[發明專利]Al青銅燒結合金滑動材料及其制造方法

無效

• 申請號: 201210238536.8
• 申請日: 2012-07-10
• 公開（公告）號: CN102886521A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 高谷嚴;益岡佐千子
• 申請（專利權）人: 福田金屬箔粉工業株式會社
• 主分類號: B22F7/04
• 分類號: B22F7/04;B22F1/00;C22C9/02;C22C9/01
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 雒運樸

技術領域

本發明涉及位于表層的高強度且耐磨耗性、耐熱性、耐腐蝕性優異的Al青銅燒結合金層經由中間層在鋼襯墊上一體接合的多層燒結滑動材料及其制造方法。

背景技術

作為先行技術文獻，例如在下述的專利文獻1中公開有一種技術，其是將Cu或Cu合金的粉末散布在鋼襯墊上后，進行燒結，在所得到的燒結材料表面散布Al或Al合金的粉末，壓力復合后進行燒結，由此得到致密燒結的Al青銅燒結軸承材料，但該技術利用的是，表層部的高濃度Al向Cu合金燒結層擴散，因此Cu燒結層的厚度，由于燒結溫度會導致在燒結表層部和下層部容易發生Al濃度的偏差，另外，伴隨著輕而易飛散的粉塵爆發的危險，需要考慮處理Al或高濃度Al合金的粉末的工序中的安全的設備。此外，因為還需要使散布在Cu合金燒結層上的易流動的粉末層高效率地加壓壓縮的技術，所以也有不易利用這一問題。

另外，在下述的專利文獻2中，作為三層構造的軸承的制法，公開有一種技術，其是在金屬基體上散布粘接層用粉末，再在其上散布表面層用軸承材料，實施燒結后軋制，將軸承材料層提高到鍛造的密度，粘接金屬基體，但在該方法中，散布狀態的Al青銅燒結材料粉末在燒結時于粉末表層形成熱的穩定的氧化Al皮膜，不進行燒結，即使實施加壓處理，也得不到具有致密的強度的Al青銅燒結合金層。

此外，在下述的專利文獻3中，作為與專利文獻2的三層構造的軸承的制法類似的制法，公開有一種多層粉末金屬Cu合金軸承制造法，其是在金屬基體上設置粉末Cu合金的第一層，在其上設置與第一層的組成不同的粉末Cu合金第二層，在一次燒結后進行冷卻，架上壓縮輥，實施二次燒結而成。但是，這里所公開的方法的情況是，鋼襯墊和第一層的Cu-Sn合金的燒結/接合，如果是使一般的Cu-Sn合金的燒結溫度為一次燒結溫度，則容易取得，但使第二層為由Cu粉末和Al合金粉末的混合粉末構成的Al青銅燒結材料粉末時，作為一次燒結后加壓壓縮，即使在還原氣氛中實施二次燒結，由于一次燒結時的加熱過程，Al青銅燒結材料粉末中的Al成分向Cu粒子的擴散帶來的熔點上升仍會阻礙二次燒結時的液相燒結進行，得不到作為目標的Al青銅燒結合金的強度。另外，反之若過度降低一次燒結溫度，則存在如下問題：鋼襯墊和第一層Cu-Sn合金的燒結密接強度降低，一次燒結后的加壓壓縮時，鋼襯墊和積層粉末層的剝離脫落，或在二次燒結時第一層與第二層的邊界部的燒結/接合進行比鋼襯墊與第一層的燒結/接合強，發生密接不良。

還有，本申請發明者等，在下述的專利文獻4中，作為含Al銅合金用混合粉末及其制造方法，提出有一種Al青銅燒結材料粉末，其是使1～12質量％Al和余量為Cu的粉末材料中，含有P：0.05～1質量％、Si：0.05～4質量％、Sn：0.1～1質量％，可以用900℃以下的溫度進行燒結的Al青銅燒結材料粉末，但是將該Al青銅燒結材料粉末散布在鋼襯墊上，即使進行加壓壓縮而提高散布的粉末層的密度后，再實施燒結處理，仍得不到與鋼襯墊接合一體化的粉末燒結層。這被認為是由于，即使對鋼襯墊表面實施輕微的研磨和脫脂處理作為前處理，與粉末層的機械的結合仍弱，另外Al向與粉末層接觸的鋼襯墊面的擴散在燒結開始前進行，還原鋼襯墊表面而形成Al氧化皮膜，粉末層和鋼襯墊的燒結受到阻礙。

先行技術文獻

專利文獻

【專利文獻1】特開2001-303107號公報

【專利文獻2】特公昭57-42681號公報

【專利文獻3】特表2005-506445號公報

【專利文獻4】特開2009-7650號公報

發明內容

本發明的課題在于，提供一種解決所述背景技術欄中所述的技術性的問題點，能夠經濟且安全地制造的Al青銅燒結合金滑動材料的制造方法，和由該制造方法制造的Al青銅燒結合金滑動材料，本發明者等發現，著眼于高強度且耐磨耗性、耐熱性、耐腐蝕性優異的Al青銅，將由該Al青銅構成的Al青銅燒結合金層一體接合在鋼襯墊上，由此能夠制造出一種Al青銅燒結合金滑動材料，其可以面向現有的Cu系燒結合金滑動材料所不能利用的嚴酷的用途展開利用，從而完成了本發明。

本發明的Al青銅燒結合金滑動材料，其特征在于，具有如下三層構造：在鋼襯墊上形成有由Cu-Sn燒結合金層構成的中間層；在其上形成有作為滑動層的Al青銅燒結合金層。

另外，本發明根據具有上述的特征的Al青銅燒結合金滑動材料，其中，所述滑動層由2～12質量％的Al、5質量％以下的石墨和余量為Cu和不可避免的雜質構成。