无铅铜系烧结滑动材料及滑动部件制造技术

本发明专利技术涉及烧结了铜或铜合金的滑动材料，涉及通过含有选自滑石、云母、高岭石矿物及蒙脱石矿物的至少1种矿物，即便是不含用于赋予磨合性及耐热胶着性而含有的Pb、也具有优异滑动特性的无铅铜系烧结滑动材料及滑动部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及烧结了铜或铜合金的滑动材料，特别是涉及即便不含为了赋予磨合性 (& O性)及耐热胶着性(耐焼付性)而含有的1 也具有优异滑动特性的无铅铜系烧结滑动材料及滑动部件。
技术介绍
通常的铜合金规定为铸造用青铜合金锭(JIS H 2203)、铸造用磷青铜锭(JIS H 2204)、铸造用黄铜锭(JIS H 2205)。进而还规定为形变用磷青铜(JIS C5191)、形变用黄铜(JIS C2801)o烧结了与它们相同的成分的烧结合金被作为滑动材料使用。一般来说，滑动材料是指用于控制相对的两物体之间的摩擦系数的材料，大致可分为以降低摩擦系数为目的的材料(例如，发动机金属用材料)和以提高摩擦系数为目的的材料(例如，制动用材料)这两种。本专利技术的滑动材料是以降低摩擦系数为目的的材料，具体被用于汽车、二轮车、建设机械等车辆及一般机械的轴承类、垫片类的部件中。青铜或磷青铜(JIS H 2204，PbCIn2及3)的烧结材料为了达成铜系滑动材料的上述目的而具有基本的成分，被用于自动变速器的轴承等中。作为具体用途的端轴承是被用于自动变速器内的变速齿轮的单向超越离合器、处于外轮与内轮之间的滑动构件。通过该端轴承的外周与外轮滑动、内周与内轮滑动，而顺畅地传递驱动力。当将该外轮或内轮中的一个旋转时，用于支撑各自半径方向上发生的荷重的滑动轴承称作端轴承。作为其他用途的行星齿轮垫片被用于作为自动变速器的主要构成要素的行星齿轮部的行星齿轮与齿轮架之间。另外，为了提高上述青铜等的耐磨损性，还进行添加硬质粒子，作为硬质粒子的种类，有 Fe2P、Fii3P、!^eB、!^e3B、Co、Co 系自溶性合金、Ni 系自溶性合金、Fe-Cr、Fe-Mn、Fe-Ni、 Fe-Si、Fe-W、Fe-Mo、Fe-V, Fe_Ti、Fe_Nb、CuP (专利文献 1 日本专利第 3四8636 号)、氮化铝(专利文献2 日本专利第3370785号)疋e-Mn-Si系硬质物(专利文献3 日本专利第 3929288号)；Cu-Al金属间化合物(专利文献4 日本特开2002-256731号)等。以往的铜系烧结滑动材料所含有的1 是环境负荷物质，因而在例如专利文献5 W02005/068671中提出了用Bi来替换Pb的材料。该材料是含有Bi Γ 30%和F%P、Fe3P> FeB, Fe2B, Fe3B等硬质物粒子10 50%,且微细的Bi相通过硬质物粒子而分散于铜基质中或者对于与硬质物粒子相接触的Bi相而言、硬质物粒子相对于该Bi相的全周的接触长度比例为50%以下的铜合金烧结材料。含Bi的无铅铜合金烧结材料由于Bi可作为软质相微细且均勻地分散于铜合金中，另外Bi对铁不具有粘附性且熔点低，因而具有优异的耐热胶着性。因此，在使铜合金滑动材料为无铅且与含铅铜合金滑动材料同等地保持耐热胶着性的方面而言，添加Bi是目前最为优异的方法，被用于自动变速器的滑动部件中(非专利文献1 卜，4 # π 卜 Vol. 53/No. 9/2008、第 599 604 页)。3还公知将作为通常的固体润滑剂的石墨或MO&分散于铜合金烧结材料中，但由于具有石墨相对于铜的烧结性不优异、MoS2在烧结温度发生分解等的问题，因而提出了添加氧化Mo和硫化Cu的专利文献6 日本特开2006-37178号公报、添加硫酸盐化合物及石墨的专利文献7 日本特开2005-179692号公报、镀覆Mc^2粒子的专利文献8 日本特开 2006-37179号公报等的方案。而且，MoS2或石墨价格很昂贵。现有技术文献专利文献专利文献1 日本专利第3298636号专利文献2 日本专利第3370785号专利文献3 日本专利第3拟拟88号专利文献4 日本特开2002-256731号专利文献 5 W02005/068671 专利文献6 日本特开2006-37178号公报专利文献7 日本特开2005-179692号公报专利文献8 日本特开2006-37179号公报专利文献9 日本专利第3274161号专利文献10:日本专利第3657742号非专利文献非专利文献1 卜，4 # 口夕7卜Vol. 53/No. 9/2008、第599 604页。
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题如下评价现有铜系合金烧结滑动材料中使用的添加剂。首先，Bi及1 为软质、磨合性优异，但耐磨损性不足。其次，硬质粒子虽然耐磨损性优异，但易于损伤配对材料。最后，石墨或二硫化钼等固体润滑剂是裂开性优异的物质，满足如它们水平的裂开性的物质有限。用于解决技术问题的方法
本专利技术人等为了超越上述以往技术的水平进行了深入研究，完成了包含铜或铜合金的无铅铜系烧结滑动材料、根据需要并用了以往的添加剂的材料以及滑动部件的专利技术，所述铜或铜合金含有选自滑石(talc)、云母(mica)、高岭石矿物(kaolinite mineral)及蒙脱石矿物(montmorillonite mineral)中的至少一种矿物。即，本专利技术的滑动材料以不含作为主成分的1 的铜(合金)和滑石、云母、高岭石矿物及/或蒙脱石矿物(以下总称为“矿物成分”)作为必须成分。首先，对本专利技术所涉及的烧结材料的整体构成进行叙述时，包含50质量％以上的铜或铜合金、矿物成分、作为任意成分的20体积％以下的公知的固体润滑剂、硬质粒子等，作为矿物成分，滑石、云母、高岭石矿物及/或蒙脱石矿物为必须成分，其优选的含量为 0. 05 10体积％。矿物成分的比例超过10体积％时，滑动特性受损。应予说明，铜(合金) 及矿物成分含有不可避免的杂质，矿物成分的情形，作为杂质而含有本专利技术的烧结材料的制造中不可避免地产生的分解产物或来自于矿山所在地的脉石等。以下，按照铜(合金)、 矿石成分及任意成分、制造方法的顺序进行说明。铜(合金)相对于烧结滑动材料整体的比例优选为8(Γ99质量％、更优选为9(Γ99 质量％、最优选为95 99质量％。铜(合金)的比例过少时，烧结材料的强度不足；而铜(合金)的比例过多时，则耐磨损耐热胶着性不足。铜可以是纯铜，为铜合金时，可以含有以下的1种以上的添加元素。即，可以以相对于铜合金的比例如下含有各种成分。(I)Sn 可优选含有15质量％以下、更优选含有3 10质量％的作为青铜的通常添加元素、且提高烧结性和滑动特性的Sn。(》Ρ 可优选含有1质量％以下、更优选含有 0.0广0.2质量％的生成液相、并使烧结变得容易的P。(3)Bi 可优选含有0.广10质量％的生成液相、并提高磨合性和耐热胶着性的Bi。G)Al、Ni 可含有强化基质、并提高耐热胶着性的优选5质量％以下的Al、优选10质量％以下的Ni。( Zn 可含有30质量％以下的提高耐硫化性的Si。(6) In:可含有5质量％以下的形成耐热胶着性优异的浓缩相的^1。(7) Ag 固溶于铜、提高耐热胶着性、且在表面生成润滑性优异的化合物(专利文献10-日本专利第3657742号)，为了达成这些效果可含有10质量％以下的Ag。上述成分(除了 Si之外)以总量计可含有30质量％以下。含有Si时，以总量计可含有40质量％以下的上述成分。接着，对本专利技术最具特征的矿物成分进行说明。滑石是叶蜡石(pyrophyllite)系矿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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，小山淳，滨口奈穗美，毛利佳央，横田裕美，
申请(专利权)人：大丰工业株式会社，
类型：发明
国别省市：