0047]图22是示出在压缩成型工序中填充了第3粉末后的状态的剖视图。
[0048]图23是示出在压缩成型工序中使分隔部件脱离后的状态的剖视图。
[0049]图24是示出在压缩成型工序中对粉末进行了压缩后的状态的剖视图。
[0050]图25是示出烧结轴承的压缩成型工序以后的制造工序的剖视图。
[0051]图26是烧结轴承(第5实施方式)的轴向的剖视图。
[0052]图27是示出压缩成型工序的剖视图。
【具体实施方式】
[0053]列举烧结轴承作为本发明的滑动部件的一例，以下根据【附图说明】其实施方式。
[0054]本发明的烧结轴承适合于在使液压挖掘机或推土机等建筑机械的臂(包括吊杆和铲斗等)彼此结合的关节部处使用。图1图示出了这样的关节部的概略结构。如图1所示，在该关节部处，第2臂7的末端被插入呈双叉状形成的第一臂6的内侧。在第二臂7的末端设置有安装孔7a。采用压入等合适的安装手段将由烧结体构成的烧结轴承I的外周面Ib固定在该安装孔7a内。通过将销4插入到分别设置于第一臂6的双叉部分的销孔6a、和烧结轴承I的内周面2a内，使得第一臂6和第二臂7旋转自如地连结在一起。销4固定在第一臂6中，因此，当使第一臂6和第二臂7相对摆动时，销4相对于轴承I的内周面Ia相对旋转。标号8是限制销4脱落的防脱件。在该关节部中，通过将销4的头部4a或防脱件8从销4的轴部卸下并拔出销4，由此能够使第一臂6和第二臂7分离，进行轴承I或销4的维护。
[0055]如图1和图2所示，烧结轴承I由圆筒状的烧结体构成，并且在使内径侧的滑动层2和外径侧的基底层3相互接触的状态下一体地具有它们。在图示例中，烧结轴承I仅由滑动层2和基底层3构成，任一层都呈筒状特别是圆筒状。烧结轴承I的内周面la(滑动层2的内周面)在轴向上呈笔直的截面正圆状，且构成为将插入内周的销4的轴部(以下，称为轴4)支承成相对旋转自如的滑动面A(轴承面)。烧结轴承I的外周面lb(基底层3的外周面)在轴向上呈笔直的截面正圆状，且构成为被安装在第二臂7等其他部件上的被安装面B。烧结轴承I的轴向两端面是在与轴向垂直的方向上延伸的平坦面。在烧结轴承I的轴向两端面与内周面2a及外周面3a之间分别设置有倒角。
[0056]在上述的关节部处被使用的情况下，烧结轴承I形成为:例如内径的直径为30?100mm，半径方向的壁厚为5?50_。滑动层2的半径方向的壁厚为烧结轴承I的半径方向的壁厚的I?20%左右(优选是2?10%左右)，其实际壁厚尺寸为例如0.3?2mm左右。这是因为，当滑动层2过薄时，成型时的原料粉末的填充性恶化，并且允许磨损极限降低，当滑动层2过厚时，后述的用于提高淬火性的元素和铜的使用量增加，招致成本增高。
[0057]在形成为多孔质的烧结轴承I的微细空孔内浸入有例如矿物油或合成油等润滑油作为润滑材料。在第I臂6和第2臂7相对旋转时，保持在烧结轴承I的内部气孔内的润滑油从烧结轴承I的内周面Ia的表面开孔渗出，在内周面Ia与轴4之间形成润滑油的油膜，因此抑制或防止了内周面Ia的磨损。烧结轴承I整体的含油率为例如10?25vol%，优选是15?25vol %。这是因为，当含油率低于1vol %时，无法在长时间内稳定地维持和发挥期望的润滑特性，当含油率高于25vol %时，由于内部气孔率提高的关系，存在无法确保烧结轴承I所需要的机械强度的可能性。
[0058]并且，如果含浸在烧结轴承I内的润滑油的粘度太低，则不但润滑油容易流出到轴承外部，而且无法在内周面Ia与轴4之间形成规定的强度的油膜，内周面Ia容易磨损。另一方面，如果润滑油的粘度太高，则润滑油从内周面Ia的表面开孔渗出的渗出量不足，可能会促进内周面Ia的磨损。从该观点来看，作为润滑油，40°C时的动粘度为5mm2/S以上且600mm2/s以下的润滑油是优选的，40°C时的动粘度为50mm2/s以上且550mm2/s以下的润滑油是更加优选的，40°C时的动粘度为10mmVs以上且500mm2/s以下的润滑油是进一步更加优选的。
[0059]另外，作为含浸在烧结轴承I的内部气孔中的润滑材料，还能够选择液状润滑脂来取代上述的润滑油。作为液状润滑脂，可以使用这样的润滑脂:例如，以40°C时的动粘度处于上述范围内的润滑油为基油，向其中添加锂皂等皂基增稠剂或尿素(urea)等非皂基增稠剂而成。
[0060]本发明的烧结轴承I形成为在滑动层2和基底层3中金属组分不同的双层结构。该双层结构的烧结轴承I是依次经过以下所述的压缩成型工序、烧结工序、精整工序、和含油工序而制造出来的。
[0061]在压缩成型工序中，采用了将滑动层2的材料和基底层3的材料供给到同一模具(模)中并同时成型这样的所谓双色成型的方法。该双色成型是在模具内的外径侧和内径侧形成两个腔并向各腔内分别填充粉末的方法，使用例如图3所示的模具来进行。该模具具有:模11;配置在模11的内周的中心销12;配置在模11的内周面I Ia与中心销12的外周面12a之间的外侧下冲头13;分隔部件14;内侧下冲头15;以及上冲头16(参照图7)。外侧下冲头
13、分隔部件14、和内侧下冲头15形成为同心的圆筒形状，且能够分别独立地升降。
[0062]首先，如图3所示，使分隔板14和内侧下冲头15上升到上端位置，并使外侧下冲头13下降到下端位置，利用模11的内周面11a、分隔板14的外周面14a、和外侧下冲头13的端面13a形成外径侧的第一腔17。在该第一腔17内填充与基底层3对应的第一粉末Ml。后面描述第一粉末Ml的组分。
[0063]然后，如图4所示，使内侧下冲头15下降到下端位置，利用分隔板14的内周面14b、中心销12的外周面12a、以及内侧下冲头15的端面15a形成内径侧的第二腔18。该第二腔18是在相对于第一腔17隔绝的状态下形成的，在该第二腔18内填充与滑动层2对应的第二粉末M2。此时，使第二粉末M2从内侧腔18溢出，覆盖分隔板14的上方。后面描述第二粉末M2的组分。
[0064]然后，如图5所示，使分隔板14下降。由此，第二粉末M2进入到分隔部件14的量的空间中，第一粉末Ml和第二粉末M2稍许混合而接触。由此，成为这样的状态:第一粉末Ml和第二粉末M2以双层状态充满由模11的内周面11a、外侧下冲头13的端面13a、分隔板14的端面14c、内侧下冲头15的端面15a以及中心销12的外周面12a形成的腔19。然后，去除从腔19溢出的多余的第二粉末M2(参照图6)。
[0065]在像这样从模具卸下分隔部件14的状态下，如图7所示，使上冲头16下降，使上冲头16的端面16a抵靠于粉末M1、M2，利用上冲头16、下冲头13、15、分隔部件14、以及模11压缩填充在腔19内的粉末Ml、M2，成型出压还M。然后，如图8所示，使外侧下冲头13、分隔板14和内侧下冲头15上升，从模具中取出压还Μ。
[0066]这里，与基底层3对应的第一粉末Ml是以铁粉、铜粉、石墨粉作为主体并且还含有低熔点金属的粉末。作为铁粉，能够使用还原铁粉、雾化铁粉等，然而优选的是使用含油性优异的多孔质状的还原铁粉。作为铜粉，可以使用电解铜粉、雾化铜粉，然而若使用粒子整体呈树枝形状的电解铜粉，则可以提高压坯强度，而且在烧结时铜容易扩散到Fe粒子内，因为是更优选的。并且，作为低熔点金属，能够使用熔点比铜小的金属、具体来说是具有700°C以下的熔点的金属、例如锡(Sn)、锌(Zn)、磷(P)等。关于该低熔点金属，除了将其单体粉添加到混合粉中之外，还可以通过使用与铁进行了合金化的粉末来进行添加。在低熔点金属中，对于磷来说，相对于铁的扩散比较容易，能够扩散到铁粒子内部，进而，还可以促进铜的扩散。也就是说，对铁和铜的双方来说相容性良好。因此，优选使用磷作为低熔点金属。若例如使铁一磷合金粉(Fe3P)与铜粉和石墨粉混合，则能够得到这样的优点:第一粉末Ml的混合和成型变得容易，而且安全性也高。
[0067]第一粉末Ml中的各粉末的混配量优选的是，例如使铜粉为2?5wt%，使石墨粉为
0.5?0.8wt%，使剩余部分为铁一低熔点金属的合金粉末。此时，第一粉末Ml中的低熔点金属的比例为0.1?0.6wt % (优选是0.3?0.5wt% )。铜粉作为使铁粉彼此结合的粘合剂发挥功能，当铜粉的混配量过少时，会招致基底层3的强度下降，当铜粉的混配量过多时，会阻碍碳的扩散，使烧结体的强度和硬度下降，因而采用上述的范围。低熔点金属是为了通过促进其自身向铁粒子的扩散和铜向铁粒子的扩散来提高烧结体的强度而混配的，当其过少时，其效果变得不充分，当其过多时，低熔点金属发生偏析，烧结体变脆而招致强度下降，因而采用上述的范围。并且，石墨粉是为了在烧结时使铁和碳反应来形成硬的珠光体相而混配的，当其较少时，无法确保基底层的强度，当其过多时，铁会变成渗碳组织，变脆而招致强度下降，因而采用上述的范围。
[0068]另一方面，与滑动层2对应的第二粉末M2是将包含合金元素的铁粉(合金钢粉)、铜粉和石墨粉混合而成的。作为合金元素，使用使淬火性提高的元素，具体来说，使用从N1、Mo、Mn和Cr中选择的任何I种或2种以上。在本发明中，选择Ni和Mo，使用了N1、Mo和铁的合金钢粉(Fe—Ni — Mo系合金钢粉)。提高淬火性的元素是为了如后所述那样产生马氏体相变和贝氏体相变从而进行烧结硬化而添加的，而Ni和Mo由于对淬火性的提高效果特别优异，因而是优选的。作为第二粉末M2的合金钢粉，完全合金粉是优选的。对于铜粉，电解铜粉是优选的，然而也可以使用雾化铜粉。
[0069]第二粉末M2中的各粉末的混配量优选是:铜粉为10?30wt%(优选是15?20wt% )，石墨粉为0.2?1.0wt%(优选是0.3?0.8wt%