WO2012067378A2 - 윤활 특성이 향상된 슬라이딩 베어링 - Google Patents

윤활 특성이 향상된 슬라이딩 베어링 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a sliding bear ring manufactured in the form of a sintered body and having improved lubrication characteristics, and more particularly, to a sliding bearing made of an iron-based sintered body suitable for acting at high surface pressure and low speed, such as construction machinery.
  • industrial machinery and construction machinery has a plurality of movement and joints, the bearing is installed in the movement and the joint, the shaft rotation or joint is typically provided with a shaft 20 and a sliding bearing 10 surrounding the shaft is provided (See FIG. 1).
  • the shaft 20 and the sliding bearing 10 device is supplied with lubricating oil so as to reduce wear caused by friction generated during the movement.
  • Such a sliding bearing is mainly maintained by densification by dispersing a large amount of soft copper (Cu) particles on the martensite made of iron (Fe), when the lubricating film is broken under the sliding conditions of high surface pressure and high temperature
  • the bearing causes sintering by friction with a shaft made of an iron (Fe) -based alloy as a counterpart.
  • the sliding bearing is subjected to a large surface pressure, especially during low speed movement.
  • the sliding bearing When a large surface pressure is applied, the sliding bearing may be worn or sintered by friction as described above.
  • a bearing having excellent abrasion resistance and good lubrication characteristics is used as a sliding bearing, and lubricating oil or grease having a high viscosity is supplied to the sliding surface in contact with the shaft and the sliding bearing.
  • iron (Fe) -based sintered alloys impregnated with lubricating oil have been used for the purpose of improving the feeding cycle and the durability.
  • These iron (Fe) -based small alloy sliding bearings are generally made of a material in which about 20% by weight of copper is dispersed in a hardened heat treatment to increase the strength and wear resistance.
  • Korean Laid-Open Patent Publication No. 2004-0081474 describes a sliding bearing whose surface shape is finished by cutting to simplify the manufacturing process of the iron-based sintered bearing and to have the same bearing performance as in the prior art. Suggesting.
  • the Korean Laid-Open Patent Publication No. 2004-0081474 is characterized by densifying a portion having a depth of 10 to 60 ⁇ m from the surface layer of the inner circumferential surface and sealing the surface pores, such as densification of the surface layer of the inner circumferential surface and sealing of the surface pores.
  • the inner circumferential surface layer is densified in comparison with the prior art, which only grinds, but the surface pores are the same as in the prior art, while lubricating oil is stored in the concave line due to unevenness, Although advantageous in terms of supplying lubricating oil, the effect is insignificant.
  • the present invention is to improve the sliding bearing that can be usefully applied to heavy equipment such as construction equipment that takes a large surface pressure on the sliding bearing.
  • the surface shape and wear state of the sliding bearing made of a conventional iron (Fe) -based sintered body is observed, and through the machining test and the friction test, to increase the lubricating oil impregnation rate to the maximum while maintaining excellent durability and high load on the equipment
  • a sliding bearing which is easy to apply a sliding bearing having an optimized surface shape is provided.
  • the present invention is to provide a surface shape of the sliding bearing to increase the pore opening to favor the lubricating oil impregnation and further improve the lubrication characteristics.
  • the sintered alloy contains 13 to 23% by weight of copper, is dispersed, Effective porosity is 13 to 23% by volume based on the total volume of the bearing, and the inner circumferential surface 11 of the sliding bearing 10 is provided with a sliding bearing 10 in which spiral irregularities 13 are formed by cutting.
  • the surface roughness Ra of the inner circumferential surface 11 is 2 to 5 ⁇ m
  • the height difference of the unevenness is in the range of 13 to 30 ⁇ m
  • the interval between the unevenness is in the range of 200 to 300 ⁇ m
  • the opening hole area ratio which is the area ratio of the pores to the total area of the inner circumferential surface of the sliding bearing 10 inner circumferential surface 11, is 13 to 23%.
  • the sliding bearing according to the present invention can be particularly usefully applied to the joint portion of the construction machinery equipment has a surface pressure of 3 ⁇ 10kgf / mm 2 and a sliding speed of 1 ⁇ 8cm / s.
  • the iron (Fe) -based small alloy may further include at least one alloy element selected from the group consisting of Ni, Sn, Mo, W, Mn and B.
  • the sliding bearing according to the present invention can be usefully applied to equipment in which a large surface pressure is applied because of improved lubrication characteristics.
  • the sliding bearing according to the present invention can be suitably used for joints of construction machinery equipment driven under radial load during sliding.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an example of a sliding bearing 10 and a shaft 20 inserted into the sliding bearing.
  • FIG 2 is a perspective view of a sliding bearing 10 according to an example of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a section cut along the A-A line in the sliding bearing 10 according to FIG.
  • FIG 4 is a view showing the height of the surface of the inner circumferential surface 11 measured along the axial direction in the inner circumferential surface 11 of the sliding bearing 10 according to an example (Example 1) of the present invention. Height difference of irregularities) and the interval between the irregularities can be seen.
  • Example 5 is a photograph of the surface of the inner circumferential surface 11 of the sliding bearing 10 according to an example (Example 1) of the present invention.
  • a hard heat-treated ferrous alloy is used as a material of a sliding bearing. do.
  • copper is dispersed in a main base made of an iron-based small alloy.
  • the copper is useful because it can exist in the liquid phase upon sintering. According to an example of this invention, 13-23 weight% is suitable for content of the said copper. If the copper content is less than 13% by weight, the hard iron alloy has a strong property, which is easy to friction wear on the shaft. If the copper content is more than 23% by weight, the copper is deformed during processing or sliding at high surface pressure to prevent pores on the surface. There is a risk of increasing wear by reducing the lubricant impregnation effect.
  • the iron base alloy may further include at least one alloy element selected from the group consisting of Ni, Sn, Mo, W, Mn, and B as an additional alloy element.
  • additional alloying elements may vary in the content of copper, and by reinforcing the iron-based small alloy matrix, the plastic deformation during processing can be minimized to suppress pore blockage.
  • the sliding bearing based on the iron-based small alloy base has a higher lubricating oil content capability as the effective porosity increases, but the lubricating property is improved, but the density decreases as the porosity increases, so that the strength is lowered and the wear resistance is also weakened. Therefore, it is important to find an effective porosity suitable for the application in sliding bearings.
  • the effective porosity of the sliding bearing made of iron-based small alloy containing copper is generally known to be 15% or more.
  • the effective porosity of about 13% may show excellent lubrication characteristics. If the effective porosity is lower than 13%, the content of lubricating oil decreases and the lubricating oil supply decreases on the sliding surface, which shortens the life of the sliding bearing.
  • the lubrication characteristics are improved by optimizing the shape of the inner circumferential surface, sufficient lubrication characteristics can be exhibited even when the effective porosity is about 23%. If the effective porosity exceeds 23%, there is a fear of strength degradation due to density decrease.
  • Unevenness 13 is formed on the inner circumferential surface 11 of the sliding bearing 10 according to the example of the present invention disclosed in FIG. 2.
  • the irregularities are formed in a spiral shape.
  • 3 illustrates a cross section taken along the A-A line in the sliding bearing 10 according to FIG. 2.
  • the unevenness 13 is formed in an oblique shape on the inner circumferential surface 11 of the bearing 10 in FIG. 3, which is spiral on a cylindrical sliding bearing.
  • 3 is a cross-sectional view schematically showing the convenience of the drawing of FIG. 3.
  • Reference numeral 12 is an outer circumferential surface of the sliding bearing.
  • the inner circumferential surface 11 of the sliding bearing 10 may be, for example, a cutting surface that may be formed by processing equipment such as a lathe in which workpieces are rotated.
  • processing equipment such as a lathe in which workpieces are rotated.
  • the inner circumferential surface 11 is a cutting process is performed by a lathe to form a fine spiral uneven line in the axial direction.
  • the height difference of the irregularities formed as described above is 13 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • the interval of the unevenness is in the range of 200 to 300 ⁇ m along the axial direction.
  • the surface roughness Ra of the surface of the inner circumferential surface 11 of the sliding bearing 10 having the above-mentioned unevenness is adjusted to be in the range of 2 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • the surface roughness Ra of the inner circumferential surface 11 of the sliding bearing 10 is 2 in contrast to the surface roughness Ra of 1 ⁇ m or less when the uneven line is formed on the inner surface by conventional simple polishing or in the prior art.
  • the thickness is in the range of 5 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • the present invention unlike the prior art of densifying the surface layer portion of the inner circumferential surface of the sliding bearing by grinding or densifying from the surface layer portion of the inner circumferential surface to a depth of 10 ⁇ 60 ⁇ m, in the present invention, there is no separate densification process, so there is no reduction in surface layer pores. According to the present invention, the effective porosity of the sintered body is maintained without sealing the surface pores by densification as in the prior art, so that the opening pore area ratio of the surface is 13 to 23%.
  • the opening hole area ratio means the area ratio of pores to the entire inner circumferential surface of the sliding bearing 10 inner circumferential surface 11.
  • the cutting surface of the sliding bearing can be repeatedly stably processed by checking the density of the sliding bearing material in advance and then selecting cutting conditions such as a bite shape and a feed rate of the cutting tool. Therefore, the reproducibility is excellent.
  • the machinability of the cutting surface is greatly influenced by the copper content. When the copper content exceeds 23% by weight, the machining stability is lowered, thereby reducing the reproducibility of the machining.
  • the inner circumferential surface of the sliding bearing formed as described above can accumulate lubricating oil, grease or the like in the concave line portion due to unevenness, so that the lubricant can be lubricated to the sliding surface.
  • there is no reduction of pores because the surface is not densified in the manufacturing process, so that the lubricant is easily impregnated and the lubricant is easily discharged when sliding.
  • Lubricating oil is impregnated in the sliding bearing 10.
  • the impregnated lubricating oil may be referred to as impregnating oil.
  • any lubricating oil used for a high bearing pressure sliding bearing can be used without limitation.
  • a synthetic lubricant-based lubricant having good thermal stability or extreme pressure, or a lubricating oil having a extreme pressure additive or a solid lubricant such as MoS 2 added to the mineral oil-based lubricant to increase thermal stability or extreme pressure can be used without limitation.
  • the lubricant is impregnated into the pores of the sliding bearing.
  • the impregnated lubricant is supplied to the sliding surface by expansion due to the temperature rise of the sliding bearing during the sliding movement.
  • a shaft is inserted and used for the sliding bearing obtained as mentioned above.
  • Grease is generally injected when the shaft is inserted.
  • the sliding bearing-axis assembly thus assembled may be usefully used under conditions of a surface pressure of 3 to 10 kgf / mm 2 and a sliding speed of 1 to 8 cm / s.
  • the sliding bearing according to the invention can be produced according to the general method for producing a sliding bearing of sintered alloy.
  • a sintered alloy powder for sliding bearing composition is prepared.
  • iron and copper are included as main materials.
  • Cu copper
  • C carbon
  • the balance of iron may be included.
  • At least one alloy element selected from the group consisting of Ni, Sn, Mo, W, Mn, and B may be further added to the powder.
  • Each of the components further included is, for example, 0.3 to 4% by weight of nickel (Ni), 1 to 7% by weight of tin (Sn), and 0.05 to 0.5% by weight of molybdenum (Mo), respectively, based on the total weight of the sintered alloy powder.
  • Ni nickel
  • Sn tin
  • Mo molybdenum
  • B may be included 0.01 to 0.4% by weight.
  • the components may use commercially available powdered products.
  • the powder may be commercially available for each component, and may be commercially available as an alloy powder.
  • the content of each constituent powder should be calculated in consideration of the content of each component included in the alloy.
  • Ni and B may use various kinds of commercially available alloy powder products in which two or more of the above components are alloyed.
  • tin (Sn) it may be used in the form of Cu-Sn alloy powder.
  • a powder product in the form of an alloy such as Cr, Mo, V, W, Mn, Si, or the like may be used.
  • the molded product is prepared by a pressing process after mixing the powder prepared as described above using a wet or dry mixing method.
  • the shape of the molded body there is no particular limitation on the shape of the molded body, but may be molded in accordance with the shape of the sliding material.
  • the porosity can be 13 ⁇ 23% by volume.
  • the applied pressure may be about 300 to 5,000 kg / cm 2 .
  • the molded body is sintered in a vacuum or air atmosphere to prepare a sintered body.
  • Sintering temperature and sintering time may vary depending on the application.
  • the sintering is performed by heating for 10 to 90 minutes at a temperature in the range of 800 to 1300 °C. Sintering temperature and time may vary depending on the situation.
  • heat treatment may be performed.
  • heat treatment at least one selected from the group consisting of carburizing heat treatment, nitriding heat treatment, and high frequency heat treatment may be applied.
  • the inner circumferential surface of the sliding bearing is processed before or after the heat treatment and the processed sintered body is impregnated with lubricating oil.
  • iron powder is powder of hogannis
  • copper and copper-tin alloy (Cu30Sn; copper-tin alloy containing 30% by weight of tin) is Changsung powder
  • C is a commercial graphite product
  • Ni and B are Hoganis' B-Ni products
  • Mo, W and Mn used tool steel powder.
  • Comparative Examples 1 and 2 sliding bearings were manufactured with the same component content as in Example 1. Comparative Examples 1 and 2 differ from the examples in the formation of irregularities.
  • Comparative Example 1 no irregularities were formed.
  • the inner peripheral surface processing conditions performed about the comparative example 2 are different from Example 1.
  • the height difference exists in the inner peripheral surface although the unevenness was not processed in the comparative example 1, the height difference was measured. However, the gap between unevenness was not measured.
  • Ra is the arithmetic mean surface roughness measured by KS standard.
  • FIG. 4 shows the height of the inner circumferential surface 11 measured along the axial direction in the inner circumferential surface 11 of the sling ring 10 of Example 1, and the surface elevation difference (uneven height difference) and unevenness on the inner circumferential surface. It can be seen.
  • Comparative Examples 1 and 2 there is only a difference in values, and a high order graph is obtained in a similar manner.
  • FIG. 5 illustrates a photograph of the inner circumferential surface 11 of the sliding bearing 10 according to the first embodiment
  • FIG. 6 illustrates a photograph of the inner circumferential surface 11 of the sliding bearing 10 manufactured in Comparative Example 2.
  • the difference in the inner circumferential surface can be confirmed.
  • Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 are fixed to the housing, grease is applied to their inner circumferential surface, grease is applied to the shaft subjected to the high frequency heat treatment, and the shaft is applied to the sliding bearing. After fitting, radial loads were applied from the bottom to the shaft.
  • the surface pressure was 6kgf / mm 2
  • the speed was measured while rocking motion in the range of 90 degrees to 3cm / s.
  • the end of the experiment was when the friction coefficient was 0.3.
  • the friction coefficient was determined based on the torque at the time when the friction performance of the bearings started to press. The results are shown in FIG.
  • the sliding bearing (Example 1) according to the present invention showed a performance improvement of more than twice than that of Comparative Examples 1 and 2.
  • the initial friction coefficient is maintained higher and longer than that of the comparative example, but the stabilized section is increased by more than two times, thereby improving the overall friction performance.
  • the initial friction coefficient of the sliding bearing according to the present invention is maintained higher and longer than that of the comparative example because the surface roughness Ra value and the height difference are somewhat larger than the sliding bearing according to the comparative example, it seems that it takes a long time to stabilize the initial stage.
  • the porosity of the pores and the interval between the uneven line are harmonized with each other, so that the stabilized section is lengthened, thereby improving the lubrication effect and thus increasing the frictional performance.
  • the sliding bearing according to the present invention can be used in the movement portion and the joint portion in which high surface pressure and low speed motion.

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Abstract

본 발명은 소결체 형태로 제조된 슬라이딩 베어링의 내면을 윤활특성에 최적화 되도록 가공하여 큰 면압이 걸리는 장비에도 유용하게 적용할 수 있는 슬라이딩 베어링에 대한 것이다.

Description

윤활 특성이 향상된 슬라이딩 베어링
본 발명은 소결체 형태로 제조되며 윤활특성이 향상된 슬라이딩 베어이링에 대한 것으로서, 특히, 건설기계와 같이 높은 면압과 저속에 작용하기에 적합한 철계 소결체로 된 슬라이딩 베어링에 관한 것이다.
일반적으로 산업기계 및 건설기계는 다수의 운동부 및 관절부를 가지며, 이러한 운동부와 관절부에는 베어링이 설치되는데, 상기 축회전부나 관절부에는 통상적으로 축(20)과 축을 둘러싸고 있는 슬라이딩 베어링(10)이 설치되어 있다(도 1 참조).
이러한 축(20)과 슬라이딩 베어링(10) 장치에는 윤활유를 급지하여 운동 중에 발생하는 마찰에 의한 마모를 감소시키도록 한다.
상기와 같은 슬라이딩 베어링은 주로 다량의 연질의 구리(Cu)입자를 철(Fe)로 이루어진 마르텐사이트상에 분산시킴으로써 치밀화가 유지되도록 되어 있는데, 고면압 및 고온도의 슬라이딩조건에서 윤활막이 깨어지는 경우 상기 베어링은 상대재인 철(Fe)계 합금으로 된 축과의 마찰에 의하여 소착을 유발하게 된다.
예컨대, 건설기계와 같은 중장비의 경우 상기 슬라이딩 베어링에는 큰 면압이 걸리며 특히 저속운동시에 큰 면압이 걸린다.
큰 면압이 걸릴 경우, 상기에서 설명한 것처럼 마찰에 의하여 슬라이딩 베어링이 마모되거나 또는 소착이 발생될 수 있다.
따라서 내마모성이 뛰어나고 윤활특성이 좋은 베어링을 슬라이딩 베어링으로 사용하며, 상기 축과 슬라이딩 베어링이 접촉하는 슬라이딩 면에는 점도가 높은 윤활유나 그리스 등을 급지하여 준다.
종래, 상기 슬라이딩 베어링으로서 주로 황동 혹은 철계의 베어링이 사용되었으며, 최근에는 상기 슬라이딩 베어링을 소결체로 제조한 후 여기에 윤활유를 함침 함으로써, 윤활유의 잦은 공급 없이도 마찰저항을 저감시켜줄 수 있는 오일리스(oiless) 타입의 슬라이딩 베어링이 도입되어 사용되고 있다.
구체적으로 상기와 같은 슬라이딩 베어링으로서, 일반 합금을 열처리 및 가공한 것이나 구리합금 또는 구리합금에 윤활제인 흑연을 삽입하여 사용되고 있다.
최근에는 급지주기 향상과 내구성능의 향상을 목적으로 윤활유를 함침한 철(Fe)계 소결 합금이 사용되고 있다.
이들 철(Fe)계 소결합금 슬라이딩 베어링은 강도와 내마모성을 높이기 위해서, 일반적으로 경질 열처리를 실시하고 그 조직 중에 구리를 20 중량% 정도 분산시킨 재료로 제조된다.
이러한 철계 소결합금 슬라이딩 베어링에 대한 일례로서 한국공개특허공보 2004-0081474호에서는 철계 소결 함유 미끄럼 베어링의 제조공정을 간소화하면서도 종래와 동등한 베어링 성능을 갖도록 하기 위해 절삭가공으로 표면형상을 마무리한 미끄럼 베어링을 제시하고 있다.
상기 한국공개특허공보 2004-0081474호에서는 내주면의 표층으로부터 깊이 10~60㎛의 부분을 치밀화 하고 표면기공을 봉공(封孔)하는 것이 특징인데, 상기와 같은 내주면의 표층의 치밀화와 표면기공의 봉공에 의하여 윤활유 함침율을 낮추게 되며, 또한 요철라인에 대한 최적화가 이루어지지 않아 윤활 특성 개선의 효과가 미약하다.
상기 기술의 경우, 연삭만을 실시하던 종래기술과 비교하여 내주면 표층을 치밀화한다는 점에서 차이가 있지만 표면기공을 봉공하고 있는 것은 종래와 동일하며, 한편 요철에 의한 오목라인에 윤활유가 저장되어 마모면에 윤활유를 공급한다는 측면에서는 유리한 점이 있기는 하지만 그 효과가 미미하다.
그렇기 때문에 슬라이딩 베어링에 큰 면압이 걸리는 건설장비와 같은 중장비에 유용하게 적용될 수 있는, 윤활유 함침율이 뛰어난 슬라이딩 베어링의 개발이 필요하다.
이에 본 발명에서는 슬라이딩 베어링에 큰 면압이 걸리는 건설장비와 같은 중장비에 유용하게 적용될 수 있는 슬라이딩 베어링을 제고하고자 한다.
본 발명에서는 종래의 철(Fe)계 소결체로 된 슬라이딩 베어링에 대한 표면형상 및 마모상태를 관찰하고 가공시험과 마찰실험을 통해, 윤활유 함침율을 최대로 높이면서도 내구성이 뛰어나 큰 하중을 받는 장비에 적용하는 데 무리가 없는 슬라이딩 베어링으로서, 표면 형상을 최적화한 슬라이딩 베어링을 제공하고자 한다.
또한 본 발명에서는 윤활유 함침에 유리하도록 개구하는 기공을 늘리고 또한 윤활특성을 보다 향상시킬 수 있는 슬라이딩 베어링의 표면형상을 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 다공질 철(Fe)계 소결 합금에 의해 형성된 슬라이딩 베어링(10)으로서, 상기 소결 합금에는 구리가 13 내지 23 중량%만큼 함유되어 분산되어 있으며, 상기 슬라이딩 베어링 전체 부피에 대한 유효 기공율은 13 내지 23 부피%이며, 상기 슬라이딩 베어링(10)의 내주면(11)에는 절삭가공에 의하여 나선형의 요철(13)이 형성되어 있는 슬라이딩 베어링(10)을 제공한다. 여기서 상기 내주면(11)의 표면조도 Ra는 2 내지 5㎛이며, 상기 요철의 고저차는 13 내지 30㎛ 범위이며, 상기 요철 사이의 간격은 200 내지 300㎛ 범위로서, 절삭가공 후의 표면기공은 봉공(封孔)된 것이 아닌 개공되어 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 슬라이딩 베어링(10) 내주면(11)에서 내주면 전체 면적 대비 기공의 면적 비율인 개구공 면적율이 13~23%인 것이 가능하다,
본 발명에 따른 상기 슬라이딩 베어링은 사용조건이 면압 3~10kgf/mm2 및 슬라이딩 속도 1~8cm/s인 건설기계 장비의 관절부에 특히 유용하게 적용될 수 있다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 철(Fe)계 소결합금에는 Ni, Sn, Mo, W, Mn 및 B로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종의 합금 원소를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 슬라이딩 베어링은 윤활 특성이 개선되어 큰 면압이 걸리는 장비에 유용하게 적용할 수 있다. 본 발명에 의한 슬라이딩 베어링은 특히 슬라이딩시 레이디얼 하중을 받아 구동되는 건설기계 장비의 관절용으로 적합하게 사용할 수 있다.
도 1은 슬라이딩 베어링(10)과 상기 슬라이딩 베어링에 삽입되는 축(20)의 일례에 대한 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일례에 따른 슬라이딩 베어링(10)의 사시도이다.
도 3은 도 2에 의한 슬라이딩 베어링(10)에서 A-A라인을 따라 절단한 단면을 보여주는 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일례(실시예 1)에 따른 슬라이딩 베어링(10)의 내주면(11)에서 축방향에 따라 측정한 내주면(11) 표면의 높이를 표시한 도면으로서, 내주면에서의 표면 고저차(요철의 고저차) 및 요철의 간격을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 일례(실시예 1)에 따른 슬라이딩 베어링(10)의 내주면(11) 표면 사진이다.
도 6은 비교예 2에서 제조된 슬라이딩 베어링(10)의 내주면(11) 표면의 사진이다.
*도면 부호*
10: 슬라이딩 베어링
11: 내주면
12: 외주면
13: 요철
20: 축
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 슬라이딩 베어링은 하중에 의한 변형을 방지하기 위한 강도 및 슬라이딩 마모를 방지하기 위한 내마모성이 요구되므로, 본 발명의 일례에 따르면 철계 소결합금을 경질 열처리한 것을 재료로 슬라이딩 베어링의 재료로 사용한다.
본 발명에 따른 슬라이딩 베어링의 재료는 철계 소결합금으로 된 주기지 중에 구리가 분산되어 있는 것이다. 상기 구리는 소결시 액상으로 존재할 수 있어 유용하다. 본 발명의 일례에 따르면 상기 구리의 함유량은 13~23 중량%가 적합하다. 구리의 함량이 13 중량% 미만이면 경질의 철합금의 성질이 강해서 축을 마찰 마모시키기 쉽고, 구리의 함량이 23 중량%를 초과하면 가공시 또는 높은 면압의 슬라이딩시 구리가 변형되어 표면의 기공을 막아 윤활유 함침 효과를 저감시켜 마모를 증가시킬 위험성이 있다.
필요에 따라 상기 철계 소결합금에 추가적인 합금원소로서 Ni, Sn, Mo, W, Mn 및 B로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종의 합금원소를 더 포함할 수 있다. 이러한 추가적인 합금원소는 구리의 함량에 달라질 수 있는데, 철계 소결합금 기지를 강화함으로써 가공시 소성 변형을 최대한 줄여 기공을 막힘을 억제할 수 있다.
상기 철계 소결합금 기지로 하는 슬라이딩 베어링은 유효 기공율이 클수록 윤활유 함유능력이 높아져서 윤활특성은 좋아지지만, 기공율이 증가한 만큼 밀도가 낮아지게 되므로 강도가 저하되고 내마모성도 약해지게 된다. 따라서 슬라이딩 베어링에서 용도에 적합한 유효기공율을 찾아내는 것이 중요하다.
일반적으로 구리를 포함하는 철계 소결합금으로 된 슬라이딩 베어링의 유효기공율은 통상 15% 이상인 것으로 알려져 있는데, 본 발명에서는 표면형상을 최적화하였기 때문에 13% 정도의 유효기공율로도 우수한 윤활특성을 나타낼 수 있다. 유효기공율이 13%보다 낮으면 윤활유의 함유량이 적어지게 되어 슬라이딩면에 윤활유공급이 적어져 슬라이딩 베어링의 수명이 짧아진다. 본 발명에서는 내주면 형상을 최적화하여 윤활특성을 향상시켰기 때문에 유효기공율이 23% 정도되어도 충분한 윤활특성을 나타낼 수 있다. 유효기공율이 23%를 초과하면 밀도저하에 따른 강도저하의 우려가 있다.
도 2에 개시된 본 발명의 일례에 따른 슬라이딩 베어링(10)의 내주면(11)에는 요철(13)이 형성되어 있다. 본 발명의 일례에 따르면 상기 요철은 나선형으로 형성되어 있다. 도 3에서는 도 2에 의한 슬라이딩 베어링(10)에서 A-A라인을 따라 절단한 단면을 도시하였다. 도면상으로는 도 3에서 베어링(10)의 내주면(11)에 요철(13)이 사선형태로 형성된 것으로 표시되어 있는데, 원통형의 슬라이딩 베어링 상에서는 나선형이다. 도 3의 작도의 편의상 개략적으로 도시한 단면이다. 여기서 지시부호 12는 슬라이딩 베어링의 외주면이다.
상기 슬라이딩 베어링(10)의 내주면(11)은, 예를 들어 피삭물이 회전하면서 가공되는 선반과 같은 가공장비에 의해 형성될 수 있는 절삭면인 것이 가능하다. 상기 내주면에 요철을 형성하는 방법에 제한이 있는 것은 아님은 물론이다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기 내주면(11)은 선반에 의해 절삭가공을 시행하여 축방향으로 미세한 나선형상의 요철라인이 형성된 것이다.
본 발명의 일례에 따르면, 상기와 같이 형성된 요철의 고저차는 13㎛ 내지 30㎛이다. 또한 상기 요철의 간격은 축방향을 따라 200 내지 300㎛의 범위이다. 상기와 같은 요철이 형성된 슬라이딩 베어링(10)의 내주면(11) 표면의 표면조도 Ra는 2㎛ 내지 5㎛의 범위가 되도록 조정한다. 종래 단순 연마에 의하거나 혹은 종래기술에서 내면에 요철라인을 형성하는 경우에 표면조도 Ra가 1㎛이하가 되도록 한 것과는 달리, 본 발명에서는 슬라이딩 베어링(10) 내주면(11)의 표면조도 Ra를 2㎛ 내지 5㎛의 범위가 되도록 한다.
한편, 연마에 의해 슬라이딩 베어링 내주면의 표층부를 치밀화하거나 혹은 내주면의 표층부로부터 깊이 10~60㎛ 부분까지 치밀화하는 종래기술과 달리 본 발명에서는 별도의 치밀화 과정이 없어 표층부 기공의 감소 또한 일어나지 않는다. 본 발명에 따르면 종래기술에서와 같은 치밀화에 의한 표면기공을 봉공하는 일이 없이 소결체의 유효기공율을 유지하여 표면의 개구공 면적율이 13~23%가 된다. 여기서 개구공 면적율이란 슬라이딩 베어링(10) 내주면(11)에서 내주면 전체 면적 대비 기공의 면적 비율을 의미한다.
상기 슬라이딩 베어링의 절삭면은 상기 슬라이딩 베어링 소재의 밀도를 미리 확인한 후, 절삭공구의 바이트 형상이나 이송속도 등의 절삭조건을 선정하면, 반복적으로 안정하게 가공할 수 있다. 따라서 재현성이 우수하다. 참고로 이러한 절삭면의 가공성은 구리의 함량에 영향을 많이 받는데, 구리의 함량이 23 중량%를 초과하는 경우에는 가공 안정성이 떨어져서 가공의 재현성이 낮아진다.
상기와 같이 형성된 슬라이딩 베어링의 내주면은 요철에 의한 오목라인부에 윤활유나 그리스 등을 축적할 수 있어 슬라이딩면에 윤활제를 윤활하게 공급할 수 있다. 또한 제조과정에서 별도의 표면의 치밀화 과정을 거치지 않기 때문에 기공의 감소가 없어서 윤활유의 함침이 용이하고 슬라이딩시 윤활유의 배출 또한 용이하다.
상기 슬라이딩 베어링(10)에는 윤활유가 함침된다. 상기 함침되는 윤활유는 함침유라고 하기도 한다.
상기 함침에 적용되는 윤활유로서는, 고면압의 슬라이딩 베어링에 사용되는 윤활유라면 제한없이 사용 가능하다. 예들 들면 열안정성이나 극압성이 좋은 합성유 계열의 윤활유, 또는 광유계 윤활유에 열안정성이나 극압성을 높이기 위해 극압 첨가제나 MoS2와 같은 고체윤활제를 첨가한 윤활유 등을 제한없이 사용할 수 있다.
상기 윤활유는 슬라이딩 베어링의 기공에 함침된다. 상기 함침된 윤활유는 슬라이딩 운동시, 슬라이딩 베어링의 온도상승에 의한 팽창에 의해 슬라이딩면으로 공급된다.
슬라이딩시의 온도상승은 운전초기에 매우 높기 때문에 이러한 함침유의 배출이 빨리 이루어질 수 있도록 기공이 열려 있어야 그 효과가 극대화 된다.
상기와 같이 얻어진 슬라이딩 베어링에는 축이 삽입되어 사용된다. 상기 축을 삽입할 때에는 일반적으로 그리스를 주입한다.
이와 같이 조립된 슬라이딩 베어링-축 조립체는 면압 3~10kgf/mm2 및 슬라이딩 속도 1~8cm/s의 조건하에서 유용하게 사용될 수 있다.
특히 건설기계용 장비의 관절부에 사용되어 그 수명을 극대화하는데 적합하다고 할 수 있다.
본 발명에 따른 슬라이딩 베어링은, 소결 합금으로 된 슬라이딩 베어링을 제조하는 일반적인 방법에 따라 제조될 수 있다.
먼저 슬라이딩 베어링 조성물용 소결 합금 분말을 준비한다. 구체적으로 철을 주재료로 하여 구리와 탄소가 포함된다. 예를 들어, 구리(Cu) 13~20중량%, 탄소(C) 0.2~ 2.0중량% 및 잔량의 철을 포함할 수 있다.
필요에 따라 상기 분말에 Ni, Sn, Mo, W, Mn 및 B로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종의 합금 원소를 더 첨가할 수 있다.
상기 추가로 포함되는 각 성분은 예를 들어, 소결 합금 분말의 전체 중량에 대하여 각각 니켈(Ni) 0.3~4중량%, 주석(Sn) 1~7중량%, 몰리브덴(Mo) 0.05~0.5중량%, 텅스텐(W) 0.05~0.5중량%, 망간(Mn) 0.01~0.05중량%, 붕소(B) 0.01~0.4중량% 가 포함될 수 있다.
상기 성분들은 한가지만 첨가될 수도 있고 2가지 이상이 첨가될 수도 있다.
상기 성분 외에 다른 성분도 추가될 수 있음은 물론이다.
상기 성분들은 시판되는 분말형태의 제품들을 사용할 수 있다. 이때 상기 분말은 개개의 성분별로 시판되는 것을 사용하는 것도 가능하며, 합금 형태의 분말로 시판되는 것을 사용할 수 있다.
합금 형태의 분말을 사용하는 경우, 합금에 포함된 각 성분의 함량을 고려하여 각 구성 분말의 함량을 계산하여야 할 것이다.
예를 들어, Ni과 B는 상기 성분들이 두 가지 이상 합금된 다양한 종류의 시판되는 합금 분말 제품을 사용할 수 있다. 주석(Sn)의 경우에는 Cu-Sn합금 분말형태로 된 것을 사용할 수 있다.
경우에 따라서는, Cr, Mo, V, W, Mn, Si 등과 합금형태로 되어 있는 분말 제품을 사용할 수도 있다.
상기와 같이 준비된 분말을 습식 혹은 건식 혼합법을 이용하여 혼합한 뒤가압공정에 의하여 성형체를 제조한다.
이때 상기 성형체의 형태에 특별한 제한이 있는 것은 아니며, 슬라이딩하는 상대재의 형상에 맞게끔 성형하면 된다.
예를 들어, 부시형태의 슬라이딩 베어링을 제조하는 경우에는 환형의 부시 형태로 성형체를 제조할 수 있다.
다만 제품의 특성상 기공율이 13~23 부피%가 될 수 있도록 가압되어야 한다. 이때 적용되는 가압 압력은 300 내지 5,000kg/cm2 정도가 가능하다.
이어 상기 성형체를 진공 혹은 공기분위기 중에서 소결하여 소결체를 제조한다.
소결온도와 소결시간은 각각의 적용 용도에 따라 달라질 수 있다.
일반적으로 800 내지 1300℃의 범위의 온도에서 10 내지 90분간 가열하여 소결을 진행한다. 소결온도와 시간은 상황에 따라 달라질 수 있다.
필요한 경우 열처리를 할 수도 있다. 열처리의 예로서 침탄열처리, 질화열처리 및 고주파열처리로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종 이상을 적용할 수 있을 것이다. 열처리 전 또는 후에 슬라이딩 베어링의 내주면을 가공하고 상기 가공된 소결체에 윤활유를 함침시킨다.
<실시예 1-3 및 비교예 1-7> 슬라이딩 베어링의 제조
하기 표 1에 기재된 조성으로 슬라이딩 베어링용 조성물 분말을 준비하여 스테아린산 계열의 윤활제를 이용하여 분말들을 혼합한 뒤, 3,000kg/cm2 의 압력으로 가압하여 환형의 부시형태에 성형체를 제조하였다.
표 1에 기재된 성분들의 분말은 모두 시판되는 제품을 사용하였다. 예를 들어, 철 분말은 호가니스의 분말, 구리와 구리-주석 합금(Cu30Sn; 주석이 30중량% 함유된 구리-주석 합금)은 ㈜ 창성의 분말, C는 시판되는 흑연제품, Ni와 B는 호가니스의 B-Ni 제품, Mo, W, Mn은 공구강 분말을 사용하였다.
비교예 1, 2로서 실시예 1과 동일한 성분 함량으로 슬라이딩 베어링을 제조하였다. 비교예 1과 2는 요철 형성에 있어서 실시예와 차이가 있다.
표 1
Figure PCTKR2011008561-appb-T000001
상기 제조된 슬라이딩 베어링 중 실시예 1 내지 4와 비교예 2에서는 내주면을 가공하여 요철을 형성하였다.
비교예 1에는 요철을 형성하지 않았다. 비교예 2에 대하여 실시한 내주면 가공 조건은 실시예 1과 다르다.
상기 내주면 가공 후, 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2에 대한 표면조도 Ra, 내주면 표면의 고저차, 요철 사이의 간격 및 슬라이딩 베어링(10) 내주면(11)에서 내주면 전체 면적 대비 기공이 차지하는 면적 비율인 개구공 면적율을 2회에 걸쳐 측정하였다. 그 결과는 아래 표 2와 같다.
표 2
Figure PCTKR2011008561-appb-T000002
비교예 1에서 비록 요철을 가공하지는 않았지만 내주면에 고저차가 존재하는 바, 그 고저차를 측정하였다. 그러나 요철 사이의 간격은 측정하지 않았다.
표면 조도 Ra는 KS규격에 의해 측정되는 산술평균 표면조도이다.
실시예 1에 대하여 측정한 표면의 고저차와 요철 간격은 도 4에 도시하였다. 상기 도 4는 실시예 1의 슬라이링(10) 내주면(11)에서 축방향에 따라 측정한 내주면(11) 표면의 높이를 표시한 것으로서, 내주면에서의 표면 고저차(요철의 고저차) 및 요철의 간격을 알 수 있다. 비교예 1과 2의 경우 값의 차이가 있을 뿐 비슷한 양태로 고저차 그래프가 얻어진다.
도 5에서는 상기 실시예 1에 따른 슬라이딩 베어링(10)의 내주면(11) 표면 사진을 도시하였고, 도 6에서는 비교예 2에서 제조된 슬라이딩 베어링(10)의 내주면(11) 표면의 사진을 도시하였다. 상기 도면에서도 내주면의 차이를 확인할 수 있다.
<시험예 1> 베어링 성능 시험
이어 베어링 성능 시험을 하였다. 베어링 성능시험은, 상기 실시예 1 및 비교예 1, 2에서 제조된 슬라이딩 베어링을 하우징에 고정하고 이들의 내주면에 그리스를 도포하고, 아울러 고주파 열처리된 축에 그리스를 도포하고 상기 축을 상기 슬라이딩 베어링에 끼워 맞춘 후 축에 레이디얼 방향의 하중을 아래에서 위로 가하였다.
이때 면압은 6kgf/mm2, 속도는 3cm/s로 90도 범위로 요동운동 시키면서 측정하였다. 실험의 종료는 마찰계수 0.3이 되는 때로 하였다.
상기 마찰계수는 베어링의 마찰성능이 다하여 눌어붙기 시작하는 시점의 토크로 판단하여 기준을 정하였다. 그 결과를 도 7에 도시하였다.
이와 같은 시험 결과 본 발명에 따른 슬라이딩 베어링(실시예 1)의 경우 비교예 1 및 2 보다 2배 이상의 성능향상을 보였다.
본 발명에 의한 슬라이딩 베어링은 초기 마찰계수가 비교예의 경우보다 높고 길게 유지되지만 결국 안정화된 구간은 2배 이상 증가하여 전체적인 마찰 성능이 향상된 결과를 보였다.
본 발명에 의한 슬라이딩 베어링이 초기 마찰계수가 비교예의 경우보다 높고 길게 유지되는 것은 비교예에 따른 슬라이딩 베어링보다 표면조도 Ra값과 고저차가 다소 커서 초기 안정화하는데 시간이 많이 걸리기 때문인 것으로 보여진다.
반면, 본 발명에 의한 슬라이딩 베어링은 기공의 개공율과 요철라인의 간격이 서로 조화되어 안정화된 구간이 길어짐으로써 윤활효과가 향상되어 마찰성능이 증가된 것으로 판단된다.
본 발명에 따른 슬라이딩 베어링은 높은 면압과 저속 운동이 작용하는 운동부 및 관절부에 이용될 수 있다.

Claims (4)

  1. 다공질 철(Fe)계 소결 합금에 의해 형성된 슬라이딩 베어링(10)으로서,
    상기 소결 합금에는 구리가 13 내지 23 중량%만큼 함유되어 분산되어 있으며,
    상기 슬라이딩 베어링 전체 부피에 대한 유효기공율은 13 내지 23 부피%이며,
    상기 슬라이딩 베어링(10)의 내주면(11)에는 절삭가공에 의하여 나선형의 요철(13)이 형성되어 있는데, 상기 내주면(11)의 표면조도 Ra는 2 내지 5㎛이며, 상기 요철(13)의 고저차는 13 내지 30㎛ 범위이며, 상기 요철(13) 사이의 간격은 200 내지 300㎛ 범위로서, 절삭가공 후의 표면기공은 개공되어 있는 것을 특징으로 슬라이딩 베어링.
  2. 제1항에 있어서, 상기 슬라이딩 베어링은 사용조건이 면압 3~10kgf/mm2 및 슬라이딩 속도 1~8cm/s인 건설기계 장비의 관절부용인 특징으로 하는 슬라이딩 베어링.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 철(Fe)계 소결합금에는 Ni, Sn, Mo, W, Mn 및 B로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종의 합금 원소를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 슬라이딩 베어링.
  4. 제 1항에 있어서, 슬라이딩 베어링(10) 내주면(11)에서 내주면 전체 면적 대비 기공의 면적 비율인 개구공 면적율이 13~23%인 것을 특징으로 하는 슬라이딩 베어링.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150067334A (ko) * 2012-10-17 2015-06-17 보르그워너 인코퍼레이티드 순응성 가스 베어링들 상에 지지되는 원뿔형 샤프트를 구비한 오일-프리 터보차저 베어링 조립체
WO2021204175A1 (en) 2020-04-09 2021-10-14 Suzhou Abogen Biosciences Co., Ltd. Lipid nanoparticle composition
WO2022002040A1 (en) 2020-06-30 2022-01-06 Suzhou Abogen Biosciences Co., Ltd. Lipid compounds and lipid nanoparticle compositions
WO2022037652A1 (en) 2020-08-20 2022-02-24 Suzhou Abogen Biosciences Co., Ltd. Lipid compounds and lipid nanoparticle compositions
WO2022152141A2 (en) 2021-01-14 2022-07-21 Suzhou Abogen Biosciences Co., Ltd. Polymer conjugated lipid compounds and lipid nanoparticle compositions
WO2022152109A2 (en) 2021-01-14 2022-07-21 Suzhou Abogen Biosciences Co., Ltd. Lipid compounds and lipid nanoparticle compositions
WO2022247755A1 (en) 2021-05-24 2022-12-01 Suzhou Abogen Biosciences Co., Ltd. Lipid compounds and lipid nanoparticle compositions
EP4159741A1 (en) 2014-07-16 2023-04-05 ModernaTX, Inc. Method for producing a chimeric polynucleotide encoding a polypeptide having a triazole-containing internucleotide linkage
WO2023056917A1 (en) 2021-10-08 2023-04-13 Suzhou Abogen Biosciences Co., Ltd. Lipid compounds and lipid nanoparticle compositions
WO2023116804A1 (zh) 2021-12-23 2023-06-29 苏州艾博生物科技有限公司 脂质化合物和脂质纳米颗粒组合物

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112017004869T5 (de) * 2016-09-28 2019-07-04 Ntn Corporation Gleitteil
EP3686307B1 (en) * 2017-09-20 2022-11-09 Diamet Corporation Sintered oil-retaining bearing
JP2019100360A (ja) * 2017-11-28 2019-06-24 マブチモーター株式会社 油軸受、その製造方法、及び、モータ組立体
US11027404B2 (en) * 2018-07-19 2021-06-08 Milwaukee Electric Tool Corporation Lubricant-impregnated bushing for impact tool
KR20230133597A (ko) 2022-03-11 2023-09-19 에이치디현대인프라코어 주식회사 슬라이딩 베어링 및 이를 포함하는 건설기계

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07259860A (ja) * 1994-03-18 1995-10-09 Taiho Kogyo Co Ltd すべり軸受
JPH07259858A (ja) * 1994-03-18 1995-10-09 Taiho Kogyo Co Ltd すべり軸受
JPH10246230A (ja) * 1997-02-28 1998-09-14 Hitachi Powdered Metals Co Ltd 滑り軸受およびその使用方法
KR20040081474A (ko) * 2002-01-30 2004-09-21 히다치 훈마츠 야킨 가부시키가이샤 소결 함유 미끄럼 베어링
JP2006009846A (ja) * 2004-06-23 2006-01-12 Hitachi Powdered Metals Co Ltd 高荷重用すべり軸受

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4705092B2 (ja) * 2005-01-31 2011-06-22 株式会社小松製作所 Ｆｅ系の焼結摺動材料の製造方法及び摺動部材の製造方法
JP2008240910A (ja) * 2007-03-27 2008-10-09 Ntn Corp 焼結含油軸受

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07259860A (ja) * 1994-03-18 1995-10-09 Taiho Kogyo Co Ltd すべり軸受
JPH07259858A (ja) * 1994-03-18 1995-10-09 Taiho Kogyo Co Ltd すべり軸受
JPH10246230A (ja) * 1997-02-28 1998-09-14 Hitachi Powdered Metals Co Ltd 滑り軸受およびその使用方法
KR20040081474A (ko) * 2002-01-30 2004-09-21 히다치 훈마츠 야킨 가부시키가이샤 소결 함유 미끄럼 베어링
JP2006009846A (ja) * 2004-06-23 2006-01-12 Hitachi Powdered Metals Co Ltd 高荷重用すべり軸受

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150067334A (ko) * 2012-10-17 2015-06-17 보르그워너 인코퍼레이티드 순응성 가스 베어링들 상에 지지되는 원뿔형 샤프트를 구비한 오일-프리 터보차저 베어링 조립체
KR102034165B1 (ko) * 2012-10-17 2019-10-18 보르그워너 인코퍼레이티드 순응성 가스 베어링들 상에 지지되는 원뿔형 샤프트를 구비한 오일-프리 터보차저 베어링 조립체
EP4159741A1 (en) 2014-07-16 2023-04-05 ModernaTX, Inc. Method for producing a chimeric polynucleotide encoding a polypeptide having a triazole-containing internucleotide linkage
WO2021204175A1 (en) 2020-04-09 2021-10-14 Suzhou Abogen Biosciences Co., Ltd. Lipid nanoparticle composition
WO2022002040A1 (en) 2020-06-30 2022-01-06 Suzhou Abogen Biosciences Co., Ltd. Lipid compounds and lipid nanoparticle compositions
WO2022037652A1 (en) 2020-08-20 2022-02-24 Suzhou Abogen Biosciences Co., Ltd. Lipid compounds and lipid nanoparticle compositions
WO2022152141A2 (en) 2021-01-14 2022-07-21 Suzhou Abogen Biosciences Co., Ltd. Polymer conjugated lipid compounds and lipid nanoparticle compositions
WO2022152109A2 (en) 2021-01-14 2022-07-21 Suzhou Abogen Biosciences Co., Ltd. Lipid compounds and lipid nanoparticle compositions
WO2022247755A1 (en) 2021-05-24 2022-12-01 Suzhou Abogen Biosciences Co., Ltd. Lipid compounds and lipid nanoparticle compositions
WO2023056917A1 (en) 2021-10-08 2023-04-13 Suzhou Abogen Biosciences Co., Ltd. Lipid compounds and lipid nanoparticle compositions
WO2023116804A1 (zh) 2021-12-23 2023-06-29 苏州艾博生物科技有限公司 脂质化合物和脂质纳米颗粒组合物

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