本申請發(fā)明涉及Cu基燒結(jié)軸承及Cu基燒結(jié)軸承的制造方法。

本申請基于2014年9月4日在日本申請的專利申請2014－180169號主張優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容在此援引。

背景技術(shù)：

一直以來在汽車的內(nèi)燃機中，采用由各種組成的燒結(jié)構(gòu)件構(gòu)成的軸承。

特別是在向氣孔中引入潤滑油而使之潤滑的燒結(jié)含油軸承中，為了得到低摩擦系數(shù)，已知Cu基材料有用。特別是在由Fe系合金構(gòu)成的回轉(zhuǎn)軸的支承中，使用由Cu基燒結(jié)構(gòu)件構(gòu)成的軸承(Cu基燒結(jié)軸承)，能夠抑制咬粘。

另一方面，因負(fù)荷和振動等造成的高表面壓力作用的這種用途的軸承中，為了耐受高表面壓力，使用的是鐵系和鐵銅系的燒結(jié)構(gòu)件。但是，鐵系和鐵銅系的燒結(jié)構(gòu)件，不適合摩擦系數(shù)高，需要進(jìn)行高精度的控制的用途，例如不適用于節(jié)流閥的襯套等，因為要采用滾珠軸承，所以成本高。

近年來，出于削減成本等理由，希望將采用Cu基燒結(jié)構(gòu)件作為這些需要高精度控制的軸承。

作為Cu基燒結(jié)構(gòu)件，有青銅系材料、磷青銅系材料和銅鎳系材料。其中，青銅系和磷青銅系材料原本的材料強度低，在施加高表面壓力的條件下不能使用。另一方面，銅鎳系的Cu基燒結(jié)構(gòu)件，經(jīng)大量調(diào)合Ni而強度被提高，作為能夠適用于需要高表面壓力而且需要高精度的控制的部分的燒結(jié)構(gòu)件而備受期待。

作為Cu－Ni系的Cu基燒結(jié)構(gòu)件，有專利文獻(xiàn)1、專利文獻(xiàn)2所公開的。

【先現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)1】日本國特開2006－199977號公報(A)

【專利文獻(xiàn)2】日本國特開2006－63398號公報(A)

但是，銅鎳系的燒結(jié)構(gòu)件，雖然相比青銅系材料和磷青銅系材料而具有較高強度，但是在高表面壓力用途中，無法支撐作為軸承而所受到的負(fù)荷，磨耗有可能進(jìn)行。

本發(fā)明者們通過銳意研究發(fā)現(xiàn)，從銅鎳系的燒結(jié)構(gòu)件中減少C量，由此材料強度提高。但是，若使C量過度降低，則發(fā)生如下問題，即燒結(jié)時的尺寸變化以及變形加大，尺寸精度無法經(jīng)后道工序的整形而納入規(guī)格內(nèi)，制品成品率差，招致生產(chǎn)率降低，成本也變高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請發(fā)明鑒于上述的課題而形成，其目的在于，提供一種可以在高表面壓力下使用，燒結(jié)中的尺寸變化小，生產(chǎn)率高的Cu基燒結(jié)軸承。

本申請發(fā)明的一個方式的Cu基燒結(jié)軸承(以下，稱為“本申請發(fā)明的Cu基燒結(jié)軸承”)，含有Ni：15質(zhì)量％以上并在36質(zhì)量％以下、Sn：3質(zhì)量％以上并在13質(zhì)量％以下、P：0.05質(zhì)量％以上并在0.55質(zhì)量％以下、C：0.02質(zhì)量％以上并在4質(zhì)量％以下，余量由Cu和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，Cu－Ni系主相晶粒內(nèi)與基體合金化的C的含量為0.02質(zhì)量％以上并在0.10質(zhì)量％以下。

另外，在本申請發(fā)明的Cu基燒結(jié)軸承中，氣孔率也可以為8％以上、25％以下。

本申請發(fā)明的另一方式的Cu基燒結(jié)軸承的制造方法(以下，稱為“本申請發(fā)明的Cu基燒結(jié)軸承的制造方法”)，是將含有Ni：15質(zhì)量％以上并在36質(zhì)量％以下、Sn：3質(zhì)量％以上并在13質(zhì)量％以下、P：0.05質(zhì)量％以上并在0.55質(zhì)量％以下、作為總和的C：0.02質(zhì)量％以上并在0.10質(zhì)量％以下、以及作為余量而含有Cu和不可避免的雜質(zhì)的一種或兩種以上的原料粉末加以混合，經(jīng)沖壓成形后進(jìn)行燒結(jié)的Cu基燒結(jié)軸承的制造方法。

另外，在本申請發(fā)明的Cu基燒結(jié)軸承的制造方法中，除了所述原料粉末以外，也可以混合石墨粉末，所述原料粉末中包含的C與來自所述石墨粉末的C的總和，為0.02質(zhì)量％以上并在4質(zhì)量％以下。

另外，在本申請發(fā)明的Cu基燒結(jié)軸承的制造方法中，所述原料粉末也可以是Cu－Ni合金粉末、Sn粉末、Cu－P合金粉末。

根據(jù)本申請發(fā)明，使材料所含的合金組成，為Ni：15質(zhì)量％以上并在36質(zhì)量％以下、Sn：3質(zhì)量％以上并在13質(zhì)量％以下、P：0.05質(zhì)量％以上并在0.55質(zhì)量％以下、C：0.02質(zhì)量％以上并在0.10質(zhì)量％以下，能夠提供強度和耐磨耗性高的Cu基燒結(jié)軸承。

另外，根據(jù)本申請發(fā)明的Cu基燒結(jié)軸承，有與基體合金化的C(Cu－Ni系主相晶粒內(nèi)的C)，和在合金中作為游離石墨存在的C。

與基體合金化的C，來自原料Cu－Ni合金粉末中含有的C。通過使與基體合金化的C為0.02質(zhì)量％以上并在0.10質(zhì)量％以下，能夠使燒結(jié)時的尺寸變化率穩(wěn)定。

另一方面，未與基體合金化而作為游離石墨分散分布在基體中的C，與潤滑油一起提供優(yōu)異的潤滑性，具有使耐磨耗性提高的效果。

附圖說明

圖1是表示實施方式的Cu基燒結(jié)軸承的一例的立體圖。

圖2是構(gòu)成實施方式的Cu基燒結(jié)軸承的Cu基燒結(jié)構(gòu)件的放大組織圖。

具體實施方式

以下對于本申請發(fā)明的一個實施方式進(jìn)行說明，但本申請發(fā)明不受以下說明的實施方式限定。還有，以下的說明所用的附圖，為了使特征顯而易見，方便起見而有將特征部分放大顯示的情況，各構(gòu)成要素的尺寸比率等未必與實際相同。

圖1表示由本實施方式的Cu基燒結(jié)構(gòu)件10構(gòu)成的環(huán)狀的軸承(Cu基燒結(jié)軸承)1。另外，軸承1支承的軸2，例如可用不銹鋼等的Fe系合金。軸2相對于軸承1進(jìn)行旋轉(zhuǎn)滑動或直線滑動。

關(guān)于本實施方式的軸承1，例如用于汽車的內(nèi)燃機的節(jié)流閥和閥動機構(gòu)等的控制電動機。在這樣的用途中，施加在軸承1上的負(fù)荷還會加上來自發(fā)動機等的振動，有表面壓力為15MPa～25MPa，轉(zhuǎn)速1000rpm～8000rpm的情況。在這樣的高負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速的用途中，現(xiàn)有的Cu基燒結(jié)軸承，其強度不充分，有發(fā)生異常磨耗的情況，可靠性不充分。本實施方式的Cu基燒結(jié)軸承1，可以在強度高的汽車的內(nèi)燃機的節(jié)流閥和閥動機構(gòu)等的控制用電動機上使用。

圖2是通過光學(xué)顯微鏡對于構(gòu)成本實施方式的Cu基燒結(jié)軸承1的Cu基燒結(jié)構(gòu)件10的靠近表面的截面進(jìn)行觀察的組織的示意圖。還有，圖2不過是示意圖，放大顯示了作為特征的部分。

如圖2所示，Cu基燒結(jié)構(gòu)件10具有如下構(gòu)造：許多的粒子(Cu－Ni系主相晶粒)11在晶界部分介有氣孔12(內(nèi)在氣孔12a和開氣孔12b)經(jīng)燒結(jié)而一體化，在氣孔12的內(nèi)部分散有游離石墨(C(Free))13。

另外，Cu基燒結(jié)構(gòu)件10，在內(nèi)部及表面具有含Sn為30質(zhì)量％以上的高濃度Sn合金層14。

作為Cu－Ni系主相晶粒的粒子11，由含有Sn、P、C的Cu－Ni合金粒構(gòu)成，許多的粒子11經(jīng)燒結(jié)而構(gòu)成Cu基燒結(jié)構(gòu)件10的基體。

Cu基燒結(jié)構(gòu)件10中，由于構(gòu)成基體的粒子11是Cu－Ni系主相晶粒，從而可確保優(yōu)異的耐磨耗性。

另外，利用分布在Cu基燒結(jié)構(gòu)件10中所散布的氣孔12內(nèi)的潤滑性高的游離石墨13的潤滑作用，能夠得到高潤滑性能。此外，利用浸滲到Cu基燒結(jié)構(gòu)件10的氣孔12中的潤滑油，可實現(xiàn)耐磨耗性的進(jìn)一步提高。

Cu基燒結(jié)構(gòu)件10，除了上述的游離石墨13以外，還含有在粒子11內(nèi)以合金化的狀態(tài)包含的C。該C來自于原料的Cu－Ni合金粉末中所含有的C。使粒子11內(nèi)適度地含有C，能夠使燒結(jié)前后的燒結(jié)體的尺寸變化穩(wěn)定。

高濃度Sn合金層14形成于Cu基燒結(jié)構(gòu)件10內(nèi)在的內(nèi)在氣孔12a的內(nèi)面、在Cu基燒結(jié)構(gòu)件10的表面開放形成的開氣孔12b的內(nèi)面、以及開氣孔12b的開口部鄰域。高濃度Sn合金層14能夠提高Cu基燒結(jié)構(gòu)件10對于有機酸的耐腐蝕性。

還有，如圖2所示，在開氣孔12b之間的生成間隔寬的部分，不形成高濃度Sn合金層14，而是形成粒子11露出的露出部15。但是，這樣的露出部15，不會形成于開氣孔12b，有機酸不會浸入到粒子11的晶界。因此，即使形成露出部15，也能夠充分提高對于有機酸的耐腐蝕性。

Cu基燒結(jié)軸承1的制造方法稍后詳述，但作為一例，是通過將Cu－Ni合金粉末、Sn粉末、和Cu－P合金粉末所構(gòu)成的原料粉末，與石墨粉末按既定量均勻混合并沖壓成形，對于所得到的成形體以860℃～970℃進(jìn)行燒結(jié)而得到。

Cu基燒結(jié)軸承1中，含有Ni：15質(zhì)量％以上并在36質(zhì)量％以下、Sn：3質(zhì)量％以上并在13質(zhì)量％以下、P：0.05質(zhì)量％以上并在0.55質(zhì)量％以下、和C：0.02質(zhì)量％以上并在4質(zhì)量％以下，余量由Cu和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。另外，優(yōu)選在粒子11內(nèi)，含有0.02質(zhì)量％以上并在0.10質(zhì)量％以下的C。另外，Cu基燒結(jié)軸承1中，優(yōu)選氣孔率為8％以上并在25％以下。

以下，對于構(gòu)成Cu基燒結(jié)軸承1的Cu基燒結(jié)構(gòu)件10的各組成比及氣孔率的優(yōu)選的范圍的理由進(jìn)行說明。

＜Ni：15質(zhì)量％以上并在36質(zhì)量％以下＞

Ni具有的效果是，在粒子11中，與Cu、Sn及P形成基體的固溶體，使Cu基燒結(jié)構(gòu)件10的強度和耐磨耗性提高。

為了得到希望的強度和耐磨耗性，優(yōu)選Ni的含量為15質(zhì)量％以上。

另外，若Ni的含量高于36質(zhì)量％，則燒結(jié)性急劇降低，無法避免強度和耐磨耗性的降低。因此，優(yōu)選Ni為36質(zhì)量％以下。

雖然不一定是必須的構(gòu)成，但更優(yōu)選的Ni的含量的范圍為17.2質(zhì)量％至35.2質(zhì)量％。進(jìn)一步優(yōu)選的Ni的含量的范圍是20.6質(zhì)量％至35.2質(zhì)量％。

＜Sn：3質(zhì)量％以上并在13質(zhì)量％以下＞

Sn具有的效果是，在粒子11中，與Cu、Ni及P形成固溶體，使Cu基燒結(jié)構(gòu)件10的強度和耐磨耗性提高。

為了得到希望的強度和耐磨耗性，優(yōu)選Sn的含量為3質(zhì)量％以上。

另外，若Sn的含量高于13質(zhì)量％，則燒結(jié)時的尺寸變化變大，尺寸精度降低。因此，Sn優(yōu)選為13質(zhì)量％以下。

雖然不一定是必須的構(gòu)成，但更優(yōu)選的Sn的含量的范圍為3.0質(zhì)量％至11.2質(zhì)量％。進(jìn)一步優(yōu)選的Sn的含量的范圍是3.0質(zhì)量％至10.3質(zhì)量％。

另外，Sn在Cu基燒結(jié)構(gòu)件10中，使內(nèi)在氣孔12a和開氣孔12b的內(nèi)面，以及開氣孔12b開口部周邊，形成高濃度Sn合金層。高濃度Sn合金層具有使Cu基燒結(jié)構(gòu)件10的耐腐蝕性提高的效果。

＜P：0.05質(zhì)量％以上并在0.55質(zhì)量％以下＞

P主要是在粒子11的晶界，與Ni或Cu、Ni及Sn形成固溶體，具有使Cu基燒結(jié)構(gòu)件10的強度和耐磨耗性提高的效果。

為了得到希望的強度和耐磨耗性，優(yōu)選P的含量為0.05質(zhì)量％以上。

另外，若P的含量高于0.55質(zhì)量％，則燒結(jié)時的尺寸變化變大，尺寸精度降低。因此，Sn優(yōu)選為0.55質(zhì)量％以下。

雖然不一定是必須的構(gòu)成，但更優(yōu)選的P的含量的范圍是0.1質(zhì)量％至0.55質(zhì)量％。進(jìn)一步優(yōu)選的P的含量的范圍是0.2質(zhì)量％至0.4質(zhì)量％。

＜C的含量＞

C有內(nèi)在于粒子11并與基體合金化的C、和在合金中作為游離石墨13存在的C，各自作用不同。

Cu基燒結(jié)構(gòu)件10中，與基體合金化的C、和作為游離石墨13的C，作為其總和，含有0.02質(zhì)量％以上并在4質(zhì)量％以下的C。

雖然不一定是必須的構(gòu)成，但更優(yōu)選的C的含量的范圍是0.02質(zhì)量％至3質(zhì)量％。進(jìn)一步優(yōu)選的C的含量的范圍是1質(zhì)量％至3質(zhì)量％。

＜與基體合金化的C(Combined)：0.02質(zhì)量％以上并在0.10質(zhì)量％以下＞

內(nèi)在于粒子11并與基體合金化的C(Combined)，是來自于原料的Cu－Ni合金粉末中所含有的C。在作為原料粉末之一的Cu－Ni合金粉末中使之以規(guī)定量含有，能夠使Cu－Ni合金粉末、Sn粉末、Cu－P合金粉末、石墨粉末所構(gòu)成的壓粉體在燒結(jié)時的尺寸變化穩(wěn)定。

Cu－Ni原料粉末中所含有的C，具有抑制原料粉末之間的燒結(jié)的效果。

若Cu－Ni原料粉末中所含的C的含量低于0.02質(zhì)量％，則無法抑制原料粉末之間的燒結(jié)，因此燒結(jié)促進(jìn)，燒結(jié)導(dǎo)致尺寸過度縮小。因此，優(yōu)選原料粉末中所含的C的含量為0.02質(zhì)量％以上。另外，據(jù)此優(yōu)選粒子11中內(nèi)在的C的含量也為0.02質(zhì)量％以上。

另外，若原料粉末中所含的C的含量高于0.10質(zhì)量％，則原料粉末之間的燒結(jié)越發(fā)難以進(jìn)行，燒結(jié)造成的尺寸的擴大變大。因此，原料粉末中所含的C的含量優(yōu)選為0.10質(zhì)量％以下。另外，據(jù)此，優(yōu)選粒子11中內(nèi)在的C的含量也為0.10質(zhì)量％以下。

與基體合金化的C的含量為0.02質(zhì)量％以上并在0.10質(zhì)量％以下，能夠使燒結(jié)前后的尺寸的變化率為－2％以上并在0％以下。

雖然不一定是必須的構(gòu)成，但更優(yōu)選的與基體合金化的C的含量的范圍是0.02質(zhì)量％至0.081質(zhì)量％。進(jìn)一步優(yōu)選的與基體合金化的C的含量的范圍是0.038質(zhì)量％至0.081質(zhì)量％。

＜作為游離石墨的C(Free)：4質(zhì)量％以下＞

作為游離石墨13所含的C，來自于與原料粉末一起混合的石墨粉末。作為游離石墨13所含的C，與潤滑油一起賦予Cu基燒結(jié)構(gòu)件10以優(yōu)異的潤滑性，使耐磨耗性提高。但是，作為游離石墨13所含的C，因為介于粒子11的晶界，所以阻礙粒子11之間的結(jié)合，有可能使Cu基燒結(jié)構(gòu)件10的強度降低。因此，只以潤滑油就能夠得到充分的潤滑性時，也可以不必形成游離石墨13。這時，在原料粉末的混合時不必供給石墨粉末。

另外，作為游離石墨13而含有的C為4質(zhì)量％以下，能夠一邊將Cu基燒結(jié)構(gòu)件10的強度和耐磨耗性的降低抑制在最低限度，一邊提高潤滑性。

雖然不一定是必須的構(gòu)成，但作為游離石墨13而含有的C的下限值，為了提供充分的潤滑功能而優(yōu)選為0.988質(zhì)量％。

雖然不一定是必須的構(gòu)成，但作為更優(yōu)選的游離石墨13而含有C的含量的范圍為0.988質(zhì)量％至3.787質(zhì)量％。進(jìn)一步優(yōu)選的作為游離石墨13而含有C的含量的范圍為1.503質(zhì)量％至3.787質(zhì)量％。

＜余量Cu＞

Cu基燒結(jié)構(gòu)件10，適合作為使Fe系合金的軸滑動的軸承使用。

由Fe系合金構(gòu)成的軸2，根據(jù)軸承1的材質(zhì)(例如采用Fe系合金時等)不同，容易發(fā)生咬粘。軸承1優(yōu)選即使以Fe系合金作為對立材料而滑動時，也難以發(fā)生咬粘。

作為軸承1，使用Cu為支配性的組成的Cu基燒結(jié)構(gòu)件10，則與Fe系合金所構(gòu)成的軸難以發(fā)生咬粘。

＜?xì)饪茁剩?％～25％＞

氣孔12浸滲、積蓄潤滑油，在軸承1與對立構(gòu)件(例如圖1所示的軸2)滑動時供給潤滑油，具有提高軸承1的耐磨耗性的作用。另外，氣孔12還具有緩和軸承1受到的強烈的沖擊等，并顯著抑制軸承1的磨耗的作用。

用于得到希望的耐磨耗性所需要的氣孔率為8％以上。

另外，若氣孔率高于25％，則強度降低，耐磨耗性降低，因此優(yōu)選氣孔率為25％以下。

雖然不一定是必須的構(gòu)成，但更優(yōu)選的氣孔率的范圍是10％至25％。進(jìn)一步優(yōu)選的氣孔率的范圍是15％至25％。

軸承1的氣孔率，能夠根據(jù)日本粉末冶金工業(yè)會的燒結(jié)金屬材料的解放氣孔率試驗方法(JPMA M 02－1992)測量。

＜Cu基燒結(jié)軸承的制造步驟＞

以下，說明本實施方式的Cu基燒結(jié)軸承1的制造步驟。

首先，作為原材料，準(zhǔn)備10μm～100μm左右的范圍內(nèi)的具有規(guī)定的平均粒徑的Cu－Ni合金粉末或Ni－Cu合金粉末、Cu－P合金粉末、Sn粉末、石墨粉末。另外，為了調(diào)整Cu和Ni的成分組成，也可以還準(zhǔn)備Cu粉末、Ni粉末。

其次，按最終目標(biāo)組成比混合各粉末后，添加硬脂酸鋅等的潤滑劑0.1％～1.0％，例如0.5％左右，用混合機均勻混合數(shù)10分鐘左右，得到混合粉末?；旌蠒r，優(yōu)選使用雙錐型混合機、V型混合器等使之均勻分散。

接著，將混合粉末納入模具中，施加100MPa～700MPa的壓力而進(jìn)行沖壓成形，得到目標(biāo)形狀，例如環(huán)狀的壓粉體。

對于該壓粉體，例如，在混合天然氣和空氣，并通過經(jīng)加熱的催化劑而使之分解變性的吸熱型氣體(endothermic gas)氣氛中，在860℃～970℃的范圍內(nèi)的規(guī)定的溫度下進(jìn)行燒結(jié)，再進(jìn)行整形，從而能夠得到目標(biāo)形狀的軸承1。

燒結(jié)時，作為低熔點的Sn(熔點約232℃)和Cu－P(熔點約718℃)，燒結(jié)時熔融，Sn和P與Cu－Ni合金粉末所構(gòu)成的粒子或Ni－Cu合金粉末所構(gòu)成的粒子反應(yīng)。因此，在燒結(jié)后，由Cu－Ni合金粉末構(gòu)成的粒子或由Ni－Cu合金粉末構(gòu)成的粒子形成的燒結(jié)進(jìn)行，能夠得到燒結(jié)后的粒子11的晶界的氣孔部分存在游離石墨13的圖2所示的組織。

還有，在制造Cu－Ni合金粉末或Ni－Cu合金粉末時，使用由合金熔液經(jīng)急冷而粉末化的霧化法，但在坩堝內(nèi)收容合金熔液而從噴嘴噴射到外部進(jìn)行急冷時，會出于脫氧等的目的而混合C，但在此，因為作為C的雜質(zhì)的影響大，所以通過調(diào)節(jié)脫氧用而添加的C量，能夠控制這些合金粉末所含的C量。

【實施例】

以下，展示實施例而更詳細(xì)地說明本申請發(fā)明，但本申請發(fā)明不受這些實施例。

＜試料的制作＞

首先，作為原料粉末，準(zhǔn)備Cu－Ni合金粉末(粒徑－100目)、Cu－P合金粉末(粒徑－200目)、石墨粉末(粒徑－150目)、Sn粉末(粒徑－250目)、和Ni粉末(平均粒徑4μm)。還有，Cu－Ni合金粉末中的Ni的含有比例，和Cu－P合金粉末中的P的含有比例，作為質(zhì)量％顯示在表1中。

接著，以表1所示的比率調(diào)合原料粉末，再添加硬脂酸鋅0.5％，用V型混合機混合20分鐘，生成混合粉末。

接著，將混合粉末納入模具，以100MPa～700MPa范圍內(nèi)的規(guī)定的壓力進(jìn)行沖壓成形而形成壓粉體。

接著，將該壓粉體，在混合天然氣和空氣，并通過加熱的催化劑使之分解變性的吸熱型氣體(吸熱型氣體)氣氛中進(jìn)行燒結(jié)。各試料的燒結(jié)溫度顯示在表1中。

接著，將所得到的燒結(jié)體納入模具，施加200MPa～700MPa范圍內(nèi)的規(guī)定的壓力而進(jìn)行整形。

接著，使燒結(jié)體浸滲潤滑用的合成油，以真空浸油處理使燒結(jié)體內(nèi)浸滲潤滑用的合成油。

通過以上的工序，制作具有外徑：18mm×內(nèi)徑：8mm×高：4mm這一尺寸的實施例1～實施例19，和比較例1～比較例8的環(huán)狀的Cu基燒結(jié)軸承。

在下段的表1中，匯總各試料的制作時的各種參數(shù)。

接著，將各試料的成分組成、氣孔率、作為壓環(huán)試驗的結(jié)果的壓環(huán)強度、燒結(jié)前后的尺寸變化率、成品率、以及作為磨耗試驗結(jié)果的最大磨耗深度匯總在測量的下段的表2中。還有，在表2的成分組成中，C(Free)一列，表示作為游離石墨而介于晶界的C的質(zhì)量％。另外，C(Combined)一列，表示在粒子的內(nèi)部經(jīng)合金化而包含的C的質(zhì)量％。此外，所謂C(總量)，表示作為C(Free)和C(Combined)而包含在試料中的C的質(zhì)量％的總量。

以下對于各測量方法進(jìn)行說明。

＜成分組成＞

成分組成根據(jù)原料粉末所含的金屬的含量求得。

另外，各試料所含的C的總量之中，作為游離石墨而介于晶界的C(Free)、和在粒子的內(nèi)部經(jīng)合金化而包含的C(Combined)的比率，根據(jù)以下的方法求得。

首先，通過氣體分析法測量試料的燒結(jié)軸承所含的C的總量。其次，依據(jù)JIS1211－1995的方法進(jìn)行作為游離石墨而包含的C(Free)的含量的分析。在粒子的內(nèi)部經(jīng)合金化而包含的C(Combined)，通過從C的總量中減去游離石墨的含量而求得。

＜?xì)饪茁剩?/p>

氣孔率依據(jù)燒結(jié)金屬材料的釋放氣孔率試驗方法JPMA M 02-1992測量。

＜壓環(huán)試驗＞

對于具有環(huán)形形狀的試料從半徑方向施加載荷，將試料斷裂時的試驗載荷作為壓環(huán)強度。

壓環(huán)強度優(yōu)選為250MPa以上。

＜尺寸變化率＞

燒結(jié)前預(yù)先測量成形體(壓粉體)的外徑尺寸，并實施燒結(jié)。測量燒結(jié)后的燒結(jié)體(燒結(jié)滑動材)的尺寸，計算燒結(jié)前后的尺寸變化率而求得。

尺寸變化率優(yōu)選為－2％以上并在0％以下。

＜成品率＞

對于以相同條件制作的50個試料，以整形后的內(nèi)徑尺寸在規(guī)定的尺寸公差內(nèi)外判定成品率。公差范圍(公差巾)為0.006mm，公差內(nèi)的內(nèi)徑尺寸制品為合格品。此外，基于合格品相對于總體的比例，進(jìn)行A、B、C、D的評價。以下顯示評價標(biāo)準(zhǔn)。

A：合格品為95％以上。B：合格品為90％以上并低于95％。

C：合格品為80％以上并低于90％。

D：合格品低于80％。

＜耐磨耗試驗＞

首先，對于具有環(huán)狀的各試料，插入由S45C構(gòu)成，的軸(shaft)。再對于軸的軸向沿直角方向施加一定的載荷，在試料的半徑方向上給予表面壓力15MPa的負(fù)荷。在此狀態(tài)下，進(jìn)行使軸以30m/min.旋轉(zhuǎn)100小時的耐磨耗試驗。試驗結(jié)束后，取出試驗片，測量與軸的滑動面的最大磨耗深度。

還有，該磨耗試驗，設(shè)想的是在高表面壓力下使燒結(jié)軸承高速旋轉(zhuǎn)。

優(yōu)選最大磨耗深度為10μm以下。

【表1】

【表2】

＜考察＞

根據(jù)表2，實施例1～實施例19的試料，其壓環(huán)強度、尺寸變化率、成品率、最大磨耗深度均為優(yōu)選的范圍。

相對于此，比較例1的試料，其壓環(huán)強度低，最大磨耗深度大。比較例1的試料，其Ni的含量低于15質(zhì)量％。Ni是提高Cu基燒結(jié)構(gòu)件的強度的成分。因此，比較例1被認(rèn)為強度不足。另外，比較例1的試料，根據(jù)尺寸變化率和成品率，可確認(rèn)尺寸的穩(wěn)定性低。

比較例2的試料，其壓環(huán)強度低，最大磨耗深度大。比較例2的試料，其Ni的含量高于36質(zhì)量％。Ni若其含量高于36質(zhì)量％，則燒結(jié)性急劇降低，強度和耐磨耗性的降低不可避免。因此，比較例2被認(rèn)為強度不足。

比較例3的試料，其壓環(huán)強度低，最大磨耗深度大。比較例3的試料，其Sn的含量低于3質(zhì)量％。Sn是與Ni等一起形成固溶體而提高Cu基燒結(jié)構(gòu)件的強度的成分。因此，比較例3被認(rèn)為固溶體未充分形成，強度不足。另外，比較例3的試料，根據(jù)尺寸變化率和成品率，可確認(rèn)尺寸的穩(wěn)定性低。

比較例4的試料，根據(jù)尺寸變化率和成品率，可知尺寸的穩(wěn)定性低。比較例4的試料，其Sn的含量高于13質(zhì)量％。若Sn的含量高于13質(zhì)量％，則燒結(jié)時的尺寸變化大，尺寸精度降低。比較例4因為Sn的含量過多，所以認(rèn)為尺寸精度降低。

比較例5的試料，其壓環(huán)強度低，最大磨耗深度變大。比較例5的試料不含P。P與Ni等一起形成固溶體，是提高Cu基燒結(jié)構(gòu)件的強度的成分。因此，比較例5被認(rèn)為強度不足。

比較例6的試料，根據(jù)尺寸變化率和成品率，可知尺寸的穩(wěn)定性低。比較例6的試料，其P的含量高于0.55質(zhì)量％。若Sn的含量高于0.55質(zhì)量％，則燒結(jié)時的尺寸變化大，尺寸精度降低。比較例6因Sn的含量過多，所以認(rèn)為尺寸精度降低。

比較例7的試料，尺寸過度變小，造成成品率差的結(jié)果。比較例7的試料，在粒子的內(nèi)部經(jīng)合金化而包含的C(Combined)比0.02質(zhì)量％少。若C(Combined)低于0.02質(zhì)量％，則不會阻礙原料粉末之間的燒結(jié)，因此燒結(jié)被促進(jìn)，經(jīng)由燒結(jié)導(dǎo)致尺寸過度縮小。因此比較例7的試料，認(rèn)為會形成成品率差這樣的結(jié)果。

比較例8的試料，尺寸變化率為正值。即，可知因燒結(jié)導(dǎo)致燒結(jié)構(gòu)件膨脹。比較例8的試料，在粒子的內(nèi)部經(jīng)合金化而含有的C(Combined)比0.1質(zhì)量％多。根據(jù)這一結(jié)果可確認(rèn)，若C(Combined)高于0.1質(zhì)量％，則經(jīng)由燒結(jié)導(dǎo)致尺寸變大。另外，比較例8的試料，其壓環(huán)強度低，最大磨耗深度大。這被認(rèn)為是由于，作為游離石墨而介于晶界的C(Free)的含量多，因此粒子之間的結(jié)合力降低。

以上，說明了本申請發(fā)明的實施方式和實施例，但實施方式和實施例的各構(gòu)成及其組合等僅是一例，在不脫離本申請發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行構(gòu)成的附加、省略、置換及其他的變更。另外，本申請發(fā)明不受實施方式和實施例限定。

【產(chǎn)業(yè)上的可利用性】

能夠提供強度和耐磨耗性高，并且尺寸精度也高的Cu基燒結(jié)軸承。

【符號的說明】

1 軸承(Cu基燒結(jié)軸承)

2 軸

10 Cu基燒結(jié)構(gòu)件

11 粒子(Cu－Ni系主相晶粒)

12 氣孔

12a 內(nèi)在氣孔

12b 開氣孔

13 游離石墨

14 高濃度Sn合金層

15 露出部