CN106687236B - 滑动部件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

使以金属粉作为主成分的原料粉成型而形成金属粉成型体(3’),对其进行烧结而形成金属基体(3)。此外,利用石墨粒子(13)的集合体形成润滑部件(4),并利用润滑部件(4)构成轴承面(11)的至少一部分。将润滑部件(4)嵌合在金属粉成型体(3’)上之后使金属粉成型体(3’)烧结,利用此时在金属粉成型体(3’)上产生的收缩力(F)将润滑部件(4)固定在金属基体(3)上。

Description

滑动部件及其制造方法
技术领域
本发明涉及滑动部件及其制造方法。
背景技术
作为滑动部件的一种的烧结轴承是使润滑油含浸到通过粉末冶金法制造的多孔质的金属体内而成的。在轴承内部的空孔中保持的润滑油由于伴随轴的旋转的泵浦作用或发热而从轴承内部渗出到作为滑动面的轴承面上,构成为在轴承面上形成润滑油膜(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-175002号公报
专利文献2:日本特开2013-14645号公报
专利文献3:日本实开平06-32812号公报
专利文献4:日本特开2000-266056号公报
发明内容
发明欲解决的课题
近些年来,要求提供在高面压或高温等苛刻条件下也能够使用的烧结轴承。然而,现有的烧结轴承在高面压下容易引起润滑油膜的断裂造成的金属接触,而且在高温下润滑油容易早期产生劣化。因此,存在难以获得稳定的润滑性的问题。因此在专利文献1中,提出了如下技术:通过改良使烧结轴承中含浸的润滑油的组成或特性,由此提高润滑油膜强度而能够在高面压下使用。然而,只要由润滑油作为承担润滑功能的主体,则在苛刻条件下的使用中就会存在局限。此外,如专利文献1所述含浸有润滑油的烧结轴承还存在无法在不希望混入润滑油的环境下进行使用的问题。
另一方面,在专利文献1所述的烧结轴承中,为了补足轴承面的润滑性,通常情况下使用石墨等固体润滑剂与金属粉配合。然而,若过度增加固体润滑剂粉的配合量以增加润滑性,则会妨碍金属粒子间的结合而存在招致材料强度的降低等的问题,因此固体润滑剂粉的增量存在局限。
于是,本发明的第一目的在于,提供一种成本较低、并且在苛刻环境等的特殊环境下使用的情况下也能够维持稳定的润滑性能的滑动部件及其制造方法。
此外,上述的专利文献2中示出了在圆筒状的基体的滑动面上嵌入润滑部件而成的滑动部件。在该文献中,作为润滑部件的一例,举出了以人造石墨为主成分的烧制体。滑动部件的圆筒状的基体上设置有半径方向的贯通孔,在该贯通孔中嵌入并且粘结固定有润滑部件。
然而,在这种滑动部件中,需要将润滑部件高精度地相对于基体固定,因此固定作业麻烦。此外,由于需要对基体的贯通孔或与该贯通孔嵌合的润滑部件的外周面高精度地进行加工,因此加工成本会变高。特别地,在作为润滑部件使用碳类烧制体的情况下,碳类烧制体不易产生塑性变形,因此为了提高尺寸精度就需要切削加工等的整形,加工成本会进一步变高。
此外,上述的专利文献3中示出了图31所示的汽油供给用的内接型齿轮泵。该齿轮泵具有:内转子161;主体162,其具有被插入到内转子161的内周的固定轴162a;以及外转子163,其与内转子161啮合,相对于内转子161偏心设置。通过驱动部使外转子163旋转而使得内转子161旋转,外转子163、内转子161和主体162协作从而发挥泵浦作用。
在该齿轮泵上设置的内转子161一边与被插入到内周的固定轴162a滑动一边旋转,因此要求润滑性。然而,内转子161接触汽油,因此无法使用会污染汽油的润滑油。因此,有时在内转子161的基体的内周压入碳精环164使用。
在这种内转子161中,将碳精环164压入在基体的内周上的作业麻烦,并且需要对基体和碳精环164高精度地进行加工,因此制造成本变高。
于是,本发明的第二目的在于,提高使用碳类烧制体的滑动部件的生产率,并且降低制造成本。
此外,滑动面主要通过石墨构成的润滑部件例如被用作真空泵用转子和叶轮、在超过200℃的高温环境下使用的轴承或建筑机械用轴承。这种润滑部件通过使主要包含石墨粒子的原料粉末压缩成型来形成压粉体,并烧结该压粉体而制造。然而,石墨粒子自身几乎不会产生塑性变形,因此若将原料粉末的大部分以石墨粒子构成,则无法通过压缩成型加固原料粉末,无法使压粉体成型。因此,通常,使以石墨为主成分的压粉体成型的情况下,使用将石墨粒子与焦油沥青或煤焦油等结合剂混合起来而成的原料粉末(例如,参见上述的专利文献4)。
然而,在通过上述方法使压粉体成型时,需要使原料粉末的接近50wt%的部分作为结合剂(参见上述专利文献4的第0010段)。因此,在烧结时结合剂分解会产生大量的分解气体,产生烧结炉的污染或排气的问题。为了减少这种问题,需要在长时间内缓慢地推进烧结,生产率明显降低。
于是,本发明的第三目的在于,提高滑动面主要由石墨构成的润滑部件的生产率。
用于解决课题的手段
本申请第一方面提供一种滑动部件,该滑动部件具有与对方侧的部件滑动的滑动面,该滑动部件的特征在于,该滑动部件具有:金属基体,其是通过对以金属粉作为主成分的原料粉进行烧结而构成的;以及润滑部件,其由固体润滑剂粒子的集合体构成,由润滑部件构成所述滑动面的至少一部分,并且通过对所述原料粉进行烧结的烧结操作将润滑部件固定在金属基体上。
在这种结构中,形成为滑动面的至少一部分的润滑部件成为固体润滑剂的供给源。从润滑部件被供给的固体润滑剂通过与对方侧的部件的相对滑动而遍及滑动面整体,因此能够在滑动面整体得到润滑效果。此外,在滑动部件中,对方侧的部件未必相对于滑动面的整体进行滑动,有时仅滑动面上的被限定的一部分区域与对方侧的部件滑动。这种情况下,以使得润滑部件位于与对方侧的部件滑动的滑动区域上的方式设计润滑部件的位置和形状,或者以使得润滑部件位于该滑动区域上的方式调整滑动部件的设置姿态,从而能够使对方侧的部件始终相对于润滑部件滑动。此外,如果增加在滑动面上显露的润滑部件的面积则能够提高润滑效果。这种情况下,不会如现有产品那样导致金属粒子间的结合力降低,因此能够避免滑动部件的强度降低。
另一方面,如上那样仅在滑动面的一部分区域上配置润滑部件的情况下,如何将润滑部件固定在作为基座的金属基体上成为问题。与此相对,本发明采用的新技术手段是通过使金属基体烧结时的烧结操作将润滑部件固定在金属基体上。如果通过在滑动部件的制造过程中不可或缺的烧结操作将润滑部件固定在金属基体上,则无需通过压入或粘结等与烧结金属的原本的制造工序无关的工序进行固定作业。因此,能够实现滑动部件的近净成型,能够实现滑动部件的低成本化。
作为将润滑部件与金属基体固定起来的构造的一例,可以考虑通过伴随所述烧结操作而在金属基体上产生的收缩力使润滑部件和金属基体成为过盈配合状态。
这种情况下,润滑部件能够通过包含固体润滑剂粉和粘结剂的粉末的烧制而形成。
还可以将利用金属包覆固体润滑剂粉而构成的包覆粉通过所述烧结操作烧结而形成润滑部件。这种情况下,作为将润滑部件与金属基体固定起来的构造的另一例,可以考虑使包覆粉的所述金属在构成金属基体的所述金属粉中扩散而将润滑部件与金属基体结合起来。
通过对滑动面实施整形而能够低成本地得到高精度的滑动面。关于该整形,除了对金属基体和润滑部件这双方进行以外,还可以仅对其中任意一方进行。不仅可以对滑动面实施整形,也可以根据需要对除此以外的面进行整形。整形本身通常也可以通过现有的烧结金属制滑动部件进行,因此即使进行这种处理也不会成为成本上升的要因。
如上所述的滑动部件可如下制造:通过将包含固体润滑剂粉和粘结剂的粉末烧制而形成润滑部件,使以金属粉为主成分的原料粉成型而形成成型体,并且使所述润滑部件以其一部分显露在应作为滑动面的面上的方式与所述成型体接触,在该状态下对润滑部件和成型体以烧结温度加热,通过成型体的烧结形成金属基体,并且通过该烧结时在成型体中产生的收缩力将润滑部件固定在金属基体上。
此外,还可以如下制造滑动部件:对于以利用金属包覆固体润滑剂粉而得到的包覆粉作为主成分的第一粉末和以金属粉作为主成分的第二粉末,在区分出两种粉末的填充区域的状态下,以使得第一粉末显露在应作为滑动面的面上的方式进行成型而形成成型体,对所述成型体以烧结温度进行加热,通过第一粉末的烧结形成润滑部件,并通过第二粉末的烧结形成金属基体,在该烧结操作时,使在第一粉末中包含的包覆粉的所述金属在第二粉末的金属粉中扩散,从而将润滑部件固定在金属基体上。
在将润滑部件固定在金属基体后对滑动面实施整形,由此能够低成本地得到精度高的滑动面。
本申请第二方面提供一种滑动部件,该滑动部件具有与对方部件滑动的滑动面,该滑动部件具有:碳类烧制体,其以碳为主成分,构成所述滑动面的至少一部分;以及树脂基体,其是以所述碳类烧制体作为嵌入部件的树脂的注塑成型品,并且与所述碳类烧制体形成为一体。该滑动部件可经过如下工序制造:烧制体形成工序,对以碳类粉末为主成分的原料粉末进行压缩成型而形成压粉体,通过对该压粉体进行烧制,从而形成构成所述滑动面的至少一部分的碳类烧制体;以及嵌入成型工序,将所述碳类烧制体作为嵌入部件通过树脂进行注塑成型,由此形成与所述碳类烧制体构成为一体的树脂基体。
这样,在本发明的滑动部件中,将碳类烧制体作为嵌入部件通过树脂进行注塑成型,从而将碳类烧制体与树脂基体形成为一体。由此,不需要将碳类烧制体与树脂基体固定起来的工序,因此可削减工时,生产率提高。此外,无需在树脂基体上形成用于安装碳类烧制体的贯通孔,并且也无需以将碳类烧制体嵌合在贯通孔中的方式高精度地形成,因而能够降低制造成本。
在上述的滑动部件中,对碳类烧制体和树脂基体的一体件实施整形,从而能够提高一体件的状态下的尺寸精度(特别是滑动面的面精度)。尤其在滑动部件具有分别形成的多个碳类烧制体的情况下,通过对多个碳类烧制体和树脂基体的一体件实施整形,能够将一体件中的各碳类烧制体的滑动面配置在规定的位置(例如同一圆筒面上)处。
在上述的滑动部件中,若使油含浸于碳类烧制体的内部空孔中,则该油会渗出到滑动面上,使得润滑性进一步提高。这种情况下,例如,通过将碳类烧制体和树脂基体的一体件浸入油中,能够使含浸于油碳类烧制体的内部空孔中。
在上述的滑动部件中,作为形成树脂基体的树脂,例如优选使用以结晶性树脂作为主成分的树脂。
上述的滑动部件例如可以用作在内周面上具有滑动面的轴承或齿轮。具体而言,上述的滑动部件例如可以用作给油泵用的齿轮,该给油泵用的齿轮在内周面上具有与轴的外周面滑动的滑动面,在外周面上具有齿面。
本申请第三方面提供一种润滑部件的制造方法,石墨粒子在该润滑部件的滑动面上占据最大面积,该润滑部件的制造方法具有:压粉工序,对包含附着有粘结剂金属粉末的所述石墨粒子的原料粉末进行压缩成型而得到压粉体;以及烧结工序,将所述压粉体以所述粘结剂金属的熔点以下的温度烧结,由此将所述粘结剂金属彼此结合起来。
通过上述的制造方法,能够得到石墨粒子在滑动面上占据最大面积的润滑部件,其中,在各石墨粒子上附着有粘结剂金属,所述粘结剂金属互相通过烧结而结合起来。
这样,本发明的润滑部件使用包含附着有粘结剂金属的石墨粒子的原料粉末,由此成为在原料粉末中包含的石墨粒子之间介入有粘结剂金属的状态。由此,在压缩成型时粘结剂金属会产生塑性变形,从而原料粉末被加固而能够实现压粉体的成型。此外,将在各石墨粒子上附着的粘结剂金属彼此通过烧结结合起来,从而能够通过粘结剂金属将石墨粒子彼此结合起来。根据以上,能够省略(或减少)原料粉末的结合剂,因此可抑制烧结时的分解气体的产生,缩短烧结时间而提高生产率。
发明的效果
根据本申请第一方面,能够提供一种低成本且具有高的润滑性能的滑动部件。使用这种滑动部件,在特殊环境下、例如高温、高面压、高速旋转等苛刻环境或润滑油的使用较为困难的环境下也能够得到高的润滑性能。
根据本申请第二方面,既能够提高使用碳类烧制体的滑动部件的生产率,又能够降低制造成本。
根据本申请第三方面,能够提高滑动面主要通过石墨构成的润滑部件的生产率。
附图说明
图1(a)是本申请第一方面的第一实施方式的烧结轴承的主视图。
图1(b)是图1(a)的烧结轴承的B-B线的剖视图。
图2(a)是烧制体的主视图。
图2(b)是烧制体的侧视图。
图3是表示造粒粉的剖视图。
图4是烧制后的润滑部件的剖视图。
图5是金属基体的主视图。
图6是镀粉的剖视图。
图7是表示压缩成型工序的剖视图。
图8是表示压缩成型工序的剖视图。
图9是表示压缩成型工序的剖视图。
图10是表示压缩成型工序的剖视图。
图11是表示压缩成型工序的剖视图。
图12是表示压缩成型工序的剖视图。
图13是本申请第一方面的第二实施方式的烧结轴承的主视图和要部放大图。
图14(a)是表示烧结轴承的另一实施方式的主视图。
图14(b)是表示烧结轴承的另一实施方式的主视图。
图15(a)是表示烧结前的金属粉的示意图。
图15(b)是表示烧结后的金属粉的示意图。
图16是内接型齿轮泵的分解立体图。
图17是表示外转子与内转子的嵌合部的剖视图。
图18(a)是本申请第二方面的一个实施方式的滑动部件(轴承)的主视图。
图18(b)是图18(a)的滑动部件的B-B线的剖视图。
图19是碳类烧制体的放大剖视图。
图20是表示嵌入成型工序的剖视图。
图21是从C方向观察图20的嵌入成型工序的俯视图。
图22(a)是表示整形工序的剖视图。
图22(b)是表示整形工序的剖视图。
图23是另一实施方式的滑动部件的碳类烧制体的放大剖视图。
图24是表示滑动部件的另一实施方式的主视图。
图25是表示滑动部件的另一实施方式的主视图。
图26是表示滑动部件的另一实施方式的主视图。
图27是表示滑动部件的另一实施方式的主视图。
图28是表示滑动部件的另一实施方式(给油泵用的内转子)的主视图。
图29是图28的滑动部件的A-A线的剖视图。
图30是表示滑动部件的另一实施方式(行星齿轮)的主视图。
图31是内接型齿轮泵的分解立体图。
图32(a)是石墨粒子的表面全部被铜覆盖的铜附着石墨粉末的粒子的剖视图。
图32(b)是石墨粒子的表面的一部分被铜覆盖的铜附着石墨粉末的粒子的剖视图。
图33是本申请第三方面的实施方式的滑动部件的滑动面附近的放大剖视图。
具体实施方式
以下,作为本申请第一方面的滑动部件的一例而举出烧结轴承为例,并根据图1至图15说明具体内容。
如图1(a)、(b)所示,烧结轴承1构成为圆筒状的形态,在其内周形成有圆筒面状的轴承面11作为滑动面。在烧结轴承1的内周插入作为对方侧的部件的轴2(双点划线示出),从而使得轴2被轴承面11支承为旋转自如。在以轴2作为旋转轴的情况下,烧结轴承1的外周面12通过压入或粘结等手段而被固定在未图示的外壳的内周面上。除了如上将轴2作为旋转侧之外,还可以将轴2作为静止侧,将烧结轴承1作为旋转侧。
在图1(a)、(b)中例示的烧结轴承1具有由烧结金属构成的金属基体3、以及由多个石墨粒子的集合体构成的润滑部件4。金属基体3具有用于在其圆周方向上等间隔配置的多个部位保持润滑部件4的保持部3a。各保持部3a是在金属基体3的内周面3b上开口的凹处,其截面(与轴向垂直的方向的截面)形成为与润滑部件4的截面形状适合的形状。本实施方式的保持部3a构成为将圆筒面的圆周方向一部分区域切除后的部分圆筒面状的形态,并且以在金属基体3的轴向两端面上开口的方式,在金属基体3的轴向全长范围形成为同一形状。
润滑部件4形成为与金属基体3的保持部3a的形状适合的形状(部分圆筒状)。润滑部件4的周面具有与金属基体3的保持部3a对置的外侧面4a、以及与轴2的外周面对置的内侧面4b。外侧面4a形成为与金属基体3的保持部3a面接触的凸圆筒面状,内侧面4b形成为与金属基体3的内周面3b无阶梯差地连续的凹圆筒面状。通过金属基体3的内周面3b和润滑部件4的内侧面4b,构成截面正圆状的轴承面11作为滑动面。
在该烧结轴承1中,在轴承面11的一部分上形成的润滑部件4成为石墨粒子的供给源。从润滑部件4被供给的石墨粒子通过轴承面11与轴2的相对移动而遍及轴承面11整体,因此能够在轴承面11整体得到润滑效果。
此外,在烧结轴承1中,未必轴2相对于轴承面11的整体进行滑动,大多情况下轴2相对于轴承面11上的被限定的一部分区域滑动。例如,在使轴2采取水平姿态的情况下,大多是轴2凭借重力落入而在轴承面11的下侧区域与轴承面11滑动接触。这种情况下,以使得润滑部件4位于与轴2滑动的滑动区域的方式设计润滑部件4的位置和形状,或者以使得润滑部件4位于该滑动区域的方式调整烧结轴承1的圆周方向的相位,从而能够使轴2始终相对于润滑部件4滑动。因此,能够得到高的润滑效果,在不使润滑油介于轴承面11上的无油状态下也能够支承轴2。因此,能够提供一种可经受高温、高面压或高速旋转等的苛刻条件下的使用的烧结轴承1。
在如现有的烧结轴承那样,使石墨粒子在轴承面上分散的情况下,为了提高润滑性,增加石墨粉相对于原料粉的配合比例,提高轴承面上的石墨粒子的浓度,这种情况下被过剩配合的石墨粒子会妨碍金属粒子间的结合,因此招致烧结轴承的强度降低。因此,润滑性的提高存在局限。与此相对,如上所述,如果将滑动面的至少一部分通过由固体润滑剂粒子(石墨粒子等)的集合体构成的润滑部件4形成,则仅通过增加润滑部件4的个数或使得润滑部件4变得大型,就能够增大石墨粒子相对于轴承面11的供给量来提高润滑效果。这种情况下,金属基体3中的金属粒子间的结合强度不会降低,因此能够避免烧结轴承1的强度降低。
另一方面,在如上通过作为石墨粒子的集合体的润滑部件4构成轴承面11的一部分的情况下,如何将润滑部件4固定在金属基体3成为问题。作为固定手段采用压入的情况下,为了得到准确的压入量而需要对双方的嵌合面通过机械加工等高精度进行加工,加工成本变得很高。此外,作为固定手段采用粘结的情况下,还需要另外进行粘结工序,招致生产率的降低。无论何种情况,都会抵消近净成型带来的低成本化这一烧结轴承1的最大优势。
鉴于这种课题,在本申请发明中,采用了通过对原料粉烧结进行以形成金属基体3时的烧结操作将润滑部件4固定在金属基体3上的新型结构。这种结构所依据的新构思是通过烧结操作带来的金属组织的物理变化或化学变化来确保固定力。
作为这样用于通过烧结操作将润滑部件4固定在金属基体3上的第一手法,可以考虑应用伴随烧结操作而产生的金属基体3的收缩力F。以下,将基于该手法的烧结轴承1的制造工序作为第一实施方式进行说明。
润滑部件4通过将包含作为固体润滑剂粉的石墨粉和粘结剂的原料粉末成型并烧制而形成。这种情况下,若将粘结剂的单体粉末与石墨粉的混合粉末用作原料粉末,则由于石墨粉的流动性较低,因此在使石墨粉末含有大量的石墨粉时难以将混合粉末成型为规定形状。因此,作为原料粉末,如图3所示,优选使用将多个石墨粉6在介入有粘结剂5的情况下造粒而成的造粒石墨粉7。
作为造粒石墨粉7所使用的石墨粉,可使用天然石墨粉和人造石墨粉中的任意一种。天然石墨粉一般呈鳞片状,具备润滑性优良的特征。另一方面,人造石墨粉呈块状,具备成型性优良的特征。因此,优选在重视润滑性的情况下使用应用了天然石墨粉的造粒石墨粉,在重视成型性的情况下使用人造石墨粉。作为粘结剂,例如可以使用苯酚树脂等树脂材料。
对以上所述的造粒石墨粉7根据需要添加成型助剂、润滑剂或改性剂等并将它们均匀混合。在将该混合物供给至成型模具后进行加压成型,如图2(a)、(b)所示,成型与润滑部件4的形状对应的成型体4’(石墨粉成型体)。此后,将该石墨粉成型体4’例如以炉内温度900℃~1000℃进行烧制,从而得到多孔质的烧制体(润滑部件4)。烧制在不存在氧的氛围气下、例如氮气等惰性气体氛围气下或真空氛围气下进行。其原因在于,如果在氛围气中存在氧,则在烧制时石墨粉成为CO或CO2而挥发并消失。
图4是概要表示被烧制后的润滑部件4的微组织的图。通过烧制而使得造粒石墨粉中包含的树脂粘结剂成为碳化物(非晶质的无定形碳),构成网眼构造的粘结剂成分14。在粘结剂成分14的网眼中保持有来源于石墨粉且作为固体润滑剂粒子的石墨粒子13。石墨粒子13的保持通过粘结剂成分14的表面与石墨粒子13的表面交络在一起而进行。图中的标号15是在微组织中形成多个的空孔。在润滑部件4的表面上,石墨粒子13的面积比在60%以上,优选占据80%以上,因此在与轴2的滑动时可得到高的润滑性。
另一方面,金属基体3通过在烧结轴承中采用的通常的制造工序而制造、即通过成型模具对以金属粉作为主成分的原料粉进行压缩成型,对成型体(金属粉成型体)加热使其烧结而制造。作为金属基体3,可使用由以铜作为主成分的铜系、以铁作为主成分的铁系、以铜和铁作为主成分的铜铁系为代表的任意种类的烧结金属。此外,还可以使用铝-青铜系等的特殊的烧结金属。
例如在铜铁系的烧结轴承中,将铁粉、铜粉和低熔点金属粉混合得到的物质被用作原料粉。低熔点金属是在烧结时其自身会熔融而用于推进液相烧结的成分,使用比铜熔点低的金属。具体可使用具有700℃以下的熔点的金属、例如锡(Sn)、锌(Zn)、磷(P)等,其中优选使用与铜的相性较佳的Sn。作为低熔点金属的添加,除了在混合粉中添加该单体粉之外,还可以与其他的金属粉形成为合金。
在原料粉中,除了上述的金属粉之外,还可以根据需要添加氟化钙等烧结助剂或硬脂酸锌等润滑剂,进而添加作为固体润滑剂粉的石墨粉。通过添加石墨粉,能够使石墨粒子在烧结后的金属基体3的烧结组织中分散,因此能够进一步提高轴承面11中的由金属基体3形成的部分的润滑性。
在成型工序中,对成型模具填充原料粉并使其压缩,从而如图5所示,成型出与金属基体3对应的形状的成型体3’(金属粉成型体)。在该金属粉成型体3’成型时,在其上形成有相当于金属基体3的保持部3a的凹部3a’。
接着,在金属粉成型体3’的各凹部3a’内将通过上述步骤制作的烧制体(润滑部件4)以间隙配合嵌合。此后,将金属粉成型体3’与润滑部件4的组件通过使金属粉成型体3’烧结所需的烧结温度(例如金属粉成型体3’是铜铁系的情况下为750~900℃左右)加热并使金属粉成型体3’烧结。在烧结过程中,被烧制的润滑部件4也会被加热,而在加热过程中润滑部件4的组织不会产生变化,在烧制的前后都维持住润滑部件4的组织和形态。
另外,在烧结前的金属粉成型体的阶段,如图15(a)所示,金属粉P1、P2彼此处于互相接触的状态(此时的粒子间距离为E)。另一方面,若对金属粉成型体进行烧结,则如图15(b)所示,相邻的金属粉P1’、P2’的一部分组织会向对方侧扩散,因此烧结后的粒子间距离e变得小于烧结前的粒子间距离E(E>e)。这样随着烧结而使得粒子间距离缩小,因此在烧结后的金属基体3上产生使内径面和外径面双方缩径的方向上的收缩力F(参见图1(a)),通过该收缩力F使得金属基体3与润滑部件4的嵌合从间隙配合状态转移至过盈配合状态。因此,能够将润滑部件4可靠地固定在金属基体3上,防止使用中的润滑部件4的脱落。特别如图1(a)所示,如果使金属基体3的保持部3a的开口宽度D0小于润滑部件4的最大宽度D(直径尺寸),则能够更为可靠地限制润滑部件4向内径侧的脱落。
关于烧结时的金属粉成型体3’的收缩,例如作为构成金属粉的粒子而能够使用不规则形状的粒子进行强化。这种情况下,随着烧结而使得不规则形状的粒子球形化,粒子间的距离变小,因此成型体3’的收缩变得更为显著。作为铁粉和铜粉,还原粉、雾化粉、电解粉等为代表,但如果作为铁粉使用呈多孔质的海绵状的还原铁粉,作为铜粉使用呈树枝状的电解铜粉,则由于它们的不规则程度都较大,因而可得到高的收缩力F。因此,如果希望增大收缩力F,则作为原料粉中的铁粉或铜粉优选使用还原铁粉或电解铜粉。通过对还原铁粉添加除此以外的种类的铁粉,或者对电解铜粉添加除此以外的种类的铜粉,能够调整烧结时产生的收缩力F的大小。
经过烧结工序后的烧结品被移送到整形工序,通过模具内的再压缩而使得表面各部(内周面、外周面和两端面)的尺寸被校正。此时,至少对作为轴承面11的内周面实施整形,由此能够得到高正圆度的轴承面11,能够得到稳定的轴承性能。这样,轴承面11最终通过整形而精加工,因此在烧结结束时刻在金属基体3的内周面3b与润滑部件4的内侧面4b之间存在阶梯差也没有问题。若存在无法通过整形校正那样的阶梯差的情况下,在烧结品的内周面整体、即金属基体3的内周面3b和润滑部件4的内侧面4b的整体实施切削等的机械加工后进行整形。
经过整形工序,图1(a)、(b)所示的烧结轴承1完成。该烧结轴承1基本被用作未含浸有润滑油或液状润滑脂等的干轴承。然而,如果需要的话,也可以在整形后进行含浸上述润滑油或液状润滑脂的含油处理,在金属基体3和润滑部件4中的任意一方或双方的细孔中保持润滑油成分。
作为用于通过烧结操作将润滑部件4固定在金属基体3上的第二手法,可以考虑将润滑部件4通过可烧结的材料形成。以下,将基于该手法的烧结轴承1的结构及其制造工序作为第二实施方式进行说明。
在第二实施方式中,润滑部件4通过对使原料粉末成型而得到的成型体进行烧结而形成。这种情况下,原料粉末以通过金属包覆固体润滑剂粉得到的包覆粉作为主成分。作为包覆粉,如图6所示,例如可使用通过金属8对固体润滑剂粉6进行镀敷(无电解镀敷)后的镀粉9(在以下的说明中,将金属8称作“包覆金属”)。作为固体润滑剂粉6优选使用石墨粉,作为包覆金属8优选使用铜(Cu)或镍(Ni)。作为镀粉9,最优选使用将石墨粉6的整个表面通过包覆金属8包覆得到的镀粉,然而也不必将整个表面包覆起来,可以使石墨粉6的表面的一部分在单体镀粉9的外部露出。镀粉9中的包覆金属8的比例在10wt%以上、80wt%以下,优选在15wt%以上、60wt%以下,更优选在20wt%以上、50wt%以下的程度。如果包覆金属8的量过少,则石墨粉6在镀粉9的表面上露出的比例会变多,烧结后的粒子间的结合强度不足。另一方面,如果包覆金属8的量过多,则在作为轴承面11的润滑部件4的内侧面4b上露出的石墨量变少而使得润滑部件4的润滑性降低。另外,铜和镍的比重大致相同,因此作为包覆金属8使用铜和镍中的任意一方的情况下,都不会在优选的重量比例上产生实质性差异。
作为在镀粉9中使用的石墨粉6,优选使用人造石墨粉。这是由于如果使用鳞片状的天然石墨粉,则难以通过包覆金属8充分地包覆石墨粉6。如果包覆金属8对石墨粉6的包覆不充分,则在后续的烧结工序中无法将镀粉的包覆金属8彼此结合起来,无法确保强度。
为了将镀粉9的包覆金属8彼此牢固地结合起来,使原料粉中含有低熔点金属。作为含有低熔点金属的手法,可以考虑将低熔点金属的单体粉添加入镀粉9中,或者在镀敷时,使与低熔点金属形成为合金的包覆金属8在石墨粉6的周围析出。低熔点金属与第一实施方式同样可使用具有700℃以下的熔点的金属、例如锡(Sn)、锌(Zn)、磷(P)等,其中优选使用Sn。
这种情况下,低熔点金属相对于包覆金属8的比例被设定为0.3~5wt%,优选被设定为0.5~3wt%的范围。若低熔点金属的比例过少则液相烧结不会进展,因而无法获得必要强度,反之若低熔点金属的比例过多,则在作为轴承面11的润滑部件4的内侧面4b上露出的石墨量变少,并且内侧面4b不必要地硬质化而使得润滑部件4的润滑性降低,因此采取上述的比例。
此外,对形成润滑部件4的原料粉除了添加上述的粉末(镀粉和根据需要添加低熔点金属粉)之外,还根据需要添加烧结助剂或润滑剂。
在该第二实施方式中,用于形成金属基体3的原料粉与第一实施方式的形成金属基体3的原料粉共通,因此省略重复说明。以下,将润滑部件4的原料粉(包含镀粉9)作为第一粉末Ma,将金属基体3的原料粉作为第二粉末Mb,说明烧结轴承1的制造工序。
在该实施方式的成型工序中,采用将第一粉末Ma和第二粉末Mb供给至同一模具并同时成型的所谓的二色成型(多色成型)的手法。该二色成型在模具内划分形成两个腔室,并在各腔室中分别填充粉末进行成型。
图7示出二色成型用的模具的一例。该模具具有:冲模21;芯销22,其被配设在冲模21的内周上;下冲头23,其被配设在冲模21的内周面与芯销22的外周面之间;分隔部件25(参见图8);圆锥面状的引导件28(参见图8);以及上冲头29(参见图12)。设置引导件28是为了顺利进行第一粉末Ma向腔室内的填充,若能够顺畅地进行该填充则也可以省略引导件28。
如图8所示,分隔部件25具有同心配置的内侧分隔件26和外侧分隔件27。两分隔件26、27构成为能够彼此独立地升降。内侧分隔件26形成为与图1所示的各润滑部件4对应的形状。
在该压缩成型工序中,首先如图7所示,在使分隔部件25和引导件28从模具退避的状态下,使芯销22和下冲头23上升,将它们的上端面配置在与冲模21的上端面21a相同的水平面处。分隔部件25和引导件28相对于模具的退避方向可以为上方和侧方中的任意一方。
接着,如图8所示,将分隔部件25和引导件28配置在模具上,使内侧分隔件26的下端面接触下冲头23的上端面,并使外侧分隔件27的下端面接触冲模21的上端面21a。此外,使引导件28的下端面接触芯销22的上端面。在该状态下,利用第一粉末Ma充满内侧分隔件26与引导件28之间的空间,利用第二粉末Mb充满内侧分隔件26与外侧分隔件27之间的空间。
接着,如图9所示,在保持下冲头23和内侧分隔件26的位置的同时,使冲模21、芯销22和外侧分隔件27联动地上升。由此,内侧分隔件26与芯销22之间的内侧腔室24a被第一粉末Ma充满,内侧分隔件26与冲模21之间的外侧腔室24b被第二粉末Mb充满。
下面如图10所示,使内侧分隔件26上升,撤去对内侧腔室24a和外侧腔室24b进行划分的内侧分隔件26,使两腔室24a、24b形成为一体。这样撤去了内侧分隔件26的情况下,第一粉末Ma与第二粉末Mb也不会完全混合,两粉末Ma、Mb被维持在分离的状态(图中的虚线是为了便于表示两粉末的Ma、Mb的边界而划出的线)。
下面如图11所示,撤去分隔部件25和引导件28,进而除去从腔室24a、24b溢出的多余粉末,从而如图12所示,使上冲头29下降而压缩腔室内的第一粉末Ma和第二粉末Mb,制作成型体1’。
此后,将成型体1’从成型模具取出,以比低熔点金属的熔点高且比镀粉9的包覆金属8(铜或镍)的熔点低的温度(例如750~900℃左右)进行烧结,从而使得图13所示的烧结轴承1完成。此时,通过第一粉末Ma的烧结形成润滑部件4,通过第二粉末Mb的烧结形成金属基体3。
在该烧结过程中,内侧的第一粉末Ma中包含的低熔点金属熔融,其会沾到镀粉9的包覆金属8(例如铜)上而成为与包覆金属8的合金。通过这种合金化,包覆金属8的表面以低于其熔点的温度而熔融,通过该熔融液使得镀粉9的包覆金属8彼此结合起来而第一粉末Ma成为烧结体。
包覆金属8和低熔点金属的合金熔融液还浸透到由第二粉末Mb构成的成型体上,在第二粉末Mb中包含的金属粉中扩散,使金属粉彼此(例如铁粉彼此、铜粉彼此或铁粉与铜粉)结合起来。在第二粉末Mb中包含低熔点金属或铜等的情况下,基于同样的作用而使得第二粉末Mb中包含的金属粉彼此结合。此外,在第二粉末Mb由铁系粉末构成、未包含低熔点金属和铜的情况下,第一粉末Ma中产生的所述合金熔融液会在第二粉末Mb的铁粉中扩散,使铁粉彼此结合起来。通过以上的作用,成型体1’的整体成为烧结体,因此可得到高强度的烧结轴承1。此外,金属基体3与润滑部件4的边界部也成为不存在界面的烧结组织,因此能够通过金属基体3可靠地固定润滑部件4。
另一方面,第一粉末Ma的镀粉9中包含的石墨粉6基本不向第二粉末Mb侧移动而原样保留,因此润滑部件4成为富含石墨粒子的组织。
此后,与第一实施方式同样地,至少对轴承面11实施整形,并根据需要进行含油,从而完成图1(b)和图13所示的烧结轴承1。
另外,镀粉9的表面的大致整体被包覆金属8覆盖,因此在刚刚进行完烧结工序后,成为润滑部件4的内侧面4b几乎被来源于包覆金属8的金属粒子覆盖的状态。在此后的轴承面11的整形工序中,如果通过与整形模具(例如芯杆)的滑动而使润滑部件4的内侧面4b的金属粒子剥离或脱落,则能够在内侧面4b上露出大量的石墨粒子,能够将内侧面4b上的石墨粒子的分布量(面积比)提高至与第一实施方式同等的程度。为了高效地进行金属粒子的剥离或脱落,在对轴承面11整形时,优选进行通过整形模具捋平烧结品的内周面的操作、例如将烧结品压入冲模并将烧结品的内周面按压在整形模具上,在该状态下使整形模具在轴向上滑动的操作。
另外,例如在初始的状态下在润滑部件4的内侧面4b上露出的石墨粒子的量不充分的情况下,此后若使轴2(参见图1(b))旋转,则通过与轴2的滑动使覆盖内侧面4b的金属粒子剥离·脱落,所需的充分的量的石墨粒子显露在内侧面4b上。
在该第二实施方式的烧结轴承1中,撤去内侧分隔件26时,无法避免两粉末在第一粉末Ma与第二粉末Mb的边界附近混合。因此,在金属基体3与润滑部件4之间不存在明确的界面,两者间如图13的放大图所示,从金属基体3侧到润滑部件4侧形成有具有各元素的浓度梯度的迁移层X。
作为第三实施方式,还可以通过第一实施方式与第二实施方式的组合制造烧结轴承1。该第三实施方式的烧结轴承1的制造步骤如下所述。即,通过与第二实施方式同样的手法,使以镀粉9为主成分的原料粉成型并烧结,从而形成润滑部件4。接着,将该润滑部件4嵌合到第一实施方式所述的金属粉成型体3’(参见图5)的凹部3a’内,在该状态下对由金属粉成型体3’和润滑部件4构成的组件以烧结温度加热而使金属粉成型体3’烧结。通过在该烧结时在金属粉成型体3’上产生的收缩力F将润滑部件4固定在金属基体3上。此后,至少对轴承面11进行整形,从而能够得到图1(a)、(b)所示的烧结轴承。
在以上的说明中,作为滑动部件的一例举例示出了轴承,而本发明的滑动部件可广泛用作对进行相对运动的对方侧的部件进行支承的部件。此处所说的相对运动不限于旋转运动,还包含直线运动。此外,作为对方侧的部件的形态,除了轴状之外,还可以采用平面状等任意形态。此外,滑动部件的形态也为任意,不限于烧结轴承1那样的圆筒形状,还可以采用被称作滑动垫的平板状等的形态。
此外,在以上的说明中,举例示出了将润滑部件4配置在金属基体3的圆周方向多个部位的情况,然而润滑部件4的形态并不限定于此。例如图14(a)所示,还可以将在圆周方向上连续的润滑部件4配置为覆盖轴承面11的大致半周,或者如图14(b)所示,可以配置为覆盖轴承面11的大致整周。
进而,关于润滑部件4,除了如图1(a)、(b)所示沿轴向配置之外,还可以配置为以轴芯为中心的螺旋状。由此,能够使轴2的轴向各部分在其旋转1周的期间至少在润滑部件4中通过1次,因此可得到良好的润滑性。此外,如图1(a)、(b)所示,除了将润滑部件4配置在金属基体3的轴向全长范围以外,还可以仅配置在轴向的一部分区域内。无论何种情况,只要至少轴承面11的一部分通过润滑部件4形成,就能够得到本申请发明的效果。
此外,还可以使润滑部件4在半径方向上延伸,将滑动部件相对于其他部件的安装面(例如金属基体3的外周面12)的一部分通过润滑部件4构成。
此外,在以上的说明中,举例示出了作为构成润滑部件4的固体润滑剂使用石墨的情况,也可以广泛使用二硫化钼等的石墨以外的固体润滑剂。
对于以上所述的滑动部件的用途没有限制,特别适用于在高温、高面压、高速旋转等苛刻条件下使用的用途。例如能够用于汽车发动机中的燃料泵用的轴承、以降低排气中的氮氧化物(NOx)为目的而设置的排气循环装置(EGR装置)的EGR阀用的轴承等。在这些用途中,还要求轴承相对于汽油或废气的耐腐蚀性,因而作为金属基体3优选使用耐腐蚀性优良的铝-青铜系。此外,还可以用作在建设机械(推土机、液压挖土机等)的臂的关节部分使用的轴承等。
此外,以上所说明的滑动部件还可以用作在扭矩传递机构中以能够旋转的方式被支承在固定轴上的从动要素(齿轮、滑轮等)。根据从动要素的用途不同,有时不希望在与固定轴之间的滑动部中介入有润滑油,本发明的滑动部件就适合于这种用途。例如在加油站等设置的计量机上配置有给油用齿轮泵,而有些情况下在该给油用齿轮泵的给油路径中配置有从动齿轮。这种情况下,为了避免润滑油向燃料或灯油等中的混入,不优选使从动齿轮含浸润滑油。因此,作为用于这种用途的从动齿轮,优选使用在不使用润滑油的情况下也能得到高的润滑性的本发明的滑动部件。
图16示出被用作上述给油用齿轮泵的内接型齿轮泵的分解立体图。如该图所示,该齿轮泵具有作为静止侧的主体51、外齿型的内转子52(从动齿轮)和内齿型的外转子53。外转子53上设置有被马达等旋转驱动源驱动的驱动轴53a。主体51上设置有相对于驱动轴53a偏心的固定轴51a,在该固定轴51a的外周上以能够旋转的方式嵌合有内转子52的轴孔52a。如图17所示,内转子52以使其外齿与外转子53的内齿啮合的方式偏心配置在外转子53的内径侧。外转子53的齿数比内转子52的齿数多一或两个以上。
在这种结构中,如果使外转子53旋转驱动,则通过齿部彼此的啮合使得内转子52也受到旋转力,追随于外转子53而向同方向旋转。由此,齿部间的空间的容积会扩大和缩小,因此能够将汽油等吸入、排出。
在该给油用齿轮泵中,作为从动齿轮的内转子52与已经描述的烧结轴承1同样地,具有金属基体3、以及被固定在金属基体3的内周面上的润滑部件4。金属基体3是通过对以金属粉作为主成分的原料粉进行烧结而成的,金属基体3构成为在外周具有多个齿部、并且在内周具有孔的齿轮形状。润滑部件4由石墨粒子的集合体构成,通过对金属基体3的所述原料粉进行烧结的烧结操作而被固定在金属基体3的内周面上。润滑部件4的内周面构成与固定轴51a的外周面滑动的滑动面(轴孔52a)。金属基体3和润滑部件4的各结构和两者的固定手法与烧结轴承1的第一实施方式~第三的实施方式共通。另外,对于金属基体3也要求针对汽油的耐腐蚀性,因此作为金属基体3优选使用耐腐蚀性优良的铝-青铜系。
在金属基体3上固定了润滑部件4后,根据需要对润滑部件4的内周面实施整形或切削等的精加工,从而完成图16所示的内转子52。不进行润滑油对金属基体3和润滑部件4的含浸。
这种结构的内转子52不含有润滑油,因此能够避免润滑油向通过计量机供给的燃料或灯油中的混入。另一方面,滑动面具有高的润滑性,因此能够将内转子52的扭矩损失抑制在最低限度。
下面,作为本申请第二方面的滑动部件将轴承作为一例,根据图18至图27说明具体内容。
如图18(a)、(b)所示,轴承101呈圆筒状,在其内周插入有作为对方部件的轴102(点划线示出)。在轴承101的内周面上设置有作为与轴102滑动的滑动面的轴承面111。本实施方式中,轴承101的外周面112通过压入或粘接等手段而被固定在未图示的外壳的内周面上,被插入轴承101的内周的轴102被支承为旋转自如。除了这样将轴102作为旋转侧之外,还可以将轴102作为静止侧,将轴承101作为旋转侧。
轴承101具有以碳作为主成分(重量比中最多的成分)的碳类烧制体103、以及保持碳类烧制体103的树脂基体104。在本实施方式中,多个(图示例中为5个)碳类烧制体103等间隔地被配置在圆周方向上,这些多个碳类烧制体103统一被保持在树脂基体104上。各碳类烧制体103在轴承101的内周面上露出,构成轴承面111的一部分。在图示例中,各碳类烧制体103具有在轴承101的内周面上露出的内侧面103a、以及与树脂基体104紧贴的外侧面103b。各碳类烧制体103的内侧面103a形成为与树脂基体104的内周面104a无阶梯差地连续的凹圆筒面状。在本实施方式中,通过各碳类烧制体103的内侧面103a和树脂基体104的内周面104a,构成截面正圆状的轴承面111。各碳类烧制体103的外侧面103b形成为凸圆筒面状,与树脂基体104的凹圆筒面状的保持面104b在整个区域紧贴。
在该轴承101中,构成轴承面111的一部分的碳类烧制体103成为石墨粒子的供给源。从碳类烧制体103供给的石墨粒子通过轴承面111与轴102的相对移动而遍及轴承面111整体,由此能够在轴承面111整体得到基于石墨粒子的润滑效果。
此外,在轴承101中,未必轴102相对于轴承面111的整体滑动,大多情况下是轴承面111上的被限定的一部分区域与轴102滑动。例如,在使轴102为水平姿态的情况下,大多是轴102凭借重力落入而在轴承面111的下侧区域与轴承面111滑动。这种情况下,以使得碳类烧制体103位于与轴102滑动的滑动区域的方式,设计轴承101上的碳类烧制体103的位置和形状,或者调整轴承101的圆周方向的相位,由此能够使轴102始终与碳类烧制体103滑动。由此能够得到高的润滑效果,因此例如在与轴承面111之间未介入润滑油的无油状态下能够支承轴102。当然,也可以在使润滑油介入于轴承面111与轴102之间的状态下使用,这种情况下能够进一步提高润滑效果。在本实施方式中,使润滑油介入于轴承面111与轴102之间,并且使油含浸于碳类烧制体103的内部空孔中。这种情况下,通过伴随轴102的旋转产生的温度上升而使得油从碳类烧制体103的表面(内侧面103a)渗出,该油被提供给轴承面111与轴102的滑动区域,从而能够可靠地避免滑动区域上的油膜断开,能够维持良好的滑动性。
上述的轴承101经过烧制体形成工序、嵌入成型工序、整形工序和含油工序而被制造出来。以下,具体说明各工序。
[烧制体形成工序]
碳类烧制体103使用包含碳类粉末和树脂粘结剂粉的原料粉末而形成。作为碳类粉末,例如可以使用石墨粉,具体可以使用天然石墨粉和人造石墨粉中的任意一种。天然石墨粉呈鳞片状因而具备润滑性优良的特征。另一方面,人造石墨粉呈块状因而具备成型性优良的特征。此外,碳类粉末不限于作为结晶质粉的石墨粉,还可以使用沥青粉或焦炭粉等非晶质粉。作为树脂粘结剂粉,例如可以使用苯酚树脂粉。
在以上所述的石墨粉和树脂粘结剂粉中根据需要添加成型助剂、润滑剂或改性剂等并将它们均匀混合。将该混合物提供给成型模具后进行压缩成型,成型出与碳类烧制体103的形状对应的压粉体。此后,将该压粉体例如以炉内温度900~1000℃烧制,从而得到多孔质的碳类烧制体103。烧制在不存在氧的氛围气下、例如在氮气等惰性气体氛围气或真空氛围气下进行。这是由于如果在氛围气中存在氧,则石墨粉会成为CO或CO2而挥发并消失。
此外,作为碳类烧制体103的原料粉末,除了如上所述使用石墨粉和树脂粘结剂粉的混合粉末之外,还可以使用在介入有树脂粘结剂的情况下对石墨粉造粒得到的造粒石墨粉。造粒石墨粉的比重大于单体的树脂粘结剂粉或石墨粉的比重,流动性高,因此易于进行向成型模具的供给,能够精度良好地成型为规定形状。
图19概要表示碳类烧制体103的微组织。通过烧制而使得造粒石墨粉中包含的树脂粘结剂成为碳化物(非晶质的无定形碳),构成网眼构造的粘结剂成分114。粘结剂成分114的网眼中保持有来源于石墨粉的作为固体润滑剂粒子的石墨粒子113。石墨粒子113的保持通过粘结剂成分114的表面与石墨粒子113的表面交络在一起来进行。图中的符号115是在微组织中形成有多个的空孔。在碳类烧制体103的表面(特别是内侧面103a)上,石墨粒子113的面积比在60%以上,优选占80%以上,因此在与轴102的滑动时能够得到高的润滑性。
[嵌入成型工序]
将上述的碳类烧制体103作为嵌入部件通过树脂进行注塑成型,由此形成多个碳类烧制体103与对其进行保持的树脂基体104的一体件。这里所使用的成型模具120如图20所示,具有固定模具121和可动模具122。在固定模具121上设置有圆柱部121a,通过圆柱部121a的外周面成型出树脂基体104的内周面104a。在固定模具121中的对树脂基体104的端面进行成型的成型面121c上设置有浇口121b。本实施方式中,在固定模具121的成型面121c上,在圆周方向上等间隔地配置有多个(图示例中为3个)浇口121b(参见图21)。此外,浇口种类不限于图示例的点状浇口,例如还可以是环状的膜浇口。
在嵌入成型工序中,首先在固定模具121的圆柱部121a的外周的规定部位配置多个碳类烧制体103。在该状态下,通过对可动模具122和固定模具121合模而形成腔室123,在该腔室123内配置有多个碳类烧制体103。此时,各碳类烧制体103被固定模具121和可动模具122从轴向两侧夹持。由此,在腔室123内的规定部位固定各碳类烧制体103,可防止熔融树脂的射出时的位置偏离。
进而,从油槽121d通过浇口121b将熔融树脂射出到腔室123内,腔室123被熔融树脂充满。作为成为该熔融树脂的主成分(重量比中最多的成分)的合成树脂,例如可以举出聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚缩醛(POM)、液晶聚合物(LCP)、全芳香族聚酯、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚酰亚胺(PI)、聚四氟乙烯·全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯·六氟丙烯共聚物(FEP)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)等氟树脂(聚氟化烯烃类树脂)、聚乙烯等烯烃类树脂等。这些各合成树脂既可以单独使用,也可以是混合了2种以上的聚合物合金。
作为形成树脂基体104的树脂的主成分,优选使用结晶性树脂。结晶性树脂相比非晶性树脂而言,机械强度优良,并且成型收缩率大。通过使用机械强度优良的结晶性树脂,使得树脂基体104的刚性提高。此外,通过使用成型收缩率大的结晶性树脂,在将熔融树脂射出到腔室后,通过固化时的成型收缩使得树脂基体104的保持面104b缩径,树脂基体104可靠地握住碳类烧制体103(后面具体描述)。作为结晶性树脂,例如可举出LCP、PEEK、PBT、PPS、PA、POM等。从例如由LCP、PEEK、PPS构成的结晶性树脂组中选出的至少一种以上的结晶性树脂的耐药性、耐热性等优良。此外,在结晶性树脂之中,PPS的耐药性和价格方面优良,因而是尤为优选的材料。在本实施方式中,树脂基体104通过以PPS作为主成分、包含各种填充剂的树脂组成物形成。作为PPS,可以使用交联PPS、半交联PPS、直链状PPS等,例如优选使用韧性优良的直链状PPS。
填充剂是基于摩擦磨损特性的改善或减小线膨胀系数的目的而被添加的。作为填充剂的具体例,例如可举出玻璃纤维、碳纤维、芳酰胺纤维、氧化铝纤维、聚酯纤维、硼纤维、碳化硅纤维、氮化硼纤维、氮化硅纤维、金属纤维等纤维类以及将它们编织为布状而成的结构、碳酸钙或滑石、二氧化硅、粘土、云母等的矿物类、硼酸铝晶须、钛酸钾晶须等无机晶须类、聚酰亚胺树脂或聚苯并咪唑等各种耐热性树脂等。此外,还可以适当添加带电防止剂(碳纳米纤维、碳黑、石墨等)、脱模剂、阻燃剂、耐候性改良剂、抗氧化剂、颜料等添加剂。
在本实施方式中,作为填充剂,添加有作为纤维状加强材料的碳纤维和作为固体润滑剂的PTFE。通过配合碳纤维,由此可实现弯曲弹性模量等机械强度的提高,通过PTFE的配合,可实现轴102或成型模具120相对于圆柱部121a等的滑动特性的提高。碳纤维被大致划分为沥青类和PAN类,都可以使用。碳纤维例如可使用平均纤维径20μm以下、平均纤维长0.02~0.2mm的纤维。碳纤维的配合比例如相对于树脂基体104整体在10质量%以上、40质量%以下,优选在20质量%以上、30质量%以下。PTFE的配合比例如相对于树脂基体104整体在1质量%以上、40质量%以下,优选在2质量%以上、30质量%以下。
此后,在腔室123中充满的树脂冷却而固化,从而形成树脂基体104。此时,通过树脂的成型收缩,树脂基体104的保持面104b缩径,按压碳类烧制体103的外侧面103b(参见图18(a)的箭头F)。由此,树脂基体104的保持面104b与碳类烧制体103的外侧面103b成为具有过盈量地紧贴的状态,因此两者被牢固地固定起来。此时,如果使树脂基体104的保持面104b的圆周方向的开口宽度D0(即,碳类烧制体103的内侧面103a的圆周方向宽度)形成为小于保持面104b的圆周方向的最大宽度D(≈碳类烧制体103的直径),则能够更为可靠地限制向碳类烧制体103的内径侧的脱落。此外,如上所述树脂基体104成型收缩,从而使得树脂基体104的内周面104a缩径,而碳类烧制体103伴随树脂基体104的缩径而向内径侧移动,由此被维持在碳类烧制体103的内侧面103a与树脂基体104的内周面104a连续的状态。
[整形工序]
接着,对碳类烧制体103与树脂基体104的一体件101’实施基于模具成型的整形。具体而言,首先如图22(a)所示,在一体件101’的内周插入芯销131。此时,一体件101’的内周面111’(碳类烧制体103的内侧面103a和树脂基体104的内周面104a)与芯销131的外周面隔着半径方向上的微小间隙而嵌合。进而,在将一体件101’的轴向宽度通过上冲头132和下冲头133规定的状态下,如图22(b)所示,使一体件101’、芯销131和上下冲头132、133一体下降,将一体件101’压入冲模134的内周。由此,一体件101’的外周面112’利用冲模134的内周面成型,同时一体件101’从外周被压迫,一体件101’的内周面111’被按压在芯销131的外周面上。由此,树脂基体104的内周面104a仿效芯销131的外周面而产生塑性变形,并且各碳类烧制体103的半径方向位置被修正。具体而言,通过将多个碳类烧制体103按压在共用的芯销131上,从而将各碳类烧制体103配置在规定的半径方向位置处,使得各碳类烧制体103的内侧面103a被配置在同一圆筒面上。
这样,通过对由碳类烧制体103和树脂基体104构成的一体件101’实施整形,由此不必对碳类烧制体103和树脂基体104分别实施高精度的加工,就能够提高内周面111’(轴承面111)的面精度(圆筒度、正圆度或相对于外周面112’的同轴度等)。此外,在本实施方式中,碳类烧制体103以碳(石墨粒子113和由树脂粘结剂的碳化物构成的粘结剂成分114)作为主体,因此几乎不会产生塑性变形。因此,为如下程度:各碳类烧制体103本身几乎未被整形、被按压在芯销131上的内侧面103a的表面略被调整。
[含油工序]
此后,使油含浸于经过整形工序后的一体件101’(轴承101)的碳类烧制体103的内部空孔中。具体而言,在减压环境下将一体件101’浸入在润滑油中,然后恢复为大气压,从而油含浸于碳类烧制体103的内部空孔中。以上,轴承101完成。
本发明不限于上述的实施方式。以下,说明本发明的另一实施方式,对与上述的实施方式重复的内容省略说明。
在上述的实施方式中,作为碳类烧制体103,示出了作为保持石墨粒子的粘结剂而使用树脂的情况,然而不限于此,也可以使用金属粘结剂形成碳类烧制体103。具体而言,例如使用作为主成分包含通过金属包覆碳类粉末的表面的一部分或全部得到的包覆粉的原料粉末。作为包覆粉,例如可以使用对石墨粒子通过金属进行镀敷(无电解镀敷)得到的镀粉。对于包覆石墨粒子的金属(以下,称作包覆金属),优选使用例如铜或镍。在本实施方式中,作为镀粉,使用将石墨粒子的表面用铜包覆得到的铜包覆石墨粉。
镀粉中的包覆金属的比例在10质量%以上、80质量%以下,优选在15质量%以上、60质量%以下,更优选在20质量%以上、50质量%以下的程度。若包覆金属的量过少,则石墨粉在镀粉的表面上露出的比例会变多,烧制后的粒子间的结合强度不足。另一方面,若包覆金属的量过多,则在构成轴承面111的碳类烧制体103的内侧面103a上露出的石墨量变少而碳类烧制体103的润滑性降低。另外,铜和镍的比重大致相同,因此作为包覆金属无论使用铜还是镍的情况下,优选重量比例都不会产生实质性差异。
作为在镀粉中使用的石墨粉,优选使用人造石墨粉。这是由于若使用鳞片状的天然石墨粉,则难以通过包覆金属充分地包覆石墨粉。如果包覆金属对石墨粉的包覆不充分,则在后续的烧制工序中无法将镀粉的包覆金属彼此结合起来,无法确保强度。此外,石墨粒子为了提高各粒子中的石墨的比例,优选使用未被造粒的结构。
这样,通过金属包覆比重较小的石墨粒子,从而表观密度上升而石墨粒子的流动性提高,因此向成型模具内的填充性提高,能够对成型模具均匀地填充原料粉末。此外,在对原料粉末进行压缩成型时,石墨粒子不会产生塑性变形,而包覆各石墨粒子的金属在产生塑性变形的同时互相啮合,由此在不使用树脂粘结剂的情况下就能够成型为规定形状。
为了牢固地将镀粉的包覆金属彼此结合起来,使原料粉含有低熔点金属。作为使其含有低熔点金属的手法,可以考虑将低熔点金属的单体粉添加到镀粉中,或者在镀敷时使与低熔点金属形成为合金的包覆金属在石墨粒子的周围析出。低熔点金属是在烧结时其自身熔融而用于推进液相烧结的成分。作为该低熔点金属,使用具有比烧结温度低的熔点的金属,具体而言,使用具有700℃以下的熔点的金属、例如锡(Sn)、锌(Zn)、磷(P)等。只要使用铜系、铁系、铜铁系等的一般的烧结金属,则优选使用与铜的相性较好的Sn。
这种情况下,低熔点金属相对于包覆金属的比例被设定为0.3~5质量%,优选被设定为0.5~3质量%的范围。如果低熔点金属的比例过少则液相烧结不会进展,因而无法得到必要的强度,反之如果低熔点金属的比例过多,则在构成轴承面的碳类烧制体103的内侧面103a上露出的石墨量变少,并且内侧面103a不必要地硬质化而使得碳类烧制体103的润滑性降低,因此采取上述的比例。
此外,在形成碳类烧制体103的原料粉中,除了添加上述的粉末(镀粉和根据需要添加低熔点金属粉)之外,还根据需要添加烧结助剂或润滑剂。
对上述组成的原料粉末进行压缩成型以形成压粉体,对该压粉体以低于包覆金属的熔点且高于低熔点金属的熔点的烧结温度加热,从而得到烧结体(碳类烧制体103)。具体地,原料粉末中的低熔点金属(例如锡)熔融,其一部分在包覆金属内扩散,在包覆金属的表面上形成合金层。该合金层彼此在固相状态下扩散接合,由此使得镀粉彼此接合起来。此外,熔融的低熔点金属的未在包覆金属中扩散的部分在镀粉之间固化而发挥糊的作用,有助于镀粉彼此的接合力的提高。
另外,如果在压粉体的原料粉末中包含有树脂粘结剂,则在烧制时树脂粘结剂分解而产生分解气体,并且烧制导致的树脂粘结剂的消失引起的尺寸变化变大。为了抑制这种分解气体的产生和尺寸变化,需要对压粉体长时间加热而缓慢地进行烧制。与此相对,在本实施方式中,如上所述在压粉体中未含有树脂粘结剂,因此能够在较短时间内进行烧结,生产率提高。
如上所述形成的碳类烧制体103如图23所示,形成为如下构造:在作为包覆金属的铜116彼此通过烧结而接合起来构成的网眼中保持有石墨粒子13。此外,在图23中,省略了低熔点金属的图示。
在此后的嵌入成型工序中,形成通过树脂基体104保持碳类烧制体103而得到的一体件,并对该一体件实施整形工序。本实施方式的碳类烧制体103如图23所示,在石墨粒子113之间介入有易于塑性变形的铜116,因此能够通过模具成型进行整形。因此,在整形工序中,不仅对树脂基体104的内周面104a进行整形,碳类烧制体103的内侧面103a也被整形,因此能够进一步提高轴承面111的面精度。
在以上的实施方式中,示出了使碳类烧制体103仅在轴承101的内周面(轴承面111)上露出的情况,然而不限于此。例如在图24所示的实施方式中,使碳类烧制体103不仅在轴承101的内周面上露出,还在外周面112上露出。这种情况下,在整形工序中,能够对各碳类烧制体103从半径方向两侧压迫,因此易于进行整形。在该实施方式中,作为碳类烧制体103,优选使用应用了图23所示的金属粘结剂的结构。
此外,在以上的实施方式中,示出了将多个碳类烧制体103等间隔地配置在圆周方向上的情况,然而不限于此。例如也可以如图25所示,配置为通过在圆周方向上连续的半圆筒状的碳类烧制体103覆盖轴承面111的大致半周。或者也可以如图26所示,通过圆筒状的碳类烧制体103覆盖轴承面111的整周。
此外,在以上的实施方式中,示出了将碳类烧制体103的内侧面103a和树脂基体104的内周面104a配置为相同的圆筒面状并通过它们构成轴承面111的情况,然而不限于此。例如也可以如图27所示,将碳类烧制体103的内侧面103a配置为比树脂基体104的内周面104a靠内径侧,并仅通过碳类烧制体103的内侧面103a构成轴承面111。这种情况下,多个碳类烧制体103的内侧面103a被配置在同一圆筒面上。
此外,碳类烧制体103如图18(b)所示被配置在轴承101的轴向全长范围,此外也可以仅配置于轴向的一部分区域,例如配置于在轴向上离开的多个部位处。
此外,本发明不限于对轴的相对旋转进行支承的轴承,还能够应用于对轴的轴向移动进行支承的轴承。此外,本发明不限于圆筒形状的滑动部件,还可以用于其他形状(例如,半圆筒状或长方体状)的滑动部件。
本发明的滑动部件可以用作在内周面上具有滑动面的齿轮。
例如,本发明的滑动部件可以用作在给油泵用齿轮、特别是图31所示的组入到容积型的旋转齿轮泵中的内转子141。内转子141如图28和图29所示,具有以碳作为主成分的碳类烧制体103、以及保持碳类烧制体103的树脂基体104。在本实施方式中,碳类烧制体103形成为圆筒状,碳类烧制体103的外周面103b的整个面被树脂基体104保持。碳类烧制体103的内周面103a在内转子141的内周面露出,作为与固定轴162a(参见图31)的外周面滑动的滑动面111发挥功能。在树脂基体104的外周面上形成有与外转子163(参见图31)啮合的齿面141a。内转子141经过烧制体形成工序和嵌入成型工序而制造出来。此外,对通过嵌入成型工序得到的碳类烧制体103和树脂基体104的一体件根据需要实施整形工序。各工序与上述实施方式相同,因此省略重复说明。
此外,本发明的滑动部件可以用作构成行星齿轮减速机的行星齿轮151(参见图30)。行星齿轮151被配置在同轴配设的太阳轮和内齿轮(省略图示)的半径方向之间的圆周方向上的多个部位,各行星齿轮151与太阳轮和内齿轮双方啮合。
行星齿轮151如图30所示,具有以碳作为主成分的碳类烧制体103、以及保持碳类烧制体103的树脂基体104。在图示例中,碳类烧制体103形成为圆筒状,碳类烧制体103的外周面103b的整个面被树脂基体104保持。碳类烧制体103的内周面103a在行星齿轮151的内周面露出,作为与轴102的外周面滑动的滑动面111发挥功能。树脂基体104的外周面上形成有与太阳轮和内齿轮啮合的齿面151a。行星齿轮151经过烧制体形成工序和嵌入成型工序而被制造出来。此外,对于通过嵌入成型工序得到的碳类烧制体103和树脂基体104的一体件,根据需要实施整形工序和含油工序中的一方或双方。各工序与上述实施方式相同,因此省略重复说明。
下面,根据图32和图33说明本申请第三方面的润滑部件的实施方式。
润滑部件经过如下工序而被制造出来:压粉工序,对原料粉末进行压缩成型而得到压粉体;烧结工序,对压粉体进行烧结而得到烧结体;以及整形工序,对烧结体再次进行压缩而整形。以下,说明各工序的具体内容。
(1)压粉工序
首先,将包含石墨粒子、粘结剂金属和低熔点金属的各种粉末混合起来,制作原料粉末。
作为石墨粒子,能够使用人造石墨或天然石墨。石墨粒子优选为粒状(并非鳞片状或土状),在本实施方式中使用粒状的人造石墨。此外,作为石墨粒子,既可以使用未被造粒的粒子,也可以使用被造粒后的粒子。其中,为了对石墨粒子造粒,需要将各石墨粒子结合起来的粘结剂,这会导致各粒子中的石墨的比例降低,因此作为石墨粒子优选使用未被造粒的粒子。
粘结剂金属附着在各石墨粒子的表面上。粘结剂金属可使用具有比后述的烧结温度高的熔点的金属。粘结剂金属可使用硬度低于石墨粒子且易于产生塑性变形的材料。具体而言,作为粘结剂金属,例如可使用铜或镍,在本实施方式中使用铜。
低熔点金属可使用具有比后述的烧结温度低的熔点的金属。作为低熔点金属,例如可使用锡或锌,在本实施方式中使用锡。
原料粉末例如通过将在石墨粒子的表面上附着有作为粘结剂金属的铜而成的铜附着石墨粉末与作为低熔点金属的锡粉末混合而制作出来。在本实施方式中,作为铜附着石墨粉末,可使用在石墨粒子的表面上实施了镀铜的镀铜石墨粉末。此外,作为铜附着石墨粉末,例如可使用如图32(a)所示将石墨粒子(Gr)的表面全部用铜(Cu)覆盖而成的结构,作为铜附着石墨粉末,可使用如图32(b)所示在石墨粒子(Gr)的表面上使铜(Cu)呈岛状分散附着而成的结构。图32(a)所示的铜附着石墨粉末和图32(b)所示的铜附着石墨粉末既可以分别单独使用,也可以将它们混合起来使用。在本实施方式中,单独使用图32(b)所示的铜附着石墨粉末。
将上述的原料粉末填充到成型模具中。通常,石墨粒子非常微细,因而缺乏流动性,向成型模具内的填充性较差。在本实施方式中,通过使铜附着在石墨粒子上,使得表观密度上升而石墨粒子的流动性提高,因此向成型模具内的填充性提高,能够向成型模具内均匀地填充原料粉末。
通过对如上被填充在成型模具中的原料粉末进行压缩成型,从而形成压粉体。此时,石墨粒子不产生塑性变形,但附着在各石墨粒子上的铜在产生塑性变形的同时彼此啮合,由此能够成型为规定形状。由此,不必使用焦油沥青或煤焦油等结合剂,就能够成型出以石墨粒子为主成分的压粉体。
(2)烧结工序
接着,利用烧结炉对通过上述压粉工序得到的压粉体加热,使得附着在各石墨粉末上的铜通过烧结而彼此结合起来,形成烧结体。具体而言,通过对压粉体加热,从而使得压粉体中包含的锡粉末熔融,其一部分在附着于各石墨粒子上的铜的表层内扩散,在铜的表面上形成铜-锡合金层。该铜-锡合金层彼此在固相状态下扩散接合,由此使得镀铜石墨粉末彼此接合起来,形成烧结体。此时的烧结温度低于铜的熔点,并且高于锡的熔点。
另外,若如以往的润滑部件那样,在压粉体中包含焦油沥青或煤焦油等结合剂,则在烧结时会产生结合剂的分解气体,并且由于烧结使得结合剂几乎消失,因此烧结造成的尺寸变化(压粉体与烧结体的尺寸差)变大。这种情况下,如果在短时间内使其急剧烧结,则由于急剧的尺寸变化可能会在烧结体上产生破裂等,因此需要对压粉体长时间加热以使烧结缓慢进行。与此相对,在本实施方式中,如上所述在压粉体中未含有焦油沥青或煤焦油等结合剂,因此在烧结时不会产生结合剂的分解气体,并且可抑制烧结造成的尺寸变化。因此,产生烧结体的破裂等的可能性小,能够使烧结时间较短。
(3)整形工序
如上所述对压粉体烧结时会产生收缩,因此在烧结后优选对烧结体实施整形以完成整形。例如,对包含石墨粒子和结合剂的压粉体进行烧制而成的现有的润滑部件成为通过由于烧制而碳化的结合剂使得石墨粒子彼此结合起来的状态。若对这种润滑部件实施整形,则如上所述石墨粒子自身几乎不会产生塑性变形,因此润滑部件破损的可能性较高。因此,现有的润滑部件的整形需要通过机械加工进行,存在招致成本上升或生产率降低的问题。
本实施方式的烧结体在石墨粒子之间介入有粘结剂金属,因此通过实施整形,能够使粘结剂金属产生塑性变形来进行整形。具体而言,通过整形模具(冲模、型芯、上冲头和下冲头)压缩烧结体,由此使得烧结体被整形为期望的尺寸。由此,不需要以往的润滑部件那样的基于机械加工的整形,可实现成本降低和生产率的提高。如上所述,润滑部件完成。
在该整形工序中,烧结体与整形模具的冲模和型芯在压接状态下滑动。由此,在烧结体的表面上露出的镀铜石墨粉末的铜从石墨粒子上被剥离,能够使在烧结体的表面上露出的石墨粒子的比例增加。因此,能够使烧结体中的作为滑动面的部分在与整形模具压接的状态下滑动,由此能够增加在滑动面上露出的石墨粒子的比例,提高滑动性。当然,这样,如果不需要通过整形剥离滑动面的镀铜石墨粉末的铜,则可以使作为烧结体的滑动面的部分抵接在不与整形模具滑动的面(例如上下冲头的端面)上。
如上所述形成的润滑部件201如在图33中放大示出的那样,具有石墨粒子(Gr)、作为粘结剂金属的铜(Cu)和作为低熔点金属的锡(Sn)。此外,在图33中,通过散点表示石墨粒子(Gr),通过阴影表示铜(Cu),省略了锡(Sn)的图示。
在各石墨粒子上附着的铜彼此通过烧结而结合起来。铜在烧结温度下未熔融,与在其他的石墨粒子上附着的铜在保持固相状态的情况下接合。具体地,通过烧结而熔融的锡的一部分或全部在铜的内部扩散而在表层上形成铜-锡合金层,该铜-锡合金(青铜)区域彼此扩散接合。此外,通过烧结而熔融的锡中的未在铜中扩散的部分在附着于各石墨粒子上的铜之间固化,由此使得该锡发挥糊的作用,有助于铜之间的接合力的提高。
在润滑部件201的表面、特别是与其他部件滑动的滑动面201a上,石墨粒子占据最大面积,例如滑动面上的石墨粒子的面积比在50%以上,优选在80%以上,更优选在90%以上。在本实施方式中,润滑部件201的石墨粒子的体积比最大,例如包含体积比在50%以上的石墨粒子。
如上所述,在滑动面上使较多的石墨粒子露出,从而通过石墨的自身润滑性,使得润滑部件201与对方部件的滑动性提高。因此,润滑部件201优选被用作在无润滑环境下(即不介入有油等润滑剂)与对方部件滑动的润滑部件。具体地,润滑部件201例如可用作真空泵用转子和叶轮、在超过200℃的高温环境下使用的轴承或建筑机械用轴承。此外,润滑部件201不限于应用于在无润滑环境下使用的用途,还能够应用于介入有油等润滑剂而与对方部件滑动的润滑环境下使用的用途。
本发明不限于上述的实施方式。例如,在上述的实施方式中,通过铜附着石墨粉末和锡粉末构成了原料粉末,然而不限于此,例如也可以使用在附着于石墨粉末上的粘结剂金属的表面上还附着有低熔点金属的粉末。例如,可使用对镀铜石墨粉末进一步实施镀锡从而在铜的表面上附着有锡的粉末。
此外,在上述的实施方式中,示出了润滑部件由石墨粒子、粘结剂金属和低熔点金属构成的情况,然而还可以包含铁等其他金属。
此外,在上述的实施方式中,示出了烧结部件具有低熔点金属的情况,然而在并非特别需要的情况下可以省略低熔点金属。这种情况下,在各石墨粒子上附着的铜不形成合金层,纯铜彼此通过烧结而扩散接合。
此外,在上述的实施方式中,示出了对烧结体实施整形处理的情况,然而在不特别需要整形处理的情况下,可以省略整形处理。
以上所示的本申请第一方面、本申请第二方面和本申请第三方面的实施方式的结构可以适当组合。例如,可以将本申请第三方面的实施方式的润滑部件用于本申请第一方面或本申请第二方面的实施方式的滑动部件(轴承等)中。
标号说明
1 烧结轴承(滑动部件)
2 轴(对方侧的部件)
3 金属基体
4 润滑部件
5 树脂粘结剂
6 石墨粉(固体润滑剂粉)
8 包覆金属(金属)
9 镀粉(包覆粉)
11 轴承面(滑动面)
13 石墨粒子(固体润滑剂粒子)
52 内转子(滑动部件)
F 收缩力

Claims (5)

1.一种滑动部件,该滑动部件具有与对方侧的部件滑动的滑动面,其特征在于,
该滑动部件具有:金属基体,其是通过对以金属粉作为主成分的原料粉进行烧结而构成的,所述金属粉主要包含铜和铁;以及润滑部件,其由包覆粉的烧结体构成,所述包覆粉是利用铜包覆石墨粒子而成的,由润滑部件构成所述滑动面的至少一部分,
所述金属基体的金属粉彼此通过铜-锡合金接合在一起,
所述润滑部件的所述包覆粉彼此通过铜-锡合金接合在一起,
所述金属基体的金属粉和所述润滑部件的包覆粉通过铜-锡合金接合在一起。
2.根据权利要求1所述的滑动部件,其中,
对所述滑动面实施了整形。
3.一种滑动部件的制造方法,该滑动部件具有与对方侧的部件滑动的滑动面,其特征在于,
对于以利用铜包覆石墨粉而得到的包覆粉作为主成分且含有锡粉的第一粉末和以含有铁粉及铜粉的金属粉作为主成分且含有锡粉的第二粉末,在区分出两种粉末的填充区域的状态下,以使得第一粉末显露在应作为滑动面的面上的方式进行成型而形成成型体,
对所述成型体以锡的熔点以上且铜的熔点以下的烧结温度进行加热,通过第一粉末的烧结,使所述包覆粉彼此通过铜-锡合金接合在一起而形成润滑部件,并且通过第二粉末的烧结,使所述金属粉彼此通过铜-锡合金接合在一起而形成金属基体,而且使所述包覆粉和所述金属粉通过铜-锡合金接合在一起,
在该烧结时,使第一粉末中包含的包覆粉的铜在第二粉末的金属粉中扩散,从而将润滑部件固定在金属基体上。
4.根据权利要求3所述的滑动部件的制造方法,其中,
作为包覆粉,使用对石墨粉实施铜镀敷而得到的镀粉。
5.根据权利要求3或4所述的滑动部件的制造方法,其中,
在将润滑部件固定在金属基体上后,对滑动面实施整形。
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