JP2002226955A - ターボチャージャー用ターボ部品およびその製造方法 - Google Patents
ターボチャージャー用ターボ部品およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐熱性、耐食性および耐摩耗性に優れ、しか
も価格が低廉なターボチャージャー用ターボ部品を提供
する。 【解決手段】 質量比でＣｒ：２３．８〜４４．３％、
Ｍｏ：１．０〜３．０％、Ｓｉ：１．０〜３．０％、
Ｐ：０．１〜１．０％、Ｃ：１．０〜３．０％、残部Ｆ
ｅおよび不可避不純物からなる全体組成を有し、密度比
が９５％以上で基地中に炭化物が分散する。
も価格が低廉なターボチャージャー用ターボ部品を提供
する。 【解決手段】 質量比でＣｒ：２３．８〜４４．３％、
Ｍｏ：１．０〜３．０％、Ｓｉ：１．０〜３．０％、
Ｐ：０．１〜１．０％、Ｃ：１．０〜３．０％、残部Ｆ
ｅおよび不可避不純物からなる全体組成を有し、密度比
が９５％以上で基地中に炭化物が分散する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ターボチャージャー用
ターボ部品に関し、特に耐熱性とともに耐食性および耐
摩耗性が要求されるノズルボディに好適な部品とその製
造方法に関する。
ターボ部品に関し、特に耐熱性とともに耐食性および耐
摩耗性が要求されるノズルボディに好適な部品とその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、内燃機関に付設されるターボチ
ャージャーでは、内燃機関のエキゾーストマニホールド
に接続されたタービンハウジングに、タービンが回転自
在に支持され、タービンの外周側を囲うように複数のノ
ズルベーンが回動可能に支持されている。タービンハウ
ジングに流入した排気ガスは、外周側からタービンに流
れ込んで軸方向へ排出され、その際にタービンを回転さ
せる。そして、タービンの反対側で同じ軸に設けられた
コンプレッサが回転することにより、内燃機関へ供給す
る空気を圧縮する。
ャージャーでは、内燃機関のエキゾーストマニホールド
に接続されたタービンハウジングに、タービンが回転自
在に支持され、タービンの外周側を囲うように複数のノ
ズルベーンが回動可能に支持されている。タービンハウ
ジングに流入した排気ガスは、外周側からタービンに流
れ込んで軸方向へ排出され、その際にタービンを回転さ
せる。そして、タービンの反対側で同じ軸に設けられた
コンプレッサが回転することにより、内燃機関へ供給す
る空気を圧縮する。
【０００３】ここで、ノズルベーンは、ノズルボディや
マウントノズルといった名称で呼ばれるリング状の部品
に回動可能に支持されている。ノズルベーンの軸はノズ
ルボディを貫通し、そこでリンク機構に接続されてい
る。そして、リンク機構が駆動されることによりノズル
ベーンが回動し、排気ガスがタービンに流れ込む流路の
開度が調整される。本発明が問題とするのは、ノズルボ
ディ（マウントノズル）あるいはこれに装着されるプレ
ートノズルといった、タービンハウジング内に設けられ
るターボ部品である。すなわち、本発明は、排気ガスと
接触し、かつ、ノズルベーン等の駆動部材と接触するタ
ーボ部品に関するものである。
マウントノズルといった名称で呼ばれるリング状の部品
に回動可能に支持されている。ノズルベーンの軸はノズ
ルボディを貫通し、そこでリンク機構に接続されてい
る。そして、リンク機構が駆動されることによりノズル
ベーンが回動し、排気ガスがタービンに流れ込む流路の
開度が調整される。本発明が問題とするのは、ノズルボ
ディ（マウントノズル）あるいはこれに装着されるプレ
ートノズルといった、タービンハウジング内に設けられ
るターボ部品である。すなわち、本発明は、排気ガスと
接触し、かつ、ノズルベーン等の駆動部材と接触するタ
ーボ部品に関するものである。
【０００４】上記のようなターボチャージャー用ターボ
部品は、高温の腐食性ガスである排気ガスと接触するこ
とから耐熱性と耐食性が要求されるとともに、ノズルベ
ーンと摺接するために耐摩耗性も要求される。このた
め、従来においては、例えば高Ｃｒ鋳鋼や、ＪＩＳ規格
で規定されているＳＣＨ２２種に耐食性向上の目的でＣ
ｒ表面処理を施した材料等が使用されている。
部品は、高温の腐食性ガスである排気ガスと接触するこ
とから耐熱性と耐食性が要求されるとともに、ノズルベ
ーンと摺接するために耐摩耗性も要求される。このた
め、従来においては、例えば高Ｃｒ鋳鋼や、ＪＩＳ規格
で規定されているＳＣＨ２２種に耐食性向上の目的でＣ
ｒ表面処理を施した材料等が使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような材料は加工性が悪いばかりでなく高価であり、タ
ーボ部品の製造コストが割高になり、このため、近年の
低価格化の要求に応えられないという問題があった。し
たがって、本発明は、耐熱性とともに耐食性および耐摩
耗性に優れ、しかも価格が低廉なターボチャージャー用
ターボ部品（以下、単に「ターボ部品」と称する）およ
びその製造方法を提供することを目的としている。
ような材料は加工性が悪いばかりでなく高価であり、タ
ーボ部品の製造コストが割高になり、このため、近年の
低価格化の要求に応えられないという問題があった。し
たがって、本発明は、耐熱性とともに耐食性および耐摩
耗性に優れ、しかも価格が低廉なターボチャージャー用
ターボ部品（以下、単に「ターボ部品」と称する）およ
びその製造方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決する手段】本発明のターボ部品は、質量比
でＣｒ：２３．８〜４４．３％、Ｍｏ：１．０〜３．０
％、Ｓｉ：１．０〜３．０％、Ｐ：０．１〜１．０％、
Ｃ：１．０〜３．０％、残部Ｆｅおよび不可避不純物か
らなる全体組成を有し、密度比が９５％以上で基地中に
炭化物が分散することを特徴としている。
でＣｒ：２３．８〜４４．３％、Ｍｏ：１．０〜３．０
％、Ｓｉ：１．０〜３．０％、Ｐ：０．１〜１．０％、
Ｃ：１．０〜３．０％、残部Ｆｅおよび不可避不純物か
らなる全体組成を有し、密度比が９５％以上で基地中に
炭化物が分散することを特徴としている。
【０００７】また、本発明は、ターボ部品の製造方法で
あって、質量比でＣｒ：２５〜４５％、Ｍｏ：１〜３
％、Ｓｉ：１〜３％、Ｃ：０．５〜１．５％、残部Ｆｅ
および不可避不純物よりなる組成のＦｅ合金粉末に、
Ｐ：１０〜３０質量％のＦｅ−Ｐ粉末を１．０〜３．３
質量％、黒鉛粉末を０．５〜１．５質量％を添加して混
合した混合粉末を用い、この混合粉末を成形した後に焼
結することを特徴としている。
あって、質量比でＣｒ：２５〜４５％、Ｍｏ：１〜３
％、Ｓｉ：１〜３％、Ｃ：０．５〜１．５％、残部Ｆｅ
および不可避不純物よりなる組成のＦｅ合金粉末に、
Ｐ：１０〜３０質量％のＦｅ−Ｐ粉末を１．０〜３．３
質量％、黒鉛粉末を０．５〜１．５質量％を添加して混
合した混合粉末を用い、この混合粉末を成形した後に焼
結することを特徴としている。
【０００８】本発明の製造方法では、液相化温度を下げ
て焼結時に液相を発生させ、これによって焼結体を緻密
化させるために、ＰとＣについてはＦｅ−Ｐ粉末と黒鉛
粉末の形態とし、他のＣｒ，Ｍｏ，ＳｉについてはＦｅ
合金粉末の形態とし、これらを混合して混合粉末として
用いる。以下、上記数値限定の根拠を本発明の作用とと
もに説明する。なお、以下の説明において「％」は「質
量％」を意味するものとする。
て焼結時に液相を発生させ、これによって焼結体を緻密
化させるために、ＰとＣについてはＦｅ−Ｐ粉末と黒鉛
粉末の形態とし、他のＣｒ，Ｍｏ，ＳｉについてはＦｅ
合金粉末の形態とし、これらを混合して混合粉末として
用いる。以下、上記数値限定の根拠を本発明の作用とと
もに説明する。なお、以下の説明において「％」は「質
量％」を意味するものとする。
【０００９】Ｃｒ：Ｃｒは、基地の耐熱性および耐食性
の向上に寄与するとともに、Ｃと結合して炭化物を形成
し耐摩耗性を向上させる。本発明とＣｒ含有量が同程度
の高Ｃｒ鋳鉄では、Ｃｒ炭化物が粒界に析出して耐摩耗
性の向上にあまり寄与しないが、本発明では、ＣｒをＦ
ｅ合金粉末の形態で添加しているので、微細な粒状のＣ
ｒ炭化物が基地中に分散した金属組織を得ることがで
き、充分な耐摩耗性と耐酸化性を得ることができる。上
記Ｃｒの効果を基地中に均一に作用させるためＣｒはＦ
ｅ合金粉末の形態で付与する。ここで、Ｆｅ合金粉末中
のＣｒの含有量が２５質量％に満たないと、Ｃｒ炭化物
の析出量が少なく耐摩耗性が不充分になるとともに、基
地の耐熱性および耐食性が低下する。一方、Ｃｒの含有
量が４５％を超えると粉末の圧縮性を著しく損なう。よ
って、Ｆｅ合金粉末中のＣｒの含有量は２５〜４５％と
した。
の向上に寄与するとともに、Ｃと結合して炭化物を形成
し耐摩耗性を向上させる。本発明とＣｒ含有量が同程度
の高Ｃｒ鋳鉄では、Ｃｒ炭化物が粒界に析出して耐摩耗
性の向上にあまり寄与しないが、本発明では、ＣｒをＦ
ｅ合金粉末の形態で添加しているので、微細な粒状のＣ
ｒ炭化物が基地中に分散した金属組織を得ることがで
き、充分な耐摩耗性と耐酸化性を得ることができる。上
記Ｃｒの効果を基地中に均一に作用させるためＣｒはＦ
ｅ合金粉末の形態で付与する。ここで、Ｆｅ合金粉末中
のＣｒの含有量が２５質量％に満たないと、Ｃｒ炭化物
の析出量が少なく耐摩耗性が不充分になるとともに、基
地の耐熱性および耐食性が低下する。一方、Ｃｒの含有
量が４５％を超えると粉末の圧縮性を著しく損なう。よ
って、Ｆｅ合金粉末中のＣｒの含有量は２５〜４５％と
した。
【００１０】Ｍｏ：Ｍｏは基地の耐熱性および耐食性向
上に寄与するとともに、Ｃと結合して炭化物を形成し耐
摩耗性を向上させる。ＭｏもＣｒと同様、その効果を基
地全体に均一に作用させるためＦｅ合金粉末の形態で付
与する。Ｆｅ合金粉末中のＭｏの含有量が１質量％に満
たないと、基地の耐熱性および耐食性向上の効果が乏し
く、一方、３％を超えてもその効果はさほど顕著には現
れない。よって、Ｆｅ合金粉末中のＭｏの含有量は１〜
３％とした。
上に寄与するとともに、Ｃと結合して炭化物を形成し耐
摩耗性を向上させる。ＭｏもＣｒと同様、その効果を基
地全体に均一に作用させるためＦｅ合金粉末の形態で付
与する。Ｆｅ合金粉末中のＭｏの含有量が１質量％に満
たないと、基地の耐熱性および耐食性向上の効果が乏し
く、一方、３％を超えてもその効果はさほど顕著には現
れない。よって、Ｆｅ合金粉末中のＭｏの含有量は１〜
３％とした。
【００１１】Ｓｉ：上記のＦｅ合金粉末は、酸化しやす
いＣｒを多量に含むため、Ｆｅ合金粉末を製造する際に
Ｓｉを脱酸剤として添加することが有効である。また、
Ｓｉは焼結性も向上させる。Ｆｅ合金粉末中のＳｉの含
有量が１％未満ではその効果が乏しく、一方、３％を超
えるとＦｅ合金粉末が硬くなり過ぎて圧縮性を著しく損
なう。よって、Ｆｅ合金粉末中のＳｉの含有量は１〜３
％とした。
いＣｒを多量に含むため、Ｆｅ合金粉末を製造する際に
Ｓｉを脱酸剤として添加することが有効である。また、
Ｓｉは焼結性も向上させる。Ｆｅ合金粉末中のＳｉの含
有量が１％未満ではその効果が乏しく、一方、３％を超
えるとＦｅ合金粉末が硬くなり過ぎて圧縮性を著しく損
なう。よって、Ｆｅ合金粉末中のＳｉの含有量は１〜３
％とした。
【００１２】Ｐ：Ｐは、Ｃとともに焼結時にＦｅ−Ｐ−
Ｃ液相を発生させて焼結体の緻密化を促進し、９５％以
上の密度比を達成可能となる。また、焼結時の液相化を
促進して緻密化を図るために、ＰはＦｅ−Ｐ粉末、つま
りＦｅ−Ｐ合金粉末の形態で添加する。Ｆｅ−Ｐ粉末中
のＰの含有量は、１０％未満では十分な液相が発生せず
焼結体の緻密化に寄与しない。一方、３０％を超えると
Ｆｅ−Ｐ粉末が硬くなりすぎ圧縮性を著しく損なう。
Ｃ液相を発生させて焼結体の緻密化を促進し、９５％以
上の密度比を達成可能となる。また、焼結時の液相化を
促進して緻密化を図るために、ＰはＦｅ−Ｐ粉末、つま
りＦｅ−Ｐ合金粉末の形態で添加する。Ｆｅ−Ｐ粉末中
のＰの含有量は、１０％未満では十分な液相が発生せず
焼結体の緻密化に寄与しない。一方、３０％を超えると
Ｆｅ−Ｐ粉末が硬くなりすぎ圧縮性を著しく損なう。
【００１３】上記Ｆｅ−Ｐ粉末の混合粉末への添加量
は、１．０％未満では液相発生量が乏しく、十分な緻密
化が達成できず密度比が９５％を下回るようになり、一
方、全体組成中のＰの含有量が１．０％を超えると基地
が脆化し耐食性も劣化するため、上記組成のＦｅ−Ｐ粉
末の混合粉末への添加量は３．３％が上限となる。以上
より、全体組成中のＰの含有量は０．１〜１．０％であ
り、Ｐの含有量が１０〜３０％のＦｅ−Ｐ粉末を用いる
とともに、混合粉末中のＦｅ−Ｐ粉末の添加量は、１．
０〜３．３％とした。
は、１．０％未満では液相発生量が乏しく、十分な緻密
化が達成できず密度比が９５％を下回るようになり、一
方、全体組成中のＰの含有量が１．０％を超えると基地
が脆化し耐食性も劣化するため、上記組成のＦｅ−Ｐ粉
末の混合粉末への添加量は３．３％が上限となる。以上
より、全体組成中のＰの含有量は０．１〜１．０％であ
り、Ｐの含有量が１０〜３０％のＦｅ−Ｐ粉末を用いる
とともに、混合粉末中のＦｅ−Ｐ粉末の添加量は、１．
０〜３．３％とした。
【００１４】Ｃ：Ｃは液相化温度を下げるので焼結時に
Ｆｅ−Ｐ−Ｃ液相を発生させ、焼結体の緻密化を促進す
るとともに、Ｃｒ，Ｍｏと炭化物を形成して耐摩耗性に
寄与する。全体組成中のＣの含有量が１％未満ではこれ
らの効果が乏しく、一方、３％を超えると基地が脆化す
るとともに、炭化物の析出量が増大することによりベー
ン等の相手材を摩耗させたり、基地中のＣｒ量を低減さ
せて耐熱性および耐食性の低下を招く。よって、全体組
成中のＣの含有量は１．０〜３．０％とした。
Ｆｅ−Ｐ−Ｃ液相を発生させ、焼結体の緻密化を促進す
るとともに、Ｃｒ，Ｍｏと炭化物を形成して耐摩耗性に
寄与する。全体組成中のＣの含有量が１％未満ではこれ
らの効果が乏しく、一方、３％を超えると基地が脆化す
るとともに、炭化物の析出量が増大することによりベー
ン等の相手材を摩耗させたり、基地中のＣｒ量を低減さ
せて耐熱性および耐食性の低下を招く。よって、全体組
成中のＣの含有量は１．０〜３．０％とした。
【００１５】ただし、Ｃの全量を黒鉛粉末の形態で付与
すると、Ｆｅ合金粉末はＣｒ，ＭｏがＦｅ基地中に固溶
された状態の粉末となり、Ｆｅ合金粉末の硬さが硬くな
り過ぎて圧縮性が損なわれる。また、多量の黒鉛粉末の
使用も混合粉末の圧縮性を損なう。そのため、Ｃの一部
をＦｅ合金粉末の形態で付与し、残りのＣを黒鉛粉末の
形態で付与することとする。Ｃの一部をＦｅ合金粉末の
形態で付与すると、Ｆｅ合金粉末中のＣｒ，Ｍｏが炭化
物としてＦｅ合金粉末中に析出し、Ｆｅ合金粉末の基地
中に固溶されるＣｒ，Ｍｏの量が低減することにより、
Ｆｅ合金粉末の圧縮性を改善できる。さらに、残りのＣ
を黒鉛粉末の形態で与えることにより混合粉末自体の圧
縮性も改善できる。このとき、Ｆｅ合金粉末中のＣの含
有量量が０．５質量％未満であると、Ｆｅ基地中に固溶
するＣｒ，Ｍｏの量が多くなってＦｅ合金粉末が硬く圧
縮性を損ない、一方、１．５％を超えるとＦｅ合金粉末
中に析出する炭化物の量が多くなりすぎ、逆にＦｅ合金
粉末の硬さが高くなるため、Ｆｅ合金粉末中のＣの含有
量は０．５〜１．５％とした。残部の０．５〜１．５％
は黒鉛粉末として混合粉末に添加する。
すると、Ｆｅ合金粉末はＣｒ，ＭｏがＦｅ基地中に固溶
された状態の粉末となり、Ｆｅ合金粉末の硬さが硬くな
り過ぎて圧縮性が損なわれる。また、多量の黒鉛粉末の
使用も混合粉末の圧縮性を損なう。そのため、Ｃの一部
をＦｅ合金粉末の形態で付与し、残りのＣを黒鉛粉末の
形態で付与することとする。Ｃの一部をＦｅ合金粉末の
形態で付与すると、Ｆｅ合金粉末中のＣｒ，Ｍｏが炭化
物としてＦｅ合金粉末中に析出し、Ｆｅ合金粉末の基地
中に固溶されるＣｒ，Ｍｏの量が低減することにより、
Ｆｅ合金粉末の圧縮性を改善できる。さらに、残りのＣ
を黒鉛粉末の形態で与えることにより混合粉末自体の圧
縮性も改善できる。このとき、Ｆｅ合金粉末中のＣの含
有量量が０．５質量％未満であると、Ｆｅ基地中に固溶
するＣｒ，Ｍｏの量が多くなってＦｅ合金粉末が硬く圧
縮性を損ない、一方、１．５％を超えるとＦｅ合金粉末
中に析出する炭化物の量が多くなりすぎ、逆にＦｅ合金
粉末の硬さが高くなるため、Ｆｅ合金粉末中のＣの含有
量は０．５〜１．５％とした。残部の０．５〜１．５％
は黒鉛粉末として混合粉末に添加する。
【００１６】以上より、Ｆｅ合金粉末の組成は、Ｃｒ：
２５〜４５％、Ｍｏ：１〜３％、Ｓｉ：１〜３％、Ｃ：
０．５〜１．０％、残部：Ｆｅおよび不可避不純物と
し、Ｆｅ−Ｐ合金粉末の組成は、Ｐ：１０〜３０％、残
部：Ｆｅおよび不可避不純物とし、前記Ｆｅ合金粉末に
前記Ｆｅ−Ｐ粉末を１．０〜３．３％と黒鉛粉末を０．
５〜１．５％を添加して混合粉末となすこととした。
２５〜４５％、Ｍｏ：１〜３％、Ｓｉ：１〜３％、Ｃ：
０．５〜１．０％、残部：Ｆｅおよび不可避不純物と
し、Ｆｅ−Ｐ合金粉末の組成は、Ｐ：１０〜３０％、残
部：Ｆｅおよび不可避不純物とし、前記Ｆｅ合金粉末に
前記Ｆｅ−Ｐ粉末を１．０〜３．３％と黒鉛粉末を０．
５〜１．５％を添加して混合粉末となすこととした。
【００１７】上記構成の混合粉末を用い、通常の粉末冶
金法の手法で成形−焼結することにより、質量比でＣ
ｒ：２３．８〜４４．３％、Ｍｏ：１．０〜３．０％、
Ｓｉ：１．０〜３．０％、Ｐ：０．１〜１．０％、Ｃ：
１．０〜３．０％、残部Ｆｅおよび不可避不純物からな
る全体組成を有し、密度比が９５％以上で基地中に炭化
物が分散するターボ部品を容易に得ることができる。
金法の手法で成形−焼結することにより、質量比でＣ
ｒ：２３．８〜４４．３％、Ｍｏ：１．０〜３．０％、
Ｓｉ：１．０〜３．０％、Ｐ：０．１〜１．０％、Ｃ：
１．０〜３．０％、残部Ｆｅおよび不可避不純物からな
る全体組成を有し、密度比が９５％以上で基地中に炭化
物が分散するターボ部品を容易に得ることができる。
【００１８】特に、本発明のターボ部品では、密度比を
９５％以上としているので、気孔内での酸化や孔食腐蝕
の進行を抑制することができ、耐食性を大幅に向上させ
ることができる。また、微細な粒状のＣｒ炭化物を基地
中に分散させることにより、耐摩耗性と耐酸化性を向上
させることができる。
９５％以上としているので、気孔内での酸化や孔食腐蝕
の進行を抑制することができ、耐食性を大幅に向上させ
ることができる。また、微細な粒状のＣｒ炭化物を基地
中に分散させることにより、耐摩耗性と耐酸化性を向上
させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１および図２は本発明の実施の
形態を示す図である。図１は内燃機関用ターボチャージ
ャーの一部を示す側断面図であり、図中符号２ノズルボ
ディ２である。ノズルボディ２の中央には、タービン３
が図示しない軸受によって回転自在に支持される。ター
ビン３の反対側の端部には、図示しないコンプレッサが
接続されている。
形態を示す図である。図１は内燃機関用ターボチャージ
ャーの一部を示す側断面図であり、図中符号２ノズルボ
ディ２である。ノズルボディ２の中央には、タービン３
が図示しない軸受によって回転自在に支持される。ター
ビン３の反対側の端部には、図示しないコンプレッサが
接続されている。
【００２０】ここで、上記構成のうちノズルボディ２が
実施形態のターボ部品である。図２に示すように、ノズ
ルボディ２はリング状をなし、その周縁には複数の軸受
孔ａが形成されている。この軸受孔２ａには、ノズルベ
ーン４の軸５が回動可能に支持されている。軸５のノズ
ルベーン４と反対側の端部には、リンク６が固定されて
いる（図２では１個のみ示す）。そして、各リンク６を
一様に駆動することによりノズルベーン４が回動し、外
周側からタービン３に流れ込む排気ガスの流量を調整す
るようになっている。なお、本発明のターボ部品には、
上記のようなノズルボディ２の他に、これに適宜装着さ
れるプレートノズル等の部品も含まれており、前述した
焼結合金により構成される。
実施形態のターボ部品である。図２に示すように、ノズ
ルボディ２はリング状をなし、その周縁には複数の軸受
孔ａが形成されている。この軸受孔２ａには、ノズルベ
ーン４の軸５が回動可能に支持されている。軸５のノズ
ルベーン４と反対側の端部には、リンク６が固定されて
いる（図２では１個のみ示す）。そして、各リンク６を
一様に駆動することによりノズルベーン４が回動し、外
周側からタービン３に流れ込む排気ガスの流量を調整す
るようになっている。なお、本発明のターボ部品には、
上記のようなノズルボディ２の他に、これに適宜装着さ
れるプレートノズル等の部品も含まれており、前述した
焼結合金により構成される。
【００２１】
【実施例】以下に本発明の実施例を詳細に説明する。表
１に示す組成のＦｅ合金粉末、Ｆｅ−２０％Ｐ粉末およ
び黒煙粉末を用意し、表１に示す割合でそれら粉末を混
合した。得られた混合粉末の全体組成を表１に併記し
た。これら混合粉末を用いて成形圧力６ｔｏｎ／ｃｍ２
で外径３０ｍｍ、内径１５ｍｍおよび高さ１０ｍｍのリ
ング形状に成形した後、真空雰囲気中１２００℃で６０
分焼結してＮｏ．１〜１３の試料を作成した。また、従
来材として表１に示す組成の高Ｃｒ鋳鋼の溶製材を上記
リング形状に加工して用意した。各試料を大気中で１０
０時間、７５０〜９００℃の温度範囲で加熱し、加熱後
の重量の増加量を測定した。その結果を図３〜６に示
す。
１に示す組成のＦｅ合金粉末、Ｆｅ−２０％Ｐ粉末およ
び黒煙粉末を用意し、表１に示す割合でそれら粉末を混
合した。得られた混合粉末の全体組成を表１に併記し
た。これら混合粉末を用いて成形圧力６ｔｏｎ／ｃｍ２
で外径３０ｍｍ、内径１５ｍｍおよび高さ１０ｍｍのリ
ング形状に成形した後、真空雰囲気中１２００℃で６０
分焼結してＮｏ．１〜１３の試料を作成した。また、従
来材として表１に示す組成の高Ｃｒ鋳鋼の溶製材を上記
リング形状に加工して用意した。各試料を大気中で１０
０時間、７５０〜９００℃の温度範囲で加熱し、加熱後
の重量の増加量を測定した。その結果を図３〜６に示
す。
【００２２】
【表１】
【００２３】（１）全体組成中のＰの影響 図３は全体組成中のＰ量が互いに異なる各試料のＰ量と
加熱後の酸化による重量増加量との関係を示したもので
ある。図３から判るように、Ｐの含有量が０．１％にな
ると重量増加量が急減し、耐酸化性が著しく向上する。
これは、Ｐの含有量が０．１％のときに焼結時の液相化
が促進され、気孔が減少して内部酸化が抑制されたため
である。また、Ｐの含有量が１．０％を超えると、基地
が脆化して耐食性が低下したために重量増加量が増えて
いる。
加熱後の酸化による重量増加量との関係を示したもので
ある。図３から判るように、Ｐの含有量が０．１％にな
ると重量増加量が急減し、耐酸化性が著しく向上する。
これは、Ｐの含有量が０．１％のときに焼結時の液相化
が促進され、気孔が減少して内部酸化が抑制されたため
である。また、Ｐの含有量が１．０％を超えると、基地
が脆化して耐食性が低下したために重量増加量が増えて
いる。
【００２４】（２）混合粉末中の黒鉛粉末の影響 図４は混合粉末中の黒鉛粉末の添加量が互いに異なる各
試料の黒鉛粉末の添加量と加熱後の酸化による重量増加
量との関係を示したものである。図４から判るように、
黒鉛粉末の添加量が０．５〜１．５％であると重量増加
量が低減される。これは、黒鉛粉末により焼結時の液相
化が促進され、気孔が減少して内部酸化が抑制されたた
めである。
試料の黒鉛粉末の添加量と加熱後の酸化による重量増加
量との関係を示したものである。図４から判るように、
黒鉛粉末の添加量が０．５〜１．５％であると重量増加
量が低減される。これは、黒鉛粉末により焼結時の液相
化が促進され、気孔が減少して内部酸化が抑制されたた
めである。
【００２５】（３）Ｆｅ−合金粉末中のＣｒの影響 図５はＦｅ合金粉末中のＣｒの含有量が互いに異なる各
試料のＣｒの含有量と加熱後の酸化による重量増加量と
の関係を示したものである。図５から判るように、Ｆｅ
合金粉末中のＣｒの含有量が２５％以上のときに重量増
加量が大幅に低減される。こでは、Ｃｒにより基地の耐
熱性および耐食性が向上されたためである。
試料のＣｒの含有量と加熱後の酸化による重量増加量と
の関係を示したものである。図５から判るように、Ｆｅ
合金粉末中のＣｒの含有量が２５％以上のときに重量増
加量が大幅に低減される。こでは、Ｃｒにより基地の耐
熱性および耐食性が向上されたためである。
【００２６】（４）従来材との比較 図６は本発明の試料と高Ｃｒ鋳鋼（Ｎｏ．１４）を大気
中で１００時間、７５０〜９００℃の温度範囲で加熱
し、加熱後の重量の増加量を測定した結果を示す図であ
る。図６に示すように、本発明材では密度比が１００％
の従来材よりも酸化による重量増加が少ない。両者の金
属組織を調べたところ、本発明材では微細なＣｒ炭化物
が基地中に分散しているのに対して、従来材ではＣｒ炭
化物が結晶粒界に析出しているのが確認された。本発明
材では、Ｃｒ炭化物が基地中に微細に分散することによ
り、従来材よりも優れた高温耐熱性が得られるものと考
えられる。
中で１００時間、７５０〜９００℃の温度範囲で加熱
し、加熱後の重量の増加量を測定した結果を示す図であ
る。図６に示すように、本発明材では密度比が１００％
の従来材よりも酸化による重量増加が少ない。両者の金
属組織を調べたところ、本発明材では微細なＣｒ炭化物
が基地中に分散しているのに対して、従来材ではＣｒ炭
化物が結晶粒界に析出しているのが確認された。本発明
材では、Ｃｒ炭化物が基地中に微細に分散することによ
り、従来材よりも優れた高温耐熱性が得られるものと考
えられる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
価な高Ｃｒ鋳鉄と同等以上の耐熱性を備えるとともに耐
食性および耐摩耗性に優れ、しかも価格が低廉なターボ
部品を提供することができる。
価な高Ｃｒ鋳鉄と同等以上の耐熱性を備えるとともに耐
食性および耐摩耗性に優れ、しかも価格が低廉なターボ
部品を提供することができる。
【図１】 本発明の実施の形態のターボ部品を示す側断
面図である。
面図である。
【図２】 本発明の実施の形態のターボ部品を示す平面
図である。
図である。
【図３】 本発明の実施例におけるＰ量と酸化による重
量増加量との関係を示す線図である。
量増加量との関係を示す線図である。
【図４】 本発明の実施例における黒鉛粉末添加量と酸
化による重量増加量との関係を示す線図である。
化による重量増加量との関係を示す線図である。
【図５】 本発明の実施例におけるＣｒ含有量と酸化に
よる重量増加量との関係を示す線図である。
よる重量増加量との関係を示す線図である。
【図６】 本発明の実施例における本発明材と従来の高
Ｃｒ鋳鋼の試験温度と酸化による重量増加量との関係を
示す線図である。
Ｃｒ鋳鋼の試験温度と酸化による重量増加量との関係を
示す線図である。
２ ノズルボディ（ターボ部品）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 38/36 Ｃ２２Ｃ 38/36 Ｆ０１Ｄ 25/00 Ｆ０１Ｄ 25/00 Ｌ 25/24 25/24 Ｎ Ｆ０２Ｂ 39/00 Ｆ０２Ｂ 39/00 Ｕ
Claims (2)
- 【請求項１】 質量比でＣｒ：２３．８〜４４．３％、
Ｍｏ：１．０〜３．０％、Ｓｉ：１．０〜３．０％、
Ｐ：０．１〜１．０％、Ｃ：１．０〜３．０％、残部Ｆ
ｅおよび不可避不純物からなる全体組成を有し、密度比
が９５％以上で基地中に炭化物が分散することを特徴と
するターボチャージャー用ターボ部品。 - 【請求項２】 質量比でＣｒ：２５〜４５％、Ｍｏ：１
〜３％、Ｓｉ：１〜３％、Ｃ：０．５〜１．５％、残部
Ｆｅおよび不可避不純物よりなる組成のＦｅ合金粉末
に、Ｐ：１０〜３０質量％のＦｅ−Ｐ粉末を１．０〜
３．３質量％、黒鉛粉末を０．５〜１．５質量％を添加
して混合した混合粉末を用い、この混合粉末を成形した
後に焼結することを特徴とするターボチャージャー用タ
ーボ部品の製造方法。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP2001023242A JP3784003B2 (ja) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | ターボチャージャー用ターボ部品 |
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| DE10203376A DE10203376C2 (de) | 2001-01-31 | 2002-01-29 | Turbokomponente für Turbolader und Herstellungsverfahren dafür |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001023242A JP3784003B2 (ja) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | ターボチャージャー用ターボ部品 |
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|---|---|
| JP2002226955A true JP2002226955A (ja) | 2002-08-14 |
| JP3784003B2 JP3784003B2 (ja) | 2006-06-07 |
Family
ID=18888554
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| JP (1) | JP3784003B2 (ja) |
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| JP2008121058A (ja) * | 2006-11-10 | 2008-05-29 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | 焼結機械部品およびその製造方法 |
| EP2045346A1 (en) | 2007-10-05 | 2009-04-08 | Hitachi Powdered Metals Co., Ltd. | Sintered composite sliding part and production method therefor |
| JP2009263722A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | 焼結機械部品の製造方法 |
| JP2009263710A (ja) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | 焼結機械部品の製造方法 |
| JP2016188409A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | 日立化成株式会社 | 焼結合金およびその製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US20050011192A1 (en) * | 2001-05-10 | 2005-01-20 | Shinjiroh Ohishi | Surface-reformed exhaust gas guide assembly of vgs type turbo charger, and method surface-reforming component member thereof |
| DE102008058509A1 (de) * | 2008-11-21 | 2010-05-27 | Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg | Ladeeinrichtung |
| DE102010006800A1 (de) | 2010-02-04 | 2011-03-17 | Daimler Ag | Aluminium-haltige Eisenlegierung und daraus hergestellter Turbolader |
| DE102011003632A1 (de) | 2011-02-04 | 2012-08-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Turboverdichterlaufrad und Verfahren zum Herstellen desselben |
| CN102211193B (zh) * | 2011-06-17 | 2012-11-07 | 湖南英捷高科技有限责任公司 | 一种可变几何截面涡轮增压器喷嘴环叶片的制备工艺 |
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| CN103827463B (zh) * | 2011-10-20 | 2018-05-11 | 博格华纳公司 | 涡轮增压器以及用于该涡轮增压器的部件 |
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| JP5462325B2 (ja) | 2012-07-06 | 2014-04-02 | 株式会社リケン | 鉄基焼結合金製バルブシート |
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| DE102015218440A1 (de) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | Robert Bosch Gmbh | Teil aus einem Sinterwerkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung |
| JP2018172768A (ja) * | 2017-03-31 | 2018-11-08 | 株式会社ダイヤメット | 耐酸化性、高温耐摩耗性、耐塩害性に優れる耐熱焼結材及びその製造方法 |
| US11492690B2 (en) | 2020-07-01 | 2022-11-08 | Garrett Transportation I Inc | Ferritic stainless steel alloys and turbocharger kinematic components formed from stainless steel alloys |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE959681C (de) * | 1943-08-14 | 1957-03-07 | Eisen & Stahlind Ag | Schaufeln und aehnlich beanspruchte Bauteile von Gasturbinen und andere gleich oder aehnlich beanspruchte Gegenstaende |
| JPS55145151A (en) * | 1979-04-26 | 1980-11-12 | Nippon Piston Ring Co Ltd | Wear resistant sintered alloy material for internal combustion engine |
| JPS5916952A (ja) * | 1982-07-20 | 1984-01-28 | Mitsubishi Metal Corp | 耐摩耗性にすぐれたＦｅ基焼結材料 |
| JPH07224361A (ja) * | 1994-02-08 | 1995-08-22 | Mitsubishi Materials Corp | 高強度鉄基焼結合金 |
| GB2298869B (en) * | 1995-03-10 | 1999-03-03 | Powdrex Ltd | Stainless steel powders and articles produced therefrom by powder metallurgy |
| GB2319782B (en) * | 1996-11-30 | 2000-12-13 | Brico Eng | Iron based powder |
-
2001
- 2001-01-31 JP JP2001023242A patent/JP3784003B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-01-17 US US10/046,770 patent/US6852143B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-01-29 DE DE10203376A patent/DE10203376C2/de not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US20020139448A1 (en) | 2002-10-03 |
| US6852143B2 (en) | 2005-02-08 |
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