[发明专利]无铅铜合金滑动材料

说明书

本发明申请是PCT专利申请PCT/JP2005/000302，申请日为2005年 1月13日发明名称为“无铅铜合金滑动材料”的发明专利申请的分案申 请，母案进入中国的申请号为CN200580002589.8。

技术领域

本发明涉及铜基烧结合金。更具体而言，本发明涉及不含Pb但滑 动性能得到改善的铜基烧结合金。

背景技术

Pb通常被加到铜合金中用于滑动用途，在滑动过程中随着温度升高 在滑动表面上发生膨胀和伸长。结果，由于Pb使滑动表面冷却并同时 显示出优异的自润滑性能，因而咬粘(seizure)得到了防止。另外，由 于Pb形成软分散相，所以它具适应性(conformability)以及使外来物 质嵌入Pb中的性质。

但是，Pb容易被除了硫酸以外的酸腐蚀。当Pb在Cu合金中以粗 颗粒形式存在时，轴承的承载能力下降。所以，专利文献1(日本已审 专利公开(kokoku)Hei 8-19945)提出以可以用具体的计算公式表示的 细颗粒形式分散Pb。该等式可以如下理解。观察在0.1mm²(10⁵μm²) 视场中的Pb颗粒总数。将这些颗粒的平均面积比转换到一个颗粒上， 该面积比为0.1％或更小。根据该公开文献的实施例，采用的是Cu-Pb-Sn 预合金粉末(pre-alloy powder)。另外，它报导了在更低烧结温度下得 到了更细的Pb结构。所以，可以理解该文献中采用的技术是通过低温 烧结抑制Pb的淀析和生长。

从专利文献2(日本已审专利公开(kokoku)No.Hei 7-9046)中可 以了解，为了增强烧结铜合金的耐磨性，在所述烧结铜合金中加入碳化 物比如Cr₂C₃、Mo₂C、WC、VC和NbC作为硬物质。根据该公开文献， 采用V型混合机混合平均颗粒直径为10-100μm的铜合金粉末和平均颗 粒直径为5-150μm的硬物质粉末，随后压实和烧结。有关Pb存在于铜 颗粒晶界中的描述(第4栏，第21-22行)和从平衡相图推导的知识并 不矛盾，即，Pb在固体Cu中几乎不溶。

专利文献3(日本未审专利公开(kokai)No.Hei 10-330868)描述 了一种无Pb合金，它的滑动性质和Cu-Pb基烧结合金的等同。从该文 献的附图中，可以清楚发现Bi(合金)相位于晶界三叉点处和靠近三叉 点的晶界处。

在专利文献4(日本专利No.3421724)中提出在Pb或Bi相中结合 硬物质，以防Pb或Bi从烧结铜合金中流出；Pb或Bi相充当所述硬物 质的缓冲层，从而减轻了硬物质对相对轴的冲击；分离的硬物质又被Pb 或Bi相俘获，从而减缓了磨损。在该专利中，硬物质的存在是使其包 裹在Bi相中。所以，Bi相的尺寸比硬物质的大。

在专利文献5(日本未审专利公开(kokai)No.2001-220630)中， 公开了加入金属间化合物来增强Cu-Bi(Pb)基烧结合金的耐磨性；其 微观结构使得所述金属间化合物位于Bi或Pb相周围。在滑动过程中， 金属间化合物外凸，而Bi或Pb相以及Cu基质在铜合金表面上下凹， 形成储油部分。结果，滑动材料的抗咬粘性和抗疲劳性都得到改善。提 出的烧结条件的例子是在800-920℃下烧结大约15分钟。

专利文献1：日本已审专利公开(kokoku)No.Hei 8-19945

专利文献2：日本已审专利公开(kokoku)No.Hei 7-9046

专利文献3：日本未审专利公开(kokai)No.Hei 10-330868

专利文献4：日本专利No.3421724

专利文献5：日本未审专利公开(kokai)No.2001-220630

专利文献6：日本未审专利公开(kokai)No.2002-12902

发明内容