[发明专利]Al青铜烧结合金滑动材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及位于表层的高强度且耐磨耗性、耐热性、耐腐蚀性优异的Al青铜烧结合金层经由中间层在钢衬垫上一体接合的多层烧结滑动材料及其制造方法。

背景技术

作为先行技术文献，例如在下述的专利文献1中公开有一种技术，其是将Cu或Cu合金的粉末散布在钢衬垫上后，进行烧结，在所得到的烧结材料表面散布Al或Al合金的粉末，压力复合后进行烧结，由此得到致密烧结的Al青铜烧结轴承材料，但该技术利用的是，表层部的高浓度Al向Cu合金烧结层扩散，因此Cu烧结层的厚度，由于烧结温度会导致在烧结表层部和下层部容易发生Al浓度的偏差，另外，伴随着轻而易飞散的粉尘爆发的危险，需要考虑处理Al或高浓度Al合金的粉末的工序中的安全的设备。此外，因为还需要使散布在Cu合金烧结层上的易流动的粉末层高效率地加压压缩的技术，所以也有不易利用这一问题。

另外，在下述的专利文献2中，作为三层构造的轴承的制法，公开有一种技术，其是在金属基体上散布粘接层用粉末，再在其上散布表面层用轴承材料，实施烧结后轧制，将轴承材料层提高到锻造的密度，粘接金属基体，但在该方法中，散布状态的Al青铜烧结材料粉末在烧结时于粉末表层形成热的稳定的氧化Al皮膜，不进行烧结，即使实施加压处理，也得不到具有致密的强度的Al青铜烧结合金层。

此外，在下述的专利文献3中，作为与专利文献2的三层构造的轴承的制法类似的制法，公开有一种多层粉末金属Cu合金轴承制造法，其是在金属基体上设置粉末Cu合金的第一层，在其上设置与第一层的组成不同的粉末Cu合金第二层，在一次烧结后进行冷却，架上压缩辊，实施二次烧结而成。但是，这里所公开的方法的情况是，钢衬垫和第一层的Cu-Sn合金的烧结/接合，如果是使一般的Cu-Sn合金的烧结温度为一次烧结温度，则容易取得，但使第二层为由Cu粉末和Al合金粉末的混合粉末构成的Al青铜烧结材料粉末时，作为一次烧结后加压压缩，即使在还原气氛中实施二次烧结，由于一次烧结时的加热过程，Al青铜烧结材料粉末中的Al成分向Cu粒子的扩散带来的熔点上升仍会阻碍二次烧结时的液相烧结进行，得不到作为目标的Al青铜烧结合金的强度。另外，反之若过度降低一次烧结温度，则存在如下问题：钢衬垫和第一层Cu-Sn合金的烧结密接强度降低，一次烧结后的加压压缩时，钢衬垫和积层粉末层的剥离脱落，或在二次烧结时第一层与第二层的边界部的烧结/接合进行比钢衬垫与第一层的烧结/接合强，发生密接不良。

还有，本申请发明者等，在下述的专利文献4中，作为含Al铜合金用混合粉末及其制造方法，提出有一种Al青铜烧结材料粉末，其是使1～12质量％Al和余量为Cu的粉末材料中，含有P：0.05～1质量％、Si：0.05～4质量％、Sn：0.1～1质量％，可以用900℃以下的温度进行烧结的Al青铜烧结材料粉末，但是将该Al青铜烧结材料粉末散布在钢衬垫上，即使进行加压压缩而提高散布的粉末层的密度后，再实施烧结处理，仍得不到与钢衬垫接合一体化的粉末烧结层。这被认为是由于，即使对钢衬垫表面实施轻微的研磨和脱脂处理作为前处理，与粉末层的机械的结合仍弱，另外Al向与粉末层接触的钢衬垫面的扩散在烧结开始前进行，还原钢衬垫表面而形成Al氧化皮膜，粉末层和钢衬垫的烧结受到阻碍。

先行技术文献

专利文献

【专利文献1】特开2001-303107号公报

【专利文献2】特公昭57-42681号公报

【专利文献3】特表2005-506445号公报

【专利文献4】特开2009-7650号公报

发明内容

本发明的课题在于，提供一种解决所述背景技术栏中所述的技术性的问题点，能够经济且安全地制造的Al青铜烧结合金滑动材料的制造方法，和由该制造方法制造的Al青铜烧结合金滑动材料，本发明者等发现，着眼于高强度且耐磨耗性、耐热性、耐腐蚀性优异的Al青铜，将由该Al青铜构成的Al青铜烧结合金层一体接合在钢衬垫上，由此能够制造出一种Al青铜烧结合金滑动材料，其可以面向现有的Cu系烧结合金滑动材料所不能利用的严酷的用途展开利用，从而完成了本发明。

本发明的Al青铜烧结合金滑动材料，其特征在于，具有如下三层构造：在钢衬垫上形成有由Cu-Sn烧结合金层构成的中间层；在其上形成有作为滑动层的Al青铜烧结合金层。

另外，本发明根据具有上述的特征的Al青铜烧结合金滑动材料，其中，所述滑动层由2～12质量％的Al、5质量％以下的石墨和余量为Cu和不可避免的杂质构成。