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烧结轴承及其制造方法技术

技术编号:21372300 阅读:22 留言:0更新日期:2019-06-15 11:53
对粉体压坯进行烧结而制作出烧结轴承,该粉体压坯包含在铁粉(12)的表面通过部分扩散而附着有铜粉(13)的部分扩散合金粉、单质铜粉、熔点低于铜的低熔点金属粉、以及石墨粉。部分扩散合金粉(11)的最大粒径为106μm以下,部分扩散合金粉(11)的铜粉(13)的最大粒径为10μm以下。

Sintered Bearing and Its Manufacturing Method

A sintered bearing is made by sintering the powder compact. The powder compact is contained on the surface of iron powder (12) and partially diffused with copper powder (13), partially diffused alloy powder, simple copper powder, low melting point metal powder with melting point lower than copper, and graphite powder. The maximum particle size of partially diffused alloy powder (11) is less than 106 micron, and that of copper powder (13) of partially diffused alloy powder (11) is less than 10 micron.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】烧结轴承及其制造方法
本专利技术涉及烧结轴承及其制造方法。
技术介绍
烧结轴承是在内部空孔中浸渗有润滑油的烧结体,伴随着与所要支承的轴的相对旋转,浸渗到烧结体的内部的润滑油渗出到与轴的滑动部而形成油膜,隔着该油膜对轴进行旋转支承。作为烧结轴承,已知有由铁系或铜系烧结体构成的烧结轴承。铁系的烧结轴承的材料强度高,但材质硬,因而与轴的滑动性差。另一方面,铜系的烧结轴承的材质柔软,因而与轴的滑动性优异,但其材料强度比铁系差。因此,已知有使用在铁粉粒子的表面包覆铜的铜包覆铁粉的烧结轴承。通过像这样将铁粉粒子的表面用铜包覆,轴承面的大部分由铜形成,因而轴不容易受到损伤,可得到平滑的滑动。另外,由于在以铜为主体的轴承面之下形成了以铁为主体的牢固的骨架,因而可确保轴承整体的强度。例如在专利文献1中示出了一种使用粒度为80目以下的铜包覆铁粉的烧结轴承。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利第3613569号公报专利文献2:日本特开2016-50648号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题上述那样的烧结轴承多数被用于支承在比较低速(例如圆周速度300m/min以下)下进行旋转的旋转轴的用途。但是,在支承以圆周速度超过600m/min那样的高速进行旋转的轴的情况下,难以利用现有的烧结轴承对轴进行稳定的支承。例如作为小型马达用的轴承、例如装备在笔记本型个人电脑等中的风扇马达用的轴承,多数情况下使用在烧结金属制造的轴承部件的内周面上形成有排列成人字形形状等的多个动压产生槽的流体动压轴承(专利文献2)。通过像这样形成动压产生槽,在轴的旋转中发挥出利用动压产生槽将润滑油集中在轴承面的轴向的部分区域的动压效果,利用该动压效果相对于轴承部件非接触地支承旋转的轴。轴承部件的内周面的动压产生槽例如可如下形成:在对烧结体进行精整时,在中心销的外周面形成与动压产生槽的形状相对应的多个凸部,在伴随着精整的加压力下,使烧结体的内周面与中心销的外周面的凸部咬合,由此形成该动压产生槽。但是,在该工序中,由于动压产生槽通过烧结材料的塑性变形而形成,因而会由于塑性变形量的偏差而在该精度确保中存在限制。另一方面,据认为若轴承面的粗大气孔减少,则油膜形成率提高,因此即使省略动压产生槽,也可得到充分的油膜刚性。因此认为,能够将具有动压产生槽的流体动压轴承替换成不具有这样的动压产生槽的所谓正圆轴承,能够实现轴承装置的低成本化。因此,本专利技术的目的在于提供一种烧结轴承,其轴承面的粗大气孔减少,表面开孔与内部气孔微细化且均质化。用于解决课题的手段为了实现上述目的,本专利技术提供一种烧结轴承,其是由烧结体构成的烧结轴承,该烧结体包含将铁粉的表面用铜包覆的铜包覆铁粉以及熔点低于铜的低熔点金属(例如低熔点金属粉),其中,上述铁粉的粒度为145目以下。需要说明的是,粒度为145目以下的粉末是指能够通过网孔为145目(约106μm)的筛的粉末(即不包含不能通过网孔145目的筛的粒子的粉末)。粉末的粒度通过例如激光衍射/散射法进行测定。如此,通过使用铜包覆铁粉来形成烧结轴承,如上所述,铜在轴承面露出得多而提高与轴的滑动性,并且由于形成铁的骨架而提高烧结体的强度。在这样的烧结轴承中,通过将作为铜包覆铁粉的核的铁粉的粒度微细化至145目以下,可将烧结体中形成的空孔、特别是在轴承面开口的空孔微细化,并且可将空孔径均匀化,因而可提高烧结轴承的油膜形成能力。具体地说,图1中示出了使用以100目以下的铁粉作为核的铜包覆铁粉的烧结轴承的油膜形成率(比较品、参照左图)、以及使用以145目以下(具体为325目以下)的铁粉作为核的微细的铜包覆铁粉的烧结轴承的油膜形成率(本专利技术品、参照右图)的测定结果。该图表示,从油膜形成率为100%的水平线向下方延伸的垂直线越短,油膜形成率越接近100%,该垂直线越长,油膜形成率越低。比较品中几乎不存在油膜形成率为100%的期间,与之相对,本专利技术品中,油膜形成率几乎始终显示为100%。这样,本专利技术品中,由于油膜形成率高,因而容易在轴承面的整个面均匀地形成油膜,能够稳定地支承高速旋转的轴。需要说明的是,油膜形成率的测定中,一边对轴与轴承之间施加电压一边使它们相对旋转,对它们之间的通电量(电压)进行测定,由此进行油膜形成率的测定。另外,通过如上所述利用网孔小的筛对铁粉进行筛分,可除去变形的粒子,因而铁粉的各粒子成为比较接近球形的形状。以像这样比较接近球形的铁粒子作为核的铜包覆铁粉的流动度高,能够顺利地填充在成型模具内。由此能够防止原料粉的粒子形成桥部而形成粗大的空孔,因而更加容易在整个轴承面形成均匀的油膜。关于作为铜包覆铁粉的核的铁粉,优选使用本来就比较接近球形的雾化粉。另外,为了实现上述目的,本专利技术的烧结轴承是使粉体压坯烧结而成的烧结轴承,该粉体压坯包含在铁粉的表面通过部分扩散而附着有第一铜粉的部分扩散合金粉、第二铜粉、以及熔点低于铜的低熔点金属粉,该烧结轴承的特征在于,部分扩散合金粉的最大粒径为106μm以下,上述部分扩散合金粉的第一铜粉的最大粒径为10μm以下。本专利技术中,对部分扩散合金粉和铜粉(第一铜粉)的最大粒径进行了限制,而且使该铜粉的最大粒径为10μm以下来进行铜粉的小粒径化。从而能够使部分扩散合金粉的粒径一致,由此,在烧结后能够不容易产生粗大气孔。另一方面,不会使原料粉的粒径变得过小,在粉体压坯的成型时的原料粉的流动性也良好。若第二铜粉以不规则形状制成多孔质状,则烧结后的烧结体能够比粉体压坯更收缩。因此,能够将烧结组织致密化,进一步抑制粗大气孔的产生。根据本专利技术,即使在使轴承面成为没有动压产生槽的圆筒面状的情况下,也可确保充分的油膜刚性,能够得到高油膜形成率。从而能够省略动压产生槽,与使用具有那样的动压产生槽的流体动压轴承的情况相比,能够实现轴承装置的低成本化。另外,本专利技术的特征在于,在使如下的粉体压坯烧结来制造烧结轴承时,该粉体压坯包含在铁粉的表面通过部分扩散而附着有第一铜粉的部分扩散合金粉、第二铜粉、以及熔点低于铜的低熔点金属粉,使部分扩散合金粉的最大粒径为106μm以下,上述部分扩散合金粉的第一铜粉的最大粒径为10μm以下。这种情况下,优选使用不规则形状的多孔质铜粉作为第二铜粉。另外,为了实现上述目的,本专利技术的烧结轴承是使粉体压坯烧结而成的烧结轴承,该粉体压坯包含在铁粉的表面通过部分扩散而附着有铜粉的部分扩散合金粉、以及以铜为基础的铜系粉,该烧结轴承的特征在于,使用使熔点低于铜的低熔点金属与铜进行合金化而成的多孔质的铜合金粉作为铜系粉,部分扩散合金粉的最大粒径为106μm以下,上述部分扩散合金粉的铜粉的最大粒径为10μm以下。本专利技术中,对部分扩散合金粉和铜粉的最大粒径进行了限制,而且使该铜粉的最大粒径为10μm以下来进行铜粉的小粒径化。从而能够使部分扩散合金粉的粒径一致,由此,在烧结后能够不容易产生粗大气孔。另一方面,不会使原料粉的粒径变得过小,在粉体压坯的成型时的原料粉的流动性也良好。通过使用使熔点低于铜的低熔点金属与铜进行合金化而成的铜合金粉(例如青铜粉)作为铜系粉,能够更为有效地抑制粗大气孔的产生。即,在以单质粉的形式使用低熔点金属的情况下,在烧结时低熔点金属粉整体发生熔融而成为液相,其发生移动而在原来的位置形成空孔。与之相对,通过使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烧结轴承,其是使粉体压坯烧结而成的烧结轴承,该粉体压坯包含在铁粉的表面通过部分扩散而附着有第一铜粉的部分扩散合金粉、第二铜粉、以及熔点低于铜的低熔点金属粉,该烧结轴承的特征在于,部分扩散合金粉的最大粒径为106μm以下,所述部分扩散合金粉的第一铜粉的最大粒径为10μm以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.08 JP 2016-175436;2016.09.21 JP 2016-184291.一种烧结轴承,其是使粉体压坯烧结而成的烧结轴承,该粉体压坯包含在铁粉的表面通过部分扩散而附着有第一铜粉的部分扩散合金粉、第二铜粉、以及熔点低于铜的低熔点金属粉,该烧结轴承的特征在于,部分扩散合金粉的最大粒径为106μm以下,所述部分扩散合金粉的第一铜粉的最大粒径为10μm以下。2.如权利要求1所述的烧结轴承,其中,所述第二铜粉形成为多孔质状。3.如权利要求1或2所述的烧结轴承,其中,使轴承面为没有动压产生槽的圆筒面状。4.一种烧结轴承的制造方法,其特征在于,在使如下的粉体压坯烧结来制造烧结轴承时,该粉体压坯包含在铁粉的表面通过部分扩散而附着有第一铜粉的部分扩散合金粉、第二铜粉、以及熔点低于铜的低熔点金属粉,使部分扩散合金粉的最大粒径为106μm以下,所述部分扩散合金粉的第一铜粉的最大粒径为10μm以下。5.如权利要求4所述的烧结轴承的制造方法,其中,使用多孔质铜粉作为所述第二铜粉。6.一种烧结轴承,其是使粉体压坯烧结而成的烧结轴承,该粉体压坯包含在铁粉的表面通过部分扩散而附着有铜粉的部分扩散合金粉、以及以铜为基础的铜系粉,该烧结轴承的特征在于,使用使熔点低于铜的低熔点金属与铜进行合金化...

【专利技术属性】
技术研发人员:伊藤容敬大桥勇太小松原慎治竹田大辅
申请(专利权)人:NTN株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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