[发明专利]烧结轴承及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐腐蚀性以及耐磨损性优异、且具有高强度的烧结轴承及其制造方法。

背景技术

一直以来，例如在将汽油、轻油等用作燃料的发动机中使用马达式燃料泵。近年来，具备了使用汽油、轻油等燃料的马达式燃料泵的发动机在世界各地被广泛使用，所使用的汽油、轻油等的品质在世界各地有所不同，大多地区使用的是粗劣的汽油。作为粗劣的汽油的一种，已知含有有机酸的汽油，在马达式燃料泵中使用铜系烧结轴承时，铜系烧结轴承会被所述粗劣汽油中包含的有机酸腐蚀。该腐蚀存在于轴承表面开口的气孔的开口部周围以及该气孔的内表面，甚至还存在于轴承的内部，而且在贯通表面至内部的气孔的内表面等处进行所述腐蚀，致使轴承的强度降低，铜系烧结轴承的寿命变短。

而且，近年来较为注重汽车等的发动机的小型化、轻量化，与此相伴，也要求燃料泵小型化以及轻量化，这就要求装载在其中的烧结轴承也紧凑化。例如，在马达式燃料泵中，为了确保喷出性能且实现小型化，必须提高转数，与此相伴，装载在燃料泵内的汽油等燃料就需高压且快速地通过狭小的间隙的流路，在此条件下，就要求烧结轴承紧凑化以及更高的高强度及耐磨损性。因此，现有的铜系烧结轴承虽具有高强度，但耐磨损性并不充分。

作为用于上述用途的烧结轴承，例如，专利文献1中公开了一种Cu-Ni-Sn-C-P系烧结轴承。

另一方面，作为机械特性和耐腐蚀性优异的烧结轴承，已知铝青铜系的烧结轴承。该烧结轴承存在如下问题：烧结时生成且覆盖含有铝的铜合金粉末的氧化铝会阻碍烧结，因此，不能容易地获得具有充分强度的烧结体。为改善上述问题，专利文献2中公开了一种涉及含有烧结铝的铜合金用混合粉末及其制造方法的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4521871号公报

专利文献2：日本特开2009-7650号公报

发明内容

发明要解决的问题

专利文献1中记载的Cu-Ni-Sn-C-P系烧结轴承虽然提高了强度及耐磨损性，但在耐腐蚀性方面，却不能称得上充分。此外，由于含有稀有金属Ni，因此在成本方面存在问题。

专利文献2中记载的含有铝的铜合金粉末尽管成形性以及烧结性优异，但作为使用了该含有铝的铜合金粉末的铝青铜系烧结轴承，要想获得满足稳定的机械特性、紧凑化、低成本化的适于大量生产的制品，还需要进一步研究。

鉴于现有的问题，本发明的目的在于：提供一种耐腐蚀性及强度、耐磨损性等机械特性得到了提高，并且实现了紧凑化、低成本化的铝青铜系烧结轴承，以及提供一种能够以高生产率、低成本且适于大量生产的铝青铜系烧结轴承的制造方法。

解决问题的方法

本发明人为实现上述目的而进行了反复研究，结果发现了下述新的思路：对于铝青铜系烧结轴承而言，为实现轴承功能的提高以及紧凑化、低成本化而有效利用烧结产生的膨胀的新思路；以及对于铝青铜系烧结轴承的制造方法而言，为实现高生产率、低成本且适于大量生产的制造方法而有效地利用烧结产生的膨胀的新思路。

作为实现上述目的的技术手段，本发明为一种烧结轴承，其特征在于，含有3～12质量％的铝和0.05～0.5质量％的磷，将余量的主成分设为铜且含有不可避免的杂质，该烧结轴承具有利用添加在原料粉末中的烧结助剂将铝-铜合金烧结而成的组织，且使烧结轴承的表层部气孔小于内部气孔。由此可以使得耐腐蚀性、强度、耐磨损性等机械特性以及油膜形成性、保油性得到提高，并且可谋求紧凑化、低成本化。

另外，作为烧结轴承的制造方法的本发明为烧结轴承的制造方法，其特征在于，所述烧结轴承含有3～12质量％的铝和0.05～0.5质量％的磷、将余量的主成分设为铜且含有不可避免的杂质，该制造方法至少包括：对向原料粉末中添加了烧结助剂而成的压粉体进行成形的压粉工序；由所述压粉体得到具有将铝-铜合金烧结而成的组织的烧结体的烧结工序；和将所述烧结体进行尺寸整形的精压工序。由此，可以实现高生产率、低成本且适于大量生产的铝青铜系烧结轴承的制造方法。由此制造的烧结轴承耐腐蚀性、强度、耐磨损性等机械特性以及油膜形成性、保油性得到提高，并且可谋求紧凑化。

铝的含量优选为3～12质量％。若铝的含量低于3质量％，则无法获得作为铝青铜系烧结轴承的耐腐蚀性、耐磨损性的效果，烧结体的膨胀也较小，另一方面，若铝的含量超过12质量％，则变得不易烧结，强度下降，烧结体的膨胀变得过大，因此不优选。