[发明专利]烧结轴承

说明书

技术领域

本发明涉及烧结轴承，尤其是涉及铜铁系的烧结轴承。

背景技术

烧结轴承在内部空孔中浸渍润滑油而使用。伴随着烧结轴承与轴的相对旋转，浸渍在烧结轴承的内部的润滑油向烧结轴承与轴的滑动部渗出而形成油膜，经由该油膜对轴进行支承。这样的烧结轴承从其高旋转精度及肃静性出发，优选利用作为向信息设备用的电动机主轴等装入的流体动压轴承用(例如参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-279349号公报

发明的概要

发明要解决的课题

在烧结轴承中，有以铜为主成分的铜系、以铁为主成分的铁系、以铜及铁为主成分的铜铁系等。

铜系的烧结轴承由于作为主成分的铜比较柔软，因此通过压缩成形而容易产生变形，烧结轴承的内部气孔容易压坏。因此，通油度(从烧结轴承的内径侧向外径侧负载一定的压力而使油贯通时的油的通过容易度)降低。当通油度低时，轴承间隙的润滑油的压力难以向烧结轴承的内部逃散，因此油膜的压力容易升高，能得到优异的支承力。然而，由于铜柔软，因此耐磨损性差，尤其是由于与电动机等的起动停止时的旋转轴的接触，而轴承面容易提前磨损。

另一方面，铁系的烧结轴承由于作为主成分的铁比较硬，因此轴承面的耐磨损性优异。然而，由于铁不易通过压缩成形产生变形，因此烧结轴承的内部气孔不易压坏，通油度高。因此，在电动机等的常规旋转时，轴承间隙的润滑油向烧结轴承的内部逃散而难以形成良好的油膜，轴承面与轴发生接触，而会导致轴承面的提前的磨损或噪音的发生等不良情况。

铜铁系的烧结轴承能够具有铜系及铁系这两者的特性。这种情况下，当增加铜的比率时，虽然能得到通油度下降这样的优点，但是会产生耐磨损性下降这样的不良情况。另一方面，当增加铁的比率时，虽然能得到耐磨损性提高的优点，但是会产生通油度升高这样的不良情况。

例如，若提高烧结金属的密度(烧结密度＝重量/表观体积)则内部气孔减少，因此能够降低通油度。然而，当烧结金属的内部气孔被压坏时，由于浸渍在烧结金属的内部的油量减少，因此油急剧劣化，可能会导致烧结轴承的短寿命化。

如以上所述，在铜铁系的烧结轴承中，同时实现高耐磨损性和低通油度(高油膜形成性)这两者非常困难。因此，铜及铁的比率、烧结密度、或烧结温度等的条件明显受到限制，设计的自由度变得非常窄是目前的实际情况。

发明内容

本发明要解决的课题是在铜铁系的烧结轴承中，同时容易实现高耐磨损性和低通油度这两者，并扩大设计的自由度。

用于解决课题的手段

本发明者们研究了使用铜粉末A的铜铁系的烧结轴承(现有品)和使用铜粉末B的铜铁系的烧结轴承(本发明品)的通油度等。如表1所示，铜粉末B与铜粉末A相比，直径为45μm以下的微细的粒子的比率高。需要说明的是，铜粉末B以三个批次测定了粒径。而且，各粉末的比率以重量比来表示。

[表1]

图1中，表示烧结密度为6.9g/cm³的烧结轴承中的铜的比率(重量比)与通油度的关系。如该图所示，使用了铜粉末B的本发明品通油度大幅低于使用了相同比率的铜粉末A的现有品(约1/10)。例如铜30％的本发明品表现出与铜60％的现有品同等的通油度。而且，若观察图2所示的现有品的铜的比率与油膜形成率的关系的话，在现有品中，随着铜的比率从50％减小而油膜形成率从100％逐渐变差。另一方面，若观察图3所示的本发明品的铜的比率与油膜形成率的关系的话，在本发明品中，即使在铜的比率低的情况下(例如20％)，油膜形成率也表现出大致100％。由此可知，即使在由于使用铜粉末B而降低铜的比率，即提高铁的比率，从而提高了耐磨损性的情况下，也能够降低通油度而提高油膜形成率。

另外，在图4中，示出铜的比率为30％的烧结轴承中的烧结密度与通油度的关系。如该图所示，使用了铜粉末B的本发明品(图中圆圈所示)的通油度大幅低于使用了铜粉末A的相同的烧结密度的现有品(图中三角形所示)(约1/10左右)。由此可知，由于使用铜粉末B，不用提高烧结密度，即，能确保含油率并同时降低通油度。