烧结轴承制造技术

本发明专利技术提供一种烧结轴承(1)，其通过将内侧层(2)和外侧层(3)一体成形而成，并在内侧层(2)的内周面(2a)具有轴承面(A)，其中，内侧层(2)由含有Fe及高硬度化元素(例如Ni、Mo)的烧结金属构成，外侧层(3)由含有Fe而不含有高硬度化元素的烧结金属构成，在内侧层(2)与外侧层(3)的界面产生高硬度化元素的浓度梯度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种烧结轴承。
技术介绍
例如在建筑机械的臂的关节部所使用的轴承的轴承面施加有非常大的表面压力，因此要求优异的耐磨损性。作为这种轴承，例如具有对铸造合金进行切削加工而得到的轴承、在滑动面上以斑点状埋入石墨片而得到的轴承，但均存在制造成本较高的问题。因此，代替上述轴承，使用了由成形性优异的烧结金属构成的烧结轴承。例如在专利文献1中，作为建筑机械用的轴承，公开了由在含有马氏体组织的铁碳系合金中分散有铜的烧结金属构成的烧结轴承。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003-222133号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题对于上述这种烧结轴承，为了提高耐磨损性，要求轴承面的高硬度化。特别是，需要定期地更换轴、轴承，但在建筑机械的设计上，与轴承相比轴更容易更换的情况下，有时会设计成使轴承面的硬度与轴的硬度相等或更高，从而使因磨损寿命引起的轴承的更换频率比轴低。在这种情况下，要求轴承面的硬度特别高。为了提高烧结轴承的轴承面的硬度，有时会在烧结金属的材料中掺合高硬度化元素(例如，Ni、Mo、Mn、Cr等)。但是，这些高硬度化元素价格高昂，因此当由含有高硬度化元素的烧结金属形成烧结轴承整体时会导致成本较高。另外，轴承的外径面成为安装于其他部件的安装面，因此需要加工成规定的尺寸，然而当由高硬度材料形成烧结轴承整体时外周面的硬度也会变高，因此存在外周面的加工性变差，无法以所期望的尺寸精度加工外周面的可能性。上述这种情况并不限于在内周面形成有轴承面的情况，在外周面形成有轴承面的情况也是同样地。需要说明的是，“轴承面”是指为了支承2部件之间的相对旋转而滑动的面，与形成于轴侧或者轴承侧的任一侧无关。本专利技术的目的在于提供一种具有高硬度的轴承面，且能够以低成本制造，并且尺寸精度较高的烧结轴承。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，其通过将内侧层和设置于所述内侧层的外径侧的外侧层一体成形而成，在所述内侧层的内周面或所述外侧层的外周面中的任一方具有轴承面，其中，所述内侧层和所述外侧层中的具有所述轴承面的层由含有Fe和高硬度化元素的烧结金属构成，不具有所述轴承面的层由含有Fe而不含有高硬度化元素的烧结金属构成，在所述内侧层与所述外侧层的界面产生所述高硬度化元素的浓度梯度。需要说明的是，高硬度化元素是指有助于提高表面的硬度的元素，例如，作为高硬度化元素，可以使用从Ni、Mo、Mn及Cr中选择出的至少1种。具体而言，例如在内侧层的内周面形成有轴承面的情况下，通过含有Fe、Cu、C、Ni及Mo而余部由不可避免的杂质构成的烧结金属形成内侧层，通过含有Fe、Cu及C而余部由不可避免的杂质构成的烧结金属形成外侧层。如此，通过由含有高硬度化元素的烧结金属形成具有轴承面的层，能够获得硬度较高的轴承面。另外，通过由不含有高硬度化元素的烧结金属形成不具有轴承面的层，从而抑制了高硬度化元素的使用量，因此能够降低材料成本。另外，通过不向一个层(不具有轴承面的层)掺合高硬度化元素，从而该层比另一个层(具有轴承面的层)软而加工性提高，因此能够提高烧结轴承的外径面的尺寸精度。另外，在上述的烧结轴承中，在内侧层与外侧层与的界面(边界)产生高硬度化元素的浓度梯度。即，在内侧层与外侧层与的界面附近设置有含有高硬度化元素而硬度较高的区域。由此，内侧层和外侧层牢固地结合，从而烧结轴承的强度提高。如果向内侧层和外侧层的至少一方掺和Cu，则Cu能够起到粘合剂的功能从而将内侧层和外侧层牢固地结合。此时，具有轴承面的层的Cu为了有助于提高轴承面的滑动性而需要成为某种程度的配合量，而不具有轴承面的层的Cu只需具有作为粘合剂的功能即可。因此，不具有轴承面的层中的Cu的配合比例可以比具有轴承面的层中的Cu的配合比例低，由此能够减少Cu的使用量从而进一步降低材料成本。以上这种烧结轴承能够优选在轴承建筑机械的臂的关节部中使用。专利技术效果如以上所述，根据本专利技术，能够获得一种具有高硬度的轴承面，且能够以低成本制造，并且尺寸精度较高的烧结轴承。附图说明图1是本专利技术的一个实施方式所涉及的烧结轴承的剖视图。图2是上述烧结轴承的俯视图。图3是表示高硬度化元素的浓度梯度的曲线图。图4是表示在上述烧结轴承的制造工序的压缩成形工序中填充了外侧层混合金属粉末的状态的剖视图。图5是表示在上述压缩成形工序中填充了内侧层混合金属粉末的状态的剖视图。图6是表示在上述压缩成形工序中使隔板下降了的状态的剖视图。图7是表示在上述压缩成形工序中去除了多余的金属粉末的状态的剖视图。图8是表示在上述压缩成形工序中通过上冲头压缩混合金属粉末的状态的剖视图。图9是表示在上述压缩成形工序中将压粉体从模具中取出的状态的剖视图。图10是表示压缩成形工序以后的制造工序的图。图11是其他实施方式所涉及的烧结轴承的剖视图。具体实施方式以下，基于附图对本专利技术的实施方式进行说明。如图1及图2所示，本专利技术的一个实施方式所涉及的烧结轴承1由圆筒状的烧结金属构成，例如在建筑机械的臂的关节部中使用。烧结轴承1一体地具有内侧层2和外侧层3。在图示例中，烧结轴承1仅由内侧层2和外侧层3构成，任一层均呈筒状、特别是呈圆筒状。烧结轴承1的内周面成为平滑的圆筒面，并具有对插入内周的轴4以相对旋转自如的方式滑动支承的轴承面A。烧结轴承1的外周面为平滑的圆筒面，并具有安装于其他部件的安装面B。烧结轴承1的轴向两端面也成为平坦面。烧结轴承1例如内径是直径30～100mm，半径方向上的壁厚是5～50mm，在本实施方式中内径是35mm，外径是45mm。在烧结轴承1的内部气孔中含浸有润滑剂(油、液状润滑脂等)，通过与轴4滑动接触，该润滑剂从烧结轴承1的轴承面A的表面开孔渗出，并供给至轴承面A与轴4的滑动部。内侧层2由含有Fe和高硬度化元素的烧结金属构成。作为高硬度化元素，例如可以使用从Ni、Mo、Mn及Cr中选出的至少一种。本实施方式的内侧层2由包含Fe、Cu、C及高硬度化元素(例如Ni及Mo)而余部为不可避免的杂质的烧结金属构成。具体而言，例如，通过包含15～20wt％的Cu、0.3～0.8wt％的C、1.5～3.5wt％的Ni、0.5～1.5wt％的Mo而余部为Fe及不可避免的杂质的烧结金属构成内侧层2。在内侧层2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧结轴承，其通过将内侧层和设置于所述内侧层的外径侧的外侧层一体成形而成，在所述内侧层的内周面或所述外侧层的外周面中的任一方具有轴承面，其中，所述内侧层和所述外侧层中的具有所述轴承面的层由含有Fe和高硬度化元素的烧结金属构成，不具有所述轴承面的层由含有Fe而不含有高硬度化元素的烧结金属构成，在所述内侧层与所述外侧层的界面产生所述高硬度化元素的浓度梯度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.07 JP 2012-050896;2013.03.07 JP 2013-045111.一种烧结轴承，其通过将内侧层和设置于所述内侧层的外径侧的外
侧层一体成形而成，在所述内侧层的内周面或所述外侧层的外周面中的任
一方具有轴承面，其中，
所述内侧层和所述外侧层中的具有所述轴承面的层由含有Fe和高硬
度化元素的烧结金属构成，不具有所述轴承面的层由含有Fe而不含有高
硬度化元素的烧结金属构成，在所述内侧层与所述外侧层的界面产生所述
高硬度化元素的浓度梯度。
2.根据权利要求1所述的烧结轴承，其中，
所述高硬度化元素是从Ni、Mo、Mn及Cr中选择出...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛利敏彦，吉塚则义，须贝洋介，里路文规，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP