[发明专利]烧结轴承

说明书

技术领域

本发明涉及一种烧结轴承。

背景技术

例如在建筑机械的臂的关节部所使用的轴承的轴承面施加有非常大的表面压力，因此要求优异的耐磨损性。作为这种轴承，例如具有对铸造合金进行切削加工而得到的轴承、在滑动面上以斑点状埋入石墨片而得到的轴承，但均存在制造成本较高的问题。因此，代替上述轴承，使用了由成形性优异的烧结金属构成的烧结轴承。例如在专利文献1中，作为建筑机械用的轴承，公开了由在含有马氏体组织的铁碳系合金中分散有铜的烧结金属构成的烧结轴承。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-222133号公报

发明内容

发明要解决的课题

对于上述这种烧结轴承，为了提高耐磨损性，要求轴承面的高硬度化。特别是，需要定期地更换轴、轴承，但在建筑机械的设计上，与轴承相比轴更容易更换的情况下，有时会设计成使轴承面的硬度与轴的硬度相等或更高，从而使因磨损寿命引起的轴承的更换频率比轴低。在这种情况下，要求轴承面的硬度特别高。

为了提高烧结轴承的轴承面的硬度，有时会在烧结金属的材料中掺合高硬度化元素(例如，Ni、Mo、Mn、Cr等)。但是，这些高硬度化元素价格高昂，因此当由含有高硬度化元素的烧结金属形成烧结轴承整体时会导致成本较高。另外，轴承的外径面成为安装于其他部件的安装面，因此需要加工成规定的尺寸，然而当由高硬度材料形成烧结轴承整体时外周面的硬度也会变高，因此存在外周面的加工性变差，无法以所期望的尺寸精度加工外周面的可能性。

上述这种情况并不限于在内周面形成有轴承面的情况，在外周面形成有轴承面的情况也是同样地。需要说明的是，“轴承面”是指为了支承2部件之间的相对旋转而滑动的面，与形成于轴侧或者轴承侧的任一侧无关。

本发明的目的在于提供一种具有高硬度的轴承面，且能够以低成本制造，并且尺寸精度较高的烧结轴承。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明提供一种烧结轴承，其通过将内侧层和设置于所述内侧层的外径侧的外侧层一体成形而成，在所述内侧层的内周面或所述外侧层的外周面中的任一方具有轴承面，其中，所述内侧层和所述外侧层中的具有所述轴承面的层由含有Fe和高硬度化元素的烧结金属构成，不具有所述轴承面的层由含有Fe而不含有高硬度化元素的烧结金属构成，在所述内侧层与所述外侧层的界面产生所述高硬度化元素的浓度梯度。

需要说明的是，高硬度化元素是指有助于提高表面的硬度的元素，例如，作为高硬度化元素，可以使用从Ni、Mo、Mn及Cr中选择出的至少1种。具体而言，例如在内侧层的内周面形成有轴承面的情况下，通过含有Fe、Cu、C、Ni及Mo而余部由不可避免的杂质构成的烧结金属形成内侧层，通过含有Fe、Cu及C而余部由不可避免的杂质构成的烧结金属形成外侧层。

如此，通过由含有高硬度化元素的烧结金属形成具有轴承面的层，能够获得硬度较高的轴承面。另外，通过由不含有高硬度化元素的烧结金属形成不具有轴承面的层，从而抑制了高硬度化元素的使用量，因此能够降低材料成本。另外，通过不向一个层(不具有轴承面的层)掺合高硬度化元素，从而该层比另一个层(具有轴承面的层)软而加工性提高，因此能够提高烧结轴承的外径面的尺寸精度。

另外，在上述的烧结轴承中，在内侧层与外侧层与的界面(边界)产生高硬度化元素的浓度梯度。即，在内侧层与外侧层与的界面附近设置有含有高硬度化元素而硬度较高的区域。由此，内侧层和外侧层牢固地结合，从而烧结轴承的强度提高。

如果向内侧层和外侧层的至少一方掺和Cu，则Cu能够起到粘合剂的功能从而将内侧层和外侧层牢固地结合。此时，具有轴承面的层的Cu为了有助于提高轴承面的滑动性而需要成为某种程度的配合量，而不具有轴承面的层的Cu只需具有作为粘合剂的功能即可。因此，不具有轴承面的层中的Cu的配合比例可以比具有轴承面的层中的Cu的配合比例低，由此能够减少Cu的使用量从而进一步降低材料成本。

以上这种烧结轴承能够优选在轴承建筑机械的臂的关节部中使用。

发明效果

如以上所述，根据本发明，能够获得一种具有高硬度的轴承面，且能够以低成本制造，并且尺寸精度较高的烧结轴承。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式所涉及的烧结轴承的剖视图。

图2是上述烧结轴承的俯视图。

图3是表示高硬度化元素的浓度梯度的曲线图。