專利名稱：多孔液體動壓軸承的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種多孔液體動壓軸承(porous hydrodynamic bearing)，更具體地講，涉及這樣一種液體動壓軸承，在該液體動壓軸承中，支撐主軸電機的軸的軸套由不銹鋼 (steel use stainless, SUS)系列或鐵(Fe)的粉末燒結體(powder sintered body)形成， 并且形成在軸套中的孔是閉孔(closed pore)。
背景技術：
隨著模制凹槽以產生動壓的方法應用于支撐主軸電機的軸的軸套，使用了通過切削加工對材料進行加工以使其具有期望的形狀和尺寸，然后通過滾珠滾壓(ball rolling) 在其內周表面中形成凹槽的方法，或者使用通過燒結壓制形成軸套本身并通過相同的成形模制工藝(shaping molding process)來形成凹槽的方法。此外，可通過對燒結壓制的軸套執行普通的加工(例如，切削加工等)或者對其執行電解加工(ECM)來形成凹槽。與其他現有的加工方法相比，燒結壓制的軸套在產品特點方面略微遜色；然而， 它所需要的制造成本顯著降低。此外，就燒結壓制的軸套而言，漏油凹槽(oil escape groove)不可在軸套的外部自由地形成。根據現有技術的燒結的軸套主要由Cu和狗的混合物制成。在這種情況下，主要由Cu和!^e的混合物制成的燒結的軸套具有高的透氣度(air permeability)并包括開孔， 從而油可以在其中流動。將由Cu和狗的混合物制成的燒結的軸套浸入在樹脂中，以使軸套的孔填充有樹脂，從而補充動壓。需要研究和開發這樣一種燒結的軸套通過改變燒結的軸套的材料特性，該燒結的軸套無需對孔進行不必要的填充或者補充由于孔而損失的動壓。
發明內容
本發明的一方面提供一種液體動壓軸承，在該液體動壓軸承中，支撐主軸電機的軸的軸套由不銹鋼(SUS)系列或鐵(Fe)的粉末燒結體形成，并且形成在軸套中的孔是閉孔。根據本發明的一方面，提供一種多孔液體動壓軸承，該多孔液體動壓軸承包括支撐軸的軸套，所述軸套由包含至少一種金屬粉末的燒結體形成，所述金屬從由不銹鋼(SUS) 系列(包括SUS 304、SUS 430等)和鐵(Fe)組成的組中進行選擇。所述軸套可包括液體動壓凹槽，所述液體動壓凹槽通過燒結工藝形成并具有20%至50%的表面孔隙度。所述液體動壓凹槽可通過電解加工形成。所述軸套可包括通過電解加工形成的凹槽。所述燒結體可具有6%至20%的含油率。SUS 304可包含按重量計100份的鐵(Fe)、按重量計11份至28份的鎳(Ni)以及按重量計16份至38份的鉻(Cr)。SUS 304還可包含至少一種雜質，所述至少一種雜質從由碳(C)、氧(0)、硅(Si)、 錳(Mn)、磷⑵和硫⑶組成的組中進行選擇。形成在所述軸套中的孔可以是閉孔，所述閉孔阻止油沿著所述軸套的徑向在所述軸套的一個表面與另一表面之間流動。
通過下面結合附圖進行的詳細描述，本發明的上述和其他方面、特點和其他優點將會被更加清楚地理解，在附圖中圖1是根據本發明的實施例的多孔液體動壓軸承的截面圖以及軸套的局部放大視圖；圖2是由掃描電子顯微鏡(SEM)拍攝的根據本發明的實施例的多孔液體動壓軸承的表面的照片；圖3是示出根據本發明的發明示例和比較示例的應力-應變曲線的曲線圖。
具體實施例方式現在，將參照附圖詳細描述本發明的實施例。然而，應該注意的是，本發明的精神不限于在此闡述的實施例，在本發明的精神內，通過添加、修改和刪除組件，本領域和理解本發明的技術人員可容易地實現包括在相同精神內的變劣的發明或其他實施例，而這些被解釋為包括在本發明的精神內。此外，在整個附圖中，將使用相同或相似的標號來指示在相似構思的范圍內具有相同功能的相同或相似的組件。圖1是根據本發明的實施例的多孔液體動壓軸承的截面圖以及軸套的局部放大視圖。圖2是由掃描電子顯微鏡(SEM)拍攝的根據本發明的實施例的多孔液體動壓軸承的表面的照片。參照圖1和圖2，根據本實施例的多孔液體動壓軸承10可包括支撐軸60的軸套40。軸套40由不銹鋼(SUS)系列或鐵(Fe)的粉末燒結體形成。SUS系列或鐵(Fe)的粉末燒結體可包含至少一種金屬粉末，所述金屬從由SUS 304、SUS 430、鐵(Fe)等組成的組中進行選擇。軸套40包括液體動壓凹槽45，液體動壓凹槽45形成在軸套40的內周表面中，以產生動壓。液體動壓凹槽45可通過電解加工形成。軸套40和軸60包括填充在兩者之間的微小間隙中的油46，使得當軸60高速旋轉時，在軸套40與軸60之間形成油膜，從而允許軸60平穩地旋轉。
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此外，軸套40包括形成在軸套40中的液體動壓凹槽45，從而增加軸承內的壓力。因此，可防止液體動壓軸承10內的壓力變成負壓力的現象。液體動壓凹槽45可通過電解加工形成。此外，軸套40可包括通過電解加工形成的漏油凹槽44或者各種凹槽。當軸套40由SUS系列的材料制成時，軸套40的外表面42A和42B處的表面孔的尺寸顯著大于內孔48的尺寸。因此，內孔48具有阻止油沿著軸套40的徑向在軸套40的一個表面42A與另一表面42B之間流動的內孔隙度(inner porosity)。S卩，形成在軸套40中的內孔48可以是阻止油沿著軸套40的徑向在軸套40的一個表面42A與另一表面42B之間流動的閉孔。換句話說，形成在其中的孔為閉孔的軸套40用作能夠支撐軸60的液體動壓軸承 10。與由⑶和狗的合金制成的燒結的軸套相比，如上所述的軸承10(其中，軸套由 SUS系列或鐵(Fe)的粉末燒結體形成，并且形成在軸套中的孔為閉孔)可使動壓的泄漏最小化。SUS 304可包含按重量計100份的鐵(Fe)、按重量計11份至28份的鎳(Ni)以及按重量計16份至38份的鉻(Cr)。此外，SUS 304還可包含至少一種雜質，所述至少一種雜質從由碳(C)、氧(0)、硅 (Si)、錳(Mn)、磷⑵和硫⑶組成的組中進行選擇。SUS 304具有諸如屈服點為17^gf/mm2、抗拉強度為480kgf/mm2以及延伸率為 40%的性質。圖2是由掃描電子顯微鏡拍攝的多孔液體動壓軸承的表面的照片，其中，多孔液體動壓軸承包括由含有上述組分的SUS系列或鐵(Fe)的粉末燒結體形成的軸套。在這種情況下，由于SUS系列或鐵(Fe)材料的特性而使表面孔隙度不會減小到 20%或更小，并且表面孔隙度可比根據現有技術的由Cu和!^e的混合物制成的軸套的表面孔隙度高大約5%至25%。此外，當表面孔隙度為50%或更高時，造成動壓的平均偏差增加的現象。因此，為了減少動壓損失，需要減小軸套與軸之間的微小間隙。在這種情況下，執行裝配方面的管理是相當困難的。相比之下，就根據本發明的實施例制造的軸承(包括由SUS系列或鐵(Fe)的粉末燒結體形成的軸套)而言，即使表面孔隙度高，內孔仍具有低至足以被定義為閉孔的透氣度。由于難以直接測量透氣度，因此可由浸油率(oil impregnation ratio)推出透氣度。在這種情形下，就根據現有技術的由⑶和狗制成的軸套而言，當表面孔隙度為12% 時，浸油率為大約8%至10%。另一方面，就根據本發明的實施例的軸套40而言，即使當表面孔隙度為30%或更高時，浸油率仍為大約10%至12%。當將表面孔隙度相互比較時，幾乎沒有油滲入到根據本實施例的軸套40中。S卩，內孔可被定義為閉孔。這里，開孔指的是表面孔，閉孔指的是軸套的內孔，其可阻止油沿著軸套的徑向在軸套的一個表面與另一表面之間流動。在下文中，盡管將參照比較示例和發明示例對本發明進行詳細描述，但是本發明不限于此。為了描述根據本發明的實施例的多孔液體動壓軸承使動壓的泄漏最小化的效果， 根據具有如下面的表ι中所示的物理性質的比較示例以及發明示例1和2來制造軸套。在發明示例1中，使用由含有SUS 304的SUS粉末燒結體形成的軸套。在發明示例2中，使用由含有SUS 430的SUS粉末燒結體形成的軸套。在比較示例中，使用由含有Cu 和狗的合金的燒結體形成的軸套。表 權利要求
1.一種多孔液體動壓軸承，該多孔液體動壓軸承包括支撐軸的軸套，所述軸套由包含至少一種金屬粉末的燒結體形成，所述金屬從由不銹鋼系列和鐵組成的組中進行選擇，所述不銹鋼系列包括SUS 304和/或SUS 430。
2.如權利要求1所述的多孔液體動壓軸承，其中，所述軸套包括液體動壓凹槽，所述液體動壓凹槽通過燒結工藝形成并具有20%至50%的表面孔隙度。
3.如權利要求2所述的多孔液體動壓軸承，其中，所述液體動壓凹槽通過電解加工形成。
4.如權利要求1所述的多孔液體動壓軸承，其中，所述軸套包括通過電解加工形成的凹槽。
5.如權利要求1所述的多孔液體動壓軸承，其中，所述燒結體具有6%至20%的含油率。
6.如權利要求1所述的多孔液體動壓軸承，其中，SUS304包含按重量計100份的鐵、 按重量計11份至觀份的鎳以及按重量計16份至38份的鉻。
7.如權利要求6所述的多孔液體動壓軸承，其中，SUS304還包含至少一種雜質，所述至少一種雜質從由碳、氧、硅、錳、磷和硫組成的組中進行選擇。
8.如權利要求1所述的多孔液體動壓軸承，其中，形成在所述軸套中的孔是閉孔，所述閉孔阻止油沿著所述軸套的徑向在所述軸套的一個表面與另一表面之間流動。
全文摘要
本發明提供一種多孔液體動壓軸承，該多孔液體動壓軸承包括支撐軸的軸套，其中，所述軸套由包含至少一種金屬粉末的燒結體形成，所述金屬從由SUS 304、SUS 430和鐵(Fe)組成的組中進行選擇。與由Cu和Fe的合金制成的軸套(其中形成有開孔)相比，在包含從由SUS 304、SUS 430和鐵(Fe)組成的組中選出的至少一種金屬粉末的燒結體形成的軸套中，表面孔與內孔彼此不連通，從而可減少動壓的泄漏現象。
文檔編號F16C33/12GK102338154SQ20111020999
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月15日 優先權日2010年7月16日
發明者李他璟, 金永泰 申請人:三星電機株式會社