JPS6326162B2 - - Google Patents
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- JPS6326162B2 JPS6326162B2 JP56116303A JP11630381A JPS6326162B2 JP S6326162 B2 JPS6326162 B2 JP S6326162B2 JP 56116303 A JP56116303 A JP 56116303A JP 11630381 A JP11630381 A JP 11630381A JP S6326162 B2 JPS6326162 B2 JP S6326162B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing
- particles
- iron powder
- iron
- powders
- Prior art date
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
- B22F3/11—Making porous workpieces or articles
- B22F3/1143—Making porous workpieces or articles involving an oxidation, reduction or reaction step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
- F16C33/128—Porous bearings, e.g. bushes of sintered alloy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/14—Special methods of manufacture; Running-in
- F16C33/145—Special methods of manufacture; Running-in of sintered porous bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
- F16C2204/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2220/00—Shaping
- F16C2220/20—Shaping by sintering pulverised material, e.g. powder metallurgy
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、鉄粉末を主成分とする粉末から製造
される自己潤滑性軸受およびその製造法に関する
ものであり、摩擦力を受ける環境で主として使用
される高寸法精度の軸受を得ることを可能にする
ものである。
される自己潤滑性軸受およびその製造法に関する
ものであり、摩擦力を受ける環境で主として使用
される高寸法精度の軸受を得ることを可能にする
ものである。
粉末冶金によりこのような軸受を製造する従来
の方法は、一般に次の工程を含む： −原料粉末の混合工程 −常温圧縮工程、 −保護性気体中（または真空中）での高温焼結工
程、 −常温圧縮による較正工程、および −場合によつて行なう真空下での液状（またはペ
ースト状）の潤滑剤の含浸工程。
の方法は、一般に次の工程を含む： −原料粉末の混合工程 −常温圧縮工程、 −保護性気体中（または真空中）での高温焼結工
程、 −常温圧縮による較正工程、および −場合によつて行なう真空下での液状（またはペ
ースト状）の潤滑剤の含浸工程。
焼結工程は高温度（約900〜1200℃）で行なわ
れるので、焼結部材には寸法の変化や歪みが生じ
る。従つて、常温圧縮後に達成された寸法精度お
よび粗度（それぞれ、1965年５月のフランス規格
NF02−102に従う指数が６、および1969年７月
のフランス規格案NF05−015に従う粗度Ｒが１
〜2μ）を回復させるために、常温較正工程を行
なう必要がある。
れるので、焼結部材には寸法の変化や歪みが生じ
る。従つて、常温圧縮後に達成された寸法精度お
よび粗度（それぞれ、1965年５月のフランス規格
NF02−102に従う指数が６、および1969年７月
のフランス規格案NF05−015に従う粗度Ｒが１
〜2μ）を回復させるために、常温較正工程を行
なう必要がある。
本出願人は、軸受の寸法および初期粗度を維持
することが次の方法によつて可能となることを知
見した： −原料粉末の混合 −常温圧縮 −中温度域での酸化 −場合によつて行なう真空中での液状（またはペ
ースト状）潤滑剤の含浸。
することが次の方法によつて可能となることを知
見した： −原料粉末の混合 −常温圧縮 −中温度域での酸化 −場合によつて行なう真空中での液状（またはペ
ースト状）潤滑剤の含浸。
原料粉末の混合物は、工業的純度の鉄粉末また
はステンレス鋼、耐熱鋼を除く鋼粉末のような鉄
粉末の少なくとも１種を含有する。
はステンレス鋼、耐熱鋼を除く鋼粉末のような鉄
粉末の少なくとも１種を含有する。
酸化は、加圧水または水蒸気、空気、酸素、二
酸化炭素、またはこれらの混合物のような適当な
媒体中で場合によつては不活性ガスを添加して、 250℃温度600℃ 10分時間10時間 の範囲内で行なつて鉄粉末の粒子の表面部に厚さ
15μ以下の酸化物層を形成する。
酸化炭素、またはこれらの混合物のような適当な
媒体中で場合によつては不活性ガスを添加して、 250℃温度600℃ 10分時間10時間 の範囲内で行なつて鉄粉末の粒子の表面部に厚さ
15μ以下の酸化物層を形成する。
この時、互いに接触している粒子は酸化鉄の橋
（酸化鉄の主成分は磁性酸化鉄Fe3O4である）に
よつて互いに結合され、この橋は軸受全体にその
用途に十分な水準の機械的性質を与える。
（酸化鉄の主成分は磁性酸化鉄Fe3O4である）に
よつて互いに結合され、この橋は軸受全体にその
用途に十分な水準の機械的性質を与える。
酸化条件を変えることにより、ある与えられた
初期粒度分布に対して、得られる製品の比重およ
び気孔率を変えることができる。気孔は外部に向
けて開いているもの（開放気孔）と閉じているも
の（閉塞気孔）がある。最長時間および／または
最高温度の条件で酸化を行なうと、閉塞気孔が形
成される。
初期粒度分布に対して、得られる製品の比重およ
び気孔率を変えることができる。気孔は外部に向
けて開いているもの（開放気孔）と閉じているも
の（閉塞気孔）がある。最長時間および／または
最高温度の条件で酸化を行なうと、閉塞気孔が形
成される。
得られた製品が開放気孔を有する場合は、その
気孔の占有率は30体積％より小であり、その製品
は真空中で任意の含浸剤（特に油）を受容するこ
とができる。この含浸剤は軸受に内部潤滑性を与
える。
気孔の占有率は30体積％より小であり、その製品
は真空中で任意の含浸剤（特に油）を受容するこ
とができる。この含浸剤は軸受に内部潤滑性を与
える。
逆に、製品が閉塞気孔を有する場合は、製品は
流体（液体および気体）に対して封止効果を示
す。これはいくつかの用途においては有利なこと
であろう。
流体（液体および気体）に対して封止効果を示
す。これはいくつかの用途においては有利なこと
であろう。
さらに、軸受の外面に表面酸化物層（Fe3O4）
が存在することにより、対向物が金属質である摩
擦対における部材の摩擦係数が小さくなる。
が存在することにより、対向物が金属質である摩
擦対における部材の摩擦係数が小さくなる。
本発明による方法は、
5.3〜7.2ｇ／cm3（好適には6.1〜6.3ｇ／cm3）の
密度を得る最初の圧縮工程と、 200〜500℃（好適には300〜350℃）の空気中で
10分〜５時間（好適には30分〜１時間）行なう酸
化工程を含む。
密度を得る最初の圧縮工程と、 200〜500℃（好適には300〜350℃）の空気中で
10分〜５時間（好適には30分〜１時間）行なう酸
化工程を含む。
後者の場合、軸受の初期寸法を維持しようとす
るならば、一般に金属石けんまたはワツクスから
成り原料粉末の0.3〜2wt％の割合で添加される常
温圧縮用潤滑剤を空気中で300〜400℃に加熱する
ことによつてまず除去することが肝要である。
るならば、一般に金属石けんまたはワツクスから
成り原料粉末の0.3〜2wt％の割合で添加される常
温圧縮用潤滑剤を空気中で300〜400℃に加熱する
ことによつてまず除去することが肝要である。
従つて、本方法によれば、従来の方法と比較し
て、 −エネルギーおよび還元性ガスが節約され、 −常温較正工程を除くことによつて作業形態が簡
略化され、 −製造に必要な投下資本が削減され、 −軸受の構造中に液体潤滑剤を導入することが可
能となり、それによつて高性能の摩擦材料を製
造することが可能となる。
て、 −エネルギーおよび還元性ガスが節約され、 −常温較正工程を除くことによつて作業形態が簡
略化され、 −製造に必要な投下資本が削減され、 −軸受の構造中に液体潤滑剤を導入することが可
能となり、それによつて高性能の摩擦材料を製
造することが可能となる。
焼結材料の構造は粒子をその接触領域で互いに
結合させる酸化鉄層（主成分はFe3O4）によつて
囲まれている鉄粉末を含有する。酸化鉄は隣接す
る鉄粉末の粒子間で言わば「接合剤」として働
く。酸化鉄層が連続しているのに対して、鉄粉末
は不連続である。
結合させる酸化鉄層（主成分はFe3O4）によつて
囲まれている鉄粉末を含有する。酸化鉄は隣接す
る鉄粉末の粒子間で言わば「接合剤」として働
く。酸化鉄層が連続しているのに対して、鉄粉末
は不連続である。
異なる粒子の間の細隙は（その寸法により）酸
化物で完全に埋められるかあるいは残留気孔を形
成し、その気孔は液体潤滑剤（含浸）を収容し得
る。
化物で完全に埋められるかあるいは残留気孔を形
成し、その気孔は液体潤滑剤（含浸）を収容し得
る。
上記のようにして生成した酸化物は潤滑性また
は保護性液体の表面保持を助長することも注目す
べきである。従つて、そのような液体の一つに浸
漬した材料は、フランス規格NF C20−534（1974
年11月）による高温多湿空気中での腐食を伴なう
試験に対して非常に優れた抵抗を示す（170時
間）。
は保護性液体の表面保持を助長することも注目す
べきである。従つて、そのような液体の一つに浸
漬した材料は、フランス規格NF C20−534（1974
年11月）による高温多湿空気中での腐食を伴なう
試験に対して非常に優れた抵抗を示す（170時
間）。
以下の実施例は本発明による製品で達成された
特性を説明する。
特性を説明する。
鉄粉末１は接点３において粒子間結合を形成す
る酸化物層２で覆われている。粒子間には、４に
示すように残留気孔が存在し、細隙５のいくつか
は酸化鉄で完全に埋められている。
る酸化物層２で覆われている。粒子間には、４に
示すように残留気孔が存在し、細隙５のいくつか
は酸化鉄で完全に埋められている。
実施例 １
各実施例において、出発原料は平均粒径100μ
（30〜150μ）の鉄粉であり、機械的ミキサー内で
これに1wt％の圧縮用潤滑剤（ACRAWAX）を
混合する。
（30〜150μ）の鉄粉であり、機械的ミキサー内で
これに1wt％の圧縮用潤滑剤（ACRAWAX）を
混合する。
混合物を密度6.2ｇ／cm3の種々の試験片の形に
常温圧縮した後、350℃の空気中で１時間酸化し
た。いずれの試験も15vol％に達する開放気孔を
有していた。
常温圧縮した後、350℃の空気中で１時間酸化し
た。いずれの試験も15vol％に達する開放気孔を
有していた。
得られた機械的特性は次のとおりである。
−圧縮破壊強さ：50N／mm2（φ10mm、高さｈ＝13
mmの円柱について測定） −ブリネル硬さ：90（前記円柱について測定）（球
径2.5mm、荷重1837N） −曲げ破壊強さ：100N／mm2（フランス規格NF
A95−323（1972年９月）に従う標準試験片につ
いて測定） −引張破断強さ：60N／mm2（フランス規格NF
A95−322（1971年５月）に従う標準試験片につ
いて測定） −破壊係数Ｋ：100N／mm2（フランス規格NF
A95−325（1971年５月）に従う標準軸受につい
て測定） 円筒形軸受の破壊係数Ｋは次のように定義され
ている。
mmの円柱について測定） −ブリネル硬さ：90（前記円柱について測定）（球
径2.5mm、荷重1837N） −曲げ破壊強さ：100N／mm2（フランス規格NF
A95−323（1972年９月）に従う標準試験片につ
いて測定） −引張破断強さ：60N／mm2（フランス規格NF
A95−322（1971年５月）に従う標準試験片につ
いて測定） −破壊係数Ｋ：100N／mm2（フランス規格NF
A95−325（1971年５月）に従う標準軸受につい
て測定） 円筒形軸受の破壊係数Ｋは次のように定義され
ている。
Ｋ＝破壊荷重×（外径−厚さ）／長さ×（厚
さ）2 実施例 ２ 原料混合物を常温圧縮して内径20mm、外径25
mm、長さ25mm、密度6.1ｇ／cm3の円筒軸受部材を
得た。
さ）2 実施例 ２ 原料混合物を常温圧縮して内径20mm、外径25
mm、長さ25mm、密度6.1ｇ／cm3の円筒軸受部材を
得た。
この部材を空気中320℃で１時間酸化した後、
鉱油（SHELL TELLUS S100）の含浸処理を真
空下で１時間行なつた。油の吸収量は2wt％であ
つた。
鉱油（SHELL TELLUS S100）の含浸処理を真
空下で１時間行なつた。油の吸収量は2wt％であ
つた。
この処理の後に得られた寸法公差は前に引用し
た規格の指数６に適合し、これは問題の軸受の寸
法に関しては13μに相当する。この自己潤滑式軸
受を軸受装置に組込み、ラジアル荷重32daN、軸
回転速度6000rpmの条件、すなわちパラメータ
PV＝40daN／cm2×ｍ×secに相当する条件におい
て、作動と停止（それぞれ45sec 15sec）のサイ
クルを繰り返す試験を行なつた。
た規格の指数６に適合し、これは問題の軸受の寸
法に関しては13μに相当する。この自己潤滑式軸
受を軸受装置に組込み、ラジアル荷重32daN、軸
回転速度6000rpmの条件、すなわちパラメータ
PV＝40daN／cm2×ｍ×secに相当する条件におい
て、作動と停止（それぞれ45sec 15sec）のサイ
クルを繰り返す試験を行なつた。
軸受についての積PVは、軸受にかかる圧力に
軸の周速度を掛けた値である。圧力Ｐは 半径方向に加わる力／（軸の直径）×（軸の
長さ） に等しい。従つて積PVはdaN／cm2・ｍ／secで表
わされる。
軸の周速度を掛けた値である。圧力Ｐは 半径方向に加わる力／（軸の直径）×（軸の
長さ） に等しい。従つて積PVはdaN／cm2・ｍ／secで表
わされる。
本発明による軸受は損傷せずに500時間以上持
ちこたえたのに対して、従来の焼結鉄軸受は同条
件下で急速（数分）に焼付いた。
ちこたえたのに対して、従来の焼結鉄軸受は同条
件下で急速（数分）に焼付いた。
実施例 ３
機械的ミキサー内で鉄粉（実施例１で使用した
のと同じもの）に平均粒経約20μの二硫化モリブ
デン３％と圧縮用潤滑剤（ACRAWAX）１％を
混合した。
のと同じもの）に平均粒経約20μの二硫化モリブ
デン３％と圧縮用潤滑剤（ACRAWAX）１％を
混合した。
この混合物を常温圧縮して実施例２の軸受と同
じ寸法で密度が約6.5ｇ／cm3の軸受の形にした後、
空気中350℃で30分間酸化した。酸留開放気孔率
は約5vol％であつた。この軸受を乾燥状態で（す
なわち潤滑油の外部供給も最初の含浸も行なわず
に）取付けたところ、30daN／cm2×ｍ／secのPV
値で何ら偶発事故もなく500時間作動させること
ができた。
じ寸法で密度が約6.5ｇ／cm3の軸受の形にした後、
空気中350℃で30分間酸化した。酸留開放気孔率
は約5vol％であつた。この軸受を乾燥状態で（す
なわち潤滑油の外部供給も最初の含浸も行なわず
に）取付けたところ、30daN／cm2×ｍ／secのPV
値で何ら偶発事故もなく500時間作動させること
ができた。
実施例 ４
第２図に図解した装置の滑動部材として作用す
る機械的部材を作製した。この部材は図の１１お
よび１１′に示す２つの位置で、１３に示すごと
く水平運動を行なう鋼製協働部品１２と摩擦係合
状態で使用される。滑動部材１１および１１′は
数百ニユートンの垂直力Ｆを受ける。
る機械的部材を作製した。この部材は図の１１お
よび１１′に示す２つの位置で、１３に示すごと
く水平運動を行なう鋼製協働部品１２と摩擦係合
状態で使用される。滑動部材１１および１１′は
数百ニユートンの垂直力Ｆを受ける。
本発明に従つて部材１１および１１′を作製す
る。すなわち、鉄粉末（実施例２で使用したのと
同じもの）にMos2粉末（実施例３で使用したの
と同じもの）を3wt％の割合で添加した混合粉末
を6.5ｇ／cm3の密度まで常温圧縮し、これを空気
中350℃で２時間酸化した。
る。すなわち、鉄粉末（実施例２で使用したのと
同じもの）にMos2粉末（実施例３で使用したの
と同じもの）を3wt％の割合で添加した混合粉末
を6.5ｇ／cm3の密度まで常温圧縮し、これを空気
中350℃で２時間酸化した。
装置は乾燥状態において500時間以上にわたつ
て何ら支障なく機能した。
て何ら支障なく機能した。
第１図は焼結製品の構造の線図であり、第２図
は用途の一例を示す。 １……鉄粉末、２……酸化物層、３……接点、
４……残留気孔、５……細隙。
は用途の一例を示す。 １……鉄粉末、２……酸化物層、３……接点、
４……残留気孔、５……細隙。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 鉄粉末の粒子各々が酸化鉄の層で取り囲まれ
たものから本質的になり、該粒子は酸化層によつ
てのみ相互に接触する状態にあり、酸化層で囲ま
れた粒子相互の間に存在する開放気孔に液体潤滑
剤を含有することを特徴とする、自己潤滑性軸
受。 ２ 鉄粉末の粒子の径が30〜150μｍであり、該
鉄粒子を囲む酸化鉄の層の厚さが15μｍより薄
く、液体潤滑剤は自己潤滑性軸受の重量に対し２
〜３重量％の量含まれる、特許請求の範囲第１項
に記載の自己潤滑性軸受。 ３ (a) 圧縮用潤滑剤を0.3〜２重量％含む鉄粉
末を乾式混合し、 (b) 混合した粉末を軸受の形態に常温で圧縮し、 (c) 軸受を空気中で300〜400℃の温度で加熱する
ことにより圧縮用潤滑剤を除去し、 (d) 軸受を300〜350℃の温度で10分〜５時間酸化
して焼結し、 (e) 焼結した軸受に液状潤滑剤を含浸させる諸工
程からなることを特徴とする、鉄粉末を主成分
とする粉末から自己潤滑性軸受を製造する方
法。 ４ 鉄粉末の粒子の径が30〜150μｍの範囲にあ
る、特許請求の範囲第３項に記載の方法。 ５ 焼結した軸受に真空中で鉱油を含浸させる、
特許請求の範囲第３項に記載の方法。 ６ 酸化焼結を30分〜２時間で行なう、特許請求
の範囲第３項〜第５項のいずれか１項に記載の方
法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8016752A FR2487235B1 (ja) | 1980-07-25 | 1980-07-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5763602A JPS5763602A (en) | 1982-04-17 |
| JPS6326162B2 true JPS6326162B2 (ja) | 1988-05-28 |
Family
ID=9244679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56116303A Granted JPS5763602A (en) | 1980-07-25 | 1981-07-24 | Iron-base sintered member and manufacture |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0045706B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5763602A (ja) |
| AT (1) | ATE16154T1 (ja) |
| CA (1) | CA1182310A (ja) |
| DE (1) | DE3172717D1 (ja) |
| ES (1) | ES8205608A1 (ja) |
| FR (1) | FR2487235B1 (ja) |
| IT (1) | IT1194144B (ja) |
| LU (1) | LU83508A1 (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59145703A (ja) * | 1983-02-09 | 1984-08-21 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | 金属粉末の焼結方法 |
| FR2548562B1 (fr) * | 1983-07-08 | 1989-02-24 | Commissariat Energie Atomique | Lopin composite pour transformation a chaud |
| EP0256537B1 (en) | 1986-08-15 | 1992-12-30 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Color print and a method for producing the same |
| DE102013212528A1 (de) | 2013-06-27 | 2014-12-31 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Stahlformkörpers |
| WO2015098407A1 (ja) * | 2013-12-26 | 2015-07-02 | Ntn株式会社 | 圧粉体を用いた機械部品およびその製造方法 |
| JP2016053210A (ja) * | 2013-12-26 | 2016-04-14 | Ntn株式会社 | 圧粉体を用いた機械部品およびその製造方法 |
| CN105980723A (zh) * | 2014-02-06 | 2016-09-28 | Ntn株式会社 | 滑动轴承 |
| JP6199196B2 (ja) * | 2014-02-06 | 2017-09-20 | Ntn株式会社 | すべり軸受 |
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