[發明專利]鐵基燒結滑動構件及其制備方法

有效

• 申請號: 201810034730.1
• 申請日: 2014-03-13
• 公開（公告）號: CN108103420B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 深江大輔;河田英昭
• 申請（專利權）人: 日立化成株式會社
• 主分類號: C22C38/60
• 分類號: C22C38/60;C22C38/16;C22C33/02;B22F3/16;B22F1/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 盧曼;萬雪松

本發明提供其中固體潤滑劑不僅均勻分散于氣孔中和粉末晶界，而且還均勻分散于粉末粒內，與此同時牢固地固著于基質，滑動特性優異并且機械強度優異的鐵基燒結滑動構件。整體組成以質量比計包含S：0.2～3.24％、Cu：3～10％、余量：Fe和不可避免的雜質，并且具有包含分散有硫化物粒子的基質和氣孔的金屬組織，基質為鐵素體相或分散有銅相的鐵素體相，硫化物粒子相對于基質以0.8～15.0體積％的比例分散。

本申請是申請號為201410091890.1、申請日為2014年3月13日、發明名稱為“鐵基燒結滑動構件及其制備方法”的中國專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及例如內燃機的閥導承或閥片、旋轉式壓縮機的葉片或輥、渦輪增壓器的滑動部件和車輛、機床、工業機械等的驅動部位或滑動部位那樣的有高的表面壓力作用于滑動面上的滑動部件等中適用的滑動構件，特別是涉及對將以Fe為主要成分的原料粉末壓粉成型而得的壓粉體進行燒結而成的鐵基燒結滑動構件。

背景技術

通過粉末冶金法制備的燒結構件可近終型(near net shape)成型，并且適合大量生產，所以適用于各種機械部件。另外，由于可容易地得到在通常的熔制材料中無法得到的特殊的金屬組織，所以也適用于如上所述的各種滑動部件。即，在通過粉末冶金法制備的燒結構件中，通過向原料粉末中添加石墨、硫化錳等固體潤滑劑的粉末，并在固體潤滑劑殘留的條件下進行燒結，可將固體潤滑劑分散于金屬組織中，因此適用于各種滑動部件(參照日本國特開平04-157140號公報、特開2006-052468號公報、特開2009-155696號公報)。

一直以來，在燒結滑動構件中，石墨、硫化錳等固體潤滑劑以粉末的形態給予，在燒結時不固溶而殘留。因此，在金屬組織中，固體潤滑劑在氣孔中和粉末晶界分布不均。這樣的固體潤滑劑由于在氣孔中和粉末晶界不與基質結合，所以在滑動時易由基質脫落。

另外，在使用石墨作為固體潤滑劑的情況下，需要在燒結時不將石墨固溶于基質中，而在燒結后作為游離的石墨殘留。為此，必須使燒結溫度低于一般的鐵基燒結合金的情況。因此，原料粉末相互擴散導致的粒子間結合減弱，基質強度易降低。

另一方面，硫化錳等固體潤滑劑由于在燒結時不易固溶于基質中，所以可在與一般的鐵基燒結合金的情況同等的燒結溫度下進行燒結。但是，以粉末形態添加的固體潤滑劑存在于原料粉末間。因此，阻礙原料粉末的相互擴散，與未添加固體潤滑劑的情況相比，基質強度降低。而且，由于基質強度降低，在鐵基燒結構件的強度降低的同時，滑動時的基質的耐久性降低，從而磨損易加重。

在這樣的情況下，本發明的目的在于，提供一種滑動特性優異并且機械強度優異的鐵基燒結滑動構件，其中，固體潤滑劑不僅均勻分散于氣孔中和粉末晶界，而且還均勻分散于粉末粒內，與此同時牢固地固著于基質。

發明內容

本發明的第1鐵基燒結滑動構件的特征在于，整體組成以質量比計包含S：0.2～3.24％、Cu：3～10％和余量：Fe和不可避免的雜質，并且具有包含分散有硫化物粒子的基質和氣孔的金屬組織，所述基質為鐵素體相或分散有銅相的鐵素體相，所述硫化物粒子相對于基質以0.8～15.0體積％的比例分散。

另外，本發明的第2鐵基燒結滑動構件的特征在于，整體組成以質量比計包含S：0.2～3.24％、Cu：3～10％、C：0.2～2％、余量：Fe和不可避免的雜質，并且具有包含分散有硫化物粒子的基質和氣孔的金屬組織，所述C提供至所述基質中，所述基質由鐵素體、珠光體和貝氏體中的任一種或它們的混合組織或者在所述鐵素體、珠光體和貝氏體中的任一種或它們的混合組織中分散有銅相的組織構成，并且所述硫化物粒子相對于基質以0.8～15.0體積％的比例分散。