JPS63176820A - なじみ性のすぐれたCu合金製焼結軸受およびその製造法 - Google Patents

なじみ性のすぐれたCu合金製焼結軸受およびその製造法

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JPS63176820A
JPS63176820A JP566187A JP566187A JPS63176820A JP S63176820 A JPS63176820 A JP S63176820A JP 566187 A JP566187 A JP 566187A JP 566187 A JP566187 A JP 566187A JP S63176820 A JPS63176820 A JP S63176820A
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sintered bearing
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excellent conformability
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Teruo Shimizu
輝夫 清水
Noboru Kanezaki
兼崎 昇
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Mitsubishi Metal Corp
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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〕 この発明は、すぐれたなじみ性を有し、特になじみ運転
時間の著しい短縮化を可能とする乾式および含油タイプ
のCu合金製焼結軸受、およびその製造法に関するもの
である。
〔従来の技術〕
従来、一般に。
Sn:3〜20チ、 Pb:0.1〜20%、 を含有し、さらに必要に応じて、 C:0.1 〜10 ター; 、       M o
 S 2   二 〇、1 〜10 チ。
P:0.05〜2%、    B:0.O2N2 %、
Zn:  0.0 1〜l  O%、 のうちの1種または2種以上を含有し、残りがCuと不
可避不純物からなる組成(以上重量%、以下組成成分に
関するチは重量%を示す)、並びに5〜30%の多孔率
を有する乾式または含油タイプのCu合金製焼結軸受が
知られ、またこのCu合金製焼結軸受が通常の粉末冶金
法にて製造されることも良く知られるところである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、上記の従来Cu合金製焼結軸受においては、装
置に組込まれてなじみ運転を行なう場合、一定の摩擦係
数を示すようになるまでに比較的長時間を要するのが現
状でアシ、シたがってコスト合理化の立場から、なじみ
運転時間の短縮化が強く望まれている。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、なじみ
性のすぐれたCu合金製焼結含油軸受を開発すべく研究
を行なった結果、上記の乾式または含油タイプの従来C
u合金製焼結軸受に、大気雰囲気中、不活性ガス雰囲気
中、還元性ガス雰囲気中、あるいは真空雰囲気中(これ
らの雰囲気のいずれでもよく、以下無条件雰囲気という
)、180〜350℃の範囲内の所定温度に加熱保持の
条件で熱処理を施すと、その表面部にSnおよびPbが
溶出して、Sn−Pb合金層が形成されるようになシ、
このSn −Pb合金層は軟質で、なじみ性の著しくす
ぐれた特性をもつので、この結果の0n合金製焼結軸受
のなじみ運転時間はきわめて短かいものとなるという知
見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、 Sn:3 〜20  % 、      Pb  二 
 0.1 〜20%  、を含有し、さらに必要に応じ
て、 C:0.1〜10チ、 MoS2 :0.1〜10%。
P:0.05〜2%、  B:0.01〜2%、Zn:
 0.01〜10 %、 のうちの1種または2種以上を含有し、残りがCuと不
可避不純物からなる組成、並びに5〜30%の多孔率を
有するC”u合金製焼結軸受の表面部に。
平均層厚:0.1〜10μmの軟質なSn−Pb合金層
を溶出形成してなるなじみ性のすぐれた乾式または含油
タイプのCu合金製焼結軸受、並びに上記のSnPb合
金層の溶出形成熱処理を、無条件雰囲気中、180〜3
50℃の範囲内の所定温度に加熱保持の条件で行なうな
じみ性のすぐれた乾式または含油タイプのCu合金製焼
結軸受の製造法に特徴を有するものである。
つぎに、この発明の焼結軸受について、成分組成、多孔
率、熱処理温度、およびSn−Pb合金層の平均層厚を
上記の通シに限定した理由を説明する。
A、成分組成 (a)  Sn Sn成分には、 CuおよびPbと良くぬれ、強度を向
上させる作用があるが、その含有量が3%未満では所望
の強度を確保することができず、一方その含有量が20
%を越えるとδ相が過大に析出し、脆化するようになる
ことから、その含有量を3〜20チと定めた。
(b)  Pb Pb酸成分は、素地に分散して潤滑性を向上させる作用
があるが、その含有量が0.1%未満では所望の潤滑性
が得られず、一方その含有量が20係を越えると、強度
が低下するようになることから、その含有量を0.1〜
20%と定めた。
(C)CおよびMo S 2 これらの成分には、潤滑性向上効果があるので、特に潤
滑性が要求される場合に必要に応じて含有されるが、そ
の含有量が、それぞれC:0.1%未満およびMoS2
 二0.1%未満では所望の潤滑性向上効果が得られず
、一方その含有量がC:10%およびMO82:10 
%をそれぞれ越えると、強度低下が著しくなることから
、その含有量をC:0.1〜10チ、MoS2 二〇、
 1〜10%と定めだ。
(a)  pおよびB これらの成分には、液相焼結を行なわしめて強度を向上
させる作用がちるので、高強度が要求される場合に必要
に応じて含廟されるが、その含有童がそれぞれP:0.
05%未満およびB:0.C1チ未満では所望の強度向
上効果が得られず、一方その含有量が、それぞれP:2
%およびB:2%を越えると、寸法変化が著しく、かつ
相手攻撃性が増大するようになることから、その含有量
を、それぞれP:0.05〜2%、B:0.01〜2%
と定めた。
(e)  Zn Zn成分には、素地に固溶して、これを強化する作用が
あるので、高強度が要求される場合に必要に応じて含有
されるが、その含有量が0.1%未満では所望の強度向
上効果が得られず、一方その含有量が10%を越えると
相手攻撃性が増大するようになることから、その含有量
をO41〜10チと定めた。
B、多孔率 多孔率が5%未満では所望の潤滑特性が得られず、一方
多孔率が30%を越えると、極端に強度低下をきたすよ
うになることから、多孔率を5〜30%と定めた。
C5熱処理温度 熱処理温度が180℃未満では、実操業上、経済的にS
n −Pb合金層を形成するのが困難であり。
一方その温度が350℃を越えると、軸受が熱変形する
ようになることから、その温度を180〜350℃と定
めた。
D、Sn−Pb合金層の平均層厚 その平均層厚が0.1μm未満では所望のすぐれたなじ
み性を確保することができず、一方その平均層厚が10
μmを越えると、軟質層の増大による摩耗進行の促進を
うながすようになることから、その平均層厚を0.1〜
10μmと定めた。
〔実施例〕
つぎに、この発明の焼結軸受を実施例によシ具体的に説
明する。
原料粉末として、いずれも−100meshのCu −
8n合金(Sn:10%含有)粉末、Cu−Pb合金(
Pb:50%含有)粉末、Pb−8n合金(Sn:50
%含有)粉末、Cu−8n−Pb合金(Sn: 10%
、Pb:10チ含有)粉末、Cu粉末、 Sn粉末、P
b粉末、黒鉛粉末、Mo S 2粉末、Cu−P合金(
P:10%含有)粉末、Cu−B合金(B:5%含有)
粉末、およびZn粉末を用意し、これら原料粉末を、そ
れぞれ第1表に示される配合組成に配合し1通常の条件
で混合した後、0,5〜8 ton/α2の範囲内の所
定の圧力で圧粉体にプレス成形し、ついでこの圧粉体を
、分解天然ガス雰囲気中、600〜8oo℃の範囲内の
所定の温度で焼結して;実質的に配合組成と同一の成分
組成、並びに第1表に示される多孔率を有し、さらに外
径:16mX内径:8朋×高さ:8uの寸法をもったC
u合金製焼結軸受を製造し、引続いて、このCu合金製
焼結軸受に対して、同じく第1表に示される条件でSn
−Pb合合金影形成熱処理この熱処理は、焼結後の冷却
過程を利用し、冷却途中における180〜350℃の範
囲内の所定温度に所定時間保持することによって行なっ
てもよい)を施して、同じく第1表に示される平均層厚
のSn −Pb合金層を形成し、最終的にサイジング処
理(このサイジング処理は前記のSn−Pb合金層形成
熱処理の前に行なってもよい)シ、多孔率:18%以上
のものについては含油処理を施すことによって本発明C
u合金製焼結軸受1〜3oを製造した。
つぎに、この結果得られた本発明Cu合金製焼結軸受1
〜30、並びに上記のSn−Pb合金層形成熱処理を行
なわkい以外は同一の条件で製造したCu合金製焼結軸
受(これは従来Cu合金製焼結軸受に相当するので、以
下従来Cu合金製焼結軸受という)1〜30について、 相手材二直径8期の345C(中炭素#I)製シャフト
、 周速:100m/飄。
面圧:10kgf/cIrL2、 の条件でなじみ試験を行ない、一定の摩擦係数を示すま
でに到る運転時間を測定した。これらの結果を$2表に
示した。なお、第2表には一定化した摩擦係数も示した
また、第1図および第2図には、それぞれ本発明Cu合
金製焼結軸受2および従来Cu合金製焼結軸受2の表面
断面部における金属顕微鏡による金属組織写真を示した
〔発明の効果〕
第2表および第1.2図に示される結果から、本発明C
u合金製焼結軸受1〜30においては、いずれも表面部
に形成されたSn−Pb合金層によって一定の摩擦係数
を示すに到るまでの運転時間が。
このSn−Pb合金層の形成がない従来Cu合金製焼結
軸受1〜30に比して、相対的に著しく短かく、かつこ
れよシ低い摩擦係数を示すことが明らかである。
上述のように、この発明の方法によれば、なじみ性のす
ぐれたCu合金製焼結軸受を製造することができ、これ
によってなじみ運転時間の著しい短縮化がはかれるので
、コスト合理化に寄与するところ大なるものがあるなど
工業上有用な効果がもたらされるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明Cu合金製焼結軸受の表面断面部を示す
金属顕微鏡による金属組織写真、第2図は従来Cu合金
製焼結軸受の表面断面部を示す金属顕微鏡による金属組
織写真である。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Sn:3〜20%、 Pb:0.1〜20%、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成(以
    上重量%)、並びに5〜30%の多孔率を有するCu合
    金製焼結軸受の表面部に、平均層厚:0.1〜10μm
    の軟質なSn−Pb合金層を溶出形成してなるなじみ性
    のすぐれたCu合金製焼結軸受。
  2. (2)Sn:3〜20%、 Pb:0.1〜20%、 を含有し、さらに、 C:0.1〜10%、 MoS_2:0.1〜10%、 のうちの1種または2種を含有し、残りがCuと不可避
    不純物からなる組成(以上重量%)、並びに5〜30%
    の多孔率を有するCu合金製焼結軸受の表面部に、平均
    層厚:0.1〜10μmの軟質なSn−Pb合金層を溶
    出形成してなるなじみ性のすぐれたCu合金製焼結軸受
  3. (3)Sn:3〜20%、 Pb:0.1〜20%、 を含有し、さらに、 P:0.05〜2%、 B:0.01〜2%、 のうちの1種または2種を含有し、残りがCuと不可避
    不純物からなる組成(以上重量%)、並びに5〜30%
    の多孔率を有するCu合金製焼結軸受の表面部に、平均
    層厚:0.1〜10μmの軟質なSn−Pb合金層を溶
    出形成してなるなじみ性のすぐれたCu合金製焼結軸受
  4. (4)Sn:3〜20%、 Pb:0.1〜20%、 を含有し、さらに、 Zn:0.1〜10%、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成(以
    上重量%)、並びに5〜30%の多孔率を有するCu合
    金製焼結軸受の表面部に、平均層厚:0.1〜10μm
    の軟質なSn−Pb合金層を溶出形成してなるなじみ性
    のすぐれたCu合金製焼結軸受。
  5. (5)Sn:3〜20%、 Pb:0.1〜20%、 を含有し、 C:0.1〜10%、 MoS_2:0.1〜10%、 のうちの1種または2種を含有し、さらに、P:0.0
    5〜2%、 B:0.01〜2%、 のうちの1種または2種を含有し、残りがCuと不可避
    不純物からなる組成(以上重量%)、並びに5〜30%
    の多孔率を有するCu合金製焼結軸受の表面部に、平均
    層厚:0.1〜10μmの軟質なSn−Pb合金層を溶
    出形成してなるなじみ性のすぐれたCu合金製焼結軸受
  6. (6)Sn:3〜20%、 Pb:0.1〜20%、 を含有し、 C:0.1〜10%、 MoS_2:0.1〜10%、 のうちの1種または2種を含有し、さらに Zn:0.1〜10%、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成(以
    上重量%)、並びに5〜30%の多孔率を有するCu合
    金製焼結軸受の表面部に、平均層厚:0.1〜10μm
    の軟質なSn−Pb合金層を溶出形成してなるなじみ性
    のすぐれたCu合金製焼結軸受。
  7. (7)Sn:3〜20%、 Pb:0.1〜20%、 を含有し、さらに P:0.05〜2%、 B:0.01〜2%、 のうちの1種または2種を含有し、さらに、Zn:0.
    1〜10%、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成(以
    上重量%)、並びに5〜30%の多孔率を有するCu合
    金製焼結軸受の表面部に、平均層厚:0.1〜10μm
    の軟質なSn−Pb合金層を溶出形成してなるなじみ性
    のすぐれたCu合金製焼結軸受。
  8. (8)Sn:3〜20%、 Pb:0.1〜20%、 を含有し、 C:0.1〜10%、 MoS_2:0.1〜10%、 のうちの1種または2種を含有し、 P:0.05〜2%、 B:0.01〜2%、 のうちの1種または2種を含有し、さらに、Zn:0.
    1〜10%、 を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成(以
    上重量%)、並びに5〜30%の多孔率を有するCu合
    金製焼結軸受の表面部に、平均層厚:0.1〜10μm
    の軟質なSn−Pb合金層を溶出形成してなるなじみ性
    のすぐれたCu合金製焼結軸受。
  9. (9)Sn:3〜20%、 Pb:0.1〜20%、 を含有し、かつ5〜30%の多孔率を有するCu合金製
    焼結軸受に、無条件雰囲気中、180〜350℃の範囲
    内の所定温度に加熱保持の条件でSn−Pb合金溶出熱
    処理を施して、その表面部に平均層厚:0.1〜10μ
    mの軟質なSn−Pb合金層を溶出形成することを特徴
    とするなじみ性のすぐれたCu合金製焼結軸受の製造法
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