JP2003214430A - 焼結滑り軸受 - Google Patents
焼結滑り軸受Info
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- E04G17/0714—One-piece elements fully recoverable
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Structural Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来の焼結含油滑り軸受は、耐久性に若干のば
らつきがあり、より安定して長寿命となることが望まれ
ていた。 【解決手段】研削面の軸受内周面に面積率で１０％以下
の気孔が露出し、内周表面から金属厚さが２０μｍ以下
の封孔されている気孔を備え、前記鉄基焼結合金が、鉄
炭素系合金基地中にマルテンサイトを含むと共に、銅が
分散し、銅の含有量が１５〜２５質量％、有効多孔率が
１５〜２８％の焼入れ組織の多孔質鉄基焼結合金とし
た。
らつきがあり、より安定して長寿命となることが望まれ
ていた。 【解決手段】研削面の軸受内周面に面積率で１０％以下
の気孔が露出し、内周表面から金属厚さが２０μｍ以下
の封孔されている気孔を備え、前記鉄基焼結合金が、鉄
炭素系合金基地中にマルテンサイトを含むと共に、銅が
分散し、銅の含有量が１５〜２５質量％、有効多孔率が
１５〜２８％の焼入れ組織の多孔質鉄基焼結合金とし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、建設機械用の軸受
要素のように、軸受摺動面に高い面圧が作用する用途に
好適な焼結滑り軸受に関する。
要素のように、軸受摺動面に高い面圧が作用する用途に
好適な焼結滑り軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、建設機械の油圧ショベルは、掘
削動作をするときに、油圧シリンダを用いて、アーム先
端に取り付けられたバケットを揺動させるようになって
いる。バケットとアームとの関節は、軸と軸受からなる
滑り軸受要素で構成されている。このような軸受要素
は、大きな面圧がかかるため、耐摩耗性が高い軸受を用
い、摺動面には粘度の高い潤滑油やグリース等を介在さ
せて用いられる。
削動作をするときに、油圧シリンダを用いて、アーム先
端に取り付けられたバケットを揺動させるようになって
いる。バケットとアームとの関節は、軸と軸受からなる
滑り軸受要素で構成されている。このような軸受要素
は、大きな面圧がかかるため、耐摩耗性が高い軸受を用
い、摺動面には粘度の高い潤滑油やグリース等を介在さ
せて用いられる。
【０００３】このような軸受としては、鋳造合金を切削
加工したものや摺動面に黒鉛片を斑点状に埋め込んだも
のに代えて、動粘度が高い潤滑油を含浸させた鉄炭素系
焼結合金が使用されている。この焼結含油軸受は、高強
度と高い耐摩耗性を確保するために、合金基地がマルテ
ンサイト組織を含んだ鉄炭素系合金を用い、その組織中
に約２０質量％程度の銅を分散させたものである。軸受
は、熱処理されて硬く、比較的大型なので、最終の仕上
げは切削加工した後、内周面を研削して作られる。
加工したものや摺動面に黒鉛片を斑点状に埋め込んだも
のに代えて、動粘度が高い潤滑油を含浸させた鉄炭素系
焼結合金が使用されている。この焼結含油軸受は、高強
度と高い耐摩耗性を確保するために、合金基地がマルテ
ンサイト組織を含んだ鉄炭素系合金を用い、その組織中
に約２０質量％程度の銅を分散させたものである。軸受
は、熱処理されて硬く、比較的大型なので、最終の仕上
げは切削加工した後、内周面を研削して作られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の焼結
含油滑り軸受は、潤滑油を含み、焼入れされた鉄合金基
地に銅が分散した合金で、高荷重に適しており、良好に
使用できるものであるが、耐久性に若干のばらつきがあ
り、より安定して長寿命となることが望まれていた。
含油滑り軸受は、潤滑油を含み、焼入れされた鉄合金基
地に銅が分散した合金で、高荷重に適しており、良好に
使用できるものであるが、耐久性に若干のばらつきがあ
り、より安定して長寿命となることが望まれていた。
【０００５】そこで、従来の焼結含油滑り軸受について
使用した摩耗の状況を観察し、軸受内周面の気孔状態に
着眼して研究し、新規な知見を得た。本発明はこのよう
な知見に基いて完成したものである。
使用した摩耗の状況を観察し、軸受内周面の気孔状態に
着眼して研究し、新規な知見を得た。本発明はこのよう
な知見に基いて完成したものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するためになされたもので、その技術手段は、密度５．
８以上の焼入れ組織の多孔質鉄基焼結合金からなり、軸
受内周面が研削面で、その内周面に露出している気孔が
面積率で１０％以下、内周面から金属厚さが２０μｍ以
下で表面近傍に封孔されている気孔が存在することを特
徴とする焼結滑り軸受である。この軸受は、面圧５８．
８ＭＰａ以上及び摺動速度２〜５ｃｍ／秒の使用条件で
すぐれた性能を示す。なお、研削面はグラインダー（研
削盤）によって研削された面である。また封孔とは、表
面に露出していない空孔をいう。
するためになされたもので、その技術手段は、密度５．
８以上の焼入れ組織の多孔質鉄基焼結合金からなり、軸
受内周面が研削面で、その内周面に露出している気孔が
面積率で１０％以下、内周面から金属厚さが２０μｍ以
下で表面近傍に封孔されている気孔が存在することを特
徴とする焼結滑り軸受である。この軸受は、面圧５８．
８ＭＰａ以上及び摺動速度２〜５ｃｍ／秒の使用条件で
すぐれた性能を示す。なお、研削面はグラインダー（研
削盤）によって研削された面である。また封孔とは、表
面に露出していない空孔をいう。
【０００７】この鉄基焼結合金は、鉄炭素系合金基地中
にマルテンサイトを含むと共に、銅が分散し、銅の含有
量が１５〜２５質量％で、有効多孔率が１５〜２８％で
あるものが好ましい。有効多孔率とは表面と連通してい
て含油することができる気孔の体積の試料体積に占める
比率である。
にマルテンサイトを含むと共に、銅が分散し、銅の含有
量が１５〜２５質量％で、有効多孔率が１５〜２８％で
あるものが好ましい。有効多孔率とは表面と連通してい
て含油することができる気孔の体積の試料体積に占める
比率である。
【０００８】また、本発明の焼結滑り軸受は、ラジアル
荷重を受けるべき軸受内周面及びその近傍の露出気孔量
がその他の内周面の露出気孔量より多くかつ封孔が少く
なっているものも包含される。このような軸受は、例え
ば軸受の内面がラジアル荷重を受けて軸と摺動して初期
摩耗を生ずるような条件で加工又は使用することによっ
て得ることができる。
荷重を受けるべき軸受内周面及びその近傍の露出気孔量
がその他の内周面の露出気孔量より多くかつ封孔が少く
なっているものも包含される。このような軸受は、例え
ば軸受の内面がラジアル荷重を受けて軸と摺動して初期
摩耗を生ずるような条件で加工又は使用することによっ
て得ることができる。
【０００９】さらに、本発明の焼結滑り軸受は、建設機
械油圧ショベルの関節用またはクレーンのアーム支持関
節用軸受として用いると最適である。
械油圧ショベルの関節用またはクレーンのアーム支持関
節用軸受として用いると最適である。
【００１０】本発明の特徴とする前記構成を要件とする
理由について説明すると下記のようである。
理由について説明すると下記のようである。
【００１１】（１）焼結合金
本発明の焼結滑り軸受の材質、組成は強度及び耐摩耗性
から、マルテンサイト組織を含む鉄基焼結多孔質合金と
した。特に、鉄炭素系合金基地中に、銅が分散した合金
が好ましく、銅の含有量は１５〜２５質量％が好適であ
る。硬い鉄炭素系合金基地の骨格の中に、軟質で軸との
なじみ性が良い銅が介在しているもので、合金を構成す
る元素が少なく、耐久性にも優れている。摺動面に存在
する銅が少ないと、硬い鉄合金の性質が強くなり、軸を
アブレシグ摩耗させ易く、銅が多い場合は、高い面圧の
摺動によって、銅が変形したり表面の気孔を塞いで摩耗
が進行しやすいことから、銅の含有量を１５〜２５質量
％とする。
から、マルテンサイト組織を含む鉄基焼結多孔質合金と
した。特に、鉄炭素系合金基地中に、銅が分散した合金
が好ましく、銅の含有量は１５〜２５質量％が好適であ
る。硬い鉄炭素系合金基地の骨格の中に、軟質で軸との
なじみ性が良い銅が介在しているもので、合金を構成す
る元素が少なく、耐久性にも優れている。摺動面に存在
する銅が少ないと、硬い鉄合金の性質が強くなり、軸を
アブレシグ摩耗させ易く、銅が多い場合は、高い面圧の
摺動によって、銅が変形したり表面の気孔を塞いで摩耗
が進行しやすいことから、銅の含有量を１５〜２５質量
％とする。
【００１２】（２）有効多孔率と密度
有効多孔率は１５％以上必要で、低いと含油量が少ない
ために摺動面に油切れを起こしやすくなり寿命を短くす
る。有効多孔率は大きいほど含油能力が高くて好ましい
が、密度が低くなり、強度が低下し、耐摩耗性にも影響
する。この合金の密度は５．８ｇ／ｃｍ3以上であるこ
とが必要である。前記した好ましい焼結合金の銅含有量
が最大値の２５質量％の場合、密度が５．８ｇ／ｃｍ3
以上では、有効多孔率は２８％以下となる。これらのこ
とから、有効多孔率を１５〜２８％とする。
ために摺動面に油切れを起こしやすくなり寿命を短くす
る。有効多孔率は大きいほど含油能力が高くて好ましい
が、密度が低くなり、強度が低下し、耐摩耗性にも影響
する。この合金の密度は５．８ｇ／ｃｍ3以上であるこ
とが必要である。前記した好ましい焼結合金の銅含有量
が最大値の２５質量％の場合、密度が５．８ｇ／ｃｍ3
以上では、有効多孔率は２８％以下となる。これらのこ
とから、有効多孔率を１５〜２８％とする。
【００１３】（３）軸受内周面の状態
軸受内周面は、グラインダー（研削盤）による研削面と
する。そしてその内周面の表面に露出している気孔が面
積率で１０％以下とする。また、内周面から深さ方向の
金属厚さが２０μｍ以下で表面に開口していない、封孔
されている気孔が存在するようにする。この封孔されて
いる気孔は軸受断面のラッピング面の顕微鏡組織から観
察されるもので、軸受の内周面の表面の近傍にある封孔
のうち、幅が約５０μｍ以上の気孔であって、軸受内周
表面までの距離が２０μｍ以下である。このような研削
面は、予め密度を決定して製造した軸受素材の内周面を
加工する研磨砥石と研削条件を選定することによって安
定的に得ることができる。また、軸受素材の内周面を予
め旋盤により切削加工した後研削する場合は、軸受内周
面の表面附近に存在する気孔を所定深さまで目潰しする
と共に表面部を緻密化するように切削加工を施し、その
表層部を所定量研削して表層を除去する手段によって得
ることができる。この場合、切削加工は、焼結後の焼結
体に施す場合と、熱処理後の熱処理体に施す場合があ
り、前者の方が緻密化部分の深さを深く形成することが
できる。
する。そしてその内周面の表面に露出している気孔が面
積率で１０％以下とする。また、内周面から深さ方向の
金属厚さが２０μｍ以下で表面に開口していない、封孔
されている気孔が存在するようにする。この封孔されて
いる気孔は軸受断面のラッピング面の顕微鏡組織から観
察されるもので、軸受の内周面の表面の近傍にある封孔
のうち、幅が約５０μｍ以上の気孔であって、軸受内周
表面までの距離が２０μｍ以下である。このような研削
面は、予め密度を決定して製造した軸受素材の内周面を
加工する研磨砥石と研削条件を選定することによって安
定的に得ることができる。また、軸受素材の内周面を予
め旋盤により切削加工した後研削する場合は、軸受内周
面の表面附近に存在する気孔を所定深さまで目潰しする
と共に表面部を緻密化するように切削加工を施し、その
表層部を所定量研削して表層を除去する手段によって得
ることができる。この場合、切削加工は、焼結後の焼結
体に施す場合と、熱処理後の熱処理体に施す場合があ
り、前者の方が緻密化部分の深さを深く形成することが
できる。
【００１４】研削面の平均面粗さは、Ｒｍａｘで０．５
〜１μｍ程度とする。このような軸受内周面は、軸と組
み合わせて嵌合部に潤滑油を供給して使用したとき、軸
受内周の表面に露出している気孔が少ない状態なので、
摺動部の油圧（油膜強度）が高くなるが、軸受内周面に
かかる高い面圧のラジアル荷重によって、軸受内周の荷
重の作用部は初期摩耗し、薄い金属で封孔されていた気
孔が摩耗した面に露出する。本発明の軸受は、建設機械
油圧ショベルの関節用またはクレーンのアーム支持関節
用軸受であると最適である。このとき初期摩耗する部分
は、軸と軸受が相対的に揺動運動し、高い面圧が作用し
ている箇所である。この部分が初期摩耗してもその他の
部分は研削面が僅かに摩耗した程度で気孔量が少ない状
態が維持される。封孔されていた気孔が露出すると、含
浸された潤滑油が容易に供給され、初期摩耗が終わった
後の摩擦を低くする。一方、荷重の小さい軸受内周部分
は封孔がそのまま維持され依然として潤滑油の油圧逃げ
が少ない状態を維持する。これらの結果全体として摺動
性能が安定化する効果を奏する。このようなの軸受を初
期摩耗が生ずるのと同様の作用を生ずる加工手段を施す
ことによって製造してもよい。
〜１μｍ程度とする。このような軸受内周面は、軸と組
み合わせて嵌合部に潤滑油を供給して使用したとき、軸
受内周の表面に露出している気孔が少ない状態なので、
摺動部の油圧（油膜強度）が高くなるが、軸受内周面に
かかる高い面圧のラジアル荷重によって、軸受内周の荷
重の作用部は初期摩耗し、薄い金属で封孔されていた気
孔が摩耗した面に露出する。本発明の軸受は、建設機械
油圧ショベルの関節用またはクレーンのアーム支持関節
用軸受であると最適である。このとき初期摩耗する部分
は、軸と軸受が相対的に揺動運動し、高い面圧が作用し
ている箇所である。この部分が初期摩耗してもその他の
部分は研削面が僅かに摩耗した程度で気孔量が少ない状
態が維持される。封孔されていた気孔が露出すると、含
浸された潤滑油が容易に供給され、初期摩耗が終わった
後の摩擦を低くする。一方、荷重の小さい軸受内周部分
は封孔がそのまま維持され依然として潤滑油の油圧逃げ
が少ない状態を維持する。これらの結果全体として摺動
性能が安定化する効果を奏する。このようなの軸受を初
期摩耗が生ずるのと同様の作用を生ずる加工手段を施す
ことによって製造してもよい。
【００１５】軸受内周面の表面近傍に存在し表面に開口
していないで封孔されている気孔の軸受内周面までの金
属厚さは、初期摩耗によって容易に除去され、初期摩耗
を受けない部分では表面の気孔が少ない状態を維持する
ことができるように２０μｍ以下とする。さらに好まし
くは８〜１２μｍ（１０μｍ程度）である。このような
厚みを形成するには、グラインダー（研削盤）による研
削加工が適している。
していないで封孔されている気孔の軸受内周面までの金
属厚さは、初期摩耗によって容易に除去され、初期摩耗
を受けない部分では表面の気孔が少ない状態を維持する
ことができるように２０μｍ以下とする。さらに好まし
くは８〜１２μｍ（１０μｍ程度）である。このような
厚みを形成するには、グラインダー（研削盤）による研
削加工が適している。
【００１６】研削面に開口している気孔の量は、軸受焼
結合金の気孔率との差が大きいことが好ましいが、焼結
合金の許容される最低の密度５．８ｇ／ｃｍ3における
研削面の状態から面積率で１０％以下とする。好ましく
は１〜３％である。
結合金の気孔率との差が大きいことが好ましいが、焼結
合金の許容される最低の密度５．８ｇ／ｃｍ3における
研削面の状態から面積率で１０％以下とする。好ましく
は１〜３％である。
【００１７】（４）含浸される潤滑剤
含浸油は、この種の高面圧滑り軸受に使用される品質の
ものを用いるとよい。例えば、４０℃における動粘度が
２．２〜１０ｍ2／ｓ（２２０〜１０００ｃＳｔ）程度
のものが適当である。また、常温で固態状または半固態
状で滴点６０℃以上であるようなワックスも適してい
る。このワックスは、パラフィンワックス、マイクロク
リスタリンワックスなどに油分を含み、好ましくは黒鉛
や二硫化モリブデンの粒子を含有しているものである。
含浸されている潤滑油は、軸受と軸との摺動による軸受
の温度上昇により膨張し、摺動面へ供給される。軸受が
使用されるときは、軸受要素にグリースを注入するとよ
い。
ものを用いるとよい。例えば、４０℃における動粘度が
２．２〜１０ｍ2／ｓ（２２０〜１０００ｃＳｔ）程度
のものが適当である。また、常温で固態状または半固態
状で滴点６０℃以上であるようなワックスも適してい
る。このワックスは、パラフィンワックス、マイクロク
リスタリンワックスなどに油分を含み、好ましくは黒鉛
や二硫化モリブデンの粒子を含有しているものである。
含浸されている潤滑油は、軸受と軸との摺動による軸受
の温度上昇により膨張し、摺動面へ供給される。軸受が
使用されるときは、軸受要素にグリースを注入するとよ
い。
【００１８】
【発明の実施の態様】以下、好ましい実施例と比較例に
より本発明の実施の態様を説明する。
より本発明の実施の態様を説明する。
【００１９】（１）焼結軸受素材の製作
アトマイズ鉄粉（神戸製鋼所製アトメル３００Ｍ）８
１．２ｋｇと、電解銅粉（福田金属箔粉工業製ＣＥ１
５）１８ｋｇと、黒鉛粉（日本黒鉛工業製ＣＰＢ）０．
８ｋｇとに、成形系潤滑剤としてステアリン酸亜鉛粉
０．５ｋｇを追加混合し、円筒形状に圧縮成形した。こ
の成形体を温度１１２０℃の還元性ガス中で焼結した。
焼結品の鉄基焼結合金基地中の結合炭素量は０．６質量
％であった。また、焼結体の密度は６．２ｇ／ｃｍ
3で、有効多孔率は２１％であった。焼結体は、温度８
５０℃に加熱したのち油焼入れし、温度１８０℃で焼戻
した。得られた軸受素材はマルテンサイト組織を含むも
のであった。
１．２ｋｇと、電解銅粉（福田金属箔粉工業製ＣＥ１
５）１８ｋｇと、黒鉛粉（日本黒鉛工業製ＣＰＢ）０．
８ｋｇとに、成形系潤滑剤としてステアリン酸亜鉛粉
０．５ｋｇを追加混合し、円筒形状に圧縮成形した。こ
の成形体を温度１１２０℃の還元性ガス中で焼結した。
焼結品の鉄基焼結合金基地中の結合炭素量は０．６質量
％であった。また、焼結体の密度は６．２ｇ／ｃｍ
3で、有効多孔率は２１％であった。焼結体は、温度８
５０℃に加熱したのち油焼入れし、温度１８０℃で焼戻
した。得られた軸受素材はマルテンサイト組織を含むも
のであった。
【００２０】（２）切削加工及び研削
上記熱処理された焼結軸受素材の内外周面及び端面を旋
盤を用いて超硬バイトで切削加工し、次に、研削盤を用
いて軸受素材と砥石を回転させて内周面を研削した。こ
のとき、研磨代を変えることにより、内周面に露出した
気孔量を調節した。軸受の内径寸法は直径５０ｍｍ、全
長寸法は５０ｍｍである。
盤を用いて超硬バイトで切削加工し、次に、研削盤を用
いて軸受素材と砥石を回転させて内周面を研削した。こ
のとき、研磨代を変えることにより、内周面に露出した
気孔量を調節した。軸受の内径寸法は直径５０ｍｍ、全
長寸法は５０ｍｍである。
【００２１】これら加工条件の異なる軸受試料を切断
し、内周面の露出気孔量を顕微鏡観察により求め、内周
面を含む断面を顕微鏡組織により観察して、表面に近い
封孔された幅が約５０μｍ以上の複数の気孔について、
内周面までの金属部分の厚さを測定した。下記の
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の測定値である加工条件グルー
プを軸受試料とした。 （ａ）実施例：内周面の気孔量が３面積％、封孔表面の
金属厚さが１０μｍの試料。 （ｂ）比較例１：内周面の気孔量が１面積％、封孔表面
の金属厚さが３０μｍの試料。 （ｃ）比較例２：内周面の気孔量が１５面積％で、表面
附近に封孔が殆ど認められない試料。
し、内周面の露出気孔量を顕微鏡観察により求め、内周
面を含む断面を顕微鏡組織により観察して、表面に近い
封孔された幅が約５０μｍ以上の複数の気孔について、
内周面までの金属部分の厚さを測定した。下記の
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の測定値である加工条件グルー
プを軸受試料とした。 （ａ）実施例：内周面の気孔量が３面積％、封孔表面の
金属厚さが１０μｍの試料。 （ｂ）比較例１：内周面の気孔量が１面積％、封孔表面
の金属厚さが３０μｍの試料。 （ｃ）比較例２：内周面の気孔量が１５面積％で、表面
附近に封孔が殆ど認められない試料。
【００２２】（３）潤滑油の含浸
軸受試料には、ＩＳＯ Ｖ Ｇ４６０相当（４０℃にお
ける動粘度４．６ｍ2／ｓ（４６０ｃＳｔ））の潤滑油
を真空含浸した。各試料は内周面の状態が異なるが、内
部の気孔は同じであり、含油率が２１％である。
ける動粘度４．６ｍ2／ｓ（４６０ｃＳｔ））の潤滑油
を真空含浸した。各試料は内周面の状態が異なるが、内
部の気孔は同じであり、含油率が２１％である。
【００２３】（４）軸受試験
軸受試料をハウジングに固定し、焼入れ及び研磨された
軸にグリースを塗布して軸受試料の内周に嵌合した。軸
にラジアル方向の荷重を与え、面圧は５８．８ＭＰａ
（６ｋｇｆ／ｍｍ2）とした。軸は中心角１００度の範
囲の軸摺動面を滑り速度が１分間あたり１．２ｍの速さ
で往復回動させた。往復運動の末端位置でそれぞれ０．
５秒間休止させた。
軸にグリースを塗布して軸受試料の内周に嵌合した。軸
にラジアル方向の荷重を与え、面圧は５８．８ＭＰａ
（６ｋｇｆ／ｍｍ2）とした。軸は中心角１００度の範
囲の軸摺動面を滑り速度が１分間あたり１．２ｍの速さ
で往復回動させた。往復運動の末端位置でそれぞれ０．
５秒間休止させた。
【００２４】軸受試料の外周面に熱電対を装着し、運転
過程の軸受温度を測定した。若し軸受温度が１５０℃に
なれば試験を中止することとした。１５０℃は、経験則
から焼付き摩耗になっていると認められる温度である。
過程の軸受温度を測定した。若し軸受温度が１５０℃に
なれば試験を中止することとした。１５０℃は、経験則
から焼付き摩耗になっていると認められる温度である。
【００２５】（５）軸受温度の測定結果
このようにして試験した軸受温度は表１のとおりであ
る。表１に示すように、実施例の焼結含油滑り軸受は、
運転初期段階で温度上昇するが、その状態を過ぎた後は
温度が下がり、３０時間までほぼ同じ温度レベルを推移
した。
る。表１に示すように、実施例の焼結含油滑り軸受は、
運転初期段階で温度上昇するが、その状態を過ぎた後は
温度が下がり、３０時間までほぼ同じ温度レベルを推移
した。
【００２６】内周面の気孔量が少なく、封孔表面の金属
厚さが比較的大きい加工によって気孔が目潰しされた状
態の比較例１では、初期段階でより高い温度になり、そ
の温度が暫時継続されてから温度が下がり、実施例の温
度より高い温度で安定化している。また、内周面の気孔
量が多く、加工による封孔が殆どない表面状態の比較例
２では、比較例１のような初期段階の温度急上昇は起こ
らないが、緩やかに温度上昇し、実施例の軸受の安定温
度より高い温度で推移している。
厚さが比較的大きい加工によって気孔が目潰しされた状
態の比較例１では、初期段階でより高い温度になり、そ
の温度が暫時継続されてから温度が下がり、実施例の温
度より高い温度で安定化している。また、内周面の気孔
量が多く、加工による封孔が殆どない表面状態の比較例
２では、比較例１のような初期段階の温度急上昇は起こ
らないが、緩やかに温度上昇し、実施例の軸受の安定温
度より高い温度で推移している。
【００２７】いずれも温度が１５０℃には達していな
い。
い。
【００２８】
【表１】
【００２９】（６）試験結果の評価
これらの運転温度の推移は、軸受内周面を観察した状況
から、次のような理由によるものと考えられる。
から、次のような理由によるものと考えられる。
【００３０】実施例の焼結含油滑り軸受は、運転初期段
階でラジアル荷重作用面に潤滑油が不足していて初期摩
耗が進行し温度上昇したものと考えられる。次いで摩耗
により、軸荷重と軸受気孔内の潤滑油の押し上げ力が程
良く釣り合うような気孔の開口面積を形成し、理想的な
潤滑形態が初期摩耗によって作り出されている。初期摩
耗のあとは、比較的硬質な焼入れ組織の鉄炭素系合金基
地と比較的軟質な銅粒子とによる耐摩耗性と、最適気孔
量に基づいて、摩耗が進行せず、摺動特性が安定したも
のと考えられる。
階でラジアル荷重作用面に潤滑油が不足していて初期摩
耗が進行し温度上昇したものと考えられる。次いで摩耗
により、軸荷重と軸受気孔内の潤滑油の押し上げ力が程
良く釣り合うような気孔の開口面積を形成し、理想的な
潤滑形態が初期摩耗によって作り出されている。初期摩
耗のあとは、比較的硬質な焼入れ組織の鉄炭素系合金基
地と比較的軟質な銅粒子とによる耐摩耗性と、最適気孔
量に基づいて、摩耗が進行せず、摺動特性が安定したも
のと考えられる。
【００３１】一方、比較例１のように、加工による目潰
し状態が摺動表面部から比較的深くまで及んでいるもの
は、初期摩耗によってある程度の開口気孔が露出するも
のの、依然として必要な潤滑油の供給が不足した状態が
推移して温度が上昇する。そして、高い温度が継続する
ことによって、潤滑油が流出しやすくなるが、封孔の金
属厚さが厚く、摩擦が高くなって摩耗しながら推移し、
安定期になるまでの時間が長くなっているものと考えら
れる。
し状態が摺動表面部から比較的深くまで及んでいるもの
は、初期摩耗によってある程度の開口気孔が露出するも
のの、依然として必要な潤滑油の供給が不足した状態が
推移して温度が上昇する。そして、高い温度が継続する
ことによって、潤滑油が流出しやすくなるが、封孔の金
属厚さが厚く、摩擦が高くなって摩耗しながら推移し、
安定期になるまでの時間が長くなっているものと考えら
れる。
【００３２】また、比較例２のように、封孔量が少なく
摺動面に開口した気孔が比較的多いものは、初期段階か
らラジアル荷重作用面に潤滑油が供給され、温度上昇が
比較的緩やかとなるが、ラジアル荷重作用面以外の部分
も多孔質であるため、荷重作用面の油圧が隣接する気孔
に逃げ易い状態となっており、潤滑が不足することによ
り温度が高い状態を推移するものと考えられる。
摺動面に開口した気孔が比較的多いものは、初期段階か
らラジアル荷重作用面に潤滑油が供給され、温度上昇が
比較的緩やかとなるが、ラジアル荷重作用面以外の部分
も多孔質であるため、荷重作用面の油圧が隣接する気孔
に逃げ易い状態となっており、潤滑が不足することによ
り温度が高い状態を推移するものと考えられる。
【００３３】前述したように、軸受摺動面を真円度が優
れた平滑面とするために、単に研削しただけでは摺動特
性が不充分で、軸受素材の表面気孔が適度に封孔された
内周面にするとともに、初期摩耗によってラジアル荷重
作用面が潤滑油の油圧と程良く釣り合う状態の気孔にな
ったときときに、耐久性がある焼結含油滑り軸受となる
ことが分かる。
れた平滑面とするために、単に研削しただけでは摺動特
性が不充分で、軸受素材の表面気孔が適度に封孔された
内周面にするとともに、初期摩耗によってラジアル荷重
作用面が潤滑油の油圧と程良く釣り合う状態の気孔にな
ったときときに、耐久性がある焼結含油滑り軸受となる
ことが分かる。
【００３４】このような内周表面状態で有効多孔率が十
分あるような焼結含油滑り軸受は粉末冶金における表面
緻密化技法によっても製作することはできるが、製作工
程が多く、軸受をハウジングに組立てるときに位相合せ
を必要とする欠点がある。それに比べ、本発明の焼結含
油滑り軸受は、軸受素材の密度と切削加工及び研削加工
条件を一定にすることにより、軸受内周面を所定表面状
態に安定して製作することができ、使用することによっ
て当然に生じる初期摩耗を利用して使用条件に最適な摺
動面の気孔状態を形成することができる。従って、軸受
性能、製作性、組立て性に優れたものである。
分あるような焼結含油滑り軸受は粉末冶金における表面
緻密化技法によっても製作することはできるが、製作工
程が多く、軸受をハウジングに組立てるときに位相合せ
を必要とする欠点がある。それに比べ、本発明の焼結含
油滑り軸受は、軸受素材の密度と切削加工及び研削加工
条件を一定にすることにより、軸受内周面を所定表面状
態に安定して製作することができ、使用することによっ
て当然に生じる初期摩耗を利用して使用条件に最適な摺
動面の気孔状態を形成することができる。従って、軸受
性能、製作性、組立て性に優れたものである。
【００３５】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の高面圧
に適した焼結滑り軸受は、摩擦が少ない状態を長期問安
定して維持できるので、予定保守の間隔を延ばすことが
でき、コスト削減効果を期待することができる。
に適した焼結滑り軸受は、摩擦が少ない状態を長期問安
定して維持できるので、予定保守の間隔を延ばすことが
でき、コスト削減効果を期待することができる。
Claims (3)
- 【請求項１】 焼入れ組織の多孔質鉄基焼結合金からな
り、軸受内周面が研削面で、その内周面に露出している
気孔が面積率で１０％以下、内周面から金属厚さが２０
μｍ以下で表面近傍に封孔されている気孔が存在するこ
とを特徴とする焼結滑り軸受。 - 【請求項２】 前記鉄基焼結合金が、鉄炭素系合金基地
中にマルテンサイトを含むと共に、銅が分散し、銅の含
有量が１５〜２５質量％で、有効多孔率が１５〜２８％
であることを特徴とする請求項１記載の焼結含油滑り軸
受。 - 【請求項３】 ラジアル荷重を受けるべき軸受内周面及
びその近傍の露出気孔量がその他の内周面の露出気孔量
より多くかつ封孔が少くなっていることを特徴とする請
求項１記載の焼結滑り軸受。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002012556A JP3978042B2 (ja) | 2002-01-22 | 2002-01-22 | 建設機械用焼結滑り軸受 |
| KR10-2003-0003940A KR100518248B1 (ko) | 2002-01-22 | 2003-01-21 | 건설 기계용 소결 슬라이딩 베어링 |
| CNB031006825A CN1245582C (zh) | 2002-01-22 | 2003-01-21 | 用于建筑设备的烧结的滑动轴承 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002012556A JP3978042B2 (ja) | 2002-01-22 | 2002-01-22 | 建設機械用焼結滑り軸受 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003214430A true JP2003214430A (ja) | 2003-07-30 |
| JP3978042B2 JP3978042B2 (ja) | 2007-09-19 |
Family
ID=27649739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002012556A Expired - Lifetime JP3978042B2 (ja) | 2002-01-22 | 2002-01-22 | 建設機械用焼結滑り軸受 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3978042B2 (ja) |
| KR (1) | KR100518248B1 (ja) |
| CN (1) | CN1245582C (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109154043A (zh) * | 2016-05-19 | 2019-01-04 | 日立化成株式会社 | 铁系烧结含油轴承 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9249830B2 (en) * | 2012-03-07 | 2016-02-02 | Ntn Corporation | Sintered bearing |
| JP2014066271A (ja) * | 2012-09-25 | 2014-04-17 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | すべり軸受組立体 |
| DE102020202738A1 (de) * | 2020-03-04 | 2021-09-09 | Mahle International Gmbh | Gleitlager, Verfahren zum Herstellen eines Gleitlagers, Brennkraftmaschine mit Gleitlager sowie elektrische Maschine mit Gleitlager |
| DE102020202739A1 (de) | 2020-03-04 | 2021-09-09 | Mahle International Gmbh | Gesintertes Lagerbuchsenmaterial, Gleitlager, Brennkraftmaschine und elektrische Maschine |
-
2002
- 2002-01-22 JP JP2002012556A patent/JP3978042B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-01-21 KR KR10-2003-0003940A patent/KR100518248B1/ko active IP Right Grant
- 2003-01-21 CN CNB031006825A patent/CN1245582C/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109154043A (zh) * | 2016-05-19 | 2019-01-04 | 日立化成株式会社 | 铁系烧结含油轴承 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1245582C (zh) | 2006-03-15 |
| JP3978042B2 (ja) | 2007-09-19 |
| KR20030063224A (ko) | 2003-07-28 |
| CN1434225A (zh) | 2003-08-06 |
| KR100518248B1 (ko) | 2005-10-04 |
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