JP2006052757A - Sliding member, powder molding system, and manufacturing method for compact - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、摺動面を有する筒状の摺動部材並びにこの摺動部材を焼結により形成するための圧粉体を成形する粉末成形装置および圧粉体の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a cylindrical sliding member having a sliding surface, a powder forming apparatus for forming a green compact for forming the sliding member by sintering, and a method for manufacturing the green compact.
従来から、この種の摺動部材は、例えば下記特許文献1に示されるように、前記摺動面に支持される例えば軸部材との摩擦抵抗を低減させるため、あるいは良好な潤滑性を具備させるため、さらにはこの摺動部材に耐磨耗性を具備させるために、カーボンを含有する粉末を圧縮して圧粉体とした後に、これを焼結して形成されている。つまり、前記摺動部材は、一般にカーボンを含有する粉末により全体が一体的に形成されている。
しかしながら、前記従来の摺動部材では、カーボンを含有する粉末により全体が一体的に形成されているので、この摺動部材が低強度となり、これを圧入により装置に組み込むことができず、この組み込み工数がかかるという問題があった。さらに、前記摺動部材が前述のように一体的に形成されていたことから、この摺動部材が全体で略均一な気孔率を有していたので、例えば摺動部材に潤滑油が含浸された、いわゆる含油軸受の場合には、前記摺動面に例えば軸部材を摺動させた状態で、この摺動部材を使用したときに、容易に前記潤滑油が漏洩したり、あるいは、この摺動部材を気孔率を小さくして高密度に形成し、必要十分な強度を具備させようとすると、この摺動部材に十分な量の前記潤滑油を含浸させることができないという問題があった。 However, in the conventional sliding member, since the whole is integrally formed of carbon-containing powder, the sliding member has low strength and cannot be incorporated into the apparatus by press fitting. There was a problem that man-hours were required. Furthermore, since the sliding member is integrally formed as described above, the sliding member has a substantially uniform porosity as a whole. For example, the sliding member is impregnated with lubricating oil. In the case of a so-called oil-impregnated bearing, for example, when the sliding member is used in a state where a shaft member is slid on the sliding surface, the lubricating oil easily leaks or the sliding member If the moving member is formed at a high density with a reduced porosity and is provided with a necessary and sufficient strength, there is a problem that the sliding member cannot be impregnated with a sufficient amount of the lubricating oil.
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、装置への組み込み工数を低減させることが可能になるとともに、含浸された潤滑油が漏洩することを抑制したり、あるいは潤滑油を十分に含浸することが可能になる摺動部材並びにこの摺動部材を焼結により形成するための圧粉体を成形する粉末成形装置および圧粉体の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and it is possible to reduce the man-hours for assembling into the apparatus, and to prevent the impregnated lubricating oil from leaking or to remove the lubricating oil. It is an object of the present invention to provide a sliding member that can be sufficiently impregnated, a powder molding apparatus that molds a green compact for forming the sliding member by sintering, and a method for manufacturing the green compact.
このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明の摺動部材は、摺動面を有する筒状の摺動部材であって、内周面側または外周面側のいずれか一方が、カーボンを50(mass%)以上100(mass%)以下含有し、かつこのカーボンが100(mass%)より少ないときに残りが金属成分とされた焼結摺動層とされるとともに、他方が前記焼結摺動層より高強度の焼結金属層とされ、これらの焼結摺動層および焼結金属層は互いに焼結結合されていることを特徴とする。 In order to solve such problems and achieve the above object, the sliding member of the present invention is a cylindrical sliding member having a sliding surface, which is either the inner peripheral surface side or the outer peripheral surface side. On the other hand, when the carbon contains 50 (mass%) or more and 100 (mass%) or less of carbon, and the carbon is less than 100 (mass%), the remainder is a sintered sliding layer which is a metal component. The other is a sintered metal layer having a higher strength than the sintered sliding layer, and the sintered sliding layer and the sintered metal layer are sinter-bonded to each other.
この発明によれば、内周面側または外周面側のいずれか一方が、前記焼結摺動層とされるとともに、他方が前記焼結摺動層より高強度の焼結金属層とされているので、前記他方の周面を装置に嵌合させることにより、この摺動部材を圧入によって装置に組み込むことが可能になる。すなわち、前記摺動面が前記焼結摺動層により形成された摺動部材を圧入により装置に組み込むことが可能になり、この摺動部材の装置への組み込み工数を低減させることができる。
また、前記焼結摺動層と前記焼結金属層とは互いに焼結結合されているので、これらの金属層を強固に接合することが可能になり、摺動部材を2層構造としたことによるいわゆる層間剥離の発生を抑制することができる。
According to this invention, either the inner peripheral surface side or the outer peripheral surface side is the sintered sliding layer, and the other is the sintered metal layer having higher strength than the sintered sliding layer. Therefore, the sliding member can be incorporated into the apparatus by press fitting by fitting the other peripheral surface into the apparatus. That is, the sliding member having the sliding surface formed of the sintered sliding layer can be incorporated into the apparatus by press-fitting, and the number of steps for assembling the sliding member into the apparatus can be reduced.
Further, since the sintered sliding layer and the sintered metal layer are sintered and bonded to each other, it is possible to firmly bond these metal layers, and the sliding member has a two-layer structure. It is possible to suppress the occurrence of so-called delamination due to.
さらに、前記摺動部材が、前記焼結摺動層と前記焼結金属層とにより構成されているので、これらの気孔率を異ならせることが可能になる。従って、例えば、装置に嵌入される前記焼結金属層の気孔率を大きくすることによって、摺動部材に含浸できる潤滑油の量を大きくすることが可能になり、保油性が向上された摺動部材を得ることができる。また、前記焼結金属層の気孔率を小さくすることによって、前記摺動部材に含浸された潤滑油がこの焼結金属層から漏洩することを抑制することができる。
以上により、この摺動部材の用途に応じて、焼結金属層の気孔率を適宜変更することが可能になる。
なお、前記焼結金属層とは、単一の金属元素に限られるものではなく、合金も含まれるものである。
Furthermore, since the sliding member is composed of the sintered sliding layer and the sintered metal layer, it is possible to make these porosity different. Therefore, for example, by increasing the porosity of the sintered metal layer inserted into the apparatus, it is possible to increase the amount of lubricating oil that can be impregnated in the sliding member, and sliding with improved oil retention. A member can be obtained. Further, by reducing the porosity of the sintered metal layer, it is possible to prevent the lubricating oil impregnated in the sliding member from leaking from the sintered metal layer.
As described above, the porosity of the sintered metal layer can be appropriately changed according to the use of the sliding member.
The sintered metal layer is not limited to a single metal element, but also includes an alloy.
また、本発明の摺動部材は、請求項1記載の摺動部材において、前記焼結摺動層は気孔率が1%以上35%以下とされ、前記焼結金属層は気孔率が1%以上12%以下とされていることを特徴とする。
この発明によれば、前記焼結金属層の高密度化が図られ、前記摺動部材に含浸された潤滑油がこの焼結金属層から漏洩することを抑制することができる。
The sliding member of the present invention is the sliding member according to claim 1, wherein the sintered sliding layer has a porosity of 1% to 35%, and the sintered metal layer has a porosity of 1%. It is characterized by being made 12% or less.
According to this invention, the density of the sintered metal layer is increased, and leakage of the lubricating oil impregnated in the sliding member from the sintered metal layer can be suppressed.
また、本発明の摺動部材は、請求項1記載の摺動部材において、前記焼結摺動層は気孔率が1%以上35%以下とされ、前記焼結金属層は気孔率が12%より大きく35%以下とされていることを特徴とする。
この発明によれば、前記焼結金属層の低密度化が図られ、前記摺動部材に含浸できる潤滑油の量を大きくすることが可能になり、保油性を向上することができるとともに、このように低密度化された焼結金属層であっても、この金属層に必要最小限の強度を具備させることが可能になり、前記焼結金属層により形成された前記他方の周面を装置に嵌合させることにより、この摺動部材を圧入によって装置に組み込むことができる。
The sliding member according to the present invention is the sliding member according to claim 1, wherein the sintered sliding layer has a porosity of 1% to 35%, and the sintered metal layer has a porosity of 12%. It is characterized by being larger and 35% or less.
According to this invention, the density of the sintered metal layer can be reduced, the amount of lubricating oil that can be impregnated in the sliding member can be increased, and the oil retention can be improved. Thus, even if the sintered metal layer is reduced in density as described above, it becomes possible to provide the metal layer with a necessary minimum strength, and the other peripheral surface formed by the sintered metal layer is provided as an apparatus. This sliding member can be incorporated into the apparatus by press fitting.
また、本発明の摺動部材は、請求項1から3のいずれかに記載の摺動部材において、前記焼結摺動層は、該摺動部材の軸方向における端面、および内周面側を一体的に形成していることを特徴とする。
この発明によれば、摺動部材の内周面のみならず、前記端面をも前記摺動面にすることが可能になる。
The sliding member of the present invention is the sliding member according to any one of claims 1 to 3, wherein the sintered sliding layer has an end surface in the axial direction of the sliding member and an inner peripheral surface side. It is characterized by being formed integrally.
According to this invention, not only the inner peripheral surface of the sliding member but also the end surface can be made the sliding surface.
本発明の粉末成形装置は、請求項1から4のいずれかに記載の摺動部材を焼結により形成するための圧粉体を成形する粉末成形装置であって、貫通孔が形成されたダイと、前記貫通孔内に該貫通孔と同軸的に配設された仕切り筒、筒状の下パンチ、およびコアロッドと、前記ダイの上方に前記貫通孔と同軸的に配設された上パンチとを備えるとともに、前記下パンチは前記仕切り筒の内側および外側に各別に配設され、前記仕切り筒、前記下パンチおよび前記上パンチは、前記貫通孔の軸線方向に前記ダイに対して相対的に進退可能に支持され、前記貫通孔の内周面が前記圧粉体の外周面を形成し、前記コアロッドの外周面が前記圧粉体の内周面を形成する構成とされ、前記仕切り筒、およびその内側または外側のいずれか一方の前記下パンチを前進位置に配置するとともに、他方の前記下パンチを後退位置に配置して第2空間を形成し、該空間に第2粉末を充填するとともに、前記一方の下パンチを後退移動させ第1空間を形成して、該空間にカーボンを50(mass%)以上100(mass%)以下含有し、かつこのカーボンが100(mass%)より少ないときに残りが金属成分とされた第1粉末を充填し、その後、前記仕切り筒を後退移動させた後に、または前記仕切り筒を後退移動させながら、前記上パンチを前進移動し、前記第1、第2粉末を圧縮する構成とされたことを特徴とする。
この発明によれば、請求項1から4のいずれかに記載の摺動部材を形成するための圧粉体を容易かつ確実に形成することができる。
A powder molding apparatus according to the present invention is a powder molding apparatus for molding a green compact for forming the sliding member according to any one of claims 1 to 4 by sintering, wherein the die has a through hole formed therein. A partition cylinder disposed coaxially with the through hole in the through hole, a cylindrical lower punch, and a core rod, and an upper punch disposed coaxially with the through hole above the die The lower punch is separately disposed on the inner side and the outer side of the partition tube, and the partition tube, the lower punch, and the upper punch are relatively relative to the die in the axial direction of the through hole. It is supported so as to be able to advance and retreat, an inner peripheral surface of the through hole forms an outer peripheral surface of the green compact, and an outer peripheral surface of the core rod forms an inner peripheral surface of the green compact, the partition tube, And the lower bread either inside or outside Is disposed in the forward position, the other lower punch is disposed in the retracted position to form a second space, the second powder is filled in the space, and the one lower punch is moved backward to move the first space. When the carbon contains 50 (mass%) or more and 100 (mass%) or less of carbon in the space, and the carbon is less than 100 (mass%), the remainder is filled with the first powder. Then, after the partition tube is moved backward, or while the partition tube is moved backward, the upper punch is moved forward to compress the first and second powders. To do.
According to this invention, the green compact for forming the sliding member in any one of Claim 1 to 4 can be formed easily and reliably.
また、本発明の粉末成形装置は、請求項5記載の粉末成形装置において、前記仕切り筒の内周面および外周面の少なくとも一方に、その全周に亙って凹凸部が形成されていることを特徴とする。 In addition, the powder molding apparatus according to the present invention is the powder molding apparatus according to claim 5, wherein at least one of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the partition tube has an uneven portion extending over the entire periphery. It is characterized by.
この発明によれば、前記仕切り筒を後退移動させた際、前記各空間に充填された前記粉末のうち、前記仕切り筒と接触している側に位置する粉末同士を混在させることが可能になる。従って、この圧粉体を焼結することによって、前記焼結摺動層と前記焼結金属層とがアンカー効果により互いに強固に接合された摺動部材を形成することができる。 According to this invention, when the partition tube is moved backward, among the powders filled in the spaces, it is possible to mix powders located on the side in contact with the partition tube. . Therefore, by sintering this green compact, it is possible to form a sliding member in which the sintered sliding layer and the sintered metal layer are firmly joined together by the anchor effect.
本発明の圧粉体の製造方法は、請求項1から4のいずれかに記載の摺動部材を焼結により形成するための圧粉体を成形する圧粉体の製造方法であって、請求項5または6に記載の粉末成形装置を用い、前記圧粉体を成形することを特徴とする。 The green compact manufacturing method of the present invention is a green compact manufacturing method for forming a green compact for forming the sliding member according to any one of claims 1 to 4 by sintering. The powder compact is molded using the powder molding apparatus according to Item 5 or 6.
本発明によれば、装置への組み込み工数を低減させることが可能になるとともに、含浸された潤滑油が漏洩することを抑制したり、あるいは潤滑油を十分に含浸することが可能になる摺動部材、並びにこの摺動部材を焼結により形成するための圧粉体を成形する粉末成形装置および圧粉体の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the number of steps for assembling into the apparatus, and it is possible to suppress leakage of the impregnated lubricating oil or to sufficiently impregnate the lubricating oil. It is possible to provide a member, a powder forming apparatus for forming a green compact for forming the sliding member by sintering, and a method for manufacturing the green compact.
図1は、本発明の第1実施形態に係る摺動部材10の断面側面図を示すものであって、内周面側がカーボンを50(mass%)以上100(mass%)以下含有し、かつこのカーボンが100(mass%)より少ないときに残りが金属成分とされた焼結摺動層10aとされるとともに、外周面側が焼結摺動層10aより高強度の焼結金属層10bとされ、これらの焼結摺動層10aおよび焼結金属層10bは互いに焼結結合されている。そして、この摺動部材10の内周面10cに回転可能に支持された軸部材101が挿入され、外周面10dが圧入により装置102に形成された孔102aに嵌合されて、摺動部材10が装置102に配設される構成となっている。つまり、摺動部材10の内周面10cが摺動面とされ、この摺動面は焼結摺動層10aにより形成されている。さらに、本実施形態では、焼結摺動層10aは、該摺動部材10の軸方向における一方の端面10eをも形成しており、以上により、摺動部材10の前記内周面側および前記一方の端面10eが焼結摺動層10aにより一体的に形成された構成となっている。そして、前記一方の端面10eが前記孔102aの底面に当接した状態で、摺動部材10が装置102に配設される構成となっている。
FIG. 1 shows a cross-sectional side view of a sliding
ここで、焼結摺動層10aおよび焼結金属層10bはそれぞれ、後述する第1、第2粉末33、34により圧粉体を形成した後、これを焼結したときに、これら10a、10bの接合界面が剥離しないような熱膨張係数差の第1、第2粉末33、34により形成されている。
焼結摺動層10aおよび焼結金属層10bは、より好ましくは次のような材質により形成される。焼結摺動層10aとしては、例えばC−Cu−Ni系合金、若しくはC−Cu−Ni−Sn系合金、またはC−Ni−Cu系合金、若しくはC−Ni−Sn−Cu系合金、またはCu−Fe−C系合金、カーボン(C)等が挙げられ、焼結金属層10bとしては、例えばCu−Ni系合金、Cu−Ni−Sn系合金、若しくはCu−Sn系合金、またはFe系合金、Cu系合金、若しくはFe−Cu系合金、またはFe−C系合金、若しくはCu−Zn系合金等が挙げられる。
Here, the sintered sliding
The sintered sliding
そして、焼結摺動層10aが、C−Cu−Ni系合金、若しくはC−Cu−Ni−Sn系合金により形成された場合、焼結金属層10bは、Cu−Ni系合金、Cu−Ni−Sn系合金、若しくはCu−Sn系合金により形成され、また、焼結摺動層10aが、C−Ni−Cu系合金、若しくはC−Ni−Sn−Cu系合金により形成された場合、焼結金属層10bは、Cu−Ni系合金、Cu−Ni−Sn系合金、若しくはCu−Sn系合金により形成され、さらに、焼結摺動層10aが、Cu−Fe−C系合金により形成された場合、焼結金属層10bは、Fe系合金、Cu系合金、若しくはFe−Cu系合金により形成される。
When the sintered sliding
以上の組合わせにおいて、焼結金属層10bを形成する第2粉末34の前記焼結による収縮率は、焼結摺動層10aを形成する第1粉末33より大きく、第1粉末33の前記収縮率の方が小さい、あるいは膨張するようになっている。また、焼結摺動層10aは気孔率が1%以上35%以下とされ、焼結金属層10bは気孔率が1%以上12%以下、または12%より大きく35%以下とされている。
In the above combination, the shrinkage rate of the
特に、焼結摺動層10aが、C−Ni−Sn−Cu系合金により形成され、Niが12〜40(mass%)、Snが5〜15(mass%)、Cuが5〜40(mass%)とされると、潤滑性および耐食性に優れることになり、ポンプ類(燃料、水)に用いるのに適する。
In particular, the sintered sliding
焼結金属層10bが、Cu−Ni系合金により形成され、Niが12〜49(mass%)とされると、耐食性に優れるとともに、この強度を向上させることができ、ポンプ類(燃料、水)に用いるのに適する。また、焼結金属層10bが、Fe−Cu系合金により形成され、Cuが20〜49(mass%)とされると、この強度を向上させることができる。さらに、焼結金属層10bを、Cu−Sn系合金によりSnを7〜12(mass%)として、またはCu−Zn系合金によりZnを15〜40(mass%)として形成してもよい。
なお、焼結摺動層10aを形成する第1粉末33に含有されるCは、直径数μm前後のカーボン粒子をいわゆる造粒し、粒径が約50μm以上とされてなるものである。
When the
Note that C contained in the
次に、以上のように構成された摺動部材10を焼結により形成するための圧粉体を成形する粉末成形装置および圧粉体の製造方法の一実施形態について説明する。
図2から図9は、粉末成形装置20の要部拡大断面図を示すものであって、貫通孔21aが形成されたダイ21と、前記貫通孔21a内に該貫通孔21aと同軸的に配設された仕切り筒22、筒状の下パンチ23、およびコアロッド25と、前記ダイ21の上方に前記貫通孔21aと同軸的に配設された上パンチ26(図6)と、後述する第1、第2空間31、32に粉末を充填するシューボックス29とを備えている。
Next, an embodiment of a powder forming apparatus for forming a green compact for forming the sliding
2 to 9 are enlarged cross-sectional views of the main part of the
下パンチ23は、前記仕切り筒22の内側および外側に各別に配設され、本実施形態では、第1下パンチ23aと、この第1下パンチ23aより内径および外径が大きくされた第2下パンチ23bとを備え、第1下パンチ23aが仕切り筒22の内側に配設され、第2下パンチ23bが仕切り筒22の外側に配設されている。そして、仕切り筒22、下パンチ23および上パンチ26は、前記貫通孔21aの中心軸線方向にダイ21に対して図示しないカム機構を介して進退可能に支持され、前記貫通孔21aの内周面が、形成する圧粉体の外周面を形成し、コアロッド25の外周面が前記圧粉体の内周面を形成する構成とされている。
The lower punches 23 are separately provided on the inner side and the outer side of the
なお、第1下パンチ23aが進退移動する際、その内周面がコアロッド25の外周面に摺接する一方、外周面が仕切り筒22の内周面に摺接するようになっている。また、第2下パンチ23bが進退移動する際、その内周面が仕切り筒22の外周面に摺接する一方、外周面が前記貫通孔21aの内周面に摺接するようになっている。さらに、仕切り筒22が進退移動する際、その内周面が第1下パンチ23aの外周面に摺接する一方、外周面が第2下パンチ23bの内周面に摺接するようになっている。
When the first
以上の構成において、仕切り筒22および下パンチ23の先端面とコアロッド25およびダイ21の上面とが略面一となった状態から、第2下パンチ23bが後退位置に配置されたときに、仕切り筒22の外周面と前記貫通孔21aの内周面と第2下パンチ23bの先端面とに画成された第2空間32が形成されるようになっている。また、同様にして、第1下パンチ23aが後退位置に配置されたときに、仕切り筒22の内周面とコアロッド25の外周面と第1下パンチ23aの先端面とに画成された第1空間31が形成されるようになっている。
In the above configuration, when the second
シューボックス29は、ダイ21の上面に摺接しながら、この表面に沿って前記貫通孔21aに対して進退可能に支持され、この貫通孔21aに到達したときに、前記空間31、32に粉末を充填するようになっている。本実施形態では、シューボックス29は、第1シューボックス29aと第2シューボックス29bとを備えており、これら29a、29bには互いに材質の異なる粉末が装填され、第1空間31には第1シューボックス29aにより、焼結摺動層10aを形成する第1粉末33を充填し、第2空間32には第2シューボックス29bにより焼結金属層10bを形成する第2粉末34を充填するようになっている。
The
ところで、本実施形態では、図8に示すように、仕切り筒22の外周面に、径方向外方へ凸とされた凸部22aが、前記軸線方向における全長に亙って延在し、周方向に所定の間隔をあけて複数形成され、つまり凹凸部が形成されている。
By the way, in this embodiment, as shown in FIG. 8, a
次に、以上のように構成された粉末成形装置20により、圧粉体を形成する方法について説明する。
まず、図2に示すように、仕切り筒22、およびその内側に配設された第1下パンチ23aを前進位置に配置するとともに、外側に配設された第2下パンチ23bを後退位置に配置して第2空間32を形成する。その後、第2シューボックス29bを前進移動させ、第2空間32の上方に到達したときに、このシューボックス29bにより第2空間32に第2粉末34を充填する(図9に示すA)。
次に、図3に示すように、第1下パンチ23aを後退移動させ、第1空間31を形成した後に、図4に示すように、第1シューボックス29aを前進移動させ、第1空間31の上方に到達したときに、このシューボックス29aにより第1空間31に第1粉末33を充填する(図9に示すB)。この際、第2空間32に充填された第2粉末34の上面にも第1粉末33が堆積される。
Next, a method for forming a green compact using the
First, as shown in FIG. 2, the
Next, as shown in FIG. 3, after the first
その後、図5に示すように、仕切り筒22を後退移動させた後に(図9に示すC)、図6に示すように、上パンチ26を前進移動し、このパンチ26の下面と、第1、第2下パンチ23a、23bおよび仕切り筒22の上面とにより第1、第2粉末33、34を前記軸線方向に圧縮する。この際、上パンチ26をその前進端位置に到達させた状態で、第1、第2下パンチ23a、23b、および仕切り筒22をダイ21に対して漸次前進移動させ、第1、第2粉末33、34をさらに圧縮する(図9に示すD)。以上により、内周面側および軸方向における一方の端面(図示の例では上面)10eが第1粉末33により一体的に形成され、外周面側が第2粉末34により形成された圧粉体35を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 5, after the
そして、上パンチ26をダイ21に対して後退移動させるとともに、図7に示すように、第1、第2下パンチ23a、23bおよび仕切り筒22をダイ21に対して前進移動させることにより、第1、第2下パンチ23a、23bおよび仕切り筒22の先端面を、コアロッド25およびダイ21の上面と略面一にし、圧粉体35を前記空間31、32から取り出す(図9に示すE)。
次に、この圧粉体35を焼結することにより、図1に示す摺動部材10が形成される。
Then, the
Next, the green compact 35 is sintered to form the sliding
以上説明したように、本実施形態による摺動部材10によれば、内周面側が、カーボンを50(mass%)以上100(mass%)以下含有する焼結摺動層10aとされるとともに、外周面側が焼結摺動層10aより高強度の焼結金属層10bとされているので、この外周面を装置102に嵌合させることにより、この摺動部材10を圧入によって装置102に組み込むことが可能になる。すなわち、摺動面としての、内周面10cおよび前記一方の端面10eが、カーボンを含有する焼結摺動層10aにより形成された摺動部材10を圧入により装置102に組み込むことが可能になり、この摺動部材10の装置102への組み込み工数を低減させることができる。
また、焼結摺動層10aと焼結金属層10bとが互いに焼結結合されているので、これら10a、10bを強固に接合することが可能になり、摺動部材10を2層構造としたことによるいわゆる層間剥離の発生を抑制することができる。
As described above, according to the sliding
Further, since the sintered sliding
さらに、摺動部材10が、焼結摺動層10aと焼結金属層10bとにより構成されているので、これら10a、10bの気孔率を異ならせることが可能になる。従って、装置102に嵌入される焼結金属層10bの気孔率を大きくすることによって、摺動部材10に含浸できる潤滑油の量を大きくすることが可能になり、保油性が向上された摺動部材10を得ることができる。また、焼結金属層10bの気孔率を小さくすることによって、摺動部材10に含浸された潤滑油がこの焼結金属層10bから漏洩することを抑制することができる。
以上により、この摺動部材10の用途に応じて、焼結金属層10bの気孔率を適宜変更することが可能になる。
Furthermore, since the sliding
As described above, the porosity of the
また、焼結摺動層10aの気孔率が1%以上35%以下とされ、焼結金属層10bの気孔率が1%以上12%以下とされると、この焼結金属層10bの高密度化が図られ、摺動部材10に含浸された潤滑油がこの焼結金属層10bから漏洩することを抑制することができる。また、焼結摺動層10aの気孔率が1%以上35%以下とされ、焼結金属層10bの気孔率が12%より大きく35%以下とされると、この焼結金属層10bの低密度化が図られ、摺動部材10に含浸できる潤滑油の量を大きくすることが可能になり、保油性を向上することができるとともに、このように低密度化された焼結金属層10bであっても、この金属層10bに必要最小限の強度を具備させることが可能になり、焼結金属層10bにより形成された摺動部材10の外周面10dを装置102に嵌合させることにより、この摺動部材10を圧入によって装置102に組み込むことができる。
Further, when the porosity of the sintered sliding
さらに、摺動部材10は、焼結摺動層が該摺動部材10の前記一方の端面10eおよび内周面側を一体的に形成しているので、内周面10cのみならず前記一方の端面10eをも前記摺動面にすることが可能になる。
Furthermore, since the sliding
また、本実施形態では、仕切り筒22の外周面に、その全周に亙って径方向外方へ凸とされた凸部22aが所定の間隔をあけて複数形成されているので、図5に示すように、仕切り筒22を後退移動させた際、第1、第2粉末33、34のうち、仕切り筒22と接触している側に位置する粉末33、34同士を混在させることが可能になる。従って、得られる圧粉体35を焼結することによって、焼結摺動層10aと焼結金属層10bとがアンカー効果により互いに強固に接合された摺動部材10を形成することができる。
Further, in the present embodiment, a plurality of
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、前記実施形態では、前記仕切り筒22の外周面に形成された凸部22aとして、図8に示すような、断面平面視矩形状の構成を示したが、この凸部に代えて、例えば波形状や、のこぎり歯状であってもよい。さらにまた、前記凸部を仕切り筒22の外周面に形成した構成を示したが、内周面に形成してもよく、内周面および外周面に形成してもよい。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the
また、前記実施形態では、第1、第2空間31、32に前記粉末33、34を充填し、その後、仕切り筒22を後退移動させた後に、前記粉末33、34を圧縮したが、仕切り筒22を後退移動させながら、前記粉末33、34を圧縮してもよい。この場合、サイクルタイムが短縮され、圧粉体35を高効率に形成することができる。
さらに、前記実施形態では、第2空間32に第2粉末34を充填した後に、第1空間31を形成し、この空間31に第1粉末33を充填したが、これとは逆に、第1空間31に第1粉末33を充填した後に、第2空間32を形成し、この空間32に第2粉末34を充填してもよい。
また、焼結摺動層10aおよび焼結金属層10bを形成する材質は、前記実施形態に限られるものではない。例えば、焼結摺動層10aをカーボンのみにより形成してもよく、また焼結金属層10bを前述した合金により形成する場合に限らず、単一の金属元素により形成してもよい。
In the above embodiment, the
Furthermore, in the said embodiment, after filling the
Moreover, the material which forms the sintered sliding
さらにまた、図1に示す摺動部材10に代えて、図10に示すような摺動部材40であってもよい。すなわち、内周面側を焼結摺動層40aにより形成するとともに、外周面側を焼結金属層40bにより形成し、摺動部材40の軸方向における両端面それぞれにおいて、内周面側を焼結摺動層40aにより形成し、外周面側を焼結金属層40bにより形成してもよい。また、図1および図10に示す摺動部材10、40に代えて、外周面側を焼結摺動層10a、40aにより形成し、内周面側を焼結金属層10b、40bにより形成してもよい。さらに、平面視円形状の摺動部材に限られるものではなく、例えば矩形状のものであってもよい。さらにまた、図1に示す摺動部材10において、焼結金属層10bにより形成された外周部に歯部を形成して、これを例えばアイドルギヤとして用いることも可能である。
Furthermore, instead of the sliding
装置への組み込み工数を低減させることが可能になるとともに、含浸された潤滑油が漏洩することを抑制したり、あるいは潤滑油を十分に含浸することが可能になる摺動部材並びにこの摺動部材を焼結により形成するための圧粉体を成形する粉末成形装置および圧粉体の製造方法を提供することができる。 A sliding member capable of reducing the number of steps for assembling into the apparatus and suppressing leakage of the impregnated lubricating oil or sufficiently impregnating the lubricating oil, and the sliding member It is possible to provide a powder forming apparatus for forming a green compact for forming a green body by sintering and a method for manufacturing the green compact.
10 摺動部材
10a 焼結摺動層
10b 焼結金属層
10c 内周面(摺動面)
10d 外周面
10e 一方の端面(摺動面)
20 粉末成形装置
21 ダイ
21a 貫通孔
22 仕切り筒
22a 凸部(凹凸部)
23 下パンチ
23a 第1下パンチ(一方の下パンチ)
23b 第2下パンチ(他方の下パンチ)
25 コアロッド
26 上パンチ
31 第1空間
32 第2空間
33 第1粉末
34 第2粉末
35 圧粉体
DESCRIPTION OF
10d outer
20
23
23b Second lower punch (the other lower punch)
25
Claims (7)
内周面側または外周面側のいずれか一方が、カーボンを50(mass%)以上100(mass%)以下含有し、かつこのカーボンが100(mass%)より少ないときに残りが金属成分とされた焼結摺動層とされるとともに、他方が前記焼結摺動層より高強度の焼結金属層とされ、これらの焼結摺動層および焼結金属層は互いに焼結結合されていることを特徴とする摺動部材。 A cylindrical sliding member having a sliding surface,
When either the inner peripheral surface side or the outer peripheral surface side contains 50 (mass%) or more and 100 (mass%) or less of carbon, and the carbon is less than 100 (mass%), the remainder is made a metal component. And the other is a sintered metal layer having a strength higher than that of the sintered sliding layer, and the sintered sliding layer and the sintered metal layer are sinter-bonded to each other. A sliding member characterized by that.
前記焼結摺動層は気孔率が1%以上35%以下とされ、前記焼結金属層は気孔率が1%以上12%以下とされていることを特徴とする摺動部材。 The sliding member according to claim 1,
A sliding member, wherein the sintered sliding layer has a porosity of 1% to 35%, and the sintered metal layer has a porosity of 1% to 12%.
前記焼結摺動層は気孔率が1%以上35%以下とされ、前記焼結金属層は気孔率が12%より大きく35%以下とされていることを特徴とする摺動部材。 The sliding member according to claim 1,
A sliding member, wherein the sintered sliding layer has a porosity of 1% to 35%, and the sintered metal layer has a porosity of more than 12% and 35% or less.
前記焼結摺動層は、該摺動部材の軸方向における端面、および内周面側を一体的に形成していることを特徴とする摺動部材。 In the sliding member in any one of Claim 1 to 3,
The sintered sliding layer is characterized in that the end surface in the axial direction of the sliding member and the inner peripheral surface side are integrally formed.
貫通孔が形成されたダイと、前記貫通孔内に該貫通孔と同軸的に配設された仕切り筒、筒状の下パンチ、およびコアロッドと、前記ダイの上方に前記貫通孔と同軸的に配設された上パンチとを備えるとともに、前記下パンチは前記仕切り筒の内側および外側に各別に配設され、前記仕切り筒、前記下パンチおよび前記上パンチは、前記貫通孔の軸線方向に前記ダイに対して相対的に進退可能に支持され、前記貫通孔の内周面が前記圧粉体の外周面を形成し、前記コアロッドの外周面が前記圧粉体の内周面を形成する構成とされ、
前記仕切り筒、およびその内側または外側のいずれか一方の前記下パンチを前進位置に配置するとともに、他方の前記下パンチを後退位置に配置して第2空間を形成し、該空間に第2粉末を充填するとともに、前記一方の下パンチを後退移動させ第1空間を形成して、該空間にカーボンを50(mass%)以上100(mass%)以下含有し、かつこのカーボンが100(mass%)より少ないときに残りが金属成分とされた第1粉末を充填し、その後、前記仕切り筒を後退移動させた後に、または前記仕切り筒を後退移動させながら、前記上パンチを前進移動し、前記第1、第2粉末を圧縮する構成とされたことを特徴とする粉末成形装置。 A powder molding apparatus for molding a green compact for forming the sliding member according to any one of claims 1 to 4 by sintering,
A die in which a through hole is formed; a partition cylinder disposed coaxially with the through hole in the through hole; a cylindrical lower punch; and a core rod; and coaxially with the through hole above the die. And the lower punch is separately provided inside and outside the partition tube, and the partition tube, the lower punch, and the upper punch are arranged in the axial direction of the through hole. A structure in which the inner peripheral surface of the through hole forms an outer peripheral surface of the green compact and the outer peripheral surface of the core rod forms an inner peripheral surface of the green compact. And
The partition tube and the lower punch on either the inside or the outside thereof are disposed at the forward position, and the other lower punch is disposed at the retracted position to form a second space, and the second powder is formed in the space. And the one lower punch is moved backward to form a first space, and carbon is contained in the space from 50 (mass%) to 100 (mass%), and the carbon is 100 (mass%). ) Filling the first powder with the remaining metal component when less, and then moving the upper punch forward after moving the partition tube backward or while moving the partition tube backward, A powder molding apparatus characterized in that the first and second powders are compressed.
前記仕切り筒の内周面および外周面の少なくとも一方に、その全周に亙って凹凸部が形成されていることを特徴とする粉末成形装置。 The powder molding apparatus according to claim 5, wherein
A powder forming apparatus, wherein at least one of an inner peripheral surface and an outer peripheral surface of the partition tube is provided with an uneven portion over the entire periphery.
請求項5または6に記載の粉末成形装置を用い、前記圧粉体を成形することを特徴とする圧粉体の製造方法。
A method for producing a green compact for forming a green compact for forming the sliding member according to any one of claims 1 to 4 by sintering,
A method for producing a green compact, comprising using the powder molding apparatus according to claim 5 or 6 to form the green compact.
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