专利名称：烧结轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及将金属粉末压粉成形后进行烧结而得到的烧结轴承。
背景技术：
烧结轴承通过将金属粉末压粉成形后，以规定的温度烧结而形成。例如专利文献1 所示的烧结轴承作为对插入内周的旋转轴进行支承的旋转轴支承用而使用。当轴旋转时， 浸渍在烧结轴承的内部空孔中的油从表面开孔渗出，该油向烧结轴承与轴的滑动部供给， 由此来提高轴承与轴之间的润滑性。作为形成烧结轴承的金属粉末，若使用将不同种类的金属粉末混合后的金属粉末，则能够得到有效利用各金属粉末的材料特性的轴承。例如，上述专利文献1的烧结轴承通过将含有Cu粉末和SUS钢(不锈钢，以下同样)粉末的混合金属粉末烧结而形成。这样，通过含有硬度高的SUS钢粉末，能够提高轴承的表面、尤其是与旋转轴滑动的轴承面的耐磨性，通过含有比较软的Cu粉末，能够提高烧结轴承的成形性。专利文献1日本特开2006-214003号公报专利文献2日本特开2001-279349号公报但是，当如上述那样混合不同种类的金属粉末而进行烧结时，由于各金属的特性， 存在对烧结轴承的性能带来不良影响的情况。例如，在以比较低的温度(800°C左右)烧结含有SUS钢粉末的混合金属粉末而形成烧结轴承的情况下，在SUS钢粉末的粉末表面形成氧化膜，由于该氧化膜的影响，粉末彼此的结合力减弱而烧结轴承的强度可能不足。另一方面，若以比较高的温度(例如1200°C )烧结该轴承，则虽然能够抑制氧化膜的形成，但随着烧结进行而烧结轴承变得过于硬，之后的烧结轴承的精压加工、动压槽的形成等变得困难。 另外，在混合金属粉末中含有Cu粉末的情况下，当以超过Cu的熔点的温度进行烧结时，Cu 完全熔融而无法保持轴承的形状，轴承的尺寸精度可能降低。例如，在专利文献2中示出使用铜覆盖铁粉的烧结轴承。如此，若由铜覆盖铁粉的表面，则即使在以比较低的温度进行烧结的情况下，也能够防止向铁粉的表面形成氧化膜。 但是，由于该铜覆盖铁粉通过在铁粉的表面镀敷铜等而形成，铁粉与铜的固接力不那么高， 因此在冲击载荷的作用下铁粉与铜容易剥离，可能导致轴承的强度不足。
发明内容
本发明的课题在于提供一种由不同种类的多种金属材料形成，且能够在不导致加工性的恶化、强度降低等的不良情况的情况下形成的烧结轴承。为了解决上述课题，本发明提供一种烧结轴承，其通过将金属粉末的压缩成形体烧结而成，其中，所述烧结轴承使用了含有分离合金粉的金属粉末，该分离合金粉具有由各粒子不同的金属材料构成的多个区域，且使各区域的界面的至少一部分合金化。如此，在本发明中，由于使用含有分离合金粉的金属粉末，因此能够有效利用构成分离合金粉的各粒子的多种金属材料的特性。并且，分离合金粉中由不同的金属构成的各区域的界面的至少一部分被合金化，因此各区域间的结合强度提高，烧结轴承的强度提高。例如，在分离合金粉具有由狗系金属材料(含有狗作为主成分的金属材料)构成的区域的情况下，通过使狗在轴承面露出，能够提高轴承面的耐磨性。尤其是使用SUS 钢作为1 系金属材料时，通过SUS钢中含有的Cr，除了耐磨性外，还能够得到耐腐蚀性的效果。若该狗系金属材料的表面的至少一部分由其它金属材料覆盖，则能够减少狗在粉末表面露出的面积，因此能够抑制粒子表面的氧化膜的形成，能够防止氧化膜引起的粉末彼此的结合力的降低，进而能够防止烧结轴承的强度降低。并且，通过抑制氧化膜的形成，能够在比较低的温度下进行烧结，因此烧结轴承的硬度不会过度变高，精压加工、动压槽形成等的加工容易。另外，在分离合金粉具有由Cu系金属材料(含有Cu作为主成分的金属材料)构成的区域的情况下，由于Cu比SUS钢等软，因此能够提高金属粉末的压粉加工、精压加工等的加工性，能够提高轴承的尺寸精度。并且，通过使比较软的Cu在轴承面露出，能够提高与对象材料(例如轴构件)的滑动性。上述那样的分离合金粉例如能够通过将各金属材料以熔融状态混合，之后喷雾该混合熔融金属而使其冷却固化的、所谓喷散法来制造。通过喷散法，能够使不同的金属材料充分地配合，因此容易发挥各金属材料的特性。这样的烧结轴承例如能够作为在轴承面形成有使流体产生动压作用的动压产生部的流体动压轴承而使用。发明效果如以上所示，根据本发明，能够得到由不同种类的多种金属材料形成，且能够在不导致加工性的恶化、强度降低等的不良情况的情况下形成的烧结轴承。
具体实施例方式以下，基于附图，说明本发明的实施方式。
图1中示出本发明的一实施方式涉及的作为烧结轴承的轴承套筒1。轴承套筒1 形成为两端开口的圆筒状，装入图4及5所示的流体动压轴承装置100。轴承套筒1通过将含有分离合金粉的金属粉末烧结而形成。具体而言，使用将由Cu系金属材料覆盖SUS钢的表面的分离合金粉、纯铜粉末、石墨粉末等混合后的金属粉末而形成。轴承套筒1的内周面Ia及下侧端面Ic分别作为径向轴承面及轴向轴承面而发挥功能。在沿轴承套筒1的内周面Ia的轴向分离的两个部位的区域形成有例如图1(a)所示的人字形状的动压槽lal、la2来作为径向动压产生部。上侧的动压槽Ial相对于丘部(交叉影线区域)的轴向大致中央部的带状部分形成为非轴向对称，且带状部分的上侧区域的轴向尺寸Xl比下侧区域的轴向尺寸X2大(XI >X2)。下侧的动压槽la2形成为轴向对称。在轴承套筒1的下侧端面Ic形成有例如图1 (b)所示的螺旋形状的动压槽Icl来作为轴向动压产生部。并且，在轴承套筒1的外周面Id跨轴向全长而形成有任意根数的轴向槽ldl，在图示例中，沿圆周等间隔地形成三根轴向槽ldl。图2中示出分离合金粉10的一个粒子的剖视图。该分离合金粉10具有由富含!^e 的狗系金属材料(在本实施方式中为SUS钢)构成的第一区域11和富含Cu的Cu系金属材料构成的第二区域12。第一区域11与第二区域的界面的至少一部分被合金化。第一区域11作为核而大致配置在粒子的中央部，该第一区域11的表面由第二区域12覆盖。由此， 分离合金粉10的粒子表面大致由第二区域12的Cu构成，局部露出第一区域11的SUS钢。图3中示出轴承套筒1的轴承面A(径向轴承面或轴向轴承面)的放大剖视图。 如图所示，在分离合金粉10的粒子间的间隙配置有纯铜粉末13、石墨粉末14(图中由黑点表示)。相邻的分离合金粉10通过其表面的一部分熔融而直接结合，或经由分离合金粉10 间的纯铜粉末13而结合。分离合金粉10的第一区域11及第二区域12在轴承面A露出。 如此，通过由分离合金粉10形成轴承套筒1，能够对轴承套筒1赋予SUS钢和Cu这两方的特性。即，如图3所示，通过使SUS钢(第一区域11)在轴承套筒1的表面、尤其在轴承面A 露出，能够提高轴承面A的耐磨性。并且，通过使Cu (第二区域1 在轴承面A露出，能够提高轴承面A与滑动对象材料(在本实施方中为轴构件2，参照图5)的滑动性。并且，通过由含有比较软的Cu的材料形成轴承套筒1，能够提高轴承套筒1的加工性，提高尺寸精度。接着，示出轴承套筒1的形成方法的一例。首先，形成分离合金粉10。分离合金粉10能够例如通过将各金属材料(在本实施方式中为1^、Cr以及Cu)以熔融状态混合后，喷雾该混合熔融金属而使其冷却固化的所谓喷散法来制造。作为喷散法，可以适用利用气体喷雾熔融金属的气体喷散法和利用水喷雾熔融金属的水喷散法。图2所示的分离合金粉10通过气体喷散法制造，主要集中在中央部的SUS钢(第一区域11)的外周由Cu(第二区域12)覆盖，整体呈大致球形。需要说明的是，作为SUS钢，可以使用铁氧体系、马氏体系、奥氏体系中的任一种，SUS钢中的Cr和Ni 的配合量可根据要求的轴承特性任意选择。在制造分离合金粉10时，若调整以熔融状态混合的各金属材料的配合比例，则能够任意设定成为核的金属材料和覆盖其表层的金属材料等。例如，当Cu的混合比例比!^e 多时，如图2所示，能够得到SUS钢(第一区域11)为核且由Cu(第二区域12)覆盖其表面的分离合金粉10。此时，若主成分金属(在本实施方式中为狗及Cu)的配合量过于少，则该金属固溶于其它金属中，可能无法形成分离合金粉，因此主成分金属的配合量需要设定为彼此不固溶的程度的比例。接着，通过模成形将上述的含有分离合金粉10的混合金属粉末压粉成形为规定形状。该混合金属粉末中除分离合金粉10以外，例如还可适当含有纯铜粉末、石墨粉末、Sn 以及 ^-Ρ混合粉。表1中示出混合金属粉末的组成的例子。另外，表2中示出通过气体喷散法制造的分离合金粉10的合金组成的例。表1
权利要求
1.一种烧结轴承，其通过将金属粉末的压缩成形体烧结而成，其中，所述烧结轴承使用含有分离合金粉的金属粉末，该分离合金粉具有由各粒子不同的金属材料构成的多个区域，且各区域的界面的至少一部分合金化。
2.根据权利要求1所述的烧结轴承，其中， 分离合金粉具有由狗系金属材料构成的区域。
3.根据权利要求2所述的烧结轴承，其中， 狗系金属材料为SUS钢。
4.根据权利要求2或3所述的烧结轴承，其中，在分离合金粉中，狗系金属材料的表面的至少一部分由其它金属材料覆盖。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的烧结轴承，其中， 分离合金粉具有由Cu系金属材料构成的区域。
6.根据权利要求1 5中任一项所述的烧结轴承，其中， 分离合金粉通过喷散法制造而成。
7.根据权利要求1 6中任一项所述的烧结轴承，其中，所述烧结轴承作为流体动压轴承使用，在轴承面形成有使流体产生动压作用的动压产生部。
8.一种流体动压轴承装置，其具备权利要求1 7中任一项所述的烧结轴承和插入在烧结轴承的内周中的轴构件。
全文摘要
本发明提供一种烧结轴承。通过将分离合金粉(10)作为烧结材料使用，能够有效利用不同种类的金属材料(例如SUS钢和Cu)的特性。另外，由于由不同的金属构成的各区域的界面的至少一部分被合金化，因此各区域间的结合强度提高，烧结轴承的强度提高。
文档编号B22F1/00GK102202819SQ20098014348
公开日2011年9月28日 申请日期2009年9月29日 优先权日2008年10月29日
发明者仓田规义, 伊藤冬木, 冈村一男, 川村诚(死亡) 申请人:Ntn株式会社