JPS6086201A - 摺動摩耗特性に優れた鉄系焼結材料の製造方法 - Google Patents
摺動摩耗特性に優れた鉄系焼結材料の製造方法Info
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- JPS6086201A JPS6086201A JP19246383A JP19246383A JPS6086201A JP S6086201 A JPS6086201 A JP S6086201A JP 19246383 A JP19246383 A JP 19246383A JP 19246383 A JP19246383 A JP 19246383A JP S6086201 A JPS6086201 A JP S6086201A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、摺動摩耗特性に優れた鉄系焼結材料の製造方
法に関するものである。
法に関するものである。
従来から、6磯部品などのうち摺動摩耗特性が必要とさ
れる部品には、使用命件が高負荷重下、であるため、侵
れた摺動摩耗特性を有する銅合金系焼結材(例えば、下
転輪ブツシュに用いるLBC3など)が使用されている
。このような銅合金系焼結材は、鉄系焼結材に比べて摺
動摩耗特性に優れる反面、高価であるという欠点がある
。
れる部品には、使用命件が高負荷重下、であるため、侵
れた摺動摩耗特性を有する銅合金系焼結材(例えば、下
転輪ブツシュに用いるLBC3など)が使用されている
。このような銅合金系焼結材は、鉄系焼結材に比べて摺
動摩耗特性に優れる反面、高価であるという欠点がある
。
このため、これらの銅合金系焼結材に代る安価でかつ摺
動摩耗特性に優れる材料の開発が要望されている。
動摩耗特性に優れる材料の開発が要望されている。
鉄系焼結材は銅合金系焼結材に比べて安価であるだめ、
最近になって鉄系焼結材を見直す動きがある。しかし、
従来、鉄系焼結材としてはFe−Cu、−C系が主とし
て使用されていたが、Fe −Cu、−C系ではFe粒
千間のl結合部にFe−Cu、合金が形成されて強固と
なるものの、濡れ性が悪く、摺@摩耗下においては初期
なじみなど潤滑性能の点や運転性能の点で問題があった
。
最近になって鉄系焼結材を見直す動きがある。しかし、
従来、鉄系焼結材としてはFe−Cu、−C系が主とし
て使用されていたが、Fe −Cu、−C系ではFe粒
千間のl結合部にFe−Cu、合金が形成されて強固と
なるものの、濡れ性が悪く、摺@摩耗下においては初期
なじみなど潤滑性能の点や運転性能の点で問題があった
。
また、多孔質材料である上記のような焼結材が適用され
る含油軸受は、一般に焼結材のみで構成されており、機
械的強度が弱いという欠点がある。
る含油軸受は、一般に焼結材のみで構成されており、機
械的強度が弱いという欠点がある。
従って、本発明の目的は、摺動摩耗特性に優れると共に
機械的強度の高い安価な鉄系焼結材及びその製造方法を
提供することにある。
機械的強度の高い安価な鉄系焼結材及びその製造方法を
提供することにある。
本発明者らの研究によると、前記Fg−Cu、−C系の
鉄系焼結材の問題点を解決するには、Fe−Cu、i、
fベースとして、これにHに含有させることにより、優
れた摺動摩耗特性を付与できるということ、すなわち、
Pbは摺動摩耗時にPhOなどの酸化皮膜を生成して摩
耗面を保詐することにより高負荷重下での摺動摩耗特性
を向上させることができることを見出し、また機械的強
度を上げるためには焼結材とバックメタルとで構成する
必要があるとの結論に達し、本発明を完成するに至った
ものである。
鉄系焼結材の問題点を解決するには、Fe−Cu、i、
fベースとして、これにHに含有させることにより、優
れた摺動摩耗特性を付与できるということ、すなわち、
Pbは摺動摩耗時にPhOなどの酸化皮膜を生成して摩
耗面を保詐することにより高負荷重下での摺動摩耗特性
を向上させることができることを見出し、また機械的強
度を上げるためには焼結材とバックメタルとで構成する
必要があるとの結論に達し、本発明を完成するに至った
ものである。
本発明に係る鉄系焼結材料の製造方法は、上記の知見に
基づき、鉄粉、銅粉及び鉛粉の混合物をバックメタル上
に散布し、これを高温下で焼結した後、圧下率50〜8
0係で圧延することを特徴とするものである。
基づき、鉄粉、銅粉及び鉛粉の混合物をバックメタル上
に散布し、これを高温下で焼結した後、圧下率50〜8
0係で圧延することを特徴とするものである。
本発明に係る鉄系焼結材料の製造工程の一例を第1図に
示し、以下、第1図に示す工程図に基づき説明する。
示し、以下、第1図に示す工程図に基づき説明する。
まず、鉄粉、銅粉及び鉛粉を所定の重量に秤量した後、
V型混合機などで混合する。鉄粉としては還元鉄粉が、
銅粉としては電解銅粉が、また鉛粉としては噴霧鉛粉が
好適に使用できる。
V型混合機などで混合する。鉄粉としては還元鉄粉が、
銅粉としては電解銅粉が、また鉛粉としては噴霧鉛粉が
好適に使用できる。
各粉末の粒度は、例えば還元鉄粉は100メツシユ以下
、電解銅粉は200メツシユ以下、噴霧鉛粉は200メ
ツシユ以下が好適な範囲であり、この条件を超えると粉
粒と粉粒の結合力が弱くなるので好ましくない。
、電解銅粉は200メツシユ以下、噴霧鉛粉は200メ
ツシユ以下が好適な範囲であり、この条件を超えると粉
粒と粉粒の結合力が弱くなるので好ましくない。
次いで、上記粉末混合物を、予め常法に従って脱脂処理
を行なったバックメタルに適当な手段により散布し、こ
れを好適には不活性雰囲気中、例えば別雰囲気中で約9
00°Cにて焼結を行なう。バックメタルとしては鋼板
もしくけ鋼合金、好適には銅メツキ処理した鋼板などが
使用できる。焼結体との密着性を良くするためには、銅
メッキ鋼板を用いた方が好ましい。その後、約l to
n/cm2程度で好ましくは圧下率50〜80%になる
ように圧延し、所定の厚さに成形する。
を行なったバックメタルに適当な手段により散布し、こ
れを好適には不活性雰囲気中、例えば別雰囲気中で約9
00°Cにて焼結を行なう。バックメタルとしては鋼板
もしくけ鋼合金、好適には銅メツキ処理した鋼板などが
使用できる。焼結体との密着性を良くするためには、銅
メッキ鋼板を用いた方が好ましい。その後、約l to
n/cm2程度で好ましくは圧下率50〜80%になる
ように圧延し、所定の厚さに成形する。
圧下率が80%を超えると、油溜として作用するポーラ
ス地が得られないので好ましくなく、一方、50チ未満
の場合には粉粒と粉粒の結合効果が簿いので好ましくな
い。その稜さらに、再び例えばAr雰囲気中で約900
°Cにて焼結を行ない、約1 ton /am”程度で
圧延を行なう。
ス地が得られないので好ましくなく、一方、50チ未満
の場合には粉粒と粉粒の結合効果が簿いので好ましくな
い。その稜さらに、再び例えばAr雰囲気中で約900
°Cにて焼結を行ない、約1 ton /am”程度で
圧延を行なう。
第1図に示す工程図の再圧延以後の工程は、第2図に示
すような形状の焼結晶についての成形工程であり、目的
焼結晶に応じて適宜の成形法が適用できる。第2図に示
すような形状の焼結晶の場合、まず焼結材の面が内周面
となるように円筒状に曲げ加工を行ない、ついで突き合
わされた端面をスポット溶接し、内径部加工を行なった
後次工程に付される。このようにして、第2図に示すよ
うな形状の摺動部品としての焼結晶が得られる。この摺
動部品は、バックメタル1と焼結材2とにより構成され
ているので、圧粉体成形による焼結晶に比べて、機械的
強度が高いという利点を有する。また、この他に、摺動
部品は、一般に嬉2図に示すように薄肉であり、通常の
圧粉体成形工程を踏むことができないので、本発明では
上記のように散布−圧延という工程が採用された。但し
、摺動摩耗特性は圧粉体成形による焼結晶と同等である
。
すような形状の焼結晶についての成形工程であり、目的
焼結晶に応じて適宜の成形法が適用できる。第2図に示
すような形状の焼結晶の場合、まず焼結材の面が内周面
となるように円筒状に曲げ加工を行ない、ついで突き合
わされた端面をスポット溶接し、内径部加工を行なった
後次工程に付される。このようにして、第2図に示すよ
うな形状の摺動部品としての焼結晶が得られる。この摺
動部品は、バックメタル1と焼結材2とにより構成され
ているので、圧粉体成形による焼結晶に比べて、機械的
強度が高いという利点を有する。また、この他に、摺動
部品は、一般に嬉2図に示すように薄肉であり、通常の
圧粉体成形工程を踏むことができないので、本発明では
上記のように散布−圧延という工程が採用された。但し
、摺動摩耗特性は圧粉体成形による焼結晶と同等である
。
先に従来のFg−Cu、−C糸の焼結材では語れ性が悪
いことを指摘したが、本発明により得られるFe −C
u、−ph系焼結材料では、Phが介在することにより
Ft及びCuとの濡れ性の改善が図れる(第3図参照)
。第3図はFe −CLL−Ph系焼結材の焼結過程を
模式的に示したものであり、第3図(A)に示す生の圧
粉体を90000で駒30分間加熱すると、第3図CB
>に示すように、まず融点の低い鉛粉粒子が溶融して圧
粉体のすき間に入ると共に鉛粉のあったところに流出空
孔4が生ずる。また、この温度では銅粉粒子の一部が給
液相中に溶解されるから、それに基づき空隙の拡大、つ
まり気孔の生長が考えられ、従って銅粉粒子が鉛粉粒子
と接していた場合には、上記鉛粉粒子の流出空孔4は銅
粉粒子が溶解した分だけわずかに大きくなる。その結果
として銅粉粒子にはやせと丸味が観察できる。これを室
温まで冷却すると第3図(C)に示すような状態となり
、圧粉体の隙間にpbが介在することとなって前記濡れ
性の問題が改善される。なお、3は圧粉体中に元来存在
する固有気孔を示し、Rts−Cujd残留乙、Lはp
b−Cu液、ALはFe −Cw金合金Cry −Ct
bilt結晶銅を示結晶前記第1図に示す工程図(使用
粉末は還元鉄粉、電解銅粉、噴霧鉛粉)に従って製作し
た本発明に係る鉄系焼結材料(Fe −+oph−3c
tbB )からなる含油軸受の耐摩耗特性を、各種焼結
材と比較して第4図に示す。なお、運転性能試験条件は
下記表−!のとおりである。
いことを指摘したが、本発明により得られるFe −C
u、−ph系焼結材料では、Phが介在することにより
Ft及びCuとの濡れ性の改善が図れる(第3図参照)
。第3図はFe −CLL−Ph系焼結材の焼結過程を
模式的に示したものであり、第3図(A)に示す生の圧
粉体を90000で駒30分間加熱すると、第3図CB
>に示すように、まず融点の低い鉛粉粒子が溶融して圧
粉体のすき間に入ると共に鉛粉のあったところに流出空
孔4が生ずる。また、この温度では銅粉粒子の一部が給
液相中に溶解されるから、それに基づき空隙の拡大、つ
まり気孔の生長が考えられ、従って銅粉粒子が鉛粉粒子
と接していた場合には、上記鉛粉粒子の流出空孔4は銅
粉粒子が溶解した分だけわずかに大きくなる。その結果
として銅粉粒子にはやせと丸味が観察できる。これを室
温まで冷却すると第3図(C)に示すような状態となり
、圧粉体の隙間にpbが介在することとなって前記濡れ
性の問題が改善される。なお、3は圧粉体中に元来存在
する固有気孔を示し、Rts−Cujd残留乙、Lはp
b−Cu液、ALはFe −Cw金合金Cry −Ct
bilt結晶銅を示結晶前記第1図に示す工程図(使用
粉末は還元鉄粉、電解銅粉、噴霧鉛粉)に従って製作し
た本発明に係る鉄系焼結材料(Fe −+oph−3c
tbB )からなる含油軸受の耐摩耗特性を、各種焼結
材と比較して第4図に示す。なお、運転性能試験条件は
下記表−!のとおりである。
表−1:運転性能試験条件
軸:材 質 5Ks(0,gs炭素鋼)外径 5.99
0〜5.993mm 運転条件:速度 約68m /4nin (3600r
pm )圧力 4〜44 k !If/mm” 第4図から明らかなように、本発明に係る鉄系焼結材料
の場合、温度上昇及び摩掠係数μは、従来の鉄系焼結材
と比べて格段に、また高価な錫合金系焼結材(LP01
)と比べても非常に低い。含油軸受の摺動摩耗特性は単
位荷重Pと値が過大にすぎると一般に急激な摩耗と温度
上昇を起こし焼付きに至る。従来の鉄系焼結材の場合に
はこの傾向が明瞭に見られる(第4図参照)が、本発明
の鉄系焼結材料(Fe −+oph−3cu)の場合に
は、高面圧下において侵れた摺動摩耗特・注を示し、し
かも高価な銅合金系焼結材よりも優れている。従って、
銅合金系焼結材と比較して摺動摩耗特性に優れると共に
、大幅な原価低減が図れるという格別の利点が得られる
。
0〜5.993mm 運転条件:速度 約68m /4nin (3600r
pm )圧力 4〜44 k !If/mm” 第4図から明らかなように、本発明に係る鉄系焼結材料
の場合、温度上昇及び摩掠係数μは、従来の鉄系焼結材
と比べて格段に、また高価な錫合金系焼結材(LP01
)と比べても非常に低い。含油軸受の摺動摩耗特性は単
位荷重Pと値が過大にすぎると一般に急激な摩耗と温度
上昇を起こし焼付きに至る。従来の鉄系焼結材の場合に
はこの傾向が明瞭に見られる(第4図参照)が、本発明
の鉄系焼結材料(Fe −+oph−3cu)の場合に
は、高面圧下において侵れた摺動摩耗特・注を示し、し
かも高価な銅合金系焼結材よりも優れている。従って、
銅合金系焼結材と比較して摺動摩耗特性に優れると共に
、大幅な原価低減が図れるという格別の利点が得られる
。
第5図に、Cuを3%に固定し、Phの含有量を変えた
本発明に係る各種鉄系焼結材料からなる各種含油軸受の
運転性能の結果を、Fe −pb系焼結材軸受(破線で
示す曲線)と比較して示す。
本発明に係る各種鉄系焼結材料からなる各種含油軸受の
運転性能の結果を、Fe −pb系焼結材軸受(破線で
示す曲線)と比較して示す。
なお、運転性能試験条件は前記光−1に示したものと同
じである。第5図を第4図と比較すれば明らかなように
、本発明に係る鉄系焼結材料では、Fe −20Pb
−3Cu系が前記鋼合金系焼結材(LP01)と同等の
性能を示す。また、Ft−Ph系煉結材あるいは第4図
に示すFe−Ctb系焼系材結材較して、Fe −30
Pb −3Cu系以下の鉛含有量で摺動摩耗特性の向上
が図れていることが解る。
じである。第5図を第4図と比較すれば明らかなように
、本発明に係る鉄系焼結材料では、Fe −20Pb
−3Cu系が前記鋼合金系焼結材(LP01)と同等の
性能を示す。また、Ft−Ph系煉結材あるいは第4図
に示すFe−Ctb系焼系材結材較して、Fe −30
Pb −3Cu系以下の鉛含有量で摺動摩耗特性の向上
が図れていることが解る。
従って、本発明に係るFe −ph −Cu系焼結材料
においては、鉛含有量は30%以下、好ましくは20チ
以下に設定すればよく、また最も好適な鉛含有qはl
OS (Fa−+0Pb−3Cw(D曲線参照)である
ことが解る。
においては、鉛含有量は30%以下、好ましくは20チ
以下に設定すればよく、また最も好適な鉛含有qはl
OS (Fa−+0Pb−3Cw(D曲線参照)である
ことが解る。
次に、鉛含有量を10%に固定し、Cu、の含有量を変
えた本発明に係る各種鉄系焼結材料からなる含油軸受の
運転性能の結果を、他種焼結材の場合と比較して第6図
に示す。第6図から明らかなように、本発明に係るFt
−Ph −Cu、系焼結材料においては、Cu、の含
有量が増えるにつれて摺動摩耗特性に優れ、Fe I
OPh −3Ctb系よりもFe −10Ph −20
Cu系が高面圧下において優れた摺動摩耗特性を示す。
えた本発明に係る各種鉄系焼結材料からなる含油軸受の
運転性能の結果を、他種焼結材の場合と比較して第6図
に示す。第6図から明らかなように、本発明に係るFt
−Ph −Cu、系焼結材料においては、Cu、の含
有量が増えるにつれて摺動摩耗特性に優れ、Fe I
OPh −3Ctb系よりもFe −10Ph −20
Cu系が高面圧下において優れた摺動摩耗特性を示す。
次に、本発明に係るFl−l0Ph −3Cu系焼結材
料から平板状試料(バックメタル付き)を作成し、耐荷
重試験及び耐久試験を行なった。その結果を第゛7図及
び第8図に示す。
料から平板状試料(バックメタル付き)を作成し、耐荷
重試験及び耐久試験を行なった。その結果を第゛7図及
び第8図に示す。
なお、耐荷重試験及び耐久試験の各テスト条件は以下の
とおりである。
とおりである。
耐荷重試験:
速 度 14.4 m1m1n
ストローク 5 Q mm
相手材 Fe12
耐久試験:
速 度 (8,Bm/min
ストローク 5Qmm
相手材 FC25
第7図に示す耐荷重試験結果から明らかなよう′に、本
発明に係る鉄系焼結材料は耐荷重が大きく、ことにスト
ローク数が伸びると顕著である。また、第8図に示す耐
久試験結果から明らかなように、本発明に係る鉄系焼結
材料の摩耗量は著しく少ない。
発明に係る鉄系焼結材料は耐荷重が大きく、ことにスト
ローク数が伸びると顕著である。また、第8図に示す耐
久試験結果から明らかなように、本発明に係る鉄系焼結
材料の摩耗量は著しく少ない。
以上のように、本発明に係る鉄系焼結材料の製造方法は
、鉄粉、銅粉及び鉛粉の混合物のバツクメタル上への散
布−焼結−圧延という工程を採るものである。従って、
得られる鉄系焼結材料は、バックメタルと焼結材とで構
成され、機械的強度が高いと共に、焼結材がFe−Ct
L系をベースとしてこれにphが含有しているため、特
に高負荷重下での摺動摩耗特性に著しく優れている。従
って、このように優れた摺動摩耗特性を有する本発明に
係る鉄系焼結材料を、現在下転幅ブツシュな゛どに使用
されている銅系焼結材から代替化することにより、大幅
なコスト低減が図れるという利点が得られる。
、鉄粉、銅粉及び鉛粉の混合物のバツクメタル上への散
布−焼結−圧延という工程を採るものである。従って、
得られる鉄系焼結材料は、バックメタルと焼結材とで構
成され、機械的強度が高いと共に、焼結材がFe−Ct
L系をベースとしてこれにphが含有しているため、特
に高負荷重下での摺動摩耗特性に著しく優れている。従
って、このように優れた摺動摩耗特性を有する本発明に
係る鉄系焼結材料を、現在下転幅ブツシュな゛どに使用
されている銅系焼結材から代替化することにより、大幅
なコスト低減が図れるという利点が得られる。
第1図は本発明に係る鉄系焼結材料の製造工程の一例を
示す工程図、第2図は焼結晶の一例を示す斜視図、第3
図(A)乃至(C)はFe−Ctb −ph系焼結材の
焼結過程の概略説明図、第4図乃至第6図は各種焼結材
からなる含油軸受の摩耗特性を示すグラフ、第7図は各
種試料の耐荷重試験結果を示すグラフ、第ε図は各種試
料の耐久試験結果を示すグラフである。 1はバックメタル、2は焼結材。 出願人 株式会社小松製作所 代理人 弁理上米 原 正 章 弁理子供 本 忠 第 1 図 」 第2図 第3図 (Al +8) (C+ 第 4 図
示す工程図、第2図は焼結晶の一例を示す斜視図、第3
図(A)乃至(C)はFe−Ctb −ph系焼結材の
焼結過程の概略説明図、第4図乃至第6図は各種焼結材
からなる含油軸受の摩耗特性を示すグラフ、第7図は各
種試料の耐荷重試験結果を示すグラフ、第ε図は各種試
料の耐久試験結果を示すグラフである。 1はバックメタル、2は焼結材。 出願人 株式会社小松製作所 代理人 弁理上米 原 正 章 弁理子供 本 忠 第 1 図 」 第2図 第3図 (Al +8) (C+ 第 4 図
Claims (1)
- 鉄粉、銅粉及び鉛粉の混合物をバックメタル上に散布し
、これを高温下で焼結した後、圧下率50〜80係で圧
延することを特徴とする。摺動摩耗特性に優れた鉄系焼
結材料の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19246383A JPS6086201A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 摺動摩耗特性に優れた鉄系焼結材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19246383A JPS6086201A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 摺動摩耗特性に優れた鉄系焼結材料の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6086201A true JPS6086201A (ja) | 1985-05-15 |
Family
ID=16291714
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19246383A Pending JPS6086201A (ja) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | 摺動摩耗特性に優れた鉄系焼結材料の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6086201A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102554235A (zh) * | 2011-10-31 | 2012-07-11 | 西安理工大学 | 一种钼铜梯度材料的制备方法 |
-
1983
- 1983-10-17 JP JP19246383A patent/JPS6086201A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102554235A (zh) * | 2011-10-31 | 2012-07-11 | 西安理工大学 | 一种钼铜梯度材料的制备方法 |
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