JPH059667A - 高強度を有するFe基焼結合金製耐摩部材 - Google Patents
高強度を有するFe基焼結合金製耐摩部材Info
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- JPH059667A JPH059667A JP18815591A JP18815591A JPH059667A JP H059667 A JPH059667 A JP H059667A JP 18815591 A JP18815591 A JP 18815591A JP 18815591 A JP18815591 A JP 18815591A JP H059667 A JPH059667 A JP H059667A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Fe基焼結合金製耐摩部材の強度向上をはか
る。 【構成】 耐摩部材が、重量%で、C :0.45〜
0.55%、Cr:3.8〜4.5%、Mo:2.5〜
3.5%、 W :1.5〜2.5%、Si:0.5
〜0.8%、 Mn:0.2〜0.4%、を含有し、
残りがFeと不可避不純物からなる組成を有するFe基
合金素地に、C :0.8〜0.9%、 Cr:3.
8〜4.5%、Mo:4.5〜5.5%、 W :
5.5〜6.7%、V :1.6〜2.2%、 S
i:0.5〜0.8%、Mn:0.2〜0.4%、を含
有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成を有する
複炭化物析出型Fe基合金硬質相が5〜20%の割合で
分散した組織を有するFe基焼結合金からなる。
る。 【構成】 耐摩部材が、重量%で、C :0.45〜
0.55%、Cr:3.8〜4.5%、Mo:2.5〜
3.5%、 W :1.5〜2.5%、Si:0.5
〜0.8%、 Mn:0.2〜0.4%、を含有し、
残りがFeと不可避不純物からなる組成を有するFe基
合金素地に、C :0.8〜0.9%、 Cr:3.
8〜4.5%、Mo:4.5〜5.5%、 W :
5.5〜6.7%、V :1.6〜2.2%、 S
i:0.5〜0.8%、Mn:0.2〜0.4%、を含
有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成を有する
複炭化物析出型Fe基合金硬質相が5〜20%の割合で
分散した組織を有するFe基焼結合金からなる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高強度を有するFe
基焼結合金製耐摩部材に関するものである。
基焼結合金製耐摩部材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、一般に耐摩部材として、例えば内
燃機関のロッカーアーム材やそのチップ材、さらにカム
材やローラ材などが知られており、またこれら耐摩部材
の製造には、耐摩耗性が要求されることから、例えば特
開昭55−145156号公報に記載されるFe基焼結
合金はじめ、その他多くの耐摩耗性Fe基焼結合金が用
いられていることも知られている。
燃機関のロッカーアーム材やそのチップ材、さらにカム
材やローラ材などが知られており、またこれら耐摩部材
の製造には、耐摩耗性が要求されることから、例えば特
開昭55−145156号公報に記載されるFe基焼結
合金はじめ、その他多くの耐摩耗性Fe基焼結合金が用
いられていることも知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の各種機械
装置の高性能化と相まって、これの軽量化および小型化
に対する要求も強くなされており、これに伴ない、これ
らの構造部材である上記耐摩部材にも高強度が要求され
るようになっているが、上記の従来耐摩部材はこれを構
成するFe基焼結合金が十分な強度を具備するものでな
いため、これらの要求には満足に対応することができな
いのが現状である。
装置の高性能化と相まって、これの軽量化および小型化
に対する要求も強くなされており、これに伴ない、これ
らの構造部材である上記耐摩部材にも高強度が要求され
るようになっているが、上記の従来耐摩部材はこれを構
成するFe基焼結合金が十分な強度を具備するものでな
いため、これらの要求には満足に対応することができな
いのが現状である。
【0004】
【課題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、高強度を有するFe基焼結合金
製耐摩部材を開発すべく研究を行なった結果、耐摩部材
を、重量%で(以下%は重量%を示す)、C :0.4
5〜0.55%、Cr:3.8〜4.5%、Mo:2.
5〜3.5%、 W :1.5〜2.5%、Si:
0.5〜0.8%、 Mn:0.2〜0.4%、を含
有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成を有する
Fe基合金素地に、C :0.8〜0.9%、 C
r:3.8〜4.5%、Mo:4.5〜5.5%、
W :5.5〜6.7%、V :1.6〜2.2%、
Si:0.5〜0.8%、Mn:0.2〜0.4%、
を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成を有
する複炭化物析出型Fe基合金硬質相が5〜20%の割
合で分散した組織を有するFe基焼結合金で構成する
と、前記Fe基焼結合金の素地によって高強度が確保さ
れるので、耐摩部材の薄肉化および小型化による軽量化
が可能となるばかりでなく、前記Fe基焼結合金の硬質
相によってすぐれた耐摩耗性が確保され、実用に際して
すぐれた性能を長期に亘って発揮するようになるという
研究結果を得たのである。
上述のような観点から、高強度を有するFe基焼結合金
製耐摩部材を開発すべく研究を行なった結果、耐摩部材
を、重量%で(以下%は重量%を示す)、C :0.4
5〜0.55%、Cr:3.8〜4.5%、Mo:2.
5〜3.5%、 W :1.5〜2.5%、Si:
0.5〜0.8%、 Mn:0.2〜0.4%、を含
有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成を有する
Fe基合金素地に、C :0.8〜0.9%、 C
r:3.8〜4.5%、Mo:4.5〜5.5%、
W :5.5〜6.7%、V :1.6〜2.2%、
Si:0.5〜0.8%、Mn:0.2〜0.4%、
を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成を有
する複炭化物析出型Fe基合金硬質相が5〜20%の割
合で分散した組織を有するFe基焼結合金で構成する
と、前記Fe基焼結合金の素地によって高強度が確保さ
れるので、耐摩部材の薄肉化および小型化による軽量化
が可能となるばかりでなく、前記Fe基焼結合金の硬質
相によってすぐれた耐摩耗性が確保され、実用に際して
すぐれた性能を長期に亘って発揮するようになるという
研究結果を得たのである。
【0005】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであり、また耐摩部材を構成するFe基焼
結合金の組成は経験的に定めたものであり、構成成分の
含有量が相対的に狭い範囲での含有となっている。
なされたものであり、また耐摩部材を構成するFe基焼
結合金の組成は経験的に定めたものであり、構成成分の
含有量が相対的に狭い範囲での含有となっている。
【0006】すなわち、この発明の耐摩部材において、
これを構成するFe基焼結合金の素地は、合金成分とし
てのC,Cr,Mo,W,Si,およびMnのすべてが
素地に固定した単一相組織をもつものであり、したがっ
てこれらの合金成分のうちのC,Cr,Mo,およびW
のいずれかでも上記の含有範囲から少ない方に外れる
と、所望の固溶強化をはかることができず、一方C,C
r,Mo,およびWのいずれかでも上記の含有範囲から
高い方に外れると、炭化物が析出するようになって強度
が低下することから、その含有量を、それぞれC:0.
45〜0.55%、Cr:3.8〜4.5%、Mo:
2.5〜3.5%、W:1.5〜2.5%と定めてい
る。なお、SiおよびMnは脱酸剤として不可欠のもの
であり、したがってその含有量が、それぞれSi:0.
5%未満およびMn:0.2%未満では所望の十分な脱
酸を行なうことができず、一方その含有量が、それぞれ
Si:0.8%およびMn:0.4%を越えると、強度
が低下するようになることから、その含有量をSi:
0.5〜0.8%、Mn:0.2〜0.8%と定めた。
これを構成するFe基焼結合金の素地は、合金成分とし
てのC,Cr,Mo,W,Si,およびMnのすべてが
素地に固定した単一相組織をもつものであり、したがっ
てこれらの合金成分のうちのC,Cr,Mo,およびW
のいずれかでも上記の含有範囲から少ない方に外れる
と、所望の固溶強化をはかることができず、一方C,C
r,Mo,およびWのいずれかでも上記の含有範囲から
高い方に外れると、炭化物が析出するようになって強度
が低下することから、その含有量を、それぞれC:0.
45〜0.55%、Cr:3.8〜4.5%、Mo:
2.5〜3.5%、W:1.5〜2.5%と定めてい
る。なお、SiおよびMnは脱酸剤として不可欠のもの
であり、したがってその含有量が、それぞれSi:0.
5%未満およびMn:0.2%未満では所望の十分な脱
酸を行なうことができず、一方その含有量が、それぞれ
Si:0.8%およびMn:0.4%を越えると、強度
が低下するようになることから、その含有量をSi:
0.5〜0.8%、Mn:0.2〜0.8%と定めた。
【0007】また、同じくこの発明の耐摩部材における
Fe基焼結合金の硬質相は、製造工程での焼入れおよび
焼戻しの熱処理でCr,Mo,W,およびVの複炭化物
が析出した組織をもつものであり、この組織によって高
硬度をもつようになるが、これらの成分のうちのいずれ
かでも上記の範囲から少ない方に外れた含有量になる
と、所望の高硬度を確保することができず、一方これら
の成分のうちのいずれかでも上記の範囲から外れて多く
含有すると相手攻撃性が一段と著しくなることから、そ
の含有量を、それぞれC:0.8〜0.9%、Cr:
3.8〜4.5%、Mo:4.5〜5.5%、W:5.
5〜6.7%、およびV:1.6〜2.2%と定めたの
である。なお、SiおよびMnについては、上記素地の
場合と同じ理由で、その含有量を、それぞれSi:0.
5〜0.8%、Mn:0.2〜0.4%と定めた。
Fe基焼結合金の硬質相は、製造工程での焼入れおよび
焼戻しの熱処理でCr,Mo,W,およびVの複炭化物
が析出した組織をもつものであり、この組織によって高
硬度をもつようになるが、これらの成分のうちのいずれ
かでも上記の範囲から少ない方に外れた含有量になる
と、所望の高硬度を確保することができず、一方これら
の成分のうちのいずれかでも上記の範囲から外れて多く
含有すると相手攻撃性が一段と著しくなることから、そ
の含有量を、それぞれC:0.8〜0.9%、Cr:
3.8〜4.5%、Mo:4.5〜5.5%、W:5.
5〜6.7%、およびV:1.6〜2.2%と定めたの
である。なお、SiおよびMnについては、上記素地の
場合と同じ理由で、その含有量を、それぞれSi:0.
5〜0.8%、Mn:0.2〜0.4%と定めた。
【0008】さらに、上記硬質相のFe基焼結合金に占
める割合は、その割合が5%未満では所望の耐摩耗性を
確保することができず、一方その割合が20%を越える
と相手攻撃性が増大するようになるという理由で5〜2
0%と定めたものである。
める割合は、その割合が5%未満では所望の耐摩耗性を
確保することができず、一方その割合が20%を越える
と相手攻撃性が増大するようになるという理由で5〜2
0%と定めたものである。
【0009】
【実施例】つぎに、この発明の耐摩部材を実施例により
具体的に説明する。素地形成用Fe基合金粉末として、
C:0.52%、Cr:4.13%、Mo:3.04
%、W:2.05%、Si:0.67%、Mn:0.3
0%、Feおよび不可避不純物:残りからなる組成を有
する粒度:325メッシュ以下のアトマイズFe基合金
粉末、および硬質相形成用Fe基合金粉末として、C:
0.84%、Cr:4.16%、Mo:5.06%、
W:6.13%、V:2.02%、Si:0.64%、
Mn:0.31%、Feおよび不可避不純物:残りから
なる組成を有する同じく粒度:100メッシュ以下のガ
スアトマイズFe基合金粉末を用意し、これら原料粉末
を表1に示される配合組成に配合し、ステアリン酸亜
鉛:1%を加えてミキサーにて30分間混合した後、5
ton /cm2の圧力で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体
を500℃に30分間保持して脱脂し、ついで1×10
-3torrの真空中、1220℃に1時間保持の条件で焼結
し、ついで1×10-3torrの真空中、温度:1200℃
に1時間保持後、N2 ガス冷却の焼入れ処理、および大
気中、540℃に1時間保持の焼戻し処理を施すことに
より実質的に配合組成と同一の組成をもった縦:10mm
×幅:10mm×長さ:30mmの寸法の本発明耐摩部材1
〜4および比較摩耗部材1,2をそれぞれ製造した。
具体的に説明する。素地形成用Fe基合金粉末として、
C:0.52%、Cr:4.13%、Mo:3.04
%、W:2.05%、Si:0.67%、Mn:0.3
0%、Feおよび不可避不純物:残りからなる組成を有
する粒度:325メッシュ以下のアトマイズFe基合金
粉末、および硬質相形成用Fe基合金粉末として、C:
0.84%、Cr:4.16%、Mo:5.06%、
W:6.13%、V:2.02%、Si:0.64%、
Mn:0.31%、Feおよび不可避不純物:残りから
なる組成を有する同じく粒度:100メッシュ以下のガ
スアトマイズFe基合金粉末を用意し、これら原料粉末
を表1に示される配合組成に配合し、ステアリン酸亜
鉛:1%を加えてミキサーにて30分間混合した後、5
ton /cm2の圧力で圧粉体にプレス成形し、この圧粉体
を500℃に30分間保持して脱脂し、ついで1×10
-3torrの真空中、1220℃に1時間保持の条件で焼結
し、ついで1×10-3torrの真空中、温度:1200℃
に1時間保持後、N2 ガス冷却の焼入れ処理、および大
気中、540℃に1時間保持の焼戻し処理を施すことに
より実質的に配合組成と同一の組成をもった縦:10mm
×幅:10mm×長さ:30mmの寸法の本発明耐摩部材1
〜4および比較摩耗部材1,2をそれぞれ製造した。
【0010】
【表1】
【0011】ついで、この結果得られた各種の耐摩部材
について、理論密度比、抗折力、およびロックウェル硬
さ(Cスケール)を測定すると共に、摩耗試験を行なっ
た。
について、理論密度比、抗折力、およびロックウェル硬
さ(Cスケール)を測定すると共に、摩耗試験を行なっ
た。
【0012】摩耗試験は、相手材として外径:40mm×
内径:20mm×幅:15mmの寸法をもち、かつJIS・
SCr420の浸炭材からなるリングを用い、このリン
グの中心軸を水平に保持した状態で、その表面に潤滑油
を滴下しながら、1500r.p.m.の速度で回転させ、こ
れに上記の耐摩部材を上下から水平に当接させ、これに
20kgの荷重をかけた状態で20時間保持の条件で行な
い、最大摩耗深さを測定した。この測定結果を表1に示
した。
内径:20mm×幅:15mmの寸法をもち、かつJIS・
SCr420の浸炭材からなるリングを用い、このリン
グの中心軸を水平に保持した状態で、その表面に潤滑油
を滴下しながら、1500r.p.m.の速度で回転させ、こ
れに上記の耐摩部材を上下から水平に当接させ、これに
20kgの荷重をかけた状態で20時間保持の条件で行な
い、最大摩耗深さを測定した。この測定結果を表1に示
した。
【0013】表1に示される結果から、本発明耐摩部材
1〜4は、90〜120kg/mm2 程度の抗折力しか示さ
ないこの種の従来Fe基焼結合金製耐摩部材に比して一
段と高強度をもち、かつ同じくHR C:50〜55程度
の硬さ、並びに同一条件での摩耗試験で10〜20μm
程度の最大摩耗深さおよび10〜15μm程度の相手材
最大摩耗深さを示す前記従来Fe基焼結合金製耐摩部材
と同等あるいはこれ以上のすぐれた耐摩耗性を示すこと
が明らかである。
1〜4は、90〜120kg/mm2 程度の抗折力しか示さ
ないこの種の従来Fe基焼結合金製耐摩部材に比して一
段と高強度をもち、かつ同じくHR C:50〜55程度
の硬さ、並びに同一条件での摩耗試験で10〜20μm
程度の最大摩耗深さおよび10〜15μm程度の相手材
最大摩耗深さを示す前記従来Fe基焼結合金製耐摩部材
と同等あるいはこれ以上のすぐれた耐摩耗性を示すこと
が明らかである。
【0014】一方、比較耐摩部材1,2に見られるよう
に、硬質相の含有割合がこの発明の範囲から外れると、
耐摩耗性が低下したり、相手攻撃性が増大したりするよ
うになることがわかる。
に、硬質相の含有割合がこの発明の範囲から外れると、
耐摩耗性が低下したり、相手攻撃性が増大したりするよ
うになることがわかる。
【0015】上述のように、この発明の耐摩部材は、高
強度およびすぐれた耐摩耗性を有するFe基焼結合金に
よって構成されているので、これの薄肉化および小型化
による軽量化が可能となると共に、実用に際してはすぐ
れた性能を長期に亘って発揮するようになるなど工業上
有用な特性を有するのである。
強度およびすぐれた耐摩耗性を有するFe基焼結合金に
よって構成されているので、これの薄肉化および小型化
による軽量化が可能となると共に、実用に際してはすぐ
れた性能を長期に亘って発揮するようになるなど工業上
有用な特性を有するのである。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C22C 38/22
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 重量%で、 C :0.45〜0.55%、Cr:3.8〜4.5
%、 Mo:2.5〜3.5%、 W :1.5〜2.5
%、 Si:0.5〜0.8%、 Mn:0.2〜0.4
%、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成を有
するFe基合金素地に、 C :0.8〜0.9%、 Cr:3.8〜4.5
%、 Mo:4.5〜5.5%、 W :5.5〜6.7
%、 V :1.6〜2.2%、 Si:0.5〜0.8
%、 Mn:0.2〜0.4%、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成を有
する複炭化物析出型Fe基合金硬質相が5〜20%の割
合で分散した組織を有するFe基焼結合金で構成したこ
とを特徴とする高強度を有するFe基焼結合金製耐摩部
材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18815591A JPH059667A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 高強度を有するFe基焼結合金製耐摩部材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18815591A JPH059667A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 高強度を有するFe基焼結合金製耐摩部材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH059667A true JPH059667A (ja) | 1993-01-19 |
Family
ID=16218718
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18815591A Withdrawn JPH059667A (ja) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | 高強度を有するFe基焼結合金製耐摩部材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH059667A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5949003A (en) * | 1996-04-15 | 1999-09-07 | Nissan Motor Co., Ltd. | High-temperature wear-resistant sintered alloy |
US6340377B1 (en) | 1999-04-12 | 2002-01-22 | Hitachi Powdered Metals Co., Ltd. | High-temperature wear-resistant sintered alloy |
-
1991
- 1991-07-02 JP JP18815591A patent/JPH059667A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5949003A (en) * | 1996-04-15 | 1999-09-07 | Nissan Motor Co., Ltd. | High-temperature wear-resistant sintered alloy |
US6340377B1 (en) | 1999-04-12 | 2002-01-22 | Hitachi Powdered Metals Co., Ltd. | High-temperature wear-resistant sintered alloy |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981008 |