耐蚀性、耐热性、耐摩耗性优良的烧结滑动材料及其制造方法技术

本发明专利技术的特征在于，由多个合金粒的烧结体形成，具有在上述多个合金粒的晶界分散、形成有气孔的组织，所述合金粒具有如下组成：以质量％计含有Ni：36～86％、Sn：1～11％、P：0.05～1.0％、C：1～9％，余量为Cu及不可避免的杂质，Ni－Cu合金或Cu－Ni合金中含有Sn、P和C，上述合金粒所构成的基质中所含的不可避免的杂质的量以质量％计为C：0.6％以下、Si：0.15％以下。

Corrosion resistance, heat resistance, abrasion resistance of the sintered sliding material and manufacturing method thereof

The invention is characterized in that the sintered body formed by a plurality of alloy particles, with the formation of porous tissue at the grain boundaries of the plurality of alloy particles dispersed, the alloy particle has the following components: quality% containing Ni:36 ~ 86%, Sn:1 ~ 11%, P:0.05 ~ 1%, C:1 ~ 9%, more than the amount of for the Cu and inevitable impurities, Ni Cu alloy or Cu Ni alloy containing Sn, P and C, with the inevitable impurities of matrix alloy particles in the amount of quality% below C:0.6%, Si:0.15%.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】耐蚀性、耐热性、耐摩耗性优良的烧结滑动材料及其制造方法
本专利技术涉及在海水中等液体中或存在融雪剂等的腐蚀环境下、或者高温下存在排气气体等腐蚀性氛围下、或者在含有硫或有机酸等的燃料中使用的、耐蚀性及耐摩耗性优良的烧结滑动材料及其制造方法。本申请基于2014年9月11日在日本提出申请的日本特愿2014－185453号主张优先权，将其内容援引于此。
技术介绍
作为在液体中、在腐蚀环境下使用滑动构件的例子，在使用汽油、轻油等液体燃料的发动机中具备电动机式燃料泵，在其罩体内由滑动材料形成有支承旋转轴的轴承。此外，作为在海水、融雪剂等腐蚀环境下使用的滑动材料的例子，已知有舷外机用的滑动材料、用于柴油机排气净化系统等的排气节流阀。此外，作为在高温下、排出气体等腐蚀性氛围下使用滑动材料的例子，已知有用于柴油机排气气体净化系统等的排气节流阀、用于EGR(ExhaustGasRecirculation，排气再循环)式内燃机的再循环排气流量调整阀等的滑动材料。使用汽油、轻油等液体燃料的具备电动机式燃料泵的发动机已用于世界各地，对电动机式燃料泵要求高耐摩耗性。此外，其液体燃料的品质也可以说是世界性的，由于地域而多种多样。因此，在某些地域，也存在使用品质差的粗汽油的地方，对用于电动机式燃料泵的轴承滑动材料还要求对于粗汽油的耐蚀性。一直以来，作为此种用途的轴承滑动材料的一例，已知由Cu－Ni系烧结合金形成的滑动材料，所述Cu－Ni系烧结合金具有Cu－21～35％Ni－5～12％Sn－3～7％C－0.1～0.8％P的组成(参照专利文献1)。此外，就用于高温腐蚀氛围下或由海水、融雪剂等盐形成的腐蚀环境下的滑动材料而言，已知实施了氮化等表面处理的不锈钢制的滑动材料、烧结合金制的滑动材料(参照专利文献2)。进而，作为在高温环境下具有优良的耐蚀性及耐摩耗性的烧结滑动构件，已知规定了Cu和Sn的量、并且添加了规定比例的氮化硼的烧结滑动构件(参照专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利第4521871号公报(B)专利文献2:日本专利第5386585号公报(B)专利文献3:日本专利第5337884号公报(B)
技术实现思路
专利技术要解决的课题专利文献1中记载的电动机式燃料泵的轴承由具有以下组成的Cu－Ni系烧结合金形成，所述组成为：以质量％计含有Ni：21～35％、Sn：5～12％、C：3～7％、P：0.1～0.8％，余量为Cu及不可避免的杂质。该烧结合金具有如下组织：基体中以气孔率8～18％的比例分散有气孔，晶界部中含量最多的是P成分，上述气孔内分布有游离石墨。其特征在于，具有如下组织：在由该Cu－Ni系烧结合金形成的轴承的向表面开放而形成的开放气孔的内表面、该气孔的至少开口部周边及内包于该轴承内部的内包气孔的内表面中，形成有含有Sn：50质量％以上的Sn高浓度合金层。专利文献2中记载的烧结滑动材料的特征在于，含有以质量％计63～90％的Ni、2～20％的Sn和0.1～1.2％的P中的至少一方，余量由Cu及不可避免的杂质构成。专利文献3中记载的烧结滑动材料显示如下组成：以质量％计含有7.7～30.3％的Cu、2.0～20.0％的Sn和0.3～7.0％的氮化硼，余量为Cu及不可避免的杂质。电动机式燃料泵中使用的烧结滑动材料时常浸渍在液体燃料中。作为液体燃料，在世界范围内由于地域而不同，不仅是此前的汽油、轻油等液体燃料，而且由于资源枯竭、减少CO2排出量，所以利用生物质所含能量的含醇汽油已经实用化，近年有使用以高比例添加醇的汽油的倾向。但是，含醇汽油在高温·多湿环境等中缺乏氧化稳定性，有时会变质并包含很多羧酸等腐蚀性液体。因此，对用于电动机式燃料泵的烧结滑动材料，要求比以前更优良的耐蚀性。在这种背景下，专利文献1公开的Cu－Ni－Sn－P－C系的烧结滑动材料在更高的耐酸腐蚀性方面并不充分。就通常的耐蚀材料而言，为了提高耐蚀性，已知较佳的方式是使组织均匀，而就烧结材料而言，提高烧结温度对形成均匀的组织是有效的。但是，专利文献1公开的烧结滑动材料在890～970℃下进行烧结，若进一步提高该烧结温度则尺寸变化变大，存在制品成品率变差的课题。例如，专利文献1中记载的烧结滑动材料在Cu－Ni合金粒的晶界形成有Sn高浓度合金层，因此为了使组织均匀而提高烧结温度时，尺寸变化变大，存在如下问题：为了形成最终制品、设定尺寸而进行整形时无法装入模具中成型出烧结体、或达不到尺寸精度。因此，对这种烧结体进行了各种研究，对于通过提高烧结温度而使此前在晶界处析出的Sn高浓度层减少的金属组织、即Cu－Ni－Sn－P－C系的烧结滑动材料，着眼于烧结滑动材料的基质中所含的极微量的C、Si等杂质的影响，结果发现这些杂质元素虽然极微量但对烧结尺寸变化的影响极大，从而完成了本专利技术。本专利技术是鉴于以上情况作出的，目的在于，提供一种控制了烧结体基质中所含的作为杂质的C量、Si量的耐蚀性、耐热性、耐摩耗性优良的烧结滑动材料。用于解决课题的手段作为本专利技术的方式之一的耐蚀性、耐热性、耐摩耗性优良的烧结滑动构件(以下称为“本专利技术的烧结滑动构件”)由多个合金粒的烧结体形成，具有在上述多个合金粒的晶界分散形成有气孔的组织，所述合金粒具有如下组成：以质量％计含有Ni：36～86％、Sn：1～11％、P：0.05～1.0％、C：1～9％，余量为Cu及不可避免的杂质，Ni－Cu合金或Cu－Ni合金中含有Sn、P、C和Si，上述合金粒所构成的基质(基体)中所含的不可避免的杂质的量以质量％计为C：0.6％以下、Si：0.15％以下。本专利技术的烧结滑动构件中，可以将上述烧结体的气孔率设为8～28％。本专利技术的烧结滑动构件中，在上述烧结体的内部侧晶界中可以夹杂有游离石墨。作为本专利技术的另一方式的烧结滑动材料的制造方法(以下称为“本专利技术的烧结滑动材料的制造方法”)，其特征在于，具有如下工序：在将含有Cu、Ni、Sn、P和C中的1种或2种以上的多种粉末按照形成以质量％计Ni：36～86％、Sn：1～11％、P：0.05～1.0％、C：1～9％、余量为Cu的合计组成方式混合而得到混合粉末时，使用作为不可避免的杂质的C量为0.61％以下、Si量为0.15％以下的Cu－Ni合金粉末和Ni－Cu合金粉末中的至少一者，来得到混合粉末的工序；对上述混合粉末进行加压，来制作压粉体的工序；将上述压粉体在960～1140℃烧成，从而得到由Cu－Ni合金或Ni－Cu合金形成的多个合金粒具有如下组织的烧结滑动材料的工序，其中所述组织具备：在上述多个合金粒的晶界分散有多个气孔一体化的基质、和分散在上述多个气孔中的游离石墨。本专利技术的烧结滑动材料的制造方法中，可以将Cu－Ni合金粉末或Ni－Cu合金粉末与Sn粉末、Cu－P合金粉末和C粉末混合，作为上述混合粉末。本专利技术的烧结滑动材料的制造方法中，上述烧结体的基质中所含的作为不可避免的杂质的C量可以为0.6％以下、Si量可以为0.15％以下。本专利技术的烧结滑动材料的制造方法中，上述烧结体的气孔率可以为8～28％。专利技术的效果本专利技术中，Ni－Cu合金或Cu－Ni合金的粒子被烧结，得到在晶界的气孔中分散有游离碳的烧结滑动材料，因此可以提供耐摩耗性、润滑性优良且作为在高温腐蚀环境下使用的滑动材料时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐蚀性、耐热性、耐摩耗性优良的烧结滑动材料，其特征在于，由多个合金粒的烧结体形成，具有在所述多个合金粒的晶界分散形成有气孔的组织，所述合金粒具有如下组成：以质量％计含有Ni：36～86％、Sn：1～11％、P：0.05～1.0％、C：1～9％，余量为Cu及不可避免的杂质，Ni－Cu合金或Cu－Ni合金中含有Sn、P、C和Si，所述合金粒所构成的基质中含有的不可避免的杂质的量以质量％计为C：0.6％以下、Si：0.15％以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.11 JP 2014-1854531.一种耐蚀性、耐热性、耐摩耗性优良的烧结滑动材料，其特征在于，由多个合金粒的烧结体形成，具有在所述多个合金粒的晶界分散形成有气孔的组织，所述合金粒具有如下组成：以质量％计含有Ni：36～86％、Sn：1～11％、P：0.05～1.0％、C：1～9％，余量为Cu及不可避免的杂质，Ni－Cu合金或Cu－Ni合金中含有Sn、P、C和Si，所述合金粒所构成的基质中含有的不可避免的杂质的量以质量％计为C：0.6％以下、Si：0.15％以下。2.根据权利要求1所述的耐蚀性、耐热性、耐摩耗性优良的烧结滑动材料，其特征在于，所述烧结体的所述Ni的含有率为40质量％以上且80质量％以下。3.根据权利要求1所述的耐蚀性、耐热性、耐摩耗性优良的烧结滑动材料，其特征在于，所述烧结体的所述Ni的含有率为45质量％以上且70质量％以下。4.根据权利要求1所述的耐蚀性、耐热性、耐摩耗性优良的烧结滑动材料，其特征在于，所述烧结体的所述Sn的含有率为3质量％以上且11质量％以下。5.根据权利要求1所述的耐蚀性、耐热性、耐摩耗性优良的烧结滑动材料，其特征在于，所述烧结体的所述Sn的含有率为4质量％以上且10质量％以下。6.根据权利要求1所述的耐蚀性、耐热性、耐摩耗性优良的烧结滑动材料，其特征在于，所述烧结体的所述P的含有率为0.1质量％以上且0.8质量％以下。7.根据权利要求1所述的耐蚀性、耐热性、耐摩耗性优良的烧结滑动材料，其特征在于，所述烧结体的所述P的含有率为0.1质量％以上且0.6质量％以下。8.根据权利要求1所述的耐蚀性、耐热性、耐摩耗性优良的烧结滑动材料，其特征在于，所述烧结体的所述C的含有率为2质量％以上且8质量％以下。9.根据权利要求1所述的耐蚀性、耐热性、耐摩耗性优良的烧结滑动材料，其特征在于，所述烧结体的所述C的含有率为3质量％以上且8质量％以下。10.根据权利要求1所述的耐蚀性、耐热性、耐摩耗性优...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹添真一，石井义成，
申请(专利权)人：大冶美有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP