JPS58177435A - 耐摩耗性鉄系焼結合金およびその製造方法 - 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、内燃機関のパルプガイドに好適な耐摩耗性
および耐熱性のすぐれた焼結合金に関するものである。

従来、内ａｍ関のパルプガイドには普通鋳鉄。

合金鋳鉄などが使用されていたが鋳鉄の場合には作業ｆ
！Ｒ境やｌ産性なと種々問題があり、また価格も渚ｆ次
高くなる傾向にあるため、その対策として焼結合金の適
用が進められ、さきに本件出願人もその一環とし又、特
公昭５５−５４８５８号公報において鉄のパーライト基
地中ＫＦ＠−Ｐ−Ｃの三元合金相を析出せしめた焼結合
金な開示した。

しかしこの合金の開発以後、＊に近年における自動車エ
ンジンの高出力志向に伴って構成部材の特性に対する要
求が一段と厳しくなり、この合金では耐久性が満足でき
ない場合ｔみるに至った。

この発明は、上述の事情に鑑み上記合金の基地中ｃｃｒ
　、Ｍｎ　、ＭＯｖ添加することによりその耐摩耗性お
よび耐熱性ケより強化さ・せたもので、Ｃｒ１４〜２％
、Ｍｏａ１〜１％、Ｍｏａ１〜１％、鯛または青１１［
１〜１０％、リンα０５〜１５％、炭素１５〜４％およ
び鉄残部の組成を基本とし、被削性の必要に応じ℃これ
にα０５〜１％のＳｖ加えた基地に遊離黒鉛およびステ
ダイト相【分散させた組織Ｙ骨子とするものである。

ここで実施例の説明に先立ち、上記成分の作用効果およ
び組成範囲について述べれば次の通りである。

Ｃ「・−・基材の附議化性および耐摩耗性な向上させる
がα４％未満ではその効果が少な（、一方２％以上にな
ると合金粉末の成形性、圧縮性を著しく低下させる。

Ｍｎ・−・強度向上成分であるが０，１％未満ではその
効果が少なく、また１％以上では焼結時の酸化が間■に
なる。

ＭＯ・・・基材の高温域（おける耐摩耗性Ｙ向上させる
が０．１％未満ではその効果が少なく、一方１％以上に
増量しても効果が伴わないうえｅｃ、Ｃｒの場合と同じ
く合金粉の粉末特性な劣化させる。

リン・・・Ｆｅ−ＰまたはＣｕ−Ｐ合金粉の形で添加さ
れ、０．０５％以上でステダイト相を生成して耐摩耗性
に寄与する。ただし過＊になると跪くなりまた被削性が
低下するため１５％を上限とする。

銅または青銅・・・鉄基地Ｙ強化する反面その増加につ
れて焼結時の膨張率が大きくなるので、　！１１１１と
寸法安定性の両立する範Ｈ１〜１０％が適正で、その内
錫は脆化を生じないよう２％以下とする。

炭素・・・通常黒鉛粉の形で添ｍされ、−Ｓは鉄基地の
固溶強化およびステダイト相の生成【行ない、一部は遊
離黒船の形で残留して固体潤滑性【付与するが、そのた
めには１５％μ上の添加な必要とする。一方、過剰の場
合は基材の＃ｉ炭が低下する上に、粉末成形時に偏析、
流勢性阻害などの原因になるため、４％Ｙ上限とする。

Ｓ・・・一般にＦｅ−５合金粉、好ましくはＣｕ−８合
金粉の形で添加され、ｓ＠ａｏｓ％以上で基材の被削性
向上に寄与する成分で、パルプガイドのａｍ付けに際し
被削性を要する場合に添加する。

但し過剰の、と（に前者の形でのＳは基材の強度低下Ｖ
招くので、Ｓ量の上限ｔ１％とする。

なお原料粉の成形および焼結は粉末冶金の通常の方法に
よるが、焼結時の脱炭を避けるため炉内雰囲気は浸炭性
ガスが好ましい。また焼結ｍ度は９８０℃以下では炭素
の鉄基地への拡散が不十分で所望の組成が得られず、他
方１１００℃以上になると遊離黒鉛が消失し、網目状セ
メンタイトが組織中に析出するため９８０〜１１００℃
を遣正温廖とする。

このこととＲ１して、前記Ｃｒ　、Ｍｎ　ｅＭｏは各々
の単味粉末な鉄粉に添加してもこの１１！１では基地中
に十分拡散しないので、必ず鉄との合金粉の形で用いな
ければならない。

実ａＩｉ例 先ず、Ｆｅ　−ｃｔｓｃｒ　−０，８Ｍｎ　−（１２Ｍ
ｏ　ｆ）合金粉ＫＦｅ−２ＳＰ合盆粉ｔ１％°、天然黒
鉛粉ｖ２％−＃ｉ＊ｖｓ％配合した混合粉Ｋｌｌ滑剤と
してステアリン酸亜鉛をα５％添加し、５ｔ／ｄの圧力
でバルブガイドおよび各種試験片所定の形状に収形後、
１０５０℃のｉｆｆで３０分間焼結し１試料１とした。

次に、被削性の向上な図るため上記の混合粉にＦｅ−３
２８合金粉の１％を追加し、成形および焼結は同一条件
で行なったものｔ試料２とした。

また比較用として、噴−鉄粉にＣｕ−１０Ｓｎ青綱粉を
５％、Ｆｅ−２５Ｐ合盆粉ｔ１％、天−黒鉛粉を２％配
合して以下同様に、但し焼結ｉ！変のみ１０００℃に変
えたものｔ試料３とした。

次に、上記各試料の組成、４１械的性質、被削性および
実機試験による耐摩耗性を比較して第１表に示す。ここ
に高温硬さは４００℃における測定値、被削性は長さ４
０ｍ内径内径鵡の円筒状試料についてその内径Ｙ８ａｍ
までリーマ加工する所要時間を求め、それｔ試料３（従
来材）ｔ−１００とする指数で表示したものである。従
って、指数が小さいほど加工時間が短い、即ち被削性が
良好なことを示している。耐摩耗性は４気筒１６ＯＯＣ
ｅのＯＨＣ＠エンジン（各試料（バルブガイド）を装着
し、連続４００時間の耐久試験における内径摩耗量ｔ’
ｓ定して示したものである。

第　　　１　　　表 合Ｃｕ　　　　　　　５５４．５ へＰ　α３α３α３ ％Ｍｎ　　α７α７− Ｍｏ　　α２α２− ８−　α３− 引４Ｉ強さゆ／−４０５Ｒ５５ 硬　　　８ＨＩＢ　　　　　　ｓｏ　　　　７８　　　
７５この表の示す通り、この発明に係る試料１．２は内
−機関部品に必須の高温硬さおよび耐摩耗性の点で、従
来材より明らかに勝れ、過酷な条件に鮒え得る材料であ
ることがわかる。

そして試料１と２との比較においては、前者は最も摩耗
し難い代りに被削性が従来材より劣り、一方後者は、耐
摩耗性は前者より幾分劣るものり被削性は従来材よりや
や勝れている。このように両者それぞれ一得一失であり
、この合金【バルブガイドに使用する場合は、適用され
るエンジンの性格および加工条件に応じて適宜選択して
用いることができる。

代理人　増渕邦彦

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　重量比にて下記の組成を有し、かつ鉄基地中にｉ＆
   離黒鉛およびステダイト相が分散した組織【早すること
   ヶ特徴とする耐摩耗性鉄系焼結合金。 Ｃｒ（１４〜２％、Ｍｎ（１１〜１％、Ｍｏα１〜１％
   、銅または青銅１〜１０％、す／ａ０５〜１５％、炭素
   １５〜４％および鉄残部。 ２　重量比にて下記の組成ケ有し、かつ鉄基地中に遊離
   黒船およびステダイト相が分散した組織な呈することＹ
   ％徴とする耐摩耗性鉄系焼結合金。 Ｃｒｌ１１１４〜２％、Ｍｎα１〜１％、ＭＯ（１１〜
   １％、＃４または青＃１〜１０％、リンα０５〜１５％
   、炭素１５〜４％、５１０５〜１％および鉄残部。 ３　下記（イ）〜に）の粉末を所定の重量比に配合して
   加圧成形し、保接雰囲気中９８０〜１１００℃の湿Ｉで
   焼結することを特徴とする、Ｃｒ　　ｅ　Ｍｎ　。 Ｍｏ　ｖ含む鉄基地中（遊離黒船とステダイト相とが分
   散した組織ケ呈する耐摩耗性鉄系焼結合金を製造する方
   法。 （ロ）　銅粉またはＣｕ−５〜２０％Ｓｎ合金粉Ｙ１〜
   １０％ （ハ）　Ｆｅ−１０〜３０％Ｐ合金粉またはＣｕ　−１
   ０〜３０％Ｐ合金粉Ｖ　Ｏ，Ｓ〜５％に）黒鉛粉ｔ’ｔ
   ｓ〜４％。 ４　下記（イ）〜（ホ）の粉末を所定の重量比に配合し
   て加圧成形し、保接雰囲気中９８０〜１１００℃の塵１
   で焼結することＹ特徴とする、Ｃｒ　　・Ｍｎ　・ＭＯ
   ＱＳむ鉄基地中に遊離黒船とステダイト相とが分散した
   組織Ｙ呈する耐摩耗性鉄系焼結合金を製造する方法。 （ロ）銅粉またはＣｕ−５〜２０％Ｓｎ合会粉１１〜１
   ０％ （ハ）　Ｆｅ−１０〜３０％Ｐ合金粉またはＣｕ　−１
   ０〜３０％Ｐ合金粉なα５〜５％ に）Ｆｅ−２５〜５０％Ｓ合金粉またはＣｕ　−２５〜
   ５０％Ｓ合金粉なα２〜２％ （ホ）黒鉛粉ｔ’ｔｓ〜４％。