KR100790003B1 - Sliding bearing with oil pocket - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오일 포켓 미끄럼베어링에 관한 것으로, 접동측에 그루브(groove)가 연속적으로 형성된 금속기재; 상기 금속기재의 그루브 상부에 다수의 세그먼트 소결재를 서로 접촉하도록 배치하고 소결에 의하여 상기 금속기재와 세그먼트 소결재 간 및 상기 세그먼트 소결재 상호 간을 소결접합하여 형성한 소결층; 및 상기 소결층 및 금속기재의 그루브에 함침시킨 윤활유;를 포함하는 것을 특징으로 하며, 본 발명에 의하면, 윤활유의 함침이 용이하고, 윤활유를 대량으로 함침시킬 수 있을 뿐만 아니라, 미끄럼 운동 중 접동면으로 윤활유 공급이 원활히 이루어 질 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to an oil pocket sliding bearing, comprising: a metal base having grooves continuously formed on the sliding side; A sintered layer formed by arranging a plurality of segment sintered materials in contact with each other on the groove of the metal substrate and sintering and bonding the metal substrate and the segment sintered material and the segment sintered material to each other by sintering; And lubricating oil impregnated into the grooves of the sintered layer and the metal base. According to the present invention, the lubricating oil can be easily impregnated, and the lubricating oil can be impregnated in a large amount, and the sliding surface during the sliding motion. As lubricating oil supply can be made smoothly.
미끄럼베어링, 고체윤활제, 소결재, 철계금속분말, 윤활유 Sliding Bearing, Solid Lubricant, Sintered Material, Ferrous Metal Powder, Lubricant
Description
도 1a는 본 발명에 따른 부시형 오일 포켓 미끄럼베어링의 제조에 사용되는금속기재 사시도이다.Figure 1a is a perspective view of a metal base used in the manufacture of the bush-type oil pocket sliding bearing according to the present invention.
도 1b는 도 1a에 도시된 금속기재의 단면도이다.FIG. 1B is a cross-sectional view of the metal substrate shown in FIG. 1A.
도 1c는 본 발명에 따른 부시형 오일 포켓 미끄럼베어링의 제조에 사용되는 금속기재와 그 내부에 압입되는 세그먼트 소결재를 분리하여 도시한 사시도이다.Figure 1c is a perspective view showing the metal substrate and the segment sintered material pressed into the metal substrate used in the manufacture of the bush-type oil pocket sliding bearing according to the present invention.
도 1d는 본 발명에 따른 세그먼트 소결재를 이용한 부시형 오일 포켓 미끄럼베어링의 제조 방법 중 가압 소결 접합 방법을 개략적으로 도시한 단면도이다.1D is a cross-sectional view schematically illustrating a pressure sintering joining method of the bush-type oil pocket sliding bearing using the segment sintered material according to the present invention.
도 1e는 세그먼트 소결재 상호간 및 세그먼트 소결재와 금속기재간이 소결접합된 부시형 오일 포켓 미끄럼베어링의 사시도이다.FIG. 1E is a perspective view of a bush-type oil pocket sliding bearing in which sintered sintered material and segment sintered material and metal substrate are sintered together.
도 1f는 도 1e에 도시된 부시형 오일 포켓 미끄럼베어링의 단면도이다. 도 2a는 본 발명에 따른 평판형 오일 포켓 미끄럼베어링의 제조에 사용되는금속기재 사시도이다.FIG. 1F is a cross-sectional view of the bush oil pocket sliding bearing shown in FIG. 1E. Figure 2a is a perspective view of a metal base used in the manufacture of the flat oil pocket sliding bearing according to the present invention.
도 2b는 도 2a에 도시된 금속기재의 단면도이다.FIG. 2B is a cross-sectional view of the metal substrate shown in FIG. 2A.
도 2c는 본 발명에 따른 평판형 오일 포켓 미끄럼베어링의 제조에 사용되는 세그먼트 소결재의 사시도이다.Figure 2c is a perspective view of a segment sintered material used for the production of flat oil pocket sliding bearing according to the present invention.
도 2d는 본 발명에 따른 평판형 오일 포켓 미끄럼베어링의 제조에 사용되는 금속기재와 그 내부에 압입되는 세그먼트 소결재를 분리하여 금형과 함께 도시한 단면도이다.Figure 2d is a cross-sectional view showing the metal substrate and the segment sintered material pressed into the metal substrate used in the manufacture of the flat oil pocket sliding bearing according to the present invention together with the mold.
도 2e는 본 발명에 따른 세그먼트 소결재를 이용한 평판형 오일 포켓 미끄럼베어링의 제조 방법 중 가압 소결 접합 방법을 개략적으로 도시한 단면도이다.2E is a cross-sectional view schematically showing a pressure sintering joining method of the manufacturing method of the plate-type oil pocket sliding bearing using the segment sintered material according to the present invention.
도 2f는 세그먼트 소결재 상호간 및 세그먼트 소결재와 금속기재간이 소결접합된 평판형 오일 포켓 미끄럼베어링의 사시도이다.2F is a perspective view of a flat oil pocket sliding bearing in which the sintered sintered material and the sintered sintered material and the metal substrate are sintered together.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1a, 1b : 금속기재 3a, 3b : 그루브1a, 1b:
5a, 5b : 윤활유 주입구 7a, 7b : 세그먼트 소결재 5a, 5b:
9a, 13b : 소결층 11a, 11b : 하부금형9a, 13b: Sintered
13a, 13b : 측부금형 15a, 15b : 펀처13a, 13b:
17 : 프레스 19 : 소결로 내부17: press 19: inside the sintering furnace
21 : 소결로 21: Sintering Furnace
본 발명은 오일 포켓 미끄럼베어링에 관한 것으로, 더 상세하게는 윤활유의 함침이 용이하고, 윤활유를 대량으로 함침시킬 수 있을 뿐만 아니라, 미끄럼 운동 중 접동면으로 윤활유 공급이 원활히 이루어 질 수 있는 구조의 오일 포켓 미끄럼베어링에 관한 것이다.The present invention relates to an oil pocket sliding bearing, and more particularly, an oil of a structure that can be easily impregnated with lubricating oil, can impregnate a large amount of lubricating oil, and can smoothly supply lubricating oil to a sliding surface during sliding movement. Pocket sliding bearing.
일반적으로 미끄럼베어링은 금속기재의 접동면에 고체윤활제를 매립하거나 철계합금, 동계합금, 알루미늄계 합금, 구리-납계 합금, 합성수지 복합재 등의 오버레이층을 형성한 기계 요소로, 주로 자동차, 사출금형, 중장비, 프레스, 공작기계, 산업 기계 등에서 저널, 가이드, 왕복 장치의 지지부 또는 슬라이딩부 등으로 사용되며, 그 형태 및 기능에 따라 부시형(원통형, 반원통형)과 평판형으로 나누어 진다. 이 가운데 본 발명은 특히 금속기재의 접동측 표면에 금속분말과 고체윤활제로 이루어진 소결층을 형성함으로써, 고하중을 견디도록한 소결 미끄럼베어링에 관한 것이다.In general, sliding bearings are mechanical elements that embed solid lubricants on sliding surfaces of metal substrates or form overlay layers such as iron alloys, copper alloys, aluminum alloys, copper-lead alloys, and synthetic resin composites. Used in heavy equipment, presses, machine tools, industrial machines, etc., it is used as a support or sliding part of journals, guides, reciprocating devices, etc., and is divided into bush type (cylindrical, semi-cylindrical) and flat type according to its shape and function. In particular, the present invention relates to a sintered sliding bearing that can withstand high loads by forming a sintered layer made of metal powder and a solid lubricant on the sliding side surface of the metal substrate.
종래, 고내하중성(혹은 고강도) 및 고내마모성을 달성하기 위하여, 탄소강 또는 스테인레스강 등으로 된 금속기재 표면에 철계금속분말(철분말을 중심으로 동분말을 혼합하고, 여기에 니켈, 주석 등 다른 금속분말을 선택적으로 혼합한 것)과 흑연, 이황화몰리브덴, 이황화텅스텐 등 고체윤활제의 분말 또는 입상체를 혼합한 소결재료를 프레스 또는 압연롤러 등으로 냉간 압착(cold press)하여 냉간 압착 성형체를 만든 후, 그 냉간 압착 성형체를 소결로 내부에 넣고 가스분위기하에서 고온으로 소결하여 소결층의 형성과 동시에 금속기재에의 접합을 달성하는 금속기재 철계소결재 미끄럼베어링이 다수 소개되어 있다. 또한, 종래 철계금속분말과 흑연 등의 고체윤활제를 혼합하여 1차 소결을 통하여 소결체를 만들고 이 소결체를 강재 파이프에 삽입한 후 2차 소결하여 제조되는 고내하중성 및 고내마모성의 미끄럼베어링이 소개되어 있다.Conventionally, in order to achieve high load resistance (or high strength) and high wear resistance, iron-based metal powder (copper powder is mainly mixed with iron powder on the surface of metal base made of carbon steel or stainless steel, etc. Cold press formed by pressing or sintering material, which is a mixture of metal powder) and powder or granules of solid lubricant such as graphite, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, etc. Many metal-based iron-based sintered sliding bearings have been introduced in which the cold press-formed product is placed in a sintering furnace and sintered at a high temperature under a gas atmosphere to form a sintered layer and to bond to a metal substrate. In addition, high load resistance and high wear resistance sliding bearings are manufactured by mixing sintered compacts by mixing the conventional iron-based metal powder and solid lubricants such as graphite to form a sintered compact through primary sintering, inserting the sintered compact into a steel pipe, and then sintering the secondary compact. have.
상술한 소결 미끄럼베어링은 고하중에 견딜 수 있을 정도의 내하중성을 갖는 장점이 있지만, 소결 조직의 치밀성으로 인하여 고체윤활제가 원활하게 노출되지 않아 윤활피막 형성이 부족한 단점이 있다. 따라서 대부분의 소결 미끄럼베어링은 소결 후 소결층에 윤활유를 함침시킨다.The sintered sliding bearings described above have an advantage of having a load resistance enough to withstand high loads, but due to the compactness of the sintered structure, there is a disadvantage in that the lubricating film is not formed because the solid lubricant is not exposed smoothly. Therefore, most sintered sliding bearings impregnate the sintered layer with lubricating oil after sintering.
그러나, 소결 미끄럼베어링은 소결조직의 치밀성으로 인하여, 윤활유를 함침시키는 것이 용이하지 않으며, 함침되는 윤활유의 량도 매우 소량이고, 함침된 윤활유가 미끄럼 운동 중에 접동면에 원활하게 공급되지 못하는 단점이 있다.However, due to the compactness of the sintered structure, the sintered sliding bearings are not easily impregnated with lubricating oil, the amount of lubricating oil to be impregnated is very small, and impregnated lubricating oil cannot be smoothly supplied to the sliding surface during the sliding motion. .
이를 개선하기 위하여 소결층이 형성되는 강철기재 표면에 미리 윤활유용 홈을 형성하는 방법도 생각할 수 있으나, 강철기재 표면에 윤활유용 홈을 형성하는 것만으로는 윤활유의 함침량을 충분히 늘릴 수 없을 뿐만 아니라, 함침된 윤활유가 접동면에 제대로 공급되기 어려운 한계가 있다.In order to improve this, a method of forming a groove for lubricating oil on the surface of the steel substrate on which the sintered layer is formed may be considered. However, forming a groove for lubricating oil on the surface of the steel substrate may not increase the impregnation amount of the lubricant sufficiently. However, there is a limitation that impregnated lubricant cannot be supplied properly to the sliding surface.
상술한 종래 오일 함침 소결 미끄럼베어링의 문제점을 해결하고자 안출된 본 발명은 윤활유의 함침이 용이하고, 윤활유를 대량으로 함침시킬 수 있을 뿐만 아니라, 미끄럼 운동 중 접동면으로 윤활유 공급이 원활히 이루어 질 수 있는 구조의 오일 포켓 미끄럼베어링을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention devised to solve the problems of the conventional oil-impregnated sintered sliding bearings can be easily impregnated with lubricating oil, can impregnate a large amount of lubricating oil, and can smoothly supply lubricating oil to the sliding surface during sliding movement. The object is to provide a structured oil pocket sliding bearing.
상술한 목적을 달성하고자 하는 본 발명에 따른 오일 포켓 미끄럼베어링은 접동측에 그루브(groove)가 연속적으로 형성된 금속기재; 상기 금속기재의 그루브 상부에 다수의 세그먼트 소결재를 서로 접촉하도록 배치하고 소결에 의하여 상기 금속기재와 세그먼트 소결재 간 및 상기 세그먼트 소결재 상호 간을 소결접합하여 형성한 소결층; 및 상기 소결층 및 금속기재의 그루브에 함침시킨 윤활유;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Oil pocket sliding bearing according to the present invention to achieve the above object is a metal base that is continuously formed groove (groove) on the sliding side; A sintered layer formed by arranging a plurality of segment sintered materials in contact with each other on the groove of the metal substrate and sintering and bonding the metal substrate and the segment sintered material and the segment sintered material to each other by sintering; And lubricating oil impregnated in the groove of the sintered layer and the metal base.
본 발명의 특징은 세그먼트 소결재 간(間)에 형성된 다공질의 임계소결층을 윤활유의 저장장소로 사용할 뿐만 아니라, 그루브에 함침된 윤활유의 배출 경로로 사용하는 데 있다.A feature of the present invention is that the porous critical sintered layer formed between the segment sintered materials is used not only as a storage place for lubricating oil but also as a discharge path of lubricating oil impregnated in the groove.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 오일 포켓 미끄럼베어링의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the oil pocket sliding bearing according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1a는 본 발명에 따른 부시형 오일 포켓 미끄럼베어링의 제조에 사용되는금속기재 사시도를, 도 1b는 도 1a에 도시된 금속기재의 단면도를, 도 1c는 본 발명에 따른 부시형 오일 포켓 미끄럼베어링의 제조에 사용되는 금속기재와 그 내부에 압입되는 세그먼트 소결재를 분리하여 도시한 사시도를, 도 1d는 본 발명에 따른 세그먼트 소결재를 이용한 부시형 오일 포켓 미끄럼베어링의 제조 방법 중 가압 소결 접합 방법을 개략적으로 도시한 단면도를, 도 1e는 세그먼트 소결재 상호간 및 세그먼트 소결재와 금속기재간이 소결접합된 부시형 오일 포켓 미끄럼베어링의 사시도를, 도 1f는 도 1e에 도시된 부시형 오일 포켓 미끄럼베어링의 단면도를, 도 2a는 본 발명에 따른 평판형 오일 포켓 미끄럼베어링의 제조에 사용되는금속기재 사시도를, 도 2b는 도 2a에 도시된 금속기재의 단면도를, 도 2c는 본 발명에 따른 평판형 오일 포켓 미끄럼베어링의 제조에 사용되는 세그먼트 소결재의 사시도를, 도 2d는 본 발명에 따른 평판형 오일 포켓 미끄럼베어링의 제조에 사용되는 금속기재와 그 내부에 압입되는 세그먼트 소결재를 분리하여 금형과 함께 도시한 단면도를, 도 2e는 본 발명에 따른 세그먼트 소결재를 이용한 평판형 오일 포켓 미끄럼베어링의 제조 방법 중 가압 소결 접합 방법을 개략적으로 도시한 단면도를, 도 2f는 세그먼트 소결재 상호간 및 세그먼트 소결재와 금속기재간이 소결접합된 평판형 오일 포켓 미끄럼베어링의 사시도를 각각 나타낸다.Figure 1a is a perspective view of the metal substrate used in the manufacture of the bush-type oil pocket sliding bearing according to the present invention, Figure 1b is a cross-sectional view of the metal substrate shown in Figure 1a, Figure 1c is a bush-type oil pocket sliding bearing according to the present invention Figure 1d is a perspective view showing a metal substrate used in the manufacture of the segment and the segment sintered material press-fitted therein separately, Figure 1d is a pressure sintering joining method of the manufacturing method of the bush-type oil pocket sliding bearing using the segment sintered material according to the present invention 1E is a perspective view of a bush-type oil pocket sliding bearing sintered and bonded between segment sintered materials and between a segment sintered material and a metal substrate, and FIG. 1F is a bush-type oil pocket sliding bearing shown in FIG. 1E. 2A is a perspective view of a metal substrate used in the manufacture of a flat oil pocket sliding bearing according to the present invention, and FIG. 2C shows a perspective view of a segment sintered material used in the manufacture of a flat oil pocket sliding bearing according to the present invention, and FIG. 2D shows a flat oil pocket sliding bearing according to the present invention. A cross-sectional view showing a metal substrate and a segment sintered material press-fitted therein together with a mold, and FIG. 2E schematically illustrates a pressure sintering joining method in a method of manufacturing a flat oil pocket sliding bearing using a segment sintered material according to the present invention. 2F shows a perspective view of a flat oil pocket sliding bearing in which the sintered sintered material and the sintered sintered material and the metal substrate are sintered and joined to each other.
우선, 도 1e 및 도 2f를 참조하면, 본 발명에 따른 미끄럼베어링은 부시형 오일 포켓 미끄럼베어링(도 1e)과, 평판형 오일 포켓 미끄럼베어링(도 2f)으로 제 조할 수 있다. 부시형 오일 포켓 미끄럼베어링은 도 1e에 도시된 바와 같은 원통형 이외에도 반원통형이 있을 수 있으나, 반원통형 미끄럼베어링의 구조는 원통형 미끄럼베어링을 반으로 잘라 놓은 것과 같고, 그 제조 방법도 원통형 미끄럼베어링의 제조 방법이 그대로 적용될 수 있으므로 이하에서는 원통형과 평판형 오일 포켓 미끄럼베어링만을 설명하기로 한다.First, referring to FIGS. 1E and 2F, the sliding bearing according to the present invention may be manufactured by a bush oil pocket sliding bearing (FIG. 1E) and a flat oil pocket sliding bearing (FIG. 2F). The bush type oil pocket sliding bearing may have a semi-cylindrical shape in addition to the cylindrical shape as shown in FIG. Since the method can be applied as it is, only the cylindrical and flat oil pocket sliding bearing will be described below.
도 1a 및 도 1b 또는 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 오일 포켓 미끄럼베어링의 특징 중 하나는 소결층이 형성될 금속기재(金屬基材)(1a, 1b)의 접동면에 중간에 끓힘이 없는 그루브(groove)(3a, 3b)가 연속적으로 형성된 데 있다. 상기 그루브(3a, 3b)의 형상은 부시형 강철기재(1a)의 경우 도 1a에 도시된 바와 같이 나선형이 바람직하고, 평판형 강철기재(1b)의 경우 도 2a에 도시된 바와 같이 권선형이 바람직하나, 그루브(3a, 3b)의 형상을 나선형이나 권선형 형상으로 한정할 필요는 없으며, 격자형 그루브나 다른 형상의 그루브도 무방하다. 다만, 본 발명에 따른 강철기재상의 그루브는 서로 연결되어 윤활유가 막힘없이 전 구간으로 흘러들어갈 수 있는 구조여야 한다. 상기 금속기재(1a, 1b)에는 소결층 형성 후 외부에서 상기 그루브(3a, 3b) 내에 윤활유를 투입할 수 있는 윤활유 주입구(5a, 5b)가 더 형성되는 것이 바람직하다.1A and 1B or 2A and 2B, one of the features of the oil pocket sliding bearing of the present invention is that the sliding surface of the
도 1c 내지 도 1f 또는 도 2c 내지 도 2f를 참조하면, 본 발명의 다른 특징은 소결층(9a, 13b)의 구조에 의하여 소결층(9a, 13b)의 윤활유 함침속도 및 함침량을 증대함과 아울러 상술한 금속기재(1a, 1b)의 그루브(3a, 3b)에 함침된 윤활유가 접동면에 원활하게 공급될 수 있게 한 데 있다. 즉, 본원 발명에 따른 오일 포켓 미끄럼베어링은 철계금속분말과 고체윤활제를 혼합한 소결재료를 이용하여 전체 소결층(9a, 13b)의 일부분을 구성할 소형의 세그먼트 소결재(7a, 7b)를 소결 성형(1차 소결)하고, 이 세그먼트 소결재(7a, 7b)를 성형하고자 하는 전체 소결층(9a, 13b)의 사이즈에 맞는 갯수 만큼 선택하여 금속기재(1a, 1b)의 접동측 표면에 압입한 상태로 다시 소결하여 각 세그먼트 소결재(7a, 7b)간을 접합함과 동시에 각 세그먼트(1a, 1b)와 금속기재(1a, 1b)를 접합하여 소결층(9a, 13b)을 형성한 데 그 다른 특징이 있는 것이다. 이렇게 함으로써, 임계소결층(臨界燒結層)(도 1f 및 도 2f의 점선면)(각 세그먼트 소결재(7a, 7b)가 접촉한 면에서 생기는 소결층)이 각 세그먼트 소결재(7a, 7b) 사이에 형성되고, 이 임계소결층은 소결층(9a, 13b) 완성 후 세그먼트 소결재(7a, 7b)의 내부 조직에 비하여 다공성의 조직이 되어, 그 내부에 많은 양의 윤활유를 함침할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 그루브(3a, 3b)에 보유된 윤활유가 접동면으로 유출되는 경로를 형성하게 된다. 소결층(9a, 13b)에 윤활유를 함침할 경우, 소결층(9a, 13b)에 대한 윤활유의 침투 면적이 넓어져 함침 속도를 크게 높일 수 있게 된다. 따라서, 윤활유의 함침이 용이하고, 윤활유를 대량으로 함침시킬 수 있을 뿐만 아니라, 미끄럼 운동 중 접동면으로 윤활유 공급이 원활히 이루어 질 수 있는 구조의 오일 포켓 미끄럼베어링을 얻을 수 있게 되는 것이다.1C to 1F or 2C to 2F, another feature of the present invention is to increase the lubricating oil impregnation rate and impregnation amount of the
상기 세그먼트 소결재(7a, 7b)는 상술한 바와 같이 철계금속분말과 고체윤활제를 혼합하여 소결성형한다. 상기 철계금속분말은 동분말 10 - 50중량%, 니켈, 티타늄, 규소, 알루미늄, 코발트, 크롬, 망간 또는 주석 가운데서 선택된 1 또는 2 이상의 금속분말을 0.1-30중량%, 나머지는 철분말을 믹서를 이용하여 균일하게 혼합한 것이다. 상기 고체윤활제는 흑연(graphite), 이황화몰리브덴(MoS2) 또는 이황화텅스텐(WS2) 가운데서 선택된 1 또는 2이상의 고체윤활제이고, 철계금속분말에 대하여 0.1중량% - 20중량% 함유된 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 세그먼트 소결재는 소형 사이즈로 성형되므로, 고체윤활제가 비교적 많은 양이 함유되어도 소결 과정에서 소결 방해 물질로 크게 작용하지 않는다.As described above, the segment sintered
이하, 도 1a 내지 도 1f를 참조하여, 본 발명에 따른 세그먼트 소결재를 이용한 부시형 오일 포켓 미끄럼베어링의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, referring to FIGS. 1A to 1F, a method of manufacturing a bush-type oil pocket sliding bearing using a segment sintered material according to the present invention will be described.
도 1a 및 1b를 참조하면, 우선, 본 발명에 따른 부시형 오일 포켓 미끄럼베어링을 제조하기 위해서는 이 세그먼트 소결재(7a)를 내부에 강제 압입할 수 있는 내경을 갖는 원통형의 금속기재(1a)를 준비한다. 부시형 미끄럼베어링의 경우 상기 원통형 금속기재(1a)의 내면에 소결층(9a)이 형성되므로, 소결층(9a)이 형성될 원통형 금속기재(1a) 내면에 그루브(3a)를 형성한다. 상기 그루브(3a)는 연속적인 윤 활유 경로를 이루도록 도 1a에 도시된 바와 같이 나선형으로 형성할 수도 있고, 격자형이나 이에 유사한 다른 형상으로 형성할 수도 있다. 또한 상기 원통형 금속기재(1a)에는 외부로 부터 상기 그루브(3a)에 연결되는 윤활유 주입구(5a)를 더 형성하는 것이 바람직하다. 상기 원통형의 금속기재(1a)의 소재로는 탄소강이나 스테인레스강 등 강도 및 경도가 크고 철계금속과 소결접합이 용이하게 이루어질 수 있는 소재를 사용하는 것이 바람직하나, 동(銅)이나 황동 등 동합금을 사용할 수도 있다. 1A and 1B, first of all, in order to manufacture the bush-type oil pocket sliding bearing according to the present invention, a cylindrical metal substrate 1a having an inner diameter capable of forcing the segment sintered
또한, 도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 원통형 금속기재(1a) 내부에 압입할 링(ring) 형상의 세그먼트 소결재(7a)를 준비한다. 소결층(9a)이 형성된 후 소결층(9a) 및 그루브(3a)에 윤활유를 함침시키기 위하여 윤활유와 진공챔버도 준비한다.In addition, as shown in FIG. 1C, a ring-shaped segment sintered
상기 링형상의 세그먼트 소결재(7a)는 상기 철계금속분말과 고체윤활제를 혼합한 소결재료를 링형상으로 냉간 압착 성형한 후 이를 소결로 내부에서 소결하여 얻거나, 철계금속분말과 고체윤활제를 혼합한 소결재료를 링형상의 캐비티(cavity)를 갖는 금형에 채운 후 소결로 내부에서 가압과 동시에 소결하여 얻을 수 있다. 이 때 소결 방법은 고상 소결(소결온도 600℃-1065℃ 범위), 천이 소결(소결온도 1065℃-1095℃ 범위) 및 액상 소결(소결온도 1095℃ 이상)의 어느 방법에 의하여도 그 성형이 가능하다. 특히 고상 소결하는 경우에는 상술한 바와 같이 세그먼트 소 결재 성형용 금형 내부에 소결재료를 충진하고 소결로 내부에서 압착수단에 의하여 가압 성형하면서 소결하는 것이 바람직하다. The ring-shaped segment sintered material (7a) is obtained by cold pressing the sintered material in which the iron-based metal powder and the solid lubricant are mixed into a ring shape, and then sintering it in an sintering furnace, or mixing the iron-based metal powder and the solid lubricant. One sintered material can be obtained by filling a mold having a ring-shaped cavity and then sintering simultaneously with pressurization in the sintering furnace. At this time, the sintering method can be formed by any of the following methods: solid state sintering (range of sintering temperature of 600 ° C-1065 ° C), transition sintering (range of sintering temperature of 1065 ° C-1095 ° C), and liquid phase sintering (sintering temperature of 1095 ° C or more). Do. Particularly, in the case of solid phase sintering, as described above, the sintering material is filled in the mold for forming the segment sintering material, and the sintering is carried out by press molding in the sintering furnace.
상기 링형상의 세그먼트 소결재(7a) 간(間) 및 링형상의 세그먼트 소결재(7a)와 원통형 금속기재(1a)의 내벽간의 접합은 무가압(無加壓) 소결에 의하여 이루어질 수 도 있으나, 도 1d에 도시된 바와 같이, 링형상의 세그먼트 소결재(7a)와 원통형 금속기재(1a)를 금형(11a, 13a) 내부에 장치한 후 소결로 내부에서 가압하면서 소결하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 원통형의 하단부를 갖는 펀처(15a)와 펀처(15a)에 연결된 프레스(17a)를 더 준비하다. 금형은 원통형의 금속기재(1a)를 삽입할 수 있는 측부금형(13a)과, 링형상의 세그먼트 소결재(7a)가 삽입될 수 있는 코어(core)를 갖는 하부금형(11a)으로 분리되는 것이 바람직하다. Bonding between the ring-shaped segment sintered
링형상의 세그먼트 소결재(7a), 원통형의 금속기재(1a) 및 금형(11a, 13a)이 준비되면, 도 1c에 도시된 바와 같이, 원통형의 금속기재(1a) 내부에 상기 링형상의 세그먼트 소결재(7a)를 프레스 등을 이용하여 강제로 눌러 필요한 수 만큼 압입한다. When the ring-shaped segment sintered
다음, 도 1d에 도시된 바와 같이, 소결로(21) 내부 또는 외부에서 하부금형(11a) 및 측부금형(13a)을 조립하고, 하부금형(11a)의 코어가 원통형 금속기재(1a)에 압입된 링형상의 세그먼트 소결재(7a)의 중심에 오도록 금속기재(1a)를 측부금형(13a)에 삽입한다. 소결로(21) 외부에서 상기의 조립 및 삽입 공정이 이루어질 경우 금형(11a, 13a), 금속기재(1a) 및 세그먼트 소결재(7a)를 소결로 내부(19)에 옮겨 장치한다.Next, as shown in FIG. 1D, the
다음, 히터(23)에 의하여 소결로 내부(19)의 온도를 600℃ - 1100℃로 올려 세그먼트 소결재(7a)을 2차 소결하면서, 상기 프레스(17)에 연결된 펀처(15a)로 0.1-200kg중/㎠의 압력으로 가압한다. 가압 압력의 세기에 의하여 각 세그먼트 소결재(7a) 사이에 형성될 임계소결층의 기공(氣孔) 크기 및 밀도를 조절한다. 소결 및 가압 시간은 1분 - 100분이 적당하다. 이 과정에서 각 세그먼트 소결재(7a) 사이는 접합하여 전체 소결층(9a)을 형성하고, 각 세그먼트 소결재(7a)와 금속기재(1a) 사이도 소결 접합하여 소결층(9a)과 금속기재(1a)가 일체가 된다. 그러나, 각 세그먼트 소결재(7a) 사이의 임계소결층은 각 세그먼트 소결재(7a) 내부에 비하여 조직 치밀도가 떨어지고 많은 기공을 갖게 된다. 도 1e 및 도 1f는 이렇게 2차 소결과 가압이 동시에 이루어져 완성된 부시형 소결층(9a)을 갖는 미끄럼베어링을 보여 준다. 도 1f에서 점선은 기공이 많은 임계소결층을 나타낸다. Next, the temperature of the inside of the
이렇게 얻어진 부시형 소결층(9a)을 갖는 미끄럼베어링은 진공분위기에서 윤활유에 함입하여 소결층(9a) 및 그루브(3a)에 윤활유를 함침시킨다. 윤활유는 각 세그먼트 소결재(7a) 내부로도 침투되지만, 많은 양의 윤활유가 상기 임계소결층 및 그루브(3a)에 침투한다. 이렇게 함으로써, 다량의 윤활유를 함침한 부시형 오일 포켓 미끄럼베어링이 완성되는 것이다. The sliding bearing having the bush type sintered
이하, 도 2a 내지 도 2f를 참조하여, 본 발명에 따른 세그먼트 소결재를 이용한 평판형 오일 포켓 미끄럼베어링의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing a flat oil pocket sliding bearing using the segment sintered material according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2A to 2F.
우선, 도 2c 및 도 2d를 참조하면, 평판형 오일 포켓 미끄럼베어링을 제조하기 위해서는 상기의 철계금속분말과 고체윤활제를 이용하여 막대(bar) 형상의 세그먼트 소결재(7b)를 성형한다. 소결 방법은 상기 링형 세그먼트(7a)의 소결방법과 같다.First, referring to FIGS. 2C and 2D, in order to manufacture a flat oil pocket sliding bearing, a bar-shaped segment sintered
또한, 도 2a 및 2d에 도시된 바와 같이, 상기 세그먼트 소결재(7b)를 표면에 강제 압입할 수 있는 평판형의 금속기재(1b)와 상기 평판형 금속기재(1b)가 삽입되는 금형(11b, 13b)를 준비한다. 평판형 미끄럼베어링의 경우 상기 평판형 금속기재(1b)의 표면에 소결층(9b)이 형성되므로, 소결층(9b)이 형성될 평판형 금속기재(1b) 표면에 그루브(3b)를 형성한다. 상기 그루브(3b)는 연속적인 윤활유 경로를 이루도록 도 1a에 도시된 바와 같이 권선형으로 형성할 수도 있고, 격자형이나 이에 유사한 다른 형상으로 형성할 수도 있다. 또한 상기 평판형 금속기재(1b)에는 외부로 부터 상기 그루브(3b)에 연결되는 윤활유 주입구(5b)를 더 형성하는 것이 바람직하다. 상기 평판형의 금속기재(1b)의 소재로는, 상기 원통형 금속기재(1a)에서와 같이, 탄소강이나 스테인레스강 등 강도 및 경도가 크고 철계금속과 소결접합 이 용이하게 이루어질 수 있는 소재를 사용하는 것이 바람직하나, 동(銅)이나 황동 등 동합금을 사용할 수도 있다. Also, as shown in FIGS. 2A and 2D, a
상기 막대형상의 세그먼트 소결재(7b)간 및 막대형상의 세그먼트 소결재(7b)와 평판형 금속기재(1b)의 표면간의 접합은 무가압 소결에 의하여 이루어질 수 도 있으나, 도 2d에 도시된 바와 같이 막대형상의 세그먼트 소결재(7b)와 평판형 금속기재(1b)를 금형(11b, 13b) 내부에 장치한 후, 도 2e에 도시된 바와 같이 소결로 내부에서 가압하면서 소결하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 상기 막대형상의 세그먼트 소결재(7b)를 상부에서 가압할 수 있는 펀처(15b)와 펀처(15b)에 연결된 프레스(17)를 더 준비하다. 금형은 평판형의 금속기재(1b)를 내측에 삽입할 수 있고 동시에 막대형상의 세그먼트 소결재(7b)를 필요한 갯수만큼 상기 평판형의 금속기재(1b) 표면에 압입하여 밀착시킬 수 있게 내측벽이 벌어진 측부금형(13b)과, 평판형의 금속기재(1b)가 놓일 수 있는 하부금형(11b)으로 분리되는 것이 바람직하다. Bonding between the rod-shaped segment sintered
막대형상의 세그먼트 소결재(7b), 평판형의 금속기재(1b) 및 금형(11b, 13b)이 준비되면, 도 2d에 도시된 바와 같이, 평판형의 금속기재(1b)를 금형(11b, 13b)에 삽입하고, 막대형상의 세그먼트 소결재(7b)를 필요한 개수 만큼 측부금형(13b)의 내측벽 사이에 압입하여, 각 세그먼트 소결재(7b) 및 각 세그먼트 소결재(7b)와 평판형의 금속기재(1b) 간에 밀착이 이루어지게 한다.When the rod-shaped segment sintered
다음, 도 2e에 도시된 바와 같이, 금형(11b, 13b), 금속기재(1b) 및 세그먼트 소결재(7b)를 소결로 내부(19)에 옮겨 장치한다.Next, as shown in FIG. 2E, the
다음, 히터(23)에 의하여 소결로 내부(19)의 온도를 600℃ - 1100℃로 올려 세그먼트 소결재(7b)을 2차 소결하면서, 상기 프레스(17)에 연결된 펀처(15b)로 0.1-200kg중/㎠의 압력으로 가압한다. 가압 압력의 세기에 의하여 각 세그먼트 소결재(7b) 사이에 형성될 임계소결층의 기공(氣孔) 크기 및 밀도를 조절한다. 소결 및 가압 시간은 1분 - 100분이 적당하다. 이 과정에서 각 세그먼트 소결재(7b) 사이는 접합하여 전체 소결층(9b)을 형성하고, 각 세그먼트 소결재(7b)와 금속기재(1b) 사이도 소결 접합하여 소결층(9b)과 금속기재(1b)가 일체가 된다. 그러나, 각 세그먼트 소결재(7b) 사이의 임계소결층은 각 세그먼트 소결재(7b) 내부에 비하여 조직 치밀도가 떨어지고 많은 기공을 갖게 된다. 도 1f는 이렇게 2차 소결과 가압이 동시에 이루어져 완성된 평판형 소결층(9b)을 갖는 미끄럼베어링을 보여 준다. 도 2f에서 점선은 기공이 많은 임계소결층을 나타낸다.Next, the
이렇게 얻어진 평판형 소결층(9b)을 갖는 미끄럼베어링은 진공분위기에서 윤활유에 함입하여 소결층(9b) 및 그루브(3b)에 윤활유를 함침시킨다. 윤활유는 각 세그먼트 소결재(7b) 내부로도 침투되지만, 많은 양의 윤활유가 상기 임계소결층 및 그루브(3b)에 침투한다. 이렇게 함으로써, 다량의 윤활유를 함침한 평판형 오일 포켓 미끄럼베어링이 완성되는 것이다.The sliding bearing having the flat sintered layer 9b thus obtained is impregnated with lubricating oil in a vacuum atmosphere to impregnate the sintering layer 9b and
상술한 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 윤활유의 함침이 용이하고, 윤활유를 대량으로 함침시킬 수 있을 뿐만 아니라, 미끄럼 운동 중 접동면으로 윤활유 공급이 원활히 이루어 질 수 있는 효과가 있다.According to the present invention having the above-described configuration, the lubricating oil can be easily impregnated, the lubricating oil can be impregnated in large quantities, and the lubricating oil can be smoothly supplied to the sliding surface during the sliding motion.
이상 본 발명을 첨부한 도면에 도시된 실시 예에 의하여 설명하였으나, 본 발명의 보호 범위를 이에 한정하고자 하는 것은 아니며, 본 발명의 보호 범위는 특허청구범위에 기재된 사항 및 이에 균등한 모든 실시 예에 미친다고 해석하여야 한다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, the scope of protection of the present invention is not intended to be limited thereto, and the scope of protection of the present invention is set forth in the detailed description of the claims and all equivalent embodiments thereof. It should be interpreted as crazy.
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