烧结含油轴承及其制造方法技术

烧结含油轴承8具有包含40质量％以上的铜的铜铁系烧结体，油浸渗到内部气孔中。烧结体包含源自部分扩散合金粉11的铜粉13的铜、以及源自单质铜粉14的铜，所述部分扩散合金粉11是在铁粉12的表面预先扩散接合粒径20μm以下的铜粉13而成的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】烧结含油轴承及其制造方法
本专利技术涉及烧结含油轴承，特别涉及安装在流体动压轴承装置中的烧结含油轴承。
技术介绍
在流体动压轴承装置中，通过轴承部件与插入其内周的轴部件的相对旋转，提高填充在轴部件的外周面与轴承部件的内周面之间的径向轴承间隙中的润滑油的压力，利用该压力(动压作用)可相对自由旋转地非接触支承轴部件。流体动压轴承装置具有旋转精度和肃静性优异的特性，因而适用于HDD的磁盘驱动装置的主轴电动机等。作为安装在流体动压轴承装置中的轴承部件，有时使用使油浸渗到烧结体的内部气孔中而成的烧结含油轴承。但是，由于烧结含油轴承在表面具有无数的微小开孔部，因而若填充在径向轴承间隙中的润滑油的压力提高，则润滑油从烧结含油轴承的内周面的开孔部浸入到内部气孔中，径向轴承间隙的润滑油的压力(油膜强度)可能会降低。这样的现象被称为“动压泄漏”，这成为在使用烧结含油轴承的流体动压轴承装置中应该避免的课题。作为防止动压泄漏的手段，已知有对烧结体的内周面实施旋转精整来减少表面开孔的方法(例如，参见下述的专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平10-306827号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题旋转精整是通过将截面大致为多边形的精整销压入到烧结体的内周面并使其旋转而压碎内周面的表面开孔的加工方法。通过该旋转精整可充分减小轴承面的表面开孔率，为了得到作为动压轴承所需要的油膜强度，需要对烧结体的表层的材料进行充分压延。例如，在利用铜铁系烧结体形成烧结含油动压轴承的情况下，通过增加比较柔软、容易压延的铜的含量，能够提高基于旋转精整的烧结体的表层的压延性。但是，根据本专利技术人的验证，即使在使用铜粉比例高(例如50质量％以上)的原料粉末制作烧结体并对其内周面(轴承面)实施旋转精整的情况下，有时在轴承面也残留粗大气孔，还不能说能够可靠地防止因动压泄漏所致的油膜强度的降低。本专利技术的目的在于防止在烧结含油轴承的轴承面形成粗大气孔、可靠地防止因动压泄漏所致的油膜强度的降低。用于解决课题的手段为了达成上述的目的，本专利技术提供一种烧结含油轴承，其具有包含40质量％以上的铜的铜铁系烧结体，该烧结含油轴承的特征在于，上述烧结体包含源自部分扩散合金粉的铜粉的铜组织、以及源自单质铜粉的铜组织，所述部分扩散合金粉是在铁粉的表面预先扩散接合粒径20μm以下的铜粉而成的。上述的烧结含油轴承可以经下述工序制造：将部分扩散合金粉与单质铜粉混合来制作原料粉末的工序，所述部分扩散合金粉是在铁粉的表面扩散接合粒径20μm以下的铜粉而成的；将上述原料粉末压缩成型来得到粉体压坯的工序；对上述粉体压坯进行烧结来得到烧结体的工序；通过对上述烧结体的内周面的表层的材料进行压延而对内周面实施封孔处理的工序；以及使油浸渗到上述烧结体的内部气孔中的工序。本专利技术人对现有的铜铁系烧结含油轴承的组织进行了验证，结果粗大气孔主要在具有变形形状的铁粉的周围产生。因此，在本专利技术中，使用部分扩散合金粉形成了烧结含油轴承，该部分扩散合金粉是在铁粉的表面扩散接合微细的铜粉(具体地说，粒径20μm以下的铜粉)而成的。部分扩散合金粉通过以将铁粉与铜粉混合的状态进行加热来制造，此时，由于微细的铜粉容易以进入到变形形状的铁粉的凹部的状态附着，因而作为部分扩散合金粉整体的变形形状得到缓和，抑制因变形形状的铁粉所致的粗大气孔的形成。另外，据认为即使在原料粉末中包含变形形状的铁粉的情况下，若将与该铁粉混合的单质铜粉微细化，则也能够使微细的单质铜粉进入到变形形状的铁粉的凹部而防止粗大气孔的形成。但是，由于在上述的烧结体中包含大量的铜(40质量％以上)，因而在原料粉末中含有大量微细的单质铜粉，从而使原料粉末的流动性降低、可能难以进行压缩成型(模压)。与之相对，通过如上所述使用部分扩散合金粉，微细的铜粉以预先附着于铁粉的状态混配在原料粉末中，因此不会降低原料粉末的流动性、不会对压缩成型带来不良影响。在制造部分扩散合金粉时，能够附着在铁粉的表面的铜粉的量是有限的，因而通常使部分扩散合金粉中的铜粉的比例为15～30质量％的程度。因此，为了将烧结体中的铜的比例增高至40质量％以上，优选大量(例如烧结体整体的35质量％以上)混配单质铜粉。这种情况下，若单质铜粉的粒径过大，则容易形成粗大气孔，因而优选使用粒径小(具体地说为63μm以下)的单质铜粉，更优选粒径为45μm以下的单质铜粉。作为单质铜粉，优选使用电解铜粉。电解铜粉中，由于各颗粒形成树枝形状，因而在压缩成型时粉末容易彼此缠结。若在该状态下进行烧结，则烧结容易进行，因而能够提高烧结体的强度，并且能够将烧结体的内部气孔微细化。可以在上述的烧结体的内周面或端面形成动压产生部(例如动压槽)，用于使填充在轴承间隙中的润滑油积极地产生动压作用。这种情况下，为了更进一步提高轴承间隙的润滑油的压力，如上所述抑制粗大气孔的形成来防止动压泄漏是特别有效的。下述流体动压轴承装置的油膜强度高，因而具有优异的旋转精度，该流体动压轴承装置具备：上述的烧结含油轴承、插入到烧结含油轴承的内周的轴部件、以及径向轴承部，该径向轴承部通过在烧结含油轴承的内周面与轴部件的外周面之间的径向轴承间隙产生的油膜的压力沿径向非接触支承轴部件。专利技术效果如上所述，根据本专利技术，能够防止在轴承面形成因变形形状的铁粉所引起的粗大气孔，因而能够可靠地防止因动压泄漏所致的油膜强度的降低。附图说明图1是主轴电动机的截面图。图2是流体动压轴承装置的截面图。图3是本专利技术的实施方式的烧结含油轴承的截面图。图4是上述烧结含油轴承的仰视图。图5a是示意性示出部分扩散合金粉的截面图。图5b是示意性示出部分扩散合金粉的截面图。图6a是示出压缩成型工序的截面图。图6b是示出压缩成型工序的截面图。图7是示意性示出粉体压坯的组织的截面图。图8a是示出槽成型工序(槽精整工序)的截面图。图8b是示出槽成型工序(槽精整工序)的截面图。具体实施方式图1示出HDD的磁盘驱动装置中使用的主轴电动机。该主轴电动机具备：流体动压轴承装置1、固定于流体动压轴承装置1的轴部件2的盘毂3、隔着半径方向间隙对置的定子线圈4和转子磁体5、以及托架6。定子线圈4被固定于托架6，转子磁体5被固定于盘毂3。流体动压轴承装置1的外壳7被固定于托架6的内周面。在盘毂3保持有规定张数(在图示例中为2张)的磁盘D。在向定子线圈4通电时，转子磁体5旋转，与之相伴，保持于盘毂3的磁盘D与轴部件2一体地旋转。如图2所示，流体动压轴承装置1具备：本专利技术的一个实施方式的烧结含油轴承8、插入到烧结含油轴承8的内周的轴部件2、在内周面固定有烧结含油轴承8的有底筒状的外壳7、以及配设在外壳7的开口部的密封部件9。需要说明的是，在以下的流体动压轴承装置1的说明中，为了便于说明，在轴向上将外壳7的开口侧称为上方、将其相反侧称为下方。轴部件2由例如不锈钢等金属材料形成，具备轴部2a和设置在轴部2a的下端的凸缘部2b。轴部2a的外周面2a1呈圆筒面状，在其轴向中间部形成直径小于其他区域的退让部2a2。轴部2a的外径被设为例如0.5～4mm的程度。烧结含油轴承8由包含铜和铁作为主成分的铜铁系烧结体构成。烧结含油轴承8形成为圆筒状，在其内周面8a形成径向轴承面。在本实施方式中，如图3所示，在烧结含油轴承本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烧结含油轴承，其具有包含40质量％以上的铜的铜铁系烧结体，该烧结含油轴承的特征在于，所述烧结体包含源自部分扩散合金粉的铜粉的铜组织、以及源自单质铜粉的铜组织，所述部分扩散合金粉是在铁粉的表面预先扩散接合粒径20μm以下的铜粉而成的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.25 JP 2016-0344731.一种烧结含油轴承，其具有包含40质量％以上的铜的铜铁系烧结体，该烧结含油轴承的特征在于，所述烧结体包含源自部分扩散合金粉的铜粉的铜组织、以及源自单质铜粉的铜组织，所述部分扩散合金粉是在铁粉的表面预先扩散接合粒径20μm以下的铜粉而成的。2.如权利要求1所述的烧结含油轴承，其中，所述烧结体包含35质量％以上的源自所述单质铜粉的铜组织。3.如权利要求1或2所述的烧结含油轴承，其中，所述单质铜粉的粒径为63μm以下。4.如权利要求1～3中任一项所述的烧结含油轴承，其中，所述单质铜粉为电解铜粉。5.如权利要求1～4中任一项所述的烧结含油轴承，其中，在所述烧结体的内周面形成有动压产生部。6.如权利要求1～5中任一项所述的烧结含油轴承，其中，在所述烧结体的端面形成有动压产生部。7.一种流体动压轴承装置，其具备：权利要求1～6中任一项所述的烧结含油轴承、插入到所述烧结含油轴承的内周的轴部件、以及径向轴承部，该径向轴承部通过在所述烧结含油轴承的内周面与所述轴部件的外周面...

【专利技术属性】
技术研发人员：小松原慎治，伊藤容敬，内山土广，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP