[发明专利]烧结含油轴承及其制造方法

说明书

本发明的烧结含油轴承，通过在Fe‑Cu系烧结体中浸渍润滑油而成，并且具有贯通支撑旋转轴的轴承孔，所述轴承孔的内周面由如下区域构成：第一区域，形成轴向上的中央部分；第二区域，从所述第一区域的一侧端部延伸至所述轴承孔的一侧开口；及第三区域，从所述第一区域的另一侧端部延伸至所述轴承孔的另一侧开口，Cu相在所述第二区域的沿轴向的中央处的面积比为Cu相在所述第三区域的沿轴向的中央处的面积比的80％以上且100％以下。

技术领域

本发明涉及一种由Fe-Cu系烧结金属形成的烧结含油轴承及其制造方法。

本申请基于2016年10月18日于日本申请的专利申请2016-204110号要求优先权，并且在此援引其内容。

背景技术

烧结含油轴承在烧结体的内部预先浸渍润滑油，并且通过由轴的旋转产生的泵作用和由摩擦热产生的热膨胀来使油渗出从而润滑摩擦面。这种烧结含油轴承由于能够在无供油的条件下长期使用，因此作为汽车或家电产品、音响设备等的旋转轴的轴承来广泛采用(例如，参照专利文献1)。

在使用现有的烧结含油轴承来支撑旋转轴的情况下，例如为了使旋转轴沿某一方向旋转而传递转矩，则对旋转轴施加剪切方向的负载。此时，如果剪切负载非常大或旋转轴的刚性不充分高，则旋转轴因剪切负载而弯曲，从而使轴线在轴承内部倾斜的状态下进行旋转，有可能陷入旋转轴的表面无法与轴承内部的摩擦面准确地接触的状态(如旋转轴撬轴承内表面的运动)。如果陷入这种状态，则旋转轴因受到较强的阻力而难以旋转，无法发挥作为轴承的充分功能。另外，一般也认为如果这种状态反复发生，则会导致旋转轴或轴承的耐久性的下降。

如此，在剪切方向的负载施加于旋转轴的情况下，为了解决旋转轴无法与轴承内部的摩擦面准确地接触的不良情况，例如还已知有轴承孔具备直径尺寸恒定的直孔部和直径朝向外方扩大且呈锥状的扩径部的烧结含油轴承(例如，参照专利文献2)。

这种烧结含油轴承大部分由Fe(铁)-Cu(铜)系烧结金属形成。其中，Fe成分适合于旋转轴的转速为低速旋转且施加到旋转轴的负荷为高负荷的运转状态。另一方面，Cu成分适合于旋转轴的转速为高速旋转且施加到旋转轴的负荷为低负荷的运转状态。

另一方面，由于近年来的资源价格的上升、特别是Cu价格的上升，要求进一步降低含Cu产品的成本。因此，要求能够降低Cu使用量的同时还能够应对旋转轴的转速为高速旋转的烧结含油轴承。作为降低Cu使用量的烧结含油轴承，广泛应用的是使用Cu系扁平原料粉末的Fe-Cu系烧结金属轴承(例如，参照专利文献3)。

专利文献1：日本专利公开平8-19941号公报

专利文献2：日本专利公开2004-308682号公报

专利文献3：日本专利公开2006-299347号公报

以往，在制造由使用这种Cu系扁平原料粉末的Fe-Cu系烧结金属形成的烧结含油轴承时，以轴向为铅直方向的方式设置模具，并且从插入有芯杆的模腔的上侧填充由Fe粉末和Cu粉末构成的混合粉末。

然而，如此成型的烧结含油轴承具有Cu相的面积在轴承孔的内周面上的成型时作为上侧的区域和成型时作为下侧的区域彼此不同的问题。特别是，在Fe比率高的轴承中出现该影响。这起因于如下的现象：即，越是沿芯杆的表面掉落的混合粉末量多的部分，Cu粉末越更容易大量附着于芯杆的表面。

即，在向贯通芯杆的模具的模腔内填充混合粉末时，越是模腔的下侧在填充初期越被混合粉末填埋。另一方面，模腔的上侧混合粉末比下侧更长的时间沿芯杆的表面持续掉落，比下侧更多的Cu粉末附着在芯杆的表面上。由此，在轴承孔的内周面中越是成型时作为上侧的区域，Cu相所占的面积越大。另外，在成型时作为下侧的Cu相所占的面积较小的区域，旋转轴的高速旋转时的耐久性存在问题。特别是，在使用Cu箔粉时，这种Cu相不均匀的问题显著。