JPH11323513A - 鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングおよびその製造方法 - Google Patents
鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングおよびその製造方法Info
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- JPH11323513A JPH11323513A JP14662898A JP14662898A JPH11323513A JP H11323513 A JPH11323513 A JP H11323513A JP 14662898 A JP14662898 A JP 14662898A JP 14662898 A JP14662898 A JP 14662898A JP H11323513 A JPH11323513 A JP H11323513A
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- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
- B22F5/08—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of toothed articles, e.g. gear wheels; of cam discs
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
- F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
- F16D23/025—Synchro rings
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 強度および耐摩耗性に優れた鉄基焼結合金製
シンクロナイザーリングを提供する。 【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シンクロナイザ
ーリング。
シンクロナイザーリングを提供する。 【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シンクロナイザ
ーリング。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、強度および耐摩
耗性に優れた鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングお
よびその製造方法に関するものである。
耗性に優れた鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングお
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、鉄基焼結合金の製造方法が進歩
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、シンクロナイザーリングも鉄
基焼結合金により製造するようになってきた。鉄基焼結
合金製シンクロナイザーリングの一例として、Ｆｅ粉
末、Ｃｕ粉末および黒鉛粉末からなる混合粉末をプレス
成形し、焼結してＣｕ：８．０〜１５．０重量％、Ｃ：
１．２〜２．０重量％を含有し、残部がＦｅおよび不可
避不純物からなり、かつ素地中に遊離Ｃｕ相が析出して
いる鉄基焼結合金で構成されたシンクロナイザーリング
が知られている。さらにこの焼結して得られた鉄基焼結
合金製シンクロナイザーリングにスチーム処理、または
ショットブラスト処理した後スチーム処理を施すことも
知られている（特開平８−１７７８７９号公報参照）。
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、シンクロナイザーリングも鉄
基焼結合金により製造するようになってきた。鉄基焼結
合金製シンクロナイザーリングの一例として、Ｆｅ粉
末、Ｃｕ粉末および黒鉛粉末からなる混合粉末をプレス
成形し、焼結してＣｕ：８．０〜１５．０重量％、Ｃ：
１．２〜２．０重量％を含有し、残部がＦｅおよび不可
避不純物からなり、かつ素地中に遊離Ｃｕ相が析出して
いる鉄基焼結合金で構成されたシンクロナイザーリング
が知られている。さらにこの焼結して得られた鉄基焼結
合金製シンクロナイザーリングにスチーム処理、または
ショットブラスト処理した後スチーム処理を施すことも
知られている（特開平８−１７７８７９号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の鉄
基焼結合金製シンクロナイザーリングは、製造中にＣｕ
がＦｅ粉末境界に浸透し、Ｆｅ粉末同士の結合強度を低
下させるため、十分な強度を具備するものではなく、従
って近年の高性能化、高負荷化および軽量化に対応する
ことができず、一段と優れた強度および耐摩耗性に優れ
た鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングが求められて
いた。
基焼結合金製シンクロナイザーリングは、製造中にＣｕ
がＦｅ粉末境界に浸透し、Ｆｅ粉末同士の結合強度を低
下させるため、十分な強度を具備するものではなく、従
って近年の高性能化、高負荷化および軽量化に対応する
ことができず、一段と優れた強度および耐摩耗性に優れ
た鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングが求められて
いた。
【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、従来よりも強度および耐摩耗性
に優れた鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングを得る
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％、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、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：３０
μｍ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シンク
ロナイザーリングは、従来の鉄基焼結合金で構成された
鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングよりも強度およ
び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Ｎ
ｉ、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Ｃｕ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Ｎ
ｉ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、従来よりも強度および耐摩耗性
に優れた鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングを得る
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％、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、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：３０
μｍ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シンク
ロナイザーリングは、従来の鉄基焼結合金で構成された
鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングよりも強度およ
び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Ｎ
ｉ、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Ｃｕ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Ｎ
ｉ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ている鉄基焼結
合金製シンクロナイザーリング、（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シンク
ロナイザーリング、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ている鉄基焼結
合金製シンクロナイザーリング、（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シンク
ロナイザーリング、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シンクロナイザ
ーリングは、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シンクロナイ
ザーリングの製造方法、に特徴を有するものである。
ーリングは、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シンクロナイ
ザーリングの製造方法、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シンクロナイザ
ーリング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：１１００〜１３００℃で焼結する。焼結温度は１１
００〜１２００℃が一層好ましい。
ーリング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：１１００〜１３００℃で焼結する。焼結温度は１１
００〜１２００℃が一層好ましい。
【０００８】この発明の鉄基焼結合金製シンクロナイザ
ーリング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−Ｎ
ｉ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ＮｉがＦｅ粉末中へ拡散するところからＣｕ−Ｎ
ｉ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シンクロナイ
ザーリング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シンクロ
ナイザーリング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。
ーリング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−Ｎ
ｉ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ＮｉがＦｅ粉末中へ拡散するところからＣｕ−Ｎ
ｉ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シンクロナイ
ザーリング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シンクロ
ナイザーリング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シンクロナイザーリングの冷却
性能が優れているところから、シンクロナイザーリング
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シンクロナイザーリングの冷却
性能が優れているところから、シンクロナイザーリング
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】前記（３）記載の方法で焼結して得られた
前記（１）〜（２）記載のこの発明の鉄基焼結合金製シ
ンクロナイザーリングに、スチーム処理、またはショッ
トブラスト処理したのちスチーム処理を施すことが好ま
しい。従って、この発明は、（４）前記（３）記載の製
造方法により得られた鉄基焼結合金製シンクロナイザー
リングにスチーム処理を施す鉄基焼結合金製シンクロナ
イザーリングの製造方法、（５）前記（３）記載の製造
方法により得られた鉄基焼結合金製シンクロナイザーリ
ングにショットブラスト処理を施した後スチーム処理を
施す鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングの製造方
法、に特徴を有するものである。
前記（１）〜（２）記載のこの発明の鉄基焼結合金製シ
ンクロナイザーリングに、スチーム処理、またはショッ
トブラスト処理したのちスチーム処理を施すことが好ま
しい。従って、この発明は、（４）前記（３）記載の製
造方法により得られた鉄基焼結合金製シンクロナイザー
リングにスチーム処理を施す鉄基焼結合金製シンクロナ
イザーリングの製造方法、（５）前記（３）記載の製造
方法により得られた鉄基焼結合金製シンクロナイザーリ
ングにショットブラスト処理を施した後スチーム処理を
施す鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングの製造方
法、に特徴を有するものである。
【００１１】つぎに、この発明の鉄基焼結合金製シンク
ロナイザーリング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。
ロナイザーリング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。
【００１２】（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。
【００１３】（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。
【００１４】
【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。
【００１５】
【表１】
【００１６】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、プレス成形して内径：６
５ｍｍ、厚さ：３．５ｍｍの寸法ををもち、かつチャン
ファ数：３６個を有するシンクロナイザーリング形状の
圧粉体を作製した。
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、プレス成形して内径：６
５ｍｍ、厚さ：３．５ｍｍの寸法ををもち、かつチャン
ファ数：３６個を有するシンクロナイザーリング形状の
圧粉体を作製した。
【００１７】
【表２】
【００１８】
【表３】
【００１９】この圧粉体をＮ2 −５％Ｈ2 の混合雰囲気
中、温度：１１５０℃、２０分保持の条件で焼結したの
ち、０．５℃／ｓｅｃの冷却速度で冷却することにより
表４〜表６に示される成分組成を有する本発明鉄基焼結
合金製シンクロナイザーリング（以下、本発明リングと
云う）１〜１３および比較鉄基焼結合金製シンクロナイ
ザーリング（以下、比較リングと云う）１〜６を作製し
た。さらにＣｕ粉末を用意し、Ｃｕ粉末、黒鉛粉末およ
びＦｅ粉末を表３に示される配合組成となるように配合
し混合したのち焼結することにより表６に示される成分
組成の従来鉄基焼結合金製シンクロナイザーリング（以
下、従来リングと云う）を作製した。
中、温度：１１５０℃、２０分保持の条件で焼結したの
ち、０．５℃／ｓｅｃの冷却速度で冷却することにより
表４〜表６に示される成分組成を有する本発明鉄基焼結
合金製シンクロナイザーリング（以下、本発明リングと
云う）１〜１３および比較鉄基焼結合金製シンクロナイ
ザーリング（以下、比較リングと云う）１〜６を作製し
た。さらにＣｕ粉末を用意し、Ｃｕ粉末、黒鉛粉末およ
びＦｅ粉末を表３に示される配合組成となるように配合
し混合したのち焼結することにより表６に示される成分
組成の従来鉄基焼結合金製シンクロナイザーリング（以
下、従来リングと云う）を作製した。
【００２０】さらに、ＪＩＳ ＳＣＭ２１鋼（浸炭焼き
入れ鋼）製のテーパーコーンを用意し、このテーパーコ
ーンを用い、下記の条件で本発明リング１〜１３、比較
リング１〜６および従来リングの耐摩耗試験を行い、リ
ングの内面の摩耗量（落ち込み量）および動摩擦係数を
測定し、その結果を表４〜表６に示した。
入れ鋼）製のテーパーコーンを用意し、このテーパーコ
ーンを用い、下記の条件で本発明リング１〜１３、比較
リング１〜６および従来リングの耐摩耗試験を行い、リ
ングの内面の摩耗量（落ち込み量）および動摩擦係数を
測定し、その結果を表４〜表６に示した。
【００２１】試験条件 テーパーコーンの回転数：１８００ｒｐｍ， 押し付け荷重：６０ｋｇ， 油種：７０番ギヤーオイル， 油温：８０℃， テーパーコーンの作動：０．５〜０．７秒の同期時間で
２０００ｒｐｍ，
２０００ｒｐｍ，
【００２２】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。
【００２３】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。
【００２４】さらに、シンクロナイザーリングの強度を
評価するために、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３０ｍｍ×
１２ｍｍ×６ｍｍの寸法を有する抗折試験片形状圧粉体
を作製し、この圧粉体をＮ2 −５％Ｈ2 の混合雰囲気
中、温度：１１５０℃、２０分保持の条件で焼結したの
ち、０．５℃／ｓｅｃの冷却速度で冷却することにより
本発明リング１〜１３、比較リング１〜６および従来リ
ングと同じ成分組成の鉄基焼結合金からなる抗折試験片
をそれぞれ作製し、これら抗折試験片をＩＳＯ３３２５
に基づき、支点間距離２５ｍｍで抗折試験を行うことに
より抗折力を測定し、その結果を表４〜表６に示した。
評価するために、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３０ｍｍ×
１２ｍｍ×６ｍｍの寸法を有する抗折試験片形状圧粉体
を作製し、この圧粉体をＮ2 −５％Ｈ2 の混合雰囲気
中、温度：１１５０℃、２０分保持の条件で焼結したの
ち、０．５℃／ｓｅｃの冷却速度で冷却することにより
本発明リング１〜１３、比較リング１〜６および従来リ
ングと同じ成分組成の鉄基焼結合金からなる抗折試験片
をそれぞれ作製し、これら抗折試験片をＩＳＯ３３２５
に基づき、支点間距離２５ｍｍで抗折試験を行うことに
より抗折力を測定し、その結果を表４〜表６に示した。
【００２５】
【表４】
【００２６】
【表５】
【００２７】
【表６】
【００２８】表４〜表６に示される結果から、本発明リ
ング１〜１３と従来リングを比較すると、本発明リング
１〜１３は従来リングと比べて、摩耗量が少なく且つ動
摩擦係数が大きく、さらに抗折力が高いところから強度
が優れていることが分かる。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リング１〜６は、摩
耗量、動摩擦係数および抗折力のうちの少なくともいず
れかが劣ることが分かる。
ング１〜１３と従来リングを比較すると、本発明リング
１〜１３は従来リングと比べて、摩耗量が少なく且つ動
摩擦係数が大きく、さらに抗折力が高いところから強度
が優れていることが分かる。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リング１〜６は、摩
耗量、動摩擦係数および抗折力のうちの少なくともいず
れかが劣ることが分かる。
【００２９】実施例２ 実施例１で得られた本発明リング１〜１３を５００℃の
水蒸気中で６０分間保持することにより本発明リング１
〜１３の表面に四三酸化鉄皮膜を形成するスチーム処理
を行うことにより本発明リング１４〜２６を作製し、こ
の本発明リング１４〜２６を実施例１と同じ条件で耐摩
耗試験を行った結果、本発明リング１４〜２６の摩耗量
は本発明リング１〜１３の８０〜９０％となった。
水蒸気中で６０分間保持することにより本発明リング１
〜１３の表面に四三酸化鉄皮膜を形成するスチーム処理
を行うことにより本発明リング１４〜２６を作製し、こ
の本発明リング１４〜２６を実施例１と同じ条件で耐摩
耗試験を行った結果、本発明リング１４〜２６の摩耗量
は本発明リング１〜１３の８０〜９０％となった。
【００３０】実施例３ 実施例１で得られた本発明リング１〜１３をショットブ
ラスト処理を行ったのち、さらに５００℃の水蒸気中で
６０分間保持するスチーム処理を行うことにより本発明
リング２７〜３９を作製し、この本発明リング２７〜３
９を実施例１と同じ条件で耐摩耗試験を行った結果、本
発明リング２７〜３９の摩耗量は本発明リング１〜１３
の７０〜８０％となった。
ラスト処理を行ったのち、さらに５００℃の水蒸気中で
６０分間保持するスチーム処理を行うことにより本発明
リング２７〜３９を作製し、この本発明リング２７〜３
９を実施例１と同じ条件で耐摩耗試験を行った結果、本
発明リング２７〜３９の摩耗量は本発明リング１〜１３
の７０〜８０％となった。
【００３１】
【発明の効果】上述のように、この発明の鉄基焼結合金
製シンクロナイザーリングは、摩耗量が小さく、動摩擦
係数が大きく、さらに高い抗折力を有することから、従
来よりも優れた鉄基焼結合金製シンクロナイザーリング
を提供することができ、自動車産業の発展に大いに貢献
し得るものである。
製シンクロナイザーリングは、摩耗量が小さく、動摩擦
係数が大きく、さらに高い抗折力を有することから、従
来よりも優れた鉄基焼結合金製シンクロナイザーリング
を提供することができ、自動車産業の発展に大いに貢献
し得るものである。
【図１】この発明の鉄基焼結合金製シンクロナイザーリ
ングの金属顕微鏡による組織写真である。
ングの金属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シンクロナイザーリ
ングの組織の写生図である。
ングの組織の写生図である。
１ Ｆｅ基合金相 ２ Ｃｕ基合金相 ３ 遊離黒鉛相
【手続補正書】
【提出日】平成１０年７月３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】本発明リング１〜１３の内で本発明リング
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
発明リング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、本発明リング３はＦｅ基合金相をＣ
ｕ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：３０μｍ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。
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
発明リング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、本発明リング３はＦｅ基合金相をＣ
ｕ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：３０μｍ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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】さらに、前記本発明リング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ＥＰＭＡに
より測定した結果、前記Ｆｅ基合金相はＮｉ、Ｃｕおよ
びＣを含みかつＦｅを５０重量％以上含み、前記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。
基合金相およびＣｕ基合金相の成分含有量をＥＰＭＡに
より測定した結果、前記Ｆｅ基合金相はＮｉ、Ｃｕおよ
びＣを含みかつＦｅを５０重量％以上含み、前記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。
Claims (5)
- 【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
基焼結合金製シンクロナイザーリング。 - 【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シンクロナイザ
ーリング。 - 【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シンクロナイザーリ
ングの製造方法。 - 【請求項４】 請求項３記載の製造方法により得られた
鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングにスチーム処理
を施すことを特徴とする鉄基焼結合金製シンクロナイザ
ーリングの製造方法。 - 【請求項５】 請求項３記載の製造方法により得られた
鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングにショットブラ
スト処理を施した後スチーム処理を施すことを特徴とす
る鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14662898A JPH11323513A (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | 鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14662898A JPH11323513A (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | 鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11323513A true JPH11323513A (ja) | 1999-11-26 |
Family
ID=15412042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14662898A Withdrawn JPH11323513A (ja) | 1998-05-12 | 1998-05-12 | 鉄基焼結合金製シンクロナイザーリングおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11323513A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100335211C (zh) * | 2004-06-04 | 2007-09-05 | 上海汽车股份有限公司 | 割草机链轮的制造方法 |
-
1998
- 1998-05-12 JP JP14662898A patent/JPH11323513A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100335211C (zh) * | 2004-06-04 | 2007-09-05 | 上海汽车股份有限公司 | 割草机链轮的制造方法 |
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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: 20050802 |