JPH0633113A - 多層クラッド焼結材 - Google Patents
多層クラッド焼結材Info
- Publication number
- JPH0633113A JPH0633113A JP4193891A JP19389192A JPH0633113A JP H0633113 A JPH0633113 A JP H0633113A JP 4193891 A JP4193891 A JP 4193891A JP 19389192 A JP19389192 A JP 19389192A JP H0633113 A JPH0633113 A JP H0633113A
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- Japan
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- laminated
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- metal powders
- clad
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は二つ以上の異なる特性が同時に要求
される機構部品において、粉体の成形、焼成法によりそ
の特性を満足し得る部品の製作を可能にすることであ
る。 【構成】 要求される特性の改善に夫々対応する単体ま
たは合金あるいは混合した金属粉体を、要求特性の高い
順の面積比率と成るように多層に積層し、かつ、層と層
の境界は焼成時に金属的に強固に接合させる。この方法
により、積層した夫々の金属粉や積層部境界の合金化さ
れた部分が夫々固有の特性を発揮し、その効果によりす
べての要求特性を同時に満足させるようにした。
される機構部品において、粉体の成形、焼成法によりそ
の特性を満足し得る部品の製作を可能にすることであ
る。 【構成】 要求される特性の改善に夫々対応する単体ま
たは合金あるいは混合した金属粉体を、要求特性の高い
順の面積比率と成るように多層に積層し、かつ、層と層
の境界は焼成時に金属的に強固に接合させる。この方法
により、積層した夫々の金属粉や積層部境界の合金化さ
れた部分が夫々固有の特性を発揮し、その効果によりす
べての要求特性を同時に満足させるようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は種々の機構部品における
耐摩耗性、耐熱性、耐衝撃性等の各種特性を同時に向上
させることが可能な多層クラッド焼結材に関するもので
ある。
耐摩耗性、耐熱性、耐衝撃性等の各種特性を同時に向上
させることが可能な多層クラッド焼結材に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来より機構部品として使用される材料
は、耐熱性と耐摩耗性が同時に要求されたり、耐衝撃性
が要求される一方高靭性も要求される等相反する特性を
付与しなければならないことがあった。しかしながら、
耐摩耗性を向上させるために浸炭等の熱処理を施し硬質
にすると、逆に耐衝撃性が低下する等の問題があり要求
特性を同時に満足することは困難であった。上記のよう
な背景から、一つの材料で幾つかの要求特性を同時に満
足させる材料の開発が強く望まれていた。
は、耐熱性と耐摩耗性が同時に要求されたり、耐衝撃性
が要求される一方高靭性も要求される等相反する特性を
付与しなければならないことがあった。しかしながら、
耐摩耗性を向上させるために浸炭等の熱処理を施し硬質
にすると、逆に耐衝撃性が低下する等の問題があり要求
特性を同時に満足することは困難であった。上記のよう
な背景から、一つの材料で幾つかの要求特性を同時に満
足させる材料の開発が強く望まれていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】かかる点に鑑み、金属
粉末を焼成して焼結材を得ることが提案されたが、通常
の鉄系焼結金属等は、単体の金属粉同志あるいは合金金
属粉体等を混合し、均質体としたものを成形焼成するた
め、個々の金属粉の特性は十分発揮されず、むしろ混合
した金属粉の性質を平均化して引き出す方向にあった。
本発明の目的は、上記の要望に応えるべく複数の特性を
同時に満足する材料を粉体焼結法により得ることであ
る。
粉末を焼成して焼結材を得ることが提案されたが、通常
の鉄系焼結金属等は、単体の金属粉同志あるいは合金金
属粉体等を混合し、均質体としたものを成形焼成するた
め、個々の金属粉の特性は十分発揮されず、むしろ混合
した金属粉の性質を平均化して引き出す方向にあった。
本発明の目的は、上記の要望に応えるべく複数の特性を
同時に満足する材料を粉体焼結法により得ることであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】問題解決のため種々検討
した結果、要求される特性を満足する夫々の単体金属粉
または混合金属粉あるいは合金金属粉を要求特性の高い
レベルの順の比率で多層に積層、焼成することにより、
相反する要求特性を満足する粉体焼結体を製作する方法
を開発した。すなわち、夫々の金属粉体が持つ特性を失
うことなく、同一成形体の中にまとめることにより、各
々の効果を独自または複合化した形で発揮させる方法を
試みたものである。
した結果、要求される特性を満足する夫々の単体金属粉
または混合金属粉あるいは合金金属粉を要求特性の高い
レベルの順の比率で多層に積層、焼成することにより、
相反する要求特性を満足する粉体焼結体を製作する方法
を開発した。すなわち、夫々の金属粉体が持つ特性を失
うことなく、同一成形体の中にまとめることにより、各
々の効果を独自または複合化した形で発揮させる方法を
試みたものである。
【０００５】
【作用】本発明焼結材は、単体あるいは合金の金属粉体
が持つ独自の性質を、積層という形で夫々存在させ、耐
衝撃性、耐摩耗性、高靭性、耐熱性等の特性を独立して
発揮させることにより、一つの成形体の中に数種類の要
求特性を付与することができる。
が持つ独自の性質を、積層という形で夫々存在させ、耐
衝撃性、耐摩耗性、高靭性、耐熱性等の特性を独立して
発揮させることにより、一つの成形体の中に数種類の要
求特性を付与することができる。
【０００６】
【実施例】以下図１及び図２を参照して本発明の実施例
を説明する。図１は、耐摩耗性と耐衝撃性が要求される
歯車用材料として開発したものの一例を示したものであ
る。例えば０．４〜０．６５Ｃと１〜２．５ＮｉとＦｅ
から構成され、厚さが２〜３ｍｍの鉄系合金粉末の層Ａ
と、Ｃｏ粉末単体からなる厚さ０．５〜１．０ｍｍのＣ
ｏ層Ｂが交互に積層されている。これらの境界は焼成時
の成分拡散により金属的に結合し、１個の材料を形成し
ている。ここで、鉄系材料中の組成中Ｃを０．４〜０．
６５％としたのは、焼成後に焼入れし耐摩耗性を付与す
るための硬さを得るためであり、Ｎｉを1〜2.5％添加し
たのは焼入れ性の増大と強靭化を図ったものである。鉄
系合金層Ａの間にＣｏ層Ｂを配したのは、相対する鉄系
合金中への拡散をし易くしより強固な接合境界を得るら
れるようにすることと全体を焼入れ処理した際に局部的
に軟質部を残して衝撃力を緩和できるようにすること、
クラック発生時にその進展を防止できるようにすること
等のためである。また前記鉄系合金層Ａの厚さを２〜３
ｍｍしたのは、これ以下の厚さにした場合硬質層の表面
積が減少し耐摩耗性に乏しくなるためであり、また３ｍ
ｍ以上とすると逆に必要とする軟質部の層数を得られな
いためである。ここで適切な層の数と厚さは、対象とす
る部品の要求特性によっても異なるが、一般的な歯車に
おいて層の数は６〜１２層とするのが望ましく、鉄また
は鉄系合金と軟質とする合金層の厚さの比率は１０：１
〜５：１が望ましい。また、要求特性が耐熱性を主体と
したものであれば合金層組成を、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｎｉ等ま
たはこれらの合金とし、耐摩耗性向上のための鉄系合金
の層は逆に薄くすることもできる。
を説明する。図１は、耐摩耗性と耐衝撃性が要求される
歯車用材料として開発したものの一例を示したものであ
る。例えば０．４〜０．６５Ｃと１〜２．５ＮｉとＦｅ
から構成され、厚さが２〜３ｍｍの鉄系合金粉末の層Ａ
と、Ｃｏ粉末単体からなる厚さ０．５〜１．０ｍｍのＣ
ｏ層Ｂが交互に積層されている。これらの境界は焼成時
の成分拡散により金属的に結合し、１個の材料を形成し
ている。ここで、鉄系材料中の組成中Ｃを０．４〜０．
６５％としたのは、焼成後に焼入れし耐摩耗性を付与す
るための硬さを得るためであり、Ｎｉを1〜2.5％添加し
たのは焼入れ性の増大と強靭化を図ったものである。鉄
系合金層Ａの間にＣｏ層Ｂを配したのは、相対する鉄系
合金中への拡散をし易くしより強固な接合境界を得るら
れるようにすることと全体を焼入れ処理した際に局部的
に軟質部を残して衝撃力を緩和できるようにすること、
クラック発生時にその進展を防止できるようにすること
等のためである。また前記鉄系合金層Ａの厚さを２〜３
ｍｍしたのは、これ以下の厚さにした場合硬質層の表面
積が減少し耐摩耗性に乏しくなるためであり、また３ｍ
ｍ以上とすると逆に必要とする軟質部の層数を得られな
いためである。ここで適切な層の数と厚さは、対象とす
る部品の要求特性によっても異なるが、一般的な歯車に
おいて層の数は６〜１２層とするのが望ましく、鉄また
は鉄系合金と軟質とする合金層の厚さの比率は１０：１
〜５：１が望ましい。また、要求特性が耐熱性を主体と
したものであれば合金層組成を、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｎｉ等ま
たはこれらの合金とし、耐摩耗性向上のための鉄系合金
の層は逆に薄くすることもできる。
【０００７】図２は図１に示す本発明クラッド焼結材を
用いて試作した小歯車の一部を示したもので、歯車の歯
部Ｄのみを誘導加熱により焼入れし、Ｈｖ６５０〜７５
０の硬さとしたものである。図中Ｅで示す内径側の非加
熱部分と、鉄系合金層Ａの中に存在するＣｏ層Ｂの部分
は硬化されておらず、硬さＨｖ１００〜１５０の軟質部
を形成している。
用いて試作した小歯車の一部を示したもので、歯車の歯
部Ｄのみを誘導加熱により焼入れし、Ｈｖ６５０〜７５
０の硬さとしたものである。図中Ｅで示す内径側の非加
熱部分と、鉄系合金層Ａの中に存在するＣｏ層Ｂの部分
は硬化されておらず、硬さＨｖ１００〜１５０の軟質部
を形成している。
【０００８】図３は図２に示す小歯車を電動工具本体に
組込み、実稼動状態から衝撃的に回転を停止させる方法
で歯車強度の加速試験を行い、本発明焼結材の効果を確
認した結果を示すものである。本結果から明らかなよう
に１００回の繰り返し衝撃ロック試験において、ある面
圧強度を超えると現用のＦｅ系一体型焼結歯車は歯部に
欠損が生じ、面圧強度の上昇と共にほぼ直線的に欠損数
が増加する傾向にあるが、本発明焼結材を用いた歯車は
半分以下の歯部の欠損率を示し、優れた耐衝撃特性を示
すことが分かる。特に、本発明焼結材を用いた歯車にお
いては、初期クラックが発生しても硬質とした鉄系合金
材同志の間に施された軟質層により、クラックが停止す
る傾向が大きく、この層が亀裂進展防止に大きく寄与し
ていることが判明した。
組込み、実稼動状態から衝撃的に回転を停止させる方法
で歯車強度の加速試験を行い、本発明焼結材の効果を確
認した結果を示すものである。本結果から明らかなよう
に１００回の繰り返し衝撃ロック試験において、ある面
圧強度を超えると現用のＦｅ系一体型焼結歯車は歯部に
欠損が生じ、面圧強度の上昇と共にほぼ直線的に欠損数
が増加する傾向にあるが、本発明焼結材を用いた歯車は
半分以下の歯部の欠損率を示し、優れた耐衝撃特性を示
すことが分かる。特に、本発明焼結材を用いた歯車にお
いては、初期クラックが発生しても硬質とした鉄系合金
材同志の間に施された軟質層により、クラックが停止す
る傾向が大きく、この層が亀裂進展防止に大きく寄与し
ていることが判明した。
【０００９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、積層した
夫々の金属粉が夫々固有の特性を発揮し、すべての要求
特性を同時に満足できるようになるという効果を奏し得
る。
夫々の金属粉が夫々固有の特性を発揮し、すべての要求
特性を同時に満足できるようになるという効果を奏し得
る。
【図１】本発明を歯車用試作材に応用した一実施例を示
す一部断面斜視図。
す一部断面斜視図。
【図２】本発明によって製作した歯車の一実施例を示す
斜視図。
斜視図。
【図３】衝撃負荷試験結果を示すグラフ。
Ａは鉄系合金層、ＢはＣｏ層、Ｄは硬化部位、Ｅは非硬
化部位である。
化部位である。
Claims (3)
- 【請求項１】 混合金属粉または合金金属粉あるいは単
体の金属粉よりなる２種類以上の金属粉を交互に積層を
繰返した後、同一条件で加圧成形、焼成したことを特徴
とする多層クラッド焼結材。 - 【請求項２】 積層する夫々の粉体固有の特性及び積層
するためによる効果が付与されることを特徴とする請求
項１記載の多層クラッド焼結材。 - 【請求項３】 前記積層する金属粉体は、相接する粉体
金属同志がお互いに拡散する組成であることを特徴とす
る請求項１記載の多層クラッド焼結材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4193891A JPH0633113A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 多層クラッド焼結材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4193891A JPH0633113A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 多層クラッド焼結材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0633113A true JPH0633113A (ja) | 1994-02-08 |
Family
ID=16315464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4193891A Withdrawn JPH0633113A (ja) | 1992-07-21 | 1992-07-21 | 多層クラッド焼結材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0633113A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2418034A3 (de) * | 2010-08-11 | 2014-05-28 | Schwäbische Hüttenwerke Automotive GmbH | Zahnrad-Sinterverbund und Verfahren zu seiner Herstellung |
-
1992
- 1992-07-21 JP JP4193891A patent/JPH0633113A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2418034A3 (de) * | 2010-08-11 | 2014-05-28 | Schwäbische Hüttenwerke Automotive GmbH | Zahnrad-Sinterverbund und Verfahren zu seiner Herstellung |
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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: 19991005 |