[发明专利]滑动构件用铁基烧结合金及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及适合用于内周面作用有高表面压力这样的轴承的滑动构件用铁基烧结合金及其制造方法，尤其是涉及使耐烧焊性（耐焼付性）得以提高的滑动构件用铁基烧结合金。

背景技术

例如，作为车辆、工作机械、产业机械等的驱动部位、滑动部位那样地在滑动面作用有高表面压力的滑动构件，使用了对碳钢进行切削加工并淬火、回火而成的构件；烧结合金制构件。尤其是，烧结合金由于其所含浸的润滑油而能够赋予自我润滑性，因此耐烧焊性和耐磨耗性良好，被广泛使用。例如，日本特开平11-117940号公报中公开了将由Cu：10~30%、剩余部分：Fe构成的铁系烧结合金层设置在滑动面而成的轴承。

另外，日本特开2009-155696号公报中公开了一种滑动构件用铁基烧结合金，其全体组成以质量比计由C：0.6~1.2%、Cu：3.5~9.0%、Mn：0.6~2.2%、S：0.4~1.3%、剩余部分：Fe和不可避免的杂质构成，关于其合金组织，在马氏体基体中分散有游离的Cu相或游离的Cu-Fe合金相中的至少一者，并且MnS相分散有1.0~3.5质量%。

近年来，对于上述那样地在滑动面作用有高表面压力这样的滑动构件而言，要求进一步提高耐烧焊性。

关于这一点，在日本特开2009-155696号公报中，通过分散有1.0~3.5质量%的MnS相，避免了因Cu含量的降低而导致的耐磨耗性的降低和对象攻击性的增加。然而，MnS相由于在原料粉末中添加的MnS粉末直接以MnS相的形式残留，因此MnS相的分散部位被限定在气孔中和粉末颗粒边界。因此，提高耐烧焊性的效果贫乏。另外，MnS粉末由于稳定且不与铁基体发生反应，因此存在在基体中的固结性低、滑动时会脱落的风险。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而进行的，其目的在于，提供使在基体中的固结性高的硫化物分散在基体中、耐烧焊性得以提高的滑动构件用铁基烧结合金及其制造方法。

本发明的滑动构件用铁基烧结合金的特征在于，其全体组成以质量比计由Cu：10~30%、C：0.2~2.0%、Mn：0.03~0.9%、S：0.36~3.65%、剩余部分：Fe和不可避免的杂质构成，显示出以马氏体组织为主的基体中分散有铜相和气孔、并且硫化物颗粒析出分散在前述基体中和前述铜相中的金相组织，前述硫化物颗粒相对于前述基体以1~30体积%的比例进行分散。

另外，滑动构件用铁基烧结合金的制造方法的特征在于，准备以质量比计含有0.03~1.0%的Mn且剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成的铁粉末、铜粉末、石墨粉末、以及硫化铁粉末和硫化铜粉末中的至少1种硫化物粉末，按照以质量比计达到Cu：10~30%、C：0.2~2.0%、Mn：0.03~0.9%、S：0.36~3.65%、剩余部分：Fe和不可避免的杂质的方式，在前述铁粉末中添加前述铜粉末、前述石墨粉末以及前述硫化物粉末并混合来制作原料粉末，将前述原料粉末成型为规定的形状，将所得成型体以1000~1200℃的范围进行烧结，其后进行淬火、回火。

根据本发明，由于在基体中的固结性高的硫化物分散在基体中，因此能够获得耐烧焊性得以提高的滑动构件用铁基烧结合金。

附图说明

图1为本发明的滑动构件用铁基烧结合金的金相组织的一例，其是以200倍进行拍摄而得到的金相组织照片。

图2与图1同样地是滑动构件用铁基烧结合金的金相组织，其是以500倍进行拍摄而得到的金相组织照片。

具体实施方式

以下，针对本发明的滑动构件用铁基烧结合金，一并说明对数值进行限定的依据和本发明的作用。需要说明的是，以下的说明中，“%”表示“质量%”。本发明的滑动构件用铁基烧结合金以强度比Cu高的Fe作为主成分，使基体组织为铁基体（铁合金基体）。滑动构件用铁基烧结合金的金相组织是在该铁基体中分散有铜相、硫化物以及气孔的组织。

铁基体由铁粉末形成。另外，气孔是由于粉末冶金法而产生的，对原料粉末进行压粉成型时的粉末间的空隙残留在通过原料粉末的结合而形成的铁基体中。

铜相在原料粉末中以铜粉末的形态而被赋予，烧结时在高温下扩散在成为奥氏体状态的铁基体中而固溶的Cu在常温下会过饱和，从而游离在铁基体中而析出从而形成铜相。本发明的滑动构件用铁基烧结合金中，通过在铁基体中分散有铜相，与滑动的对象构件（铁系构件）之间的磨合性（なじみ性）和耐烧焊性提高。