多层烧结滑动构件制造技术

多层烧结滑动构件由多孔质烧结层与背衬扩散接合成一体而形成，所述多孔质烧结层包含：３～１０重量％Ｓｎ成分、１０～３０重量％Ｎｉ成分、０．５～４重量％Ｐ成分、３０～５０重量％Ｆｅ成分、１～１０重量％高速工具钢成分、１～５重量％石墨成分、２０～５５重量％Ｃｕ成分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及特别适合在高负荷、低速度的条件下使用的多层烧结滑动构件，具体涉及由背衬和与该背衬接合成一体的多孔质烧结合金层形成的多层烧结滑动构件。
技术介绍
专利文献1 日本专利特公昭59-39481号公报专利文献2 日本专利特公平7-91569号公报目前，作为由多层结构形成的烧结滑动构件，有如下的构件将多孔质烧结合金 层与薄钢板的表面接合成一体，以该烧结合金层为内侧卷绕成圆筒状而得的所谓卷合套轴 承；或者，介以接合剂将多孔质烧结合金层与钢制管的内表面接合成一体而得的圆筒状滑 动构件。然而，前一种卷合套轴承存在以下的问题弯曲加工成圆筒状时烧结合金层承受 较大的压缩应力，可能会导致薄钢板和烧结合金层之间的接合强度的下降或不均，且采用 弯曲加工的方法无法加大烧结合金层的厚度，本身作为滑动构件的使用范围受到限定。此 夕卜，后一种圆筒状滑动构件存在难以在钢制管的内表面和多孔质烧结合金层之间获得牢固 的接合强度的问题。鉴于上述实际情况，本申请人提出了以下的多层烧结滑动构件将以铜(Cu)为主 要成分并在其中加入一定量的锡(Sn)、镍(Ni)、磷(P)和石墨(C)而形成的多孔质烧结合 金层与由钢制管形成的背衬的内表面接合成一体而得的多层烧结滑动构件以及将再在其 中加入一定量的铁(Fe)而形成的多孔质烧结合金层与由钢制管形成的背衬的内表面接合 成一体而得的多层烧结滑动构件(记载于专利文献1)；将与上述同样的多孔质烧结合金层 与由钢板形成的背衬的表面接合成一体而得的多层烧结滑动构件(记载于专利文献2)。专利技术的揭示上述专利文献1和专利文献2中所记载的多层烧结滑动构件中，特别是成分中的 Ni成分在烧结时扩散至钢背衬的表面而将该界面合金化，使多孔质烧结合金层与钢背衬 的接合强度增加，还与成分中的P部分合金化而形成Ni-P合金，与铜合金的浸润性良好的 Ni-P合金介于烧结金属层和钢背衬的界面中，与Ni在界面中的扩散而引发的合金化相结 合，使钢背衬牢固地与烧结合金层接合。进而，因为多孔质烧结合金层和钢背衬牢固地接 合，所以负荷特性大幅得到提高，与烧结合金层的摩擦磨损特性相结合，扩大烧结滑动构件 的适用范围，可以实现现有的烧结滑动构件无法完成的在高负荷(高表面压力)用途中的 使用。然而，上述多层烧结滑动构件的容许表面压力为49MPa(500kgf/Cm2)左右，对于 作用有该值以上的高表面压力的用途、例如注射成形机的肘节衬套(toggle bush)或液压 挖掘机等建筑机械中的关节部轴承，从多孔质烧结合金层的耐疲劳性和耐磨损性等观点来 看，要求该值进一步提高。本专利技术人为了进一步提高上述多层烧结滑动构件的耐负荷特性和摩擦磨损特性 而反复认真研究后发现，通过使上述多孔质烧结合金层中进一步含有规定量的高速工具钢成分，不仅使多孔质烧结合金层的耐疲劳性提高，而且提高耐负荷特性和摩擦磨损特性，可用于所述高负荷(高表面压力)用途。本专利技术是基于上述发现而完成的专利技术，其目的在于提供即使在作用有超过上述容许表面压力的高表面压力的用途中耐疲劳性、耐负荷特性和摩擦磨损特性也良好的多层烧 结滑动构件。本专利技术的多层烧结滑动构件的特征在于，多孔质烧结合金层与背衬扩散接合成一 体，所述多孔质烧结合金层包含3 10重量％锡成分、10 30重量％镍成分、0. 5 4重 量％磷成分、30 50重量％铁成分、1 10重量％高速工具钢成分、1 5重量％石墨成 分、20 55重量％铜成分。如果采用本专利技术的多层烧结滑动构件，则M成分在烧结时扩散至背衬的表面而 将该界面合金化，还与成分中的P成分部分形成液相而生成与Cu-Ni-Sn合金的浸润性良好 的Ni-P合金(Ni3P)，该Ni3P介于背衬和多孔质烧结合金层的界面中，与Ni成分在界面中 的扩散而引发的合金化相结合，使背衬牢固地与多孔质烧结合金层接合一体化。此外，作为 烧结时生成的硬质金属间化合物的Ni3P介于Cu-Ni-Sn合金相的晶粒间，而且其本身由微 细的金属间化合物、主要是碳化物形成的硬质高速工具钢成分分散含于Cu-Ni-Sn合金相 与α Fe相的晶粒间，所以多孔质烧结合金层的耐疲劳性、耐负荷特性和摩擦磨损特性大幅 得到提高。本专利技术的多层烧结滑动构件中，较好是与背衬扩散接合成一体的多孔质烧结合金 层中以5 20容量％的比例含有润滑油。作为润滑油，根据用途适当选择机油、齿轮油等 矿油或酯油等合成油。该润滑油可以与分散含于多孔质烧结合金层的石墨成分本身的润滑性相结合而 使摩擦磨损特性提高。本专利技术的多层烧结滑动构件中，高速工具钢成分优选使用钨(W)类高速工具钢或 钼(Mo)类高速工具钢，特别适合采用Mo类高速工具钢。本专利技术的多层烧结滑动构件中，背衬较好是由钢铁制管或平板状钢板形成，所述 多孔质烧结合金层较好是与钢铁制管的圆筒状的内表面或板、块等平板状的钢板的平坦表 面扩散接合成一体。将多孔质烧结合金层与圆筒状的内表面扩散接合成一体而得的多层烧结滑动构 件适合用作圆筒轴承，而将多孔质烧结合金层与平坦表面扩散接合成一体而得的多层烧结 滑动构件适合以该形态直接用作滑动板、滑板，或者在以多孔质烧结合金层为内侧卷绕成 圆筒状的状态下用作所谓的卷合套轴承，将多孔质烧结合金层与块的平坦表面扩散接合成 一体而得的多层烧结滑动构件适合用作构成工卡模具的部件。如果采用本专利技术，因为是包含3 10重量％ Sn成分、10 30重量％ Ni成分、 0. 5 4重量％ P成分、30 50重量％ Fe成分、1 10重量％高速工具钢成分、1 5重 量％石墨成分、20 55重量％ Cu成分的多孔质铜类烧结体与背衬扩散接合成一体而成的 多层烧结滑动构件，作为烧结时生成的硬质金属间化合物的Ni3P介于Cu-Ni-Sn合金相的 晶粒间，而且其本身由微细的金属间化合物、主要是碳化物形成的硬质高速工具钢成分分 散含于Cu-Ni-Sn合金相与α Fe相的晶粒间，所以多孔质烧结合金层的耐疲劳性、耐负荷特 性和摩擦磨损特性大幅得到提高，可以提供可适用于作用有高表面压力的用途的多层烧结滑动构件。实施专利技术的最佳方式以下，对本专利技术的多层烧结滑动构件进行详细说明。本专利技术的优选例的多层烧结滑动构件中，多孔质烧结合金层与背衬扩散接合成一 体，所述多孔质烧结合金层包含3 10重量％ Sn成分、10 30重量％ Ni成分、0. 5 4 重量％ P成分、30 50重量％ Fe成分、1 10重量％高速工具钢成分、1 5重量％石墨 成分、20 55重量％ Cu成分。所述多层烧结滑动构件中，形成多孔质烧结合金层的Cu成分有利于多孔质烧结 合金层的材质的强度、韧性、机械强度和耐磨损性的提高。Sn成分自烧结过程中的232°C的 温度开始生成液相，与Cu成分和后述的Ni成分合金化而形成Cu-Ni-Sn合金，有利于多孔 质烧结合金层的材质的强度、韧性、机械强度和耐磨损性的提高。Sn成分的掺入量不足3重 量％时，无法充分发挥上述的效果；如果掺入超过10重量％，则对烧结性造成不良影响。因 此，Sn成分的掺入量较好是3 10重量％，特别好是5 8重量％。Ni成分在烧结时与后述的P成分部分形成液相，且生成与所述Cu-Ni-Sn合金的 浸润性良好的Ni-P合金(Ni3P)，介于Cu-Ni-Sn合金相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层烧结滑动构件，其特征在于，多孔质烧结合金层与背衬接合成一体，所述多孔质烧结合金层包含：３～１０重量％锡成分、１０～３０重量％镍成分、０．５～４重量％磷成分、３０～５０重量％铁成分、１～１０重量％高速工具钢成分、１～５重量％石墨成分、２０～５５重量％铜成分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤浅孝之，依藤雅也，山根与幸，西村真哉，
申请(专利权)人：卡特彼勒日本有限公司，奥依列斯工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]