JPH0116294B2 - - Google Patents
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- JPH0116294B2 JPH0116294B2 JP13255685A JP13255685A JPH0116294B2 JP H0116294 B2 JPH0116294 B2 JP H0116294B2 JP 13255685 A JP13255685 A JP 13255685A JP 13255685 A JP13255685 A JP 13255685A JP H0116294 B2 JPH0116294 B2 JP H0116294B2
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- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、たとえばベアリングレースやオイル
シールなどの、高面圧で摺動する部材に適した耐
摩耗性焼結合金に関するものである。
シールなどの、高面圧で摺動する部材に適した耐
摩耗性焼結合金に関するものである。
従来、高面圧で比較的高い温度環境で使用され
る焼結部材には、マルテンサイトやベイナイトの
基地中に硬い炭化物を分散させた組織の、一般に
合金工具鋼や高速度鋼系の材料が用いられてる。
る焼結部材には、マルテンサイトやベイナイトの
基地中に硬い炭化物を分散させた組織の、一般に
合金工具鋼や高速度鋼系の材料が用いられてる。
この系統の焼結材料は液相焼結法、または所謂
HIP法などにより極めて緻密に製造されているた
めに硬さが高く、耐摩耗性、耐酸化性が優れてい
る。しかし自己の摩耗が少ない反面、相手部材を
摩耗させてしまう傾向が強く、その点の改良が望
まれていた。
HIP法などにより極めて緻密に製造されているた
めに硬さが高く、耐摩耗性、耐酸化性が優れてい
る。しかし自己の摩耗が少ない反面、相手部材を
摩耗させてしまう傾向が強く、その点の改良が望
まれていた。
発明者らは上述の事情に基づき、自己の耐摩耗
性は従来材に遜色なく、しかも相手部材の摩耗も
少ない材料を目的として開発に努めた結果本発明
に到達した。即ち 本発明はSi…0.1〜0.8％，Cr…3.5〜4.5％，Ｗ
…1.2〜15％，Ｖ…0.5〜10％，〔Mo…３〜10％お
よびCo…４〜17％〕の少なくとも１種…３〜19
％，Ｃ…0.2〜３％，Fe…残部の重量比組成で、
且つ、その密度比を75〜85％の範囲に制御した焼
結合金に熱処理を施し、次いでその空孔内に鉛を
重量比で15〜30％溶浸することを骨子とするもの
である。
性は従来材に遜色なく、しかも相手部材の摩耗も
少ない材料を目的として開発に努めた結果本発明
に到達した。即ち 本発明はSi…0.1〜0.8％，Cr…3.5〜4.5％，Ｗ
…1.2〜15％，Ｖ…0.5〜10％，〔Mo…３〜10％お
よびCo…４〜17％〕の少なくとも１種…３〜19
％，Ｃ…0.2〜３％，Fe…残部の重量比組成で、
且つ、その密度比を75〜85％の範囲に制御した焼
結合金に熱処理を施し、次いでその空孔内に鉛を
重量比で15〜30％溶浸することを骨子とするもの
である。
以下本発明を、その実施例について詳細に説明
する。
する。
先ず組成がSi0.1％，Cr4％，W12％，V5％，
Co4.9％，C1.5％およびFe残部の高速度鋼粉を圧
粉密度6.5ｇ／cm3で試験片所定の形状に成形し、
真空焼結炉で1200℃、１時間の焼結後、再加熱・
再圧縮により焼結体の密度を7.75ｇ／cm3（密度比
84.6％）に高めた。次にこの焼結体に1200℃で油
焼入れを施してから鉛溶浸炉に入れ、窒素ガスに
よる５気圧の圧力で550℃の溶融鉛を空孔内に溶
浸させ、これを本発明に係る試料１とした。この
試料に含浸された鉛の量は重量比で15％である。
Co4.9％，C1.5％およびFe残部の高速度鋼粉を圧
粉密度6.5ｇ／cm3で試験片所定の形状に成形し、
真空焼結炉で1200℃、１時間の焼結後、再加熱・
再圧縮により焼結体の密度を7.75ｇ／cm3（密度比
84.6％）に高めた。次にこの焼結体に1200℃で油
焼入れを施してから鉛溶浸炉に入れ、窒素ガスに
よる５気圧の圧力で550℃の溶融鉛を空孔内に溶
浸させ、これを本発明に係る試料１とした。この
試料に含浸された鉛の量は重量比で15％である。
同様に、Si0.4％，Cr4.2％，W5.9％，V2％，
Mo4.8％，C0.9％およびFe残部の高速度鋼粉を圧
粉密度5.8ｇ／cm3で試験片所定の形状に成形後、
真空焼結炉で1200℃、１時間の焼結を行ない、焼
結密度6.48ｇ／cm3（密度比75.7％）の焼結体を得
た。次いでこの焼結体に1200℃で油焼入れを施し
て鉛溶浸炉に入れ、窒素ガスによる５気圧の圧力
で550℃の溶融鉛を空孔内に溶浸させ、これを本
発明に係る試料２とした。この試料に含浸された
鉛の量は重量比で28％である。
Mo4.8％，C0.9％およびFe残部の高速度鋼粉を圧
粉密度5.8ｇ／cm3で試験片所定の形状に成形後、
真空焼結炉で1200℃、１時間の焼結を行ない、焼
結密度6.48ｇ／cm3（密度比75.7％）の焼結体を得
た。次いでこの焼結体に1200℃で油焼入れを施し
て鉛溶浸炉に入れ、窒素ガスによる５気圧の圧力
で550℃の溶融鉛を空孔内に溶浸させ、これを本
発明に係る試料２とした。この試料に含浸された
鉛の量は重量比で28％である。
なお試料１，２の原料とした２種類の高速度鋼
粉末は、いずれもその組成の市販粉末をそのまま
用いたが、炭素については、黒鉛の形で別途配合
することもできる。
粉末は、いずれもその組成の市販粉末をそのまま
用いたが、炭素については、黒鉛の形で別途配合
することもできる。
次に比較のために、組成および密度は試料２と
同一で、焼入れ後に鉛の溶浸の代りに540℃で焼
戻しを行なつた試料を作製して試料３；試料３を
更に緻密化させた焼結密度8.5ｇ／cm3（密度比
99.3％）のものを試料４；試料３と同一組成の溶
製材を試料５とした。各試料の組成および仕様を
一括して第１表に示す。
同一で、焼入れ後に鉛の溶浸の代りに540℃で焼
戻しを行なつた試料を作製して試料３；試料３を
更に緻密化させた焼結密度8.5ｇ／cm3（密度比
99.3％）のものを試料４；試料３と同一組成の溶
製材を試料５とした。各試料の組成および仕様を
一括して第１表に示す。
次に上記の試料について、大越式摩耗試験機で
直径30mm、厚さ３mm、材質SCM415（硬さ
HRC35）のロータを用い、試験荷重…6.8Kg、摩
擦距離…400ｍ、摩擦速度…３ｍ／秒、潤滑…な
しの条件で摩耗試験を行ない、試料毎に試験後の
ローターの直径摩耗量および各試料の比摩耗量を
測定した。そのデータを第１表に示す。
直径30mm、厚さ３mm、材質SCM415（硬さ
HRC35）のロータを用い、試験荷重…6.8Kg、摩
擦距離…400ｍ、摩擦速度…３ｍ／秒、潤滑…な
しの条件で摩耗試験を行ない、試料毎に試験後の
ローターの直径摩耗量および各試料の比摩耗量を
測定した。そのデータを第１表に示す。
また試料２〜５については、同一条件で摩擦速
度を変化させた試験の結果を第１図および第２図
のグラフに示す。図中の曲線は３角に実線が溶製
材、白丸に実線が高密度の焼結材、破線と鎖線は
低密度の焼結材、黒丸は焼結材の空孔に鉛を含浸
したことを表わし、曲線の種類から試料の性格が
直感できるようになつている。
度を変化させた試験の結果を第１図および第２図
のグラフに示す。図中の曲線は３角に実線が溶製
材、白丸に実線が高密度の焼結材、破線と鎖線は
低密度の焼結材、黒丸は焼結材の空孔に鉛を含浸
したことを表わし、曲線の種類から試料の性格が
直感できるようになつている。
これらのデータは、試料自身の耐摩耗性は鉛を
溶浸した本発明材（試料２）と、鉛を溶浸しない
高密度焼結材（試料４）が同等の高品質で、一方
相手部材の摩耗が少ない点では本発明材と、鉛を
溶浸しない低密度焼結材（試料３）が優れている
ことを示している。
溶浸した本発明材（試料２）と、鉛を溶浸しない
高密度焼結材（試料４）が同等の高品質で、一方
相手部材の摩耗が少ない点では本発明材と、鉛を
溶浸しない低密度焼結材（試料３）が優れている
ことを示している。
しかし、試料４は自己の摩耗は少なくても相手
部材の摩耗が多く、試料３は反対に、相手部材の
摩耗が少ない代わりに自己の摩耗が多く、ともに
摺動部材として一長一短である。
部材の摩耗が多く、試料３は反対に、相手部材の
摩耗が少ない代わりに自己の摩耗が多く、ともに
摺動部材として一長一短である。
なお溶製材（試料５）は、その組成は焼結材と
同一であるが、自己の摩耗および相手部材の摩耗
の両方とも多い結果になつている。
同一であるが、自己の摩耗および相手部材の摩耗
の両方とも多い結果になつている。
これに対して、本発明に係る材料は自己の摩耗
と相手部材の摩耗の両方とも少なく、総合特性と
して最も優れていることが明らかで、所期の目的
を充分達成できたものと評価できる。
と相手部材の摩耗の両方とも少なく、総合特性と
して最も優れていることが明らかで、所期の目的
を充分達成できたものと評価できる。
次に、本発明における限定的事項について説明
する。ただし製造法に係る本発明では基材となる
合金の組成自体が要旨ではなく、成分・組成範囲
はJIS規格をそのまま踏襲している。
する。ただし製造法に係る本発明では基材となる
合金の組成自体が要旨ではなく、成分・組成範囲
はJIS規格をそのまま踏襲している。
基材となる焼結合金の密度比は、基材の強度の
面では高いほうがよいが、反面、固体潤滑作用を
行なう鉛の溶浸量を少なくする。その意味で基材
の密度比と鉛の溶浸量とは密接な関係にあり、本
発明による優れた耐摩耗性は、両者のバランスに
よつて維持されている。基材の密度比が85％を越
え鉛の溶浸量が15％未満の場合は相手部材の摩耗
が多くなり、密度比が75％未満の場合は、その逆
の傾向を示す。
面では高いほうがよいが、反面、固体潤滑作用を
行なう鉛の溶浸量を少なくする。その意味で基材
の密度比と鉛の溶浸量とは密接な関係にあり、本
発明による優れた耐摩耗性は、両者のバランスに
よつて維持されている。基材の密度比が85％を越
え鉛の溶浸量が15％未満の場合は相手部材の摩耗
が多くなり、密度比が75％未満の場合は、その逆
の傾向を示す。
なお、空孔率が適度の焼結高速度鋼を得るには
液相が発生しない温度で焼結することが必要で、
たとえばSKH9またはSKH52相当成分の成形体
を焼結する場合、1230℃以上では液相が発生し、
得られる焼結体の空孔は殆ど消滅する。
液相が発生しない温度で焼結することが必要で、
たとえばSKH9またはSKH52相当成分の成形体
を焼結する場合、1230℃以上では液相が発生し、
得られる焼結体の空孔は殆ど消滅する。
一方、焼結温度が1150℃以下の場合は焼結体の
強度が低く、耐摩耗性が低下する。従つて、焼結
温度は1150℃〜1220℃の間が好ましく、この場
合、焼結密度は成形密度よりも0.2〜0.4ｇ／cm3上
昇する。焼結雰囲気は還元性または真空のどちら
でも可能である。
強度が低く、耐摩耗性が低下する。従つて、焼結
温度は1150℃〜1220℃の間が好ましく、この場
合、焼結密度は成形密度よりも0.2〜0.4ｇ／cm3上
昇する。焼結雰囲気は還元性または真空のどちら
でも可能である。
高速度鋼焼結体の焼入れは、一般に1100〜1250
℃の温度で20〜150秒間の均熱加熱後に油中冷却
される。次いで500〜600℃の温度で焼戻しを行な
う。この焼戻しは、焼入れによつて形成されたオ
ーステナイト中の過飽和複炭化物を微粒析出さ
せ、残留オーステナイトのマルテンサイト化を起
こさせる。
℃の温度で20〜150秒間の均熱加熱後に油中冷却
される。次いで500〜600℃の温度で焼戻しを行な
う。この焼戻しは、焼入れによつて形成されたオ
ーステナイト中の過飽和複炭化物を微粒析出さ
せ、残留オーステナイトのマルテンサイト化を起
こさせる。
ただし、本発明においては鉛を溶浸する温度が
焼戻し温度に一致するため、改めて焼戻し処理を
行なう必要は殆どない。
焼戻し温度に一致するため、改めて焼戻し処理を
行なう必要は殆どない。
以上詳述したように、本発明によつて得られる
焼結材料は自己と相手部材の双方の摩耗が少ない
ために、高面圧で作動する摺動機構に用いた場合
機構全体の寿命を延長できる。さらに、焼結温度
や密度比が従来よりも低いため、従来材に比べて
安価に製造することができる。
焼結材料は自己と相手部材の双方の摩耗が少ない
ために、高面圧で作動する摺動機構に用いた場合
機構全体の寿命を延長できる。さらに、焼結温度
や密度比が従来よりも低いため、従来材に比べて
安価に製造することができる。
第１図は摩耗試験における摩擦速度と試料の比
摩耗量との関係を、第２図は摩擦速度と相手部材
の摩耗量との関係を示すグラフである。
摩耗量との関係を、第２図は摩擦速度と相手部材
の摩耗量との関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 全体組成が重量比でＣ…0.2〜３％、 Si…0.1〜0.8％、Cr…3.5〜4.5％、 Ｗ…1.2〜15％、Ｖ…0.5〜10％、 〔Mo…３〜10％およびCo…４〜17％〕の少な
くとも１種…３〜19％、Fe…残部で、且つその
密度比が75〜85％の焼結合金に熱処理を施し、次
いでその空孔内に鉛を重量比で15〜30％溶浸する
ことを特徴とする耐摩耗性焼結合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13255685A JPS61291946A (ja) | 1985-06-18 | 1985-06-18 | 耐摩耗性焼結合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13255685A JPS61291946A (ja) | 1985-06-18 | 1985-06-18 | 耐摩耗性焼結合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61291946A JPS61291946A (ja) | 1986-12-22 |
| JPH0116294B2 true JPH0116294B2 (ja) | 1989-03-23 |
Family
ID=15084047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13255685A Granted JPS61291946A (ja) | 1985-06-18 | 1985-06-18 | 耐摩耗性焼結合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61291946A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08109450A (ja) * | 1994-10-12 | 1996-04-30 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | 含油軸受用耐摩耗性焼結合金 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0372052A (ja) * | 1989-08-11 | 1991-03-27 | Mazda Motor Corp | 耐摩性焼結合金の製造方法 |
| FR3000149B1 (fr) * | 2012-12-21 | 2015-01-16 | Skf Aerospace France | Procede de fabrication d'un roulement a billes, notamment pour une vanne papillon en environnement aeronautique |
-
1985
- 1985-06-18 JP JP13255685A patent/JPS61291946A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08109450A (ja) * | 1994-10-12 | 1996-04-30 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | 含油軸受用耐摩耗性焼結合金 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61291946A (ja) | 1986-12-22 |
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