KR100926903B1 - 다층 슬라이딩 베어링 및 그 제조방법 - Google Patents

다층 슬라이딩 베어링 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100926903B1
KR100926903B1 KR1020020083429A KR20020083429A KR100926903B1 KR 100926903 B1 KR100926903 B1 KR 100926903B1 KR 1020020083429 A KR1020020083429 A KR 1020020083429A KR 20020083429 A KR20020083429 A KR 20020083429A KR 100926903 B1 KR100926903 B1 KR 100926903B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
sintering
sintered body
sliding
bonding layer
Prior art date
Application number
KR1020020083429A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040056847A (ko
Inventor
정진현
조정환
이범주
김기열
Original Assignee
두산인프라코어 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 두산인프라코어 주식회사 filed Critical 두산인프라코어 주식회사
Priority to KR1020020083429A priority Critical patent/KR100926903B1/ko
Publication of KR20040056847A publication Critical patent/KR20040056847A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100926903B1 publication Critical patent/KR100926903B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/24Brasses; Bushes; Linings with different areas of the sliding surface consisting of different materials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/14Special methods of manufacture; Running-in
    • F16C33/145Special methods of manufacture; Running-in of sintered porous bearings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

본 발명은 다층 슬라이딩 베어링 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명의 다층 슬라이딩 베어링은 강철 소재의 이면금속과; 동합금 분말로서, 이면금속의 표면에 분성 고온소결된 후 압축 접합되는 접합층과; 흑연이 포함된 동합금 분말로서, 접합층의 표면에 분성 고온소결된 후 압축 접합되는 습동층으로 구성되며, 접합층은 Cu 또는 Cu-Zn 또는 Cu-Sn계이며, Cu-Zn계일 경우, 아연성분은 전체 조성물을 기준으로 25 내지 40중량%이고, Cu-Sn계일 경우, 주석성분은 전체 조성물을 기준으로 10 내지 25중량%이다. 그리고 다층 슬라이딩 베어링의 제조방법은 강철소재의 이면금속을 세척하는 단계와; 세척된 이면금속의 표면에 동합금 분말을 소정 두께로 분성하여 접합층을 구성하는 단계와; 분성된 접합층 분말을 대략 공정점에서 소결하여 접합층 소결체로 만드는 1차 소결단계와; 상기 소결체의 표면에 흑연이 포함된 동합금 분말을 소정 두께로 분성하여 습동층을 구성하는 단계와; 분성된 습동층 분말을 1차 소결온도이하에서 소결하여 습동층 소결체로 만드는 2차 소결단계와; 상기 접합층 소결체와 습동층 소결체를 1차로 압축성형하는 단계와; 압축성형된 접합층 소결체와 습동층 소결체를 1차 소결온도보다는 낮고 2차 소결온도보다는 높은 온도에서 소결하는 3차 소결단계와; 소결된 접합층 소결체와 습동층 소결체를 2차로 압축성형하는 단계를 포함한다.

Description

다층 슬라이딩 베어링 및 그 제조방법{MULTI-LAYER SLIDING BEARING AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}
도 1은 본 발명에 따른 다층 슬라이딩 베어링의 구성을 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 다층 슬라이딩 베어링의 제조방법의 구성을 나타내는 블록도이다.
♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣
10: 이면금속 20: 접합층
30: 습동층
본 발명은 다층 슬라이딩 베어링 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초경합금과 철계 모재의 접합계면에 일정한 돌기를 형성시켜 접합강도를 증강시킴으로써 내마모성과 내충격성이 우수한 초경합금 접합체를 제조할 수 있는 다층 슬라이딩 베어링 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 슬라이딩 베어링은 바이메탈 재료, 특히 연청동(Cu-Sn-Pb)계를 재료로하여 분말야금법에 의해 제조된다. 이러한 슬라이딩 베어링은 높은 정밀도와 우수한 마찰특성을 갖추고 있어서, 고정밀도와 고속운동이 요구되는 각종 고정밀·저소음형 모터, 산업차량, 자동차, 농기계 등에 사용되고 있다.
한편, 이러한 슬라이딩 베어링은 높은 정밀도와 우수한 마찰특성을 갖추고 있기는 하나, 연청동계 성분중 저융점인 납(Pb)이 소결시 편석(偏析), 즉 소재의 내부에서 납성분이 국부적으로 치우쳐 조성이 불균일하게 되는 단점이 지적되고 있다. 특히, 이같은 편석이 강철 이면금속과의 접합부에 발생되어 습동층과 강철 이면금속(이하, "이면금속"이라 약칭함)의 접합강도를 저하시키는 문제를 일으킨다. 이같은 문제점은 이면금속으로부터 습동층이 쉽게 박리되는 원인이 된다. 이 뿐만 아니라 슬라이딩 베어링은 연청동계 성분을 소결하는 과정에서 융점과 증기압이 낮은 납이 대기중으로 기화되어 인체에 치명적인 영향을 주는 오염물질을 발생시키는 문제점도 있다.
한편, 이를 감안하여 최근에는 편석과 오염물질을 발생시키는 납성분을 대체할 수 있는 다양한 슬라이딩 베어링 재료들이 개발되고 있다. 그 일례로서, 흑연과 이황화몰리브덴 그리고 테프론(PTEF)계열의 수지 등의 재료들이 있다. 이러한 재료들은 자기윤활성을 갖추고 있어서 우수한 마찰특성을 가지며, 아울러 내하중성과 내소부성을 갖추고 있는 특징을 갖는다.
그런데, 이러한 재료들은 편석과 오염물질을 발생시키지 않고, 우수한 마찰특성과 내하중성 그리고 내소부성을 갖추고 있다는 장점은 있으나, 흑연의 경우, 오일에 대한 친유성이 다소 떨어진다는 단점이 지적되고 있고, 이황화몰리브덴의 경우, 가격이 고가(高價)인 단점이 있으며, 테프론계열의 수지의 경우, 열적 안정 성과 내하중성이 다소 떨어진다는 단점이 지적되고 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 소결시 편석과 오염물질을 발생시키지 않고, 이면금속과 습동층의 결합강도를 향상시킬 수 있는 재료를 사용함으로써 친유성과 마찰특성 그리고 내하중성과 내소부성이 우수한 다층 슬라이딩 베어링 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 강철 소재의 이면금속과; 동합금 분말로서, 상기 이면금속의 표면에 분성 고온소결된 후 압축 접합되는 접합층과; 흑연이 포함된 동합금 분말로서, 상기 접합층의 표면에 분성 고온소결된 후 압축 접합되는 습동층으로 구성되며, 상기 접합층은 Cu 또는 Cu-Zn 또는 Cu-Sn계이며, 상기 Cu-Zn계일 경우, 아연성분은 전체 조성물을 기준으로 25 내지 40중량%이고, 상기 Cu-Sn계일 경우, 주석성분은 전체 조성물을 기준으로 10 내지 25중량%인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 다층 슬라이딩 베어링의 제조방법은 강철소재의 이면금속을 세척하는 단계와; 세척된 이면금속의 표면에 동합금 분말을 소정 두께로 분성하여 접합층을 구성하는 단계와; 분성된 접합층 분말을 대략 공정점에서 소결하여 접합층 소결체로 만드는 1차 소결단계와; 상기 소결체의 표면에 흑연이 포함된 동합금 분말을 소정 두께로 분성하여 습동층을 구성하는 단계와; 분성된 습동층 분말을 1차 소결온도이하에서 소결하여 습동층 소결체로 만드는 2차 소결단계와; 상기 접합층 소결체와 습동층 소결체를 1차로 압축성형하는 단계와; 압축성형된 접합층 소결체와 습동층 소결체를 1차 소결온도보다는 낮고 2차 소결온도보다는 높은 온도에서 소결하는 3차 소결단계와; 소결된 접합층 소결체와 습동층 소결체를 2차 로 압축성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 다층 슬라이딩 베어링 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 다층 슬라이딩 베어링의 구성을 나타내는 단면도이다. 이에 따르면, 본 발명의 다층 슬라이딩 베어링은 이면금속(10)을 갖는다. 이면금속(10)은 탄소량이 전체조성물을 기준으로 0.1중량% 내지 0.8중량%로서 냉간압연 또는 열간압연된 판형의 강판 또는 환형의 강재로 이루어진다. 그리고 본 발명의 베어링은 이면금속(10)의 표면에 접합되는 중간의 접합층(20)과, 접합층(20)의 표면에 접합되는 습동층(30)을 갖는다.
접합층(20)은 청동(Cu-Sn), 황동(Cu-Zn) 등의 동합금 또는 순수한 동(銅)의 재질로 구성되며, 분성 소결 후 압연 또는 프레스에 의한 방법으로 접합된다. 여기서, 접합층(20)으로서 청동을 사용할 경우, 구성 성분인 주석(Sn)은 전체 조성물을 기준으로 10중량% 내지 25중량%로 조성됨이 바람직하며, 접합층(20)으로서 황동을 사용할 경우, 구성 성분인 아연(Zn)은 전체 조성물을 기준으로 25중량% 내지 40중량%로 조성됨이 바람직하다. 이는 후술하는 습동층(30)과 높은 강도로 접합되는 조성비율이, 청동일 경우에는 주석의 조성비가 10중량% 내지 25중량%이기 때문이며, 황동일 경우에는 아연의 조성비가 25중량% 내지 40중량%이기 때문이다.
이러한 접합층(20)은 이면금속(10)과 후술하는 습동층(30)과 사이에 배치된 상태에서 상기 습동층(30)과 이면금속(10)의 접합효율을 증대시키는 역할을 하게 된다.
그리고 습동층(30)은 Cu-Zn-Gr계 합금 또는 Cu-Sn-Gr계 합금 또는 Cu-Fe-Gr계 합금의 재질로 구성되며, 접합층(20)위에 분성 소결된 후 압연 또는 프레스에 의한 방법으로 접합된다. 특히, 습동층(30)은 기타 첨가제로서 이황화몰리브덴 (MoS2)이 첨가되도록 구성된다. 여기서, 습동층(30)의 구성 성분인 철(Fe)은 소결체 및 베어링의 강도를 확보하는 역할을 하고, 구리(Cu)는 베어링의 강도 및 접합특성을 강화시키는 역할을 하며, 흑연(Gr)은 철성분을 경화시키거나 또는 고체 윤활제 역할을 한다. 특히, 흑연(Gr)과 이황화몰리브덴(MoS2)은 마찰특성을 향상시켜 윤활성을 높여주는 역할을 한다.
한편, 습동층(30)으로서 Cu-Zn-Gr계 합금을 사용할 경우, 구성 성분인 아연 (Zn)이 전체 조성물을 기준으로 30중량% 내지 40중량%로 조성되며, 흑연(Gr)이 전체 조성물을 기준으로 3중량% 내지 7중량%로 조성됨이 바람직하다. 이는 아연의 성분이 30중량%이하일 때는 내하중성이 떨어지고, 40중량%이상일 때에는 연성이 부족하기 때문이며, 흑연의 성분이 3중량%이하일 때는 윤활성이 떨어지고, 7중량%이상일 때에는 편석되어 소결능을 저하시키기 때문이다.
그리고 Cu-Sn-Gr계 합금을 사용할 경우에는, 주석(Sn)이 전체 조성물을 기준으로 10중량% 내지 25중량%로 조성됨이 바람직하다. 이는 주석의 성분이 많이 첨가될 수록 소결온도를 낮출 수는 있으나 30중량%이상일 때는 습동층(30)의 강도를 저하시키기 때문이며, 따라서 소결온도를 적절히 낮출 수 있고 최적의 강도를 유지시킬 수 있는 조성비율이 전체 조성물을 기준으로 10중량% 내지 25중량%이기 때문이 다. 아울러 흑연(Gr)은 전체 조성물을 기준으로 3중량% 내지 7중량%로 조성됨이 바람직하다. 이는 흑연의 성분은 3중량%이하일 때는 윤활성이 떨어지고, 7중량%이상일 때에는 편석되어 소결능을 저하시키기 때문이다.
그리고 Cu-Fe-Gr계 합금을 사용할 경우에는, 구리(Cu)가 전체 조성물을 기준으로 10중량% 내지 35중량%로 조성되며, 흑연(Gr)이 전체 조성물을 기준으로 1중량% 내지 9중량%로 조성됨이 바람직하다. 이는 구리의 성분이 10중량%이하일 때는 강도가 저하되고, 35중량%이상일 때에는 내하중성이 저하되기 때문이며, 흑연의 성분이 1중량%이상일 때는 윤활성을 유지할 수 있으며, 10중량%이상일 때에는 편석되어 소결능을 저하시키기 때문이다. 한편, 습동층(30)으로서 Cu-Fe-Gr계 합금을 사용할 경우에는, 이와 접합되는 이면금속(10)의 탄소농도가 전체 조성물을 기준으로 3.5중량%이상이어야 하는데, 이는 습동층(30)과 이면금속(10)을 열처리하는 과정에서 고강도의 슬라이딩 베어링을 제조하기 위한 것이다.
그리고 기타 첨가제인 이황화몰리브덴(MoS2)은 그 첨가량이 전체 조성물을 기준으로 0.5중량% 내지 3중량%로 조성됨이 바람직하다. 이는 고가(高價)인 이황화몰리브덴의 가격에 대비하여 최적의 강도를 유지할 수 있는 조성량이 0.5중량% 내지 3중량%이기 때문이다. 여기서, 이황화몰리브덴은 면압이 500kg/cm2이상이고 속도가 10m/min이하 저속에서 사용되는 베어링부품에 첨가되는 것이 바람직하다.
이러한 습동층(30)은 접합층(20)을 통하여 이면금속(10)에 높은 접합강도로 접합된다. 그리고 자기윤활성과 높은 압축강도를 갖는 흑연(Gr)과 이황화몰리브덴 (MoS2)등을 포함하는 바, 우수한 마찰특성과 내하중성 그리고 내소부성을 갖게 된다. 특히, 납성분을 포함하지 않는 바, 소결시 편석되지 않게 되고, 아울러 인체에 치명적인 영향을 주는 오염물질을 발생시키지 않게 된다.
결과적으로 이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 납성분을 대신하여 자기윤활성과 높은 압축강도를 갖는 흑연(Gr) 및 이황화몰리브덴(MoS2) 등을 포함하는 습동층(30)을 구비한 다음, 이를 동 또는 동합금으로 이면금속(10)에 소결접합시킴으로써 우수한 마찰특성과 내하중성을 갖게 되며, 아울러 인체인 치명적인 오염물질을 발생시키지 않으면서 높은 접합강도를 유지할 수 있게 되는 것이다.
이하에서는 이와 같은 구성을 갖는 다층 슬라이딩 베어링의 제조방법을 도 2를 참고로하여 상세하게 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 본 발명의 제조방법은 습동층(30)과 접합되는 강철 재질의 이면금속(10)을 구비하고, 구비된 이면금속의 표면을 세척한다(S101).
이면금속(10)의 세척은 상기 이면금속(10) 표면의 각종 유기물과 먼지, 원자, 분자, 이온 등을 제거하는 단계로서, 약산의 세정액에 침지(浸漬)시키거나 또는 스틸브러쉬로 닦아내는 방법으로 세척한다.
그리고 이면금속(10)의 세정이 완료되면, 이어서 청동(Cu-Sn), 황동(Cu-Zn) 등의 동합금 또는 순수한 동(銅) 재질의 분말을 구비하고, 구비된 분말을 이면금속 (10)의 상면에 분성한다(S103). 분성은 분말을 이면금속(10)의 상면에 소정의 두께 쌓는 것으로, 이면금속(10)의 상면에 접합층(20)을 형성하는 역할을 하며, 이때의 두께는 습동층(30)의 마모한계와 이후 시행하는 소결시의 수축량을 고려하여 대략 0.5mm 내지 5mm범위를 유지하는 것이 좋다.
한편, 이면금속(10)의 상면에 분성되는 분말로서 청동을 사용할 경우에는, 상술한 바와 같이 구성 성분인 주석(Sn)이 전체 조성물을 기준으로 10중량% 내지 25중량%로 조성됨이 바람직하며, 분성 분말로서 황동을 사용할 경우에는, 구성 성분인 아연(Zn)이 전체 조성물을 기준으로 25중량% 내지 40중량%로 조성됨이 바람직하다.
다음으로, 접합층 분말의 분성이 완료되면, 곧이어 분성된 접합층 분말(이하, "접합층 분성체"라 약칭함)을 1차 소결한다(S105). 1차 소결단계(S105)는 접합층 분성체에 고온의 열을 가함으로써, 접합층 분성체를 소결시키는 단계이다. 이러한 1차 소결단계(S105)는 불활성 가스 및 환원성인 질소, 수소, 아르곤 가스가 혼합된 분위기에서 대략 공정정(共晶點)온도 직하 50℃사이에서 실시한다. 이후부터는 소결된 접합층 분성체를, 접합층 소결체라 부르기로 한다.
그리고 접합층 분성체의 소결이 완료되면, 이어서 Cu-Zn-Gr계 합금 또는 Cu-Sn-Gr계 합금 또는 Cu-Fe-Gr계 합금 재질의 분말을 구비하고, 구비된 분말을 접합층 소결체의 상면에 분성한다(S107). 이때 분성된 분말은 습동층(30)을 형성하는 역할을 하는 것으로, 그 두께는 상기 습동층(30)의 마모한계와 수명 그리고 이후 시행하는 소결 및 압연시의 수축량을 고려하여 대략 1mm이상의 두께를 유지하는 것이 좋다.
한편, 접합층 소결체에 분성되는 분말로서 Cu-Zn-Gr계 합금을 사용할 경우에 는, 상술한 바와 같이 구성 성분인 아연(Zn)이 전체 조성물을 기준으로 30중량% 내지 40중량%로 조성되며, 흑연(Gr)이 전체 조성물을 기준으로 3중량% 내지 7중량%로 조성됨이 바람직하다. 또한, Cu-Sn-Gr계 합금을 사용할 경우, 주석(Sn)이 전체 조성물을 기준으로 10중량% 내지 25중량%로 조성되고, 흑연(Gr)이 전체 조성물을 기준으로 3중량% 내지 7중량%로 조성됨이 바람직하다. 그리고 Cu-Fe-Gr계 합금을 사용할 경우에는, 구리(Cu)가 전체 조성물을 기준으로 10중량% 내지 35중량%로 조성되며, 흑연(Gr)이 전체 조성물을 기준으로 1중량% 내지 9중량%로 조성됨이 바람직하다.
여기서, Cu-Fe-Gr계 합금을 사용할 경우에는, 이와 접합되는 이면금속(10)의 탄소농도가 전체 조성물을 기준으로 3.5중량%이상이어야 하는데, 이는 후술하는 바와 같이 습동층(30)과 이면금속(10)을 경화열처리하는 단계(S118)를 통해 고강도의 슬라이딩 베어링을 제조하기 위한 것이다.
그리고 습동층 분말의 분성(이하, "습동층 분성체"라 약칭함)이 완료되면, 곧이어 2차 소결한다(S109). 2차 소결단계(S109)는 습동층 분성체에 고온의 열을 가함으로써, 습동층 분성체를 소결시키는 단계이다. 이후부터는 소결된 습동층 분성체를, 습동층 소결체라 부르기로 한다.
이러한 2차 소결단계(S109)는 불활성 가스 및 환원성인 질소, 수소, 아르곤 가스가 혼합된 분위기에서 시행하며, 이때의 소결온도는 1차 소결단계(S105)의 소결온도 이하의 온도, 즉 50℃이하의 온도에서 시행한다. 이는 1차 소결단계(S105)의 소결온도보다 높은 온도로 소결하면, 자칫 접합층 소결체가 용융될 수도 있기 때문이다.
그리고 2차 소결이 완료되면, 이어서 소결이 완료된 습동층 소결체와, 그 하부의 접합층 소결체를 1차로 압축성형한다(S111). 1차 압축성형단계(S111)는 소결이 완료된 습동층 소결체와 접합층 소결체를 고압으로 압축하여 밀도를 높여주기 위한 것으로, 압연기 또는 프레스에 의한 방법으로 시행된다. 한편, 이때의 압하율 (reduction ratio)은 습동층 소결체와 접합층 소결체의 두께가 대략 10%정도로 감소되도록 시행한다. 이같이 습동층 소결체와 접합층 소결체의 두께를 10%정도로 감소시키는 압하율은, 습동층 소결체의 밀도를 적절하게 유지시켜 최적의 강도를 유지할 수 있게 한다. 또한, 습동층 소결체에 적절한 오일을 함유할 수 있도록 최적의 기공을 형성할 수 있게 한다.
다음으로, 습동층 소결체와 접합층 소결체의 1차 압축성형이 완료되면, 연이어서 압축성형된 습동층 소결체와 접합층 소결체를 3차 소결한다(S113). 3차 소결단계(S113)는 압축성형된 습동층 소결체에 고온의 열을 다시 가함으로써 소결체내의 고체윤활제인 무기물과 기지금속의 소결능을 더욱 향상시키는 단계이다. 이러한 3차 소결단계(S113)는 상술한 바와 마찬가지로 불활성 가스 및 환원성인 질소, 수소, 아르곤 가스가 혼합된 분위기에서 시행한다. 또한, 이때의 소결온도는 2차 소결단계(S109)에서의 소결온도보다는 높고 1차 소결단계(S105)의 소결온도보다는 낮아야 한다.
그리고 3차 소결이 완료되면, 이어서 소결이 완료된 습동층 소결체를 2차로 압축성형한다(S115). 2차 압축성형단계(S115)는 3차 소결이 완료된 습동층 소결체 를 고압으로 압축함으로써 상기 습동층 소결체의 내마모성과 내하중성을 향상시키기 위한 것으로, 1차 압축성형단계(S111)와 마찬가지로 압연기 또는 프레스에 의한 방법으로 시행된다. 한편, 이때의 압하율은 습동층 소결체의 두께가 대략 15% 내지 30%정도의 범위로 감소되도록 시행한다. 이는 압하율이 15%이하일 경우에는 습동층 (30)의 경도가 감소되기 때문이며, 압하율이 30%이상일 경우에는 기공량이 적거나 폐공(closed pore)을 형성하여 오일의 함유량이 적을 수 있기 때문이다.
그리고 2차 압축성형이 완료되면, 이어서 압축성형된 습동층 소결체와 이에 접합된 이면금속(10)을 기계가공처리한다(S117). 기계가공처리단계(S117)는 서로 접합된 이면금속(10)과 습동층 소결체를 플레이트형 또는 환형 등, 필요한 상태로 절단 가공하는 단계이다.
한편, 습동층(30)의 재료로서 Cu-Fe-Gr계 합금을 사용할 경우에는, 도 2에 도시된 바와 같이 기계가공처리 후 습동층 소결체와 이면금속(10)을 경화열처리하는 단계, 예를 들어 침탄 또는 조질을 실시하는 단계(S118)를 더 포함한다. 이러한 경화열처리단계(S118)는 습동층 소결체와 이면금속(10)에 열을 가함으로써 그 경도를 증대시키는 역할을 한다.
다음으로, 기계가공처리가 완료되면, 최종적으로 습동층 소결체에 오일을 함침시키는 단계(S119)를 시행함으로써 다층 슬라이딩 베어링으로 제조한다. 오일함침단계(S119)는 습동층 소결체에 형성된 기공에 오일이 스며들게 하는 것으로서, 습동층 소결체에 윤활특성을 부여하는 단계이다. 한편, 오일함침단계(S119)에서 사용하는 오일은 베어링의 사용 조건, 특히 작용하중과 작용속도에 따라 결정되는데, 예를 들어 작용하중과 작용속도가 높을 때에 사용하는 베어링의 경우에는, 고점도 (40℃에서 점도 400cSt이상)를 사용하며, 작용하중과 작용속도가 작을 때에 사용하는 베어링의 경우에는, 저점도를 사용한다.
이상에서와 같이 여러 단계를 통하여 제조된 다층 슬라이딩 베어링은 도 1에서와 같이 균일한 소결밀도와 균일한 접합강도 그리고 균일한 오일함유량을 갖는 습동층(30)을 갖게 된다. 특히, 편석되지 않고 오염물질을 발생시키지 않으면서 이면금속(10)에 높은 강도로 접합될 수 있으며, 이에 따라 우수한 마찰특성 및 내마모성과 내하중성을 갖게 된다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 다층 슬라이딩 베어링 및 그 제조방법은, 균일한 소결밀도와 균일한 접합강도 그리고 균일한 오일함유량을 갖는 습동층을 가질 수 있다. 특히, 편석되지 않고 오염물질을 발생시키지 않으면서 이면금속에 높은 강도로 접합될 수 있으며, 이에 따라 우수한 마찰특성 및 내마모성과 내하중성을 갖게 되는 효과를 갖는다.

Claims (10)

  1. 강철 소재의 이면금속과; 동합금 분말로서, 상기 이면금속의 표면에 분성 고온소결된 후 압축 접합되는 접합층과; 흑연이 포함된 동합금 분말로서, 상기 접합층의 표면에 분성 고온소결된 후 압축 접합되는 습동층으로 구성되며,
    상기 접합층은 Cu 또는 Cu-Zn 또는 Cu-Sn계이며, 상기 Cu-Zn계일 경우, 아연성분은 전체 조성물을 기준으로 25 내지 40중량%이고, 상기 Cu-Sn계일 경우, 주석성분은 전체 조성물을 기준으로 10 내지 25중량%인 것을 특징으로 하는 다층 슬라이딩 베어링.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 습동층은 Cu-Zn-Gr 또는 Cu-Sn-Gr 또는 Cu-Fe-Gr계이며, 상기 Cu-Zn-Gr계일 경우, 아연성분이 전체 조성물의 중량비를 기준으로 30 내지 40중량%, 흑연성분이 3 내지 7중량%, 나머지가 구리성분이고, 상기 Cu-Sn-Gr계일 경우, 주석성분이 전체 조성물의 중량비를 기준으로 10 내지 25중량%, 흑연성분이 3 내지 7중량%, 나머지가 구리성분이며, 상기 Cu-Fe-Gr계일 경우, 구리성분이 전체 조성물의 중량비를 기준으로 10 내지 35중량%, 흑연성분이 1 내지 9중량%, 나머지가 철성분인 것을 특징으로 하는 다층 슬라이딩 베어링.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 습동층의 성분중 기타원소로 이황화몰리브덴이 전체 조성물의 중량비를 기준으로 0.5 내지 3중량%로 더 포함되는 것을 특징으로 하는 다층 슬라이딩 베어링.
  5. 강철소재의 이면금속을 세척하는 단계와;
    세척된 이면금속의 표면에 동합금 분말을 소정 두께로 분성하여 접합층을 구성하는 단계와;
    분성된 접합층 분말을 대략 공정점에서 소결하여 접합층 소결체로 만드는 1차 소결단계와;
    상기 소결체의 표면에 흑연이 포함된 동합금 분말을 소정 두께로 분성하여 습동층을 구성하는 단계와;
    분성된 습동층 분말을 1차 소결온도이하에서 소결하여 습동층 소결체로 만드는 2차 소결단계와;
    상기 접합층 소결체와 습동층 소결체를 1차로 압축성형하는 단계와;
    압축성형된 접합층 소결체와 습동층 소결체를 1차 소결온도보다는 낮고 2차 소결온도보다는 높은 온도에서 소결하는 3차 소결단계와;
    소결된 접합층 소결체와 습동층 소결체를 2차로 압축성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 슬라이딩 베어링의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 2차 압축성형단계 후에, 침탄 또는 조질에 의한 경화열처리를 추가로 실시하는 것을 특징으로 하는 소결베어링의 제조방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 접합층을 분성하는 단계에서, 상기 접합층은 0.5 내지 5mm 범위의 두께로 분성되는 것을 특징으로 하는 다층 슬라이딩 베어링의 제조방법.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 습동층을 분성하는 단계에서, 상기 습동층은 1mm이상의 두께로 분성되는 것을 특징으로 하는 다층 슬라이딩 베어링의 제조방법.
  9. 제 5항에 있어서, 상기 1차 압축성형 단계에서 압하율이 10%정도인 것을 특징으로 하는 다층 슬라이딩 베어링의 제조방법.
  10. 제 5항에 있어서, 상기 2차 압축성형 단계에서 압하율이 15 내지 30%범위인 것을 특징으로 하는 다층 슬라이딩 베어링의 제조방법.
KR1020020083429A 2002-12-24 2002-12-24 다층 슬라이딩 베어링 및 그 제조방법 KR100926903B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020083429A KR100926903B1 (ko) 2002-12-24 2002-12-24 다층 슬라이딩 베어링 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020020083429A KR100926903B1 (ko) 2002-12-24 2002-12-24 다층 슬라이딩 베어링 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040056847A KR20040056847A (ko) 2004-07-01
KR100926903B1 true KR100926903B1 (ko) 2009-11-17

Family

ID=37349476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020083429A KR100926903B1 (ko) 2002-12-24 2002-12-24 다층 슬라이딩 베어링 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100926903B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002061653A (ja) * 2000-08-22 2002-02-28 Daido Metal Co Ltd 湿式潤滑用摺動材料
JP2002147459A (ja) * 2000-11-13 2002-05-22 Ndc Co Ltd オーバレイ層を改質したすべり軸受

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002061653A (ja) * 2000-08-22 2002-02-28 Daido Metal Co Ltd 湿式潤滑用摺動材料
JP2002147459A (ja) * 2000-11-13 2002-05-22 Ndc Co Ltd オーバレイ層を改質したすべり軸受

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040056847A (ko) 2004-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3168538B2 (ja) 滑りベアリング及びその製造方法
KR100434770B1 (ko) 자기윤활성소결마찰재및그제조방법
US6322902B1 (en) Sliding contact material, sliding contact element and producing method
JP3939931B2 (ja) 銅系複層摺動材料
JP5085040B2 (ja) 焼結摺動材料、摺動部材、連結装置および摺動部材が適用される装置
KR100813484B1 (ko) 슬라이딩재료, 복합 소결 슬라이딩부재 및 그 제조방법
JP4823183B2 (ja) 銅系焼結摺動材料およびそれを用いる焼結摺動部材
US2372202A (en) Bearing
CN1107815C (zh) 粉末冶金稀土铁青铜合金含油轴承及其制造方法
CN101845568A (zh) 粉末冶金超长寿命含油轴承及其制造方法
JP4214519B2 (ja) 銅系摺動材料およびその製造方法
JP2003342700A (ja) 焼結摺動材料並びに焼結摺動部材およびその製造方法
KR100926903B1 (ko) 다층 슬라이딩 베어링 및 그 제조방법
JP2001335812A (ja) 鉛フリー平軸受およびその製造方法
KR100286246B1 (ko) 미끄럼베어링 및 그 제조방법
JPH11293305A (ja) 摺動材料および複層焼結摺動部材
CN1107816C (zh) 粉末冶金稀土铁黄铜合金含油轴承及其制造方法
KR20050076728A (ko) 소결베어링의 제조방법
KR20110118283A (ko) 무급유 방청 소결 베어링
KR101033869B1 (ko) 슬라이딩 타입의 오일리스 소결 베어링의 제조 방법
JP2001107162A (ja) 青銅系焼結合金とそれを用いた軸受及び製造方法
KR20070011822A (ko) 이종금속의 접합구조 및 접합방법
KR100707691B1 (ko) 고상소결층을 갖는 미끄럼베어링
KR101094758B1 (ko) 소결베어링 제조방법
KR100653953B1 (ko) 소결베어링의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120405

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee