滑动部件用铁基烧结合金制造技术

本发明专利技术提供滑动部件用铁基烧结合金，其整体组成以质量比计包含Ｃ：０．６～１．２％、Ｃｕ：３．５～９．０％、Ｍｎ：０．６～２．２％、Ｓ：０．４～１．３％，剩余部分：Ｆｅ和不可避免的杂质，其合金组织中在马氏体基体中分散有游离的Ｃｕ相或游离的Ｃｕ－Ｆｅ合金相的至少一种，并且分散有１．０～３．５质量％的ＭｎＳ相。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及适合应用于在内周面作用高面压的轴承的滑动部件用铁基烧结 合金，尤其是涉及烧结时的尺寸变化少，而且显示优良的耐烧接性(耐焼付吝性) 的滑动部件用铁基烧结合金。例如，作为如车辆、工作tW、产业机械等的驱动部位、滑动部位那, 滑动面作用高面压的滑动部件，使用将碳素钢进行切削加工并进行淬火、回火 得到的部件、烧结合誠啲部件。特别是由于烧结合金可通过含浸的润滑油而 具有自身润滑性，故耐烧接性和耐磨损性良好而,泛应用。例如日本特开平 11-117940号公报中公开了在滑动面上设置Cu: 10~30%、剩余部分由Fe构成 的铁系烧结合金层的轴承。但是，近年来由于铜的价格高涨，因此，如日本特开平11-117940号公报 的使用10~30%的铜的技术中，制造成本高而不实用。另外，由于熔点低的铜在 烧结时成为液相，故也存在烧结后的尺寸变化量大的缺点。因此，为满足要求 精度而需要进行机械加工，从而制造成本更高。另一方面，由于烧结合金中含有铜，从而软质的Cu相或Cu合金相分散于 基体中，由此，缓和了对配合部件(相手部材)的攻击性，并且由于适度娜与 配合部件的配合性提高。因此，若M^、铜的含量，则耐磨损性陶氏，对配合部 件的攻击性提髙，并且产生当润滑油不足够时产生噪音(鳴吉音)等问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种滑动部件用铁基烧结合金，其可维M 有铜得到的优良性能，并且可陶氐铜的使用量，陶氐制造成本。本专利技术的滑动部件用铁基烧结合金的特征在于，,组成以质量比计包含 C: 0.6~1.2%、 Cu: 3.5~9.0%、 Mn: 0.6~2.2%、 S: 0.4~1.3%、乘U余部分Fe和不可避免的杂质，其合金组织在马氏体基体中分散有游离的Cu相或游离的Cu 一Fe合金相的至少一种，并且分散有1.0-3.5质1%的MnS相。分散于基体中的MnS作为固体润滑剂起作用，即使在润滑油不足的条件 下，也能够防止部倂皮此间的金属接触，防止噪音的产生。另外，MnS肖濒缓 和对配合部件的攻击性，并且可得到与配合部件的优良的配合性。下面，将本 专利技术的限定的根据与本专利技术的作用一同进frl^明。另外，以下的说明中，"％" 是指质量％的意思。<基#>基体作成具有高的硬度和强度的马氏体，使得在高面压下使用能够发挥耐 磨损性。<C:0.6 1.2%>c的含量低于o.6y。时，硬j^&强度不够，磨损量增大。另一方面，c的含M过1.2M时，基体脆化，磨损量增大。另外，C因烧结、淬火等的加热而脱碳，相对于原料粉末中的含量减少，或者因渗碳而增加。本专利技术中c的含量为最终的热处理结束后的含量。<Cu: 3.5~9.0%>Cu的含量低于3.5%时，難中分散的游离Cu相、Cu—Fe相的量不足，容易与配合部件产生粘着。另一方面，Cu的含M过9.0。/。时，烧结时产生液相，烧结后的尺寸变化量增大。 <固懒'王]滑齐|>为能够降低油润滑不足的剝牛下的摩擦系数、降低对配合部件的攻击性、 提高与配合部件的配合性，在基体中分散固体润滑剂。作为代表性的固体润滑 齐IJ，有石墨、MoS2、 FeS、 CuS、 W&、 MnS等，但石墨由于在烧结时向铁中扩 散，难以使其游离并分散在基体中，另外，当增大添加量至石墨游离的程度时， 基体中有渗碳体析出而变脆，并且对配合部件的攻击性(相手攻搫性)增大， 不优选。MoS2、 FeS、 CuS、 WS2因烧结时容易分解，故晓结后在基体中的分散 状态容易产生偏差，如为确保分散量而增大添加量，则导致材料成本上升和强 度斷氐，故而不优选。这一点上，MnS极其稳定，优选作为为了得到同时具有 优良的润滑特性和强度特性的滑动部件用铁系烧结合金而分散于基体中的固体 润滑剂。<MnS: 1.0 3.5%>MnS的含量低于l，/。时，作为固術'f滑剂的作用不充分。另一方面，MnS 的含量超过3.5%时，基体的强度斷氏，在面压高的条件下磨损量增大。 〈MnS相的大小2~100,>MnS相的大小低于2,时，作为固体润滑剂的作用不充分。另一方面， MnS相的大小超过100Mm时，基体的强度斷氏。MnS相^il31在材料粉末中添力卩MnS粉末来生成。MnS比M0S2、石墨 稳定，因此烧结时难以分解。因此，可通过少的添加量而得到充分的效果，并 且容易控制在基体中的分腿，可使滑动部件的性能稳定。另外，MnS粉末优 选含有90质量％以上的粒径为15nm以下的粒子。这样，Sil以微粉的MnS粉 末的形式进行添加，在基体中的分散性良好。另外，MnS粒子有时以彼此 , 的^^散于基体中，3^t滑动部件的性能没有影响。根据本专利技术，由于MnS填补Cu的作用，故可维將有铜带来的优良性能 的同时，可降低铜的j顿量。由此，由于可斷氐烧结时的尺寸变化量，因此， 得到不仅可陶氏材料费用而且可陶氏加工费用等的效果。具体实施例方式下面，通过实施例更详细地说明本专利技术。 为制作轴承的烧结合金而准备了下述的原料粉末。1. 雾化铁粉(7卜7<父鉄粉)(神户制钢所制了卜力W00M)2. 电解铜粉(福田金属箔粉工业制CE15)3. 天然石墨粉(日本黑l蹄ij JCPB)4. 硫化锰粉(厶力、氺7社制MnS—E)5. 硬脂職辛(ADEKA亇S力/V寸7^f制工73亇厶ZNS730) 将这些粉末按整体组成为表1所示的比例进行配合。另外，硬脂酸锌是为了成形时的润滑而添加的，设除此之外的混合粉末为100%时，相对于全部混合 粉末添加0.75%。<table>table see original document page 6</column></row><table>将如上那样配合的粉末用V型混合机混合30射中，将混合粉末压縮成形 为密度6.2g/cm2、密度比80%的轴承圆筒形状，并将鹏條1I3(TC烧结20分 钟。接着，将烧结條85(TC渗碳淬火，在180'C回火。然后，舰切削加工最 终加工为内径30mm、外径36mm、长度25mm后，使润滑油(相当于ISO VG460的齿轮油)含浸到烧结体的气孔，得到辦No.1 16。另外，为进行比 较，以表l所示的比例配合MoS2代替MnS粉末，此外的^f牛与i辦No.1 16 相同，得到试样No.17。表l中，用椭圆量(楕円量)^^i辦No.l 17烧结后的尺寸变化。椭圆 量为由i辦内径的最大测定值减去最小观啶值得到的值。表1中，对脱离本发 明规定范围的值和认为不可用的特性值标注下划线。如表l所示，对于Cu的含量皿本专利技术的上限(9%)的试样No.16，椭 圆量极其大，判定烧结时的尺寸变化强烈。另外，表l示出了试样No.l 17的 径向压溃5M(圧環強S )。如表1所示，MnS的含量 专利技术的上限值(3.5%) 的辦No.8、 C的含量低于本专利技术的下限值(0.6%)的辦No.10 破低，C 的含M过本专利技术上限值(1.2%)的试样No.14基体脆化，因此径向压溃强度 低。接着'对试样No.l 17进行轴承试验。轴承试验如下进行，将试样固定于 i離机的台架(八々-:^y)上，将S45C淬火钢的轴安装于试样的孔内本文档来自技高网...

【技术保护点】
滑动部件用铁基烧结合金，其特征在于，整体组成以质量比计包含Ｃ：０．６～１．２％、Ｃｕ：３．５～９．０％、Ｍｎ：０．６～２．２％、Ｓ：０．４～１．３％，剩余部分：Ｆｅ和不可避免的杂质，其合金组织在马氏体基体中分散有游离的Ｃｕ相或游离的Ｃｕ－Ｆｅ合金相的至少一种，并且分散有１．０～３．５质量％的ＭｎＳ相。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：柳濑刚，丸山和夫，
申请(专利权)人：日立粉末冶金株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]