JP2914634B2

JP2914634B2 - ロッカーアームの製造方法

Info

Publication number: JP2914634B2
Application number: JP1231732A
Authority: JP
Inventors: 真加納; 一郎谷本; 治川村; 輝夫高橋
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; Nippon Piston Ring Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; Nippon Piston Ring Co Ltd
Priority date: 1989-09-08
Filing date: 1989-09-08
Publication date: 1999-07-05
Anticipated expiration: 2014-07-05
Also published as: EP0416418B1; EP0416418A3; DE69029074T2; EP0416418A2; JPH0397828A; DE69029074D1

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は自動車用内燃機関の動弁機構に使用される高
クロム鋳鉄製ロッカーアームの製造方法の改良に関する
ものである。

［従来の技術］高クロム鋳鉄を用いて耐摩耗性の良好なロッカーアー
ムを一体に鋳造することは、特開昭63−303030号に開示
されている。高クロム鋳鉄製ロッカーアームの耐摩耗性
は、高硬度の（Fe、Cr）7C3等の炭化物によるものであ
る。

［発明が解決しようとする課題］高硬度のFe−Cr複合化合物は指向性凝固により表層に
向けて針状に析出する傾向を有する。この表層を向いた
針状炭化物が相手摺動部材を摩耗させるという問題があ
った。タンクステンを添加すると、Fe−Cr複合炭化物を
粒状（球体）化させることができるが、この場合、多量
の添加（10％以上）は、コスト高となり、また高硬度な
タングステン複合炭化物が相手材を摩耗させるため、問
題の解決にはならなかった。

本発明は上記問題を解決するためになされたものであ
り、その目的とするところは相手材を摩耗させない高ク
ロム鋳鉄製ロッカーアームを製造することにある。

［課題を解決するための手段」本願の発明者は高クロム鋳鉄の溶湯処理剤がFe−Cr複
合炭化物の粒状化に有効なことを見出して研究を進め、
前記目的を達成することができた。

本発明が採用した手段は、高クロム鋳鉄によりロッカ
ーアームを一体鋳造する方法において、Ca−Si系処理剤
を溶湯に対して0.3〜0.6％添加することにある。

Cr−Si系処理剤はCaを約30％、Siを約60％、不純物を
約10％含むが、この処理剤に対してBa、Sr、Mg、Zr、C
e、Mn、Alの１種又は２種以上を0.5〜５％重量％添加し
てもよい。高クロム鋳鉄はCrを10％以上含むものである
が、好ましいものとしては化学組成が重量％で、C:2.5
〜3.7％、Si:1.0〜2.0％、Mn:0.5〜1.0％、Cr:15〜20
％、Ni:0.3〜0.7％、P:0.3％以下、S:1.0％以下の範囲
であり、必要に応じて、Ｗ、Mo、Ｖ、Nb、Ta、Ti、Ｂの
中の１種又は２種以上を合計で３〜10％含み、残部がFe
及び不可避的不純物よりなるものを挙げることができ
る。

［作用］ Ca−Si系処理剤は溶湯の脱酸処理剤として用いられる
が、粒状化を目的として使用する場合には、溶湯に対し
て処理剤が0.3％未満では炭化物抑制効果が不十分であ
り、発明の目的を達成することはできない。又、逆に、
処理剤が0.6％を越えても、効果に変化はなくコスト高
を招くだけであるから、溶湯に対する処理剤は0.3〜0.6
重量％とする。さらに、Ca−Si系処理剤は反応が穏やか
なため、作業性が良好で歩留も高いという長所を持つ。

Ba、Sr、Mg、Zr、Ce、Mn、Alは、接種効果消失作用
（フェイディング）を遅延させる作用を有し、酸素との
親和力も強く、顕著な脱酸作用があるから、Ca−Si系処
理剤に添加すると、Fe−Cr炭化物の粒状化を一層促進す
る。しかし、Ca−Si系処理剤に対する添加量が0.5％未
満では効果はほとんどない。逆に、その添加量が５％を
越えても効果はほとんど変らないから、処理剤に対する
添加量は0.5〜５％に限定する。

［実施例］次に、本発明を実施例に基づいて説明する。

ロッカーアームを鋳造した溶湯の成分（重量％）は次
のとおりであった。

TC: 3.50 Si: 1.50 Mn: 0.70 Ni: 0.50 Cr:18.00 Mo: 1.00 W : 5.00 Fe:残部鋳造時に溶湯処理剤を添加し、鋳造後、所定の焼入
れ、焼戻し処理を施した。使用した溶湯処理剤が、本発
明の範囲に入る実施例は11種類、入らない比較例は２種
類であった。製造したロッカーアームをマーブル液で腐
食して第１図ないし第９図に示す顕微鏡組織写真をとっ
た。ただし、実施例３、７、９、10の写真は省略した。
第１図ないし第９図の写真は黒色のパーライト基地中に
白色の炭化物の粒が分布することを示している。各写真
を画像解析装置にかけ、写真上の炭化物の粒一つ一つに
ついて、その外接円面積に対する実面積の比率を測定
し、全ての粒の平均値を計算して球状化率とした。

第１表は各実施例及び比較例の溶湯処理、球状化率を
まとめたものである。

実施例の第１図ないし第７図の写真を比較例の第８図
及び第９図の写真と対比すると、一見して実施例の炭化
物はいずれも丸みのある粒状であるが、比較例の炭化物
は先鋭な針状であることが理解される。このことは、第
１表の球状化率の数値にも明白に表われている。すなわ
ち、実施例はいずれも球状化率が42％以上と大きいが、
比較例は球状化率が28％、32％と小さくなっている。40
％を越えると、摺動する相手材カムに対する攻撃性が著
しく弱まり、相手材カムの摩耗は大幅に減少する。

［発明の効果］上記のとおり、本発明の方法は高クロム鋳鉄によるロ
ッカーアームを一体鋳造する製造方法において、Ca−Si
系処理剤を0.3〜0.6重量％添加するが、Ca−Si系処理剤
は脱酸作用を有する上に、析出するFe−Cr炭化物を球状
化させるので、従来の溶湯処理剤を脱酸剤としてのみ使
用していたために析出するFe−Cr炭化物が針状になる方
法に比べると、本発明の方法により製造したロッカーア
ームは高硬度のFe−Cr炭化物によって耐摩耗性が従来の
ものと同様に優れているだけでなく、そのFe−Cr炭化物
は球状であるから、攻撃性は薄れ、相手材カムの摩耗は
従来のものに比べると大幅に減少するという優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明実施例ロッカーアームの顕
微鏡金属組成写真、第８図及び第９図は比較例ロッカーアームの顕微鏡金属
組成写真である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川村治栃木県下都賀郡野木町野木111 日本ピストンリング株式会社内 (72)発明者高橋輝夫栃木県下都賀郡野木町野木111 日本ピストンリング株式会社内 (56)参考文献特開昭63−303030（ＪＰ，Ａ) 特開平１−159352（ＪＰ，Ａ) 特開昭48−69718（ＪＰ，Ａ) 「改訂４版鋳物便覧」第496頁，第 568頁（昭和61年１月20日、丸善（株）) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C22C 33/08,37/06 F01L 1/18

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】高クロム鋳鉄を用いてロッカーアームを一
体に鋳造する製造方法において、高クロム鋳鉄の溶湯処
理として、Ca−Si処理剤を溶湯に対して0.3〜0.6重量％
添加して粒状の炭化物を析出させ、鋳造、焼入れ、焼戻
し処理後の組織において前記炭化物の球状化比率（外接
円面積に対する実面積の比率）を40％以上とすることを
特徴とするロッカーアームの製造方法。
【請求項２】Ca−Si処理剤に対してBa、Sr、Mg、Zr、C
e、Mn、Alの１種又は２種以上を0.5〜５重量％添加する
ことを特徴とする請求項１記載のロッカーアームの製造
方法。