JPH06158218A - 耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バルブガイド部材 - Google Patents
耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バルブガイド部材Info
- Publication number
- JPH06158218A JPH06158218A JP33011892A JP33011892A JPH06158218A JP H06158218 A JPH06158218 A JP H06158218A JP 33011892 A JP33011892 A JP 33011892A JP 33011892 A JP33011892 A JP 33011892A JP H06158218 A JPH06158218 A JP H06158218A
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- JP
- Japan
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- valve guide
- sintered alloy
- guide member
- based sintered
- wear resistance
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バルブ
ガイド部材を提供する。 【構成】 内燃機関のバルブガイド部材が、重量％で、
Ｃ：１〜４％、Ｃｕ：１．５〜６％、Ｐ：０．１〜０．
８％、Ｍｎ：０．２〜４％、Ｓ：０．０５〜１％を含有
し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成、並びにパ
ーライトを主体とする素地に、硬質のＦｅ−Ｃ−Ｐ系化
合物、ＭｎＳ、および遊離黒鉛が分散分布した組織を有
するＦｅ基焼結合金からなる。
ガイド部材を提供する。 【構成】 内燃機関のバルブガイド部材が、重量％で、
Ｃ：１〜４％、Ｃｕ：１．５〜６％、Ｐ：０．１〜０．
８％、Ｍｎ：０．２〜４％、Ｓ：０．０５〜１％を含有
し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成、並びにパ
ーライトを主体とする素地に、硬質のＦｅ−Ｃ−Ｐ系化
合物、ＭｎＳ、および遊離黒鉛が分散分布した組織を有
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、すぐれた耐摩耗性を
発揮する内燃機関のＦｅ基焼結合金製バルブガイド部材
に関するものである。
発揮する内燃機関のＦｅ基焼結合金製バルブガイド部材
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、内燃機関のバルブガイド部材の製
造に、多くのＦｅ基焼結合金が適用されていることは良
く知られるところである。
造に、多くのＦｅ基焼結合金が適用されていることは良
く知られるところである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の内燃機関
の高出力化および高速化はめざましく、これに伴ない、
これの構造部材の使用条件は一段と苛酷さを増し、特に
中心孔に挿通されて往復動するバルブステムとの間では
げしい摺動摩耗を受けるバルブガイド部材には、より一
層の耐摩耗性の向上が要求されるが、従来の多くのＦｅ
基焼結合金製バルブガイド部材はこれに対応できる十分
な耐摩耗性を示すものではなく、すぐれた耐摩耗性を安
定的に発揮するバルブガイド部材の開発が望まれてい
る。
の高出力化および高速化はめざましく、これに伴ない、
これの構造部材の使用条件は一段と苛酷さを増し、特に
中心孔に挿通されて往復動するバルブステムとの間では
げしい摺動摩耗を受けるバルブガイド部材には、より一
層の耐摩耗性の向上が要求されるが、従来の多くのＦｅ
基焼結合金製バルブガイド部材はこれに対応できる十分
な耐摩耗性を示すものではなく、すぐれた耐摩耗性を安
定的に発揮するバルブガイド部材の開発が望まれてい
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、耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結
合金製バルブガイド部材を開発すべく研究を行なった結
果、内燃機関のバルブガイド部材を、重量％で（以下、
％は重量％を示す）、Ｃ：１〜４％、 Ｃｕ：
１．５〜６％、Ｐ：０．１〜０．８％、Ｍｎ：０．２〜
４％、Ｓ：０．０５〜１％、を含有し、残りがＦｅと不
可避不純物からなる組成、並びにパーライトを主体とす
る素地に、硬質のＦｅ−Ｃ−Ｐ系化合物、硫化マンガン
（以下、ＭｎＳで示す）、および遊離黒鉛が分散した組
織を有するＦｅ基焼結合金で構成すると、この結果のＦ
ｅ基焼結合金製バルブガイド部材は、素地に分散する硬
質のＦｅ−Ｃ−Ｐ系化合物による硬さ向上と、同じく素
地に分散するＭｎＳおよび遊離黒鉛による自己潤滑性の
向上とによってすぐれた耐摩耗性を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、耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結
合金製バルブガイド部材を開発すべく研究を行なった結
果、内燃機関のバルブガイド部材を、重量％で（以下、
％は重量％を示す）、Ｃ：１〜４％、 Ｃｕ：
１．５〜６％、Ｐ：０．１〜０．８％、Ｍｎ：０．２〜
４％、Ｓ：０．０５〜１％、を含有し、残りがＦｅと不
可避不純物からなる組成、並びにパーライトを主体とす
る素地に、硬質のＦｅ−Ｃ−Ｐ系化合物、硫化マンガン
（以下、ＭｎＳで示す）、および遊離黒鉛が分散した組
織を有するＦｅ基焼結合金で構成すると、この結果のＦ
ｅ基焼結合金製バルブガイド部材は、素地に分散する硬
質のＦｅ−Ｃ−Ｐ系化合物による硬さ向上と、同じく素
地に分散するＭｎＳおよび遊離黒鉛による自己潤滑性の
向上とによってすぐれた耐摩耗性を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
なされたものであって、Ｃ：１〜４％、 Ｃｕ：
１．５〜６％、Ｐ：０．１〜０．８％、Ｍｎ：０．２〜
４％、Ｓ：０．０５〜１％、を含有し、残りがＦｅと不
可避不純物からなる組成、並びにパーライトを主体とす
る素地に、微細なＦｅ−Ｃ−Ｐ系化合物、ＭｎＳ、およ
び遊離黒鉛が分散した組織を有するＦｅ基焼結合金で構
成してなる、耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バル
ブガイド部材に特徴を有するものである。
なされたものであって、Ｃ：１〜４％、 Ｃｕ：
１．５〜６％、Ｐ：０．１〜０．８％、Ｍｎ：０．２〜
４％、Ｓ：０．０５〜１％、を含有し、残りがＦｅと不
可避不純物からなる組成、並びにパーライトを主体とす
る素地に、微細なＦｅ−Ｃ−Ｐ系化合物、ＭｎＳ、およ
び遊離黒鉛が分散した組織を有するＦｅ基焼結合金で構
成してなる、耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バル
ブガイド部材に特徴を有するものである。
【０００６】つぎに、この発明のバルブガイド部材にお
いて、これを構成するＦｅ基焼結合金の組成を上記の通
りに限定した理由を説明する。 （ａ） Ｃ Ｃ成分には、素地のパーライトを形成して、これを強化
するほか、硬質のＦｅ−Ｃ−Ｐ系化合物を形成して硬さ
を向上させ、さらに遊離黒鉛としても素地に分布して自
己潤滑性を改善し、もって部材の耐摩耗性を向上させる
作用があるが、その含有量が１％未満では前記作用に所
望の向上効果が得られず、一方その含有量が４％を越え
ると、脆化し、所望の強度を得ることができなくなるこ
とから、その含有量を１〜４％と定めた。
いて、これを構成するＦｅ基焼結合金の組成を上記の通
りに限定した理由を説明する。 （ａ） Ｃ Ｃ成分には、素地のパーライトを形成して、これを強化
するほか、硬質のＦｅ−Ｃ−Ｐ系化合物を形成して硬さ
を向上させ、さらに遊離黒鉛としても素地に分布して自
己潤滑性を改善し、もって部材の耐摩耗性を向上させる
作用があるが、その含有量が１％未満では前記作用に所
望の向上効果が得られず、一方その含有量が４％を越え
ると、脆化し、所望の強度を得ることができなくなるこ
とから、その含有量を１〜４％と定めた。
【０００７】（ｂ） Ｃｕ Ｃｕ成分には、素地に固溶して、これを強化すると共
に、パーライト素地を安定化する作用があるが、その含
有量が１．５％未満では前記作用に所望の改善効果が得
られず、一方その含有量が６％を越えても前記作用によ
り一層の向上効果は得られず、かえって脆化するように
なることから、その含有量を１．５〜６％と定めた。
に、パーライト素地を安定化する作用があるが、その含
有量が１．５％未満では前記作用に所望の改善効果が得
られず、一方その含有量が６％を越えても前記作用によ
り一層の向上効果は得られず、かえって脆化するように
なることから、その含有量を１．５〜６％と定めた。
【０００８】（ｃ） Ｐ Ｐ成分には、焼結性を向上させ、もって強度向上に寄与
するほか、上記の通りＦｅ−Ｃ−Ｐ系化合物を形成して
耐摩耗性を向上させる作用があるが、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、一方そ
の含有量が０．８％を越えると、素地が硬化しすぎると
共に、粗大なＦｅ−Ｃ−Ｐ系化合物が析出するようにな
って被削性が著しく悪化することから、その含有量を
０．１〜０．８％と定めた。
するほか、上記の通りＦｅ−Ｃ−Ｐ系化合物を形成して
耐摩耗性を向上させる作用があるが、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、一方そ
の含有量が０．８％を越えると、素地が硬化しすぎると
共に、粗大なＦｅ−Ｃ−Ｐ系化合物が析出するようにな
って被削性が著しく悪化することから、その含有量を
０．１〜０．８％と定めた。
【０００９】（ｄ） ＭｎおよびＳ これら両成分は、主として素地に分散分布するＭｎＳと
して存在して自己潤滑性を高め、もって部材の耐摩耗性
向上に寄与するほか、被削性を改善する作用をもつが、
その含有量がそれぞれＭｎ：０．２％未満およびＳ：
０．０５％未満では、素地への僅かな固溶は避けならな
いので、ＭｎＳとしての割合が０．２％未満となってし
まい、前記作用に所望の向上効果が得られず、一方その
含有量がそれぞれＭｎ：４％およびＳ：１％を越える
と、ＭｎＳの分布割合が多くなりすぎてしまい、この結
果部材の強度が低下するようになることから、その含有
量をそれぞれＭｎ：０．２〜４％、Ｓ：０．０５〜１％
と定めた。
して存在して自己潤滑性を高め、もって部材の耐摩耗性
向上に寄与するほか、被削性を改善する作用をもつが、
その含有量がそれぞれＭｎ：０．２％未満およびＳ：
０．０５％未満では、素地への僅かな固溶は避けならな
いので、ＭｎＳとしての割合が０．２％未満となってし
まい、前記作用に所望の向上効果が得られず、一方その
含有量がそれぞれＭｎ：４％およびＳ：１％を越える
と、ＭｎＳの分布割合が多くなりすぎてしまい、この結
果部材の強度が低下するようになることから、その含有
量をそれぞれＭｎ：０．２〜４％、Ｓ：０．０５〜１％
と定めた。
【００１０】
【実施例】つぎに、この発明のバルブガイド部材を実施
例により具体的に説明する。原料粉末として、粒度：−
８０meshのＦｅ粉末、同−１５０meshの炭素粉末、同−
１００meshのＣｕ粉末、同−１５０meshのＦｅ−２７％
Ｐ合金粉末、同−２００meshのＣｕ−８％Ｐ合金粉末、
および同−１５０meshのＭｎＳ粉末を用い、これら原料
粉末をそれぞれ所定の配合割合に配合し、１％のステア
リン酸亜鉛を加えてＶ型ミキサにて３０分間混合した
後、６ton ／cm2 の圧力で圧粉体にプレス成形し、この
圧粉体を、天然ガスの分解ガス雰囲気中、温度：６５０
℃に２０分間保持して脱脂し、引続いて１０５０〜１１
５０℃の範囲内の所定温度に昇温し、この温度に６０分
間保持して焼結し、焼結後、仕上切削加工を施すことに
より、表１に示される組成を有すると共に、パーライト
を主体とする素地に、硬質のＦｅ−Ｃ−Ｐ系化合物、Ｍ
ｎＳ、および遊離黒鉛が分散した組織をもったＦｅ基焼
結合金で構成され、かつ長さ：５０mm×外径：１２mm×
内径：６．６mmの寸法をもった本発明Ｆｅ基焼結合金製
バルブガイド部材（以下、本発明焼結バルブガイドとい
う）１〜１１、並びに構成成分のうちのいずれかの成分
含有量（表１に＊印を付す）がこの発明の範囲から外れ
たＦｅ基焼結合金で構成された比較Ｆｅ基焼結合金製バ
ルブガイド部材（以下、比較焼結バルブガイドという）
１〜４をそれぞれ製造した。
例により具体的に説明する。原料粉末として、粒度：−
８０meshのＦｅ粉末、同−１５０meshの炭素粉末、同−
１００meshのＣｕ粉末、同−１５０meshのＦｅ−２７％
Ｐ合金粉末、同−２００meshのＣｕ−８％Ｐ合金粉末、
および同−１５０meshのＭｎＳ粉末を用い、これら原料
粉末をそれぞれ所定の配合割合に配合し、１％のステア
リン酸亜鉛を加えてＶ型ミキサにて３０分間混合した
後、６ton ／cm2 の圧力で圧粉体にプレス成形し、この
圧粉体を、天然ガスの分解ガス雰囲気中、温度：６５０
℃に２０分間保持して脱脂し、引続いて１０５０〜１１
５０℃の範囲内の所定温度に昇温し、この温度に６０分
間保持して焼結し、焼結後、仕上切削加工を施すことに
より、表１に示される組成を有すると共に、パーライト
を主体とする素地に、硬質のＦｅ−Ｃ−Ｐ系化合物、Ｍ
ｎＳ、および遊離黒鉛が分散した組織をもったＦｅ基焼
結合金で構成され、かつ長さ：５０mm×外径：１２mm×
内径：６．６mmの寸法をもった本発明Ｆｅ基焼結合金製
バルブガイド部材（以下、本発明焼結バルブガイドとい
う）１〜１１、並びに構成成分のうちのいずれかの成分
含有量（表１に＊印を付す）がこの発明の範囲から外れ
たＦｅ基焼結合金で構成された比較Ｆｅ基焼結合金製バ
ルブガイド部材（以下、比較焼結バルブガイドという）
１〜４をそれぞれ製造した。
【００１１】
【表１】
【００１２】ついで、この結果得られた各種の焼結バル
ブガイドを、排気量：２０００ccのＤＯＨＣ型エンジン
のＡｌ鋳物製シリンダヘッドに圧入取付けし、燃料とし
て無鉛ガソリンを用い、回転数：６２００r.p.m.で２０
０時間運転の実機試験を行ない、バルブシート側の端縁
から長さ方向５mmの内面位置での内径を測定し、試験前
の内径に対する試験後の内径変化量を摩耗量として測定
した。これらの測定結果を表１に示した。
ブガイドを、排気量：２０００ccのＤＯＨＣ型エンジン
のＡｌ鋳物製シリンダヘッドに圧入取付けし、燃料とし
て無鉛ガソリンを用い、回転数：６２００r.p.m.で２０
０時間運転の実機試験を行ない、バルブシート側の端縁
から長さ方向５mmの内面位置での内径を測定し、試験前
の内径に対する試験後の内径変化量を摩耗量として測定
した。これらの測定結果を表１に示した。
【００１３】
【発明の効果】表１に示される結果から、本発明焼結バ
ルブガイド１〜１１は、いずれも著しく高速にして長時
間の連続運転にもかかわらず、すぐれた耐摩耗性を示す
のに対して、比較焼結バルブガイド１〜４に見られるよ
うに、これを構成するＦｅ基焼結合金の構成成分のうち
のいずかの成分含有量がこの発明の範囲から外れると所
望のすぐれた耐摩耗性を確保することができないことが
明らかである。上述のように、この発明のＦｅ基焼結合
金製バルブガイド部材は、苛酷な条件下での使用に際し
てもすぐれた耐摩耗性を発揮し、内燃機関の高性能化お
よび高速化に十分対応できる特性をもつものである。
ルブガイド１〜１１は、いずれも著しく高速にして長時
間の連続運転にもかかわらず、すぐれた耐摩耗性を示す
のに対して、比較焼結バルブガイド１〜４に見られるよ
うに、これを構成するＦｅ基焼結合金の構成成分のうち
のいずかの成分含有量がこの発明の範囲から外れると所
望のすぐれた耐摩耗性を確保することができないことが
明らかである。上述のように、この発明のＦｅ基焼結合
金製バルブガイド部材は、苛酷な条件下での使用に際し
てもすぐれた耐摩耗性を発揮し、内燃機関の高性能化お
よび高速化に十分対応できる特性をもつものである。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆ０１Ｌ 3/08 Ａ 8206−3Ｇ
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｃ：１〜４％、 Ｃｕ：１．５〜６％、 Ｐ：０．１〜０．８％、Ｍｎ：０．２〜４％、 Ｓ：０．０５〜１％、 を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成、並
びにパーライトを主体とする素地に、微細なＦｅ−Ｃ−
Ｐ系化合物、硫化マンガン、および遊離黒鉛が分散分布
した組織を有するＦｅ基焼結合金で構成したことを特徴
とする耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バルブガイ
ド部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33011892A JPH06158218A (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | 耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バルブガイド部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33011892A JPH06158218A (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | 耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バルブガイド部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06158218A true JPH06158218A (ja) | 1994-06-07 |
Family
ID=18229005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33011892A Pending JPH06158218A (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | 耐摩耗性のすぐれたＦｅ基焼結合金製バルブガイド部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06158218A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2849448A1 (fr) * | 2002-12-25 | 2004-07-02 | Nippon Piston Ring Co Ltd | Corps fritte a base de fer, corps enveloppe d'alliage leger, et leur procede de fabrication |
| JP2006307347A (ja) * | 2001-10-02 | 2006-11-09 | Eaton Corp | 弁ガイド |
| JP2009155696A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | 摺動部材用鉄基焼結合金 |
-
1992
- 1992-11-16 JP JP33011892A patent/JPH06158218A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006307347A (ja) * | 2001-10-02 | 2006-11-09 | Eaton Corp | 弁ガイド |
| JP2006342429A (ja) * | 2001-10-02 | 2006-12-21 | Eaton Corp | 粉末金属エンジン部品 |
| JP4638386B2 (ja) * | 2001-10-02 | 2011-02-23 | イートン コーポレーション | 弁ガイド |
| JP4690256B2 (ja) * | 2001-10-02 | 2011-06-01 | イートン コーポレーション | 粉末金属エンジン部品 |
| FR2849448A1 (fr) * | 2002-12-25 | 2004-07-02 | Nippon Piston Ring Co Ltd | Corps fritte a base de fer, corps enveloppe d'alliage leger, et leur procede de fabrication |
| JP2009155696A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Hitachi Powdered Metals Co Ltd | 摺動部材用鉄基焼結合金 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010605 |