JPH0692627B2 - 耐摩耗性のすぐれた摺動部材用炭化物分散型Ｆｅ基焼結合金 - Google Patents
耐摩耗性のすぐれた摺動部材用炭化物分散型Ｆｅ基焼結合金Info
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- JPH0692627B2 JPH0692627B2 JP26049886A JP26049886A JPH0692627B2 JP H0692627 B2 JPH0692627 B2 JP H0692627B2 JP 26049886 A JP26049886 A JP 26049886A JP 26049886 A JP26049886 A JP 26049886A JP H0692627 B2 JPH0692627 B2 JP H0692627B2
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- carbide
- dispersed
- based sintered
- wear resistance
- sintered alloy
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、相手部材との間に高い潤滑特性が要求され
る摺動部材、例えば液化天然ガス（LPG）を燃料として
使用する内燃機関のロツカーアームチツプやバルブリフ
ター摺動部などとして用いた場合にすぐれた耐摩耗性を
示す炭化物分散型Fe基焼結合金に関するものである。
る摺動部材、例えば液化天然ガス（LPG）を燃料として
使用する内燃機関のロツカーアームチツプやバルブリフ
ター摺動部などとして用いた場合にすぐれた耐摩耗性を
示す炭化物分散型Fe基焼結合金に関するものである。
一般に、LPG燃料を用いる内燃機関の摺動部材には、チ
ル鋳物や、Ｐ成分やＢ成分などを添加して液相焼結し、
もつて高密度となし、さらに基地中に(Fe,Cr)7C3などの
炭化物を分散させた炭化物分散型Fe基焼結合金が用いら
れている。
ル鋳物や、Ｐ成分やＢ成分などを添加して液相焼結し、
もつて高密度となし、さらに基地中に(Fe,Cr)7C3などの
炭化物を分散させた炭化物分散型Fe基焼結合金が用いら
れている。
しかし、内燃機関の摺動部材にとつて、燃料としてLPG
を用いた場合、潤滑状態が悪く、かつ油膜切れを起し易
いことから、その使用条件はきわめて苛酷なものとな
り、上記のチル鋳物は勿論のこと、炭化物分散型Fe基焼
結合金でも、その炭化物の分散割合は高々30体積％であ
ることと合まつて、相手部材との間に金属凝着を起すよ
うになり、場合によつては深さが0.5mm程度にも及ぶス
カツフ摩耗が発生したり、相手部材であるカム材を著し
く損傷させるなどの問題点がある。
を用いた場合、潤滑状態が悪く、かつ油膜切れを起し易
いことから、その使用条件はきわめて苛酷なものとな
り、上記のチル鋳物は勿論のこと、炭化物分散型Fe基焼
結合金でも、その炭化物の分散割合は高々30体積％であ
ることと合まつて、相手部材との間に金属凝着を起すよ
うになり、場合によつては深さが0.5mm程度にも及ぶス
カツフ摩耗が発生したり、相手部材であるカム材を著し
く損傷させるなどの問題点がある。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、特に燃
料としてLPGを使用する内燃機関の摺動部材として適し
た材料を開発すべく研究を行なつた結果、重量％で（以
下、成分％は重量％を示す）、 C :4〜6.5％、 Cr:10〜40％、 Mo:5〜25％、 を含有し、さらに必要に応じて、 （ａ）W:0.1〜10％、 （ｂ）Ti,Zr,Hf,V,Nb,およびTaのうちの１種または２種
以上:0.1〜５％、 以上（ａ）および（ｂ）のいずれか、または両方を含有
し、残りがFeと不可避不純物からなる組成、 71体積％以上の炭化物が分散した組織、 並びに97％以上の理論密度比、 を有する炭化物分散型Fe基焼結合金は、基地全体が炭化
物によつてほとんど埋めつくされ、基地の金属の露出が
少ない組織を有するので、相手部材との間に金属凝着を
起すことがないことから、潤滑状態が悪く、油膜切れが
あつても、スカツフ摩耗の発生がなく、すぐれた耐摩耗
性と低い相手攻撃性を示し、さらに高密度を有し、ポア
の形成も抑制されることから、ピツチング摩耗も防止さ
れるようになるという知見を得たのである。
料としてLPGを使用する内燃機関の摺動部材として適し
た材料を開発すべく研究を行なつた結果、重量％で（以
下、成分％は重量％を示す）、 C :4〜6.5％、 Cr:10〜40％、 Mo:5〜25％、 を含有し、さらに必要に応じて、 （ａ）W:0.1〜10％、 （ｂ）Ti,Zr,Hf,V,Nb,およびTaのうちの１種または２種
以上:0.1〜５％、 以上（ａ）および（ｂ）のいずれか、または両方を含有
し、残りがFeと不可避不純物からなる組成、 71体積％以上の炭化物が分散した組織、 並びに97％以上の理論密度比、 を有する炭化物分散型Fe基焼結合金は、基地全体が炭化
物によつてほとんど埋めつくされ、基地の金属の露出が
少ない組織を有するので、相手部材との間に金属凝着を
起すことがないことから、潤滑状態が悪く、油膜切れが
あつても、スカツフ摩耗の発生がなく、すぐれた耐摩耗
性と低い相手攻撃性を示し、さらに高密度を有し、ポア
の形成も抑制されることから、ピツチング摩耗も防止さ
れるようになるという知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであつ
て、以下に成分組成、炭化物の分散割合、および理論密
度比を上記の通りに限定した理由を説明する。
て、以下に成分組成、炭化物の分散割合、および理論密
度比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、一部が基地に固溶して、これを強化するほ
か、残りがCr,Mo,およびFeと複炭化物を形成して、耐摩
耗性および耐凝着性を向上させる作用があるが、その含
有量が４％未満では、基地中に分散する炭化物の割合が
71体積％未満となつてしまい、所望の耐摩耗性および耐
凝着性を確保することができず、一方その含有量が6.5
％を越えると、遊離炭素が形成されるようになつて合金
強度が低下するようになることから、その含有量を４〜
6.5％と定めた。
か、残りがCr,Mo,およびFeと複炭化物を形成して、耐摩
耗性および耐凝着性を向上させる作用があるが、その含
有量が４％未満では、基地中に分散する炭化物の割合が
71体積％未満となつてしまい、所望の耐摩耗性および耐
凝着性を確保することができず、一方その含有量が6.5
％を越えると、遊離炭素が形成されるようになつて合金
強度が低下するようになることから、その含有量を４〜
6.5％と定めた。
（ｂ）Cr Cr成分には、一部が基地に固溶して、これの耐熱性およ
び耐食性を向上させるほか、上記のように相手攻撃性の
低い複炭化物を形成して合金の耐摩耗性を向上させる作
用があるが、その含有量が10％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40％を越えると合
金強度が低下するようになることから、その含有量を10
〜40％と定めた。
び耐食性を向上させるほか、上記のように相手攻撃性の
低い複炭化物を形成して合金の耐摩耗性を向上させる作
用があるが、その含有量が10％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40％を越えると合
金強度が低下するようになることから、その含有量を10
〜40％と定めた。
（ｃ）Mo Mo成分には、一部が基地に固溶して、これを強化するほ
か、形成された複炭化物の焼結時における粗大化を抑制
する作用があるが、その含有量が５％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25％を越え
ると、強度低下をもたらすようになることから、その含
有量を５〜25％と定めた。
か、形成された複炭化物の焼結時における粗大化を抑制
する作用があるが、その含有量が５％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25％を越え
ると、強度低下をもたらすようになることから、その含
有量を５〜25％と定めた。
（ｄ）Ｗ Ｗ成分には、一部が基地に固溶して、これを強化するほ
か、素地中に分散する複炭化物に固溶して、この炭化物
の硬さを高め、もつて耐摩耗性をより一層向上させる作
用があるので、相手部材が硬質材料で構成される場合な
どに必要に応じて含有されるが、その含有量が0.1％未
満では所望の耐摩耗性向上効果が得られず、一方その含
有量が10％を越えても、前記作用が飽和し、より一層の
耐摩耗性向上効果が得られないことから、その含有量を
0.1〜10％と定めた。
か、素地中に分散する複炭化物に固溶して、この炭化物
の硬さを高め、もつて耐摩耗性をより一層向上させる作
用があるので、相手部材が硬質材料で構成される場合な
どに必要に応じて含有されるが、その含有量が0.1％未
満では所望の耐摩耗性向上効果が得られず、一方その含
有量が10％を越えても、前記作用が飽和し、より一層の
耐摩耗性向上効果が得られないことから、その含有量を
0.1〜10％と定めた。
（ｅ）Ti,Zr,Hf,V,Nb,およびTa これらの成分には、主としてFe,Cr,Mo,およびＣと複炭
化物を形成するばかりでなく、自身も単独で炭化物を形
成して合金の硬さを一段と向上させる作用があるので、
特に高硬度が要求される場合に必要に応じて含有される
が、その含有量が0.1％未満では所望の硬さ向上効果が
得られず、一方その含有量が５％を越えると、これらの
成分の単独炭化物は相手攻撃性が高いので、相手部材を
著しく摩耗させるようになることから、その含有量を0.
1〜５％と定めた。
化物を形成するばかりでなく、自身も単独で炭化物を形
成して合金の硬さを一段と向上させる作用があるので、
特に高硬度が要求される場合に必要に応じて含有される
が、その含有量が0.1％未満では所望の硬さ向上効果が
得られず、一方その含有量が５％を越えると、これらの
成分の単独炭化物は相手攻撃性が高いので、相手部材を
著しく摩耗させるようになることから、その含有量を0.
1〜５％と定めた。
（ｆ）炭化物 この発明の合金は、上記のように基地のほとんどを炭化
物で埋めつくし、もつて相手部材との金属凝着の発生を
抑制し、LPG燃料使用の内燃機関におけるような苛酷な
条件下での使用に際してもすぐれた耐摩耗性ときわめて
低い相手攻撃性を示す特性をもつが、その分散割合が71
体積％未満では前記特性を確保することができないこと
から、炭化物の分散割合を71体積％以上と定めた。な
お、この発明の合金は炭化物だけで、すなわち100体積
％の炭化物で構成されてもよいことは勿論であり、かつ
この炭化物の分散割合は成分組成や熱処理によつて自由
に調整することができるものである。
物で埋めつくし、もつて相手部材との金属凝着の発生を
抑制し、LPG燃料使用の内燃機関におけるような苛酷な
条件下での使用に際してもすぐれた耐摩耗性ときわめて
低い相手攻撃性を示す特性をもつが、その分散割合が71
体積％未満では前記特性を確保することができないこと
から、炭化物の分散割合を71体積％以上と定めた。な
お、この発明の合金は炭化物だけで、すなわち100体積
％の炭化物で構成されてもよいことは勿論であり、かつ
この炭化物の分散割合は成分組成や熱処理によつて自由
に調整することができるものである。
（ｇ）理論密度比 上記のように炭化物の分散割合が71体積％以上になる
と、合金強度の低下は避けられず、この傾向は理論密度
比が97％未満になると一層助長されるようになつて、破
壊やピツチング摩耗が発生し易くなることから、合金の
理論密度比を97％以上と定めた。
と、合金強度の低下は避けられず、この傾向は理論密度
比が97％未満になると一層助長されるようになつて、破
壊やピツチング摩耗が発生し易くなることから、合金の
理論密度比を97％以上と定めた。
つぎに、この発明のFe基焼結合金を実施例により具体的
に説明する。
に説明する。
原料粉末として、いずれも平均粒径:10μｍを有するFe
粉末、Fe-30％Cr-8％Mo-0.5％Ｃ合金粉末、およびFe-55
％Cr合金粉末、同じく６μｍを有するFe-15％Cr-15％Mo
-4％Ｃ合金粉末およびFe-10％Cr-5％Mo-5％W-1％Nb-3％
Ｃ合金粉末、同２μｍを有するMo粉末およびＷ粉末、同
1.5μｍを有するTiC粉末、ZrC粉末、HfC粉末、VC粉末、
NbC粉末、およびTaC粉末、さらに−350メツシユの黒鉛
粉末を用意し、これら原料粉末をそれぞれ第１表に示さ
れる配合組成に配合し、通常の条件で混合した後、５〜
7ton/cm2の圧力でプレス成形し、ついで５×10-2torrの
真空中、1050〜1150℃の範囲内の所定温度に１時間保持
の条件で焼結し、さらに900〜1000℃の範囲内の所定温
度に１〜５時間保持の析出処理を行なうことによつて、
実質的に配合組成と同一の成分組成をもち、かつ第１表
に示される炭化物分散割合および理論密度比の本発明Fe
基焼結合金１〜14および比較Fe基焼結合金１〜４をそれ
ぞれ製造した。
粉末、Fe-30％Cr-8％Mo-0.5％Ｃ合金粉末、およびFe-55
％Cr合金粉末、同じく６μｍを有するFe-15％Cr-15％Mo
-4％Ｃ合金粉末およびFe-10％Cr-5％Mo-5％W-1％Nb-3％
Ｃ合金粉末、同２μｍを有するMo粉末およびＷ粉末、同
1.5μｍを有するTiC粉末、ZrC粉末、HfC粉末、VC粉末、
NbC粉末、およびTaC粉末、さらに−350メツシユの黒鉛
粉末を用意し、これら原料粉末をそれぞれ第１表に示さ
れる配合組成に配合し、通常の条件で混合した後、５〜
7ton/cm2の圧力でプレス成形し、ついで５×10-2torrの
真空中、1050〜1150℃の範囲内の所定温度に１時間保持
の条件で焼結し、さらに900〜1000℃の範囲内の所定温
度に１〜５時間保持の析出処理を行なうことによつて、
実質的に配合組成と同一の成分組成をもち、かつ第１表
に示される炭化物分散割合および理論密度比の本発明Fe
基焼結合金１〜14および比較Fe基焼結合金１〜４をそれ
ぞれ製造した。
なお、比較Fe基焼結合金１〜４は、いずれも成分含有
量、炭化物分散割合、および理論密度比のうちのいずれ
かの条件（第１表に※印を付した条 件）がこの発明の範囲から外れたものである。
量、炭化物分散割合、および理論密度比のうちのいずれ
かの条件（第１表に※印を付した条 件）がこの発明の範囲から外れたものである。
ついで、この結果得られた本発明Fe基焼結合金１〜14お
よび比較Fe基焼結合金１〜４を、Al製ロツカーアーム摺
動面に、ダイカスト時に鋳包み取付け、 燃料:LPG、 エンジン回転数:800r.p.m.、 カム材（相手部材）：チル鋳物、 潤滑油：油温80℃の劣化油、 運転時間:400時間、 の条件で摩耗試験を行ない、最大摩耗深さを測定した。
これらの結果を第１表に示した。なお、第１表には相手
部材であるカム材の最大摩耗深さも示した。
よび比較Fe基焼結合金１〜４を、Al製ロツカーアーム摺
動面に、ダイカスト時に鋳包み取付け、 燃料:LPG、 エンジン回転数:800r.p.m.、 カム材（相手部材）：チル鋳物、 潤滑油：油温80℃の劣化油、 運転時間:400時間、 の条件で摩耗試験を行ない、最大摩耗深さを測定した。
これらの結果を第１表に示した。なお、第１表には相手
部材であるカム材の最大摩耗深さも示した。
第１表に示される結果から、本発明Fe基焼結合金１〜14
は、これを潤滑状態が悪く、油膜が切れ易いLPG燃料使
用の条件下で使用しても、スカツフ摩耗やチツピング摩
耗の発生がなく、すぐれた耐摩耗性を示し、かつ相手部
材の摩耗も低く、相手攻撃性のきわめて低いものである
のに対して、比較Fe基焼結合金１〜４に見られるように
構成成分のうちのいずれの成分含有量でもこの発明の範
囲から低い方に外れると、これに付随して炭化物分散割
合がこの発明の範囲から低い方に外れるようになつて、
耐摩耗性が低下し、相手攻撃性が増すようになり、この
ことは理論密度比が低下すると一段と加速されるように
なることが明らかである。
は、これを潤滑状態が悪く、油膜が切れ易いLPG燃料使
用の条件下で使用しても、スカツフ摩耗やチツピング摩
耗の発生がなく、すぐれた耐摩耗性を示し、かつ相手部
材の摩耗も低く、相手攻撃性のきわめて低いものである
のに対して、比較Fe基焼結合金１〜４に見られるように
構成成分のうちのいずれの成分含有量でもこの発明の範
囲から低い方に外れると、これに付随して炭化物分散割
合がこの発明の範囲から低い方に外れるようになつて、
耐摩耗性が低下し、相手攻撃性が増すようになり、この
ことは理論密度比が低下すると一段と加速されるように
なることが明らかである。
上述のように、この発明のFe基焼結合金は、すぐれた耐
摩耗性と著しく低い相手攻撃性を有し、例えばLPG燃料
使用の内燃機関のロツカーアームチツプやバルブリフタ
ー摺動部などの高い潤滑特性が要求される摺動部材とし
て用いた場合に、長期に亘つてすぐれた性能を発揮する
のである。
摩耗性と著しく低い相手攻撃性を有し、例えばLPG燃料
使用の内燃機関のロツカーアームチツプやバルブリフタ
ー摺動部などの高い潤滑特性が要求される摺動部材とし
て用いた場合に、長期に亘つてすぐれた性能を発揮する
のである。
Claims (4)
- 【請求項１】C:4〜6.5％、 Cr:10〜40％、 Mo:5〜25％、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成（以上
重量％）、 71体積％以上の割合で炭化物が分散した組織、 並びに97％以上の理論密度比、 を有することを特徴とする耐摩耗性のすぐれた摺動部材
用炭化物分散型Fe基焼結合金。 - 【請求項２】C:4〜6.5％、 Cr:10〜40％、 Mo:5〜25％、 を含有し、さらに、 W:0.1〜10％、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成（以上
重量％）、 71体積％以上の割合で炭化物が分散した組織、 並びに97％以上の理論密度比、 を有することを特徴とする耐摩耗性のすぐれた摺動部材
用炭化物分散型Fe基焼結合金。 - 【請求項３】C:4〜6.5％、 Cr:10〜40％、 Mo:5〜25％、 を含有し、さらに、 Ti,Zr,Hf,V,Nb,およびTaのうちの１種または２種以上:
0.1〜５％、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成（以上
重量％）、 71体積％以上の割合で炭化物が分散した組織、 並びに97％以上の理論密度比、 を有することを特徴とする耐摩耗性のすぐれた摺動部材
用炭化物分散型Fe基焼結合金。 - 【請求項４】C:4〜6.5％、 Cr:10〜40％、 Mo:5〜25％、 を含有し、さらに、 W:0.1〜10％と、 Ti,Zr,Hf,V,Nb,およびTaのうちの１種または２種以上:
0.1〜５％、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成（以上
重量％）、 71体積％以上の割合で炭化物が分散した組織、 並びに97％以上の理論密度比、 を有することを特徴とする耐摩耗性のすぐれた摺動部材
用炭化物分散型Fe基焼結合金。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26049886A JPH0692627B2 (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | 耐摩耗性のすぐれた摺動部材用炭化物分散型Ｆｅ基焼結合金 |
| US07/109,820 US4844738A (en) | 1986-10-31 | 1987-10-16 | Carbide-dispersed type Fe-base sintered alloy excellent in wear resistance |
| DE19873736350 DE3736350A1 (de) | 1986-10-31 | 1987-10-27 | Sinterlegierung auf fe-basis mit darin dispergierten carbiden |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26049886A JPH0692627B2 (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | 耐摩耗性のすぐれた摺動部材用炭化物分散型Ｆｅ基焼結合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63114943A JPS63114943A (ja) | 1988-05-19 |
| JPH0692627B2 true JPH0692627B2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=17348801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26049886A Expired - Lifetime JPH0692627B2 (ja) | 1986-10-31 | 1986-10-31 | 耐摩耗性のすぐれた摺動部材用炭化物分散型Ｆｅ基焼結合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0692627B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10058922B2 (en) | 2014-08-22 | 2018-08-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Compact for producing a sintered alloy, a wear-resistant iron-based sintered alloy, and a method for producing the same |
-
1986
- 1986-10-31 JP JP26049886A patent/JPH0692627B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10058922B2 (en) | 2014-08-22 | 2018-08-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Compact for producing a sintered alloy, a wear-resistant iron-based sintered alloy, and a method for producing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63114943A (ja) | 1988-05-19 |
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