JPH06220573A - ロッカアーム - Google Patents

ロッカアーム

Info

Publication number
JPH06220573A
JPH06220573A JP24860893A JP24860893A JPH06220573A JP H06220573 A JPH06220573 A JP H06220573A JP 24860893 A JP24860893 A JP 24860893A JP 24860893 A JP24860893 A JP 24860893A JP H06220573 A JPH06220573 A JP H06220573A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rocker arm
wear resistance
cast iron
iron material
matrix
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP24860893A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2594505B2 (ja
Inventor
Yoshikatsu Nakamura
義勝 中村
Osamu Kawamura
治 川村
Souichi Shimomura
創一 霜村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Piston Ring Co Ltd
Original Assignee
Nippon Piston Ring Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Piston Ring Co Ltd filed Critical Nippon Piston Ring Co Ltd
Priority to JP5248608A priority Critical patent/JP2594505B2/ja
Publication of JPH06220573A publication Critical patent/JPH06220573A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2594505B2 publication Critical patent/JP2594505B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐摩耗性と耐スカッフィング性の高い鋳鉄材
を用いたロッカアームを提供する。 【構成1】 成分組成が重量%で、C:2.5〜3.7
%、Si:1.0〜2.0%、Mn:0.5〜1.0%、C
r:10〜20%、Ni:0.3〜0.7%、及びW、M
o、V、Nb、Ta:l種又は2種以上で1〜10%、
P:0.3%以下、S:0.1%以下、残部Feと不可避
的不純物からなり、マルテンサイト基地中にCrを主体
とする炭化物が均一に析出した鋳鉄材を少なくとも当接
部に用いたロッカアーム。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は耐摩耗性と耐スカッフィ
ング性の高い鋳鉄材を用いたロッカアームに関する。
【0002】
【従来の技術】カムシャフトやバルブと高面圧で当接す
るロッカアームは高い耐摩耗性を備えなければならない
が、ロッカアーム本体又は当接部のチップとしては従
来、チル鋳鉄、鋳鋼、焼結合金などが用いれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの材料
で製造されたロッカアームは、焼結合金の場合、冷間鍛
造スチール本体に焼結チップをろう付けまたは焼着した
ものであるが、製造コストが高くなっていた。またチル
鋳鉄や鋳鋼の場合、高性能、高負荷になりつつある昨今
のエンジンに用いたとき接触面圧の増加により著しい摩
耗が発生するようになり、これら従来材程度の耐摩耗性
では不十分となりつつある。
【0004】例えば、本願出願人が本願出願前に開発し
た耐摩耗性焼結合金(特開昭60ー33344号公報参
照)の特許請求の範囲第4項および第7項記載の合金
(以下先願合金という)は、本願発明においてマーカッ
シュ型式で記載した一群の元素からMoを選択したとき
に、本願の合金組成と重複する場合があり、また、合金
の用途としてロッカアームを含む点で共通するものであ
る。しかしながら、先願合金において、Moは基地に固
溶して合金を強化するものであるのに対し、本願発明の
合金では、Moは炭化物を形成して析出の作用をするの
で、合金の実体は著しく相違する。
【0005】また先願合金は焼結材であって、本願発明
におけるような鋳造材との間には製品の性質に大きな差
があり、さらに、コストの面でも有利とはいえない。す
なわち、先願発明の焼結合金はその製造履歴からして、
当然に組織中に空孔が存在するため、空孔の存在しない
鋳造材と比較すると強度的に弱いという欠点がある。
【0006】また、素材地金の溶解からスタートする本
願発明の鋳造材は、粒状で微細な炭化物が析出する。こ
れに対し先願合金の焼結材は粉末原料の混合、圧縮成
形、焼結によって得られるため、炭化物は粒子の粒界に
沿って成長し、そのため板状の炭化物が多く析出する。
このため、両者間の組織の粗さに歴然と差が生ずること
となる。図3は上記先願発明の焼結材の200倍の顕微
鏡写真であるが、本願発明の400倍の写真と比較して
も、組織の粗さが直ちに識別でき、もし、先願発明の焼
結材の写真を400倍に引き伸ばせば、粗さの差はさら
に拡大するものである。なお、図3の焼結材の組成と図
1の鋳造材の組成は同一ではないので、厳正な比較では
ないが、鋳造材と焼結材がこのように組織上差があるこ
とは明確となる。
【0007】この粗大で板状の炭化物は、相手部材との
摺動中に相手部材に対し攻撃的な「むしり」あるいは
「かじり」作用をもたらすという欠陥があった。
【0008】上述の焼結材の他に、(Cr・Fe)73
などの硬質の炭化物を含むために優れた耐摩耗性を示す
ことで知られている25〜35%Cr含有鋳鉄がある
が、フェライトが析出する傾向があるために高回転、高
負荷のエンジンに用いた場合はやはり耐摩耗性に乏し
い。
【0009】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは上記
のような従来技術のもつ難点を克服するため鋭意研究を
重ねた結果、下記のような組成と組織をもち、優れた耐
摩耗性と耐スカッフィング性を備えたロッカアームを開
発した。すなわち、「成分組成が重量%で、C:2.5
〜3.7%、Si:1.0〜2.0%、Mn:0.5〜1.
0%、Cr:10〜20%、Ni:0.3〜0.7%、
P:0.3%以下、S:0.1%以下、W、Mo、V、N
b、Ta:l種または2種以上で1〜10%、残部Fe
と不可避的不純物からなり、マルテンサイト基地中にC
rを主体とする炭化物が均一に析出した鋳鉄材を少なく
とも当接部に用いたロッカアーム。」
【0010】本発明のロッカアームはカムシャフトやバ
ルブとの当接部のチップを鋳鉄材で製造してスチール本
体やアルミ本体をろう付け、鋳ぐるみなどの手段により
複合化することもできるが、望ましくは製造コストを低
くするためにシェル型やロストワックスなど型を使った
鋳造により一体成形される。
【0011】また、鋳鉄材は焼入れマルテンサイト基地
で優れた耐摩耗性を有するが、焼入後の窒化によって表
面に高硬度の窒化化合物層を形成すればさらに高い耐摩
耗性が得られる。以下に成分組成を上記の通りに限定し
た理由を説明する。
【0012】C成分は基地に固溶してこれを強化し、か
つ(Cr・Fe)73 などCrを主体とする硬質の炭化
物やその他の炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる作
用がある。2.5%未満では炭化物の析出量が不足して
耐摩耗性が得られず、3.7%を超えると炭化物の析出
量が過多となり、相手材に対する攻撃性が過剰となり、
また加工性も悪くなる。
【0013】Si成分の添加量は、1.0%未満では溶
湯の融点が高くなり鋳込みの際に湯回りが悪くなる。ま
た、2.0%を超えると炭化物の形成を阻害し黒鉛が析
出するので耐摩耗性が低下する。なお、WやMoはCと
6C型の炭化物を生成するが、SiはM6C中のWやM
oと一部置換し、高価なWやMoの節減に有効であるの
で、Si含有量は上記範囲内においては、多めに添加す
ることが好ましい。したがって、Si添加量の範囲は
1.0〜2.0%と限定するものであるが、より好ましい
範囲は1.25〜2.0%である。
【0014】Mn成分は一部が炭化物を形成し、一部は
基地に固溶して基地組織の焼入性を向上させる作用があ
る。0.5%未満ではこの効果が得られず、1.0%を超
えると炭化物の析出量が過多となるかあるいは基地のマ
ルテンサイトに対し炭化物周辺において焼戻し脆性を生
じさせ、材料の脆化をもたらす。
【0015】Cr成分は基地に固溶してこれを強化する
と共に耐熱耐食性を向上させる。また本発明の鋳鉄材は
高Crであることが特徴であり(Cr・Fe)73 など
のCrを主体とする炭化物を形成してこれが高硬度であ
るために優れた耐摩耗性を発揮する。10%未満では炭
化物の析出量が少なく耐摩耗性に劣る。また20%を超
えると基地がフェライト化し易くなりやはり耐摩耗性が
低下する。
【0016】Ni成分は基地をち緻密にして強化し、ま
た焼入性を向上させる作用がある。0.3%未満ではこ
れらの効果が得られず、0.7%を超えると効果が飽和
し、かえって経済的に不利となる。
【0017】P成分は0.3%以下、S成分は0.1%以
下とするが、ともにこれらの範囲を超えると材料を脆化
させる。
【0018】W、Mo、V、Nb、Taの群の元素は炭
化物を形成して、上述のCrを主体とする炭化物と相俟
ってロッカアームにさらに高い耐摩耗性を付与すること
ができる。カムやバルブなどの相手材との摺動環境によ
って、これらの元素の種類と量を選択するが、これらの
「元素の1種または2種以上を1〜10%含有させる。
1%以下では耐摩耗性向上に効果がなく、10%を超え
ると経済的に不利となる。
【0019】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。 [試験方法]配合組成を変えた1450〜1550℃の
溶湯をロストワックス型に鋳込んで表1に示すNo.1〜
6の組成の本発明鋳鉄材とNo.7〜10の組成の比較鋳
鉄材からなるロッカシャフト式のロッカアームを製造し
た。(比較材においては*印を付した部分で本発明の成
分組成範囲から外れている。)
【0020】これらについて、鋳放しのもの、全面に9
00℃×60分で油焼入れしたもの、焼入れ後に580
℃×90分で塩浴軟窒化したものを用意し、基地組織観
察、硬度の測定、実機耐久試験を行った。耐久試験は各
々のロッカアームを4気筒OHCエンジンに、ノーズ部
をチル化した鋳鉄カムシャフト(C:3.3、Si:2.
2、Mn:0.75、P:0.18、S:0.06、C
u:0.21、Cr:0.85、Mo:0.19、B:0.
04、Fe:残り、以上重量%)とともに組込み、使用
オイル:SAE10W、回転数:1000rpm、試験時
間:200時間の条件で運転を行ない、供試材であるロ
ッカアームのパッド面の摩耗量および相手材であるカム
シャフトのノーズ面の摩耗量を測定した。
【0021】[試験結果]表1に示す測定結果からわか
るように、比較材においてはロッカアーム自体と相手材
であるカムシャフトのうちいずれか一方あるいは両者の
摩耗量が多く、スカッフイングを発生したものがあるの
に対して、本発明材においてはロッカアームの摩耗量が
少なく、またカムシャフトの摩耗量も比較的少ない。
【0022】また基地硬さについては本発明材で焼入れ
を行ったものはHRC62以上を示し、焼入れ後の窒化
により焼戻しされたものは基地が軟化するが、表面の窒
化層は周知の如く硬くなる。
【0023】なお表1の基地組織についてはパーライト
はP、マルテンサイトはM、フェライトはFで表した。
P+Fはパーライトとフェライトの混合である。
【0024】
【表1】
【0025】[組織写真]図1は表1におけるNo.4の
供試材の顕微鏡組織写真(ナイタール液腐食、400
倍、以下同様)を示す。マルテンサイト基地(黒色部)
中に炭化物(白色部)が分布している。
【0026】図2はNo.3の組織写真である。表面に窒
化化合物層(厚さ約13μm)とその下に窒化拡散層
(厚さ約90μm)が形成され、拡散層上部には網目状
の窒化物が見られる。拡散層の下部とその下の母材部分
で焼戻しマルテンサイト基地(黒色部)中に炭化物(白
色部)が認められる。
【0027】図3は上述の特開昭60−33344号公
報記載の耐摩耗性焼結合金の200倍顕微鏡写真であ
る。図1の合金と同様にマルテンサイトおよびベイナイ
トの基地(黒色部)中に炭化物(白色部)が分布してい
るが、本発明のNo4合金(400倍写真)に比較して
組織全体が著しく粗大化しているのが分かる。
【0028】
【発明の効果】上述のように本発明のロッカアームは優
れた対摩耗性、耐スカッフィング性を有し、特に高負荷
のかかるエンジンに使用した場合に優れた性能を発揮す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のロッカアームに用いる鋳鉄材の顕微鏡
金属組織写真である。
【図2】本発明のロッカアームに用いる鋳鉄材の窒化処
理を施したものの顕微鏡金属組織写真である。
【図3】従来のロッカアームに適用し得る耐摩耗性合金
の顕微鏡金属組織写真である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 成分組成が重量%で、C:2.5〜3.7
    %、Si:1.0〜2.0%、Mn:0.5〜1.0%、C
    r:10〜20%、Ni:0.3〜0.7%、及びW、M
    o、V、Nb、Ta:l種又は2種以上で1〜10%、
    P:0.3%以下、S:0.1%以下、残部Feと不可避
    的不純物からなり、マルテンサイト基地中にCrを主体
    とする炭化物が均一に析出した鋳鉄材を少なくとも当接
    部に用いたロッカアーム。
JP5248608A 1993-09-10 1993-09-10 ロッカアーム Expired - Lifetime JP2594505B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5248608A JP2594505B2 (ja) 1993-09-10 1993-09-10 ロッカアーム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5248608A JP2594505B2 (ja) 1993-09-10 1993-09-10 ロッカアーム

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62133489A Division JPS63303030A (ja) 1987-05-30 1987-05-30 ロツカア−ム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06220573A true JPH06220573A (ja) 1994-08-09
JP2594505B2 JP2594505B2 (ja) 1997-03-26

Family

ID=17180649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5248608A Expired - Lifetime JP2594505B2 (ja) 1993-09-10 1993-09-10 ロッカアーム

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2594505B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5147670A (en) * 1989-07-25 1992-09-15 Lever Brothers Company, Division Of Conopco, Inc. Edible fat-based films
WO2017007397A1 (en) * 2015-07-03 2017-01-12 Scania Cv Ab A rocker arm and a rocker arm assembly

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63290243A (ja) * 1987-05-22 1988-11-28 Fuji Heavy Ind Ltd ロッカ−ア−ム用材料

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63290243A (ja) * 1987-05-22 1988-11-28 Fuji Heavy Ind Ltd ロッカ−ア−ム用材料

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5147670A (en) * 1989-07-25 1992-09-15 Lever Brothers Company, Division Of Conopco, Inc. Edible fat-based films
WO2017007397A1 (en) * 2015-07-03 2017-01-12 Scania Cv Ab A rocker arm and a rocker arm assembly

Also Published As

Publication number Publication date
JP2594505B2 (ja) 1997-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2506333B2 (ja) 耐摩耗性鉄基焼結合金
JPH0431018B2 (ja)
EP0371760B1 (en) High strength high chromium cast iron and valve rocker arm made thereof
JPH07103451B2 (ja) 耐摩耗性鉄基焼結合金
JP3382326B2 (ja) 鋳鉄製摺動部材
JPH07113141B2 (ja) 耐摩耗性鉄基焼結合金
JP2594505B2 (ja) ロッカアーム
JP2733773B2 (ja) ロッカアーム
JPS6033343A (ja) 耐摩耗性焼結合金
JP2001234305A (ja) 焼結部材
JP3187975B2 (ja) 耐スカッフィング性と耐摩耗性に優れた摺動部材用焼結合金
JPH07316754A (ja) 鋳包みカムシャフト用カムロブに使用する合金及びそれを使用したカムロブ
JP3484076B2 (ja) 内燃機関用ピストンリング
JPH0140101B2 (ja)
JP2866868B2 (ja) ピストンリング材
JP2637500B2 (ja) 摺動部材
JP3440008B2 (ja) 焼結部材
JPH0116298B2 (ja)
JPH076027B2 (ja) 耐摩耗性鉄基焼結合金の製造方法
JPH0264210A (ja) ロッカアーム
JPS6164854A (ja) 耐摩耗性焼結合金
JPH0264211A (ja) ロッカアーム
JPH04128347A (ja) 内燃機関の動弁機構用焼結合金
JPH05231545A (ja) ピストンリングとシリンダの組合せ
JPS6196060A (ja) 耐食耐摩耗性焼結合金