多层烧结板及其制造方法与流程

本发明涉及在里衬金属的一侧的面上具备多孔质烧结合金层的多层烧结板及其制造方法，更详细而言，涉及在内燃机或变速器等的滑动部中在含有包含氯或硫等的极压添加剂的润滑油的存在下使用的、适合用于多层滑动构件的多层烧结板及其制造方法。

背景技术：

已提出了一种多层滑动构件，其具备里衬金属、一体地接合在该里衬金属的一侧的面上的多孔质烧结合金层、以及填充和被覆在多孔质烧结合金层的孔隙中和表面上的合成树脂组合物的被覆层，其中多孔质烧结合金层由青铜、铅青铜或磷青铜等青铜类铜合金构成；并且，为了提高该多孔质烧结合金层的耐摩耗性、耐烧结性和适应性，还提出在多孔质烧结合金层中添加例如磷、铝和铋等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开昭50-43006号公报

专利文献2：日本专利特开昭53-117149号公报

专利文献3：日本专利特开平11-173331号公报

专利文献4：日本专利特开平10-330868号公报

专利文献5：日本专利特开2005-163074号公报

专利文献6：日本专利特开2017-39984号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

在这种多孔质烧结合金层中使用青铜类铜合金的一个理由是，能够实现由填充和被覆在多孔质烧结合金层的孔隙中和表面上的合成树脂组合物构成的滑动层对该多孔质烧结合金层的牢固的接合强度(锚固效果)，以及即使由于与对象材料的滑动摩擦而使得由合成树脂组合物构成的滑动层发生摩耗且在该滑动层(滑动面)上露出多孔质烧结合金层的一部分，也能因为露出的青铜类铜合金所具有的良好滑动性能而维持作为多层滑动构件的摩擦摩耗等良好的滑动特性。

然而，该多层滑动构件会在多种不同的条件下、例如干燥摩擦条件或者油中或油润滑条件等条件下使用，但在油中或油润滑条件下的使用、特别是在含有含氯、硫、磷等(特别是硫)的极压添加剂的油中或油润滑条件下的使用中，其处在摩擦面上的面压高、容易发生因油膜的破裂所引起的烧焦(焼付き)的极压条件下，由于多层滑动构件因切削加工而在切削面或滑动面上露出的多孔质烧结合金层的铜与作为极压添加剂所含有的润滑油中的硫的反应，伴随硫化物(cu2s、cus等)的生成而会在由青铜类铜合金构成的多孔质烧结合金层中发生硫化腐食，该生成的硫化物表现出降低多孔质烧结合金层的强度、且加速被覆层的摩耗的缺点。

为了解决上述缺点，本发明人以前提出了一种多层滑动构件，其具备具有钢板的里衬金属、和一体地接合在该里衬金属的一侧的面上并且包含30～60质量％的铁或铁基合金和40～70质量％的镍-磷合金的多孔质烧结合金层(专利文献6)。

本发明人提出的上述多层滑动构件即使在润滑油中、特别是在使用含有含硫等的极压添加剂的润滑油的油中或油润滑条件下，也能抑制硫化腐蚀的进行，且摩擦摩耗特性优异。

本发明人着眼于具有耐硫化腐蚀性效果的专利文献6中所记载的多孔质烧结合金层发现，相对于铁、镍和磷还进一步含有规定量的锡且将由铁、镍、磷和锡制成的雾化合金粉末烧结而形成的多孔质烧结合金层更不会发生硫化腐蚀、且能大幅提高多孔质烧结合金层的耐摩耗性，最终完成了本发明。

本发明是鉴于以上各点而完成的，其目的在于提供一种具备多孔质烧结合金层的多层烧结板及其制造方法，其中多孔质烧结合金层即使在使用了含有含硫等的极压添加剂的润滑油的油中或油润滑条件下也没有发生硫化腐蚀之虞、且耐摩耗性优异。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的多层烧结板具备里衬金属、和一体地接合在该里衬金属的一侧的面上的多孔质烧结合金层，多孔质烧结合金层含有30～50质量％的镍、1～10质量％的磷、2.5～10质量％的锡、以及作为剩余部分的铁和不可避免的杂质，并且具有具备包含铁-镍-锡合金的基质相和在该基质相的内部析出的包含镍-磷-铁-锡合金的硬质相的组织。

根据本发明的多层烧结板，多孔质烧结合金层具有具备包含铁-镍-锡合金的基质相和在该基质相的内部析出的包含镍-磷-铁-锡合金的硬质相的组织的结果是，具有大幅度提高的耐摩耗性，即使在含有硫等的极压添加剂的润滑油中或润滑油的供给条件下，也不会发生硫化腐蚀等不良情况，因此在所填充被覆的合成树脂组合物的被覆层中不会发生因硫化腐蚀等引起的剥离。

具备里衬金属、和一体地接合在该里衬金属的一侧的面上的多孔质烧结合金层的本发明多层烧结板的制造方法包括以下工序：(a)作为里衬金属，准备由铁素体系、奥氏体系或马氏体系的不锈钢板、或者由普通结构用轧制钢板或冷轧钢板构成的钢板；(b)将能够得到含有30～50质量％的镍、1～10质量％的磷、2.5～10质量％的锡、以及作为剩余部分的铁和不可避免的杂质的合金的规定量的铁单质、镍单质、铁-磷合金、镍-磷合金和锡单质的原料金属熔化来制作熔液，通过雾化法将该熔液粉末化来制作雾化合金粉末；以及(c)将雾化合金粉末以均匀的厚度散布在里衬金属的一侧的面上，将其在调整为还原性气氛的加热(烧结)炉内以890～930℃的温度烧结5～10分钟，在里衬金属的一侧的面上一体地接合含有30～50质量％的镍、1～10质量％的磷、2.5～10质量％的锡、以及作为剩余部分的铁和不可避免的杂质的多孔质烧结合金层；一体地接合在由钢板构成的里衬金属的一侧的表面上的多孔质烧结合金层具有具备包含铁-镍-锡合金的基质相和在该基质相的内部析出的包含镍-磷-铁-锡合金的硬质相的组织。

本发明的多层烧结板中，里衬金属在其优选例中可以仅由铁素体系、奥氏体系或马氏体系的不锈钢(sus)钢板构成，也可具备该不锈钢板，作为该不锈钢板，优选冷轧不锈钢板，其中，作为铁素体系不锈钢板的jis钢种，可例举例如sus405、sus410l、sus429、sus430、sus434、sus436l、sus444、sus447j1等，作为奥氏体系不锈钢板的jis钢种，可例举例如sus301、sus302、sus303、sus304、sus305、sus309、sus310、sus316、sus316l、sus317、sus321、sus347、sus384等，此外，作为马氏体系不锈钢板的jis钢种，可例举例如sus403、sus410、sus416、sus420、sus431、sus440等。

在里衬金属由该不锈钢板构成的情况下，里衬金属的一侧的面可以是该不锈钢板的一侧的面，里衬金属还可以具备不锈钢板和被覆该不锈钢板的表面的镍皮膜，在具备镍皮膜的里衬金属的情况下，里衬金属的一侧的面可以是该镍皮膜的一侧的面。

不锈钢板因为其表面被钝化膜覆盖而具有稳定的耐腐蚀性，所以镍皮膜并非必需，但是该钝化膜极薄而容易损坏，因此出于补强该钝化膜的目的，也可在不锈钢板上形成镍皮膜。

本发明的多层烧结板中，里衬金属在其他优选例中可由jisg3101中规定的普通结构用轧制钢板(ss400等)或jisg3141中规定的冷轧钢板(spcc等)构成，在里衬金属由该普通结构用轧制钢板或冷轧钢板构成的情况下，里衬金属的一侧的面可以是该普通结构用轧制钢板或冷轧钢板的一侧的面，里衬金属还可以具备被覆该普通结构用轧制钢板或冷轧钢板的表面的镍皮膜，在还具备镍皮膜的里衬金属的情况下，里衬金属的一侧的面可以是该镍皮膜的一侧的面。

作为里衬金属的上述钢板的厚度优选为0.3～2.0mm，而镍皮膜的厚度优选为大约3～50μm。

在使用具备镍皮膜的钢板作为里衬金属的多层烧结板中，多孔质烧结合金层介由镍皮膜接合在里衬金属的一侧的面上，所以其接合强度提高，同时还可向里衬金属赋予基于该镍皮膜的耐腐蚀性。

在本发明的多层烧结板的制造方法中，雾化合金粉末可如下得到：适当选择铁单质、镍单质、铁-磷合金、镍-磷合金和锡单质而制成含有30～50质量％的镍、1～10质量％的磷和2.5～10质量％的锡并含有作为剩余部分的铁和不可避免的杂质的熔融合金(熔液)，通过将该熔融合金与高速喷射的流体(液体或气体)碰撞而将熔液微粉化，同时进行冷却，从而得到雾化合金粉末。使用气体(惰性气体等)作为流体的气体雾化合金粉末的粒子形状呈球形状，使用液体(水等)作为流体的水雾化合金粉末呈不规则形状。本发明的多层烧结板中，可使用任意形状的雾化合金粉末。雾化合金粉末通过铁、镍、磷和锡熔化来促进合金化，因此雾化合金粉末烧结而得的多孔质烧结合金层与雾化铁粉末和镍-磷合金粉末的混合粉末烧结而得的多孔质烧结合金层相比，耐摩耗性提高。

在由此制成的雾化合金粉末中，镍固溶在形成为主成分的铁中而形成包含铁-镍-锡合金的基质相，提高多孔质烧结合金层的强度，并使该基质相的耐摩耗性上升。此外，镍还与后述的磷、锡和形成为主成分的铁产生包含镍-磷-铁-锡合金的液相，该液相在基质相的内部析出包含镍-磷-铁-锡合金的硬质相。镍的含量小于30质量％则无法获得多孔质烧结合金层中以铁-镍合金为主体的基质相的强度提高，耐摩耗性、耐负荷性可能变得不足，而含量超过50质量％则多孔质烧结合金层的耐摩耗性可能会降低。因此，雾化合金粉末中镍的含量为30～50质量％，优选为40～50质量％。

磷与镍、铁和锡产生镍-磷-铁-锡合金的液相，该液相在基质相的内部析出包含镍-磷-铁-锡合金的硬质相。包含该镍-磷-铁-锡合金的硬质相提高多孔质烧结合金层的耐摩耗性和耐负荷性。磷的含量小于1质量％则包含镍-磷-铁-锡合金的硬质相的比例少，不能充分发挥耐摩耗性的提高效果，含量超过10质量％则包含镍-磷-铁-锡合金的硬质相变得过多，反而有可能使耐摩耗性变差。因此，多孔质烧结合金层中磷的含量为1～10质量％，优选为3～7质量％。

锡扩散到包含铁-镍合金的基质相及包含镍-磷-铁合金的硬质相中而在强化基质相和硬质相的同时使耐摩耗性上升。此外，锡还使雾化合金粉末的烧结能够在低烧结温度下进行，从而能够避免烧结炉所装备的炉心管、加热器、网带(日文：メッシュベルト)等因热(烧结温度)而造成的早期损伤，减少烧结炉的维修次数，其结果是能够削减维修费用。锡的含量小于2.5质量％则无法充分发挥上述效果，而含量超过10质量％则可能会使耐摩耗性降低。因此，雾化合金粉末中的锡的含量为2.5质量％～10质量％，优选2.5～7质量％。

本发明中，含有30～50质量％的镍、1～10质量％的磷、2.5～10质量％的锡、以及作为剩余部分的铁和不可避免的杂质的雾化合金粉末的多孔质烧结合金层呈现出具有包含铁-镍-锡合金的基质相和在该基质相的内部析出的包含镍-磷-铁-锡合金的硬质相的金属组织，在本发明的优选例中，基质相的显微维氏硬度(hmv)以该基质相的7处部位的测定值的平均值计至少为220，硬质相的显微维氏硬度(hmv)以该硬质相的7处部位的测定值的平均值计至少为700。

在里衬金属是不锈钢板、普通结构用轧制钢板或冷轧钢板且里衬金属的一侧的面是不锈钢板、普通结构用轧制钢板或冷轧钢板的一侧的面的情况下，均匀地散布在里衬金属的一侧的面上的雾化合金粉末在加热(烧结)炉中、以890～930℃的温度烧结5～10分钟，镍固溶在里衬金属的一侧的面中并将该面合金化，能增大多孔质烧结合金层对里衬金属的接合强度，并且镍-磷-铁-锡合金存在于多孔质烧结合金层与里衬金属的接合界面而与界面处由镍的固溶所产生的合金化相结合，使多孔质烧结合金层牢固地接合在里衬金属的一侧的面上并使其一体化。一体地接合在里衬金属的一侧的面上的多孔质烧结合金层的厚度优选为约0.1～0.5mm，空孔率优选为20％以上且50％以下。

在里衬金属具备不锈钢板、普通结构用轧制钢板或冷轧钢板和被覆该不锈钢板、普通结构用轧制钢板或冷轧钢板的一侧的面的镍皮膜的情况下，基质相的铁-镍合金扩散固溶在镍皮膜中而合金化，因此能够通过里衬金属使多孔质烧结合金层牢固地接合并使其一体化。

也可以使用本发明的多层烧结板，制成具备在该多层烧结板的多孔质烧结合金层的空孔中和表面上填充和被覆合成树脂组合物而得的合成树脂组合物的被覆层的多层滑动构件。

合成树脂组合物包含选自氟树脂、聚醚醚酮树脂、聚酰胺树脂、聚缩醛树脂、聚苯硫醚树脂和聚酰胺酰亚胺树脂中的至少一种形成为主成分的合成树脂，和选自聚酰亚胺树脂、烧成酚醛树脂、聚苯砜树脂、氧苯甲酰聚酯树脂、硫酸钡、硅酸镁和磷酸盐的至少一种填充剂，此外，合成树脂组合物还可包含选自石墨、二硫化钼、二硫化钨和氮化硼的至少一种固体润滑剂。

作为合成树脂组合物的具体例，可例示(1)由5～30质量％的硫酸钡、1～15质量％的硅酸镁、1～25质量％的磷酸盐、0.5～3质量％的氧化钛和余量的聚四氟乙烯树脂(以下简称为“ptfe”)构成的合成树脂组合物；(2)由5～40质量％的硫酸钡、1～30质量％的磷酸盐、1～10质量％的选自聚酰亚胺树脂、烧成酚醛树脂和聚苯砜树脂的1种或2种以上的有机材料、和余量的ptfe构成的合成树脂组合物；(3)由6.5～11.5质量％的氧苯甲酰聚酯树脂、1～12.5质量％的磷酸盐、9.5～34.5质量％的硫酸钡和余量的ptfe构成的合成树脂组合物；(4)由0.5～5质量％的由饱和脂肪酸和多元醇衍生的多元醇脂肪酸酯、0.5～3质量％的荷荷巴油和余量的聚缩醛树脂构成的合成树脂组合物等。

本发明的多层烧结板的多孔质烧结合金层的空孔中和表面上所填充被覆的合成树脂组合物的被覆层的厚度设为0.02～0.15mm，具备该被覆层的多层滑动构件即使由于与对象材料的滑动摩擦而在被覆层上产生摩耗、在该被覆层上露出多孔质烧结合金层的一部分，也能因为露出的多孔质烧结合金层的良好滑动性能而发挥作为多层滑动构件的良好滑动特性。

发明效果

根据本发明，多孔质烧结合金层具有包含铁-镍-锡合金的基质相和在该基质相的内部由包含镍-磷-铁-锡合金的所产生的液相析出的包含镍-磷-铁-锡合金的硬质相的组织，其结果是可提供具有大幅提高的耐摩耗性、即使在含有硫等的极压添加剂的润滑油中或润滑油的供给条件下也不会发生硫化腐蚀的多层烧结板及其制造方法。

附图说明

图1是本发明的优选例的多层烧结板的制造装置的说明图。

图2是本发明的优选例的多孔质烧结合金层的截面组织的扫描型电子显微镜图像的说明图。

图3是图2的局部放大扫描型电子显微镜图像的说明图。

图4是用于说明推力试验方法的立体说明图。

具体实施方式

下面，基于图示的优选实施例对本发明及其实施方式作进一步详细说明。但本发明不受这些实施例的任何限定。

使用图1中示出的制造装置1对制造本发明的多层烧结板的方法进行说明。

制造装置1具备矫直机3，其将以卷成线圈状的箍材的形式提供的由厚度0.3～2.0mm的连续条片构成的钢板作为里衬金属2，一边将其一端拉出并搬运，一边对该钢板的起伏等进行矫直。作为里衬金属2的钢板并不限定于连续条片，也可以是切割成适当长度的条片。此外，里衬金属2也可具有钢板和在该钢板的至少一侧的面上所形成的镍皮膜。

里衬金属2通过矫直机3一边沿方向(搬运方向)a搬运，一边其起伏等被矫直。在方向a的比矫直机3更下游侧，配置有储藏合金粉末4的料斗5，向通过了矫直机3的里衬金属2的表面上供给(散布)储藏在料斗5中的合金粉末4。在料斗5的下端部固定有使供给至里衬金属2的表面上的合金粉末4平滑化的刮板6，通过了刮板6的合金粉末4被平滑化，由此在里衬金属2的一侧的面上形成厚度均匀的未烧结的合金粉末层7。

储藏在料斗5中的合金粉末4是雾化合金粉末。

雾化合金粉末如下制作。

作为原料金属，准备铁单质、镍单质、铁-19质量％磷合金、铁-25质量％磷合金、镍-4～12质量％磷合金和锡单质，由这些原料金属来制作含有30～50质量％的镍、1～10质量％的磷、2.5～10质量％的锡、以及作为剩余部分的铁和不可避免的杂质的合金原料。将合金原料熔化来制作熔融合金(熔液)，使熔液与高速喷射的流体(液体或气体)碰撞而微粉化，同时进行冷却，制成含有30～50质量％的镍、1～10质量％的磷、2.5～10质量％的锡、以及作为剩余部分的铁和不可避免的杂质的雾化合金粉末。由此制成的雾化合金粉末通过铁、镍、磷和锡熔化来促进合金化。

使用气体(惰性气体)作为将熔液以高速喷射的流体而制成的气体雾化合金粉末的粒子形状呈球形状，使用液体(水)作为流体而制成的水雾化合金粉末的粒子形状呈不规则形状。雾化合金粉末的粒径是44～149μm(325～100目)。

在一侧的面上没有发生偏析地形成了厚度均匀的未烧结雾化合金粉末层的里衬金属2如图1所示，被搬入调整为真空或氢(h2)气、h2·氮气(n2)混合气(25体积％h2-75体积％n2)、氨分解气(ax气:75体积％h2和25体积％n2的混合气)等还原性气氛的加热(烧结)炉8中，在加热炉8内以890～930℃的温度烧结5～10分钟。通过该烧结，雾化合金粉末的镍扩散固溶到里衬金属2的表面中并使该表面合金化，增大了雾化合金粉末对多孔质烧结合金层的里衬金属2的接合强度，并且雾化合金粉末的镍-磷-铁-锡合金存在于多孔质烧结合金层和里衬金属2的接合界面处，与界面处由镍的扩散固溶所产生的合金化相结合，使多孔质烧结合金层与里衬金属2牢固地接合并使其一体化。与里衬金属2的一侧的面一体地接合的多孔质烧结合金层的厚度设为大约0.1～0.5mm。

在使用了具备钢板和在该钢板的表面上所形成的镍皮膜的里衬金属2的多层烧结板中，雾化合金粉末的镍在镍皮膜中相互扩散而进行烧结，因此能够使雾化合金粉末的多孔质烧结合金层更牢固地接合在里衬金属2的一侧的面上。

图2是在由冷轧钢板和在该冷轧钢板的表面上所形成的镍皮膜构成的里衬金属2的一侧的面、即镍皮膜的面上一体地接合含有47质量％的镍、3质量％的磷和2.5质量％的锡、以及作为剩余部分的铁和不可避免的杂质的雾化合金粉末的多孔质烧结合金层而得的多层烧结板的截面的扫描型电子显微镜图像(sem图像)，图3是图2的局部放大sem图像。图中，符号2是里衬金属，9是实施在里衬金属2的表面上的镍皮膜，10是介由镍皮膜9一体地扩散接合在里衬金属2的一侧的面上的多孔质烧结合金层，11是形成在多孔质烧结合金层10中的空孔，12是多孔质烧结合金层10的包含铁-镍-锡合金的基质相，13是在基质相12的内部由包含镍-磷-铁-锡合金所产生的液相析出的包含镍-磷-铁-锡合金的硬质相。

对多孔质烧结合金层10中的包含铁-镍-锡合金的基质相12和包含镍-磷-铁-锡合金的硬质相13的显微维氏硬度(hmv)进行了测定，结果是基质相12的显微维氏硬度以该基质相12的7处部位的测定值的平均值计显示为264，而硬质相13的显微维氏硬度以该硬质相13的7处部位的测定值的平均值计显示为796。

由此，与里衬金属2的一侧的面一体地接合的含有30～50质量％的镍、1～10质量％的磷、2.5～10质量％的锡、以及作为剩余部分的铁和不可避免的杂质的雾化合金粉末的多孔质烧结合金层10具有具备包含铁-镍-锡合金的基质相和在该基质相的内部由包含镍-磷-铁-锡合金所产生的液相析出的包含镍-磷-铁-锡合金的硬质相的组织，基质相的显微维氏硬度(hmv)以该基质相的7处部位的测定值的平均值计至少为220，硬质相的显微维氏硬度(hmv)以该硬质相的7处部位的测定值的平均值计至少为700，因此在与对象材料的滑动摩擦时，包含镍-磷-铁-锡合金的硬质相与比该硬质相较软质的包含铁-镍-锡合金的基质相相比，能支承更高的荷重，多孔质烧结合金层10的耐摩耗性得到提高。

接着，对具备填充被覆在多层烧结板的多孔质烧结合金层的空孔中和表面上的合成树脂组合物的被覆层的多层滑动构件进行说明。

作为合成树脂组合物的一例，用亨舍尔混合机将5～40质量％的硫酸钡、1～30质量％的磷酸盐、1～10质量％的由选自聚酰亚胺树脂、烧成酚醛树脂和聚苯砜树脂的1种或2种以上的有机材料构成的填充材料、剩余部分的ptfe搅拌混合，得到包含ptfe、硫酸钡、磷酸盐和由有机材料构成的填充材料的混合物，掺入相对于该混合物100质量份为15质量份以上且30质量份以下的石油类溶剂，在ptfe的室温转变点(19℃)以下、优选10～18℃的温度下进行混合，制成赋予了润湿性的合成树脂组合物。向上述多层烧结板的多孔质烧结合金层上散布供给该赋予了润湿性的合成树脂组合物，用辊轧制而将合成树脂组合物填充到多孔质烧结合金层的空孔中，同时在多孔质烧结合金层的表面上形成厚度均匀的由合成树脂组合物构成的被覆层。接着，将具备填充被覆在多孔质烧结合金层上的合成树脂组合物的被覆层的多层烧结板在加热至200～250℃的温度的干燥炉内保持几分钟，除去石油类溶剂，然后将干燥后的合成树脂组合物用辊在300～600kgf/cm²的加压下进行加压辊处理，以达到规定的厚度。随后，将其导入加热炉中，以360～380℃的温度加热几分钟至十几分钟以进行烧成后，从炉中取出，再次通过辊处理来调整尺寸的不均匀，制成具备填充被覆在多层烧结板的多孔质烧结合金层的空孔中和表面上的被覆层的多层滑动构件。多层滑动构件中的由合成树脂组合物形成的被覆层的厚度设为0.02～0.15mm。

由此制成的多层滑动构件即使由于与对象材料的滑动摩擦而在由合成树脂组合物构成的被覆层(滑动面)上产生摩耗、在该被覆层上露出多孔质烧结合金层的一部分、与对象材料的滑动摩擦转移到这两者混合存在的滑动面上，也由于露出的雾化合金粉末的多孔质烧结合金层的耐摩耗性优异，而能够与被覆层的低摩擦性相结合而发挥出作为多层滑动构件的良好滑动特性。

实施例

实施例1

准备将厚度0.70mm的冷轧钢板(spcc)切割成宽度170mm、长度600mm的尺寸的条片，对该条片的包括一侧的面在内的整面实施由电解镍镀敷的厚度20μm镍皮膜，将其作为里衬金属。

作为原料金属，准备铁单质、镍单质、镍-4质量％磷合金和锡单质，由这些原料金属计量出25质量％的镍-4质量％磷合金、23.5质量％的镍单质、49质量％的铁单质和2.5质量％的锡单质。将这些原料金属熔化而得的熔液与高速喷射的流体(惰性气体)碰撞而微粉化，同时进行冷却，制成含有47.5质量％的镍、1质量％的磷、2.5质量％的锡以及49质量％的由铁和不可避免的杂质构成的剩余部分的雾化合金粉末。该雾化合金粉末的粒径是45～150μm。

在预先用丙酮脱脂清洗后的上述里衬金属的一侧的面的镍皮膜的表面上散布雾化合金粉末，制成厚度均匀的未烧结的雾化合金粉末层。接着，将其搬运到调整为氢·氮混合气(25体积％h2-75体积％n2)的还原性气氛的烧结炉中，以890℃的温度烧结10分钟，得到具有在里衬金属的一侧的面上介由镍皮膜一体地接合的多孔质烧结合金层的多层烧结板，其中多孔质烧结合金层的厚度为0.3mm且含有47.5质量％的镍、1质量％的磷、2.5质量％的锡以及49质量％的由铁和不可避免的杂质构成的剩余部分。多层烧结板的多孔质烧结合金层呈现出具备包含铁-镍-锡合金的基质相和在该基质相的内部产生的由包含镍-磷-铁-锡合金的液相析出的包含镍-磷-铁-锡合金的硬质相的组织，该基质相的显微维氏硬度(mvh)以该基质相的7处部位的测定值的平均值计显示为220，硬质相的显微维氏硬度(mvh)以该硬质相的7处部位的测定值的平均值计显示为878。

实施例2～实施例9

准备了由与上述实施例1同样的冷轧钢板和对该冷轧钢板的包括一侧的面在内的整面实施的厚度20μm镍皮膜构成的里衬金属。

作为原料金属，准备铁单质、镍单质、铁-19质量％磷合金、铁-25质量％磷合金、镍-4～12质量％磷合金和锡单质，适当选择这些原料金属来制作表1～表3中所示的成分组成的雾化合金粉末，通过与实施例1同样的方法得到具有在里衬金属的一侧的面上介由镍皮膜一体地接合的厚度0.3mm的多孔质烧结合金层的多层烧结板。多层烧结板的多孔质烧结合金层呈现出具备包含铁-镍-锡合金的基质相和在该基质相的内部由包含镍-磷-铁-锡合金所产生的液相析出的包含镍-磷-铁-锡合金的硬质相的组织，该基质相和硬质相的显微维氏硬度(mvh)示于表1～表3中。

比较例1(相当于专利文献6的实施例2)

准备了与上述实施例1同样的里衬金属。

将50质量％的通过200目(74μm)筛的粒度的雾化铁粉末、和50质量％的通过350目(44μm)筛的粒度的雾化镍-11质量％磷合金粉末(镍44.5质量％、磷5.5质量％)用v型混合机混合30分钟而制成混合粉末，将该混合粉末以均匀的厚度散布在预先用丙酮进行了脱脂清洗的镍皮膜的一侧的面上，将其在调整为氢·氮混合气(25体积％h2-75体积％n2)的还原性气氛的加热炉内以890℃的温度烧结10分钟，制成在镍皮膜的一侧的面上一体地接合了多孔质烧结合金层的多层烧结板，其中多孔质烧结合金层由含有50质量％的铁粉末和50质量％的镍-11质量％磷合金粉末的混合粉末的烧结合金构成且厚度为0.3mm。多层烧结板的多孔质烧结合金层呈现出具备包含铁-镍合金的基质相和在该基质相的晶界处由包含镍-磷合金所产生的液相析出的包含镍-磷合金的硬质相的组织，该基质相的显微维氏硬度(mvh)以该基质相的7处部位的测定值的平均值计显示为260，硬质相的显微维氏硬度(mvh)以该硬质相的7处部位的测定值的平均值计显示为620。

比较例2

作为原料金属，准备铁单质、镍单质和镍-8质量％磷合金，从这些原料金属计量出48质量％的铁单质、15质量％的镍单质和37质量％的镍-8质量％磷合金。将这些原料金属熔化而得的熔液与高速喷射的流体(惰性气体)碰撞而微粉化，同时进行冷却，制成含有49质量％的镍、3质量％的磷、以及48质量％的作为剩余部分的铁和不可避免的杂质的雾化合金粉末。该雾化合金粉末的粒径是45～106μm。

在上述里衬金属的一侧的面的镍皮膜的表面上散布雾化合金粉末，制成厚度均匀的未烧结的雾化合金粉末层。接着，将其搬运到调整为氢·氮混合气(25体积％h2-75体积％n2)的还原性气氛的烧结炉中，以890℃的温度烧结10分钟。冷却后，从烧结炉中取出，结果确认到多孔质烧结合金层没有介由镍皮膜一体地接合在里衬金属的一侧的面上。

比较例3

准备了与比较例2同样的里衬金属以及含有49质量％的镍、3质量％的磷和48质量％的作为剩余部分的铁和不可避免的杂质的雾化合金粉末。在里衬金属的一侧的面的镍皮膜的表面上散布雾化合金粉末，制成厚度均匀的未烧结的雾化合金粉末层。接着，将其搬运到调整为氢·氮混合气(25体积％h2-75体积％n2)的还原性气氛的烧结炉中，以900℃、910℃、920℃和930℃的温度分别烧结10分钟。冷却后，从烧结炉中取出，结果确认到只有在烧结温度为930℃的温度下进行烧结的情况下，多孔质烧结合金层才介由镍皮膜一体地接合在里衬金属的一侧的面上。多层烧结板的多孔质烧结合金层呈现出具备包含铁-镍合金的基质相和在该基质相的内部由包含镍-磷-铁合金所产生的液相析出的包含镍-磷-铁合金的硬质相的组织，该基质相的显微维氏硬度(mvh)以该基质相的7处部位的测定值的平均值计显示为267，硬质相的显微维氏硬度(mvh)以该硬质相的7处部位的测定值的平均值计显示为660。

接着，对于实施例1～实施例9以及比较例1和比较例3的多层烧结板在以下所示的试验条件下评价了摩擦摩耗特性。评价结果示于表1～表4中。

<多层烧结板的摩擦摩耗特性的试验条件>

速度：1.3m/分钟

荷重(面压)：300kgf/cm²

试验时间：20小时

对象材料：机械结构用碳素钢(s45c)

润滑油中(出光兴产株式会社制“ダプニースーパーマルチルオイル#32(商品名)”)

<多层烧结板的摩擦摩耗特性的试验方法>

如图4所示，将由实施例1～实施例9以及比较例1和比较例3的各多层烧结板制成的一边为30mm的正方形状的轴承试验片17固定在试验台上，一边从作为对象材料的圆筒体18向轴承试验片17的一侧的面19施加沿着与该面19正交的方向x的规定荷重，一边使圆筒体18在该圆筒体18的轴心20的周围沿方向y旋转，测定轴承试验片17与圆筒体18之间的摩擦係数以及20小时试验后的面19的摩耗量。

试验结果示于表1～表4中。

[表1]

[表2]

[表3]

[表4]

对于表4中的比较例2，由于多孔质烧结合金层没有介由镍皮膜一体地接合在里衬金属的一侧的面上，所以没有进行摩擦摩耗特性的评价。

根据试验结果可知，实施例1～实施例9的多层烧结板的摩擦摩耗特性、特别是耐摩耗性大幅度提高。从实施例2与比较例3的对比可知，实施例2的多孔质烧结合金层的基质相和硬质相中，都发生了锡的扩散和析出，推测由该锡的析出而基质相和硬质相的耐摩耗性提高，多孔质烧结合金层的耐摩耗性大幅度提高。

此外，通过在形成多孔质烧结合金层的雾化合金粉末中含有锡，在实施例1～实施例9的多层烧结板的制造中，能够采用烧结温度为890～930℃那么宽的烧结可能温度范围(50℃)，相对于此，在使用了比较例2和比较例3的雾化合金粉末的多层烧结板的制造中，烧结温度仅为930℃而无法采用烧结可能温度范围。这是因为，通过使雾化合金粉末含有锡，可降低烧结温度，能够避免加热(烧结)炉所装备的炉心管、加热器、网带等因热(烧结温度)造成的早期损伤，减少加热炉的维修次数，其结果是能够产生可削减维修费用的次要效果。

如以上所说明，本发明的多层烧结板具有呈现出具备包含铁-镍-锡合金的基质相和该基质相的内部由包含镍-磷-铁-锡合金所产生的液相析出的镍-磷-铁-锡合金的硬质相的组织的多孔质烧结合金层，该多孔质烧结合金层通过在基质相和硬质相中扩散的锡的析出而耐摩耗性大幅度提高，并且多孔质烧结合金层即使在含有硫等的极压添加剂的润滑油中或润滑油的供给条件下，也不会发生硫化腐蚀等不良情况，因此也不会发生因硫化腐蚀等引起的填充被覆在多孔质烧结合金层上的合成树脂组合物的被覆层的剥离。此外，在制造方法中，通过使用含有锡的雾化合金粉末，在里衬金属的一侧的面上不会发生金属粉末的偏析且能在低烧结温度下烧结，因此能避免加热(烧结)炉所装备的炉心管、加热器、网带等因热(烧结温度)造成的早期损伤，能够减少加热炉的维修次数，其结果是能够大幅削减维修费用。

符号说明

1制造装置

2里衬金属

4雾化合金粉末

5料斗

7未烧结的雾化合金粉末层

8加热(烧结)炉

9镍皮膜

10多孔质烧结合金层

11空孔

12基质相

13硬质相。