燃料泵用烧结轴承及其制造方法技术

本发明专利技术是燃料泵用烧结轴承(1、2)，其含有8.5重量％～10重量％的铝和0.1重量％～0.6重量％的磷，且剩余部分的主要成分为铜，并含有不可避免的杂质，其特征在于，该烧结轴承(1、2)具有将铝－铜合金烧结而成的组织，而且使所述烧结轴承的表层部的气孔比内部的气孔小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及耐蚀性和耐磨损性优异、具有高强度的燃料泵用烧结轴承及其制造方法。
技术介绍
以往，例如，作为燃料使用汽油、轻油等的发动机使用电动燃料泵。近年来，具有使用汽油、轻油等的燃料的电动燃料泵的发动机在世界各地得到广泛使用，所使用的汽油、轻油等的品质在世界各地区不同，使用低劣的汽油的地区也多。作为低劣的汽油的一种公知有包含有机酸的汽油和生物燃料，而在电动燃料泵使用铜系烧结轴承的情况下，由于这样的低劣汽油内包含的有机酸、生物燃料而使铜系烧结轴承腐蚀。该腐蚀是在轴承表面作开口的气孔的开口部周边和该气孔的内面、以及内置于轴承的内部、且从表面连通到内部的气孔的内面等处进行而使轴承的强度下降，铜系烧结轴承的寿命缩短。而且，近年来，机动车等的发动机的小型化、轻量化显著，伴随于此，燃料泵也要求小型化和轻量化，装入其内的烧结轴承也要求紧凑化。例如，在电动燃料泵中，为了在确保喷出性能的同时实现小型化，有必要提高转速，伴随于此，被取入到燃料泵内的汽油等的燃料以高压且高速通过窄间隙的流通路径，在这样的条件下，要求烧结轴承紧凑化以及进一步的高强度和耐磨损性、摩擦特性和耐腐蚀性。因此，以往的铜系烧结轴承尽管具有高强度，然而特别是在耐腐蚀性方面还不够。作为这样的用途使用的烧结轴承，例如在专利文献1中公开了Cu－Ni－Sn－C－P系的烧结轴承。另一方面，作为机械特性和耐蚀性优异的烧结轴承，公知有铝青铜系的烧结轴承。在该烧结轴承中，存在的问题是，由于在烧结时升温的过程中表面生成氧化铝膜而阻碍铝的扩散，因而无法容易得到具有足够的耐腐蚀性和强度的烧结体。为了改善所述问题，在专利文献2中公开了含有烧结铝的铜合金用混合粉末及其制造方法相关的技术。现有技术文献专利文献【专利文献1】日本特许第4521871号公报【专利文献1】日本特开2009－7650号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在专利文献1记载的Cu－Ni－Sn－C－P系的烧结轴承中，提高了强度和耐磨损性，然而不能说在耐蚀性方面是足够的。并且，由于含有稀有金属Ni，因而在成本方面也存在问题。专利文献2记载的含有铝的铜合金粉末的成型性和烧结性优异，然而作为使用该含有铝的铜合金粉末的铝青铜系烧结轴承，为了得到满足稳定的耐腐蚀性、机械特性、紧凑化、低成本化的适合大量生产的制品，需要进一步的探讨。鉴于以往的问题，本专利技术的目的是提供一种使耐腐蚀性和强度、耐磨损性等的机械特性提高、并实现紧凑化、低成本化的燃料泵用铝青铜系烧结轴承，以及提供一种生产性良好、低成本、适合于大量生产的燃料泵用铝青铜系烧结轴承的制造方法。用于解决课题的手段本专利技术人在铝青铜系烧结轴承及其制造方法中，为了提高轴承功能，并且实现紧凑化、低成本化、生产性的提高，以有效利用由烧结引起的膨胀的新颖的想法作为前提条件，在所述的总是与汽油接触的环境下的燃料泵用烧结轴承中，为了抑制由低劣的汽油引起的硫化腐蚀、由有机酸和生物燃料引起的腐蚀、而且，为了确保初始溶合、耐久性等的性能，进行各种探讨和试验评价，通过获得以下的知识，达成了本专利技术。(1)在铝的配合量与硫化腐蚀性的关系中，铝的配合量越多，则耐腐蚀性就越提高。这认为是，当铝的配合量增多时，向铜的扩散增进，耐腐蚀性提高。(2)在铝的配合量与有机酸腐蚀性的关系中，铝的配合量越多，则耐腐蚀性就下降。不过，由于铝的配合量是9.0质量％附近，因而重量变化铝变得平稳。(3)在铝的配合量与铝青铜组织的关系中，铝的配合量越多，则β相的比例就越多。β相在565℃共析转变，成为α相和γ相，铝的配合量越多，则γ相的比例就越多。由于γ相使耐有机酸腐蚀性、初始溶合性下降，因而在作为铜源使用铝－铜合金粉末、不添加铜单质的粉末的情况下，将γ相与α相之比设定为0<γ相/α相≤0.10。。在烧结温度与耐腐蚀性的关系中，当升高烧结温度时，铝的扩散增进，耐腐蚀性提高。(5)认为作为添加剂的磷可以利用烧结过程的铝的扩散促进来减少铝量，可以削减使耐腐蚀性和初始溶合劣化的铝组织的γ相的析出。(6)在铝的配合量与初始溶合时间和摩擦系数的关系中，铝的配合量与初始溶合时间和摩擦系数为正比关系。这认为，当铝的配合量增加时，γ相增加。作为用于达到上述的目的的技术手段，本专利技术是一种燃料泵用烧结轴承，其含有8.5重量％～10重量％的铝和0.1重量％～0.6重量％的磷，剩余部分的主要成分为铜，含有不可避免的杂质，其特征在于，该烧结轴承具有将铝－铜合金烧结而成的组织，而且所述烧结轴承的表层部的气孔比内部的气孔小。由此，可以提高耐腐蚀性和强度、耐磨损性等的机械特性、油膜形成性、保油性，并且实现紧凑化、低成本化。并且，作为燃料泵用烧结轴承的制造方法的本专利技术是一种燃料泵用烧结轴承的制造方法，所述燃料泵用烧结轴承含有8.5重量％～10重量％的铝和0.1重量％～0.6重量％的磷，剩余部分的主要成分为铜，含有不可避免的杂质，其特征在于，所述制造方法使用铝－铜合金粉、电解铜粉和磷－铜合金粉作为原料粉末，且至少包含：成型工序，成型出在原料粉末内添加有烧结助剂的压坯；烧结工序，从所述压坯得到具有铝－铜合金组织的烧结体；以及精整工序，对所述烧结体进行尺寸整形。由此，可以实现生产性良好、低成本、适合于大量生产的燃料泵用铝青铜系烧结轴承的制造方法。由此制造的燃料泵用烧结轴承可以提高耐腐蚀性和强度、耐磨损性等的机械特性、油膜形成性、保油性，并且实现紧凑化。优选的是，上述的铝－铜合金的组织具有α相。α相对耐有机酸腐蚀性、初始溶合性是有效的。优选的是，上述的铝－铜合金的组织(以下，也称为铝青铜组织)在使用铝－铜合金粉作为原料粉末、并且不添加铜单质的粉末的情况下，将γ相与α相之比即γ相/α相设定为0<γ相/α相≤0.10。若是0<γ相/α相≤0.10的范围，则耐有机酸腐蚀性、初始溶合性优异。优选的是，作为上述的石墨的配合量，针对含有铝、磷且剩余部分的主要成分为铜的原料粉末以及不可避免的杂质的合计100重量％，添加3重量％～10重量％，例如，能够使用添加有3重量％～10重量％的石墨。在不到3重量％时，作为燃料泵用烧结轴承，得不到由石墨添加引起的润滑性、耐磨损性的提高效果。另一方面，当超过5重量％时，担心例如铝向铜的扩散开始受到阻碍。当石墨的添加量超过10重量％时，铝向铜的扩散受到阻碍，因而需要考虑。关于耐磨损性，当使石墨的添加量增加时，耐磨损性提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料泵用烧结轴承，其是马达式燃料泵用烧结轴承，含有8.5重量％～10重量％的铝和0.1重量％～0.6重量％的磷，剩余部分的主要成分为铜，并且含有不可避免的杂质，其特征在于，该烧结轴承具有将铝－铜合金烧结而成的组织，并且所述烧结轴承的表层部的气孔比内部的气孔小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.27 JP 2013-175508;2014.05.02 JP 2014-095111.一种燃料泵用烧结轴承，其是马达式燃料泵用烧结轴承，含有8.5重量％～
10重量％的铝和0.1重量％～0.6重量％的磷，剩余部分的主要成分为铜，并且含有
不可避免的杂质，其特征在于，
该烧结轴承具有将铝－铜合金烧结而成的组织，并且所述烧结轴承的表层部的气
孔比内部的气孔小。
2.根据权利要求1所述的燃料泵用烧结轴承，其特征在于，
所述铝－铜合金的组织具有α相。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的燃料泵用烧结轴承，其特征在于，
在所述铝－铜合金的组织中，将γ相与α相之比即γ相/α相设定为0<γ相/α相
≤0.10。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的燃料泵用烧结轴承，其特征在于，
针对含有所述铝、磷且剩余部分的主要成分为铜的原料粉末和不可避免的杂质的
合计100重量％，添加有3重量％～10重量％的石墨。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的燃料泵用烧结轴承，其特征在于，
在所述燃料泵用烧结轴承中没有添加作为烧结助剂的锡。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的燃料泵用烧结轴承，其特征在于，
铝的含量为9重量％～9.5重量％。
7.一种燃料泵用烧结轴承的制造方法，所述燃料泵用烧结轴承含有8.5重量％～
10重量％的铝和0.1重量％～0.6重量％的磷，剩余部分的主要成分为铜，并且含有
不可避免的杂质，其特征在于，
该制造方法使用铝－铜合金粉、电解铜粉和磷－铜合金粉作为原料粉末，且至...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤容敬，永田大春，大桥勇太，濑户智行，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP