烧结含油轴承及其制造方法技术

提供即使用作电动窗用发动机的轴承之类的、间歇性且短时间使用的电装用发动机的轴承，刮擦音的产生也得以抑制的烧结含油轴承。其由铁铜系烧结合金构成，所述铁铜系烧结合金的整体组成以质量比计为Cu：10~59%、Sn：0.5~3%、以及剩余部分由Fe和不可避免的杂质的构成，轴承内周面的气孔面积率为20~50%，气孔总数为800个/mm2以上，且气孔直径显示如下气孔分布：以当量圆直径计超过100μm的气孔数为气孔总数的0.5%以下、以当量圆直径计超过80μm且100μm以下的气孔数为气孔总数的1%以下、以当量圆直径计超过60μm且80μm以下的气孔数为气孔总数的0.5~1.5%、以当量圆直径计超过40μm且60μm以下的气孔数为气孔总数的0.8~3%、以及以当量圆直径计在40μm以下的气孔为气孔总数的剩余部分。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】提供即使用作电动窗用发动机的轴承之类的、间歇性且短时间使用的电装用发动机的轴承，刮擦音的产生也得以抑制的烧结含油轴承。其由铁铜系烧结合金构成，所述铁铜系烧结合金的整体组成以质量比计为Cu：10~59%、Sn：0.5~3%、以及剩余部分由Fe和不可避免的杂质的构成，轴承内周面的气孔面积率为20~50%，气孔总数为800个/mm2以上，且气孔直径显示如下气孔分布：以当量圆直径计超过100μm的气孔数为气孔总数的0.5%以下、以当量圆直径计超过80μm且100μm以下的气孔数为气孔总数的1%以下、以当量圆直径计超过60μm且80μm以下的气孔数为气孔总数的0.5~1.5%、以当量圆直径计超过40μm且60μm以下的气孔数为气孔总数的0.8~3%、以及以当量圆直径计在40μm以下的气孔为气孔总数的剩余部分。【专利说明】
本专利技术涉及，尤其是涉及电装于汽车等的电动机用的 。
技术介绍
烧结含油轴承利用多孔质的烧结体形成轴承主体，并在烧结体的气孔中含浸有润 滑油，具有不给油就能够长时间使用的优点。由于该优点，烧结含油轴承适用于各种轴承装 置，即使在汽车的制造领域中，在各种电装用发动机的轴承等中的应用也在推进。这些电 装用发动机由于配置在汽车的车内，如果产生轴与轴承内周面进行金属接触而滑动时发出 的噪音、所谓的刮擦音（鳴3音）时，会变得刺耳，因此研究了用于防止刮擦音产生的各种手 段。 日本特开2003-120674号公报和日本特开2005-082867号公报中提供了例如即使 在达到零下20°C或零下30°C这样的寒冷环境中使用也不会产生刮擦音的烧结含油轴承， 通过对烧结含油轴承赋予有效多孔率高但透气度低这样的相反特性，从而防止了刮擦音的 产生。即，透气度影响润滑油的渗出性和滑动面的油压，透气度高的轴承在寒冷环境中进行 滑动时容易产生刮擦音。另一方面，为了提高透气度而提高烧结含油轴承的密度时，气孔数 减少，其结果，有效多孔率减少，含油能力降低相应程度。因此，为了提高含油能力而使有效 多孔率增加时，透气度增加。像这样，透气度与有效多孔率处于此消彼长的关系，在提高有 效多孔率(含油能力）的同时降低透气度是困难的。 针对这样的问题，日本特开2003-120674号公报和日本特开2005-082867号公报 中提供了一种烧结含油轴承，其通过使用多孔质的还原铁粉末作为铁粉末，在烧结含油轴 承的铁相中配置大量微细气孔从而提高有效多孔率，由此，将透气度抑制为低且提高有效 多孔率，从而解决互为相反的透气度与有效多孔率的问题，即使在寒冷环境中使用也不产 生刮擦音。 具体而言，日本特开2003-120674号公报中记载的烧结含油轴承的要点在于，轴 承材料的烧结合金在呈现包含Sn和P的Cu合金相与Fe的铁素体相以面积比计大致均等 比例的混杂状态的截面组织中，含有0. 7质量％以下的石墨颗粒，进行了校形（寸4 '7' >夕'') 的轴承内周表面所露出的铁部的面积为2~6%，有效多孔率为2(Γ30%，以及轴承的透气度为 6?50XKT ncm2,气孔内包含在40°C下的运动粘度为61. 2?74. 8mm2/s (cSt)的合成油。 另外，日本特开2005-082867号公报中记载的烧结含油轴承的要点在于，在对包 含铁粉和铜粉或铜合金粉的混合粉进行压缩成型和烧结的烧结含油轴承用合金的制造方 法中，所使用的铁粉的一部分或全部为从表面至内部具有多个细孔的海绵状、且基于气体 吸附法的比表面积为ll(T5〇〇m 2/kg、粒度为177μπι以下（穿过了 80目筛）的多孔质铁粉。 日本特开2003-120674号公报和日本特开2005-082867号公报中记载的烧结含油 轴承例如适合用作汽车空调的鼓风机用轴承。然而，已确定：将该轴承用作用于开关汽车车 窗的电动窗用发动机的轴承时，即使在常温环境下也会产生刮擦音。汽车空调一旦开始运 转，则会持续一会儿而继续运转，只要运转开始就会被供给充分量的润滑油，在轴与轴承的 内周面之间形成稳固的油膜。另一方面，电动窗仅会运动较短时间，而且是间歇性地运转， 因此在被供给充分量的润滑油而在轴与轴承的内周面之间形成稳固的油膜之前运转就会 停止，因此可以认为轴与轴承的内周面之间的油膜形成时常是不充分的。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而进行的，其目的在于，提供即使用作电动窗用发动机的 轴承之类的、间歇性且短时间使用的电装用发动机的轴承，刮擦音的产生也得以抑制的烧 结含油轴承，以及这样的烧结含油轴承的制造方法。 上述日本特开2003-120674号公报和日本特开2005-082867号公报中记载的烧结 含油轴承的"气孔"包含以下的两种气孔。即，一般的烧结合金所具有的以粉末颗粒间的间 隙的形式形成的气孔（以下称为"颗粒间气孔")、以及在通过海绵状的多孔质铁粉末而形成 的烧结合金的铁相(铁部）内分散的微细气孔（以下称为"微细气孔")。颗粒间气孔为较大 的气孔，对烧结含油轴承的透气度的影响较大。另一方面，微细气孔的一部分是连通的，但 多数不连通，对烧结含油轴承的透气度的影响小。 此处，为了防止刮擦音的产生，需要使轴与轴滑动的轴承内周面不进行金属接触 而形成良好的滑动状态，因此，需要在轴与轴承内周面之间形成良好的油膜，通过油膜的压 力来保持轴，防止金属接触。通常，为了供给润滑油而进行提高透气度、使润滑油的供给顺 利地进行的操作，但从轴与轴承内周面之间的油膜形成的观点来看，轴承的透气度高时产 生润滑油的泄露，无法形成良好的油膜。 因此，日本特开2003-120674号公报和日本特开2005-082867号公报中，减少颗粒 间气孔而降低透气度（日本特开2003-120674号公报中为6?50X l〇-ncm2)，提高油膜的形成 能力。另一方面，透气度变小时，润滑油的供给量变少，因此，日本特开2003-120674号公报 和日本特开2005-082867号公报中，通过配置微细气孔，提高有效多孔率，增加含油量，从 而确保了对于形成良好的油膜而言所需的润滑油的量。 然而，未进行运转时，烧结合金铁相的微细气孔所含有的润滑油收缩而在微细气 孔内被毛细力吸引，用于在与轴滑动的轴承内周面形成良好的油膜的润滑油的供给量有变 得不足的倾向。因此，可以认为在运转开始时轴承内周面的润滑油量不足而产生金属接触， 这会成为刮擦音的原因。 因而，本专利技术人等着眼于颗粒间气孔的大小，预测若配置适度大小的颗粒间气孔， 则在将轴承的透气度抑制为小的状态下，在运转开始时通过不足的润滑油被充分的供给， 从运转开始时起就能够形成良好的油膜，基于该预测，反复进行了深入研究，并且针对包含 微细气孔和颗粒间气孔的中等程度大小的气孔数反复进行了研究，结果完成了本专利技术。 S卩，本专利技术的要点在于，在有效多孔率高且含油能力高的上述日本特开 2005-082867号公报的烧结含油轴承中，作为中等程度大小的气孔，配置气孔直径以当量 圆直径计超过40 μ m且60 μ m以下（以下有时记载为"4(Γ60 μ m"）的气孔数为气孔总数的 0. 8~3%、以当量圆直径计超过60 μ m且本文档来自技高网...

【技术保护点】
烧结含油轴承，其特征在于，其由铁铜系烧结合金构成，所述铁铜系烧结合金的整体组成以质量比计为Cu：10~59%、Sn：0.5~3%、以及剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，轴承内周面的气孔面积率为20~50%，气孔总数为800个/mm2以上，且显示如下气孔分布：以当量圆直径计气孔直径超过100μm的气孔数为气孔总数的0.5%以下、以当量圆直径计气孔直径超过80μm且100μm以下的气孔数为气孔总数的1%以下、以当量圆直径计气孔直径超过60μm且80μm以下的气孔数为气孔总数的0.5~1.5%、以当量圆直径计气孔直径超过40μm且60μm以下的气孔数为气孔总数的0.8~3%、以及以当量圆直径计气孔直径在40μm以下的气孔为气孔总数的剩余部分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：西泽直贵，河田英昭，德岛秀和，
申请(专利权)人：日立化成株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP