[发明专利]铁基烧结滑动构件及其制备方法

说明书

本发明提供其中固体润滑剂不仅均匀分散于气孔中和粉末晶界，而且还均匀分散于粉末粒内，与此同时牢固地固着于基质，滑动特性优异并且机械强度优异的铁基烧结滑动构件。整体组成以质量比计包含S：0.2~3.24%、Cu：3~10%、余量：Fe和不可避免的杂质，并且具有包含分散有硫化物粒子的基质和气孔的金属组织，基质为铁素体相或分散有铜相的铁素体相，硫化物粒子相对于基质以0.8~15.0体积%的比例分散。

技术领域

本发明涉及例如内燃机的阀导承或阀片、旋转式压缩机的叶片或辊、涡轮增压器的滑动部件和车辆、机床、工业机械等的驱动部位或滑动部位那样的有高的表面压力作用于滑动面上的滑动部件等中适用的滑动构件，特别是涉及对将以Fe为主要成分的原料粉末压粉成型而得的压粉体进行烧结而成的铁基烧结滑动构件。

背景技术

通过粉末冶金法制备的烧结构件可近终型(near net shape)成型，并且适合大量生产，所以适用于各种机械部件。另外，由于可容易地得到在通常的熔制材料中无法得到的特殊的金属组织，所以也适用于如上所述的各种滑动部件。即，在通过粉末冶金法制备的烧结构件中，通过向原料粉末中添加石墨、硫化锰等固体润滑剂的粉末，并在固体润滑剂残留的条件下进行烧结，可将固体润滑剂分散于金属组织中，因此适用于各种滑动部件(参照日本国特开平04-157140号公报、特开2006-052468号公报、特开2009-155696号公报)。

一直以来，在烧结滑动构件中，石墨、硫化锰等固体润滑剂以粉末的形态给予，在烧结时不固溶而残留。因此，在金属组织中，固体润滑剂在气孔中和粉末晶界分布不均。这样的固体润滑剂由于在气孔中和粉末晶界不与基质结合，所以在滑动时易由基质脱落。

另外，在使用石墨作为固体润滑剂的情况下，需要在烧结时不将石墨固溶于基质中，而在烧结后作为游离的石墨残留。为此，必须使烧结温度低于一般的铁基烧结合金的情况。因此，原料粉末相互扩散导致的粒子间结合减弱，基质强度易降低。

另一方面，硫化锰等固体润滑剂由于在烧结时不易固溶于基质中，所以可在与一般的铁基烧结合金的情况同等的烧结温度下进行烧结。但是，以粉末形态添加的固体润滑剂存在于原料粉末间。因此，阻碍原料粉末的相互扩散，与未添加固体润滑剂的情况相比，基质强度降低。而且，由于基质强度降低，在铁基烧结构件的强度降低的同时，滑动时的基质的耐久性降低，从而磨损易加重。

在这样的情况下，本发明的目的在于，提供一种滑动特性优异并且机械强度优异的铁基烧结滑动构件，其中，固体润滑剂不仅均匀分散于气孔中和粉末晶界，而且还均匀分散于粉末粒内，与此同时牢固地固着于基质。

发明内容

本发明的第1铁基烧结滑动构件的特征在于，整体组成以质量比计包含S：0.2~3.24%、Cu：3~10%和余量：Fe和不可避免的杂质，并且具有包含分散有硫化物粒子的基质和气孔的金属组织，所述基质为铁素体相或分散有铜相的铁素体相，所述硫化物粒子相对于基质以0.8~15.0体积%的比例分散。

另外，本发明的第2铁基烧结滑动构件的特征在于，整体组成以质量比计包含S：0.2~3.24%、Cu：3~10%、C：0.2~2%、余量：Fe和不可避免的杂质，并且具有包含分散有硫化物粒子的基质和气孔的金属组织，所述C提供至所述基质中，所述基质由铁素体、珠光体和贝氏体中的任一种或它们的混合组织或者在所述铁素体、珠光体和贝氏体中的任一种或它们的混合组织中分散有铜相的组织构成，并且所述硫化物粒子相对于基质以0.8~15.0体积%的比例分散。

此外，本发明的第3铁基烧结滑动构件的特征在于，整体组成以质量比计包含S：0.2~3.24%、Cu：3~10%、C：0.2~3%、余量：Fe和不可避免的杂质，并且具有包含分散有硫化物粒子的基质和气孔的金属组织，所述C的一部分或全部作为石墨分散于气孔中，所述基质由铁素体、珠光体和贝氏体中的任一种或它们的混合组织或者在所述铁素体、珠光体和贝氏体中的任一种或它们的混合组织中分散有铜相的组织构成，并且所述硫化物粒子相对于基质以0.8~15.0体积%的比例分散。