JPH11323512A - 鉄基焼結合金製バルブガイドおよびその製造方法 - Google Patents
鉄基焼結合金製バルブガイドおよびその製造方法Info
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- JPH11323512A JPH11323512A JP14662798A JP14662798A JPH11323512A JP H11323512 A JPH11323512 A JP H11323512A JP 14662798 A JP14662798 A JP 14662798A JP 14662798 A JP14662798 A JP 14662798A JP H11323512 A JPH11323512 A JP H11323512A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐摩耗性に優れた鉄基焼結合金製バルブガイ
ドを提供する。 【解決手段】 Ｃｕ：２０〜４０重量％、Ｎｉ：０．６
〜１４重量％、Ｃ：１．０〜３．０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し、かつ
Ｆｅを主成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成分とする
Ｃｕ基合金相で結合してなる素地中に平均粒径：３０μ
ｍ以下の微細な遊離黒鉛相が析出分散している組織を有
し、前記Ｆｅ基合金相はＮｉ、ＣｕおよびＣを含みＦｅ
を５０重量％以上含むＦｅ合金相であり、前記Ｃｕ基合
金相はＮｉ、ＦｅおよびＣを含みＣｕを５０重量％以上
含むＣｕ合金相であり、かつＦｅ基合金相に含まれるＮ
ｉおよびＣの濃度は、Ｃｕ基合金相に含まれるＮｉおよ
びＣの濃度よりも大きい鉄基焼結合金製バルブガイド。
ドを提供する。 【解決手段】 Ｃｕ：２０〜４０重量％、Ｎｉ：０．６
〜１４重量％、Ｃ：１．０〜３．０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し、かつ
Ｆｅを主成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成分とする
Ｃｕ基合金相で結合してなる素地中に平均粒径：３０μ
ｍ以下の微細な遊離黒鉛相が析出分散している組織を有
し、前記Ｆｅ基合金相はＮｉ、ＣｕおよびＣを含みＦｅ
を５０重量％以上含むＦｅ合金相であり、前記Ｃｕ基合
金相はＮｉ、ＦｅおよびＣを含みＣｕを５０重量％以上
含むＣｕ合金相であり、かつＦｅ基合金相に含まれるＮ
ｉおよびＣの濃度は、Ｃｕ基合金相に含まれるＮｉおよ
びＣの濃度よりも大きい鉄基焼結合金製バルブガイド。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、耐摩耗性に優れ
た鉄基焼結合金製バルブガイドおよびその製造方法に関
するものである。
た鉄基焼結合金製バルブガイドおよびその製造方法に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、焼結方法が進歩し、鉄基焼結合金
からなる各種機械部品を精度良く大量に生産できるよう
になり、バルブガイドも焼結により製造するようになっ
てきた。鉄基焼結合金からなる鉄基焼結合金製バルブガ
イドの一例として、Ｃ：１〜４重量％、Ｃｕ：１．５〜
６重量％、Ｐ：０．１〜０．８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を有し、パーライ
トを主体とする素地に、硬質のＦｅ−Ｃ−Ｐ化合物と遊
離黒鉛が分散分布し、かつ前記遊離黒鉛中には粒径：７
０〜５００μｍの粗大遊離黒鉛が、全体に占める割合で
０．５〜１０面積％存在する組織を有する鉄基焼結合金
で構成された鉄基焼結合金製バルブガイドが知られてい
（特開平６−３０６５５４号公報参照）。
からなる各種機械部品を精度良く大量に生産できるよう
になり、バルブガイドも焼結により製造するようになっ
てきた。鉄基焼結合金からなる鉄基焼結合金製バルブガ
イドの一例として、Ｃ：１〜４重量％、Ｃｕ：１．５〜
６重量％、Ｐ：０．１〜０．８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を有し、パーライ
トを主体とする素地に、硬質のＦｅ−Ｃ−Ｐ化合物と遊
離黒鉛が分散分布し、かつ前記遊離黒鉛中には粒径：７
０〜５００μｍの粗大遊離黒鉛が、全体に占める割合で
０．５〜１０面積％存在する組織を有する鉄基焼結合金
で構成された鉄基焼結合金製バルブガイドが知られてい
（特開平６−３０６５５４号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この従来の鉄基焼結合
金製バルブガイドは、従来のエンジンでは満足な耐摩耗
性を示す。しかし、近年、エンジンはますます高性能
化、高燃費化、軽量化が追求されており、燃焼室内に燃
料を直接噴射する直噴エンジンや空燃比を高め希薄燃焼
させるリーンバーンエンジンなどが開発され実用化され
ており、かかる直噴エンジンやリーンバーンエンジンな
どのように高性能化、高燃費化したエンジンは燃焼室内
が従来のエンジンよりも高温で高負荷荷重がかかり、し
たがって従来の鉄基焼結合金製バルブガイドでは十分な
耐摩耗性が得られない。
金製バルブガイドは、従来のエンジンでは満足な耐摩耗
性を示す。しかし、近年、エンジンはますます高性能
化、高燃費化、軽量化が追求されており、燃焼室内に燃
料を直接噴射する直噴エンジンや空燃比を高め希薄燃焼
させるリーンバーンエンジンなどが開発され実用化され
ており、かかる直噴エンジンやリーンバーンエンジンな
どのように高性能化、高燃費化したエンジンは燃焼室内
が従来のエンジンよりも高温で高負荷荷重がかかり、し
たがって従来の鉄基焼結合金製バルブガイドでは十分な
耐摩耗性が得られない。
【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、従来よりも耐摩耗性に優れた鉄
基焼結合金で構成された鉄基焼結合金製バルブガイドを
得るべく研究を行っていたところ、（ａ）Ｆｅ粉末、Ｃ
粉末およびＣｕ−Ｎｉ合金粉末を混合し、成形し、焼結
することにより得られたＣｕ：２０〜４０重量％、Ｎ
ｉ：０．６〜１４重量％、Ｃ：１．０〜３．０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、
並びにＦｅを主成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成分
とするＣｕ基合金相で接合してなる素地中に平均粒径：
３０μｍ以下の微細な遊離黒鉛相が析出分散している組
織を有する鉄基焼結合金で構成された鉄基焼結合金製バ
ルブガイドは、従来の鉄基焼結合金で構成された鉄基焼
結合金製バルブガイドよりも耐摩耗性が優れている、
（ｂ）この鉄基焼結合金の素地を構成する前記Ｆｅを主
成分とするＦｅ基合金相はＮｉ、ＣｕおよびＣを含みか
つＦｅを５０重量％以上含むＦｅ合金相であり、前記Ｃ
ｕを主成分とするＣｕ基合金相はＮｉ、ＦｅおよびＣを
含みかつＣｕを５０重量％以上含むＣｕ合金相であり、
前記Ｆｅ基合金相に含まれるＮｉおよびＣの濃度は、前
記Ｃｕ基合金相に含まれるＮｉおよびＣの濃度よりも大
きい、などの知見を得たのである。
上述のような観点から、従来よりも耐摩耗性に優れた鉄
基焼結合金で構成された鉄基焼結合金製バルブガイドを
得るべく研究を行っていたところ、（ａ）Ｆｅ粉末、Ｃ
粉末およびＣｕ−Ｎｉ合金粉末を混合し、成形し、焼結
することにより得られたＣｕ：２０〜４０重量％、Ｎ
ｉ：０．６〜１４重量％、Ｃ：１．０〜３．０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、
並びにＦｅを主成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成分
とするＣｕ基合金相で接合してなる素地中に平均粒径：
３０μｍ以下の微細な遊離黒鉛相が析出分散している組
織を有する鉄基焼結合金で構成された鉄基焼結合金製バ
ルブガイドは、従来の鉄基焼結合金で構成された鉄基焼
結合金製バルブガイドよりも耐摩耗性が優れている、
（ｂ）この鉄基焼結合金の素地を構成する前記Ｆｅを主
成分とするＦｅ基合金相はＮｉ、ＣｕおよびＣを含みか
つＦｅを５０重量％以上含むＦｅ合金相であり、前記Ｃ
ｕを主成分とするＣｕ基合金相はＮｉ、ＦｅおよびＣを
含みかつＣｕを５０重量％以上含むＣｕ合金相であり、
前記Ｆｅ基合金相に含まれるＮｉおよびＣの濃度は、前
記Ｃｕ基合金相に含まれるＮｉおよびＣの濃度よりも大
きい、などの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、（１）Ｃｕ：２０〜４０重量％、Ｎ
ｉ：０．６〜１４重量％、Ｃ：１．０〜３．０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
有し、かつＦｅを主成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主
成分とするＣｕ基合金相で結合してなる素地中に平均粒
径：３０μｍ以下の微細な遊離黒鉛相が析出分散してい
る組織を有する鉄基焼結合金で構成された鉄基焼結合金
製バルブガイド、（２）前記鉄基焼結合金製バルブガイ
ドの素地を構成するＦｅを主成分とするＦｅ基合金相は
Ｎｉ、ＣｕおよびＣを含みＦｅを５０重量％以上含むＦ
ｅ合金相であり、Ｃｕを主成分とするＣｕ基合金相はＮ
ｉ、ＦｅおよびＣを含みＣｕを５０重量％以上含むＣｕ
合金相であり、かつＦｅ基合金相に含まれるＮｉおよび
Ｃの濃度は、Ｃｕ基合金相に含まれるＮｉおよびＣの濃
度よりも大きい前記（１）記載の鉄基焼結合金製バルブ
ガイド、に特徴を有するものである。
れたものであって、（１）Ｃｕ：２０〜４０重量％、Ｎ
ｉ：０．６〜１４重量％、Ｃ：１．０〜３．０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
有し、かつＦｅを主成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主
成分とするＣｕ基合金相で結合してなる素地中に平均粒
径：３０μｍ以下の微細な遊離黒鉛相が析出分散してい
る組織を有する鉄基焼結合金で構成された鉄基焼結合金
製バルブガイド、（２）前記鉄基焼結合金製バルブガイ
ドの素地を構成するＦｅを主成分とするＦｅ基合金相は
Ｎｉ、ＣｕおよびＣを含みＦｅを５０重量％以上含むＦ
ｅ合金相であり、Ｃｕを主成分とするＣｕ基合金相はＮ
ｉ、ＦｅおよびＣを含みＣｕを５０重量％以上含むＣｕ
合金相であり、かつＦｅ基合金相に含まれるＮｉおよび
Ｃの濃度は、Ｃｕ基合金相に含まれるＮｉおよびＣの濃
度よりも大きい前記（１）記載の鉄基焼結合金製バルブ
ガイド、に特徴を有するものである。
【０００６】この発明の鉄基焼結合金製バルブガイド
は、Ｆｅ粉末、Ｃ粉末およびＣｕ−Ｎｉ合金粉末を混合
し、成形し、焼結することにより作られる。したがっ
て、この発明は、（３）Ｆｅ粉末、Ｃ粉末およびＣｕ−
Ｎｉ合金粉末を混合し、成形し、焼結する前記（１）ま
たは（２）記載の鉄基焼結合金製バルブガイドの製造方
法、に特徴を有するものである。
は、Ｆｅ粉末、Ｃ粉末およびＣｕ−Ｎｉ合金粉末を混合
し、成形し、焼結することにより作られる。したがっ
て、この発明は、（３）Ｆｅ粉末、Ｃ粉末およびＣｕ−
Ｎｉ合金粉末を混合し、成形し、焼結する前記（１）ま
たは（２）記載の鉄基焼結合金製バルブガイドの製造方
法、に特徴を有するものである。
【０００７】この発明の鉄基焼結合金製バルブガイドの
製造方法を一層具体的に述べる。原料粉末として、Ｆｅ
粉末、黒鉛粉末およびＣｕ−Ｎｉ合金粉末を用意し、こ
れら原料粉末を金型成形時の潤滑剤であるステアリン酸
亜鉛粉末またはエチレンビスステアラミドとともにダブ
ルコーンミキサーで混合し、プレス成形して圧粉体を作
製し、圧粉体を水素を含む窒素雰囲気中、温度：１１０
０〜１３００℃で焼結する。焼結温度は１１００〜１２
００℃が一層好ましい。
製造方法を一層具体的に述べる。原料粉末として、Ｆｅ
粉末、黒鉛粉末およびＣｕ−Ｎｉ合金粉末を用意し、こ
れら原料粉末を金型成形時の潤滑剤であるステアリン酸
亜鉛粉末またはエチレンビスステアラミドとともにダブ
ルコーンミキサーで混合し、プレス成形して圧粉体を作
製し、圧粉体を水素を含む窒素雰囲気中、温度：１１０
０〜１３００℃で焼結する。焼結温度は１１００〜１２
００℃が一層好ましい。
【０００８】この発明の鉄基焼結合金製バルブガイドを
焼結する際のメカニズムは、下記のごとくであると考え
られる。すなわち、原料として添加した黒鉛粉末は焼結
により一旦素地中に固溶し、焼結後の冷却中に平均粒
径：３０μｍ以下の極めて微細な遊離黒鉛となって旧気
孔中に析出分散する。この際析出する極めて微細な遊離
黒鉛は平均粒径が１０μｍ以下であることが一層好まし
い。一方、焼結初期段階においてＣｕ−Ｎｉ合金の固溶
共存域に昇温し焼結体に撓み、歪みなどの変形が生じな
いように少量の液相を出現させると、Ｃｕ−Ｎｉ合金粉
末のＮｉはＦｅ粉末中へ拡散してＦｅ粉末同士の接合強
度を向上させる。焼結中期および後期段階においてはＮ
ｉがＦｅ粉末中へ拡散するところからＣｕ−Ｎｉ合金粉
末のＮｉ含有量が下がって融点が下がり、一気にＣｕ−
Ｎｉ合金粉末は融解し、ダイナミックな液相焼結が進行
して緻密化する。さらに焼結中にＣｕはＦｅ粉末へ拡散
する。この発明の鉄基焼結合金製バルブガイドを焼結は
前述のようなメカニズムによるものと考えられるから、
この発明の鉄基焼結合金製バルブガイドを製造する際に
使用する原料粉末として、特にＣｕ−Ｎｉ合金（Ｎｉ：
２〜５０重量％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純
物からなる母合金）粉末を使用することが重要な構成の
１つである。
焼結する際のメカニズムは、下記のごとくであると考え
られる。すなわち、原料として添加した黒鉛粉末は焼結
により一旦素地中に固溶し、焼結後の冷却中に平均粒
径：３０μｍ以下の極めて微細な遊離黒鉛となって旧気
孔中に析出分散する。この際析出する極めて微細な遊離
黒鉛は平均粒径が１０μｍ以下であることが一層好まし
い。一方、焼結初期段階においてＣｕ−Ｎｉ合金の固溶
共存域に昇温し焼結体に撓み、歪みなどの変形が生じな
いように少量の液相を出現させると、Ｃｕ−Ｎｉ合金粉
末のＮｉはＦｅ粉末中へ拡散してＦｅ粉末同士の接合強
度を向上させる。焼結中期および後期段階においてはＮ
ｉがＦｅ粉末中へ拡散するところからＣｕ−Ｎｉ合金粉
末のＮｉ含有量が下がって融点が下がり、一気にＣｕ−
Ｎｉ合金粉末は融解し、ダイナミックな液相焼結が進行
して緻密化する。さらに焼結中にＣｕはＦｅ粉末へ拡散
する。この発明の鉄基焼結合金製バルブガイドを焼結は
前述のようなメカニズムによるものと考えられるから、
この発明の鉄基焼結合金製バルブガイドを製造する際に
使用する原料粉末として、特にＣｕ−Ｎｉ合金（Ｎｉ：
２〜５０重量％を含有し、残部がＣｕおよび不可避不純
物からなる母合金）粉末を使用することが重要な構成の
１つである。
【０００９】このＣｕ−Ｎｉ合金粉末は、焼結初期段階
においてＣｕ−Ｎｉ合金粉末の固溶共存域に昇温し焼結
体に撓み、歪みなどの変形が生じないように少量の液相
を出現させてＦｅ粉末の焼結を進行させ、焼結中期段階
においてＣｕ−Ｎｉ合金粉末のＮｉをＦｅ粉末中へ拡散
してＦｅ粉末同士の接合強度を向上させ、焼結後期段階
においては融点の下がった大量の液相焼結により緻密化
させるから、この発明の方法により出来上がった焼結体
は高密度であるが故に強度が高く、変形が少なく、さら
にＣｕ含有量が多いから熱伝導が優れたものとなり、直
噴エンジンやリーンバーンエンジンなどのように高温で
高負荷荷重がかかってもバルブガイドの冷却性能が優れ
ているところから、バルブガイドおよびこれに接触する
バルブの温度が異常に上昇することはなく、優れた耐摩
耗性を十分に維持することができるものと考えられる。
においてＣｕ−Ｎｉ合金粉末の固溶共存域に昇温し焼結
体に撓み、歪みなどの変形が生じないように少量の液相
を出現させてＦｅ粉末の焼結を進行させ、焼結中期段階
においてＣｕ−Ｎｉ合金粉末のＮｉをＦｅ粉末中へ拡散
してＦｅ粉末同士の接合強度を向上させ、焼結後期段階
においては融点の下がった大量の液相焼結により緻密化
させるから、この発明の方法により出来上がった焼結体
は高密度であるが故に強度が高く、変形が少なく、さら
にＣｕ含有量が多いから熱伝導が優れたものとなり、直
噴エンジンやリーンバーンエンジンなどのように高温で
高負荷荷重がかかってもバルブガイドの冷却性能が優れ
ているところから、バルブガイドおよびこれに接触する
バルブの温度が異常に上昇することはなく、優れた耐摩
耗性を十分に維持することができるものと考えられる。
【００１０】つぎに、この発明の鉄基焼結合金製バルブ
ガイドの成分組成を上記のごとく限定した理由について
説明する。 （ａ）Ｃｕ Ｃｕは、密度、強度および耐摩耗性を向上させ、さらに
熱伝導性を向上させる佐用があるが、その含有量が２０
重量％未満では液相の発生量が十分でなく、したがって
密度、強度および耐摩耗性の効果が十分でなく、一方、
４０重量％を越えると液相が過大となり、焼結中に変形
が生じて寸法のバラツキが大きくなるので好ましくな
い。したがって、Ｃｕの含有量は２０〜４０重量％に定
めた。Ｃｕの含有量の一層好ましい範囲は２５〜３５重
量％である。
ガイドの成分組成を上記のごとく限定した理由について
説明する。 （ａ）Ｃｕ Ｃｕは、密度、強度および耐摩耗性を向上させ、さらに
熱伝導性を向上させる佐用があるが、その含有量が２０
重量％未満では液相の発生量が十分でなく、したがって
密度、強度および耐摩耗性の効果が十分でなく、一方、
４０重量％を越えると液相が過大となり、焼結中に変形
が生じて寸法のバラツキが大きくなるので好ましくな
い。したがって、Ｃｕの含有量は２０〜４０重量％に定
めた。Ｃｕの含有量の一層好ましい範囲は２５〜３５重
量％である。
【００１１】（ｂ）Ｎｉ Ｎｉは、Ｃｕ合金相中においてＣｕ合金相の融点を上昇
させ、液相焼結をコントロールし、またＦｅ合金相の強
度および靱性を向上させる作用があるが、その含有量が
０．６重量％未満ではその効果が十分でなく、一方、１
４重量％を越えて含有してもそれ以上の効果が少ない。
したがって、Ｎｉの含有量は０．６〜１４重量％に定め
た。Ｎｉの含有量の一層好ましい範囲は２〜６重量％で
ある。
させ、液相焼結をコントロールし、またＦｅ合金相の強
度および靱性を向上させる作用があるが、その含有量が
０．６重量％未満ではその効果が十分でなく、一方、１
４重量％を越えて含有してもそれ以上の効果が少ない。
したがって、Ｎｉの含有量は０．６〜１４重量％に定め
た。Ｎｉの含有量の一層好ましい範囲は２〜６重量％で
ある。
【００１２】（ｃ）Ｃ Ｃは、強度および硬さ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、３．０重量％を越えて含有する靱性を低下させるの
で好ましくない。したがって、Ｃの含有量は１．０〜
３．０重量％に定めた。Ｃの含有量の一層好ましい範囲
は１．１〜１．６重量％である。
含有量が１．０重量％未満では効果が十分でなく、一
方、３．０重量％を越えて含有する靱性を低下させるの
で好ましくない。したがって、Ｃの含有量は１．０〜
３．０重量％に定めた。Ｃの含有量の一層好ましい範囲
は１．１〜１．６重量％である。
【００１３】
【発明の実施の形態】実施例１ 原料粉末として、平均粒径：５５μｍのＦｅ粉末、表１
に示される平均粒径および成分組成を有するＣｕ−Ｎｉ
合金粉末Ａ〜Ｅ、並びに平均粒径：１８μｍの黒鉛粉末
を用意した。
に示される平均粒径および成分組成を有するＣｕ−Ｎｉ
合金粉末Ａ〜Ｅ、並びに平均粒径：１８μｍの黒鉛粉末
を用意した。
【００１４】
【表１】
【００１５】これら原料粉末を表２〜表３に示される配
合組成となるように配合し、さらに金型成形時の潤滑剤
であるステアリン酸亜鉛粉末を外掛けで０．８重量％に
当たる量だけ添加して混合し、プレス成形して外径：１
２ｍｍ、内径：６．６ｍｍ、高さ：５０ｍｍの寸法を有
するバルブガイド形状圧粉体を作製した。この圧粉体を
Ｎ2 −５％Ｈ2 の混合雰囲気中、温度：１１５０℃、２
０分保持の条件で焼結したのち、０．５℃／ｓｅｃの冷
却速度で冷却し、表２〜表３に示される成分組成を有す
る本発明鉄基焼結合金製バルブガイド（以下、本発明バ
ルブガイドという）１〜１３および比較鉄基焼結合金製
バルブガイド（以下、比較バルブガイドという）１〜６
を作製し、さらに表３に示される成分組成の従来鉄基焼
結合金製バルブガイド（以下、従来バルブガイドとい
う）を用意した。
合組成となるように配合し、さらに金型成形時の潤滑剤
であるステアリン酸亜鉛粉末を外掛けで０．８重量％に
当たる量だけ添加して混合し、プレス成形して外径：１
２ｍｍ、内径：６．６ｍｍ、高さ：５０ｍｍの寸法を有
するバルブガイド形状圧粉体を作製した。この圧粉体を
Ｎ2 −５％Ｈ2 の混合雰囲気中、温度：１１５０℃、２
０分保持の条件で焼結したのち、０．５℃／ｓｅｃの冷
却速度で冷却し、表２〜表３に示される成分組成を有す
る本発明鉄基焼結合金製バルブガイド（以下、本発明バ
ルブガイドという）１〜１３および比較鉄基焼結合金製
バルブガイド（以下、比較バルブガイドという）１〜６
を作製し、さらに表３に示される成分組成の従来鉄基焼
結合金製バルブガイド（以下、従来バルブガイドとい
う）を用意した。
【００１６】本発明バルブガイド１〜１３の内で本発明
バルブガイド３を選んでこれを切断し、研磨し、金属顕
微鏡による組織写真を取り、その組織写真を図１に示し
た。図２は本発明バルブガイド３の金属組織の写生図で
ある。図２において１はＦｅ基合金相、２はＣｕ基合金
相、３は遊離黒鉛相である。図１の組織写真および図２
金属組織の写生図から明らかなように、本発明バルブガ
イド３はＦｅ基合金相をＣｕ基合金相からなる結合相で
結合してなる素地を有し、その素地中に平均粒径：３０
μｍ以下の微細な遊離黒鉛相が析出分散していることが
分かる。
バルブガイド３を選んでこれを切断し、研磨し、金属顕
微鏡による組織写真を取り、その組織写真を図１に示し
た。図２は本発明バルブガイド３の金属組織の写生図で
ある。図２において１はＦｅ基合金相、２はＣｕ基合金
相、３は遊離黒鉛相である。図１の組織写真および図２
金属組織の写生図から明らかなように、本発明バルブガ
イド３はＦｅ基合金相をＣｕ基合金相からなる結合相で
結合してなる素地を有し、その素地中に平均粒径：３０
μｍ以下の微細な遊離黒鉛相が析出分散していることが
分かる。
【００１７】さらに、前記本発明バルブガイド３の組織
のＦｅ基合金相およびＣｕ基合金相の成分含有量をＥＰ
ＭＡにより測定した結果、前記Ｆｅ基合金相はＮｉ、Ｃ
ｕおよびＣを含みかつＦｅを５０重量％以上含み、前記
Ｃｕ基合金相はＮｉ、ＦｅおよびＣを含みかつＣｕを５
０重量％以上含み、さらにＦｅ基合金相に含まれるＮｉ
およびＣの濃度は、Ｃｕ基合金相に含まれるＮｉおよび
Ｃの濃度よりも大きいことを確認した。
のＦｅ基合金相およびＣｕ基合金相の成分含有量をＥＰ
ＭＡにより測定した結果、前記Ｆｅ基合金相はＮｉ、Ｃ
ｕおよびＣを含みかつＦｅを５０重量％以上含み、前記
Ｃｕ基合金相はＮｉ、ＦｅおよびＣを含みかつＣｕを５
０重量％以上含み、さらにＦｅ基合金相に含まれるＮｉ
およびＣの濃度は、Ｃｕ基合金相に含まれるＮｉおよび
Ｃの濃度よりも大きいことを確認した。
【００１８】本発明バルブガイド１〜１３、比較バルブ
ガイド１〜６および従来バルブガイドは焼結中に少し収
縮して内径寸法が不揃いになっているので研削加工して
いずれも６．６ｍｍに揃えた後、冷却可能な治具に圧入
し、これらバルブガイドの穴にＳＵＨ３６からなり軸部
外径が６．６ｍｍの寸法を有するバルブを挿入し、温
度：９００℃のガソリン燃焼雰囲気中でバルブを３００
０回／分の往復運動をさせながら２５０時間保持し、バ
ルブガイド内面およびバルブ軸部外面の最大摩耗量を測
定し、その結果を表４に示した。
ガイド１〜６および従来バルブガイドは焼結中に少し収
縮して内径寸法が不揃いになっているので研削加工して
いずれも６．６ｍｍに揃えた後、冷却可能な治具に圧入
し、これらバルブガイドの穴にＳＵＨ３６からなり軸部
外径が６．６ｍｍの寸法を有するバルブを挿入し、温
度：９００℃のガソリン燃焼雰囲気中でバルブを３００
０回／分の往復運動をさせながら２５０時間保持し、バ
ルブガイド内面およびバルブ軸部外面の最大摩耗量を測
定し、その結果を表４に示した。
【００１９】
【表２】
【００２０】
【表３】 （＊印は、この発明の条件から外れた値を示す。）
【００２１】
【表４】
【００２２】表２〜表４に示される結果から、本発明バ
ルブガイド１〜１３と従来バルブガイドを比較すると、
本発明バルブガイド１〜１３は従来バルブガイドと比べ
て、バルブガイド内面の最大摩耗量およびその相手材で
あるバルブ外面の最大摩耗量が格段に少ないことから、
耐摩耗性および相手攻撃性が少なく、したがってバルブ
ガイドとして優れた特性を有することが分かる。しか
し、この発明の範囲から外れている成分組成を有する比
較バルブガイド１〜６は、耐摩耗性および相手攻撃性が
やや劣ることが分かる。
ルブガイド１〜１３と従来バルブガイドを比較すると、
本発明バルブガイド１〜１３は従来バルブガイドと比べ
て、バルブガイド内面の最大摩耗量およびその相手材で
あるバルブ外面の最大摩耗量が格段に少ないことから、
耐摩耗性および相手攻撃性が少なく、したがってバルブ
ガイドとして優れた特性を有することが分かる。しか
し、この発明の範囲から外れている成分組成を有する比
較バルブガイド１〜６は、耐摩耗性および相手攻撃性が
やや劣ることが分かる。
【００２３】
【発明の効果】上述のように、この発明の鉄基焼結合金
製バルブガイドを使用すると、バルブガイド内面の最大
摩耗量および相手材であるバルブの最大摩耗量が少ない
ことから耐摩耗性に優れかつ相手攻撃性が少なく、エン
ジンなどの性能向上に大いに貢献し得るものである。
製バルブガイドを使用すると、バルブガイド内面の最大
摩耗量および相手材であるバルブの最大摩耗量が少ない
ことから耐摩耗性に優れかつ相手攻撃性が少なく、エン
ジンなどの性能向上に大いに貢献し得るものである。
【図１】この発明の鉄基焼結合金製バルブガイドの金属
顕微鏡による組織写真である。
顕微鏡による組織写真である。
【図２】この発明の鉄基焼結合金製バルブガイドの組織
の写生図である。
の写生図である。
１ Ｆｅ基合金相 ２ Ｃｕ基合金相 ３ 遊離黒鉛相
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｃｕ：２０〜４０重量％、Ｎｉ：０．６
〜１４重量％、Ｃ：１．０〜３．０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し、かつ
Ｆｅを主成分とするＦｅ基合金相をＣｕを主成分とする
Ｃｕ基合金相で結合してなる素地中に平均粒径：３０μ
ｍ以下の微細な遊離黒鉛相が析出分散している組織を有
する鉄基焼結合金で構成されていることを特徴とする鉄
基焼結合金製バルブガイド。 - 【請求項２】 前記鉄基焼結合金の素地を構成するＦｅ
を主成分とするＦｅ基合金相はＮｉ、ＣｕおよびＣを含
みＦｅを５０重量％以上含むＦｅ合金相であり、Ｃｕを
主成分とするＣｕ基合金相はＮｉ、ＦｅおよびＣを含み
Ｃｕを５０重量％以上含むＣｕ合金相であり、かつＦｅ
基合金相に含まれるＮｉおよびＣの濃度は、Ｃｕ基合金
相に含まれるＮｉおよびＣの濃度よりも大きいことを特
徴とする請求項１記載の鉄基焼結合金製バルブガイド。 - 【請求項３】 Ｆｅ粉末、Ｃ粉末およびＣｕ−Ｎｉ合金
粉末を混合し、成形し、焼結することを特徴とする請求
項１または２記載の鉄基焼結合金製バルブガイドの製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14662798A JPH11323512A (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | 鉄基焼結合金製バルブガイドおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14662798A JPH11323512A (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | 鉄基焼結合金製バルブガイドおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11323512A true JPH11323512A (ja) | 1999-11-26 |
Family
ID=15412020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14662798A Withdrawn JPH11323512A (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | 鉄基焼結合金製バルブガイドおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11323512A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015012249A1 (ja) | 2013-07-26 | 2015-01-29 | 株式会社リケン | 焼結合金製バルブガイド及びその製造方法 |
| WO2019087863A1 (ja) * | 2017-10-30 | 2019-05-09 | Ｔｐｒ株式会社 | 鉄基焼結合金製バルブガイドおよびその製造方法 |
| CN113396233A (zh) * | 2019-01-04 | 2021-09-14 | 天纳克股份有限公司 | 具有改进的可压缩性和生坯强度的硬质粉末颗粒 |
-
1998
- 1998-05-12 JP JP14662798A patent/JPH11323512A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015012249A1 (ja) | 2013-07-26 | 2015-01-29 | 株式会社リケン | 焼結合金製バルブガイド及びその製造方法 |
| CN105452507A (zh) * | 2013-07-26 | 2016-03-30 | 株式会社理研 | 烧结合金制阀导承及其制造方法 |
| WO2019087863A1 (ja) * | 2017-10-30 | 2019-05-09 | Ｔｐｒ株式会社 | 鉄基焼結合金製バルブガイドおよびその製造方法 |
| JP6514421B1 (ja) * | 2017-10-30 | 2019-05-15 | Ｔｐｒ株式会社 | 鉄基焼結合金製バルブガイドおよびその製造方法 |
| CN110914009A (zh) * | 2017-10-30 | 2020-03-24 | 帝伯爱尔株式会社 | 铁基烧结合金制阀导管及其制造方法 |
| CN110914009B (zh) * | 2017-10-30 | 2021-03-05 | 帝伯爱尔株式会社 | 铁基烧结合金制阀导管及其制造方法 |
| US11951547B2 (en) | 2017-10-30 | 2024-04-09 | Tpr Co., Ltd. | Valve guide made of iron-based sintered alloy and method of producing same |
| CN113396233A (zh) * | 2019-01-04 | 2021-09-14 | 天纳克股份有限公司 | 具有改进的可压缩性和生坯强度的硬质粉末颗粒 |
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