JPS5816055A - 燃料供給装置の構造部材用材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、すぐれた耐摩耗性、なじみ性、および耐食
性を有する燃料供給装置の構造部材用材料に関するもの
である。

従来、一般に燃料供給装置として、例えばダイヤフラム
ポンプやベーン型フィードポンプなどが知られ、かつこ
れらの燃料供給装置の構造部材であるハウジングやロー
タ、さらに前記ロータの外周面にそって所定間隔に嵌着
されたローラやブレードなどが熱処理した軸受鋼にて製
造されていることも良く知られるところである。

ところで、近年、石油事情の悪化から、低質ガソリンや
アルコール含有ガソリン、さらにアルコールなどが燃料
として使用されるようになシ、これに伴って、これら燃
料の供給に前記の燃料供給装置が使用されるようになっ
たが、この場合前記の軸受鋼製構造部材においては、相
互になじみ性が悪く、かつ耐摩耗性も悪く、さらにアル
コール中に含有する水分、あるいは低質ガソリンのＰＨ
低下による酸性化に原因の腐食が発生するものであった
。

、そこで、本発明者等は、上述のような観点から、低質
ガソリンやアルコール含有ガソリン、さらにアルコール
などの燃料の供給に用いても、すぐれた耐摩耗性、なじ
み性、および耐食性を示す燃料供給装置の構造部材を得
べく研究を行なった結果、上記燃料供給装置の構造部材
を、Ｃ：０．５〜３．５チ、Ｃｒ：マー３５チを含有し
、さらに必要に応じてＭｏおよびＷのうちの１種または
２種二〇、５〜ｌＯ％、同じ（ＮｉおよびＣＯのうちの
１種または２種：０．５〜１０％、さらに同じ（Ｎｂ、
Ｔａ、およびＴ１のうちの１種または２種以上−０，１
〜１０％を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる
組成（以上重量％）、並びに１０〜３０容量チの空孔率
を有する焼結体の空孔にＣｕまたはＣＵ金合金溶浸した
°材料で構成すると、この結果の構造部材は、上記組成
によって、基本的にＦｅ基合金素地中に炭化物が分散析
出し、かつＣｒが素地中に固溶した組織をもつようにな
るため耐摩耗性および耐食性にすぐれ、かつ空孔へのＣ
ｕｉたはＣＵ金合金溶浸によってなじみ性のすぐれたも
のとなるという知見を得たのである。

この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、以下に成分組成範囲および多孔度を上記の通シに限
定した理由を説明する。

（ａ）　　Ｃ Ｃ成分には、素地に固溶して、これを強化すると共に、
Ｃｒ、さらに必要に応じて含有させたＭｏ。

Ｗ　、　Ｎｂ、　Ｔｉｔ　およびＴａと結合して炭化物
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０．５％未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方３，５チを越えて含有させると炭化物の析出量
が多くなシすぎて脆化するようになると共に、相手部材
を損傷するようになることから、その含有量を０．５〜
３．５％と定めた。

（ｂ）　　Ｃｒ Ｃｒ成分には、素地に固溶して耐食性を向上させると共
に、これを強化し、さらにＣと結合して高硬度を有する
ｃｒ炭化物を形成し、もって耐摩耗性を向上させる作用
があるが、その含有量が７チ未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方や５％を越えて含有させると、素
地が脆化し、かえって耐摩耗性の劣化をきたすようにな
ることから、その含有量を７〜３５チと定めた。

（ｃ）　ＭｏおよびＷ これらの成分には、素地に固溶し、これを強化するほか
、Ｃと結合して炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる
作用があるので、特に高い面圧のかかる条件下で使用す
る場合に必要に応じて含有させるが、その含有量がＯ１
５チ未満では、前記作用に所望の改善効果が得られず、
一方１０％を越えて含有させると、相手部材の損傷が大
きくなることから、その含有量を０．５〜１０％と定め
た。

（ｄ）ＮｌおよびＣＯ これらの成分には、一段と素地を強化し、かつ相手材と
のなじみ性を一層改善するほか、使用燃料に対する耐食
性をよシ向上させる作用があるので、特にこれらの特性
が要求される場合に必要に応じて含有されるが、その含
有量が０．５％未満では前記特性に所望の改善効果が得
られず、一方１０チを越えて含有させてもよシ一層の改
善効果は現われず、経済性を考慮し、その含有量を０．
５〜１０チと定めた。

（ｅ）　Ｎｂ、　Ｔａ、およびＴ１ これらの成分は、Ｃと強い親和力をもつため、これと結
合して高硬度を有する炭化物を形成するほか、ｃｒをは
じめとする炭化物形成成分とともに複炭化物を形成して
、分散相たる炭化物と結合相たる素地との結合を一段と
強固にし、もって耐摩耗性をよシ一層向上させ、さらに
低質燃料に対する耐食性を一段と改善する作用をもつの
で、これらの特性が要求される場合に必要に応じて含有
されるが、その含有量が０．１％未満では前記特性に所
望の改善効果がみられず、一方１０％を越えて含有させ
ると相手部材の損傷が大きくなることから、その含有量
を０．１−１０％と定めた。

（ｆ）　　空孔率 焼結体の空孔率が１０容量チ未満では、オープンポア量
が少な過ぎて耐食性のすぐれたＣｕまたはＣｏ合金を十
分に溶浸することができず、この場合耐食性は勿論のこ
と、なじみ性および強度も十分でなく、一方３０容量チ
を越えた空孔率になると、強度低下が著しく、かつ耐摩
耗性も劣化するようになることから、焼結体の空孔率を
１０〜３０容量チと定めた。なお、上記耐食性のすぐれ
たＣＵ金合金しては、いずれも公知のＣｕ−８ｎ合金、
　　Ｃｕ−８ｎ−Ｚｎ合金、　Ｃｕ　−Ｓｎ−Ｐｂ合金
、　Ｃｕ−８ｎ−Ｚｎ−Ｐｂ合金。

Ｃｕ−Ｚｎ合金、Ｃｕ−Ｐｂ合金、　Ｃｕ　−Ｚｎ−Ｐ
ｂ合金、Ｃｕ−Ｃｏ合金、およびＣｕ−Ｎｉ合金などの
使用が望ましい。

また、この発明の材料は、不可避不純物として、Ｐ、Ｓ
ｉ、Ｍ、および酸素などを含有するが、これらの不純物
は、その含有量が４多以下であれば、材料特性に何らの
悪影響を及ばずものではない。

つぎに、この発明の材料を実施例により具体的に説明す
る。

実施例 原料粉末として、いずれも水噴霧法によシ形成した粒度
：　−１５０ｍｅｓｈのＦｅ粉末、　Ｆｅ−Ｃｒ合金（
Ｃｒ：３９％含有）粉末、　Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｂ合金（Ｃ
ｒ：２３％、Ｎｂ：１２％含有）粉末、　Ｆｅ−Ｃｒ−
Ｔａ合金（Ｃｒ：２３％、’Ｉ’ａ：１２％含有）粉末
、Ｆｅ−Ｃｒ　−Ｔ１合金（Ｃｒ：２３％、Ｔｉ：１２
％含有）粉末１粒度：　−１５０ｍｅｓｈのりん片状黒
鉛粉末、さらにＦｅ−Ｃｒ合金（Ｃｒ：６７％含有）粉
末、Ｆｅ−Ｎｂ合金（Ｎｂ：６Ｂ％含有）粉末、Ｆｅ−
Ｔｉ合金（Ｔｉ：’７２チ含有）粉末、　Ｆｅ−Ｔａ合
金（Ｔａ：６７％含有）粉末、平均粒径、３μＴｒＬを
有するＭｏ粉末、同粒径のＷ粉末、　Ｎｉ粉末、および
ＣＯ粉末を用意し、これら原料粉末を、それぞれ第１表
に示される配合組成に配合シ、マイニュートミキサにて
３０分間混合した後、それぞれ２　ｔｏｎ／ｉ、　３ｔ
ｏｎ／ｄ、　６　ｔｏｎ／ｃｆｆｌ、　’７．．５ｔｏ
ｎ／ｄ、　　およびｓ　ｔ、ｏｎ／ｃｆｆｌ　の成形圧
力にて圧粉体に成形し、ついで前記圧粉体を、真空中、
温度：　１０００〜１１００℃の温度範囲内の温度にて
焼結して実質的に配合組成と同一の最終成分組成をもっ
た焼結体となし、引続いて前記焼結体上に、それぞれ第
１表に示される溶浸材の圧粉体を載置し、水素雰囲気中
、温度：９５０〜１１３０℃の温度範囲内の温度に加熱
の条件にて前記焼結体の空孔内に前記溶浸材をそれぞれ
溶浸し、溶浸後、前記溶浸温度から急冷し、温度：１８
０℃炉１．５時間保持の焼戻し処理を行なうことによっ
て本発明材料１〜３４および比較材料１〜６をそれぞれ
製造した。

ついで、この結果得られた本発明材料１〜３４および比
較材料１〜６について、密度および硬さくビッカース硬
さ）を測定すると共に、耐摩耗試験および耐食試験を行
なった。

耐摩耗試験は、上記の各材料から、直径：２８朋φ×高
さ：５ｍｍの寸法を有し、かつ外周面にそって軸線方向
に平行に一定間隔ごとに形成された６本の溝を有するモ
ータ式燃料ポンプのロータを作成し、このロータを硬さ
ＨＲＣ：　４０を有する特殊鋳鉄製のハウジング内に組
込んだ状態で、３％Ｈ２０含有ガソリ／内に浸漬し、面
圧：　３．５　ｋｇ／ｃｒ！　。

回転数：　３００　Ｏｒ、ｐ、ｍ、の条件で５００時間
運転し、運転後、前記ロータおよびハウジング（相手部
材）のそれぞれの摺動面における平均摩耗深さを測定す
ることによシ行なった。

また、耐食試験は、それぞれ１０％Ｈ２０含有アルコー
ル中に１００時間浸漬、および劣化ガソリン中に５０時
間浸漬の条件で行ない、前記アルコ、−ル浸漬試験にお
いては、錆発生状況を観察し、錆発生全くなしをＯ印、
錆発生わずかに有シをΔ印、錆発生あシをＸ印にて評価
し、さらに前記ガソリン浸漬試験においては、変色状況
を観察し、変色なしをＯ印、わずかに変色あシをΔ印、
変色あシをＸ印で評価した。これらの結果を第１表に合
せて示した。

第１表に示される結果から、成分組成および多孔度のう
ちのいずれか（第１表に※印を付したもの）がこの発明
の範囲から外れた比較材料１〜６においては、耐摩耗性
、なじみ性、および耐食性のうちの少なくとも１つの特
性が劣ったものになっているのに対して、本発明材料１
〜３４は、いずれもすぐれた耐摩耗性、なじみ性、およ
び耐食性番兼ね備えていることが明らかである。

上述のように、この発明の材料は、すぐλＬだ耐摩耗性
、なじみ性、および耐食性を有しているので、通常のガ
ソリンや軽油などの燃料は勿論のこと、劣化ガソリンや
Ｈ２０含有ガソリン、さらにアルコール含有ガソリンや
アルコールなどの燃料の供給装置の構造部材として使用
した場合にも、きわめて長期に亘ってすぐれた性能を発
揮するのである。

出願人　　三菱金属株式会社 代理人　　富　　１）　和　夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　Ｃ：　０．５〜３．５　％、　Ｃｒ：　７〜
   ３５　％を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる
   組成（以上重量％）、並びに１０〜３０容量チの空孔率
   を有する焼結体の空孔にＣｕ″！たはＣｕ合金を溶浸し
   てなる燃料供給装置の構造部材用材料。 （２）　　Ｃ：　０．５〜３．５％、Ｃｒニア〜３５％
   を含有し、さらにＭＯおよびＷのうちの１種または２種
   二〇。５〜１０チを含有し、残りがＦｅと不可避不純物
   からなる組成（以上重量％）、並びに１０〜３０容量チ
   の空孔率を有する焼結体の空孔にＣｕまたはＣｕ合金を
   溶浸してなる燃料供給装置の構造部材用材料。 （３）　　Ｃ：　０．５〜３．５％、　Ｃｒ：　’７〜
   ３５％を含有し、さらにＮｂ、Ｔａ、　およびＴｉのう
   ちの１種または２種以上：０．１〜１０チを含有し、残
   シがＦｅと不可−不純物からなる組成（以上重量％）、
   並びに１０〜３０容量チの空孔率を有する焼結体の空孔
   にＣｕｉたはＣｕ合金を溶浸してなる燃料供給装置の構
   造部材用材料。 （４）　Ｃ：　０．５〜３．５　％、　Ｃｒ：　７〜３
   ５　％を含有し、さらにＮ１およびＣＯのうちの１種ま
   たは２種＝０．５〜１０チを含有し、残シがＦｅと不可
   避不純物からなる組成（以上重量％）、並びに１０〜３
   ０容量チの空孔率を有する焼結体の空孔にＣｕまたはＣ
   ｕ合金を溶浸してなる燃料供給装置の構造部材用材料。 （５）　　Ｃ：　０．５〜３．５％、Ｃｒ：フ〜３５チ
   を含有し、さらにＭｏおよびＷのうちの１種または２種
   二０．５〜１０％と、Ｎ１およびｃｏのうちの１種また
   は２種二〇。５〜１０％を含有し、残りがＦｅと不可避
   不純物からなる組成（以上重量％）、並びに１０〜３０
   容量−の空孔率を有する焼結体の空孔にＣｕまたはＣｕ
   合金を溶浸してなる燃料供給装置の構造部材用材料。 （６）　　Ｃ：　０．５〜３．５％：Ｃｒ：’７〜３５
   ％を含有し、さらにＭｏおよびＷのうちの１種または２
   種−０，５〜１０％と、Ｎｔ）、　Ｔｉ、　オよびＴａ
   （７）うちの１種または２種以上二〇、１〜１０チを含
   有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成（以上重
   量％）、並びに１０〜３０容量チの空孔率を有する焼結
   体の空孔にＣｕまたはＣＵ金合金溶浸してなる燃料供給
   装置の構造部材用材・料。 （乃Ｃ：　０．５〜３．５　％、　Ｃｒ：　７〜３５％
   を含有し、さらにＮｉおよびＣＯのうちの１種または２
   種二０．５〜１０％と、Ｎｂ、Ｔａ、およびＴ１のうち
   の１種または２種以上：０，１〜１０チを含有し、残り
   がＦｅと不可避不純物からガる組成（以上重量％）、並
   びにｌＯ〜３０容量チの容量率を有する焼結体の空孔に
   ＣｕまたはＣｕ合金を溶浸してなる燃料供給装置の構造
   部材用材料。 （８）　　Ｃ：　０．５〜３．５　％、　Ｃｒ：　’２
   〜３５　％を含有し、さらにＭｏおよびＷのうちの１種
   または２種：０．５〜１０％と、Ｎｉおよびｃｏのうち
   の１種または２種：０．５〜１０％と、　Ｎｂ、　Ｔａ
   、およびＴ１のうちの１種または２種以上：０，１〜１
   ０チを含有し、残υがＦｅと不可避不純物からなる組成
   （以上重量％）、並びに１０〜３０容量チの空孔率を有
   する焼結体の空孔にＣＵまたはＣｕ合金を溶浸してなる
   燃料供給装置の構造部材用材料。