JPS5857507B2 - 耐摩耗性焼結合金 - Google Patents
耐摩耗性焼結合金Info
- Publication number
- JPS5857507B2 JPS5857507B2 JP1625276A JP1625276A JPS5857507B2 JP S5857507 B2 JPS5857507 B2 JP S5857507B2 JP 1625276 A JP1625276 A JP 1625276A JP 1625276 A JP1625276 A JP 1625276A JP S5857507 B2 JPS5857507 B2 JP S5857507B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wear
- iron
- sintered alloy
- hardness
- molybdenum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、例えば、ピストンリング、バルブガイドある
いはロータリーコンプレッサー用摺動部品の如き潤滑油
膜の形成が充分でない摺動条件で使用されるに好適な耐
摩耗性焼結合金に関するものである。
いはロータリーコンプレッサー用摺動部品の如き潤滑油
膜の形成が充分でない摺動条件で使用されるに好適な耐
摩耗性焼結合金に関するものである。
摺動面において潤滑油膜がきれる詮それがある摺動部材
に釦いては、耐摩耗性を持つこととに潤滑油膜を保持で
きるよう保油性にすぐれていることが重要である。
に釦いては、耐摩耗性を持つこととに潤滑油膜を保持で
きるよう保油性にすぐれていることが重要である。
従来、このような用途に広く使用されているものとして
鋳鉄があるが、それは鋳鉄中の遊離黒鉛が減摩的性質と
含油性、保油性を有することが、減摩効果を発揮するも
のと考えられている。
鋳鉄があるが、それは鋳鉄中の遊離黒鉛が減摩的性質と
含油性、保油性を有することが、減摩効果を発揮するも
のと考えられている。
しかし、鋳鉄の炭素含有量には、限度があって、遊離黒
鉛量を３％以上にもすることは困難である。
鉛量を３％以上にもすることは困難である。
一方焼結合金は多孔質であって含油性、保油性に優れて
いることは公知であり、現在鉄−銅−炭素焼結合金、釦
よび鉄−随一炭素焼結合金等が使用されているが、これ
ら摺動部材の使用機器が小型化、高速化され、高負荷さ
れるにしたがい、従来材では使用が困難になりつつある
。
いることは公知であり、現在鉄−銅−炭素焼結合金、釦
よび鉄−随一炭素焼結合金等が使用されているが、これ
ら摺動部材の使用機器が小型化、高速化され、高負荷さ
れるにしたがい、従来材では使用が困難になりつつある
。
本発明は、上記従来のものに比べ、保油性に優れ、潤滑
油膜の形成が充分でない摺動条件でも優れた耐焼付性釦
よび耐摩耗性を発揮する焼結合金を提供するものである
。
油膜の形成が充分でない摺動条件でも優れた耐焼付性釦
よび耐摩耗性を発揮する焼結合金を提供するものである
。
このため、本発明は、焼結合金の保油性を改善するため
に空孔による含油性、保油性以外に、該摺動面に油溜り
となり得るような小さな凹凸を形成せしめることを目的
として素地硬さが広い硬度範囲を有することに特徴があ
り、素地のうち比較的高い硬さを有する部分は、相手摺
動向と接触する一次接触点を構成し、比較的低い硬さを
有する部分は相手摺動面とは、非接触の状態となり、保
油性を改善する油溜めの役割をはたす。
に空孔による含油性、保油性以外に、該摺動面に油溜り
となり得るような小さな凹凸を形成せしめることを目的
として素地硬さが広い硬度範囲を有することに特徴があ
り、素地のうち比較的高い硬さを有する部分は、相手摺
動向と接触する一次接触点を構成し、比較的低い硬さを
有する部分は相手摺動面とは、非接触の状態となり、保
油性を改善する油溜めの役割をはたす。
このような効果は、一次接触点を構成する部分の硬さが
高く、素地全体の硬度範囲の広いものほど有効に作用し
、摺動部材の耐摩耗性改善に寄与するが、一次接触点を
構成する部分の硬さが高いものほど相手摺動面の損耗を
増大させる傾向にある。
高く、素地全体の硬度範囲の広いものほど有効に作用し
、摺動部材の耐摩耗性改善に寄与するが、一次接触点を
構成する部分の硬さが高いものほど相手摺動面の損耗を
増大させる傾向にある。
前述の目的を達するため、この発明は重量優で、ＣＯ，
５〜１．５％、Ｃｕ２〜５％、Ｍｏ１〜５％。
５〜１．５％、Ｃｕ２〜５％、Ｍｏ１〜５％。
Ｐｂ０．５〜５％、Ｐｏ、６％以下残部鉄を基本組成と
する焼結合金であって、モリブデンの拡散濃度が異なる
不均質相で構成される焼結体の表地Ｈｖ硬さが３００〜
９５０の広い硬度範囲を有することを特徴とする。
する焼結合金であって、モリブデンの拡散濃度が異なる
不均質相で構成される焼結体の表地Ｈｖ硬さが３００〜
９５０の広い硬度範囲を有することを特徴とする。
本発明の不均質相で構成される焼結合金を得るには、焼
結過程における鉄中へのモリブデンの拡散程度を調整す
ることが必要であり、種々実験の結果、拡散を促進する
炭素訟よび燐と拡散に対してマイナスに作用する鉛とを
含有せしめることが有効であること。
結過程における鉄中へのモリブデンの拡散程度を調整す
ることが必要であり、種々実験の結果、拡散を促進する
炭素訟よび燐と拡散に対してマイナスに作用する鉛とを
含有せしめることが有効であること。
釦よび、Ｍｏの添加原料として、鉄中への拡散のしやす
さが異なる二種のＭｏ含有粉末（例えばＭｏ２Ｃ粉と３
５〜８０％Ｍｏ含有フェロモリブデン粉）を用いること
により達成できることを見出した。
さが異なる二種のＭｏ含有粉末（例えばＭｏ２Ｃ粉と３
５〜８０％Ｍｏ含有フェロモリブデン粉）を用いること
により達成できることを見出した。
以下本発明の組成範囲等の選定理由を述べる。
炭素は、鉄釦よびモリブデンに固溶して、合金素地を強
化し、耐摩耗性を改善する。
化し、耐摩耗性を改善する。
しかし０．５多以下ではその効果が不充分であり、ｌ−
５％以上では、材質を脆化させること、およびＭｏが２
優以上含有する場合には、Ｆｅ−Ｃ−Ｍｏ三元素の液相
量が多くなり、ＭＯの拡散が著しく促進され均質化した
合金になるため、好ましい範囲を０．５〜１．５優とし
た。
５％以上では、材質を脆化させること、およびＭｏが２
優以上含有する場合には、Ｆｅ−Ｃ−Ｍｏ三元素の液相
量が多くなり、ＭＯの拡散が著しく促進され均質化した
合金になるため、好ましい範囲を０．５〜１．５優とし
た。
銅は鉄に固溶し強度と耐摩耗性を向上させ、焼結中の鉛
の飛散を抑制する効果を有する。
の飛散を抑制する効果を有する。
また焼結合金の寸法精度を向上させるとともに微細空孔
を焼結体中に形成せしめ、保油性の改善に寄与する。
を焼結体中に形成せしめ、保油性の改善に寄与する。
しかし２優以下ではその効果が充分でなく、５優以上で
は、かえって寸法精度の安定性に欠けるので好筐しい範
囲を２〜５％とした。
は、かえって寸法精度の安定性に欠けるので好筐しい範
囲を２〜５％とした。
モリブデンは鉄中に固溶し、素地を強化するとともに、
耐摩耗性と強度を高める。
耐摩耗性と強度を高める。
一方モリブデンは合金の焼入性向上にも寄与するもので
あり、通常の焼結炉の冷却速度では、モリブデンの拡散
濃度の低い部分はパーライト組織になり、モリブデンリ
ッチな素地部分は、ベーナイトまたはマルテンサイト組
織を有する不均質組織になる。
あり、通常の焼結炉の冷却速度では、モリブデンの拡散
濃度の低い部分はパーライト組織になり、モリブデンリ
ッチな素地部分は、ベーナイトまたはマルテンサイト組
織を有する不均質組織になる。
本発明組成のものは１１００〜１２００℃の温度で２０
〜６０分間焼結し、その冷却速度は５〜３０°／分であ
ることが好捷しい。
〜６０分間焼結し、その冷却速度は５〜３０°／分であ
ることが好捷しい。
１１００℃以下では合金元素の拡散が少なく、筐た強度
も低いため好１しくなく、１２００℃以上で焼結した場
合は、均質化した合金になるため、所望の合金は得られ
ない。
も低いため好１しくなく、１２００℃以上で焼結した場
合は、均質化した合金になるため、所望の合金は得られ
ない。
昔た焼結温度にかける保持時間が２０分以下では不充分
であり、６０分以上では素地が均質化の傾向を示し、経
済的にも不利になるので好ましい範囲を２０〜６０分と
した。
であり、６０分以上では素地が均質化の傾向を示し、経
済的にも不利になるので好ましい範囲を２０〜６０分と
した。
焼結後の冷却速度が５７分より速い場合は、硬い素地部
分のＨｖ硬さが９５０以上にもなり、相手摺動面の損耗
を大きくするため好ましくなく、３０７分以下の遅い冷
却速度の場合には、硬い素地部分の硬さが低くなり硬度
範囲を狭められ耐摩耗性が低下する傾向にあり、好まし
い冷却速度を５〜３０Ｃ／分とした。
分のＨｖ硬さが９５０以上にもなり、相手摺動面の損耗
を大きくするため好ましくなく、３０７分以下の遅い冷
却速度の場合には、硬い素地部分の硬さが低くなり硬度
範囲を狭められ耐摩耗性が低下する傾向にあり、好まし
い冷却速度を５〜３０Ｃ／分とした。
本発明は０．５〜１．５係Ｃ１２〜５ ％ Ｃｕ 、１
〜４％Ｍｏ ｓ Ｏ−５〜５％Ｐｂ、０．６多以下Ｐ、
残部鉄を基本組成とするが、焼結後の冷却速度が３０℃
／分より遅い場合にはニッケルなど焼入性を改善する合
金元素の添加により、望ましい硬度範囲に調整が可能で
あり、またコバルトなどにより冷却速度が速い場合の焼
入性を抑制することも可能である。
〜４％Ｍｏ ｓ Ｏ−５〜５％Ｐｂ、０．６多以下Ｐ、
残部鉄を基本組成とするが、焼結後の冷却速度が３０℃
／分より遅い場合にはニッケルなど焼入性を改善する合
金元素の添加により、望ましい硬度範囲に調整が可能で
あり、またコバルトなどにより冷却速度が速い場合の焼
入性を抑制することも可能である。
前記したような目的を達するには、ＭＯ量が１９６以下
では効果が不充分であり、５％以上では硬質相が多くな
り素地の硬度範囲もせ１くなるため、かえって保油性が
低下し、被削加工性も悪くなるので好昔しい範囲を１〜
５条とした。
では効果が不充分であり、５％以上では硬質相が多くな
り素地の硬度範囲もせ１くなるため、かえって保油性が
低下し、被削加工性も悪くなるので好昔しい範囲を１〜
５条とした。
鉛は剪断強度が低く、自己潤滑性を発揮する金属であり
、耐摩耗性および被削加工性の改善に効果がある。
、耐摩耗性および被削加工性の改善に効果がある。
また鉛はモリブデンの鉄中への拡散にはマイナスに作用
し、不均質相からなる素地を形成せしめるのにも寄与す
る。
し、不均質相からなる素地を形成せしめるのにも寄与す
る。
しかし、０．５％以下では、その効果が充分でなく、５
％以上では保油性が低下する傾向にあり、強度も低くな
るので好昔しい範囲を０．５〜５優とした。
％以上では保油性が低下する傾向にあり、強度も低くな
るので好昔しい範囲を０．５〜５優とした。
燐は、焼結性改善、強度釦よび耐摩耗性向上に寄与する
。
。
本発明の場合も焼結性を改善し、モリブデンの合金化を
促進するが、本発明はモリブデンの拡散濃度の異なる不
均質相で構成される焼結合金にその特徴があり、０．６
％以上ではモリブデンの拡散が著しく促進され、素地の
硬度範囲の狭い均質化した合金になるため好壕しくない
。
促進するが、本発明はモリブデンの拡散濃度の異なる不
均質相で構成される焼結合金にその特徴があり、０．６
％以上ではモリブデンの拡散が著しく促進され、素地の
硬度範囲の狭い均質化した合金になるため好壕しくない
。
一方、Ｍｏ添加原料として、鉄中への拡散しやすさに差
異のあるＭｏ２Ｃ粉末とフェロモリブデン（３５〜８０
％Ｍｏ含有）粉末との双方をＭｏ添加原料として用いる
場合には、燐は無添加であっても目的は達せられる。
異のあるＭｏ２Ｃ粉末とフェロモリブデン（３５〜８０
％Ｍｏ含有）粉末との双方をＭｏ添加原料として用いる
場合には、燐は無添加であっても目的は達せられる。
前記の理由により好捷しい燐添加量を０．６ ％以下と
した。
した。
次に実施例について説明する。
実施例 １
１００メツシユの鉄粉に一３５０メツシュの黒鉛粉、−
２００メツシユの銅粉、−３００メツシユのＭｏ２Ｃ粉
、および６０％ＭＯ含有のフェロモリブデン粉、−２８
０メツシユの鉛粉を重量比で、炭素１．２ ％ 、銅３
％、モリブデン４ ％ （Ｍ。
２００メツシユの銅粉、−３００メツシユのＭｏ２Ｃ粉
、および６０％ＭＯ含有のフェロモリブデン粉、−２８
０メツシユの鉛粉を重量比で、炭素１．２ ％ 、銅３
％、モリブデン４ ％ （Ｍ。
量として４％になるようＭｏ ２Ｃ１に対し６０％Ｍ。
含有フェロモリブデン３０割合で添加）鉛１％、残部鉄
になるよう配合し、Ｖ型混合機で３０分間混合する。
になるよう配合し、Ｖ型混合機で３０分間混合する。
前記混合粉末を密度６９ｇ／ｃｒｔ＋の成型体とし、還
元性雰囲気中で１１３０℃Ｘ３０分焼結を行った。
元性雰囲気中で１１３０℃Ｘ３０分焼結を行った。
焼結後の平均冷却速度は２５℃／分で冷却を行ない焼結
体を得た。
体を得た。
実施例 ２
重量優で炭素０．８％、銅３多、モリブデン３％（Ｍｏ
量として３％になるよう６０％Ｍｏ含有フェロモリブデ
ンのみ添加）鉛４％、燐０．４％、残部鉄になるよう実
施例と同様の原料粉あ−よび一３００メツシュの赤リン
粉を用い、配合して以下実施例Ｉと同様に行い焼結体を
得た。
量として３％になるよう６０％Ｍｏ含有フェロモリブデ
ンのみ添加）鉛４％、燐０．４％、残部鉄になるよう実
施例と同様の原料粉あ−よび一３００メツシュの赤リン
粉を用い、配合して以下実施例Ｉと同様に行い焼結体を
得た。
比較のため、実施例２と同じ組成のものを１．２５０℃
×３０分焼結を行い、比較のための焼結体を得黄＊た 前記実施例により得られた本発明の鉄系耐摩耗性焼結合
金を用いて、密度、硬さおよび摩耗試験を行った。
×３０分焼結を行い、比較のための焼結体を得黄＊た 前記実施例により得られた本発明の鉄系耐摩耗性焼結合
金を用いて、密度、硬さおよび摩耗試験を行った。
硬さはロックウェル硬さくＢスケール）釦よび微小ビッ
カース硬さ１００ｇ荷重で測定した。
カース硬さ１００ｇ荷重で測定した。
摩耗試験は、アムスラー型摩耗試験機を用い、焼入、焼
戻しを行った相手材ＳＣＭ−３鋼（ＪＩＳ規格）の２０
φＸ １０％厚さのものを固定試片として、４０φ×１
０％厚さの本発明の焼結合金を回転試片として、回転速
度４００ｒ、Ｐ、ｍ、荷重１００縁の摺動条件で、保油
性を評価する試験として、潤滑油を滴下しながら６００
０回転摺動後、潤滑油の供給を停止したのち、焼付に至
たる筐での回転数を測定した。
戻しを行った相手材ＳＣＭ−３鋼（ＪＩＳ規格）の２０
φＸ １０％厚さのものを固定試片として、４０φ×１
０％厚さの本発明の焼結合金を回転試片として、回転速
度４００ｒ、Ｐ、ｍ、荷重１００縁の摺動条件で、保油
性を評価する試験として、潤滑油を滴下しながら６００
０回転摺動後、潤滑油の供給を停止したのち、焼付に至
たる筐での回転数を測定した。
また摩耗量を評価する試験として、同じ摺動条件で潤滑
油滴下して、２５時間（試験片回転数６０万回）摺動後
の摩耗量を測定した。
油滴下して、２５時間（試験片回転数６０万回）摺動後
の摩耗量を測定した。
な卦公知の鉄−２％銅−１％炭素焼結合金普通鋳鉄ＦＣ
−２５ｉ−よび保油性にすぐれているＴＣ３，４７％、
Ｓｉ３．５２％、Ｍｎ０．５５％、Ｃｒ０．１０％。
−２５ｉ−よび保油性にすぐれているＴＣ３，４７％、
Ｓｉ３．５２％、Ｍｎ０．５５％、Ｃｒ０．１０％。
Ｍｏ Ｏ，Ｉ Ｉ％、ＮｉＯ，０５％残部鉄からなる共
晶黒鉛鋳鉄を比較材として試験した。
晶黒鉛鋳鉄を比較材として試験した。
その結果を第１表に示す。
以上の結果で明らかなように、本発明による焼結合金は
、従来公知の焼結合金釦よび鋳鉄材に比べ、優れた保油
性と耐摩耗性を有するものであり、特に潤滑油膜の形成
が充分でない摺動条件に釦いてすぐれた特徴を発揮する
耐摩耗性焼結合金を提供するものである。
、従来公知の焼結合金釦よび鋳鉄材に比べ、優れた保油
性と耐摩耗性を有するものであり、特に潤滑油膜の形成
が充分でない摺動条件に釦いてすぐれた特徴を発揮する
耐摩耗性焼結合金を提供するものである。
Claims (1)
- １ 重量多でＣ：０．５〜１．５％、Ｃｕ：２〜５係、
Ｍｏ ：１〜５％、Ｐｂ ：０．５％、Ｐ ： ０．
６％以下、残部鉄を基本組成とする鉄系焼結合金であっ
て、素地のＨｖ （ビッカース）硬さが３５０〜９５０
の広い硬度範囲を有することを特徴とする耐摩耗性焼結
合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1625276A JPS5857507B2 (ja) | 1976-02-16 | 1976-02-16 | 耐摩耗性焼結合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1625276A JPS5857507B2 (ja) | 1976-02-16 | 1976-02-16 | 耐摩耗性焼結合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5298607A JPS5298607A (en) | 1977-08-18 |
| JPS5857507B2 true JPS5857507B2 (ja) | 1983-12-20 |
Family
ID=11911360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1625276A Expired JPS5857507B2 (ja) | 1976-02-16 | 1976-02-16 | 耐摩耗性焼結合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5857507B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6438997U (ja) * | 1987-08-31 | 1989-03-08 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20200391288A1 (en) * | 2018-02-23 | 2020-12-17 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Sintered valve guide and method for producing same |
-
1976
- 1976-02-16 JP JP1625276A patent/JPS5857507B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6438997U (ja) * | 1987-08-31 | 1989-03-08 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5298607A (en) | 1977-08-18 |
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