JPH0116882B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、鉄系の焼結合金に対して鉛を含浸さ
せる方法に関するものである。

（従来技術） 例えば耐摩耗材としての鉄系焼結合金にたいし
て自己潤滑性を与えるため、該焼結合金に鉛を含
浸させる場合がある。この鉛は、鉄系材に対して
濡れ性が悪いので、そのままでは大気圧下での含
浸が行えず、このため従来は、鉛の溶湯中に鉄系
焼結合金を浸漬した状態で圧力を加えることによ
り、鉛を強制的に含浸させるようにしていた。

しかしながら、上記従来の方法では、加圧炉を
用いる必要があるため設備が複雑かつ高価にな
り、また加圧炉自身の生産効率が悪い上加圧炉で
はない一般の加熱炉と一緒にした連続熱処理が行
えなくなつて、生産効率上の制約をも受けること
になる。これに加えて、従来の方法では、焼結合
金を鉛の溶湯中に浸漬するので、焼結合金の所望
の特定表面にのみ鉛を含浸させることが難しく、
言い換えれば鉄系焼結合金の不要な表面部分にま
で鉛が含浸されて、鉛の消費量が多くなるという
欠点もあつた。

（発明の目的） 本発明は、以上のような事情を勘案してなされ
たもので、鉄系焼結合金の所望の表面に対しての
み、加圧を行なうことなく鉛を含浸できるように
した鉄系焼結合金への鉛含浸方法を提供すること
を目的とする。

（発明の構成） 本発明は鉄系材を鉛との濡れ性を改善する合金
を利用して大気圧下でも鉛の含浸が行えるように
したものであり、特に上記濡れ性を改善する合金
の粉末を樹脂バインダとの混練物からなる粉末合
金シートとして、鉄系焼系金属と鉛材との間に介
在させた状態で加熱、含浸させるようにしたもの
である。

具体的には、上記粉末合金シートを鉄系焼結合
金の表面に接着すると共に、該粉末合金シート上
に鉛材を接着した状態で、これ等を鉛の融点以上
の温度で加熱することにより、前記合金粉末によ
り濡れ性が改善された鉄系焼結合金に対して、大
気圧下においても鉛を含浸することができるよう
にしたものである。

（実施例） 第１図において、鉄系焼結合金１の表面に、粉
末合金シート２を接着し、この粉末合金シート２
上に鉛材を接着する。この粉末合金シート２は、
例えばPb―Sn、Pb―Sb等の鉄系材と鉛との濡れ
性を改善する（濡れ性を良くする）合金粉末を樹
脂バインダで混練したものからなり、上記接着に
際しては、この樹脂バインダ自身による自己接着
性を利用してもよく、あるいは別途接着剤（両面
接着テープとして加工されたものを含む）を用い
てもよい。

次いで、鉄系焼結合金１と粉末合金シート２と
鉛材３との接着体を、鉛材３が上にくるような位
置関係にして、台車４により加熱炉５内に搬入す
る。そして、この加熱炉５内においては、鉛の融
点以上の温度に加熱されるが、この際先ず、合金
粉末がPb―Snの場合は180℃でまたPb―Sbの場
合は252℃より液相が出て鉄系焼結合金１内に含
浸して、該鉄系焼結合金１と鉛との濡れ性が改善
される。そして、327℃で鉛材３が溶融し始めて、
この溶融した鉛が上記濡れ性の改善によつて、大
気圧下においても焼結合金１（内の空孔）にスム
ーズに含浸されることになる。勿論、加熱炉５内
より取り出された鉄系焼結合金１′は、粉末合金
シート２が接着された面に対してのみ鉛が含浸さ
れたものとなる。

前述した濡れ性改善のための合金粉末として
は、前述のようにPb―Sn、Pb―Sb等を用いるこ
とができるが、合金粉末としてPb―Snを用いる
場合は、Sn20〜30重量％、残部Pbとし、またPb
―Sbを用いる場合はSb7〜15重量％、残部Pbと
すればよい。また、より一層の濡れ改善のため
に、混練物中にはさらに別途フラツクスを混入さ
せておいてもよい。さらに、この合金粉末の粒度
は、その溶解を容易にする等のため、100メツシ
ユ以上（100メツシユより粒子が小さい）のもの
を用いるのがよい。次に、樹脂バインダとしては
アクリル樹脂を用いるのがよい。このアクリル樹
脂単体は常温で十分な接着性（粘着性）を有して
いて、樹脂バインダとして用いられた場合にあつ
ても合金粉末が溶融する温度まで焼失等をおこさ
ずにこの接着性が維持されており、しかもガス発
生が急激でない上にその拡散がスムーズに行なわ
れるため、接着体の接合面の剥離等の生じ難いも
のとなる。合金粉末が溶融した後は、溶融した合
金粉末成分と、その上に載せている鉛材との間で
金属結合し、それ以後合鉛が溶融するまでは鉛の
保持機能は合金粉末の液相によつて肩代りされ
る。こうすることによつて、鉛材３の溶融が開始
される温度まで接着ないし接合性を有するものが
得られる。すなわち、加熱していく途中で多少の
振動等を受けたとしても、該粉末合金シート２や
鉛材３が位置ずれを生じることがない。このよう
なバインダとしてのアクリル樹脂は、３容量％〜
15容量％（合金粉末が85容量％〜97容量％）の範
囲にするのが好ましい。すなわち、アクリル樹脂
が３容量％未満であると常温での粘着性や粉末合
金シート２の可撓性が確保しずらく、また15容量
％を越えるとガス発生等が多くなり過ぎ粉末合金
シート２の破損等を生じ易いものとなる。

なお、アクリル樹脂は、よく知られているよう
にアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステ
ル類の重合体または共重合体であるがこのいずれ
をも採用し得る。

さらに、昇温速度としては、40℃／分以下が好
ましい。すなわち、40℃／分を越えると、樹脂バ
インダ中の低沸点分が急激に揮発するため、粉末
合金シート２を破損したり接着面に気泡が生じる
等して好ましくない。

前述した鉛が含浸される鉄系焼結合金１として
は種々のものが考えられるが、特に、摺動面を構
成して、耐摩耗性に加えて潤滑性が要求されるも
のに適用すれば好適である。このような場合の一
例として、内燃機関における吸排気弁のバルブシ
ートがある。すなわち、第２図において、シリン
ダヘツドＡは、その本体がアルミニウム合金等の
軽金属で構成される一方、吸排気弁６，７との当
接面にはバルブシート８，８′が鋳ぐるまれてお
り、該バルブシート８，８′は鉄系焼結合金で形
成されている。そして、本発明は、この鉄系焼結
合金製バルブシート８，８′内に鉛を含浸させる
場合に適用することができる。また、本発明の他
の特長は、鉄系焼結合金の全気孔内に鉛を含浸す
るのではなく、一部分のみに含浸したい場合に
も、粉末合金シートの接着位置、大きさを選定す
ることにより任意に選定することができる。勿
論、前記部品以外の他の部品にも同様に適用し得
るものである。

（発明の効果） 本発明は以上述べたことから明らかなように、
特別の加圧下でなくとも鉛の含浸が行えるので、
加圧炉を用いることなく一般の加熱炉を用いるこ
とができて、設備上、生産効率上好ましいものと
なる。

また、粉末合金シートを接着した部分にのみ鉛
の含浸を行えるので、不必要な部分にまで鉛を含
浸させることもなくなつて、鉛の消費量も少くて
すむ。

さらに、鉛は、粉末合金シートを介して鉄系焼
結合金に接着、一体化されているので、搬送途中
に多少の振動動を受けてもその位置ずれを生ずる
こともなく、所定位置にきちんと鉛を含浸させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す工程図。第２
図は本発明が適用される鉄系焼結合金が用いられ
た内燃機関の一例を示す側面図。 １…鉄系焼結合金、１′…（鉛が含浸された）
鉄系焼結合金、２…粉末合金シート、３…鉛材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鉄系焼結合金に鉛を含浸させる方法であつ
   て、 前記鉄系焼結合金の表面に、鉄系材と鉛との濡
   れ性を改善する合金粉末に対して樹脂バインダを
   混練してなる粉末合金シートを接着すると共に、
   該粉末合金シート上に含浸用鉛材を接着する工程
   と、 前記鉄系焼結合金と粉末合金シートと鉛材との
   接着体を該鉛材の融点以上の温度で加熱すること
   により、該鉄系焼結合金に鉛を含浸させる工程
   と、 からなることを特徴とする鉄系焼結合金への鉛含
   浸方法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記粉末合
   金シートの樹脂バインダがアクリル樹脂とされて
   いるもの。 ３ 特許請求の範囲第２項において、前記粉末合
   金シートは、樹脂バインダとしてのアクリル樹脂
   が３〜15容量％で合金粉末が85〜97容量％とされ
   て、該樹脂バインダとしてのアクリル樹脂の粘着
   性による自己接着性によつて、該粉末合金シート
   を前記鉄系焼結合金に接着すると共に、前記鉛材
   を該粉末合金シートに接着するようにしたもの。 ４ 特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
   か１項において、前記合金粉末がPb―Snまたは
   Pb―Sbとされているもの。