[0001] 本发明涉及将固体润滑剂埋设于金属基体而成的滑动部件、即用于在其内周面将轴支承成能够旋转自如的包埋有固体润滑剂的复合滑动轴承的制造方法。

[0002] 作为包埋有固体润滑剂的复合滑动轴承，已知图3所示那样的将例如石墨类的固体润滑剂埋设固定于由铜类或铁类合金构成的圆管金属基体内的类型。作为这样类型的包埋有固体润滑剂的复合滑动轴承的制造方法，存在下述等方法(参照专利文献1和专利文献2)：(1)在通过连续铸造或挤压等制造出的圆管金属基体上，通过机械加工开设预定形状/预定数量的固体润滑剂埋设孔，经由粘结剂将固体润滑剂埋设固定于所述固体润滑剂埋设孔，并进行精加工以实现产品化；(2)使用组装有固体润滑剂的消失模型，通过砂型铸造，得到将该固体润滑剂包铸(鋳ぐるみ)复合形成在消失模型形状的金属凝固层中而成的固体润滑剂包铸材料，并进行机械加工以实现产品化。

[0003] 在先技术文献

[0004] 专利文献

[0005] 专利文献1：日本特开平3-128161号公报

[0006] 专利文献2：日本特开2001-259822号公报

[0007] 发明要解决的课题

[0008] 但是，在上述方法(1)中，对于每个产品单位，都需要通过机械加工来在圆管金属基体上开设预定形状/预定数量的固体润滑剂埋设孔，因此，存在对其加工工时和加工成本造成重大负担的问题。此外，由于使固体润滑剂经由粘结剂而埋设固定于圆管金属基体，因此还存在下述问题：该轴承不得不在粘结剂的耐热温度(该温度一般低于金属基体的耐热温度)以下使用。

[0009] 另一方面，在以解决方法(1)中的上述问题为目的而公开的方法(2)中，每次都需要进行消失模型的重新制作和基于砂型造型的该模型的埋入作业，并且，在砂型铸造中需要必不可少的无法产品化的横浇道和冒口，因此存在下述问题：很难说是高效且便宜的制造方法。此外，当应该包铸的固体润滑剂的数量或体积增加时，浇注至砂型内的消失模型形状部的金属熔液的流动/填充阻力增大，因此还存在下述问题：发生熔液流向固体润滑剂周围的流动性差或熔渣卷入等的品质缺陷的危险性增大。

[0010] 如上所述，即使利用制造方法(2)也无法解决制造方法(1)中的问题，因此，实际情况是，一般利用方法(1)来制造将固体润滑剂埋设于圆管金属基体这一类型的包埋有固体润滑剂的复合滑动轴承。

[0011] 本发明是鉴于上述公知的制造方法中的问题而完成的，因此，其目的在于，提供一种能够省略在每个圆管金属基体上开设固体润滑剂埋设孔并经由粘结剂将固体润滑剂埋设固定于该埋设孔这一工序的、高效且便宜地获得固体润滑剂包铸材料的方法，并实现作为产品的包埋有固体润滑剂的复合滑动轴承的高效且便宜的制造。

[0012] 用于解决问题的手段

[0013] 参照附图对本发明的主旨进行说明。

[0014] 本发明涉及一种包埋有固体润滑剂的复合滑动轴承的制造方法，其特征在于，通过离心铸造将金属的熔液13供给至形成于铸模5的内周面与内筒1的外周面之间的圆筒状空隙11，所述内筒1被装入到该铸模5的内部空间，并且在所述内筒1的外周面突出地组装有固体润滑剂4，在所述圆筒状空隙11形成对所述固体润滑剂4进行了包铸复合化的、由所述金属构成的圆筒状的包铸凝固层16，从而得到固体润滑剂包铸材料。

[0015] 此外，根据技术方案1所述的包埋有固体润滑剂的复合滑动轴承的制造方法，其特征在于，在所述包铸凝固层16的内周面与所述内筒1的外周面之间形成分离用圆筒状空隙17，该分离用圆筒状空隙17用于使所述内筒1能够从所述包铸凝固层16分离。

[0016] 此外，根据技术方案2所述的包埋有固体润滑剂的复合滑动轴承的制造方法，其特征在于，将所述内筒1从所述包铸凝固层16分离，并且，将组装于该内筒1的所述固体润滑剂4除去以反复利用该内筒1。

[0017] 发明效果

[0018] 由于本发明如上述那样构成，因此，在制造包埋有固体润滑剂的复合滑动轴承时，能够省略以往的制造方法中的下述工序：对于每个产品单位，都通过机械加工来在圆管金属基体上开设固体润滑剂的埋设孔，并经由粘结剂将固体润滑剂埋设固定。此外，能够实现用于组装固体润滑剂的内筒的反复使用，并且，能够稳定地确保对固体润滑剂进行了包铸复合化的金属凝固层的品质健全性。

[0019] 因此，在确保品质健全性的同时高效且便宜地制造包埋有固体润滑剂的复合滑动轴承这一点上，本发明能够发挥很大的效果。

[0020] 图1是通过时序的制造工序图来示出本发明的基于立式离心铸造的实施方式的图，其中(a)是用于组装固体润滑剂的内筒的剖视图，(b)是组装有固体润滑剂的内筒的剖视图，(c)是在内部空间装入了组装有固体润滑剂的内筒的铸模的剖视图，(d)是示出立式离心铸造的状态的剖视图，(e)是处于铸造后的状态的固体润滑剂包铸材料的剖视图，(f)是从铸模取出的固体润滑剂包铸材料的剖视图，(g)是分离后的固体润滑剂包铸材料的剖视图，(h)是分离后的内筒的剖视图，(i)是通过机械加工实现了产品化的包埋有固体润滑剂的复合滑动轴承的剖视图，(j)是除去固体润滑剂的切断残留件之后的内筒的剖视图。

[0021] 图2是示出本发明的基于卧式离心铸造的实施方式的图，其中(a)是示出卧式离心铸造的状态的剖视图，(b)是处于铸造后的状态的固体润滑剂包铸材料的剖视图。

[0022] 图3是将固体润滑剂埋设固定于圆管金属基体的类型的包埋有固体润滑剂的复合滑动轴承例子的立体图。

[0023] 基于附图示出本发明的作用，并对优选的本发明的实施方式(如何实施发明)简单地进行说明。

[0024] 本发明在通过离心铸造来形成对固体润滑剂进行了包铸复合化的圆筒状金属凝固层这一点上具有技术特征，详细而言，以下述这样构成。

[0025] 通过离心铸造将金属熔液供给至形成于铸模的内周面与内筒的外周面之间的圆筒状空隙，所述内筒被装入到该铸模的内部空间，且在其外周面上突出地组装有固体润滑剂，在所述空隙形成对所述固体润滑剂进行了包铸复合化的所述金属的圆筒状凝固层，由此，能够得到用于制造作为产品的包埋有固体润滑剂的复合滑动轴承的固体润滑剂包铸材料。此时，固体润滑剂相对于内筒外周面的组装图案通过使其与将要制造的产品的固体润滑剂的埋入图案相匹配而被确定，可以是各种图案。

[0026] 每当形成对固体润滑剂进行了包铸复合化的圆筒状金属凝固层时，通过应用离心铸造，使因铸模的高速旋转而产生的较强的离心力作用于浇注到铸模内的金属熔液，因此，能够确保该熔液相对于圆筒状空隙的良好的流动/填充性，并能够抑制朝向固体润滑剂周围的熔液流动性差或熔渣卷入等质量缺陷的产生，从而能够得到富于品质健全性的固体润滑剂包铸凝固层。

[0027] 此外，被包铸于金属凝固层中的固体润滑剂通过与金属的凝固收缩和热收缩相伴随的收缩力而被牢固地固定于该凝固层中，因此，即使在为了实现产品化而进行机械加工时或作为产品而使用时，固体润滑剂也不会从凝固层脱落。

[0028] 另一方面，通过在对固体润滑剂进行了包铸复合化的圆筒状金属凝固层的内周面与内筒的外周面之间形成用于使该内筒能够从该金属凝固层分离的圆筒状空隙，能够实现内筒的分离/反复使用。对于该空隙，通过改变离心铸造下的金属熔液的浇注量，能够将其间隔自由控制为分离内筒所需的适宜量，所述空隙间隔的自由控制通过离心铸造才得以实现。

[0029] 对于将内筒从圆筒状金属凝固层分离的分离方法，例如可以适当选择下述等方法：将孔锯插入到上述圆筒状空隙并使其旋转以切断该空隙中的固体润滑剂的露出部的方法；或对内筒施加打击以使固体润滑剂的露出部断裂的方法。

[0030] 实施例

[0031] 基于附图对本发明的具体实施例进行说明。

[0032] 本实施例是基于立式离心铸造的制造方法，图1(a)～图1(j)是按照时序示出其制造工序的工序图。

[0033] 作为第一工序图的图1(a)是用于组装固体润滑剂的内筒1的剖视图，在其周壁2上，与将要制造的包埋有固体润滑剂的复合滑动轴承产品中的固体润滑剂的埋入图案相匹配地开设有用于埋设并固定固体润滑剂4的贯穿孔3。作为内筒1的材质，只要是能够经受住在高温下反复使用的材质即可，在本实施例中使用了被机械加工成外径40mm、内径
30mm、高95mm的尺寸的S45C的圆管，在其周壁2开设40个直径8mm的贯穿孔3，从而形成了用于组装固体润滑剂4的内筒1。

[0034] 作为第二工序图的图1(b)是将应包铸的固体润滑剂4组装并固定于上述内筒1的贯穿孔3而成的内筒的剖视图，该固体润滑剂4是直径8mm、长度20mm的石墨类固体润滑剂，其以从内筒1的外周面突出约15mm的方式被组装。在将固体润滑剂组装于圆筒1时，需要使其可靠地固定于圆筒1的贯穿孔3，以免因离心力或金属熔液的浮力而发生弯曲或脱落，在本实施例中，经由高温粘结剂进行粘结固定，但是，也存在将内筒1的贯穿孔3的直径设计成比固体润滑剂4的直径稍小并进行压入固定等的方法。

[0035] 作为第三工序图的图1(c)是将组装有上述石墨类固体润滑剂的内筒1装入到了铸模5的内部空间的状态的剖视图。铸模5是S45C制，其由下述部分构成：主体部6，其外径为89mm，内径为74mm，高度为105mm；上盖8，在其中心开设有直径28mm的浇口7；以及下盖9，组装有固体润滑剂4的内筒1以使其轴心与所述浇口7的轴心一致的方式经由高温粘结剂被嵌合固定于上盖下表面侧的嵌合部10，从而内筒1悬吊于铸模5的内部空间。另外，虽然没有图示，但是，用于防止金属熔液的熔敷和实现隔热化的耐火性铸型涂料(塗型剤)被涂敷在铸模5的内表面，并被干燥处理。

[0036] 通过上述的装入，在铸模5的内周面与内筒的外周面之间形成有大约17mm间隔的圆筒状空隙11，并且，在内筒1的下端与铸模下盖9的上表面之间形成有大约10mm间隔的空隙12，该空隙12用于使注入铸模5内的金属熔液13向铸模5的内周面侧流动。前者的空隙间隔由铸模5的内径、欲得到的固体润滑剂包铸材料的包铸凝固层16的厚度以及分离内筒1所必需的(分离用)圆筒状空隙17的间隔来决定，后者的空隙间隔只要是能够使经过内筒1的内部空间而注入到铸模内的金属熔液13不会因离心力而沿着内筒1的内周面上升那样的间隔即可。此外，固体润滑剂4从内筒外周面突出的长度，换而言之，铸模5的内周面与固体润滑剂4的末端之间的间隔由产品中的该固体润滑剂的埋设长度决定，在本实施例的情况下该间隔大约为3mm。

[0037] 作为第四工序图的图1(d)是将在上述第三工序中准备好的铸模5设置在立式离心铸造机的旋转工作台15上并使其处于离心铸造下的状态的剖视图，金属熔液13经过浇注槽14～内筒1的内部空间而被注入高速旋转的铸模5内。在本实施例中，将1560g、1070摄氏度的高强度黄铜熔液13以大约2～3秒的时间浇注于铸模5内，所述铸模5以每分钟1300转的速度以内筒1的轴向为旋转轴进行旋转，在保持所述旋转速度的状态大约1分钟后使铸模5的旋转停止。另外，为了优化高强度黄铜熔液13流向固体润滑剂周围的流动性，在将要开始浇注之前通过事先加热使铸模温度为200摄氏度～300摄氏度，但是该温度只要根据熔液的种类、浇注温度或应该包铸的固体润滑剂4的数量等进行合理化即可，此外，对于铸模5的转速，只要根据产品的尺寸或熔液的种类等进行合理化即可。

[0038] 作为第五工序图的图1(e)是离心铸造完成后的状态的剖视图。浇注至铸模5内的高强度黄铜熔液13借助因铸模的高速旋转而产生的离心力，经过形成于内筒下端与铸模下盖上表面之间的空隙12而向铸模5的内周面侧流动，同时，该高强度黄铜熔液13在形成于铸模5的内周面与内筒1的外周面之间的圆筒状空隙11内沿着铸模5的内周面上升至铸模上盖8的下表面，从而形成对固体润滑剂4进行了包铸复合化的高强度黄铜的凝固层16。

[0039] 通过由离心铸造产生的较强的离心力，确保了熔液流向形成于铸模5的内周面与内筒的外周面之间的圆筒状空隙11的良好的流动/填充性，因此，朝向固体润滑剂周围的熔液流动性差、比重较轻的熔渣被卷入等情况得以抑制，从而形成了富于品质健全性的固体润滑剂包铸凝固层16。此外，固体润滑剂4通过与金属的凝固收缩和热收缩相伴随的收缩力而被牢固地包铸并固定于凝固层16中，因此，不会从该凝固层16脱落。

[0040] 作为第六工序图的图1(f)是从铸模内取出的固体润滑剂包铸材料18的剖视图。对于浇注1560g的高强度黄铜熔液而得到的固体润滑剂包铸材料18的尺寸，外径为72mm，内径在上端侧为51mm，内径在下端侧为53mm，高度为102mm，包铸凝固层16的厚度平均为大约10mm，用于使内筒1分离的圆筒状空隙17的间隔平均为大约6mm。

[0041] 作为第七工序图的图1(g)和图1(h)是分离后的固体润滑剂包铸材料18和内筒1的剖视图。以如下方式进行两者的分离：利用孔锯来切断形成于包铸凝固层16的内周面与内筒的外周面之间的圆筒状空隙17中的固体润滑剂的露出部，但是也可以通过对内筒1施加打击等来进行分离。

[0042] 作为第八工序图的图1(i)是通过机械加工将得到的固体润滑剂包铸材料18作为包埋有固体润滑剂的复合滑动轴承19进行了产品化的状态的剖视图。在本实施例中，通过机械加工将固体润滑剂包铸材料18的内外周面和上下表面加工成预定的尺寸，由此，能够制造出外径为68mm、内径为56mm、长度为98mm的包埋有固体润滑剂的复合滑动轴承19的产品。另外，该产品是固体润滑剂4在外周面上露出的类型，但是也可以通过调整固体润滑剂4的包铸长度或机械加工时的外周面的加工量来获得固体润滑剂4不在外周面上露出的类型的产品，能够简单地分开制作两种类型的产品这一点也是本发明的优点。

[0043] 另一方面，同样作为第八工序图的图1(j)是将在分离时残留于其周壁2的贯穿孔3中的固体润滑剂的切断残留件20除去后的内筒1的剖视图。通过施加打击等来从贯穿孔3除去固体润滑剂的切断残留件20，并且，通过刷光(Brushing)等来除去附着残留于贯穿孔3的高温粘结剂的残渣等，由此，重新生成用于组装固体润滑剂4的内筒1，从而能够对其进行反复使用。该内筒1的分离/反复使用的实现能够为内筒费用的降低做出很大的贡献。

[0044] 本发明并不限于上述实施例，也可以通过图2所示的其他例子那样的卧式离心铸造来实现。

[0045] 即，在卧式离心铸造中，将在外周面上组装有固体润滑剂4的内筒1固定于铸模5的浇注相反侧端板21，并且，在该内筒1的浇注侧端部与铸模5的浇注侧端板22之间确保适当间隔的空隙23，通过浇注槽14～该空隙23将金属熔液13直接浇注于高速旋转的铸模5的内周面。浇注的金属熔液13利用离心力而沿着铸模5的内周面在形成于铸模5的内周面与内筒1的外周面之间的圆筒状空隙11内流动，从而形成对固体润滑剂4进行了包铸复合化的金属凝固层16，其结果是，能够获得固体润滑剂包铸材料18。

[0046] 通过在向铸模5内供给金属熔液13时对其供给量进行控制，能够与立式离心铸造的情况相同地形成用于使内筒1从上述金属凝固层16分离的圆筒状空隙17，以后经过与立式离心铸造时相同的工序，能够制造出作为最终产品的包埋有固体润滑剂的复合滑动轴承19。

[0047] 如上述那样，本发明不管是立式离心铸造还是卧式离心铸造都能够实现，关于固体润滑剂的材质和形状、或该固体润滑剂的相对于内筒的埋入图案，可以进行各种变形。