WO2012063785A1 - モータ式燃料噴射ポンプ用焼結軸受 - Google Patents

モータ式燃料噴射ポンプ用焼結軸受 Download PDF

Info

Publication number
WO2012063785A1
WO2012063785A1 PCT/JP2011/075621 JP2011075621W WO2012063785A1 WO 2012063785 A1 WO2012063785 A1 WO 2012063785A1 JP 2011075621 W JP2011075621 W JP 2011075621W WO 2012063785 A1 WO2012063785 A1 WO 2012063785A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mass
bearing
fuel injection
motor
phase
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/075621
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
石井　義成
丸山　恒夫
佳樹 田村
Original Assignee
株式会社ダイヤメット
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 株式会社ダイヤメット filed Critical 株式会社ダイヤメット
Priority to BR112013009530-0A priority Critical patent/BR112013009530B1/pt
Priority to US13/876,084 priority patent/US8999232B2/en
Priority to JP2012542913A priority patent/JP5492308B2/ja
Priority to CN201180054205.2A priority patent/CN103201398B/zh
Priority to KR1020137010354A priority patent/KR101849809B1/ko
Priority to EP11840331.0A priority patent/EP2639322B1/en
Publication of WO2012063785A1 publication Critical patent/WO2012063785A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/06—Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0425—Copper-based alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/02—Alloys based on copper with tin as the next major constituent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/02—Selection of particular materials
    • F04D29/026—Selection of particular materials especially adapted for liquid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
    • F04D29/046—Bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
    • F04D29/046—Bearings
    • F04D29/047—Bearings hydrostatic; hydrodynamic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D5/00—Pumps with circumferential or transverse flow
    • F04D5/002—Regenerative pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
    • F16C33/128—Porous bearings, e.g. bushes of sintered alloy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/14—Special methods of manufacture; Running-in
    • F16C33/145—Special methods of manufacture; Running-in of sintered porous bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/20—Manufacture essentially without removing material
    • F05D2230/22—Manufacture essentially without removing material by sintering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/10—Metals, alloys or intermetallic compounds
    • F05D2300/17—Alloys
    • F05D2300/172—Copper alloys
    • F05D2300/1723—Nickel-Copper alloy, e.g. Monel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2202/00—Solid materials defined by their properties
    • F16C2202/02—Mechanical properties
    • F16C2202/10—Porosity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
    • F16C2204/10—Alloys based on copper

Definitions

  • the present invention relates to a sintered bearing for a motor-type fuel injection pump made of a Cu-based sintered alloy.
  • an engine using liquid fuel is provided with a motor-type fuel injection pump, and the liquid fuel is injected into the combustion chamber of the engine by the motor-type fuel injection pump.
  • a motor-type fuel injection pump for a gasoline engine having a structure shown in FIG. 5 is known.
  • a rotating shaft fixed to both ends of a motor is supported by a bearing, an impeller is fixed to one rotating shaft, and a gasoline flow path is formed on the outer peripheral surface of the impeller and the motor.
  • Gasoline is boosted by the rotation of the impeller and injected into a combustion chamber of an engine (not shown).
  • gasoline engines are used in various parts of the world, but in some areas, poor gasoline containing organic acids is used as fuel.
  • poor gasoline containing organic acid is used, there is a problem that the bearing of the motor type fuel injection pump is corroded by the organic acid.
  • Patent Document 1 discloses a motor type fuel pump bearing made of a Cu—Ni based sintered alloy.
  • Patent Document 1 has a structure in which a Sn high-concentration alloy layer containing 50% by mass or more of Sn is formed, thereby improving corrosion resistance and the like.
  • this bearing contains 21 to 35% by mass of expensive Ni, there is a problem that it cannot be manufactured at a low cost.
  • an object of the present invention is to provide a bearing for a motor-type fuel injection pump that is made of a Cu—Ni-based sintered alloy that eliminates the above-described problems and is inexpensive and has excellent corrosion resistance and wear resistance. .
  • the sintered bearing for a motor type fuel injection pump of the present invention is 10% to 20% Ni, 5 to 13% Sn, 0.1 to 0.8% P, and 1 to 6% by mass.
  • Ni—Sn—Cu—P phase contains 30% to 49% Ni, 10% to 30% Cu, and 0.5% to 1.5% P in mass%, with the balance being It consists of Sn and inevitable impurities.
  • the sintered bearing for a motor type fuel injection pump of the present invention is 10% to 20% Ni, 5 to 13% Sn, 0.1 to 0.8% P, and 1 to 6% by mass.
  • Ni—Sn—Cu—P phase containing Cu and inevitable impurities, and containing 30% or more of Sn by mass% at the grain boundary, and 8 to 18% By having the porosity, it can be produced at low cost, and exhibits excellent corrosion resistance and wear resistance even in poor gasoline containing organic acids.
  • the Ni—Sn—Cu—P phase contains 30% to 49% Ni, 10% to 30% Cu, and 0.5% to 1.5% P in mass%, with the balance being By being made of Sn and inevitable impurities, the corrosion resistance and the wear resistance are further improved.
  • the sintered bearing for a motor type fuel injection pump of the present invention is 10% to 20% Ni, 5 to 13% Sn, 0.1 to 0.8% P, and 1 to 6% by mass.
  • Ni—Sn—Cu—P phase containing Cu and inevitable impurities, and containing 30% or more of Sn by mass% at the grain boundary, and 8 to 18% Has porosity. And with this composition, etc., it can be manufactured at low cost, and exhibits excellent corrosion resistance and wear resistance even in poor gasoline containing organic acids. Further, the Ni—Sn—Cu—P phase contains 30 to 49% Ni, 10 to 30% Cu and 0.5 to 1.5 P in mass%, with the balance being Sn and When it consists of inevitable impurities, it will be further excellent in corrosion resistance and wear resistance.
  • Ni 10-20% by mass Ni forms a Ni—Sn—Cu—P phase at the grain boundary together with Sn, Cu, and P by sintering, and imparts excellent corrosion resistance to the bearing. If the Ni content is less than 10%, the grain boundary phase is not sufficiently formed, and desired corrosion resistance cannot be obtained. On the other hand, even if the Ni content exceeds 20%, the effect of improving the corrosion resistance is small and the raw material cost is increased, which is not preferable.
  • P 0.1 to 0.8% by mass% P improves the sinterability of the green compact and improves the strength of the substrate. If the P content is less than 0.1%, the effect of improving the strength of the substrate is small. On the other hand, if the P content exceeds 0.8%, the dimensional change during sintering becomes large and the dimensional accuracy is lowered, which is not preferable.
  • Sn 5 to 13% by mass Sn forms a Ni—Sn—Cu—P phase at the grain boundary together with Ni, Sn, and P by sintering, and imparts excellent corrosion resistance to the bearing. If the Sn content is less than 5%, the grain boundary phase is not sufficiently formed, and desired corrosion resistance cannot be obtained. On the other hand, if the Sn content exceeds 13%, the dimensional change during sintering becomes large and the dimensional accuracy is lowered, which is not preferable.
  • C 1 to 6% by mass
  • C is derived from graphite.
  • C mainly exists as free graphite in pores dispersed in the substrate, imparts excellent lubricity to the bearing, and improves wear resistance. If the C content is less than 1%, the desired effect cannot be obtained. On the other hand, even if the C content exceeds 6%, the effect of improving the wear resistance is small, and the strength of the bearing is lowered.
  • Porosity 8-18%
  • the pores are dispersed in the base material, and it has an effect of reducing the strong friction received by the bearing under the high-pressure and high-speed flow of the liquid fuel and suppressing the wear of the bearing. If the porosity is less than 8%, the effect is not sufficient. On the other hand, when the porosity exceeds 18%, the strength is remarkably lowered, which is not preferable.
  • Ni-Sn-Cu-P phase containing 30% or more Sn by mass% Ni-Sn-Cu-P containing 30% or more Sn by mass formed at the grain boundary of the substrate
  • the phase imparts excellent corrosion resistance in poor gasoline containing organic acids.
  • Ni—Sn—Cu—P phase containing 30% or more of Sn by mass% at the grain boundary it is necessary to appropriately set the Ni and Sn contents and the sintering temperature conditions.
  • Cu-Ni-Sn-P based composition with a Ni content of 10% or more and a Sn content of 5% or more.
  • the sintering temperature By setting the sintering temperature to 840 ° C to 940 ° C, it is efficiently 30% or more in mass%.
  • Ni—Sn—Cu—P phase containing Sn can be formed at the grain boundary.
  • the Ni—Sn—Cu—P phase formed under the above conditions is 30% to 40% Sn, 30% to 49% Ni, 10% to 30% Cu, 0.5% to 1% by mass. And 5% P.
  • the bearing of the present invention having the dimensions of outer diameter: 10 mm ⁇ inner diameter: 5 mm ⁇ height: 5 mm and having the composition shown in Table 1 (hereinafter referred to as the present invention example), and Ni content as a comparison. Comparative bearings of less than 10% (hereinafter referred to as comparative examples) were manufactured.
  • pores were dispersed at a rate of 8 to 18%, and free graphite was also dispersed.
  • EPMA electron beam microanalyzer
  • Sn-rich Ni containing 30% by mass or more of Sn at the grain boundary.
  • a —Sn—Cu—P phase was formed.
  • the Sn rich phase containing 30% by mass or more of Sn was not formed at the grain boundary of the comparative example.
  • the bearing was incorporated in a fuel pump having an outer dimension of length: 110 mm ⁇ diameter: 40 mm, and this fuel pump was installed in a gasoline tank.
  • An actual machine experiment was performed under the conditions of an impeller rotation speed of 5,000 to 15,000 rpm, a gasoline flow rate of 50 to 250 liters / hour, a pressure applied to the bearing from high-speed rotation: a maximum of 500 kPa, and a test time of 500 hours. The maximum wear depth on the bearing surface after the test was measured. The results are shown in Table 1.
  • the maximum wear depth of the bearing in the example of the present invention was 4.8 ⁇ m or less, and it was confirmed that the wear resistance was high.
  • the maximum wear depth of the bearing in the comparative example was 21.0 ⁇ m, and the wear resistance was significantly lower than that of the present invention example.
  • a carboxylic acid represented by RCOOH (R is a hydrogen atom or a hydrocarbon group) was added to gasoline to produce an organic acid test solution assuming a pseudo-poor gasoline.
  • RCOOH R is a hydrogen atom or a hydrocarbon group
  • the mass change of the bearing in the example of the present invention was 0.37% or less, and it was confirmed that the corrosion resistance was high.
  • the change in mass of the bearing in the comparative example was 2.46%, which was significantly lower in corrosion resistance than the example of the present invention.
  • the alloy of Invention Example 7 has a Ni—Sn—Cu—P alloy phase with an Sn concentration of 30% or more.
  • Example 2 ⁇ Three types of bearings with different compositions were manufactured in the same manner as in Example 1. And about the cross section of each bearing, it analyzed about distribution of Sn, Ni, P, and Cu using the electron beam microanalyzer (EPMA). Analysis conditions were set at an acceleration voltage of 15 kV. The results are shown in FIGS. In the figure, “SEI” indicates a secondary electron image, and “COMPO” indicates a reflected electron composition image.
  • FIG. 2 is an electron micrograph when Cu: balance, Sn: 9%, P: 0.4%, C: 5% and Ni: 16%.
  • FIG. 3 shows Sn, P, C is an electron micrograph when Ni is 12.5% as in FIG. 2 and 3, there may be a metal structure in which Ni—Sn—Cu—P alloy phases having a higher content of Sn, Ni, P and a lower content of Cu than the base are dispersed. It was clearly confirmed.
  • FIG. 4 is an electron micrograph when Sn, P, and C are the same as FIG. 2 and Ni is 8.2% (out of the scope of the present invention). In FIG. 4, the Sn rich phase was not confirmed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Sliding-Contact Bearings (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

安価で優れた耐食性及び耐摩耗性を有するＣｕ－Ｎｉ系焼結合金で構成されたモータ式燃料噴射ポンプ用軸受を提供する。質量％で、１０～２０％のＮｉと、５～１３％のＳｎと、０．１～０．８％のＰと、１～６％のＣとを含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物からなるとともに、粒界に質量％で３０％以上のＳｎを含有するＮｉ－Ｓｎ－Ｃｕ－Ｐ相が形成され、かつ、８～１８％の気孔率を有する。Ｎｉ－Ｓｎ－Ｃｕ－Ｐ相は、質量％で、３０～４９％のＮｉと、１０～３０％のＣｕと、０．５～１．５％のＰとを含有し、残部がＳｎ及び不可避不純物からなる。

Description

モータ式燃料噴射ポンプ用焼結軸受
　本発明は、Ｃｕ系焼結合金で構成されたモータ式燃料噴射ポンプ用焼結軸受に関する。
　従来、液体燃料を用いるエンジンには、モータ式燃料噴射ポンプが備えられ、このモータ式燃料噴射ポンプによりエンジンの燃焼室内に液体燃料が噴射されるようになっている。
　ガソリンエンジン用のモータ式燃料噴射ポンプとしては、例えば、図５に示す構造のものが知られている。図５に示すポンプは、モータの両端に固定された回転軸が軸受に支持され、一方の回転軸にはインペラが固定され、インペラ及びモータの外周面にガソリンの流路が形成されている。そして、ガソリンがインペラの回転により昇圧されて、図示しないエンジンの燃焼室内に噴射されるようになっている。
　一方、ガソリンエンジンは世界各地で使用されているが、その燃料として、一部の地域では有機酸を含む粗悪ガソリンが用いられている。そして、有機酸を含む粗悪ガソリンが用いられた場合、有機酸によりモータ式燃料噴射ポンプの軸受が腐食してしまうという問題があった。
　このような問題を解決するために、例えば、特許文献１には、Ｃｕ－Ｎｉ系焼結合金で構成されたモータ式燃料ポンプの軸受が開示されている。
特開２００６―１９９９７７号公報
　特許文献１に開示された軸受は、Ｓｎが５０質量％以上含有するＳｎ高濃度合金層が形成された組織を有することで、耐食性等を向上させたものである。しかしながら、この軸受は高価なＮｉを２１～３５質量％含有するため、安価に製造することができないという問題があった。
　そこで、本発明は、上記の問題を一掃し、安価で優れた耐食性及び耐摩耗性を有するＣｕ－Ｎｉ系焼結合金で構成されたモータ式燃料噴射ポンプ用軸受を提供することを目的とする。
　本発明のモータ式燃料噴射ポンプ用焼結軸受は、質量％で、１０～２０％のＮｉと、５～１３％のＳｎと、０．１～０．８％のＰと、１～６％のＣとを含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物からなるとともに、粒界に質量％で３０％以上のＳｎを含有するＮｉ－Ｓｎ－Ｃｕ－Ｐ相が形成され、かつ、８～１８％の気孔率を有する。
　また、前記Ｎｉ－Ｓｎ－Ｃｕ－Ｐ相は、質量％で、３０～４９％のＮｉと、１０～３０％のＣｕと、０．５～１．５％のＰとを含有し、残部がＳｎ及び不可避不純物からなる。
　本発明のモータ式燃料噴射ポンプ用焼結軸受は、質量％で、１０～２０％のＮｉと、５～１３％のＳｎと、０．１～０．８％のＰと、１～６％のＣとを含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物からなるとともに、粒界に質量％で３０％以上のＳｎを含有するＮｉ－Ｓｎ－Ｃｕ－Ｐ相が形成され、かつ、８～１８％の気孔率を有することで、安価に製造できるとともに、有機酸を含む粗悪ガソリン中でも、優れた耐食性及び耐摩耗性を示すものとなる。
　また、前記Ｎｉ－Ｓｎ－Ｃｕ－Ｐ相は、質量％で、３０～４９％のＮｉと、１０～３０％のＣｕと、０．５～１．５％のＰとを含有し、残部がＳｎ及び不可避不純物からなることで、さらに耐食性及び耐摩耗性に優れたものとなる。
本発明例７のＮｉ－Ｓｎ－Ｃｕ－Ｐ合金相の電子顕微鏡写真である。 Ｃｕ：残部、Ｓｎ：９％、Ｐ：０．４％、Ｃ：５％であって、Ｎｉ：１６％としたときの電子顕微鏡写真である。 同上Ｎｉ：１２．５％としたときの電子顕微鏡写真である。 同上Ｎｉ：８．２％としたときの電子顕微鏡写真である。 ガソリンエンジン用のモータ式燃料噴射ポンプの構成を示す断面図である。
　本発明のモータ式燃料噴射ポンプ用焼結軸受は、質量％で、１０～２０％のＮｉと、５～１３％のＳｎと、０．１～０．８％のＰと、１～６％のＣとを含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物からなるとともに、粒界に質量％で３０％以上のＳｎを含有するＮｉ－Ｓｎ－Ｃｕ－Ｐ相が形成され、かつ、８～１８％の気孔率を有する。そして、この組成等により、安価に製造できるとともに、有機酸を含む粗悪ガソリン中でも、優れた耐食性及び耐摩耗性を示すものとなる。また、Ｎｉ－Ｓｎ－Ｃｕ－Ｐ相が、質量％で、３０～４９％のＮｉと、１０～３０％のＣｕと、０．５～１．５のＰとを含有し、残部がＳｎ及び不可避不純物からなる場合には、さらに耐食性及び耐摩耗性に優れたものとなる。
　以下、本発明のモータ式燃料噴射ポンプ用焼結軸受の組成等について、詳細に説明する。なお、以下で説明される含有量は、すべて質量％である。
　（１）Ｎｉ：質量％で１０～２０％
　Ｎｉは、焼結によりＳｎ、Ｃｕ、Ｐとともに粒界にＮｉ－Ｓｎ－Ｃｕ－Ｐ相を形成して、軸受に優れた耐食性を付与する。Ｎｉ含有量が１０％未満では粒界相が十分形成されず、所望の耐食性が得られない。一方、Ｎｉ含有量が２０％を超えても耐食性向上の効果が少なく、原料コストが高くなるため好ましくない。
　（２）Ｐ：質量％で０．１～０．８％
　Ｐは、圧粉体の焼結性を向上させ、素地の強度を向上させる。Ｐ含有量が０．１％未満では素地の強度向上に効果が少ない。一方、Ｐ含有量が０．８％を越えると焼結時の寸法変化が大きくなり、寸法精度が低下するため好ましくない。
　（３）Ｓｎ：質量％で５～１３％
　Ｓｎは、焼結によりＮｉ、Ｓｎ、Ｐとともに粒界にＮｉ－Ｓｎ－Ｃｕ－Ｐ相を形成して、軸受に優れた耐食性を付与する。Ｓｎ含有量が５％未満では粒界相が十分形成されず、所望の耐食性が得られない。一方、Ｓｎ含有量が１３％を超えると焼結時の寸法変化が大きくなり、寸法精度が低下するため好ましくない。
　（４）Ｃ：質量％で１～６％
　Ｃは黒鉛に由来するものである。Ｃは、主に、素地中に分散している気孔内に遊離黒鉛として存在し、軸受に優れた潤滑性を付与し、耐摩耗性を向上させる。Ｃ含有量が１％未満では所望の効果が得られない。一方、Ｃ含有量が６％を越えても耐摩耗性向上の効果が少なく、軸受の強度が低下するため好ましくない。
　（５）気孔率：８～１８％
　気孔は素地に分散し、液体燃料の高圧高速流通下で軸受が受ける強い摩擦を緩和し、軸受けの摩耗を抑制する効果がある。気孔率が８％未満ではその効果が十分でない。一方、気孔率が１８％を超えると強度が著しく低下するので好ましくない。
　（６）質量％で３０％以上のＳｎを含有するＮｉ－Ｓｎ－Ｃｕ－Ｐ相について
　素地の粒界に形成された、質量％で３０％以上のＳｎを含有するＮｉ－Ｓｎ－Ｃｕ－Ｐ相は、有機酸を含む粗悪ガソリン中における優れた耐食性を付与する。
　質量％で３０％以上のＳｎを含有するＮｉ－Ｓｎ－Ｃｕ－Ｐ相を粒界に形成させるためには、Ｎｉ及びＳｎの含有量並びに焼結温度の条件を適宜設定する必要がある。Ｎｉ含有量を１０％以上、Ｓｎ含有量を５％以上としたＣｕ－Ｎｉ－Ｓｎ－Ｐ系組成で、焼結温度を８４０℃～９４０℃とすることにより、効率よく質量％で３０％以上のＳｎを含有するＮｉ－Ｓｎ－Ｃｕ－Ｐ相を粒界に形成することができる。上記の条件により形成されたＮｉ－Ｓｎ－Ｃｕ－Ｐ相は、質量％で、３０～４０％のＳｎと、３０～４９％のＮｉと、１０～３０％のＣｕと、０．５～１．５％のＰとを含有する。
　以下、本発明のモータ式燃料噴射ポンプ用焼結軸受の具体的な実施例について説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。
　（１）モータ式燃料噴射ポンプ用焼結軸受の製作
　原料粉末として、いずれも粒径１００メッシュの、Ｃｕ－３０質量％Ｎｉ粉、Ｃｕ－２５質量％Ｎｉ粉、Ｃｕ－１５質量％Ｎｉ粉、Ｃｕ－８質量％Ｐ粉、Ｓｎ粉、黒鉛粉末、Ｃｕ粉末を用意した。これらの原料粉末を表１に示す組成になるように配合し、ステアリン酸を０．５質量％添加してＶ型混合機にて２０分混合した後、所定の圧力でプレス成形して圧粉体を製作した。この圧粉体を、天然ガスと空気を混合し、加熱した触媒に通すことで分解変成させたエンドサーミックガス（吸熱型ガス）雰囲気中で、８４０～９４０℃範囲内の所定の温度で焼結し、続いてサイジングを行った。以上の工程により、外径：１０ｍｍ×内径：５ｍｍ×高さ：５ｍｍの寸法を有し、表１に示す組成成分の本発明軸受（以下、本発明例という）、及び比較としてＮｉ含有量が１０％未満の比較軸受（以下、比較例という）を製作した。
　こうして得られた本発明例には８～１８％の割合で気孔が分散し、遊離黒鉛も分散していた。また、本発明例と比較例の断面組織を電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）（１，０００倍）で分析したところ、本発明例では、粒界にＳｎを３０質量％以上含有するＳｎリッチなＮｉ－Ｓｎ－Ｃｕ－Ｐ相が形成されていた。比較例の粒界にはＳｎを３０質量％以上含有するＳｎリッチ相は形成されていなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　（２）耐摩耗試験
　上記の本発明例と比較例の軸受について、ガソリンが狭い空間を高速で流通し、これを生起せしめるモータの高速回転によって軸受が高圧を受け、かつ速い流速のガソリンに曝される条件で耐摩耗試験を行った。
　外側寸法が長さ：１１０ｍｍ×直径：４０ｍｍの燃料ポンプに軸受を組み込み、この燃料ポンプをガソリンタンク内に設置した。インンペラの回転数：５，０００～１５，０００ｒｐｍ、ガソリンの流量：５０～２５０リットル／時、軸受が高速回転より受ける圧力：最大５００ｋＰａ、試験時間：５００時間の条件にて実機実験を行った。試験後の軸受面における最大摩耗深さを測定した。その結果を表１に示す。
　本発明例における軸受の最大摩耗深さは４．８μｍ以下であり、耐摩耗性が高いことが確認された。
　一方、比較例における軸受の最大摩耗深さは２１．０μｍであり、本発明例よりも大幅に耐摩耗性が低かった。
　（３）耐食試験
　上記の本発明例と比較例の軸受について耐食試験を行った。
　ガソリンにＲＣＯＯＨ（Ｒは水素原子又は炭化水素基）で表されるカルボン酸を添加して、擬似粗悪ガソリンを想定した有機酸試験液を製作した。この有機酸試験液を６０℃に加熱した後、有機酸試験液に本発明例と比較例の軸受を２００時間浸漬した。そして、有機酸試験液に浸漬する前の質量と浸漬後の質量の変化を測定した。その結果を表１に示す。
　本発明例における軸受の質量変化は０．３７％以下であり、耐食性が高いことが確認された。
　一方、比較例における軸受の質量変化は２．４６％であり、本発明例よりも大幅に耐食性が低かった。
　（４）電子線マイクロアナライザー分析
　本発明例７の合金について、電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）を用いて、Ｎｉ－Ｓｎ－Ｃｕ－Ｐ合金相のＣｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐを分析した。分析条件は、加速電圧１５ｋＶ、ビーム径をφ１μｍに設定し、一例として図１の電子顕微鏡写真（ＣＯＭＰＯ像）に示すように、Ｎｉ－Ｓｎ－Ｃｕ－Ｐ合金相の中央部分を分析した。そして、異なるＮｉ－Ｓｎ－Ｃｕ－Ｐ合金相を５箇所測定して平均値を算出した。その結果を表２に示す。
　本発明例７の合金には、Ｓｎ濃度が３０％以上のＮｉ－Ｓｎ－Ｃｕ－Ｐ合金相が存在することが確認された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　実施例１と同様の方法で、組成の異なる３種類の軸受を製作した。そして、それぞれの軸受の断面について、電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）を用いて、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｐ、Ｃｕの分布について分析を行った。分析条件は、加速電圧１５ｋＶに設定した。その結果を図２～図４に示す。なお、図中、「ＳＥＩ」と示したのは二次電子像、「ＣＯＭＰＯ」と示したのは反射電子組成像である。
　図２は、Ｃｕ：残部、Ｓｎ：９％、Ｐ：０．４％、Ｃ：５％であって、Ｎｉ：１６％としたときの電子顕微鏡写真であり、図３は、Ｓｎ、Ｐ、Ｃは図２と同じでＮｉ：１２．５％としたときの電子顕微鏡写真である。図２、図３において、素地中に、素地よりもＳｎ、Ｎｉ、Ｐの含有量が高くＣｕの含有量が低いＮｉ－Ｓｎ－Ｃｕ－Ｐ合金相が分散した、金属組織が存在することがはっきりと確認された。
　一方、図４は、Ｓｎ、Ｐ、Ｃは図２と同じでＮｉ：８．２％（本発明の範囲外）としたときの電子顕微鏡写真である。図４においては、Ｓｎリッチ相は確認されなかった。

Claims (2)

  1. 質量％で、１０～２０％のＮｉと、５～１３％のＳｎと、０．１～０．８％のＰと、１～６％のＣとを含有し、残部がＣｕ及び不可避不純物からなるとともに、粒界に質量％で３０％以上のＳｎを含有するＮｉ－Ｓｎ－Ｃｕ－Ｐ相が形成され、かつ、８～１８％の気孔率を有することを特徴とするモータ式燃料噴射ポンプ用焼結軸受。
  2. 前記Ｎｉ－Ｓｎ－Ｃｕ－Ｐ相は、質量％で、３０～４９％のＮｉと、１０～３０％のＣｕと、０．５～１．５％のＰとを含有し、残部がＳｎ及び不可避不純物からなることを特徴とする請求項１記載のモータ式燃料噴射ポンプ用焼結軸受。
PCT/JP2011/075621 2010-11-10 2011-11-07 モータ式燃料噴射ポンプ用焼結軸受 WO2012063785A1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BR112013009530-0A BR112013009530B1 (pt) 2010-11-10 2011-11-07 Mancal sinterizado para bombas de injeção de combustível movidas a motor
US13/876,084 US8999232B2 (en) 2010-11-10 2011-11-07 Sintered bearing for motor-powered fuel injection pumps
JP2012542913A JP5492308B2 (ja) 2010-11-10 2011-11-07 モータ式燃料噴射ポンプ用焼結軸受
CN201180054205.2A CN103201398B (zh) 2010-11-10 2011-11-07 马达式燃料喷射泵用烧结轴承
KR1020137010354A KR101849809B1 (ko) 2010-11-10 2011-11-07 모터식 연료 분사 펌프용 소결 베어링
EP11840331.0A EP2639322B1 (en) 2010-11-10 2011-11-07 Sintered bearing for motor-powered fuel injection pumps

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010251547 2010-11-10
JP2010-251547 2010-11-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012063785A1 true WO2012063785A1 (ja) 2012-05-18

Family

ID=46050929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/075621 WO2012063785A1 (ja) 2010-11-10 2011-11-07 モータ式燃料噴射ポンプ用焼結軸受

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8999232B2 (ja)
EP (1) EP2639322B1 (ja)
JP (1) JP5492308B2 (ja)
KR (1) KR101849809B1 (ja)
CN (1) CN103201398B (ja)
BR (1) BR112013009530B1 (ja)
MY (1) MY161282A (ja)
WO (1) WO2012063785A1 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140376845A1 (en) * 2012-05-15 2014-12-25 Diamet Corporation Sintered bearing for motor-type fuel pump with superior corrosion resistance, wear resistance and conformability
US9074629B2 (en) 2012-11-16 2015-07-07 Daido Metal Company Ltd. Multi-layer slide member
WO2016035880A1 (ja) * 2014-09-04 2016-03-10 株式会社ダイヤメット Ｃｕ基焼結軸受及びＣｕ基焼結軸受の製造方法
WO2019004384A1 (ja) * 2017-06-29 2019-01-03 株式会社ダイヤメット モータ式燃料ポンプ用焼結軸受及びその製造方法
US10532406B2 (en) 2014-09-11 2020-01-14 Diamet Corporation Sintered sliding member having exceptional corrosion resistance, heat resistance, and wear resistance; and method for producing said member
US10941465B2 (en) 2016-03-04 2021-03-09 Diamet Corporation Cu-based sintered sliding material, and production method therefor

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6609852B2 (ja) * 2016-03-04 2019-11-27 株式会社ダイヤメット 耐食性、耐熱性、耐摩耗性に優れた焼結摺動材及びその製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004324712A (ja) * 2003-04-23 2004-11-18 Mitsubishi Materials Corp モータ式燃料ポンプの耐摩耗性軸受
JP2006063398A (ja) * 2004-08-27 2006-03-09 Mitsubishi Materials Corp 高強度を示しかつ高温環境下ですぐれた耐摩耗性を示すＥＧＲ式内燃機関の再循環排ガス流量制御弁などの焼結Ｃｕ合金製軸受
JP2006199977A (ja) 2005-01-18 2006-08-03 Mitsubishi Materials Pmg Corp 耐食性、耐摩耗性および高強度を有するモータ式燃料ポンプの軸受
JP2008007796A (ja) * 2006-06-27 2008-01-17 Mitsubishi Materials Pmg Corp 耐摩擦摩耗性に優れたＣｕ−Ｎｉ−Ｓｎ系銅基焼結合金およびその合金からなる軸受材
JP2009285983A (ja) * 2008-05-29 2009-12-10 Nissei Plastics Ind Co 射出成形機の関節部構造

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004324712A (ja) * 2003-04-23 2004-11-18 Mitsubishi Materials Corp モータ式燃料ポンプの耐摩耗性軸受
JP2006063398A (ja) * 2004-08-27 2006-03-09 Mitsubishi Materials Corp 高強度を示しかつ高温環境下ですぐれた耐摩耗性を示すＥＧＲ式内燃機関の再循環排ガス流量制御弁などの焼結Ｃｕ合金製軸受
JP2006199977A (ja) 2005-01-18 2006-08-03 Mitsubishi Materials Pmg Corp 耐食性、耐摩耗性および高強度を有するモータ式燃料ポンプの軸受
JP2008007796A (ja) * 2006-06-27 2008-01-17 Mitsubishi Materials Pmg Corp 耐摩擦摩耗性に優れたＣｕ−Ｎｉ−Ｓｎ系銅基焼結合金およびその合金からなる軸受材
JP2009285983A (ja) * 2008-05-29 2009-12-10 Nissei Plastics Ind Co 射出成形機の関節部構造

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2639322A4 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140376845A1 (en) * 2012-05-15 2014-12-25 Diamet Corporation Sintered bearing for motor-type fuel pump with superior corrosion resistance, wear resistance and conformability
US10041536B2 (en) * 2012-05-15 2018-08-07 Diamet Corporation Sintered bearing for motor-type fuel pump with superior corrosion resistance, wear resistance and conformability
US9074629B2 (en) 2012-11-16 2015-07-07 Daido Metal Company Ltd. Multi-layer slide member
WO2016035880A1 (ja) * 2014-09-04 2016-03-10 株式会社ダイヤメット Ｃｕ基焼結軸受及びＣｕ基焼結軸受の製造方法
JP2016053200A (ja) * 2014-09-04 2016-04-14 株式会社ダイヤメット Ｃｕ基焼結軸受及びＣｕ基焼結軸受の製造方法
US10745780B2 (en) 2014-09-04 2020-08-18 Diamet Corporation Cu-based sintered bearing and production method for Cu-based sintered bearing
US10532406B2 (en) 2014-09-11 2020-01-14 Diamet Corporation Sintered sliding member having exceptional corrosion resistance, heat resistance, and wear resistance; and method for producing said member
US10941465B2 (en) 2016-03-04 2021-03-09 Diamet Corporation Cu-based sintered sliding material, and production method therefor
WO2019004384A1 (ja) * 2017-06-29 2019-01-03 株式会社ダイヤメット モータ式燃料ポンプ用焼結軸受及びその製造方法
US11441608B2 (en) 2017-06-29 2022-09-13 Diamet Corporation Sintered bearing for motor-type fuel pump and production method therefor

Also Published As

Publication number Publication date
EP2639322B1 (en) 2015-08-26
EP2639322A1 (en) 2013-09-18
EP2639322A4 (en) 2014-10-08
US8999232B2 (en) 2015-04-07
MY161282A (en) 2017-04-14
KR101849809B1 (ko) 2018-04-17
BR112013009530A2 (pt) 2016-07-12
JPWO2012063785A1 (ja) 2014-05-12
US20130189150A1 (en) 2013-07-25
CN103201398A (zh) 2013-07-10
CN103201398B (zh) 2016-01-20
JP5492308B2 (ja) 2014-05-14
KR20140001876A (ko) 2014-01-07
BR112013009530B1 (pt) 2019-04-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5755599B2 (ja) 耐食性、耐摩耗性及びなじみ性に優れたモータ式燃料ポンプ用焼結軸受
JP5492308B2 (ja) モータ式燃料噴射ポンプ用焼結軸受
JP6052336B2 (ja) 耐食性、耐摩耗性及びなじみ性に優れたモータ式燃料ポンプ用焼結軸受の製造方法
JP6119830B2 (ja) Ｃｕ基焼結含油軸受の製造方法
JP4521871B2 (ja) 耐食性、耐摩耗性および高強度を有するモータ式燃料ポンプの軸受
JP2006063398A (ja) 高強度を示しかつ高温環境下ですぐれた耐摩耗性を示すＥＧＲ式内燃機関の再循環排ガス流量制御弁などの焼結Ｃｕ合金製軸受
EP3424624B1 (en) Sintered sliding body exhibiting excellent corrosion resistance, heat resistance, and wear resistance, and production method therefor
JP2004068074A (ja) 高温環境下ですぐれた耐摩耗性を示すＥＧＲ式内燃機関の再循環排ガス流量制御弁の焼結Ｃｕ合金製軸受
JP6468766B2 (ja) 耐食性、耐熱性、耐摩耗性に優れた焼結摺動材及びその製造方法
JP3945979B2 (ja) モータ式燃料ポンプの黒鉛分散型Ｃｕ基焼結合金製軸受
JP6620391B2 (ja) Ｃｕ基焼結摺動材およびその製造方法
JP6769007B2 (ja) モータ式燃料ポンプ用焼結軸受及びその製造方法
CN114729420B (zh) 一种Cu-Ni-Al系烧结合金的制造方法
JP2005240159A (ja) モータ式燃料ポンプのＣｕ基焼結合金製軸受及びそれを用いたモータ式燃料ポンプ
JP3945981B2 (ja) モータ式燃料ポンプのＣｕ基焼結合金製軸受
JP4341964B2 (ja) 強度および耐摩耗性に優れたＦｅ−Ａｌ−Ｃ−Ｂ焼結合金製バルブシート
JP2006016626A (ja) 強度および耐摩耗性に優れたＦｅ−Ａｌ−Ｃ−Ｂ−（Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｏ）焼結合金製バルブシート
JP2006016970A (ja) 強度および耐摩耗性に優れたＦｅ−Ａｌ−Ｃ−（Ｎｉ，Ｃｕ，Ｍｏ）焼結合金製バルブシート

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11840331

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012542913

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13876084

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011840331

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20137010354

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112013009530

Country of ref document: BR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112013009530

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20130418