JPS6016511B2 - 高強度および高含油率を有する焼結含油軸受 - Google Patents

高強度および高含油率を有する焼結含油軸受

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JPS6016511B2
JPS6016511B2 JP3882078A JP3882078A JPS6016511B2 JP S6016511 B2 JPS6016511 B2 JP S6016511B2 JP 3882078 A JP3882078 A JP 3882078A JP 3882078 A JP3882078 A JP 3882078A JP S6016511 B2 JPS6016511 B2 JP S6016511B2
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JP
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oil
bearings
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oil content
powder
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JP3882078A
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邦夫 小原
通 河野
弘志 澤口
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Mitsubishi Metal Corp
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Mitsubishi Metal Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、粉末冶金法によって製造された高強度おび
高含油率を有する青銅系焼結含油軸受に関するものであ
る。
一般に、焼結舎油軸受は、多孔質競結体の組織内に存在
する空孔に油を含浸させたものからなり、無給油状態使
用されるものであるため、特にその使用状態が苛酷であ
ったり、長時間運転に供される場合には、油が次第に酸
化消耗し、やがては軸受性能が低下して焼付きを起して
使用不能となる。
このため焼結合油軸受の含油率は大きければ大きいほど
良いことになるが、あまり含油率を大きくすると圧環強
度が低下するようになって望ましくなく、そこでJIS
規格でも含油率と圧環強度の最低値が規定されている。
従来、代表的塚結合油軸受として、JIS規格にも規定
されている青銅系競結含油軸受(組成一Sn:8〜11
%、C:3%以下、その他:0.5%以下、Cu:残り
、含油率:18容量%以上、圧環強度:15k9/磯以
上と規定されている)が知られている。
前記青銅系焼結合油軸受は、Cu粉末とSno粉末とか
らなる混合粉末より1〜池n/地の圧力で圧粉体を成形
し、前記圧粉体を環元性雰囲気中、温度:700〜80
0二○で暁結することによって製造されるものであり、
前記暁結においては、まずSnが焼絹温度への昇温過程
で溶融し、まわりのタC叫粉末と反応してSn濃度の高
いCu−Sn化合物を形成して固化し、ついでより・高
温への昇温に伴って前記Cu−Sn化合物は再び溶融し
、比較的Sn濃度の低いCu−Sn化合物となって固化
し、このように溶融−固化−再溶融−固化の工程を繰り
返し0て行くうちに、Snは次第にCuマトリックス中
へ拡散して均質で強度の高いCu−Sn固溶体が形成さ
れるようになるものであり、前記圧粉体においてSn粉
体によって占められていた部分が、後に油を含浸させた
時に良好な油溜の役割を果たす夕”S境流出子しとなる
ものである。このようにして製造された上記青鋼系含油
軸受は、JIS規定を満足する含油率および庄環強度を
もつが、これを苛酷な運転条件下で使用した場合には、
含油率不足により満足な軸受寿命を示さないものであっ
た。
そこで、運転時の境界潤滑面での摩擦係数を下げる目的
で上記従釆青銅系焼絹舎油軸受に、黒鉛、硫化モリブデ
ン、Pb、およびPb合金などの潤滑成分を含有させて
苛酷な運転条件にも耐える青銅系嘘結合油軸受が開発さ
れたが、この青銅系齢結合油軸受の場合、黒鉛や硫化モ
リブデンなどを多量に含有させると、マトリックスが分
断されて強度が低下するようになり、この強度低下を補
うために、圧粉体成形時の圧力を高めると、含油軸受に
必須の含油率が低下し、また同様の暁結温度を高くする
と前記の潤滑成分が分解・飛散するようになり、さらに
PbおよびPd合金などが含有する場合に暁精温度を高
くすると、液相焼綾現象が活発なって密度上昇や封孔現
象(含油孔となる関孔が減少する現象)が起り、含油率
の低下をまねくなどの問題があった。
本発明者等は、上述のような観点から、高い含油率およ
び強度を有し、苛酷な運転条件下においても長時間の使
用に耐える暁結含油軸受を得べく、特に上記の従来青銅
系焼結合油軸受について研究を行なった結果、上記従来
青銅系焼結舎油軸受に、P(りん)を含有させると、そ
の製造工程における焼綾に際して、Cuマトリックスへ
のSnおよびPの合金化が促進されるようになる一方、
Cuマトリックス中にSnと共に固溶したPにはCuへ
のSnの固熔度を減少させる効果(この結果Sn含有量
を増加させたと同じ効果が得られる)があるので、強靭
なCu−Sn−P合金が成されるようになり、また液相
量も相対的に増大するようになるので、マトリックスが
膨張この結果密度が低下することになる)するようにな
ると共に、”Sn流出孔″も粗大となることから、空孔
率(油率)の高いものとなるという知見を得たのである
この発明は、上誌知見にもとずいてなされたもので、S
n:9%超〜11%, P:0.2〜1.7%, を含有し、さらに必要に応じて、 黒鉛、二硫化モリブデン、およびPbのうちの1種また
は2種以上からなる潤滑成分:3〜10%、を含有し、
残りがCuと不可避不純物かなる組成(以上重量%)を
有する強度(圧環強度)および含油率の高い暁結合油軸
受に特徴を有するものである。
つぎに、この発明の暁結含油軸受において、成分組成を
上記の通り限定した理由を説明する。
‘a’SnSn成分は、上誌のようにCuマトリックス
中へ固溶し拡散して均質で強度の高いCu−Sn団溶体
を形成するばかりでなく、後に油を含浸させた時に良好
な油溜の役割を果たすuSn流出孔″を形成するのに不
可欠な成分であるが、その含有量が〜9%以下では、P
成分との共存において高強度および高含油率の糠結軸受
を製造することができず、一方11%を越えて含有させ
ても、前記の作用に顕著な向上効果が見られないことか
ら、その含有量を9%超〜11%と定めた。
‘b’P P成分には、上記のようにSn成分との共存において、
Cuマトリックス中へ固溶し、強靭なCu−Sn−P溶
体を形成して軸受の強度を向上させ、かつCuへのSn
の固溶度を減少させ、もってSn含有量を増加ごたと同
じ効果を発揮させ、さらに凝結時における液相量を増加
せてマトリックスを膨張させると共に、Sn流出孔を粗
大ならしめ、もって空孔率(含油率)を増大ならしめる
作用があるが、その含有量が0.2%未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方1.7%を越えて含有さ
せると、焼給中に生成する液相量が過大となって、いわ
ゆる液相焼給象が発生し、密度上昇や封孔現象をまねし
、て空孔率の低下をきたすようになることから、その含
有量を0.2〜1.7%と定めた。
(c} 潤滑成分 こられの成分には潤滑作用があるので、特に潤滑性が要
求される場合に必要に応じて含有されるが、その含有量
が3%未満では所望の潤滑効果を確保することができず
、一方10%を越えて含有させると、軸受の強度が低下
し、高強度を確保するのが困難になることから、その含
有量を3〜10%と定めた。
ついで、この発明の焼結合油軸受を実施例により説明す
る。
実施例 1 粒度:10肌esh以下の電解Cu粉末、粒度:35皿
eSh以下のァトマィズSn粉末、および粒度:35仇
hesh以下のアトマイズCu−P合金(Cu−8.4
%P共晶合金)粉末を用意し、これら原料粉末をそれぞ
れ第1表に示される配合組成に配合し、混合し、この結
果得られた混合粉末より圧力:3のn/ので圧粉体を成
形し、前記圧粉体を水素雰囲気中、温度:650午0に
3び分保持して暁結することによって、実質的に配合組
成と同一の成分組成をもって本発明暁結含油軸受(以下
本発明軸受という)1〜3、従来競結合油軸受、(以下
従来軸受という)1、およびP含有量が本発明範囲から
高い方に外れた組成をもつ比鮫焼縞含油軸受(以下比較
軸受という)1をそれぞれ製造した。
* ついで、この結果得られた本発明軸受1〜3、従来
軸受1および比較軸受1の密度比、圧環強度、および含
油率を測定した。この測定結果を第1表に合せて示した
。第1表に示されるように、本発明軸受1〜3は、従来
軸受1に比して圧環強度および含油率とも相対的に高く
なっており、P含有による改善が著しいことが明白であ
る。
しかしPを本発明範囲から高い方に外れて含有した比較
軸受においては、圧環強度が著しく高くなる一方、含油
率が極端に低下したものになっており、含油軸受に必須
の高い圧環強度と高い含油率とを兼ね備えたものにはな
つていない。実施例 2 実施例1で用意した原料粉末のほかに、さらに第1表粒
度35仇hesh以下の天然黒鉛粉末および平均粒径0
〜60仏mの硫化モリブデン(以下MoS2で示す)粉
末を用意し、これら原料粉末をそれぞれ第2表に示され
る配合組成に配合し、この配合粉末より実施例1におけ
ると同一の条件で実質的に配合組成と同一の成分組成を
もった本発明軸受4〜13比較軸受2〜5、および従来
軸受2〜5をそれぞれ製造し、実施例1におけると同機
に密度比、圧環強度、および含油率を測定した。
この側o定結果を第2表に合せて示した。2 第2表に示される結果から明らかなように、Pを本発明
範囲内で含有した本発明軸受4〜13はいずれも、Pを
含有しない従釆軸受2〜5に比して、特に含油率が著し
く改善されたものになっている。
またPの含有量が本発明範囲から低い方に外れた比較軸
受2,4においては、特に含油率に所望の改善効果が見
られず、一方同じく高い方に外れた比較軸受3,5にお
いては、圧環強度に改善は見られるものの、含油率は従
来軸受に比して低いものになっている。*実施例 3 実施例1で用意した原料粉末のほかに、さらに粒度20
仇hesh以下のアトマィズPb粉末および粒度35仇
hesh以下の天然黒鉛粉末を用意し、これら原料粉末
をそれぞれ第3表に示される配合組成に配合し、この配
合粉末より焼結温度を700qoとする以外は実施例1
におけると同一の条件にて実質的に配合組成と同一の成
分組成をもった本発明軸受14〜19比較軸受6〜9、
および従第3表 来軸受6,7をそれぞれ製造し、実施例1におけると同
様に密度比、圧環強度、および含油率を測定した。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 Sn:9超〜11%, P:0.2〜1.7%, を含有し、残りがCuと不可避不純物からなる組成(以
    上重量%)を有することを特徴とする高強度および高含
    油率を有する焼結含油軸受。 2 Sn:〜9%超〜11%, P:0.2〜1.7%, を含有し、さらに 黒鉛、二硫化モリブデン、およびPbのうちの1種ま
    たは2種以からなる潤滑成分:3〜10%,を含有し、
    残りがCuと不可避不純物からなる組成(以上重量%)
    を有することを特徴とする高強度および高含油率を有す
    る焼結含油軸受。
JP3882078A 1978-04-04 1978-04-04 高強度および高含油率を有する焼結含油軸受 Expired JPS6016511B2 (ja)

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