CN107429743B - 烧结轴承及其制造方法 - Google Patents

Abstract

烧结轴承以由铁粉(12)和铜粉(13)的部分扩散合金粉(11)形成的铁组织(33)和铜组织(31)为主体。该烧结轴承具有由粒径45μm以下的粒状的单质铜粉(13’)形成的铜组织(31d)，该铜组织(31d)的比例为10质量％以下。由此，实现了烧结轴承的更高强度化。

Description

烧结轴承及其制造方法

技术领域

本发明涉及烧结轴承及其制造方法。

背景技术

烧结轴承为具有无数内部孔隙的多孔质体，通常在内部孔隙浸渗有润滑流体(例如润滑油)的状态下使用。该情况下，在烧结轴承与插入到其内周的轴相对旋转时，保持于烧结轴承的内部孔隙的润滑油随着温度上升而渗出于烧结轴承的内周面(轴承面)。于是，利用该渗出的润滑油，在烧结轴承的轴承面与轴的外周面之间的轴承间隙形成油膜，从而使轴以相对自由旋转的方式得到支承。

例如，下述的专利文献1中，作为以铁和铜为主成分的铜铁系的烧结轴承，记载了一种烧结轴承，其为对覆铜铁粉进行压粉/烧结而得到的，该覆铜铁粉是在铁粉上包覆有10质量％以上且小于30质量％的铜而成的且粒度为80目以下。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第3613569号公报

专利文献2：日本特许第5442145号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在将应用了专利文献1的技术手段的烧结轴承用于作为便携终端的振动器等而发挥功能的振动电机的情况下，可知轴承面会在早期发生磨损而使旋转变动增大。这被认为是因为，在将覆铜铁粉成型/烧结而得的烧结轴承中，铁相(铁组织)与铜相(铜组织)的颈部强度较低，构成轴承面的颗粒容易剥离。因此，为了将该用途下的烧结轴承实用化，期望提高铁组织与铜组织之间的结合强度。

例如，在上述专利文献2中示出了使用以通过部分扩散将铁粉与铜粉接合而成的部分扩散合金粉为主体的原料粉末，由此，得到了耐磨损性优异并且强度高的烧结轴承。此外，在该文献中记载了如下内容：当在原料粉末中包含粒径较大的部分扩散合金粉时，容易在烧结体的内部形成粗大气孔，其结果为，有时无法确保所需要的轴承面的耐磨损性和径向抗压强度等，因此，部分扩散合金粉优选使用平均粒度为145目以下(平均粒径为106μm以下)的粉末。

但是，最近，用于振动电机等的烧结轴承要求更高强度化，上述那样的烧结轴承有时无法满足所要求的强度。

鉴于以上情况，本发明的目的在于实现使用了部分扩散合金粉的铜铁系烧结轴承的更高强度化。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的而完成的本发明是一种烧结轴承，其以由铁粉和铜粉的部分扩散合金粉形成的铁组织和铜组织为主体，该烧结轴承的特征在于，该烧结轴承具有由粒径45μm以下的粒状的单质铜粉形成的铜组织，由所述单质铜粉形成的铜组织的比例为10质量％以下。

此外，为了达成上述目的而完成的本发明是一种烧结轴承的制造方法，其包含如下工序：使铁粉与铜粉的部分扩散合金粉通过筛子从而进行分级的工序；将包含分级后的部分扩散合金粉的原料粉末压缩成型而形成粉体压坯(压粉体)的工序；以及将所述粉体压坯烧结而形成烧结体的工序，该烧结轴承的制造方法的特征在于，所述原料粉末中的通过所述分级而从部分扩散合金粉中脱落的单质铜粉的比例为10质量％以下。

另外，在本说明书中，粒径为规定值以下的粉末是指能够通过网孔为该规定值的筛子的粉末，粒径比规定值大的粉末是指残留在网孔为该规定值的筛子上的粉末。

如上所述，由于烧结轴承由以铜粉的一部分扩散至铁粉中而成的部分扩散合金粉为主体的烧结金属形成，因此，在烧结后的铜组织(以铜为主成分的组织)与铁组织(以铁为主成分的组织)之间得到了较高的颈部强度。因此，能够防止铜组织、铁组织从轴承面脱落，从而提高轴承面的耐磨损性。此外，提高了烧结轴承的强度，因此即使在壳体的内周压入并固定烧结轴承的情况下，轴承面也不会随壳体的内周面形状而产生变形，能够实现轴承面的高精度化。此外，轴承面的基底得到强化，因此能够抑制轴与轴承面由于振动等而接触时的轴承面的变形。

在像这样形成以部分扩散合金粉为主体的烧结轴承时，以往认为使用粒径小的(不包含粗大的颗粒)部分扩散合金粉则不容易形成粗大气孔，因此，烧结轴承的耐磨损性和强度提高。但是，通过本发明者们的验证，可知当使用粒径小的部分扩散合金粉时，由于以下的理由反而使强度下降。即，为了得到粒径小的部分扩散合金粉，通过筛分进行分级，但在进行该筛分时，一部分的铜粉从部分扩散合金粉中脱落而通过筛子，单质铜粉混入到分级后的部分扩散合金粉中。例如，在使用145目(网孔为106μm)的筛子对25质量％的Cu-Fe部分扩散合金粉进行筛分之后，确认其成分比，结果包含了大约40质量％的Cu。即，在筛分后的部分扩散合金粉中混入了大约15质量％的单质铜粉。因此，即使将分级后的部分扩散合金粉以规定量配混于原料粉末中，实际上，部分扩散合金粉的比例也减少了单质铜粉所混入的部分，因此，通过使用部分扩散合金粉而得到的强度提高效果降低，其结果，烧结轴承的强度下降。

因此，本发明者们想到了通过使部分扩散合金粉分级的筛子的网孔变大，来减少分级后的部分扩散合金粉所包含的单质铜粉。即，当筛子的网孔较小时，较多的部分扩散合金粉残留在筛子上，因此，残留在筛子上的从部分扩散合金粉中脱落的单质铜粉的量变多，其结果，在分级后的部分扩散合金粉中混入的单质铜粉变多。另一方面，当筛子的网孔较大时，残留在筛子上的部分扩散合金粉变少，因此，残留在筛子上的从部分扩散合金粉中脱落的单质铜粉减少，其结果，在分级后的部分扩散合金粉中混入的单质铜粉减少。例如，在使用100目(网孔150μm)的筛子将25质量％的Cu-Fe部分扩散合金粉筛分后，确认其成分比，结果包含了大约30质量％的Cu。即，筛分后的部分扩散合金粉中的混入的单质铜粉的比例被抑制为大约5质量％。这样，通过使用单质铜粉的比例较少的(具体而言是10质量％以下)部分扩散合金粉，原料粉末所包含的单质铜粉的比例减少，其结果，铜粉与铁粉牢固地结合而成的部分扩散合金粉的比例增加，烧结轴承的强度提高。

如上所述，为了使由粒径为45μm以下的粒状的单质铜粉(通过筛分而从部分扩散合金粉中脱落的单质铜粉)形成的铜组织的比例为10质量％以下，例如，只要使进行部分扩散合金粉的分级的筛子的网孔为125μm以上即可。进行了这样的分级后的部分扩散合金粉包含30质量％以上，优选为50质量％以上，更优选为60质量％以上的粒径比106μm(145目)大的粉末。

在如上述那样使用粒径比较大的部分扩散合金粉的情况下，原料粉末中的部分扩散合金粉的比例增加，由此，可谋求强度的提高，另一方面，容易在烧结体的内部形成粗大气孔，因此，耐磨损性和强度可能下降。因此，通过使上述烧结轴承为高密度(具体而言为7.0g/cm³以上)，能够抑制粗大气孔的形成而防止强度的下降。

该烧结轴承优选包含比铜熔点低的低熔点物质(锡、锌、磷等)。在烧结时，包含低熔点物质的金属(锡粉、锌合金粉、磷合金粉等)润湿铜的表面而使铜进行扩散，因此，能够将金属颗粒之间(铜粉与铁粉、铜粉与铜粉)的结合力强化。低熔点物质优选比较多地(例如2～3质量％)配混在烧结轴承中。

上述烧结轴承优选具有与表面大致平行地配置且以扁平铜粉为主体所形成的表面层。扁平铜粉呈箔状，因此，具有在原料粉的成型时附着于模具成型面的性质，因此成型后的粉体压坯在表层上含有较多的铜。因此，烧结后的烧结体上形成有铜含量较多的表面层(优选的是，以面积比计，在表面层的表面上形成60％以上的铜组织)。这样，通过增多表面层中的铜含量，能够实现提高初期磨合性和肃静性，滑动特性良好。此外，对于轴的攻击性也降低，因此提高耐久寿命。而且，形成的轴承面富含铜，不易氧化，因此能够防止轴承面的微动磨损。

例如，在烧结轴承为超薄壁(例如壁厚为0.5μm以下)的情况下，当部分扩散合金粉的粒径过大时，高精度的成型变得困难。因此，部分扩散合金粉的粒径优选为烧结轴承的最小壁厚的1/2以下。

此外，本发明是一种烧结轴承，该烧结轴承具有烧结体以及浸渗在烧结体中的脂膏，该烧结轴承的特征在于，所述脂膏包含增稠剂以及基础油，该基础油利用基于JIS K2283的运动粘度测定方法，在40℃的运动粘度为40mm²/s以上、60mm²/s以下并且在100℃的运动粘度为5mm²/s以上、10mm²/s以下，脂膏中的增稠剂浓度为0.1～3wt％。

在该烧结轴承中，在烧结体中浸渗有脂膏而非润滑油。脂膏的增稠剂即使在烧结体的细孔内也通过网眼构造来保持基础油，因此，保油性较高。因此，与浸渗有润滑油的情况相比，即使在高温时，也不容易产生基础油的蒸发和流出。此外，由于选择100℃的运动粘度较高的油作为基础油，因此，即使在高温时，基础油也不容易从细孔流出。因此，例如，即使伴随着将振动装置回流焊接到电路基板上，而导致烧结轴承被暂时地高温加热，也能够抑制基础油从烧结轴承中蒸发或流出。另一方面，由于在40℃时，基础油的运动粘度较小，因此，能够减小在轴承的使用过程中，轴与轴承面的滑动部处的摩擦阻力。

根据该烧结轴承，在组装有该烧结轴承的设备中，能够抑制在组装该设备时等被暂时加热时的润滑油的蒸发或流出，并且能够降低在该设备的使用过程中的滑动部的摩擦阻力。

作为所述基础油，优选使用聚α烯烃系合成润滑油。此外，作为所述基础油，也能够使用聚α烯烃系合成润滑油和酯系合成润滑油。

作为所述增稠剂，优选使用锂皂。

以上所述的烧结轴承被组装于回流焊接到电路基板上的设备中。此外，本发明的设备具有以上所述的烧结轴承，并使用回流焊料而焊接到电路基板上。作为该情况下的设备，考虑使重锤沿轴向往复移动而产生振动的设备。

发明效果

如上所述，本发明的烧结轴承通过使由粒径为45μm以下的粒状的单质铜粉形成的铜组织的比例为10质量％以下，能够使部分扩散合金粉的比例增加，实现铜铁系烧结轴承的更高强度化。

附图说明

图1是本发明的烧结轴承的剖视图。

图2是振动电机的主要部分示意性剖视图。

图3是沿图2中所示的A-A线的剖视图。

图4是示意性示出部分扩散合金粉的放大图。

图5是示出部分扩散合金粉的粒度分布的曲线图。

图6中，上段是扁平铜粉的侧视图、下段是扁平铜粉的俯视图。

图7是示出相互附着的扁平铜粉与鳞状石墨的侧视图。

图8是示出利用模具进行的粉体压坯的成型工序的剖视图。

图9是图8中的区域Q的放大剖视图。

图10是烧结轴承(图1的区域P)的半径方向截面的放大图。

图11是示出图10的铁组织及其周边组织的放大图。

图12A是示出烧结前的扁平铜粉的放大图。

图12B是示出球状化后的烧结后的扁平铜粉的放大图。

图13是示意性示出本申请发明的烧结前的粉体压坯组织的放大图。

图14是示出本发明的烧结轴承的其他实施方式的剖视图。

图15是示出本发明的烧结轴承的其他实施方式的剖视图。

图16是简略示出启动器的典型结构的剖视图。

图17是表1的比较例的试验片的截面照片。

图18是表1的实施例3的试验片的截面照片。

图19是表1的实施例4的试验片的截面照片。

图20是示出对各试验片施加规定的载荷(30N)时的变形量的图。

图21是示出对各试验片施加规定的载荷(50N)时的变形量的图。

图22是示出各试验片的铜组织的表观硬度的图。

图23是示出各试验片的铁组织的表观硬度的图。

图24是示出轴向驱动类型的振动装置的剖视图。

图25是第二烧结轴承的剖视图。

图26是烧结轴承的半径方向断面的放大图。

图27A是示出回流焊接工序的概略图。

图27B是示出回流焊接工序的概略图。

图27C是示出回流焊接工序的概略图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。

如图1所示，烧结轴承1形成为在内周具有轴承面1a的圆筒状。该实施方式的烧结轴承1在使润滑油浸渗入多孔质的烧结体的内部空孔后进行使用(也被称作烧结含油轴承)。将由不锈钢等构成的轴2插入至烧结轴承1的内周，以该状态使轴旋转时或使轴承1旋转时，保持于烧结轴承1的无数空孔中的润滑油随着温度上升而渗出到轴承面1a。利用该渗出的润滑油，在轴的外周面与轴承面1a之间的轴承间隙形成油膜，轴2由轴承1支承，可相对旋转。

图1所示的烧结轴承1可以用于振动电机，所述振动电机在以移动电话、智能手机为首的便携终端等中，作为报知电话的来电、邮件的接收等的振动器而发挥功能。如图2所示，该振动电机成为下述结构：利用电机部4使安装于轴2的一端的重锤(偏心锤)W旋转，由此在振动电机的壳体3产生振动，进而在便携终端整体产生振动。图2示意性示出使用两个烧结轴承1(101，102)时的振动电机的主要部分，在图示例中，利用烧结轴承1(101，102)将凸出于电机部4的轴方向两侧的轴2的两侧自由旋转地支承。重锤W侧的烧结轴承101配置在重锤W与电机部4之间，该重锤W侧的烧结轴承101与重锤W相反侧的烧结轴承102相比壁厚且直径大地形成。两个烧结轴承1均在内周具有轴承面1a，用压入等手段固定在例如以金属材料形成的壳体3的内周。

在该振动电机中，轴2被以10000rpm以上的转速驱动。轴2旋转时，受到重锤W的影响，轴2在沿着轴承面1a的整个面起伏旋转。对于通常用途的烧结轴承而言，轴2保持偏心于重力方向的状态进行旋转，但对于振动电机用的烧结轴承1而言，如图3所示，轴2在轴中心Oa相对于轴承中心Ob不仅在重力方向发生偏心而且在所有方向上发生偏心的状态下进行旋转。

这样，对于振动电机用的轴承而言，轴2在轴承面的整个面起伏，进而由于偏载，轴承面频繁地被轴叩击(轴相对于轴承面频繁地发生滑动接触)，因此轴承面与通常用途的烧结轴承相比易产生磨损。此外，将烧结轴承压入壳体3内周时，轴承面随壳体的内周面形状而产生略微变形时，也对轴2的旋转精度带来较大影响。通过将本发明的烧结轴承1用于振动电机，能够克服这些问题。

对于上述的烧结轴承1，通过将混合有各种粉末的原料粉末填充至模具，并对其进行压缩，成型出粉体压坯后，对粉体压坯进行烧结，由此来形成该烧结轴承1。

原料粉末为以部分扩散合金粉、扁平铜粉、低熔点金属粉和固体润滑剂粉为主成分的混合粉末。该混合粉末中可以根据需要添加各种成型助剂，例如用于提高脱模性的润滑剂(金属皂等)。以下，对于烧结轴承1的第一实施方式，详细叙述其原料粉末和制造顺序。

[部分扩散合金粉]

如图4所示，作为部分扩散合金粉，使用大量的铜粉13部分扩散至铁粉12表面并接合而成的Fe-Cu部分扩散合金粉11。部分扩散合金粉11的扩散部分形成Fe-Cu合金。详细而言，如图4中的局部放大图所示，在铁粉12与铜粉13的边界，铜组织的一部分(铜原子13a)扩散到铁组织中，并且铁组织的一部分(铁原子12a)扩散到铜组织中，由此，具有铁原子12a与铜原子13a发生部分置换而成的结晶构造。

作为构成部分扩散合金粉11的铁粉12，可以使用还原铁粉、雾化铁粉等公知的铁粉，在本实施方式中，使用还原铁粉。还原铁粉为近似于球形的不规则形状，且为具有内部孔隙的海绵状(多孔质状)，因此也被称作海绵铁粉。铁粉12构成部分扩散合金粉11的大部分。

此外，作为构成部分扩散合金粉11的铜粉13，可以广泛使用通用的不规则形状、树枝状的铜粉，使用例如电解铜粉、雾化铜粉等。在本实施方式中，使用雾化铜粉，其表面具有多个凹凸，同时颗粒整体形成近似球形的不规则形状，成型性优异。铜粉13呈粒状，与后述的箔状的扁平铜粉明确地区别。铜粉13使用粒径比铁粉12小的粉末，具体而言，使用粒径为45μm以下，优选为30μm以下的粉末。此外，铜粉13使用粒径为5μm以上，优选为10μm以上的粉末。部分扩散合金粉11中的Cu的比例为10～30质量％(优选为22～26质量％)。

作为部分扩散合金粉11，使用通过筛子进行分级从而去除粗大的颗粒而得的粉末。筛子的网孔优选为125μm(120目)以上，更优选为135μm(110目)以上。在本实施方式中，使用网孔为150μm(100目)的筛子进行分级，由此，得到粒径为150μm以下的部分扩散合金粉11。分级前的部分扩散合金粉的粒度分布大多显示出图5所示的正态分布。以往，利用网孔比较小的筛子(例如106μm)对这样的部分扩散合金粉进行分级，使用图中斜线所示的区域的粉末，但在本实施方式中，利用网孔比较大的筛子(例如150μm)进行分级，使用图中散点所示的区域的粉末。关于分级后的部分扩散合金粉的粒度分布，以150μm为界，频率急剧变化，在150μm以上，频率大致为0。此外，分级后的粉末包含较多的粒径较大的部分扩散合金粉，具体而言，包含30质量％以上，优选为50质量％以上，更优选为60质量％以上的粒径大于106μm的粉末(残留在网孔为106μm的筛子上的粉末)，在本实施方式中，包含大约65质量％的粒径大于106μm的粉末。

这样，通过使用网孔比较大的筛子进行分级，通过筛分而从部分扩散合金粉中脱落的单质铜粉的比例减小，能够使混入到分级后的部分扩散合金粉中的单质铜粉减少。具体而言，分级后的粉末(即、通过了筛子的粉末)中的粒径45μm以下的粒状的单质铜粉的比例为10质量％以下，优选为8质量％以下，更优选为5质量％以下。

此外，部分扩散合金粉11优选将超细微的颗粒除外来防止压粉工序中的粉末填充性的下降。具体而言，优选使部分扩散合金粉11中包含的粒径45μm(350目)以下的粉末的比例小于25质量％。

另外，粒径(平均粒径)可以通过激光衍射散射法(使用例如株式会社岛津制作所制的SALD31000)进行测定，其中，对颗粒群照射激光，根据由此发出的衍射/散射光的强度分布图案，通过计算求出粒度分布，进而求出粒径。

[扁平铜粉]

扁平铜粉是通过对由水雾化粉等构成的原料铜粉进行捣碎(Stamping)或者粉碎来使其扁平化得到的铜粉。扁平铜粉呈箔状，具体而言，其长度L与厚度t的长厚比L/t为10以上。在本实施方式中，作为扁平铜粉，主要使用长度L为20μm～80μm、厚度t为0.5μm～1.5μm(长厚比L/t＝13.3～160)的铜粉。如图6所示，此处所说的“长度”和“厚度”是指各个扁平铜粉15的几何学的最大尺寸。扁平铜粉的表观密度为1.0g/cm³以下。只要为以上尺寸及表观密度的扁平铜粉，则扁平铜粉对于模具成型面的附着力高，因此能够使大量的扁平铜粉附着于模具成型面。

[流体润滑剂]

为了使扁平铜粉附着于模具成型面上，预先使流体润滑剂附着于扁平铜粉。该流体润滑剂只要在原料粉末填充模具前附着于扁平铜粉即可，优选在原料粉的混合前，进一步优选在对原料铜粉进行捣碎的阶段使其附着于原料铜粉。捣碎后，到与其他原料粉体混合之前的期间，可以用向扁平铜粉供给流体润滑剂并进行搅拌等手段使流体润滑剂附着于扁平铜粉。为了确保模具成型面上的扁平铜粉的附着量，流体润滑剂相对于扁平铜粉的配混比例为0.1重量％以上，期望为0.2质量％以上。此外，为了防止由于扁平铜粉彼此的附着而导致的凝集，流体润滑剂相对于扁平铜粉的配混比例为0.8重量％以下，期望为0.7质量％以下。作为流体润滑剂，优选脂肪酸，特别优选直链饱和脂肪酸。这种脂肪酸以通式C_{n- 1}H_2n-1COOH表示。作为该脂肪酸，可以使用n为12～22的范围的脂肪酸，作为具体例，可以使用例如硬脂酸。

[低熔点金属粉]

低熔点金属粉包含锡、锌、磷等低熔点物质，是熔点比铜低并且熔点比烧结温度低的金属粉。在本实施方式中，作为低熔点金属粉，使用熔点为700℃以下的金属粉，例如锡粉、锌合金粉(锌-铜合金粉)、磷合金粉(磷-铜合金粉)等粉末。其中，优选烧结时的蒸发少的锡粉。低熔点金属粉优选使用粒径比部分扩散合金粉11小的金属粉。在本实施方式中，低熔点金属粉的粒径为5μm～45μm。这些低熔点金属粉对于铜具有较高的润湿性。通过在原料粉中配混低熔点金属粉，烧结时，首先低熔点金属粉发生熔融，润湿铜粉的表面，使铜向铁扩散。由此，铁颗粒与铜颗粒之间以及铜颗粒彼此之间的结合强度得到强化。

[固体润滑剂粉]

为了降低相对于轴2的滑动所引起的金属接触时的摩擦而添加固体润滑剂粉，使用例如石墨。此时，作为石墨粉，为了得到对于扁平铜粉的附着性，期望使用鳞状石墨粉。作为固体润滑剂粉，除了石墨粉之外，还可以使用二硫化钼粉。二硫化钼粉具有层状晶体结构，呈层状剥离，因此能够与鳞状石墨同样地得到对于扁平铜粉的附着性。

[配混比]

关于原料粉末中的上述各粉末的配混比，优选使部分扩散合金粉(包含粒径为45μm以下的粒状的单质铜粉)为75～95质量％、使扁平铜粉为5～20质量％，使低熔点金属粉(例如锡粉)为0.8～6.0质量％(优选为2.0～3.0质量％)、使固体润滑剂粉(例如石墨粉)为0.3～1.0质量％。此外，混入在部分扩散合金粉中的粒径为45μm以下的粒状的单质铜粉(即，通过筛分而从部分扩散合金粉中脱落的单质铜粉)的比例为原料粉末整体的10质量％以下。使各粉末采用上述配混比是基于以下的理由。

通过使部分扩散合金粉的比例为75质量％以上，能够充分地提高烧结轴承的强度。特别地，通过使用粒径为45μm以下的粒状的单质铜粉的混入比例较少的部分扩散合金粉，能够充分地确保部分扩散合金粉的实质的比例，因此，抑制了由于混入单质铜粉而导致的烧结轴承的强度下降。此外，在本实施方式中，如后述那样，原料粉填充至模具时，使扁平铜粉呈层状附着于模具。原料粉中的扁平铜粉的配混比例低于8重量％时，则扁平铜粉对于模具的附着量不充分，无法期待本申请发明的作用效果。此外，扁平铜粉对于模具的附着量在20质量％左右达到饱和，即使更多地增加配混量，由于使用高成本的扁平铜粉而导致的成本提高也成为问题。低熔点金属粉的比例低于0.8质量％时，无法确保轴承的强度，低熔点金属粉的比例超过6.0质量％时，不能无视扁平铜粉的球形化的影响。特别地，如果配混2.0质量％以上的低熔点金属粉，则能够使轴承的强度进一步提高。此外，固体润滑剂粉的比例低于0.5重量％时，无法得到降低轴承面的摩擦的效果，其超过2.0质量％时，导致强度下降等。

[混合]

期望上述的各粉末的混合分2次进行。首先，作为一次混合，用公知的混合机对鳞状石墨粉和预先附着有流体润滑剂的扁平铜粉进行混合。接下来，作为二次混合，在一次混合粉中添加部分扩散合金粉(包含粒径为45μm以下的粒状的单质铜粉)以及低熔点金属粉并进行混合。在各种原料粉末中，扁平铜粉的表观密度低，因此难以使其均匀地分散于原料粉中。因此，在一次混合中预先混合表观密度为同水平的扁平铜粉和石墨粉时，利用附着于扁平铜粉的流体润滑剂等，如图7所示，扁平铜粉15与石墨粉14相互附着，呈层状重叠，从而提高扁平铜粉的表观密度。由此，二次混合时，可以使扁平铜粉均匀地分散于原料粉末中。一次混合时，若另外添加润滑剂，则进一步促进扁平铜粉与石墨粉的附着，因此二次混合时，可以使扁平铜粉更均匀地分散。此处，作为添加的润滑剂，除了与上述流体润滑剂同种或不同种的流体状润滑剂以外，还可以使用粉末状的润滑剂。例如上述的金属皂等成型助剂通常为粉状，但具有一定程度的附着力，因此能够进一步促进扁平铜粉与石墨粉的附着。

对于图7所示的扁平铜粉15与鳞状石墨粉14的附着状态，二次混合后也一定程度地保持，因此将原料粉末填充至模具时，大量的石墨粉与扁平铜粉一起附着在模具表面。

[成型]

二次混合后的原料粉末供给至成型机的模具20。如图8所示，模具20由芯体21、模头22、上冲头23和下冲头24构成，在由它们区划的空腔内填充原料粉末。使上下冲头23，24接近，对原料粉体进行压缩时，原料粉末通过成型面成型，得到圆筒状的粉体压坯25，所述成型面由芯体21的外周面、模头22的内周面、上冲头23的端面和下冲头24的端面构成。

在原料粉体的金属粉中，扁平铜粉的表观密度最小。此外，扁平铜粉为具有上述长度L和厚度t的箔状，每单位重量的宽幅面的面积大。因此，扁平铜粉15易受到基于附着于其表面的流体润滑剂的附着力以及库伦力等的影响，原料粉填充于模具20之后，如图9(图8中的区域Q的放大图)中放大后所示，使扁平铜粉15的宽幅面朝向模具20的成型面20a，且成为重叠多层(1层～3层的程度)的层状态，附着于成型面20a的整个区域。此时，附着于扁平铜粉15的鳞状石墨也随着扁平铜粉15而附着于模具的成型面20a(在图9中省略石墨的图示)。

另一方面，在扁平铜粉15的层状组织的内侧区域(成为空腔中心侧的区域)中，部分扩散合金粉11、扁平铜粉15、低熔点金属粉16和石墨粉的分散状态整体均匀化。在该内侧区域中，作为铜粉，存在有扩散到部分扩散合金粉11的铁粉12中并与其接合的铜粉13、扁平铜粉15以及在分级时从部分扩散合金粉11中脱落的粒状的单质铜粉13’。成型后的粉体压坯25几乎原样保持了这样的各粉末的分布状态。

[烧结]

之后，采用烧结炉烧结粉体压坯25。在本实施方式中，以铁组织成为铁素体相与珠光体相的两相组织的方式，确定烧结条件。这样，若使铁组织为铁素体相与珠光体相的两相组织，则硬质的珠光体相有助于提高耐磨损性，能够抑制高表面压力下的轴承面的磨损，从而提高轴承寿命。

随着碳扩散，导致珠光体(γFe)的存在比例过量，达到与铁素体(αFe)同等以上的比例时，珠光体导致的对于轴的攻击性显著增强，轴易产生磨损。为了防止该情况，将珠光体相(γFe)抑制为存在(散布)于铁素体相(αFe)的晶界的程度(参照图11)。此处所说的“晶界”是指形成于粉末颗粒之间的晶界以及形成于粉末颗粒中的晶体晶界18这两者。这样，以铁素体相(αFe)与珠光体相(γFe)的两相组织形成铁组织的情况下，铁素体相(αFe)和珠光体相(γFe)在铁组织中所占有的比例以后述的基部S2的任意截面中的面积比计，期望为αFe：γFe＝80～95％：5～20％左右。由此，能够兼具抑制轴2的磨损和提高轴承面1a的耐磨损性。

珠光体的生长速度主要取决于烧结温度。因此，在上述方式中，为了使珠光体相存在于铁素体相的晶界，使烧结温度(炉内气氛温度)为820℃～900℃的程度，且使用含有碳的气体、例如天然气、吸热型气体(RX气体)作为炉内气氛进行烧结。由此，烧结时，气体中所含的碳扩散至铁中，能够形成珠光体相(γFe)。另外，以超过900℃的温度进行烧结时，石墨粉中的碳与铁反应，珠光体相增加至所需量以上，因此不优选。伴随着烧结，上述流体润滑剂、其他润滑剂、各种成型助剂在烧结体内部燃烧，或从烧结体内部蒸发。

经过上述的烧结工序，得到多孔质的烧结体。对该烧结体实施精压加工，进一步用真空浸渗等手法浸渗润滑油或液状脂膏，由此完成图1所示的烧结轴承1(烧结含油轴承)。浸渗于烧结体的润滑油不仅保持在形成于烧结组织的颗粒间的孔隙中，而且保持在部分扩散合金粉的还原铁粉具有的孔隙中。作为浸渗于烧结体的润滑油，优选在40℃的运动粘度为30mm²/sec以上、200mm²/sec以下的润滑油。另外，还可以根据用途，省略润滑油的浸渗工序，制成在自润滑下使用的烧结轴承1。

图10中示意性示出经过以上制作工序得到的烧结轴承1的表面附近(图1中的区域P)的微观组织。

如图10所示，对于本发明的烧结轴承1而言，在使扁平铜粉15呈层状附着于模具成型面20a的状态下，成型出粉体压坯25(参照图8)，烧结该扁平铜粉15，由此在轴承1的包含轴承面1a的整个表面上形成铜浓度高于其他位置的表面层S1。并且，扁平铜粉15的宽幅面有时也附着于成型面20a，表面层S1的铜组织31a大多成为使表面层S1的厚度方向变薄的(即，配置为与表面(轴承面1a)大致平行)扁平状。表面层S1的厚度相当于呈层状附着于模具成型面20a的扁平铜粉层的厚度，大约为1μm～6μm的程度。表面层S1的表面除了铜组织31a之外还以游离石墨32(用涂黑表示)为主体而形成，残余部分为孔隙的开口部、后述的铁组织。其中，铜组织31a的面积最大，具体地说，表面的60％以上为铜组织31a。

另一方面，在以表面层S1覆盖的内侧的基部S2形成有三种铜组织(31b、31c、31d)、铁组织33、游离石墨32和孔隙。第一铜组织31b为源自粉体压坯25内部所含的扁平铜粉15而形成的铜组织，其形成与扁平铜粉相对应的扁平形状。第二铜组织31c是源自与部分扩散合金粉11的铁粉12接合的铜粉13而形成的铜组织，与铁组织33牢固地扩散接合。如后述，该第二铜组织31c起到提高颗粒彼此之间的结合力的作用。

而且，第三铜组织31d是源自粒径为45μm以下的粒状的单质铜粉13’(即，在分级时从部分扩散合金粉11中脱落的单质铜粉)而形成的铜组织，附着于铁组织33和其他的铜组织31b、31c上。第三铜组织31d有时也由于烧结而部分扩散到铁粉12中并接合，但相比于源自预先扩散到铁粉12中并与其接合的铜粉13的第二铜组织31c，与铁组织33的合金形成区域(扩散区域)较小。此外，第三铜组织31d与源自扁平铜粉的扁平状的第一铜组织31b形状完全不同，呈与粒状相近的形状。因此，如果在基部S2的铜组织中，与铁组织33的合金形成区域较小并且呈大致粒状，则其铜组织能够判别为源自从部分扩散合金粉11中脱落的单质铜粉13’的第三铜组织31d。

另外，在本实施方式中，未将另外的单质铜粉添加到原料粉末中，但即使在添加这样的单质铜粉的情况下，通过对烧结后的组织进行观察，能够判别该铜组织是否是源自从部分扩散合金粉中脱落的单质铜粉。即，通常，添加到原料粉末中的单质铜粉的粒径至少比45μm大，大多数情况下比80μm大。另一方面，从部分扩散合金粉中脱落的单质铜粉的粒径至少为45μm以下，通常为20μm左右。因此，源自从部分扩散合金粉中脱落的单质铜粉的铜组织与源自另行添加到原料粉末中的单质铜粉的铜组织的大小明显不同。具体而言，在基部S2的任意截面上，如果形成铜组织的单质铜粉的粒径为45μm以下，则能够判别其铜组织源自从部分扩散合金粉中脱落的单质铜粉，如果形成铜组织的单质铜粉的粒径比45μm大，则能够判别其铜组织源自另行添加到原料粉中的单质铜粉。

图11是放大示出图10所示的烧结后的铁组织33及其周边组织的图。如图11所示，作为低熔点金属(低熔点物质)的锡在烧结时最先熔融，扩散至构成部分扩散合金粉11(参照图4)的铜粉13中，形成青铜相34(Cu-Sn)。借助该青铜相34而继续向铁颗粒和其他的铜颗粒扩散，铁颗粒与铜颗粒或者铜颗粒彼此被牢固地结合。此外，在各个部分扩散合金粉11中的一部分铜粉13扩散而形成Fe-Cu合金的部分，熔融的锡也发生扩散，形成Fe-Cu-Sn合金(合金相17)。组合青铜相34与合金相17，成为第二铜组织31c。这样，第二铜组织31c的一部分扩散至铁组织33中，因此能够在第二铜组织31c与铁组织33之间得到较高的颈部强度。另外，在图11中，用颜色的深浅表现铁素体相(αFe)、珠光体相(γFe)等。具体地说，颜色按照铁素体相(αFe)→青铜相34→合金相17(Fe-Cu-Sn合金)→珠光体相(γFe)的顺序加深。

如图12(a)所示，使用通常的铁粉19代替部分扩散合金粉11的情况下，低熔点金属粉16的一部分存在于扁平铜粉15与通常铁粉19之间。以该状态进行烧结时，由于熔融的低熔点金属粉16的表面张力，扁平铜粉15被引入到低熔点金属粉16中，以低熔点金属粉16为核，成为圆形，产生所谓的扁平铜粉15的球状化的问题。若对扁平铜粉15的球状化置之不顾，则表面层S1的铜组织31a(参照图10)的面积减少，给轴承面1a的滑动性带来较大影响。

与此相对，在本发明中，如图13所示，使用以铜粉13覆盖铁粉12的大致全周而成的部分扩散合金粉11作为原料粉末，因此在低熔点金属粉16的周边存在大量的铜粉13。该情况下，伴随着烧结而熔融的低熔点金属粉16比扁平铜粉15先扩散至部分扩散合金粉11的铜粉13中。特别是在烧结的初期阶段，扁平铜粉15的表面残存流体润滑剂，因此助长了该现象。由此，能够抑制低熔点金属粉16给表面层S1的扁平铜粉15所带来的影响(即使低熔点金属粉16存在于扁平铜粉15的正下方，作用于扁平铜粉15的表面张力也减少)。因此，能够抑制表面层中的扁平铜粉15的球状化，从而提高以轴承面1a为首的轴承表面的中铜组织的比例，可以得到良好的滑动特性。为了发挥以上特征，优选在原料粉末中尽量不添加单质铁粉。即，优选铁组织33全部源自部分扩散合金粉。

这样，在本发明中，能够避免表面层S1中的扁平铜粉15的球状化，因此能够增加轴承中的低熔点金属粉16的配混比例。即，在至今为止的技术常识中，为了抑制扁平铜粉15的球状化的影响，应该将低熔点金属粉16相对于扁平铜粉15的配混比例抑制为小于10质量％，但根据本发明，能够将该比例提高至10质量％～30质量％。此外，低熔点金属粉16的配混比例相对于轴承中的全部铜为5质量％～10质量％。这样，通过增加低熔点金属粉16的配混比例，进一步提高了促进铜粉向铁粉扩散的效果，因此，对烧结轴承1的高强度化更有效。

根据以上的结构，在包含轴承面1a的表面层S1的整个表面，能够使铜组织相对于铁组织的面积比为60％以上，能够稳定地得到不易被氧化的富铜的轴承面1a。此外，即使表面层S1产生磨损，源自附着于部分扩散合金粉11的铜粉13的铜组织31c也会出现在轴承面1a。因此，即使将烧结轴承1用于振动电机的情况下，也可以防止轴承面1a的微动磨损。此外，还能够提高以初期磨合性和肃静性为首的轴承面1a的滑动特性。

另一方面，与表面层S1相比，表面层S1的内侧的基部S2为铜含量少且铁含量多的硬质组织。具体地说，在基部S2中，Fe含量最大，Cu含量为20～40质量％。这样，在占据轴承1大部分的基部S2中，铁含量多，因此能够削减轴承1整体中的铜的使用量，能够实现低成本化。此外，因为铁含量多，所以能够提高轴承整体的强度。

特别地，在本实施方式中，在源自部分扩散合金粉11的铜组织31c与铁组织33之间得到了较高的颈部强度。因此，能够防止铜组织、铁组织从轴承面1a的脱落，从而提高轴承面的耐磨损性。此外，由于能够提高轴承强度(具体而言是径向抗压强度)，因此，如图2所示，即使在壳体3的内周压入并固定烧结轴承1的情况下，轴承面1a也不会随壳体3的内周面形状而产生变形，安装后也能够稳定地维持轴承面1a的正圆度、圆柱度等。因此，在壳体3的内周压入并固定烧结轴承1后，不追加实行用于将轴承面1a精加工成适当形状/精度的加工(例如精压加工)，就能够确保所需的正圆度(例如3μm以下的正圆度)。此外，轴2接触轴承面1a时，也能够防止轴承面1a的变形。

而且，在本发明中，在对部分扩散合金粉11进行分级时，使用网孔比较大的筛子，由此，使分级后的部分扩散合金粉11所包含的单质铜粉的比例为10质量％以下。由此，意料之外地包含于原料粉末中的单质铜粉的比例减小，其结果，能够使原料粉末中的部分扩散合金粉的比例增加，因此，烧结轴承的强度提高，具体而言，能够得到350MPa以上的径向抗压强度。

此外，搭载于本实施方式的便携终端的振动电机的烧结轴承的壁厚极薄(例如为500μm以下)，因此，当部分扩散合金粉的粒径过大时，有时不容易确保成型精度。因此，部分扩散合金粉的粒径优选为烧结轴承的最小壁厚的1/2以下，更优选为1/3以下。在满足这样的条件的范围内，根据上述见解，使用通过网孔比较大的筛子进行分级而得的部分扩散合金粉，从而能够提高烧结轴承的强度。

而且，在包含轴承面1a的整个表面，游离石墨析出，并且使鳞状石墨以跟随扁平铜粉15的形式附着于模具成型面20a，因此表面层S1的石墨的含有率大于基部S2中的石墨的含有率。因此，能够使轴承面1a低摩擦化，增加轴承1的耐久性。

以下，对本发明的其他的实施方式说明，但以与上述实施方式不同的点为中心进行说明，对与上述实施方式同样的构成省略重复的说明。

在以上所述的第一个实施方式的烧结轴承中，示出了将扁平铜粉配混于原料粉末中，形成铜的比例比基部S2高的表面层的情况，但也可以使用不包含扁平铜粉，而以Cu-Fe部分扩散合金粉、低熔点金属粉以及固体润滑剂为主成分的原料粉末。在该情况下，烧结轴承具有在整个区域大致均匀的组成。即使在该烧结轴承中，也与上述实施方式同样地，使用通过网孔比较大的筛子分级后的部分扩散合金粉，因此，由粒径为45μm以下的粒状的单质铜粉(从部分扩散合金粉中脱落的铜粉)形成的铜组织为10质量％以下。即，在本发明的烧结轴承中，无论有无由扁平铜粉形成的表层S1，至少在内部(例如，从表面起深度为10μm以上)，大部分的铜组织(例如为85质量％以上)都是源自部分扩散合金粉而形成的。

此外，在上述的第一实施方式中，使铁组织为铁素体相与珠光体相的二相组织，但珠光体相(γFe)为坚硬的组织(HV300以上)，对于对象材料的攻击性强，因此根据轴承的使用条件，有可能使轴2的磨损加剧。为了防止该情况，也可以将铁组织33全部以铁素体相(αFe)形成。

这样，为了将铁组织33全部以铁素体相形成，使烧结气氛为不含有碳的气体气氛(氢气、氮气、氩气等)或真空。利用这些对策，在原料粉中，不发生碳与铁的反应，因此烧结后的铁组织全部为柔软的(HV200以下)铁素体相(αFe)。若为该结构，则即使表面层S1产生磨损，基部S2的铁组织33出现在表面，也能够使轴承面1a软质化，能够减弱对于轴2的攻击性。

此外，如图14所示，在具有表面层S1和基部S2的烧结轴承1的圆筒面状的轴承面1a的轴向两侧，也能够形成开口侧为大径的锥面1b1，1b2。这样，通过在烧结轴承1的轴向两端形成锥面1b1、1b2，即使在轴2产生挠曲的情况下，也能够防止轴2的外周面局部接触烧结轴承1的端部，能够防止由于应力集中导致的轴承面1a的局部磨损、轴承强度的下降、异常声音的发生等。

此外，如图15所示，也可以仅在烧结轴承1的圆筒面状的轴承面1a的轴向一侧，形成开口侧为大径的锥面1b1，由此也能够得到与图12所示的实施方式同样的作用效果。图14以及图15所示的烧结轴承1可以用于例如汽车的电动窗用驱动机构、电动座椅用驱动机构。

上述烧结轴承1不限于振动电机，例如也能够应用于汽车用启动器。图16中简略示出用于汽车用发动机的启动的启动器ST的典型结构。该启动器ST以壳体3、具有电机轴2a的电机部4、具有输出轴2b的减速装置5、具有输出轴2c的超越离合器6、小齿轮7、变速杆8和电磁开关9为主要的结构要素。变速杆8可以以支点O为中心进行旋转，其前端配置于超越离合器6的背后(输入侧)。超越离合器6为单向离合器，在其输入侧，减速装置5的输出轴2b经由花键等以能够在轴向滑动的方式连结。小齿轮7安装于超越离合器6的输出轴2c，超越离合器6与其输出轴2c以及小齿轮7成为整体，可以在轴向移动。

使点火开关接通时，电机部4被驱动，电机轴2a的扭矩经由减速装置5和超越离合器6传达至小齿轮7。此外，电磁开关9接通，给变速杆8带来图中箭头方向的旋转力，超越离合器6和小齿轮7整体前进。由此，小齿轮7啮合于与曲轴结合的齿圈10，电机部4的扭矩传达至曲轴，从而发动机启动。发动机启动后，电磁开关9断开，超越离合器6和小齿轮7后退，小齿轮7离开齿圈10。发动机刚启动之后的发动机扭矩被超越离合器6遮断，因此没有传达至电机部4。

烧结轴承1压入并固定于上述的启动器ST的壳体3等的内周，支承启动器ST内的各种轴2(2a～2c)(在图16中，示例出以烧结轴承1支承电机轴2a和超越离合器6的输出轴2c的情况)。省略了详细的图示，但对于减速装置5的齿轮的支承也可以使用烧结轴承1。例如以行星齿轮机构构成减速装置5的情况下，通过将本发明的烧结轴承1压入相对于轴进行旋转的行星齿轮的内周，能够相对于轴自由旋转地支承行星齿轮。

此外，如果将单质铁粉以及单质铜粉中的任意一方或者双方添加原料粉末中，则能够自由变更烧结轴承中的铁组织、铜组织的比率。但是，从提高强度的观点考虑，优选不将单质铁粉、单质铜粉配混，而是尽可能地由部分扩散合金粉形成烧结轴承中的铁组织以及铜组织。

另外，在以上的说明中，示例出将本发明应用至以轴承面1a为正圆形状的正圆轴承的情况，但本发明不限于正圆轴承，也可以同样应用于在轴承面1a、轴2的外周面设置有人字形槽、螺旋槽等的动压产生部的流体动压轴承。此外，在本实施方式中，对使轴2旋转的情况进行了说明，但也可以用于与之相反的使轴承1旋转的用途。而且，作为用途，示例出用于便携终端的振动电机和汽车用启动器等，但本发明的烧结轴承1的用途不限于此，还可以广泛应用于除了示例以外的其他用途。

此外，对粉体压坯25进行压缩成型时，可以采用所谓的温成型法，其中以对成型模具20和原料粉末中的至少一者进行了加热的状态，对粉体压坯25进行压缩成型；模具润滑成型法，其中以在成型模具20的成型面涂布润滑剂的状态，对粉体压坯25进行压缩成型。若采用这样的方法，则能够对粉体压坯25进行精度更好的成型。

实施例1

为了确认本发明的效果，进行以下的试验。

使用以Cu-Fe部分扩散合金粉、扁平铜粉、锡粉以及石墨粉为主成分的混合粉末制作圆筒状试验片(比较例以及实施例1～4)。各试验片的规格如下述表1所示。

表1

作为Cu-Fe部分扩散合金粉，准备粒径不同的2个种类的Cu-Fe部分扩散合金粉。具体而言，准备使用145目(网孔为106μm)的筛子进行分级而得的Cu-Fe部分扩散合金粉和使用100目(网孔为150μm)的筛子进行分级而得的Cu-Fe部分扩散合金粉。

在比较例中，使用通过145目的筛子进行分级而得的部分扩散合金粉，在实施例1～4中，使用通过100目的筛子进行分级而得的部分扩散合金粉。实施例2是使用在实施例1的基础上进一步添加单质铁粉而得的原料粉末来制作的。实施例3是使用在实施例1的基础上进一步增加锡粉的量而得的原料粉末来制作的。在实施例4中，比实施例1～3烧结温度高，为910℃以上。

其结果，如表1所示，与使用了粒径小的部分扩散合金粉的比较例相比，在使用了粒径大的部分扩散合金粉的实施例1～4中，径向抗压强度变高，具体而言，确认为350MPa以上。这被认为是由于，通过使筛子的网孔变大，从而使从部分扩散合金粉中脱落的单质铜粉减少，使烧结轴承中的部分扩散合金粉的比例增加。

此外，通过如实施例3以及实施例4那样使锡粉的比例增加，与实施例2那样使铁粉增加的情况相比，确认了径向抗压强度进一步提高。而且，通过如实施例4那样使烧结温度为910℃以上，与实施例1～3那样使烧结温度小于910℃的情况相比，确认了径向抗压强度大幅提高。

图17是比较例的截面照片，图18是实施例3的截面照片，图19是实施例4的截面照片。在各照片中，发白的区域表示铜组织，发黑的区域表示铁组织。根据这些照片，与图17所示的比较例相比，在图18以及图19所示的实施例中，可知铜组织的比例较少。这被认为是由于通过使筛子的网孔变大，而使从部分扩散合金粉中脱落的单质铜粉减少。

此外，在图20以及图21中，通过相对于比较例的变形量的比率来示出对各试验片(比较例1以及实施例1、2)施加规定的载荷(在图20中为30N、在图21中为50N)时的变形量。根据这些图，与使用了粒径小的部分扩散合金粉的比较例相比，在使用了粒径大的部分扩散合金粉的实施例中，确认了变形量较小。

此外，在图22中示出了各试验片的铜组织的表观硬度的比率，在图23中示出了各试验片的铁组织的表观硬度的比率。根据这些图，确认了在使用粒径大的部分扩散合金粉，并且烧结温度比910℃高的实施例4中，铜组织以及铁组织的硬度变高。

如已经叙述的那样，便携电话、智能手机等移动终端或者可穿戴终端等便携终端为了进行电话或邮件的来信通知或者时刻通知等而大多具有震动功能。作为该震动功能所需的使终端主体产生振动的振动装置，公知有通过向配置于强磁场内的驱动线圈供给交流电流，使重锤沿轴向驱动而产生振动的(轴向驱动类型)装置。此外，还公知有通过电机使在前端安装有偏心锤的轴旋转而产生振动的振动装置(旋转驱动类型)(参照图2)。

无论哪种振动装置，振动装置本身都安装于电路基板。近年来，该安装大多通过回流焊接来进行。如图27A所示，回流焊接如下进行：将被称作焊膏的膏状的焊料2与图案对应地印刷到电路基板1上，如图27B所示，将振动装置3与电子部件一起安装于电路基板1上，然后，如图27C所示，将电路基板1供给到加热炉，并使焊料2熔融，从而进行焊接。电路基板1的加热通常在炉内气氛温度被保持为220℃～260℃左右的批式炉或连续炉内进行几秒～几十分钟左右。

在振动装置中组装有轴承以支承轴的往复运动(轴向驱动类型)或旋转运动(旋转驱动类型)。作为该轴承，近年来，大多使用在多孔质的烧结体中浸渗有润滑油的烧结轴承。

这样，当在振动装置中使用烧结轴承的情况下，在伴随着振动装置的回流焊接而将电路基板加热时，烧结轴承也暴露在上述高温气氛中，因此，浸渗在烧结轴承中的润滑油蒸发、或者低粘度化的润滑油向轴承外流出。因此，可能导致轴承的含油率下降，而使轴承寿命下降。为了抑制润滑油的蒸发或流出，例如也考虑将高温特性优异的氟系油调制为高粘度并使其浸渗到烧结轴承中，但由于润滑油为高粘度，因此，具有在常温环境下，滑动部的摩擦阻力增大的问题。此外，由于氟系油是高价的，因此，烧结轴承的制造成本较高这一点也成为问题。此外，尤其是在轴向驱动类型的振动装置中，渗出到轴承面中的润滑油由于轴的重复的往复运动而流出到轴承的外侧，因此，润滑油的消耗量变多这一点也成为问题。

在该情况下，在组装了烧结轴承的设备中，期望抑制在该设备的组装时等被暂时加热时的润滑油的蒸发或流出、同时降低该设备的使用中的滑动部处的摩擦阻力。

以下，在达成该目的的基础上，对优选的实施方式进行说明。

图24是示出轴向驱动类型的振动装置40的一例的剖视图。如图24所示，该振动装置40以壳体41、驱动线圈42以及驱动子43为主要的结构要素。

壳体41由树脂等形成为两端开口的圆筒状。线圈骨架44呈悬臂状固定于壳体的一端侧的开口部，在该线圈骨架44的外周形成有驱动线圈42。驱动子43具有：由磁性材料构成的杯状的磁轭45；磁铁46(永久磁铁)，其呈悬臂状固定于磁轭45的内底面；重锤47，其固定于磁轭45的外底面；以及轴2，其插入配置于磁轭45的内周。磁轭45、磁铁46、重锤47以及轴2能够一体地移动。在驱动子43的轴向两侧配置有线圈弹簧等弹性部件48，驱动子43借助该弹性部件48被相对于壳体41在轴向两侧弹性支承。该驱动子43能够沿轴向两侧移动，其往复运动被固定在壳体41的两端的开口部的内周上的烧结轴承51的内周面1a(轴承面)支承。

在磁铁46的自由端侧的端面固定有由磁性材料构成的磁极片49。来自磁铁46的磁通通过磁极片49而沿直径方向扩展并与驱动线圈42相交，而且，形成了经由磁轭45返回磁铁46的闭磁路。当对与磁力线相交的驱动线圈42赋予交流电流时，根据电流的朝向而交替地产生向轴向一侧和另一侧按压驱动子43的力，因此，驱动子43沿轴向往复移动。通过该驱动子43的往复运动，产生了振动。

烧结轴承51由在内周面上具有轴承面1a的圆筒状的烧结体形成。作为该烧结体，除了作为烧结轴承用的一般的组成的烧结体(铁系、铜系、铜铁系)之外，也能够使用根据图1～图23进行说明的烧结轴承1所使用的烧结体或者后面说明的第二烧结体1’。

通常，在构成烧结轴承的烧结体中浸渗有润滑油。与此相对，本发明的烧结轴承51通过在烧结体中浸渗有脂膏而构成。脂膏是在基础油中分散有增稠剂而呈半固体状或者固体状的润滑剂。在本发明中，作为基础油以及增稠剂，使用以下物质。

[基础油]

作为基础油，使用聚α烯烃[Poly-Alpha-Olefins]系的合成润滑油(以下，称为PAO)。PAO是例如将通过乙烯的低聚或者蜡的热分解而得到的直链状的α-烯烃(碳原子数为6～18)限定性地聚合(低聚)数分子，接下来通过氢化处理将氢添加到末端双键上而得到的，例如如下制造。

式1

PAO是不包含阻碍稳定性的不饱和双键、硫/氮等杂质的具有均匀的分子的合成润滑油，由于分子量分布窄，因此，具有高温时的蒸发损失较少的特征。因此，即使在将振动装置40向电路基板安装时，为了使回流焊料熔融而对振动装置40进行加热的情况下，基础油也不容易蒸发，能够防止烧结轴承1’的含油量的下降。此外，PAO具有高粘度指数且低倾点，具有从低温到高温的使用温度区域宽的特征。因此，即使在振动装置40工作中，也能够使轴2与轴承面1a的滑动部处的摩擦阻力降低。

市售的PAO根据分子量的不同而存在40℃的运动粘度以及100℃的运动粘度分别不同的多个级别，总的来说，当40℃的运动粘度变大时，100℃的运动粘度也具有变大的倾向。例如，为低粘度级别时，40℃的运动粘度为16.8、100℃的运动粘度为3.9左右，为高粘度级别时，40℃的运动粘度为410、100℃的运动粘度为40左右(单位都是[mm²/s])。在本发明中，使用PAO中的40℃的运动粘度为40～60[mm²/s]、100℃的运动粘度为5～10[mm²/s]的PAO。

当40℃的运动粘度过大时，振动装置40的通常的使用温度下的滑动部的摩擦阻力增大。因此，使40℃的运动粘度为60mm²/s以下。另一方面，当运动粘度过小时，振动装置3的使用过程中的基础油的渗出过量，轴承寿命下降。特别地，在图24所示的轴向驱动类型的振动装置40中，当基础油过量渗出时，伴随着轴2的往复运动，从滑动部向轴承外推出的基础油无法返回烧结轴承51，因此，轴承寿命显著下降。根据以上的观点，使基础油的40℃的运动粘度为40mm²/s以上。

此外，当100℃的运动粘度过小时，即使在振动装置40的回流焊接时的短时间加热，基础油也容易从烧结体的表面流出，烧结轴承51的含油率下降。因此，使100℃的运动粘度为5mm²/s以上。另一方面，当100℃的运动粘度过大时，伴随于此，40℃的运动粘度也变大而超过上述上限(60mm²/s)，因此，使100℃的运动粘度为10mm²/s以下。

也能够仅使用PAO作为基础油，但为了实现低成本化，也能够将PAO与酯系合成油混合而使用。酯系合成油的耐热性优异，具有高的热稳定性。此外，由于分子量较大并且分子量分布窄，因此，蒸发损失也较少。因此，如烧结轴承51那样，即使在振动装置40的组装工序中被暂时加热的情况下，也能够防止由热劣化或蒸发导致的含油量的下降。另外，在像这样将PAO与酯系合成油混合的情况下，优选使PAO的配混量为50质量％以上。

作为酯系合成油，能够使用多元醇酯系合成润滑油、二酯系合成润滑油。多元醇酯系由于不包含β氢，因此，热稳定性比二酯系优异。此外，在酯系合成润滑油中，酯的一部分吸附在金属表面上而形成润滑膜，但由于多元醇酯系比二酯系吸附基的数量多，因此，能够形成更强硬的吸附膜。因此，从化学结合稳定性和润滑性的方面考虑，优选使用多元醇酯系。另一方面，由于二酯系具有低成本这样的优点，因此，在重视成本面的情况下，优选使用二酯系。除了将多元醇酯系和二酯系中的任意一方与PAO混合之外，也能够将多元醇酯系和二酯系这双方与PAO混合。无论哪种情况，混合后的基础油的运动粘度都需要满足上述条件(在40℃为40mm²/s以上且60mm²/s以下，在100℃为5mm²/s以上且10mm²/s以下的范围)。

[增稠剂]

作为增稠剂，能够广泛使用通过加热至相转变温度而液态化，在比相转变温度低温时结晶化而发挥保油性的皂系的增稠剂。特别优选使用在耐热性方面具有优异的特性的锂皂。锂皂的化学结构例如表示为CH₃(CH₂)₁₆COOLi。在锂皂中，也能够使用例如具有以下的化学结构的硬脂酸锂。

式2

作为增稠剂的锂皂的纤维结构是例如纺锤状的纤维，由于其是直线纤维状，因此，其直径和长度为大致0.5μm×3～5μm左右。在小于相转变温度的温度下，锂皂的纤维复杂地缠绕而构成网眼结构，基础油被保持于网眼结构中。

脂膏中的增稠剂的添加量例如为0.1～3质量％(优选为0.5～1质量％)。当小于0.1质量％时，脂膏的保油效果不充分，特别是在高温时，基础油容易流出。此外，当超过3质量％时，脂膏变硬，与轴2的滑动部处的摩擦阻力增大。

在以上叙述的基础油中，通过根据需要使在通常的润滑脂膏中使用的各种添加剂(例如从抗氧化剂、清洗分散剂、极压剂、磨损防止剂、油性剂、摩擦调节剂、粘度指数提高剂、倾点硬化剂、防锈剂、消泡剂等中选择一种或者多种而使用、或者全部使用)共存的同时添加增稠剂，从而得到本发明的脂膏。在常温下，增稠剂分散在基础油中而成为胶束结构，因此，脂膏为半固体的状态。

当将该脂膏加热至相转变温度以上时，成为基础油粘度程度的液体。通过真空浸渗等方法使这样液体化的脂膏浸到烧结体中，并使脂膏保存在细孔内。脂膏所包含的增稠剂即使在小于相转变温度的结晶化的状态下也处于进入烧结体的细孔内的状态。因此，利用增稠剂的网眼构造将基础油保持于细孔内，能够防止其过量的渗出。

这样，在本发明中，使脂膏(而非润滑油)浸渗到烧结体中。脂膏的增稠剂在烧结体的细孔内也通过网眼构造保持基础油，因此，保油性高。因此，与使润滑油浸渗的情况相比，即使在最初高温时，也不容易产生基础油的蒸发和流出。此外，由于以PAO为基础油的主成分，因此，根据PAO特有的特性，也不容易产生基础油的蒸发。在此基础上，从PAO的级别中选择100℃的运动粘度较高的PAO，因此，即使在高温时，基础油也不容易从细孔流出。因此，伴随着振动装置40向电路基板上的回流焊接，即使烧结轴承51被暂时地加热至高温(220～260℃)，也能够抑制基础油从烧结轴承51蒸发或流出，能够防止烧结轴承51的含油量下降的情况。

另一方面，在振动装置40的使用温度(通常为室温)下，基础油的运动粘度较小，因此，在振动装置40的使用过程中、即震动功能的动作中，能够使轴2与轴承面1a的滑动部处的摩擦阻力变小。因此，得到了稳定的震动功能。此外，即使采用该烧结轴承51，振动装置3的制造成本也不会显著增加。

另外，上述脂膏的相转变温度为200℃左右(约198℃)，炉内的气氛温度超过相转变温度，但炉内的加热时间为较短时间(几秒～几十分钟)。因此，在炉内的加热中，脂膏不会全部液态化，伴随着加热的基础油的流出被抑制为最小限度。

这样，在本发明中，不仅考虑轴承使用中的温度(低温)，还考虑在组装有烧结轴承的设备(振动装置40)的组装时烧结轴承被暂时地加热至高温这样特有的情况，来讨论润滑剂的组成，从而导出最佳的组成。关于该点，本发明与仅考虑烧结轴承的使用温度(低温环境或者高温环境)来讨论润滑剂的组成的现有烧结轴承中的润滑剂的选定作业在技术思想方面不同。

在以上的说明中，列举图24所示的轴向驱动类型的振动装置40所使用的烧结轴承51对本发明进行说明，但即使在图2所示的旋转驱动类型的振动装置(振动电机)中，也存在将振动电机回流焊接到电路基板上的情况，即使在这种情况下，作为支承旋转轴2的烧结轴承101、102，能够使用以上说明的烧结轴承。

使用以上叙述的烧结轴承51的设备不限于图2以及图24所示的振动电机或振动装置40。本发明的烧结轴承51能够广泛应用于同样地通过回流焊接安装的其他的设备中，以及在与回流焊接同等的加热条件下被暂时加热的设备等中。

以下，根据图25对第二烧结体1’的结构进行说明。

对于该烧结体1’，通过将混合有各种粉末的原料粉填充至模具，并对其进行压缩，成型出粉体压坯后，对粉体压坯进行烧结，由此来形成。

原料粉为以部分扩散合金粉、扁平铜粉、低熔点金属粉和固体润滑剂粉为主成分的混合粉末。该混合粉末中可以根据需要添加各种成型助剂，例如用于提高脱模性的润滑剂(金属皂等)。

如图4所示，作为部分扩散合金粉，使用大量的铜粉13部分扩散至铁粉12表面而成的Fe-Cu部分扩散合金粉11。部分扩散合金粉11的扩散部分形成Fe-Cu合金，如图4中的局部放大图所示，合金部分具有铁原子12a与铜原子13a相互结合、排列的晶体结构。作为部分扩散合金粉11，优选使用平均粒径为75μm～212μm的部分扩散合金粉。

作为构成上述部分扩散合金粉11的铁粉12，可以使用还原铁粉、雾化铁粉等公知的铁粉，在本实施方式中，使用还原铁粉。还原铁粉为近似于球形的不规则形状，且为具有内部孔隙的海绵状(多孔质状)，因此也被称作海绵铁粉。所使用的铁粉12优选平均粒径为45μm～150μm的铁粉，更优选平均粒径为63μm～106μm的铁粉。

另外，平均粒径可以通过激光衍射散射法(使用例如株式会社岛津制作所制的SALD31000)进行测定(下述的各粉末的平均粒径也可以用同样的方法进行测定)，其中，对颗粒群照射激光，根据由此发出的衍射/散射光的强度分布图案，通过计算求出粒度分布，进而求出平均粒径。

此外，作为构成部分扩散合金粉11的铜粉13，可以广泛使用通用的不规则形状、树枝状的铜粉，使用例如电解铜粉、雾化铜粉等。在本实施方式中，使用雾化铜粉，其表面具有多个凹凸，同时颗粒整体形成近似球形的不规则形状，成型性优异。所使用的铜粉13采用粒径小于铁粉12的铜粉，具体地说，使用平均粒径为5μm以上45μm以下的铜粉。另外，部分扩散合金粉11中的Cu的比例为10～30wt％(优选为22～26wt％)。

扁平铜粉是通过对由水雾化粉等构成的原料铜粉进行捣碎(Stamping)或者粉碎来使其扁平化得到的铜粉。作为扁平铜粉，主要使用长度L为20μm～80μm、厚度t为0.5μm～1.5μm(长厚比L/t＝13.3～160)的铜粉。如图6所示，此处所说的“长度”和“厚度”是指各个扁平铜粉3的几何学的最大尺寸。扁平铜粉的表观密度为1.0g/cm³以下。只要为以上尺寸及表观密度的扁平铜粉，则扁平铜粉对于模具成型面的附着力高，因此能够使大量的扁平铜粉附着于模具成型面。

为了使扁平铜粉附着于模具成型面上，预先使流体润滑剂附着于扁平铜粉。该流体润滑剂只要在原料粉末填充模具前附着于扁平铜粉即可，优选在原料粉的混合前，进一步优选在对原料铜粉进行捣碎的阶段使其附着于原料铜粉。捣碎后，到与其他原料粉体混合之前的期间，可以用向扁平铜粉供给流体润滑剂并进行搅拌等手段使流体润滑剂附着于扁平铜粉。为了确保模具成型面上的扁平铜粉的附着量，流体润滑剂相对于扁平铜粉的配混比例以重量比计为0.1重量％以上，此外，为了防止由于扁平铜粉彼此之间的附着导致的凝集，配混比例为0.8重量％以下。期望配混比例的下限为0.2重量％以上，上限为0.7重量％。作为流体润滑剂，优选脂肪酸，特别优选直链饱和脂肪酸。这种脂肪酸以通式C_n-1H_{2n- 1}COOH表示。作为该脂肪酸，可以使用Cn为12～22的范围的脂肪酸，作为具体例，可以使用例如硬脂酸。

低熔点金属粉为熔点低于铜的金属粉，在本发明中，使用熔点为700℃以下的金属粉，例如锡、锌、磷等粉末。其中，优选烧结时的蒸发少的锡。低熔点金属粉的平均粒径为5μm～45μm，优选小于部分扩散合金粉11的平均粒径。这些低熔点金属粉对于铜具有较高的润湿性。通过在原料粉中配混低熔点金属粉，烧结时，首先低熔点金属粉发生熔融，润湿铜粉的表面，并扩散至铜，从而使铜熔融。利用熔融的铜与低熔点金属的合金进行液相烧结，铁颗粒彼此之间、铁颗粒与铜颗粒之间和铜颗粒彼此之间的结合强度得到强化。

为了降低相对于轴的滑动所引起的金属接触时的摩擦而添加固体润滑剂粉，使用例如石墨。此时，作为石墨粉，为了得到对于扁平铜粉的附着性，期望使用鳞状石墨粉。作为固体润滑剂粉，除了石墨粉之外，还可以使用二硫化钼粉。二硫化钼粉具有层状晶体结构，呈层状剥离，因此能够与鳞状石墨同样地得到对于扁平铜粉的附着性。

在配混有上述各粉末的原料粉中，优选配混75～90wt％部分扩散合金粉、8～20wt％扁平铜粉、0.8～6.0wt％低熔点金属粉(例如锡粉)、0.5～2.0wt％固体润滑剂粉(例如石墨粉)。采用该配混比是基于以下的理由。

如后述，在本发明中，原料粉填充至模具时，使扁平铜粉呈层状附着于模具。原料粉中的扁平铜的配混比例低于8重量％时，则扁平铜对于模具的附着量不充分，无法期待本申请发明的作用效果。此外，扁平铜粉对于模具的附着量在20wt％左右达到饱和，即使增加其以上的配混量，由于使用高成本的扁平铜粉而导致的成本提高也成为问题。低熔点金属粉的比例低于0.8wt％时，无法确保轴承的强度，其超过6.0wt％时，不能无视扁平铜粉的球形化的影响。此外，固体润滑剂粉的比例低于0.5重量％时，无法得到降低轴承面的摩擦的效果，其超过2.0wt％时，导致强度下降等。

期望上述的各粉末的混合分2次进行。首先，作为一次混合，用公知的混合机对鳞状石墨粉和预先附着有流体润滑剂的扁平铜粉进行混合。接着，作为二次混合，在一次混合粉中添加部分扩散合金粉和低熔点金属粉并进行混合，进一步还可以根据需要添加/混合石墨粉。在各种原料粉末中，扁平铜粉的表观密度低，因此难以使其均匀地分散于原料粉中，但在一次混合中预先混合表观密度为同水平的扁平铜粉和石墨粉时，利用附着于扁平铜粉的流体润滑剂等，如图7所示，扁平铜粉15与石墨粉14相互附着，呈层状重叠，从而提高扁平铜粉的表观密度。因此，二次混合时，可以使扁平铜粉均匀地分散于原料粉末中。一次混合时，若另外添加润滑剂，则进一步促进扁平铜粉与石墨粉的附着，因此二次混合时，可以使扁平铜粉更均匀地分散。此处，作为添加的润滑剂，除了与上述流体润滑剂同种或不同种的流体状润滑剂以外，还可以使用粉末状的润滑剂。例如上述的金属皂等成型助剂通常为粉状，但具有一定程度的附着力，因此能够进一步促进扁平铜粉与石墨粉的附着。

对于图7所示的扁平铜粉15与鳞状石墨粉14的附着状态，二次混合后也一定程度地保持，因此将原料粉末填充至模具时，大量的石墨粉与扁平铜粉一起附着在模具表面。

二次混合后的原料粉末供给至成型机的模具20。如图8所示，模具20由芯体21、模头22、上冲头23和下冲头24构成，在由它们区划的空腔内填充原料粉末。使上下冲头23、24接近，对原料粉体进行压缩时，原料粉末通过成型面成型，得到圆筒状的粉体压坯25，所述成型面由芯体21的外周面、模头22的内周面、上冲头23的端面和下冲头24的端面构成。

在原料粉体的金属粉中，扁平铜粉的表观密度最小。此外，扁平铜粉为具有上述长度L和厚度t的箔状，每单位重量的宽幅面的面积大。因此，扁平铜粉15易受到基于附着于其表面的流体润滑剂的附着力以及库伦力等的影响，原料粉填充于模具20之后，如图9(图8中的区域Q的放大图)中放大后所示，使扁平铜粉15的宽幅面朝向模具20的成型面20a，且成为重叠多层(1层～3层的程度)的层状态，附着于成型面20a的整个区域。此时，附着于扁平铜粉15的鳞状石墨也随着扁平铜粉15而附着于模具的成型面20a(在图9中省略石墨的图示)。另一方面，在扁平铜15的层状组织的内侧区域(成为空腔中心侧的区域)中，部分扩散合金粉11、扁平铜粉15、低熔点金属粉16和石墨粉的分散状态整体均匀化。成型后的粉体压坯25几乎原样保持了这样的各粉末的分布状态。

之后，采用烧结炉烧结粉体压坯25。在本实施方式中，以铁组织成为铁素体相与珠光体相的两相组织的方式，确定烧结条件。这样，若使铁组织为铁素体相与珠光体相的两相组织，则硬质的珠光体相有助于提高耐磨损性，能够抑制高表面压力下的轴承面的磨损，从而提高轴承寿命。

随着碳扩散，导致珠光体(γFe)的存在比例过量，达到与铁素体(αFe)同等水平以上的比例时，珠光体导致的对于轴的攻击性显著增强，轴易产生磨损。为了防止该情况，将珠光体相(γFe)抑制为存在(散布)于铁素体相(γFe)的晶界的程度(参照图11)。此处所说的“晶界”是指形成于粉末颗粒之间的晶界以及形成于粉末颗粒中的晶体晶界18这两者。这样，以铁素体相(αFe)与珠光体相(γFe)的两相组织形成铁组织的情况下，铁素体相(αFe)和珠光体相(γFe)在铁组织中所占有的比例以后述的基部S2的任意截面中的面积比计，分别期望为80～95％和5～20％(αFe:γFe＝80～95％:5～20％)的程度。由此，能够兼具抑制轴2的磨损和提高轴承面1a的耐磨损性。

珠光体的生长速度主要取决于烧结温度。因此，在上述方式中，为了使珠光体相存在于铁素体相的晶界，使烧结温度(炉内气氛温度)为820℃～900℃的程度，且使用含有碳的气体、例如天然气、吸热型气体(RX气体)作为炉内气氛进行烧结。由此，烧结时，气体中所含的碳扩散至铁中，能够形成珠光体相(γFe)。另外，以超过900℃的温度进行烧结时，石墨粉中的碳与铁反应，珠光体相增加至所需量以上，因此不优选。伴随着烧结，上述流体润滑剂、其他润滑剂、各种成型助剂在烧结体内部燃烧，或从烧结体内部气化。

经过上述的烧结工序，得到多孔质的烧结体1’。对该烧结体1’实施精压加工，进而使上述脂膏浸渗，由此，完成烧结轴承51。

图26中示意性地示出经过了以上的制作工序得到的烧结体1’的表面附近的微观组织。

如图26所示，对于本发明的烧结体1'而言，在使扁平铜粉15呈层状附着于模具成型面20a的状态下，成型出粉体压坯25(参照图9)，烧结该扁平铜粉15，由此在包含轴承面1a的整个表面上形成铜浓度高于其他位置的表面层S1。并且，扁平铜粉15的宽幅面有时也附着于成型面20a，表面层S1的铜组织31a大多成为使表面层S1的厚度方向变薄的扁平状。表面层S1的厚度相当于呈层状附着于模具成型面20a的扁平铜粉层的厚度，大约为1μm～6μm的程度。表面层S1的表面除了铜组织31a之外还以游离石墨32(用涂黑表示)为主体而形成，残余部分为孔隙的开口部、后述的铁组织。其中，铜组织31a的面积最大，具体地说，表面的60％以上为铜组织31a。

另一方面，以表面层S1覆盖的内侧的基部S2形成两种铜组织(31b，31c)、铁组织33、游离石墨32和孔隙。一种铜组织31b(第一铜组织)为源自粉体压坯25内部所含的扁平铜粉15而形成的铜组织，其形成与扁平铜粉相对应的扁平形状。另一种铜组织31c(第二铜组织)为低熔点金属扩散至构成部分扩散合金粉11的铜粉13中而形成的铜组织，其与铁组织33接触而形成。如后述，该第二铜组织31c起到提高颗粒彼此之间的结合力的作用。

图11是放大示出图26所示的烧结后的铁组织33及其周边组织的图。如图11所示，作为低熔点金属的锡在烧结时最先熔融，扩散至构成部分扩散合金粉11(参照图4)的铜粉13中，形成青铜相34(Cu-Sn)。由该青铜层34进行液相烧结，铁颗粒彼此之间、铁颗粒与铜颗粒或铜颗粒彼此之间牢固结合。此外，在各个部分扩散合金粉11中的一部分铜粉13扩散而形成Fe-Cu合金的部分，熔融的锡也发生扩散，形成Fe-Cu-Sn合金(合金相17)。组合青铜层34与合金相17，成为第二铜组织31c。这样，第二铜组织31c的一部分扩散至铁组织33中，因此能够在第二铜组织31c与铁组织33之间得到较高的颈部强度。另外，在图11中，用颜色的深浅表现铁素体相(αFe)、珠光体相(γFe)等。具体地说，颜色按照铁素体相(αFe)→青铜相34→合金相17(Fe-Cu-Sn合金)→珠光体相(γFe)的顺序加深。

如图12A所示，使用通常的铁粉19代替部分扩散合金粉11的情况下，低熔点金属粉16的一部分存在于扁平铜粉15与通常铁粉19之间。以该状态进行烧结时，由于熔融的低熔点金属粉16的表面张力，扁平铜粉15被引入到低熔点金属粉16中，以低熔点金属粉16为核，成为圆形，产生所谓的扁平铜粉15的球状化的问题。若对扁平铜粉15的球状化置之不顾，则表面层S1的铜组织31a(参照图10)的面积减少，给轴承面的滑动性带来较大影响。

与此相对，在本发明中，如图13所示，使用以铜粉13覆盖铁粉12的大致全周而成的部分扩散合金粉11作为原料粉末，因此在低熔点金属粉16的周边存在大量的铜粉13。该情况下，伴随着烧结而熔融的低熔点金属粉16比扁平铜粉15先扩散至部分扩散合金粉11的铜粉13中。特别是在烧结的初期阶段，扁平铜粉15的表面残存流体润滑剂，因此助长了该现象。由此，能够抑制低熔点金属粉16给表面层S1的扁平铜粉15所带来的影响(即使低熔点金属粉16存在于扁平铜粉15的正下方，作用于扁平铜粉15的表面张力也减少)。因此，能够抑制表面层中的扁平铜粉15的球状化，从而提高以轴承面1a为首的轴承表面中的铜组织的比例，可以得到良好的滑动特性。为了发挥以上特征，优选在原料粉末中尽量不添加单质铁粉。即，优选铁组织33全部源自部分扩散合金粉。

这样，在本发明中，能够避免表面层S1中的扁平铜粉15的球状化，因此能够增加轴承中的低熔点金属粉16的配混比例。即，在至今为止的技术常识中，为了抑制扁平铜粉15的球状化的影响，应该将低熔点金属相对于扁平铜粉15的配混配比(重量比)抑制为小于10wt％，但根据本发明，能够将该比例提高至10wt％～30wt％。这样，通过增加低熔点金属的配混比例，进一步提高促进基于液相烧结的金属颗粒之间的结合的效果，因此在烧结体1’的高强度化上更有效。

根据以上的结构，在包含轴承面1a的表面层S1的整个表面，能够使铜组织相对于铁组织的面积比为60％以上，能够稳定地得到不易被氧化的富铜的轴承面。此外，即使表面层S1产生磨损，源自附着于部分扩散合金粉11的铜粉13的铜组织31c也会出现在轴承面1a。因此，能够提高以初期磨合性和肃静性为首的轴承面的滑动特性。

另一方面，与表面层S1相比，表面层S1的内侧的基部S2为铜含量少且铁含量多的硬质组织。具体地说，在基部S2中，Fe含量最大，Cu含量为20～40wt％。这样，在占据烧结体1’大部分的基部S2中，铁含量多，因此能够削减轴承整体中的铜的使用量，能够实现低成本化。此外，因为铁含量多，所以能够提高轴承整体的强度。

特别是在本发明中，配混规定量的熔点低于铜的金属，利用其液相烧结，提高金属颗粒之间(铁颗粒之间、铁颗粒与铜颗粒或铜颗粒彼此之间)的结合力，并且能够在源自部分扩散合金粉11的铜组织31c与铁组织33之间得到较高的颈部强度。据此，能够防止铜组织、铁组织从轴承面的脱落，从而提高轴承面的耐磨损性。此外，能够提高轴承强度，具体地说，与现有的铜铁系烧结体相比，可实现2倍以上的径向抗压强度(300MPa以上)。因此，如图2以及图24所示，即使在壳体3、41的内周压入并固定烧结轴承1、51的情况下，轴承面1a也不会随壳体3、41的内周面形状而产生变形，安装后也能够稳定地维持轴承面1a的正圆度、圆柱度等。因此，在壳体的内周压入并固定烧结轴承1、51后，不追加实行用于将轴承面精加工成适当形状/精度的加工(例如精压加工)，就能够确保所需的正圆度(例如3μm以下的正圆度)。

而且，在包含轴承面的整个表面，游离石墨析出，并且使鳞状石墨以跟随扁平铜粉15的形式附着于模具成型面20a，因此表面层S1的石墨的含有率大于基部S2中的石墨的含有率。因此，能够使轴承面低摩擦化，增加轴承1、51的耐久性。

在上述的第一实施方式中，使铁组织为铁素体相与珠光体相的二相组织，但珠光体相(γFe)为坚硬的组织(HV300以上)，对于对象材料的攻击性强，因此根据轴承的使用条件，有可能使轴2的磨损加剧。为了防止该情况，也可以将铁组织33全部以铁素体相(αFe)形成。

这样，为了铁组织33全部以铁素体相形成，使烧结气氛为不含有碳的气体气氛(氢气、氮气、氩气等)或真空。利用这些对策，在原料粉中，不发生碳与铁的反应，因此烧结后的铁组织全部为柔软的(HV200以下)铁素体相(αFe)。若为该结构，则即使表面层S1产生磨损，基部S2的铁组织33出现在表面，也能够使轴承面1a软质化，能够减弱对于轴的攻击性。

另外，在以上的说明中，例示出了将在铁粉中部分扩散有铜粉而得的部分扩散合金粉、同样熔点比扁平铜粉低的金属粉以及固定润滑剂粉作为原料粉末的情况，但也可以代替部分扩散合金粉而使用通常的铁粉、或者使用铁粉与铜粉的混合粉。即使在该情况下，也能够仅使表层为富铜，因此，能够提供削减高价的铜的使用量并且初期的磨合性、肃静性良好的烧结轴承。

标号说明

1：烧结轴承；1a：轴承面；1’：烧结体；2：轴；11：部分扩散合金粉；12：铁粉；13：铜粉；13’：单质铜粉；14：石墨粉；15：扁平铜粉；16：低熔点金属粉；17：合金相；18：晶体晶界；19：铁粉；31(31a～31d)：铜组织；32：游离石墨；33：铁组织；34：青铜相；S1：表面层；S2：基部。

Claims (14)

1.一种烧结轴承，其以由铁粉和铜粉的部分扩散合金粉形成的铁组织和铜组织为主体，该烧结轴承的特征在于，

该烧结轴承具有由粒径为45μm以下的粒状的单质铜粉形成的铜组织，由所述单质铜粉形成的铜组织的比例为10质量％以下，

所述部分扩散合金粉包含30质量％以上的粒径大于106μm的粉末。

2.根据权利要求1所述的烧结轴承，其中，

该烧结轴承的密度为7.0g/cm³以上。

3.根据权利要求1所述的烧结轴承，其中，

该烧结轴承包含2质量％～3质量％的熔点低于铜的低熔点物质。

4.根据权利要求1所述的烧结轴承，其中，

该烧结轴承具有与表面大致平行地配置且以扁平铜粉为主体所形成的表面层。

5.根据权利要求1所述的烧结轴承，其中，

所述部分扩散合金粉的粒径为烧结轴承的最小壁厚的1/2以下。

6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的烧结轴承，其中，

该烧结轴承用于振动电机。

7.一种烧结轴承的制造方法，其包括下述工序：使铁粉与铜粉的部分扩散合金粉通过筛子从而进行分级的工序；将包含分级后的部分扩散合金粉的原料粉末进行压缩成型而形成粉体压坯的工序；以及将所述粉体压坯烧结而形成烧结体的工序，该烧结轴承的制造方法的特征在于，

所述原料粉末中，通过所述分级而从部分扩散合金粉中脱落的单质铜粉的比例为10质量％以下。

8.根据权利要求7所述的烧结轴承的制造方法，其中，

使用网孔为125μm以上的筛子，进行所述部分扩散合金的分级。

9.根据权利要求1所述的烧结轴承，其中，

该烧结轴承具有烧结体以及浸渗在烧结体中的脂膏，

所述脂膏包含增稠剂和基础油，所述基础油利用基于JIS K 2283的运动粘度测定方法，在40℃的运动粘度为40mm²/s以上、60mm²/s以下，并且在100℃的运动粘度为5mm²/s以上、10mm²/s以下；脂膏中的增稠剂浓度为0.1wt％～3wt％。

10.根据权利要求9所述的烧结轴承，其中，

使用聚α烯烃系合成润滑油作为所述基础油。

11.根据权利要求9所述的烧结轴承，其中，

使用聚α烯烃系合成润滑油和酯系合成润滑油作为所述基础油。

12.根据权利要求9所述的烧结轴承，其中，

使用锂皂作为所述增稠剂。

13.根据权利要求9所述的烧结轴承，其中，

该烧结轴承被组装于回流焊接到电路基板上的设备中。

14.一种设备，其中，

该设备具有权利要求9～13中的任意一项所述的烧结轴承，使用回流焊料将该设备焊接到电路基板中。