定寸法とし、粘度グレード68相当のタービン油
を含浸して試料に供した。
第２表において、MoS2は二硫化モリブデン、Ｃは黒鉛を
表わし、Cuは省略してある。またCo欄のＡ〜Ｄは第１表
と同じである。
これらの各試料について、軸受耐久試験を行った。用い
た軸は構造用炭素鋼S45Cの生材で、滑り速度5m/min、荷
重kgf/cm2、軸受周辺の温度160℃の条件にて200時間運
転した。
その試験結果および各試料の表面硬さ測定結果を第３表
に示す。
試料１と２は、従来材を代表とする軸受材の基地強化元
素の比較であり、両者とも軸受の摩耗は少ないが、相手
軸を傷付けた。
第１図は、試験前後の軸表面粗さを例示したもので番号
１〜５は第２表および第３表と対応しており、それぞれ
左側に示した試験前の粗さのもの（Ａ）が試験後右側に
示す粗さ（Ｂ）になったことを示したものである。いず
れも面粗さが小さくなり凹形に摩耗していることを示し
ている。第１図の縦の目盛は0.2μｍ、横の目盛は0.5mm
である。
詳細に観察すると、ニッケル添加は硬さが高く軸を傷付
けやすい性質が大きい傾向がある。これはニッケルはコ
バルトに比べ、銅および錫と合金化し易いため、硬い金
属間化合物となっていると考察される。
試料No.2〜５はコバルトの粒度の影響を現しており、従
来の粒度（Ａで示す）によるものより細かい粒度におい
て良好な結果を示していることが分かる。特に平均粒径
20μｍ以下の試料No.4、５が優れている。なお、コバル
トの粒度は特性Ｘ線による面分析および線分析によって
測定することができ、原料粉末の粒度測定値とほぼ一致
する。
試料No.6、７は、３種類の固体潤滑剤を用い添加量が多
い実施例で、硬さは低いが軸受性能が優れていることが
分かる。
試料No.5、８、９は、コバルトの添加量の効果を比較し
たもので、添加量が多くなると共に硬さが高くなるが、
軸の摩耗は認めない。
試料No.10は、錫量を減らし、コバルト量を増加したも
のであるが、良い結果を示している。
なお、試料No.6〜10の軸表面粗さは、試料No.4および試
料No.5と同様な波形を示したので、第１図では省略して
ある。
一方、これらの軸受試料を軸受鋼SUJ2の熱処理材で作っ
た軸で同様な試験を行ったが、いずれの試料も軸、軸受
ともに損傷がなく、硬い軸では差異が認められなかっ
た。
〔発明の効果〕 以上、説明したように本発明は先に開発した特公昭60−
35978号記載の焼結含油軸受材を改良し、基地強化付与
元素をコバルト、その平均粒径を20μｍ以下に限定した
ものであるから、用いられる軸の材質が生材でも傷付け
ることがなく、また、熱処理材にも採用できるので、広
範囲の用途に用いられるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は軸受試験前後の軸表面粗さ測定結果を示すチャ
ートである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】錫２〜11重量％と、コバルト１〜20重量％
    と、固体潤滑剤として二硫化モリブデン、黒鉛および鉛
    の少なくとも１種２〜15重量％とを含有し、コバルトが
    平均粒径20μｍ以下で分散している組織を有することを
    特徴とする生材軸に適する耐摩耗性銅系焼結含油軸受材
    料。
JP63259507A 1988-10-17 1988-10-17 耐摩耗性銅系焼結含油軸受材料 Expired - Fee Related JPH0765133B2 (ja)

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