[发明专利]烧结轴承

说明书

技术领域

本发明涉及包含烧结金属的烧结轴承。

背景技术

烧结轴承由于其优异的静音性而被广泛用作用于精密小型电动机的轴承。这种烧结轴承大致分为以铜为主体的铜系、以铁为主体的铁系、以铜和铁为主体的铜铁系。对于任一种类型的烧结轴承，通常都是使其多孔质组织的孔隙中浸渍有润滑油后使用。例如作为浸渍有润滑油的铜铁系烧结轴承，已知有使用直径为45μm以下的铜系粉末并且将铜的比例和渗透度限定至规定范围的烧结轴承(参见专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-67893号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，因烧结轴承的使用环境的不同，有时使用润滑油是不理想的。例如，在复印机或印刷机中，有可能会因从轴承泄露出的润滑油而污染纸张。另外，在汽车用电气设备部件中，轴承的周围有可能形成高温而导致润滑油在短时间内劣化或蒸发，损害轴承性能。此外，轴与轴承因润滑油而电绝缘，由此产生的静电的带电有时也会成为问题。

在这些使用润滑油是不理想的用途中，考虑使用未浸渍有润滑油的、即所谓的干式烧结轴承(干式轴承)。但是，干式轴承总是容易产生润滑不良，直接使用的情况下，转速、载荷等使用条件受到很大制约。因此，作为解决方案，考虑增加在原料粉中混配的作为固体润滑剂的石墨的混配量，强化轴承自身的自润滑性能。

但是，石墨粉的比重、粒径比金属粉的比重、粒径小很多(例如比重为金属粉的1/4左右)，如果增加石墨的混配量，则原料粉整体的流动性相应地降低。即，将原料粉填充于用于成型的模具中，将其进行压缩而成型出压粉体时，粉体的落下速度不均匀，有可能因偏析等导致重量、尺寸、密度等产生偏差。另外，难以均匀混合原料粉，这种情况也助长了烧结体中的偏析的产生。此外，含有大量石墨的原料粉难以成块，因此压粉体的强度降低，其结果导致容易产生缺损、破裂、裂纹等。

另外，为了强化金属粉间的结合强度而在原料粉中添加锡的情况下，原料粉中的石墨的添加量较多时，由于石墨会阻碍锡所带来的结合金属粉的功能，因此会招致烧结体强度的降低。

鉴于上述情况，本发明的目的在于提供高强度且批量生产时的尺寸、轴承性能的偏差小的烧结轴承。

用于解决问题的手段

本发明涉及的烧结轴承是利用模具将含有石墨粉和金属粉的原料粉进行成型然后进行烧结而得到的烧结轴承，其特征在于，使用造粒粉作为石墨粉，并且轴承面中的游离石墨的比例以面积比计为25％～80％。

像这样使轴承面中的游离石墨的比例以面积比计为25％～80％，由此轴承面的润滑性提高。另外，在未浸渍有润滑油的干式状态下也可以得到高润滑性。

为了像这样使轴承面中游离有大量石墨，与现有品相比需要增加石墨粉的混配量，但在这种情况下也可以通过使用石墨的造粒粉(即将石墨的微粉进行造粒而大粒径化后的粉末)来增大石墨粉每单个颗粒的重量。由此每单个颗粒的石墨粉与金属粉的重量差减小，因此能够提高原料粉的流动性。另外，还能够均匀混合原料粉。因此，可以减小批量生产时因偏析导致的尺寸、轴承性能的偏差，并且也能够制作形状复杂的轴承。另外，石墨的存在区域集中，因此与大量石墨分散存在的情况下相比，能够提高压粉体强度和烧结体强度。

上述构成中，上述造粒粉的平均粒径优选设定为60μm～500μm。

原料粉末中的石墨的造粒粉的混配比例优选设定为3重量％～15重量％。出于上述问题，现有品中石墨的混配比例不得不小于3重量％，而依靠本发明则能够混配3重量％以上的石墨粉。因此，如上所述能够在轴承面的广大区域中形成石墨组织。

石墨的造粒粉的表观密度优选为1.0g/cm³以下。

如上所述，本发明涉及的烧结轴承能够用作未浸渍有润滑油的干式轴承，但也能够用作浸渍有润滑油的含油轴承。

发明效果

根据本发明，能够提高轴承面的润滑性。另外，在批量生产时也能够抑制偏析所导致的轴承性能、尺寸精度的偏差，并且能够提高压粉体和烧结体的强度。另外，还能够制作具有复杂形状的烧结轴承，轴承形状的自由度提高。

附图说明

图1是本发明的实施方式涉及的烧结轴承的轴方向截面图。

图2是表示利用模具的压粉体成型工序的截面图。

图3A是表示作为本发明的实施品的烧结轴承中的轴承面的显微镜照片的图。

图3B是表示现有品的烧结轴承中的轴承面的显微镜照片的图。