烧结机械部件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种由烧结合金构成并具备具有作用表面的主体以及与主体形成为一体并从作用表面突出的销的烧结机械部件及其制造方法。销以销的侧面在根部附近平滑地弯曲而与主体的作用表面连续的方式在根部扩大。烧结合金具备具有密度比为80～96％的基体以及密度比为96％以上且与基体相比为高密度比的致密化层的金相结构，致密化层以深度在从施加于销的弯曲载荷产生的应力为最大的应力最大位置成为0.3mm以上的方式设置于销的侧面。在制造方法中，规定销具有上述的形状的烧结机械部件的净成型，准备密度比为80～96％的烧结合金制的烧结体，为从施加于销的弯曲载荷产生的应力增高的区域的侧面因余料而比净成型更膨出的形状。在冷间对烧结体的余料进行再次压缩而成型为净成型，从而在销的侧面形成致密化层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】烧结机械部件及其制造方法
本专利技术涉及具有从主体的一面突出的销的烧结机械部件及其制造方法，特别是涉及能够抑制因作用于销的负载而引起的折损的烧结机械部件及其制造方法。
技术介绍
粉末冶金法为将由金属粉末等构成的原料粉末凝固为规定的形状以及尺寸，并以不使其熔融的温度对其进行加热，由此使粉末粒子稳固地结合来制造金属制品的技术，该粉末冶金法能够以较少的工序近净成型地进行造型，并且，从适于大量生产等的特点来看，向汽车用机械部件、各种工业用机械部件的应用正在推进中。对于基于粉末冶金法的烧结部件而言，通常，对原料粉末进行压缩成型时的粉末粒子之间的空隙在烧结后作为气孔而残留，因此存在与熔炼材料相比强度降低的缺点。因此，若通过粉末冶金法制造具有从主体突出的销的机械部件，则在较高的载荷作用于销而使应力集中于销的根部的情况下，销因其强度低而从根部折损。例如，构成摩托车的变速机构的齿轮变速用凸轮部件为图1所示的机械部件1，并具有六根销2在近似六芒星形状的主体3的一面突出的形状，在齿轮变速时，六根销2承受较高的载荷。为了在上述的对销作用有较高的载荷的机械部件的制造应用粉末冶金法，并且防止销的折损，而将由锭钢制造的销2压入由烧结体构成的主体3来构成机械部件1。就是说，图1那样的机械部件1通过由锭钢构成各销2的工序、形成由烧结体构成的主体3的工序以及向主体3的孔部4压入销2的工序被制造。在上述的机械部件的制造过程中，需要另外准备由锭钢制造的销，并且追加向由烧结体构成的主体压入销的工序，因此较繁琐，且成本增高。就是说，有损能够以较少的工序近净成型地进行造型且适合大量生产的粉末冶金法的优点。另一方面，作为不使用锭钢而由烧结体制造图1那样的机械部件的事例，已知有将利用通常的方法对原料粉末进行成型以及烧结后的烧结体加热至高温，在热间进行锻造(所谓的烧结锻造)，由此通过塑性流动形成销(参照下述非专利文献1)。现有技术文献非专利文献非专利文献1：日本粉末冶金工业会编著“焼結機械部品-その設計と製造-(烧结机械部件-其设计和制造)”1988年10月20日发行，243页
技术实现思路
专利技术要解决的课题在通过这样的基于烧结锻造的金属流动(塑性流动)形成销的成型方法中，能够将销整体的密度比提高至与锭钢同等，因此能够防止销部从根部折损。但是，在上述的方法中，需要对成为锻造材料的烧结体加热的设备以及对锻模加热的设备，从而要花费烧结体以及锻模的加热经费。并且，用于热锻的锻模价格高昂且寿命又短，因此相应地成为制造成本提高的重要因素。如以上那样，在对从主体突出的销作用高载荷的机械部件中，期望包含销的机械部件整体由烧结体构成而能够抑制销的折损的烧结机械部件。另外，期望能够不加热烧结体以及锻模而以低成本获得上述的烧结机械部件的制造方法。本专利技术的目的在于解决上述课题，实现具有从主体突出的销，且整体由烧结体构成并且能够抑制销的折损的烧结机械部件以及不使用价格高昂的设备而能够廉价地提供上述的烧结机械部件的制造方法。用于解决课题的方法为了解决上述课题，本专利技术人等在进行了研究后，发现了在销从主体突出而对销作用高载荷的机械部件中，即使不高密度地形成销整体，若仅对销的特定的部位局部地实施致密化而形成高密度，则也能够抑制销的折损。根据本专利技术的一方式，烧结机械部件由烧结合金构成，并具备具有作用表面的主体以及与上述主体形成为一体并从上述作用表面突出的销，烧结机械部件的主旨在于，上述销具有以上述销的侧面在根部附近平滑地弯曲而与上述主体的作用表面连续的方式在根部扩大的轴对称形状，构成上述烧结机械部件的烧结合金具备金相结构，该金相结构具有密度比为80～96％的基体以及密度比为96％以上且与上述基体相比为高密度比的致密化层，上述致密化层以深度在从施加于上述销的弯曲载荷产生的应力为最大的应力最大位置成为0.3mm以上的方式设置于上述销的侧面。上述销也可以构成为具备从上述作用表面垂直地突出且呈柱状的销主部以及具有位于上述销主部与上述主体之间并以使上述销主部的侧面与上述作用表面连续的方式呈凹状弯曲的侧面的扩口基部，上述应力最大位置位于上述扩口基部的侧面，形成有上述致密化层的区域包含上述扩口基部的侧面的至少一部分。除了上述致密化层之外的所有部分由上述基体构成，上述致密化层的最靠表面的密度比优选为97％以上，上述扩口基部具有上述侧面在上述销的轴向剖面中显示曲线的曲线旋转体的形状。上述扩口基部能够构成为具有侧面在上述销的轴向剖面中显示圆弧的圆弧旋转体或者显示椭圆弧的椭圆弧旋转体的形状、或者上述扩口基部能够构成为局部地包含侧面在上述销的轴向剖面中显示直线的圆锥台部，上述扩口基部的侧面在上述销的轴向剖面中显示局部地包含直线部的曲线。上述圆锥台部的侧面在上述销的轴向剖面中显示的直线与销的轴向的角度优选为45°以下。上述主体也可以呈上述作用表面平坦的实际的平板状，若在上述作用表面的相反的一侧具有在与上述销对应的位置形成有凹部的背面，则有助于形成均匀的烧结体，上述凹部的深度可为上述主体的厚度的10～70％。另外，根据本专利技术的一方式，烧结机械部件的制造方法的主旨在于，以具备具有作用表面的主体以及与上述主体在根部形成为一体并从上述作用表面突出的销，且上述销具有在根部扩大的轴对称形状并且上述销的侧面在根部附近平滑地弯曲而与上述主体的作用表面连续的形状，规定烧结机械部件的净成型，准备由密度比为80～96％的烧结合金构成的烧结体，该烧结体具有对包含从在上述净成型中施加于上述销的弯曲载荷产生的应力为最高的应力最大位置的区域附加余料而使上述销的侧面比上述净成型更膨出的形状，在冷间对上述烧结体的余料进行再次压缩而成型为上述净成型，将与上述烧结体相比为高密度比且密度比为96％以上的致密化层以深度在上述应力最大位置成为0.3mm以上的方式形成于上述销的侧面。上述余料的再次压缩可以以50～1200MPa的压力进行。上述主体呈上述作用表面平坦的实际的平板状，对于上述烧结体而言，若在上述作用表面的相反的一侧具有在与上述销对应的位置形成有凹部的背面，则有利于均匀地成型。上述凹部的深度可为上述主体的厚度的10～70％。专利技术的效果根据本专利技术的结构，在对从主体突出的销作用高载荷的机械部件中，能够由烧结材料构成包含销的机械部件整体，并且仅对应力集中的部位实施致密化而抑制销的折损，并且能够廉价地供给机械部件。另外，在本专利技术的制造方法中，通过在冷间对余料进行再次压缩的塑性加工来进行致密化，因此不需要加热烧结体、锻模的设备，从而能够实现制造成本的大幅度的减少。附图说明图1是表示作为摩托车的变速机构的齿轮变速用部件而使用的以往的烧结机械部件的一个例子的示意图，图1(a)是将销突出的平面配置于上侧的烧结机械部件的俯视图，图1(b)是图1(a)的A-A线剖面图，图1(c)是立体图。图2是表示作为摩托车的变速机构的齿轮变速用部件而使用的本专利技术的烧结机械部件的一个例子的示意图，图2(a)是将销突出的平面配置于上侧的烧结机械部件的俯视图，图2(b)是图2(a)的B-B线剖面图，图2(c)是立体图。图3是表示在图2的烧结机械部件中，销的扩口基部的侧面在轴向剖面中显示圆弧的一个例子，图3(a)、图3(b)是放大图2(b)的部分C的示意图，图3(c)是使销侧面的距本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧结机械部件，其特征在于，由烧结合金构成，并具备具有作用表面的主体以及与所述主体形成为一体并从所述作用表面突出的销，所述销具有以所述销的侧面在根部附近平滑地弯曲而与所述主体的作用表面连续的方式在根部扩大的轴对称形状，构成所述烧结机械部件的烧结合金具备金相结构，所述金相结构具有密度比为80～96％的基体以及密度比为96％以上且与所述基体相比为高密度比的致密化层，所述致密化层以深度在由施加于所述销的弯曲载荷所产生的应力最大的应力最大位置成为0.3mm以上的方式设置于所述销的侧面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.25 JP 2013-0627191.一种烧结机械部件，其特征在于，由烧结合金构成，并具备具有平坦的作用表面的实际平板状的主体以及与所述主体形成为一体并从所述作用表面突出的销，所述销具有以所述销的侧面在根部附近平滑地弯曲而与所述主体的作用表面连续的方式在根部扩大的轴对称形状且具有柱状的销主部，由施加于所述销的弯曲载荷所产生的应力最大的应力最大位置为轴向的高度恒定且围绕所述销的侧面，构成所述烧结机械部件的烧结合金具备金相结构，所述金相结构具有密度比为80～96％的基体以及密度比为96％以上且与所述基体相比为高密度比的致密化层，所述致密化层以深度在所述应力最大位置成为0.3mm以上的方式呈包含所述应力最大位置的带状而设置于所述销的侧面。2.根据权利要求1所述的烧结机械部件，其特征在于，所述销从所述作用表面垂直地突出，且具备具有位于所述销主部与所述主体之间并以使所述销主部的侧面与所述作用表面连续的方式呈凹状弯曲的侧面的扩口基部，所述应力最大位置位于所述扩口基部的侧面，形成有所述致密化层的区域包含所述扩口基部的侧面的至少一部分。3.根据权利要求2所述的烧结机械部件，其特征在于，除了所述致密化层之外的所有部分由所述基体构成，所述致密化层的最靠表面的密度比为97％以上，所述扩口基部具有所述侧面在所述销的轴向剖面中显示曲线的曲线旋转体的形状。4.根据权利要求2所述的烧结机械部件，其特征在于，所述扩口基部具有侧面在所述销的轴向剖面中显示圆弧的圆弧旋转体或者显示椭圆弧的椭圆弧旋转体的形状。5.根据权利要求2所述的烧结机械部件，其特征在于，所述扩口基部局部地包含侧面在所述销的轴向剖面中显示直线的圆锥台部，所述扩口基部的侧面在所述销的轴向剖面中显示局部地...

【专利技术属性】
技术研发人员：萩本豪，上田胜彦，中久木伟树，入江清彰，
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