JPH11293306A - 高い接合強度を有するＦｅ系焼結合金製焼結ばめ接合体 - Google Patents
高い接合強度を有するＦｅ系焼結合金製焼結ばめ接合体Info
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- JPH11293306A JPH11293306A JP9776998A JP9776998A JPH11293306A JP H11293306 A JPH11293306 A JP H11293306A JP 9776998 A JP9776998 A JP 9776998A JP 9776998 A JP9776998 A JP 9776998A JP H11293306 A JPH11293306 A JP H11293306A
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- Japan
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- sintered alloy
- sintered
- based sintered
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い接合強度を有するＦｅ系焼結合金製焼結
ばめ接合体を提供する。 【解決手段】 耐摩耗性Ｆｅ系焼結合金部材と強靭性Ｆ
ｅ系焼結合金部材からなるＦｅ系焼結合金製焼結ばめ接
合体において、前記耐摩耗性Ｆｅ系焼結合金部材を、重
量％で、Ｎｉ：６〜１０％、Ｍｏ：０．６〜１．５％、
Ｃ：０．３〜０．８％、を含有し、残りがＦｅと不可避
不純物からなる組成を有する焼結時に収縮能を発揮する
Ｆｅ系焼結合金で構成し、上記強靭性Ｆｅ系焼結合金部
材を、重量％で、Ｃｕ：４〜６％、Ｃ：０．３〜０．８
％、を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成
を有する焼結時に膨張能を発揮するＦｅ系焼結合金で構
成する。
ばめ接合体を提供する。 【解決手段】 耐摩耗性Ｆｅ系焼結合金部材と強靭性Ｆ
ｅ系焼結合金部材からなるＦｅ系焼結合金製焼結ばめ接
合体において、前記耐摩耗性Ｆｅ系焼結合金部材を、重
量％で、Ｎｉ：６〜１０％、Ｍｏ：０．６〜１．５％、
Ｃ：０．３〜０．８％、を含有し、残りがＦｅと不可避
不純物からなる組成を有する焼結時に収縮能を発揮する
Ｆｅ系焼結合金で構成し、上記強靭性Ｆｅ系焼結合金部
材を、重量％で、Ｃｕ：４〜６％、Ｃ：０．３〜０．８
％、を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成
を有する焼結時に膨張能を発揮するＦｅ系焼結合金で構
成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、耐摩耗性Ｆｅ系
焼結合金部材（以下、耐摩耗性部材または外側部材と云
う）と強靭性Ｆｅ系焼結合金部材（以下、強靭性部材ま
たは内側部材と云う）が高い接合強度で接合されたＦｅ
系焼結合金製焼結ばめ接合体に関するものである。
焼結合金部材（以下、耐摩耗性部材または外側部材と云
う）と強靭性Ｆｅ系焼結合金部材（以下、強靭性部材ま
たは内側部材と云う）が高い接合強度で接合されたＦｅ
系焼結合金製焼結ばめ接合体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に自動車構造部品として、例
えば自動四輪車のチルト式ステアリングコラムロック機
構用カム部材（外側部材）およびブロック部材（内側部
材）やアイドラースプロケット、さらに自動二輪車のギ
ヤシフト機構用カムドリブンギヤなどが知られている。
また、これらの自動車構造部品が耐摩耗性部材と強靭性
部材の焼結ばめ接合体からなり、粉末冶金法により製造
されていることも知られている。
えば自動四輪車のチルト式ステアリングコラムロック機
構用カム部材（外側部材）およびブロック部材（内側部
材）やアイドラースプロケット、さらに自動二輪車のギ
ヤシフト機構用カムドリブンギヤなどが知られている。
また、これらの自動車構造部品が耐摩耗性部材と強靭性
部材の焼結ばめ接合体からなり、粉末冶金法により製造
されていることも知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の各種自動
車の高出力化および高性能化はめざましく、これに伴
い、自動車構造部品にもより一段の品質向上が強く求め
られる傾向にあるが、上記の従来Ｆｅ系焼結合金製焼結
ばめ接合体からなる自動車構造部品においては、特にこ
れを構成する耐摩耗性部材と強靭性部材との接合強度が
不十分であるために上記の要求には必ずしも満足に対応
することができないのが現状である。
車の高出力化および高性能化はめざましく、これに伴
い、自動車構造部品にもより一段の品質向上が強く求め
られる傾向にあるが、上記の従来Ｆｅ系焼結合金製焼結
ばめ接合体からなる自動車構造部品においては、特にこ
れを構成する耐摩耗性部材と強靭性部材との接合強度が
不十分であるために上記の要求には必ずしも満足に対応
することができないのが現状である。
【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、上記のＦｅ系焼結合金製焼結ば
め接合体に着目し、これを構成する耐摩耗性部材と強靭
性部材の接合強度向上をはかるべく研究を行った結果、
上記耐摩耗性部材（外側部材）を、重量％で、 Ｎｉ：６〜１０％、 Ｍｏ：０．６〜１．５％、 Ｃ ：０．３〜０．８％、 を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成を有
するＦｅ系焼結合金で構成すると、このＦｅ系焼結合金
は焼結時に０．７〜０．９％の相対的に大きな収縮率で
収縮する収縮能を発揮し、一方、上記強靭性部材（内側
部材）を、同じく重量％で、 Ｃｕ：４〜６％、 Ｃ ：０．３〜０．８％、 を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成を有
するＦｅ系焼結合金で構成すると、このＦｅ系焼結合金
は焼結時に０．３〜０．５％の相対的に大きな膨張率で
膨張する膨張能を発揮することから、焼結後の焼結ばめ
接合体の上記耐摩耗性部材と上記強靭性部材との間に
は、それぞれの上記Ｆｅ系焼結合金によってもたらされ
る大きな収縮率と膨張率とが相まって、きわめて高い接
合強度が確保されるようになるという研究結果が得られ
たのである。
上述のような観点から、上記のＦｅ系焼結合金製焼結ば
め接合体に着目し、これを構成する耐摩耗性部材と強靭
性部材の接合強度向上をはかるべく研究を行った結果、
上記耐摩耗性部材（外側部材）を、重量％で、 Ｎｉ：６〜１０％、 Ｍｏ：０．６〜１．５％、 Ｃ ：０．３〜０．８％、 を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成を有
するＦｅ系焼結合金で構成すると、このＦｅ系焼結合金
は焼結時に０．７〜０．９％の相対的に大きな収縮率で
収縮する収縮能を発揮し、一方、上記強靭性部材（内側
部材）を、同じく重量％で、 Ｃｕ：４〜６％、 Ｃ ：０．３〜０．８％、 を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成を有
するＦｅ系焼結合金で構成すると、このＦｅ系焼結合金
は焼結時に０．３〜０．５％の相対的に大きな膨張率で
膨張する膨張能を発揮することから、焼結後の焼結ばめ
接合体の上記耐摩耗性部材と上記強靭性部材との間に
は、それぞれの上記Ｆｅ系焼結合金によってもたらされ
る大きな収縮率と膨張率とが相まって、きわめて高い接
合強度が確保されるようになるという研究結果が得られ
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、耐摩耗性部材（外側部材）と強
靭性部材（内側部材）からなるＦｅ系焼結合金製焼結ば
め接合体において、上記耐摩耗性部材を、重量％で、 Ｎｉ：６〜１０％、 Ｍｏ：０．６〜１．５％、 Ｃ ：０．３〜０．８％、 を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成を有
する焼結時に収縮能を発揮するＦｅ系焼結合金で構成
し、上記強靭性部材を、重量％で、 Ｃｕ：４〜６％、 Ｃ ：０．３〜０．８％、 を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成を有
する焼結時に膨張能を発揮するＦｅ系焼結合金で構成す
ることにより上記耐摩耗性部材と上記強靭性部材との間
に高い接合強度を確保したＦｅ系焼結合金製焼結ばめ接
合体に特徴を有するものである。
なされたものであって、耐摩耗性部材（外側部材）と強
靭性部材（内側部材）からなるＦｅ系焼結合金製焼結ば
め接合体において、上記耐摩耗性部材を、重量％で、 Ｎｉ：６〜１０％、 Ｍｏ：０．６〜１．５％、 Ｃ ：０．３〜０．８％、 を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成を有
する焼結時に収縮能を発揮するＦｅ系焼結合金で構成
し、上記強靭性部材を、重量％で、 Ｃｕ：４〜６％、 Ｃ ：０．３〜０．８％、 を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成を有
する焼結時に膨張能を発揮するＦｅ系焼結合金で構成す
ることにより上記耐摩耗性部材と上記強靭性部材との間
に高い接合強度を確保したＦｅ系焼結合金製焼結ばめ接
合体に特徴を有するものである。
【０００６】つぎに、この発明の焼結ばめ接合体におい
て、これの耐摩耗性部材と強靭性部材をそれぞれ構成す
るＦｅ系焼結合金の組成を上記の通りに定めた理由を説
明する。 （Ａ）耐摩耗性部材のＦｅ系焼結合金 （ａ）Ｎｉ Ｎｉ成分には、素地に固溶して強度を向上させるほか、
焼結時に部材の収縮を促進する作用があるが、その含有
量が６％未満では０．７％以上の大きな収縮率を確保す
ることができず、一方その含有量が１０％を越えると、
収縮率が０．９％を越えて大きくなり過ぎてしまい、部
材に割れが発生し易くなることから、その含有量を６〜
１０％と定めた。
て、これの耐摩耗性部材と強靭性部材をそれぞれ構成す
るＦｅ系焼結合金の組成を上記の通りに定めた理由を説
明する。 （Ａ）耐摩耗性部材のＦｅ系焼結合金 （ａ）Ｎｉ Ｎｉ成分には、素地に固溶して強度を向上させるほか、
焼結時に部材の収縮を促進する作用があるが、その含有
量が６％未満では０．７％以上の大きな収縮率を確保す
ることができず、一方その含有量が１０％を越えると、
収縮率が０．９％を越えて大きくなり過ぎてしまい、部
材に割れが発生し易くなることから、その含有量を６〜
１０％と定めた。
【０００７】（ｂ）Ｍｏ Ｍｏ成分には、炭化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０．６％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１．５
％を越えると、圧粉体の成形圧縮性が低下し、所望の強
度を確保することができなくなることから、その含有量
を０．６〜１．５％と定めた。
作用があるが、その含有量が０．６％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１．５
％を越えると、圧粉体の成形圧縮性が低下し、所望の強
度を確保することができなくなることから、その含有量
を０．６〜１．５％と定めた。
【０００８】（ｃ）Ｃ Ｃ成分には、素地に固溶して強度を向上させるほか、上
記の通りＭｏ炭化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０．３％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０．８
％を越えると、素地に脆い遊離セメンタイト（Ｆｅ
3 Ｃ）が析出するようになって強度が急激に低下するよ
うになることから、その含有量を０．３〜０．８％と定
めた。
記の通りＭｏ炭化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０．３％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０．８
％を越えると、素地に脆い遊離セメンタイト（Ｆｅ
3 Ｃ）が析出するようになって強度が急激に低下するよ
うになることから、その含有量を０．３〜０．８％と定
めた。
【０００９】（Ｂ）強靭性部材のＦｅ系焼結合金 （ａ）Ｃｕ Ｃｕ成分には、素地に固溶して靭性を著しく向上させる
強靭化作用があるほか、焼結時に部材を膨張させる作用
があるが、その含有量が４％未満では、膨張率も０．３
％未満となってしまい、前記作用に所望の向上効果が見
られず、一方その含有量が６％を越えると、膨張率が
０．５％を越えて大きくなり過ぎてしまい、部材に割れ
が発生し易くなることから、その含有量を４〜６％と定
めた。
強靭化作用があるほか、焼結時に部材を膨張させる作用
があるが、その含有量が４％未満では、膨張率も０．３
％未満となってしまい、前記作用に所望の向上効果が見
られず、一方その含有量が６％を越えると、膨張率が
０．５％を越えて大きくなり過ぎてしまい、部材に割れ
が発生し易くなることから、その含有量を４〜６％と定
めた。
【００１０】（ｂ）Ｃ Ｃ成分には、素地に固溶して強度を向上させる作用があ
るが、その含有量が０．３％未満では、所望の強度向上
効果が得られず、一方その含有量が０．８％を越える
と、靭性が急激に低下するようになることから、その含
有量を０．３〜０．８％と定めた。
るが、その含有量が０．３％未満では、所望の強度向上
効果が得られず、一方その含有量が０．８％を越える
と、靭性が急激に低下するようになることから、その含
有量を０．３〜０．８％と定めた。
【００１１】
【発明の実施の形態】さらに、この発明の焼結ばめ接合
体を実施例により具体的に説明する。原料粉末として、
平均粒径：７０μｍのＦｅ粉末、同２．５μｍのＮｉ粉
末、同７０μｍのＦｅ−Ｍｏ合金（Ｍｏ：６１重量％含
有）粉末、同３０μｍのＣｕ粉末、および同１８μｍの
黒鉛粉末を用意した。まず、これら原料粉末を所定の配
合組成に配合し、ダブルコーンミキサーで２０分間混合
した後、５ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で外径：１４．９７ｍ
ｍ×内径：８．０ｍｍ×高さ：１０．０ｍｍの円筒部の
下端に直径：２５．０ｍｍ×厚さ：１０．０ｍｍのフラ
ンジ部を設けた形状の内側圧粉体を成形し、また、同じ
く上記の原料粉末を用い、これらを所定の配合組成に配
合し、ダブルコーンミキサーで２０分間混合した後、５
ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で外径：２５．０ｍｍ×内径：１
５．０ｍｍ×高さ：１０．０ｍｍの円筒部の上端に直
径：４５．０ｍｍ×厚さ：１０．０ｍｍのフランジ部を
設けた形状の外側圧粉体を成形した。ついで、上記内側
圧粉体の円筒部の外周面にそって上記外側圧粉体の円筒
部の内周面を嵌装（この場合のクリアランスは０．０３
ｍｍ）し、この状態でアンモニア分解ガス雰囲気中、温
度：１１５０℃に２０分間保持の条件で焼結し、焼結後
バリ取りを行うことにより、それぞれ表１に示される成
分組成をもった耐摩耗性部材（外側部材）と強靭性部材
（内側部材）からなる本発明Ｆｅ系焼結合金製焼結ばめ
接合体（以下、本発明焼結ばめ接合体と云う）１〜１
１、および比較Ｆｅ系焼結合金製焼結ばめ接合体（以
下、比較焼結ばめ接合体と云う）１、２をそれぞれ製造
した。なお、比較焼結ばめ接合体１、２は、これを構成
する耐摩耗性部材および強靭性部材が、これの収縮と膨
張にそれぞれ大きな影響をもたらす合金成分であるＮｉ
またはＣｕの含有量がこの発明の範囲から低い方に外れ
た組成を有するＦｅ系焼結合金からなるものである。
体を実施例により具体的に説明する。原料粉末として、
平均粒径：７０μｍのＦｅ粉末、同２．５μｍのＮｉ粉
末、同７０μｍのＦｅ−Ｍｏ合金（Ｍｏ：６１重量％含
有）粉末、同３０μｍのＣｕ粉末、および同１８μｍの
黒鉛粉末を用意した。まず、これら原料粉末を所定の配
合組成に配合し、ダブルコーンミキサーで２０分間混合
した後、５ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で外径：１４．９７ｍ
ｍ×内径：８．０ｍｍ×高さ：１０．０ｍｍの円筒部の
下端に直径：２５．０ｍｍ×厚さ：１０．０ｍｍのフラ
ンジ部を設けた形状の内側圧粉体を成形し、また、同じ
く上記の原料粉末を用い、これらを所定の配合組成に配
合し、ダブルコーンミキサーで２０分間混合した後、５
ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で外径：２５．０ｍｍ×内径：１
５．０ｍｍ×高さ：１０．０ｍｍの円筒部の上端に直
径：４５．０ｍｍ×厚さ：１０．０ｍｍのフランジ部を
設けた形状の外側圧粉体を成形した。ついで、上記内側
圧粉体の円筒部の外周面にそって上記外側圧粉体の円筒
部の内周面を嵌装（この場合のクリアランスは０．０３
ｍｍ）し、この状態でアンモニア分解ガス雰囲気中、温
度：１１５０℃に２０分間保持の条件で焼結し、焼結後
バリ取りを行うことにより、それぞれ表１に示される成
分組成をもった耐摩耗性部材（外側部材）と強靭性部材
（内側部材）からなる本発明Ｆｅ系焼結合金製焼結ばめ
接合体（以下、本発明焼結ばめ接合体と云う）１〜１
１、および比較Ｆｅ系焼結合金製焼結ばめ接合体（以
下、比較焼結ばめ接合体と云う）１、２をそれぞれ製造
した。なお、比較焼結ばめ接合体１、２は、これを構成
する耐摩耗性部材および強靭性部材が、これの収縮と膨
張にそれぞれ大きな影響をもたらす合金成分であるＮｉ
またはＣｕの含有量がこの発明の範囲から低い方に外れ
た組成を有するＦｅ系焼結合金からなるものである。
【００１２】ついで、この結果得られた各種の焼結ばめ
接合体について、これを構成する耐摩耗性部材（外側部
材）と強靭性部材（内側部材）の接合強度を評価する目
的で、耐摩耗性部材のフランジ部を固定し、強靭性部材
をアムスラー試験機を用いて押し抜き、抜き強度を測定
した、これらの測定結果を表１に示した。
接合体について、これを構成する耐摩耗性部材（外側部
材）と強靭性部材（内側部材）の接合強度を評価する目
的で、耐摩耗性部材のフランジ部を固定し、強靭性部材
をアムスラー試験機を用いて押し抜き、抜き強度を測定
した、これらの測定結果を表１に示した。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【発明の効果】表１に示される通り、本発明焼結ばめ接
合体１〜１１と比較焼結ばめ接合体１、２との比較か
ら、耐摩耗性部材（外側部材）においては、Ｎｉ含有量
が６％未満、また強靭性部材（内側部材）にあっては、
Ｃｕ含有量が４％未満になると、前記両部材の接合強度
は急激に低下することが明らかであり、一般にこの種の
焼結ばめ接合体では（抜き強度／接合面積）の値が０．
４ｋｇ／ｍｍ2 以上であれば、苛酷な条件下での実用に
も前記両部材に相互剥離は全く発生しないことが経験的
に確認されており、したががって本発明焼結ばめ接合体
１〜１１は、いずれもこれを構成する耐摩耗性部材と強
靭性部材がきわめて高い接合強度で接合していることが
明白である。上述のように、この発明の焼結ばめ接合体
は、これを構成する耐摩耗性部材と強靭性部材がきわめ
て高い接合強度で接合しているので、各種自動車の構造
部品としての実用に際し、これの高出力化および高性能
化にも十分満足に対応することができ、これのもつ性能
を安定的に長期に亘って発揮するものである。
合体１〜１１と比較焼結ばめ接合体１、２との比較か
ら、耐摩耗性部材（外側部材）においては、Ｎｉ含有量
が６％未満、また強靭性部材（内側部材）にあっては、
Ｃｕ含有量が４％未満になると、前記両部材の接合強度
は急激に低下することが明らかであり、一般にこの種の
焼結ばめ接合体では（抜き強度／接合面積）の値が０．
４ｋｇ／ｍｍ2 以上であれば、苛酷な条件下での実用に
も前記両部材に相互剥離は全く発生しないことが経験的
に確認されており、したががって本発明焼結ばめ接合体
１〜１１は、いずれもこれを構成する耐摩耗性部材と強
靭性部材がきわめて高い接合強度で接合していることが
明白である。上述のように、この発明の焼結ばめ接合体
は、これを構成する耐摩耗性部材と強靭性部材がきわめ
て高い接合強度で接合しているので、各種自動車の構造
部品としての実用に際し、これの高出力化および高性能
化にも十分満足に対応することができ、これのもつ性能
を安定的に長期に亘って発揮するものである。
Claims (1)
- 【請求項１】 耐摩耗性Ｆｅ系焼結合金部材と強靭性Ｆ
ｅ系焼結合金部材からなるＦｅ系焼結合金製焼結ばめ接
合体において、 上記耐摩耗性Ｆｅ系焼結合金部材を、重量％で、 Ｎｉ：６〜１０％、 Ｍｏ：０．６〜１．５％、 Ｃ ：０．３〜０．８％、 を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成を有
する焼結時に収縮能を発揮するＦｅ系焼結合金で構成
し、 上記強靭性Ｆｅ系焼結合金部材を、重量％で、 Ｃｕ：４〜６％、 Ｃ ：０．３〜０．８％、 を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成を有
する焼結時に膨張能を発揮するＦｅ系焼結合金で構成し
たことを特徴とする高い接合強度を有するＦｅ系焼結合
金製焼結ばめ接合体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9776998A JPH11293306A (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 高い接合強度を有するＦｅ系焼結合金製焼結ばめ接合体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9776998A JPH11293306A (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 高い接合強度を有するＦｅ系焼結合金製焼結ばめ接合体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11293306A true JPH11293306A (ja) | 1999-10-26 |
Family
ID=14201075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9776998A Pending JPH11293306A (ja) | 1998-04-09 | 1998-04-09 | 高い接合強度を有するＦｅ系焼結合金製焼結ばめ接合体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11293306A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140352128A1 (en) * | 2013-05-28 | 2014-12-04 | Miba Sinter Austria Gmbh | Method of closing a bore |
-
1998
- 1998-04-09 JP JP9776998A patent/JPH11293306A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140352128A1 (en) * | 2013-05-28 | 2014-12-04 | Miba Sinter Austria Gmbh | Method of closing a bore |
| US9539641B2 (en) * | 2013-05-28 | 2017-01-10 | Miba Sinter Austria Gmbh | Method of closing a bore |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030212 |