用于建筑设备的烧结的滑动轴承制造技术

本发明专利技术公开了一种烧结的滑动轴承，其具有的滑动主体具有用于支承轴的镗孔以及具有支承表面的致密化部分。轴承主体由具有淬火硬化结构的烧结的多孔铁基合金组成，形成于轴承主体的镗孔上的致密化部分的厚度为２０微米或更小，其是通过研磨镗孔至接近至少一个含在轴承主体的烧结多孔铁基合金中的具有５０微米或更大的宽度的孔隙而得到，这样，被定义为在支承表面上开孔的孔隙的总的开孔面积与支承表面积的比值的开孔率为１０％或更小。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种烧结的滑动轴承，其可以适用于需要滑动轴承具有对抗施加于其滑动表面上的高表面压力的领域中，这种滑动轴承的例子如用于建筑设备的轴承部件。上述描述的轴承通常采用的是由切割加工铸造合金制得的轴承或是在将石墨点埋入滑动表面中的轴承。但是，近年来，一种用具有高动粘滞率的润滑剂浸渍烧结的铁碳合金制得的油浸渍的烧结轴承取代了这些轴承。这种油浸渍的烧结轴承可以承受高负载，并被优选作为大型设备如建筑设备的轴承部件中的滑动轴承。但是它的承受能力会发生变化，并且使用该种轴承的设备的寿命也会发生变化。为了达到上述目的，根据本专利技术的烧结的滑动轴承含有一个轴承主体，其具有用于支承轴的镗孔，并由具有淬火硬化结构的烧结的多孔铁基合金组成；一个具有支承表面的致密化部分，其在轴承主体的镗孔上具有20微米或更小的厚度，其是通过研磨镗孔至接近至少一个含在轴承主体的烧结多孔铁基合金中的具有50微米或更大的宽度的孔隙而得到，这样，被定义为在支承表面上开孔的孔隙的总的开孔面积与支承表面积的比值的开孔率为10％或更小。铁基烧结合金可以是一种在具有马氏体结构的铁碳合金基中分散有铜的合金。其中的铜质量含量可为15％～25％，开孔孔隙度可为5～28％。根据本专利技术的一个方面的一种生产烧结的滑动轴承的方法，其包括制备具有淬火硬化结构的烧结的多孔铁基合金；加工该烧结的多孔铁基合金以形成具有支承轴的镗孔的轴承主体；研磨轴承主体的镗孔以形成在镗孔上的支承表面的致密化部分，使得被定义为在支承表面上开孔的孔隙的总的开孔面积与支承表面积的比值的开孔度减小到小于烧结多孔铁基合金的体积孔隙度百分比。根据本专利技术的另一方面的一种烧结的滑动轴承，其包括一个轴承主体，其具有用于支承轴的镗孔，并由具有淬火硬化结构的烧结的多孔铁基合金组成；一个形成于轴承主体的镗孔上的具有支承表面的致密化部分，其是通过研磨镗孔而使在支承表面上的开孔孔隙的总面积与支承表面积的比值的开孔率减小至小于烧结多孔铁基合金的体积孔隙率百分比。下面将通过具体实施例对本专利技术的烧结的滑动轴承的特点和优点以及生产过程进行更详细的说明。根据如上所述，如果轴被装配到用润滑剂浸渍的烧结的滑动轴承内并进行操作时，在开始工作阶段补给到轴承主体内径表面(即支承表面)的润滑剂的量由于内径表面的开孔面积小而小。然后，由于轴施加的高径向负载的表面压力使内径表面上的涂层状致密化部分在滑动部分被磨损，并由摩擦热导致了温度的升高。由于润滑剂的膨胀性，升高的温度有利于润滑剂对内径表面的补给。随着涂层状致密部分的磨损，内径表面的孔隙面积逐渐增大。这时润滑剂的补给量增加从而减小摩擦，并且滑动部分的磨损也被减小。另一方面，在滑动部分以外的其他部分磨损较小并且内径表面的孔隙面积保持较小，这样就阻止了润滑剂由此处的孔隙溢出。结果，当补给到滑动部分的润滑剂达到合适的量时，就不会产生磨损，并且滑动表面的润滑性可以根据承载负荷而加以调节。因此，轴承总是在最佳状态使用，从而使其使用寿命延长，且变化减小。以下将详细描述根据本专利技术的烧结的滑动轴承的制造方法及其特点。下面将介绍在制造烧结的滑动轴承过程中的烧结多孔合金材料的制备、通过切割加工形成轴承主体、对轴承主体的内径进行的机械表面处理以及用润滑剂浸渍。烧结的多孔合金材料是通过烧结具有预定组成的金属粉末的生压坯并进行热处理以淬火硬化烧结体而获得。如果需要，可以对淬火硬化烧结体进行回火。通常，由烧结压坯获得的烧结的多孔合金上的大多数孔隙为开孔(与烧结体表面相通的孔)，而闭孔(与烧结体表面不相通的孔)很少。对烧结体的切割加工可以在淬火硬化前进行。润滑剂浸渍可在内径的机械表面处理后进行，但是，如果对内径进行切割加工的机械表面处理是在用润滑剂浸渍烧结的多孔合金之后进行的，则可以提高切割和研磨的效果。另外，由于不需要使用研磨液等，因此可以防止轴承主体的孔隙被污染。另外，使轴承的实际油含量几乎完全等于烧结的多孔合金材料的开孔孔隙度是可能的。(1)组成轴承的烧结的多孔合金烧结和淬火硬化的多孔钢，特别是具有马氏体结构的铁基烧结的多孔合金被用作根据本专利技术的烧结的滑动轴承的材料。当采用铁碳合金作为铁基烧结的滑动轴承时，如果使用这种硬的合金作为基材并且在基材中分散有软且与轴有亲和力的铜时，可使所得的材料变为对少量合金组成元素具有优异的耐久性的合金材料。因此，这种烧结的多孔铁—碳—铜合金优选被作为烧结的滑动轴承的材料。在这种合金中的铜的质量含量优选为约15～25％。如果铜含量小，则硬的铁合金的特性表现得强，因此，轴在运行于轴承的内径滑动表面上时易于产生研磨磨损。如果铜含量过度增加，则在高表面压力下，在靠近滑动表面上的开孔时，软的铜易于发生变形。结果，润滑剂的供给减少，磨损容易发生。一部分的软的并分散在基材中的铜与铁一同在烧结中形成合金，这种铜—铁合金仍具有与软铜相类似的效果。因此，应该考虑到这种合金也被包括在铜相中。优选的碳含量为约0.6～1.0质量％。在此范围内，由淬火而得到马氏体结构，并将适量的碳溶于铁中，这样，材料的铁合金基变硬了。另外，还可期望得到来自游离碳的固体润滑效果。(2)烧结的多孔合金的开孔孔隙度和密度烧结的滑动轴承的轴承主体具有高的油浸渍能力是有必要的，这样轴承主体可以提供足够的润滑剂给内径的滑动表面。因此，优选使烧结的多空合金的开孔孔隙度(表示开孔孔隙体积与总孔隙体积的百分比率)为15％或更大。如果开孔孔隙度低，则即使是当内径的涂层状的致密化部分被消耗后，供给到滑动部分的润滑剂仍不能够达到足够的增加。因此，缺乏润滑剂容易导致轴承的寿命变短。另一方面，为了提供轴承主体满意的强度和耐模性，有必要使用具有密度等于或大于某点值的烧结的多孔合金来制备轴承主体。在使用铁基烧结的多孔合金时，通常该点的密度值为5.8g/cm3或更高。但是，多孔合金的密度高，则意味着它的孔隙度低。由于通过烧结获得的烧结的多孔合金上的大多数孔隙为开孔(与烧结体表面相通的孔)，并且闭孔(与烧结体表面不相通的孔)非常少，因此具有高密度几乎就意味着具有低的开孔孔隙度。这样，为了提供烧结体强度和耐磨性，就对提高其的油浸渍能力有所限制。例如，如果铜含量为25质量％(上述范围的上限值)，则由理论密度(8.08)计算得到的孔隙度在密度为5.8g/cm3时为约28.2％。因此，考虑到这点，组成轴承主体的烧结的多孔合金的优选的开孔孔隙度为约15～28体积％。(3)轴承内径的机械表面处理以及内径表面的状态烧结的滑动轴承的内径表面(支承面)是通过机械表面处理形成的，机械表面处理可对轴承主体的内径施加剪切力和压缩力。更具体的，内径表面可以是一个用砂轮研磨过的研磨表面。由研磨操作而碾碎或变形的合金部分被压缩而在内径表面上形成涂层状部分，并且向表面(即内径表面)开孔孔隙的开孔面积减小。孔隙开孔面积的减小程度可以通过抛光砂轮的粗糙度、研磨余量等来调节。如果使用粗糙度小的抛光砂轮，并且研磨余量大，则被变形的合金部分就增加，开孔变窄或封闭。优选的是在研磨操作时，使内径表面上的各个孔隙的开孔总面积变为整个内径表面积的10％或更少，更优选为1～3％。为了调节孔隙的开孔面积，优选的研磨操作中的研磨余量的直径为约0.3mm，砂轮的圆周速度设为2,500m/min，磨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烧结的滑动轴承，包括： 一个具有用于支承轴的镗孔的轴承主体，其由具有淬火硬化结构的烧结的多孔铁基合金组成；以及 具有支承表面的致密化部分，其在轴承主体的镗孔上具有２０微米或更小的厚度，其是通过研磨镗孔至接近至少一个含在轴承主体的烧结多孔铁基合金中的具有５０微米或更大的宽度的孔隙而得到，被定义为在支承表面上开孔的孔隙的总的开孔面积与支承表面积的比值的开孔率为１０％或更小。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：宫坂元博，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]