[发明专利]烧结轴承及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及含有烧结金属的烧结轴承及其制造方法。

背景技术

作为搭载于例如硬盘驱动器等信息设备的精密小型马达用轴承，有使用消音性优异的烧结轴承的情况。伴随着近年的马达的高性能化，在这种烧结轴承中要求将极限PV值提高至PV＞200MPa·m/min。另外，也同时需要削减扭矩变化(提高初期磨合特性)，提高耐久性(提高耐烧熔性)，提高消音性(改善声响特性)等。

作为烧结轴承，铁系烧结轴承是公知的，但在铁系中虽然耐久性优异，但是有初期磨合特性和消音性差这样的缺点。因此，作为精密小型马达用的轴承使用青铜系烧结轴承的情况居多。作为青铜系烧结含油轴承的一例，例如在日本特开2001-107162号公报(专利文献1)中公开了含有6～11重量％的Sn、1～5重量％的Fe和/或Ni，余量为铜的轴承(权利要求1)。

另外，在日本专利第3873275号(专利文献2)中公开了，使用铁系和铜系的原料粉末，并将铜系的原料粉末制成扁平粉，使铜在表面侧偏析，从表面侧朝向内部铜的比例变低并且铁的比例变高的滑动部件(权利要求1)。另外，通过将铜系的原料粉末和铁系的原料粉末填充于填充部并加以振动，使铜系的扁平粉在表面侧偏析，以得到表面侧被铜覆盖，从表面侧朝向内部铁比铜的比例变高的形成有浓度梯度的轴承(段落0028)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-107162号公报

专利文献2：日本专利第3873275号公报

发明内容

发明所要解决的课题

近年铜的价格急剧上升，如专利文献1中记载的包含大量的铜的青铜系烧结轴承无法达到低成本化的要求。另外，在青铜系烧结轴承中耐荷重性、耐久性存在困难。

另一方面，在专利文献2记载的构成中，由于对包含扁平粉和铜粉的原料粉施加振动，因此成形工序复杂化。另外，有“即使旋转体滑动的滑动面发生磨损，由于在滑动面之下按规定的比例包含铜，因此成为滑动部分的耐久性优异的构成”这样的记载(段落0029等)，由这样记载可以明确，是用铜抑制富含铜的表面层磨损后的对方材磨损的构成。在该构成中，如果想要使耐久性提高，则不得不增加铜的使用量，难以兼顾耐久性和低成本化。

因此，本发明目的在于提供一种削减铜的使用量而能够实现低成本化，另一方面具备良好的初期磨合特性、消音性且高耐久性的烧结轴承及其制造方法。

用于解决课题的方法

为了达到上述目的，本发明的烧结轴承的特征在于，为含有铁组织和铜组织的烧结轴承，其具备基体部和表面部：

所述基体部中，以低熔点金属结合铜组织和铁组织且以扁平铜粉形成铜组织的一部分或全部，同时以铁素体相为主体形成铁组织且铜含量是均匀的；所述表面层覆盖基体部的表面且铜含量比基体部大。

在原料粉的成形时扁平铜粉具有附着于模具成形面的性质，因此成形后的压粉体在表层包含大量的铜，而在芯部铜含量变少。因此，在烧结后的烧结体上形成铜含量多的表面层和与其相比铜含量少的基体部。

按照这样通过增多在表面层的铜含量，由此能够实现初期磨合性和消音性的提高。另外，对轴的攻击性也变低，因此耐久寿命提高。通过在表面层的表面形成以面积比计为60％以上的铜组织(铜为主要成分的组织)，能够更显著地得到这些作用效果。另外，由于表面层的磨损而露出了大量包含铁组织(铁为主要成分的组织)的基体部时，还由于铁组织以铁素体相为主体，因此即使铜含量少也能够减弱对轴的攻击性，增加耐久性。

另外，虽然基体部的铁组织以柔软的铁素体相为主体，但由于铁组织-铜组织、和铜组织之间用低熔点金属坚固地结合，所以基体部具有高强度。因此，能够使轴承整体强度增加，使耐荷重性提高。基体部占轴承的几乎全部的容积，若该基体部中的铜含量能够变少，则因此能够削减轴承整体中的铜的使用量而实现低成本化。

按照这样，本发明通过使轴承内中的铁和铜的分布最优化，并且不仅是铜组织，对铁组织的形态也加以考虑，由此兼顾提高耐久性和低成本化。根据本发明，由该构成能够低成本地得到兼具铁系烧结轴承和铜系烧结轴承(也包含铁铜系烧结轴承)两方的优点的烧结轴承。