專利名稱：燒結套的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在建筑機械等中，能夠在低速且高面壓的條件下利用的燒結套。
背景技術：
如挖掘機、滑移裝載機等的建筑機械具有多個關節(jié)部，例如吊桿(boom)與臂 (arm)之間的連接部、臂與鏟斗(bucket)之間的連接部等。這樣的關節(jié)部一般由連接要求關節(jié)運動的兩個部件的銷和用于減少在上述銷與銷孔之間產生的摩擦阻力的套構成，上述銷和套在潤滑環(huán)境下進行擺動。另外，上述關節(jié)部除了銷及套以外，還由支撐上述銷及套的殼體、遮斷污染物的室等構成。這樣的關節(jié)部根據連接形狀、作業(yè)條件以及關節(jié)部的種類而在各種條件下工作， 但是一般在約2至mig/mm2的面壓以及約2至5cm/sec的速度的條件下工作，特別是瞬間面壓會隨著工作條件的不同，在工作時面壓會根據部分負荷而能夠達到一般面壓的3倍以上。對于在這樣的低速且高面壓的條件下使用的套，要求高磨損(scuffing)阻抗性以及耐磨性，而開發(fā)出各種結構以及形狀的產品。例如，存在由多孔質的鐵燒結材料構成的套。此時，在上述套的氣孔內，含浸有粘度為約240至1500cSt的潤滑油。在這種套的情況下，在使用時由于軸與套內周面的摩擦熱，會使溫度上升，由此含浸的潤滑油的體積膨脹且粘度下降而排出，另一方面在不使用套的情況下，由于冷卻會導致潤滑劑的粘度增加，因此毛細管力增加而使排出的潤滑油還原到氣孔內部。通過如上所述的可逆過程的反復，以往的套希望在其內周面上維持潤滑狀態(tài)。 但是，當潤滑部位上負荷增加或者速度降低，或者潤滑劑的粘度降低時，油膜的厚度變薄， 由此使得套的內周面成為邊界潤滑狀態(tài)，從而產生金屬接觸摩擦和由此引起的凝粘，不能在高面壓的條件下確保充分的滑動特性。并且，以往利用含浸有添加了 S系、P系等的極壓添加劑的潤滑油的套。但是，這樣的套只能在約^g/mm2的面壓條件下使用，從而其使用受到限制。為了補足這樣的限制點，在以往還存在利用含浸有與通常的極壓添加劑一起包含黑鉛、Mc^2、六方晶系的BN等的各種固體潤滑性微粒的潤滑油的套的情況。但是，一般的建筑機械在其運用特性上時常存在數小時以上不能工作的情況。如上所述，在建筑機械數小時不能工作的情況下，分散在套的氣孔內部的潤滑油中的固體潤滑性微粒沉淀而凝聚。此時，在凝結的固體潤滑性微粒的大小為作為通常的氣孔大小的數十μ m至數百μ m以上的情況下，即使之后建筑機械工作而套的內周面的溫度上升，也由于凝結成數十Pm至數百ym以上的固體潤滑性微粒而使得氣孔閉合，從而使氣孔內部的潤滑油不能排出到套的內周面，或者毛細管封閉，從而不能在套的內周面上正常地形成油膜， 不能充分地發(fā)揮潤滑效果。需要代替使用了具有如上所述的問題的潤滑劑的套，而開發(fā)出利用新的潤滑劑的套。

發(fā)明內容
本領域技術人員可知，對于含浸在多孔性金屬燒結體套的氣孔內部的常溫下為半固態(tài)或固態(tài)的潤滑劑，通過將上述潤滑劑的一定工作溫度下的油分離度調整為一定數值， 在工作設備工作時，能夠向套的內周面提供充分的滑動效果，能夠最小化燒結套的壽命減少。本發(fā)明是基于上述觀點而提出的。本發(fā)明一種由多孔性金屬燒結體構成的燒結套，其包括含馬氏體組織的鐵(Fe)系基質；以及從銅(Cu)、錫(Sn)以及鎳(Ni)中選擇出的一種以上的金屬基質，該燒結套的特征在于，在上述多孔性燒結體的氣孔內含浸有如下的潤滑劑在 60°C以上且80°C以下的工作溫度下的油分離度(oil s印aration)為5%至10%，在常溫下為半固態(tài)或固態(tài)。另外，本發(fā)明還提供一種由多孔性金屬燒結體構成的燒結套，其包括含馬氏體組織的鐵(Fe)系基質；以及從銅(Cu)、錫(Sn)以及鎳(Ni)中選擇出的一種以上的金屬基質，該燒結套的特征在于，在上述多孔性燒結體的氣孔內含浸有如下的潤滑劑在 40°C以上且60°C以下的工作溫度下的油分離度(oil separation)為2%以下，在常溫下為半固態(tài)或固態(tài)。本發(fā)明的多孔性金屬燒結體套，在上述多孔性燒結體的氣孔內，含浸有在60°C以上且80°C以下的工作溫度下的油分離度(oil separation)被調整為5至10%的、常溫下為半固態(tài)或固態(tài)的潤滑劑，從而在工作設備工作時，在套的內周面上持續(xù)地維持潤滑狀態(tài)， 使得在低速且高面壓下的條件下，不僅能夠發(fā)揮充分的滑動特性，還在工作設備未工作時， 在常溫下不會發(fā)生固體潤滑性微粒沉淀的情況，因此能夠在以后工作設備工作時起到圓滑的潤滑作用。


圖1是表示在實施例1以及2與比較例1中制造的潤滑劑的各溫度的油分離度的曲線圖。圖2是表示本發(fā)明的燒結套的照片。圖3是表示本發(fā)明的燒結套的剖面的光學顯微鏡照片。圖4是表示本發(fā)明的燒結套的示意圖。圖5是應用了本發(fā)明的燒結套的連結部的剖面圖。符號說明1 套2 銷3 :0-環(huán)4:防塵件5 耐磨盤6 進給孔10:潤滑劑 11 氣孔12 =Fe系基質 13 金屬基質
具體實施方式
以下，詳細說明本發(fā)明。在本發(fā)明中，油分離度是根據KS M 2050來測量的值。作為由本發(fā)明的多孔性金屬燒結體形成的套，其特征在于，在上述多孔性金屬燒結體的氣孔內部含浸有在60°C以上且80°C以下的工作溫度下的油分離度(oil separation)為5至10%，在常溫下為半固態(tài)或固態(tài)的潤滑劑。以往，為了在低速且高面壓的條件下發(fā)揮充分的滑動效果，在多孔性金屬燒結體套的氣孔內含浸添加了固體潤滑性微粒的液狀的潤滑劑來使用。但是，在添加了固體潤滑性微粒的液狀的潤滑劑的情況下，如果工作設備長時間不工作，則分散在氣孔內部的潤滑劑內的固體潤滑性微粒沉淀并凝聚，從而氣孔閉合，由此潤滑劑不會排出到套的內周面，不能在套的內周面上形成油膜而不能發(fā)揮潤滑效果。對此，以往代替液狀的潤滑劑而利用常溫下為半固態(tài)或固態(tài)的潤滑劑，使得在常溫或工作設備不工作時抑制固體潤滑性微粒的沉淀，同時，在低速且高面壓的條件下，也在套的內周面上形成充分的油膜而減少摩擦阻抗。但是，以往不考慮含浸到上述多孔性金屬燒結體套的氣孔內的上述潤滑劑的各溫度的油分離度。特別是，在上述潤滑劑的情況下，在工作溫度、例如60至80°C的工作溫度下的油分離度過低，從而在工作時基礎油不能正常地從潤滑劑分離出來，導致在低速且高面壓的條件下不能正常發(fā)揮滑動效果，或者由于油分離度過高，在工作時基礎油過度地從潤滑劑分離出來，發(fā)生基礎油泄漏現象，導致套的壽命減少。對此，本發(fā)明中，將在60至80°C的工作溫度下的油分離度被調整為5至10%的、 常溫下為半固態(tài)或固態(tài)的潤滑劑含浸到多孔性金屬燒結體套的氣孔內，從而在工作設備工作時，在低速且高面壓的條件下，也能夠在燒結套的內周面上維持適當的潤滑狀態(tài)，減少燒結套的磨損以及損傷，能夠提高燒結套的壽命。具體地講，如果工作設備工作時的燒結套的內周面的溫度上升到作為工作溫度的 60至80°C左右，則含浸到本發(fā)明的燒結套的氣孔內的常溫下為半固態(tài)或固態(tài)的潤滑劑，會在60至80°C的工作溫度下液化并約有5至10%的基礎油從潤滑劑分離出來，由此潤滑劑的流動性提高，基礎油與一部分固體潤滑性微粒等一起排出到燒結套的內周面上。此時，由于排出的基礎油，在燒結套的內周面上形成油膜，通過所形成的油膜，能夠對銷與套之間的界面上提供充分的滑動效果，由此能夠減少銷與套之間的摩擦阻抗。因此，本發(fā)明的燒結套不會導致由磨損引起的壽命減少。另外，在工作設備長時間工作而使燒結套連續(xù)工作時，在銷與套的接觸部位上，由于連續(xù)反復的摩擦而產生摩擦熱，因上述摩擦熱而使銷與套的接觸部位的溫度漸漸地上升。以后，當上述接觸部位的溫度達到不能再承受的溫度以上、即凝固溫度以上時，會加速燒結套的磨損。但是，本發(fā)明的在常溫下為半固態(tài)或固態(tài)的潤滑劑，在相變異過程中，即使在銷與套的接觸部位上產生大量的摩擦熱，也因將上述摩擦熱作為潛熱來吸收，而具有在接觸部位上產生的摩擦熱的抵消效果，因此能夠提高燒結套的磨損阻抗性。而且，在限制潤滑劑的效率性的條件、例如使工作設備在0°C以下的低溫下工作時，對于本發(fā)明所利用的常溫下為半固態(tài)或固態(tài)的潤滑劑而言，當蠟(wax)成分在特定溫度下體積急劇地膨脹時，吸收(含)在蠟內的基礎油也一起膨潤，因此相比于熱脹率為 0. 6X 10_7°C至0. 9X 10_7°C的通常的液狀潤滑劑，能夠在使用溫度范圍(_40°C 80°C )內存在熱脹率顯著的大(0. 1X10_2/°C 10.0X10_2/°C)的溫度范圍。因此，在本發(fā)明中利用的潤滑劑，即使在低溫下工作時，僅借助于工作初期的接觸面的局部溫度上升也能夠使?jié)櫥瑒┐蟠蟮嘏蛎?，由此能夠迅速地將含浸在氣孔內的潤滑劑向外部排出，從而能夠防止由銷與套的摩擦引起的套的磨損。本發(fā)明的套由多孔性金屬燒結體來形成。通常，多孔性金屬燒結體在內部形成有氣孔，因此認為負荷支撐能力比非多孔性金屬燒結體低。但是，雖然金屬燒結體是熱傳導性大的物質，但是在驅動套時在作為與銷直接接觸的部位的表面層與其外部之間存在溫度差。由此，當在氣孔內部含浸有常溫下為半固態(tài)或固態(tài)的潤滑劑的本發(fā)明的燒結套的情況下，在驅動時含浸在多孔性金屬燒結體的氣孔內的半固態(tài)或固態(tài)的潤滑劑中，只有作為與銷直接接觸的部位的表面層部分的氣孔內存在的潤滑劑被轉換為液體狀態(tài)，作為套的其余區(qū)域的、內部氣孔區(qū)域內存在的潤滑劑依然維持半固體狀態(tài)或固體狀態(tài)。因此，即使本發(fā)明的套由多孔性金屬燒結體形成，由于氣孔內含浸有半固態(tài)或固態(tài)的潤滑劑，因此相比于由一般的多孔性金屬燒結體構成的以往的套，能夠提高負荷支撐能力。如圖3所示，本發(fā)明的多孔性金屬燒結體具有從含一部分或全部的馬氏體組織的鐵系基質(matrix) 12、銅(Cu)、錫(Sn)以及鎳(Ni)中的至少一種以上的金屬基質13。 此時，上述金屬基質可以是兩種以上的合金基質。此處，在上述基質中可以存在銅(Cu)、錫 (Sn)以及鎳(Ni)中的至少一種以上的金屬或碳。此時，在上述多孔性金屬燒結體中，包含有相對于多孔性金屬燒結體的總重量，含量為約7至20重量％的銅、含量為約1至7重量％的錫、含量為約0. 3至4重量％的鎳、含量為約0. 2至2重量％的碳，另外鐵包含使多孔性金屬燒結體的總重量成為100重量％的
余里ο另外，上述多孔性金屬燒結體還包含少量的硼(B)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、釩(V)、鎢 (W)、錳(Mn)等的金屬。例如，在上述多孔性金屬燒結體中，包含有相對于多孔性金屬燒結體的總重量，含量為約0. 01至0. 3重量％的硼、含量為約0. 01至0. 3重量％的鉻、含量為約0. 01至0. 3重量％的鉬、含量為約0. 01至0. 3重量％的釩、含量為約0. 01至0. 3重量％ 的鎢，含量為約0. 01至0. 3重量％的錳等的金屬中的一個或兩種以上的混合物，但不限定于此。如圖3所示，在如上所述的多孔性金屬燒結體中形成有多個氣孔11，上述氣孔的平均大小優(yōu)選為約50至200 μ m的范圍。如果氣孔的平均大小小于約50 μ m,則在磨損初期階段的鏡面化過程中接觸部的氣孔容易閉合，之后潤滑劑很難從氣孔內部排出。另一方面， 當氣孔的平均大小超過約200 μ m時，毛細管力不充分，使得排出的潤滑劑不能正常地吸收到氣孔內而損失。另外，在多孔性金屬燒結體內的全體氣孔中，大小超過200 μ m的氣孔所占的比例優(yōu)選為約1至5%。當大小超過200 μ m的氣孔的比例小于時，很難用通常的燒結體批量生產方法來制作多孔性金屬燒結體，當大小超過200 μ m的氣孔的比例超過5%時，由應力集中引起的疲勞強度下降，有可能減少套的壽命。另外，考慮到套的負荷支撐能力等，上述多孔性金屬燒結體的氣孔率優(yōu)選為約15 至 25%。如圖4所示，在包含本發(fā)明的多孔性金屬燒結體的套1中，在上述多孔性金屬燒結
6體的氣孔內含浸有常溫下為半固態(tài)或固態(tài)的潤滑劑10。但是，上述潤滑劑在60°C以上且 80°C以下的工作溫度下的油分離度為5至10%。如果在60°C以上且80°C以下的工作溫度下的油分離度小于5%，則基礎油不能正常地從潤滑劑分離出來，潤滑劑的流動性降低而限制潤滑作用，當在60°C以上且80°C以下的工作溫度下的油分離度超過10%時，從潤滑劑分離過量的基礎油，使得潤滑劑的流動性過大，在未工作時排出的潤滑劑很難還原到氣孔內， 并且在長時間使用時，會累積基礎油的損失，有可能縮短套的壽命。另一方面，在本發(fā)明的潤滑劑中，為了在工作設備停止工作時，排出到燒結套的內周面的基礎油毫無損失得還原到氣孔內，來防止由基礎油的累積損失引起的套的壽命減少，在相變異溫度范圍、即大于40°C且小于60°C的工作溫度下的油分離度優(yōu)選為2%以下， 另外上述油分離度優(yōu)選為0%。當相變異溫度范圍下的油分離度超過2%時，在潤滑劑的排出以及還原的反復中，基礎油的損失會累積，有可能導致套的壽命減少。根據本發(fā)明的一例，在大于40°C且小于60°C的工作溫度下的油分離度可以是約1至2%。另外，本發(fā)明的潤滑劑的潤滑脂稠度優(yōu)選為NLGI (National Lubricating Grease Institute)等級2以下。當在常溫下為半固態(tài)或固態(tài)的潤滑劑的潤滑脂稠度超過NLGI等級2時，上述潤滑劑不能圓滑地含浸到氣孔內，并且工作溫度下的流動性降低，而有可能降低潤滑作用。這樣的潤滑劑包含蠟、增稠劑、添加劑以及基礎油(base oil)，優(yōu)選包含蠟、增稠劑、極壓添加劑、固體潤滑性微粒以及基礎油，從而在常溫下為半固體狀態(tài)或固體狀態(tài)。在本發(fā)明中使用的蠟為在一定長度的不規(guī)則的鏈條形狀的分子結構中包含多個疏水性官能團的物質，由于上述疏水性官能團使得與基礎油之間的親和力高。作為這種蠟的一例，有一般的蠟、固態(tài)聚合物狀的蠟、油狀的蠟。具體地講，存在聚乙烯、聚烯烴、聚酯纖維、環(huán)氧化合物、氨基甲酸酯等的固態(tài)聚合物狀的蠟；如石蠟、微晶蠟、 乙撐雙硬脂酰胺(bisstearamides)、棉籽蠟(cotton seed wax)等的一般的蠟；如棉籽油 (cotton seed oil)、豆油(soybean oil)、荷荷芭油(jojob oil)以及它們的混合等，具有 C14M4的側鏈的甘油三酯(triglycerides)以及作為它們的衍生物的被氫化的植物性油等的油狀的蠟，但是不限定于此。由于這樣的蠟在與基礎油以適當的比例混合時能夠膨潤，因此在本發(fā)明中利用的潤滑劑在常溫下能夠維持為半固體狀態(tài)或固體狀態(tài)，由此不會發(fā)生在常溫下固體潤滑性微粒沉淀并凝聚而閉合氣孔的現象，能夠起到圓滑的潤滑作用。另外，由于上述蠟能夠在工作設備工作時在工作溫度(例如60 80°C程度的溫度)下液化，因此本發(fā)明的潤滑劑能夠對套的內周面提供優(yōu)秀的潤滑特性。另外，上述蠟能夠起到吸收工作設備停止工作時排出的潤滑劑，特別是吸收所排出的基礎油，以使基礎油毫無損失地還原到氣孔內的作用。由此，在本發(fā)明中，重量平均分子量為300至4000，優(yōu)選利用300至2000的蠟。如果蠟的重量平均分子量小于300，則當潤滑劑為液狀時，流動性過大，使得在工作設備停止時，很難還原到氣孔內，如果蠟的重量平均分子量超過2000，則在常溫以下的低溫下，潤滑劑的流動性被限制，基礎油從潤滑劑分離而有可能發(fā)生基礎油的損失。例如在本發(fā)明中，當是固態(tài)聚合物狀的蠟時，利用重量平均分子量為約500至2000的蠟比較合適，當是如石蠟、 微晶蠟等的一般的蠟時，利用重量平均分子量為約300至1000的蠟比較合適。另外，在本發(fā)明中，使用軟化溫度(softening temperature)為約150°C以下、優(yōu)選為約40至90°C的蠟。如果蠟的軟化溫度過低，則潤滑劑在常溫下不能維持半固體狀態(tài)或固體狀態(tài)，因此固體潤滑性微粒會沉淀并凝聚而發(fā)生閉合氣孔的現象，由此在工作設備工作時，從潤滑劑分離的基礎油不能排出到套的內周面上，從而不能正常地發(fā)揮滑動效果。另一方面，如果蠟的軟化溫度過高，則在工作設備停止工作時，所排出的基礎油不能正常地還原到氣孔內，因此會發(fā)生基礎油的累積損失，減少套的壽命。如上所述的蠟的含量相對于潤滑劑的總重量為約5至50重量％，優(yōu)選為約5至 20重量％。如果蠟的含量小于5重量％，則潤滑劑在常溫下不能維持半固體狀態(tài)或固體狀態(tài)。另一方面，如果蠟的含量超過50重量％，則在工作溫度下的油分離度以及流動性過大， 在長時間使用時，損失會很大。在本發(fā)明中使用的增稠劑，劃分為金屬皂增稠劑(metallicsoapthickener)、 無機非皂增稠劑anorgnicnon-soapthickener)以及有機非皂增稠劑 (Organicnon-soapthickener)作為上述金屬皂增稠劑的一例，存在堿金屬、堿土金屬、 兩性金屬等，作為上述無機非皂增稠劑的一例，存在硅膠、膨潤土等，作為上述有機非皂增稠劑的一例，存在尿素、Na1Tel印hthalamate (土吾望剖竺鈄斗甽0]竺)等。作為更具體的一例，存在Ca系增稠劑、Na系增稠劑、Al系增稠劑、Li系增稠劑、混合系增稠劑、 Ca復合系增稠劑、Li復合系增稠劑、Al復合系增稠劑、硅膠、膨潤土、二脲、三脲、四脲、 NaTelephthalamate (仝吾望剖三鈄斗甽叫亙)等，但并不限定于此。上述增稠劑的含量優(yōu)選為相對于潤滑劑的總重量為約0. 5至20重量％。如果增稠劑的含量小于0. 5重量％，則工作期間分離出的基礎油的還原率低，從而在長時間工作時的潤滑劑的損失變大，如果增稠劑的含量超過20重量％，則潤滑劑的潤滑脂稠度過大， 存在不容易含浸到多孔性金屬燒結體的氣孔內的問題。作為能夠在本發(fā)明中使用的基礎油的一例，存在礦物油以及合成油，作為更具體的例，存在石蠟系基礎油、環(huán)烷系基礎油、如混合油那樣的礦物油、酯 ster)系基礎油、聚 α烯烴(P. Α. 0 =Poly Alpha Oleffin)系基礎油、硅(Silicone)系基礎油、如氟系基礎油等那樣的合成油，但并不限定于此。但是，如一起使用礦物油和植物性蠟的情況那樣，根據蠟的疏水性官能團的種類不同，基礎油和蠟不能融合，由于基礎油與蠟能夠分離，因此在使用基礎油時應考慮蠟的種類、特別是蠟的疏水性官能團的種類。上述基礎油的粘度優(yōu)選為在40°C下為50至1500dt范圍。如果基礎油的粘度在 40°C下小于50cSt，則基礎油的流動性過大，以后不能正常地還原到氣孔內而有可能損失得大，另外由于油膜的負荷支撐能力不充分而使得耐磨性降低。另一方面，如果基礎油的粘度在40°C下超過1500cSt，則基礎油的流動性過低，使得基礎油不能圓滑地移動到氣孔內部以及外部，從而不能在套的內周面上正常地發(fā)揮潤滑效果。上述基礎油的含量也可以是相對于潤滑劑的總重量、將潤滑劑調整為100重量％ 的余量。在本發(fā)明中，為了進一步提高潤滑劑的性能，滿足使用者所要求的性能，能夠包含各種性能提高添加劑。作為上述添加劑的一例，雖然存在極壓添加劑、固體潤滑性微粒等， 但是在本發(fā)明中，能夠包含極壓添加劑以及/或者固體潤滑性微粒。上述添加劑是按照添加劑的種類而分別調整為相對于潤滑劑的總重量為約0. 1 至5重量％范圍內來使用。例如，在本發(fā)明的潤滑劑中包含有固體潤滑性微粒時，如果上述
8微粒的含量過少，則極壓特性有可能不充分，并且如果上述微粒的含量過高，則由于微粒會相互凝聚，因此含量優(yōu)選為約1至2. 5重量％范圍。另一方面，當在本發(fā)明的潤滑劑中包含有極壓添加劑時，如果上述極壓添加劑的含量過低，則極壓特性有可能不充分，而如果過多則反而會降低極壓特性，因此極壓添加劑的含量優(yōu)選為約0. 1至2. 0重量％范圍。上述固體潤滑性微粒能夠作為增稠劑來作用，與此同時在高負荷條件下的潤滑條件下，能夠作為極壓添加劑來作用。作為這樣的固體潤滑性微粒的例子，存在Graphite、 Graphite fIuoride>MoS2>MoSe2>WS2>WSe2>NbS2>NbSe2>TaS>TaSe2>TiS2>TiSe2>TiTe2>CeF3> Ba (OH) 2、CdCl2、CoCl2、&C12、PbCl2、PbI2、BN、Ag2SO4、Borax (Na2B407) ,Talc (Mg3 (OH)2Si2O10)、 Mica (KAl2 (Si3Al) O10 (OH) 2)、ZnS, SnS2, FeS, CaF2, LiF、Zn2P2O7, Ca3 (PO4)2, Fe2P2O7, Ca (OH)2, Mg (OH)2, Zn (OH)2, PbO、ZnO、FeO、Fe2O3> Fe3O4, PTFE、FEP、PFA、ΡΕ、PP、PU、PEEK、Polyamide、 Polyacetal> Polytetrephthaiate> Polysiloxane、Nylon、Phenol-formaldehyde> Urea—melamine-formaldehyde、Epoxy resin、Phenolic resin、Unsaturated polyester resin、Pb、Sn、Si、Cu、Ag、In以及它們的混合物等，但并不限定于此。并且，上述極壓添加劑(Extreme Pressure Additive)能夠防止套的摩擦面的磨損或燒附(燒焦而壓貼的現象)。作為這樣的極壓添加劑的一例，存在硫( 化合物、磷(P) 化合物、硫-磷(S-P)化合物等的化學添加劑，鉛0 )、鉬(Mo)等的金屬性極壓添加劑等。另一方面，本發(fā)明的套通過如下所述的方法來制造，該方法包括形成多孔性金屬燒結體的步驟；形成在常溫下為半固態(tài)或固態(tài)的潤滑劑的步驟；以及在上述多孔性金屬燒結體的氣孔內含浸上述潤滑劑的步驟，但并不限定于此。此處，在形成多孔性金屬燒結體的步驟與形成潤滑劑的步驟之間，不存在時間上的前后關系。1)本發(fā)明的多孔性金屬燒結體能夠用多種方法來制造。例如，多孔性金屬燒結體能夠通過如下所述的方法來制造，該方法包括在鐵粉末上混合了從銅、鎳以及錫中選擇出的一種以上的金屬粉末，并選擇性地混合黑鉛粉末的步驟；對上述混合物施加300至 5，OOOkg/cm2左右的壓力，而形成環(huán)形的成型體的步驟；在如真空環(huán)境、氮環(huán)境或者氬氣那樣的惰性氣體環(huán)境下，以約1100至1150°C的溫度加熱約25至30分鐘，形成高強度的燒結體的步驟；以及在900°C的溫度下，對上述燒結體進行滲碳熱處理的步驟，但并不限定于此。具體地講，能夠對在鐵粉末上混合從銅、鎳以及錫中選擇出的一種以上的金屬粉末的混合物、或者還包含黑鉛粉末的混合物施壓，形成環(huán)形的成型體(套形狀的成型體)。 此時，優(yōu)選對上述混合物施加約300至5000kg/cm2左右的壓力，以使以后形成的燒結體的氣孔率成為15至25%。之后，對環(huán)形的成型體加熱而形成高強度的燒結體。此時，為了防止上述環(huán)形的成型體氧化，在如真空環(huán)境、氮環(huán)境或者氬氣那樣的惰性氣體環(huán)境下執(zhí)行。另外，優(yōu)選環(huán)形的成型體的加熱溫度為約1100至1150°C，加熱時間為約25至30分鐘。從而，如銅系成分等那樣的金屬系成分能夠適當地液化，從而與鐵成分結合而形成氣孔率為約15至25 %的高強度的燒結體。如此形成的高強度的燒結體，在之后附加的燒結中，為了在沒有氣孔度的變化的情況下對之前燒結步驟中的鐵基質區(qū)域補償脫碳并增加鐵基質組織的硬度，在約900°C的溫度下執(zhí)行滲碳熱處理。由此，能夠形成本發(fā)明的多孔性金屬燒結體。
2)另一方面，本發(fā)明的潤滑劑可以由本領域中公知的一般的油脂的制造方法來制造。例如，本發(fā)明的潤滑劑能夠通過如下所述的方法制造，該方法包括混合蠟、增稠劑以及基礎油的步驟；加熱上述混合物的(皂化反應)的步驟；分散(冷卻)上述加熱的混合物的步驟；在上述冷卻的混合物中加入余量的基礎油并冷卻溫度，以具有期望的潤滑脂稠度的步驟；以及在調整了上述潤滑脂稠度的混合物中添加各種添加劑之后，進行攪拌以及輾壓的步驟，但并不限定于此。但是，在本發(fā)明中，為了使蠟、增稠劑以及基礎油均勻地混合，優(yōu)選在蠟軟化的溫度、例如約150°C以下的溫度下執(zhí)行上述混合步驟。3)在如上所述準備的多孔性金屬燒結體的氣孔內，含浸所準備的在常溫下為半固態(tài)或固態(tài)的潤滑劑。但是，潤滑劑的含浸步驟優(yōu)選在約80至100°C的溫度下執(zhí)行。如果在含浸時溫度小于80°C，則不僅潤滑劑的流動性不充分而降低含浸率，而且能夠以蠟(wax)成分分離的狀態(tài)來含浸。另一方面，如果在含浸時溫度超過100°C，則在工作設備長時間未工作時，有可能引起固體潤滑性微粒的沉淀。另外，潤滑劑的含浸步驟優(yōu)選在約0. 01至0. IMPa的壓力下執(zhí)行。如果在含浸時壓力超過0. IMPa，則潤滑劑的含浸率有可能會降低。另一方面，如果在含浸時壓力小于 0. OlMPa，則不僅對潤滑劑的含浸率產生很大的影響，而且還需要附加的高真空設備，因此是不可取的。通過如上所述的方法所制造的燒結套，能夠在低速且高面壓條件下使用。特別是，本發(fā)明的套當在與軸之間的滑動面上作用的面壓為^g/mm2以上時，在擺動速度為1至 8cm/sec范圍的苛刻的條件下也能夠使用。如圖5所示，本發(fā)明的燒結套1能夠應用到例如具有銷2、0-環(huán)3、防塵件4、耐磨盤5、進給孔6的連結部上，但并不限定于此。以下，通過實施例及比較例，進一步詳細說明本發(fā)明。但是，下述實施例僅用于例示本發(fā)明，并不限定本發(fā)明的范圍。實施例11-1.多孔性金屬燒結體的制造利用硬脂酸系列的潤滑劑(Kenolube Pl 1，Hoganes)，混合10重量％的銅(Cu)粉末、10重量％的Cu3OSn粉末、1重量％的黑鉛(C)粉末、1.2重量％的鎳(Ni)粉末、0. 2重量％的硼⑶粉末、0.1重量％的硅(Si)粉末、0.3重量％的鉻(Cr)粉末、0.3重量％的鉬 (Mo)粉末、0. 1重量％的釩(V)粉末、0. 3重量％的鎢(W)粉末、0. 03重量％的錳(Mn)粉末以及余量的鐵(Fe)粉末。對上述混合物施加3000kg/cm2的壓力而制造內徑為70mm、外徑為82mm、長度為80mm的套形狀的成型體。之后，在氮氣環(huán)境的爐中以1100°C的溫度對套形狀的成型體加熱約25分鐘而進行燒結。在900°C的溫度下，對所形成的燒結體進行滲碳熱處理，并對所得到的多孔性金屬燒結體進行機械加工而得到內徑為71mm、外徑為80mm、長度為80mm的燒結套。1-2.潤滑劑的制造混合20重量％的石蠟(熔點56°C，重量平均分子量500)、66重量％的石蠟系礦物油(40°C的動粘度240cSt)以及10重量％的Li系增稠劑，在皂化箱內以溫度200°C加
10熱以及攪拌約6小時。此處，添加了 2重量％的磷酸鹽系極壓添加劑(ZDDP)以及2重量％ 的MoS2 (平均粒度5 μ m)。之后，在200°C的溫度下加熱以及攪拌12小時而使其脫水以及分散之后，以每分鐘5°C的冷卻速度來退火到常溫而凝固之后，利用輾壓機而輾壓6小時， 從而使其均勻化而得到NLGI潤滑脂稠度等級00級的均勻的半固態(tài)的潤滑劑。1-3.潤滑劑的含浸在約80°C的溫度以及0. IMPa的壓力下，將在實施例1_2中制造的潤滑劑，含浸到在實施例1-1中制造的多孔性金屬燒結體而制造燒結套(參照圖2)。實施例2以及比較例1 4如下述表1中所示，除了變化石蠟的含量、基礎油的粘度以及含量、增稠劑的含量、極壓添加劑的含量、固體潤滑性微粒(MoS2)的含量，并通過與實施例1-2相同的方法， 利用潤滑劑以及上述潤滑劑來制造套。表 權利要求
1.一種由多孔性金屬燒結體構成的燒結套，其包括 含馬氏體組織的鐵(Fe)系基質；以及從銅(Cu)、錫(Sn)以及鎳(Ni)中選擇出的一種以上的金屬基質， 該燒結套的特征在于，在上述多孔性燒結體的氣孔內含浸有如下的潤滑劑在60°C以上且80°C以下的工作溫度下的油分離度(oil separation)為5%至10%，在常溫下為半固態(tài)或固態(tài)。
2.一種由多孔性金屬燒結體構成的燒結套，其包括 含馬氏體組織的鐵(Fe)系基質；以及從銅(Cu)、錫(Sn)以及鎳(Ni)中選擇出的一種以上的金屬基質， 該燒結套的特征在于，在上述多孔性燒結體的氣孔內含浸有如下的潤滑劑在40°C以上且60°C以下的工作溫度下的油分離度(oil separation)為2%以下，在常溫下為半固態(tài)或固態(tài)。
3.根據權利要求1或2所述的燒結套，其特征在于， 上述潤滑劑的潤滑脂稠度為NLGI等級2以下。
4.根據權利要求1或2所述的燒結套，其特征在于，上述氣孔的平均大小為50 μ m至200 μ m,氣孔率為15 %至25 %，在全體氣孔中大小超過200 μ m的氣孔所占的比例為5 %以下。
5.根據權利要求1或2所述的燒結套，其特征在于，上述潤滑劑包括5重量％至50重量％的蠟、0. 5重量％至20重量％的增稠劑、0. 1重量％至5重量％的添加劑以及余量的基礎油(base oil)。
6.根據權利要求5所述的燒結套，其特征在于，上述添加劑還包括極壓添加劑、固體潤滑性微粒或這兩者。
7.根據權利要求5所述的燒結套，其特征在于，上述蠟的軟化溫度為150°C以下，重量平均分子量為300至4000。
8.根據權利要求5所述的燒結套，其特征在于，上述基礎油在40°C溫度下的動粘度在50dt至1500dt范圍內。
9.根據權利要求1或2所述的燒結套，其特征在于，該燒結套在^g/mm2以上的面壓及Icm/秒至8cm/秒范圍內的擺動速度的條件下使用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種由多孔性金屬燒結體構成的燒結套，該燒結套包括含馬氏體組織的鐵(Fe)系基質；以及從銅(Cu)、錫(Sn)以及鎳(Ni)中選擇出的一種以上的金屬基質，其中，在上述多孔性燒結體的氣孔內含浸有在60℃以上且80℃以下的工作溫度下的油分離度為5至10％，在常溫下為半固態(tài)或固態(tài)的潤滑劑。
文檔編號F16C33/12GK102405356SQ200980154896
公開日2012年4月4日 申請日期2009年12月17日 優(yōu)先權日2008年12月19日
發(fā)明者林東泌, 沈東燮, 金相范 申請人:斗山英維高株式會社