[发明专利]烧结轴承及其制造方法

说明书

烧结轴承1以铁、铜、熔点低于铜的金属和固体润滑剂为主成分。该烧结轴承1由表面层S1和基部S2构成。以其厚度方向薄的方式配置的扁平铜粉为主体形成表面层S1，基层S2中，以铜粉部分扩散至铁粉中而成的部分扩散合金粉形成铁组织33和与该铁组织接触的铜组织31c。由此，能够提供兼具轴承面的耐磨损性和轴承强度的低成本的烧结轴承。

技术领域

本发明涉及由烧结金属构成的烧结轴承及其制造方法。

背景技术

烧结轴承为具有无数内部孔隙的多孔质体，通常在内部孔隙浸渗有润滑流体(例如润滑油)的状态下使用。该情况下，在烧结轴承与插入到其内周的轴相对旋转时，保持于烧结轴承的内部孔隙的润滑油随着温度上升而渗出于烧结轴承的内周面(轴承面)。于是，利用该渗出的润滑油，在烧结轴承的轴承面与轴的外周面之间的轴承间隙形成油膜，从而使轴以相对自由旋转的方式得到支承。

例如，下述的专利文献1中记载了一种烧结轴承，作为以铁和铜为主成分的铜铁系的烧结轴承，在铁粉上包覆有10质量％以上且小于30质量％的铜，对粒度为80目以下的覆铜铁粉进行压粉/烧结而得到。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第3613569号公报

专利文献2:日本实开平2-57251号公报

专利文献3:日本特开2012-26504号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在专利文献1的构成中，铁相(铁组织)和铜相(铜组织)的网络强度低，因此轴承面过早产生磨损等方面成为问题。

已知将专利文献1的烧结轴承用于振动电动机的情况下，长期使用时旋转变动增大。这是因为由于铁组织与铜组织之间的网络强度不足，从而轴承面过早产生磨损。

此外，已知有使用滑动轴承作为自由旋转地支承汽车用启动器中的电动机轴的轴承的情况(专利文献2)。在汽车用启动器中，为了得到发动机启动时所需的大扭矩，通常经由减速比大的减速装置、例如行星齿轮机构，来使电动机输出减速。已经提出了下述内容:在构成该行星齿轮机构的行星齿轮的内周压入铜系、铁系或铜铁系等烧结轴承，并支承行星齿轮使其可相对于轴自由旋转(专利文献3)。

可是，发动机的旋转中，启动器处于停止状态，因此在轴与轴承之间不产生相对旋转。因此，难以考虑到发动机的旋转中烧结轴承的轴承面与其相对的轴的表面的磨损。但是，根据本发明人的验证，发现长时间驱动发动机时，在烧结轴承的轴承面、轴的表面会产生微动磨损。据认为这是因为，发动机的旋转中，发动机的振动传到启动器，因此由于该振动，轴承面与轴的表面接触，产生微小滑动，以此为契机，轴承面、轴的表面发生氧化，导致表面组织易脱落。该情况下，若铁组织与铜组织之间的网络强度不足，则助长表面组织的脱落。该微动磨损随着烧结轴承中Fe含量的增加而越发显著，因此特别是使用铁系的烧结轴承或Fe量较多的铜铁系的烧结轴承时，该微动磨损成为问题。

若使用铜系的烧结轴承，则不易产生氧化，因此能够防止微动磨损。但是，对于铜系的烧结轴承来说，铜本身为软质，因此存在轴承强度不足的趋势。因此，由于发动机的振动，轴与轴承面接触时，轴承面产生变形，或将烧结轴承压入壳体的内周时，伴随着压入的烧结轴承的缩径变形的影响有可能波及轴承面，导致轴承面的精度下降。

如此，铜系的烧结轴承在初期磨合性、肃静性等滑动特性方面很有利，但在轴承强度方面存在困难。相反，铁系或Fe量较多的铜铁系的烧结轴承在轴承强度的方面很有利，但在滑动特性方面存在困难(如上所述，根据使用条件，还有可能发生微动磨损)。如此，在现有的烧结轴承中，难以全部满足滑动特性、轴承强度、耐磨损性等，为了扩大烧结轴承的用途，还期望提供以高维度满足这些要求特性的烧结轴承。