JP2757340B2 - 浸ほう素処理摺動部材およびその製造方法 - Google Patents
浸ほう素処理摺動部材およびその製造方法Info
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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、浸ほう素処理摺動部材およびその製造方法
に関するものであり、さらに詳しく述べるならば、一部
の面が浸ほう素処理された焼結摺動部材およびその製法
に関するものである。
に関するものであり、さらに詳しく述べるならば、一部
の面が浸ほう素処理された焼結摺動部材およびその製法
に関するものである。
（従来の技術） 鉄鋼材料の浸ほう素処理は従来圧延、鍛造、押出し、
鋳造などの溶解工程を経た材料を対象として、耐摩耗
性、耐酸化性、耐食性などを改善する表面処理として、
広く行われてきた。浸ほう素処理はこれらの優れた特性
を発揮する反面、ほう化物が硬くて脆いことによる脆化
が起こすことが弱点である。特に、処理層の表面には、
FeBの非常に脆い層ができやすい。このFeBはクラックを
すぐ発生してしまったり脆化を起こすので、FeBが発生
してしまうと摺動材として使用するには問題がある。
鋳造などの溶解工程を経た材料を対象として、耐摩耗
性、耐酸化性、耐食性などを改善する表面処理として、
広く行われてきた。浸ほう素処理はこれらの優れた特性
を発揮する反面、ほう化物が硬くて脆いことによる脆化
が起こすことが弱点である。特に、処理層の表面には、
FeBの非常に脆い層ができやすい。このFeBはクラックを
すぐ発生してしまったり脆化を起こすので、FeBが発生
してしまうと摺動材として使用するには問題がある。
焼結材は一般にそのまま使用されるが、焼結の付帯処
理として、圧延、伸線、スェージング、鍛圧、サイジン
グあるいはコイニング（型の中で焼結材を再圧延する方
法）などの後処理が行われることがあるが（改訂増補粉
末冶金学、標準金属講座、コロナ社、昭和55年発行12
版、第105〜106頁）、焼結材の表面処理は一般的ではな
い。
理として、圧延、伸線、スェージング、鍛圧、サイジン
グあるいはコイニング（型の中で焼結材を再圧延する方
法）などの後処理が行われることがあるが（改訂増補粉
末冶金学、標準金属講座、コロナ社、昭和55年発行12
版、第105〜106頁）、焼結材の表面処理は一般的ではな
い。
焼結材料の表面処理の従来技術を概観すると、MPIF
（Metal Powder Federation）材料規格FN−0200−Ｔな
どのように肌焼可能な材料もある（改訂２版、金属デー
タブック、丸善株式会社昭和59年１月30日発行、第232
〜233頁）。この材料はNiを添加しまた密度が7.2〜7.6
と比較的高いことに特徴がある。さらに、日本粉末冶金
工業会規格JPMA1のSMF2種は浸炭処理可能な材料である
（前掲、金属データブック、第236頁）。この材料は３
％以下添加されるCuが気孔を消失させることが浸炭性を
付与している。
（Metal Powder Federation）材料規格FN−0200−Ｔな
どのように肌焼可能な材料もある（改訂２版、金属デー
タブック、丸善株式会社昭和59年１月30日発行、第232
〜233頁）。この材料はNiを添加しまた密度が7.2〜7.6
と比較的高いことに特徴がある。さらに、日本粉末冶金
工業会規格JPMA1のSMF2種は浸炭処理可能な材料である
（前掲、金属データブック、第236頁）。この材料は３
％以下添加されるCuが気孔を消失させることが浸炭性を
付与している。
一方、浸ほう素処理に関する特許文献としては、特開
昭60−21371号があるが、この技術はCr粉末を入れた金
属容器を加圧し、Cr粉末を焼結する際に製造条件を制御
して、ピンホールのない真密度の焼結体を形成し、その
後、機械加工で焼結体の容器等の面削した素材、すなわ
ち、空孔のない素材に浸ほう素処理するものであって、
空孔をもつCr焼結材料に直接浸ほう素処理する方法では
ない。
昭60−21371号があるが、この技術はCr粉末を入れた金
属容器を加圧し、Cr粉末を焼結する際に製造条件を制御
して、ピンホールのない真密度の焼結体を形成し、その
後、機械加工で焼結体の容器等の面削した素材、すなわ
ち、空孔のない素材に浸ほう素処理するものであって、
空孔をもつCr焼結材料に直接浸ほう素処理する方法では
ない。
（発明が解決しようとする課題） 従来、肌焼や浸炭などが可能な焼結材は公知である
が、かかる材料に肌焼などをすると全面が硬化されるこ
とになり、筒状部品の内面など、一部の面に処理を行う
ことは出来ない。
が、かかる材料に肌焼などをすると全面が硬化されるこ
とになり、筒状部品の内面など、一部の面に処理を行う
ことは出来ない。
本発明者らは、空孔率が高い管状焼結材料の内面に直
接浸ほう素処理したところ、一般的なガス量を発生させ
る処理条件ではほう素ガスが空孔を通して外面に向かっ
て流れ洩れてしまうために、ほう素化自体ができず、当
然所望の内面には処理層ができなかった。また、多量の
ガスを発生させて処理したり焼結材全体に浸ほう素処理
をしたところ、表面のみならず、焼結体の内部にもほう
素化がなされ、しかも焼結材の内部における空孔表面に
非常に脆いFeBが相当量発生するなど、焼結材全体のほ
う素化による脆化が起こることが分かった。
接浸ほう素処理したところ、一般的なガス量を発生させ
る処理条件ではほう素ガスが空孔を通して外面に向かっ
て流れ洩れてしまうために、ほう素化自体ができず、当
然所望の内面には処理層ができなかった。また、多量の
ガスを発生させて処理したり焼結材全体に浸ほう素処理
をしたところ、表面のみならず、焼結体の内部にもほう
素化がなされ、しかも焼結材の内部における空孔表面に
非常に脆いFeBが相当量発生するなど、焼結材全体のほ
う素化による脆化が起こることが分かった。
したがって、本発明は、所望の面のみにのみほう化物
層が形成され、また表面特性とともに強度、耐荷重性や
クッション性が優れた浸ほう素処理焼結摺動部材を提供
することを目的とする。また、本発明はかかる摺動部材
を製造する方法を提供することも目的とする。
層が形成され、また表面特性とともに強度、耐荷重性や
クッション性が優れた浸ほう素処理焼結摺動部材を提供
することを目的とする。また、本発明はかかる摺動部材
を製造する方法を提供することも目的とする。
（課題を解決するための手段） 本発明にかかる浸ほう素処理焼結摺動部材は、管状も
しくは筒状あるいは板状焼結材料からなる摺動部材にお
いて、該焼結材料が、管もしくは筒の内面もしくは外面
あるいは板の一面に厚さが0.1〜2mmでかつ多孔率が２〜
５％の表面領域を有し、かつこの表面側に厚さが10〜15
0μｍのほう化物が形成されており、一方、前記表面領
域以外は該表面領域より高い６〜30％多孔率をもちかつ
ほう化物が形成されていないことを特徴とする耐摩耗
性、耐荷重性及びクッション性にすぐれたことを特徴と
する。
しくは筒状あるいは板状焼結材料からなる摺動部材にお
いて、該焼結材料が、管もしくは筒の内面もしくは外面
あるいは板の一面に厚さが0.1〜2mmでかつ多孔率が２〜
５％の表面領域を有し、かつこの表面側に厚さが10〜15
0μｍのほう化物が形成されており、一方、前記表面領
域以外は該表面領域より高い６〜30％多孔率をもちかつ
ほう化物が形成されていないことを特徴とする耐摩耗
性、耐荷重性及びクッション性にすぐれたことを特徴と
する。
本発明にかかる方法は、空孔率が６〜30％の管状もし
くは筒状あるいは板状焼結材料を調製する工程、該焼結
材料の管もしくは筒の内面もしくは外面あるいは板の一
面を加圧して、その表面側の0.1〜2mmの多孔率を２〜５
％とする工程、少なくとも前記加圧面を浸ほう素処理剤
と接触させて前記管の内面もしくは外面にあるいは板の
一面のみにほう化物を10〜150μｍの厚さで形成する浸
ほう素処理層形成工程、の各工程から構成されているこ
とを特徴とする。
くは筒状あるいは板状焼結材料を調製する工程、該焼結
材料の管もしくは筒の内面もしくは外面あるいは板の一
面を加圧して、その表面側の0.1〜2mmの多孔率を２〜５
％とする工程、少なくとも前記加圧面を浸ほう素処理剤
と接触させて前記管の内面もしくは外面にあるいは板の
一面のみにほう化物を10〜150μｍの厚さで形成する浸
ほう素処理層形成工程、の各工程から構成されているこ
とを特徴とする。
以下、本発明の構成を詳しく説明する。
本発明の浸ほう素処理される母材は、焼結鉄、あるい
は、鉄−炭素系・鉄−炭素−銅系・鉄−ニッケル系・鉄
−ニッケル−銅系・鉄−マンガン系・鉄−炭素−マンガ
ン系の焼結材やこれらに硫黄を添加した焼結材などの各
種材料であってよい。浸ほう素処理法は、固体法、液体
法、ガス法などの公知の方法はいずれも採用可能である
が、固体法が特に好ましい。浸ほう素処理により形成さ
れるほう化物層は、管状部材の内面または外面、板の一
面などの耐摩耗性を付与する必要がある面に薄く形成さ
れる。相手材と摺動せず、摺動特性が要求されない焼結
材料の面にはほう化物層を形成せず、脆いほう化物層が
存在することによる疲労強度の低下などをできるだけ少
なくするとよい。
は、鉄−炭素系・鉄−炭素−銅系・鉄−ニッケル系・鉄
−ニッケル−銅系・鉄−マンガン系・鉄−炭素−マンガ
ン系の焼結材やこれらに硫黄を添加した焼結材などの各
種材料であってよい。浸ほう素処理法は、固体法、液体
法、ガス法などの公知の方法はいずれも採用可能である
が、固体法が特に好ましい。浸ほう素処理により形成さ
れるほう化物層は、管状部材の内面または外面、板の一
面などの耐摩耗性を付与する必要がある面に薄く形成さ
れる。相手材と摺動せず、摺動特性が要求されない焼結
材料の面にはほう化物層を形成せず、脆いほう化物層が
存在することによる疲労強度の低下などをできるだけ少
なくするとよい。
本発明の摺動部材の表面領域は、内部領域より多孔率
が小さくかつ５％以下としてある。これは、表面領域の
多孔率が５％を超えると処理ガスが内部領域に洩れてし
まい、所望の面にほう素化ができないか、ほう素化が内
部領域の深部まであるいは全体にまで及び内部に脆いFe
Bが広い範囲で形成されることとなり摺動部材の脆化が
起こることを避けるためである。また、表面領域の多孔
率と内部領域の多孔率が同じ場合には、摺動材として使
用されると、浸ほう素処理された部分に応力が集中しや
すくなり耐荷重能が不充分となったり、多孔率によって
は内部領域の脆化が発生しやすくなる。すなわち、最表
面領域の多孔率は、内部領域より多孔率が小さいこと５
％以下の両方を満足する必要がある。
が小さくかつ５％以下としてある。これは、表面領域の
多孔率が５％を超えると処理ガスが内部領域に洩れてし
まい、所望の面にほう素化ができないか、ほう素化が内
部領域の深部まであるいは全体にまで及び内部に脆いFe
Bが広い範囲で形成されることとなり摺動部材の脆化が
起こることを避けるためである。また、表面領域の多孔
率と内部領域の多孔率が同じ場合には、摺動材として使
用されると、浸ほう素処理された部分に応力が集中しや
すくなり耐荷重能が不充分となったり、多孔率によって
は内部領域の脆化が発生しやすくなる。すなわち、最表
面領域の多孔率は、内部領域より多孔率が小さいこと５
％以下の両方を満足する必要がある。
ここで、表面領域の多孔率を２％以上とする。これ
は、多孔率が２〜５％の範囲ではガスの洩れは微量とな
り上述のようにほう素化できると同時に、この洩れたガ
スが最表面の近傍の空孔に充満し、浸ほう素処理速度を
初期段階で早めることができるからである。しかも、浸
ほう素処理はほう化物の形成による若干の焼結材料の膨
張を伴うので、浸ほう素処理の後期には空孔が次第に狭
くなる傾向にあり洩れはさらに少なくなり内部領域での
ほう素化を抑制するようになる。もちろん、本発明では
内部領域の多孔率が表面領域よりも高く構成してあるた
めに、表面領域から内部領域へ洩れたガスは内部領域か
ら焼結体の外部へ排出でき、一層内部領域でのほう素化
を抑制できることとなる。また、多孔率を２％以上とす
ると、表面領域の製造上の利点として、領域形成工程で
少ない加圧ですむことがあり、複雑で高価な設備を必要
とせずに多孔率を減少させることが容易にできる。
は、多孔率が２〜５％の範囲ではガスの洩れは微量とな
り上述のようにほう素化できると同時に、この洩れたガ
スが最表面の近傍の空孔に充満し、浸ほう素処理速度を
初期段階で早めることができるからである。しかも、浸
ほう素処理はほう化物の形成による若干の焼結材料の膨
張を伴うので、浸ほう素処理の後期には空孔が次第に狭
くなる傾向にあり洩れはさらに少なくなり内部領域での
ほう素化を抑制するようになる。もちろん、本発明では
内部領域の多孔率が表面領域よりも高く構成してあるた
めに、表面領域から内部領域へ洩れたガスは内部領域か
ら焼結体の外部へ排出でき、一層内部領域でのほう素化
を抑制できることとなる。また、多孔率を２％以上とす
ると、表面領域の製造上の利点として、領域形成工程で
少ない加圧ですむことがあり、複雑で高価な設備を必要
とせずに多孔率を減少させることが容易にできる。
ほう化物層は、通常、最表面に形成される脆いFeBの
一部を研磨などにより数μｍ除去した後、浸ほう素処理
焼結材を摺動部材として使用する。また、本出願人が特
願昭63−181671号で提案したように、FeBを研磨等で除
去し、Fe2BとFe3Bの２相混合組織が表れるようにしても
良い。ほう化物層の厚みは、10〜150μｍである。この
厚みが10μｍ未満では摺動部材の耐摩耗性が十分ではな
く、一方150μｍを超えると脆いFeBが多重に生成した
り、処理による摺動部材の形状変形が発生したりするこ
ともあり、ほう化物層の内部での強度劣化が起こりやす
くなる。特に好ましいほう化物層の厚みは30〜100μｍ
である。そして、ほう化物層の厚さに対し、表面領域の
厚さを大きくすると、表面領域にほう化物のない残余部
分（以下「非ほう化表面領域」と言う）ができることと
なり、ほう化物を含んだ表面領域が実質的に一体となっ
て応力集中を回避し、応力を多孔率の高い内部領域に分
散させることとなる。
一部を研磨などにより数μｍ除去した後、浸ほう素処理
焼結材を摺動部材として使用する。また、本出願人が特
願昭63−181671号で提案したように、FeBを研磨等で除
去し、Fe2BとFe3Bの２相混合組織が表れるようにしても
良い。ほう化物層の厚みは、10〜150μｍである。この
厚みが10μｍ未満では摺動部材の耐摩耗性が十分ではな
く、一方150μｍを超えると脆いFeBが多重に生成した
り、処理による摺動部材の形状変形が発生したりするこ
ともあり、ほう化物層の内部での強度劣化が起こりやす
くなる。特に好ましいほう化物層の厚みは30〜100μｍ
である。そして、ほう化物層の厚さに対し、表面領域の
厚さを大きくすると、表面領域にほう化物のない残余部
分（以下「非ほう化表面領域」と言う）ができることと
なり、ほう化物を含んだ表面領域が実質的に一体となっ
て応力集中を回避し、応力を多孔率の高い内部領域に分
散させることとなる。
表面領域の厚さを0.1〜1mmとし、より好ましくは0.2
〜0.6mmの厚さにするとよい。特に0.5mm前後とするとよ
い。
〜0.6mmの厚さにするとよい。特に0.5mm前後とするとよ
い。
内部領域の表面領域側（以下「中間多孔率領域」と言
う）は表面領域に向かって連続的に減少するように構成
すると、接合性や荷重吸収能あるいはガス排出性等の点
で好ましく、摺動特性の向上に寄与するとともに、製造
上も好ましくなる。そして、中間多孔率領域は内部領域
と協同して耐荷重能の向上を一層図ることができる。こ
の中間多孔率領域の厚さは0.5〜1.5mmとするとよい。ま
た、表面領域と中間多孔率領域の合計の厚さは2mm以下
とするとよい。特に、内部領域の多孔率が大きい場合
は、応力を中間多孔率領域に平均化させるために、多孔
率が前記した平均値と最表面領域の中間多孔率領域を積
極的に利用する。中間多孔率領域は例えば厚みが0.5〜
1.5mmの広がりを持ち、その多孔率は例えば６〜15％で
あることが好ましい。
う）は表面領域に向かって連続的に減少するように構成
すると、接合性や荷重吸収能あるいはガス排出性等の点
で好ましく、摺動特性の向上に寄与するとともに、製造
上も好ましくなる。そして、中間多孔率領域は内部領域
と協同して耐荷重能の向上を一層図ることができる。こ
の中間多孔率領域の厚さは0.5〜1.5mmとするとよい。ま
た、表面領域と中間多孔率領域の合計の厚さは2mm以下
とするとよい。特に、内部領域の多孔率が大きい場合
は、応力を中間多孔率領域に平均化させるために、多孔
率が前記した平均値と最表面領域の中間多孔率領域を積
極的に利用する。中間多孔率領域は例えば厚みが0.5〜
1.5mmの広がりを持ち、その多孔率は例えば６〜15％で
あることが好ましい。
中間多孔率領域の多孔率は表面領域より高く、空孔を
多くしてほう化を避けるとともに、空孔が荷重を吸収す
るクッションとして作用することを利用して、表面の浸
ほう素処理層に応力集中が発生するのを避け、摺動部材
全体としての耐荷重能を向上させ、優れた摺動特性を発
揮することができるように設定される。一方、内部領域
でほう化が起こると、表面処理本来の目的でない、不所
望の部分でほう化物が形成されるのみならず、内部領域
で空孔の表面に形成される脆いFeBは研磨により除去で
きないので、脆化が進行する。このように空孔表面がFe
B化されている摺動部材が荷重を受けると、空孔の表面
が欠けることになり、耐荷重性が低下する。
多くしてほう化を避けるとともに、空孔が荷重を吸収す
るクッションとして作用することを利用して、表面の浸
ほう素処理層に応力集中が発生するのを避け、摺動部材
全体としての耐荷重能を向上させ、優れた摺動特性を発
揮することができるように設定される。一方、内部領域
でほう化が起こると、表面処理本来の目的でない、不所
望の部分でほう化物が形成されるのみならず、内部領域
で空孔の表面に形成される脆いFeBは研磨により除去で
きないので、脆化が進行する。このように空孔表面がFe
B化されている摺動部材が荷重を受けると、空孔の表面
が欠けることになり、耐荷重性が低下する。
内部領域の多孔率は６％以上である。多孔率が６％未
満ではクッション作用が不十分であり、また高密度焼結
材を得るための粉末冶金的条件が厳しくなる。一方多孔
率が通常の焼結材工業製品の最低密度に相当する30％以
上では強度が低下して、摺動部材として不適になる。な
お、上記した内部領域の多孔率は表面領域と接する境界
から浸ほう素処理反対面までの平均多孔率を指す。
満ではクッション作用が不十分であり、また高密度焼結
材を得るための粉末冶金的条件が厳しくなる。一方多孔
率が通常の焼結材工業製品の最低密度に相当する30％以
上では強度が低下して、摺動部材として不適になる。な
お、上記した内部領域の多孔率は表面領域と接する境界
から浸ほう素処理反対面までの平均多孔率を指す。
本発明においては、好ましくは、ほう化物は表面領域
より薄く、ほう化物が形成されない表面領域が残るよう
にほう化物の形成深さをコントロールする。このよう
に、表面から順にほう化物相、ほう化物が形成されない
表面領域（以下、「非ほう化表面領域」と言う）、内部
領域が配列されるように層構造をコントロールした摺動
部材が荷重を受けると、非ほう化表面領域が全体として
荷重を内部領域に一様に伝達し、耐荷重性や強度が高め
られる。すなわち、非ほう化表面領域は高密度であるの
で、応力集中を招く低強度部分をもたず、全体が荷重を
受け、これを内部領域に伝達する。一方、表面領域と内
部領域の界面は、脆い層である前者と低強度層である後
者が接している場所であるから荷重にさらされた時に応
力集中が起こりやすく、後者に局部的に荷重が伝達さ
れ、容易にその破壊を起こすことがある。
より薄く、ほう化物が形成されない表面領域が残るよう
にほう化物の形成深さをコントロールする。このよう
に、表面から順にほう化物相、ほう化物が形成されない
表面領域（以下、「非ほう化表面領域」と言う）、内部
領域が配列されるように層構造をコントロールした摺動
部材が荷重を受けると、非ほう化表面領域が全体として
荷重を内部領域に一様に伝達し、耐荷重性や強度が高め
られる。すなわち、非ほう化表面領域は高密度であるの
で、応力集中を招く低強度部分をもたず、全体が荷重を
受け、これを内部領域に伝達する。一方、表面領域と内
部領域の界面は、脆い層である前者と低強度層である後
者が接している場所であるから荷重にさらされた時に応
力集中が起こりやすく、後者に局部的に荷重が伝達さ
れ、容易にその破壊を起こすことがある。
上記のように表面領域と内部領域で多孔率が異なる焼
結材を作るには、通常の方法で焼結を行い、多孔率が全
体としてほぼ均一な焼結体を一旦作った後、表面の空孔
を縮小する。具体的な空孔縮小手段としてはロール、
型、回転円盤ダイス等任意の方法であってよいが、治具
の寿命などからサイジングが最も一般的である。サイジ
ングは被加工物の寸法を３〜10％程度減少させるように
行うことが好ましい。サイジングによる寸法減少量が３
％以下では空孔減少の効果が少なく、一方10％を超える
と加工が困難となる。サイジングのための加工法は被加
工物の形状によって異なり、例えば筒状のものの内面を
空孔縮小処理する時は、先端にテーパがついたマンドレ
ル状の型で被加工物の内面をしごき、逆に外面を処理す
る時は筒状のダイスで外面をしごくようにする。
結材を作るには、通常の方法で焼結を行い、多孔率が全
体としてほぼ均一な焼結体を一旦作った後、表面の空孔
を縮小する。具体的な空孔縮小手段としてはロール、
型、回転円盤ダイス等任意の方法であってよいが、治具
の寿命などからサイジングが最も一般的である。サイジ
ングは被加工物の寸法を３〜10％程度減少させるように
行うことが好ましい。サイジングによる寸法減少量が３
％以下では空孔減少の効果が少なく、一方10％を超える
と加工が困難となる。サイジングのための加工法は被加
工物の形状によって異なり、例えば筒状のものの内面を
空孔縮小処理する時は、先端にテーパがついたマンドレ
ル状の型で被加工物の内面をしごき、逆に外面を処理す
る時は筒状のダイスで外面をしごくようにする。
（作用） 最表面領域と内部領域の多孔率を上記のように設定す
ることにより、焼結材料の浸ほう素処理が可能になり、
また浸ほう素処理の一般的欠点でありまた焼結材におい
て特に有害になる脆化を避けることができる。
ることにより、焼結材料の浸ほう素処理が可能になり、
また浸ほう素処理の一般的欠点でありまた焼結材におい
て特に有害になる脆化を避けることができる。
以下、実施例によりさらに本発明を詳しく説明する。
（実施例） JPMA機械構造部品焼結材料規格、鉄−炭素系３種、SM
F3030を通常の方法で焼結し、多孔率が異なる焼結材を
調製した。焼結材の密度は7.0g/cm3（多孔率16％に相
当）、内径が20mm、外径が40mmの筒状焼結体を製造し
た。この焼結体の内面をサイジングして、内径を19.2mm
にした。すなわち、サイジング代は0.8mm、サイジング
率は４％であった。その後、焼結材を900℃で１時間浸
ほう素処理した。浸ほう素処理剤は、B4C:3〜20部、Si
C:50〜80部、C:10〜30部、ほうふっ化カリウム:0.5〜７
部からなる混合粉末を使用した。この混合粉末を、被処
理面にのみ接触させ、浸ほう素処理を行った。この処理
後最表面のFeBの一部を研磨した状態で空孔およびほう
化物層の状態を図１に模式的に示す。図中、１は表面領
域（厚みが0.5mm）、1bは非ほう化表面領域、２は内部
領域、2aは中間多孔率領域、2bは中間多孔率領域よりも
多孔率が高い領域、３は空孔、ハッチング部分はほう化
物層1aである。ほう化物層1aは母材との界面がギザギザ
した状態であり、その凹凸の平均位置で厚みを測定し
た。
F3030を通常の方法で焼結し、多孔率が異なる焼結材を
調製した。焼結材の密度は7.0g/cm3（多孔率16％に相
当）、内径が20mm、外径が40mmの筒状焼結体を製造し
た。この焼結体の内面をサイジングして、内径を19.2mm
にした。すなわち、サイジング代は0.8mm、サイジング
率は４％であった。その後、焼結材を900℃で１時間浸
ほう素処理した。浸ほう素処理剤は、B4C:3〜20部、Si
C:50〜80部、C:10〜30部、ほうふっ化カリウム:0.5〜７
部からなる混合粉末を使用した。この混合粉末を、被処
理面にのみ接触させ、浸ほう素処理を行った。この処理
後最表面のFeBの一部を研磨した状態で空孔およびほう
化物層の状態を図１に模式的に示す。図中、１は表面領
域（厚みが0.5mm）、1bは非ほう化表面領域、２は内部
領域、2aは中間多孔率領域、2bは中間多孔率領域よりも
多孔率が高い領域、３は空孔、ハッチング部分はほう化
物層1aである。ほう化物層1aは母材との界面がギザギザ
した状態であり、その凹凸の平均位置で厚みを測定し
た。
実施例１ 表面領域１（0.5mm）の多孔率は４％、内部領域2bの
多孔率は16％、中間多孔率領域2a（厚み1.0mm）の中央
における多孔率は７％とした。サイジングの影響を受け
た部分では空孔は圧着されるかあるいは長細い形状に変
形縮小されていた。この結果、最表面領域１と中間多孔
率領域2aでは多孔率が減少した。ほう化物層の平均厚み
は50μｍであった。
多孔率は16％、中間多孔率領域2a（厚み1.0mm）の中央
における多孔率は７％とした。サイジングの影響を受け
た部分では空孔は圧着されるかあるいは長細い形状に変
形縮小されていた。この結果、最表面領域１と中間多孔
率領域2aでは多孔率が減少した。ほう化物層の平均厚み
は50μｍであった。
第１図に相当する金属顕微鏡組織写真を第２図（100
倍）および第３図（400倍）に示す。焼結材の表面にほ
う化物層が形成されていることが明らかである。
倍）および第３図（400倍）に示す。焼結材の表面にほ
う化物層が形成されていることが明らかである。
実施例２ 表面領域１（0.5mm）の多孔率は２％、内部領域2bの
多孔率は16％、中間多孔率領域2a（厚み1mm）の多孔率
は６〜15％とし、厚みが80μｍのほう化物層1aを形成し
た。
多孔率は16％、中間多孔率領域2a（厚み1mm）の多孔率
は６〜15％とし、厚みが80μｍのほう化物層1aを形成し
た。
また、上述の好ましい条件で浸ほう素処理を行い所期
の結果を得ることができた。
の結果を得ることができた。
（発明の効果） 本発明によれば、焼結材の一部の面に浸ほう素処理を
することができ、耐摩耗性、耐酸化性、耐荷重性、耐疲
労性に優れた焼結摺動部材を提供することができる。
することができ、耐摩耗性、耐酸化性、耐荷重性、耐疲
労性に優れた焼結摺動部材を提供することができる。
第１図は本発明の実施例１の焼結摺動部材の浸ほう素処
理された表面の模式図、第２図および第３図は実施例の
浸ほう素処理表面の金属顕微鏡組織写真である。 １……表面領域 1a……ほう化物層 1b……非ほう化表面領域 ２……内部領域 2a……中間多孔率領域 ３……空孔
理された表面の模式図、第２図および第３図は実施例の
浸ほう素処理表面の金属顕微鏡組織写真である。 １……表面領域 1a……ほう化物層 1b……非ほう化表面領域 ２……内部領域 2a……中間多孔率領域 ３……空孔
Claims (2)
- 【請求項１】管状もしくは筒状あるいは板状焼結材料か
らなる摺動部材において、該焼結材料が、管もしくは筒
の内面もしくは外面あるいは板の一面に厚さが0.1〜2mm
でかつ多孔率が２〜５％の表面領域を有し、かつこの表
面側に厚さが10〜150μｍのほう化物が形成されてお
り、一方、前記表面領域以外は該表面領域より高い６〜
30％多孔率をもちかつほう化物が形成されていないこと
を特徴とする耐摩耗性、耐荷重性及びクッション性にす
ぐれた浸ほう素処理摺動部材。 - 【請求項２】多孔率が６〜30％の管状もしくは筒状ある
いは板状焼結材料を調製する工程、該焼結材料の管もし
くは筒の内面もしくは外面あるいは板の一面をしごき加
工により加圧して、その表面側の0.1〜2mmの多孔率を２
〜５％とする工程、少なくとも前記加圧面を浸ほう素処
理剤と接触させて前記管もしくは筒の内面もしくは外面
あるいは板の一面のみにほう化物を10〜150μｍの厚さ
で形成する浸ほう素処理層形成工程、の各工程から構成
されていることを特徴とする浸ほう素処理摺動部材の製
造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1233770A JP2757340B2 (ja) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | 浸ほう素処理摺動部材およびその製造方法 |
| DE1990610805 DE69010805T2 (de) | 1989-09-08 | 1990-09-07 | Boriertes Gleitmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung. |
| EP19900309842 EP0416947B1 (en) | 1989-09-08 | 1990-09-07 | Boronized sliding material and method for producing the same |
| US07/964,467 US5242741A (en) | 1989-09-08 | 1992-10-21 | Boronized sliding material and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1233770A JP2757340B2 (ja) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | 浸ほう素処理摺動部材およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0397845A JPH0397845A (ja) | 1991-04-23 |
| JP2757340B2 true JP2757340B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=16960303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1233770A Expired - Fee Related JP2757340B2 (ja) | 1989-09-08 | 1989-09-08 | 浸ほう素処理摺動部材およびその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0416947B1 (ja) |
| JP (1) | JP2757340B2 (ja) |
| DE (1) | DE69010805T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4675268B2 (ja) * | 2006-03-30 | 2011-04-20 | 三菱電機株式会社 | モールド電動機及び空気調和機 |
| US8852751B2 (en) | 2009-09-25 | 2014-10-07 | Hamilton Sundstrand Corporation | Wear resistant device and process therefor |
| JP2018522171A (ja) | 2015-07-23 | 2018-08-09 | シェフラー テクノロジーズ アー・ゲー ウント コー． カー・ゲーＳｃｈａｅｆｆｌｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＧ ＆ Ｃｏ． ＫＧ | チェーン要素およびチェーン要素を製造する方法 |
| CN112921266B (zh) * | 2021-01-22 | 2022-11-15 | 西北工业大学 | 一种增强中熵合金耐磨性及水润滑性能的方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4929241A (ja) * | 1972-07-18 | 1974-03-15 | ||
| US3782794A (en) * | 1972-12-08 | 1974-01-01 | Textron Inc | Antifriction bearing |
| CH10573A4 (ja) * | 1973-01-05 | 1974-04-11 | ||
| NL7314938A (en) * | 1973-10-31 | 1975-05-02 | Skf Ind Trading & Dev | Metal machine components with improved stress characteristics - using mechanical stressing techniques |
| JPS561390A (en) * | 1979-06-20 | 1981-01-09 | Hitachi Ltd | Exchanging device for control rod drive mechanism |
| JPS5855502A (ja) * | 1981-09-28 | 1983-04-01 | Toyo Soda Mfg Co Ltd | 金属クロム板の製造法 |
-
1989
- 1989-09-08 JP JP1233770A patent/JP2757340B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-09-07 DE DE1990610805 patent/DE69010805T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-09-07 EP EP19900309842 patent/EP0416947B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0416947B1 (en) | 1994-07-20 |
| JPH0397845A (ja) | 1991-04-23 |
| DE69010805D1 (de) | 1994-08-25 |
| DE69010805T2 (de) | 1995-02-16 |
| EP0416947A1 (en) | 1991-03-13 |
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