JPH0776570B2 - 無給油摺動部材 - Google Patents

無給油摺動部材

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JPH0776570B2
JPH0776570B2 JP67588A JP67588A JPH0776570B2 JP H0776570 B2 JPH0776570 B2 JP H0776570B2 JP 67588 A JP67588 A JP 67588A JP 67588 A JP67588 A JP 67588A JP H0776570 B2 JPH0776570 B2 JP H0776570B2
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正弘 樋口
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は軸受やスライドプレート等として使用される無
給油摺動部材に関するものである。
(従来の技術) 一般に無給油摺動部材として焼結合金軸受等がある。
これは、鉄系粉末を圧縮形成、焼結、潤滑材の含有処理
等を施して形成されたものであり、圧壊強さが17〜20kg
f/mm2程度で、かつ空孔率が体積比に対して18%以上で
あるものが多いため、専ら軽荷重や中速度の摺動部材と
して利用され、衝撃荷重の高いプレス金型等のガイド部
材には機械的強度が弱いという理由で使用されていなか
った。
そのため上記ガイド部材には鋳鉄、アルミ青銅合金鋼材
等の孔部に固体潤滑材を埋設して形成したものが使用さ
れている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、以上のガイド部材は鋳鉄を母材として固
体潤滑材を埋設加工する場合、鋳鉄母材の六面機械加
工、固体潤滑材の孔加工、固体潤滑材の埋設加工、仕上
機械加工、取付孔の面取加工、上下面研削加工等の多く
の工程を経て生産されるため、加工に時間と手間がかか
りその加工費が高価になるという問題点があった。
本発明は以上の様な問題に鑑みてなされたものであり、
その目的は、加工工程を少なくすることにより容易かつ
安価で機械的強度の大きな無給油摺動部材を提供するこ
とである。
(問題点を解決するための手段) 以上の問題点を解決するための本発明の第1の発明は、
鉄粉に3〜8重量%の黒鉛、3〜5重量%の錫、1〜3
重量%のケイ素、5〜10重量%の銅を含有して形成され
た摺動面側合金層と、鉄粉に20〜30重量%のステンレス
鋼の短繊維を含有して形成された中間合金層と、0.3〜
0.9重量%の炭素を含有した炭素鋼粉に1〜5重量%の
銅を含有して形成された支持体合金層との三層構造によ
り構成されたことを特徴とする構成にすることであり、
第2の発明は鉄粉に3〜8重量%の黒鉛、3〜5重量%
の錫、1〜3重量%のケイ素、5〜10重量%の銅を含有
して形成された摺動面側合金層と、鉄粉に20〜30重量%
の鉄の短繊維を含有して形成された中間合金層と、0.3
〜0.9重量%の炭素を含有した炭素鋼粉に1〜5重量%
の銅を含有して形成された支持体合金層との三層構造に
より構成されたことを特徴とする構成にすることであ
る。そして、摺動面側合金層の黒鉛は焼結合金層に自己
潤滑性を与えるために3重量%以上が必要であり、8重
量%を越えると焼結後の強度低下が著しく、摺動部の耐
荷性が低下する。したがって4〜6重量%が最適であ
る。錫は後述する銅と合金化して青銅を形成し、バイン
ダーとしての強度を高くする働きがあり3重量%以下で
はその働きが少なく、5重量%以上にすると単独に溶融
して多孔質な空孔を埋めてしまう。従って4重量%程度
が最適である。
ケイ素は黒鉛と鉄とを化合してチル化を防止し、黒鉛単
独で保持する黒鉛の安定化の働きをし、1重量%以下で
は、上記チル化が生じて部分的に硬い粒子が形成され
る。
また3重量%を越えると焼結層強度を低下させる。従っ
て1.5〜2重量%が最適である。
銅は前記錫と合金化して青銅を形成し、バインダーとし
ての強度を高くする働きがあり、5重量%以下ではバイ
ンダーとしての効果が少なくて焼結層の靭性の低下をま
ねき、10重量%を越えるとバインダー過多となり硬度が
低下して耐荷重性が低下する。従って7〜8重量%が最
適である。
中間合金層のステンレス鋼の短繊維は長さ2〜3mmに切
断して鉄粉と混合する。20重量%以下では、短繊維が摺
動面側合金層と支持体合金層へ喰い込んで相互の連結強
度を高める効果が少なく、また30重量%を越えると鉄分
との混合が不十分となりやすく作業性が極端に低下して
しまう。従って25重量%が最適である。
また、第2発明において前記中間合金層の短繊維を鉄と
した場合も、該鉄の短繊維は長さ2〜3mmに切断して鉄
粉と混合する。そして、この場合も20重量%以下では、
短繊維が摺動面側合金層と支持体合金層へ喰い込んで相
互の連結強度を高める効果が少なく、また30重量%を越
えると鉄粉との混合が不十分となりやすく作業性が極端
に低下してしまうので、25重量%が最適である。
支持体合金層は強度を確保することに重点をおいてお
り、銅は粉体の圧縮形成時の密度を高める働きをし、1
重量%以下では効果がなく、5重量%以上では逆に硬度
の低下をまねく、従って3重量%が最適である。
また、炭素鋼粉の炭素含有料は焼結層の強度を高める為
であり、0.3重量%以下では強度が高くならず、又0.9重
量%以上では高くなり過ぎて後工程での機械加工が困難
となり、0.5〜0.7重量%が最適である。
(作用) 而して、上記構成によれば、摺動面側合金層は荷重の支
圧及び潤滑機能をもち、支持体合金層は取付部座の強度
を確保する機能をもち、また中間合金層は前記摺動側合
金層と支持体合金層との結合強度を高める機能を有す
る。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図に示すものは支持体合金層3の上に中間合金層2を介
して摺動面側合金属1が重ね合わされて形成され、かつ
取り付け孔4が穿孔された潤滑機能を有する無給油摺動
部材Aであり、各種軸受、金型プレス等のガイド部材及
び各種支承部材として使用される。
まず第一工程として、粒度100μm以下の黒鉛粉末5重
量%、粒度50μm以下のアトマイズ鍋粉末4重量%、粒
度50μm以下のアトマイズケイ素粉末1.5重量%、粒度1
00μm以下の電解銅粉末合金層8重量%、残部を粒度15
0μm以下の鉄粉末、形成滑材としてステアリン酸亜鉛
5重量%をミキサーにて15分間混合して摺動面側合金層
の混合粉末を形成する。
次に粒度70μm長さ2〜3mmのステンレス鋼の短繊維を2
5重量%、残部を粒度150μm以下の鉄粉末、形成滑材と
してステアリン酸亜鉛5重量%をミキサーにて15分間混
合して中間合金層の混合粉末を形成する。
そして粒度100μm以下の電解銅粉末3重量%、残部粒
度150μm以下の炭素含有量0.6%の炭素鋼粉末、形成滑
材としてステアリン酸亜鉛2重量%をミキサーにて15分
間混合して支持体合金層混合粉末を形成する。
次に第二工程として前記第一工程で得られた各層の混合
粉末を形成金型に摺動面側合金層混合粉末を10mm,中間
合金層混合粉末を5mm,支持体合金層混合粉末を30mmの高
さづつ順に散布、充填し、油圧プレスで2500kgf/cm2
圧力で加圧形成して成形品を形成する。
そして第三工程として、第二工程でえられた成形品を還
元雰囲気(H2-75%,C−25%)の、連続焼結炉で1150℃
で30分間焼結して無給油摺動部材Aを形成する。
従って従来の無給油摺動部材と比べ加工工程を大幅に省
略することができた。
以上のように形成された無給油摺動部材Aの摺動側面合
金層、中間合金層、支持体合金層、各々の硬度、空孔
率、密度を測定した結果を以下の表−1に表示する。
そして該無給油摺動部材Aに含油処理を実施した後、荷
重100kgf/cm2、速度7.1m/minの無給油条件で摩擦試験し
た結果、常に良好な摺動特性を示し、30時間後摩擦量が
0.005mm、途中の摩擦係数は0.08と安定していた。
さらに図の取付孔4に示す六角孔付ボルトで取付けられ
る、ボルト頭部との接触面に5000kgf/cm2の荷重を繰り
返し10×104回繰返しても割れ、亀裂等の発生は無かっ
た。
尚、上記は第1発明の実施例について説明したが、第2
発明についても前記と同様の工程で三層構造の無給油摺
動部材が形成され、この第2発明における中間合金層
は、第1発明におけるステンレス鋼の短繊維にかわっ
て、粒度70μm長さ2〜3mmの鉄の短繊維を25重量%、
残部を粒度150μm以下の鉄粉末、形成骨材としてステ
アリン酸亜鉛5重量%を混合して形成するものである。
したがって、第2発明における摺動側面合金層1、中間
合金層2、支持体合金層3の各々の硬度、空鋼孔率、密
度の測定結果も前記の第1発明と略同一であり、前記第
1発明と同様の効果を確認することができた。
(発明の効果) 本発明は以上のような構成にしたことにより下記の効果
を有する。
無給油摺動部材を加工工程をすくなくすることによ
り簡潔かつ容易に製造できるので、製造コストの低減を
図ることができた。
無給油摺動部材の成分の異なる合金で三層に構成し
たことにより、摺動面の潤滑性、耐摩擦性及び強度を高
めることができ、かつ該無給油摺動部材を取付ける際の
ボルトの軸力に耐え得る強度に形成することができた。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の無給油摺動部材の縦断面図である。 A:無給油摺動部材、1:摺動面側合金層 2:中間合金層、3:支持体合金層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鉄粉に3〜8重量%の黒鉛、3〜5重量%
    の錫、1〜3重量%のケイ素、5〜10重量%の銅を含有
    して形成された摺動面側合金層と、鉄粉に20〜30重量%
    のステンレス鋼の短繊維を含有して形成された中間合金
    層と、0.3〜0.9重量%の炭素を含有した炭素鋼粉に1〜
    5重量%の銅を含有して形成された支持体合金層との三
    層構造により構成されたことを特徴とする無給油摺動部
    材。
  2. 【請求項2】鉄粉に3〜8重量%の黒鉛、3〜5重量%
    の錫、1〜3重量%のケイ素、5〜10重量%の銅を含有
    して形成された摺動面側合金層と、鉄粉に20〜30重量%
    の鉄の短繊維を含有して形成された中間合金層と、0.3
    〜0.9重量%の炭素を含有した炭素鋼粉に1〜5重量%
    の銅を含有して形成された支持体合金層との三層構造に
    より構成されたことを特徴とする無給油摺動部材。
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