JP4029176B2

JP4029176B2 - 焼結含油軸受

Info

Publication number: JP4029176B2
Application number: JP33840498A
Authority: JP
Inventors: 陽二竹崎
Original assignee: PORITE CORPORATION
Current assignee: PORITE CORPORATION
Priority date: 1998-11-13
Filing date: 1998-11-13
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2018-11-13
Also published as: JP2000145780A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は焼結含油軸受およびその製造方法に係り、含油率が高いと共に給油が適切に制御されて耐用性に優れた含油軸受およびその製造方法を提供し、また強度的に優れると共に軸材に対するなじみ性の如きにおいても安定した新規な焼結含油軸受を提供しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
焼結含油軸受は従来から種々に採用されて来たところであるが斯様な焼結含油軸受においては適当な含油率を得しめることが必要であって含油率の低いものにおいては適切な潤滑性、耐用性を得ることができない。ところがこの含油率を高めるには焼結体における孔隙率を高めることが必要で、斯様な要請から孔隙率の高められたものは機械的強度において劣ったものとならざるを得ず、このように基本的に相反するような特性を適切な水準まで高めるための手法の１つとしては特公昭５７−４５８０１号公報（特開昭５４−１０３９３５号）が発表されている。
【０００３】
即ち、銅粉に錫粉および潤滑剤として金属石けんを添加混合し、しかも該混合粉を圧粉成形、焼結するに当って原料銅粉としての粒度３２５メッシュ以下の微粉を３０〜６０％含有したものを採用し、しかも金属石けんの添加量を３％を超え７％のような範囲とするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記したような従来一般のものにおいては孔隙率を高めて含油率を高くすることとならざるを得ず、強度的に劣ったものとならざるを得ないが、これを解消する前記特公昭５７−４５８０１号公報のものは原料銅粉として３２５メッシュ以下の微粉を３０〜６０％のように大量に必要とし、しかも金属石けんを３％以上のように大量に使用して圧粉成形するものであるからラトラ値で代表される圧粉体強度等の低下により生産性の低下を避け得ない。
【０００５】
また銅粉と錫粉を主材とし、しかも上記のようにそれらの微粉が相当量必要であると共に金属石けんなどを通常よりも多量に用いることが必要であるから原材料的にも相当のコストアップとならざるを得ないし、製造操作上においても金型への充填性や熱間混練の必要性増大、混練後冷却してから特別な解きほぐしを必要とするなどの製造操作上における困難性増加その他の不利を伴うこととならざるを得ない。
【０００６】
更に前記したような従来のものは潤滑特性との関係において圧粉体の強度を高めるために固形潤滑材を３〜７％添加すると共に微粉を多量配合するものであるから含油率に制約があり、また固形潤滑材は焼結金属中に異質材が介入分布することからその多量配合は焼結体の組織や強度その他に悪影響を与えることとならざるを得ない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記したような従来のものにおける技術的課題を解消することについて検討を重ね、特定の含油率と通気度を具備した焼結含油軸受を特定の金属粉末を採用することによって的確に得しめ、また強度その他の特性を適切に具備させることに成功したものであって、以下の如くである。
【００１１】
（１）含油率が３１〜４０容量％、通気度が６８×１０^−３ｄａｒｃｙ以下、圧環強度が１５ｋｇｆ／ｍｍ^２以上であって、鉄粉に対して１０〜３０ｗｔ％の銅が被覆された銅被覆鉄粉１００重量部に対し錫粉１〜３重量部と亜鉛粉単体もしくは黄銅粉として亜鉛成分が０．１〜１２重量部になるように添加した原料粉による圧粉成形焼結体であることを特徴とした焼結含油軸受。
【００１２】
（２）含油率が３１〜４０容量％、通気度が６８×１０^−３ｄａｒｃｙ以下、圧環強度が１５ｋｇｆ／ｍｍ^２以上であって、鉄粉に対して１０〜３０ｗｔ％の銅が被覆された銅被覆鉄粉または該銅被覆鉄粉１００重量部に対し錫粉１〜３重量部と亜鉛粉単体もしくは黄銅粉として亜鉛成分が０．１〜１２重量部になるように添加した原料粉に対し固形潤滑材を２ｗｔ％以上含有させた原料紛よる圧粉成形焼結体であることを特徴とした焼結含油軸受。
【００１３】
【発明の実施の形態】
上記したような本発明によるのの具体的な実施態様について説明すると、本発明においては含油率が３１％以上のように高く、しかも通気度が６８×１０^-3darcy 以下のように低くされた焼結含油軸受を提供するものであって、用いる原料粉としては鉄粉に対し少くとも１０wt％以上３０wt％程度の銅が無電解メッキ法によって被覆された銅被覆鉄粉が採用される。即ち強度的主体は鉄粉であるがメッキその他によって銅被覆が完全状態に施されたものが用いられることによりなじみ性や耐食性などにおいて鉄粉とは本質的に異なったものである。
【００１４】
また本発明においては上記のような銅被覆鉄粉に錫粉および亜鉛粉単体もしくは黄銅粉を添加することを提案するものであって、上記のような銅被覆鉄粉に対し錫粉と共に亜鉛粉単体もしくは黄銅粉の適量が添加されることによって該原料粉による圧粉成形焼結体の強度を更に高めた製品を得しめたもので、耐用性その他においてより好ましい焼結含油軸受を提供せしめる。
【００１５】
更に本発明では上記のような原料粉に対し固形潤滑材を３wt％の範囲で添加することにより上述したような焼結含油軸受における強度性を確保しながら固形潤滑材による軸受性能の向上を適切に図らしめる。前記のような固形潤滑材の添加は圧粉成形時に行われ、即ち均等状に添加混合されたものとして圧粉成形される。
【００１６】
上記したような銅被覆鉄粉または銅被覆鉄粉に錫粉と亜鉛粉単体もしくは黄銅粉を添加混合した原料を用いて圧粉成形、焼結された本発明の含油軸受は圧粉体強度の指標であるラトラ値が一般的に0.０６〜0.０８ｇ程度として強度が得られ、焼結体における圧環強度としては１５〜２６ kgf／mm²程度となる。また前記のようなメッキ法によるものの通気度は一般的に４５〜７０×１０^-3darcy のものとして得られる。なおこのものに潤滑油を含浸せしめたときの含油率としては２５〜４３ vol％となり、圧環強度は１７〜２８ kgf／mm²であるが、必要に応じて固体潤滑剤を１〜３重量％の範囲で含有せしめ得る。
【００１７】
【実施例】
本発明によるものの具体的な実施例について説明すると、本発明者等は０．０４〜０．１５ｍｍの鉄粉に対し２０重量％程度のＣｕを前述したメッキ法によって被覆せしめた圧粉成形焼結用粉体を準備し、この銅被覆鉄粉を用いて後述する参考例１〜４のように各軸受体を製造した。なお前記したメッキ法による原料粉は銅被覆層がポーラス状になっていて比表面積が大であり、粉末状態で通気度を低くする特質を有しているものであった。
【００１８】
また、本発明者等は上記したような銅被覆鉄粉に対して錫粉および亜鉛粉単体もしくは黄銅粉を添加混合した圧粉成形焼結用粉体を準備し、このような錫粉と亜鉛粉単体もしくは黄銅粉配合原料粉末を用いて後述する実施例１以下のような各軸受体を製造した。
【００１９】
〔参考例１〕上記の原料粉末を用いて、軸受体の含油率を３１容量％とし内径２ｍｍ、外径５ｍｍで高さが３ｍｍの軸受体を作製した。なお、得られた軸受体は、圧粉体のラトラ値（圧粉体の強度）が０．０６ｇ、焼結体の圧環強度が２２ｋｇｆ／ｍｍ^２であり、通気度が４８×１０^−３ｄａｒｃｙであった。
【００２０】
〔参考例２〕前記した参考例１と同様の原料粉末を用いて、軸受体の含油率を４０容量％とした実施例１と同様な軸受材を作製した。なお、このようにして得られた軸受体は、該圧粉体のラトラ値が０．０７ｇで、焼結体の圧環強度が１８ｋｇｆ／ｍｍ^２であり、通気度が５７×１０^−３ｄａｒｃｙであった。
【００２１】
〔参考例３〕上記参考例１の原料粉末に潤滑材を３重量％以下添加すると共に、実施例１と同形状の焼結体とし、該軸受体の含油率を３２容量％とした軸受試料を作製した。なお、得られた軸受体は、圧粉体のラトラ値が０．０６５ｇ、焼結体の圧環強度が２１ｋｇｆ／ｍｍ^２であり、通気度が５５×１０^−３ｄａｒｃｙであった。
【００２２】
〔参考例４〕参考例１の原料粉末に圧粉成形時に固形潤滑材を２重量％添加し、実施例１と同じ形状、寸法の焼結体とし、軸受体の含油率を３９容量％とした軸受試料を作製した。またこのようにして得られた軸受体は、圧粉体のラトラ値が０．０７５ｇ、焼結体の圧環強度が１５ｋｇｆ／ｍｍ^２であり、通気度が６２×１０^−３ｄａｒｃｙであった。
【００２３】
〔実施例１〕上記した銅被覆鉄粉による原料粉末１００重量部に対して錫粉１．５重量部と亜鉛粉単体もしくは黄銅粉として亜鉛成分が５重量部になるように添加混合した圧粉成形用原料粉を用いて、軸受体の含油率を３０容量％とし内径２ｍｍ、外径５ｍｍで高さが３ｍｍの軸受体を作製した。なお得られた軸受体は、圧粉体のラトラ値（圧粉体の強度）が０．０６ｇ、焼結体の圧環強度が２４ｋｇｆ／ｍｍ^２であり、通気度が４７×１０^−３ｄａｒｃｙであった。
【００２４】
〔実施例２〕前記した実施例１と同様の銅被覆鉄粉１００重量部に対して錫粉２．５重量部と亜鉛粉単体もしくは黄銅粉として亜鉛成分が１０．５重量部になるように添加混合した原料粉末を用いて、軸受体の含油率を３８容量％とした実施例５と同様な軸受材を作製した。なお、このようにして得られた軸受体は、該圧粉体のラトラ値が０．０７ｇで、焼結体の圧環強度が２０．５ｋｇｆ／ｍｍ^２であり、通気度が５８×１０^−３ｄａｒｃｙであった。
【００２５】
〔実施例３〕上記した銅被覆鉄粉による原料粉末１００重量部に対して錫粉１．２重量部と亜鉛粉単体もしくは黄銅粉として亜鉛成分が０．５重量部になるように添加混合した金属粉末に固形潤滑材を１．５重量％以下添加すると共に、実施例５と同形状の焼結体とし、該軸受体の含油率を３０容量％とした軸受試料を作製した。なお、得られた軸受体は、圧粉体のラトラ値が０．０６５ｇ、焼結体の圧環強度が２１ｋｇｆ／ｍｍ^２であり、通気度が５５×１０^−３ｄａｒｃｙであった。
【００２６】
〔実施例４〕実施例１の原料粉末に圧粉成形時に固形潤滑材を２重量％添加し、実施例５と同じ形状、寸法の焼結体とし、軸受体の含油率を３９容量％とした軸受試料を作製した。またこのようにして得られた軸受体は、圧粉体のラトラ値が０．０７５ｇ、焼結体の圧環強度が１５ｋｇｆ／ｍｍ^２であり、通気度が６２×１０^−３ｄａｒｃｙであった。
【００２７】
上記のような本発明の各実施例に対する比較例として本発明者等が準備したものは、以下の通りである。
比較例１−電解銅粉に対し、８〜１１重量％の錫粉を添加した原料粉を用いて上記実施例と同様の条件で軸受試料を作製した。即ちこのようにして得られた軸受体は、含油率が約２０容量％であり、圧粉体のラトラ値が0.０６５ｇ、焼結体の通気度が７０×１０^-3darcy であった。
比較例２−比較例１の粉末に潤滑材を３重量％以下添加した原料粉を用いて、上記実施例と同様の条件で軸受試料を作製したが、このようにして得られた軸受体は、含油率が約２０容量％であり、焼結体の圧環強度が１８ kgf／mm²であった。
【００２８】
上記したような本発明の実施例１〜８による製品と比較例１、２による製品について検討した結果によると、本発明の実施例によるものは含油量において比較例のものの1.５〜2.０倍であり、また通気度は比較例より１０〜３０％程度低いものであるから耐用性において少なくとも５０％以上で場合によっては１５０％超に達するものであることが確認された。
【００２９】
【発明の効果】
上記したような本発明によるときは圧環強度が高くて機械的強度に優れ、また含油率が一般的な２０容量％前後に対し２倍前後と比較的高いにも拘わらず通気度が低目であって長期に亘って好ましい潤滑作用を実現し、耐用性に優れた焼結含油軸受を提供し得るものであるから工業的にその効果の大きい発明である。

Claims

含油率が３１〜４０容量％、通気度が６８×１０ ^−３ｄａｒｃｙ以下、圧環強度が１５ｋｇｆ／ｍｍ ^２以上であって、鉄粉に対して１０〜３０ｗｔ％の銅が被覆された銅被覆鉄粉１００重量部に対し錫粉１〜３重量部と亜鉛粉単体もしくは黄銅粉として亜鉛成分が０．１〜１２重量部になるように添加した原料粉による圧粉成形焼結体であることを特徴とした焼結含油軸受。
含油率が３１〜４０容量％、通気度が６８×１０ ^−３ｄａｒｃｙ以下、圧環強度が１５ｋｇｆ／ｍｍ ^２以上であって、鉄粉に対して１０〜３０ｗｔ％の銅が被覆された銅被覆鉄粉または該銅被覆鉄粉１００重量部に対し錫粉１〜３重量部と亜鉛粉単体もしくは黄銅粉として亜鉛成分が０．１〜１２重量部になるように添加した原料粉に対し固形潤滑材を３ｗｔ％以下含有させた原料粉による圧粉成形焼結体であることを特徴とした焼結含油軸受。