JPH0561347B2 - - Google Patents
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- JPH0561347B2 JPH0561347B2 JP61097027A JP9702786A JPH0561347B2 JP H0561347 B2 JPH0561347 B2 JP H0561347B2 JP 61097027 A JP61097027 A JP 61097027A JP 9702786 A JP9702786 A JP 9702786A JP H0561347 B2 JPH0561347 B2 JP H0561347B2
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Classifications
-
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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-
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- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/21—Elements
- Y10T74/2101—Cams
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、カム軸に焼嵌めするためのカム及び
該カムの焼結法に関する。
該カムの焼結法に関する。
［従来の技術］
カム軸のカムは別個の部品として製作しかつ特
に管として構成された軸に焼嵌めすることができ
れば、カム軸の製作に関してもまたカム軸重量に
関して大きな利点が得られる。このようなカム軸
製作のための前提条件はもちろん、カムを負荷要
求に相応する素材から十分な精度で比較的簡単に
製造することができることである。カムを別個の
部品として製作するためには、自体で焼結法が提
供されるが、カムを焼結する際には、製作要求を
高い精度要求と合わせる困難性が生じる。すなわ
ち、必要な材料応力を保証するためには、焼結成
形体の僅かな多孔性に注意しなければならない。
この場合使用された鋼改質剤は十分に均質に分配
されていなければならない。これらの要求は液相
焼結により満足することができる。液相は高い拡
散速度及び急速な孔凝集を保証する。しかし、そ
れで達成される充実焼結体は相応する収縮と結び
付いており、このことは焼結体の寸法安定性に関
して問題点を生ずる、従つて永久的液相を有する
液相焼結体は焼嵌め可能なカムを製作するために
は不適当である。なお、例えばニツケル4.5重量
％、銅1.5重量％、モリブデン0.5重量％及び炭素
0.4〜0.7重量％を含有する公知の高負荷可能な焼
結鋼は、カムにおける強度要求及び焼戻し強度に
関する要求を満足することができない。実験によ
り、このような焼結鋼から成るカムは相応する交
番負荷で150時間未満の耐用時間を有することが
判明した。このことは完全には満足されない。
に管として構成された軸に焼嵌めすることができ
れば、カム軸の製作に関してもまたカム軸重量に
関して大きな利点が得られる。このようなカム軸
製作のための前提条件はもちろん、カムを負荷要
求に相応する素材から十分な精度で比較的簡単に
製造することができることである。カムを別個の
部品として製作するためには、自体で焼結法が提
供されるが、カムを焼結する際には、製作要求を
高い精度要求と合わせる困難性が生じる。すなわ
ち、必要な材料応力を保証するためには、焼結成
形体の僅かな多孔性に注意しなければならない。
この場合使用された鋼改質剤は十分に均質に分配
されていなければならない。これらの要求は液相
焼結により満足することができる。液相は高い拡
散速度及び急速な孔凝集を保証する。しかし、そ
れで達成される充実焼結体は相応する収縮と結び
付いており、このことは焼結体の寸法安定性に関
して問題点を生ずる、従つて永久的液相を有する
液相焼結体は焼嵌め可能なカムを製作するために
は不適当である。なお、例えばニツケル4.5重量
％、銅1.5重量％、モリブデン0.5重量％及び炭素
0.4〜0.7重量％を含有する公知の高負荷可能な焼
結鋼は、カムにおける強度要求及び焼戻し強度に
関する要求を満足することができない。実験によ
り、このような焼結鋼から成るカムは相応する交
番負荷で150時間未満の耐用時間を有することが
判明した。このことは完全には満足されない。
［発明が解決しようとする課題］
従つて、本発明の課題は、一面では前記欠点を
排除して、強度及び温度負荷に関する全ての要求
を満足する、焼嵌めされたカムを提供し、かつ他
面ではこのようなカムの簡単な焼結法を提供する
ことであつた。
排除して、強度及び温度負荷に関する全ての要求
を満足する、焼嵌めされたカムを提供し、かつ他
面ではこのようなカムの簡単な焼結法を提供する
ことであつた。
［課題を解決するための手段］
前記の第１番目の課題は、本発明による第１番
目の発明により、炭素0.3〜1.0重量％並びにモリ
ブデン0.5〜３重量％又は該合金元素の原子量の
比でモリブデンの一部分又は全部に代わるタング
ステンを含有する鉄粉末混合物から焼結されたこ
とを特徴とする、カム軸に焼嵌めするためのカム
により解決される。
目の発明により、炭素0.3〜1.0重量％並びにモリ
ブデン0.5〜３重量％又は該合金元素の原子量の
比でモリブデンの一部分又は全部に代わるタング
ステンを含有する鉄粉末混合物から焼結されたこ
とを特徴とする、カム軸に焼嵌めするためのカム
により解決される。
焼結材料の前記の特別な組成によれば、驚異的
にも極めて良好な硬化性及び良好な焼戻し強度、
優れた回転曲げ強さ及び衝撃強さを達成すること
ができ、しかもこの合金はヘルツ応力
（Hertzsche Pressung）に対して匹敵するクロム
合金化鋼又は浸炭窒化された焼結材料よりも著し
く抵抗性である。モリブデンの代わりに、カムの
焼戻し強度に関してモリブデンに対して一定の利
点をもたらすタングステンを使用することもでき
る。もちろん、タングステンはモリブデンを両者
の原子量の比で代用するべきである。従つて、モ
リブデンに対して約２倍の量のタングステンを加
えねばならない。
にも極めて良好な硬化性及び良好な焼戻し強度、
優れた回転曲げ強さ及び衝撃強さを達成すること
ができ、しかもこの合金はヘルツ応力
（Hertzsche Pressung）に対して匹敵するクロム
合金化鋼又は浸炭窒化された焼結材料よりも著し
く抵抗性である。モリブデンの代わりに、カムの
焼戻し強度に関してモリブデンに対して一定の利
点をもたらすタングステンを使用することもでき
る。もちろん、タングステンはモリブデンを両者
の原子量の比で代用するべきである。従つて、モ
リブデンに対して約２倍の量のタングステンを加
えねばならない。
強度特性は特に達成可能な均一なモリブデン分
布に依存する。
布に依存する。
焼結混合物組成において、炭素の割合が0.3重
量％を下回れば、炭素の強化及び硬化作用がカム
軸のカムに課せられる要求のために低すぎる。そ
れに対して、炭素含量が1.0重量％を越えれば、
焼結の際に液状成分が、必要とされる寸法安定性
がもはや保証されない程に増大する。従つて、炭
素含量は0.3〜1.0重量％であるべきである。
量％を下回れば、炭素の強化及び硬化作用がカム
軸のカムに課せられる要求のために低すぎる。そ
れに対して、炭素含量が1.0重量％を越えれば、
焼結の際に液状成分が、必要とされる寸法安定性
がもはや保証されない程に増大する。従つて、炭
素含量は0.3〜1.0重量％であるべきである。
硬化性及び焼戻し安定性並びに硬度及び耐摩耗
性は、モリブデンないしはタングステン成分によ
つて決定される。Mo0.5重量％（ないしはW1.0
重量％）の所定の限界を下回ると、必要とされる
硬化性及び焼戻し安定性はもはや達成することが
できない。モリブデン3.0重量％ないしはW6.0重
量％を越えると、炭素含量の増大と同様に、大量
の液相が生じ、このこともまた焼嵌めのために必
要な寸法精度を失う結果をまねく。更に、焼結工
程で多数の二次孔が形成され、該二次孔は焼結密
度を著しく低下せしめる。
性は、モリブデンないしはタングステン成分によ
つて決定される。Mo0.5重量％（ないしはW1.0
重量％）の所定の限界を下回ると、必要とされる
硬化性及び焼戻し安定性はもはや達成することが
できない。モリブデン3.0重量％ないしはW6.0重
量％を越えると、炭素含量の増大と同様に、大量
の液相が生じ、このこともまた焼嵌めのために必
要な寸法精度を失う結果をまねく。更に、焼結工
程で多数の二次孔が形成され、該二次孔は焼結密
度を著しく低下せしめる。
7.2ｇ／cm3の最低密度は、カムの所望の持続強
度のために必要な低い多孔度を保証する。この密
度を下回りかつ多孔性上昇すると、この増大した
多孔度は焼戻しの際に亀裂を形成する。試験結果
によれば、このような亀裂の発生は材料の脱落、
ひいてはピツト形成を惹起することが判明した。
密度が増大するに伴い、多孔度は低下し、ひいて
は持続強度、硬度及び耐摩耗性の向上が達成され
る。もちろん、7.4ｇ／cm3よりも高い密度は、そ
の際にプレス工具の寿命が著しく短くなるために
本発明によるカムの経済的な製造に反作用する。
度のために必要な低い多孔度を保証する。この密
度を下回りかつ多孔性上昇すると、この増大した
多孔度は焼戻しの際に亀裂を形成する。試験結果
によれば、このような亀裂の発生は材料の脱落、
ひいてはピツト形成を惹起することが判明した。
密度が増大するに伴い、多孔度は低下し、ひいて
は持続強度、硬度及び耐摩耗性の向上が達成され
る。もちろん、7.4ｇ／cm3よりも高い密度は、そ
の際にプレス工具の寿命が著しく短くなるために
本発明によるカムの経済的な製造に反作用する。
前記の第２番目の課題は、本発明の第２番目の
発明により、焼結前に成形品にプレス加工され
る、炭素少なくとも３重量％及び場合によりモリ
ブデン少なくとも0.5重量％を含有する鉄粉末混
合物を使用して、カム軸に焼嵌め可能なカムを焼
結する方法において、炭素0.3〜1.0重量％並びに
モリブデン0.5〜３重量％又は該合金元素の原子
量の比でモリブデンの一部分又は全部に代わるタ
ングステンを含有する鉄粉末混合物を7.2〜7.4
ｇ／cm3の密度に圧縮し、1230〜1280℃の温度で焼
結させ、油中で焼入れ硬化させ、かつ焼戻しする
ことを特徴とする、カム軸に焼嵌めするためのカ
ムの焼結法により解決される。
発明により、焼結前に成形品にプレス加工され
る、炭素少なくとも３重量％及び場合によりモリ
ブデン少なくとも0.5重量％を含有する鉄粉末混
合物を使用して、カム軸に焼嵌め可能なカムを焼
結する方法において、炭素0.3〜1.0重量％並びに
モリブデン0.5〜３重量％又は該合金元素の原子
量の比でモリブデンの一部分又は全部に代わるタ
ングステンを含有する鉄粉末混合物を7.2〜7.4
ｇ／cm3の密度に圧縮し、1230〜1280℃の温度で焼
結させ、油中で焼入れ硬化させ、かつ焼戻しする
ことを特徴とする、カム軸に焼嵌めするためのカ
ムの焼結法により解決される。
本発明による方法によれば、本発明による焼結
材料を簡単に製造することができる。大抵の場合
1230℃と1280℃の間にある前記焼結温度により、
あらゆる温度で中間的に生成する炭化モリブデン
と鉄とが、均一なモリブデン分布の急速な形成に
とつて１つの前提条件である液相を形成する。し
かしながら、焼結温度はγ−鉄と溶解した炭素、
モリブデン及び／又はタングステンとによつて形
成される、平衡状態で存在する３元又は４元系に
対する固化点の下にあるので、なお永久的な液相
は生じ得ない。鉄及び炭化モリブデンから成る液
相は極めて急速に組織によつて再び固溶体内に受
容される、この場合ほとんど均一なモリブデン分
布が達成される、従つて比較的低い多孔性で、必
要な寸法安定性を保証する困難性は生じない。永
久的液相の不在のためにほとんど収縮が生じない
ので、多孔性の割合は粉末プレスの際に達成され
る密度だけによつて決定され、該密度は少なくと
も7.2ｇ／cm3であるべきである。
材料を簡単に製造することができる。大抵の場合
1230℃と1280℃の間にある前記焼結温度により、
あらゆる温度で中間的に生成する炭化モリブデン
と鉄とが、均一なモリブデン分布の急速な形成に
とつて１つの前提条件である液相を形成する。し
かしながら、焼結温度はγ−鉄と溶解した炭素、
モリブデン及び／又はタングステンとによつて形
成される、平衡状態で存在する３元又は４元系に
対する固化点の下にあるので、なお永久的な液相
は生じ得ない。鉄及び炭化モリブデンから成る液
相は極めて急速に組織によつて再び固溶体内に受
容される、この場合ほとんど均一なモリブデン分
布が達成される、従つて比較的低い多孔性で、必
要な寸法安定性を保証する困難性は生じない。永
久的液相の不在のためにほとんど収縮が生じない
ので、多孔性の割合は粉末プレスの際に達成され
る密度だけによつて決定され、該密度は少なくと
も7.2ｇ／cm3であるべきである。
特に有利な関係は、鉄粉末混合物が炭素0.7〜
0.9重量％並びにモリブデン１〜1.5重量％又は該
合金元素の原子量の比でモリブデンの一部分又は
全部に代わるタングステンを含有する場合に保証
することができる。このような焼結材料を用いる
と、そのままロツクウエル硬度HRC≧40及び持
続回転曲げ強さ≧400MPaを保証することがで
き、このことは本発明によれば十分なカム強度の
１つの前提条件である。熱処理条件は、カム軸上
へのカムの焼嵌めの際並びにカム軸の動作におけ
る加熱により硬度低下の恐れがもはや生じ得ない
ように前記のごとく選択すべきである。
0.9重量％並びにモリブデン１〜1.5重量％又は該
合金元素の原子量の比でモリブデンの一部分又は
全部に代わるタングステンを含有する場合に保証
することができる。このような焼結材料を用いる
と、そのままロツクウエル硬度HRC≧40及び持
続回転曲げ強さ≧400MPaを保証することがで
き、このことは本発明によれば十分なカム強度の
１つの前提条件である。熱処理条件は、カム軸上
へのカムの焼嵌めの際並びにカム軸の動作におけ
る加熱により硬度低下の恐れがもはや生じ得ない
ように前記のごとく選択すべきである。
［実施例］
例 １
カムを製作するために、モリブデン1.5重量％、
黒鉛0.7重量％、常用のプレス助剤0.5重量％、鉄
残りを含有する金属粉末から出発した。この粉末
を圧力1000MPaで基礎密度7.35ｇ／cm3を有する成
形品に圧縮した。圧縮した成形品を焼結炉内で焼
結温度1250℃で1.5時間焼結させた。
黒鉛0.7重量％、常用のプレス助剤0.5重量％、鉄
残りを含有する金属粉末から出発した。この粉末
を圧力1000MPaで基礎密度7.35ｇ／cm3を有する成
形品に圧縮した。圧縮した成形品を焼結炉内で焼
結温度1250℃で1.5時間焼結させた。
引続き、室温に冷却したカムを温度880℃に0.5
時間保持し、次いで油中で焼入れ硬化させた。こ
の際ロツクウエル硬度HRC＝55が得られた。焼
戻しのために、カムを最後に300℃に加熱した。
この場合焼戻し時間は0.5時間であつた。焼戻し
後のロツクウエル硬度はHRC＝40であつた。
時間保持し、次いで油中で焼入れ硬化させた。こ
の際ロツクウエル硬度HRC＝55が得られた。焼
戻しのために、カムを最後に300℃に加熱した。
この場合焼戻し時間は0.5時間であつた。焼戻し
後のロツクウエル硬度はHRC＝40であつた。
例 ２
第２実施例に基づく金属粉末混合物は、実質的
に第１実施例のものと同じであつた。但し、モリ
ブデンをタングステンで代用した、詳言すればこ
の合金元素の原子量の比で代用した、従つてモリ
ブデン1.5重量％の代わりにタングステン３重量
％が金属粉末混合物内に含有されていた。この混
合物を同様に圧力1000Mpaで成形品に前圧縮し
た、この際に基礎密度7.40ｇ／cm3が達成された。
この成形品の焼結は焼結温度1260℃で焼結時間３
時間で実施した。油中で焼入れ硬化（加熱温度
880℃、滞在時間0.5時間）後に、ロツクウエル硬
度HRC＝58が測定された。300℃（焼戻し時間
0.5時間）での焼戻し処理に引続いて測定された
硬度はHRC＝47であつた。
に第１実施例のものと同じであつた。但し、モリ
ブデンをタングステンで代用した、詳言すればこ
の合金元素の原子量の比で代用した、従つてモリ
ブデン1.5重量％の代わりにタングステン３重量
％が金属粉末混合物内に含有されていた。この混
合物を同様に圧力1000Mpaで成形品に前圧縮し
た、この際に基礎密度7.40ｇ／cm3が達成された。
この成形品の焼結は焼結温度1260℃で焼結時間３
時間で実施した。油中で焼入れ硬化（加熱温度
880℃、滞在時間0.5時間）後に、ロツクウエル硬
度HRC＝58が測定された。300℃（焼戻し時間
0.5時間）での焼戻し処理に引続いて測定された
硬度はHRC＝47であつた。
実施例１及び２に基づき得られたカムを軸に焼
嵌めした後にカム軸試験状態でかつモータにセツ
トして1500時間まで試験した、この際優れた摩耗
特性を確認することができた。この試験過程はそ
の都度のモータの種類及び試験プログラムに基づ
き周波数６〜50Hzで交番負荷50〜700MPaに相当
した。
嵌めした後にカム軸試験状態でかつモータにセツ
トして1500時間まで試験した、この際優れた摩耗
特性を確認することができた。この試験過程はそ
の都度のモータの種類及び試験プログラムに基づ
き周波数６〜50Hzで交番負荷50〜700MPaに相当
した。
比較例
本発明の優れた作用効果を立証するために、本
発明によるカムと、特開昭59−200740号公報に記
載された、鉄粉末から製造したカムを使用して、
同じ条件下でそれらの寿命試験を行つた。その結
果、前記の公知の材料からなるカムでは150時間
の寿命を確認するとができたのに対して、本発明
によるカムは1500時間の寿命を有していた。
発明によるカムと、特開昭59−200740号公報に記
載された、鉄粉末から製造したカムを使用して、
同じ条件下でそれらの寿命試験を行つた。その結
果、前記の公知の材料からなるカムでは150時間
の寿命を確認するとができたのに対して、本発明
によるカムは1500時間の寿命を有していた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 炭素0.3〜1.0重量％並びにモリブデン0.5〜３
重量％又は該合金元素の原子量の比でモリブデン
の一部分又は全部に代わるタングステンを含有す
る鉄粉末混合物から焼結されたことを特徴とす
る、カム軸に焼嵌めするためのカム。 ２ 焼結前に成形品にプレス加工される、炭素少
なくとも３重量％及び場合によりモリブデン少な
くとも0.5重量％を含有する鉄粉末混合物を使用
して、カム軸に焼嵌め可能なカムを焼結する方法
において、炭素0.3〜1.0重量％並びにモリブデン
0.5〜３重量％又は該合金元素の原子量の比でモ
リブデンの一部分又は全部に代わるタングステン
を含有する鉄粉末混合物を7.2〜7.4ｇ／cm3の密度
に圧縮し、1230〜1280℃の温度で焼結させ、油中
で焼入れ硬化させ、かつ焼戻しすることを特徴と
する、カム軸に焼嵌めするためのカムの焼結法。 ３ 鉄粉末混合物が炭素0.7〜0.9重量％並びにモ
リブデン１〜1.5重量％又は該合金元素の原子量
の比でモリブデンの一部分又は全部に代わるタン
グステンを含有する鉄粉末混合物である、特許請
求の範囲第２項記載の焼結法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT0128285A AT382334B (de) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | Nocken zum aufschrumpfen auf einer nockenwelle und verfahren zur herstellung eines solchen nockens durch sintern |
| AT1282/85 | 1985-04-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61257453A JPS61257453A (ja) | 1986-11-14 |
| JPH0561347B2 true JPH0561347B2 (ja) | 1993-09-06 |
Family
ID=3510513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61097027A Granted JPS61257453A (ja) | 1985-04-30 | 1986-04-28 | カム軸に焼嵌めするためのカム及び該カムの焼結法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0203908B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61257453A (ja) |
| AT (1) | AT382334B (ja) |
| CA (1) | CA1268967A (ja) |
| DE (1) | DE3661544D1 (ja) |
| ES (1) | ES8800626A1 (ja) |
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| DE3633879A1 (de) * | 1986-10-04 | 1988-04-14 | Supervis Ets | Hochverschleissfeste eisen-nickel-kupfer-molybdaen-sinterlegierung mit phosphorzusatz |
| SE457356C (sv) * | 1986-12-30 | 1989-10-31 | Uddeholm Tooling Ab | Verktygsstaal avsett foer kallbearbetning |
| DE3942091C1 (ja) * | 1989-12-20 | 1991-08-14 | Etablissement Supervis, Vaduz, Li | |
| US5293847A (en) * | 1993-02-16 | 1994-03-15 | Hoffman Ronald J | Powdered metal camshaft assembly |
| SE9401823D0 (sv) * | 1994-05-27 | 1994-05-27 | Hoeganaes Ab | Nickel free iron powder |
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| JPS5813603B2 (ja) * | 1978-01-31 | 1983-03-15 | トヨタ自動車株式会社 | 軸部材とその嵌合部材の接合法 |
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1985
- 1985-04-30 AT AT0128285A patent/AT382334B/de not_active IP Right Cessation
-
1986
- 1986-03-26 DE DE8686890080T patent/DE3661544D1/de not_active Expired
- 1986-03-26 EP EP86890080A patent/EP0203908B1/de not_active Expired
- 1986-04-10 US US06/850,038 patent/US4664706A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-04-28 JP JP61097027A patent/JPS61257453A/ja active Granted
- 1986-04-29 CA CA000507877A patent/CA1268967A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-04-30 ES ES554597A patent/ES8800626A1/es not_active Expired
Patent Citations (6)
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| ATA128285A (de) | 1986-07-15 |
| JPS61257453A (ja) | 1986-11-14 |
| ES8800626A1 (es) | 1987-11-16 |
| DE3661544D1 (en) | 1989-02-02 |
| EP0203908B1 (de) | 1988-12-28 |
| ES554597A0 (es) | 1987-11-16 |
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| CA1268967A (en) | 1990-05-15 |
| AT382334B (de) | 1987-02-10 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |