專利名稱：燒結合金及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種燒結合金及其制備方法。
背景技術：
例如可通過燒結金屬材料或陶瓷材料，或通過粘接材料粉末制成多孔體，上述任何一種方法都能在多孔體表面上形成孔，因此摩擦阻力增大。
采用燒結金屬粉末制成的燒結合金有利之處不僅在于它們具有穩(wěn)定的質量，并適合于大規(guī)模生產，而且還在于如果選用可溶性材料，則它們能夠使用其組成似乎不能利用的某些材料，因此它們在過去已用于生產各種組件。
通常，在要求相對于其他組件有滑動性的情況下，在該材料粉末中混入具有優(yōu)異潤滑性能的氮化硼或氟塑料材料，因此形成具有較小摩擦阻力的滑動表面，如日本未審查專利申請公開號10-280083和11-50103中公開的那樣。
根據(jù)材料粉末中含有氟塑料材料等這樣一種通常結構，即使?jié)櫥阅芨纳七_到一定的程度，但孔依然暴露在外面，因此需要進行表面處理，以改進氣密性。
另一方面，燒結合金具有許多上述優(yōu)點，例如穩(wěn)定的質量，適合于大規(guī)模生產的特性，如果使用可溶性材料，則能夠使用一些其組成似乎不能實現(xiàn)的材料，以及能夠生產多孔體。由于利用了這些優(yōu)點，過去已廣泛地使用了適合于特定軸承的各類燒結產品，例如那些可省去許多加潤滑劑的麻煩，并能放在難以潤滑的地方的燒結產品。
在生產這樣一些燒結軸承時，含有作為主要成分的金屬粉末的材料粉末可使用粉末壓實設備進行壓實，形成壓坯，然后如此形成的壓坯在燒結爐中燒結成燒結體，如果必要，該燒結體可以進行涂膠處理。
然而，一般通過與軸固定的扣環(huán)可調節(jié)軸承與軸之間的相對推壓運動。為了防止扣環(huán)磨損或從含油軸承的軸承邊緣漏油，在扣環(huán)與軸承之間配置多個由例如聚縮醛之類的橡膠或樹脂制成的墊圈。
但是，與軸承直接接觸的墊圈同由軸旋轉相連帶的扣環(huán)旋轉一起進行旋轉，因此它們貼著軸承邊緣磨擦，并最終磨損。在由可溶性金屬制成軸承的情況下也會出現(xiàn)這個問題的同時，多孔軸承具有這樣的多孔前表面(特別是端面)，以致墊圈易于受到磨損，在向軸施加推力負荷時，由于磨擦增加，則更易受到磨損。
此外，如果墊圈與軸承之間滑動產生的墊圈磨損粉末進入到軸與軸承之間，會阻礙油從含油軸承滲出，同時在“干軸承”(無油軸承)表面上的潤滑材料覆蓋著這樣的磨損粉末，從而可能會發(fā)生軸燃燒或磨損的問題。對于含油軸承來說，即使其端面安了墊圈，這樣的墊圈依然不足以防止其端面漏油，從而導致發(fā)生潤滑劑短缺或四周組件受到污染的危險。
為了解決這一問題，為了防止墊圈磨損和潤滑劑從軸承端面泄漏，迄今軸承端面都要進行車床切削處理或拋光處理，以使其光滑并密封。但是，這種傳統(tǒng)辦法有一些缺陷，這些缺陷不僅因增加機械加工而增加生產時間和成本，而且還難以防止即使在這樣的機械加工之后，由于墊圈與軸承之間相互滑動所造成的墊圈磨損。

發(fā)明內容
鑒于以上問題，因此本發(fā)明的目的是提供一種具有降低磨擦系數(shù)并且表面上有密封孔的燒結合金，還提供一種生產該燒結合金的生產方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種燒結合金，它能防止緊貼由這種燒結合金制成的軸承體的樹脂墊圈磨損，防止從軸承端面泄漏潤滑劑，以及提供一種生產該燒結合金的方法。
為了達到這些目的，根據(jù)本發(fā)明第一個方面提出一種燒結合金，它包括一種燒結合金體，該燒結合金體是先將材料粉末壓實，然后再燒結它而形成的，其中燒結合金體包括樹脂薄膜層和孔，這些孔的孔隙度為2-35體積％，每個孔有入口部分和內部部分，因此限定孔的入口直徑和孔的內徑，其中孔入口直徑為10-200微米，孔入口直徑與孔內徑的平均比是至少2.0。
因此，樹脂薄膜層進入孔中，并與其緊密接觸，以致于表面上的孔被密封。
根據(jù)本發(fā)明第二個方面的燒結合金是在第一個方面中提出的燒結合金，其中燒結合金體是軸承體。
因此，軸承體上整體地提供了樹脂薄膜層，并密封其上的孔，從而改進了它的滑動性能。
根據(jù)本發(fā)明的第三個方面的燒結合金是在第二個方面中提出的燒結合金，其中在軸承體至少一個端面上提供了樹脂薄膜層，在軸承體的軸向相對端上提供了端面。
因此，由于樹脂薄膜層起到了墊圈組件的作用，在由燒結合金制成的軸承體與由樹脂薄膜層制成的墊圈組件之間相對旋轉受到抑制，因此導致在墊圈組件與其他墊圈之間的滑動，或導致在墊圈組件與扣環(huán)之間的滑動，從而確保防止由于相對于軸承體滑動而導致墊圈組件磨損。而且，由于軸承體端面上的孔可以被墊圈組件密封，因此可以有效防止從軸承端面泄漏油。
根據(jù)本發(fā)明第四個方面的燒結合金是在上述任一個方面中提出的燒結合金，其中固體潤滑劑分散在樹脂薄膜層中。
因此，由于提供了其中分散固體潤滑劑的樹脂薄膜層，因此可以只是降低磨擦系數(shù)。此外，由于以附著基質形式涂布樹脂涂層，因此墊圈組件中可含有相對大量的固體潤滑劑。
根據(jù)本發(fā)明第五個方面中的燒結合金是在第四個方面中提出的燒結合金，其中固體潤滑劑占1-40體積％樹脂薄膜層，因為固體潤滑劑小于1％(體積)難以達到減少磨擦的效果，而固體潤滑劑大于40體積％，則樹脂薄膜層的強度會降低。因此，采用在這個方面中提出的范圍，能夠達到減少磨擦的效果，同時還不會降低樹脂薄膜層的強度。
一種本發(fā)明第六個方面的燒結合金生產方法是一種生產在第一個方面中提出的燒結合金的方法，該方法包括使用固體潤滑劑涂料，在燒結合金體上形成樹脂薄膜層的步驟。
盡管燒結合金體通常由于在表面上有孔而具有很大的磨擦阻力，但通過提供含有固體潤滑劑的樹脂薄膜層，就可以簡單地減小該磨擦阻力。另外，樹脂薄膜層進入孔中并與其緊密接觸，這樣可使孔密封。
一種本發(fā)明第七個方面的燒結合金生產方法是一種在第六個方面中提出的方法，其中燒結合金體是軸承體。
因此，在軸承體上整體地提供了樹脂薄膜層，該樹脂薄膜層密封在其軸承體上的孔，從而改進其滑動性能。
一種本發(fā)明第八個方面的燒結合金生產方法是一種在第七個方面中提出的方法，其中在至少一個軸承體端面上提供了樹脂薄膜層，在所述軸承體的軸向相對端上提供了這些端面。
因此，由于與軸承體成一整體的樹脂薄膜層起作墊圈組件的作用，在由燒結合金制成的軸承體與由樹脂薄膜層制成的墊圈組件之間的相對旋轉受到抑制，因此導致在墊圈組件與其他墊圈之間的滑動，或者導致在墊圈組件和扣環(huán)之間的滑動，從而確保防止由于相對于軸承體滑動所造成的墊圈組件磨損。此外，由于墊圈組件可以密封軸承體端面上的孔，因此可有效地防止從軸承端面漏油。
一種本發(fā)明第九個方面的燒結合金生產方法是一種在第六至第八個方面中任何一個方面中提出的方法，其中在形成樹脂薄膜層之后，樹脂薄膜層緊貼住燒結合金體。
因此，樹脂薄膜層受壓有利于樹脂薄膜層進入多孔體的孔中，從而改進之間的緊密性，同時使表面光滑，不需要預調平處理。
一種本發(fā)明第十個方面的燒結合金生產方法是一種在第九個方面中提出的方法，其中通過涂膠處理進行壓制。
因此，擠壓過程與燒結合金體的涂膠處理同時進行，從而實現(xiàn)樹脂薄膜層的緊配合，以及使表面光滑。
一種本發(fā)明第十一個方面的燒結合金生產方法是一種在第六至第八個方面中任何一個方面中提出的方法，其中采用固體潤滑劑涂料印刷方法形成樹脂薄膜層。
因此，該印刷方法使樹脂薄膜層進入孔中并與其緊密接觸，從而密封該表面上的孔。
一種本發(fā)明第十二個方面的燒結合金生產方法是在第十一個方面中提出的方法，其中該印刷方法是絲網印刷方法。
因此，采用絲網印刷方法提供樹脂薄膜層時，與例如噴涂方法之類的傳統(tǒng)方法相比，采用絲網印刷甚至很容易地形成相對厚的樹脂薄膜層。此外，采用絲網印刷方法，可比其他方法更簡單地形成所要求式樣的樹脂薄膜層。
附圖的簡要說明為了更完整地理解本發(fā)明，現(xiàn)在結合附圖參看以下說明，其中

圖1是說明根據(jù)本發(fā)明第一個具體實施方案絲網印刷的說明性橫截面視圖。
圖2是說明根據(jù)本發(fā)明第一個具體實施方案的樹脂薄膜層壓制到滑動表面上的橫截面視圖。
圖3是顯示本發(fā)明第一個具體實施方案涂膠處理之前燒結合金的顯微照相視圖。
圖4是顯示本發(fā)明第二個具體實施方案生產方法的流程圖。
圖5是本發(fā)明第二個具體實施方案的滑動部件剖面圖。
圖6是說明在本發(fā)明第二個具體實施方案滑動部件端面上的組織剖面圖。
圖7是說明本發(fā)明第二個具體實施方案涂膠處理的橫截面視圖。
圖8是顯示樹脂薄膜層表面粗糙度的說明性圖，其中圖8(A)顯示了涂膠前的表面粗糙度，而圖8(B)顯示了涂膠后的表面粗糙度。
圖9是顯示本發(fā)明第三個具體實施方案滑動組件的俯視圖。
圖10是說明本發(fā)明第三個具體實施方案滑動組件橫截面視圖。
圖11是說明本發(fā)明第三個具體實施方案絲網印刷的說明性橫截面視圖。
圖12是顯示本發(fā)明第四個具體實施方案滑動組件的部分放大橫截面視圖。
圖13是顯示本發(fā)明第五個具體實施方案生產方法的流程圖。
圖14是本發(fā)明第五個具體實施方案的軸和燒結軸承剖面圖。
圖15是說明本發(fā)明第五個具體實施方案在軸承體與樹脂薄膜層之間邊緣表面上的組織的橫截面視圖。
圖16是說明本發(fā)明第五個具體實施方案絲網印刷的說明性橫截面視圖。
圖17是本發(fā)明第六個具體實施方案軸和燒結軸承剖面圖。
圖18是本發(fā)明第七個具體實施方案的軸和燒結軸承剖面圖。
圖19是本發(fā)明第八個具體實施方案的軸和燒結軸承剖面圖。
具體實施方案以下參照附圖描述本發(fā)明的具體實施方案。
在顯示本發(fā)明第一個具體實施方案的圖1-3中，參考標記1表示實施方案中孔隙度為2-35體積％的燒結合金體。燒結合金體1是具有滑動表面2的滑動組件，滑動表面2由作為印刷層的樹脂薄膜層3構成，使用固體潤滑劑層110等。如此形成的樹脂薄膜層3受壓緊靠在滑動表面2上，從而使樹脂薄膜層3進入與滑動表面2緊密接觸。
前述燒結合金體1的每個孔，其入口側直徑為10-200微米(優(yōu)選地20-100微米)(之后稱作孔入口直徑)，所述孔中的“孔入口直徑”與“孔內徑”的平均比是至少2.0(優(yōu)選地是2-20，更優(yōu)選地5-20)。如上所述，這里的孔隙度是2-35體積％(優(yōu)選地10-25體積％)。
主要由金屬組成的材料粉末以預定的混合比進行混合，再進行摻混處理，以使材料粉末很好地摻混，然后向該材料粉末施加預定壓力使其形成具有預定結構的壓坯，然后燒結該壓坯，從而得到前述燒結合金體1。
對于形成樹脂薄膜層3的樹脂涂層，可以使用固體潤滑劑涂料的涂層。其涂布方法可以例如是轉筒涂布法，其中待涂布的物體放在轉筒中，然后向物體噴涂固體潤滑劑涂料，同時通過轉動或振動轉筒達到攪拌；例如噴涂法，其中固體潤滑劑涂料從噴槍噴到物體上；以及浸漬法，其中物體浸漬在固體潤滑劑涂料中。此外，當固體潤滑劑涂料涂布到物體表面的有限預定部分上時，可在不涂布涂料的部分貼上遮蔽帶等，然后向物體整個表面進行噴涂，再去掉遮蔽材料。
印刷使用的固體潤滑劑涂料110是一種將大量細微粒固體潤滑劑分散在粘合劑溶液中所得到的產物，而粘結劑樹脂溶于溶劑得到所述粘合劑溶液。對于這樣的粘結劑樹脂，可以使用聚酰胺-酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂、呋喃樹脂、三聚氰胺樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂等。但是，考慮到附著力和機械強度，希望使用胺固化類的雙組分系統(tǒng)環(huán)氧樹脂。對于溶劑，可以使用二甲苯、甲苯、丁醇、異丁醇、異丙醇、二噁烷、丁酮、N-甲基-2-吡咯烷酮等。對于固體潤滑劑，可以使用PTFE(聚四氟乙烯，即“Teflon”(注冊商標))、PFA(聚四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物，即“Teflon”(注冊商標))、C(石墨)、MoS2(二硫化鉬)、BN(氮化硼)、WF(氟化鎢)和TiN(氮化鈦)等，它們可以單獨使用或以其混合物的形式使用?？梢酝腆w潤滑劑涂料添加分散劑、消泡劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑、促硬劑、顏料等。
絲網印刷是其中一種合乎要求的印刷方法。絲網印刷是一種刻版印花印刷法。如圖1所說明的，有孔眼的絲、尼龍、Tetron或不銹鋼放在框架111上，從而提供一種由圖案形成層113構成的絲網112，該層構成固體潤滑劑涂料110或油墨通過的部分和其不能通過的部分，因此在絲網112上的油墨被橡膠滾軸114擠出去，以便在物體表面上印刷出希望的圖像。
在這種情況下，在所述絲網112與物體表面之間有3-6mm間隙進行印刷。絲網印刷的優(yōu)點在于制造印版很容易，也不貴，其印刷機結構簡單，簡單，易于使用。尤其在油墨是固體潤滑劑涂料110的情況下，可防止大比重固體潤滑劑細微粒由于絲網112上提供的固體潤滑劑涂料110總是被橡膠滾軸114攪動而分離，于是還有一個優(yōu)點，能夠得到高質量的樹脂薄膜層3。而且，絲網印刷適合于印刷平表面，例如端面11A。
這時，本發(fā)明的印刷方法不應該限于絲網印刷，而可以使用其它的印刷方法，例如壓印。在壓印中，在用轉錄墊緊貼住用固體潤滑涂料110涂布的印板，使其油墨粘附到規(guī)定的預定圖案上之后，通過用轉錄墊緊貼住待印刷物體可以印刷樹脂薄膜層3。如果采用不是絲網印刷，而是采用其它印刷方法進行固體潤滑劑涂料110印刷，希望的是在印刷機的墨盒中準備一個攪拌設備，并且在印刷期間總是不斷地攪拌固體潤滑劑涂料110，以便防止固體潤滑劑分離。如此形成的樹脂薄膜層3具有按照比例1-40體積％分散的上述固體潤滑劑。
根據(jù)上述絲網印刷方法，可能的是限據(jù)形成圖案層113的厚度可確定固體潤滑劑涂料110印刷層的厚度。例如，印刷層200微米厚度時，在約80℃烘焙處理后干厚度變成約60-70微米。
一個潤滑劑涂料110優(yōu)選實例是100重量份絲網法金屬涂料油墨(產品名稱Toyo Ink Seizo K.K生產的“SS25-000”，環(huán)氧樹脂)，和優(yōu)選地10-30重量份平均粒徑20-50微米的PTFE的混合物，其中還添加了優(yōu)選地5-20重量份專用溶劑，以達到合適的印刷粘度，于是得到絲網印刷油墨。
在印刷層，具有很小表面能的固體潤滑劑暴露于其表面?zhèn)?，因此增加了在樹脂薄膜?表面?zhèn)壬瞎腆w潤滑劑的密度，顯示出優(yōu)異的滑動特性。
優(yōu)選的是在印刷固體潤滑劑涂料110之前，燒結合金體1充分清除油漬，以便進行初步表面調節(jié)。如果燒結合金體1是鐵基燒結合金體，可以進行噴砂處理等作為這樣的表面調節(jié)。還優(yōu)選的是在印刷固體潤滑劑涂料110時預熱燒結合金體1，以便除去燒結合金體1表面的水份，并且還改善樹脂薄膜層3的耐用性。在印刷固體潤滑劑涂料110后樹脂薄膜層3進行烘焙處理時，優(yōu)選的是在烘焙處理前臨時干燥樹脂薄膜層3，以便在輸送到加熱爐期間保護該樹脂薄膜層3。
含有大量分散在粘合劑溶液中的固體潤滑劑細微粒的固體潤滑劑涂料110可以采用絲網印刷法涂布時，與采用噴槍涂布相比，可能的是以低成本比較容易地實施該印刷方法，防止涂料分散，同時還減少涂料損失，于是可防止固體潤滑劑涂料粘附到其它不需要涂布的地方。
圖3是燒結合金體1在涂膠處理前的顯微照片(495X)。優(yōu)選的固體潤滑劑涂料是使用金屬涂料的油墨，例如Toyo Ink Seizo K.K生產的“SS25-000”(環(huán)氧樹脂)和/或“SS16-000”(聚氨酯樹脂)。PTFE分散在其中，并且如此得到的樹脂薄膜層3包含30體積％分散狀的PTFE。應該理解樹脂薄膜層3進入孔，與其緊密接觸，同時樹脂薄膜層3表面甚至涂膠前也是比較平的。
在以上述方式將樹脂薄膜層3與燒結合金體1形成整體后，樹脂薄膜層3緊貼住燒結合金體1的滑動表面2。例如，樹脂薄膜層3可以用壓緊工具4緊貼住滑動表面2，滑動表面2鄰接樹脂薄膜層3，并且將其壓向滑動表面2，如圖2所說明的，因此樹脂薄膜層3進入滑動表面2上的孔，與其緊密接觸，因此消除或免除滑動表面2的表面準備的需要，例如在采用印刷形成樹脂薄膜層3之前的化學表面處理。
同時，所述樹脂薄膜層3的厚度T是0.1毫米或0.1毫米以上是所希望的。
圖4-7顯示了本發(fā)明第二個具體實施方式
，在這些圖中，與前一具體實施方式
中描述的同樣部分會用同樣附圖標記表示，并且略去其重復的細節(jié)描述。同時，略去其重復細節(jié)描述也將適用于下面第三個或后續(xù)的具體實施方式
中任何一個具體實施方式
。
主要由金屬組成的原料粉末以預定混合比進行混合，并且得到的混合物進行摻混處理(S1步驟1)后，可用壓力機向其混合物施加預定壓力而形成具有預定形狀的壓坯(S2)。然后，壓坯進行燒結處理(S3)，形成所述燒結合金體或軸承體11。接著把固體潤滑劑涂料110涂到軸承體的一個端面11A(S4)，形成樹脂薄膜層3。以此方式對形成有樹脂薄膜層3的軸承體11進行涂膠處理(S5)，如再壓過程，然后再精加工達到預定大小。通過這種涂膠處理(S5)，樹脂薄膜層3緊貼在用作滑動表面的端面11A上。附帶地，對于所述涂覆應用(S4)，優(yōu)選地使用印刷法。
軸承體11是一種圓柱燒結體，它是通過壓實例如鐵和銅之類的金屬原料粉末所形成的壓坯經燒結得到的。軸承體11是一種滑動組件，其中包括在其中心的透孔12，旋轉地支持用作在透孔12內周邊表面上旋轉元件的軸體13。標記14表示一個與軸體13整體固定的環(huán)，所述環(huán)14通過與在軸承體11的端面11A上形成的樹脂薄膜層3接觸可調整軸體13的推壓運動。如前面所描述的，軸承體11是一種通過壓實例如鐵和銅之類的金屬原料粉末所形成的壓坯經燒結得到的燒結體，它是用油浸漬該燒結體的所謂含油軸承。
對于軸承體11的端面11A表面，與第一個具體實施方式
一樣，軸承體11的孔101入口直徑s為10-200微米(優(yōu)選地2-100微米)，如圖6所示，并且在所述孔101中“孔入口直徑s”與“孔內徑i”的平均比是至少2.0(優(yōu)選地在2-20，更優(yōu)選地5-20)。如前面所描述，這里孔隙度是在2-35體積％(優(yōu)選地10-25體積％)的范圍內。
存在著大量如上面一樣的孔101(開口孔)，允許樹脂薄膜層3進入這些開口孔101，因此牢固地將樹脂薄膜層3與軸承體11固定在一起。另外，軸承體11的端面11A上開口孔101被樹脂薄膜層3封閉時，就可控制從其泄漏潤滑劑。而且，采用印刷等方法可把涂料除布到軸承體表面上，不需要對其施用任何化學處理，固體潤滑劑涂料110也進入在端面11A表面上細的不規(guī)則孔102中。特別地，涂膠處理有利于樹脂薄膜層3進入這些開口孔101和不規(guī)則孔102中，因此改善其之間的密封性。
圖7顯示用于涂膠處理的涂膠模具組合21。設想涂膠模具組合21，其垂直方向是其軸向(施壓縱向方向)，其中包括模具22、芯棒23、下沖桿24和上沖桿25。模具22是基本圓柱的，成柱形狀的芯棒23與其模具同軸向定位。
下沖桿24也是基本成形的圓柱，安裝在離開下端的模具22與芯棒23之間，其安裝方式能夠使其上下自由移動，因此它可以自由地從那里進出。上沖桿25也是基本成形為圓柱形，安裝在距上端的模具22與芯棒23之間，其安裝方式能夠使其上下自由移動，因此它可以自由地從那里進出。如圖7所顯示的，軸承體11放在模具22內，芯棒23定位于用作軸承體11滑動表面的透孔12中。然后，使用下沖桿24和上沖桿25由上方向和下方向擠壓軸承體11，因此校正軸承體11達到適當大小。由于在那一刻施加的壓力，樹脂薄膜層3緊貼住用作滑動表面的端面11A。
圖8說明了樹脂薄膜層3的表面粗糙度。對于樹脂薄膜層3，使用固體潤滑劑涂料，它含有100重量份絲網法油墨(產品名稱Toyo Ink Seizo K.K生產的“SS25-000”)和30重量份平均粒徑50微米的PTFE的摻混物。固體潤滑劑涂料印刷在所述端面11A上，因此形成了樹脂薄膜層3。另外，在涂膠處理中，施加壓力100-300MPa達二或三秒鐘，因此樹脂薄膜層3緊貼住端面11A。
應該理解，圖8(B)顯示了涂膠處理前樹脂薄膜層3的表面粗糙度，而圖8(A)顯示了涂膠處理后樹脂薄膜層3的表面粗糙度，并且還顯示了樹脂薄膜層3的不規(guī)則性降低，因此層3光滑了。
由于端面11A設有樹脂薄膜層3，相對于端面11A正交的上沖桿和下沖桿24、25施加壓力壓緊樹脂薄膜層3，因此可保證在樹脂薄膜層3與端面11A之間的緊密性，這樣能夠同時保證樹脂薄膜層3的光滑性。
圖9-11顯示了本發(fā)明第三個具體實施方式
，其中像上述具體實施方式
一樣，略去相同部分的重復細節(jié)描述。
如圖9所說明的，在顯示軸承體11的該具體實施方式
中，沿著在樹脂薄膜層3弧部分3A之間的圓周方向等距離地排列兩個或更多個動壓力產生槽5。應該指出，動壓力產生槽5限定為沒有樹脂薄膜層3而形成動壓力產生槽5，每個槽的深度相應于樹脂薄膜層3的厚度T。端面11A在動壓力槽5中暴露于外部，同時動壓力產生槽5朝著中心逐漸變細，以致樹脂薄膜層3弧部分3A和動壓力產生槽5以整體像渦旋體的方式交替排列。在這種情況下，如圖11所示，使用絲網印刷，通過圖案形成層113與樹脂薄膜層3圖案相匹配，很容易形成動壓力產生槽5。
軸承體11孔中包含的潤滑劑滲漏與軸向支持軸承體11的軸體13旋轉相關聯(lián)，因此在軸承體11透孔12的周邊內表面(它用作滑動表面)與軸體13周邊外表面之間，以及在軸承體11端面11A與同軸體13整體固定的環(huán)14之間形成油膜。與軸體13旋轉相關聯(lián)，滲漏的潤滑劑順著在相對于環(huán)14滑動的軸承體11一側端面11A上形成的動壓力產生槽5，在軸體13的旋轉方向流動，因此產生壓力，產生動壓力，即在支持軸體13方向的油壓力。
由上述內容顯而易見，軸承體11孔中包含的潤滑劑滲漏與軸體13旋轉相關聯(lián)，可防止樹脂薄膜層3覆蓋的端面11A部分滲漏潤滑劑，潤滑劑滲漏只是出現(xiàn)在樹脂薄膜層3中所形成的動壓力產生槽5里。另外，作為調節(jié)軸體13推壓運動的環(huán)14不與軸承體11直接接觸，但與樹脂薄膜層3直接接觸時，軸承體11端面11A，用作相對于環(huán)14滑動表面的所述端面11A的磨損被抑制，因此可能防止動壓力產生槽5磨損，因為動壓力產生槽5是由樹脂薄膜層3形成的。因此，在動壓力產生槽5中可以保持高動壓力。而且，采用例如印刷法的涂布方法在軸承體11上形成可形成動壓力產生槽5的樹脂薄膜層3，與例如采用NC車床和滾壓的切割之類常規(guī)方法相比，可以極容易地形成動壓力產生槽5。另外，動壓力產生槽5的壓實精度改善了，因此可獲得優(yōu)異的動壓力特性。實際上，采用絲網方法印刷可以形成所希望形狀的樹脂薄膜層3。
除了上述具體實施方式
的上述優(yōu)點外，該具體實施方式
的優(yōu)點特別地在于，采用印刷方法用樹脂薄膜層3形成軸承體11時，可簡單地進行動壓力產生槽5的形成過程，同時在印刷時提供坯料就可形成動壓力產生槽5。
圖12顯示了本發(fā)明第四個具體實施方式
，采用例如印刷的涂布方法在軸承體11透孔12(用作滑動表面)中形成樹脂薄膜層3。因此，由于其中分散了固體潤滑劑的樹脂薄膜層3可以降低透孔12與軸體13之間的摩擦。
由于在孔隙度2-35％的軸承體11的透孔12中設有附脂薄膜層3，所以可以降低在軸體13與作為滑動表面的透孔12之間的摩擦，因此達到了與前述具體實施方式
同樣的效果和作用。
圖13-16顯示了本發(fā)明第五個具體實施方式
，這個具體實施方式
的燒結軸承10包括通過壓實材料粉末得到壓坯，再經燒結所形成的軸承體11，和采用樹脂涂布法與軸承體11端面11A整體地形成的樹脂薄膜層3，其中所述樹脂薄膜層3在這個具體實施方式
中用作墊圈14。燒結軸承10旋轉地支持軸S，同時將潤滑劑保持在由燒結合金體組成的軸承體11中，通過旋轉軸S能夠使?jié)櫥瑒钠渌闹軆缺砻?1B滲漏出來。軸S受到如圖14箭頭所示方向的推力負荷作用，扣環(huán)R通過軸S壓配合，并且通過兩個或多個墊圈WA、WB、WC與燒結軸承10連接，因此可調節(jié)其推壓運動。同時，這種燒結軸承10是所謂的球軸承，當側表面11C形成球形時，它能夠自動芯-調節(jié)。
軸承體11是一種圓柱燒結體，它是通過壓實例如鐵和銅之類的金屬材料粉末，然后燒結如此模制的壓坯得到的。
如圖15所示，在軸承體11端面11A上有大量孔(開口孔)時，允許樹脂薄膜層3進入這些開口孔，因此牢固地將墊圈14(用樹脂薄膜層3制得的)固定在軸承體11上。另外，軸承體11端面11A上的開口孔被墊圈14密封時，就可控制從其泄漏潤滑劑。
對于構成墊圈14的樹脂涂層，可以使用某些可用作粘合基體的具有粘附性能的樹脂和某些固體潤滑劑的混合物。對于固體潤滑劑，可以使用能改善由樹脂薄膜層3制得的墊圈潤滑性能的潤滑劑。例如PTFE(“Teflon”(注冊商標)、C(石墨)、MoS2(二硫化鉬)、BN(氮化硼)、WF(氟化鎢)和TiN(氮化鈦)等都可以使用，它們可以單獨使用或以其混合物的形式使用。
同時，本發(fā)明的固體潤滑劑包括賦予潤滑性能的硬微粒，例如絹云母。選擇性地，本身具有潤滑性能的樹脂可以用于形成墊圈14，無須混合固體潤滑劑。使用涂料形成樹脂薄膜層3時，可以利用各種方法，只要這些方法能夠在端面11A上形成樹脂薄膜層3。附帶地，墊圈14的厚度T希望是0.1mm或更厚一些。
厚度T是由端面11A與墊圈14外表面之間的距離確定的。墊圈14的內徑大于軸S的外徑(即松配合)，因此圓周內表面12A可以不在軸S圓周表面上滑動，而盡可能大地形成墊圈14的外徑。即墊圈14是如此形成，以致圓周內表面12A并不與軸S圓周表面接觸時，沒有受到在軸S旋轉方向展開的任何力的作用。另外，由于形成墊圈14外徑大于直接與墊圈14接觸的墊圈WC，可防止由于在軸承體11端面11A上接觸與滑動產生的墊圈WC的磨損。
在以這種方式在軸承體11上整體形成由樹脂薄膜層3制成的墊圈14后，進行涂膠處理，以便讓這種燒結軸承10達到適當?shù)念A定大小，然后把油加到軸承體11，以便油浸漬其軸承體11。
同時，墊圈WA擠壓到軸S，整體旋轉扣環(huán)R和墊圈WA，同時墊圈WB和WC與軸S松配合，從而有可能限制滑動表面只是接觸相鄰樹脂之間的表面，例如接觸墊圈WA與墊圈WB之間的表面，或接觸墊圈WA與墊圈14之間的表面，從而在墊圈WA與扣環(huán)R之間的滑動受到抑制，因此降低墊圈WA的磨損。
根據(jù)這個具體實施方式
，由于由樹脂薄膜層3制成的墊圈14整體配備在軸承體11中至少一個端面11A上，并且因此墊圈14與軸承體11構成整體，于是由燒結合金制成的軸承體11與由樹脂制成的墊圈14之間的相對旋轉受到抑制，這樣導致在墊圈14與其它墊圈之間的滑動，或導致在墊圈14與扣環(huán)R之間的滑動，因此可保證防止由于相對于軸承體11滑動所造成的墊圈14磨損。而且，墊圈14可以密封軸承體11端面11A上的孔，因此可以有效地防止從該軸承端面11A泄漏油。
如上面上述，由于墊圈14包括這個具體實施方式
中的固體潤滑劑，改善了潤滑性能。由于涂布呈粘合劑基體形式的樹脂涂料，墊圈14在其中可以相對地含有大量的固體潤滑劑。
另外，根據(jù)該具體實施方式
，提供一種生產燒結軸承的方法，所述燒結軸承包括壓實金屬原料粉末所得到的壓坯，再經燒結所形成的軸承體11；以及由樹脂薄膜層3制成的墊圈14，所述墊圈14配備在軸承體11中至少一個端面11A上，其中通過在其上涂布樹脂形成所述墊圈14，所述樹脂包含固體潤滑劑。
因此，墊圈14與軸承體11形成整體，于是在由燒結合金制成的軸承體11與由樹脂制成的墊圈14之間的相對旋轉受到抑制，這樣導致在墊圈14與其它墊圈之間的滑動，或導致墊圈14與扣環(huán)R之間的滑動，因此可保證防止由于相對于軸承體11滑動所造成的墊圈14磨損。而且，墊圈14可以密封軸承體11端面11A上的孔，因此可以有效地防止從該軸承端面11A泄漏油。另外，由于在墊圈14中包含固體潤滑劑，改善了其潤滑性能，并且由于涂布呈粘合劑基體形式的樹脂涂料，墊圈14在其中可以相對地含有大量的固體潤滑劑。
不必說，除只有該具體實施方式
才有的上述特別優(yōu)點外，該具體實施方式
還可以達到與前面具體實施方式
同樣效果與作用，相應于本發(fā)明的第一個至第十二個方面。
還應指出，該具體實施方式
的優(yōu)點在于，在軸承體11中安裝墊圈14后進行涂膠處理時，包括墊圈14的燒結軸承10可以精加工達到精確尺寸。
參看圖17，該圖顯示本發(fā)明第六個具體實施方式
，墊圈14由兩層組成，即在端面11A上設有的樹脂薄膜層3和3′。開始，在端面11A上形成第一層(即樹脂薄膜層3)，然后在第一樹脂薄膜層3上形成第二層(即樹脂薄膜層3)。墊圈14厚度T′因以這樣形成多層的方式提供這些樹脂薄膜層而會形成得很厚。而且，通過至少在暴露于表面的樹脂薄膜層3′中包含潤滑劑可以達到所希望的墊圈性能，例如良好的潤滑性能。
參看圖18，該圖顯示本發(fā)明第七個具體實施方式
，該具體實施方式
的燒結軸承30是自位軸承，其接觸軸承座H的表面形成為基本球形。墊圈32如此設置，以便蓋住從其軸承體31下端面31A到其側面31D下部的軸承體31(燒結合金體)下部。墊圈33如此設置，以便蓋住從其軸承體31上端面31C到其側面31D上部的軸承體31(燒結合金體)上部。這些墊圈32和33用樹脂涂料整體裝在軸承體31上，并且用彈簧墊圈WD相對于軸承座H加壓固定。
墊圈32和33每個都由單層樹脂薄膜層3或其多層組成，像前面墊圈14一樣。墊圈32和33每個都以這樣一種方式固定，以致分別從其軸承體31下端面31A到其側面31D下部，和從其軸承體31上端面31C到其側面31D上部蓋住軸承體31，從而形成燒結軸承30的相對端面30C和30A，和側面30B。與上述具體實施方式
一樣，墊圈32和33由于熔融態(tài)樹脂進入軸承體31端面31A開口孔中而牢牢地固定在軸承體31上。
如此形成的燒結軸承30可用由金屬材料制成的彈簧墊圈WD相對于軸承座H加壓固定，所述金屬材料具有彈簧特性，例如銅薄板，因此它是自調整的。根據(jù)該具體實施方式
的燒結軸承30，讓彈簧墊圈WD與由樹脂制成的墊圈33連接，這意味著緊貼住軸承座H的墊圈是用樹脂制成的墊圈32，從而能夠降低燒結軸承30相對于軸承座H和彈簧墊圈WD的摩擦，實現(xiàn)該軸承的平滑自調整。
這里應該指出，在這種燒結軸承30中，樹脂涂料不涂布到在軸承體31側面31D的中心部分上，因此該燒結表面以帶狀方式暴露于外面。這種燒結表面用作加油表面30B，以便從加油機構F供給燒結軸承30(軸承體31)潤滑劑，該加油機構F是例如用氈制成的，并且沿燒結軸承30外圓周配置。如果燒結軸承30中保留的潤滑劑例如由于軸S旋轉消耗或泄漏油而降低時，可以從加油機構F通過沒有固定任何樹脂的加油表面30B供給燒結軸承30(軸承體31)潤滑劑。
參看圖19，該圖顯示本發(fā)明第八個具體實施方式
，該具體實施方式
的燒結軸承34沒有配置在第七個具體實施方式
中描述的加油表面30B，但以整個覆蓋兩個端面35A、35C和側表面35B的方式形成單層或多層樹脂薄膜層3。采用這種結構，可防止由于墊圈36從軸承體35的兩個端面35A、35C和側表面35B漏出潤滑劑，因此不需要加油機構，這樣能夠簡化軸承周圍的結構。
應該指出，本發(fā)明不應該局限于上述具體實施方式
，在本發(fā)明的范圍內作出各種修改是可能的。樹脂和固體潤滑劑不應該局限于所描述的樹脂和固體潤滑劑，但可以使用其它各類和各種類型的樹脂和固體潤滑劑。本發(fā)明的燒結合金可應用于其它各種構造形式。
由上述的內容顯而易見的是，本發(fā)明提供了能夠降低摩擦系數(shù)和能夠密封其表面上孔的燒結合金，以及生產這種燒結合金的方法。本發(fā)明可應用于滑動組件，例如軸承。
權利要求
1.一種包括一種燒結合金體的燒結合金，它是先通過材料粉末壓實，然后再燒結而形成的，其中所述燒結合金體包括樹脂薄膜層和孔，所述孔的孔隙度為2-35體積％，每個孔有入口部分和內部部分，從而確定了孔的入口直徑和孔的內徑，其中所述孔入口直徑為10-200微米，所述孔入口直徑與孔內徑的平均比是至少2.0。
2.根據(jù)權利要求1所述的燒結合金，其中所述燒結合金體是軸承體。
3.根據(jù)權利要求2所述的燒結合金，其中在所述軸承體的至少一個端面上提供了所述樹脂薄膜層，在所述軸承體的軸向相對端上提供了所述端面。
4.根據(jù)權利要求1-3中任一權利要求所述的燒結合金，其中固體潤滑劑分散在所述樹脂薄膜層中。
5.根據(jù)權利要求4所述的燒結合金，其中所述固體潤滑劑是所述樹脂薄膜層的1-40體積％。
6.一種包括燒結合金體的燒結合金生產方法，所述燒結合金體包括孔，其孔的孔隙度為2-35體積％，每個孔有入口部分和內部部分，從而確定孔入口直徑為10-200微米，所述孔入口直徑與孔內徑的平均比是至少2.0，該方法包括使用固體潤滑劑涂料在所述燒結合金體上形成樹脂薄膜層的步驟。
7.根據(jù)權利要求6所述的燒結合金生產方法，其中所述燒結合金體是軸承體。
8.根據(jù)權利要求7所述的燒結合金生產方法，其中在所述軸承體的至少一個端面上提供了所述樹脂薄膜層，在所述軸承體的軸向相對端上提供了所述端面。
9.根據(jù)權利要求6-8中任一權利要求所述的燒結合金生產方法，其中在形成樹脂薄膜層后，所述樹脂薄膜層壓緊貼住所述燒結合金體。
10.根據(jù)權利要求9所述的燒結合金生產方法，其中所述壓緊是采用涂膠方法實現(xiàn)的。
11.根據(jù)權利要求6-8中任一權利要求所述的燒結合金生產方法，其中采用所述固體潤滑劑涂料印刷方法形成所述樹脂薄膜層。
12.根據(jù)權利要求11所述的燒結合金生產方法，其中所述印刷方法是絲網印刷方法。
全文摘要
一種能夠降低摩擦系數(shù)和能夠密封其表面上孔的燒結合金，以及生產這種燒結合金的方法。一種燒結合金體(1)包括樹脂薄膜層(3)和孔。所述孔的孔隙度為2－35體積％，每個孔有入口部分和內部部分，從而確定了孔的入口直徑和孔的內徑。其中所述孔入口直徑為10－200微米，所述孔入口直徑與孔內徑的平均比是至少2.0。固體潤滑劑分散在樹脂薄膜層(3)中。在形成樹脂薄膜層(3)后，它緊貼住所述燒結合金體(1)。因此層(3)進入孔與其緊密接觸，從而密封孔，由于固體潤滑劑而降低摩擦系數(shù)。
文檔編號B22F3/24GK1495280SQ0313279
公開日2004年5月12日 申請日期2003年9月9日 優(yōu)先權日2002年9月10日
發(fā)明者清水輝夫, 丸山恒夫, 田邊好和, 兒玉篤典, 樋口基樹, 典, 和, 夫, 樹 申請人:三菱綜合材料株式會社