JP2805026B2 - なじみ性に優れた鉄粉焼結軸受材料の製造法 - Google Patents
なじみ性に優れた鉄粉焼結軸受材料の製造法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 「発明の目的」 本発明はなじみ性に優れた鉄粉焼結軸受材料の製造法
に係り、一般的に求められる強度特性を具備しながら摩
擦係数が小さくて軸受性能に優れ、しかも鉄粉のみによ
る低コストな焼結軸受材料の好ましい製造法を提供しよ
うとするものである。
に係り、一般的に求められる強度特性を具備しながら摩
擦係数が小さくて軸受性能に優れ、しかも鉄粉のみによ
る低コストな焼結軸受材料の好ましい製造法を提供しよ
うとするものである。
（産業上の利用分野） 各種軸受材として用いられる鉄粉焼結材料の製造技
術。
術。
なお本発明において、鉄粉焼結軸受材料とは、金属材
料として鉄粉のみを用い、これに適宜潤滑剤を添加して
圧縮成形焼結することを意味するもので、従来鉄粉が50
wt％以上用いられ、これに銅系または鉛系金属粉を配合
したものに対して採用されている鉄系焼結材料とは鉄粉
のみを金属材料とすることにおいて異なっている。
料として鉄粉のみを用い、これに適宜潤滑剤を添加して
圧縮成形焼結することを意味するもので、従来鉄粉が50
wt％以上用いられ、これに銅系または鉛系金属粉を配合
したものに対して採用されている鉄系焼結材料とは鉄粉
のみを金属材料とすることにおいて異なっている。
（従来の技術） JIS B1581などに規定されているように焼結含油軸受
としては銅系のものと、鉄系のものとがある。
としては銅系のものと、鉄系のものとがある。
これらの軸受において一般に銅系のものはなじみ性に
優れた軸受材料として高い評価を受けているが、鉄系の
ものは銅系のものに比し、なじみ性においては劣るもの
の原料が安価であることから近時においては多量に使用
されている。
優れた軸受材料として高い評価を受けているが、鉄系の
ものは銅系のものに比し、なじみ性においては劣るもの
の原料が安価であることから近時においては多量に使用
されている。
なお、特開昭51−112712号においては、具体例として
鉄、銅または鉄と鉛および銅の金属配合粉を用い、800
〜1000℃で低温焼結することが発表されている。
鉄、銅または鉄と鉛および銅の金属配合粉を用い、800
〜1000℃で低温焼結することが発表されている。
又本発明者等は特開昭56−90954や特開昭56−96001の
如きを提案し、鉄粉の青銅粉や黄銅粉を配合して焼結す
ることを発表しており、このような青銅粉などの添加で
1000℃以下で焼結することも可能となるが、一般に鉄系
材料の焼結に当っては日本粉末冶金工業会編著（技術書
院昭和62年発行）の「焼結機械部品、その設計と製造」
328頁に記載されているように焼結温度は1000〜1200℃
が採用されている。
如きを提案し、鉄粉の青銅粉や黄銅粉を配合して焼結す
ることを発表しており、このような青銅粉などの添加で
1000℃以下で焼結することも可能となるが、一般に鉄系
材料の焼結に当っては日本粉末冶金工業会編著（技術書
院昭和62年発行）の「焼結機械部品、その設計と製造」
328頁に記載されているように焼結温度は1000〜1200℃
が採用されている。
（発明が解決しようとする課題） 上記のように1000〜1200℃で焼結された従来の鉄系焼
結材料においてはそのなじみ性が好ましいものではな
い。又摩擦係数も高いものであるから実際の軸受として
の性能は必ずしも満足すべきものでない。
結材料においてはそのなじみ性が好ましいものではな
い。又摩擦係数も高いものであるから実際の軸受として
の性能は必ずしも満足すべきものでない。
従って高価な銅系軸受材などを採用せざるを得ない場
合が多く、折角の低コスト性を充分に利用することがで
きない。
合が多く、折角の低コスト性を充分に利用することがで
きない。
特開昭51−112712号や特開昭56−90954号、特開昭56
−96001号によるものにおいては、その具体例としては
銅系または鉛系のような鉄粉に対し他の金属粉末をも添
加することによって焼結温度を低下し得るとしても添加
された他の金属粉末によって相当に高価とならざるを得
ない。しかも銅系などの他の金属粉末添加量が10〜20％
のように少ないものにおいてはその摩擦係数が高く、な
じみ性において鉄粉のみを用いた焼結材料に近いものと
ならざるを得ないし、また特開昭51−112712号における
添付図面の図表では800〜1050℃の広範囲に亘って焼結
処理した結果が示されているが、騒音レベルの低い焼結
温度920℃以下のものにおいてはその圧環強度からして
α相領域における固体拡散による焼結がなされているも
のと認められず、従ってまた純度98％以上の純鉄粉のみ
を用いた焼結金属が得られているものでないことも明ら
かである。
−96001号によるものにおいては、その具体例としては
銅系または鉛系のような鉄粉に対し他の金属粉末をも添
加することによって焼結温度を低下し得るとしても添加
された他の金属粉末によって相当に高価とならざるを得
ない。しかも銅系などの他の金属粉末添加量が10〜20％
のように少ないものにおいてはその摩擦係数が高く、な
じみ性において鉄粉のみを用いた焼結材料に近いものと
ならざるを得ないし、また特開昭51−112712号における
添付図面の図表では800〜1050℃の広範囲に亘って焼結
処理した結果が示されているが、騒音レベルの低い焼結
温度920℃以下のものにおいてはその圧環強度からして
α相領域における固体拡散による焼結がなされているも
のと認められず、従ってまた純度98％以上の純鉄粉のみ
を用いた焼結金属が得られているものでないことも明ら
かである。
「発明の構成」 （課題を解決するための手段） 本発明は上記したような従来のものにおける課題を解
決するように検討を重ね、工業的に広く採用されている
JIS H2601による鉄粉を用いてなじみ性に優れた軸受材
料を得ることに成功したものであって、以下の如くであ
る。
決するように検討を重ね、工業的に広く採用されている
JIS H2601による鉄粉を用いてなじみ性に優れた軸受材
料を得ることに成功したものであって、以下の如くであ
る。
金属粉末としてFe:98.0wt％以上の鉄粉のみを圧縮成
形してから800℃以上910℃以下の温度でα相領域におけ
る固体拡散によって焼結することを特徴とするなじみ性
に優れた鉄粉焼結軸受材料の製造法。
形してから800℃以上910℃以下の温度でα相領域におけ
る固体拡散によって焼結することを特徴とするなじみ性
に優れた鉄粉焼結軸受材料の製造法。
（作用） 金属粉末としてFe:98.0wt％以上の鉄粉のみを用いる
ことにより、JIS H2601に規定された還元法、電解法、
噴霧法による各種純鉄粉のみを採用して低コストに製品
を得しめる。
ことにより、JIS H2601に規定された還元法、電解法、
噴霧法による各種純鉄粉のみを採用して低コストに製品
を得しめる。
前記のように金属粉末としてFe:98％以上の鉄粉のみ
を用い圧粉成形されたものを800〜910℃で焼結すること
によりα相領域における固体拡散によって焼結が行わ
れ、圧環強度15kg/mm2以上を適切に得しめる。即ち金属
粉末としてFe:98％以上の鉄粉のみの圧粉成形体とする
ことにより、銅その他の元素との合金化によるミクロ硬
度の上昇をなからしめてなじみ性を良好に維持し、また
このような純度の高い鉄粉のみによる圧粉成形体を上記
温度で焼結することにより従来の焼結技術における如
く、α相→γ相→α相の相変態を経ることなしに固体拡
散によって焼結せしめて適切な強度を得しめ、しかも焼
結体のなじみ性を良好とし、摩擦係数の小さい製品を得
しめる。
を用い圧粉成形されたものを800〜910℃で焼結すること
によりα相領域における固体拡散によって焼結が行わ
れ、圧環強度15kg/mm2以上を適切に得しめる。即ち金属
粉末としてFe:98％以上の鉄粉のみの圧粉成形体とする
ことにより、銅その他の元素との合金化によるミクロ硬
度の上昇をなからしめてなじみ性を良好に維持し、また
このような純度の高い鉄粉のみによる圧粉成形体を上記
温度で焼結することにより従来の焼結技術における如
く、α相→γ相→α相の相変態を経ることなしに固体拡
散によって焼結せしめて適切な強度を得しめ、しかも焼
結体のなじみ性を良好とし、摩擦係数の小さい製品を得
しめる。
なお焼結温度の下限を800℃とすることにより軸受材
料としての圧環強度の如き必要強度を確保する。またそ
の上限を910℃とすることによりそれなりに浸炭性雰囲
気であっても温度条件が低いことから浸炭が殆んど起ら
ず、浸炭硬化によるなじみ性劣化を回避する。
料としての圧環強度の如き必要強度を確保する。またそ
の上限を910℃とすることによりそれなりに浸炭性雰囲
気であっても温度条件が低いことから浸炭が殆んど起ら
ず、浸炭硬化によるなじみ性劣化を回避する。
（実施例） 本発明によるものの具体的な実施例について説明する
と、先ず本発明で用いる鉄粉は、JIS H2601に規定され
る如くであって、その化学成分％は次の第１表に示すよ
うな還元法、電解法、憤霧法の何れかによるFe:98％以
上のものを適宜に採用し得る。
と、先ず本発明で用いる鉄粉は、JIS H2601に規定され
る如くであって、その化学成分％は次の第１表に示すよ
うな還元法、電解法、憤霧法の何れかによるFe:98％以
上のものを適宜に採用し得る。
上記した第１表のような純鉄粉を用い具体的に得た製
造例について示すと以下の如くである。
造例について示すと以下の如くである。
製造例１ 市販の鉱石還元鉄粉（−80メッシュ）のものに潤滑剤
としてステアリン酸亜鉛を0.5％添加して内径6mm、外径
12mm、全長6mmでサイジング後の含油率20vol％の円筒形
状に圧縮成形した。次にこのものを、アンモニア分解ガ
ス中で、焼結温度800℃にて焼結し、サイジングして内
径6.01mm、外径12.00mm、全長6mmの軸受形状とし、ター
ビン油を含浸して圧環強度が16.3kg/mm2の焼結含油軸受
を得た。
としてステアリン酸亜鉛を0.5％添加して内径6mm、外径
12mm、全長6mmでサイジング後の含油率20vol％の円筒形
状に圧縮成形した。次にこのものを、アンモニア分解ガ
ス中で、焼結温度800℃にて焼結し、サイジングして内
径6.01mm、外径12.00mm、全長6mmの軸受形状とし、ター
ビン油を含浸して圧環強度が16.3kg/mm2の焼結含油軸受
を得た。
製造例２ 市販鉱石還元鉄粉（−80メッシュ）を製造例１と同様
に圧縮成形、焼結、サイジングし、軸受とした。但し焼
結温度は860℃とした。得られた軸受の圧環強度は21.4k
g/mm2であった。
に圧縮成形、焼結、サイジングし、軸受とした。但し焼
結温度は860℃とした。得られた軸受の圧環強度は21.4k
g/mm2であった。
製造例３ 市販の鉄石還元鉄粉（−80メッシュ）を製造例１、２
と同様の方法で処理し軸受とした。但し焼結温度は910
℃としたが、得られた軸受の圧環強度は24.8kg/mm2であ
った。
と同様の方法で処理し軸受とした。但し焼結温度は910
℃としたが、得られた軸受の圧環強度は24.8kg/mm2であ
った。
製造例４ 市販の噴霧鉄粉（−100メッシュ）のものに潤滑剤と
してステアリン酸亜鉛を0.5％添加して製造例１〜３と
同様に内径6mm、外径12mm、全長6mmでサイジング後の含
油率20vol％の円筒形状に圧縮成形した。次にこのもの
を、アンモニア分解ガス中で、焼結温度860℃にて焼結
し、サイジングして内径6.01mm、外径12.00mm、全長6mm
の軸受形状とし、タービン油を含浸して焼結含油軸受と
した。この軸受についての圧環強度は20.5kg/mm2であっ
た。
してステアリン酸亜鉛を0.5％添加して製造例１〜３と
同様に内径6mm、外径12mm、全長6mmでサイジング後の含
油率20vol％の円筒形状に圧縮成形した。次にこのもの
を、アンモニア分解ガス中で、焼結温度860℃にて焼結
し、サイジングして内径6.01mm、外径12.00mm、全長6mm
の軸受形状とし、タービン油を含浸して焼結含油軸受と
した。この軸受についての圧環強度は20.5kg/mm2であっ
た。
製造例５ 製造例４と同じに得られた圧縮成形体を焼結温度910
℃で焼結し、以下同様の工程で処理し焼結含油軸受とし
たが、その圧環強度は22.1kg/mm2であった。
℃で焼結し、以下同様の工程で処理し焼結含油軸受とし
たが、その圧環強度は22.1kg/mm2であった。
製造例６ 市販の分解鉄粉（−60メッシュ）と潤滑剤（ステアリ
ン酸亜鉛）を製造例１〜５の場合と同じ寸法で且つ同様
の方法で成形し、860℃で焼結してからサイジング処理
しタービン油を含浸せしめて含油軸受としたところ、こ
のものの圧環強度は20.1kg/mm2であった。
ン酸亜鉛）を製造例１〜５の場合と同じ寸法で且つ同様
の方法で成形し、860℃で焼結してからサイジング処理
しタービン油を含浸せしめて含油軸受としたところ、こ
のものの圧環強度は20.1kg/mm2であった。
比較例１ 製造例１と同じ条件で圧縮成形したサンプルをアンモ
ニア分解ガス中で、1150℃で焼結した後、サイジングし
て製造例１と同じ寸法で圧環強度が31.8kg/mm2の軸受と
した。
ニア分解ガス中で、1150℃で焼結した後、サイジングし
て製造例１と同じ寸法で圧環強度が31.8kg/mm2の軸受と
した。
比較例２ 製造例１と同じに得られた圧縮成形体を、焼結温度95
0℃で焼結し、以下同様の工程を経しめて焼結含油軸受
とした。この軸受の圧環強度は26.9kg/mm2であった。
0℃で焼結し、以下同様の工程を経しめて焼結含油軸受
とした。この軸受の圧環強度は26.9kg/mm2であった。
上記のようにして得られた本発明の製造例および比較
例に関し、代表的に製造例１〜６および比較例１、２に
ついて各PV値（軸受内径の単位面積にかかる軸荷重と軸
の摺動速度の積）における摩擦係数を測定した結果は次
の第２表の如くであって、添付図面に要約して示される
如くである。
例に関し、代表的に製造例１〜６および比較例１、２に
ついて各PV値（軸受内径の単位面積にかかる軸荷重と軸
の摺動速度の積）における摩擦係数を測定した結果は次
の第２表の如くであって、添付図面に要約して示される
如くである。
即ち、本発明によるものが摩擦係数において、特にPV
値1000以上で大幅に低減しており、軸材に対するなじみ
性に優れたものであることが確認された。又焼結温度が
低いほど小さい摩擦係数を示すこととなるが、800℃以
下では焼結体としての強度が不都合であった。
値1000以上で大幅に低減しており、軸材に対するなじみ
性に優れたものであることが確認された。又焼結温度が
低いほど小さい摩擦係数を示すこととなるが、800℃以
下では焼結体としての強度が不都合であった。
なお前記した製造例１の鉱石還元鉄粉に代え、ミルス
ケール還元鉄粉を用いることについても検討したが、鉱
石還元鉄粉の場合とほぼ同様の結果が得られ、又アンモ
ニア分解ガスに代えて水素ガスや炭化水素変成ガスを用
いた場合においてもその結果は同様であった。
ケール還元鉄粉を用いることについても検討したが、鉱
石還元鉄粉の場合とほぼ同様の結果が得られ、又アンモ
ニア分解ガスに代えて水素ガスや炭化水素変成ガスを用
いた場合においてもその結果は同様であった。
更に別の比較例として鉱石還元鉄粉90％に銅粉10％を
添加混合したもの（比較例３）、および鉄石還元鉄粉90
％に青銅粉10％添加混合したもの（比較例４）について
圧粉成形後1040℃で焼結し、タービン油を20vol.％含有
させた比較例について、各PV値（kgf・m/cm2・min）に
おける摩擦係数を測定した結果は次の第３表の如くであ
る。また圧環強度は比較例３のものは32.5kg/mm2であ
り、比較例４のものは34.6kg/mm2であった。
添加混合したもの（比較例３）、および鉄石還元鉄粉90
％に青銅粉10％添加混合したもの（比較例４）について
圧粉成形後1040℃で焼結し、タービン油を20vol.％含有
させた比較例について、各PV値（kgf・m/cm2・min）に
おける摩擦係数を測定した結果は次の第３表の如くであ
る。また圧環強度は比較例３のものは32.5kg/mm2であ
り、比較例４のものは34.6kg/mm2であった。
即ちこれら比較例３、４の銅または青銅を10％添加し
たものにおいては全般的に前記比較例１、２のものより
摩擦係数が高くなることが知られた。
たものにおいては全般的に前記比較例１、２のものより
摩擦係数が高くなることが知られた。
「発明の効果」 以上説明したような本発明によるときは金属粉末とし
て純鉄粉のみを用いることにより800℃以上910℃以下の
焼結温度で固体拡散により有効な強度特性を具備した焼
結を図り、しかも軸材に対するなじみ性が良好で摩擦係
数が低く、使用時における昇熱なども少ない軸受材を低
コストに得しめることができるものであって工業的にそ
の効果の大きい発明である。
て純鉄粉のみを用いることにより800℃以上910℃以下の
焼結温度で固体拡散により有効な強度特性を具備した焼
結を図り、しかも軸材に対するなじみ性が良好で摩擦係
数が低く、使用時における昇熱なども少ない軸受材を低
コストに得しめることができるものであって工業的にそ
の効果の大きい発明である。
図面は本発明の技術的内容を示すものであって、本発明
の各製造例と比較例についてのPV値と摩擦係数の関係を
要約して示した図表である。
の各製造例と比較例についてのPV値と摩擦係数の関係を
要約して示した図表である。
Claims (1)
- 【請求項１】金属粉末としてFe:98.0wt％以上の鉄粉の
みを圧縮成形してから800℃以上910℃以下の温度でα相
領域における固体拡散によって焼結することを特徴とす
るなじみ性に優れた鉄粉焼結軸受材料の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2202589A JP2805026B2 (ja) | 1990-08-01 | 1990-08-01 | なじみ性に優れた鉄粉焼結軸受材料の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2202589A JP2805026B2 (ja) | 1990-08-01 | 1990-08-01 | なじみ性に優れた鉄粉焼結軸受材料の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0488102A JPH0488102A (ja) | 1992-03-23 |
| JP2805026B2 true JP2805026B2 (ja) | 1998-09-30 |
Family
ID=16459988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2202589A Expired - Fee Related JP2805026B2 (ja) | 1990-08-01 | 1990-08-01 | なじみ性に優れた鉄粉焼結軸受材料の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2805026B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111727094A (zh) * | 2018-03-22 | 2020-09-29 | Ntn株式会社 | 机械部件及其制造方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6482923B2 (ja) * | 2015-03-27 | 2019-03-13 | Ntn株式会社 | 軸受装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51112712A (en) * | 1975-03-29 | 1976-10-05 | Mitsubishi Metal Corp | Method of producing a sintered oil immersion bearing |
-
1990
- 1990-08-01 JP JP2202589A patent/JP2805026B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111727094A (zh) * | 2018-03-22 | 2020-09-29 | Ntn株式会社 | 机械部件及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0488102A (ja) | 1992-03-23 |
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