CN107245601B - 耐磨损性优越的烧结合金 - Google Patents

耐磨损性优越的烧结合金 Download PDF

Info

Publication number
CN107245601B
CN107245601B CN201710523930.9A CN201710523930A CN107245601B CN 107245601 B CN107245601 B CN 107245601B CN 201710523930 A CN201710523930 A CN 201710523930A CN 107245601 B CN107245601 B CN 107245601B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mass
alloy
sintered alloy
unavoidable impurities
particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710523930.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107245601A (zh
Inventor
石井义成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Diamet Corp
Original Assignee
Diamet Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Diamet Corp filed Critical Diamet Corp
Publication of CN107245601A publication Critical patent/CN107245601A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107245601B publication Critical patent/CN107245601B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/06—Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0425—Copper-based alloys
    • 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
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/10—Alloys containing non-metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/002—Alloys based on nickel or cobalt with copper as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • C22C30/02—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent containing copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • C22C30/04—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent containing tin or lead
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • C22C30/06—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent containing zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/0047—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents
    • C22C32/0068—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents only nitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/0084—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ carbon or graphite as the main non-metallic constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/0089—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with other, not previously mentioned inorganic compounds as the main non-metallic constituent, e.g. sulfides, glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/004—Very low carbon steels, i.e. having a carbon content of less than 0,01%
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/008—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/08—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/16—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/02—Alloys based on copper with tin as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/04—Alloys based on copper with zinc as the next major constituent
    • 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
    • F16C33/121—Use of special materials
    • 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
    • F16C2204/10—Alloys based on copper

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)

Abstract

本发明提供一种比以往耐磨损性优越的新颖的烧结轴承。其具有使其平均粒径10～100μm的Ni‑P合金粒子以1～20质量％分散在Cu相烧结合金质地中、Fe‑Cu系烧结合金质地中或者Cu‑Ni系烧结合金质地中的结构，且所述Ni‑P合金粒子来自于1～12质量％的P以及剩余部分由Ni和不可避免的杂质构成的原料粉末。所述Cu相烧结合金质地，含有40质量％以上的Cu。Fe‑Cu系烧结合金质地含有50质量％以下的Fe。Cu‑Ni系烧结合金质地含有20～40质量％的Ni和0.1～1.0质量％的P，或者10～25质量％的Ni和10～25质量％的Zn以及0.1～1.0质量％的P。

Description

耐磨损性优越的烧结合金
本申请是针对申请日为2013年2月21日、申请号为201380004679.5、发明名称为“耐磨损性优越的烧结合金”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种被使用在烧结轴承的耐磨损性优越的烧结合金。
背景技术
作为单一的可与肃静性相媲美的经济性优越的轴承，自以往多被使用在机动车和家电等的马达上。但是，随着近年来的马达的小型化和高性能化，则被要求具有比以往的烧结轴承要高的耐磨损性和耐久性，这在电动机动车用马达中的要求尤为显著。
专利文献1：日本特开平05-195117号公报
至今为止，为了提高烧结轴承的耐久性，虽然对合金组成、质地的硬化以及与固体润滑剂的组合等进行了各种研究，但其效果尚不能说为充分。
例如，在专利文献1所公开的Cu相烧结合金，通过将与质地粘着性佳的Ni系硬质粒子和固体润滑剂的MoS2添加在通过亚稳态分解所发生硬化的组成的Cu-Ni-Sn相合金中，进而赋予耐磨损性和耐烧上彩花性。但是，由于在该Cu相烧结合金的制造中使用高价的Ni相硬质粒子，因此具有所说的不能廉价地制造的成本上的问题。另外，被使用在该Cu相烧结合金的Ni相硬质粒子由于含有Cu，进而导致在烧结中，尤其是在批量生产性优越的连续作业炉的条件下的烧结中其与质地的粘着性未必充分，从而在制造上具有得不到稳定且耐磨损性和耐烧上彩花性优越的产品的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供比以往耐磨损性优越的新颖的烧结轴承。
在本发明中觉察到：本发明者作为滑动材料，着眼于耐磨损性高的Ni-P合金。而且，精心研究的结果发现，通过将Ni-P合金粉末添加且混合在烧结合金的原料粉末中，且使其Ni-P合金粉末分散在原料粉末中，并在将该混合粉末生坯成型后，并在Ni-P合金的熔点附近以下的温度进行烧结，进而能够使其Ni-P合金粒子分散在烧结合金中。另外，还发现，通过最优化烧结条件且适度地使其反应烧结合金中的Cu成分或Ni成分和Ni-P合金粒子的表面，能够提高Ni-P合金粒子和烧结合金质地的粘着性。进一步，还发现，通过将来自1～12质量％的P以及剩余部分由Ni和不可避免的杂质构成的原料粉末的平均粒径10～100μm的Ni-P合金粒子使其1～20质量％分散在烧结合金的质地中，进而提高其耐磨损性。
即，本发明的Cu相烧结合金，其具有使其平均粒径10～100μm的Ni-P合金粒子以1～20质量％分散在含有40质量％以上的Cu、且选择性含有0.2～8质量％的固体润滑剂的Cu相烧结合金质地中的结构，且所述Ni-P合金粒子，来自于1～12质量％的P以及剩余部分由Ni和不可避免的杂质构成的原料粉末。
本发明的Fe-Cu系烧结合金，其具有使其平均粒径10～100μm的Ni-P合金粒子以1～20质量％分散在含有50质量％以下的Fe、且选择性地含有0.2～8质量％的固体润滑剂的Fe-Cu系烧结合金质地中的结构，且所述Ni-P合金粒子，来自于1～12质量％的P以及剩余部分由Ni和不可避免的杂质构成的原料粉末。
本发明的Cu-Ni系烧结合金，其具有使其平均粒径10～100μm的Ni-P合金粒子以1～20质量％分散在含有20～40质量％的Ni和0.1～1.0质量％的P、且选择性地含有0.2～8质量％的固体润滑剂、并且剩余部分为Cu和不可避免的杂质的Cu-Ni系烧结合金质地中、或者含有10～25质量％的Ni和10～25质量％的Zn、以及0.1～1.0质量％的P，且选择性地含有0.2～8质量％的固体润滑剂、并且剩余部分为Cu和不可避免的杂质的Cu-Ni系烧结合金质地中的结构，且所述Ni-P合金粒子，来自于1～12质量％的P以及剩余部分由Ni和不可避免的杂质构成的原料粉末。
若依据本发明的Cu相烧结合金、Fe-Cu系烧结合金以及Cu-Ni系烧结合金，则具有使其平均粒径10～100μm的Ni-P合金粒子以1～20质量％分散在烧结合金的质地中的结构，且所述Ni-P合金粒子，通过来自1～12质量％的P以及剩余部分由Ni和不可避免的杂质构成的原料粉末，进而其耐磨损性变得优越。
具体实施方式
本发明的Cu相烧结合金，具有使其平均粒径10～100μm的Ni-P合金粒子以1～20质量％分散在含有40质量％以上的Cu、且选择性的含有0.2～8质量％的固体润滑剂的Cu相烧结合金质地中的结构，且所述Ni-P合金粒子，来自于1～12质量％的P以及剩余部分由Ni和不可避免的杂质构成的原料粉末。
所述Cu相烧结合金质地，可含有5～15质量％的Sn，剩余部分为Cu和不可避免的杂质；可含有5～15质量％的Sn和0.1～1.0质量％的P，剩余部分为Cu和不可避免的杂质；也可含有3～13质量％的Sn和2～12质量％的Zn，剩余部分为Cu和不可避免的杂质；还可含有1～15质量％的Sn和8～30质量％的Fe，剩余部分为Cu和不可避免的杂质；或者，也可含有1～15质量％的Sn和8～30质量％的Fe以及0.1～1.0质量％的P，剩余部分为Cu和不可避免的杂质。
所述固体润滑剂可至少为石墨、二硫化钼、氮化硼、氟化钙中的一种。
本发明的Fe-Cu系烧结合金，具有使其平均粒径10～100μm的Ni-P合金粒子以1～20质量％分散在含有50质量％以下的Fe、且选择性地含有0.2～8质量％的固体润滑剂的Fe-Cu系烧结合金质地中的结构，且所述Ni-P合金粒子，来自于1～12质量％的P以及剩余部分由Ni和不可避免的杂质构成的原料粉末。
所述Fe-Cu系烧结合金质地，可含有0.5～5质量％的Sn，剩余部分为Cu和不可避免的杂质；可含有0.5～5质量％的Sn和0.1～1.0质量％的P，剩余部分为Cu和不可避免的杂质；也可含有0.5～5质量％的Sn和0.5～5质量％的Zn，剩余部分为Cu和不可避免的杂质；或者，也可含有0.5～5质量％的Sn和0.5～5质量％的Zn以及0.1～1.0质量％的P，剩余部分为Cu和不可避免的杂质。
所述固体润滑剂可至少为石墨、二硫化钼、氮化硼、氟化钙中的一种。
本发明的Cu-Ni系烧结合金，具有使其平均粒径10～100μm的Ni-P合金以粒子以1～20质量％分散在，含有20～40质量％的Ni和0.1～1.0质量％的P，以及选择性地含有0.2～8质量％的固体润滑剂，剩余部分为Cu和不可避免的杂质的Cu-Ni系烧结合金质地中；或者含有10～25质量％的Ni和10～25质量％的Zn，以及0.1～1.0质量％的P，且选择性地含有0.2～8质量％的固体润滑剂，剩余部分为Cu和不可避免的杂质的Cu-Ni系烧结合金质地中的结构，且所述Ni-P合金粒子，来自于1～12质量％的P以及剩余部分由Ni和不可避免的杂质构成的原料粉末。
所述固体润滑剂可至少为石墨、二硫化钼、氮化硼、氟化钙中的一种。
本发明的Cu相烧结合金、Fe-Cu系烧结合金以及Cu-Ni系烧结合金，通过使其Ni-P合金粒子分散在该金属结构内，进而提高其耐磨损性。在此，对其Ni-P合金粒子进行详细说明。
(1)Ni-P合金粒子成分的P含有量：以质量％为1～12％
Ni-P合金粒子其P的成分量越接近Ni3P相的组成(15％P)其硬度越高，且通过使其分散在烧结合金中，进而有助于烧结轴承的耐磨损性的提高。但是，所述Ni-P合金粒子具有，P成分量越接近于Ni3P相的组成(15％P)越变脆，而一旦减少P的成分量则硬度降低的性质。硬且脆的Ni-P合金粒子通过与偶轴的滑动容易从烧结合金脱落，则磨损相反加大。一方面，若P的成分量少，则Ni-P合金粒子其硬度降低，即使使其分散在烧结合金中，其提高耐磨损性的效果也小，因此不被优选。所以，将Ni-P合金粒子的P含有量定为1～12％。
(2)Ni-P合金粒子的粒径：以平均粒径为10～100μm
被分散在烧结合金的质地的Ni-P合金粒子，为了兼容对其硬度和其对于质地的粘着性，则需要调整Ni-P合金粉末的粒度。若其平均粒径小于10μm，则难以控制以烧结引起的在Ni-P合金粒子和烧结合金质地之间的反应，进而Ni-P合金粒子中的P扩散至烧结合金中的质地，导致Ni-P合金粒子的硬度和耐磨损性降低，因此不被优选。另外，若Ni-P合金粒子系的平均粒径在100μm以上，则存在于轴承内径表面的粒子数相对性地变少，且耐磨损性降低，因此不被优选。所以，将Ni-P合金粒子的粒径定为以平均粒径为10～100μm。
另外，在此所说的平均粒径，为以激光衍射式粒度分布测定仪所测定，且以体积平均粒径(Mv)所表示的粒径。
(3)Ni-P合金粒子成分的添加量：以质量％为1～20％
虽然通过将Ni-P合金粒子分散在烧结合金质地中，其具有提高耐磨损性的效果，但由于其量若少于1％则耐磨损性的效果少，另外，即使超过20％再添加Ni-P合金粒子成分也看不到提高耐磨损性的效果，相反，还会加大原料成本，因此不被优选。所以，将Ni-P合金粒子的添加量定为以质量％为1～20％。
(4)固体润滑剂：在使其含有的情况下，以质量％为0.2～8.0％
固体润滑剂，对轴承赋予优越的润滑性，且有助于轴承的耐磨损性的提高。作为固体润滑剂，至少含有石墨、二硫化钼、氮化硼、氟化钙中的一种以上。
虽可按照需要含有固体润滑剂，但在使其含有固体润滑剂的情况下，若固体润滑剂的含有量少于0.2％，则得不到提高耐磨损性的效果，相反，若其含有量超过8％则强度显著降低，所以不被优选。
本发明的Cu相烧结合金、Fe-Cu系烧结合金以及Cu-Ni系烧结合金，以如下所述的方式所得到。即，相对于已含有固体润滑剂的烧结合金的原料粉末的全体，以1～20质量％的比例，添加并混合由1～12质量％的P以及剩余部分为Ni和不可避免的杂质组成的平均粒径为10～100μm的Ni-P合金粉末。接着，对于其混合粉末进行生坯成型，进而通过在Ni-P合金熔点附近以下的温度进行烧结得到本发明的Cu相烧结合金、Fe-Cu系烧结合金以及Cu-Ni系烧结合金。在此，例如Ni-11％P其熔点为880℃，在烧结时若为15分钟左右的短时间，则即使多少高于熔点其Ni-P粒子也不全部熔融，而作为粒子残存在结构内。因此，烧结温度其优选虽定为在Ni-P合金的熔点以下，但不需要严密地定在Ni-P合金的熔点以下。若为短时间，也可多少高于Ni-P合金的熔点。再有，Ni-P的熔点其11％P虽为共融点(880℃)，但通过变动P浓度，其熔点向高的方面移动。
这种方式所得到的烧结合金，成为来自上述的Ni-P合金粉末的Ni-P合金粒子已分散在烧结合金中的烧结合金。另外，通过使烧结条件最优化，进而使烧结合金中的Cu成分或Ni成分和Ni-P合金粒子的表面产生适度的反应，从而能够提高Ni-P合金粒子和烧结合金质地的粘着性。
以下，对本发明的Cu相烧结合金、Fe-Cu系烧结合金以及Cu-Ni系烧结合金的具体的实施例进行说明。另外，本发明不限定于以下的实施例，也可各种变形实施。
实施例1
(1)Cu相烧结合金、Fe-Cu系烧结合金以及Cu-Ni系烧结合金的制作
作为原料粉末，准备了平均粒径为35μm的Ni-11％P合金粉末、电解Cu粉末、Sn粉末、Cu-Sn粉末、Cu-P粉末、Cu-Zn粉末、Fe粉末、Cu-Ni粉末以及石墨粉末等的固体润滑剂。然后，将这些原料粉末，以其Cu相烧结合金按表1所示、Fe-Cu系烧结合金按表2所示、以及Cu-Ni系烧结合金按表3所示的成分组成的方式进行配合，并再加入0.5％的硬脂酸锌，且用V型混合机混合20分钟后，在200～700MPa的范围内的所定的压力下加压成型进而制作成环状的生坯体。在吸热型气体(吸热式气体)环境中，Cu相烧结合金以670℃～800℃的范围内的所定温度、Fe-Cu系烧结合金以750℃～920℃的范围内的所定温度、Cu-Ni系烧结合金以800℃～940℃的范围内的所定温度对该生坯体进行烧结，之后进行规格调整，进而得到Cu相烧结合金、Fe-Cu系烧结合金以及Cu-Ni系烧结合金，所述吸热型气体通过将天然气体和空气混合之后透过已被加热的催化剂从而产生分解变成所得到。然后，将润滑油浸透在这些烧结合金中。
通过以上工序，制作出了：具有全部为外径18mm×内径8mm×高度4mm规格的环状，并由按表1～3所示的组合成分的Cu相烧结合金、Fe-Cu系烧结合金以及Cu-Ni系烧结合金构成的含油轴承。
再有，在表1～表3中，本发明的范围内的烧结合金表示为“本发明例”，本发明的范围外的烧结合金表示为“比较例”。
[表1]
Cu相烧结合金
Figure BDA0001338179550000061
[表2]
Fe-Cu系烧结合金
Figure BDA0001338179550000071
[表3]
Cu-Ni系烧结合金
Figure BDA0001338179550000072
(2)耐磨损试验
对已所得到的上述环状的Cu相烧结合金、Fe-Cu系烧结合金以及Cu-Ni系烧结合金(以下，称之为环状轴承。)进行了耐磨损试验。将S45C的轴棒插入在各个环状轴承中，且从环状轴承的外侧向环状轴承的半径方向(相对轴的轴方向的直角方向)一边施加接点压力1.5MPa的负荷,一边以100m/分的速度转动200小时。其后，测定环状轴承的滑动表面的最大磨损深度，且对耐磨损性进行了评价。
其结果表示在表1～表3。
在Cu相烧结合金的本发明例中的环状轴承的最大磨损深度为0.015mm以下、在Fe-Cu系烧结合金的本发明例中的环状轴承的最大磨损深度为0.008mm以下、以及在Cu-Ni系烧结合金的本发明例中的环状轴承的最大磨损深度为0.012mm以下，即，通过添加了Ni-P合金粒子，被确认为提高了各烧结合金的耐磨损性。另外，发现了以下倾向，即已添加了固体润滑剂的环状轴承比未添加固体润滑剂的环状轴承其耐磨损性高。
另一方面，在比较例中的环状轴承的最大磨损深度，其Cu相烧结合金为0.020～0.048mm、Fe-Cu系烧结合金为0.015～0.030mm、Cu-Ni系烧结合金为0.018～0.037mm，且与是否添加固体润滑剂无关，比较例与本发明例相比，其耐磨损性大幅度降低。

Claims (9)

1.一种Cu相烧结合金，其特征在于，
其具有使其平均粒径10～100μm的Ni-P合金粒子以1～20质量％分散在含有40质量％以上的Cu、5～15质量％的Sn且选择性地含有0.2～8质量％的固体润滑剂、剩余部分为Cu和不可避免的杂质的Cu相烧结合金质地中的结构，并且所述Ni-P合金粒子，来自于1～12质量％的P以及剩余部分由Ni和不可避免的杂质构成的原料粉末。
2.如权利要求1所述的Cu相烧结合金，其特征在于，
所述Cu相烧结合金质地含有0.1～1.0质量％的P。
3.一种Cu相烧结合金，其特征在于，
其具有使其平均粒径10～100μm的Ni-P合金粒子以1～20质量％分散在含有40质量％以上的Cu、3～13质量％的Sn、2～12质量％的Zn且选择性地含有0.2～8质量％的固体润滑剂、剩余部分为Cu和不可避免的杂质的Cu相烧结合金质地中的结构，并且所述Ni-P合金粒子，来自于1～12质量％的P以及剩余部分由Ni和不可避免的杂质构成的原料粉末。
4.一种Cu相烧结合金，其特征在于，
其具有使其平均粒径10～100μm的Ni-P合金粒子以1～20质量％分散在含有40质量％以上的Cu、1～15质量％的Sn、8～30质量％的Fe且选择性地含有0.2～8质量％的固体润滑剂、剩余部分为Cu和不可避免的杂质的Cu相烧结合金质地中的结构，并且所述Ni-P合金粒子，来自于1～12质量％的P以及剩余部分由Ni和不可避免的杂质构成的原料粉末。
5.如权利要求4所述的Cu相烧结合金，其特征在于，
所述Cu相烧结合金质地含有0.1～1.0质量％的P。
6.如权利要求1～5的任意一项所述的Cu相烧结合金，其特征在于，
所述固体润滑剂至少为石墨、二硫化钼、氮化硼、氟化钙中的一种。
7.一种Cu-Ni系烧结合金，其特征在于，
其具有使其平均粒径10～100μm的Ni-P合金粒子以1～20质量％分散在含有20～40质量％的Ni和0.1～1.0质量％的P、且选择性地含有0.2～8质量％的固体润滑剂、并且剩余部分为Cu和不可避免的杂质的Cu-Ni系烧结合金质地中的结构，且所述Ni-P合金粒子，来自于1～12质量％的P以及剩余部分由Ni和不可避免的杂质构成的原料粉末。
8.一种Cu-Ni系烧结合金，其特征在于，
其具有使其平均粒径10～100μm的Ni-P合金粒子以1～20质量％分散在含有10～25质量％的Ni和10～25质量％的Zn以及0.1～1.0质量％的P、且选择性地含有0.2～8质量％的固体润滑剂、并且剩余部分为Cu和不可避免的杂质的Cu-Ni系烧结合金质地中的结构，且所述Ni-P合金粒子，来自于1～12质量％的P以及剩余部分由Ni和不可避免的杂质构成的原料粉末。
9.如权利要求7或8所述的Cu-Ni系烧结合金，其特征在于，
所述固体润滑剂至少为石墨、二硫化钼、氮化硼、氟化钙中的一种。
CN201710523930.9A 2012-02-29 2013-02-21 耐磨损性优越的烧结合金 Active CN107245601B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012044165 2012-02-29
JP2012-044165 2012-02-29
CN201380004679.5A CN104039995B (zh) 2012-02-29 2013-02-21 耐磨损性优越的烧结合金

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380004679.5A Division CN104039995B (zh) 2012-02-29 2013-02-21 耐磨损性优越的烧结合金

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107245601A CN107245601A (zh) 2017-10-13
CN107245601B true CN107245601B (zh) 2021-10-08

Family

ID=49082426

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710523930.9A Active CN107245601B (zh) 2012-02-29 2013-02-21 耐磨损性优越的烧结合金
CN201380004679.5A Active CN104039995B (zh) 2012-02-29 2013-02-21 耐磨损性优越的烧结合金

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380004679.5A Active CN104039995B (zh) 2012-02-29 2013-02-21 耐磨损性优越的烧结合金

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9663844B2 (zh)
EP (3) EP2821514B1 (zh)
JP (1) JP5972963B2 (zh)
CN (2) CN107245601B (zh)
WO (1) WO2013129226A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013208497A1 (de) * 2013-05-08 2014-11-13 Federal-Mogul Wiesbaden Gmbh Kupferlegierung, Verwendung einer Kupferlegierung, Lager mit einer Kupferlegierung und Verfahren zur Herstellung eines Lagers aus einer Kupferlegierung
JP6779600B2 (ja) * 2015-07-16 2020-11-04 オイレス工業株式会社 複層摺動部材
CN106890993B (zh) * 2017-01-18 2019-02-19 贵州大学 一种超耐蚀不锈钢粉末及其应用和应用方法
JP6769007B2 (ja) * 2017-06-29 2020-10-14 株式会社ダイヤメット モータ式燃料ポンプ用焼結軸受及びその製造方法
JP6944389B2 (ja) * 2018-01-29 2021-10-06 ポーライト株式会社 焼結軸受及び焼結軸受の製造方法
TWI777046B (zh) * 2019-03-13 2022-09-11 日商保來得股份有限公司 燒結軸承及燒結軸承的製造方法
JP7219198B2 (ja) 2019-10-16 2023-02-07 大豊工業株式会社 銅合金摺動材料

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5819413A (ja) * 1981-07-27 1983-02-04 Mitsubishi Metal Corp 高荷重領域ですぐれた性能を発揮する高強度高含油率銅系焼結軸受
JPH02125829A (ja) * 1988-08-23 1990-05-14 Komatsu Ltd 青銅系焼結材料
JPH0762191B2 (ja) * 1990-11-29 1995-07-05 大同メタル工業株式会社 焼結銅合金層を有する摺動部材
JPH05195117A (ja) 1992-01-17 1993-08-03 Toyota Motor Corp Ｃｕ基焼結合金
JPH109294A (ja) * 1996-06-19 1998-01-13 Sumitomo Electric Ind Ltd 二輪車用ローラーブレーキとその製造方法
JP4188440B2 (ja) * 1997-10-17 2008-11-26 大豊工業株式会社 摺動特性及び被削性に優れた銅系焼結摺動材料
JP3945980B2 (ja) * 2000-12-18 2007-07-18 三菱マテリアルＰｍｇ株式会社 モータ式燃料ポンプのＣｕ基焼結合金製軸受
JP4743568B2 (ja) * 2001-03-28 2011-08-10 株式会社ダイヤメット モータ式燃料ポンプのＣｕ基焼結合金製軸受および前記軸受が組み込まれたモータ式燃料ポンプ
US6663344B2 (en) 2001-03-28 2003-12-16 Mitsubishi Materials Corporation Copper-based sintered alloy bearing and motor fuel pump
JP2003089831A (ja) 2001-07-12 2003-03-28 Komatsu Ltd 銅系焼結摺動材料および複層焼結摺動部材
JP3839740B2 (ja) * 2002-03-18 2006-11-01 大同メタル工業株式会社 摺動材料
US20030209103A1 (en) 2002-05-10 2003-11-13 Komatsu Ltd. Cooper-based sintering sliding material and multi-layered sintered sliding member
JP2003342700A (ja) 2002-05-27 2003-12-03 Komatsu Ltd 焼結摺動材料並びに焼結摺動部材およびその製造方法
JP2005133736A (ja) * 2003-10-28 2005-05-26 Taiho Kogyo Co Ltd オートマチックトランスミッション用銅合金製ブシュ
JP4507766B2 (ja) * 2004-08-27 2010-07-21 株式会社ダイヤメット 高強度を示しかつ高温環境下ですぐれた耐摩耗性を示すＥＧＲ式内燃機関の再循環排ガス流量制御弁用焼結Ｃｕ合金製軸受
EP2048253B1 (en) * 2006-08-05 2019-05-01 Taiho Kogyo Co., Ltd Method for producing a lead-free sintered copper alloy sliding material
JP5544777B2 (ja) * 2008-07-30 2014-07-09 キャタピラージャパン株式会社 複層焼結摺動部材の製造方法
WO2010147139A1 (ja) * 2009-06-18 2010-12-23 株式会社ダイヤメット 焼結摺動材料及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20140352495A1 (en) 2014-12-04
WO2013129226A1 (ja) 2013-09-06
CN104039995B (zh) 2020-03-13
EP2918692B1 (en) 2018-08-01
JP5972963B2 (ja) 2016-08-17
CN107245601A (zh) 2017-10-13
EP2821514B1 (en) 2018-08-01
EP2918692A1 (en) 2015-09-16
EP2918693B1 (en) 2018-08-01
EP2821514A1 (en) 2015-01-07
JPWO2013129226A1 (ja) 2015-07-30
CN104039995A (zh) 2014-09-10
EP2821514A4 (en) 2015-09-23
EP2918693A1 (en) 2015-09-16
US9663844B2 (en) 2017-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107245601B (zh) 耐磨损性优越的烧结合金
JP6119830B2 (ja) Ｃｕ基焼結含油軸受の製造方法
US9849511B2 (en) Method of producing a Cu-based sintered sliding member
JP5371182B2 (ja) 耐摩擦摩耗性に優れたＣｕ−Ｎｉ−Ｓｎ系銅基焼結合金およびその合金からなる軸受材
JP5308123B2 (ja) 高強度組成鉄粉とそれを用いた焼結部品
WO2008062987A1 (en) Bearing having improved consume resistivity and manufacturing method thereof
KR101087376B1 (ko) 슬라이드 부재용 철기 소결 합금
WO2016035880A1 (ja) Ｃｕ基焼結軸受及びＣｕ基焼結軸受の製造方法
JP5496380B2 (ja) 耐摩擦摩耗性に優れたＣｕ−Ｎｉ−Ｓｎ系銅基焼結合金とその製造方法およびその合金からなる軸受材
JPH0995759A (ja) 焼結含油軸受とその製造方法
CN108883472B (zh) Cu基烧结滑动材料及其制造方法
WO2020044468A1 (ja) 鉄基焼結摺動部材及びその製造方法
CN114729420B (zh) 一种Cu-Ni-Al系烧结合金的制造方法
JP2024016289A (ja) 鉄基焼結摺動部材及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant