JP2003027183A - 鉄基焼結合金製シンクロナイザーリング - Google Patents
鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 強度および耐摩耗性に優れた鉄基焼結合金製
シンクロナイザーリングを提供する。 【解決手段】 Ｃｕ：８〜２０重量％、Ｍｎ：０．０６
〜１．２重量％、Ｃ：１．０〜２．０重量％を含有し、
必要に応じてＺｎ：０．０４〜０．６重量％、Ａｌ：
０．００２〜０．０２重量％、Ｓｉ：０．０２〜０．２
重量％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からな
る組成を有し、かつＦｅ基合金相およびＣｕ基合金相か
らなる素地中に遊離黒鉛相、必要に応じて酸化シリコン
相が均一分散している組織を有する鉄基焼結合金で構成
されている。
シンクロナイザーリングを提供する。 【解決手段】 Ｃｕ：８〜２０重量％、Ｍｎ：０．０６
〜１．２重量％、Ｃ：１．０〜２．０重量％を含有し、
必要に応じてＺｎ：０．０４〜０．６重量％、Ａｌ：
０．００２〜０．０２重量％、Ｓｉ：０．０２〜０．２
重量％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からな
る組成を有し、かつＦｅ基合金相およびＣｕ基合金相か
らなる素地中に遊離黒鉛相、必要に応じて酸化シリコン
相が均一分散している組織を有する鉄基焼結合金で構成
されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、強度および耐摩
耗性に優れた鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングに
関するものである。
耗性に優れた鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、鉄基焼結合金の製造方法が進歩
し、鉄基焼結合金からなる各種機械部品を精度良く大量
に生産できるようになり、シンクロナイザーリングも鉄
基焼結合金により製造するようになってきた。鉄基焼結
合金製シンクロナイザーリングの一例として、Ｆｅ粉
末、Ｃｕ粉末および黒鉛粉末からなる混合粉末をプレス
成形し、焼結してＣｕ：８．０〜１５．０重量％、Ｃ：
１．２〜２．０重量％を含有し、残部がＦｅおよび不可
避不純物からなり、かつ素地中に遊離Ｃｕ相が析出して
いる鉄基焼結合金で構成されたシンクロナイザーリング
が知られている。さらにこの焼結して得られた鉄基焼結
合金製シンクロナイザーリングにスチーム処理、または
スチーム処理およびショットブラスト処理を施すことも
知られている（特開平８−１７７８７９号公報参照）。
し、鉄基焼結合金からなる各種機械部品を精度良く大量
に生産できるようになり、シンクロナイザーリングも鉄
基焼結合金により製造するようになってきた。鉄基焼結
合金製シンクロナイザーリングの一例として、Ｆｅ粉
末、Ｃｕ粉末および黒鉛粉末からなる混合粉末をプレス
成形し、焼結してＣｕ：８．０〜１５．０重量％、Ｃ：
１．２〜２．０重量％を含有し、残部がＦｅおよび不可
避不純物からなり、かつ素地中に遊離Ｃｕ相が析出して
いる鉄基焼結合金で構成されたシンクロナイザーリング
が知られている。さらにこの焼結して得られた鉄基焼結
合金製シンクロナイザーリングにスチーム処理、または
スチーム処理およびショットブラスト処理を施すことも
知られている（特開平８−１７７８７９号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の鉄
基焼結合金製シンクロナイザーリングは、製造中にＣｕ
がＦｅ粉末境界に浸透し、Ｆｅ粉末同士の結合強度を低
下させるため、十分な強度を具備するものではなく、従
って近年の高性能化、高負荷化および軽量化に対応する
ことができず、一段と優れた強度および耐摩耗性に優れ
た鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングが求められて
いた。
基焼結合金製シンクロナイザーリングは、製造中にＣｕ
がＦｅ粉末境界に浸透し、Ｆｅ粉末同士の結合強度を低
下させるため、十分な強度を具備するものではなく、従
って近年の高性能化、高負荷化および軽量化に対応する
ことができず、一段と優れた強度および耐摩耗性に優れ
た鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングが求められて
いた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上述のような観点から、従来よりも強度および耐摩耗性
に優れた鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングを得る
べく研究を行っていたところ、（ａ）ＦｅおよびＭｎを
含むＣｕ合金粉末に、Ｆｅ粉末および黒鉛粉末を混合
し、成形し、焼結することにより得られたＣｕ：８〜２
０重量％、Ｍｎ：０．０６〜１．２重量％、Ｃ：１．０
〜２．０重量％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純
物からなる組成の鉄基焼結合金製シンクロナイザーリン
グは、焼結中にＣｕがＦｅ粉末境界に浸透することが少
なく、従って、Ｆｅ粉末同士の結合強度を低下させるこ
とがない、（ｂ）ＦｅおよびＭｎを含みさらにＺｎを含
むＣｕ合金粉末に、Ｆｅ粉末および黒鉛粉末を混合し、
成形し、焼結することにより得られたＣｕ：８〜２０重
量％、Ｍｎ：０．０６〜１．２重量％、Ｃ：１．０〜
２．０重量％を含有し、さらにＺｎ：０．０４〜０．６
重量％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からな
る組成の鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングは、焼
結中にＣｕがＦｅ粉末境界に浸透することが少なく、従
って、Ｆｅ粉末同士の結合強度を低下させることがな
い、（ｃ）ＦｅおよびＭｎを含みさらにＺｎおよびＡｌ
を含むＣｕ合金粉末に、Ｆｅ粉末および黒鉛粉末を混合
し、成形し、焼結することにより得られたＣｕ：８〜２
０重量％、Ｍｎ：０．０６〜１．２重量％、Ｃ：１．０
〜２．０重量％を含有し、さらにＺｎ：０．０４〜０．
６重量％、Ａｌ：０．００２〜０．０２重量％を含有
し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成の鉄基
焼結合金製シンクロナイザーリングは、焼結中にＣｕが
Ｆｅ粉末境界に浸透することが少なく、従って、Ｆｅ粉
末同士の結合強度を低下させることがない、（ｄ）この
様にして得られた前記（ａ）、（ｂ）または（ｃ）の鉄
基焼結合金製シンクロナイザーリングは、Ｆｅ基合金相
およびＣｕ基合金相からなる素地中に遊離黒鉛相が均一
分散している組織を有する、（ｅ）前記鉄基焼結合金製
シンクロナイザーリングは、Ｆｅ基合金相およびＣｕ基
合金相からなる素地中に遊離黒鉛相および酸化シリコン
が均一分散している組織を有することが一層好ましく、
その成分組成はＣｕ：８〜２０重量％、Ｃ：１．０〜
２．０重量％、Ｍｎ：０．０６〜１．２重量％、Ｚｎ：
０．０４〜０．６重量％、Ｓｉ：０．０２〜０．２重量
％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組
成、またはＣｕ：８〜２０重量％、Ｃ：１．０〜２．０
重量％、Ｍｎ：０．０６〜１．２重量％、Ｚｎ：０．０
４〜０．６重量％、Ａｌ：０．００２〜０．０２重量
％、Ｓｉ：０．０２〜０．２重量％を含有し、残りがＦ
ｅおよび不可避不純物からなる組成を有することが一層
好ましい、などの知見を得たのである。
上述のような観点から、従来よりも強度および耐摩耗性
に優れた鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングを得る
べく研究を行っていたところ、（ａ）ＦｅおよびＭｎを
含むＣｕ合金粉末に、Ｆｅ粉末および黒鉛粉末を混合
し、成形し、焼結することにより得られたＣｕ：８〜２
０重量％、Ｍｎ：０．０６〜１．２重量％、Ｃ：１．０
〜２．０重量％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純
物からなる組成の鉄基焼結合金製シンクロナイザーリン
グは、焼結中にＣｕがＦｅ粉末境界に浸透することが少
なく、従って、Ｆｅ粉末同士の結合強度を低下させるこ
とがない、（ｂ）ＦｅおよびＭｎを含みさらにＺｎを含
むＣｕ合金粉末に、Ｆｅ粉末および黒鉛粉末を混合し、
成形し、焼結することにより得られたＣｕ：８〜２０重
量％、Ｍｎ：０．０６〜１．２重量％、Ｃ：１．０〜
２．０重量％を含有し、さらにＺｎ：０．０４〜０．６
重量％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からな
る組成の鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングは、焼
結中にＣｕがＦｅ粉末境界に浸透することが少なく、従
って、Ｆｅ粉末同士の結合強度を低下させることがな
い、（ｃ）ＦｅおよびＭｎを含みさらにＺｎおよびＡｌ
を含むＣｕ合金粉末に、Ｆｅ粉末および黒鉛粉末を混合
し、成形し、焼結することにより得られたＣｕ：８〜２
０重量％、Ｍｎ：０．０６〜１．２重量％、Ｃ：１．０
〜２．０重量％を含有し、さらにＺｎ：０．０４〜０．
６重量％、Ａｌ：０．００２〜０．０２重量％を含有
し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成の鉄基
焼結合金製シンクロナイザーリングは、焼結中にＣｕが
Ｆｅ粉末境界に浸透することが少なく、従って、Ｆｅ粉
末同士の結合強度を低下させることがない、（ｄ）この
様にして得られた前記（ａ）、（ｂ）または（ｃ）の鉄
基焼結合金製シンクロナイザーリングは、Ｆｅ基合金相
およびＣｕ基合金相からなる素地中に遊離黒鉛相が均一
分散している組織を有する、（ｅ）前記鉄基焼結合金製
シンクロナイザーリングは、Ｆｅ基合金相およびＣｕ基
合金相からなる素地中に遊離黒鉛相および酸化シリコン
が均一分散している組織を有することが一層好ましく、
その成分組成はＣｕ：８〜２０重量％、Ｃ：１．０〜
２．０重量％、Ｍｎ：０．０６〜１．２重量％、Ｚｎ：
０．０４〜０．６重量％、Ｓｉ：０．０２〜０．２重量
％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組
成、またはＣｕ：８〜２０重量％、Ｃ：１．０〜２．０
重量％、Ｍｎ：０．０６〜１．２重量％、Ｚｎ：０．０
４〜０．６重量％、Ａｌ：０．００２〜０．０２重量
％、Ｓｉ：０．０２〜０．２重量％を含有し、残りがＦ
ｅおよび不可避不純物からなる組成を有することが一層
好ましい、などの知見を得たのである。
【０００５】この発明は、かかる知見にもとづいて成さ
れたものであって、（１）Ｃｕ：８〜２０重量％、Ｃ：
１．０〜２．０重量％、Ｍｎ：０．０６〜１．２重量％
を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成
を有し、かつＦｅ基合金相およびＣｕ基合金相からなる
素地中に遊離黒鉛相が均一分散している組織を有する鉄
基焼結合金で構成されている鉄基焼結合金製シンクロナ
イザーリング、（２）Ｃｕ：８〜２０重量％、Ｃ：１．
０〜２．０重量％、Ｍｎ：０．０６〜１．２重量％、Ｚ
ｎ：０．０４〜０．６重量％を含有し、残りがＦｅおよ
び不可避不純物からなる組成を有し、かつＦｅ基合金相
およびＣｕ基合金相からなる素地中に遊離黒鉛相が均一
分散している組織を有する鉄基焼結合金で構成されてい
る鉄基焼結合金製シンクロナイザーリング、（３）Ｃ
ｕ：８〜２０重量％、Ｃ：１．０〜２．０重量％、Ｍ
ｎ：０．０６〜１．２重量％、Ｚｎ：０．０４〜０．６
重量％、Ａｌ：０．００２〜０．０２重量％を含有し、
残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有し、か
つＦｅ基合金相およびＣｕ基合金相からなる素地中に遊
離黒鉛相が均一分散している組織を有する鉄基焼結合金
で構成されている鉄基焼結合金製シンクロナイザーリン
グ、（４）Ｃｕ：８〜２０重量％、Ｃ：１．０〜２．０
重量％、Ｍｎ：０．０６〜１．２重量％、Ｚｎ：０．０
４〜０．６重量％、Ｓｉ：０．０２〜０．２重量％を含
有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有
し、かつＦｅ基合金相およびＣｕ基合金相からなる素地
中に遊離黒鉛相および酸化シリコン相が均一分散してい
る組織を有する鉄基焼結合金で構成されている鉄基焼結
合金製シンクロナイザーリング、（５）Ｃｕ：８〜２０
重量％、Ｃ：１．０〜２．０重量％、Ｍｎ：０．０６〜
１．２重量％、Ｚｎ：０．０４〜０．６重量％、Ａｌ：
０．００２〜０．０２重量％、Ｓｉ：０．０２〜０．２
重量％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からな
る組成を有し、かつＦｅ基合金相およびＣｕ基合金相か
らなる素地中に遊離黒鉛相および酸化シリコン相が均一
分散している組織を有する鉄基焼結合金で構成されてい
る鉄基焼結合金製シンクロナイザーリング、に特徴を有
するものである。
れたものであって、（１）Ｃｕ：８〜２０重量％、Ｃ：
１．０〜２．０重量％、Ｍｎ：０．０６〜１．２重量％
を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成
を有し、かつＦｅ基合金相およびＣｕ基合金相からなる
素地中に遊離黒鉛相が均一分散している組織を有する鉄
基焼結合金で構成されている鉄基焼結合金製シンクロナ
イザーリング、（２）Ｃｕ：８〜２０重量％、Ｃ：１．
０〜２．０重量％、Ｍｎ：０．０６〜１．２重量％、Ｚ
ｎ：０．０４〜０．６重量％を含有し、残りがＦｅおよ
び不可避不純物からなる組成を有し、かつＦｅ基合金相
およびＣｕ基合金相からなる素地中に遊離黒鉛相が均一
分散している組織を有する鉄基焼結合金で構成されてい
る鉄基焼結合金製シンクロナイザーリング、（３）Ｃ
ｕ：８〜２０重量％、Ｃ：１．０〜２．０重量％、Ｍ
ｎ：０．０６〜１．２重量％、Ｚｎ：０．０４〜０．６
重量％、Ａｌ：０．００２〜０．０２重量％を含有し、
残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有し、か
つＦｅ基合金相およびＣｕ基合金相からなる素地中に遊
離黒鉛相が均一分散している組織を有する鉄基焼結合金
で構成されている鉄基焼結合金製シンクロナイザーリン
グ、（４）Ｃｕ：８〜２０重量％、Ｃ：１．０〜２．０
重量％、Ｍｎ：０．０６〜１．２重量％、Ｚｎ：０．０
４〜０．６重量％、Ｓｉ：０．０２〜０．２重量％を含
有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有
し、かつＦｅ基合金相およびＣｕ基合金相からなる素地
中に遊離黒鉛相および酸化シリコン相が均一分散してい
る組織を有する鉄基焼結合金で構成されている鉄基焼結
合金製シンクロナイザーリング、（５）Ｃｕ：８〜２０
重量％、Ｃ：１．０〜２．０重量％、Ｍｎ：０．０６〜
１．２重量％、Ｚｎ：０．０４〜０．６重量％、Ａｌ：
０．００２〜０．０２重量％、Ｓｉ：０．０２〜０．２
重量％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からな
る組成を有し、かつＦｅ基合金相およびＣｕ基合金相か
らなる素地中に遊離黒鉛相および酸化シリコン相が均一
分散している組織を有する鉄基焼結合金で構成されてい
る鉄基焼結合金製シンクロナイザーリング、に特徴を有
するものである。
【０００６】焼結して得られた前記（１）〜（５）記載
のこの発明の鉄基焼結合金製シンクロナイザーリング
に、スチーム処理、またはショットブラスト処理したの
ちスチーム処理を施すことが好ましい。従って、この発
明は、（６）前記（１）、（２）、（３）、（４）また
は（５）記載の鉄基焼結合金製シンクロナイザーリング
にスチーム処理を施してなる鉄基焼結合金製シンクロナ
イザーリング、（７）前記（１）、（２）、（３）、
（４）または（５）記載の鉄基焼結合金製シンクロナイ
ザーリングにショットブラスト処理およびスチーム処理
を施してなる鉄基焼結合金製シンクロナイザーリング、
に特徴を有するものである。
のこの発明の鉄基焼結合金製シンクロナイザーリング
に、スチーム処理、またはショットブラスト処理したの
ちスチーム処理を施すことが好ましい。従って、この発
明は、（６）前記（１）、（２）、（３）、（４）また
は（５）記載の鉄基焼結合金製シンクロナイザーリング
にスチーム処理を施してなる鉄基焼結合金製シンクロナ
イザーリング、（７）前記（１）、（２）、（３）、
（４）または（５）記載の鉄基焼結合金製シンクロナイ
ザーリングにショットブラスト処理およびスチーム処理
を施してなる鉄基焼結合金製シンクロナイザーリング、
に特徴を有するものである。
【０００７】ＭｎおよびＦｅは焼結中にＣｕのＦｅ中へ
の固溶を阻害し、ＣｕのＦｅ粉末境界への浸透を抑制す
る作用を有するので、ＭｎおよびＦｅを含有するＣｕ合
金粉末を使用することによって焼結中にＣｕのＦｅ中へ
の固溶を阻害し、ＣｕのＦｅ粉末境界への浸透を抑制し
てＦｅ粉末同士の焼結強度を高め、もって強度の優れた
鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングを得ることがで
きる。その場合、ＺｎおよびＡｌも同じ作用をするので
必要に応じてＺｎまたはＺｎおよびＡｌを含有するＭｎ
およびＦｅ含有のＣｕ合金粉末を用いる。
の固溶を阻害し、ＣｕのＦｅ粉末境界への浸透を抑制す
る作用を有するので、ＭｎおよびＦｅを含有するＣｕ合
金粉末を使用することによって焼結中にＣｕのＦｅ中へ
の固溶を阻害し、ＣｕのＦｅ粉末境界への浸透を抑制し
てＦｅ粉末同士の焼結強度を高め、もって強度の優れた
鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングを得ることがで
きる。その場合、ＺｎおよびＡｌも同じ作用をするので
必要に応じてＺｎまたはＺｎおよびＡｌを含有するＭｎ
およびＦｅ含有のＣｕ合金粉末を用いる。
【０００８】従って、この発明の鉄基焼結合金製シンク
ロナイザーリングは、原料粉末として、Ｆｅ：０．６〜
６．０重量％、Ｍｎ：０．３〜７重量％を含有し、さら
に必要に応じてＡｌ：０．０１〜０．２重量％を含有す
るＣｕ合金粉末、Ｆｅ粉末および黒鉛粉末を用意し、さ
らにシリカ粉末を用意し、これら原料粉末を所定量配合
し、さらに潤滑剤であるステアリン酸亜鉛粉末またはエ
チレンビスステアラミドとともにダブルコーンミキサー
で混合し、プレス成形して圧粉体を作製し、圧粉体を窒
素を含む水素雰囲気中、温度：１０５０〜１３００℃で
焼結することにより製造する。この時の焼結温度は１１
００〜１２６０℃が一層好ましい。
ロナイザーリングは、原料粉末として、Ｆｅ：０．６〜
６．０重量％、Ｍｎ：０．３〜７重量％を含有し、さら
に必要に応じてＡｌ：０．０１〜０．２重量％を含有す
るＣｕ合金粉末、Ｆｅ粉末および黒鉛粉末を用意し、さ
らにシリカ粉末を用意し、これら原料粉末を所定量配合
し、さらに潤滑剤であるステアリン酸亜鉛粉末またはエ
チレンビスステアラミドとともにダブルコーンミキサー
で混合し、プレス成形して圧粉体を作製し、圧粉体を窒
素を含む水素雰囲気中、温度：１０５０〜１３００℃で
焼結することにより製造する。この時の焼結温度は１１
００〜１２６０℃が一層好ましい。
【０００９】つぎに、この発明の鉄基焼結合金製シンク
ロナイザーリングを構成する鉄基焼結合金の成分組成を
上記のごとく限定した理由について説明する。 （ａ）Ｃｕ Ｃｕは、耐摩耗性を向上させる効果があるが、その含有
量が８重量％未満では効果が十分でなく、一方、２０重
量％を越えると強度が低下するので好ましくない。した
がって、Ｃｕの含有量は８〜２０重量％に定めた。Ｃｕ
の含有量の一層好ましい範囲は１０〜１８重量％であ
る。
ロナイザーリングを構成する鉄基焼結合金の成分組成を
上記のごとく限定した理由について説明する。 （ａ）Ｃｕ Ｃｕは、耐摩耗性を向上させる効果があるが、その含有
量が８重量％未満では効果が十分でなく、一方、２０重
量％を越えると強度が低下するので好ましくない。した
がって、Ｃｕの含有量は８〜２０重量％に定めた。Ｃｕ
の含有量の一層好ましい範囲は１０〜１８重量％であ
る。
【００１０】（ｂ）Ｃ
Ｃは、強度を向上させる作用があり、また耐摩耗性向上
に寄与する黒鉛相を析出させる作用があるが、その含有
量が１．０重量％未満では強度向上効果が十分でなく、
一方、２．０重量％を越えて含有すると寸法精度が悪く
なるので好ましくない。したがって、Ｃの含有量は１．
０〜２．０重量％に定めた。Ｃの含有量の一層好ましい
範囲は１．１〜１．６重量％である。
に寄与する黒鉛相を析出させる作用があるが、その含有
量が１．０重量％未満では強度向上効果が十分でなく、
一方、２．０重量％を越えて含有すると寸法精度が悪く
なるので好ましくない。したがって、Ｃの含有量は１．
０〜２．０重量％に定めた。Ｃの含有量の一層好ましい
範囲は１．１〜１．６重量％である。
【００１１】（ｃ）Ｍｎ
Ｍｎは、Ｆｅに固溶してＣｕ合金相の強度を向上させ、
さらに焼結中にＣｕのＦｅ中への固溶を阻害し、Ｃｕの
Ｆｅ粉末境界への浸透を抑制する作用を有するが、その
含有量が０．０６重量％未満ではその効果が十分でな
く、一方、鉄基焼結合金全体にＭｎが１．２重量％を越
えて含まれると強度が低下するので好ましくない。した
がって、Ｍｎの含有量は０．０６〜１．２重量％に定め
た。Ｍｎの含有量の一層好ましい範囲は０．２〜０．９
重量％である。
さらに焼結中にＣｕのＦｅ中への固溶を阻害し、Ｃｕの
Ｆｅ粉末境界への浸透を抑制する作用を有するが、その
含有量が０．０６重量％未満ではその効果が十分でな
く、一方、鉄基焼結合金全体にＭｎが１．２重量％を越
えて含まれると強度が低下するので好ましくない。した
がって、Ｍｎの含有量は０．０６〜１．２重量％に定め
た。Ｍｎの含有量の一層好ましい範囲は０．２〜０．９
重量％である。
【００１２】（ｄ）Ｚｎ
Ｚｎは、Ｃｕ合金相の強度を向上させる作用があるので
必要に応じて添加するが、その含有量が０．０４重量％
未満ではＣｕ合金相の強度向上効果が十分でなく、一
方、０．６重量％を越えて含有すると靭性を低下させる
ので好ましくない。したがって、Ｚｎの含有量は０．０
４〜０．６重量％に定めた。Ｚｎの含有量の一層好まし
い範囲は０．２〜０．４重量％である。
必要に応じて添加するが、その含有量が０．０４重量％
未満ではＣｕ合金相の強度向上効果が十分でなく、一
方、０．６重量％を越えて含有すると靭性を低下させる
ので好ましくない。したがって、Ｚｎの含有量は０．０
４〜０．６重量％に定めた。Ｚｎの含有量の一層好まし
い範囲は０．２〜０．４重量％である。
【００１３】（ｅ）Ａｌ
Ａｌは、Ｃｕ合金相の強度を向上させる作用があるので
必要に応じて添加するが、その含有量が０．００２重量
％未満ではＣｕ合金相の強度向上効果が十分でなく、一
方、０．０２重量％を越えて含有すると靭性を低下させ
るので好ましくない。したがって、Ａｌの含有量は０．
００２〜０．０２重量％に定めた。Ａｌの含有量の一層
好ましい範囲は０．００５〜０．０１５重量％である。
必要に応じて添加するが、その含有量が０．００２重量
％未満ではＣｕ合金相の強度向上効果が十分でなく、一
方、０．０２重量％を越えて含有すると靭性を低下させ
るので好ましくない。したがって、Ａｌの含有量は０．
００２〜０．０２重量％に定めた。Ａｌの含有量の一層
好ましい範囲は０．００５〜０．０１５重量％である。
【００１４】（ｆ）Ｓｉ
Ｓｉは、酸化Ｓｉとなり、耐摩耗性を向上させる効果が
あるが、その含有量が０．０２重量％未満では効果が十
分でなく、一方、０．２重量％を越えると強度が低下す
るので好ましくない。したがって、Ｓｉの含有量は０．
０２〜０．２重量％に定めた。Ｓｉの含有量の一層好ま
しい範囲は０．０５〜０．１５重量％である。
あるが、その含有量が０．０２重量％未満では効果が十
分でなく、一方、０．２重量％を越えると強度が低下す
るので好ましくない。したがって、Ｓｉの含有量は０．
０２〜０．２重量％に定めた。Ｓｉの含有量の一層好ま
しい範囲は０．０５〜０．１５重量％である。
【００１５】
【発明の実施の形態】実施例１
原料粉末として、平均粒径：５５μｍのＦｅ粉末、表１
に示される平均粒径および成分組成を有するＣｕ合金粉
末Ａ〜Ｋ、平均粒径：１８μｍの黒鉛粉末、および平均
粒径：１０μｍのシリカ粉末を用意した。
に示される平均粒径および成分組成を有するＣｕ合金粉
末Ａ〜Ｋ、平均粒径：１８μｍの黒鉛粉末、および平均
粒径：１０μｍのシリカ粉末を用意した。
【００１６】
【表１】
【００１７】これら原料粉末を表２〜表３に示される配
合組成となるように配合し、さらに金型成形時の潤滑剤
であるステアリン酸亜鉛粉末を外掛けで０．８重量％に
当たる量だけ添加して混合し、プレス成形して内径：６
５ｍｍ、厚さ：３．５ｍｍの寸法ををもち、かつチャン
ファ数：３６個を有するシンクロナイザーリング形状の
圧粉体を作製した。この圧粉体をＮ2−５％Ｈ2 の混合
雰囲気中、温度：１１５０℃、２０分保持の条件で焼結
したのち、０．５℃／ｓｅｃの冷却速度で冷却すること
により表４〜表５に示される成分組成を有する本発明鉄
基焼結合金製シンクロナイザーリング（以下、本発明リ
ングと云う）１〜１５および比較鉄基焼結合金製シンク
ロナイザーリング（以下、比較リングと云う）１〜６を
作製した。さらにＣｕ粉末を用意し、Ｃｕ粉末および黒
鉛粉末を表３に示される配合組成となるように配合し混
合したのち焼結することにより表５に示される成分組成
の従来鉄基焼結合金製シンクロナイザーリング（以下、
従来リングと云う）を作製した。
合組成となるように配合し、さらに金型成形時の潤滑剤
であるステアリン酸亜鉛粉末を外掛けで０．８重量％に
当たる量だけ添加して混合し、プレス成形して内径：６
５ｍｍ、厚さ：３．５ｍｍの寸法ををもち、かつチャン
ファ数：３６個を有するシンクロナイザーリング形状の
圧粉体を作製した。この圧粉体をＮ2−５％Ｈ2 の混合
雰囲気中、温度：１１５０℃、２０分保持の条件で焼結
したのち、０．５℃／ｓｅｃの冷却速度で冷却すること
により表４〜表５に示される成分組成を有する本発明鉄
基焼結合金製シンクロナイザーリング（以下、本発明リ
ングと云う）１〜１５および比較鉄基焼結合金製シンク
ロナイザーリング（以下、比較リングと云う）１〜６を
作製した。さらにＣｕ粉末を用意し、Ｃｕ粉末および黒
鉛粉末を表３に示される配合組成となるように配合し混
合したのち焼結することにより表５に示される成分組成
の従来鉄基焼結合金製シンクロナイザーリング（以下、
従来リングと云う）を作製した。
【００１８】さらに、ＪＩＳ ＳＣＭ２１鋼（浸炭焼き
入れ鋼）製のテーパーコーンを用意し、このテーパーコ
ーンを用い、下記の条件で本発明リング１〜１５、比較
リング１〜６および従来リングの耐摩耗試験を行い、リ
ングの内面の摩耗量（落ち込み量）および動摩擦係数を
測定し、その結果を表４〜表５に示した。
入れ鋼）製のテーパーコーンを用意し、このテーパーコ
ーンを用い、下記の条件で本発明リング１〜１５、比較
リング１〜６および従来リングの耐摩耗試験を行い、リ
ングの内面の摩耗量（落ち込み量）および動摩擦係数を
測定し、その結果を表４〜表５に示した。
【００１９】試験条件テーパーコーンの回転数：１８０
０ｒｐｍ， 押し付け荷重：６０ｋｇ， 油種：７０番ギヤーオイル， 油温：８０℃， テーパーコーンの作動：０．５〜０．７秒の同期時間で
２０００ｒｐｍ，
０ｒｐｍ， 押し付け荷重：６０ｋｇ， 油種：７０番ギヤーオイル， 油温：８０℃， テーパーコーンの作動：０．５〜０．７秒の同期時間で
２０００ｒｐｍ，
【００２０】さらに、シンクロナイザーリングの強度を
評価するために、原料粉末を表２〜表３に示される配合
組成となるように配合し、さらに金型成形時の潤滑剤で
あるステアリン酸亜鉛粉末を外掛けで０．８重量％に当
たる量だけ添加して混合し、プレス成形して３０ｍｍ×
１２ｍｍ×６．５ｍｍの寸法を有する抗折試験片形状圧
粉体を作製し、この圧粉体をＮ2−５％Ｈ2の混合雰囲気
中、温度：１１５０℃、２０分保持の条件で鉄基焼結合
金製したのち、０．５℃／ｓｅｃの冷却速度で冷却する
ことにより本発明リング１〜１５、比較リング１〜６お
よび従来リングと同じ成分組成の鉄基焼結合金からなる
抗折試験片をそれぞれ作製し、これら抗折試験片をＩＳ
Ｏ３３２５に基づき、支点間距離２５ｍｍで抗折試験を
行うことにより抗折力を測定し、その結果を表４〜表５
に示した。
評価するために、原料粉末を表２〜表３に示される配合
組成となるように配合し、さらに金型成形時の潤滑剤で
あるステアリン酸亜鉛粉末を外掛けで０．８重量％に当
たる量だけ添加して混合し、プレス成形して３０ｍｍ×
１２ｍｍ×６．５ｍｍの寸法を有する抗折試験片形状圧
粉体を作製し、この圧粉体をＮ2−５％Ｈ2の混合雰囲気
中、温度：１１５０℃、２０分保持の条件で鉄基焼結合
金製したのち、０．５℃／ｓｅｃの冷却速度で冷却する
ことにより本発明リング１〜１５、比較リング１〜６お
よび従来リングと同じ成分組成の鉄基焼結合金からなる
抗折試験片をそれぞれ作製し、これら抗折試験片をＩＳ
Ｏ３３２５に基づき、支点間距離２５ｍｍで抗折試験を
行うことにより抗折力を測定し、その結果を表４〜表５
に示した。
【００２１】
【表２】
【００２２】
【表３】
【００２３】
【表４】
【００２４】
【表５】
【００２５】表２〜表５に示される結果から、本発明リ
ング１〜１５と従来リングを比較すると、本発明リング
１〜１５は従来リングと比べて、摩耗量が少なく且つ動
摩擦係数が大きく、さらに抗折力が高いところから強度
が優れていることが分かる。しかし、この発明の範囲か
ら外れている成分組成を有する比較リング１〜６は、摩
耗量、動摩擦係数および抗折力のうちの少なくともいず
れかが劣ることが分かる。
ング１〜１５と従来リングを比較すると、本発明リング
１〜１５は従来リングと比べて、摩耗量が少なく且つ動
摩擦係数が大きく、さらに抗折力が高いところから強度
が優れていることが分かる。しかし、この発明の範囲か
ら外れている成分組成を有する比較リング１〜６は、摩
耗量、動摩擦係数および抗折力のうちの少なくともいず
れかが劣ることが分かる。
【００２６】さらに、本発明リング１と同一成分組成の
抗折試験片を研磨し、その研磨面を金属顕微鏡で観察し
たところ、Ｆｅ基合金相およびＣｕ基合金相からなる素
地中に遊離黒鉛相が均一分散している組織を有してお
り、さらに本発明リング１５と同一成分組成の抗折試験
片を研磨し、その研磨面を金属顕微鏡で観察したとこ
ろ、遊離黒鉛相および酸化シリコン相が均一分散してい
る組織を有していることが分かった。
抗折試験片を研磨し、その研磨面を金属顕微鏡で観察し
たところ、Ｆｅ基合金相およびＣｕ基合金相からなる素
地中に遊離黒鉛相が均一分散している組織を有してお
り、さらに本発明リング１５と同一成分組成の抗折試験
片を研磨し、その研磨面を金属顕微鏡で観察したとこ
ろ、遊離黒鉛相および酸化シリコン相が均一分散してい
る組織を有していることが分かった。
【００２７】実施例２
実施例１で得られた本発明リング１〜１５を５００℃の
水蒸気中で６０分間保持することにより本発明リング１
〜１５の表面に四三酸化鉄皮膜を形成するスチーム処理
を行うことにより本発明リング１６〜３０を作製し、こ
の本発明リング１６〜３０を実施例１と同じ条件で耐摩
耗試験を行った結果、本発明リング１６〜３０の摩耗量
は本発明リング１〜１５の８０〜９０％となった。
水蒸気中で６０分間保持することにより本発明リング１
〜１５の表面に四三酸化鉄皮膜を形成するスチーム処理
を行うことにより本発明リング１６〜３０を作製し、こ
の本発明リング１６〜３０を実施例１と同じ条件で耐摩
耗試験を行った結果、本発明リング１６〜３０の摩耗量
は本発明リング１〜１５の８０〜９０％となった。
【００２８】実施例３
実施例１で得られた本発明リング１〜１５をショットブ
ラスト処理を行ったのち、さらに５００℃の水蒸気中で
６０分間保持するスチーム処理を行うことにより本発明
リング３１〜４５を作製し、この本発明リング３１〜４
５を実施例１と同じ条件で耐摩耗試験を行った結果、本
発明リング３１〜４５の摩耗量は本発明リング１〜１５
の７０〜８０％となった。
ラスト処理を行ったのち、さらに５００℃の水蒸気中で
６０分間保持するスチーム処理を行うことにより本発明
リング３１〜４５を作製し、この本発明リング３１〜４
５を実施例１と同じ条件で耐摩耗試験を行った結果、本
発明リング３１〜４５の摩耗量は本発明リング１〜１５
の７０〜８０％となった。
【００２９】
【発明の効果】上述のように、この発明の鉄基焼結合金
製シンクロナイザーリングは、摩耗量が小さく、動摩擦
係数が大きく、さらに高い抗折力を有することから、従
来よりも優れた鉄基焼結合金製シンクロナイザーリング
を提供することができ、自動車産業の発展に大いに貢献
し得るものである。
製シンクロナイザーリングは、摩耗量が小さく、動摩擦
係数が大きく、さらに高い抗折力を有することから、従
来よりも優れた鉄基焼結合金製シンクロナイザーリング
を提供することができ、自動車産業の発展に大いに貢献
し得るものである。
Claims (7)
- 【請求項１】 Ｃｕ：８〜２０重量％、Ｃ：１．０〜
２．０重量％、Ｍｎ：０．０６〜１．２重量％を含有
し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有
し、かつＦｅ基合金相およびＣｕ基合金相からなる素地
中に遊離黒鉛相が均一分散している組織を有する鉄基焼
結合金で構成されていることを特徴とする鉄基焼結合金
製シンクロナイザーリング。 - 【請求項２】 Ｃｕ：８〜２０重量％、Ｃ：１．０〜
２．０重量％、Ｍｎ：０．０６〜１．２重量％、Ｚｎ：
０．０４〜０．６重量％を含有し、残りがＦｅおよび不
可避不純物からなる組成を有し、かつＦｅ基合金相およ
びＣｕ基合金相からなる素地中に遊離黒鉛相が均一分散
している組織を有する鉄基焼結合金で構成されているこ
とを特徴とする鉄基焼結合金製シンクロナイザーリン
グ。 - 【請求項３】 Ｃｕ：８〜２０重量％、Ｃ：１．０〜
２．０重量％、Ｍｎ：０．０６〜１．２重量％、Ｚｎ：
０．０４〜０．６重量％、Ａｌ：０．００２〜０．０２
重量％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からな
る組成を有し、かつＦｅ基合金相およびＣｕ基合金相か
らなる素地中に遊離黒鉛相が均一分散している組織を有
する鉄基焼結合金で構成されていることを特徴とする鉄
基焼結合金製シンクロナイザーリング。 - 【請求項４】 Ｃｕ：８〜２０重量％、Ｃ：１．０〜
２．０重量％、Ｍｎ：０．０６〜１．２重量％、Ｚｎ：
０．０４〜０．６重量％、Ｓｉ：０．０２〜０．２重量
％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組
成を有し、かつＦｅ基合金相およびＣｕ基合金相からな
る素地中に遊離黒鉛相および酸化シリコン相が均一分散
している組織を有する鉄基焼結合金で構成されているこ
とを特徴とする鉄基焼結合金製シンクロナイザーリン
グ。 - 【請求項５】 Ｃｕ：８〜２０重量％、Ｃ：１．０〜
２．０重量％、Ｍｎ：０．０６〜１．２重量％、Ｚｎ：
０．０４〜０．６重量％、Ａｌ：０．００２〜０．０２
重量％、Ｓｉ：０．０２〜０．２重量％を含有し、残り
がＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有し、かつＦ
ｅ基合金相およびＣｕ基合金相からなる素地中に遊離黒
鉛相および酸化シリコン相が均一分散している組織を有
する鉄基焼結合金で構成されていることを特徴とする鉄
基焼結合金製シンクロナイザーリング。 - 【請求項６】 請求項１、２、３、４または５記載の鉄
基焼結合金製シンクロナイザーリングにスチーム処理を
施してなることを特徴とする鉄基焼結合金製シンクロナ
イザーリング。 - 【請求項７】 請求項１、２、３、４または５記載の鉄
基焼結合金製シンクロナイザーリングにショットブラス
ト処理およびスチーム処理を施してなることを特徴とす
る鉄基焼結合金製シンクロナイザーリング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002171029A JP2003027183A (ja) | 2002-06-12 | 2002-06-12 | 鉄基焼結合金製シンクロナイザーリング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002171029A JP2003027183A (ja) | 2002-06-12 | 2002-06-12 | 鉄基焼結合金製シンクロナイザーリング |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10780298A Division JP3336949B2 (ja) | 1998-04-17 | 1998-04-17 | 鉄基焼結合金製シンクロナイザーリング |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003027183A true JP2003027183A (ja) | 2003-01-29 |
Family
ID=19195140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002171029A Pending JP2003027183A (ja) | 2002-06-12 | 2002-06-12 | 鉄基焼結合金製シンクロナイザーリング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003027183A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105452507A (zh) * | 2013-07-26 | 2016-03-30 | 株式会社理研 | 烧结合金制阀导承及其制造方法 |
-
2002
- 2002-06-12 JP JP2002171029A patent/JP2003027183A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105452507A (zh) * | 2013-07-26 | 2016-03-30 | 株式会社理研 | 烧结合金制阀导承及其制造方法 |
| EP3026141A1 (en) * | 2013-07-26 | 2016-06-01 | Kabushiki Kaisha Riken | Valve guide made from sintered alloy, and method for producing same |
| EP3026141A4 (en) * | 2013-07-26 | 2017-03-29 | Kabushiki Kaisha Riken | Valve guide made from sintered alloy, and method for producing same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050607 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051018 |