[发明专利]不含Pb的Cu－Bi系烧结材料制得的滑动部件

说明书

技术领域

本发明涉及将代替为对滑动用铜合金发挥适应性而通常所含有的软质金属Pb而含有Bi的Cu－Bi系滑动材料的滑动面进行机械加工得到的滑动部件，尤其涉及，着眼于烧结合金表面的上述软质金属对滑动特性造成的影响而得到的不含Pb的Cu－Bi系烧结材料制得的滑动部件。

背景技术

专利文献1：日本特开2001－220630号公报公开了分散了1~10重量%的 Bi相的不含Pb的Cu－Bi系烧结滑动材料，Bi相粒子的周围存在Ni－Sn等金属间化合物。应予说明，存在代替Bi或与Bi一同还含有Pb的情况。烧结材料的显微组织的简图示于图1。另外，对滑动材料的表面通过机械加工进行精加工、之后被覆覆盖层制为轴承。

专利文献2：日本特开2005－350772号公报公开了含有1~30%的Bi及0.1~10%平均粒径为10~50μm的硬质粒子，具有比硬质粒子小的Bi相分散于Cu基质中的组织的不含Pb的Cu－Bi系烧结滑动材料。烧结材料的显微照片示于图1－4。另外，该不含Pb的Cu－Bi系烧结材料的表面状态是用纸进行研磨使十点平均粗糙度为1.0μm。

专利文献3：WO2008/018348公开了含有1~15%的Sn、1~15%的Bi、1~10%的平均粒径为5~70μm的硬质粒子，硬质粒子全部与铜基质接合的不含Pb的Cu－Bi系烧结滑动材料。烧结材料的显微照片示于图1－4，分散有多数的Bi相。

上述现有技术公报中公开的烧结合金的显微组织照片或简图显示Bi相、硬质粒子及铜基质。显微组织观察用试样制备中，依次进行材料的切断、粗研磨直到微细研磨、抛光等的加工，使各相准确地呈现。尤其是，由于Bi、Pb等为软质，故应注意不要因研磨而被削掉或流动。

从以往的Cu－Pb系滑动材料转变为最近的Cu－Bi系滑动材料中，专利文献1－3从各种观点考虑了Bi的特性。另外，由于Bi比Pb价格高，故想尽可能的减少Bi的添加量从原料成本的观点考虑也重要。

专利文献1：日本特开2001－220630号公报

专利文献2：日本特开2005－350772号公报

专利文献3：WO2008/018348。

发明内容

发明要解决的课题

专利文献1~3中提出的不含Pb的Cu－Bi系烧结滑动材料中，说明下述主旨，即在其组织形态特定时，Bi的效果依赖于添加质量％。这些专利文献中，由于如图所示的组织应当在Cu－Bi系烧结滑动材料中随处可见，因此可以说是均质材料。在均质材料中，组织特定为所期望的组织时，Bi的效果依赖于Bi的添加量。

但是，使用于变速器用轴衬、发动机用轴承等时，其滑动表面被施以切削等机械加工，被精加工为预定表面粗糙度，但在Cu－Bi合金之类的情形多使用烧结金刚石等高性能工具。该加工后的部件的滑动特性在不含Pb的Cu－Bi系烧结滑动材料中即使是同一Bi添加量、同一Bi相组织也会有大的不均，另外Bi添加量多的材料与少的材料中特性也有时变得相同。即，以包括加工表面的总体的材料来进行评价，则可知Cu－Bi系烧结滑动材料并不是均质材料。本发明人进行了进一步研究，结果发现由于滑动部件表面的状态受机械加工的影响，故Bi应发挥的性能变得不稳定。尤其是，在切削工具削掉铜合金表面之际，铜合金的一部分被作为切粉而从被加工材料分离。另一方面，未被切削除去的材料形成粗糙度，并且处于受切削工具造成的剪切应力影响的状态。可知在该受机械加工的影响的状态下，Bi相的分散形态与烧结材料的本体不同。

所以，本发明的目的在于不含Pb的Cu－Bi系烧结材料制得的滑动部件，其中使Bi的性能稳定地发挥。

用于解决课题的手段

本发明提供不含Pb的Cu-Bi系烧结材料制得的滑动部件，其是与配对轴（mating shaft）接触的一侧通过机械加工被精加工为预定的粗糙度、且多数的Bi相存在于精加工面的不含Pb的Cu－Bi系烧结材料制得的滑动部件，其特征在于，该烧结材料通过前述机械加工而被覆一部分的Bi相，且相对于前述精加工面未被被覆的Bi相总体的露出面积率为0.5%以上。

以下，对本发明进行详细说明。应予说明，Bi与Cu几乎不固溶。因此Bi在Cu－Bi烧结合金中，Cu的多个晶界中仅分布Bi。因此，Bi相在Cu－Bi烧结合金中，具有与上述晶界的形态相仿的粒子形态，虽具有多个粒子形态，但本说明书中均称为Bi相。因此，烧结材料制得的滑动部件的精加工面存在多数的Bi相。