[發明專利]無鉛銅系燒結滑動材料及滑動部件

無效

• 申請號: 201080018914.0
• 申請日: 2010-04-27
• 公開（公告）號: CN102439183A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 向井亮;小山淳;濱口奈穗美;毛利佳央;橫田裕美
• 申請（專利權）人: 大豐工業株式會社
• 主分類號: C22C9/02
• 分類號: C22C9/02;C22C1/05;C22C9/00;C22C9/01;C22C9/04;C22C9/06;F16C33/10;F16C33/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 龐立志;高旭軼

技術領域

本發明涉及燒結了銅或銅合金的滑動材料，特別是涉及即便不含為了賦予磨合性(なじみ性)及耐熱膠著性（耐焼付性）而含有的Pb也具有優異滑動特性的無鉛銅系燒結滑動材料及滑動部件。

背景技術

通常的銅合金規定為鑄造用青銅合金錠(JIS?H?2203)、鑄造用磷青銅錠(JIS?H?2204)、鑄造用黃銅錠(JIS?H?2205)。進而還規定為形變用磷青銅(JIS?C5191)、形變用黃銅(JIS?C2801)。燒結了與它們相同的成分的燒結合金被作為滑動材料使用。

一般來說，滑動材料是指用于控制相對的兩物體之間的摩擦系數的材料，大致可分為以降低摩擦系數為目的的材料(例如，發動機金屬用材料)和以提高摩擦系數為目的的材料(例如，制動用材料)這兩種。

本發明的滑動材料是以降低摩擦系數為目的的材料，具體被用于汽車、二輪車、建設機械等車輛及一般機械的軸承類、墊片類的部件中。

青銅或磷青銅(JIS?H?2204,?PbCIn2?及3)的燒結材料為了達成銅系滑動材料的上述目的而具有基本的成分，被用于自動變速器的軸承等中。作為具體用途的端軸承是被用于自動變速器內的變速齒輪的單向超越離合器、處于外輪與內輪之間的滑動構件。通過該端軸承的外周與外輪滑動、內周與內輪滑動，而順暢地傳遞驅動力。當將該外輪或內輪中的一個旋轉時，用于支撐各自半徑方向上發生的荷重的滑動軸承稱作端軸承。作為其他用途的行星齒輪墊片被用于作為自動變速器的主要構成要素的行星齒輪部的行星齒輪與齒輪架之間。

另外，為了提高上述青銅等的耐磨損性，還進行添加硬質粒子，作為硬質粒子的種類，有Fe₂P、Fe₃P、FeB、Fe₃B、Co、Co系自溶性合金、Ni系自溶性合金、Fe-Cr、Fe-Mn、Fe-Ni、Fe-Si、Fe-W、Fe-Mo、Fe-V、Fe-Ti、Fe-Nb、CuP(專利文獻1：日本專利第3298636號)、氮化鋁(專利文獻2：日本專利第3370785號)；Fe-Mn-Si系硬質物(專利文獻3：日本專利第3929288號)；Cu-Al金屬間化合物(專利文獻4：日本特開2002-256731號)等。

以往的銅系燒結滑動材料所含有的Pb是環境負荷物質，因而在例如專利文獻5：WO2005/068671中提出了用Bi來替換Pb的材料。該材料是含有Bi?1~?30%和Fe₂P、Fe₃P、FeB、Fe₂B、Fe₃B等硬質物粒子10~?50%，且微細的Bi相通過硬質物粒子而分散于銅基質中或者對于與硬質物粒子相接觸的Bi相而言、硬質物粒子相對于該Bi相的全周的接觸長度比例為50%以下的銅合金燒結材料。

含Bi的無鉛銅合金燒結材料由于Bi可作為軟質相微細且均勻地分散于銅合金中，另外Bi對鐵不具有粘附性且熔點低，因而具有優異的耐熱膠著性。因此，在使銅合金滑動材料為無鉛且與含鉛銅合金滑動材料同等地保持耐熱膠著性的方面而言，添加Bi是目前最為優異的方法，被用于自動變速器的滑動部件中(非專利文獻1：トライボロジストVol.53/No.9/2008、第599~604頁)。

還公知將作為通常的固體潤滑劑的石墨或MoS₂分散于銅合金燒結材料中，但由于具有石墨相對于銅的燒結性不優異、MoS₂在燒結溫度發生分解等的問題，因而提出了添加氧化Mo和硫化Cu的專利文獻6：日本特開2006-37178號公報、添加硫酸鹽化合物及石墨的專利文獻7：日本特開2005-179692號公報、鍍覆MoS₂粒子的專利文獻8：日本特開2006-37179號公報等的方案。而且，MoS₂或石墨價格很昂貴。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1?：?日本專利第3298636號

專利文獻2?：?日本專利第3370785號

專利文獻3?：?日本專利第3929288號

專利文獻4?：?日本特開2002-256731號

專利文獻5?：?WO2005/068671

專利文獻6?：?日本特開2006-37178號公報

專利文獻7?：?日本特開2005-179692號公報

專利文獻8?：?日本特開2006-37179號公報

專利文獻9?：?日本專利第3274161號

專利文獻10?：?日本專利第3657742號