JP2017101331A - 鉄基焼結摺動部材およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】全体組成が、質量比で、S:0.2〜3.24%、Cu:3〜10%、C:0.2〜2%、残部:Feおよび不可避不純物からなるとともに、硫化物粒子が結晶粒界および結晶粒内に析出し分散する基地と、気孔とからなる金属組織を有し、前記Cが前記基地に与えられ、前記基地は、フェライト、パーライトおよびベイナイトのいずれかひとつ、またはこれらの混合組織、もしくは前記フェライト、パーライトおよびベイナイトのいずれかひとつ、またはこれらの混合組織中に銅相が分散する組織から構成されるとともに、前記硫化物粒子は、基地に対して0.8〜15.0体積%の割合で分散する。
【選択図】なし
Description
Mnを0.03質量%含有する鉄粉末に、硫化鉄粉末(S量:36.47質量%)および銅粉末を用意し、硫化鉄粉末の配合比(割合)を表1に示す割合として添加し、混合して原料粉末を得た。そして、原料粉末を成形圧力600MPaで成形し、外径25.6mm、内径20mm、高さ15mmのリング形状の圧粉体を作製した。次いで、非酸化性ガス雰囲気中、1150℃で焼結して試料番号01〜15の焼結部材を作製した。これらの試料の全体組成を表1に併せて示す。
Mnを0.8質量%含有する鉄粉末に、硫化鉄粉末(S量:36.47質量%)および銅粉末を用意し、硫化鉄粉末の配合比(割合)を表3に示す割合として添加し、混合して原料粉末を得た。そして、第1参考例と同様にして、成形、焼結を行い試料番号16〜30の焼結部材を作製した。これらの試料の全体組成を表3に併せて示す。これらの試料について、第1参考例と同様にして、全硫化物の面積および最大粒径が10μm以上である硫化物の面積が全硫化物の面積に占める割合を測定するとともに、摩擦係数および圧環強さの測定を行った。これらの結果を表4に示す。
Mnを0.03質量%含有する鉄粉末に、硫化鉄粉末(S量:36.47質量%)および銅粉末を用意し、銅粉末の配合比(割合)を表5に示す割合として添加し、混合して原料粉末を得た。そして、第1参考例と同様にして、成形、焼結を行い試料番号31〜40の焼結部材を作製した。これらの試料の全体組成を表5に併せて示す。これらの試料について、第1参考例と同様にして、全硫化物の面積および最大粒径が10μm以上である硫化物の面積が全硫化物の面積に占める割合を測定するとともに、摩擦係数および圧環強さの測定を行った。これらの結果を表6に示す。なお、表5および表6には第1参考例の試料番号06の試料の結果を併せて示す。
Mnを0.03質量%含有する鉄粉末に、硫化銅鉄粉末(S量:33.54質量%)および銅粉末を用意し、硫化銅粉末の配合比(割合)を表7に示す割合として添加し、混合して原料粉末を得た。そして、第1参考例と同様にして、成形、焼結を行い試料番号41〜54の焼結部材を作製した。これらの試料の全体組成を表7に併せて示す。これらの試料について、第1参考例と同様にして、全硫化物の面積および最大粒径が10μm以上である硫化物の面積が全硫化物の面積に占める割合を測定するとともに、摩擦係数および圧環強さの測定を行った。これらの結果を表8に示す。
Mnを0.03質量%含有する鉄粉末に、硫化鉄粉末(S量:36.47質量%)、銅粉末および黒鉛粉末を用意し、硫化鉄粉末の配合比(割合)を表9に示す割合として添加し、混合して原料粉末を得た。そして、第1参考例と同様にして、成形、焼結を行い試料番号55〜64の焼結部材を作製した。これらの試料の全体組成を表9に併せて示す。これらの試料について、第1参考例と同様にして、全硫化物の面積および最大粒径が10μm以上である硫化物の面積が全硫化物の面積に占める割合を測定するとともに、摩擦係数および圧環強さの測定を行った。これらの結果を表10に示す。なお、表9および表10には第1参考例の試料番号06の試料の結果を併せて示す。
第1参考例の試料番号06の試料において、表11に示すように、硫化鉄粉末(S量:36.47質量%)に替えて二硫化モリブデン粉末(S量:40.06質量%)を用いて同量(3質量%)添加した原料粉末を作製し、第1実施例と同様にして、成形、焼結を行い試料番号65の焼結部材を作製した。この試料の全体組成を表11に併せて示す。この試料について、第1参考例と同様にして、全硫化物の面積および最大粒径が10μm以上である硫化物の面積が全硫化物の面積に占める割合を測定するとともに、摩擦係数および圧環強さの測定を行った。これらの結果を表12に示す。なお、表11および表12には第1実施例の試料番号06の試料の結果を併せて示す。
表13に示すように、第1参考例の試料番号06の試料に対してニッケル粉末2質量%を追加して添加した原料粉末を作製し、第1参考例と同様にして、成形、焼結を行い試料番号66の焼結部材を作製した。この試料の全体組成を表13に併せて示す。この試料について、第1参考例と同様にして、全硫化物の面積および最大粒径が10μm以上である硫化物の面積が全硫化物の面積に占める割合を測定するとともに、摩擦係数および圧環強さの測定を行った。これらの結果を表14に示す。なお、表13および表14には第1参考例の試料番号06の試料の結果を併せて示す。
表15に示すように、第1実施例の試料番号59の試料(黒鉛粉末:1質量%)に対して酸化硼素粉末0.5質量%を追加して添加した原料粉末を作製し、第1参考例と同様にして、成形、焼結を行い試料番号67の焼結部材を作製した。この試料の全体組成を表15に併せて示す。この試料について、第1参考例と同様にして、全硫化物の面積および最大粒径が10μm以上である硫化物の面積が全硫化物の面積に占める割合を測定するとともに、摩擦係数および圧環強さの測定を行った。これらの結果を表16に示す。なお、表15および表16には第1実施例の試料番号59の試料の結果を併せて示す。
Claims (10)
- 全体組成が、質量比で、S:0.2〜3.24%、Cu:3〜10%、C:0.2〜2%、残部:Feおよび不可避不純物からなるとともに、硫化物粒子が結晶粒界および結晶粒内に析出し分散する基地と、気孔とからなる金属組織を有し、
前記Cが前記基地に与えられ、
前記基地は、フェライト、パーライトおよびベイナイトのいずれかひとつ、またはこれらの混合組織、もしくは前記フェライト、パーライトおよびベイナイトのいずれかひとつ、またはこれらの混合組織中に銅相が分散する組織から構成されるとともに、
前記硫化物粒子は、基地に対して0.8〜15.0体積%の割合で分散することを特徴とする鉄基焼結摺動部材。 - 全体組成が、質量比で、S:0.2〜3.24%、Cu:3〜10%、C:0.2〜3%、残部:Feおよび不可避不純物からなるとともに、硫化物粒子が結晶粒界および結晶粒内に析出し分散する基地と、気孔とからなる金属組織を有し、
前記Cの一部または全部が気孔中に黒鉛として分散しており、
前記基地は、フェライト、パーライトおよびベイナイトのいずれかひとつ、またはこれらの混合組織、もしくは前記フェライト、パーライトおよびベイナイトのいずれかひとつ、またはこれらの混合組織中に銅相が分散する組織から構成されるとともに、
前記硫化物粒子は、基地に対して0.8〜15.0体積%の割合で分散することを特徴とする鉄基焼結摺動部材。 - 前記硫化物粒子において、円相当径で最大粒径が10μm以上の硫化物粒子の面積が、硫化物粒子全体の面積の30%以上を占めることを特徴とする請求項1または2に記載の鉄基焼結摺動部材。
- 前記不純物にMn:0.02〜1.2質量%を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の鉄基焼結摺動部材。
- NiおよびMoのうちの少なくとも1種を、それぞれ10質量%以下含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の鉄基焼結摺動部材。
- 鉄粉末に、硫化鉄粉末、硫化銅粉末、二硫化モリブデン粉末、および硫化ニッケル粉末のうちの少なくとも1種の金属硫化物粉末を、原料粉末のS量が0.2〜3.24質量%となるよう添加し、銅粉末もしくは銅合金粉末を、原料粉末中のCu量が3〜10質量%となるように添加し、黒鉛粉末を原料粉末に対して0.2〜2質量%添加して混合した原料粉末を用い、押型内で圧粉成形し、得られた成形体を非酸化性雰囲気中、1090〜1300℃で焼結することにより、フェライト、パーライトおよびベイナイトのいずれかひとつ、またはこれらの混合組織、もしくは前記フェライト、パーライトおよびベイナイトのいずれかひとつ、またはこれらの混合組織中に銅相が分散する基地の結晶粒界および結晶粒内に硫化物粒子を析出し、前記Cを前記基地中に与えることを特徴とする鉄基焼結摺動部材の製造方法。
- 鉄粉末に、硫化鉄粉末、硫化銅粉末、二硫化モリブデン粉末、および硫化ニッケル粉末のうちの少なくとも1種の金属硫化物粉末を、原料粉末のS量が0.2〜3.24質量%となるよう添加し、銅粉末もしくは銅合金粉末を、原料粉末中のCu量が3〜10質量%となるように添加し、黒鉛粉末を原料粉末に対して0.2〜2質量%添加して混合した原料粉末を用い、押型内で圧粉成形し、得られた成形体を非酸化性雰囲気中、1090〜1300℃で焼結することにより、フェライト、パーライトおよびベイナイトのいずれかひとつ、またはこれらの混合組織、もしくは前記フェライト、パーライトおよびベイナイトのいずれかひとつ、またはこれらの混合組織中に銅相が分散する基地の結晶粒界および結晶粒内に硫化物粒子を析出し、前記Cの一部または全部を気孔中に黒鉛として分散させることを特徴とする鉄基焼結摺動部材の製造方法。
- 前記鉄粉末に替えてNiおよびMoの少なくとも1種を含有する鉄合金粉末を用い、原料粉末中のNiおよびMoがそれぞれ10質量%以下であることを特徴とする請求項6または7に記載の鉄基焼結摺動部材の製造方法。
- 前記原料粉末に、さらにニッケル粉末を添加するとともに、原料粉末中のNi量が10質量%以下であることを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の鉄基焼結摺動部材の製造方法。
- 前記原料粉末に、硼酸、硼酸化物、硼素の窒化物、硼素のハロゲン化物、硼素の硫化物および硼素の水素化物の粉末のうちの1種以上を0.1〜3.0質量%と、を添加することを特徴とする請求項6〜9のいずれかに記載の鉄基焼結摺動部材の製造方法。
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