烧结轴承制造技术

本发明专利技术的烧结轴承含有Al、Cu以及Ni，并且Al‑Cu‑Ni合金组织(3)被彼此烧结。Al‑Cu‑Ni合金组织(3)具有Al‑Cu‑Ni母相(α相)和Al‑Ni化合物相(κ相)、不具有Al‑Cu化合物相(γ相)。

Sintered bearing

Sintered bearing of the invention contains Al, Cu, Ni, Al and Cu Ni alloy (3) sintered by each other. Al Cu Ni alloy (3) with Al Cu Ni parent phase (alpha) and Al Ni compounds (Xiang), with Al Cu compounds (Xiang).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】烧结轴承
本专利技术涉及烧结轴承，特别是涉及Al-Cu合金(也被称为铝青铜)系烧结轴承。
技术介绍
作为发动机的燃料使用的汽油、轻油等的品质在世界各地有所不同，有的地区也使用粗劣的燃料(汽油、轻油等)、生物燃料等。对于设置在可能与这样的燃料接触的位置(例如电动燃料泵、EGR阀)的轴承来说，要求具有针对粗劣燃料、生物燃料中含有的硫化物、有机酸的耐腐蚀性。另一方面，随着发动机的小型化和轻量化，对于电动燃料泵等要求小型化和轻量化，对于其中所安装的轴承也要求小型化。例如在电动燃料泵中，为了在确保喷出性能的同时达成小型化，需要提高转速。对于支承这样高速旋转的轴的轴承来说，在要求小型化的同时，还要求耐腐蚀性、耐磨耗性(低摩擦特性)。例如，作为耐磨耗性优异的轴承，已知有铜系烧结轴承。但是，铜系烧结轴承与粗劣燃料、生物燃料中含有的硫化物、有机酸接触时，铜容易发生腐蚀。例如，在硫化物与铜系烧结轴承接触时，在表面(特别是轴承面)生成硫化铜，从而使轴承面与轴之间的间隙减少，可能招致旋转扭矩的上升。另外，在有机酸与铜系烧结轴承接触时，铜会发生溶出，因而可能使耐磨耗性降低、制品寿命缩短。根据以上所述，铜系烧结轴承的耐磨耗性优异，但耐腐蚀性差，因而不适于与粗劣燃料、生物燃料接触的用途。例如在专利文献1中示出了Al-Cu合金系烧结轴承。Al-Cu合金系烧结轴承的滑动性优异，同时由于在表面生成氧化铝膜，因而耐腐蚀性也优异。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-7650号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在上述专利文献1中揭示了调整Al-Cu合金系烧结轴承中的各成分的混配比的技术。但是，即使应用这样的技术，也不能说耐腐蚀性得到了充分提高，要求进行进一步的研究。鉴于以上的情况，本专利技术的目的在于提高Al-Cu合金系烧结轴承的耐腐蚀性。用于解决课题的手段为了达成上述目的，本专利技术提供一种烧结轴承，该烧结轴承含有Al、Cu以及Ni，并且Al-Cu-Ni合金组织彼此被烧结，上述Al-Cu-Ni合金组织具有Al-Cu-Ni母相和Al-Ni化合物相、不具有Al-Cu化合物相。如此，通过在Al-Cu合金系烧结轴承中混配Ni并使Al-Cu-Ni母相(固溶体合金相)在合金组织中析出，耐腐蚀性提高。此时，在Al-Cu-Ni合金组织中，通常不仅母相析出，而且耐腐蚀性低于母相的化合物相也析出。具体地说，Al-Cu化合物相的耐腐蚀性特别低，Al-Ni化合物相的耐腐蚀性高于Al-Cu化合物相。因此，在Al-Cu-Ni合金组织中，若调整原料粉末的成分、混配比以使得耐腐蚀性特别差的Al-Cu化合物相不发生析出、耐腐蚀性比较优异的Al-Ni化合物相析出，则能够得到具有非常优异的耐腐蚀性的烧结轴承。上述的烧结轴承的组成例如含有7质量％～11质量％的Al、1质量％～6质量％的Ni，余部的主成分为Cu。另外，在上述的烧结轴承中，即使混配Si来替代Ni，也能够得到与上述同样的效果。即，上述目的可利用下述烧结轴承来达成：该烧结轴承含有Al、Cu以及Si，并且Al-Cu-Si合金组织彼此被烧结，上述Al-Cu-Si合金组织具有Al-Cu-Si母相和Al-Si化合物相、不具有Al-Cu化合物相。该烧结轴承的组成例如含有7质量％～11质量％的Al、1质量％～6质量％的Si，余部的主成分为Cu。此外，在上述的烧结轴承中，即使混配Zn来替代Ni，也能够得到与上述同样的效果。即，上述目的可利用下述烧结轴承来达成：该烧结轴承含有Al、Cu以及Zn，并且Al-Cu-Zn合金组织彼此被烧结，上述Al-Cu-Zn合金组织具有Al-Cu-Zn母相和Al-Zn化合物相、不具有Al-Cu化合物相。该烧结轴承的组成例如含有7质量％～11质量％的Al、1质量％～5质量％的Zn，余部的主成分为Cu。另外，由于纯铜容易附着硫化物，因而在烧结轴承中若存在纯铜组织(Cu相)，则由于硫化物附着至Cu相而容易发生硫化腐蚀。因此，在烧结轴承的原料中含有纯铜粉末的情况下，需要使Al在Cu相中扩散而进行合金化，烧结工序的成本增高。因此，上述烧结轴承的原料粉末优选不含有纯铜粉末。在使游离石墨在上述那样的烧结轴承的轴承面露出时，能够通过游离石墨自身的润滑性而使润滑性和耐磨耗性提高。对于设置在燃料泵的用于支承轴的旋转的轴承、或者设置在EGR阀的用于支承阀在轴向的往复移动的轴承来说，它们与燃料等中含有的硫化物、有机酸接触，要求优异的耐腐蚀性。作为在这样的用途中所使用的轴承，能够适当地使用上述的烧结轴承。专利技术效果如上所述，根据本专利技术，能够提高Al-Cu合金系烧结轴承的耐腐蚀性。附图说明图1是本专利技术的实施方式的烧结轴承的截面图。图2是上述烧结轴承的放大截面图。图3是上述烧结轴承的Al-Cu-Ni合金组织的放大图。图4是其他实施方式的烧结轴承的Al-Cu-Si合金组织的放大图。图5是其他实施方式的烧结轴承的Al-Cu-Zn合金组织的放大图。图6是燃料泵的截面图。图7是EGR阀的截面图。图8是比较例的试验片的Al-Cu合金组织的放大图。图9是表示腐蚀试验的结果的曲线图。具体实施方式如图1所示，本专利技术的一个实施方式的烧结轴承1形成圆筒状，在内周插入轴2。烧结轴承1的内周面1a为圆筒面，作为滑动支承轴2的外周面的轴承面发挥功能。烧结轴承1的外周面1b为圆筒面，作为安装于其他部件的安装面发挥功能。烧结轴承1由烧结金属、特别是Al-Cu合金系烧结金属形成，在本实施方式中，由包含Al、Cu和Ni的烧结金属形成。具体地说，烧结轴承1例如含有7质量％～11质量％的Al、1质量％～6质量％的Ni，余部的主成分为Cu。在本实施方式中，除了上述成分以外，相对于Al、Cu、Ni的总量100质量％，还含有3质量％～6质量％的石墨(游离石墨)、以及0.1质量％～0.4质量％的P。在本实施方式中，烧结轴承1含有8.5质量％的Al、5质量％的Ni，余部的主成分为Cu。如图2中放大所示，烧结轴承1具有Al-Cu-Ni合金组织3，相邻的Al-Cu-Ni合金组织3彼此烧结结合。在Al-Cu-Ni合金组织3之间设有无数个内部空孔4。内部空孔4与烧结轴承1的表面连通。在Al-Cu-Ni合金组织3的表面也即包含内周面1a(轴承面)的烧结轴承1的表面和烧结轴承1的内部空孔4的周围形成有氧化铝覆膜5。利用该氧化铝覆膜5保护Al-Cu-Ni合金组织3，因而耐腐蚀性和耐磨耗性提高。游离石墨6分布在烧结轴承1的表面和内部。该游离石墨6的一部分在烧结轴承1的轴承面(内周面1a)露出。在Al-Cu-Ni合金组织3的晶界部存在P(磷)(省略图示)。图3中进一步放大示出Al-Cu-Ni合金组织3。如该图所示，Al-Cu-Ni合金组织3具有Al-Cu-Ni母相(α相)、以及Al-Ni化合物相(κ相)，另一方面，其不具有Al-Cu化合物相(γ相)。换言之，以下述范围来设定Al-Cu-Ni合金组织3的组成(Al、Cu、Ni的混配比)，该范围为在Al-Cu-Ni三元相图中α相和κ相析出、且γ相不析出的范围。如此，通过使耐腐蚀性非常高的Al-Cu-Ni母相析出，能够赋予烧结轴承1优异的耐腐蚀性。另外，在烧结轴承1中生成Al-Cu-Ni合金组织3时，实际上无法避免耐腐蚀性差的化合物相的析出，但本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧结轴承，该烧结轴承含有Al、Cu以及Ni，并且Al‑Cu‑Ni合金组织彼此被烧结，所述Al‑Cu‑Ni合金组织具有Al‑Cu‑Ni母相和Al‑Ni化合物相、不具有Al‑Cu化合物相。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.26 JP 2014-2652471.一种烧结轴承，该烧结轴承含有Al、Cu以及Ni，并且Al-Cu-Ni合金组织彼此被烧结，所述Al-Cu-Ni合金组织具有Al-Cu-Ni母相和Al-Ni化合物相、不具有Al-Cu化合物相。2.如权利要求1所述的烧结轴承，其中，其含有7质量％～11质量％的Al、1质量％～6质量％的Ni，余部的主成分为Cu。3.一种烧结轴承，该烧结轴承含有Al、Cu以及Si，且Al-Cu-Si合金组织彼此被烧结，所述Al-Cu-Si合金组织具有Al-Cu-Si母相和Al-Si化合物相、不具有Al-Cu化合物相。4.如权利要求3所述的烧结轴承，其中，其含有7质量％～11质量％的Al、1质量％～6质量％的Si，余部的主成分为Cu。5.一种烧结轴承，该...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤容敬，大桥勇太，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP