CN101374969B - 铁系烧结多层卷绕衬套、其制造方法及作业机连结装置 - Google Patents

Abstract

本发明通过将实现低摩擦系数化，同时，耐烧接性及耐磨损性优越，且能够赋予自润滑性，实现增脂间隔的长时间化及无增脂化的Fe系烧结滑动移动材料层牢固地烧结接合于里衬钢板，提供经济性优越的铁系烧结多层卷绕衬套、其制造方法、及作业机连结装置。本发明的铁系烧结多层卷绕衬套具备：里衬钢板、烧结接合于所述里衬钢板上的Fe系烧结滑动移动材料层、在所述Fe系烧结滑动移动材料层和所述里衬钢板的接合界面附近形成的Fe系合金粒的扩散层、和形成于接合界面附近的向该接合界面伸长的Cu合金相。

Description

铁系烧结多层卷绕衬套、其制造方法及作业机连结装置

技术领域

本发明涉及铁系烧结多层卷绕衬套、其制造方法及作业机连结装置，尤其涉及实现低摩擦系数化，同时，耐烧接性及耐磨损性优越，且能够赋予自润滑性，实现增脂间隔的长时间化或无增脂化的铁系烧结多层卷绕衬套、其制造方法、及作业机连结装置。

背景技术

作为在高面压、低速滑动移动、摇动极差的润滑条件下使用的作业机连结装置用径向轴承，使用至少将其滑动移动面进行了渗碳淬火或高频淬火的铜制轴承，尤其，为了改进滑动移动时的异常噪声或烧接性，利用在所述铜制轴承滑动移动面形成有多个润滑槽或微坑状油积存处的轴承。

进而，近年来，从容易维护化的需要出发，广泛实用化为了延长向该轴承的增脂间隔而以高强度烧结的含油轴承或对圆筒状强力黄铜材料实施孔加工，并向该孔中埋入多孔石墨的含油轴承、以及向向烧结滑动移动材料中分散了石墨、MoS₂、WS₂等固体润滑剂的自润滑性的滑动移动材料。

例如，作为自润滑性铜系滑动移动材料，有将MoS₂、WS₂等固体润滑剂分散而热压的材料(东芝タンガロイ制、SL合金)。

另外，具有在固溶了1.2重量％以下的碳铁基质中分散了1～5％的游离石墨的组织的Fe系烧结合金具有优越的滑动移动特性。知道的有通过对石墨粒子实施适当的铜镀敷，在Fe系烧结合金中的游离石墨周围形成厚度为5～10μm的铁-铜硬化层，使配合于原料粉末的石墨在基质中不扩散，而作为游离石墨分散的滑动移动材料用烧结合金(例如，参照专利文献1)。

所述滑动移动材料用烧结合金的初始的滑动移动特性良好，但随着使用，其磨损量显著增大的问题严重。为此，在专利文献1中，对配合于颜料粉的石墨粉实施适当的厚度的铜镀敷，且严格选定在烧结时所述铜镀敷层不在铁粒子中扩散固溶的烧结温度，由此在石墨粒子周围形成Fe-Cu硬化层。但是，由于所述铜镀敷层厚度的管理或烧结温度限制在不熔解铜镀敷层的低温，因此，在高面压下使用时不能得到烧结体强度，耐磨损性或摩擦系数不充分。

另外，知道的有：通过成形混合了造粒为粒径0.03～1mm的石墨、MoS₂等固体润滑剂10～80体积％与粒径45μm以下的铁系合金粉末的混合粉末，将其在1050℃下烧结，减少造粒的固体润滑剂的连接，并且，在该烧结时使铜合金系的熔渗剂熔渗，由此减轻造粒的固体润滑剂的位置处的应力集中的以更高强度实现了耐磨损性的改进的自润滑性烧结滑动移动材料(例如，参照专利文献2)。

在所述自润滑性烧结滑动移动材料中，为了防止在烧结时防止造粒石墨和铁基质的反应而将烧结温度限制在1050℃，因此，得不到充分的烧结强度。另外，固体润滑剂的粒子间的距离长，因此，在造粒石墨间的铁基质中容易引起局部烧接。另外，通过使铜合金系熔渗剂熔渗，封闭滑动移动材料中的气孔，显著阻碍润滑油的含油性，其结果，导致不能得到充分的耐磨损性及耐烧接性。

另外，知道的有将基于包含10～30重量份的铜粉末、0.1～6.5重量份的石墨粉末、0.1～7.0重量份的二硫化钼粉末、和残部为铁粉末的混合粉末的铁系烧结合金层烧结接合于钢铁里衬的滑动轴承(例如，参照专利文献3)。

在所述滑动轴承中也限制烧结温度，因此，也不能得到充分的烧结强度。另外，在专利文献3中，将固体润滑剂的添加方法或其量的关系作为主体公开，但对烧接性优越的金属相(铁系)基质没有多少探讨。

另外，作为没有分散有固体润滑剂的轴承即能够在高负荷下使用的含有滑动轴承，有将配合了雾化铁粉末、Cu或Cu合金粉末、石墨粉及各种高速度钢粉末、铁Mo粉末、钴(コバメット)(Co合金)粉末(キャボット公司制)的混合粉末成形体在Cu或Cu合金粉末熔解的温度区域内烧结，在其冷却过长中以在铁基质中扩散固溶的Cu或Cu合金相析出，由此马氏体存在的铁碳合金基质中分散了Cu粒子或Cu合金粒子的轴承。知道的有Cu的含量为7～30重量％，并且作为比所述铁碳合金基质硬质的相具有特定的组成的合金粒子以5～30重量％分散，且气孔率为8～30体积％的含有轴承用耐磨损性的Fe系烧结合金(例如，参照专利文献4)。还有，公开了在该含有轴承用耐磨损性的烧结合金中，将大量的Cu或Cu合金粉末作为原料粉末配合，[1]利用烧结时的Cu或Cu合金粉末的熔解形成含油所需的流出孔，[2]通过使软质的Cu粒子分散于马氏体相中而改进熔合性，[3]通过使比基质的马氏体硬质的所述合金粒子分散将少基质的塑性变形，并且减少滑动移动时施加于基质合金的负担，从而在高面压下也得到优越的耐磨损性的技术。

还有，作为所述合金粒子，可以举出(1)C含有0.6～1.7重量％，Cr含有3～5重量％，W含有1～20重量％，V含有0.5～6重量％的Fe基合金粒子(高速度钢(锋钢)粉末粒子)、(2)C含有0.6～1.7重量％，Cr含有3～5重量％，W含有1～20重量％，V含有0.5～6重量％，Mo及Co的至少一方含有20重量％以下的Fe基合金粒子(高速度钢(含有Mo、Co的锋钢)粉末粒子)、(3)含有55～70重量％的Mo的Mo-Fe粒子(铁钼)、(4)Cr含有5～15重量％，Mo含有20～40重量％，Si含有1～5重量％的Co即合金粒子(堆焊喷镀用耐热耐磨损性合金粉末、キャボット公司制、商品名コバメット)等(例如，参照专利文献4)。

在所述含有滑动轴承中，所述合金粒子分散有5～30重量％，因此，作为所述滑动移动条件严格的建筑机械用作业机衬套(高面压、低摇动)，存在其耐烧接性不充分，有时摩擦系数高的问题。

[专利文献1]特开昭58-157951号公报

[专利文献2]特开平4-254556号公报

[专利文献3]特许第3168538号公报

[专利文献4]特开平8-109450号公报

像作业机连结装置一样高面压、低速滑动移动、摆动等极严格的滑动移动条件下使用的以往的烧结滑动移动材料具有摩擦系数高的倾向(0.15以上)，并且耐烧接性、耐磨损性不充分，因此，不能防止异常噪声的发生或不能增脂间隔的长时间化，另外，自润滑性不充分，因此，不能无增脂化。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而做成的，其目的在于通过将在所述滑动移动条件下，也实现低摩擦系数化，同时，耐烧接性及耐磨损性优越，且能够赋予自润滑性，实现增脂间隔的长时间化及无增脂化的Fe系烧结滑动移动材料层牢固地烧结接合于里衬钢板，提供经济性优越的铁系烧结多层卷绕衬套、其制造方法、及作业机连结装置。

为了是实现上述目的，本发明的铁系烧结多层卷绕衬套具备：里衬钢板、烧结接合于所述里衬钢板上的Fe系烧结滑动移动材料层、在所述Fe系烧结滑动移动材料层和所述里衬钢板的接合界面附近形成的Fe系合金粒的扩散层、和形成于接合界面附近的向该接合界面伸长的Cu合金相。

另外，在本发明的铁系烧结多层卷绕衬套中，优选所述Fe系烧结滑动移动材料层是在所述里衬钢板上预烧结接合至少含有C：0.4～5重量％、Cu：8～40重量％(更优选8～30重量％)、Sn：0.5～10重量的Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末，进行圆弯曲加工后，实施正式烧结得到的。

另外，在本发明的铁系烧结多层卷绕衬套中，优选所述Fe-Cu-Sn系烧结材料层在1000℃以上(各更优选1050℃以上)的温度下进行液相烧结，具有含有0.45重量％以上的C的固相状态的Fe-C系合金粒作为主体，分散有液相状态的Cu-Sn系合金相的液相烧结组织，且所述Fe-C系合金粒被淬火硬化，其母线具有马氏体或以马氏体为主体的组织。

本发明的铁系烧结多层卷绕衬套，具有烧结接合于里衬钢板上的Fe系烧结滑动移动材料层，其特征在于，

所述Fe系烧结滑动移动材料层是在所述里衬钢板上预烧结接合至少含有C：0.4～5重量％、Cu：8～40重量％(更优选8～30重量％)、Sn：0.5～10重量的Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末，进行圆弯曲加工后，实施正式烧结得到的，

在所述铁系烧结多层卷绕衬套中，在1000℃以上(各更优选1050℃以上)的温度下进行液相烧结，具有含有0.45重量％以上的C的固相状态的Fe-C系合金粒作为主体，分散有液相状态的Cu-Sn系合金相的液相烧结组织，且所述Fe-C系合金粒被淬火硬化，其母线具有马氏体或以马氏体为主体的组织。

本发明铁系烧结多层卷绕衬套，其具有在里衬钢板上烧结接合的Fe系烧结滑动移动材料层，其特征在于，

所述Fe系烧结滑动移动材料层是将至少含有C：0.40～5重量％、Cu：8～40重量％、Sn：0.5～10重量的Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末预烧结接合于所述里衬钢板上，进行圆弯曲加工后，在1000℃以上的高温下利用液相烧结实施正式烧结接合得到的，

所述Fe系烧结滑动移动材料层具有：分散了含有0.45重量％以上的C的固相状态的Fe-C系合金相、和液相状态的Cu-Sn系合金相的液相烧结组织，

进而，在所述固相状态的Fe-C系合金相中分散有Cr₇C₃、M₆C、M₂C、MC型特殊碳化物的一种以上特殊碳化物。

本发明的作业机连结装置，其特征在于，其具有所述铁系烧结多层卷绕衬套，所述里衬钢板中的碳浓度为0.3～0.6重量％，进而，所述铁系烧结多层卷绕衬套的两端面中的所述里衬钢板的部位被淬火硬化，在淬火硬化的部位配置有封口或尘埃密封口。

本发明的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法，其特征在于，包括：

通过将Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末预烧结接合于里衬钢板上，在所述里衬钢板上形成预烧结层的工序；

将所述预烧结层机械地压下的工序；

将所述预烧结层及所述里衬钢板圆弯曲加工的工序；

通过在高于所述预烧结时的温度(例如，1000℃以上的温度、优选1050℃以上)下将所述预烧结层正式烧结，在所述里衬钢板上形成Fe系烧结滑动移动材料层的正式烧结工序，

所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末至少含有C：0.3～5重量％、Cu：8～40重量％(优选8～30重量％)、Sn：0.5～10重量。

本发明的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法，其特征在于，包括：

通过在750～950℃的温度范围下将Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末预烧结接合于里衬钢板上，在所述里衬钢板上形成预烧结层的工序；

将所述预烧结层机械地压下的工序；

将所述预烧结层及所述里衬钢板圆弯曲加工的工序；

通过在高于所述预烧结时的温度的1000℃以上的温度下将所述预烧结层正式烧结，在所述里衬钢板上形成Fe系烧结滑动移动材料层的正式烧结工序，

所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末至少含有C：0.4～5重量％、Cu：8～40重量％、Sn：0.5～10重量，

所述正式烧结后的所述Fe系烧结滑动移动材料层具有：含有0.45重量％以上的C的固相状态的Fe-C系合金相和液相状态的Cu-Sn系合金相分散的液相烧结组织，

进而，在所述固相状态的Fe-C系合金相中分散有Cr₇C₃、M₆C、M₂C、MC型特殊碳化物的一种以上。

本发明铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法，其特征在于，包括：

通过在750～950℃的温度范围内将Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末预烧结接合于里衬钢板上，在所述里衬钢板上形成预烧结层的工序；

将所述预烧结层机械地压下的工序；

将所述预烧结层及所述里衬钢板圆弯曲加工的工序；

通过在高于所述预烧结时的温度的1000℃以上的温度下正式烧结所述预烧结层，在所述里衬钢板上形成Fe系烧结滑动移动材料层的正式烧结工序，

所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末至少含有C：0.2～15重量％或0.2～9重量％、Cu：8～40重量％、Sn：0.5～10重量，

在含于所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末的Fe系合金粉末中含有固溶限以上且至少2重量％以上且40重量％以下的Cu、和0.2重量％以上的碳，

所述正式烧结后的所述Fe系烧结滑动移动材料层具有：分散了含有0.2重量％以上的C的固相状态的Fe-C系合金相、和液相状态的Cu-Sn系合金相的液相烧结组织，

进而，在所述Fe系烧结滑动移动材料层中分散有Co、Cr、Mo、W的金属粉末、含有Mo金属间化合物的NiMo、CoMo、FeMo的合金粉末、石墨、BN、CaF₂的固体润滑材料粉末、以Cr、Mo、W、Ti、Zr、Nb中的任一种的合金元素为主体的特殊碳化物粉末、氮化物粉末、氧化物粉末中的一种以上的粉末粒子。

本发明的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法，其特征在于，包括：

通过在750～950℃的温度范围内将Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末预烧结接合于里衬钢板上，在所述里衬钢板上形成预烧结层的工序；

将所述预烧结层机械地压下的工序；

将所述预烧结层及所述里衬钢板圆弯曲加工的工序；

通过在高于所述预烧结时的温度的1000℃以上的温度下正式烧结所述预烧结层，在所述里衬钢板上形成Fe系烧结滑动移动材料层的正式烧结工序，

所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末至少含有C：0.4～5重量％、Cu：8～40重量％、Sn：0.5～10重量，

在含于所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末的Fe系合金粉末中含有固溶限以上且至少2重量％以上且40重量％以下的Cu、和0.45重量％以上的碳，

所述正式烧结后的所述Fe系烧结滑动移动材料层具有：分散了含有0.45重量％以上的C的固相状态的Fe-C系合金相、和液相状态的Cu-Sn系合金相的液相烧结组织，

进而，在所述Fe系烧结滑动移动材料层中分散有Co、Cr、Mo、W的金属粉末、含有Mo金属间化合物的NiMo、CoMo、FeMo的合金粉末、石墨、BN、CaF₂的固体润滑材料粉末、以Cr、Mo、W、Ti、Zr、Nb中的任一种的合金元素为主体的氮化物粉末、氧化物粉末中的一种以上的粉末粒子。

另外，优选所述正式烧结后的所述Fe系烧结滑动移动材料层经由扩散层或中间Fe系烧结层烧结接合于所述里衬钢板，

所述扩散层具备与所述里衬钢板接触而形成的不含有碳化物的Fe系合金相、和向所述正式烧结工序中烧结接合的烧结层侧伸长的Cu合金相，

所述中间Fe系烧结层的碳量比所述Fe系烧结滑动移动材料层少。

另外，关于本发明的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法，优选在所述里衬钢板的滑动移动面侧预烧结接合有至少含有Cu：10～40重量％、Sn；0.5～10重量％、C：0～0.8重量％的所述中间Fe系烧结层，所述Fe系烧结滑动移动材料层经由所述中间Fe系烧结层烧结接合。

另外，在本发明的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法中，还可以包括：利用所述正式烧结后的骤冷处理，对所述Fe-C系合金相进行淬火或淬火回火，由此将所述Fe系烧结滑动移动材料层中的Fe-C系合金相硬化至Hv500以上的硬度的工序。

另外，在本发明的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法中，也可以所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末是配合了Fe合金粉末、Cu粉末、和Sn粉末及CuSn合金粉末的至少一种粉末的混合粉末、或向所述混合粉末中进而配合了石墨粉末的混合粉末。

另外，在本发明的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法中，所述烧结工序是在所述正式烧结时，形成具有含有0.45重量％以上的C的固相状态的Fe-C系合金粒、和液相状态的Cu-Sn系合金相的液相烧结组织，然后通过骤冷处理，淬火硬化所述Fe-C系合金粒的工序。

另外，在本发明的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法中，优选所述正式烧结工序后的所述Fe系烧结滑动移动材料层中的所述Fe-C系合金粒的含量为65体积％以上。

如上所述，根据本发明可知，通过将实现低摩擦系数化，同时，耐烧接性及耐磨损性优越，且能够赋予自润滑性，实现增脂间隔的长时间化及无增脂化的Fe系烧结滑动移动材料层牢固地烧结接合于里衬钢板，提供经济性优越的铁系烧结多层卷绕衬套、其制造方法、及作业机连结装置

附图说明

图1是表示使用实施例1的Fe系烧结滑动移动材料用混合粉末制作的牵引试片的图。

图2是表示Fe-Cu-Sn系烧结体的烧结温度和尺寸变化率的图。

图3是表示Fe-Cu-Sn系烧结体的烧结温度和尺寸变化率的图。

图4是表示Fe-Cu-Sn系烧结体的烧结温度和烧结体的洛氏B硬度的图。

图5是表示Fe-Cu-Sn系烧结体的预烧结温度和预烧结体的洛氏B硬度的图。

图6是表示Fe(ASC300)-Cu、-Sn、-C系烧结体的烧结温度和尺寸变化率的图。

图7是表示Fe16Al25Cu合金的烧结温度和尺寸变化率的图。

图8是表示表3-1所示的B15的1200℃下的烧结组织的照片。

图9是表示表3-1所示的B16的1200℃下的烧结组织的照片。

图10是表示Fe16Al25Cu+15Cu的石墨添加量的话尺寸变化率的图。

图11(a)是表示表3-1所示的B7的1200℃下的烧结组织的照片，图11(b)是表示表3-1所示的B11的1200℃下的烧结组织的照片，图11(c)是表示表3-1所示的B13的1200℃下的烧结组织的照片，图11(d)是表示表3-1所示的B20的1200℃下的烧结组织的照片。

图12(a)是表示表3-1所示的B21合金的1200℃下烧结的组织的照片，图12(b)是表示表3-1所示的B22合金的1200℃下烧结的组织的照片，图12(c)是表示表3-1所示的B23合金的1200℃下烧结的组织的照片，图12(d)是表示表3-1所示的B24合金的1200℃下烧结的组织的照片，图12(e)是表示表3-1所示的B25合金的1200℃下烧结的组织的照片，图12(f)是表示表3-1所示的B26合金的1200℃下烧结的组织的照片。

图13(a)是表示表3-1所示的B23合金的1200℃下烧结的组织的照片，图13(b)是表示表3-1所示的B23合金的1100℃下烧结的组织的照片，图13(a)是表示表3-1所示的B23合金的1000℃下烧结的组织的照片。

图14是表示实施例2的石墨分散量和牵引强度的关系的图。

图15是表示表3-2所示的B28～B40合金的烧结温度和尺寸变化率的图。

图16是表示表3-2所示的B41～B53合金的烧结温度和尺寸变化率的图。

图17是表示表3-2所示的B54～B65合金的烧结温度和尺寸变化率的图。

图18(a)～(c)是表示在900℃、1000℃、1050℃各自的温度下烧结表4所示的C6的里衬钢板和烧结层的接合界面附近组织的照片，(d)～(f)是表示在900℃、1000℃、1050℃各自的温度下烧结表4所示的C8的里衬钢板和烧结层的接合界面附近组织的照片。

图19(a)、(b)是表示在1050℃、1170℃各自的温度下正式烧结表4所示的C9的里衬钢板的烧结层的接合界面附近组织的照片，(c)、(d)是表示在1050℃、1170℃各自的温度下正式烧结表4所示的C10的里衬钢板的烧结层的接合界面附近组织的照片。

图20(a)、(b)是表示在预烧结后不实施轧制，在1130℃、30分钟的正式烧结后进行了N₂气体冷却的C12、C14合金的烧结层剖面组织的照片。

图21(a)～(c)是在对C2合金的预烧结层实施压下率60％的轧制后，实施1100℃、30分钟的正式烧结，从该正式烧结温度进行了N₂气体冷却的预烧结层的外观和剖面的组织照片。

图22(a)～(e)是在对C3～C5、C7、C11合金的预烧结层实施压下率60％的轧制后，实施了正式烧结和N₂气体冷却的预烧结层的外观和剖面的组织照片。

图23(a)、(b)是表示C13合金的1100℃正式烧结后的剖面组织的照片。

图24(a)、(b)是表示C15合金的1100℃正式烧结后的剖面组织的照片。

图25(a)、(b)是表示C17合金的1100℃正式烧结后的剖面组织的照片。

图26(a)、(b)是表示C19合金的1100℃正式烧结后的剖面组织的照片。

图27(a)、(b)是表示在预烧结C13合金后，在表面极薄地撒布微细的Cu-10重量％Sn合金粉末后，以压下率约65％轧制后，实施了正式烧结、N₂气体冷却的剖面组织的照片。

图28(a)、(b)是表示在预烧结C17合金后，在表面极薄地撒布微细的Cu-10重量％Sn合金粉末后，以压下率约65％轧制后，实施了正式烧结、N₂气体冷却的剖面组织的照片。

图29(a)是将实施例6的铁系烧结多层卷绕衬套加工为轴承试验用衬套形状的试片，图29(b)是轴承试验装置的示意图。

图30(a)～(d)是表示本发明的一实施方式的作业机连结装置的剖面图。

图31(a)、(b)是表示作业机连结装置的剖面图。

图32(a)～(h)是以示意性表示各种铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法的图。

图33是表示本发明的实施方式的铁系烧结多层卷绕衬套的局部的示意图。

图34是表示本实施方式的铁系烧结多层卷绕衬套的局部的剖面图。

具体实施方式

本发明为了改进耐磨损性、耐烧接性，涉及渗碳体或Cr₇C₃、M₆C、M₂C、MC型特殊碳化物中的一种以上碳化物析出的Fe合金相和Cu-Sn合金相、及进而固体润滑剂的石墨分散的Fe-Cu-Sn系烧结滑动移动材料烧结接合于里衬钢板的卷绕衬套及其制造方法。

本发明涉及将在以建筑机械的作业机连结装置轴承为代表的高面压、低速滑动移动、摇动极差的润滑条件下，耐烧接性、耐磨损性也优越的Fe系烧结滑动移动材料预烧结接合于里衬钢板，在圆弯曲加工后实施正式烧结制造的铁系烧结多层卷绕衬套和其制造方法。更具体来说，涉及(1)以将有效于改进耐烧接性和耐磨损性的渗碳体或Cr₇C₃、M₆C、M₂C、MC型特殊碳化物等中的一种以上的碳化物分散于马氏体组织的母相中的Fe系合金粒为主体，(2)将为了确保与里衬钢板的烧结接合性而分散了耐粘合性优越的CuSn系合金的Fe系烧结滑动移动材料烧结接合于里衬钢板的铁系烧结多层卷绕衬套，另外，涉及将Fe系烧结滑动移动材料用混合粉末预烧结接合于里衬金属片，实施轧制加工后进行圆弯曲加工，进而，在高于所述预烧结接合温度的温度下进行正式烧结的制造方法。

另外，本发明在以建筑机械的作业机连结装置轴承为代表的高面压、低速滑动移动、摇动极差的润滑条件下，也显示优越的耐烧接性、耐磨损性的性能，涉及(1)将微细地析出了有效于耐烧接性和耐磨损性的改进的渗碳体或Cr₇C₃、M₆C、M₂C、MC型特殊碳化物等的一种以上碳化物的Fe系合金粉末作为基质，(2)为了确保与里衬钢板的烧结接合性而添加耐粘合性优越的Cu系合金粉末或混合粉末，进而(2)将分散了润滑油容易浸渗，且在滑动移动面容易形成富有润滑性的自润滑性皮膜的固体润滑剂(包含石墨)的Fe系烧结滑动移动材料(即，固体润滑性Fe-C-Cu-Sn系、Fe-C-Cu-Sn-石墨系烧结滑动移动材料))预烧结接合于里衬金属，在实施轧制加工后进行圆弯曲加工，进而，在950℃以上的高温下再次进行液相烧结，由此能够实现长期的增脂间隔，且能够改进耐粘合性和耐磨损性的铁系烧结多层卷绕衬套及其制造方法。

本发明的铁系烧结多层卷绕衬套是在里衬钢板上配置(例如，撒布)至少含有C：0.4～5重量％、Cu：8～40(30)重量％、Sn：0.5～10重量的Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动材料用混合粉末(例如散布)，在1000℃以下的低温区域预烧结接合，进而，在机械地压下(例如，轧制、按压)后，在所述低温区域实施再次烧结、圆弯曲加工，成形为卷绕衬套后，在所述1000℃以上的高温区域进行正式烧结得到的。该烧结时，形成作为主体的固相状态的含有0.45重量％以上的碳的Fe-C系合金粒和液相状态的Cu-Sn系合金构成的液相烧结组织。在烧结后的冷却过程或另一工序中实施淬火热处理，所述Fe-C系合金粒的母相被淬火硬化，从而开发了具有马氏体或以马氏体为主体的组织的多层Fe系烧结卷绕衬套。

还有，将所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末烧结接合于里衬钢板而成的多层Fe系烧结卷绕衬套利用里衬提高作为径向轴承(衬套)的刚性，防止工作时的衬套的脱落，并且，能够防止偏负荷时作用的弯曲应力引起的烧结滑动移动层的破裂，进而能够减少高价的烧结滑动移动材料的使用量，能够提高其经济性。

另外，本发明的铁系烧结多层卷绕衬套，其具有在里衬钢板上烧结接合的Fe系烧结滑动移动材料层，其特征在于，所述Fe系烧结滑动移动材料层是至少含有C：0.4～15重量％或0.4～9重量％、Cu：8～40重量％、Sn：0.5～10重量，且将Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末预烧结接合于所述里衬钢板上，进行圆弯曲加工后，在1000℃以上的高温下利用液相烧结实施正式烧结接合得到的，在含于所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末的Fe系合金粉末中含有固溶限以上且至少2重量％以上且40重量％以下的Cu和0.2重量％以上的碳，所述Fe系烧结滑动移动材料层具有：分散了含有0.2重量％以上的C的固相状态的Fe-C系合金相、和液相状态的Cu-Sn系合金相的液相烧结组织，进而，在所述Fe系烧结滑动移动材料层中分散有对Cu的固溶度极少的Cr、Co、Mo、W的金属粉末、含有Mo金属间化合物的NiMo、CoMo、FeMo的合金粉末、石墨、BN、CaF₂的固体润滑材料粉末、以Cr、Mo、W、V、Ti、Zr的任一种的合金元素为主体的特殊碳化物粉末、氮化物粉末、氧化物粉末中的任意一种以上的粉末粒子。

另外，本发明的铁系烧结多层卷绕衬套，其具有在里衬钢板上烧结接合的Fe系烧结滑动移动材料层，其特征在于，所述Fe系烧结滑动移动材料层是至少含有C：0.4～15重量％、Cu：8～40重量％、Sn：0.5～10重量，且将Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末预烧结接合于所述里衬钢板上，进行圆弯曲加工后，在高于所述预烧结接合的温度的1000℃以上的温度下利用液相烧结实施正式烧结接合得到的，在含于所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末的Fe系合金粉末中含有固溶限以上且至少2重量％以上且40重量％以下的Cu和0.2重量％以上的碳，所述Fe系烧结滑动移动材料层具有：分散了含有0.45重量％以上的C的固相状态的Fe-C系合金相、和液相状态的Cu-Sn系合金相的液相烧结组织，进而，在所述固相状态的Fe-C系合金相中分散有Cr₇C₃、M₆C、M₂C、MC型碳化物的一种以上碳化物，在所述Fe系烧结滑动移动材料层中分散有Cr、Co、Mo、W、NiMo、CoMo、FeMo、石墨、BN、CaF₂的固体润滑材料粉末、以Cr、Mo、W、V、Ti、Zr中的任意一种以上合金元素为主体的氮化物粉末、氧化物粉末中的一种以上粉末粒子。

另外，也可以在所述Fe系烧结滑动移动材料层分散有碳化物，所述Fe系烧结滑动移动材料层经由扩散层或中间Fe系烧结层烧结接合于所述里衬钢板，所述扩散层形成于所述Fe系烧结滑动移动材料层和所述里衬钢板的接合界面附近，且具备不含有所述碳化物的Fe系合金相和向所述烧结接合的烧结层侧伸长的Cu合金相，所述中间Fe系烧结层不含有所述碳化物，或碳量比所述Fe系烧结滑动移动材料层少。

优选所述中间Fe系烧结层是至少含有Cu；10～40重量％、Sn：0.5～10重量％、C：0～0.8重量％的Fe系烧结材料层，所述中间Fe系烧结层中的Fe合金相的基质组织为以铁素体、珠光体、贝氏体的一种以上作为主体且被调节为小于50体积％的马氏体组织的所述Fe系烧结材料层烧结接合于所述里衬钢板，所述Fe系烧结滑动移动材料层经由所述中间Fe系烧结层烧结接合于所述里衬钢板的滑动移动面侧。

另外，优选所述Fe系烧结滑动移动材料层中的所述Fe-C系合金相被淬火硬化，其母相具有以马氏体或回火马氏体作为主体的组织。

另外，优选在所述Fe系烧结滑动移动材料层的自表面至0.1mm的深度为止的表层中，滑动移动特性优越的Cu合金相比例与所述Fe系烧结滑动移动材料层的内部层相比提高。另外，在所述Fe系烧结滑动移动材料层的自表面至0.1mm的深度为止的表层中，与其内部层相比形成有微细的Fe系合金粒。

另外，其特征在于，通过在所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末中添加与Cu添加量相称的Sn原材料粉或Sn母合金粉末，提高所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末的里衬钢板的烧结接合性，并且，在所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末中分散有Cu相的情况下，也显示Cu-Sn系合金相优越的滑动移动特性。

进而，其特征在于，在硬质的Fe系合金粒之间的强化的烧结性没有开始的所述低温区域预烧结(1000℃以下)，产生充分的Cu-Sn系合金的液相，改进与里衬钢板或Fe合金粉末的润湿性，赋予所述机械地压下(例如，轧制)或卷绕衬套化时的弯曲加工中充分的Fe系烧结滑动移动材料层(即，将Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末烧结接合的层)的强度。

另外，Cu添加量设定为在上述液相烧结范围内产生充分的液相，参考HANSEN，将其下限添加量设为8重量％，将上限添加量设为40重量％，Sn太了解在所述低温区域中的烧结时几乎不向Fe合金粉末扩散固溶，因此，以与Cu添加量生成Cu-5重量％Sn以上的Sn浓度的Cu-Sn合金的方式设为0.5～10重量％。

还有明确的是，若Cu的上限添加量过多，则导致在最终烧结状态下增加大量的Cu-Sn系合金相，使Fe系烧结滑动移动材料层的耐磨损性，因此，优选将(Cu+Sn)的上限添加量设为30重量％，更优选20重量％。

进而，对在通过所述圆弯曲加工形成为卷绕衬套的状态下的Fe系烧结滑动移动材料层来说，经得住高面压下的滑动移动的强度或硬度不充分，因此，在本发明中，通过在1000℃以上的温度下实施正式烧结，充分实现铁合金粉末之间或铁合金粉末和Cu合金液相间或铁合金粉末和添加石墨间的固溶·扩散，接着实施骤冷处理，将该烧结滑动移动材料中的Fe系合金粒淬火硬化，由此得到更高强度，且高面压、耐烧接性优越的滑动移动特性。

另外，同时，为了得到在高面压下得到耐负荷性，重要的是使所述Fe系烧结滑动移动材料层和里衬钢板的烧结接合更牢固。因此，在本发明中，通过利用正式烧结，在所述接合界面附近形成明确的扩散区域，并且，形成向其扩散方向长长延伸地生长的Fe系合金粒及/或Cu-Sn系合金相(粒)，能够得到牢固的烧结接合性。

还有，添加于所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末的石墨粉末迅速扩散固溶于Fe系合金粉末中，或所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末中的Fe系合金粉末间的烧结性显示为显著，且所述接合界面中的扩散层明确地开始形成的1000℃设定为正式烧结的下限温度，但更优选在1050℃以上的温度下实施正式烧结。另外，其上限温度作为使所述Fe系合金粒子间的烧结性不过度的温度，或作为使Cu-Sn合金不过度蒸发的温度，优选1200℃。

另外，从经济性优越的方面来说，用于淬火硬化所述Fe-C系合金粒的骤冷处理接于正式烧结后，利用气体冷却进行，因此，优选在Fe-C系合金粒中按总量以1重量％以上含有Cr、Mo、W、V、Ni、Mn、Si的提高淬火性的合金元素中的一种以上。

还有，优选利用所述淬火处理，里衬钢板均被有淬火效应的情况下，由于里衬的大的体积膨胀，烧结接合于内径面的Fe系烧结滑动移动材料可能破裂，因此，选定里衬没有淬火效应的钢板，并且，所述骤冷处理进行气体冷却或油中冷却等。

还有，Fe合金相的硬度优选微维氏硬度MHV550以上，因此，优选淬火固溶有至少0.3重量％以上的碳的马氏体相。

另外，所述淬火硬化的Fe-C系合金粒的量至少为65体积％以上，但从如上所述地进一步改进耐磨损性的观点出发，优选75体积％以上，进而更优选耐磨损性大致饱和的90体积％以上。另外，所述Fe-C系合金粒的上限含量优选98体积％。由此，几乎所有的所述Fe-C系合金粒之间牢固地结合。另外明确的是，所述Fe-C系合金粒的上限量在考虑了Cu成分在烧结时固溶于Fe-C系合金粒中的情况的情况下，在滑动移动面上大致接近100体积％，但耐磨损性大致饱和。另外，参考HANSEN的状态图可知，例如，利用1100℃下的高温侧的液相烧结，最大约10重量％的Cu固溶于Fe合金中，因此，优选添加的Cu的大部分固溶于Fe合金相中，能够减少耐磨损性不优选的Cu合金相的含量。

进而，为了进一步改进所述Fe系烧结滑动移动材料层的耐烧接性和耐磨损性，优选至少含有0.45重量％以上(优选0.6重量％以上)的碳，渗碳体及/或Cr₇C₃、M₆C、M₂C、MC型特殊碳化物中的一种以上形成在其晶粒内、晶粒边界的Fe系合金粒(特殊钢粒)以总Fe-C系合金粒的30体积％以上或100体积％含有。从进一步减小摩擦系数的观点和进一步改进耐烧接性、耐磨损性的观点出发，优选特殊钢粒含有总Fe-C系合金粒的50重量％以上或100重量％。

还有，在所述专利文献4中，公开了添加有5～30重量％的高速度钢粉末的Fe-C-Cu烧结滑动移动材料，但由于使析出所述特殊碳化物的高速度钢粉末分散于Fe-C-Cu烧结合金中，因此，作为所述滑动移动条件严格的建筑机械用作业机车套(高面压、低摆动)，其耐烧接性不充分，有时存在摩擦系数高的问题，但本发明中，通过使所述特殊碳化物大致均一地分散的Fe合金粒为总Fe合金粒的50重量％以上或总量，剩余为滑动移动特性优越的Cu-Sn系合金相，能够解决问题。

另外，本发明的铁系烧结多层卷绕衬套中，优选含有5～25重量％的Cr、3～20重量％的Mo、3～20重量％的W、0.5～7重量％的V的任意一种以上，所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末含有50重量％以上特殊钢粉末(例如，Fe-C系合金粉末)，所述特殊钢粉末中分散有总计5体积％以上(优选5～50体积％)的Cr₇C₃型特殊碳化物、M₆C型特殊碳化物、MC型特殊碳化物及M₂C型特殊碳化物的任意一种以上。

另外，涉及本发明的铁系烧结多层卷绕衬套，优选在所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末中，在Fe系粉末中含有50～100重量％或100重量％的Fe-C系合金粉末，所述Fe-C系合金粉末中含有0.45重量％以上的碳，进而，含有5～25重量％的Cr、3～20重量％的Mo、3～20重量％的W、0.5～7重量％的V的任意一种以上，按总计以5～60体积％分散有Cr₇C₃型特殊碳化物、M₆C型特殊碳化物、MC型特殊碳化物及M₂C型特殊碳化物的任意一种以上。

优选析出、分散于所述Fe-C系合金粉末的晶粒内及晶粒边界的特殊碳化物的平均粒径被微细化为10μm以下。

在所述特殊钢粒中，至少含有0.45重量％以上(优选0.6重量％以上)的碳和5～25重量％的Cr、3～20重量％的Mo、3～20重量％的W、0.5～7重量％的V的任意一种以上，分散有析出分散于耐烧接性和耐磨损性优越的工具钢(SKD钢材)或高速度钢(SKH钢材)的所述特殊碳化物的一种以上，析出分散于所述Fe-C系合金粒中的其碳化物量参考高速度钢(约10体积％)，优选5体积％以上，其上限量参考超硬或金属陶瓷的碳化物量，优选60体积。

更具体来说，例如，在使M₆C碳化物(碳浓度：约3重量％)分散的情况下，0.15重量％的碳使用于碳化物形成，另外，如上所述，在母相马氏体中固溶0.3重量％的碳，因此，优选Fe合金相中的必要下限碳浓度为0.45重量％，但在所述特殊碳化物分散10体积％以上的情况下，对耐烧接性或耐磨损性的提高、低摩擦系数化更优选，因此，更优选0.6重量％。

进而，所述碳化物量的上限值参考超硬或金属陶瓷工具的情况下，还可以提高至约60体积％，因此，例如，Cr₇C₃碳化物(8.5重量％C)的情况下，优选将上限碳浓度设为约5.5重量％。

在使所述特殊碳化物以高浓度分散时，有效于耐烧接性和耐磨损性的改进，但在该特殊碳化物变得过度粗大的情况下，碳化物自身为极其硬质，因此，可能侵蚀磨损对象滑动移动材料，因此，优选其平均粒径为10μm以下，更优选将碳化物的平均粒径微细化为5μm以下。

另外，Fe合金粒中的碳含量能够通过添加、混合石墨粉末，使其在高温侧的正式烧结时扩散·固溶而调节，但从改进所述撒布后的预烧结接合性或使后述的特殊碳化物微细地析出、分散的方面来说，更优选在所述Fe合金粉末中预先含有。

进而，在利用预先含有碳的Fe合金粉末时，也优选在其混合粉末中含有碳(石墨粉末)0.1～3重量％。由此，能够防止在正式烧结时产生粗大气孔(粗大气泡)，并且，能够促进Fe-C系合金粉末间的烧结性，能够提高正式烧结时的Fe系烧结体的烧结性。

另外，从高强度、高硬度化的观点出发，更优选利用高温侧的正式烧结(液相烧结)促进Fe合金粉末间的烧结性，优选所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末中添加有P：0.1～1.5重量％、B：0.05～1.5重量％、C：0.1～3.0重量％、Al：1～10重量％、Si：0.5～3重量％、Mn：1～20重量％、Ti：0.1～2重量％、Mo：0.1～10重量％中的一种以上。

尤其，通过作为石墨、Mn或Cu-P母合金或Fe-P母合金添加的P的添加，从约1000℃附近显著促进烧结性，同样的效果在B、Si中也预测到。

还有，这些添加元素的上限值设定如下，即：例如，石墨的添加不导致分散的所述碳化物超过60体积％而脆化，P的为磷化物，B为碳硼化物或硼化物，SI从防止Cu合金相的脆化的观点出发，Mn从防止过剩的残留奥氏体析出等的观点出发，不导致Fe系滑动移动材料过度变脆，马氏体不变硬的程度。

向里衬钢板上撒布Fe系烧结滑动移动材料用混合粉末，将其烧结接合的多层滑动移动材料中，根据混合粉末的流动性等，撒布不均容易发生，烧结接合、机械地压下后也发生密度不均或在表面发生20μm左右的深度的微小的切开状槽，在正式烧结后，进而，以此为原因，容易引起表面层的多孔化或脆弱化，有时可能不显示充分的滑动移动特性。因此，在本发明中，还优选反复进行一次以上在预烧结的所述Fe系烧结滑动移动材料层的表面极薄地撒布滑动移动特性优越的-#250筛号以下的微细的粉末，施加机械压下进行预烧结的工序，设置装饰层(预烧结层)。另外，装饰用微细的粉末可以利用与所述Fe系烧结滑动移动材料用混合粉末相同或类似组成的混合粉末，但明确的是可以利用后述的滑动移动特性优越的异种材料粉末。

另外，在所述Fe系烧结滑动移动材料层的表面层中，优选形成有与其内部层相比更微细的(例如，使用Fe合金粉末)Fe合金粒。由此，能够进一步改进熔合性和面压强度。

所述Fe系烧结滑动移动材料由含有大量碳化物的硬质层构成，因此，设想与对象材料的的熔合性极其重要的情况。因此，在Fe系烧结滑动移动材料层的表面层优选将滑动移动特性优越的软质的Cu合金的比率提高为比所述Fe系烧结滑动移动材料层的内部层高。另外，优选将极薄地被覆提高了所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末的Cu、Sn成分量的混合粉末，将表面层的Cu合金相比率提高为高于内部层。油槽，能够进一步改进熔合性。

所述极薄地被覆的软质的被覆层的厚度考虑卷绕衬套的熔合磨损量，优选为0.1mm以下。

为了，作为所述Cu合金，优选所述Cu-Sn系合金，但也优选改性为撒布大量含有Mn、Si、Al的Cu合金，在正式烧结后的所述Fe系烧结滑动移动材料层中的Cu合金相析出β相。

另外，作为显示与所述软质的被覆层类似的功能的技术，优选在所述Fe系烧结滑动移动材料层的表面分散微细的Mo、W、铁Mo、Co-Mo、CaF₂、石墨、BN等固体润滑剂粉末。由此能够进一步改进熔合性和耐烧接性。

还有，所述固体润滑剂的大致全部在正式烧结时与Fe-C系合金粒显著反应，因此，在本发明中，优选使用含有0.45重量％以上的碳和固溶限以上的Cu的所述Fe-C-Cu系合金粉末，在正式烧结时，使液态的Cu合金相出现在其粉末表面，由此防止所述反应，分散固体润滑剂粒子。

还有，通过所述高温侧的正式烧结(液相烧结)前的机械压下和正式烧结温度的调节，能够调节所述Fe系烧结滑动移动材料层的气孔率，调节为作为含油轴承适当的通气孔率(10～30体积％)，在其气孔中填充润滑油或润滑组合物，由此实现耐烧接性和增脂间隔的长时间化，但进而通过将所述Fe系烧结滑动移动材料层经由Fe-Cu-Sn系烧结材料层烧结接合于里衬，在其中间Fe-Cu-Sn系烧结滑动移动材料层中的气孔中也含有所述润滑油或润滑组合物，能够进一步实现增脂间隔的长时间化，但作为滑动移动速度慢的作业机衬套，摩擦系数容易变高，另外，在不可避免砂土的进入的部位存在耐磨损性不充分的问题。

在这种情况下，优选通过将正式烧结温度提高至1000℃以上，促进铁合金粉末之间的烧结性，以使所述Fe系烧结滑动移动材料层中的气孔率成为10体积％以下的方式提高密度，以高强度提高耐磨损性，但优选在铁系烧结多层卷绕衬套的烧结滑动移动层设置用于适合供给润滑油的油槽或(微坑状)油积存处。

尤其，摇动角度小，滑动移动速度慢的建筑作业机衬套中，优选更细小地配置油槽或油积存处，且在油槽或油积存处的面积率过大的情况下，滑动移动部处的面压变高，局部粘合性变高，其结果，导致引起高摩擦系数化，因此，优选尽量减小该面积率。因此，优选在本发明的铁系烧结多层卷绕衬套中，通过对预烧结状态的Fe系烧结滑动移动材料层施加机械压下，在与卷绕衬套的内周方向系大致垂直的轴向上产生多个微细的裂纹，利用正式烧结，将该烧结层进一步致密化，由此将该裂纹开口，形成为波状的油槽、油积存处。由此能够改进滑动移动面中的润滑性。还有，所述微细的裂纹从相对于轧制方向大致垂直的方向进入。

另外，在本发明的铁系烧结多层卷绕衬套中，还可以在所述Fe系烧结滑动移动材料层的表面至0.1mm的深度为止的表层形成有利用所述正式烧结沿与内周方向大致垂直的方向开口的波状裂纹。

还有，作为产生所述裂纹的机械压下方法优选轧制。另外，作为所述裂纹引起的油槽、油积存处的面积率，优选～30面积％以下，所述裂纹槽间的平均间隔优选15mm以下，但更优选20面积％以下、8mm以下。

进而，作为进一步减小低摇动角度，且低滑动移动速度下的摩擦系数的衬套，优选在所述裂纹引起的油槽、油积存处部填充四氟化树脂(例如，PTFE)、聚酰胺树脂(尼龙)、聚乙缩醛(POM)、聚乙烯(PE)等树脂类或石墨、BN、MoS2、WS2等固体润滑剂中的一种以上而使用。

另外，所述Fe系烧结滑动移动材料层在所述里衬钢板上以30～70面积％的范围，以多个以上岛状或凸状烧结接合也可。

进而，在更高面压下，且需要长的增脂间隔或无增脂化的作业机衬套中，优选在烧结滑动移动层设置更多的油槽或微坑状油积存处。进而，更优选在里衬钢板上以凸部状烧结接合了Fe系烧结滑动移动材料的铁系烧结多层卷绕衬套。另外，此时的凸部的面积率优选30～70体积％，进而，其凸部优选排列为交错状排列或无规排列。另外，优选滑动移动面中的凸部的尺寸的滑动移动方向的最大长度为15mm以下，但更优选10mm以下。

另外，与所述相反地，在Fe系烧结滑动移动材料层中设置油槽或微坑状油积存处的Fe系烧结卷绕衬套中，油槽、油积存处的面积率也优选30～70面积％，滑动移动方向的滑动移动材料部的最大长度优选15mm以下，更优选10mm以下。

另外，如上所述，更优选在油槽、油积存处部填充所述树脂类或固体润滑剂。

另外，优选在更高面压下使用的作业机衬套中，所述油槽部处可能破损，因此，在这种情况下，利用机械加工调节油槽的深度，使其道道里衬钢板内部，使应力不集中于里衬钢板和所述Fe系烧结滑动移动材料的接合面。

在设想如上所述地高面压下，且需要耐砂土磨损性的部位使用的Fe系烧结卷绕衬套的情况下，优选将所述Fe系烧结滑动移动材料更高密度化，使该材料中的气孔率为10体积％以下，更优选5体积％以下。

优选所述淬火硬化的Fe-C系合金粒中的母相以在300℃以上的温度下进行了一次以上回火处理的回火马氏体组织作为主体。即，所述Fe系烧结滑动移动材料层中的淬火硬化的Fe合金相中的母相组织以马氏体作为主体的情况如上所述，但在本发明中，其滑动移动最表面部由于滑动移动时的放热，被显著回火的危险性高，由于最表面层部显著地回火软化，或产生显著的牵引应力而导致磨损或破裂的危险性高，因此，参考工具钢或高速度钢的回火处理，优选实施300℃以上的回火处理，更优选实施两次以上。

进而，提高回火软化阻力性也至关重要，所述回火处理后的Fe合金相的硬度优选维氏硬度Hv550以上，更优选提高至维氏硬度Hv650以上。

另外，在通过空冷或油中冷却淬火硬化的Fe合金母相中除了马氏体以外，还残留大量软质的残留奥氏体相，在高面压、低速滑动移动的情况下，存在耐烧接性和耐磨损性变差的危险性。因此，在本发明中，参考高速度钢的热处理，优选将Fe-C系合金粒的母相中的马氏体组织中的残留奥氏体量调节为10体积％以下，更优选调节为5体积％以下。

进而，所述Fe合金母相中的马氏体组织中的固溶碳浓度高达0.6重量％以上的情况下，容易发生残留奥氏体量的显著的增大和滑动移动面中的微细的热裂纹，因此，参考高速度钢中的固溶碳浓度(佐藤、西沢：日本金属学会会报2(1963)、P564)，优选调节为0.6重量％以下。

还有，在所述Fe合金相中(Fe-C系合金粒)除了所述特殊碳化物形成元素以外，优选出于改进Fe合金相中的母相的淬火性、回火软化阻力性、耐烧接性的目的，含有选自Si、Al、Mn、Ni、Cr、Mo、V、W、Co、S、P、N、B、Nb、Ti及Zr构成的组的一种以上。

Si在通常的铁合金中含有0.05重量％以上，是提高脱氧作用和淬火性的元素，但进而由于是提高450℃以下的温度下的回火软化阻力性的元素，因此，添加0.5重量％以上的情况居多，但更大量的添加导致向Cu合金相中的过剩的Si的固溶，容易脆化，因此，其上限添加量优选5重量％，更优选3重量％。

Al是提高脱氧作用和淬火性的元素，通常添加0.01重量％以上的情况居多，但从与Si相同地提高回火软化阻力性的方面来说，优选添加0.5重量％以上，另外，为了比Si以更显著的铁素体稳定化元素发挥作用，防止淬火温度变得过高，或在烧结温度下也析出铁素体相的情况，优选其上限添加量为10重量％，更优选7重量％。

Mn是显著提高脱硫作用和淬火性的元素，通常含有0.3重量％以上，但进而，如上所述地提高Fe烧结材料的高温侧的液相烧结性，并且在Fe合金相中增加残留奥氏体的量，因此，优选其上限添加量为15重量％，更优选10重量％。

Ni是从所述特殊碳化物排出，且在Fe合金相的母相中浓缩的元素，为了显著增大残留奥氏体，优选4重量％以下，更优选2.5重量％。

Cr是显著提高淬火性的元素，并且显著的碳化物形成元素，通常添加1.0重量％以上，但为了将Cr₇C₃性碳化物析出分散，优选添加5～25重量％。

Mo是显著提高淬火性的元素，因此，通常添加0.1重量％以上的情况居多，但为了显示更显著的回火软化阻力性，优选添加1重量％以上，进而为了将M₆C、M₂C性碳化物析出分散，优选添加3～20重量％。

W与Mo相同地，为了显示显著的回火软化阻力，优选添加1重量％以上，进而，为了将M₆C、M₂C性碳化物析出分散，优选添加3～20重量％。

V是显示极其显著的回火软化阻力性的元素，通常添加0.1重量％以上，但进而为了将V4C3(MC型)碳化物，优选添加0.5～7重量％。

Co是从所述特殊碳化物排出，且在Fe合金相中浓缩的元素，Co自身对回火软化阻力性不起大的贡献作用，但具有进一步促进Al、Cr、Mo、W、V的回火软化阻力性的作用，因此，其上限添加量优选20重量％，更优选10重量％。

另外，Ti、Nb、Zr等元素是使MC性碳化物析出的元素，因此，其添加量为0.01～2.0重量％，但考虑经济性的情况下，更优选将1重量％作为上限。

P是如上所述地促进高温侧的液相烧结性的作用显著的元素，优选添加0.1重量％以上，进而其上限添加量从防止磷化物的形成引起的淬火的观点出发，优选1.5重量％。

S是作为杂质元素含有0.005重量％以上的元素，但为了改进Fe系烧结滑动移动材料的切削、磨削加工性，最大添加1重量％，但更优选0.5重量％。

C是硬质的马氏体和所述特殊碳化物的形成不可缺的元素，并且是促进高温侧的烧结性的元素，首先，作为构成马氏体中的碳浓度(0.3～0.6重量％)和特殊碳化物量(5～50体积％)及或石墨粒子(3～50体积％)、特殊碳化物量+石墨粒子(5～50体积％)的碳量以0.3～15重量％含有。

N在Fe合金粉末的焊接时或所述液相烧结时含有，但尤其通过作为金属模等防烧接用良好地实施的软氮化、氮化处理等后热处理也可以含有，因此，优选对本发明的Fe系烧结卷绕衬套实施这些后热处理。

在所述Fe系烧结滑动移动材料层中的Cu-Sn系合金相中，除了Sn以外，还不可避免地固溶提高Fe系合金粉末间的烧结性的元素(P：0.1～1.5重量％、B：0.05～1.5重量％、C：0.2～3.0重量％、Al：1～10重量％、Si：0.5～3重量％、Mn：1～20重量％、Ti：0.1～2重量％、Mo：0.1～10重量％)的一部分，但出于调节Cu-Sn合金相的液相烧结时的熔点的目的或调节强度、硬度、滑动移动特性、腐蚀性等的目的，优选添加合金元素，在本发明中，优选含有Pb、Fe、Al、Ti、Mn、Ni、Si、P的一种以上。

Fe是在所述预烧结时或正式烧结时从Fe合金粉末向Cu-Sn合金相固溶而不可避免地含有的元素，其固溶浓度在1～3重量％以内，另外，由于后述的1000℃下的烧结，含有所述特殊碳化物的特殊钢粉末的Fe成分固溶，使得特殊碳化物分散于Cu-Sn合金相中，因此，期待Cu-Sn合金相的耐烧接性或耐磨损性的改进。

Al是氧化性强力，且与氮的反应性高，因此，除了真空烧结气氛下的烧结以外不是积极地利用，但是真空烧结条件下合金化的情况下强化Cu合金优选的元素，且具有通过添加2～12重量％的Al，形成β相，改进滑动移动特性的功能。

Ti是氧化性强力，且与氮的反应性高，因此，除了真空烧结气氛下的烧结以外不是积极地利用，但是真空烧结条件下合金化的情况下强化Cu合金优选的元素，且通过添加Ti，降低Cu合金层的熔点，对低温下的烧结性起到贡献作用，并且，通过添加0.1重量％以上的Ti，显著地提高与里衬钢板的烧结接合性。

进而，Ti是强力的碳化物形成元素，在正式烧结时与Fe系烧结滑动移动材料用混合粉末中添加的碳成分反应，在Fe系烧结滑动移动材料层中形成TiC，期待改进耐烧接性和耐磨损性，因此，将其添加量的上限值设为2重量％。还有，在将Ti作为原材料粉末添加的情况下，TiC容易粗大地形成，因此，需要注意对对象滑动移动材料的侵蚀性。

Mn通过与Cu合金化，显著降低熔点，提高烧结性，并且，在Cu-Sn-Mn合金中，使硬质的β相出现，期待与所述Cu-Al-Sn系的β相相同的优越的滑动移动特性和耐磨损性，因此，优选添加Cu-5～30重量％Mn相称量。

Ni被人们知道通过与Cu合金化提高熔点，进一步强化Cu合金，进而，Cu-Sn-Ni液相是改进与所述Fe合金粉末的润湿性的优选的元素，另外，知道在Cu-Ni-Fe、Cu-Ni-Sn三元合金中(基于旋量分解反应)中显示显著的硬化性，因此，优选添加至Cu合金相中的Ni浓度成为1～30重量％。

Si通过与Cu合金化降低熔点，进一步强化Cu合金，其添加量为了防止脆弱的金属间化合物的析出，优选调节为Cu合金相中的Si为～5重量％以下。

P作为条Cu-Sn合金的脱氧作用和液相的流动性的元素而被知道，另外，通过其脱氧作用，抑制Cu-Sn合金液相烧结的过程中的发泡现象，因此，其下限添加量为0.1重量％。

Mo是几乎不固溶于Cu-Sn合金相，且与Cu不形成金属间化合物的元素，但所述Fe系烧结滑动移动材料中的碳成分是在正式烧结时显示显著的碳化物形成反应的元素，是在正式烧结时形成Mo₂C、M₆C等碳化物，与所述Ti相同地改进耐磨损性或改进耐烧接性时优选的元素。另外，在正式烧结时也使Mo粒稳定地分散，将Mo作为固体润滑剂利用的情况下，如上所述，优选使用含有C：0.45～5重量％的碳和固溶限以上的Cu的Fe系合金粉末。

另外，通过利用与所述Mo相同的原理，能够使石墨、BN、W、Co、Cr、铁Mo、Co-Mo合金的粉末粒分散。本发明的铁系烧结多层卷绕衬套中，优选分散3～30体积％的石墨、Mo、BN、铁Mo、Co-Mo合金粒中的任意一种以上。尤其，石墨粒廉价，且通过分散3体积％以上，明确地显示固体润滑性，但降低所述Fe系烧结滑动移动材料层的强度，因此，优选将其上限值作为30体积％，将所述Fe系烧结滑动移动材料层中的总碳含量调节为1.2～13重量％。

另外，在本发明的铁系烧结多层卷绕衬套中，优选分散于所述Fe系烧结滑动移动材料层的Cr、Co、Mo、W的金属粉末、含有Mo金属间化合物的NiMo、CoMo、FeMo的合金粉末、石墨、BN、CaF₂的固体润滑材料粉末、以Cr、Mo、W、V、Ti、Zr中的任意一种以上合金元素为主体的特殊碳化物粉末、氮化物粉末、氧化物粉末的平均粒径为1～50μm，所述粉末粒子以3～30体积％分散于所述Fe系烧结滑动移动材料层中。

优选石墨的平均粒径为1μm以上且50μm以下的范围，所述粉末以3～30体积％分散于所述Fe系烧结滑动移动材料层中。

另外，更优选所述石墨的粉末的平均粒径为1μm以上且20μm以下的范围，所述粉末以3～30体积％分散于所述Fe系烧结滑动移动材料层中。

在所述铁系烧结卷绕衬套中还可以设置有凸缘部。

优选所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末含有C：1.5～15重量％、Cu：10～40重量％、Sn：0.5～10重量％。优选所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末含有3～30体积％的石墨粉末，Mo、BN的任意一种凝聚分散。优选形成所述Fe系烧结滑动移动材料层中的Fe-C系合金粒的所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末中含有的Fe系合金粉末含有固溶限以上且至少2重量％以上的Cu和0.45重量％以上的碳。由此，能够防止混合的石墨粉末和Fe-C系合金粉末的正式烧结时的渗碳反应或熔解。

另外，分散于所述Fe系烧结滑动移动材料层中的石墨粒的平均粒径优选1～50μm(更优选5～50μm)的范围。还优选向Fe系烧结滑动移动材料用混合粉末中添加粗大地造粒的石墨(粒径0.1～3mm)，但如后所述，在其制造过程中实施机械地压下的情况下，其粗大石墨扁平化而导致滑动移动材料强度进一步显著变差，因此，预先平均粒径为1～25μm，与所述混合粉末中的Fe合金粉末相比，使用更微细的石墨，防止其扁平化，并且，在所述正式烧结中，使该微细的石墨粉凝聚分散。

通过在分散所述气孔及/或石墨粒的Fe系烧结滑动移动材料中，向这些气孔中填充润滑油或润滑油和蜡构成的润滑组合物(包含油脂)，使得耐烧接性更优越，实现增脂间隔的长时间化。在本发明中，也考虑烧结体强度，优选所述烧结气孔及所述多孔的石墨粒的总计含量为5体积％以上且50体积％以下。另外，润滑组合物优选调节为其滴点在60℃以上，其结果，能够满足增脂间隔的进一步长时间化。

作为将极其硬质的所述Fe系烧结滑动移动材料层烧结接合于所述里衬钢板的方法，有在圆筒状钢管或圆筒状烧结体或成形体的内周面配置具有与其内径大致相同或略小的外径的烧结高速度钢或烧结工具钢用粉末的成形体，利用烧结时的尺寸变化率的差异的方法或与烧结的同时熔渗Cu合金的方法(特开昭62-253702)、以及在烧结时加压的同时烧结接合的方法。

在将所述硬质的所述Fe系烧结滑动移动材料层烧结接合于里衬钢板的多层Fe烧结滑动移动材料的制造方法中，由至少含有C：0.4～5重量％、Cu：8～40(优选8～30)重量％、Sn：0.5～10重量的Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料构成，包括：将配合了构成该滑动移动材料的Fe合金粉、和Cu粉末、Sn粉末及Cu合金粉末的至少一种的粉末的混合粉末、或向该混合粉末中配合了石墨粉末的混合粉末预烧结接合于里衬钢板上的工序一次以上；将该预烧结层机械地压下的工序一次以上；在实施圆弯曲加工工序后，在高于所述预烧结接合温度的温度区域中实施正式烧结(1000℃以上)，在其烧结时，形成作为主体(65～98体积％)的固相状态的含有0.45重量％以上的C的Fe-C系合金粒、和液相状态的CuSn系合金构成的液相烧结组织的工序；然后利用骤冷处理淬火硬化所述Fe-C-系合金粒的工序。多层Fe系烧结滑动移动材料的烧结接合性优越，并且硬质，耐磨损性、耐烧接性优越，能够通过上述制造方法廉价地供给。

还有，机械地压下预烧结接合或预烧结状态的所述Fe系烧结滑动移动材料层的理由如下，即：该制造方法的特征在于，如上所述地使Fe系合金粉末之间或Fe系合金粉末和里衬钢板的接合不牢固，在确保软质的Cu、Cu-Sn合金相和Fe系合金粉末、里衬钢板的接合性的低温区域进行烧结，以能够显示加工性的状态机械地压下，进而，通过更高温区域下的正式烧结，促进铁合金粉末间的烧结和里衬钢板的牢固的烧结接合性，从而制造高面压下耐烧接性优越，并且耐磨损性优越的铁系烧结多层卷绕衬套。

另外，其特征在于，至少将所述Fe系烧结材料层预烧结后实施一次以上机械地压下的工序，然后进行切断加工、圆弯曲加工(轧辊弯曲机)、压力加工、或焊接圆弯曲加工的里衬钢板的亮度部，进而实施所述正式烧结，由此制造铁系烧结多层卷绕衬套。

进而，优选使用在所述里衬钢板中，预先在其接合面侧预烧结接合与所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料组成不同，预烧结性优越的中间烧结材料层的里衬钢板。

例如，作为改进预烧结接合性的中间烧结材料，优选Cu-Sn系烧结材料，另外，作为改进预烧结接合性和增大含油量及经济性的中间烧结材料层，优选至少含有Cu；10～40重量％、Sn：0.5～10重量％、C：0～0.8重量％的Fe系烧结材料。

还有，Cu、Sn的添加量考虑与所述里衬钢板的烧结接合性而确定，优选C量出于强化中间烧结材料的目的而适当添加，但考虑所述预烧结接合或预烧结、从正式烧结冷却时，粗大的初析渗碳体，导致其轧制时的烧结层的破裂的情况或接合面界面处容易剥离的情况，将大致成为共析组成的0.8重量％作为上限。

另外，与将使石墨以高浓度分散的所述Fe-Cu-Sn系烧结滑动移动材料层直接烧结接合于里衬钢板的情况相比，在经由不使石墨粒分散的所述Fe系烧结材料层烧结接合的Fe合金粉中，使所述Fe-Cu-Sn系烧结滑动移动材料层和中间烧结层的界面产生凹凸，更牢固地接合这一点是明确的。

另外，所述Cu-Sn系烧结材料层在所述正式烧结时取入所述Fe系烧结滑动移动材料中，但所述Fe系烧结材料被调节为在正式烧结时也残留10～30体积％的通气孔，通过向该气孔中增加润滑油或润滑组合物的含量，作为适合增脂间隔的长时间化的作业机衬套的制造方法优选，另外，明确的是，由于能够减少高价的所述Fe系烧结滑动移动材料的使用量，因此，更经济。

在所述Fe系烧结滑动移动材料用混合粉末中，在所述低温区域下的预烧结时也发生Cu-Sn合金的液相，因此，与Fe系合金反应，显示柯肯多尔扩散效应引起的异常膨胀现象，因此，在本发明中，其特征在于，为了抑制该异常膨胀现象，在所述烧结滑动移动材料用Fe合金粉末中预先含有C：0.45重量％以上的碳，并且，所述预烧结温度为1000℃以下，更优选950℃以下。

进而，其特征在于，为了改进所述正式烧结后的Fe系烧结滑动移动材料层的耐烧接性和耐烧接性，在所述Fe系合金粉末中，渗碳体及/或Cr₇C₃型特殊碳化物、M₆C型特殊碳化物、MC型特殊碳化物及M₂C型特殊碳化物中的一种以上在其晶粒内微细地析出、分散的特殊钢粉末构成总Fe合金粉末的50～100重量％。

另外，优选在所述Fe合金粉末中含有50～100重量％的特殊钢粉末，所述特殊钢粉末含有0.45重量％以上的碳，进而，含有5～25重量％的Cr、3～20重量％的Mo、3～20重量％的W、0.5～7重量％的V的任意一种以上，以5～60体积％析出、分散有渗碳体、Cr₇C₃型特殊碳化物、M₆C型特殊碳化物、MC型特殊碳化物及M₂C型特殊碳化物的任意一种以上。另外，优选析出、分散于所述Fe-C系合金相的晶粒内及晶粒边界的特殊碳化物的平均粒径被微细化为10μm以下。

另外，优选，其特征在于，像所述特殊钢粉末一样，预先析出分散有极其微细的所述特殊碳化物的情况下，在正式烧结后，这些特殊碳化物也不会急剧生长，粗大化，因此，用于减少对对象滑动移动材料的侵蚀性的碳化物尺寸的控制变得容易。

进而，优选为了抑制所述烧结时的异常膨胀，改进预烧结时或正式烧结时的烧结性，在所述烧结滑动移动材料用Fe合金粉末中预先含有C：0.45重量％以上的碳和固溶限以上且2重量％以上的Cu，进而所述Fe合金粉末中，渗碳体、Cr₇C₃型特殊碳化物、M₆C型特殊碳化物、MC型特殊碳化物及M₂C型特殊碳化物的任意一种以上在其晶粒内微细地析出、分散的特殊钢粉末构成50～100重量％。

另外，在利用预先含有所述C和Cu的Fe系合金粉末的情况下，所述预烧结时或所述Cu-Sn合金相完全液相化的正式烧结时，Fe系合金粉末表面被Cu-Sn合金相被覆，防止不与Cu-Sn合金反应的石墨、BN、Mo、W、铁Mo、Co-Mo等固体润滑粉末和Fe系合金粉末的反应性，这些粉末粒子凝聚、分散。因此，在本发明中，所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末至少含有C：1.5～15重量％、Cu：8～40重量％(优选10～40重量％)、Sn：0.5～10重量，所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末包含混合了含有0.45重量以上的C和固溶限以上且2重量％以上且小于40重量％的Cu的Fe合金粉末、石墨粉末、、和Cu粉末、Sn粉末及Cu合金粉末的至少一种粉末的混合粉末，所述Fe系烧结滑动移动材料层在所述正式烧结工序中液相烧结所述预烧结相而形成，所述Fe系烧结滑动移动材料层具有由Fe合金粒和Cu合金相构成的组织，在该组织中以3体积％以上且50体积％以下(优选3体积％以上且30体积％以下)凝聚·分散有平均粒径为1μm以上且50μm以下的配合石墨粒子。

在实施所述机械压下的情况下，若粗大的石墨粉末或BN，则变形为扁平状，因此，存在所述Fe系烧结滑动移动材料的强度劣化变得显著的危险性，因此，在本发明中，其特征在于，所述石墨粉末的平均粒径为1μm以上且20μm以下，至少比所述Fe系合金粉末小，防止这些固体润滑剂的扁平化。

作为更具体的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法，其特征在于，包括：通过将Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末撒布于里衬钢板上(例如，750℃～1000℃系)预烧结，在所述里衬钢板上形成预烧结层的第一工序；对所述预烧结层施加机械压下(例如，轧制)后，将该预烧结层预烧结(例如，750～1000℃下)的第二工序；将所述预烧结层及所述里衬钢板圆弯曲加工，形成卷绕衬套的第三工序或将所述预烧结层及所述里衬钢板圆弯曲加工后，焊接两端面，形成卷绕衬套的第三工序；在高于所述预烧结时的温度(例如，1000℃以上，优选1050℃以上)液相烧结，更牢固地正式烧结所述预烧结层，由此在所述里衬钢板上形成Fe系烧结滑动移动材料层的第四工序；通过对所述Fe系烧结滑动移动材料层实施骤冷处理，将所述Fe系烧结滑动移动材料层中的Fe合金相淬火硬化的第五工序。

另外，作为更具体的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法，其特征在于，包括：在里衬钢板上配置将Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末形成为盘状或片状的成形体，将其预烧结，由此在所述里衬钢板上形成预烧结层的第一工序；对所述预烧结层实施机械压下(例如，轧制)后，对该预烧结层进行预烧结(例如，750～1000℃下)的第二工序；将所述预烧结层及所述里衬钢板圆弯曲加工，形成卷绕衬套的第三工序或将所述预烧结层及所述里衬钢板圆弯曲加工后，焊接两端面，形成卷绕衬套的第三工序；在高于所述预烧结时的温度(例如，1000℃以上，优选1050℃以上)液相烧结，更牢固地正式烧结所述预烧结层，由此在所述里衬钢板上形成Fe系烧结滑动移动材料层的第四工序；通过对所述Fe系烧结滑动移动材料层实施骤冷处理，将所述Fe系烧结滑动移动材料层中的Fe合金相淬火硬化的第五工序。

另外，在铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法中，优选在所述第一工序和所述第二工序之间还包括：在所述预烧结层的表面极薄地撒布或涂敷或被覆-#250筛号以下的微细的Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末。即，其特征在于，在钢板上撒布所述Fe系烧结滑动移动材料用混合粉末，预烧结的第一工序中，根据其撒布情况，难以得到均一的刮平表面，因此，在所述第二工序中的机械压下前的烧结材料层表面极薄地被覆(撒布、涂敷)相同或类似组成的-#250筛号以下的微细的Fe系烧结滑动移动材料用混合粉末，形成装饰层后，继续第二工序、第三工序或第四工序以后工序，但更优选使用比所述Fe系烧结滑动移动材料用混合粉末细小，至少-#250筛号以下的微细的Fe系合金粉末。另外，通常，所述装饰层的厚度为0.3mm以下足以。

另外，在所述第一工序和所述第二工序之间还可以具备：在所述预烧结层的表面极薄地撒布或涂敷被覆软质的Cu粉末或植酸钠含有2重量％以上的Sn的Cu合金粉末的工序。即，作为所述装饰层，通过代替所述Fe系烧结滑动移动材料用混合粉末，使用软质的Cu或Cu合金粉末，能够防止密度不均或最表面处的切口状槽的发生，能够防止预烧结钢板的切断引起的切断面附近缺欠。

另外，作为极薄地被覆Cu合金粉末，通过按总量以2～30重量％含有Sn、Si、Mn、Ni、P中的一种以上，能够对所述Fe系烧结滑动移动材料中的Cu-Sn合金层的硬度、强度、滑动移动特性、耐蚀性等改进。

进而，在所述第一工序和所述第二工序之间还可以具备：在所述预烧结层的表面极薄地撒布或涂敷或被覆含有改进所述Fe系烧结滑动移动材料的初始熔合性的Mo、W、石墨、CaF₂等中的一种以上的固体润滑剂粉末或Co-Mo合金粉末的工序。即，作为所述装饰层的材料，还优选利用改进所述Fe系烧结滑动移动材料的初始熔合性的Co-Mo合金粉或Mo、W、石墨、CaF₂等固体润滑剂粉末或由这些粉末和Cu合金构成的混合粉末。

另外，在所述第二工序和第三工序之间还可以具备：通过对所述预烧结层实施机械压下(例如，轧制)，实现预烧结层的进一步高密度化的工序，作为所述第三工序中的所述圆弯曲加工，通过使用轧辊弯曲及压力弯曲加工的至少一方，还能够实现所述预烧结层的高密度化。换而言之，优选在实施所述第二工序后，追加实施基于轧制的机械压下的工序，接着，在使用了轧辊弯曲或压力的弯曲加工的第三工序中，实现所述预烧结滑动移动材料层的高密度化，实施所述第四工序的正式烧结，利用第五工序的骤冷处理，在里衬钢板上烧结接合更高密度的Fe系烧结滑动移动材料。

还有，所述追加的机械压下优选压下所述预烧结滑动移动材料层的厚度的30％以上，但更优选压下50％以上。

另外，优选在所述第三工序中的弯曲加工或圆弯曲加工后，利用精压或整形处理，对于焊接两端面的卷绕衬套内周部的所述烧结滑动移动材料层，机械地压下所述预烧结滑动移动材料层后，实施所述第四工序的正式烧结和所述第五工序的骤冷处理。

还有，还优选组合基于所述轧制的机械压下工序和本发明的精压。进而，本精压处理是与卷绕衬套的正圆度的改进有关，且能够进行卷绕衬套的精加工的简略化的优选的方法。

在所述机械压下时，实施过度的压下，在所述Fe系烧结滑动移动材料层产生微细的裂纹后，在所述正式烧结中，将该烧结滑动移动材料进一步致密化，由此也可以将所述裂纹开口，形成为油槽或油积存处。

即，在使所述Fe系烧结滑动移动材料高密度化的情况下，优选在其滑动移动面设置适当的油润滑用油槽或油积存处。因此，在本发明的铁系烧结多层卷绕衬套中，优选在所述第五工序的骤冷处理的前工序、优选所述第四工序的正式烧结前进行机械加工，但进而，在本发明中，在所述机械压下(轧制、压力)工序中，也可以实施过度的压下，在所述烧结滑动移动材料层产生微细的裂纹后，将利用所述第四工序的正式烧结使所述裂纹生长得到的槽作为油槽、油积存处利用。

作为向预烧结滑动移动材料层导入裂纹的机械压下方法，优选利用轧制的方法，在这种情况下，在与轧制方向大致垂直的方向上导入微细的裂纹，在卷绕衬套中与滑动移动方向大致垂直地起波浪的同时导入，因此，作为油槽、油积存处更优选。

另外，导入了裂纹槽的滑动移动面更优选实施有滚磨加工，其油槽或油积存处的缘部加工为滑溜。

进而，为了延长增脂时间，需要在滑动移动面保持大量的润滑材料的情况下，在所述预烧结的工序后，且所述正式烧结的工序之前，也可以在所述预烧结层形成面积率为30～70面积％的油槽或油积存处。

另外，机械加工所述大面积率的油槽或油积存处的情况下的经济性成为极大的问题，因此，在本发明中，其特征在于，预烧结于所述里衬钢板上的Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末撒布为岛状，或盘状的成形体按面积率以30～70面积％排列。

进而，在所述里衬钢板上预烧结的Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末中，优选形成油积存处或油槽形状。另外，在所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末层中，优选以形成油积存处或油槽形状的方式撒布或配置成形体。

另外，在设置所述各种油槽或油积存处的铁系烧结多层卷绕衬套中，需要对更高面压的耐负荷性的情况居多，因此，优选将所述Fe系烧结滑动移动材料层中的气孔率高密度化为10体积％以下。

在以所述岛状撒布、或排列在盘状成形体的Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末烧结接合于所述里衬钢板而形成的凹部或油积存处、油槽中也可以填充塑料材料及/或固体润滑材料。

还有，在所述里衬钢板上预烧结接合、预烧结的工序中，预烧结温度高的情况下，含有大量所述合金元素的特殊钢粒在冷却过程中淬火硬化，因此，优选将其预烧结温度调剂为750～1000℃的范围，但更优选750℃以上且950℃以下。另外，下限温度设定为Cu-Sn合金相产生液相，开始显示所述预烧结接合性的温度。

另外，在所述里衬钢板上预烧结接合的工序中，其预烧结后的冷却优选以含有所述碳的Fe合金粉末不硬化的方式慢冷却，例如，作为所述慢冷却机构，优选至少炉冷却至500～700℃，或通过调节为其温度范围的炉内的同时冷却的方法。

另外，在所述正式烧结的工序中，其液相烧结温度为1000℃以上的情况下，开始显示与所述里衬钢板的牢固的接合组织，但为了所述Fe系烧结滑动移动材料进一步提高强度，并且，提高与里衬钢板的接合强度，更优选将所述正式烧结的温度设为1050℃以上。

另外，优选在形成Fe合金粒的所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末中的特殊钢粉末中含有C：0.45～5重量％，并且，进而，含有5～25重量％的Cr、3～20重量％的Mo、3～20重量％的W、0.5～7重量％的V的任意一种以上。

另外，在所述铁系烧结滑动移动材料中，其特征在于，在其混合粉末中含有碳(石墨)0.1～3重量％，防止在所述正式烧结时的粗大气泡的发生，并且，提高所述正式烧结时的Fe系烧结体的烧结性。

还有，在所述铁系烧结滑动移动材料中，作为原材料粉末或合金粉末添加有提高高温侧的液相烧结时(正式烧结时)的Fe系烧结滑动移动材料层(Fe系烧结体)的烧结性的P：0.1～1.5重量％、B：0.05～1.0重量％、Si：0.5～3重量％、Mn：1～20重量％、Ti：0.1～5重量％、Mo：0.1～10重量％中的一种以上

还有，在所述Fe合金粒内中的淬火马氏体组织中，由于滑动移动面处的摩擦热而最表面层部回火的情况下，其最表面层被软化，并且，发生牵引残留应力，可能导致热裂纹的发生或耐烧接性的劣化。因此，在本发明中，优选实施300℃以上的温度下的回火处理。回火处理后的Fe系烧结滑动移动材料层的硬度优选为Hv550以上。

在所述Fe合金粒由所述特殊钢粉末构成的情况下，显著的残留奥氏体存在，可能导致所述Fe系烧结滑动移动材料层的耐烧接性或耐磨损性的劣化，因此，参考高速度钢的回火处理，优选实施残留奥氏体相在所述Fe合金粒的母相中成为10体积％以下的回火处理。

还有，作为所述高速度钢的回火处理，有多次以上的550℃回火处理、350℃下的回火处理+550℃的回火处理、深冷处理、深冷处理+550℃的回火处理等，在本发明中，实施这些处理也可。

还有，里衬钢板选择通过所述骤冷处理不淬火硬化的钢种，但其硬度为了确保作为作业机衬垫的压入力及拔出力，优选形成为含有0.35重量％以上的碳，以使维氏硬度Hv成为250～400以下。

在所述Fe合金粉末中，为了确保通过所述骤冷处理硬化的淬火性和回火软化阻力性，其特征在于，含有选自C、Si、Al、Mn、Ni、Cr、Mo、V、W、Co、Sn、Ca、Pb、S、P、N、B、Nb、Ti及Zr构成的组的一种以上。

在所述Fe系烧结滑动移动材料层中的Cu-Sn合金相中，其特征在于，在所述Sn以外，还含有Al、Ti、Mn、Ni、Si、Sb、Bi、Ag、Mg、Ca的一种以上。

在所述铁系烧结多层卷绕衬套中，其特征在于，设置有凸缘部。

所述Fe系烧结滑动移动材料层，其特征在于，具有烧结气孔及多孔石墨，所述烧结气孔及所述多孔石墨的总计含量为5体积％以上且50体积％以下，在所述烧结气孔及所述石墨各自中填充有润滑油或润滑组合物，还有，作为所述润滑油或润滑组合物的填充方法，适用减压填充方式等以往技术。优选所述润滑组合物的滴点为60℃以下。

(作业机连结装置)

其次，参照附图的同时，说明本发明的作业机连结装置的具体的实施方式。

图30(a)、(b)、(c)、(d)中公开有本发明的一实施方式的作业机连结装置的剖面图。

作为本实施方式的代表性作业机连结装置，在图30(a)所示的液压挖掘机包括：压入臂主体8的作业机衬套1；贯通该作业机衬套1的内经部，并且，贯通铲斗框架2的孔地配置的圆筒状作业机销4。在作业机销4的一端一体化有作业机销的防止脱落用钢板3，进而，利用固定用环5和螺栓6固定于铲斗框架2，在使铲斗工作时，作业机销4与铲斗一同旋转，并在与作业机衬套1之间滑动移动。还有，在所述作业机衬套1和作业机销4之间夹有能够存储含有及/或油脂等润滑材的结构的金属系滑动移动材料7，使作业时的烧接、异常磨损等集中于该金属系滑动移动材料7，该井其修补性。还有，作为所述金属系滑动移动材料7，使用所述Fe系烧结滑动移动材料层。

进而，为了防止由于固定于铲斗框架2的作业机销4的稍许的挠曲引起的微小的滑动移动，在铲斗框架2和作业机销4之间产生的异常噪声(噪音)，更优选如图30(b)所示地在铲斗框架2配置作业机衬套9和金属系滑动移动材料10。还有，作为所述烧结接合，使用所述Fe系烧结滑动移动材料层。

另外，为了进行尽量改进所述烧接性或局部烧结引起的异状磨损，使所述作业机衬套1及/或与所述作业机销4的滑动移动面中的材料的组合由含有5～30体积％的通气孔的金属系多孔烧结滑动移动材料和淬火硬化为HRC45以上的硬度的钢构成，在该金属系多孔烧结滑动移动材料的气孔中含有润滑油。在此，在图30(c)中，示出了在作业机衬套1的内径部形成槽，在该槽一体化所述金属系滑动移动材料7的例子，在图30(d)中，示出了在作业机销4的外径部形成槽，在该槽一体化所述金属系滑动移动材料7的例子。还有，在图30(c)中用符号11所示的是密封装置。

进而，如图31(a)所示，将作业机销4和作业机衬套1经由密封装置13或密封装置13和推力环14用固定环15、16一体化，将其安装于主体，简单化卸载性，并且，进而，为了在长时间的使用后能够变更金属系滑动移动材料7的负荷面，以将一体化的连结装置装配于主体的原来的状态，拧松衬套固定销12并卸下，拧松或卸载使作业机衬套1旋转的机构及/或固定用环5和固定螺栓6，使作业机销4旋转，形成为如上所述的结构也可。

进而，如图31(b)所示，每次连结支架部被分为两部分的臂主体8时，将作业机衬套1经由密封装置13或密封装置13和推力环14装配于被分为两部分的支架部，经由环30一体化作业机销4和固定环15、16，安装也可。通过这样，包括作业机衬套1的支架部变得紧凑，能够简单化安装·卸载性。进而，为了在长时间使用后，变更金属系滑动移动材料7的负荷面，以将一体化的连结装置装配于主体的原来的状态拧松衬套固定销12并卸下，形成为使作业机衬套1旋转的结构及/或拧松固定用环5和螺栓6并卸下，能够使作业机销4旋转的结构。

(铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法及具体例)

其次，参照附图的同时，说明本发明的铁系烧结多层卷绕衬套的具体的制造方法的实施方式。图32(a)～(h)以示意性表示各种铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法。

图32(a)所示的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法中，在里衬钢板61上撒布所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末62，在预烧结接合后，利用轧制机压下预烧结层63，并将其带有圆弧地弯曲加工，利用正式烧结而制造。还有，在预烧结接合和轧制之间进行涂敷撒布也可。

图32(b)～(h)所示的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法中图32(a)的轧制为止的工序相同，因此，省略说明。

图32(b)所示的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法在轧制后，进行带有圆弧地进行弯曲加工，进行挤出冷却、压印加工，然后利用正式烧结而制造。

图32(c)所示的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法中，在轧制后，再次进行预烧结，将其带有圆弧地弯曲加工，并将其正式烧结而制造。

图32(d)所示的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法中，在轧制后，再次进行预烧结，带有圆弧地进行弯曲加工，进行挤出冷却、压印加工，然后利用正式烧结而制造。

图32(e)所示的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法中，在轧制后，再次进行预烧结，再次利用轧制机压下，将其带有圆弧地进行弯曲加工，利用正式烧结而制造。

图32(f)所示的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法中，在轧制后，再次进行预烧结，再次利用轧制机压下，将其带有圆弧地进行弯曲加工，进行挤出冷却、压印加工，利用正式烧结而制造。

图32(g)所示的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法中，在轧制后，再次进行预烧结，再次利用轧制机压下，进而再次进行预烧结，将其带有圆弧地进行弯曲加工，利用正式烧结而制造。

图32(h)所示的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法中，在轧制后，再次进行预烧结，再次利用轧制机压下，进而再次进行预烧结，将其带有圆弧地进行弯曲加工，进行挤出冷却、压印加工，然后利用正式烧结而制造。

(将Fe系烧结滑动移动材料层烧结接合为岛状的例子)

如上所述，Fe系烧结滑动移动材料层也可以在里衬钢板上以30～70面积％的范围烧结接合有多个以上岛状或凸状，因此，以下，说明烧结接合为该岛状的具体例。

铁系烧结多层卷绕衬套可以形成为在里衬钢板的表面，烧结接合由所述Fe系烧结滑动移动材料层构成的多个独立的突出部，将利用该突出部形成的凹部设置为连续，使润滑油在滑动移动面上均一地流动。

即，铁系烧结多层卷绕衬套将带有各种形状的片重叠于里衬钢板上，从上方将所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末撒布，在所述片的孔中填充所述混合粉末，将其用所述方法烧结接合，加工为卷绕衬套的形状。

图33是表示本发明的实施方式的铁系烧结多层卷绕衬套的一部分的示意图。

作为使用于铁系烧结多层卷绕衬套的里衬金属片，使用板厚5mm、宽度150mm、长度1000mm的S45C钢板，另外，作为形成Fe系烧结滑动移动材料层的突出部的方法，首先在钢板上配置厚度4mm的SUS304不锈钢制开孔金属片，在孔部滑切撒布Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末。还有，如图33所示，开孔部的面积系数均统一为62.5面积％，孔部的直径例如为5、10、15、20mm，调节各间距间距离也可(P＝6、12、18、24mm)也可。在里衬钢板上配置Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末后的Fe系烧结滑动移动材料层的制作方法如上所述。

(将Fe系烧结滑动移动材料层烧结接合为岛状的其他例子)

其次，说明烧结接合为岛状的其他具体例。

铁系烧结多层卷绕衬套在Fe系烧结滑动移动材料层中交替分布有高密度烧结层和低密度烧结层，防止含于该Fe系烧结滑动移动材料层的油脂在未滑动移动时及滑动移动时，从该Fe系烧结滑动移动材料层端面部漏出。

图34是表示本实施方式的铁系烧结多层卷绕衬套的一部分的剖面图。本实施方式的铁系烧结多层卷绕衬套51包括：里衬钢板52、和在该里衬钢板52的上表面一体地形成的滑动移动润滑层53。滑动移动润滑层53具有：在滑动移动端面部及烧结体内部密度变高地撒布、撒布、轧制的多个大致平行的筋状或相互交叉的筋状的Fe系烧结滑动移动材料层54。除了该Fe系烧结滑动移动材料层54的其他部分以多孔质的状态存在，形成为含有凝胶化剂的油浸渗的多孔含油层55。还有，Fe系烧结滑动移动材料层54通过如上所述的方法形成。

这样，在铁系烧结多层卷绕衬套1的端面部存在有高密度的烧结体即Fe系烧结滑动移动材料层，另外，在内部也以网眼状存在有高密度的Fe系烧结滑动移动材料层，使得含油层不连续，由此阻碍烧结体内部中的油的移动，因此，即使形成防止一部分的端面的高密度烧结体部分即Fe系烧结滑动移动材料层崩溃，导致油从端面部流失的防波堤，含油层以小的岛状独立分布，由此减少由于阻碍烧结体内部的油的移动而导致的油的损失。

【实施例】

其次，参照附图的同时，说明本发明的实施例的多层Fe系烧结卷绕衬套和其制造方法。

(实施例1)

(各种Fe-Cu-Sn系烧结滑动移动材料的预烧结性确认实验)

预先准备表1中所示的三种Cu合金混合粉末，在本实施例中使用表2所示的组成的Fe系烧结合金。这些烧结合金是使用A300M(神户制钢、铁粉末)、PX16(三菱制钢、高速度钢粉末Fe-1.1重量％C-4重量％Cr-5重量％Mo-6重量％W-2重量％V)、KM15(三菱制钢、高Cr工具钢粉末Fe-0.45重量％C-16重量％Cr-3重量％Mo-2重量％V)、-#350筛眼以下的雾化铜粉末(福田金属)、雾化Cu-33重量％Sn粉末(福田金属)、-#250筛眼以下雾化Sn粉末)福田金属)、平均粒径6μm的石墨(LONZA公司制、KS6)，调节组成，使用这些混合粉末，以成形压力5吨/cm²成形图1所示的牵引试片，在770～1050℃的各温度下真空烧结15分钟后，在炉中冷却至600℃，在600℃下保持30分钟后，以600torr的N₂气体进行冷却的。

另外，在炉中从烧结温度冷却至600℃是因为在烧结温度过高的情况下，避免所述PX16、KM15合金通过自烧结温度的直接N2气体冷却，进行马氏体形态改变，淬火硬化，并且，避免其相变化导致的显著的膨胀。

【表1】

Cu-Sn系合金用混合粉末的组成(重量％)

记号	Cu	Cu33Sn	Sn
				①	Bal.	12	4
②	Bal.	18	6
				③	Bal.	24	8

【表2】

另外，关于上述烧结试片，调查其尺寸变化率、洛氏B硬度(HRB)。

(1)尺寸变化率和烧结特性

图2表示添加有改变了所述表1所示的Sn含量的混合粉末28.5重量％的A1、A5～A8、A11～A13、A16、A17合金的烧结温度和其烧结体的尺寸变化。

(a)在所有的合金中确认到，在860℃以下，伴随所述Cu-Sn混合粉末的合金化的膨胀现象。

(b)所述Cu-Sn混合粉末中的Sn量越多，其膨胀量越大，烧结体形成为多孔化。

(c)在使用了预先不含有碳的Fe粉末的A1、A5～A7中，在900℃以上中，伴随与液相的Cu-Sn合金的扩散的膨胀持续，相对于此，使用了预先含有碳的PX16、KM15的A8、A11～A13、A16、A17合金中，随着将烧结温度升温为900℃以上，改进烧结性，变得致密化。

(d)在使用不预先含有碳的Fe粉末，且配合了0.5重量％的石墨(Gr)的A6合金中可知，在950℃以上显示显著的膨胀，但在1000℃以上中石墨完全固溶于Fe粉末中，从而改进烧结性，其烧结体开始明确收缩。

从所述(a)～(d)的结果可知，在低温烧结温度下，过剩的Sn量的添加促进烧结体的膨胀，难以进行利用后述的预烧结工序后或预烧结后的轧制的机械压下。从而，至少优选满足Fe系烧结体中的Cu量和Sn量为Cu-16重量％Sn以下的关系，更优选参考Cu-Sn二元系状态图，满足脆弱的金属间化合物在低温烧结后的冷却过程中不大量析出的Cu-13重量％以下的关系。

另外，图3将配合于Cu-12重量％Sn的混合粉末的添加量调节为9～28.5重量％的A2～A6、A9～A11、A14～A16合金的烧结尺寸变化率，由此可知

(e)伴随Cu-Sn混合粉末的配合量的增加，其膨胀性增大，

(f)观测到与所述(a)～(c)大致相同的结果。

(2)烧结温度和硬度(HRB)的关系

图4表示表2所示的A1～A12合金的烧结体硬度(洛氏硬度HRB)和烧结温度的关系。由表4可知，以表2中所示的铁粉末A300M为主体的A1～A5和A7合金中，以900℃以上的温度烧结的情况下，其烧结体硬度有降低的倾向，其原因被认为所述烧结体的膨胀引起的，添加了石墨的A6合金中，在900℃以上中，虽然所述烧结体的膨胀变大，但配合石墨开始固溶于铁粉末中，从而烧结体中的Fe粒子的硬度增大，被强化。

另外可知，在以预先含有碳的PX16特殊钢粉末为主体的A8～A12合金中，在850℃以上的温度下改进烧结性，这些烧结体的硬度急剧增大，烧结体强度增大，但在850℃以下，所述图2、图3所示地显示显著的膨胀，因此，其烧结体的硬度(强度)比所述A1～A7合金的硬度低。

另外，图5表示以预先含有碳的KM15特殊钢粉末为主体的A13～A17合金的烧结体硬度(洛氏硬度HRB)和烧结温度的关系，显示与所述A8～A12合金相同的倾向，但尤其850℃以下的烧结性比所述A8～A12合金的情况优越。

(实施例2)

(各种Fe系烧结滑动移动材料的正式烧结性确认实验)

在表3-1及表3-2中示出本实施例中使用的Fe系烧结滑动移动材料的合金用混合粉末组成。这些滑动移动材料是除了所述实施例1中使用的原料粉末以外，使用ASC300(ベガネス公司制铁粉末)、M2(三菱制钢、高速度钢粉末Fe-0.8重量％C-4重量％Cr-5重量％Mo-6重量％W-2重量％V)、SUS440C(日本雾化公司制、Fe-1.1重量％C-17重量％Cr)、电解铜粉末(福田金属CE25)、-#350筛眼以下的TiH、电解Mn、Ni、磷铁(25重量％P)、平均粒径5μm的Mo、#200筛眼以下的Fe-16重量％Al-25重量％Cu、Fe-16重量％Al，调节组成，使用这些混合粉末，以成形压力5吨/cm²成形所述牵引试片，在1000～1200℃的各温度下真空烧结1小时后，用600torr的N₂气体进行冷却，测定这些的烧结尺寸变化率，由此调查其合金系的烧结性。

【表3-1】

在实施例2中使用的Fe系烧结合金用混合粉末组成(重量％)

【表3-2】

图6中关于B1～B11的合金，示出了其烧结温度和尺寸变化率的关系。对于B1～B5的Fe-Cu系可知，在Cu液相化的1086℃以上的1100℃下明确膨胀，进而，在1200℃下也不实现充分的致密化。

进而，通过比较B5和B8合金的尺寸变化率可知，由于2重量％的Sn的添加，Cu的液相从更低的温度发生，烧结体的膨胀性增大。

另外，通过比较B5和B6、B7合金的尺寸变化率可知，由于碳的添加，在所述B1～B5合金中观察到的1100℃下的膨胀被抑制，并且，由于将碳含量增量，迅速改进烧结性，更致密化。

另外，B9(Fe-16重量％Al合金粉末)合金显示与B1铁粉末相同的尺寸变化特性，但向其中添加了25重量％的Cu粉末的合金(B10)的尺寸变化率例如与B4、B5的任意情况相比，也通过1000℃以上的高温烧结显著促进烧结性。

进而，预先含有对Fe-16重量％Al的Cu的固溶极限(约20重量％Cu)以上的25重量％的Cu的Fe-16重量％Al-25重量％Cu合金粉末(B11)中，不显示1000℃的膨胀现象，进一步促进烧结性，显著致密化。

图7表示表3-1中示出的B11～B19合金的烧结后的尺寸变化率。通过比较B11～B14合金可知，促进1150℃以下的烧结性，相反，在1200℃以上的条件下由于添加5重量％以上的Cu，成为过烧结状态，降低烧结密度。

另外，通过比较B13和B15～B19的尺寸变化率可知，Mo、及Ni-Mo的复合添加、Ti、Mn的添加不会阻碍显著的烧结性，另外，由于Sn的添加，对烧结性的促进从更低温度侧开始，作为降低所述正式烧结温度的有效的元素利用。

另外可知，图8、图9中示出了B15和B16的1200℃下的烧结组织，但与在烧结时产生的Cu合金液相几乎不反应的Mo作为Mo相分散，另外，在复合添加Ni-Mo的情况下，Ni和Mo优选引起合金化反应，作为Ni-Mo系金属间化合物分散。从而，在预先以固溶极限以上含有Cu的Fe系合金粉末中配合Mo的Fe系滑动移动材料中，有效利用作为固体润滑剂的Mo。另外，通过所述Ni-Mo这样的复合添加，能够使期待耐烧接性和耐磨损性的提高的Mo系金属间化合物分散。

图10中示出了B14和B20～B27合金的烧结后的尺寸变化率，如后所述可知，通过使配合石墨粉末分散于烧结体中，抑制烧结引起的致密化。另外可知，在1000℃下，开始发生Cu系合金的液相不产生的固相烧结，在1100℃下发生Cu完全液相化的液相烧结，在1200℃下，在至少含有2重量％的石墨的合金汇总，开始产生Fe-C系液相，在含有4重量％的石墨的合金中，尽管是Fe-C系合金完全液相化的温度，也不熔损。如后所述，该原因明确如下，由预先在Fe系合金粉末中以固溶极限以上含有的Cu产生的Cu合金系液相阻止配合石墨粉末和Fe合金的合金化反应。

图11(a)～(d)表示B7、B11、B13和B20的1200℃下的烧结组织。可以知道，

在B7中，配合的1.2重量％的石墨固溶于Fe粉末中，一部分的白色渗碳体碳化物析出，

与B11相比，在B13中，由于10重量％Cu的添加，烧结时产生大量的液相，成长为大的晶粒，进而，

在B20中配合的微细的石墨不会固溶于所述Fe-16重量％Al-25重量％Cu合金粉末中，凝聚的同时，微细地分散，抑制Fe-16重量％Al-25重量％Cu合金相的晶粒生长。

另外，图12(a)～(f)表示B21～B26合金的1200℃下烧结的组织，微细的石墨粒子(平均粒径6μm)凝聚的同时，晶界大致均匀地以高浓度分散。进而，如图14(a)～(c)所示可知，通过降低其烧结温度(1200～1000℃)，能够微细化分散的石墨粒子。另外明确可知，通过如上所述地应用以固溶极限以上预先含有Cu的Fe系合金粉末，在使配合石墨粉末不固溶于Fe系合金中的情况下，适当地凝聚、分散微细的配合石墨的Fe系烧结滑动移动材料利用所述分散的石墨的自润滑性和石墨的多孔性显示优越的滑动移动特性。

另外，图14表示石墨分散量和牵引强度的关系。参考以往的含油轴承的压环强度为20kgf/mm²以上(牵引强度：约100N/mm²以上)的情况可知，在本Fe系烧结滑动移动材料中优选添加石墨至9重量％。另外可知，在500kg/cm²以上的高面压下使用的情况下，优选为面压的三倍的牵引强度即150N/mm²以上，因此，更优选将石墨的添加量设为7重量％以下。进而，为了进一步强化所述Fe系合金相，或改进耐磨损性，优选作为所述Fe系合金粉末，除了固溶极限以上的Cu之外，含有适当量的碳，由此在烧结后附加淬火硬化等热处理。

图15表示以表3-2中所示的所述M2特殊钢粉末为基质的B28～B40合金的烧结后的尺寸变化率。另外，图16表示以所述SUS440C粉末为基质的B41～B53的烧结后的尺寸变化率。

从B28、B41的结果可知，在由预先含有碳的Fe系合金粉末和Cu粉末构成的烧结体中，在所述B2～B5中观察的Cu粉末的添加引起的膨胀现象。

另外，通过B28和B29～B40合金的尺寸变化率的比较，知道以下情况。

通过所述磷铁合金(Fe-25重量％P)，显著改进其烧结性，进一步致密化(B29)。

通过Sn、Si的添加，少许改进烧结性(B30、B36)。

Mo的添加显示少许的致密化抑制作用(B34、B35)。

通过石墨的添加，显著改进其烧结性，进一步致密化，在B31、B37)、添加Ti和石墨，分散TiC的烧结体中也致密化(B33)。

通过Mn的添加，显著改进更低温度侧的烧结性，从低温侧开始开始进一步致密化(B38)。

通过利用Fe50重量％Al母合金的Al添加，显示显著的膨胀性(B39、B40)，尤其可知，P、C(Mn)作为烧结中的致密化元素重要，与这些类似的B的添加也优选。

另外，通过比较B41和B42～B53合金的尺寸变化率，确认到在析出分散Cr₇C₃型碳化物的高Cr钢基质烧结体中，也与所述M2特殊钢基质的烧结体相同地，通过磷铁、石墨、Mn的添加来促进烧结性，通过Fe50重量％Al母合金的添加，显示显著的膨胀性，但特别是P添加显示最显著的烧结促进作用，因此可知，至少含有P、石墨或B中的一种以上是至关重要的。

图17表示B54～B65合金的烧结尺寸变化率。在混合了Fe粉末(ASC300)、和M2或SUS440C的B54～B57合金中，由于石墨粉末的添加，没有发现所述Cu粉末的混合引起的膨胀性，其收缩性与所述图6中的B7合金的例子相比，明显增加，这通过添加预先含有碳的M2、SUS440C来明确，但可知，没有实现充分的致密化。

另外可知，在预先含有Cu的Fe-16重量％Al-25重量％Cu(Cu的固溶度；约20重量％)合金粉末中混合了M2或SUS440C的B58～B60、B62～B64合金中，显示显著的烧结收缩性。

还有，B61、B65合金中，预先含有Cu，在烧结时由于产生Cu合金的液相的Fe-16重量％Al-25重量％Cu和合金粉末量少，因此，所述烧结时的收缩性减少，接近混合了所述石墨的B56、B57，但可以期待致密化至M2、SUS440C的添加量达到50重量％左右。

进而，作为烧结性优越的所述M2或SUS400等高速度钢粉末，与Fe-16重量％Al-25重量％Cu(Cu的固溶度；约20重量％)相同地，优选预先以固溶极限以上含有Cu。

(实施例3)

(Fe系烧结卷绕衬套的制造1)

表4中示出了在本实施例中使用Fe系烧结滑动移动材料的合金组成。这些滑动移动材料是调节了使用在所述实施例1、2中使用的原材料粉末进行了组成调节的材料。将这些混合粉末以1.4mm的厚度撒布于4mm厚度的SPCC钢板上，在900℃下预烧结接合15分钟后，利用轧制机压下约50％烧结层，再次在900℃下预烧结15分钟后，暂时冷却，在1000～1200℃的各温度下正式烧结30分钟后，从各烧结温度通过600torr的N₂气体，进行骤冷，并观察组织，对确保各合金系的烧结性和里衬钢板的牢固的接合强度的下限的正式烧结温度进行调查。

图18(a)～(f)中示出了C6、C8合金的预烧结(900℃)后、和进而1000℃、1050℃的正式烧结后所述N₂气体冷却的烧结层剖面组织。可知，通过1000℃的正式烧结，在里衬钢板和烧结层的接合界面，形成PX16的扩散层，并且，形成在该扩散方向上伸长的Cu合金相粒子分散的特有的接合界面组织，为了得到具有牢固的接合强度的多层部件，需要在1000℃以上的温度下实施正式烧结，优选设定为烧结层致密化的1050℃以上。

另外，图19(a)～(d)中示出了C9、C10合金的烧结层组织和正式烧结温度的关系，由该图可知，在1050～1170℃的温度范围中得到致密的烧结组织。进而可知，在本合金系中，在1200℃的正式烧结的情况下，进入过剩烧结(过烧结)状态，开始多孔化。

进而，图20(a)、(b)中示出了在所述预烧结后不实施轧制，在1130℃、30分钟的正式烧结后N2气体冷却的C12、C14合金的烧结层剖面组织，由此可知，与所述图19所示的各组织相比，得到适合含油烧结滑动移动材料的多孔组织。

【表4】

(实施例4)

(Fe系烧结卷绕衬套的制造2)

表4中示出了在本实施例红使用的Fe系滑动移动材料的合金组成。这些滑动移动材料是调节了使用在所述实施例1、2中使用的原材料粉末进行了组成调节的材料。将这些混合粉末以1.4mm的厚度撒布于4mm厚度的SPCC钢板上，在900℃下预烧结接合15分钟后，利用轧制机压下约50％烧结层，再次在900℃下预烧结15分钟后，暂时冷却，进而，利用轧制机，对其进行轧制率0％和55％的机械压下，将其在1100℃下进行30分钟正式烧结后，从各烧结温度通过600torr的N₂气体，进行骤冷，并观察组织，对各合金系的烧结性进行调查。另外，所述轧制率使用轧制工序的前后中的多层材料的厚度的变化量除以烧结层厚度得到的值，但进而，烧结厚度在假设轧制时里衬金属片厚度不变化的情况下，使用轧制前的复合部件厚度减去里衬金属片厚度的值。还有，所述轧制率在通过轧制，所述多层材料不发生显著的拉伸的轧制率范围内，能够适当显示烧结层的压下率，但在实施了强制轧制的情况下，明确的是里衬金属片也被压下，明确的是所述压下率成为便利性参数。

在所述表4的右栏中，示出了将预烧结后的烧结层轧制约50％时的轧制性，但确认到，在所有合金水准中，能够在不发生与里衬金属片的剥离或在烧结层不发生裂纹的情况下轧制，确保所述预烧结接合性，同时，作为通过第一次的轧制，能够充分地压下烧结层的合金可知，需要添加8重量以上的所述Cu-Sn系混合粉末，优选其添加量为10重量％以上。

另外，在所述表4的最右栏中示出了评价对所述900℃的预烧结后的烧结层实施了压下率约55～67％的轧制时的轧制性的结果，但明确可知，在C1合金中，微细的裂纹多发，在C2、C3合金中，发生少许微细的裂纹。

图21(a)～(c)中示出了在C2合金的预烧结层中实施了压下率60％的轧制后，实施1100℃、30分钟的正式烧结，从该正式烧结温度进行了N₂气体冷却的烧结层的外观和剖面的组织照片。可知，在所述轧制时产生的微细的裂纹通过正式烧结，形成波状槽，该槽宽度从其剖面组织生长为约200μm以上，另外，不产生与里衬金属片的接合强度劣化的裂纹。进而可知，在其接合界面中，烧结滑动移动材料的PX16和里衬金属片充分扩散而一体化，在其界面附近，形成了沿所述扩散方向伸出的Cu合金相分散的牢固的接合界面，因此，这些裂纹槽作为滑动移动面中的油储存部或油槽极其有效地利用。

另外，从放大了滑动移动材料部的图21(c)可知，在该滑动移动材料中，Cu合金相为以少许粒状点存在的程度，该滑动移动材料具有与PX16的烧结高速度钢相同的特性，具有优越的耐磨损性、耐回火软化阻力性、耐烧接性、低摩擦系数化。

进而，图22(a)～(e)示出了对C3～C3、C7、C11合金的预烧结层实施压下率约60％的轧制后，实施了所述正式烧结和N₂气体冷却的烧结层的剖面组织。根据C3～C5合金及C7、C11合金的比较可知，配合量0.5重量％以上的石墨的烧结层更致密地烧结化。另外，从图22(b)的(C4合金)的气孔为粗大气孔的情况可知，优选添加微量的促进从正式烧结时的产生气体的烧结层中的漏出的石墨。

另外，关于表4中的C12～C17合金，也记载了与所述相同地对轧制性评价的结果，但可知，在C12～C17中，以过剩的轧制率轧制的情况下，发生少许的微细的裂纹。

图23(a)、(b)、图24(a)、(b)、图25(a)、(b)、图26(a)、(b)中示出了C13、C15、C17、C19合金的1100℃正式烧结后的剖面组织，但可知，与使用了所述PX16特殊钢粉末的情况相同地，其烧结滑动移动材料致密地烧结。

另外，从放大了C19合金的剖面组织的图27及图18可知，在其烧结滑动移动材料中的KM15中以高密度分散有Cr₇C₃，且Cu合金相以粒状分散。

另外，图27(a)、(b)、图28(a)、(b)示出了在将C13、C17合金进行所述预烧结后，在表面极薄地撒布350筛眼以下的微细的Cu-10重量％Sn合金粉末，然后以压下率约65％轧制后，实施了所述正式烧结、N2气体冷却的剖面组织。可知，通过所述软质Cu-10重量％Sn合金的撒布，抑制强制轧制时的裂纹发生，并且，能够以更高密度精加工烧结层。

进而可知，与适合所述图20(a)、(b)的含有烧结滑动移动材料的多孔组织相比，通过在预烧结后施加轧制等机械压下，得到所述图23～图26、图27、图28中示出的高密度烧结组织。

(实施例5)

(Fe系烧结卷绕衬套的制造3)

与实施例3、4相同地，使用C4、C6、C8、C9合金，将预烧结温度作为820℃进行预烧结，将预烧结后的压下率改变为20～100％，进行轧制，在正式烧结条件1100℃、30分钟下进行实施。其结果可知，在820℃预烧结后的轧制中，其轧制性极其优越，在100％压下率的情况下也在所述所有合金系中没有发现微细的裂纹的产生，预烧结接合和预烧结温度对预烧结后的轧制性产生重要的影响。

另外，该原因如在实施例1中调查所示，确保所述烧结材料中的软质性高的Cu-Sn合金相的充分的烧结性，且提供没有促进铁系粉末之间的烧结是至关重要的启示。另外，从图4所示的实施例1的而结果可知，作为预烧结温度，770℃为佳，预烧结温度的下限值设为750℃，但更更优选770℃。

另外可知，预烧结的上限温度根据所述图4的结果和实施例4的轧制性确认结果设定为1000℃，但更优选950℃至900℃。

(实施例6)

(轴承滑动移动试验)

表5中示出了在本实施例中使用的烧结合金组成。D1～D8使用了所述表4中记载的C2、C6、C9、C11、C12、C13、C16、C19合金，D11～D13以表6中所示的预先含有碳和Cu的Fe-C-Cu系合金粉末为主体。

【表5】

【表6】

轴承试验用Fe-C-Cu系合金粉末组成(重量％)

	C	Cu	Al	Si	Mn	Ni	Cr	Mo	W	V
											A	0.69	11.4	-	0.06	0.25	2.86	0.22	0.81	-
B	0.72	16.1	5.18	0.09	0.22	-	-	0.52
											C	1.09	7.11	0.029	0.49	0.32		4.26	5.02	6.02	1.98

另外，作为比较衬套，比较1中使用了多孔含有烧结衬套，比较2、3中使用了在SCM420碳钢钢管的内周面以螺旋状，面积系数成为10％、35％地加工了约2mm宽度的油槽，并对其进行了浸碳淬火的的衬套。

按照所述实施例2、3中所述的方法，使用轧辊弯曲压力机，将预烧结后、或预烧结后实施了轧制的所述多层材料进行圆弯曲加工后，进而，用压力机强制设为内径70mm，对TIG焊接了里衬金属片的两端部的衬套实施了正式烧结(1100～1170℃)、N₂气体冷却，将其加工为图29(a)所示的轴承试验装置试验用衬套形状，另外，使发动机油W30包含于真空中，供给于轴承试验。还有，D1～D4、D13在550℃进行1小时的淬火处理，D5～D12在200℃下实施1小时的淬火处理。

图29(b)中示出了轴承试验装置的概念图，但所述衬套的匹配材料利用了在将S53C材料机械加工后，用高频淬火，实施了180℃、1小时的淬火处理的轴。另外，关于D1、D5，评价了导入所述裂纹的衬套，关于D3、D10，评价了通过机械加工，形成了所述面积系数为30％的螺旋状油槽的制品。

另外，D11～D13中分散了大量多孔石墨粒子，形成为多孔烧结滑动移动材料。

在本试验中，作为摆动角5°，以1Hz间隔，在每一次摆动次数1000次时，以50kgf/cm²单位将面压升压，调查了异常的摩擦系数(0.25以上)或发生烧接的面压和烧接触前或面压400kgf/cm²中的摩擦系数，其结果记载于表5中。还有，所述轴承试验机能够负荷的最大面压为1800kgf/cm²。

通过表5中记载的D1～D4的比较、及与比较材料1～3的结果的比较，在M₆C型、Mo₂C型碳化物大量分散的D1～D4合金中，多孔化的情况下耐烧接性更优越，在高密度化的情况下，低摩擦系数化，但在高密度品中形成油槽的情况下，同时实现低摩擦系数化和耐烧接性，因此可知优选。尤其确认到，通过所述预烧结后的强制轧制导入的波状裂纹槽不引起烧结层的剥离，作为润滑用油槽有效地发挥作用。

进而，比较D1～D4和D9、D10合金的结果的情况下可知，通过A300M中记载的Fe粉末的增量，耐烧接性变差，并且，摩擦系数也增大，优选调节为(A300M粉末添加量÷特殊钢粉末添加量)≤1，进而更优选调节为0.5以下。

另外，通过D5～D8合金的比较可知，除了不析出分散Cr₇C₃型碳化物的D7合金之外，与所述D1～D4的结果大致相同地，显示优越的滑动移动特性，因此，通过分散10体积％以上(D5合金)的Cr₇C₃型碳化物，有效改进滑动移动特性。

从D11～D13可知，通过利用预先含有碳和Cu的Fe-C-Cu系钢粉末，分散配合的石墨，利用石墨的固体润滑作用，显著实现摩擦系数的降低和耐烧接性的改进。

D14、D15合金是对D1合金的多孔品在N2气体冷却的状态下实施了200℃、1小时的淬火处理的合金，这些没有大的滑动移动特性的差异，与C1合金相比的情况下，确认到摩擦系数的增加和耐烧接性的降低，更优选将烧结层中的残留奥氏体相量抑制为20体积％以下。

Claims (35)

1.一种铁系烧结多层卷绕衬套，其具有在里衬钢板上烧结接合的Fe系烧结滑动移动材料层，其特征在于，

所述Fe系烧结滑动移动材料层是在所述里衬钢板上预烧结接合至少含有C：0.4～5重量％、Cu：8～40重量％、Sn：0.5～10重量％的Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末，进行圆弯曲加工后，在1000℃以上的高温下进行液相烧结，由此实施正式烧结接合得到的，

所述Fe系烧结滑动移动材料层具有：含有0.45重量％以上的C的固相状态的Fe-C系合金相和液相状态的Cu-Sn系合金相分散的液相烧结组织，

进而，在所述固相状态的Fe-C系合金相中分散有Cr₇C₃、M₆C、M₂C、MC型特殊碳化物的一种以上特殊碳化物。

2.一种铁系烧结多层卷绕衬套，其具有在里衬钢板上烧结接合的Fe系烧结滑动移动材料层，其特征在于，

所述Fe系烧结滑动移动材料层是至少含有C：0.4～15重量％或0.4～9重量％、Cu：8～40重量％、Sn：0.5～10重量％，且将Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末预烧结接合于所述里衬钢板上，进行圆弯曲加工后，在1000℃以上的高温下利用液相烧结实施正式烧结接合得到的，

在含于所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末的Fe系合金粉末中含有固溶限以上且至少2重量％以上且40重量％以下的Cu、和0.2重量％以上的碳，

所述Fe系烧结滑动移动材料层具有：分散了含有0.2重量％以上的C的固相状态的Fe-C系合金相、和液相状态的Cu-Sn系合金相的液相烧结组织，

进而，在所述Fe系烧结滑动移动材料层中分散有对Cu的固溶度极少的Cr、Co、Mo、W的金属粉末、含有Mo金属间化合物的NiMo、CoMo、FeMo的合金粉末、石墨、BN、CaF₂的固体润滑材料粉末、以Cr、Mo、W、V、Ti、Zr的任一种合金元素为主体的特殊碳化物粉末、氮化物粉末、氧化物粉末中的任意一种以上粉末粒子。

3.一种铁系烧结多层卷绕衬套，其具有在里衬钢板上烧结接合的Fe系烧结滑动移动材料层，其特征在于，

所述Fe系烧结滑动移动材料层是至少含有C：0.4～15重量％、Cu：8～40重量％、Sn：0.5～10重量％，且将Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末预烧结接合于所述里衬钢板上，进行圆弯曲加工后，在高于所述预烧结接合的温度的1000℃以上的温度下利用液相烧结实施正式烧结接合得到的，

在含于所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末的Fe系合金粉末中含有固溶限以上且至少2重量％以上且40重量％以下的Cu、和0.2重量％以上的碳，

所述Fe系烧结滑动移动材料层具有：分散了含有0.45重量％以上的C的固相状态的Fe-C系合金相、和液相状态的Cu-Sn系合金相的液相烧结组织，

进而，在所述固相状态的Fe-C系合金相中分散有Cr₇C₃、M₆C、M₂C、MC型碳化物的一种以上碳化物，在所述Fe系烧结滑动移动材料层中分散有Cr、Co、Mo、W、NiMo、CoMo、FeMo、石墨、BN、CaF₂的固体润滑材料粉末、以Cr、Mo、W、V、Ti、Zr中的任意一种以上合金元素为主体的氮化物粉末、氧化物粉末中的一种以上粉末粒子。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的铁系烧结多层卷绕衬套，其特征在于，

在所述Fe系烧结滑动移动材料层分散有碳化物，

所述Fe系烧结滑动移动材料层经由扩散层或中间Fe系烧结层烧结接合于所述里衬钢板，

所述扩散层形成于所述Fe系烧结滑动移动材料层和所述里衬钢板的接合界面附近，且具备不含有所述碳化物的Fe系合金相和向所述烧结接合的烧结层侧伸长的Cu合金相，

所述中间Fe系烧结层不含有所述碳化物，或碳量比所述Fe系烧结滑动移动材料层少。

5.根据权利要求4所述的铁系烧结多层卷绕衬套，其特征在于，

所述中间Fe系烧结层是至少含有Cu；10～40重量％、Sn：0.5～10重量％、C：0～0.8重量％的Fe系烧结材料层，所述中间Fe系烧结层中的Fe合金相的基质组织为以铁素体、珠光体、贝氏体的一种以上为主体且被调节为小于50体积％的马氏体组织的所述Fe系烧结材料层烧结接合于所述里衬钢板，所述Fe系烧结滑动移动材料层经由所述中间Fe系烧结层烧结接合于所述里衬钢板的滑动移动面侧。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的铁系烧结多层卷绕衬套，其特征在于，

所述Fe系烧结滑动移动材料层中的所述Fe-C系合金相被淬火硬化，其母相具有以马氏体或回火马氏体作为主体的组织。

7.根据权利要求1或3所述的铁系烧结多层卷绕衬套，其特征在于，

在所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末中，含有0.45重量％以上的碳，进而，含有5～25重量％的Cr、3～20重量％的Mo、3～20重量％的W、0.5～7重量％的V的任意一种以上，在Fe系粉末中含有50～100重量％的Fe-C系合金粉末，所述Fe-C系合金粉末中分散有总计5～60体积％的Cr₇C₃型特殊碳化物、M₆C型特殊碳化物、MC型特殊碳化物及M₂C型特殊碳化物的任意一种以上。

8.根据权利要求7所述的铁系烧结多层卷绕衬套，其特征在于，

析出、分散于所述Fe-C系合金粉末的晶粒内及晶粒边界的特殊碳化物的平均粒径被微细化为10μm以下。

9.根据权利要求2或3所述的铁系烧结卷绕衬套，其特征在于，

分散于所述Fe系烧结滑动移动材料层的Cr、Co、Mo、W的金属、含有Mo金属间化合物的NiMo、CoMo、FeMo的合金、石墨、BN、CaF₂的固体润滑材料、以Cr、Mo、W、V、Ti、Zr中的任意一种以上合金元素为主体的特殊碳化物、氮化物、氧化物粉末的平均粒径为1～50μm，所述粉末以3～30体积％分散于所述Fe系烧结滑动移动材料层中。

10.根据权利要求9所述的铁系烧结多层卷绕衬套，其特征在于，

所述石墨粉末的平均粒径为1μm以上且50μm以下的范围，所述粉末以3～30体积％分散于所述Fe系烧结滑动移动材料层中。

11.根据权利要求1～3中任一项所述的铁系烧结多层卷绕衬套，其特征在于，

在所述Fe系烧结滑动移动材料层的自表面至0.1mm的深度为止的表层中，滑动移动特性优越的Cu合金相比例与所述Fe系烧结滑动移动材料层的内部层相比提高。

12.根据权利要求1～3中任一项所述的铁系烧结多层卷绕衬套，其特征在于，

在所述Fe系烧结滑动移动材料层的自表面至0.1mm的深度为止的表层中，与其内部层相比形成有微细的Fe系合金粒。

13.根据权利要求1～3中任一项所述的铁系烧结多层卷绕衬套，其特征在于，

在所述Fe系烧结滑动移动材料层中，形成有利用所述正式烧结沿与内周方向呈直角的方向开口的波状裂纹。

14.根据权利要求1～3中任一项所述的铁系烧结多层卷绕衬套，其特征在于，

在所述Fe系烧结滑动移动材料层中，其层内的通气孔率为10～30体积％，其烧结通气孔中填充有润滑油或润滑组合物。

15.根据权利要求1～3中任一项所述的铁系烧结多层卷绕衬套，其特征在于，

在所述Fe系烧结滑动移动材料层形成有油槽、成为油积存处的凹部，在所述凹部填充有具有MoS₂或石墨的固体润滑剂或树脂。

16.根据权利要求1～3中任一项所述的铁系烧结多层卷绕衬套，其特征在于，

在所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末中添加有P：0.1～1.5重量％、B：0.05～1.5重量％、C：0.1～3.0重量％、Ni：1～30重量％、Al：1～10重量％、Si：0.5～3重量％、Mn：1～20重量％、Ti：0.1～2重量％、Mo：0.1～10重量％中的一种以上。

17.根据权利要求1～3中任一项所述的铁系烧结多层卷绕衬套，其特征在于，

在所述铁系烧结卷绕衬套中设置有凸缘部。

18.一种作业机连结装置，其特征在于，其是具有根据权利要求1～16中任一项所述的铁系烧结多层卷绕衬套的作业机连结装置，

所述里衬钢板中的碳浓度为0.3～0.6重量％，进而，所述铁系烧结多层卷绕衬套的两端面中的所述里衬钢板的部位被淬火硬化，在淬火硬化的部位配置有封口或尘埃密封口。

19.一种铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法，其特征在于，包括：

通过在750～950℃的温度范围下将Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末预烧结接合于里衬钢板上，在所述里衬钢板上形成预烧结层的工序；

将所述预烧结层机械地压下的工序；

将所述预烧结层及所述里衬钢板圆弯曲加工的工序；

通过在高于所述预烧结时的温度的1000℃以上的温度下将所述预烧结层正式烧结，在所述里衬钢板上形成Fe系烧结滑动移动材料层的正式烧结工序，

所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末至少含有C：0.4～5重量％、Cu：8～40重量％、Sn：0.5～10重量％，

所述正式烧结后的所述Fe系烧结滑动移动材料层具有：含有0.45重量％以上的C的固相状态的Fe-C系合金相和液相状态的Cu-Sn系合金相分散的液相烧结组织，

进而，在所述固相状态的Fe-C系合金相中分散有Cr₇C₃、M₆C、M₂C、MC型特殊碳化物的一种以上。

20.一种铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法，其特征在于，包括：

通过在750～950℃的温度范围内将Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末预烧结接合于里衬钢板上，在所述里衬钢板上形成预烧结层的工序；

将所述预烧结层机械地压下的工序；

将所述预烧结层及所述里衬钢板圆弯曲加工的工序；

通过在高于所述预烧结时的温度的1000℃以上的温度下正式烧结所述预烧结层，在所述里衬钢板上形成Fe系烧结滑动移动材料层的正式烧结工序，

所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末至少含有C：0.2～15重量％或0.2～9重量％、Cu：8～40重量％、Sn：0.5～10重量％，

在含于所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末的Fe系合金粉末中含有固溶限以上且至少2重量％以上且40重量％以下的Cu、和0.2重量％以上的碳，

所述正式烧结后的所述Fe系烧结滑动移动材料层具有：分散了含有0.2重量％以上的C的固相状态的Fe-C系合金相、和液相状态的Cu-Sn系合金相的液相烧结组织，

进而，在所述Fe系烧结滑动移动材料层中分散有Co、Cr、Mo、W的金属粉末、含有Mo金属间化合物的NiMo、CoMo、FeMo的合金粉末、石墨、BN、CaF₂的固体润滑材料粉末、以Cr、Mo、W、Ti、Zr、Nb中的任一种的合金元素为主体的特殊碳化物粉末、氮化物粉末、氧化物粉末中的一种以上的粉末粒子。

21.一种铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法，其特征在于，包括：

通过在750～950℃的温度范围内将Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末预烧结接合于里衬钢板上，在所述里衬钢板上形成预烧结层的工序；

将所述预烧结层机械地压下的工序；

将所述预烧结层及所述里衬钢板圆弯曲加工的工序；

通过在高于所述预烧结时的温度的1000℃以上的温度下正式烧结所述预烧结层，在所述里衬钢板上形成Fe系烧结滑动移动材料层的正式烧结工序，

所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末至少含有C：0.4～5重量％、Cu：8～40重量％、Sn：0.5～10重量％，

在含于所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末的Fe系合金粉末中含有固溶限以上且至少2重量％以上且40重量％以下的Cu、和0.45重量％以上的碳，

所述正式烧结后的所述Fe系烧结滑动移动材料层具有：分散了含有0.45重量％以上的C的固相状态的Fe-C系合金相、和液相状态的Cu-Sn系合金相的液相烧结组织，

进而，在所述Fe系烧结滑动移动材料层中分散有Co、Cr、Mo、W的金属粉末、含有Mo金属间化合物的NiMo、CoMo、FeMo的合金粉末、石墨、BN、CaF₂的固体润滑材料粉末、以Cr、Mo、W、Ti、Zr、Nb中的任一种的合金元素为主体的氮化物粉末、氧化物粉末中的一种以上的粉末粒子。

22.根据权利要求19～21中的任一项所述的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法，其特征在于，

所述正式烧结后的所述Fe系烧结滑动移动材料层经由扩散层或中间Fe系烧结层烧结接合于所述里衬钢板，

所述扩散层具备与所述里衬钢板接触而形成的不含有碳化物的Fe系合金相、和向所述正式烧结工序中烧结接合的烧结层侧伸长的Cu合金相，

所述中间Fe系烧结层的碳量比所述Fe系烧结滑动移动材料层少。

23.根据权利要求22所述的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法，其特征在于，

在所述里衬钢板的滑动移动面侧预烧结接合有至少含有Cu：10～40重量％、Sn；0.5～10重量％、C：0～0.8重量％的所述中间Fe系烧结层，所述Fe系烧结滑动移动材料层经由所述中间Fe系烧结层烧结接合。

24.根据权利要求19～21中任一项所述的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法，其特征在于，

所述正式烧结工序包括：利用所述正式烧结后的骤冷处理，对所述Fe-C系合金相进行淬火或淬火回火，由此将所述Fe系烧结滑动移动材料层中的Fe-C系合金相硬化至Hv500以上的硬度的工序。

25.根据权利要求19～21中任一项所述的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法，其特征在于，

所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末是配合了Fe合金粉末、Cu粉末、和Sn粉末及CuSn合金粉末的至少一种粉末的混合粉末、或向所述混合粉末中进而配合了石墨粉末的混合粉末。

26.根据权利要求25所述的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法，其特征在于，

在所述Fe合金粉末中含有50～100重量％的特殊钢粉末，所述特殊钢粉末含有0.45重量％以上的碳，进而，含有5～25重量％的Cr、3～20重量％的Mo、3～20重量％的W、0.5～7重量％的V的任意一种以上，以5～60体积％析出、分散有渗碳体、Cr₇C₃型特殊碳化物、M₆C型特殊碳化物、MC型特殊碳化物及M₂C型特殊碳化物的任意一种以上。

27.根据权利要求26所述的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法，其特征在于，

析出、分散于所述Fe-C系合金相的晶粒内及晶粒边界的特殊碳化物的平均粒径被微细化为10μm以下。

28.根据权利要求20或21所述的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法，其特征在于，

分散于所述Fe系烧结滑动移动材料层的Cr、Co、Mo、W的金属、含有Mo金属间化合物的NiMo、CoMo、FeMo的合金、石墨、BN、CaF₂的固体润滑材料、以Cr、Mo、W、V、Ti、Zr中的任意一种以上合金元素为主体的特殊碳化物、氮化物、氧化物粉末的平均粒径为1～50μm，所述粉末以3～30体积％分散于所述Fe系烧结滑动移动材料层中。

29.根据权利要求28所述的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法，其特征在于，

所述石墨的粉末的平均粒径在1μm以上且20μm以下的范围，所述粉末以3～30体积％分散于所述Fe系烧结滑动移动材料层中。

30.根据权利要求19～21中任一项所述的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法，其特征在于，

在形成所述预烧结层的工序、和所述机械地压下的工序之间还包括：在所述预烧结层的表面撒布或涂敷至少含有2重量％以上的Sn的Cu合金粉末的工序。

31.根据权利要求19～21中任一项所述的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法，其特征在于，

在形成所述预烧结层的工序和所述机械地压下的工序之间还包括：在所述预烧结层的表面撒布或涂敷比形成所述预烧结层的Fe系烧结滑动移动材料用混合粉末更细的Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末。

32.根据权利要求19～21中任一项所述的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法，其特征在于，

在所述机械地压下时，在所述预烧结层产生裂纹后，利用所述正式烧结，在所述Fe系烧结滑动移动材料层使所述裂纹生长，并作为油槽或油积存处。

33.根据权利要求19～21中任一项所述的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法，其特征在于，

所述Fe系烧结滑动移动材料层中的通气孔率为10～30体积％。

34.根据权利要求19～21中任一项所述的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法，其特征在于，

在所述Fe系烧结滑动移动材料层形成有油槽、成为油积存处的凹部，在所述凹部填充有具有MoS₂或石墨的固体润滑剂或树脂。

35.根据权利要求19～21中任一项所述的铁系烧结多层卷绕衬套的制造方法，其特征在于，

在所述Fe-C-Cu-Sn系烧结滑动移动材料用混合粉末中添加有P：0.1～1.5重量％、B：0.05～1.5重量％、C：0.1～3.0重量％、Ni：1～30重量％、Al：1～10重量％、Si：0.5～3重量％、Mn：1～20重量％、Ti：0.1～2重量％、Mo：0.1～10重量％中的一种以上。

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