不含Ｐｂ的Ｃｕ－Ｂｉ系烧结材料制得的滑动部件制造技术

与配对轴接触的一侧通过机械加工被精加工为预定的粗糙度，且多数的Ｂｉ相存在于精加工面的不含Ｐｂ的Ｃｕ－Ｂｉ系烧结材料制滑动部件，其中，稳定地发挥Ｂｉ的性能。该烧结材料通过机械加工而被覆一部分的Ｂｉ相，且相对于精加工面未被被覆的Ｂｉ相总体的露出面积率为０．５％以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将代替为对滑动用铜合金发挥适应性而通常所含有的软质金属1 而 含有Bi的Cu - Bi系滑动材料的滑动面进行机械加工得到的滑动部件，尤其涉及，着眼于 烧结合金表面的上述软质金属对滑动特性造成的影响而得到的不含1 的Cu - Bi系烧结 材料制得的滑动部件。
技术介绍
专利文献1 日本特开2001 - 220630号公报公开了分散了广10重量％的Bi相 的不含1 的Cu - Bi系烧结滑动材料，Bi相粒子的周围存在M - Sn等金属间化合物。应 予说明，存在代替Bi或与Bi —同还含有1 的情况。烧结材料的显微组织的简图示于图1。 另外，对滑动材料的表面通过机械加工进行精加工、之后被覆覆盖层制为轴承。专利文献2 日本特开2005 - 350772号公报公开了含有广30%的Bi及0. Γ10% 平均粒径为1(Γ50 μ m的硬质粒子，具有比硬质粒子小的Bi相分散于Cu基质中的组织的不 含1 的Cu — Bi系烧结滑动材料。烧结材料的显微照片示于图1 一 4。另外，该不含1 的 Cu - Bi系烧结材料的表面状态是用纸进行研磨使十点平均粗糙度为1. 0 μ m。专利文献3 :W02008/018348公开了含有广15%的Sn、广15%的Bi、广10%的平均粒 径为5 70 μ m的硬质粒子，硬质粒子全部与铜基质接合的不含1 的Cu - Bi系烧结滑动材 料。烧结材料的显微照片示于图1 一 4，分散有多数的Bi相。上述现有技术公报中公开的烧结合金的显微组织照片或简图显示Bi相、硬质粒 子及铜基质。显微组织观察用试样制备中，依次进行材料的切断、粗研磨直到微细研磨、抛 光等的加工，使各相准确地呈现。尤其是，由于Bi、Pb等为软质，故应注意不要因研磨而被 削掉或流动。从以往的Cu - Pb系滑动材料转变为最近的Cu - Bi系滑动材料中，专利文献1 一 3从各种观点考虑了 Bi的特性。另外，由于Bi比1 价格高，故想尽可能的减少Bi的添加 量从原料成本的观点考虑也重要。专利文献1 日本特开2001 - 220630号公报 专利文献2 日本特开2005 - 350772号公报专利文献 3 :ff02008/018348o
技术实现思路
专利技术要解决的课题专利文献广3中提出的不含1 的Cu - Bi系烧结滑动材料中，说明下述主旨，即在其 组织形态特定时，Bi的效果依赖于添加质量％。这些专利文献中，由于如图所示的组织应 当在Cu - Bi系烧结滑动材料中随处可见，因此可以说是均质材料。在均质材料中，组织特 定为所期望的组织时，Bi的效果依赖于Bi的添加量。但是，使用于变速器用轴衬、发动机用轴承等时，其滑动表面被施以切削等机械加工，被精加工为预定表面粗糙度，但在Cu - Bi合金之类的情形多使用烧结金刚石等高性能 工具。该加工后的部件的滑动特性在不含1 的Cu - Bi系烧结滑动材料中即使是同一 Bi 添加量、同一 Bi相组织也会有大的不均，另外Bi添加量多的材料与少的材料中特性也有时 变得相同。即，以包括加工表面的总体的材料来进行评价，则可知Cu - Bi系烧结滑动材料 并不是均质材料。本专利技术人进行了进一步研究，结果发现由于滑动部件表面的状态受机械 加工的影响，故Bi应发挥的性能变得不稳定。尤其是，在切削工具削掉铜合金表面之际，铜 合金的一部分被作为切粉而从被加工材料分离。另一方面，未被切削除去的材料形成粗糙 度，并且处于受切削工具造成的剪切应力影响的状态。可知在该受机械加工的影响的状态 下，Bi相的分散形态与烧结材料的本体不同。所以，本专利技术的目的在于不含1 的Cu - Bi系烧结材料制得的滑动部件，其中使 Bi的性能稳定地发挥。用于解决课题的手段本专利技术提供不含1 的Cu-Bi系烧结材料制得的滑动部件，其是与配对轴(mating shaft)接触的一侧通过机械加工被精加工为预定的粗糙度、且多数的Bi相存在于精加工 面的不含1 的Cu - Bi系烧结材料制得的滑动部件，其特征在于，该烧结材料通过前述机 械加工而被覆一部分的Bi相，且相对于前述精加工面未被被覆的Bi相总体的露出面积率 为0. 5%以上。以下，对本专利技术进行详细说明。应予说明，Bi与Cu几乎不固溶。因此Bi在Cu — Bi烧结合金中，Cu的多个晶界中仅分布Bi。因此，Bi相在Cu - Bi烧结合金中，具有与上 述晶界的形态相仿的粒子形态，虽具有多个粒子形态，但本说明书中均称为Bi相。因此，烧 结材料制得的滑动部件的精加工面存在多数的Bi相。不含1 的Cu - Bi系烧结材料制得的滑动部件是指变速器用轴衬、轴衬燃料喷射 泵用轴衬、汽车发动机用滑动轴承、作业机械用轴衬、船舶发动机用滑动轴承等各种部件。它们的与配对轴接触的一侧的滑动面受到烧结金刚石、金属陶瓷高速钢、超硬工 具等切削工具加工。应予说明，加工后的表面粗糙度一般为Jis Rz0.5 5ym&s。本专利技术中的Cu - Bi系滑动部件中使用的Cu - Bi系烧结材料一般含有0. 5^15 质量％、优选2 10质量％的Bi。进一步地，作为任选成分可以含有下述的元素。例如，可以含有广15质量％、优选 3^10质量％的提高强度的Sn，5质量％以下的同样的提高强度的Ni，5质量％以下、优选 0. Γ1质量％的固溶于Cu基质中、形成Ag — Sn浓缩层或形成Bi — Ag共晶的Ag，0. 2质 量％以下的提高烧结性的P，10质量％以下的固溶于Cu基质而提高耐咬粘性的In，30质 量％以下的提高强度及耐腐蚀性的Si。可以组合含有这些元素，总量优选为40质量％以 下。上述之外，在铜合金中也可少量例如含有0. 5质量％以下作为杂质元素、伴随元素而含 有的、或者出于提高滑动特性之外的目的而添加的Fe、As、Sb、Mn、Al、Be、S、Ti、Si等。进一步地，Cu - Bi系滑动部件可以含有10质量％以下、优选广5质量％的提高耐 磨耗性的硬质粒子。硬质粒子为!^e3PAFe2PJeBJe2B等!^e的化合物、AlN、NiB、Mo2C、Al203 等，优选为 ^3Ρ、Fe2P, FeB, Fe2B等！^的化合物。硬质粒子的平均粒径优选为1. 5 70 μ m。另外，作为固体润滑剂，可以含有10质量％以下、优选广3质量％的MO&、石墨。接下来，对作为本专利技术最显著特征的Cu - Bi系滑动部件表面的Bi相的状态进行4说明。以往的Cu - Pb系滑动材料中，Pb含量多于5 30质量％，加工表面存在易于露出 较多1 的倾向，但Cu - Bi系滑动材料中由于Bi的含量少，因此存在Bi难以露出于加工 表面的倾向。图1为将Cu - Bi系烧结材料的表面用切削工具加工后的剖面组织照片，图2为 使图1的组织照片的Bi相为黑、Cu基质为白的二值化表现来表示的示意图。这些图中表示 的、表面上方的Cu - Bi系烧结材料被切削工具除去。切削面的组织状态受切削加工的剪 切应力的影响，从与维持着烧结组织状态的内部、即本体比较即可看出。即，由于切削工具 从图的左侧向右侧移动，故烧结材料受该方向的剪切应力，切削完毕之后，在不同的相相接 的部位可看出切削加工的影响。即，Bi相如三个部位的椭圆所围的位置所示，一直延伸到 Cu基质的表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．不含Ｐｂ的Ｃｕ－Ｂｉ系烧结材料制得的滑动部件，其是与配对轴接触的一侧通过机械加工被精加工为预定的粗糙度、且多数的Ｂｉ相存在于精加工面的不含Ｐｂ的Ｃｕ－Ｂｉ系烧结材料制得的滑动部件，其特征在于，该烧结材料通过前述机械加工而被覆一部分的Ｂｉ相，且相对于前述精加工面未被被覆的Ｂｉ相的总体的露出面积率为０．５％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：向井亮，
申请(专利权)人：大丰工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP