JPH01225749A - 含油軸受用焼結材およびその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の目的」 本発明は焼結金属軸受およびその製造法に係り、鉄粉に
非鉄金属を被覆したるかために圧縮成形性が良好で、高
負荷に耐え、耐食性や耐摩耗性に優れていると共に偏析
を的確に防止し、摩擦係数が小で熱伝導性などにも優れ
た軸受材およびその製造法を提供しようとするものであ
る。

（産業上の利用分野） 各種軸受目的に適した焼結金属軸受およびその製造技術
。

（従来の技術） 焼結合金材は含油軸受その他に広く利用されており、軸
受に関してはＪＩＳ規格においても家庭用電気機器、音
響機器、事務用機器、農業機械、運搬荷役用機器などに
関して種々に規定され、その成分組成としても純鉄系、
鉄−銅系、鉄−炭素系、鉄−銅一炭素系、鉄−銅一鉛系
、青銅系、銅系、鉛−青銅系など多様の材質、種類が規
定されている。

なお例えば特開昭５６−５１５５４号公報においては鉄
粉と黄銅粉を用いた圧粉体を焼結することが発表されて
おり、更に本発明者等によっても特開昭６０−２００９
２７号公報において鉄粉、黄銅粉および洋白粉を用い、
それらの混合粉による圧粉成形体を還元性雰囲気で焼結
処理することを提案している。

（発明が解決しようとする問題点） 上記したような従来のものにおいては、その成分組成の
如何により夫々の特性が得られるとしても、−船釣に強
度を重視する場合には鉄粉を用いることが不可欠的であ
る。しかしこの鉄粉を用いたものにおいては耐食性に劣
り、摩擦係数が大であって相手部材を損耗するなどの欠
点がある。

このような鉄粉を用いたものの不利をカバーするものが
銅粉を用いた焼結材であるが、この銅系のものにおいて
は強度的に充分でないと共に高価であるなどの不利を有
している。

そこでこれらの関係を調和するものとして、鉄粉と銅粉
を共に用い、あるいは青銅、黄銅、鉛、洋白の如きを併
用した上述のような軸受材となるわけであるけれども、
このような各金属または合金粉を併用した従来の軸受に
おいては原料粉の調整、取扱い上において偏析を生じ易
く、又鉄系粉が比較的大量に用いられたものにおいては
鉄系軸受としての上記欠点が顕われ、一方銅または銅系
合金が比較的大量に用いられたものにおいては高価とな
ると共に銅系軸受における前記不利を避は得ないことと
なる。

このような従来のものにおける具体的な製品の１例は第
４図に示す如くであって、このものは３〇ｗｔ％の銅粉
を混合した圧粉成形体についてその表面を顕微鏡観察し
拡大して示したものであるが、鉄粒子（１）と銅粒子（
２）とが略その重量配合比に準じた混合状態で分布した
ものとなっており、成程肉眼的観察においては配合銅粉
による感覚がそれなりに得られるとしてもミクロ的には
明かに鉄粉の露出が主体をなしていることは明確である
。即ち銅粉による耐食性やなじみ性、あるいは摩擦係数
低減効果がそれなりに得られるとしても鉄粉部分におい
ては従来一般の鉄粉軸受焼結材としての不利が残ること
とならざるを得ない。

なお上記したような従来のものにおいては、特に鉄粉を
主体としたものにおいてその焼結前において所定の形態
を得るための圧粉成形性が必ずしも好ましいものでなく
、このため成形圧をそれなりに大きくし、あるいは固体
潤滑材を配合して圧縮成形を円滑に行うようにすること
が必要である。

この圧縮成形圧を高くするならば圧縮成形金型の損耗が
加速度的に大となって充分な耐用性が得られないことと
なり、一方固体潤滑材を配合した製品は強度的に劣るこ
ととならざるを得ない。

「発明の構成」 （課題を解決するための手段） １、鉄が４５〜８２ｗｔ％と非鉄金属より成り、前記鉄
が粉粒状をなし、しかも該粉粒状鉄の実質的全周面が上
記した非鉄金属により被覆された状態で相互に焼結結合
せしめられ、その気孔率が１５〜２８容量％とされたこ
とを特徴とする含油軸受用焼結材。

２、鉄が４５〜８２ｗｔ％、黒鉛または二硫化モリブデ
ンのような固体潤滑材粉末の１種または２種以上が０．
３〜４．５ｗｔ％で残部が非鉄金属より成り、気孔率が
１５〜２８容量％でリング状に成形された前項に記載の
含油軸受用焼結材。

３、非鉄金属が銅または銅系合金である前項または前々
項の何れか１つに記載の含油軸受用焼結材。

４、ｗ４が１８〜４９．５ｗｔ％、錫が０．５〜６ｗｔ
％と４５〜８２ｗｔ％の鉄よりなり、しかも前記鉄が粉
粒状をなしていて、該粉粒状鉄の実質的全周面が前記銅
および錫により被覆された状態で焼結せしめられ、気孔
率が１５〜２８容量％とされたことを特徴とする含油軸
受用焼結材。

５、銅が６〜４０ｗｔ％で、亜鉛が０．８〜１４．８ｗ
ｔ％と５０〜８２ｉｖｔ％の鉄よりなり、しかも前記鉄
が粉粒状をなしていて、該粉粒状鉄の実質的全周面が前
記銅および亜鉛により被覆された状態で焼結せしめられ
、気孔率が１５〜２８容量％とされたことを特徴とする
含油軸受用焼結材。

６、銅が６〜３７．５ｗｔ％、亜鉛が０．８〜１４．８
ｗｔ％、ニッケルが０．８〜９．０ｗｔ％と４５〜８２
ｗｔ％の鉄よりなり、しかも前記鉄が粉粒状をなしてい
て、該粉粒状鉄の実質的全周面が前記銅、亜鉛およびニ
ッケルにより被覆された状態で焼結せしめられ、気孔率
が１５〜２５容量％とされたことを特徴とする含油軸受
用焼結材。

７、鉄粉に重量比で非鉄金属を１８〜５０ｗｔ％被覆し
た粉体を圧粉成形してから焼結し、サイジングすること
を特徴とする含油軸受用焼結材の製造法。

８、鉄粉に重量比で非鉄金属を１８〜５０−１％被覆し
た粉粒体１００重量部に更に非鉄金属粉１１〜２４０重
量部を添加した原料粉を圧粉成形してから焼結し、サイ
ジングすることを特徴とする含油軸受用焼結材の製造法
。

９、黒鉛、二硫化モリブデン、鉛のような固体潤滑材粉
末の１種または２種以上を重量比で０．５〜５％添加し
た原料粉を用いる前々項または前項の何れか１つに記載
の含油軸受用焼結材の製造法。

１０、鉄粉に被覆される非鉄金属が銀、銅、錫、鉛、亜
鉛、ニッケル、アルミニウム、コバルト、クロム、モリ
ブデン、チタン、マンガン、タングステンの何れかおよ
びそれらの２種以上より成る合金ならびに該合金にリン
や硫黄などをも含有したものによる電気メッキ、溶融メ
ッキ、無電解メッキ、溶射、ドライプレーティングの何
れかである前記７項から９項の何れか１つに記載の含油
軸受用焼結材の製造法。

１１、鉄粉に被覆される非鉄金属が銅と亜鉛を主体とし
た合金としての黄銅である前項に記載の含油軸受用焼結
材の製造法。

１２、鉄粉に被覆される非鉄金属が銅と錫を主体とした
合金としての青銅である前記１０項に記載の含油軸受用
焼結材の製造法。

１３、鉄粉に被覆される非鉄金属が銅と亜鉛ニッケルを
主体とした合金としての洋白である前記１０項に記載の
含油軸受用焼結材の製造法。

１４、非鉄金属を被覆した鉄粉に対し更に添加される非
鉄金属粉がＡｇｚ　Ｃ１１％　Ｓｎｓ　ｐｂ、　Ｚｎｓ
　Ｎｉ、Ａ２、Ｃｒｓ　　ＭＯ％　　Ｔｔｓ　　Ｍｎｓ
　　Ｗ　　、　Ｓｂ、　　八ＳＸ　８８％　　８１％　
　Ｂ　　ｓ　　Ｉｎの何れか、またはそれらの合金また
はそれらの酸化物若しくはＰ．Ｓをも含有した粉末であ
る前記７項から１３項の何れか１つに記載の含油軸受用
焼結材の製造法。

１５、非鉄金属を被覆した鉄粉に対し更に添加される非
鉄金属粉が銅と亜鉛を主体とした合金としての黄銅粉で
ある前項に記載の含油軸受用焼結材の製造法。

１６、非鉄金属を被覆した鉄粉に対し更に添加される非
鉄金属粉が銅と錫を主体とした合金としての青銅粉であ
る前記１４項に記載の含油軸受用焼結材の製造法。

１７、非鉄金属を被覆した鉄粉に対し更に添加される非
鉄金属粉が銅と亜鉛ニッケルを主体とした合金としての
洋白粉である前記１４項に記載の含油軸受用焼結材の製
造法。

１Ｂ、　Ｎｉを３．５〜８．０％に低下した洋白粉を用
いる前項に記載の含油軸受用焼結材の製造法。

１９、非鉄金属を被覆した鉄粉に対し非鉄金属酸化物粉
末を更に添加し、還元性雰囲気で前記非鉄金属酸化物粉
末を還元し焼結する前記７項に記載の含油軸受用焼結材
の製造法。

２０、非鉄金属酸化物が酸化鉛である前項に記載の含油
軸受用焼結材の製造法。

（作用） 鉄粉に非鉄金属を被覆した粉体を用いることにより、鉄
粉自体の強度特性、耐荷重性を確保しながらその耐蝕性
、摩擦係数などの特性を非鉄金属の被覆層において得し
める。

被覆する非鉄金属量が１８ｗｔ％以下では被覆非鉄金属
層による前記特性を有効に得ることが困難となり、一方
５０ｗｔ％を超えて非鉄金属を被覆せしめたものにおい
ては鉄粉を骨格として得られる強度ないし耐荷重性を充
分に得難くなると共に高価となる。

前記のように非鉄金属で被覆された鉄粉は一般的に圧粉
成形性を良好とする。

鉄粉粒を被覆する非鉄金属としては銀、亜鉛、錫、銅、
鉛、ニッケル、アルミニウム、クローム、マンガン、モ
リブデン、タングステン、チタンなどの何れでもよく、
又これらの２種以上より成る合金、更には燐やシリコン
などをも含有したものを採用することができる。

銅はそれ自体の粉粒が焼結金属用として従来から用いら
れていることは前述の如くで、この銅またはその他の非
鉄金属（それらの合金を含む）を鉄粉粒に被覆したもの
を採用することにより一般的に鉄系焼結金属材と銅系焼
結金属材の如きとの有している有利点を略完全状態に具
備した材質のものとなる。

又鉄粉粒を被覆する合金体としてこの銅と他の金属との
合金を採用することにより、上記銅自体の場合以上にそ
れぞれの特質性をもたらすことができる。

又上記のような銅などの非鉄金属被覆鉄粉に対し更に他
の非鉄金属または合金粉末を添加することにより特性改
善をなし得る。例えば上記非鉄金属被覆鉄粉にＳｎ粉そ
の他の非鉄金属粉を添加することにより摩擦係数その他
の特性を一層低下または改善することができる。この場
合のＳｎ粉などの非鉄金属粉の添加量は上記した非鉄金
属被覆鉄粉１００重量部に対し０．５重量部未満ではそ
の添加による摩擦係数低下その他の特性改善が不充分で
あり、一方６７重量部を超えてもその効果が飽和し、又
高価となってコスト的に不利となる。

特にＳｎ粉の場合には含有する銅分に対し０．５重量部
未満、青銅粉の場合にはそのＳｎ含有量によって異るが
、−船釣に１０重量部未満ではその添加による摩擦係数
低下を有効に得難く、Ｓｎ粉が７重量部、青銅粉が６７
重量部を超えて多量となってもその効果が飽和し、又高
価となる。黄銅粉は非鉄金属被覆鉄粉１００重量部に対
し１１重量部−以上で強度を高めることができ、６７重
量部を超えるとその効果が飽和し、コストアップとなる
。洋白粉も１１重量部以上で強度をより高めると共に耐
食性向上効果などをもたらし、一方６７重量部以上では
その効果が飽和し、鉄粉を主体とした低コスト性が失わ
れる。

銅などの非鉄金属被覆鉄粉に対し更に添加される他の非
鉄金属粉末として銅−錫一鉛を部分合金化したものの粉
末を用いることにより軸受性能を著しく向上することが
できる。即ちこのような軸受において鉛を含有させるこ
とによりその軸受性能の改善されること自体は知られて
いるが、従来法でこの鉛を充分に添加すると焼結時に鉛
の滲み出しが起り好ましい製品が得られない。本発明に
おいて上記のような銅−錫一鉛の部分合金化粉末を用い
ることにより上記のような鉛の滲み出しを解消低減し、
しかも骨格的に鉄粉を主体としたものとなるので強度と
軸受性能を共に高めた軸受体が得られる。

銅が鉄粉に対する被覆として用いられている本発明のも
のにおいては上記のような鉛含有軸受を得るに当り、錫
と鉛の合金粉を用い、焼結時に鉄粉を被覆している銅と
該合金粉との合金化を行わせ得る。又添加される鉛分を
酸化鉛として採用し還元性雰囲気で焼結することにより
該酸化鉛を還元して鉛ないしその銅、錫との合金として
含有させることができる。何れにしても鉄粉による強度
と、銅−錫一鉛の合金化による軸受性能向上を十二分に
得しめることが可能となる。なおこれらの場合の焼結温
度としては５００〜７８０℃であり、５００℃未満では
好ましい焼結が得られず、一方７８０℃以上では強度が
低下し、又成形体における寸法変化が大きくなるなどの
不利が認められる。

勿論これらの場合において４５％以上が鉄粉である本発
明のものは製品全体に対する鉛などの含有量は少いもの
で充分なそれらの効果を得しめるし、又低コストにこの
ような卓越した製品を得しめる。

黒鉛、二硫化モリブデンのような固体潤滑材粉末の１種
または２種以上を添加することにより圧粉成形をより容
易とし、又潤滑性能を向上して摩擦係数を低減すること
ができる。この場合の添加量は上記銅被覆鉄粉またはこ
れに他の金属若しくは合金粉を添加した原料粉の０．５
４％以上であって、０．５％未満ではその添加効果を適
切に得ることができず、一方５ｗｔ％を超えて添加する
と強度などを確保し難い。

合金成分としてＺｎ分のような焼結温度より低い温度で
気化する成分を含有した原料粉の場合には圧粉成形体を
耐熱性容器に装入し、施蓋して還元雰囲気中で焼結する
ことにより上記成分の気散を適切に抑制して焼結製品を
得しめる。

焼結体をサイジングすることにより所定寸法の製品とす
る。即ち焼結によってそれなりに歪みを与えることは明
かで、これをサイジングし目的の寸法製品とすると共に
歪み、変形を矯正する。このサイジング時における矯正
のための圧縮量は焼結体容積の１５〜３５％程度であり
、１５％未満では上記のような矯正効果を充分に得難い
し、又３５％以上であると焼結によって折角形成された
焼結構造が損われ、特に軸受体などとして含油せしめた
製品とする場合においては含油量が僅少となり所期する
ような潤滑性および耐用性を求め難いこととなる。

（実施例） 上記したような本発明によるものの具体的な実施態様に
ついて説明すると、本発明においては既述のように非鉄
金属（合金を含む）を被覆した鉄粉を用いるもので、こ
のような鉄粉に対する銅の被覆はメッキ法の如きにより
、その通電量と時間を適当に選ぶことにより適宜の程度
に行い得る。

このような非鉄金属の被覆量は重量比で１８〜５５％で
あることは前記の通りであるが、より好ましい範囲とし
ては２５〜４５％程度であり、後述するように更に非鉄
金属粉を添加する場合には２０％でも充分である。斯う
した非鉄金属被覆により鉄粉粒子の周面は完全状態に非
鉄金属で被包されることになり、又鉄粉粒子表面に非鉄
金属の軟質層が凹凸に形成されたものとして得られるか
ら圧粉成形が容易化される。

なお原材たる鉄粉粒子の大きさについては特に制限され
ないが、純鉄系焼結体製造のために従来−ｉ的に採用さ
れている＋８０〜−３２０メソシユ（３２０メソシユ以
下も含む）程度より更に拡大した粒子範囲のものを採用
することができる。

即ち比較的細粒のものでも銅被覆によって増径され粒径
的に従来−船釣範囲のものと同様に処理することが可能
であるし、上記のように圧粉成形が容易となることから
従来普通の粒径範囲を超えて大径のものであっても従来
法同然の圧粉成形処理で同等ないしそれより容易に成形
することができる。

具体的な鉄粉粒子表面に対する非鉄金属被覆として代表
的に銅を電気めっきして被覆したものの断面は第１．２
図に示す如くであるが、鉄粉粒子表面が銅被膜により有
効に被包され、少くとも８５ｗｔ％以上、一般的に９０
％以上が被包されたものとなり、第１図に示すように球
状に近い断面をもった粒子１はその周面に若干の凹凸を
示す被覆２ａとなるが、この被覆２ａは非鉄金属であり
、又微細性からして圧粉成形を有利にするものである。

粒子自体が長目で、しかも凹凸のある第２図のような鉄
粉粒子１の場合においても銅のような非鉄金属による被
覆２ａは有効且つ完全状態になされることはこの顕微鏡
写真の明かにする如くであって鉄粉粒子の露出部分が実
質的に残らない状態のものとして得られる。なおこれら
第１．２図のものは銅被覆量が鉄粉粒子の３０ｗｔ％程
度のものであるが、被覆量がこれより少い場合にも同様
に被包され、一般的に１８ｗｔ％以上の被覆量で鉄粉粒
子表面を完全に近い状態に被包すると共に安定な被覆と
することができ、好ましくは２０ｗｔ％以上、より好ま
しくは２５ｗｔ％以上である。

上記のように非鉄金属で被包された鉄粉粒子はそのまま
で圧粉成形されてよいことは当然であるが、又本発明に
おいては得られる焼結金属体の特°性をより改善、向上
するために更に非鉄金属粉を添加することについては前
述した通りであり、このようにして鉄粉粒子を主体とし
た焼結金属材であっても複合した非鉄金属による改質が
得られる。

この更に添加される非鉄金属粉としては上記のように鉄
粉粒子を被包した非鉄金属と同一または同系の金属もし
くは合金でよいことは当然であるが、又異った非鉄金属
またはその合金を用いることができる。被包非鉄金属と
同一または同系の金属もしくは合金の場合においては焼
結の組織を安定化する傾向が大であり、一方異った非鉄
金属または合金の場合においては異った特性を与えるこ
とができる。例えば銅系金属は一般的に親油性であるの
に対し、アルミニウム系は親水性であり、その細化学的
、電気的、機械的強度その他の物理的特性などに夫々異
質のものがあり、それらの特性を複合して得しめること
ができる。

このように非鉄金属被覆鉄粉に対して更に添加される粉
体としては非鉄金属の酸化物であってもよい。即ち焼結
が一般的に還元雰囲気で行われるものであることから焼
結時に該酸化物を還元することが可能であり、更には合
金化することができる。例えば酸化鉛を添加し焼結時に
還元することによって鉛分またはその合金として含有さ
せることができ、それによって軸受性能を向上すること
ができる。又鉄粉を主体とし、このような方式などで鉛
を添加することによって比較的少い鉛分で好ましい軸受
性能の向上が得られ、あるいは焼結時の鉛分浸出を制御
し得る。

なお非鉄金属被覆鉄粉は圧粉成形後の焼結時において収
縮傾向が認められるのに対し、混合粉方式のものを圧粉
成形焼結することでバルキング現象が認められ、これら
の双方を併用することにより焼結時における膨膨収縮を
制御し緩和することが可能となる。特に１８％以上の非
鉄金属被覆鉄粉は前記焼結時の収縮が大で混合粉の膨膨
とよくバランスさせ得る。用いられる鉄粉としては噴霧
法、還元法、電解法、カルボニル法、粉砕法などの何れ
によったものでもよい。即ちこれらの鉄粉製造法が異る
ことにより、鉄粉の具体的形状はそれなりに異るが、該
鉄粉を完全状態に非鉄金属または合金で被覆する本発明
の場合においては鉄粉形状の異同はその作用効果に影響
するところが非常に少い。

上記鉄粉に対する非鉄金属またはその合金の被覆操作は
電気メッキ、溶融メッキ、無電解メッキ、溶射、ドライ
プレーティングなどの手法で適切に実施し得る。その被
覆量ないし被覆状態については電気メッキの場合におい
ては通電量、通電時間により適宜に選ぶことができるし
、溶融メッキの場合においても溶融温度あるいは鉄粉の
予熱温度の如きを制御して適切な範囲に被覆することが
できる。その他の場合においてもその処理条件如何で任
意の被覆状態が形成されることは明がである。

焼結のための圧粉成形は、一般的に気孔率２３〜３８ｖ
ｏ１％、特に２６〜３２シｏ１％程度であって、２６ｖ
ｏβ％未満、特に２３ｖｏ１％未満では焼結後に行われ
るサイジングのための適正な圧縮代を確保し、且つこの
サイジング後において含油軸受などとされる場合に目的
の含油率を得るための気孔率を得ることが困難となる。

これに対しこの気孔率が３２ｖｏ１％を超え、特に３８
ｖｏｆｆｉ％を超えるような大きな気孔率のものでは圧
粉成形後の取扱いないし焼結処理中において部分的欠損
ないし破壊の可能性が高くなり、好まくない。

なお本発明によるものは前記のように非鉄金属で被包さ
れた鉄粉として、一般的には路間−の被覆率のものを採
用するが、場合によっては異った被覆率のものを混合し
て採用することができる。

例えば銅被覆率１０％のものと２０％または３０％のも
のを混合した原料粉を用いることができ、その他の非鉄
金属被覆の場合も同じである。

前述のように圧粉成形されたものは一般的に還元性ない
し不活性雰囲気において焼結される。この焼結温度は一
般的に７００〜１０５０℃であるが、青銅粉、黄銅粉、
洋白粉、あるいはマンガン青銅粉、燐青銅粉なども用い
られる場合においてはそれなりに異った焼結温度とする
ことが好ましい。例えば青銅粉も用いられる場合は７５
０℃〜９００℃、黄銅粉も用いられる場合は８００〜９
５０℃、洋白粉をも用いられる場合も８００〜９５０℃
、マンガン青銅粉も用いられるときも８００〜９５０℃
、燐青銅粉をも採用するときは７５０〜９５０℃で焼結
する。錫粉をも混合された場合には７００〜８５０℃で
焼結し、錫と共に鉛分をも含有した粉体を用いる場合に
は５００〜７８０℃で焼結することにより鉄粉表面にお
ける銅被覆層に対しＳｎ分またはＳｎ分とｐｂ分が適切
に合金化される。

上記した焼結温度の下限に達しない焼結温度は好ましい
焼結構造ないし合金化を得ることができないことになり
、一方その上限を超えたような高温の焼結処理はエネル
ギー的および設備的に不利であると共に折角鉄粉粒子表
面に形成された銅その他の非鉄金属による薄層被覆を流
動化ないし損耗する。なお焼結時間は３０分〜６０分程
度の範囲で適宜に実施することができる。

前記のような焼結後にサイジング処理して目的の寸法お
よび気孔率をもった製品とするもので、このようなサイ
ジングのための圧縮代は一般的に前記焼結前気孔率の２
０〜３５％程度であらて、サイジング後に得られる製品
の気孔率は１５〜２８％のものとして得られる。１５％
未満では軸受の如きとして用いるに当って好ましい含油
量が得られないことになり、一方２８％以上では強度的
に劣った製品とな・る。より好ましい製品気孔率として
は１８〜２４％であって、適切な強度、含油率などを得
しめる。

前記した青銅は一般的にＳｎを５〜１５％、Ｃｕを８５
〜９５％含有したものであって、更にＺｎを適宜に含有
しており、黄銅はＣｕ：６０〜８０％、Ｚｎ：２０〜４
０％、Ｓｎ：１〜３％程度を含有しているが、場合によ
ってはそのＺｎ量を１０％程度、Ｃｕｌを９０％程度ま
で変更調整したものを採用することができる。洋白はＺ
ｎ　：　５．５〜３２．５％とＮｉ：８．５〜１９．５
％を含有し、残部がＣｕより成るものであって、このよ
うな洋白粉をそのまま利用してよいが、好ましい洋白粉
としてはそのＮｉ分を前記範囲より更に低下せしめるよ
う調整し、Ｎｉ：３５、〜８．０％程度としたものであ
る。例えば７５％Ｃｕ−２１％Ｚｎ−４％Ｎｉの如きが
望ましく、又ＺｎとＮｉを用途に応じて調整した洋白粉
なども適宜に準備することができる。

これらの銅系合金以外に鉛、亜鉛、アルミニウム、クロ
ム、マンガンモリブデンその他の非鉄金属またはその合
金更にはＰ、Ｓなどを含有したものが鉄粉粒子に対する
被包層または被包鉄粉粒子に対して更に添加される金属
または合金粉に採用されることは前述した如くでそれに
よって得られる焼結金属材の機械的、物理的、化学的、
電気的のような特性を種々に変更調節したものを得しめ
る。

なお黄銅粉や洋白粉のようにＺｎ分を相当高度に含有し
た合金粉を用いる場合においてはその焼結時におけるＺ
ｎ分の気化散逸を防止することが必要であって、このた
めには戻粉中に埋装した焼結も考えられるが、より好ま
しい手法として圧粉成形体を耐熱容器に装入し、施蓋し
て実施する。即ちこのようにすることにより焼結時にお
ける気化Ｚｎは蒸気圧が容器内で高められ銅および鉄分
への拡散浸透を良好にし、物理的変動幅の少いものとし
て得ることができる。

銅被覆鉄粒子に対し錫粉をも添加して焼結することによ
り銅被覆層は青銅化し、鉄粒子が５０％以上も用いられ
たものにおいても全体を青銅粉としたものと同じ軸受性
能が得られ、しかも強度的に優れたものとなる。洋白に
含有されるＮｉは耐酸化性や耐アルカリ性などにおいて
非常に優れたものであって外部からの腐食に対して不動
態性酸化膜を形成するので耐食性向上に寄与するところ
が大であり、Ｚｎ分についても前記した通り蒸気化し鉄
粒子に拡散浸透することによって優れた耐食性をもたら
す。又例えば１０％Ｓｎの青銅は焼結温度８５０℃で液
相が出現することからＣｕ　−Ｚｎ　−Ｎ　ｉ粒子やＦ
ｅ粒子への拡散浸透が図られると同時に粒子間に存在し
て摺動特性を良好にする。

固体潤滑材としての黒鉛、二硫化モリブデンなどは粉末
として添加されることは当然であるが、黒鉛のような固
体潤滑材は鉄粉、洋白粉、青銅粉の何れに対しても比重
が小であって、このような黒鉛の如きを単に混合しても
他の原料粉に対し均一状態に分散させることが困難であ
り、しかも搬送荷役中およびプレスホッパーへの入替え
、圧粉成形時などにおいて黒鉛粉の浮上、片寄りなどに
よる偏析が発生する。そこでこのような黒鉛の如き固体
潤滑材に関し比較的粗粉のものを採用し、しかもその微
粉分を分級して除去したものを用いると有効であること
が実験により確認された。即ち上記黒鉛粉末として一般
的に市販されているものが１〜３０μｍ、あるいは１〜
５０μｍの如きであるのに対し本発明者等が好ましい固
体潤滑材としての黒鉛は１０〜１５０μｍ、特に２０〜
１００μｍとされ、粗粉であると共に１０μｍまたは２
０μｍ以下の微粉分をカットしたものであリ、それによ
って均一分散を容易化し、また荷役その他の取扱時にお
ける偏析発生を可及的に防止し得る。前記のような１０
μｍ未満、あるいは２０μｍ未満のような微粉分は液中
での分級処理で粉塵の発生がなく、しかも適切に分級し
得る。

本発明によるものの具体的な製造例について代表的に銅
被覆および銅系粉を用いた場合を説明すると以下の如く
である。

製造例１ 粒径が１００メツシユ以下の鉄粉に対し銅メッキ処理し
、その処理時間を含む通電条件を選び銅被覆量が２０％
、３０％および４０％とされた３種の銅被覆層、粉をＹ
＃備した。

然してこれらの銅被覆鉄粉のみを用いたリング状の軸受
体としての圧粉成形体■〜■、このものに１．８％、２
．７％および３．６％のＳｎ粉を添加したものによる圧
粉成形体■〜■、同じくこれらの銅被覆鉄粉に２５％の
青銅粉を添加したものによる圧粉成形体■〜■、黄銅粉
２５％を添加したものによる圧粉成形体＠１〜０、洋白
粉を同じく２５％添加したものによる圧粉成形体◎〜［
相］を製造した。

これらの圧粉体についてはその密度比を７０〜７５％の
範囲内で夫々３種のものを準備すると共に焼結温度につ
いても１５０〜２５０℃の範囲内で５０℃毎に異った温
度とし、更にこのようにして得られた焼結体に対するサ
ンジングについては１８〜２４ｖｏｎ％の範囲に２％毎
に変化した気孔率のものとした。

得られた本発明製品および比較材の中で、代表的に前記
■の本発明焼結金属体におけるサイジング面を拡大して
示しているのが第３図であって、サイジング処理により
一部の鉄粉粒子において銅被覆層の磨滅した部分がある
としても少くとも９０％以上（約９８％）は有効な被覆
状態を形成していることが確認される。これに対し従来
からの技術による鉄粉にＣｕ粉を３０ｉ％配合して同じ
に圧粉成形、サイジングし、第３図と同様に拡大して示
したものが第４図であり、鉄粉はそのまま露出し、それ
ら鉄粉の間に銅粉が散在したものとして得られる。即ち
鉄粉粒子の露出面積は配合された鉄分の比率に比例した
ものであって、特に銅被覆による微細な凹凸粒子的表面
性状が第３図の場合においては前記第１．２図に明らか
とした如く全般的に認められるのに対し第４図のものに
おいてはこのような状態を求め得ない。第３図に示すよ
うに殆んど全般が銅被覆でしかも第１．２図のような微
細な凹凸構造をもつ表面性状は含油軸受として用いられ
た場合において油分の貯留に寄与するものと推定される
ことは明かである。

然してこれらの圧粉成形体■〜■における製造条件と得
られた製品の特性値を要約して示すと、第１表の如くで
あって、摩擦係数および回転試験温度上昇値については
含油せしめた状態で、ＰＶ値Ｉ　Ｑ　Ｑ　Ｑ　ｋｇ／ｃ
ｎＩ−ｍ／ｍｉｎで回転を４０分継続した状態における
測定結果を示すものである。

上記した第１表の結果について、更にその若干について
の仔細を示すと、試料隘■〜■のものは次の第２表の如
くである。

又第１表における■〜■のものについての具体的データ
は代表的に次の第３表の如くであるが、第１表における
■〜［相］のものについても同様な具体的データに基い
て要約されたものである。

製造例２ 製造例１におけると同じ４０ｗｔ％のＣｕを被覆した鉄
粉６０重量部に、Ｓｎを９％含有した青銅粉を４０重量
部配合したもの（理論成分値、Ｆｅ：３６ｗｔ％、Ｃｕ
　：　６０．４ｗｔ％、Ｓｎ：３．６ｗｔ％）を成形密
度比６５％、７０％および７５％とし、焼結温度を８０
０℃および８５０℃として焼結した製品についての測定
結果を要約して示すと次の第４表の如くである。

なお上記じたところは代表的に銅被覆鉄粉についての具
体例を示したものであるが、本発明によるものは完全被
覆状態に鉄粉を非鉄金属で被覆することに本質があり、
それによる特質は鉄粉の耐食性を完全状態に解消し、全
量が銅その他の非鉄金属の場合と同等な耐食性を得しめ
るものであって、このような効果はアルミニウム、亜鉛
、錫などの他の非鉄金属で被覆させた場合においても同
様に得られることが確認されている。又Ａ６．Ｓｎの如
きを被覆させたものにおいては焼結温度の低下をＣｕの
場合以上に得しめ、成形性や取扱時における割れないし
欠損をなからしめる効果、更には軸材に対するなじみ性
などに関してもＣｕ被覆鉄粉を用いた場合に準じた結果
を得しめることができる。

「発明の効果」 以上説明したような本発明によるときは鉄粉を主体とし
適切な強度を有しており、しかも耐食性や耐摩耗性に優
れ、軸材に対するなじみ性が良好であると共に摩擦係数
が小で、又熱伝導性などにおいて好ましい特性をもった
軸受材およびその成形性や焼結温度が低（比較的平易で
欠損などをみることのない安定した製造法を提供し得る
ものであって、工業的にその効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の技術的内容を示すものであって、第１図
と第２図は本発明において用いる非鉄金属被覆鉄粉の各
１例についての切断面を顕微鏡写真として拡大したもの
の断面図、第３図は本発明による焼結合金軸受について
同じく拡大して示した平面図、第４図は鉄分と銅分の比
率を第３図のものと同じとした従来の焼結合金軸受の第
３図と同様な拡大断面図である。 然してこれらの図面において、１は鉄粉粒子、２は銅粉
粒子、２ａは非鉄金属被覆、３は非鉄金属微細粉を示す
ものである。 第　Ｊ　圓 第　４　圓 手続ネ甫正書印発） 平成元年５月２９日 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 １、事件の表示 昭和６３年特許願第４８６３３号 ２、発明の名称 含油軸受用焼結材およびその製造法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 ４、代理人 補正の内容 ■１本願明細書中東２７頁１６〜１７行目中に「Ｓｎを
５〜１５％、Ｃｕを８５〜９５％」とあるのを’Ｓｎを
５〜５０％、Ｃｕを５０〜９５％」と訂正する。 ２、同３４頁「第１表」を別紙のように訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鉄が４５〜８２ｗｔ％と非鉄金属より成り、前記鉄
   が粉粒状をなし、しかも該粉粒状鉄の実質的全周面が上
   記した非鉄金属により被覆された状態で相互に焼結結合
   せしめられ、その気孔率が１５〜２８容量％とされたこ
   とを特徴とする含油軸受用焼結材。 ２、鉄が４５〜８２ｗｔ％、黒鉛または二硫化モリブデ
   ンのような固体潤滑材粉末の１種または２種以上が０．
   ３〜４．５ｗｔ％で残部が非鉄金属より成り、気孔率が
   １５〜２８容量％でリング状に成形された請求項１に記
   載の含油軸受用焼結材。 ３、鉄粉を被覆する非鉄金属が銅または銅系合金である
   請求項１または２の何れか１つに記載の含油軸受用焼結
   材。 ４、銅が１８〜４９．５ｗｔ％、錫が０．５〜６ｗｔ％
   と４５〜８２ｗｔ％の鉄よりなり、しかも前記鉄が粉粒
   状をなしていて、該粉粒状鉄の実質的全周面が前記銅お
   よび錫により被覆された状態で焼結せしめられ、気孔率
   が１５〜２８容量％とされたことを特徴とする含油軸受
   用焼結材。 ５、銅が６〜４０ｗｔ％で、亜鉛が０．８〜１４．８ｗ
   ｔ％と５０〜８２ｗｔ％の鉄よりなり、しかも前記鉄が
   粉粒状をなしていて、該粉粒状鉄の実質的全周面が前記
   銅および亜鉛により被覆された状態で焼結せしめられ、
   気孔率が１５〜２８容量％とされたことを特徴とする含
   油軸受用焼結材。 ６、銅が６〜３７．５ｗｔ％、亜鉛が０．８〜１４．８
   ｗｔ％、ニッケルが０．８〜９．０ｗｔ％と４５〜８２
   ｗｔ％の鉄よりなり、しかも前記鉄が粉粒状をなしてい
   て、該粉粒状鉄の実質的全周面が前記銅、亜鉛およびニ
   ッケルにより被覆された状態で焼結せしめられ、気孔率
   が１５〜２８容量％とされたことを特徴とする含油軸受
   用焼結材。 ７、鉄粉に重量比で非鉄金属を１８〜５０ｗｔ％被覆し
   た粉体を圧粉成形してから焼結し、サイジングすること
   を特徴とする含油軸受用焼結材の製造法。 ８、鉄粉に重量比で非鉄金属を１８〜５０ｗｔ％被覆し
   た粉粒体１００重量部に更に非鉄金属粉１１〜２４０重
   量部を添加した原料粉を圧粉成形してから焼結し、サイ
   ジングすることを特徴とする含油軸受用焼結材の製造法
   。 ９、黒鉛、二硫化モリブデン、鉛のような固体潤滑材粉
   末の１種または２種以上を重量比で０．３〜４．５％添
   加した原料粉を用いる請求項７または８の何れか１つに
   記載の含油軸受用焼結材の製造法。 １０、鉄粉に被覆される非鉄金属が銀、銅、錫、鉛、亜
   鉛、ニッケル、アルミニウム、コバルト、クロム、モリ
   ブデン、チタン、マンガン、タングステンの何れかおよ
   びそれらの２種以上より成る合金ならびに該合金にリン
   や硫黄などをも含有したものによる電気メッキ、溶融メ
   ッキ、無電解メッキ、溶射、ドライプレーティングの何
   れかである請求項７〜９の何れか１つに記載の含油軸受
   用焼結材の製造法。 １１、鉄粉に被覆される非鉄金属が銅と亜鉛を主体とし
   た合金としての黄銅である請求項１０に記載の含油軸受
   用焼結材の製造法。 １２、鉄粉に被覆される非鉄金属が銅と錫を主体とした
   合金としての青銅である請求項１０に記載の含油軸受用
   焼結材の製造法。 １３、鉄粉に被覆される非鉄金属が銅とニッケル亜鉛を
   主体とした合金としての洋白である請求項１０に記載の
   含油軸受用焼結材の製造法。 １４、非鉄金属を被覆した鉄粉に対し更に添加される非
   鉄金属粉がＡｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ａｌ
   、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｗ、Ｓｂ、Ａｓ、Ｂｅ、Ｂ
   ｉ、Ｂ、Ｉｎの何れか、またはそれらの合金またはそれ
   らの酸化物若しくはＰ．Ｓをも含有した粉末である請求
   項７から１３の何れか１つに記載の含油軸受用焼結材の
   製造法。 １５、非鉄金属を被覆した鉄粉に対し更に添加される非
   鉄金属粉が銅と亜鉛を主体とした合金としての黄銅粉で
   ある請求項１４に記載の含油軸受用焼結材の製造法。 １６、非鉄金属を被覆した鉄粉に対し更に添加される非
   鉄金属粉が銅と錫を主体とした合金としての青銅粉であ
   る請求項１４に記載の含油軸受用焼結材の製造法。 １７、非鉄金属を被覆した鉄粉に対し更に添加される非
   鉄金属粉が銅とニッケル亜鉛を主体とした合金としての
   洋白粉である請求項１４に記載の含油軸受用焼結材の製
   造法。 １８、Ｎｉを３．５〜８．０％に低下した洋白粉を用い
   る請求項１７に記載の含油軸受用焼結材の製造法。 １９、非鉄金属を被覆した鉄粉に対し非鉄金属酸化物粉
   末を更に添加し、還元性雰囲気で前記非鉄金属酸化物粉
   末を還元し焼結する請求項７に記載の含油軸受用焼結材
   の製造法。２０、非鉄金属酸化物が酸化鉛である請求項
   １９に記載の含油軸受用焼結材の製造法。