KR200404484Y1 - 고상소결층을 갖는 미끄럼베어링 - Google Patents

Abstract

본 고안은 고상소결층을 갖는 미끄럼베어링에 관한 것으로, 강철기재의 마찰측 표면상에 철계금속분말과 고체윤활제로 이루어지는 소결층을 형성하되, 상기 소결층은, 철계금속분말과 입경 0.04mm - 2mm 크기의 입상 고체윤활제를 혼합한 소결재료를 600℃-1060℃의 온도로 고상소결하면서, 동시에, 금형 내부에서 압착수단에 의하여 가압하여 성형한 것을 특징으로 하며, 본 고안에 의하면, 소결층이 동시적인 고상소결과 가압성형에 의하여 형성되고, 입상 고체윤활제간에 일정한 간격이 유지되므로, 소결이 잘 이루어 지고, 소결층의 강도 및 경도가 크며, 강철기재와의 접합성이 우수한 효과가 있다.

Description

고상소결층을 갖는 미끄럼베어링{SLIDING BEARING WITH SOLID-STATE SINTERED LAYER}

본 고안은 고상소결층을 갖는 미끄럼베어링에 관한 것으로, 더 상세하게는 철계금속분말과 입상 고체윤활제를 혼합한 소결재료를 강철기재의 마찰측 표면에 가압 소결하여 고강도 및 내마모성의 고상소결층을 형성한 미끄럼베이링에 관한 것이다.

일반적으로 미끄럼베어링은 강철기재나 철계소결층 상면에 철계합금, 동계합금, 알루미늄계 합금, 구리-납계 합금, 합성수지 복합재 등의 오버레이층을 형성한 기계 요소로, 주로 자동차, 사출금형, 중장비, 프레스, 공작기계, 산업 기계 등에서 저널, 가이드, 왕복 장치의 지지부 또는 슬라이딩부 등으로 사용되며, 그 형태 및 기능에 따라 부시형(원통형, 반원통형)과 평판형으로 나누어 진다. 이 가운데 본 고안은 특히 강철기재의 마찰측 표면에 철계금속분말과 고체윤활제분말을 혼합한 혼합분말을 소결접합하여 오버레이층을 형성함으로써, 고하중을 견디도록한 강철기재 철계소결재 미끄럼베어링에 관한 것이다.

종래, 고내하중성(혹은 고강도) 및 고내마모성을 달성하기 위하여, 탄소강 또는 스테인레스강 등으로 된 강철기재 표면에 철계금속분말(철분말을 중심으로 동분말을 혼합하고, 여기에 니켈, 주석 등 다른 금속분말을 선택적으로 혼합한 것)과 흑연, 이황화몰리브덴, 이황화텅스텐 등 고체윤활제의 미세분말을 혼합한 혼합분말을 프레스 또는 압연롤러 등으로 냉간 압착 성형한 후 소결로 내부에 넣고 가스분위기하에서 고온으로 소결하여 만들어지는 강철기재 철계소결재 미끄럼베어링이 다수 소개되어 있다. 이들 강철기재 철계소결재 미끄럼베어링에서 가장 큰 기술적 문제는 강철기재(이를 "강철이면금속"이라고도 함)와 철계소결재("소결합금층" 또는 "소결층"이라고도 함)간의 접합이다. 강철기재와 철계소결재간의 접합성에 손상이 없어야만 다량의 흑연, 이황화몰리브덴이 포함된 철계소결합금층의 성형 및 소결이 가능하며, 구조용 목적으로의 실제 사용이 가능하기 때문이다. 따라서, 강철기재 철계소결재 미끄럼베이링에 관한 고안은 대부분 철계소결재에 다량의 고체윤활제를 포함하면서도 동시에 강철기재와 철계소결재간의 접합성을 좋게 하는데 그 초점이 모아져 있다.

그 일 예가 한국특허공보 등록번호 제10-286246호 발명에 기재되어 있다. 제10-286246호 발명은 "강철이면금속과; 상기 강철이면금속에 1065℃-1095℃에서 소결과 동시에 접합되며, 동 10-30중량부, 나머지가 철로 이루어진 철계소결합금층과; 그리고, 상기 철계소결합금층에 함유된 건식윤활제을 포함하여 이루어지며; 상기 건식윤활제는 흑연 0.1 중량부 내지 6.5 중량부 또는 이황화몰리브덴 0.1 중량부 내지 7.0 중량부 중의 적어도 어느 하나인 것"을 특징으로 하는 미끄럼 베어링을 개시하고 있다. 또한, 제10-286246호 발명은 "성형장치의 형틀에 구리도금처리된 강철이면금속을 삽입하는 단계와: 상기 강철이면금속 위에 동이 10~30중량부, 흑연이 0.1 내지 6.5중량부, 이황화몰리브덴 0.1 중량부 내지 7.0중량부 그리고 잔부가 철로 조성된 금속혼합분말을 채운 다음 형틀의 상단에 상부가압부재를 삽입하는 단계와; 상기 상부가압부재 또는 하부가압부재를 각각 50-300kg/㎠의 압력으로 선택적으로 가압하여 상기 금속혼합분말을 성형하는 단계와: 상기 성형단계에서 생성된 성형체를 강철이면금속과 함께 소정의 가스분위기하에서 1065-1095℃의 온도로 3-25분간 유지시킴으로써 상기 성형체를 소결합금층으로 소결함과 동시에 강철이면금속에 접합시키는 단계"를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 미끄럼베어링 제조방법이 개시되어 있다.

상기 제10-286246호 발명은 강철이면금속과 소결합금층간의 접합이 잘 이루어 지게 하기 위하여, 고체윤활제인 흑연 또는 이황화몰리브덴분말의 조성비를 각각 0.1 중량부 내지 6.5 중량부 또는 이황화몰리브덴 0.1 중량부 내지 7.0 중량부로 한정하고, 철분말에 혼합되는 동분말의 조성비를 10-30중량부로 한정하며, 소결온도를 동의 융점인 1083℃ 전후의 30℃ 범위로 제한하여 고상소결 및 액상소결의 천이영역에서 소결이 이루어지게 한 점에 그 특징이 있다.

그러나, 상기 제10-286246호 발명에 따르면, 고체윤활제의 함량이 지나치게 적게 되어, 윤활성이 떨어지고 고하중하에서 상대재(저널 또는 왕복 장치 등)와의 소부(늘어 붙는 성질)가능성이 클 뿐만 아니라, 동의 침출로 인하여 소결합금층이 불균일하게 되고 치밀도가 떨어져 강도 및 경도가 약해지는 문제점이 있다. 즉, 고체윤활제를 분말 형태로 금속분말에 혼합하여 소결하면서 소결과정에 소결재에 대한 가압이 없을 경우, 강철이면금속이 존재하더라도 철계소결재 내의 3차원적 그물망(network)구조의 금속부분(철합금부)이 미세한 고체윤활제의 분포로 인해 연속적으로 유지되지 않으며 그 결과로서 금속성분의 밀도가 현저히 낮아져 경도 및 강도가 약해지고, 허용지지하중 300-500kg/㎠이상(최대 700kg/㎠이상)의 고하중 및 내마모용 베어링으로서 사용하기 어려워진다. 뿐만 아니라, 동의 융점 (1083℃)부근에서 소결함으로 인하여, 구리가 용융되어 빠져 나와 소결금속 조직이 성기게 되기 쉽고, 소금금속결정의 불균일을 초래하여 내하중성 및 내마모성을 크게 떨어 뜨릴 위험이 있는 것이다.

또한, 상기 제10-286246호 발명에 의하면, 철계혼합분말체를 소결할 때에 동 분말의 용융에 의한 치밀화 현상 때문에 접합계면에서의 수축이 심하게 일어나고, 해당 소결온도에서는 강철이면금속은 팽창하게 되므로 철계소결재가 강철이면금속에 잘 접합되지 않으며, 소결 성형 후 철계소결재 형상 및 치수도 정확성을 유지하지 못하고 가변적이다. 접합계면에서의 철계소결재의 수축 및 강철이면금속의 팽창은 고체윤활제나 동의 함유량에 상관없이 가스분위기나 진공분위기에서 가압없이 소결하는 경우 반드시 나타난는 현상으로, 단순히 고체윤활제나 동의 함유량을 제한하거나, 소결온도를 동의 융점 부근으로 유지하는 것만으로 해결될 수 없는 문제인 것이다.

본원 출원인은 상술한 종래 미끄럼베어링의 문제점을 해결한 고상소결층을 갖는 미끄럼베어링을 개발하여 한국특허출원번호 10-2005-0087221호(출원일:2005. 9. 20)로 출원하였으나, 10-2005-0087221호 출원에는 고체윤활제를 분말 형태로 함유하고 있고, 소결층에 고체윤활제가 분말 형태로 함유되어 있을 경우 분말의 편석 이나, 분상의 고체윤활제에 의한 금속분말의 포위 등으로 소결금속층이 취약하게 될 염려가 있으므로 이를 개량하여 본원 고안에 이르게 되었다.

본 고안은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 고체윤활제나 동 함량의 제약 없이 고체윤활제의 소결 방해 작용을 극복하여 용이하게 소결되면서, 강철기재에의 접합성이 매우 우수한 고상소결재를 갖는 미끄럼베어링을 제공하는 데 있다.

본 고안의 다른 목적은 소결금속조직이 균일하고, 소결 후 소결층의 형상 및 크기가 최초에 원하는 형상 및 크기로 얻어 질 수 있는 고상소결재를 갖는 미끄럼베어링을 제공하는 데 있다.

상술한 목적을 달성하고자 하는 본 고안에 따른 고상소결층을 갖는 미끄럼베어링은 강철기재의 마찰측 표면상에 철계금속분말과 고체윤활제로 이루어지는 소결층을 형성하되, 상기 소결층은, 철계금속분말과 입경 0.04mm - 2mm 크기의 입상 고체윤활제를 혼합한 소결재료를 600℃-1060℃의 온도로 고상소결하면서, 동시에, 금형 내부에서 압착수단에 의하여 가압하여 성형한 것을 특징으로 한다.

상기 소결재료의 철계금속분말에는 상기 입상 고체윤활제를 표면으로 부터 일정 뚜께에만 혼합함으로써, 강철기재와의 접합성을 좋게할 수 있다.

상기 강철기재의 마찰측 표면상에 도포된 혼합분말을 소결과 동시에 가압성형함에 있어서는, 상기 강철기재 및 혼합분말을 소결로 안에 투입된 금형 내부에 배치하고, 펀처로 10-300kg중/㎠의 압력으로 10분- 180분 동안 가압성형한 것이 바람직하다.

상기 철계금속분말은 동분말 10 - 50중량%, 니켈, 티타늄, 규소, 알루미늄, 코발트, 크롬, 망간 또는 주석 가운데서 선택된 1 또는 2 이상의 금속분말을 0.1-30중량%, 나머지는 철분말로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 고체윤활제는 흑연(graphite), 이황화몰리브덴(MoS₂) 또는 이황화텅스텐(WS₂) 가운데서 선택된 1 또는 2이상의 고체윤활제이고, 철계금속분말에 대하여 0.1중량% -20중량% 함유된 것이 바람직하다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안에 따른 고상소결층을 갖는 미끄럼베이링의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1a는 본 고안에 따른 평판형 고상소결층을 갖는 미끄럼베어링의 일 실시 예를 도시한 사시도를, 도 1b는 본 고안에 따른 평판형 고상소결층을 갖는 미끄럼베어링의 다른 실시 예를 도시한 사시도를, 도 1c는 도 1a에 도시된 평판형 고상소결층을 갖는 미끄럼베어링의 제조 방법을 개략적으로 도시한 단면도를, 도 2a는 본 고안에 따른 부시형 고상소결층을 갖는 미끄럼베어링의 일 실시 예를 도시한 사시도를, 도 2b는 본 고안에 따른 부시형 고상소결층을 갖는 미끄럼베어링의 다른 실시 예를 도시한 사시도를. 도 2c는 도 2a에 도시된 부시형 고상소결층을 갖는 미끄럼베어링의 제조 방법을 개략적으로 도시한 단면도를, 도 3은 본 고안에 따른 고상소결층을 갖는 미끄럼베이링의 제조 방법을 보여주는 순서도를 각각 나타낸다.

도 1a, 도 1b, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 고안에 따른 미끄럼베어링은 평판형 미끄럼베어링(도 1a 및 도 1b)과, 부시형 미끄럼베어링(도 2a 및 도 2b)으로 제조할 수 있다. 부시형 미끄럼베어링은 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 원통형 이외에도 반원통형이 있을 수 있으나, 반원통형 미끄럼베어링의 구조는 원통형 미끄럼베어링을 반으로 잘라 놓은 것과 같고, 그 제조 방법도 원통형 미끄럼베어링의 제조 방법이 그대로 적용될 수 있으므로 이하에서는 평판형과 원통형 미끄럼베어링만을 설명하기로 한다.

우선, 도 1c 및 도 2c를 참조하면, 본 고안의 특징 중 하나는 철계금속분말과 입상 고체윤활제를 혼합한 소결재료(16a, 26a)을 동(銅)분말이 고체(固體) 상태를 유지하는 600℃-1060℃ 범위에서 소결(이를 본 고안에서는 "고상소결(固狀燒結)"이라고 함)함과 동시에, 소결층 성형용 금형(13, 14, 23, 24) 내부에서 강철기재(15, 25)의 마찰측 표면에 원하는 형상 및 치수로 가압 성형을 함으로써, 소결층(16b, 26b)의 밀도를 높게 하고, 소결층(16b, 26b)의 조성을 균일하게 하며, 소결층(16b, 26b)의 수축을 차단한 점에 있다. 이렇게 성형된 고상소결층(16b, 26b)은 강철기재(19)에 매우 견고하게 접합될 뿐만 아니라, 소결금속의 강도 및 경도가 커 내하중성과 내마소성이 매우 우수하고, 형상 및 치수의 정밀도가 우수하다.

상기 강철기재(15, 25)로는 탄소강이나 스테인레스강 등 강도 및 경도가 크고 철계금속과 소결접합이 용이하게 이루어질 수 있는 소재를 사용한다. 상기 철계금속분말은 동분말 10 - 50중량%, 니켈, 티타늄, 규소, 알루미늄, 코발트, 크롬, 망간 또는 주석 가운데서 선택된 1 또는 2 이상의 금속분말을 0.1-30중량%, 나머지는 철분말을 믹서를 이용하여 균일하게 혼합한 것이다. 상기 철계금속분말 가운데 특히 철분말은 250메시 이하로 미분화(微粉化)된 철분말을 사용함으로써, 고상소결층의 소결금속 조직을 치밀하게 하고, 강철기재에의 소결접합시 접합성이 좋게 하는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이 본 고안은 동분말의 함유량을 크게 할 수 있는 데, 필요한 소결금속조직의 치밀도에 따라 10-50중량% 범위 내에서 선택적으로 적용할 수 있다. 동 함유량이 10중량%보다 적으면 소결금속의 치밀화 정도가 떨어지고, 50중량%를 이상이면 소결금속중 철계 금속 입자가 구리 입자에 의하여 완전히 포위되어 철계소결재 본래의 강도 특성 및 마찰 특성을 발휘할 수 없게 된다.

또한, 상기 철계금속분말에는 니켈, 티타늄, 규소, 알루미늄, 코발트, 크롬, 망간 또는 주석 가운데서 선택된 1 또는 2 이상의 금속분말을 0.5-30중량% 더 첨가하여 내고하중성을 얻음과 동시에 강철기재(15)와 고상소결층(16b)과의 접합면(19)에서 밀착성을 좋게 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 철계금속분말에는 상대재에 대한 철응착성을 경감하고 윤활성을 좋게 하기 위하여 아연, 납, 주석, 텅스텐, 몰리브덴 가운데서 선택된 1 또는 2 이상의 금속분말을 2-20중량% 더 첨가할 수 있다.

도 1a, 도 1b, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 고안의 다른 특징은 고체윤활제를 입경 0.4mm - 2mm 크기의 입상체로 함유하여 입자간에 일정한 거리가 유지되게 함으로써, 고체윤활제가 편석(segregation)되거나, 고체윤활제가 철계금속분말을 포위하여 소결을 방해하는 것을 차단한 데 있다. 특히, 도 1b 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 입상 고체윤활제(G)를 윤활면인 표면으로 부터 소결금속(M)의 일정한 두께(X)까지만 함유하고, 접합면(19, 29)에 인접한 나머지 소결금속층(Y)에는 전혀 함유하지 않음으로써 강철기재(15, 25)와 접합성을 좋게 할 수 있다. 입상 고체윤활제(G)가 함유되는 소결금속(M)의 두께(X)는 실시자가 필요에 따라 적정한 두께를 선택할 수 있다.

상기 입상 고체윤활제로는 분말형태의 고체윤활제를 결합제로 결합하고 분쇄기로 분쇄한 후, 채로 쳐서 크기 별로 분류하고, 이 들 가운데 0.04mm - 2mm 크기의 입자를 모아 사용할 수 있다. 상기 고체윤활제는 흑연(graphite), 이황화몰리브덴(MoS₂) 또는 이황화텅스텐(WS₂) 가운데서 선택된 1 또는 2이상의 고체윤활제를 선택하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기 고체윤활제분말의 함량은 철계금속분말에 대하여 0.1중량%-20중량%의 넓은 범위 내에서 미끄럼베어링의 사용 용도에 따라 선택적으로 적용할 수 있다. 이 것은 고체윤활제가 소결 방해 물질 및 강철기재에의 접합 방해물질로 작용하는 것을 소결과 동시에 이루어지는 가압(加壓)에 의하여 억제할 수 있기 때문이다. 또한, 동의 융점보다 낮은 온도에서 고상소결하고, 입상 고체윤활제를 사용함으로 인하여, 소결 과정에서 조성 물질의 이동이 거의 없는 상태로 균일하게 소결되므로 고체윤활제가 편석되어 인접하는 현상을 차단할 수 있기 때문에 비교적 다량의 고체윤활제를 함유할 수 있게 되는 것이다.

또한, 본 고안의 또 다른 특징은 소결 온도를 동의 융점(1083℃)이하에서 진행함으로써, 소결재료(16a, 26a) 상태에의 철계금속분말 및 입상 고체윤활제(G)의 균일한 분포가 소결 전 과정에서 그대로 유지되게 한 점에 있다. 이렇게 함으로써, 고상소결층(16b, 26b)은 전체적으로 균일한 금속결정을 갖게 되고, 기공도 전체적으로 균일하게 분포됨으로써 부분적인 취약함이 없게 된다.

상술한 본 고안의 3가지 특징으로 인하여, 본 고안에 따른 메끄럼베어링은 고체윤활제의 함유량이나 동의 함유량에 큰 제한이 없게 되고, 강도, 경도 및 접합성의 희생없이 비교적 많은 양의 고체윤활제와 동의 첨가가 가능해 진다. 많은 양의 고체윤활제의 첨가는 윤활성을 좋게 할 뿐만 아니라, 별도의 습식 윤활제 함침을 불필요하게 하고, 고상소결층의 상대재에 대한 응착성을 감소시켜 소부(늘어붙음)등의 현상을 예방하게 된다. 또한, 많은 양의 동의 첨가는 고상소결층의 치밀도를 높여 주어 내마모성 및 내하중성을 크게하고, 소결성형 후의 냉각시이나 미끄럼베어링의 사용중 고상소결층의 뒤틀림을 막아준다.

도 1c 및 도 3을 참조하여, 본 고안에 따른 도 1a에 도시된 평판형 고상소결층을 갖는 미끄럼베어링의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 1b에 도시된 실시 예는 도 1a에 도시된 실시 예와, 소결 재료 도포시 접합면으로 부터 일정 뚜께(Y)에는 입상 윤활재(G)가 혼합되지 않은 소결재료를 도포하고, 나머지 두께(X)에는 입상 윤활제(G)가 혼합된 소결재료를 도포하는 점에서만 차이가 있으므로 그 제조 방법에 관한 별도의 설명을 생략한다.

도 1c 및 도 3를 참조하면, 도 1a에 도시된 평판형 고상소결층을 갖는 미끄럼베어링을 제조하기 위해서는 우선 평판형의 강철기재(15)와 상술한 철계금속분말 및 입상 고체소결제를 혼합한 소결재료(16a)을 준비한다(100, 101, 102, 103, 104). 상술한 바와 같이, 이 때, 상기 입상 고체윤활제로는 분말형태의 고체윤활제를 결합제로 결합하고 분쇄기로 분쇄한 후, 채로 쳐서 크기 별로 분류하고, 이 들 가운데 0.04mm - 2mm 크기의 입자를 모아 사용할 수 있다(102, 103).

또한, 본 고안에 따른 강철기재(15) 상의 고상소결층(16b)은 소결로(10) 내부에서 소결과 함께 필요한 형태로 성형되므로, 금형(13, 14), 소결로(10), 프레스(18) 및 펀처(17)를 준비한다. 여기에서 프레스(18) 및 펀처(17)는 압착수단의 일 예이며, 다른 압착수단을 사용할 수도 있다. 상기 금형(13, 14)은 가압 후 해체하기 용이하게 강철기재(15)를 올려 놓을 수 있는 하부금형(14)과 소결재료(16a)의 측면을 강철기재(15)의 측면과 일치하게 성형할 수 있는 측부금형(13)으로 분리되는 것이 바람직하다.

평판형의 강철기재(15), 소결재료(16a), 가압장치(17,18) 및 금형(13, 14)이 준비되면, 하부금형(14) 상면에 강철기재(15)를 올려 놓고, 다시 강철기재(15) 상면에 소결재료(16a)을 도포한다(104). 강철기재(15)의 적치 및 소결재료(16a)의 도포는 금형을 소결로(10) 외부로 꺼내어 진행될 수도 있고, 금형(13, 14)을 미리 소결로 내부(11)에 투입한 후에 진행될 수도 있다. 강철기재(15)의 적치 및 소결재료(16a)의 도포가 소결로(10) 외부에서 진행된 경우 금형(13, 14), 강철기재(15) 및 소결재료(16a)를 소결로 내부(11)에 투입하여 장치한다.

다음, 히터(12)에 의하여 소결로 내부(11)의 온도를 600℃ - 1060℃로 올려 소결재료(16a)을 소결하면서, 프레스(18)에 연결된 펀처(17)로 10-300kg중/㎠의 압력으로 가압성형한다(105). 소결 및 가압 시간은 10분- 180분이 적당하다. 도 1d는 이렇게 소결과 가압성형이 동시에 이루어져 완성된 평판형 고상소결층(16b)을 갖는 미끄럼베어링을 보여 준다. 이 때, 고상소결층(16b)은 고체윤활제(G)의 체적과 기공의 체적을 합한 체적이 총체적의 5-40체적%인 것이 바람직하다.

이하에서는 도 2c 및 도 3을 참조하여, 부시형 고상소결층을 갖는 미끄럼베어링의 제조 방법을 설명한다.

도 2c 및 도 3을 참조하면, 본 고안에 따른 부시형 고상소결층(26b)을 갖는 미끄럼베어링을 제조하기 위해서는 우선 원통형의 강철기재(25)와 상기의 조성을 갖는 소결재료(26a)을 준비한다(100, 101, 102, 103). 또한, 원통형의 하단부를 갖는 펀처(27)와 펀처(27)에 연결된 프레스(28)를 준비하다. 금형은 원통형의 강철기재(25)를 삽입할 수 있는 측부금형(23)과, 소결층(26b) 내부에 공동(空洞)을 형성할 수 있는 코어(core)를 갖는 하부금형(24)으로 분리되는 것이 바람직하다.

원통형의 강철기재(25), 소결재료(26a) 및 금형(23, 24)이 준비되면, 소결로(20) 내부 또는 외부에서 하부금형(24) 및 측부금형(23)을 조립하고, 하부금형(24)의 코어가 원통형 강철기재(25) 중심에 오도록 강철기재(25)를 측부금형에 삽입한 후, 하부금형(24)의 코어 외측과 원통형 강철기재(25) 내측간에 형성되는 공간에 소결재료(26a)을 도포한다(104). 소결로(20) 외부에서 강철기재(25)의 삽입 및 소결재료(26a)의 도포 공정이 이루어질 경우 금형(23, 24), 강철기재(25) 및 소결재료(26a)를 소결로 내부(21)에 장치한다.

다음, 히터(22)에 의하여 소결로 내부(21)의 온도를 600℃ - 1060℃로 올려 소결재료(26a)을 소결하면서, 상기 프레스(28)에 연결된 펀처(27)로 10-300kg중/㎠의 압력으로 가압성형한다(105). 소결 및 가압 시간은 10분- 180분이 적당하다. 도 2d는 이렇게 소결과 가압성형이 동시에 이루어져 완성된 부시형 고상소결층(26b)을 갖는 미끄럼베어링을 보여 준다. 이 때도 고상소결층(26b)은 고체윤활제의 체적과 기공의 체적을 합한 체적이 총체적의 5-40체적%인 것이 바람직하다.

상술한 구성을 갖는 본 고안에 의하면, 소결층이 동시적인 고상소결과 가압성형에 의하여 형성되고, 입상 고체윤활제간에 일정한 간격이 유지되므로, 소결이 잘 이루어 지고, 소결층의 강도 및 경도가 크며, 강철기재와의 접합성이 우수한 효과가 있다.

이상 본 고안을 첨부한 도면에 도시된 실시 예에 의하여 설명하였으나, 본 고안의 보호 범위를 이에 한정하고자 하는 것은 아니며, 본 고안의 보호 범위는 실용신안등록청구범위에 기재된 사항 및 이에 균등한 모든 실시 예에 미친다고 해석하여야 한다.

도 1a는 본 고안에 따른 평판형 고상소결층을 갖는 미끄럼베어링의 일 실시 예를 도시한 사시도이다.

도 1b는 본 고안에 따른 평판형 고상소결층을 갖는 미끄럼베어링의 다른 실시 예를 도시한 사시도이다.

도 1c는 도 1a에 도시된 평판형 고상소결층을 갖는 미끄럼베어링의 제조 방법을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 2a는 본 고안에 따른 부시형 고상소결층을 갖는 미끄럼베어링의 일 실시 예를 도시한 사시도이다.

도 2b는 본 고안에 따른 부시형 고상소결층을 갖는 미끄럼베어링의 다른 실시 예를 도시한 사시도이다.

도 2c는 도 2a에 도시된 부시형 고상소결층을 갖는 미끄럼베어링의 제조 방법을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 3은 본 고안에 따른 고상소결층을 갖는 미끄럼베이링의 제조 방법을 보여주는 순서도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10, 20 : 소결로 11, 21 : 소결로 내부

12, 22 : 히터 13, 23 : 측부금형

14, 24 : 하부금형 15, 25 : 강철기재

16a, 26a : 소결재료 16b, 26b : 고상소결층

17, 27 : 펀처 18, 28 : 프레스

19, 29 : 접합면 G : 입상 고체윤활제

M : 소결금속

Claims (5)

1. 강철기재(15, 25)의 마찰측 표면상에 철계금속분말과 고체윤활제로 이루어지는 소결층(16b, 26b)을 형성하되, 상기 소결층(16b, 26b)은, 철계금속분말과 입경 0.04mm - 2mm 크기의 입상 고체윤활제(G)를 혼합한 소결재료(16a, 26a)를 600℃-1060℃의 온도로 고상소결하면서, 동시에, 금형(13, 14, 23, 24) 내부에서 압착수단에 의하여 가압하여 성형한 것을 특징으로 하는 고상소결층을 갖는 미끄럼베어링.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 소결재료(16a, 26a)의 철계금속분말에는 상기 입상 고체윤활제(G)를 윤활면인 표면으로 부터 일정 뚜께(X)까지만 혼합한 것을 특징으로 하는 고상소결층을 갖는 미끄럼베어링.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 가압수단에 의한 가압은 10-300kg중/㎠의 압력으로 10분-180분 동안 이루어 진 것을 특징으로 하는 고상소결층을 갖는 미끄럼베어링.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 철계금속분말은 동분말 10 - 50중량%, 니켈, 티타늄, 규소, 알루미늄, 코발트, 크롬, 망간 또는 주석 가운데서 선택된 1 또는 2 이상의 금속분말을 0.1-30중량%, 나머지는 철분말인 것을 특징으로 하는 고상소결층을 갖는 미끄럼베어링.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 고체윤활제는 흑연(graphite), 이황화몰리브덴(MoS₂) 또는 이황화텅스텐(WS₂) 가운데서 선택된 1 또는 2이상의 고체윤활제이고, 철계금속분말에 대하여 0.1중량% - 20중량% 함유된 것을 특징으로 하는 고상소결층을 갖는 미끄럼베어링.