青銅焼結ブシュは、優れた耐摩耗性、高い耐荷重性、自己潤滑性などの優れた特性により、さまざまな業界で広く使用されています。焼結青銅ブッシュのサプライヤーとして、私はこれらのコンポーネントの製造に使用される材料についてよく質問されます。このブログ投稿では、焼結青銅ブッシュの製造に一般的に使用される材料、その特性、およびそれらが最終製品の性能にどのように寄与するかについて詳しく説明します。
1. ベース素材としてのブロンズ
青銅は、銅（Cu）と錫（Sn）を主成分とする合金です。この合金は何世紀にもわたってさまざまな用途に使用されており、焼結ブッシュでの使用も例外ではありません。銅は優れた熱伝導性と電気伝導性を備えているだけでなく、優れた耐食性も備えています。一方、錫は合金の硬度と強度を高めます。
焼結ブッシュに使用される青銅の組成は、用途の特定の要件に応じて異なります。一般に、錫の含有量は 5% ～ 15% の範囲です。たとえば、多くの汎用焼結ブッシュには、10% の錫を含む青銅合金が一般的に選択されます。この組成は、硬度、強度、延性のバランスが優れています。
銅と錫に加えて、他の元素を青銅合金に添加して、その特性をさらに高めることができます。リン (P) は、焼結プロセス中の溶融合金の流動性を改善するために少量 (1% 未満) 添加されることがよくあります。これにより、合金粒子がより均一に分布し、最終製品の気孔の存在が軽減されます。鉛 (Pb) も追加できる元素で、通常は 1% ～ 3% の範囲で添加されます。鉛は青銅の被削性を向上させ、固体潤滑剤としても機能し、摩擦と摩耗を軽減します。
2. 潤滑剤および添加剤
焼結青銅ブッシュの主な利点の 1 つは、自己潤滑特性です。これは、製造プロセス中にブロンズのマトリックスに潤滑剤と添加剤を組み込むことによって実現されます。
グラファイトは、焼結青銅ブッシュに一般的に使用される潤滑剤です。層状構造になっているため、荷重がかかってもせん断しやすく、表面の摩擦が低くなります。グラファイトは、微粒子の形態で青銅粉末混合物に添加することができる。焼結プロセス中に、グラファイト粒子がブロンズのマトリックスに埋め込まれ、自己潤滑性の表面が形成されます。添加されるグラファイトの量は用途に応じて異なりますが、通常は 1% ～ 5% の範囲です。
二硫化モリブデン (MoS₂) は、焼結青銅ブッシュに使用できるもう 1 つの効果的な潤滑剤です。 MoS₂ はグラファイトと同様に層状構造をしており、優れた潤滑特性を備えています。高温や高負荷がかかる用途によく使用されます。 MoS₂ はグラファイトと同様の方法で青銅粉末混合物に添加でき、通常の含有量は 1% ～ 3% の範囲です。
潤滑剤に加えて、焼結青銅ブッシュの性能を向上させるために他の添加剤を使用することもできます。たとえば、特に高温での用途において、潤滑剤や青銅合金の酸化を防ぐために酸化防止剤を添加することができます。耐摩耗添加剤を使用して、ブッシングの耐摩耗性をさらに高めることもできます。
3. 気孔率とその役割
気孔率は焼結青銅ブッシュの重要な特性です。焼結プロセス中、ブロンズ粉末粒子は融点以下の温度まで加熱され、粒子が結合します。ただし、粒子間には小さな空隙や細孔が残ります。これらの細孔は、ブッシュの自己潤滑機構において重要な役割を果たします。
焼結青銅ブッシュの細孔は、潤滑剤の貯蔵庫として機能します。ブシュの作動時には、細孔に蓄えられた潤滑剤が徐々にブシュ表面に放出され、継続的な潤滑が得られます。焼結青銅ブッシュの気孔率は通常 10% ～ 30% の範囲です。気孔率が高いほど、より多くの潤滑剤を蓄えることができますが、ブッシングの強度と耐荷重能力も低下する可能性があります。したがって、潤滑と機械的特性の最適なバランスを達成するには、気孔率を注意深く制御する必要があります。
4. 他形式の軸受との比較
焼結青銅ブッシュは、市場で入手可能なベアリングの 1 種類にすぎません。ベアリングには他にも次のような種類があります。PTFEブッシュ付きメタルメッシュ、三層メタルバック複合滑り軸受、 そして二層メタルバック複合滑り軸受。各タイプのベアリングには独自の長所と短所があり、ベアリングの選択はアプリケーションの特定の要件によって異なります。
金属ポリマー複合ベアリングと比較して、焼結青銅ブッシュは一般に耐荷重能力が高く、高温に対する耐性が優れています。また、衝撃や振動が激しい用途にも適しています。ただし、金属ポリマー複合ベアリングは、一部の環境では摩擦係数が低く、耐食性が優れています。
5. 適用と特典
焼結青銅ブッシュは、さまざまな業界の幅広い用途で使用されています。自動車産業では、エンジン、トランスミッション、サスペンション システムに使用されています。産業機械分野ではポンプ、コンプレッサー、コンベアなどに使用されています。航空宇宙産業では、航空機の着陸装置や制御システムに使用されています。
焼結青銅ブッシングを使用する利点は次のとおりです。
- 自己潤滑性: 前述したように、焼結青銅ブッシュの自己潤滑特性により、外部潤滑の必要性が減り、メンテナンスが簡素化され、運転コストが削減されます。
- 高い耐荷重能力: 高密度のブロンズ マトリックスと慎重に制御された気孔率により、焼結ブロンズ ブッシングは変形することなく高荷重に耐えることができます。
- 優れた耐摩耗性：青銅合金と潤滑剤の組み合わせにより、優れた耐摩耗性を実現し、長寿命を保証します。
- 耐食性: 青銅合金に含まれる銅により優れた耐食性が得られ、焼結青銅ブッシュはさまざまな環境での使用に適しています。
6. 購入・交渉に関する連絡先
用途に焼結青銅ブッシュが必要な場合は、さらに詳しいご相談のため、弊社までお問い合わせください。当社では幅広い焼結青銅ブッシュを取り揃えており、お客様の特定の要件に応じて製品をカスタマイズすることもできます。当社の専門家チームは、お客様のニーズに最適なブッシングの選択をお手伝いいたします。
参考文献
- ASM ハンドブック 第 2 巻: 特性と選択: 非鉄合金および特殊用途材料。 ASMインターナショナル。
- 金属ハンドブック デスク版、第 3 版。 ASMインターナショナル。
