JPH0354177B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0354177B2 JPH0354177B2 JP13114986A JP13114986A JPH0354177B2 JP H0354177 B2 JPH0354177 B2 JP H0354177B2 JP 13114986 A JP13114986 A JP 13114986A JP 13114986 A JP13114986 A JP 13114986A JP H0354177 B2 JPH0354177 B2 JP H0354177B2
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- alloy
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- iron
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Landscapes
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、特に高面圧のかかる摺動部材、例
えば内燃機関のロツカアーム、ロツカアームの摺
動部に適用されるチツプ材、カム、スリーブ、さ
らにバルブシートなどとして使用した場合に、す
ぐれた耐摩耗性を示し、かつ相手部材を損傷しな
い特性を有する炭化物分散型Fe基焼結合金に関
するものである。 〔従来の技術〕 従来、内燃機関のロツカアーム用材料、ロツカ
アーム摺動部用チツプ材料、カム材料、スリーブ
材料、およびバブルシート材料として、種々の材
料が提案されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 一方、近年、車両の高速化および高出力化に伴
い、内燃機関の動弁系部材、特に高面圧のかかる
ロツカアームパツト面、カム、スリーブ、および
バルブシートなどに対する耐摩耗性、耐スカツフ
イング性、および耐ピツチング性に関する要求は
きわめて厳しくなりつつあり、しかもこの場合相
手部材をも損傷しないものでなければならない
が、いずれの従来材料もこれらの要求を満足する
特性を備えていないのが現状である。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、特に高面圧のかかる内燃機関の動弁系部材と
して使用するのに適した材料を得べく研究を行な
つた結果、Ｃ：0.5〜３％、Cr：５〜20％、Ｐ：
0.1〜５％、Mn：0.35〜３％、NbおよびTaのう
ちの１種または２種：0.05〜10％、Ni、Co、お
よびCuのうちの１種または２種以上：0.5〜10％
を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組
成（以上重量％、以下％はすべて重量％を意味す
る）を有する炭化物分散型鉄基焼結合金はすぐれ
た耐摩耗性、耐スカツフイング性、および耐ピツ
チング性を有し、特にこの鉄基焼結合金を高面圧
のかかる内燃機関の動弁系部材として使用した場
合、これら部材はきわめてすぐれた性能を発揮す
るという知見を得たのである。 この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、以下に成分組成範囲を上記の通りに
限定した理由を説明する。 (a) Ｃ Ｃ成分には、素地に固溶してこれを強化し、
かつCr、Nb、およびTaと結合して炭化物を形
成し、合金の耐摩耗性を向上させる作用がある
が、その含有量が0.5％未満では所望のすぐれ
た耐摩耗性を確保することができず、一方３％
を越えて含有させると、炭化物の析出量が多く
なり過ぎると共に、これが粗大化するようにな
つて、合金が脆化するばかりでなく、相手部材
の損傷も著しくなることから、その含有量を
0.5〜３％と定めた。 (b) Cr Cr成分には、素地に固溶して、これを強化
し、かつＣと結合して高硬度を有するCr炭化
物を形成するほか、NbおよびTaと複炭化物を
形成し、もつて合金の耐摩耗性を向上させる作
用があるが、その含有量が５％未満では、所望
のすぐれた耐摩耗性を確保することができず、
一方20％を越えて含有させると、合金が脆化す
るようになると共に、相手部材の損傷もはげし
くなることから、その含有量を５〜20％と定め
た。 (c) Ｐ Ｐ成分には、素地中に固溶して、これを強化
すると共に硬さを高めて耐摩耗性を向上させ、
かつ焼結時に液相のFe−Ｐ合金を形成して焼
結を活性化し、もつて焼結体の緻密化および炭
化物生成の安定化をはかる作用があるが、その
含有量が0.1％未満では前記作用に所望の効果
が得られず、一方５％を越えて含有させると、
合金の脆化が著しくなることから、その含有量
を0.1〜５％と定めた。 (d) Mn Mn成分には、素地に固溶して、これに靭性
を付与するほか、オーステナイトを安定化し、
かつMs点を下げて焼入れ性を改善する作用が
あるが、0.35％未満の含有では、前記作用に所
望の効果が得られず、一方３％を越えて含有さ
せると、結晶粒が粗大化し易くなつて合金強度
に低下傾向が現われるようになるばかりでな
く、耐酸性および耐酸化性も悪化するようにな
ることから、その含有量を0.35〜３％と定め
た。 (e) NbおよびTa NbおよびTa成分には、Ｃと結合して高硬度
の炭化物を形成するほか、Crをはじめとする
炭化物形成成分と複炭化物を形成して分散相た
る炭化物と結合相たる素地との結合を強固に
し、もつて合金の耐摩耗性を著しく向上させる
作用があるが、その含有量が0.05％未満では所
望のすぐれた耐摩耗性を得ることができず、一
方の10％を越えて含有させてもより一層の向上
効果は期待できず、経済性をも考慮して、その
含有量を0.05〜10％と定めた。 (f) Ni、Co、およびCu これらの成分には、素地を強化し、かつなじ
み性を改善する均等的作用をもつが、その含有
量が0.5％未満では前記作用に所望の効果が得
られず、一方10％を越えて含有させてもより一
層の向上効果は見られず、経済性を考慮し、そ
の含有量を0.5〜10％と定めた。 なお、この発明の鉄基結合金は、90％以上の理
論密度比をもつことが望ましく、これは、90％未
満の理論密度比では、素地の強度が低く、かつ大
きな空孔が存在するようになり、この空孔のもつ
切欠効果によつて素地が破壊され易くなつて、ピ
ツチング摩耗が発生し易くなるという理由にもと
づくものである。 〔実施例〕 つぎに、この発明の鉄基焼結合金を実施例によ
り比較例と対比しながら説明する。 原料粉末として、粒度−100meshのアトマイズ
Fe−Cu−Mn−Nb合金（Cr：13.5％、Mn：1.1
％、Nb：4.1％含有）粉末、同粒度のアトマイズ
Fe−Cr−Mn−Ta合金（Cr：14.0％、Mn：1.10
％、Ta：4.3％含有）粉末、同粒度のアトマイズ
Fe−Cr合金（Cr：24％含有）粉末、同粒度のFe
−Mn合金（Mn：75％含有）粉末、同粒度のFe
−Nb合金（Nb：15％含有）粉末、同粒度のアト
マイズFe粉末、同粒度のFe−Ｐ合金
えば内燃機関のロツカアーム、ロツカアームの摺
動部に適用されるチツプ材、カム、スリーブ、さ
らにバルブシートなどとして使用した場合に、す
ぐれた耐摩耗性を示し、かつ相手部材を損傷しな
い特性を有する炭化物分散型Fe基焼結合金に関
するものである。 〔従来の技術〕 従来、内燃機関のロツカアーム用材料、ロツカ
アーム摺動部用チツプ材料、カム材料、スリーブ
材料、およびバブルシート材料として、種々の材
料が提案されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 一方、近年、車両の高速化および高出力化に伴
い、内燃機関の動弁系部材、特に高面圧のかかる
ロツカアームパツト面、カム、スリーブ、および
バルブシートなどに対する耐摩耗性、耐スカツフ
イング性、および耐ピツチング性に関する要求は
きわめて厳しくなりつつあり、しかもこの場合相
手部材をも損傷しないものでなければならない
が、いずれの従来材料もこれらの要求を満足する
特性を備えていないのが現状である。 〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、特に高面圧のかかる内燃機関の動弁系部材と
して使用するのに適した材料を得べく研究を行な
つた結果、Ｃ：0.5〜３％、Cr：５〜20％、Ｐ：
0.1〜５％、Mn：0.35〜３％、NbおよびTaのう
ちの１種または２種：0.05〜10％、Ni、Co、お
よびCuのうちの１種または２種以上：0.5〜10％
を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組
成（以上重量％、以下％はすべて重量％を意味す
る）を有する炭化物分散型鉄基焼結合金はすぐれ
た耐摩耗性、耐スカツフイング性、および耐ピツ
チング性を有し、特にこの鉄基焼結合金を高面圧
のかかる内燃機関の動弁系部材として使用した場
合、これら部材はきわめてすぐれた性能を発揮す
るという知見を得たのである。 この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、以下に成分組成範囲を上記の通りに
限定した理由を説明する。 (a) Ｃ Ｃ成分には、素地に固溶してこれを強化し、
かつCr、Nb、およびTaと結合して炭化物を形
成し、合金の耐摩耗性を向上させる作用がある
が、その含有量が0.5％未満では所望のすぐれ
た耐摩耗性を確保することができず、一方３％
を越えて含有させると、炭化物の析出量が多く
なり過ぎると共に、これが粗大化するようにな
つて、合金が脆化するばかりでなく、相手部材
の損傷も著しくなることから、その含有量を
0.5〜３％と定めた。 (b) Cr Cr成分には、素地に固溶して、これを強化
し、かつＣと結合して高硬度を有するCr炭化
物を形成するほか、NbおよびTaと複炭化物を
形成し、もつて合金の耐摩耗性を向上させる作
用があるが、その含有量が５％未満では、所望
のすぐれた耐摩耗性を確保することができず、
一方20％を越えて含有させると、合金が脆化す
るようになると共に、相手部材の損傷もはげし
くなることから、その含有量を５〜20％と定め
た。 (c) Ｐ Ｐ成分には、素地中に固溶して、これを強化
すると共に硬さを高めて耐摩耗性を向上させ、
かつ焼結時に液相のFe−Ｐ合金を形成して焼
結を活性化し、もつて焼結体の緻密化および炭
化物生成の安定化をはかる作用があるが、その
含有量が0.1％未満では前記作用に所望の効果
が得られず、一方５％を越えて含有させると、
合金の脆化が著しくなることから、その含有量
を0.1〜５％と定めた。 (d) Mn Mn成分には、素地に固溶して、これに靭性
を付与するほか、オーステナイトを安定化し、
かつMs点を下げて焼入れ性を改善する作用が
あるが、0.35％未満の含有では、前記作用に所
望の効果が得られず、一方３％を越えて含有さ
せると、結晶粒が粗大化し易くなつて合金強度
に低下傾向が現われるようになるばかりでな
く、耐酸性および耐酸化性も悪化するようにな
ることから、その含有量を0.35〜３％と定め
た。 (e) NbおよびTa NbおよびTa成分には、Ｃと結合して高硬度
の炭化物を形成するほか、Crをはじめとする
炭化物形成成分と複炭化物を形成して分散相た
る炭化物と結合相たる素地との結合を強固に
し、もつて合金の耐摩耗性を著しく向上させる
作用があるが、その含有量が0.05％未満では所
望のすぐれた耐摩耗性を得ることができず、一
方の10％を越えて含有させてもより一層の向上
効果は期待できず、経済性をも考慮して、その
含有量を0.05〜10％と定めた。 (f) Ni、Co、およびCu これらの成分には、素地を強化し、かつなじ
み性を改善する均等的作用をもつが、その含有
量が0.5％未満では前記作用に所望の効果が得
られず、一方10％を越えて含有させてもより一
層の向上効果は見られず、経済性を考慮し、そ
の含有量を0.5〜10％と定めた。 なお、この発明の鉄基結合金は、90％以上の理
論密度比をもつことが望ましく、これは、90％未
満の理論密度比では、素地の強度が低く、かつ大
きな空孔が存在するようになり、この空孔のもつ
切欠効果によつて素地が破壊され易くなつて、ピ
ツチング摩耗が発生し易くなるという理由にもと
づくものである。 〔実施例〕 つぎに、この発明の鉄基焼結合金を実施例によ
り比較例と対比しながら説明する。 原料粉末として、粒度−100meshのアトマイズ
Fe−Cu−Mn−Nb合金（Cr：13.5％、Mn：1.1
％、Nb：4.1％含有）粉末、同粒度のアトマイズ
Fe−Cr−Mn−Ta合金（Cr：14.0％、Mn：1.10
％、Ta：4.3％含有）粉末、同粒度のアトマイズ
Fe−Cr合金（Cr：24％含有）粉末、同粒度のFe
−Mn合金（Mn：75％含有）粉末、同粒度のFe
−Nb合金（Nb：15％含有）粉末、同粒度のアト
マイズFe粉末、同粒度のFe−Ｐ合金
【表】
第１表に示されるように、比較鉄基焼結合金１
〜10においては、自体の摩耗量および／または相
手部材のカムの摩耗量が多く、しかもその表面に
はスカツフイングまたはピツチングが見られるの
に対して、本発明鉄基焼結合金１〜19は、いずれ
もすぐれた耐摩耗性を示し、かつ相手部材のカム
の摩耗も著しく少なく、さらにすぐれた表面性状
を有することが明らかである。 なお、この場合、熱処理条件や適宜選択するこ
とによつて、素地の組織をベーナイト、パーライ
ト、オーステナイト、マルテンサイト、さらには
これらの混合組織とすることができるのは勿論で
ある。 上述のように、この発明の鉄基焼結合金は、す
ぐれた耐摩耗性、耐スカツフイング性、および耐
ピツチング性を有し、さらに相手部材に及ぼす損
傷影響のきわめて小さい特性を有するので、特に
高面圧のかかる内燃機関の動弁系部材として使用
した場合に、これら部材はきわめてすぐれた性能
を発揮し、長期に亘る安定的使用を可能とするな
ど工業上有用な特性を有するものである。
〜10においては、自体の摩耗量および／または相
手部材のカムの摩耗量が多く、しかもその表面に
はスカツフイングまたはピツチングが見られるの
に対して、本発明鉄基焼結合金１〜19は、いずれ
もすぐれた耐摩耗性を示し、かつ相手部材のカム
の摩耗も著しく少なく、さらにすぐれた表面性状
を有することが明らかである。 なお、この場合、熱処理条件や適宜選択するこ
とによつて、素地の組織をベーナイト、パーライ
ト、オーステナイト、マルテンサイト、さらには
これらの混合組織とすることができるのは勿論で
ある。 上述のように、この発明の鉄基焼結合金は、す
ぐれた耐摩耗性、耐スカツフイング性、および耐
ピツチング性を有し、さらに相手部材に及ぼす損
傷影響のきわめて小さい特性を有するので、特に
高面圧のかかる内燃機関の動弁系部材として使用
した場合に、これら部材はきわめてすぐれた性能
を発揮し、長期に亘る安定的使用を可能とするな
ど工業上有用な特性を有するものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｃ：0.5〜３％、 Cr：５〜20％、 Ｐ：0.1〜５％、 Mn：0.35〜３％、 NbおよびTaのうちの１種または２種：0.05〜
10％、 Ni、Co、およびCuのうちの１種または２種以
上：0.5〜10％、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組
成（以上重量％）を有することを特徴とするすぐ
れた耐摩耗性を有する炭化物分散型鉄基焼結合
金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13114986A JPS6250447A (ja) | 1986-06-06 | 1986-06-06 | すぐれた耐摩耗性を有する炭化物分散型鉄基焼結合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13114986A JPS6250447A (ja) | 1986-06-06 | 1986-06-06 | すぐれた耐摩耗性を有する炭化物分散型鉄基焼結合金 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55104079A Division JPS6033181B2 (ja) | 1980-07-29 | 1980-07-29 | すぐれた耐摩耗性を有する炭化物分散型鉄基焼結合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6250447A JPS6250447A (ja) | 1987-03-05 |
| JPH0354177B2 true JPH0354177B2 (ja) | 1991-08-19 |
Family
ID=15051146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13114986A Granted JPS6250447A (ja) | 1986-06-06 | 1986-06-06 | すぐれた耐摩耗性を有する炭化物分散型鉄基焼結合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6250447A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2552512B2 (ja) * | 1987-11-28 | 1996-11-13 | 愛知製鋼株式会社 | ピストンリング用溶製鋼 |
-
1986
- 1986-06-06 JP JP13114986A patent/JPS6250447A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6250447A (ja) | 1987-03-05 |
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