JPH116040A

JPH116040A - 耐摩耗性鉄基焼結合金

Info

Publication number: JPH116040A
Application number: JP15538797A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Ito; 与志彦伊藤; Hiroyuki Murase; 博之村瀬; Naomichi Akimoto; 直道秋元
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-06-12
Filing date: 1997-06-12
Publication date: 1999-01-12

Abstract

(57)【要約】【課題】相手攻撃性を抑えつつ自身の耐摩耗性の向上を
図り得る耐摩耗性鉄基焼結合金を提供すること。【解決手段】Ｃｏ：２〜１５％、Ｍｏ：２〜１０％、残
部が実質的に鉄からなるＦｅ−Ｃｏ−Ｍｏ系合金粉末
に、重量比率でＣｒ：１．５〜３．５％、Ｍｏ：０．２
〜０．５％、Ｖ：０．１５〜０．４５％、Ｍｎ：０．３
％以下、残部が実質的に鉄の圧縮成形性に劣るＦｅ−Ｃ
ｒ系合金粉末を、基地材料全体における重量比率で１０
〜３０％混合した基地材料を焼結して形成した基地を備
えている。Ｎｉ基硬質粒子、ＦｅＭｏ等の金属間化合物
の硬質粒子を添加できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は耐摩耗性鉄基焼結合
金に関する。本発明は、耐摩耗性が要請される鉄基組成
をもつ材料、例えば内燃機関に使用するバルブシート材
などに適用できる。

【０００２】

【従来の技術】耐摩耗性鉄基焼結合金の従来技術につい
て、車両の内燃機関のバルブシート材に用いられる焼結
合金を例にとって説明する。特開平７−１３８７１４号
公報には、Ｃｏ：２〜１５％、Ｍｏ：２〜１０％、残部
が実質的にＦｅからなるＦｅ−Ｃｏ−Ｍｏ系粉末と、Ｍ
ｏ：５〜２０％、Ｃｒ：２０〜４０％、Ｗ：１０〜２０
％、Ｆｅ：１０〜３０％、残部が実質的にＮｉのＮｉ基
硬質合金粉末とを用い、双方の粉末を混合した混合粉末
を圧縮成形した圧粉体を焼結して形成した焼結合金が開
示されている。なお本明細書では特に体積比率と断らな
いかぎり、重量比率を意味する。

【０００３】特開昭６０−２２４７６２号公報には、Ｆ
ｅ−Ｃ系粉末から形成したパ−ライト組織を主体とする
基地に、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ等の炭化物を析出したＨｖ３０
０〜７００の硬質粒子を分散させた焼結合金が開示され
ている。特開平３−１３５４６号公報には、オ−ステナ
イト相とパ−ライト相との混合組織からなるＦｅ−Ｃ−
Ｃｏ系基地に、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ等の炭化物を析出した粒
径４０〜１５０μｍであり且つＨｖ３００〜８５０の硬
質粒子を分散させた焼結合金が開示されている。

【０００４】特開平６−３３２０１号公報には、Ｃｏ、
Ｎｉ、Ｍｎ、Ｖの少なくとも１種を３〜３０％、Ｃを
０．３〜１．５％含む鉄系基地に、ＦｅＭｏやＦｅＷか
らなる金属間化合物の硬質粒子が分散し、更にＣａ
Ｆ₂、ＭｏＳ₂、ＭｎＳからなる潤滑剤が分散した焼結
合金が開示されている。特開平８−２９１３７６号公報
には、Ｃｏ：１〜２％、Ｍｏ：１〜２％、Ｃ：０．２〜
２％を含むＦｅ系粉末から形成した基地を備えたバルブ
シート材となる焼結合金が開示されている。

【０００５】特開昭６２−２０２０５８号公報には、Ｆ
ｅ−Ｃｏ−Ｎｉ系の基地にフェロモリブデン等の硬質粒
子を分散させ、更にＰｂ合金等を含浸させて耐摩耗性を
改善した焼結合金が開示されている。上記した公報技術
に係る焼結合金では、硬質粒子にＣｒが含まれているこ
とがあるものの、焼結合金の基地を構成する鉄系合金粉
末には、Ｃｒが積極的には含有されていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】最近、焼結合金におい
ては、従来にも増して耐摩耗性の向上、長寿命化が要請
されている。特に内燃機関のバルブシート等に使用され
る焼結合金においては、内燃機関の高出力化、更には排
気ガスの浄化対策あるいは燃費向上等の要請に鑑み、耐
摩耗性の向上の他に、様々な改善要求が高まっている。
同時に低価格化の要求も強く、性能を向上しつつも高価
格とならない材料開発が一層望まれている。このため焼
結合金においても、従来にも増して厳しい使用環境に耐
え得る特性が要請されつつある。一方では、性能に大き
な変更のないままに低価格化のみを要求される場合も多
く、各使用環境に適した低価格な焼結合金の開発が必要
となっている。

【０００７】また、有鉛燃料を使用する内燃機関、高排
気温となる内燃機関等においては、バルブフェース等の
相手材の低摩耗化を図るため、高価な盛金を相手材に形
成している場合が多い。従って低価格化を考慮すれば、
盛金の廃止が有効であるが、廃止するためには、バルブ
シート等に使用される焼結合金による相手攻撃性の一層
の低減が要請される。

【０００８】本発明は上記した実情に鑑みなされたもの
であり、相手攻撃性の低減を図りつつ自身の耐摩耗性の
向上を図るのに有利な耐摩耗性鉄基焼結合金を提供する
ことを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した課題に鑑み、本発明者は、自身の耐摩耗性を
向上させると共に相手攻撃性を小さくし得る焼結合金を
開発するにあたり、まず従来タイプの焼結合金におい
て、過大摩耗したサンプルの表面摩耗面および表面下断
面組織を詳しく観察調査した。その結果、焼結合金の基
地表面の酸化皮膜の形成が不十分であると、凝着、相手
材への移着、あるいは脱落を繰り返し、これにより焼結
合金の摩耗が進行し、特に相手材が何ら特別の表面処理
を施していない耐熱鋼である場合には、焼結合金や相手
材の摩耗の進行が顕著であった。

【００１０】そこで本発明者は、重量比率でＣｏ：２〜
１５％、Ｍｏ：２〜１０％、残部が不可避不純物と鉄か
ら成るＦｅ−Ｃｏ−Ｍｏ系合金粉末と、重量比率でＣ
ｒ：１．５〜３．５％、Ｍｏ：０．２〜０．５％、Ｖ：
０．１５〜０．４５％、Ｍｎ：０．３％以下、残部が不
可避不純物と鉄から成るＦｅ−Ｃｒ系合金粉末とを、基
地材料として用いれば、耐摩耗性の向上を図り得る基地
を備えた焼結合金を製造するのに有利であることを知見
した（本出願時に未公知）。

【００１１】耐摩耗性の向上に有利である理由は、基地
の表面にＣｒ酸化膜が生成し易くなり、相手材との直接
接触をＣｒ酸化膜が抑制するため、基地の凝着等を抑制
するのに有利であるためと推察される。しかしながら、
基地材料として添加するＣｒを含むＦｅ−Ｃｒ系合金粉
末は、場合によっては、圧縮成形性が極めて悪い。その
ため、Ｆｅ−Ｃｒ系合金粉末を利用して形成した基地を
備えた焼結合金を形成する技術においては、上記したよ
うにＣｒ酸化皮膜による利点を期待できるものの、高密
度の鉄基の基地を備えた焼結合金を得るには限界があ
る。

【００１２】そこで本発明者は、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｍｏ系合
金粉末とＦｅ−Ｃｒ系合金粉末とを基地材料として用い
つつも、Ｆｅ−Ｃｒ系合金粉末を基地材料全体における
重量比率で１０〜３０％に規定すれば、相手攻撃性を抑
制しつつ焼結合金自身の耐摩耗性を向上させ得るのに一
層有利であることを知見し、試験で確認し、本発明に係
る耐摩耗性鉄基焼結合金を完成した。

【００１３】耐摩耗性の向上に有利である理由は、圧縮
成形性に影響が少ないＭｏ、Ｃｏを多量に含む上記組成
のＦｅ−Ｃｏ−Ｍｏ系合金粉末に、Ｆｅ、Ｍｏと合金化
した場合において圧縮性を低下させるＣｒを含む上記組
成のＦｅ−Ｃｒ系合金粉末を、基地材料全体における重
量比率で上記したように１０〜３０％混合すれば、Ｆｅ
−Ｃｒ系合金粉末の粒子間の隙間に、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｍｏ
系合金粉末の粒子が効果的に入り込み、その隙間が効率
よく埋められ、Ｃｒを含む圧縮成形性が劣るＦｅ−Ｃｒ
系合金粉末で焼結合金の基地を形成するにもかかわら
ず、基地の高密度化を図り得るためである。

【００１４】即ち、請求項１に係る耐摩耗性鉄基焼結
合金は、重量比率でＣｏ：２〜１５％、Ｍｏ：２〜１０
％、残部が不可避不純物と鉄から成る圧縮成形性に影響
が少ないＦｅ−Ｃｏ−Ｍｏ系合金粉末に、重量比率でＣ
ｒ：１．５〜３．５％、Ｍｏ：０．２〜０．５％、Ｖ：
０．１５〜０．４５％、Ｍｎ：０．３％以下、残部が不
可避不純物と鉄から成る圧縮成形性を低下させるＦｅ−
Ｃｒ系合金粉末を、基地材料全体における重量比率で１
０〜３０％混合した基地材料を焼結して形成した鉄基の
基地を備えることを特徴とするものである。

【００１５】請求項２に係る耐摩耗性鉄基焼結合金は、
請求項１において、Ｍｏ：５〜２０％、Ｃｒ：２０〜４
０％、Ｗ：１０〜２０％、Ｃ：０．５〜５％、Ｆｅ：５
〜３０％、残部が不可避不純物とＮｉから成るＮｉ基硬
質粒子を、焼結合金材料全体における重量比率で２〜３
０％含む焼結合金材料を焼結して形成したことを特徴と
するものである。

【００１６】請求項３に係る耐摩耗性鉄基焼結合金は、
請求項２において、ＦｅＭｏ、ＦｅＷ、ＦｅＣｒなどの
高硬度の金属間化合物の硬質粒子を焼結合金材料全体に
おける重量比率で２〜４％含み、Ｎｉ基硬質粒子及び金
属間化合物の硬質粒子の関係が焼結合金材料全体におけ
る重量比率で下式４％≦（〔金属間化合物の硬質粒子〕％＋〔Ｎｉ基硬質
粒子〕％）≦２８％を満たすことを特徴とするものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】各請求項に係る耐摩耗性鉄基焼結
合金では、更に再加熱を実行し、再加熱後に鍛造を実行
し、空孔密度を０％狙いとし、最終密度を７．７〜８．
０ｇｆ／ｃｍ ³と一層の高密度化を図ることができる。
最終密度を例えば７．８あるいは７．９あるいは８．０
ｇｆ／ｃｍ³にできる。

【００１８】焼結合金に係る組成の限定理由について説
明を加える。基地材料は、焼結合金の鉄基の基地を構成
する材料であり、鉄基成分である。本発明でいう基地材
料は、後述するＮｉ基硬質粒子、金属間化合物の硬質粒
子、黒鉛粉末を含まない。基地材料は、一般に、Ｆｅ−
Ｃｏ−Ｍｏ系合金粉末とＦｅ−Ｃｒ系合金粉末とから形
成される。

【００１９】（Ｆｅ−Ｃｏ−Ｍｏ系合金粉末）Ｆｅ−Ｃ
ｏ−Ｍｏ系合金粉末は、重量比率でＣｏ：２〜１５％、
Ｍｏ：２〜１０％、残部が不可避不純物と鉄から成る組
成をもち、圧粉体等の粉末成形体を成形する際における
圧縮成形性が良好である。〔ＣｏとＭｏ〕ＣｏとＭｏの
いずれも焼結合金の基地中に固溶して、これを強化す
る。更にＣｏは基地の耐熱性と耐摩耗性を向上させる
が、これらの効果は合金中の含有量が２％未満では不十
分で、一方１５％を越えて含有させると効果の向上は認
められるものの経済性に欠ける。

【００２０】またＭｏは高温域における強度改善効果と
ともに、炭素を含む焼結合金においては一部が炭化物を
生成し、耐摩耗性の一層の改善に効果を示すが、これら
の効果は含有量が２％未満では不十分で、一方１０％を
越えて含有させると効果の向上は認められるものの、合
金粉末の圧縮成形性の低下を招く。以上の理由からＦｅ
−Ｃｏ−Ｍｏ系合金粉末におけるＣｏ含有量は２〜１５
％が適当であり特に４〜６％にでき、Ｍｏ含有量は２〜
１０％が適当であり特に４〜６％にできる。なおＦｅ−
Ｃｏ−Ｍｏ系合金粉末の平均粒径は１０〜１７７μｍ程
度、特に１０〜１４９μｍ程度にできるが、これに限定
されるものではない。

【００２１】（Ｆｅ−Ｃｒ系合金粉末）Ｆｅ−Ｃｒ系合
金粉末は、重量比率でＣｒ：１．５〜３．５％、Ｍｏ：
０．２〜０．５％、Ｖ：０．１５〜０．４５％、Ｍｎ：
０．３％以下、残部が不可避不純物と鉄から成る組成を
もち、Ｃｒを含むため、圧粉体等の粉末成形体を成形す
る際における圧縮成形性が低下している。

【００２２】〔Ｃｒ〕Ｃｒは焼結合金の基地中に固溶し
て、これを強化する。更に本発明に係る焼結合金では、
炭素が別途添加されることが一般的であるが、この場合
には、Ｃｒは炭素と結合し均一に分散した微細な炭化物
（Ｃｒ₇Ｃ₃、Ｃｒ₂₃Ｃ₆など）を基地に形成し、焼結
合金の基地の耐摩耗性を向上する。またＣｒは鉄と共存
すると選択酸化されやすい元素であり、酸素が少ない環
境であっても、焼結合金の表面、特に焼結合金の基地の
表面に安定した緻密な酸化膜を形成し易い（本明細書に
おけるＣｒ含有量では、スピネル型複酸化物ＦｅＣｒ₂
Ｏ₄が生成すると推察される）。更にＣｒ酸化皮膜は、
腐食性あるいは酸化性雰囲気から焼結合金の基地を相手
材に対して遮断し易く、特に高温での耐食性を大きく向
上させ易い。

【００２３】これらの効果は、Ｆｅ−Ｃｒ系合金粉末中
のＣｒ含有量が１．５％未満では不十分で、一方３．５
％を越えて含有させると、効果の向上が認められるが、
合金化に伴う固溶硬化でＦｅ−Ｃｒ系合金粉末の圧縮成
形性が大きく低下し、高密度状態が得られない。以上の
理由から基地材料であるＦｅ−Ｃｒ系合金粉末中のＣｒ
含有量は、１．５〜３．５％が適当であり、特に２〜３
％にできる。Ｆｅ−Ｃｒ系合金粉末の平均粒径は１０〜
１７７μｍ程度、特に１０〜１４９μｍ程度にできる
が、これに限定されるものではない。

【００２４】（Ｎｉ基硬質粒子）請求項２〜３に係る耐
摩耗性鉄基焼結合金ではＮｉ基硬質粒子が含まれてい
る。Ｎｉ基硬質粒子は、硬度が基地よりも高いものであ
り、基地中に分散されるが、焼結後の状態においては、
一般的には、Ｃｒ₂₃Ｃ₆、Ｃ₆Ｆｅ₂₁Ｍｏ₂、Ｆｅ ₆Ｗ
₆Ｃ、（Ｍｎ，Ｍｏ）₂ＣおよびＮｉ−Ｃｒ固溶体など
から形成されると考えられる。また、焼結前の状態にお
いてＮｉ基硬質粒子中の鉄に固溶していたＮｉは、焼結
によりその大部分が周囲の基地に拡散し、Ｎｉリッチの
オ−ステナイト相を形成する。そのため焼結合金の基地
の耐酸化性を向上させ、更に硬質粒子の基地中への保持
力向上にも作用する。

【００２５】このＮｉ基硬質粒子中には、前述の各炭化
物を形成するのに必要な成分としてＭｏ、Ｃｒ、Ｗ、Ｆ
ｅが添加されており、この中に予め含有されているＣ、
および、上記したＦｅ−Ｃｒ系合金粉末、Ｆｅ−Ｃｏ−
Ｍｏ系合金粉末と同時に黒鉛粉末が混合される場合に
は、黒鉛からのＣと反応して炭化物が形成される。〔Ｎ
ｉ基硬質粒子におけるＭｏ、Ｃｒ、Ｗ、Ｆｅ〕これら元
素のＮｉ基硬質粒子への添加量はＭｏ５％未満、Ｃｒ２
０％未満、Ｗ１０％未満、Ｆｅ５％未満の場合には、そ
れぞれ形成される炭化物量が少なく、耐摩耗性改善効果
が不十分である。一方、Ｍｏ２０％、Ｃｒ４０％、Ｗ２
０％、Ｆｅ３０％を越えると、形成される炭化物量が過
多となり、相手材（例えばバルブフェース材）に対する
攻撃性が強くなる。以上の理由からＮｉ基硬質粒子中の
Ｍｏ含有量は５〜２０％が適当であり特に８〜１２％に
でき、Ｃｒ含有量は２０〜４０％が適当であり特に３２
〜３６％にでき、Ｗ含有量は１０〜２０％が適当であり
特に１２〜１６％にでき、Ｆｅ含有量は５〜３０％が適
当であり特に１６〜２０％にできる。

【００２６】また、Ｎｉ基硬質粒子は、焼結合金材料全
体における重量比率で２〜３０％とされている。焼結合
金材料全体とは、焼結合金を構成する材料を意味し、基
地材料の他にＮｉ基硬質粒子を含み、金属間化合物の硬
質粒子、黒鉛粉末が添加される場合にはこれらをも含
む。Ｎｉ基硬質粒子は、２％未満では耐摩耗性向上が不
十分である。一方、３０％を越えて添加しても効果の向
上が小さく、更に圧縮成形性の低下をもたらすため、Ｎ
ｉ基硬質粒子の添加量は２〜３０％特に５〜１５％が適
当である。

【００２７】（ＦｅＭｏ、ＦｅＷ、ＦｅＣｒなどの高硬
度の金属間化合物の硬質粒子）請求項３に係る耐摩耗性
鉄基焼結合金では、ＦｅＭｏ、ＦｅＷ、ＦｅＣｒなどの
高硬度の金属間化合物の硬質粒子が含まれている。これ
らは少なくとも１種添加できる。これらの金属間化合物
の硬質粒子の硬度は基地の硬度よりも高い。更に、これ
らの金属間化合物の硬質粒子の硬度は、Ｎｉ基硬質粒子
の硬度よりも高いのが一般的である。上記したＦｅＭ
ｏ、ＦｅＷ、ＦｅＣｒ等は一般的に硬度がＨｖ１３００
〜１４００程度と高く、基地中に成分元素が拡散するこ
とが実質的にないか、少ないと考えられるため、焼結合
金の強度を大きく向上させ、耐摩耗性の向上効果が大き
い。しかし、これらの焼結合金全体における添加量が２
％未満では効果の向上が小さい。一方、４％を越えて添
加すると、相手材（例えばバルブフェース材）に対する
攻撃性が強くなり、焼結合金自身の切削性も悪化するた
め、焼結合金材料全体における添加量は２〜４％が適当
であり特に２．５〜３．５％にできる。

【００２８】Ｎｉ基硬質粒子と金属間化合物の硬質粒子
との双方を添加している場合には、次式を満足すること
が好ましい。４％≦（〔金属間化合物の硬質粒子〕％＋〔Ｎｉ基硬質
粒子〕％）≦２８％前述したようにＦｅＭｏ等の金属間化合物の硬質粒子
は、一般的には、Ｎｉ基硬質粒子より硬度が高いため、
上記した範囲で添加することが好ましい。焼結合金の使
用条件が厳しく、焼結合金の塑性流動をＮｉ基硬質粒子
が支えきれないような場合であっても、高硬度の金属間
化合物の硬質粒子が塑性流動を抑えることを期待でき
る。なお混合前におけるＮｉ基硬質粒子の平均粒径は１
０〜１７７μｍ程度、特に１０〜１４９μｍ程度にでき
るが、これに限定されるものではない。混合前における
金属間化合物の硬質粒子の平均粒径は１０〜７５μｍ程
度、特に１０〜４５μｍ程度にできるが、これに限定さ
れるものではない。

【００２９】（黒鉛）本発明に係る焼結合金では、焼結
合金材料として黒鉛が添加されることが多い。黒鉛のＣ
は、焼結合金の基地中に固溶して、これを強化するとと
もに、一部はＮｉ基硬質粒子中にも拡散し、Ｎｉ基硬質
粒子の内部のＣｒ、Ｍｏ、Ｗと結合して、それぞれと炭
化物を生成し易いため、Ｎｉ基硬質粒子の硬度を高め、
焼結合金の耐摩耗性を向上させる。

【００３０】Ｃは、焼結合金材料全体における添加量が
重量比率で０．２％未満では、前述の効果があまり期待
できない。一方、２％を越えて添加すると、粗大化した
セメンタイトが生成したり、遊離黒鉛が多くなり、焼結
合金を脆化させるため好ましくない。以上の理由から焼
結合金材料全体におけるＣの量は、０．２〜２％が適当
である。

【００３１】以上の構成に係る焼結合金では、各合金元
素が基地に固溶される固溶均質度が高くなる。従って各
種の要素粉末を混合した混合粉末で焼結合金を形成する
技術に比べて、少ない合金添加量で優れた耐摩耗性更に
は耐食性を得るのに有利である。本発明に係る耐摩耗性
鉄基焼結合金では、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｍｏ系合金粉末に由来
するベイナイト相あるいはパ−ライト相を主体とする組
織と、Ｆｅ−Ｃｒ系合金粉末に由来するマルテンサイト
相を主体とする組織とが生成し易い。上記した硬質粒子
を含む場合には、Ｎｉ基硬質粒子が基地に分散すると共
に、ＦｅＭｏ、ＦｅＷ等の金属間化合物で形成された高
硬度の硬質粒子が基地に分散している。更に、Ｎｉ基硬
質粒子の周囲の基地には、Ｎｉリッチのオ−ステナイト
相が形成された組織となる。本発明に係る基地は、上記
した組織に基づく硬度をもつ。

【００３２】

【実施例】本発明に係る焼結合金を内燃機関のバルブシ
ート材に適用した各実施例を、比較例と対比して説明
し、本発明に係る焼結合金の特徴を明らかにする。実施例１〜４、比較例１〜３…請求項１に対応（表
１）表１に実施例１〜４および比較例１〜３の組成、密度を
示した。

【００３３】上記した各実施例では、合金粉末中の重量
比でＣｏが５％、Ｍｏが５％で残部が実質的に鉄および
不可避不純物であるＦｅ−Ｃｏ−Ｍｏ系の鉄基噴霧合金
粉末Ａ（平均粒径：８０μｍ）と、合金粉末中の重量比
でＣｒが３％、Ｍｏが０．４％、Ｖが０．３％、Ｍｎが
０．３％以下で残部が鉄および不可避不純物であるＦｅ
−Ｃｒ系の鉄基噴霧合金粉末Ｂ（平均粒径：８０μｍ）
との２種類の合金粉末を、基地材料として準備した。

【００３４】更に、合金粉末中の重量比でＣｒが３５
％、鉄が１８％、Ｗが１３％、Ｍｏが１０％、Ｃが３％
で、残部がＮｉおよび不可避不純物であるＮｉ基噴霧合
金粉末Ｃを、Ｎｉ基硬質粒子（平均粒径：６０μｍ）と
して準備した。上記した鉄基噴霧合金粉末Ａ、ＢとＮｉ
基噴霧合金粉末と黒鉛粉末とを、表１に示す配合組成に
なるように秤量した。その後、秤量した粉末全体に対し
て潤滑剤として機能するステアリン酸亜鉛０．８％を添
加し、Ｖ型混合機を用いて３０分間混合を行ない、混合
粉末を得た。

【００３５】なお、表１の値〔但しＢ／（Ａ＋Ｂ）の値
を除く〕は、焼結合金材料全体（＝鉄基噴霧合金粉末
Ａ、ＢとＮｉ基噴霧合金粉末と黒鉛粉末との混合粉末と
の合計。この場合には、焼結に伴い蒸発する上記潤滑剤
は焼結合金材料全体に含まない）を重量比で１００％と
したときの各成分の割合を示す。次に、上記の混合粉末
を型のキャビティに投入した後に、成形圧力７ｔｏｎｆ
／ｃｍ²（≒６９０ＭＰａ）にて型中で圧縮し、圧粉体
を成形した。

【００３６】得られた圧粉体を分解アンモニアガス雰囲
気中１３９３Ｋの温度で３０分間焼結した。これにより
表１に示す各例に係る配合組成のバルブシート用焼結合
金で形成した試験片を作成した。

【００３７】

【表１】なお表１において『〃』は上値と同じ値であることを意
味する。他の表についても同様である。

【００３８】実施例１〜３に係る試験片では、図１にそ
の金属組織の模式図を示したように、ＣｏとＭｏリッチ
のベイナイトあるいはパ−ライトを主体とする相
（１）、およびＣｒリッチのマルテンサイトを主体とし
た相（２）が混在した基地組織が得られた。そして、内
部に各種炭化物が生成したＮｉ基硬質粒子（３）がその
基地組織の中に分散しており、そのＮｉ基硬質粒子
（３）の周囲の基地部分にＮｉリッチのオ−ステナイト
相（４）が形成された構成となる。なお図１中の（５）
は空孔部を示す。

【００３９】また実施例４は、以上の様な工程で作成し
た実施例２と同種の試験片を、更に分解アンモニアガス
雰囲気において再加熱（温度：１１７３Ｋ）した後に熱
間状態で鍛造を行ない、焼結合金の密度を７．９ｇｆ／
ｃｍ³まで高めたものである。この場合には、図１中の
空孔部（５）がほぼ削減した構成となる。比較例１〜３
についても、表１に示す成分割合にて実施例１〜３と同
一条件でバルブシート用焼結合金を作成した。

【００４０】以上の各実施例１〜４および比較例１〜３
に係る試験片に対して、相手材であるバルブフェース材
としてオ−ステナイト系耐熱鋼（ＪＩＳ−ＳＵＨ３５）
または耐摩耗盛金合金（ステライト合金）を組合せた。
そして、図２に模式図を示す大越式摩耗試験を実施し、
摩耗評価を実施した。大越式摩耗試験においては、図２
から理解できるように、リング材（ｂ）を矢印方向に回
転させつつ、ブロック材（ａ）に摺動させる。大越式摩
耗試験においては、表２に示したように、バルブシート
材の耐摩耗性の調査を目的とする第１形態では、バルブ
シート材を固定式のブロック材（ａ）として作製すると
共に、バルブフェース材をリング材（ｂ）として作製し
た。

【００４１】また、バルブフェース材の耐摩耗性の調査
を目的とする、つまり、バルブシート材が相手材である
バルブフェース材を攻撃する相手攻撃性を調査する第２
形態では、材料を入れ換えて、バルブフェース材をブロ
ック材（ａ）として作製し、バルブシート材をリング材
（ｂ）として作製した。

【００４２】

【表２】第１形態及び第２形態のいずれの場合も、試験時のすべ
り速度は０．２５ｍ／ｓ、最終押し付け荷重は２１．５
Ｎとした。但し、すべり距離はバルブシート材の耐摩耗
性の調査時には１００ｍ、バルブフェース材への攻撃性
の調査時には４００ｍとした。

【００４３】また第１形態では、試験開始における試験
片の温度は、バルブシート材側が３５０℃、バルブフェ
ース材側が４９０℃である。第２形態では、試験開始に
おける試験片の温度は、バルブシート材側が３５０℃、
バルブフェース材側が５３０℃である。測定項目は、第
１形態及び第２形態のいずれの場合もブロック材の摩耗
体積であり、実施例１〜４および比較例１〜３は、比較
例１を１００としたときの相対表示、つまり摩耗比で整
理した。

【００４４】図３は、相手材であるバルブフェース材に
オーステナイト系耐熱鋼（ＳＵＨ３５）を用いた場合に
おけるバルブシート材の摩耗比を示す。ここで図３の横
軸は、基地材料を構成する鉄基噴霧合金粉末ＡとＢとの
合計における鉄基噴霧合金粉末Ｂの混合割合、つまり
｛〔Ｂ／（Ａ＋Ｂ）〕×１００％｝を示す。換言すれ
ば、図３の横軸は、基地材料全体におけるＦｅ−Ｃｒ系
合金粉末の混合割合を示す。図３のうち上グラフの縦軸
は、バルブシート材の摩耗比を示す。図３のうち下グラ
フの縦軸は、相手材であるバルブフェース材の摩耗比を
示す。図３の上グラフの縦軸においては、上側に向かう
につれてバルブシート材の耐摩性が低下し、下側に向か
うにつれてバルブシート材自身の耐摩性が『優』となる
ことを意味する。また図３の下グラフの縦軸において
は、下側に向かうにつれて相手材であるバルブフェース
材の摩耗量が増加しており、従って、バルブシート材が
バルブフェース材に与える相手攻撃性が大きくなり、バ
ルブシート材による相手攻撃性が『劣』となることを意
味する。図３においては、実施例１に係るデ−タを『実
１』と略する。他の実施例や比較例についても同様であ
る。

【００４５】図３の特性線Ａ１から理解できるように、
バルブシート材におけるＦｅ−Ｃｒ系合金粉末の混合割
合が１０〜３０％の領域においてバルブシート材の摩耗
比が最小域となる。更に混合割合が３０％を越えると、
バルブシート材の摩耗比が増加する。一方、図３の特性
線Ｂ１から理解できるように、Ｆｅ−Ｃｒ系合金粉末の
混合割合が増加していくと、相手材であるバルブフェー
ス材の摩耗比は徐々に増加する。即ち、バルブシート材
による相手攻撃性が徐々に大きくなる。

【００４６】殊に混合割合が４０％以上になると、相手
材であるバルブフェース材の摩耗比はかなり大きくな
り、バルブシート材による相手攻撃性が大きくなる。図
４は、相手材であるバルブフェース材として耐摩耗盛金
合金（ステライト合金）を用いた場合における試験結果
を示す。図４における横軸及び縦軸は、図３における横
軸及び縦軸にそれぞれ対応する。図４において実施例１
に係るデ−タを『実１』と略する。他の実施例や比較例
についても同様である。

【００４７】図４の特性線Ａ２から理解できるように、
バルブシート材の基地材料全体におけるＦｅ−Ｃｒ系合
金粉末の割合が増加していくと、徐々にではあるがバル
ブシート材の摩耗比が低下する傾向となり、混合割合１
０〜３０％付近でバルブシート材の摩耗比が最小領域と
なる。更に図４の特性線Ａ２から理解できるように、混
合割合が４０％以上になると、『比３』のデータから理
解できるように、バルブシート材の摩耗比はかなり大き
く増加する。

【００４８】一方、図４の特性線Ｂ２から理解できるよ
うに、バルブシート材中のＦｅ−Ｃｒ系合金粉末の割合
が増加していくと、相手材であるバルブフェース材の摩
耗比、つまりバルブシート材がバルブフェース材を攻撃
する相手攻撃性は、ほんの僅かであるが増加する傾向が
みられた。図４の特性線Ｂ２から理解できるように、混
合割合を４０％以上にしても、相手材であるバルブフェ
ース材の摩耗比には大きな変化がみられない。つまり、
バルブシート材がバルブフェース材を攻撃する相手攻撃
性には、大きな変化がみられない。

【００４９】以上の説明から理解できるように、相手材
であるバルブフェース材に耐熱鋼（ＳＵＨ３５）を用い
た場合および耐摩耗盛金合金（ステライト合金）を用い
た場合のいずれにおいても、バルブシート材の耐摩耗性
およびバルブフェース材への攻撃性ともに良好となるの
は、基地材料におけるＦｅ−Ｃｒ系合金粉末の混合割合
が１０〜３０％である実施例１〜３である。

【００５０】なお、相手材であるバルブフェース材に耐
摩耗盛金合金（ステライト合金）を盛金するのは、有鉛
燃料を使用した内燃機関や、高排気温となる内燃機関の
場合等がほとんどであり、Ｆｅ−Ｃｒ系合金粉末の添加
は、バルブシート材の耐食性向上にも大きく寄与するこ
とが予想される。ところで、相手材であるバルブフェー
ス材に耐熱鋼を用いた場合においては、図３の『実２』
『実４』のデ−タの比較から理解できるように、実施例
２を高密度化した実施例４では、実施例２よりも、バル
ブシート材の摩耗比は減少していた。これにより焼結合
金の高密度化は、耐摩耗性の向上に有効であることがわ
かる。

【００５１】同様に、相手材であるバルブフェース材に
耐摩耗盛金合金を用いた場合においても、図４の『実
２』『実４』のデ−タの比較から理解できるように、実
施例２を高密度化した実施例４では、バルブシート材の
摩耗比は減少していた。従って相手材が変更された場合
であっても、バルブシート材の耐摩耗性に大幅な上昇が
みられる。

【００５２】なお、バルブフェース材への攻撃性に若干
の増加がみられたが、実用上問題のないレベルである。実施例５〜８、比較例４〜７…請求項２、３に対応
（表３）次に実施例５〜８について比較例４〜７と共に説明す
る。表３に各実施例および比較例の組成、密度を示し
た。

【００５３】実施例５〜８に係るバルブシート材の基地
材料は、前述の実施例１〜４と同じく、前記した２種類
の鉄基噴霧合金粉末Ａ、Ｂを用いた。更に、硬質粒子と
して前記したＮｉ基噴霧合金粉末Ｃの他に、鉄系の金属
間化合物の硬質粒子として高硬度のＦｅＭｏの粉末（平
均粒径：４０μｍ）も混合した。焼結合金の作成条件は
実施例１〜４と実質的に同一である。実施例８は実施例
４の場合と同様に、試験片を加熱した後に熱間状態にお
いて鍛造工程を実行し、焼結合金の密度を７．９ｇｆ／
ｃｍ³まで高めたものである。

【００５４】比較例４〜７についても、表３に示す成分
割合にて実施例５〜７と同一条件でバルブシート用の焼
結合金を作成した。

【００５５】

【表３】上記した実施例５〜８および比較例４〜７についても、
相手材であるバルブフェース材として耐摩耗盛金合金
（ステライト合金）を用い、実施例１〜４、比較例１〜
３と同一条件で大越式摩耗試験を実施した。

【００５６】その試験結果を図５に示す。図５の横軸は
ＦｅＭｏの添加割合を示す。図５のうち上のグラフの縦
軸は、比較例４を１００とした相対表示で、バルブシー
ト材の摩耗比を示す。図５のうち下のグラフの縦軸は、
比較例４を１００とした相対表示で、相手材であるバル
ブフェース材の摩耗比を示す。図５において実施例５に
係るデ−タを『実５』と省略する。他の実施例及び比較
例についても同様にした。

【００５７】Ｎｉ基硬質粒子を添加していない比較例
４、５の試験結果では、図５の特性線Ａ４に示すよう
に、ＦｅＭｏの添加によりバルブシート材の摩耗比が次
第に小さくなる。即ちバルブシート材の耐摩耗性が向上
する。しかしながら図５の特性線Ｂ４に示すように、Ｎ
ｉ基硬質粒子を添加していない比較例４、５では、Ｆｅ
Ｍｏの添加により、相手材であるバルブフェース材への
攻撃性が大きく増加する傾向がある。

【００５８】一方、Ｎｉ基硬質粒子を添加（１０％）し
た実施例５、６および比較例６、７の試験結果では、図
５の特性線Ａ３に示すように、ＦｅＭｏの添加によりバ
ルブシート材の摩耗比が低減し、バルブシート材の耐摩
耗性が大きく向上するばかりか、図５の特性線Ｂ３に示
すように、バルブフェース材への攻撃性の増加率は、Ｆ
ｅＭｏ２〜４％の範囲においては、Ｎｉ基硬質粒子を添
加していない特性線Ｂ４の場合に比べて、少なめとなる
ことがわかる。

【００５９】しかし、ＦｅＭｏを６％と過剰に添加した
比較例７では、図５の特性線Ａ３から理解できるよう
に、バルブシート材の耐摩耗性が向上しているものの、
図５の特性線Ｂ３から理解できるように、相手攻撃性の
増加率が大きなる。従って、バルブシート材の自身の耐
摩耗性と、バルブシート材によるバルブフェース材への
相手攻撃性との双方ともに良好とするためには、焼結合
金材料全体においてＦｅＭｏを２〜４％添加した実施例
５、６である。

【００６０】また、表３に示すように実施例５では基地
中のＦｅ−Ｃｒ系合金粉末の混合割合を０．１つまり１
０％としている。基地中のＦｅ−Ｃｒ系合金粉末の混合
割合を０．３つまり３０％とした実施例７では、図５か
ら理解できるように、実施例５よりも相手攻撃性に若干
の増加がみられるが、バルブシート材自身の耐摩耗性が
向上する。

【００６１】次にＦｅＭｏを３％添加すると共に鍛造工
程により高密度化を図った実施例８についても、バルブ
シート材による相手攻撃性が若干増加するものの、バル
ブシート材自身の耐摩耗性が大きく向上する。以上の説
明から理解できるように、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｍｏ系合金粉末
とＦｅ−Ｃｒ系合金粉末を基地材料として用いると共
に、Ｎｉ基硬質粒子、ＦｅＭｏの硬質粒子を最適量添加
すれば、ＦｅＭｏ添加による相手攻撃性増加を抑えつ
つ、バルブシート材自身の耐摩耗性を向上させることが
可能となる。すなわち、Ｎｉ基硬質粒子とＦｅＭｏの同
時添加は交互作用があることを示している。

【００６２】その理由は以下のように考えられる。即
ち、Ｎｉ基硬質粒子はその内部に各種炭化物が形成さ
れ、更に、Ｎｉ基硬質粒子の周囲の基地にＮｉを拡散さ
せることで基地のオ−ステナイト化を進め、これにより
焼結合金の耐摩耗性、耐食性を向上させる。しかし、Ｎ
ｉ基硬質粒子はそれ自体の硬度が一般的にはＨｖ１０２
０程度であり、必ずしも高硬度とはいえない。

【００６３】故に、使用環境条件が過酷であり、バルブ
シート材が相手材としてのバルブフェース材と強く摺動
する場合には、バルブシート材の表面において発生する
焼結組織の塑性流動を充分には支えきれず、ある限界を
越えるとＮｉ基硬質粒子自体も破壊され、塑性流動部が
剥離してバルブシート材の摩耗増加を誘発するおそれが
ある。そこでＮｉ基硬質粒子の他に、高硬度（Ｈｖ１４
００〜１５００）のＦｅＭｏ等の鉄系の金属間化合物の
硬質粒子を添加すると、それらの硬質粒子は高強度で破
壊されにくいため、金属間化合物の硬質粒子の部分で、
上記した塑性流動をある程度せき止めることを期待でき
る。そのため、バルブシート材における塑性流動の抑制
に貢献でき、バルブシート材における耐摩耗性を大きく
向上させることを期待できる。

【００６４】しかしながら、ＦｅＭｏ等の金属間化合物
の硬質粒子は、その周囲の基地組織が摩耗や腐食等を受
けた場合においては、ＦｅＭｏ等の金属間化合物の硬質
粒子のみを添加している場合には、ＦｅＭｏ等の金属間
化合物の硬質粒子が突き出した状態となり、相手材であ
るバルブフェース材への攻撃性が大きく増加してしまう
おそれがある。

【００６５】そこで、ＦｅＭｏ等の金属間化合物の硬質
粒子と共にＮｉ基硬質粒子が添加されていると、Ｎｉ基
硬質粒子が緩衝作用を奏し、焼結合金による相手攻撃性
を大きく増加させることなく、焼結合金自身の耐摩耗性
を向上させることができるものと考えられる。以上の効
果は、ＦｅＭｏ等の金属間化合物の硬質粒子の添加量と
Ｎｉ基硬質粒子の添加量の種々の組合せで多少相違する
ことがある。即ち、図６の特性線Ｃ１から理解できるよ
うに、ＦｅＭｏが４％の場合には、焼結合金材料全体に
おけるＮｉ基硬質粒子の添加割合が３０％となると、相
手材であるバルブフェース材の摩耗比が増大する。換言
すれば、相手材であるバルブフェース材への攻撃性が大
きく増加する。そのため、ＦｅＭｏとＮｉ基硬質粒子と
を同時添加する場合には、同時添加しない場合に比較し
て、Ｎｉ基硬質粒子の割合を少なめ、つまり２４％以下
とし、これによりＦｅＭｏとＮｉ基硬質粒子の添加量の
合計を２８％以下に規定することが好ましい。なお、Ｆ
ｅＭｏ等の金属間化合物の硬質粒子の添加量とＮｉ基硬
質粒子の添加量との合計の下限値は、それぞれの硬質粒
子添加量の下限値の合計である４％に規定した。

【００６６】上記した焼結合金でバルブシート材を構成
すれば、各種バルブフェース材との組合せにおける耐摩
耗性と相手攻撃性の最適なバランスを確保するのに有利
である。従って、バルブフェース材あるいはバルブシー
ト材いずれか一方が過大摩耗したときに生じる内燃機関
の燃焼室の燃焼ガスの吹き抜けを効果的に防止できる。
よって、内燃機関の信頼性を大きく向上するのに有利で
ある。更にバルブフェース材とバルブシート材とが適度
なバランスを保ちながら摩耗が進行する。即ち、両摺動
面が最適な接触状態を確保しつつ、馴染みが付くため、
バルブフェース材からバルブシート材への熱の伝熱面積
が常に適正に保たれ易くなる。特に排気側において排気
バルブの温度上昇を防止することを期待できるため、こ
の点からも内燃機関の耐久性の一層向上に有利である。

【００６７】（適用例）図７は車両の内燃機関に適用し
た例を示す。内燃機関では吸気ポ−ト１０、排気ポ−ト
１２にはそれぞれバルブシート２０、２２が設けられて
いる。更に吸気ポ−ト１０を開閉するバルブフェース部
３０ｃをもつ吸気バルブ３０が装備され、排気ポ−ト１
２を開閉するバルブフェース部３２ｃをもつ排気バルブ
３２が装備されている。上記した各実施例に係る焼結合
金は、排気側のバルブシート２２に適用されるが、吸気
側のバルブシート２０に適用することもできる。更にバ
ルブシートに限らず、耐摩耗性が要請される、殊に高温
領域における耐摩耗性が要請される他の部材に適用する
こともできる。

【００６８】なお、各請求項に係る耐摩耗性鉄基焼結合
金の組成は、各表に記載された数値を上限値、下限値と
して規定して把握することもできる。（付記）上記した記載から次の技術的思想も把握でき
る。 ○重量比率でＣｏ：２〜１５％、Ｍｏ：２〜１０％、残
部が不可避不純物と鉄から成る圧縮成形性に影響が少な
いＦｅ−Ｃｏ−Ｍｏ系合金粉末に、重量比率でＣｒ：
１．５〜３．５％、Ｍｏ：０．２〜０．５％、Ｖ：０．
１５〜０．４５％、Ｍｎ：０．３％以下、残部が不可避
不純物と鉄から成る圧縮成形性を低下させるＦｅ−Ｃｒ
系合金粉末を、基地材料全体における重量比率で１０〜
３０％混合した基地材料を得る工程と、基地材料を焼結
し、鉄基の基地を備えた耐摩耗性鉄基焼結合金を製造す
る工程とを順に実施する製造方法。 ○上記した基地材料に請求項２に係るＮｉ基硬質粒子粉
末と請求項３に係る金属間化合物の粉末とを請求項２ま
たは請求項３に係る割合でそれぞれ混合した焼結合金材
料を得る工程と、焼結合金材料を焼結し、鉄基の基地と
基地に分散したＮｉ基硬質粒子及び金属間化合物の硬質
粒子を備えた耐摩耗性鉄基焼結合金を得る工程とを順に
実施する製造方法。

【００６９】

【発明の効果】請求項１〜３に係る耐摩耗性鉄基焼結合
金によれば、基地材料が適量のＣｒを含むため、基地の
耐摩耗性の向上に有利である。基地等に生成したＣｒ酸
化皮膜により、基地と相手材との直接接触が抑えられ、
使用環境条件が厳しい場合であっても、基地の凝着、移
着等を抑制できるためと推察される。

【００７０】請求項１〜３に係る耐摩耗性鉄基焼結合金
によれば、圧縮成形性に影響が少ないＭｏ、Ｃｏを多量
に含むＦｅ−Ｃｏ−Ｍｏ系合金粉末と、Ｆｅ、Ｍｏと合
金化した場合において圧縮成形性を低下させるＣｒを含
むＦｅ−Ｃｒ系合金粉末とを所定の比率で混合した基地
材料により形成された基地を備えているため、高密度な
基地を備えた耐摩耗性鉄基焼結合金を得るのに有利であ
る。

【００７１】即ち、圧縮成形性が低下しているＦｅ−Ｃ
ｒ系合金粉末の粒子の隙間に、圧縮成形性が良好なＦｅ
−Ｃｏ−Ｍｏ系合金粉末の粒子が効果的に入り込むこと
により、その隙間は埋められるため、基地材料がＣｒを
含んでいるにもかかわらず、基地の高密度化に有利であ
る。このように基地の高密度化に有利であるため、請求
項１〜３に係る耐摩耗性鉄基焼結合金は、耐摩耗性が一
層良好となる。

【００７２】更に、Ｆｅ−Ｃｒ系合金粉末の隙間にＦｅ
−Ｃｏ−Ｍｏ系合金粉末が入り込むことにより、その隙
間は埋められるため、圧粉体等の粉末成形体の高密度化
にも貢献できる。従って、圧粉体等の粉末成形体を焼結
した際において、焼結収縮を少なくするのにも有利であ
る。また、基地材料としてＦｅ−Ｃｏ−Ｍｏ系合金粉末
とＦｅ−Ｃｒ系合金粉末とを上記した混合比率で混合し
た基地材料で形成した基地を備えている請求項１〜３に
係る耐摩耗性鉄基焼結合金によれば、前記した試験結果
から理解できるように、相手材が耐熱鋼であっても、或
いは、相手材が耐摩耗盛金合金を溶着したものであって
も、本発明に係る焼結合金の相手攻撃性を低めにするの
に有利である。

【００７３】例えば、耐摩耗性鉄基焼結合金がバルブシ
ート材として用いられる場合には、相手材であるバルブ
フェース材が耐熱鋼である場合であっても、或いは、相
手材であるバルブフェース材が耐摩耗盛金合金を溶着し
たものである場合であっても、双方のバルブフェース材
に対して、相手攻撃性の低いバルブシート材を提供する
のに有利である。

【００７４】請求項２に係る耐摩耗性鉄基焼結合金によ
れば、Ｎｉ基硬質粒子が基地に分散されているため、基
地の耐摩耗性の一層の向上に貢献できる。更にＮｉ基硬
質粒子のＮｉが基地に拡散することを期待できるため、
基地の耐食性の向上に貢献できる。請求項３に係る耐摩
耗性鉄基焼結合金によれば、Ｎｉ基硬質粒子の他に、金
属間化合物の硬質粒子が分散されており、両者の割合が
適量割合に規定されているため、使用環境条件が厳し
く、Ｎｉ基硬質粒子の塑性流動が誘発されるような場合
であっても、その塑性流動が金属間化合物の硬質粒子に
よりせき止められ易いため、鉄基焼結合金の耐摩耗性が
一層確保される。

【図面の簡単な説明】

【図１】顕微鏡で観察した試験片の金属組織を模式的に
示す構成図である。

【図２】大越摩耗試験の概略を示す構成図である。

【図３】バルブフェース材がＳＵＨ３５の場合におい
て、鉄基噴霧合金粉末Ｂの混合割合とバルブシート材摩
耗比との関係を示すと共に、鉄基噴霧合金粉末Ｂの混合
割合とバルブフェース材摩耗比との関係を示すグラフで
ある。

【図４】バルブフェース材がステライト盛金の場合にお
いて、鉄基噴霧合金粉末Ｂの混合割合とバルブシート材
摩耗比との関係を示すと共に、鉄基噴霧合金粉末Ｂの混
合割合とバルブフェース材摩耗比との関係を示すグラフ
である。

【図５】バルブフェース材がステライト盛金の場合にお
いて、ＦｅＭｏの混合割合とバルブシート材摩耗比との
関係を示すと共に、ＦｅＭｏの混合割合とバルブフェー
ス材摩耗比との関係を示すグラフである。

【図６】バルブフェース材がステライト盛金の場合にお
いて、Ｎｉ基硬質粒子の混合割合とバルブフェース材摩
耗比との関係を示すグラフである。

【図７】適用例を示す要部の断面図である。

【符号の説明】

図中、１０は吸気ポ−ト、１２は排気ポ−ト、２０、２
２はバルブシート、３０は吸気バルブ、３０ｃはバルブ
フェース部、３２は排気バルブ、３２ｃはバルブフェー
ス部を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量比率でＣｏ：２〜１５％、Ｍｏ：２〜
１０％、残部が不可避不純物と鉄から成る圧縮成形性に
影響が少ないＦｅ−Ｃｏ−Ｍｏ系合金粉末に、重量比率
でＣｒ：１．５〜３．５％、Ｍｏ：０．２〜０．５％、
Ｖ：０．１５〜０．４５％、Ｍｎ：０．３％以下、残部
が不可避不純物と鉄から成る圧縮成形性を低下させるＦ
ｅ−Ｃｒ系合金粉末を、基地材料全体における重量比率
で１０〜３０％混合した基地材料を焼結して形成した鉄
基の基地を備えることを特徴とする耐摩耗性鉄基焼結合
金。
【請求項２】請求項１において、Ｍｏ：５〜２０％、Ｃ
ｒ：２０〜４０％、Ｗ：１０〜２０％、Ｃ：０．５〜５
％、Ｆｅ：５〜３０％、残部が不可避不純物とＮｉから
成るＮｉ基硬質粒子を、焼結合金材料全体における重量
比率で２〜３０％含む焼結合金材料を焼結して形成した
ことを特徴とする耐摩耗性鉄基焼結合金。
【請求項３】請求項２において、ＦｅＭｏ、ＦｅＷ、Ｆ
ｅＣｒなどの高硬度の金属間化合物の硬質粒子を焼結合
金材料全体における重量比率で２〜４％含み、前記Ｎｉ
基硬質粒子及び前記金属間化合物の硬質粒子の関係が焼
結合金材料全体における重量比率で下式４％≦（〔金属間化合物の硬質粒子〕％＋〔Ｎｉ基硬質
粒子〕％）≦２８％を満たすことを特徴とする耐摩耗性鉄基焼結合金。