)，剩余為合金鋼粉。并且，以第二粉末M2中的Ni的比例為I.0?4.0wt %(優(yōu)選是1.5?3.5wt%)的范圍、Mo的比例為0.5?2.0wt% (優(yōu)選是0.5?1.5wt% )的范圍的方式選定合金鋼粉的種類和量。Ni和Mo的混配量是根據(jù)成型性和淬火性的提高效果來決定的。關于銅的混配量，當其過少時，滑動面2a的滑動性下降，當其過多時，軸承面變得過軟而在耐磨損性方面發(fā)生問題，因而采用上述的范圍。第二粉末M2的石墨粉是為了在燒結時使鐵和碳反應來主要形成馬氏體相和貝氏體相、并且還是為了作為固體潤滑劑發(fā)揮功能而混配的，其混配比例的上限和下限是根據(jù)與在第一粉末Ml中決定石墨粉的混配比例的理由相同的理由來決定的。
[0070]與基底層3對應的第一粉末Ml、和與滑動層2對應的第二粉末M2的表觀密度均為1.0?4.0g/cm3。由于兩種粉末的組分的差異而使得兩種粉末的表觀密度難免會產(chǎn)生差，由于該差，在壓縮成型工序中，在使第一粉末Ml和第二粉末M2同時成型時，預想到壓坯M會崩塌等而使得成型變得困難。然而，如本實施方式那樣，在滑動層2的壁厚比基底層3的壁厚足夠小(如上所述，滑動層2的壁厚是燒結軸承的壁厚的I?20%，優(yōu)選是2?10%)、并且第一粉末Ml的表觀密度比第二粉末M2的表觀密度低的狀態(tài)下，若其密度差在0.5g/cm3以下，則即使使第一粉末Ml和第二粉末M2同時成型，也能夠成型出壓坯M。因此，使第一粉末Ml的表觀密度比第二粉末Ml的表觀密度小且將其密度差抑制在0.5g/cm3以下是優(yōu)選的。
[0071]通過在燒結工序中對經(jīng)過了以上所述的壓縮成型工序的壓坯M進行燒結而得到燒結體M’(參照圖11)。此時，由于基底層3在與滑動層2相接的狀態(tài)下與滑動層2—起被燒結，因而在燒結后，可以使滑動層2和基底層3成為一體。作為燒結爐，可以使用如圖9所示那樣具有如下部分的連續(xù)燒結爐20:設置有加熱器21的燒結區(qū)20a;和進行自然散熱的冷卻區(qū)20b。作為氣氛氣體，使用含有CO的氣氛氣體。燒結溫度(燒結組織內(nèi)的溫度)被設定成比銅的熔點(1083°C)低且比鐵和碳開始反應的溫度(900°C左右)高。為了得到該燒結溫度，爐內(nèi)溫度被設定為例如1000°C?1110°C。該溫度比對鐵系燒結體進行燒結時的一般的爐內(nèi)溫度(1130°C以上)低。
[0072]經(jīng)過了燒結工序的燒結體M’被轉送到精整工序中進行尺寸矯正。在本實施方式中，如圖10所示，通過使用具有模23、芯桿24以及上下的沖頭25、26的精整模具來壓迫燒結體M’的內(nèi)周面、外周面和兩端面，對燒結體M’進行精整。然后，通過含油工序使?jié)櫥瑒┖跓Y體M’的內(nèi)部氣孔內(nèi)，由此完成燒結軸承I。為了將燒結體M’的殘留奧氏體除去，也可以在燒結后進行燒結體M’的回火。
[0073]在圖9所示的燒結工序中的燒結時，首先，第一粉末Ml中包含的磷熔融。磷的熔融液由于毛細管現(xiàn)象而在Fe粒子的內(nèi)部深度擴散。并且，由于磷的熔融液將Cu粒子的表面潤濕，因而Cu在低于其熔點這樣的溫度時熔融，熔融的Cu和磷浸透到Fe粒子中并擴散到Fe粒子內(nèi)部。由此，鐵粒子彼此牢固地結合在一起，基底層3的強度提高。并且，由于在比鐵和碳的反應開始溫度高的溫度下進行燒結，因而在Fe組織內(nèi)形成硬的珠光體相(一部分是鐵素體相)。經(jīng)過以上的燒結過程，確保了基底層3的強度，因而即使在如上所述那樣使燒結溫度低于一般的鐵系燒結品的燒結溫度的情況下，也可以確?；讓?所需要的強度。通過使燒結溫度下降到比銅的熔點低的溫度，使得滑動層2(第二粉末M2)內(nèi)所含的銅即使在燒結中也不熔融而是保持固體狀態(tài)。因此，存在于滑動層2、特別是滑動面A中的銅沒有被導入到基底層3內(nèi)，能夠使目標量的銅分布在滑動面A上。因此，能夠同時兼顧滑動面A的滑動性和燒結體M’的強度。
[0074]并且，由于使滑動層2含有N1、Mo等使淬火性提高的元素，因而不用另行進行浸碳淬火等熱處理就能夠在通過圖9所示的連續(xù)燒結爐20的冷卻區(qū)20b的期間內(nèi)使滑動層2的Fe組織產(chǎn)生馬氏體相變和貝氏體相變來實現(xiàn)高硬度化(燒結硬化)。由此，可以使滑動面A高硬度化從而提高其耐磨損性。并且，與此同時，由于通過基底層3內(nèi)的銅與磷的擴散而實現(xiàn)了基底層3的強度提高，因而燒結體整體的強度(壓環(huán)強度等)得到提高。因此，即使在作為沖擊荷載頻繁起作用而在高面壓下使用的建筑機械的臂的關節(jié)部中的軸承使用時，也能夠承受住。
[0075]另一方面，由于在占據(jù)燒結體M’的大部分的基底層3內(nèi)未添加使淬火性提高的元素，因而可以削減高價的該元素在軸承整體中的使用量，可以實現(xiàn)軸承的低成本化。并且，在基底層3中不進行燒結硬化，也不發(fā)生馬氏體相變和貝氏體相變，因而，與滑動層2相比，基底層3為軟質。因此，能夠在精整工序中進行燒結體M’的尺寸矯正。在上述的專利文獻I的結構中，由于通過燒結后的油淬火使燒結體整體硬化，因而不得不通過切削和研磨等機械加工進行燒結體的尺寸矯正，然而本發(fā)明的燒結體M’能夠通過精整進行尺寸矯正，不需要基于機械加工的后加工。并且，即使不進行燒結后的淬火，也可以確保所需要的足夠的強度(例如500MPa以上的壓環(huán)強度)。這樣，可以省略燒結后的淬火工序和機械加工工序，因而與專利文獻I所述的發(fā)明相比可以使燒結軸承I進一步低成本化。
[0076]作為參考，根據(jù)“JISZ2245:2011”所規(guī)定的洛氏F標尺(HRF)，實施精整后的滑動層2(軸承面A)的表面硬度是85以上，優(yōu)選是90以上，更優(yōu)選是95以上。并且，實施精整后的基底層3的表面硬度根據(jù)洛氏硬度F標尺是55?85左右。
[0077]基底層3中的石墨通過燒結而分解，基本上全部成為碳并與Fe進行反應。與此相對，滑動層2中的石墨在燒結后還有一部分作為粒子保留。這是因為，在滑動層2中，與基底層3相比銅的含量較多，銅粒子覆蓋鐵粒子的一部分表面，因而Fe與C難以反應。這樣，在滑動層2中存在有比基底層3多的石墨粒子，因而可以使該石墨粒子作為固體潤滑劑發(fā)揮功能，可以實現(xiàn)滑動面A的滑動性的提高。
[0078]另外，由于在與基底層3對應的第一粉末Ml內(nèi)不含有使淬火性提高的元素(在本實施方式中是Ni和Mo)，因而在理論上，在基底層3內(nèi)不含有該元素，但是，根據(jù)與圖3?圖8所示的成型工序的步驟之間的關系，實際上如圖12所示，在滑動層2與基底層3之間的界面產(chǎn)生該元素的濃度梯度。由此，由于在界面附近形成有包含使淬火性提高的元素的區(qū)域，因而提高了界面的強度，進而提高了滑動層2與基底層3的結合強度。在該情況下，在基底層3中的充分遠離滑動層2的區(qū)域、例如處于與滑動層2對置的關系的表面(在本實施方式中是指基底層3的外周面)中，不含有使淬火性提高的元素。期望的是，產(chǎn)生濃度梯度的區(qū)域R(濃度梯度層)的半徑方向尺寸在0.1?1.0mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選是在0.2?0.5mm的范圍內(nèi)?？梢酝ㄟ^雙色成型模具的分隔部件14(參照圖3)的半徑方向厚度來調(diào)整濃度梯度層R的半徑方向尺寸。
[0079]同樣，由于在與滑動層2對應的第二粉末M2內(nèi)不含有低熔點金屬(在本實施方式中是磷)，因而從理論上說在滑動層3內(nèi)不含有低熔點金屬，然而根據(jù)與上述相同的理由，在滑動層2與基底層3的界面會產(chǎn)生低熔點金屬的濃度梯度。在滑動層2中的充分遠離基底層3的區(qū)域、例如處于與基底層3對置的關系的表面(在本實施方式中是指滑動層2的滑動面A)中，不含有低恪點金屬。
[0080]在圖13A中概要性地圖示了通過以上的步驟制作的燒結軸承I中的滑動層2的微觀組織，在圖13B中概要性地圖示了基底層3的微觀組織。
[0081 ]如圖13A所示，滑動層2以下述部分作為主體:以Fe為母體的Fe組織；以散點圖案表示的僅由銅構成的Cu組織；以及通過涂黑表示的石墨組織。Fe組織比Cu組織多，石墨組織最少。Fe組織以馬氏體相和貝氏體相為主體，在一部分中形成有包含珠光體相的淬火組織。Ni和Mo擴散到淬火組織中?；瑒訉?是這樣的鐵基的金屬組織:仿照第二粉末M2的混配比，包含10?3(^七％(優(yōu)選是15?2(^七％)的(:11、0.5?0.8￥七％的(:、1.5?3.5￥七％的祖、0.5?
1.5wt5"^^Mo作為主要成分，剩余部分由Fe和不可避免的雜質構成。
[0082]并且，如圖13B所示，基底層3由以Fe為母體的Fe組織(珠光體相和鐵素體相)構成。Cu和P在該Fe組織的內(nèi)部擴散，在基底層3中不存在作為粒子的Cu。并且，也不存在淬火組織和石墨組織。該基底層3是這樣的鐵基的金屬組織:仿照第一粉末Ml的混配比，包含2?5￥七％的01、0.1?0.6￥七％(優(yōu)選是0.3?0.5￥七％)的？、0.5?0.8￥七％的(:作為主要成分，剩余部分由Fe和不可避免的雜質構成。由于基底層3的銅的含量比滑動層2的銅的含量少，因而可以減少銅在軸承整體中的使用量，實現(xiàn)低成本化。
[0083]在以上的說明中，示出了在滑動層2的內(nèi)周面形成有滑動面A的情況，然而不限定于此，例如如圖14所示，也可以將本發(fā)明應用于在燒結軸承I的外周面Ib形成滑動面A的燒結軸承I。在該情況下，滑動層2形成在燒結軸承I的外徑側，滑動層2的外周面構成滑動面A。并且，基底層3形成在燒結軸承I的內(nèi)徑側，基底層3的內(nèi)周面構成被安裝面B?；瑒訉?和基底層3的結構和功能與前面所述的實施方式中的滑動層2和基底層3相同。此外，在圖1中，在燒結軸承I的端面以高面壓相對于第一臂6滑動的情況下，還可以在燒結軸承的端面上形成滑動面A。
[0084][第2實施方式]
[0085]下面，說明本發(fā)明的第2實施方式。
[0086]與圖1相同，圖15概念性地示出了建筑機械的臂的關節(jié)部的截面。在該關節(jié)部中，第I臂6比第2臂7靠臂的末端側。此時，固定在第I臂6上的銷4由于作用于第I臂6的重力而相對地向下方下落。作為軸的銷4被燒結軸承I的內(nèi)周面Ia中的下側區(qū)域支承，因此，在兩臂6、7相對旋