[发明专利]Cu基烧结滑动部件

说明书

技术领域

本发明涉及一种Cu基烧结滑动部件，尤其涉及一种可在高负荷环境下应用的Cu基烧结滑动部件。

背景技术

在汽车中使用的轴承中，在高负荷下使用的用途、例如在汽车的ABS系统的轴承等之类的高负荷用途中使用昂贵滚珠轴承。另外，在汽车的刮水器等马达系统用途中使用廉价的Fe-Cu系烧结轴承，但是由于马达系统的小型化，轴承也往小型化发展，轴承组件所承受的负荷变高，因此要求比以往优异的耐磨性、耐熔焊性的性能。

最近，市场强烈要求降低成本，因此正在研究在前述汽车ABS系统之类的高负荷用途中，从昂贵的滚珠轴承取代为廉价的烧结轴承，但有如下问题：在以往的Cu基烧结滑动部件中由于超过使用负荷范围而无法使用，另外，硬度、强度高于Cu基烧结滑动部件的Fe-Cu系烧结滑动部件包含Fe，所以在对偶轴(相手シャフト)中使用Fe系材料，因此因相同组织金属(トモガネ)现象引起异常摩擦或熔焊的可能性很低但也不能排除，由此作为滑动部件的可靠性不充分。因此，要求比昂贵的滚珠轴承廉价，且可在比以往高负荷环境下使用的Cu基烧结滑动部件。

作为可在高负荷环境下使用的Cu基烧结滑动部件的以往技术，公开有如下Cu基烧结合金(例如专利文献1)，其在内燃机用阀门导向轴承等用途中，在高温、高负荷、低润滑下的环境下具有优异的耐磨性和耐熔焊性。

所述以往技术的Cu基烧结合金为通过时效处理引起调幅分解的组成的Cu-Ni-Sn系合金，通过使之调幅分解形成微细的组织且基体被强化，通过进一步添加与基体粘附性良好的Ni基硬质粒子和固体润滑剂MoS₂，从而在高温、高负荷、低润滑环境下赋予耐磨性和耐熔焊性。

但是，在以往技术中使用的Ni基硬质粒子昂贵，另外Ni基硬质粒子中包含Cr，所以需要真空烧结，因此制造成本也较高，成本上的优点并不充分。

专利文献1：日本特开平5-195117号公报

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种，无需添加昂贵的硬质粒子就可在高负荷的使用环境下使用的Cu基烧结滑动部件。

第一方案发明为一种Cu基烧结滑动部件，其含有5～30质量％的Ni、5～20质量％的Sn、0.1～1.2质量％的P，剩余部分由Cu及不可避免的杂质构成，并经过时效硬化，金属组织的晶界中存在所述Ni、所述P及所述Sn的浓度高于整个所述滑动部件中的所述Ni、所述P及所述Sn的平均浓度的合金相。

另外，第二方案的发明为一种如下Cu基烧结滑动部件，即含有0.3～10质量％的石墨、氟化石墨、二硫化钼、二硫化钨、氮化硼、氟化钙、滑石及硅酸镁矿物粉末中的至少1种以上作为固体润滑剂。

发明效果

根据上述结构，利用Cu-Ni-Sn系合金通过时效处理发生硬化的性质，并且在所述合金中添加P，从而进一步提高合金基体的强度，并且通过使Ni、P及Sn的浓度高于基体的Ni-P-Cu-Sn的合金相存在于晶界中，从而获得优异的耐磨性，且由于无需昂贵的硬质粒子所以能够获得低成本，并可在高负荷的轴承使用环境下使用的Cu基烧结滑动部件。

另外，能够通过添加固体润滑剂来提高耐磨性。石墨、氟化石墨、二硫化钼、二硫化钨、氮化硼、氟化钙、滑石(Mg₃SiO₄(OH)₂)及硅酸镁(MgSiO₃)矿物粉末作为固体润滑剂。

附图说明

图1是表示本发明的实施例的电子显微镜照片的附图。

具体实施方式

参考附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外，以下说明的实施方式并不限定权利要求所记载的本发明的内容。另外，以下说明的整个结构并不一定是本发明的必须条件。各实施例中，通过采用与以往不同的新型Cu基烧结滑动部件来获得以往没有的Cu基烧结滑动部件，记述各个Cu基烧结滑动部件。

本发明利用Cu-Ni-Sn系合金通过时效处理发生硬化的性质，并且在所述合金中添加P，从而进一步提高合金基体的强度，并且使Ni、P及Sn的浓度高于基体的Ni-P-Cu-Sn的合金相存在于晶界中，从而获得优异的耐磨性，且由于无需昂贵的硬质粒子所以能够获得低成本，并可在高负荷的轴承使用环境下使用的Cu基烧结滑动部件。能够通过进一步添加固体润滑剂来提高耐磨性。