專利名稱：燒結(jié)合金和浸油燒結(jié)軸承的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造用于生產(chǎn)應(yīng)用于各種發(fā)動機的浸油燒結(jié)軸承的燒結(jié)鐵—銅基多孔合金的方法，和一種制造浸油燒結(jié)軸承的方法。
背景技術(shù)：
許多浸油鐵—基燒結(jié)軸承是由鐵—銅基合金制成的。鐵—銅基合金包括鐵—青銅合金、鐵—黃銅合金和還含有其它成分，例如Ni、Co、P、Pb、固體潤滑劑如石墨、二硫化鉬等的合金。通過實例舉例說明鐵—青銅基燒結(jié)合金的制造方法，還原鐵粉末或霧化鐵粉末被用作原料鐵粉末。而且，向此原料中加入電解銅粉末和錫粉末，或青銅合金粉末作為青銅合金相的原料，和很少量的模壓潤滑劑作為必需品存在，以制備混合粉末。將該混合粉末壓力模制以形成壓塊，然后在還原氣氛例如氮和氫的混合氣體中加熱將其燒結(jié)。將得到的燒結(jié)體進行精整和切削處理，以使其適用于軸承所需的尺寸精度，并調(diào)整其軸承表面的孔的狀態(tài)。如果必要，還可以進一步將具有適合其使用條件粘度的潤滑油浸入孔隙中，得到浸油燒結(jié)軸承。
組成發(fā)動機用浸油燒結(jié)軸承的材料需要是一種滑動性能良好，同時具有較高浸油能力的合金，而且必須保持潤滑膜油壓，以使最初操作時的公知性良好，而且滑動摩擦較小。眾所周知，當軸承的滲透性高時，尤其是用于寒冷地區(qū)的發(fā)動機使用的軸承在滑動時會產(chǎn)生吱吱響的噪音。
與此相關(guān)，在日本專利申請公開(JP-A)No.S 64-15522中描述可以通過使用更細的復合粉末作為原料來降低軸承的滲透性，以使在滑動表面容易形成油膜，從而，使?jié)櫥碗y以從滑動表面逸出排入軸承中。另一方面，日本專利申請公開(JP-A)No.H8-20836中公開了一種浸油燒結(jié)合金，它具有孔隙度為25體積％或更大的內(nèi)層部分和孔隙度為16體積％或更小的外層部分，它通過在模制和燒結(jié)體的表面形成具有不同組分的合金層來制得，以便提供具有良好耐磨性和通公知性的浸油軸承。在上述文獻中還說明了滲透性為30達西(Darcy)或更小。另一方面，在日本專利申請公開(JP-A)No.2003-120674中建議，對于用于電動機的浸油燒結(jié)軸承，將由具有20至30％連通孔隙度和具有6至50×10-11cm2滲透性的燒結(jié)合金制成的軸承用動力粘度為61.2-74.8mm2/s的合成油浸漬。它還公開了，即使在寒冷地區(qū)環(huán)境下操作，也不會產(chǎn)生吱吱響的噪音，而且，在浸油燒結(jié)軸承的制造中，采用具有顆粒尺寸為145網(wǎng)目篩下的海綿還原鐵粉末作為原料粉末。
然而，當細原料粉末采用與上述JP-A S 64-15522相同方法被使用時，燒結(jié)軸承的連通孔隙度也會減小，儲油能力降低。從耐久性來看，這是不利的。而且，當采用與上述JP-A H8-20836相同方法提供具有不同材料的外層部分時，由于材料的不同，在層之間產(chǎn)生應(yīng)變等的可能性就會增加，而且會引起機械強度、耐久性等問題。從制造方法的簡化等觀點來看，這也是不利的。
通常，燒結(jié)多孔合金的連通孔隙度和它的密度有關(guān)系。具體地說，當密度減小時，連通孔隙度增加，并且儲油能力也增加。然而，滲透性也增加。因此，從軸承到滑動表面，并從滑動表面逸到其內(nèi)部的浸漬潤滑油排量會變大，而且這就使得油壓難以保持。為了減少滲透性，減少軸承表面上孔的開口是重要的。為此，當對燒結(jié)多孔軸承的內(nèi)孔表面(即，軸承表面)進行精整時，控制處理的程度是有效的，采用此方法，使表面部分適當?shù)孛軐崱Ｈ欢?，如果燒結(jié)多孔合金具有粗孔，為了使開向內(nèi)孔表面的粗孔變小，需要增大精整的處理程度，精整能力很容易進入軸承的深度起作用。這就使得軸承的連通孔隙度減少。因此，通過精整減小滲透性必須有限制地使用。另一方面，如果模制壓力增加或者如果為了使燒結(jié)多孔合金的孔變小而采用更細的粉末作為原料粉末，則燒結(jié)合金的密度會增加且連通孔隙度減小。
因此，為了實現(xiàn)減少滲透性同時保持所需連通孔隙度的浸油燒結(jié)軸承，有必要對于制造的控制考慮很多因素。而且，要在不采用復雜的步驟的情況下在軸承上整體保持強度和耐久性時，這種軸承是不容易制造的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種浸油燒結(jié)軸承，它在被安裝到裝置上使用時，具有長的壽命和可靠的耐久性，而且不需采用復雜的制造方法。
而且，本發(fā)明的目的是提供一種浸油燒結(jié)軸承。它即使在低溫環(huán)境的發(fā)動機上用作滑動軸承期間也不產(chǎn)生吱吱響的噪音，而且它具有良好的滑動性能以提供穩(wěn)定的操作。
為了達到上面的目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種用于浸油燒結(jié)軸承的燒結(jié)鐵—銅基多孔合金的制造方法包括制備包括鐵粉末、以及銅粉末和銅合金粉末的至少一種的混合粉末，該鐵粉末包括多孔鐵粉末，它具有177微米或更小的顆粒尺寸和按照氣體吸收法100-500m2/kg的比表面面積；將該混合粉末形成生坯；和燒結(jié)該生坯以獲得燒結(jié)鐵—銅基多孔合金。
而且，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種浸油燒結(jié)軸承的制造方法，包括制備包括鐵粉末、以及銅粉末和銅合金粉末的至少一種的混合粉末，該鐵粉末包括多孔鐵粉末，它具有177微米或更小的顆粒尺寸和按照氣體吸收法100-500m2/kg的比表面面積；將該混合粉末形成具有大致相應(yīng)于要浸油的燒結(jié)軸承形狀的生坯；和燒結(jié)該生坯以獲得由鐵—銅基多孔合金組成的燒結(jié)壓塊。


本發(fā)明的制造方法優(yōu)于所提到的技術(shù)的特點和優(yōu)點，從結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式的下列描述中可以更清楚地理解，其中圖1是表示采用多孔鐵粉末或正常還原鐵粉末生產(chǎn)的燒結(jié)體中密度和連通孔隙度之間關(guān)系的曲線圖；圖2是表示圖1燒結(jié)體中密度和滲透性之間關(guān)系的曲線圖；圖3是表示圖1燒結(jié)體中連通孔隙度和滲透性之間關(guān)系的曲線圖；圖4是表示圖1燒結(jié)體中密度和徑向壓潰強度之間關(guān)系的曲線圖；圖5是表示圖1燒結(jié)體中密度和表面上表觀硬度之間關(guān)系的曲線圖；圖6是表示采用細還原鐵粉末的燒結(jié)體中密度和滲透性之間關(guān)系的曲線圖；圖7是表示具有不同合金組分的燒結(jié)體中密度和滲透性之間關(guān)系的曲線圖；圖8是表示圖7燒結(jié)體中連通孔隙度和滲透性之間關(guān)系的曲線圖；圖9是表示采用銅箔粉末的燒結(jié)體中連通孔隙度和滲透性之間關(guān)系的曲線圖；和圖10A和圖10B是顯微照片，分別表示圖1燒結(jié)體部分(10A試樣S1，10B試樣S2)的金相組織。
具體實施例方式
對于許多由鐵—銅基合金制成且用作滑動軸承的浸油燒結(jié)軸承，摩擦系數(shù)的變化和在軸承上產(chǎn)生吱吱響的噪音之間的關(guān)系已經(jīng)在約-30℃的低溫環(huán)境下被驅(qū)動的發(fā)動機上進行了研究。作為研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果初始摩擦系數(shù)高，而且如果此后的摩擦系數(shù)顯著下降，則趨于產(chǎn)生吱吱響的噪音，而且噪音恰恰是在摩擦系數(shù)下降后發(fā)生。相反地，如果初始摩擦系數(shù)相對較低，而且如果此后的摩擦系數(shù)下降小，則不會發(fā)生吱吱響的噪音。并且還發(fā)現(xiàn)，燒結(jié)軸承的孔尺寸分布范圍越小，吱吱響的噪音發(fā)生的頻率越低，而且開口孔的尺寸分布范圍越小，吱吱響的噪音發(fā)生的頻率越低。
考慮到潤滑油的粘度在-30--40℃時非常高，上面提及的研究結(jié)果可以被解釋如下。即，潤滑油大量存在于軸承表面和軸之間的間隙中，當使軸開始反向旋轉(zhuǎn)時，使起始轉(zhuǎn)動阻力增大，而且潤滑油耗損也增加，使得潤滑油快速減少。根據(jù)潤滑油的減少，滑動摩擦力降低，而且由于此波動容易發(fā)生振動，從而發(fā)生吱吱響的噪音。而且，關(guān)于燒結(jié)軸承吱吱響的噪音的產(chǎn)生和滲透性之間的關(guān)系，也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當燒結(jié)軸承的滲透性是50×10-11cm2時，吱吱響的噪音的發(fā)生頻率為80％，在10×10-11cm2時為20％，在2×10-11cm2時噪音幾乎不產(chǎn)生。即滲透性越低，吱吱響的噪音發(fā)生的越少。這也與上面提及的解釋一致。
與此相聯(lián)系，如果軸承表面和旋轉(zhuǎn)軸之間間隙處的毛細作用強于軸承內(nèi)部孔的毛細作用，則當軸的旋轉(zhuǎn)停止時，在軸承表面和軸之間的間隙中的潤滑油就會變少。因此，為了阻止吱吱響的噪音，加強軸承內(nèi)部孔的毛細吸力是有效的。因此，增加和使軸承內(nèi)部孔細小是重要的。這是燒結(jié)軸承金相組織的問題，而且它不能通過精整燒結(jié)軸承使滑動表面上孔的開口變小來獲得。
關(guān)于上面的描述，本申請的申請人的在先申請，JP-A 2003-120674提出通過采用145網(wǎng)目的篩下部分的海綿還原鐵粉末(商標名DNC-180，由Dowa Iron Powder Co.，Ltd.制造)，作為生產(chǎn)浸油燒結(jié)軸承的原料鐵粉末，使燒結(jié)合金中的鐵顆粒中也形成孔。作為使軸承內(nèi)部孔變細的方法，采用顆粒內(nèi)部有孔的鐵粉末是有效的。然而，在JP-A 2003-120674中采用的海綿還原鐵粉末具有145網(wǎng)目篩下的顆粒尺寸，而且按照氣體吸收法(BET方法)的比表面為100m2/kg。通過比較，這個比表面值不大，不過顆粒小，同樣意味著孔也不細。事實上，顆粒的表面不平，但是內(nèi)部孔不太多。采用上述海綿還原鐵粉末來生產(chǎn)燒結(jié)軸承，細孔一定存在于組成金相組織的鐵顆粒中。然而，在鐵顆粒表面上，許多孔被其它相等封閉。即，有許多不能有效浸油的孔。本發(fā)明改善了此點，并且提出了一種制造燒結(jié)軸承的方法，該軸承由具有高連通孔隙度金相組織的鐵—銅基多孔合金組成，然而孔較細，且滲透性低。
為了上述改進，用于本發(fā)明的是將其中的顆粒尺寸非常大而且是細孔的多孔鐵粉末作為原料鐵粉末。特別地，采用其中顆粒尺寸為80網(wǎng)目篩下(即顆粒尺寸為177微米或更小)和比表面為110-500m2/kg的多孔鐵粉末。根據(jù)這些，在金相組織中鐵顆粒內(nèi)部與其它孔連接的細開口孔以增加的方式產(chǎn)生，就可以同時獲得燒結(jié)軸承連通孔隙度的改善和孔尺寸的減小。由于孔遍及整個燒結(jié)軸承變細，在內(nèi)孔表面孔的開口也變得狹窄，而且它們可以通過在燒結(jié)軸承的內(nèi)孔表面進行通常的精整處理容易地被封閉。因此，燒結(jié)軸承的滲透性可以容易地被減小到適當?shù)乃健?br> 而且，正如從后面描述的實施例可以理解的那樣，制造燒結(jié)軸承的原料鐵粉末不需要全部都是顆粒尺寸大而且比表面和上述一樣大的多孔鐵粉末。而是允許使用上述多孔鐵粉末和一般還原鐵粉末或霧化鐵粉末的混合粉末。在混合粉末中的多孔鐵粉末的比例越大，就越適于獲得具有低滲透性和高連通孔隙度的燒結(jié)軸承。在此，值得注意的是，多孔鐵粉末易于在制造作業(yè)中經(jīng)粉碎等形成大比例很細的顆粒。因此，如果僅限于優(yōu)選顆粒尺寸的顆粒，適合使用的是325網(wǎng)目篩上，和80網(wǎng)目篩下的部分(也就是，44至177微米的顆粒尺寸)，它可以通過多孔鐵粉末的篩分分級獲得。然而，如上所述，由于不是必須包括一般的鐵粉末，因此采用包括非常細顆粒的顆粒尺寸為80網(wǎng)目篩下的多孔鐵粉末也沒有問題。優(yōu)選的是，亞篩部分占全部鐵粉末的35質(zhì)量％或更少。具有顆粒尺寸超過177微米(80網(wǎng)目篩下)的粗或大顆粒不是優(yōu)選的，因為會使燒結(jié)軸承的多孔結(jié)構(gòu)變粗。
根據(jù)本發(fā)明，制造浸油燒結(jié)軸承的方法和用于制造的原料在下面具體描述。
(1)燒結(jié)軸承的合金成分構(gòu)成本發(fā)明燒結(jié)軸承的燒結(jié)合金是鐵—銅基合金，包括鐵—青銅合金、鐵—黃銅合金等，且鐵—銅基合金的組分可以被限定為，以質(zhì)量計包括1-50％銅、0-4％碳、0-3％錫、0-7％鋅、0-1％其它組分(鎳、硼、硫、鉛等)，并且余量為鐵。特別是，優(yōu)選銅含量為10-35質(zhì)量％、錫含量為0.5-1.7質(zhì)量％的鐵—銅基合金。例如，本發(fā)明可適用于如表1所示的Nos.1-9合金成分。
按照上面的合金組分，通過將每種組成成分的單一粉末混合而制備混合粉末。然后被壓力模制形成外形大致相應(yīng)于軸承的生坯，然后燒結(jié)該壓塊。至于組分，Sn、Zn。Ni、B、P、Pb等，可選擇地通過采用分別含有它們的銅合金粉末將它們混合成混合粉末。如情況需要時，可以使用固體潤滑劑例如石墨粉末、二硫化鉬粉末等，以及粉末潤滑劑例如包括硬脂酸鋅、粉末冶金用石蠟的金屬皂等。
表1組分(質(zhì)量％)No.
Cu C SnZn 其它(Ni、B、P等)Fe1 1-30.2-0.6- - -余量2 2-51-4- - -余量3 14-20 1-4- - -余量4 10-15 - 2 - -余量5 10-15 - 2 - ≤1 余量6 18-22 - 1-3 2-7 ≤0.1余量7 29-34 0.52 - ≤1 余量8 30-32 2 2 - -余量9 50 0.52 - ≤0.3余量(2)原料鐵粉末原料鐵粉末是具有相應(yīng)于80網(wǎng)目篩下部分顆粒尺寸的粉末，而且至少它的一部分包括具有110-150m2/kg比表面的多孔鐵粉末。對于其它部分，通常使用的一般無孔鐵粉末，即還原鐵粉末或霧化鐵粉末也可以用于混合。原料鐵粉末中多孔鐵粉末的比例為25質(zhì)量％或更多，優(yōu)選50質(zhì)量％或更多。
(2-1)還原鐵粉末和霧化鐵粉末通常用于制造燒結(jié)多孔合金的市售鐵粉末屬于還原粉末或霧化鐵粉末(水霧化鐵粉末)，它們具有相應(yīng)于80網(wǎng)目篩下(177微米或更小的顆粒尺寸)的顆粒尺寸和約2.4-3.0Mg/m3的表觀密度?？梢杂盟鼈冏饕徊糠衷翔F粉末。它們的比表面，按照氣體吸收法(BET法根據(jù)ISO 9277規(guī)定)，一般地，對于還原鐵粉末是60-80m2/kg，對于霧化鐵粉末是80-100m2/kg。相互比較這些粉末，霧化鐵粉末顆粒內(nèi)部具有較少的孔，而還原鐵粉末的顆粒比霧化鐵粉末具有更加不平的表面，而且在內(nèi)部具有更多的孔。
(2-2)多孔鐵粉末本發(fā)明用的多孔鐵粉末是具有80網(wǎng)目篩下顆粒尺寸(177微米或更小的顆粒尺寸)和按照BET法比表面為110-500m2/kg的粉末，而且表觀密度為約1.3-2.5Mg/m3。這些多孔鐵粉末的顆粒具有非常不平的表面，而且在顆粒斷面的微觀視圖中，觀察到大量與顆粒表面相連的細孔。多孔鐵粉末的制備，例如，可通過在日本專利申請公開(JP-A)No.2002-105501中描述的生產(chǎn)方法進行。多孔鐵粉末的比表面可以根據(jù)生產(chǎn)過程中的還原條件控制，而且可以獲得具有約1000m2/kg比表面的鐵粉末。然而，如果多孔鐵粉末的比表面非常大，就意味著在粉末中含有大量非常細的顆粒，采用它制造的燒結(jié)合金中就會形成許多封閉的孔。因此，在本發(fā)明中有必要使比表面不超過500m2/kg。本發(fā)明中優(yōu)選使用的市售多孔鐵粉末的實例包括由瑞典Hoganas AB提供的商標名為LD80(比表面約200m2/kg)、P100(比表面約175m2/kg)和R12(比表面約225m2/kg)等產(chǎn)品。
(3)原料銅粉末采用的原料銅粉末可適當?shù)剡x自具有不同顆粒尺寸的市售銅粉末產(chǎn)品。由于銅粉末在燒結(jié)期間會熔化，因此，使用與鐵粉末顆粒尺寸相比足夠細的銅粉末是重要的，以便在燒結(jié)合金中的鐵顆粒周圍不會產(chǎn)生粗孔，而且使所用的銅粉末盡可能具有均勻的質(zhì)量，以制備在其中銅粉末均勻分布于鐵顆粒周圍的生坯。
特別地，優(yōu)選亞篩部分占原料銅粉末的60質(zhì)量％或更多。此類市售銅粉末的實例包括由日本Fukuda Metal Foil & Power Co.，Ltd.提供的商標名為CE15的電解銅粉末產(chǎn)品，或者其它與上述產(chǎn)品顆粒尺寸相同的銅粉末。
一部分原料銅粉末可以用銅箔粉末代替，以抑制燒結(jié)合金的滲透性到較低水平。銅箔粉末的使用對于在燒結(jié)合金中制得復雜的孔連接通道和減少滲透性是有效的。適合使用的市售銅箔粉末實例包括由日本Fukuda Metal Foil & Power Co.，Ltd.提供的商標名為Cu-S-100(顆粒尺寸100網(wǎng)目篩下或更小)的銅粉末產(chǎn)品。
(4)原料錫粉末它被用來制造由鐵—青銅合金制的燒結(jié)軸承。與原料銅粉末一樣，與鐵粉末顆粒尺寸相比，適合使用的是具有適當細的錫粉末，以便在燒結(jié)合金中的鐵顆粒周圍不產(chǎn)生粗孔。特別優(yōu)選的是，亞篩部分占原料錫粉末的85質(zhì)量％或更多。
(5)原料鋅粉末它被用來制造由鐵—黃銅合金制的燒結(jié)軸承。與原料銅粉末一樣，與鐵粉末顆粒尺寸相比，適合使用的是具有適當細的鋅粉末，以便在燒結(jié)合金中的鐵顆粒周圍不產(chǎn)生粗孔。特別優(yōu)選的是，亞篩部分占原料鋅粉末的50質(zhì)量％或更多。
(6)其它組分原料粉末由于組分Sn、Zn、B、P和Pb的混合比例較小，如果以含它們的合金粉末的形式分別混合它們，則它們的混合比例可以容易地、精確地控制。待使用的原料粉末可適當?shù)剡x自市售的銅合金粉末。例如，Cu-10％Sn合金、Cu-10％Sn-1％Pb合金、Cu-35％Zn合金、Cu-30％Ni合金、Cu-15％Ni-1.5％B合金、Cu-8％P合金(各組分比例以質(zhì)量計)等粉末是市售的，可以適當?shù)厥褂盟鼈儭?br> 對于Pb和Ni，用與常規(guī)技術(shù)中相同的方法，鉛粉末和鎳粉末可以被選擇使用。
優(yōu)選的是，這些原料粉末具有這樣的顆粒尺寸使亞篩部分占50質(zhì)量％或更多。
(7)粉末潤滑劑可以使用粉末潤滑劑例如包括硬脂酸鋅、粉末冶金用石蠟的金屬皂等，以便改善混合粉末的可壓縮性和可模制性，而且使生坯容易從模中脫出，如果必要，可以使用固體潤滑劑例如石墨粉末和二硫化鉬粉末，以便改善浸油燒結(jié)軸承的耐磨性或潤滑性。這些潤滑劑粉末可以通過從市售產(chǎn)品中適當選擇使用。
(8)混合、壓制和燒結(jié)根據(jù)所要制造的燒結(jié)軸承的合金組分將上述原料粉末混合，以制備混合粉末。粉末的混合與常規(guī)方法相似，沒有特別的限制。用模具以與常規(guī)方法相同的方法，將混合的粉末壓力模制以形成具有大致相應(yīng)于軸承外形的生坯。
生坯的外形和密度根據(jù)軸承的用途適當?shù)卦O(shè)計，而且考慮到燒結(jié)后的精整引起的尺寸變化等，生坯的形成要使燒結(jié)產(chǎn)品具有稍微大的尺寸(內(nèi)孔稍微小)。壓塊的密度一般在5.5-6.5Mg/m2的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，該調(diào)節(jié)可以通過控制模制壓力進行。
生坯在還原氣氛中燒結(jié)。在合金組分中，銅含量為20質(zhì)量％或更大的情況下，燒結(jié)溫度優(yōu)選為約750-850℃；當合金組分中，銅含量為小于20質(zhì)量％的情況下，為約1,000-1,150℃。
通過上述制造方法，可以獲得由燒結(jié)多孔鐵—銅基合金組成的燒結(jié)壓塊，合金的密度是5.7-6.6Mg/m3，而且連通孔隙度是約29-17體積％，與使用還原鐵粉制造的一般燒結(jié)合金相比，在這種燒結(jié)壓塊中，孔被細分散，并且滲透性低。本發(fā)明的燒結(jié)壓塊的滲透性，在具有連通孔隙度25％的情況下，為9×10-11-13×10-11cm2；而在具有連通孔隙度27％的情況下，為12×10-11-18×10-11cm2。這樣的滲透性是使用還原鐵粉的一般燒結(jié)合金的滲透性的一半。如上所述，盡管具有大的連通孔隙度，但本發(fā)明的燒結(jié)合金具有較低的滲透性，而且這種燒結(jié)壓塊可以容易地加工成燒結(jié)軸承。它能通過浸油步驟提供一種適合用于寒冷地區(qū)的浸油燒結(jié)軸承。
(9)后處理(精整)考慮了進行精整的燒結(jié)體通過精整被拋光，以獲得具有目標尺寸和外形的發(fā)動機用燒結(jié)軸承。如果與目標尺寸的差別大于精整的適宜處理量，則精整前的燒結(jié)壓塊的尺寸可以通過采用磨床等切削處理以接近目標尺寸。燒結(jié)壓塊的滲透性可以在精整時通過變窄或封閉燒結(jié)體表面孔的開口來減小到優(yōu)選值。表面上孔的開口也可以在通過磨床切削內(nèi)徑表面時變窄或被封閉。
當后處理后在燒結(jié)軸承上觀察到污垢或粘附的顆粒時，如果必要，可以采用有機清潔劑等進行超音速清洗將其去除。
(10)潤滑油的浸漬浸入燒結(jié)軸承中的潤滑油根據(jù)軸承的使用環(huán)境和滑動條件適當?shù)卮_定，可以采用具有屬于齒輪油類的錠子油類粘度的潤滑油，而且也可以使用通常的潤滑油、合成油、含有石蠟的潤滑油等。在用于寒冷地區(qū)使用的發(fā)動機軸承的情況下，優(yōu)選粘度等級等于ISO VG68，或者在40C具有61.2-74.8mm2/s動力粘度的合成油。
潤滑油的浸漬可在后處理后在燒結(jié)體上進行，但是也可在后處理前進行。如果后處理在油浸漬后進行，切削處理時常用的切削液體就不必要了。在此情況下，就可以防止燒結(jié)體的孔受到除潤滑油外的其它物質(zhì)污染，同時也提高了可加工性。而且浸油燒結(jié)軸承的真正油含量可以基本等于連通孔隙度。
也可以通過用薄層銅被覆除內(nèi)孔表面外的燒結(jié)軸承來進一步降低燒結(jié)軸承的滲透性。
實施例以下參考實施例進一步說明本發(fā)明的實施方式。
(實施例1)在S1-S4每個試樣中，根據(jù)20％Cu、1％Sn和余量為Fe的整體成分(以質(zhì)量計)將原料鐵粉末、原料銅粉末和原料錫粉末混合，再以相對于整個質(zhì)量0.3％的比例，將硬脂酸鋅作為粉末潤滑劑加入到上面粉末中，以制備混合粉末。此時，將由Fukuda Metal Foil & Powder Co.，Ltd制造的電解銅粉末(商標名為CE15)用作原料銅粉末。作為原料鐵粉末，可以采用由瑞典Hoganas AB制造的還原鐵粉末(商標名NC100-24)和由Hoeganas corporation制造的多孔鐵粉末(商標名LD80)，將它們以下面所示的比例混合。
試樣原料鐵粉末的含量S1100質(zhì)量％的多孔鐵粉末S2100質(zhì)量％的還原鐵粉末S350質(zhì)量％的還原鐵粉末和50質(zhì)量％的多孔鐵粉末S470質(zhì)量％的還原鐵粉末和20質(zhì)量％的多孔鐵粉末將S1-S4每個試樣的混合粉末壓力模制形成柱狀生坯(外徑18mm，內(nèi)徑10mm，和長約10mm)。此時，通過改變模制壓力，為每個試樣制備分別具有不同生坯密度的多個生坯。制備的生坯通過在氮氣/氫氣混合氣體中于780℃加熱0.5小時進行燒結(jié)以獲得燒結(jié)軸承。按照傳統(tǒng)方法，對每個燒結(jié)軸承的密度、滲透性、連通孔隙度(體積百分數(shù))、表面表觀硬度和徑向壓潰強度進行測定。采用測定的結(jié)果，按每個試樣作出表示密度和連通孔隙度之間的關(guān)系的曲線(圖1)、密度和滲透性之間的關(guān)系的曲線(圖2)，連通孔隙度和和滲透性之間的關(guān)系的曲線(圖3)，密度和徑向壓潰強度之間的關(guān)系的曲線(圖4)以及密度和表觀硬度之間的關(guān)系(圖5)的曲線。而且，對由每個試樣1和2的混合粉末制備的燒結(jié)體拍攝了燒結(jié)壓塊截面的光學顯微照片。圖10A表示試樣S1的燒結(jié)壓塊的光學顯微照片，圖10B表示試樣S2的燒結(jié)壓塊的光學顯微照片。
基于合金組分和燒結(jié)壓塊密度，由真密度計算而來的燒結(jié)壓塊的孔隙度(即，全部孔的體積占燒結(jié)壓塊體積的百分數(shù))，與試樣S1-S4的測定結(jié)果一起用圖1曲線中的線C表示。根據(jù)圖1，采用多孔鐵粉末的試樣S1的燒結(jié)壓塊的連通孔隙度低于采用一般還原鐵的試樣S2，然而，燒結(jié)體具有相同的密度，連通孔隙度根據(jù)在原料鐵粉末中混合的多孔鐵粉末比例的增加而下降。例如，在密度為6.5Mg/m2時，連通孔隙度分別對于試樣S1為約15％，對于S2為18％。而且，由于計算孔隙度和相應(yīng)于封閉孔數(shù)量的連通孔隙度之間不同，所以圖1意味著當采用多孔鐵粉末時，封閉孔1有增加。
另一方面，根據(jù)圖2，關(guān)于燒結(jié)壓塊的滲透性，在燒結(jié)壓塊的密度為6.8Mg/m2時，無論所用原料鐵粉末是多孔鐵粉末或是還原鐵粉末，試樣S1和S2幾乎一樣。然而，在密度較小的區(qū)域，采用多孔鐵粉末的滲透性顯然小于采用還原鐵粉末的滲透性。例如，當密度是6.0Mg/m2時，對試樣S1，滲透性為6×10-11cm2，對試樣S2則為17×10-11cm2。這被認為是因為細孔導致的抗?jié)B透性的增加，在連通孔隙度較大的較低密度區(qū)域中對滲透性的影響更加顯著。
圖3是以結(jié)合圖1和圖2的形式表示滲透性和連通孔隙度之間關(guān)系的曲線。根據(jù)此曲線，隨著連通孔隙度的增加，在采用多孔鐵粉末的試樣S1的燒結(jié)壓塊的情況下，滲透性的增加小于采用還原鐵粉末的試樣S2的時滲透性的增加。例如，當連通孔隙度為25％時，滲透性對試樣S1為8.5×10-11cm2，而對試樣S2為23×10-11cm2。換句話說，多孔鐵粉末的使用對于制備高孔隙度和低滲透性可能相互兼容的燒結(jié)壓塊顯然是有效的。即使通過采用有孔鐵粉末產(chǎn)生了少量的封閉孔，其它開孔也可以充分地保證浸油性能，而且滲透性可以借助細孔結(jié)構(gòu)所導致的增加了的抗?jié)B透性來降低。
根據(jù)表示密度和徑向壓潰強度之間關(guān)系的圖4，采用多孔鐵粉末的試樣S1的徑向壓潰強度高于采用還原鐵粉末的試樣S2。例如，當密度為6.0Mg/m3時，徑向壓潰強度對試樣S1是290MPa，對試樣S2是180MPa。這樣的差異無論是由于孔在鐵顆粒的內(nèi)部包括細孔，還是在鐵顆粒之間包括粗孔都會產(chǎn)生。據(jù)認為，由于采用還原鐵粉末的試樣S2的燒結(jié)壓塊具有粗孔存在于鐵顆粒之間的金相組織，所以于粗孔附近的應(yīng)力集中很容易造成斷裂，因而惡化了強度。還認為，相反地在采用多孔鐵粉末的試樣S1燒結(jié)壓塊中，大部分孔很細且存在于鐵顆粒的內(nèi)部，而且粗孔存在于鐵顆粒之間且容易斷裂的這部分僅為少量，因此，強度仍保持為高值。
在表示密度和表面表觀硬度之間關(guān)系的圖5的曲線中，試樣S1的燒結(jié)壓塊具有高于試樣S2的燒結(jié)壓塊的表觀硬度。例如，當密度是6.0mg/m3時，表觀硬度對試樣S1是70MPa，對試樣S2是51MPa。這也同樣被認為是由于金相組織中孔的尺寸小，。
在圖1至圖5的任一圖中，當原料鐵粉末中所用的多孔鐵粉末的含量為25質(zhì)量％時，采用多孔鐵粉末的作用是很顯著的，而且隨所用多孔鐵粉末的增加而增加。
上述見解的合理性可以通過圖10A和10B的顯微照片支持。如圖10B所示，在采用通常還原鐵粉末的試樣S2的燒結(jié)壓塊中，孔(黑色部分)比較粗。與此相反，在圖10A中清楚表明，在使用多孔鐵粉的試樣S1的燒結(jié)壓塊中，許多細孔(黑色部分)存于鐵顆粒的內(nèi)部，而這可以從許多孔被開放的孔的存在狀態(tài)得到理解，盡管也有封閉的孔與它們同時存在。
根據(jù)上面的描述。采用多孔鐵粉末生產(chǎn)的燒結(jié)壓塊具有金相組織，其中細孔仍然在鐵顆粒的內(nèi)部。為了補償少量封閉孔的形成，帶有開孔的燒結(jié)軸承的浸油性能是合適的，而且滲透性被抑制到一個低水平，因為形成的開孔較細，在如圖10A中發(fā)現(xiàn)的細開孔中，毛細作用提供了一種引力和矯頑力，它能使?jié)櫥捅３衷跓Y(jié)壓塊中。
(對比例1)除了代替Hoganas AB制造的還原鐵粉末(商標名NC100-24)，使用通過350網(wǎng)目的篩的過篩還原鐵粉末制備的350網(wǎng)目篩下(亞篩部分)鐵粉末用作原料鐵粉末外，重復如實施例1中的試樣S2的相同操作，來制備試樣S5的混合粉末。采用此混合粉末，用相同的方法制備分別具有不同密度的多個燒結(jié)壓塊，測定每個燒結(jié)壓塊的滲透性，作出燒結(jié)體的密度和滲透性之間的關(guān)系。將結(jié)果與實施例1中試樣S1和S2的結(jié)果一起示于圖6。
根據(jù)圖6，燒結(jié)壓塊的滲透性可以通過使所用鐵粉末自身顆粒減小來降低。然而，與圖2相比，顯然采用細顆粒的作用相當小。例如，當密度為6.0Mg/m3時，試樣S5的滲透性是12.5×10-11cm2，這與試樣S2的值非常接近。
采用小顆粒的混合粉末的缺點是粉末流動性惡化?？紤]到它對壓制的影響。也可以證明采用多孔鐵粉末對適當調(diào)整燒結(jié)壓塊的連通孔隙度和滲透性都非常有好處，而采用細粉末則不行。
(實施例2)除了改變混合原料粉末的比例，使燒結(jié)軸承的整個組分變化為Fe-35％Cu-1.75％Sn(試樣S6)或Fe-10％Cu-0.5％Sn(試樣S8)外，重復如實施例1中試樣S1的相同操作，以制備試樣S6和S8的混合粉末。
此外，除了改變混合原料粉末的比例，以使燒結(jié)軸承的整個組分變化為Fe-35％Cu-1.75％Sn(試樣S7)或Fe-10％Cu-0.5％Sn(試樣S9)外，重復如實施例1中試樣S2的同樣操作，以制備試樣S7和S9的混合粉末。
采用上述每一種混合粉末，用與實施例1中相同的方法，采用每一試樣制備分別具有不同密度的多個燒結(jié)壓塊。相似地測定滲透性和連通孔隙度。采用測定結(jié)果，作出燒結(jié)壓塊的密度和滲透性之間的關(guān)系(圖7)，同時還作出連通孔隙度和滲透性之間的關(guān)系(圖8)。將結(jié)果與實施例1中的試樣S1和S2的結(jié)果一起示于圖7和圖8。
由于在試樣S1、S2和S6至S9中，銅對錫的比例相同，因此在每個燒結(jié)壓塊中形成了基本上相同的銅錫相。根據(jù)圖7，采用多孔鐵粉末的試樣S1、S6和S8的燒結(jié)壓塊具有小于采用通常還原鐵粉末的試樣S2、S7和S9的燒結(jié)壓塊的滲透性。然而，采用多孔鐵粉末的試樣S1、S6和S8的燒結(jié)壓塊的滲透性根據(jù)銅和錫含量的增加而急劇增加。這被認為是采用能降低細開孔結(jié)構(gòu)滲透性的抑制作用的多孔鐵粉末的比例減少的結(jié)果，也是對銅—錫合金相特有的、易產(chǎn)生具有相當高滲透性孔的性能強調(diào)的結(jié)果。相反地，在試樣S2、S7和S9中，由于鐵顆粒間的粗孔，鐵主相本身的滲透性為較高的值。因此認為，由于鐵相和銅—錫合金相在滲透性上差異小，所以燒結(jié)壓塊作為整體其滲透性沒有大的變化，圖8也清楚地表明，采用多孔鐵粉末的試樣S1、S6和S8的燒結(jié)壓塊在具有低滲透性和高連通孔隙度上都比采用通常還原鐵粉末的試樣S2、S7和S9更優(yōu)越。而且采用多孔鐵粉末對獲得可能達到高連通孔隙度和低滲透性的燒結(jié)壓塊有效。然而，值得注意的是，不增加所產(chǎn)生的銅合金相的比例，充分利用多孔鐵粉末的有效性是重要的，而且優(yōu)選將銅含量設(shè)定在35質(zhì)量％或更少。相反地，在采用通常還原鐵粉末的試樣S2、S7和S9中，因為燒結(jié)壓塊具有大量滲透性低于具有粗孔的鐵相的銅合金相，所以所述的優(yōu)選情況是可以將銅含量設(shè)定為高值。這點在圖7中是不能達到的，然而此原因可以被認為是由于真實密度受整個燒結(jié)壓塊組分變化而波動。也就是說，即使在同樣密度的燒結(jié)壓塊中，相對密度根據(jù)燒結(jié)壓塊組分而變化，而且連通孔隙度也相應(yīng)不同，使得它們不能直接相互比較。
而且，當銅含量增加到40質(zhì)量％或50質(zhì)量％，或者減少到1質(zhì)量％或5質(zhì)量％，并保持銅對錫的比例與上述的值相同時，對于連通孔隙度和滲透性來說，也可用與上面相同的方法評估銅含量。即，如果采用多孔鐵粉末，當銅含量低時滲透性低，而如果采用通常的還原鐵粉末，當銅含量低時滲透性也低。而且，如果用霧化鐵粉末代替還原鐵粉末，燒結(jié)壓塊的滲透性還要增加，而且與使用多孔鐵粉末情況下的差異還會加大。這是由霧化鐵粉末的表面面積小于還原鐵粉末的面積、而且鐵粉末顆粒內(nèi)部的孔也少這一事實引起的。
(實施例3)除了用作原料鐵粉末的25質(zhì)量％的電解銅用同量的由Fukuda MetalFoil & Power Co.，Ltd.制造的銅箔(商標名Cu-S-100)粉末代替之外，重復與實施例1中對試樣S1的同樣操作以制備混合粉末。用此粉末，相似地制備具有不同密度的多個燒結(jié)壓塊，測定每個燒結(jié)壓塊的滲透性和連通孔隙度，并作出燒結(jié)壓塊的連通孔隙度和滲透性之間的關(guān)系。將結(jié)果與實施例1的試樣1的結(jié)果一起示于圖9。
根據(jù)圖9可以理解，使用銅箔粉末對減小燒結(jié)壓塊的滲透性有效。這被認為是因為通過使用銅箔粉末，使得生坯中鐵顆粒間銅粉末占據(jù)的空間變窄和復雜，結(jié)果增大了燒結(jié)壓塊中開孔的抗?jié)B透性。在銅含量相對較多的合金組分中，為獲得具有低滲透性和高連通孔隙度的燒結(jié)壓塊，此方法是有效的。
(實施例4)在此實施例中，也采用多孔鐵粉末、電解銅粉末和實施例1中所用霧化錫粉末作為原料鐵粉末、原料銅粉末和原料錫粉末，而且進行如下操作。
通過混合原料粉末，制備具有不同組分的混合粉末，同時保持錫含量相對銅含量的比例為5質(zhì)量％，整個組分中的銅含量在1至50質(zhì)量％的范圍內(nèi)變化，并將0.3質(zhì)量％的硬脂酸鋅添加到原料粉末的混合物中。用壓制模將每種混合粉末壓力壓制形成內(nèi)徑為8mm的柱狀生坯。在氮/氫混合氣體中，對銅含量小于10質(zhì)量％的生坯于1000℃下加熱0.5小時，對銅含量大于10質(zhì)量％的生坯于760℃下加熱0.5小時，對所得生坯進行燒結(jié)，分別獲得具有5.9Mg/m3密度的燒結(jié)壓塊。將每個燒結(jié)壓塊在預(yù)定的條件下精整，以獲得具有6.0Mg/m3密度的柱狀燒結(jié)軸承。將粘度等級等于ISO VG68、含聚α-烯烴作為基油和在40℃時具有70mm2/s(cSt)動力粘度的合成油，在真空中浸入每個燒結(jié)軸承中以制備浸油燒結(jié)軸承。
通過使用風扇電動機的實際安裝試驗，對上述獲得的每個浸油燒結(jié)軸承進行評估。具體說就是，每個浸油燒結(jié)軸承被裝配在風扇電動機上，并在滑動速度為0.8m/s且PV值為0.08MPa·m/s操作條件下，于室溫驅(qū)動電動機1,000小時。然后觀察軸承的內(nèi)孔表面。
作為觀察的結(jié)果，在含有少量銅(小于10質(zhì)量％)的軸承的情況下，在滑動表面發(fā)現(xiàn)了一些細滑動裂紋。在比較中，在含有大量銅(大于10質(zhì)量％)軸承的情況下，在滑動表面沒有明顯地發(fā)現(xiàn)任何缺陷。從上述結(jié)果出發(fā)，優(yōu)選的是，由Fe-Cu-Sn合金組成的浸油燒結(jié)軸承的含銅量大于10質(zhì)量％。然而，如果銅含量太高，燒結(jié)軸承的滲透性會升高，而且存在于滑動表面的合成油量就會嚴重波動，導致軸承的耐久性惡化。從此點看，希望銅含量不超過35質(zhì)量％。
(實施例5)[浸油燒結(jié)軸承A]用壓制模，將實施例4中制備的，具有Fe-20％Cu-1％Sn(質(zhì)量)組分的混合粉末壓力模制形成內(nèi)徑為8mm的柱狀生坯。將所得的生坯于780℃，在氮/氫混合氣體中加熱0.5小時進行燒結(jié)，以獲得具有6.0Mg/m3密度的燒結(jié)壓塊。將燒結(jié)壓塊精整以獲得具有6.05Mg/m3密度的柱狀燒結(jié)軸承。燒結(jié)軸承的連通孔隙度為19％，而且內(nèi)孔表面和外部周圍表面之間的滲透性為3×10-11cm2。將與實施例4中所用的相同的合成油(基油聚α-烯烴，動力粘度(40℃)70mm2/s)在真空中浸入燒結(jié)軸承中制備浸油燒結(jié)軸承A。
進行下面的操作作為原料粉末，使用由Dowa Iron Powder Co.，Ltd.制造的還原鐵粉末(商標名DNC-180，顆粒尺寸145網(wǎng)目篩下)，由Fukuda Metal Foil& Powder Co.，Ltd制造的電解銅粉末(商標名CE25，顆粒尺寸145網(wǎng)目篩下，整體的80至90質(zhì)量％為350網(wǎng)目篩下部分)和銅箔的粉末(商標名Cu-S-100，顆粒尺寸100網(wǎng)目篩下，整體的35至55質(zhì)量％為350網(wǎng)目篩下部分)，由Nippon Atomized Metal Powder Corporation制造的錫粉末(商標名Sn-325)，由Fukuda Metal Foil & Powder Co.，Ltd制造的磷—銅合金粉末(商標名8P-Cu-At-200)和由Nippon Graphite Industries Ltd制造的石墨粉末。
將原料粉末以45質(zhì)量％的還原鐵粉末，44質(zhì)量％的電解銅粉末，4.5質(zhì)量％的銅箔粉末，2質(zhì)量％的錫粉末，4質(zhì)量％的磷—銅合金粉末，0.5質(zhì)量％的石墨粉末和0.5質(zhì)量％的硬脂酸鋅粉末的比例混合。用與浸油燒結(jié)軸承A相同的方法，采用壓制模，將混合粉末壓力壓制形成內(nèi)徑為8mm的柱狀生坯。將所得生坯于760℃，在氮氣/氫氣的混合氣體中，加熱0.5小時進行燒結(jié)，以獲得具有6.0Mg/m3密度的燒結(jié)壓塊。在與浸油燒結(jié)軸承A相同的條件下，對燒結(jié)壓塊精整，以獲得柱狀燒結(jié)軸承。燒結(jié)軸承的密度是6.2Mg/m3，連通孔隙度為21％，而內(nèi)孔表面和外部周圍表面之間的滲透性是18×10-11cm2。將與浸油燒結(jié)軸承A中相同的合成油在真空中浸入燒結(jié)軸承，以制備浸油燒結(jié)軸承B。
實施下面的操作作為原料使用由Hoganas AB制造的還原鐵粉末(商標名NC-100-24，顆粒尺寸80網(wǎng)目篩下)，由Fukuda Metal Foil &Powder Co.，Ltd制造的電解銅粉末(商標名CE56，顆粒尺寸80網(wǎng)目篩下，整體的15質(zhì)量％為350網(wǎng)目篩下部分)，由Nippon Atomized MetalPowder Corporation制造的錫粉末(商標名Sn-325)和由Nippon GraphiteIndustries Ltd制造的石墨粉末。
原料粉末以48質(zhì)量％的還原鐵粉末，48質(zhì)量％的電解銅粉末，3.5質(zhì)量％的錫粉末，0.5質(zhì)量％的石墨粉末和0.5質(zhì)量％的硬脂酸鋅粉末的比例混合。用與浸油燒結(jié)軸承A相同的方法，采用壓制模，將混合粉末壓力壓制形成內(nèi)徑為8mm的柱狀生坯。將獲得的生坯于760℃，在氮/氫的混合氣體中加熱0.5小時進行燒結(jié)，以獲得6.0Mg/m3密度的燒結(jié)壓塊。在與浸油燒結(jié)軸承A相同的條件下精整燒結(jié)壓塊，以獲得柱狀燒結(jié)軸承。燒結(jié)軸承的密度為6.2Mg/m3，連通孔隙度為24％，而內(nèi)孔表面和外部周圍表面之間的滲透性是60×10-11cm2。將與浸油軸承A中相同的合成油在真空中浸入燒結(jié)軸承，以制備浸油燒結(jié)軸承C。
采用模擬實際發(fā)動機裝置的軸承試驗機對上面所得的浸油燒結(jié)軸承A至C進行評價。具體地說，將軸承安裝在軸承試驗機上以支撐軸，然后在冷凍燒結(jié)鐵—銅基多孔合金的制造方法機中將試驗機冷卻到-30℃的溫度。啟動試驗機的操作，測試在操作起始時是否產(chǎn)生噪音。噪音的存在通過冷凍機中安裝的麥克風檢測的聲音來判斷，并進行放大后輸出到外部揚聲器。
作為上面測試的結(jié)果，在操作起始，未從浸油燒結(jié)軸承A和B檢測到噪音。然而，浸油燒結(jié)軸承C產(chǎn)生了吱吱響的噪音。
在上面的實施例中，以上制備的浸油燒結(jié)軸承B已經(jīng)作為JP-A2003-120674中提出的浸油燒結(jié)軸承的復制品進行了測試。與此相比，浸油燒結(jié)軸承A含有非常低的銅含量，而且不含其它添加組分。一般而言，由于銅是柔軟的且與軸有良好兼容性的組分，因此降低銅含量一般地會惡化軸承的滑動性能。除了上述之外，浸油燒結(jié)軸承A的滑動性能被良好地保持，即使在寒冷地區(qū)也不產(chǎn)生吱吱響的噪音，因而被優(yōu)選使用。原因是由于通過使用具有大的表面面積和適當顆粒尺寸的多孔鐵粉末，在本發(fā)明的燒結(jié)軸承上同時實現(xiàn)了高連通孔隙度和低滲透性。從而調(diào)整了滑動表面上的油壓，使得不再需要與銅組分的兼容性。因此，根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種浸油燒結(jié)軸承，它能充分地利用硬鐵基的強度和耐久性，而且被賦予了有利于承受在寒冷地區(qū)使用的滑動性能。
在本發(fā)明中，由于燒結(jié)多孔合金本身同時具有高連通孔隙度和低滲透性，因此有可能采用此燒結(jié)多孔合金，通過適當調(diào)節(jié)后處理，例如通常的精整和選擇潤滑油，來制造適用于不同用途(例如PV值等)的操作條件下的浸油燒結(jié)軸承。也就是說，沒必要采用技術(shù)上特別的創(chuàng)造，只要采用多孔鐵粉末來制造即可。因此從生產(chǎn)管理、生產(chǎn)成本等觀點出發(fā)是優(yōu)越的。
而且，由于浸油燒結(jié)軸承具有在鐵顆粒內(nèi)部有細孔的金相組織，所以它具有對潤滑油的高浸漬能力，和高的孔保留能力，而且在滑動表面上的油壓可以適當?shù)乇３帧Ｒ虼?，可以提供具有長壽命的浸油燒結(jié)軸承，而且還可能制造高壓軸承等。
應(yīng)當理解，本發(fā)明決不限于上述的實施方式，在不脫離如由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下，其中也可以產(chǎn)生許多變化。
權(quán)利要求
1.用于浸油燒結(jié)軸承的燒結(jié)鐵-銅基多孔合金的制造方法，其特征在于，包括制備包括鐵粉末，以及銅粉末和銅合金粉末的至少一種的混合粉末，該鐵粉末包括多孔鐵粉末，它具有177微米或更小的顆粒尺寸和按照氣體吸收法110-500m2/kg的比表面；將該混合粉末制成生坯；和燒結(jié)該生坯以獲得燒結(jié)鐵-銅基多孔合金。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，其中混合粉末的鐵粉末還包括具有177微米或更小顆粒尺寸的霧化鐵粉末或還原鐵粉末。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于，其中多孔鐵粉末相對于混合粉末的鐵粉末的比例是25質(zhì)量％或更多。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，其中混合粉末包括銅粉末，且60質(zhì)量％或更多的銅粉末是亞篩部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，其中燒結(jié)鐵-銅基多孔合金的銅含量為10-35質(zhì)量％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，其中混合粉末還包括錫粉末，且錫含量是整個銅含量和錫含量的3-10質(zhì)量％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，其中混合粉末包括銅合金粉末，它含有選自由錫、鋅、鎳、硼、磷和鉛組成的組中的至少一種金屬。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，其中生坯具有5.5-6.5Mg/m3的壓塊密度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，其中，如果燒結(jié)鐵-銅基多孔合金的銅含量是20質(zhì)量％或更大，則生坯在750-850℃的溫度燒結(jié)，而如果燒結(jié)鐵-銅基多孔合金的銅含量小于20質(zhì)量％，則生坯在1,000-1,150℃的溫度燒結(jié)。
10.一種浸油燒結(jié)軸承的制造方法，其特征在于，包括制備包括鐵粉末，以及銅粉末和銅合金粉末的至少一種的混合粉末，該鐵粉末包括多孔鐵粉末，它具有177微米或更小的顆粒尺寸和按照氣體吸收法110-500m2/kg的比表面；將混合粉末制成具有大致相應(yīng)于要進行油浸的燒結(jié)軸承形狀的生坯；和燒結(jié)該生坯以獲得由鐵-銅基多孔合金組成的燒結(jié)壓塊。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造方法，其特征在于，還包括精整該燒結(jié)壓塊以制備燒結(jié)軸承；和將潤滑油浸入燒結(jié)軸承以獲得浸油燒結(jié)軸承。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造方法，其特征在于，其中潤滑油在40℃具有61.2-74.8mm2/s的動力粘度。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于，其中鐵-銅基多孔合金的銅含量是10-35質(zhì)量％，而且燒結(jié)壓塊具有5.7-6.2Mg/m3的密度，連通孔隙度是19-29體積％，且滲透性是10×10-11cm2或更小。
全文摘要
公開了一種燒結(jié)鐵－銅基多孔合金的和浸油燒結(jié)軸承的制造方法，具有以下各步驟制備包括鐵粉末，以及銅粉末和銅合金粉末的至少一種的混合粉末；將該混合粉末制成生坯；和燒結(jié)該生坯以獲得燒結(jié)鐵－銅基多孔合金。鐵粉末包括具有177微米或更小顆粒尺寸且按照氣體吸收法110－500m2/kg比表面的多孔鐵粉末。燒結(jié)壓塊具有高連通孔隙度和低滲透性，且被精整以制備其中浸有潤滑油的燒結(jié)軸承。
文檔編號B22F3/26GK1603441SQ200410074379
公開日2005年4月6日 申請日期2004年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月10日
發(fā)明者宮坂元博 申請人:日立粉末冶金株式會社