JP2733773B2 - ロッカアーム - Google Patents
ロッカアームInfo
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- JP2733773B2 JP2733773B2 JP21584188A JP21584188A JP2733773B2 JP 2733773 B2 JP2733773 B2 JP 2733773B2 JP 21584188 A JP21584188 A JP 21584188A JP 21584188 A JP21584188 A JP 21584188A JP 2733773 B2 JP2733773 B2 JP 2733773B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は耐摩耗性と耐スカッフィング性の高い鋳鉄材
を用いたロッカアームに関する。
を用いたロッカアームに関する。
[従来の技術] カムシャフトやバルブと高面圧で当接するロッカアー
ムは高い耐摩耗性を備えなければならないが、ロッカア
ーム本体又は当接部のチップとしては従来、チル鋳鉄、
鋳鋼、焼結合金などが用いられている。
ムは高い耐摩耗性を備えなければならないが、ロッカア
ーム本体又は当接部のチップとしては従来、チル鋳鉄、
鋳鋼、焼結合金などが用いられている。
[発明が解決しようとする問題点] しかるにこれらの材料で製造されたロッカアームは、
焼結合金の場合、冷間鍛造スチール本体に焼結チップを
ろう付け又は焼着したものであるが、製造コストが高く
なっていた。またチル鋳鉄や鋳鋼の場合、高性能、高負
荷となりつつある昨今のエンジンに用いたとき接触面圧
の増加により著しい摩耗が発生するようになり、これら
従来材程度の耐摩耗性では不十分となりつつある。
焼結合金の場合、冷間鍛造スチール本体に焼結チップを
ろう付け又は焼着したものであるが、製造コストが高く
なっていた。またチル鋳鉄や鋳鋼の場合、高性能、高負
荷となりつつある昨今のエンジンに用いたとき接触面圧
の増加により著しい摩耗が発生するようになり、これら
従来材程度の耐摩耗性では不十分となりつつある。
一方、(Cr・Fe)7C3などの硬質の炭化物を含むために優
れた耐摩耗性を示すことで知られている25〜35%Cr含有
鋳鉄があるが、フェライトが析出する傾向があるために
高回転、高負荷のエンジンに用いた場合はやはり耐摩耗
性に乏しい。
れた耐摩耗性を示すことで知られている25〜35%Cr含有
鋳鉄があるが、フェライトが析出する傾向があるために
高回転、高負荷のエンジンに用いた場合はやはり耐摩耗
性に乏しい。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、成分組成が重量%で、C:2.5〜3.7%、Si:
1.0〜2.0%、Mn:0.5〜1.0%、Cr:10〜20%、Ni:0.3〜0.
7%、P:0.3%以下、S:0.1以下、Ti、Bの少とも1つを
0.1〜1.0%および必要に応じてW、Mo、V、Nb、Ta:1種
又は2種以上で1〜10%、残部Feと不可避的不純物から
なり、パーライト及び/又はマルテンサイト基地中にCr
を主体とする炭化物が均一に析出した鋳鉄材を少なくと
も当接部に用いたロッカアームを提供し前記問題点を解
決するものである。
1.0〜2.0%、Mn:0.5〜1.0%、Cr:10〜20%、Ni:0.3〜0.
7%、P:0.3%以下、S:0.1以下、Ti、Bの少とも1つを
0.1〜1.0%および必要に応じてW、Mo、V、Nb、Ta:1種
又は2種以上で1〜10%、残部Feと不可避的不純物から
なり、パーライト及び/又はマルテンサイト基地中にCr
を主体とする炭化物が均一に析出した鋳鉄材を少なくと
も当接部に用いたロッカアームを提供し前記問題点を解
決するものである。
本発明のロッカアームはカムシャフトやバルブとの当
接部のチップを鋳鉄材で製造してスチール本体やアルミ
本体とろう付け、鋳ぐるみなどの手段により複合化する
こともできるが、望ましくは製造コストを低くするため
にシェル型やロストワックス型などを使ったり鋳造によ
り一体成形される。
接部のチップを鋳鉄材で製造してスチール本体やアルミ
本体とろう付け、鋳ぐるみなどの手段により複合化する
こともできるが、望ましくは製造コストを低くするため
にシェル型やロストワックス型などを使ったり鋳造によ
り一体成形される。
また鋳鉄材は鋳放しでパーライト基地の状態で十分に
優れた耐摩耗性を有するが、焼入れマルテンサイト基地
やパーライトとマルテンサイトの混合基地、あるいは鋳
放し後や焼入後の窒化によって表面に高硬度の窒化化合
物層を形成すればさらに高い耐摩耗性が得られる。
優れた耐摩耗性を有するが、焼入れマルテンサイト基地
やパーライトとマルテンサイトの混合基地、あるいは鋳
放し後や焼入後の窒化によって表面に高硬度の窒化化合
物層を形成すればさらに高い耐摩耗性が得られる。
以下に成分組成を上記の通りに限定した理由を説明す
る。
る。
C成分は基地に固溶してこれを強化し、かつ(Cr・Fe)7
C3などCrを主体とする硬質の炭化物やその他の炭化物を
形成し、耐摩耗性を向上させる作用がある。2.5%未満
では炭化物の析出量が不足して耐摩耗性が得られず、3.
7%を超えると炭化物の析出量が過多となり、相手材に
対する攻撃性が過剰となり、また加工性も悪くなる。
C3などCrを主体とする硬質の炭化物やその他の炭化物を
形成し、耐摩耗性を向上させる作用がある。2.5%未満
では炭化物の析出量が不足して耐摩耗性が得られず、3.
7%を超えると炭化物の析出量が過多となり、相手材に
対する攻撃性が過剰となり、また加工性も悪くなる。
Si成分の添加量は1.0%未満では溶湯の融点が高くな
り鋳込みの際に湯回りが悪くなる。また2.0%を超える
と炭化物の形成を阻害し黒鉛が析出するので耐摩耗性が
低下する。
り鋳込みの際に湯回りが悪くなる。また2.0%を超える
と炭化物の形成を阻害し黒鉛が析出するので耐摩耗性が
低下する。
Mn成分は一部が炭化物を形成し、一部は基地に固溶し
て基地組織のパーライト化を促進すると共に焼入性を向
上させる作用がある。0.5%未満ではこれらの効果が得
られず、1.0%を超えると炭化物の析出量が過多となる
かあるいは基地がマルテンサイトのとき炭化物周辺の基
地の焼戻し脆性を生じさせ、材料を脆化させる。
て基地組織のパーライト化を促進すると共に焼入性を向
上させる作用がある。0.5%未満ではこれらの効果が得
られず、1.0%を超えると炭化物の析出量が過多となる
かあるいは基地がマルテンサイトのとき炭化物周辺の基
地の焼戻し脆性を生じさせ、材料を脆化させる。
Cr成分は基地に固溶してこれを強化すると共に耐熱耐
食性を向上させる。また本発明の鋳鉄材は高Crであるこ
とが特徴であり、(Cr・Fe)7C3などのCrを主体とする炭化
物を形成してこれが高硬度であるために優れた耐摩耗性
を発揮する。10%未満では炭化物の析出量が少なく耐摩
耗性に劣る。また20%を超えると基地がフェライト化し
易くなりやはり耐摩耗性が低下する。
食性を向上させる。また本発明の鋳鉄材は高Crであるこ
とが特徴であり、(Cr・Fe)7C3などのCrを主体とする炭化
物を形成してこれが高硬度であるために優れた耐摩耗性
を発揮する。10%未満では炭化物の析出量が少なく耐摩
耗性に劣る。また20%を超えると基地がフェライト化し
易くなりやはり耐摩耗性が低下する。
Ni成分は基地を緻密にして強化し、また焼入性を向上
させる作用がある。0.3%未満ではこれらの効果が得ら
れず、0.7%を超えると効果が飽和し、かえって経済的
に不利となる。
させる作用がある。0.3%未満ではこれらの効果が得ら
れず、0.7%を超えると効果が飽和し、かえって経済的
に不利となる。
Ti、B成分はこれらのうち1種又は2種を0.1〜1.0%
添加することによって、これらの炭化物を基地中に析出
させ、耐摩耗性を向上させる。0.1%未満ではその効果
が得られず、1.0%を超えると経済的に不利となる。
添加することによって、これらの炭化物を基地中に析出
させ、耐摩耗性を向上させる。0.1%未満ではその効果
が得られず、1.0%を超えると経済的に不利となる。
P成分は0.3%以下、S成分は0.1%以下とするが、と
もにこれらの範囲を超えると材料を脆化させる。
もにこれらの範囲を超えると材料を脆化させる。
本発明の鋳鉄材は以上の成分と残部Fe及び鋳鉄として
通常含まれる不可避的成分からロッカアームあるいはロ
ッカアームのチップとして製造すれば鋳放しの状態でパ
ーライト基地となり、さらに焼入れによるマルテンサイ
ト基地あるいは窒化処理による表面硬化によってカムや
バルブとの良好な摺動性が得られる。しかし、これら相
手材との摺動環境によってさらに高い耐摩耗性が必要と
なれば、W、Mo、V、Nb、Taなどの炭化物形成元素を任
意に1種又は2種以上で1〜10%含有させる。1%以下
では耐摩耗性向上の効果がなく、10%を超えると経済的
に不利となる。
通常含まれる不可避的成分からロッカアームあるいはロ
ッカアームのチップとして製造すれば鋳放しの状態でパ
ーライト基地となり、さらに焼入れによるマルテンサイ
ト基地あるいは窒化処理による表面硬化によってカムや
バルブとの良好な摺動性が得られる。しかし、これら相
手材との摺動環境によってさらに高い耐摩耗性が必要と
なれば、W、Mo、V、Nb、Taなどの炭化物形成元素を任
意に1種又は2種以上で1〜10%含有させる。1%以下
では耐摩耗性向上の効果がなく、10%を超えると経済的
に不利となる。
[実施例] 以下、本発明を実施例により説明する。
(試験方法) 配合組成を変えた1450〜1550℃の溶湯をロストワック
ス型に鋳込んで第1表に示すNo.1〜12の組成の本発明鋳
鉄材とNo.13〜16の組成の比較鋳鉄材からなるロッカシ
ャフト式のロッカアームを製造した。(比較材において
は×印を付した部分で本発明の成分組成範囲から外れて
いる。) これらについて、鋳放しのもの、全面に900℃×60分
で油焼入れしたもの、焼入れ後に580℃×90分で塩浴軟
窒化したものを用意し、基地組織観察、硬度の測定、実
機耐久試験を行った。耐久試験は各々のロッカアームを
4気筒OHCエンジンに、ノーズ部をチル化した鋳鉄カム
シャフト(C:3.3、Si:2.2、Mn:0.75、P:0.18、S:0.06、
Cu:0.21、Cr:0.85、Mo:0.19、B:0.04、Fe:残り、以上重
量%)とともに組込み、使用オイル:SAE10W、回転数:10
00rpm、試験時間:200時間の条件で運転を行ない、供試
材であるロッカアームのパッド面の摩耗量および相手材
であるカムシャフトのノーズ面の摩耗量を測定した。
ス型に鋳込んで第1表に示すNo.1〜12の組成の本発明鋳
鉄材とNo.13〜16の組成の比較鋳鉄材からなるロッカシ
ャフト式のロッカアームを製造した。(比較材において
は×印を付した部分で本発明の成分組成範囲から外れて
いる。) これらについて、鋳放しのもの、全面に900℃×60分
で油焼入れしたもの、焼入れ後に580℃×90分で塩浴軟
窒化したものを用意し、基地組織観察、硬度の測定、実
機耐久試験を行った。耐久試験は各々のロッカアームを
4気筒OHCエンジンに、ノーズ部をチル化した鋳鉄カム
シャフト(C:3.3、Si:2.2、Mn:0.75、P:0.18、S:0.06、
Cu:0.21、Cr:0.85、Mo:0.19、B:0.04、Fe:残り、以上重
量%)とともに組込み、使用オイル:SAE10W、回転数:10
00rpm、試験時間:200時間の条件で運転を行ない、供試
材であるロッカアームのパッド面の摩耗量および相手材
であるカムシャフトのノーズ面の摩耗量を測定した。
(試験結果) 第1表に示す測定結果からわかるように、比較材にお
いてはロッカアーム自体と相手材であるカムシャフトの
うちいずれか一方あるいは両者の摩耗量が多く、スカッ
フィングを発生したものもあるのに対して、本発明材に
おいてはロッカアームの摩耗量が少なく、またカムシャ
フトの摩耗量も比較的少ない。
いてはロッカアーム自体と相手材であるカムシャフトの
うちいずれか一方あるいは両者の摩耗量が多く、スカッ
フィングを発生したものもあるのに対して、本発明材に
おいてはロッカアームの摩耗量が少なく、またカムシャ
フトの摩耗量も比較的少ない。
また基地硬さについては本発明材で焼入れを行なった
ものはHRC62以上を示し、焼入れ後の窒化により焼戻し
されたものは基地が軟化するが、表面の窒化層は周知の
如く著しく硬くなる。
ものはHRC62以上を示し、焼入れ後の窒化により焼戻し
されたものは基地が軟化するが、表面の窒化層は周知の
如く著しく硬くなる。
なお第1表の基地組織についてはパーライトはP、マ
ルテンサイトはM、フェライトはFで表わした。P+F
はパーライトとフェライトの混合である。
ルテンサイトはM、フェライトはFで表わした。P+F
はパーライトとフェライトの混合である。
[発明の効果] 上述のように本発明のロッカアームは優れた耐摩耗
性、耐スカッフィング性を有し、特に高負荷のかかるエ
ンジンに使用した場合に優れた性能を発揮する。
性、耐スカッフィング性を有し、特に高負荷のかかるエ
ンジンに使用した場合に優れた性能を発揮する。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−36643(JP,A) 特開 昭60−125349(JP,A) 特開 昭59−35659(JP,A) 特開 昭61−119657(JP,A) 特開 昭61−6253(JP,A) 特開 昭57−116113(JP,A) 特開 昭62−50447(JP,A)
Claims (2)
- 【請求項1】成分組成が重量%で、C:2.5〜3.7%、Si:
1.0〜2.0%、Mn:0.5〜1.0%、Cr:10〜20%、Ni:0.3〜0.
7%、Ti、Bのうち1種又は2種で0.1〜1.0%、P:0.3%
以下、S:0.1%以下、残部Feと不可避的不純物からな
り、パーライト及び/又はマルテンサイト基地中にCrを
主体とする炭化物が均一に析出した鋳鉄材を少なくとも
当接部に用いたロッカアーム。 - 【請求項2】成分組成が重量%で、C:2.5〜3.7%、Si:
1.0〜2.0%、Mn:0.5〜1.0%、Cr:10〜20%、Ni:0.3〜0.
7%、Ti、Bのうち1種又は2種で0.1〜1.0%、及び
W、Mo、V、Nb、Ta:1種又は2種以上で1〜10%、P:0.
3%以下、S:0.1%以下、残部Feと不可避的不純物からな
り、パーライト及び/又はマルテンサイト基地中にCrを
主体とする炭化物が均一に析出した鋳鉄材を少なくとも
当接部に用いたロッカアーム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21584188A JP2733773B2 (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | ロッカアーム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21584188A JP2733773B2 (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | ロッカアーム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0264208A JPH0264208A (ja) | 1990-03-05 |
JP2733773B2 true JP2733773B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=16679153
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21584188A Expired - Fee Related JP2733773B2 (ja) | 1988-08-30 | 1988-08-30 | ロッカアーム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2733773B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2541092B2 (ja) * | 1993-02-12 | 1996-10-09 | 株式会社栗本鐵工所 | 肉厚大型などの耐摩耗鋳鉄材の製造方法 |
JP3440008B2 (ja) * | 1998-11-18 | 2003-08-25 | 日本ピストンリング株式会社 | 焼結部材 |
JP2007267052A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Hitachi Metals Ltd | 非可逆回路素子 |
-
1988
- 1988-08-30 JP JP21584188A patent/JP2733773B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0264208A (ja) | 1990-03-05 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |