[发明专利]滑动部件用铁基烧结合金

说明书

技术领域

本发明涉及适合应用于在内周面作用高面压的轴承的滑动部件用铁基烧结合金，尤其是涉及烧结时的尺寸变化少，而且显示优良的耐烧接性(耐焼付き性)的滑动部件用铁基烧结合金。

背景技术

例如，作为如车辆、工作机械、产业机械等的驱动部位、滑动部位那样在滑动面作用高面压的滑动部件，使用将碳素钢进行切削加工并进行淬火、回火得到的部件、烧结合金制的部件。特别是由于烧结合金可通过含浸的润滑油而具有自身润滑性，故耐烧接性和耐磨损性良好而被广泛应用。例如日本特开平11-117940号公报中公开了在滑动面上设置Cu：10～30％、剩余部分由Fe构成的铁系烧结合金层的轴承。

但是，近年来由于铜的价格高涨，因此，如日本特开平11-117940号公报的使用10～30％的铜的技术中，制造成本高而不实用。另外，由于熔点低的铜在烧结时成为液相，故也存在烧结后的尺寸变化量大的缺点。因此，为满足要求精度而需要进行机械加工，从而制造成本更高。

另一方面，由于烧结合金中含有铜，从而软质的Cu相或Cu合金相分散于基体中，由此，缓和了对配合部件(相手部材)的攻击性，并且由于适度变形与配合部件的配合性提高。因此，若减少铜的含量，则耐磨损性降低，对配合部件的攻击性提高，并且产生当润滑油不足够时产生噪音(鳴き音)等问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种滑动部件用铁基烧结合金，其可维持含有铜得到的优良性能，并且可降低铜的使用量，降低制造成本。

本发明的滑动部件用铁基烧结合金的特征在于，整体组成以质量比计包含C：0.6～1.2％、Cu：3.5～9.0％、Mn：0.6～2.2％、S：0.4～1.3％、剩余部分：Fe和不可避免的杂质，其合金组织在马氏体基体中分散有游离的Cu相或游离的Cu-Fe合金相的至少一种，并且分散有1.0～3.5质量％的MnS相。

分散于基体中的MnS作为固体润滑剂起作用，即使在润滑油不足的条件下，也能够防止部件彼此间的金属接触，防止噪音的产生。另外，MnS能够缓和对配合部件的攻击性，并且可得到与配合部件的优良的配合性。下面，将本发明的限定的根据与本发明的作用一同进行说明。另外，以下的说明中，“％”是指质量％的意思。

<基体>

基体作成具有高的硬度和强度的马氏体，使得在高面压下使用能够发挥耐磨损性。

<C：0.6～1.2％>

C的含量低于0.6％时，硬度及强度不够，磨损量增大。另一方面，C的含量超过1.2％时，基体脆化，磨损量增大。另外，C因烧结、淬火等的加热而脱碳，相对于原料粉末中的含量减少，或者因渗碳而增加。本发明中C的含量为最终的热处理结束后的含量。

<Cu：3.5～9.0％>

Cu的含量低于3.5％时，基体中分散的游离Cu相、Cu-Fe相的量不足，容易与配合部件产生粘着。另一方面，Cu的含量超过9.0％时，烧结时产生液相，烧结后的尺寸变化量增大。

<固体润滑剂>

为能够降低油润滑不足的条件下的摩擦系数、降低对配合部件的攻击性、提高与配合部件的配合性，在基体中分散固体润滑剂。作为代表性的固体润滑剂，有石墨、MoS₂、FeS、CuS、WS₂、MnS等，但石墨由于在烧结时向铁中扩散，难以使其游离并分散在基体中，另外，当增大添加量至石墨游离的程度时，基体中有渗碳体析出而变脆，并且对配合部件的攻击性(相手攻撃性)增大，不优选。MoS₂、FeS、CuS、WS₂因烧结时容易分解，故烧结后在基体中的分散状态容易产生偏差，如为确保分散量而增大添加量，则导致材料成本上升和强度降低，故而不优选。这一点上，MnS极其稳定，优选作为为了得到同时具有优良的润滑特性和强度特性的滑动部件用铁系烧结合金而分散于基体中的固体润滑剂。

<MnS：1.0～3.5％>

MnS的含量低于1.0％时，作为固体润滑剂的作用不充分。另一方面，MnS的含量超过3.5％时，基体的强度降低，在面压高的条件下磨损量增大。

<MnS相的大小：2～100μm>

MnS相的大小低于2μm时，作为固体润滑剂的作用不充分。另一方面，MnS相的大小超过100μm时，基体的强度降低。