JPH07113150A - 強度および耐摩耗性に優れた鉄基焼結合金 - Google Patents
強度および耐摩耗性に優れた鉄基焼結合金Info
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- JPH07113150A JPH07113150A JP28177393A JP28177393A JPH07113150A JP H07113150 A JPH07113150 A JP H07113150A JP 28177393 A JP28177393 A JP 28177393A JP 28177393 A JP28177393 A JP 28177393A JP H07113150 A JPH07113150 A JP H07113150A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 カムロブ、バルブガイド、ガイドブッシュな
どの内燃機関の摺動構造部材として用いられるだけでな
く、その他の各種の摺動駆動装置の摺動構造部材として
用いられる鉄基焼結合金に関するものである。 【構成】 Ｎｉ：１．０〜４．０重量％、Ｓｉ：１．０
〜３．０重量％、Ｃ：１．０〜３．０重量％を含有し、
さらに、必要に応じて、Ｎｂ：０．０２〜０．１０重量
％またはＢ：０．０００３〜０．００３重量％を含有
し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成、並び
に素地中に最大粒径：１００μｍ以下の黒鉛が分散した
組織を有する鉄基焼結合金。
どの内燃機関の摺動構造部材として用いられるだけでな
く、その他の各種の摺動駆動装置の摺動構造部材として
用いられる鉄基焼結合金に関するものである。 【構成】 Ｎｉ：１．０〜４．０重量％、Ｓｉ：１．０
〜３．０重量％、Ｃ：１．０〜３．０重量％を含有し、
さらに、必要に応じて、Ｎｂ：０．０２〜０．１０重量
％またはＢ：０．０００３〜０．００３重量％を含有
し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成、並び
に素地中に最大粒径：１００μｍ以下の黒鉛が分散した
組織を有する鉄基焼結合金。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、強度および耐摩耗性
に優れた鉄基焼結合金に関するものであり、この鉄基焼
結合金はカムロブ、バルブガイド、ガイドブッシュなど
の内燃機関の摺動構造部材として用いられるだけでな
く、その他の各種の摺動駆動装置の摺動構造部材として
用いられる鉄基焼結合金に関するものである。
に優れた鉄基焼結合金に関するものであり、この鉄基焼
結合金はカムロブ、バルブガイド、ガイドブッシュなど
の内燃機関の摺動構造部材として用いられるだけでな
く、その他の各種の摺動駆動装置の摺動構造部材として
用いられる鉄基焼結合金に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば、特公平３−７９４２８号
公報に記載されるような耐摩耗性に優れた鉄基焼結合金
は知られており、この鉄基焼結合金は各種の摺動構造部
材として用いられている。この従来の鉄基焼結合金は
Ｃ：１．９〜２．５重量％、Ｓｉ：０．５〜３．０重量
％、Ｐ：０．２〜０．６重量％を必須成分とし、さらに
Ｍｎ：０．０５〜１．５重量％、Ｃｕ：１．０〜４．０
重量％のうち１種もしくは２種、またはＮｉ、Ｍｏ、Ｃ
ｒのうち１種もしくは２種以上：０．１〜２．０重量％
を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成
を有するものである。
公報に記載されるような耐摩耗性に優れた鉄基焼結合金
は知られており、この鉄基焼結合金は各種の摺動構造部
材として用いられている。この従来の鉄基焼結合金は
Ｃ：１．９〜２．５重量％、Ｓｉ：０．５〜３．０重量
％、Ｐ：０．２〜０．６重量％を必須成分とし、さらに
Ｍｎ：０．０５〜１．５重量％、Ｃｕ：１．０〜４．０
重量％のうち１種もしくは２種、またはＮｉ、Ｍｏ、Ｃ
ｒのうち１種もしくは２種以上：０．１〜２．０重量％
を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成
を有するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、最近の内燃機
関などに内蔵されている各種摺動駆動装置は、高性能化
および高負荷化にともない、従来よりも一段と苛酷な条
件で作動し、このため、上記内燃機関などの各種摺動駆
動装置の摺動構造部材は、従来よりも一層の強度と耐摩
耗性が要求されている。ところが上記従来の鉄基焼結合
金は一段と苛酷な条件に対して十分に満足できるもので
はなかった。
関などに内蔵されている各種摺動駆動装置は、高性能化
および高負荷化にともない、従来よりも一段と苛酷な条
件で作動し、このため、上記内燃機関などの各種摺動駆
動装置の摺動構造部材は、従来よりも一層の強度と耐摩
耗性が要求されている。ところが上記従来の鉄基焼結合
金は一段と苛酷な条件に対して十分に満足できるもので
はなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上述のような観点から、各種摺動駆動装置の摺動構造部
材として用いた場合に、従来よりも一層優れた強度およ
び耐摩耗性を有する鉄基焼結合金を得るべく研究を行っ
た結果、Ｎｉ：１．０〜４．０重量％、Ｓｉ：１．０〜
３．０重量％、Ｃ：１．０〜１．８重量％を含有し、さ
らに、必要に応じて、Ｎｂ：０．０２〜０．１０重量％
またはＢ：０．０００３〜０．００３重量％を含有し、
残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有し、さ
らに、合金素地中に最大粒径：１００μｍ以下の黒鉛が
分散した組織をを有する鉄基焼結合金は、従来よりも一
層強度および耐摩耗性に優れているという知見を得たの
である。
上述のような観点から、各種摺動駆動装置の摺動構造部
材として用いた場合に、従来よりも一層優れた強度およ
び耐摩耗性を有する鉄基焼結合金を得るべく研究を行っ
た結果、Ｎｉ：１．０〜４．０重量％、Ｓｉ：１．０〜
３．０重量％、Ｃ：１．０〜１．８重量％を含有し、さ
らに、必要に応じて、Ｎｂ：０．０２〜０．１０重量％
またはＢ：０．０００３〜０．００３重量％を含有し、
残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有し、さ
らに、合金素地中に最大粒径：１００μｍ以下の黒鉛が
分散した組織をを有する鉄基焼結合金は、従来よりも一
層強度および耐摩耗性に優れているという知見を得たの
である。
【０００５】この発明は、かかる知見にもとづいて成さ
れたものであって、Ｎｉ：１．０〜４．０重量％、Ｓ
ｉ：１．０〜３．０重量％、Ｃ：１．０〜１．８重量％
を含有し、さらに、必要に応じて、Ｎｂ：０．０２〜
０．１０重量％またはＢ：０．０００３〜０．００３重
量％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる
組成、並びに素地中に最大粒径：１００μｍ以下の黒鉛
が分散した組織を有する鉄基焼結合金に特徴を有するも
のである。
れたものであって、Ｎｉ：１．０〜４．０重量％、Ｓ
ｉ：１．０〜３．０重量％、Ｃ：１．０〜１．８重量％
を含有し、さらに、必要に応じて、Ｎｂ：０．０２〜
０．１０重量％またはＢ：０．０００３〜０．００３重
量％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる
組成、並びに素地中に最大粒径：１００μｍ以下の黒鉛
が分散した組織を有する鉄基焼結合金に特徴を有するも
のである。
【０００６】つぎに、この発明の鉄基焼結合金の成分組
成および組織を上記のごとく限定した理由について説明
する。
成および組織を上記のごとく限定した理由について説明
する。
【０００７】（ａ）Ｎｉ Ｎｉは、素地を強化し、焼結性および焼き入れ性を高
め、鉄基焼結合金の高温度における強度および靭性を向
上させる作用があるが、その含有量が１．０重量％未満
では効果が十分でなく、一方、４．０重量％を越えて含
有すると残留オーステナイトを生成させ、素地組織の不
均一を生じさせるので好ましくない。 したがって、Ｎ
ｉの含有量は、１．０〜４．０重量％に定めた。
め、鉄基焼結合金の高温度における強度および靭性を向
上させる作用があるが、その含有量が１．０重量％未満
では効果が十分でなく、一方、４．０重量％を越えて含
有すると残留オーステナイトを生成させ、素地組織の不
均一を生じさせるので好ましくない。 したがって、Ｎ
ｉの含有量は、１．０〜４．０重量％に定めた。
【０００８】（ｂ）Ｓｉ Ｓｉは、素地を強化する効果と、黒鉛化を促進し界面へ
の粗大炭化物の析出を抑制させる効果があるが、その含
有量が１．０重量％未満では効果が十分でなく、一方、
２．０重量％を越えて含有すると圧粉成形時の成形性や
焼結性を低下させ、また材料を脆化させるので好ましく
ない。
の粗大炭化物の析出を抑制させる効果があるが、その含
有量が１．０重量％未満では効果が十分でなく、一方、
２．０重量％を越えて含有すると圧粉成形時の成形性や
焼結性を低下させ、また材料を脆化させるので好ましく
ない。
【０００９】したがって、Ｓｉの含有量は、１．０〜
２．０重量％に定めた。
２．０重量％に定めた。
【００１０】（ｃ）Ｃ Ｃには、酸素量の低減、液相発生温度の低下による焼結
促進効果、素地への固溶並びに遊離黒鉛および炭化物の
生成による耐摩耗性と強度の向上効果があるが、その含
有量が１．０重量％未満では効果が十分でなく、一方、
１．８重量％を越えて含有すると材料を脆化させるので
好ましくない。
促進効果、素地への固溶並びに遊離黒鉛および炭化物の
生成による耐摩耗性と強度の向上効果があるが、その含
有量が１．０重量％未満では効果が十分でなく、一方、
１．８重量％を越えて含有すると材料を脆化させるので
好ましくない。
【００１１】したがって、Ｃの含有量は、１．０〜１．
８重量％に定めた。
８重量％に定めた。
【００１２】（ｄ）Ｎｂ Ｎｂには、合金の強度および靭性を向上させる効果があ
るが、その含有量が０．０２重量％未満では効果が十分
でなく、一方、０．１０重量％を越えて含有させても十
分な効果が得られない。したがって、Ｎｂの含有量は、
０．０２〜０．１０重量％に定めた。
るが、その含有量が０．０２重量％未満では効果が十分
でなく、一方、０．１０重量％を越えて含有させても十
分な効果が得られない。したがって、Ｎｂの含有量は、
０．０２〜０．１０重量％に定めた。
【００１３】（ｅ）Ｂ Ｂには、合金の強度および靭性を向上させる効果がある
が、その含有量が０．０００３重量％未満では効果が十
分でなく、一方、０．００３重量％を越えて含有させて
も十分な効果が得られない。したがって、Ｂの含有量
は、０．０００３〜０．００３重量％に定めた。
が、その含有量が０．０００３重量％未満では効果が十
分でなく、一方、０．００３重量％を越えて含有させて
も十分な効果が得られない。したがって、Ｂの含有量
は、０．０００３〜０．００３重量％に定めた。
【００１４】（ｆ）黒鉛の最大粒径 この発明の鉄基焼結合金素地中に黒鉛が分散した組織を
有すると、固体潤滑剤として作用し、耐摩耗性を一層向
上させる作用を有するが、その最大粒径が１００μｍを
越えると、強度が低下するので好ましくない。したがっ
て、鉄基焼結合金素地中に分散した黒鉛の最大粒径は１
００μｍ以下に定めた。
有すると、固体潤滑剤として作用し、耐摩耗性を一層向
上させる作用を有するが、その最大粒径が１００μｍを
越えると、強度が低下するので好ましくない。したがっ
て、鉄基焼結合金素地中に分散した黒鉛の最大粒径は１
００μｍ以下に定めた。
【００１５】
【実施例】原料粉末として、いずれも１〜１００μｍの
範囲内の平均粒径を有するＦｅ粉末、Ｎｉ粉末、Ｆｅ−
Ｓｉ粉末、Ｃ粉末、Ｎｂ粉末、Ｂ粉末およびＦｅ−Ｐ粉
末をそれぞれ用意し、これら原料粉末を配合し、十分に
混合し、得られた混合粉末を６ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で
２５ｍｍ×１０ｍｍ×５ｍｍの寸法を有する形状に金型
圧粉成形し、得られた金型圧粉成形体を１２００℃で１
時間、真空雰囲気中で焼結したのち、焼き入れ、焼戻し
を行い、表１〜表２に示される組成の本発明鉄基焼結合
金１〜１４、比較鉄基焼結合金１〜７および従来鉄基焼
結合金を作製した。
範囲内の平均粒径を有するＦｅ粉末、Ｎｉ粉末、Ｆｅ−
Ｓｉ粉末、Ｃ粉末、Ｎｂ粉末、Ｂ粉末およびＦｅ−Ｐ粉
末をそれぞれ用意し、これら原料粉末を配合し、十分に
混合し、得られた混合粉末を６ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で
２５ｍｍ×１０ｍｍ×５ｍｍの寸法を有する形状に金型
圧粉成形し、得られた金型圧粉成形体を１２００℃で１
時間、真空雰囲気中で焼結したのち、焼き入れ、焼戻し
を行い、表１〜表２に示される組成の本発明鉄基焼結合
金１〜１４、比較鉄基焼結合金１〜７および従来鉄基焼
結合金を作製した。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】これら本発明鉄基焼結合金１〜１４、比較
鉄基焼結合金１〜７および従来鉄基焼結合金を金属顕微
鏡により組織観察し、素地中に析出している黒鉛の最大
粒径を測定し、その結果を表３〜表４に示した。
鉄基焼結合金１〜７および従来鉄基焼結合金を金属顕微
鏡により組織観察し、素地中に析出している黒鉛の最大
粒径を測定し、その結果を表３〜表４に示した。
【００１９】さらに、ＩＳＯ３３２５に基ずく条件の抗
折試験を行い、抗折力を測定し、その結果も表３〜表４
に示した。
折試験を行い、抗折力を測定し、その結果も表３〜表４
に示した。
【００２０】次に、ブロック・オン・リング型摩耗試験
を行うために試験片として、本発明鉄基焼結合金１〜１
４、比較鉄基焼結合金１〜７および従来鉄基焼結合金か
らなる縦：１０ｍｍ、横：１０ｍｍ、長さ：５５ｍｍの
寸法を有するブロックを作製し、さらに、ブロック・オ
ン・リング型摩耗試験の相手材として、ＳＣＭ４３５か
らなる外径：４０ｍｍ、内径：３０ｍｍ、厚さ：１５ｍ
ｍの寸法を有するリングを用意した。上記ブロックおよ
びリングを用い、図１に示されるように、ブロック１を
リング２に接するように組合わせ、リング２の周囲に潤
滑油として冷凍機油を塗布した後、ブロック１に荷重：
２０Ｋｇをかけ、リング２を摺動速度：３．５ｍ／秒で
回転せしめ、荷重負荷時間１２０分におけるリング２の
摩耗量を測定するブロック・オン・リング型摩耗試験を
実施し、その摩耗量の測定値を表３〜表４に示した。
を行うために試験片として、本発明鉄基焼結合金１〜１
４、比較鉄基焼結合金１〜７および従来鉄基焼結合金か
らなる縦：１０ｍｍ、横：１０ｍｍ、長さ：５５ｍｍの
寸法を有するブロックを作製し、さらに、ブロック・オ
ン・リング型摩耗試験の相手材として、ＳＣＭ４３５か
らなる外径：４０ｍｍ、内径：３０ｍｍ、厚さ：１５ｍ
ｍの寸法を有するリングを用意した。上記ブロックおよ
びリングを用い、図１に示されるように、ブロック１を
リング２に接するように組合わせ、リング２の周囲に潤
滑油として冷凍機油を塗布した後、ブロック１に荷重：
２０Ｋｇをかけ、リング２を摺動速度：３．５ｍ／秒で
回転せしめ、荷重負荷時間１２０分におけるリング２の
摩耗量を測定するブロック・オン・リング型摩耗試験を
実施し、その摩耗量の測定値を表３〜表４に示した。
【００２１】
【表３】
【００２２】
【表４】
【００２３】
【発明の効果】表１〜表４に示した結果から、本発明鉄
基焼結合金１〜１４は、いずれも従来鉄基焼結合金に比
べて、一段と優れた抗折力および耐摩耗性を有し、また
比較鉄基焼結合金１〜７に見られるように、この発明の
範囲または条件から外れると、抗折力または耐摩耗性の
うち少なくともいずれかの性質が劣ったものとなること
が明らかである。
基焼結合金１〜１４は、いずれも従来鉄基焼結合金に比
べて、一段と優れた抗折力および耐摩耗性を有し、また
比較鉄基焼結合金１〜７に見られるように、この発明の
範囲または条件から外れると、抗折力または耐摩耗性の
うち少なくともいずれかの性質が劣ったものとなること
が明らかである。
【００２４】上述のように、この発明の鉄基焼結合金
は、抗折力および耐摩耗性がともに優れているので、高
出力内燃機関の構造部材として十分に対応することがで
き、実用に際しては、優れた性能を長期にわたって発揮
することにより工業上優れた効果をもたらすものであ
る。
は、抗折力および耐摩耗性がともに優れているので、高
出力内燃機関の構造部材として十分に対応することがで
き、実用に際しては、優れた性能を長期にわたって発揮
することにより工業上優れた効果をもたらすものであ
る。
【図１】ブロック・オン・リング型摩耗試験の説明図で
ある。
ある。
１…ブロック ２…リング
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｎｉ：１．０〜４．０重量％、Ｓｉ：
１．０〜３．０重量％、Ｃ：１．０〜１．８重量％を含
有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成、並
びに素地中に最大粒径：１００μｍ以下の黒鉛が分散し
た組織を有することを特徴とする強度および耐摩耗性に
優れた鉄基焼結合金。 - 【請求項２】 Ｎｉ：１．０〜４．０重量％、Ｓｉ：
１．０〜３．０重量％、Ｃ：１．０〜１．８重量％、Ｎ
ｂ：０．０２〜０．１０重量％を含有し、残りがＦｅお
よび不可避不純物からなる組成、並びに素地中に最大粒
径：１００μｍ以下の黒鉛が分散した組織を有すること
を特徴とする強度および耐摩耗性に優れた鉄基焼結合
金。 - 【請求項３】 Ｎｉ：１．０〜４．０重量％、Ｓｉ：
１．０〜３．０重量％、Ｃ：１．０〜１．８重量％、
Ｂ：０．０００３〜０．００３重量％を含有し、残りが
Ｆｅおよび不可避不純物からなる組成、並びに素地中に
最大粒径：１００μｍ以下の黒鉛が分散した組織を有す
ることを特徴とする強度および耐摩耗性に優れた鉄基焼
結合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28177393A JP3257196B2 (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 強度および耐摩耗性に優れた摺動部材用鉄基焼結合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28177393A JP3257196B2 (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 強度および耐摩耗性に優れた摺動部材用鉄基焼結合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07113150A true JPH07113150A (ja) | 1995-05-02 |
| JP3257196B2 JP3257196B2 (ja) | 2002-02-18 |
Family
ID=17643781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28177393A Expired - Fee Related JP3257196B2 (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 強度および耐摩耗性に優れた摺動部材用鉄基焼結合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3257196B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010501044A (ja) * | 2006-08-17 | 2010-01-14 | フェデラル−モーグル ブルシャイト ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | ピストンリングおよびシリンダライナの製造のための高珪素成分を含む鋼材 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100662721B1 (ko) * | 2003-07-29 | 2006-12-28 | 닛폰 피스톤 린구 가부시키가이샤 | 캠로브재, 이것을 사용한 캠샤프트 및 캠로브재의 제조방법 |
-
1993
- 1993-10-15 JP JP28177393A patent/JP3257196B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010501044A (ja) * | 2006-08-17 | 2010-01-14 | フェデラル−モーグル ブルシャイト ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | ピストンリングおよびシリンダライナの製造のための高珪素成分を含む鋼材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3257196B2 (ja) | 2002-02-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20011106 |
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