JPS59120388A - 焼結複合耐摩耗部材 - 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】 本発明は焼結初台耐摩耗部材に関する。

従来より、内燃機関の例えはロッカーアームチップ等、
篩面圧を受ける摺動部材に各種焼結材料が実用化されて
きているが、更に厳しい匣用条件を想定して、各種冒台
金焼結材刺が開発・検討されている。しかしながら、こ
れらの材料は高価であるためコスト高になる。上記摺動
部材において、摺動機面上ノｇ要とされる耐摩耗性が安
来される部位は表面層部のみであるため高価な焼結材Ｆ
１表面部のみに使用し、残りを低廉な母材で置換し、両
者を接合して襟合化することによりコストを低減させた
り合耐摩耗部材が開発されている。

一力、異種焼結材料の接合方法には溶浸、ろう付け、七
の他種々の方法があるが、焼結と同時に拡散接合するの
が低コストで信頼性も高く好４しい１、しかしながら従
来の拡散接合は、母材の融点１ソ下の温度で行われてい
たため、接合面における母材の液相量が不足し、光分な
接合が伯られなかった。

本発明者等は、上記摺動部材として高合金粉末耐摩耗材
Ｈを用い、忙して該高合金粉末材料を置き換える母材と
して該高台金粉末より液相生成幅度の低い低兼な低合金
粉末杓刊を用いて、該母Ｈの焼結時に中成する液相によ
り両材料を拡散接合することにより、強固に接合された
安価な焼結相合耐摩れ部材が祷られることを見出し、本
発明全完成した。

本発明の１」的は、強固に接合された安価な焼結すｖＯ
耐摩耗部材ケ提供することにある。１本発明による焼結
初台面（摩耗部材は、高合金粉末耐摩耗性焼結体（超硬
糸を除く）から成る摺動面部と、前ｄ１耐摩耗性焼結体
に用いた高合金粉本よりも液相生成温度が低い低合金粉
末の焼結体から成る前Ｍｅ摺動而面支持するための母材
部とから構成され、摺動面部と母材部の各焼結体は前記
低合金粉末の焼結時に生成する液相により拡散接合され
ていることを特徴とする。

摺動１ｍ部を構成するＸ４１合金粉末順摩耗性焼結体は
、従来の釦摩朴、性高合金か１，１結体であることがで
きるが、通常鉄系又はサーメット系の焼結合金が使用さ
れる。これらの焼結合金の例としては、（゛「、八４ｏ
、　Ｗ、　Ｃｎ　　およびＶの１神又は２種月上を含み
夕〜部Ｆ”ｅおよび不純物から成る鉄系合金；およびＴ
ｌｃ、　’Ｉ’ｉＮ、等のセラミック粉末にＮｉ。

ＣＯｌ等の鉄糸金用粉末を結合（］として焼結したサー
メット糸焼結８金を挙けることができる。

母材部を構成する低合金粉末焼結体は、摺動面部に用い
たＡＥ合金粉末よりも０（渦で液相を生木発明の焼結初
合篩ｔ　ｔａ耗部Ｈをｊ！Ａ宿するための第１の方法は
、高台金粉床がら成る摺動面部材ｔ１の成形体と、該高
合金粉本よりも液相生成温度が低い低合金粉末から成る
旬、材の成形体又は予（ｉｉｆｉ焼結体とを市ね、該高
台金粉末の焼結温度でｆｌつ該低合金粉末の液相生成１
１ソ上の温度に加熱して両名の粉末を焼結すると同時に
該低合金粉末から生成する液相によって両祠峯１を拡散
接合するを特徴とする。

第２の方法は、高合金粉末から成る摺動面部材不・十の
予備焼結体又は焼結体と、部品合金粉末よりも液相生成
温度が低い低合金粉末から成る母材の成形体又は予備焼
結体とを重ね、該低合金粉末の液相生成温度Ｎ上のｉＭ
　＆に加熱して、該低合金粉末を焼結すると同時に該低
合金粉末から生成する液相によって両桐料を拡散接合す
ることを特徴とする。

前記高合金粉本および低合金粉末のそれぞれは、合金粉
末、準体粉木の混合粉、或いは合金粉末と単体粉末との
混合粉末のいずれであってもよい。これらの粉本は焼結
を容易にするために、予備焼結又は焼結前に圧縮成形す
るのが好ましい。

第１の方法における６イ、台金粉本の焼結温度は、該粉
床の粉末量に結合が牛じる温度であればよく、使用した
特定の高合金粉末の組成、粉末の粒度、粉末成形体の圧
縮度（密度）に依存するが、判定の高合金粉末の焼結に
通常用いられる温度範囲にある。該高台金粉床の液相生
成温度以上で焼結を行う場合、該高合金粉末と母材であ
る低合金粉末との間に一層強固な接合が得られる。第１
の方法において加熱？Ｍ　Ｉｆは、高合金粉本の焼結温
度範囲にあると同時に母材である低合金粉末の液相生成
１１ソ上であることが枢要である。

第２の方法においては、加熱温度は母材である低合金粉
末の液相生成温度より高い温度で行われる。

がお、第１および第２の方法において、加熱温度は母材
である低合金粉末全体の溶融点（粉末全体が液相となる
高度）川下の温度とするのが好ましい。

加熱による焼結および拡散接合は通常非酸化性ないし還
元性雰囲気中で行われ、例えば窒素（Ｎり、　アルゴン
等の不活性カス；ＲＸガス、アンモニア分解カス、水素
カス等の還元性ガス。

父は真空ないし減圧−トにて行われる。

加熱時間は通常の焼結体を祷るための加熱時間の範囲内
である。

第１〜６図は本発明による内燃機関のロッカーアームチ
クブを示すものである。第１〜５図中、１は摺動面部そ
して２は母材部を示す。

次に本発明を、実施例および比較例をもって更に詳しく
讃明する。

実施例１ 摺動面部材１）と［２てｌｉ　Ｍ　ＪＪ：でＣｒ：　ａ
％、Ｍｎ：５％、Ｗ：　６％、’Ｃｏｄｓ　％、　■　
：　３％、Ｃ：ｔ２％。

残部痺および２悌以−トの不純物からなる台金粉本を用
いた成形体（密度６５Ｗｌａ！　）　　に、母材として
Ｃｕ：８　％、　Ｃ：　１％、残部Ｐｃ（２％１ントの
不純物（ｌ−含む）からなる単体粉床Ｍ＠粉を用いた成
形体（密ａ　６５ｙ　／、、ｌ　）　ｉｙ小ね、Ｎｔ”
Ｂ囲気中１２５０℃ｅ（て６０分間焼結および拡散Ｊｕ
合して様＠焼結体を得た。

実施例 摺動面部材峯）として山り目１′、−ＣＣｒ　：　４％
、　Ｍｏ：　３％、　　〜■　：　９　％　、ＣＯ：ｉ
ｎ　　％、　　■　二　６　（多、　　　（−：　　：
　　１．　　ご５ｒメ１シ、　　イｉ９；４　　部ｌ！
トおよび２％ＪＪ下の不ヤ１（物からなる台金扮禾イ（
用いた成形体（密Ｈｇ（６，８Ｓ？　／ｃｉ　）　ｔ　
Ｎ２雰１ｊＭ　気中１０［］　０℃にて５０分間加熱（
２て予（ｉｌｆｉ　幼１結杯とし、この上にｆ、ｔ　Ｕ
とし、てＰ−０５％、残部Ｆｅおよび２％１゛」−トの
不純物からなる自金粉禾に黒鉛粉＊　（：　：　２係と
なるように冷加し’７’ｊ　／ｌｔ台粉禾を用いた成形
体（密度６ｓ！／／ｍ）命中ね、♀杯をＮβイ囲気中１
２００℃　にて６０分間焼結および接合して初会焼結体
を得た。

実施例３ 摺動面部材Ｉとして重湯比でＴｉＣ；ｓｏ％−’ｉＮ：
５０％からなる複合粉末４０％、ｆ（ｉ＠床４５％およ
びＭ（１粉禾：５％からなるｍ＠粉末を用いた成形体（
密１！ｔ４．［１ｙ／ｃ／）　ｋ作成し、これに母材と
１．てＭｎ　：　５％、　Ｃ：　１　％、　　残部■Φ
（２％　ｓ、ソ下の小組！物を含む）からなる申杯混、
台粉を用いた成形体（密１片ａａｙ／ｉ）を市ね、全体
を真空′雰囲気中１４００℃に又９０分間焼結および接
合して棒金焼結体を伺だ。

実施１＋ｉＪ　１１ 実施例１で用いた摺動面部４４別の成形体をＮ。

雰囲気中１２３０℃で６０分間加熱して伯だ焼結体に、
同じく実施例１で用いた母材の成形体を沖ね、４τ拝な
Ｒ，Ｘカス雰囲気中１１２０℃にて６０分間焼結および
接合して摺合焼結体を伺だ。

実施例５ 実施例２で用いた摺動面部材料の成形体をＮ。

°雰囲気中１２００℃にて６０分間加熱してイυた焼結
体に、同じ〈実施例２で用いた母材の成形体を１ね、全
体をＲＸカス雰囲気中１１　ｆＴ　０℃にて６０分間焼
結および接合して機台焼結体を旬六＝。

実施例６ 実施例３で用いた摺動面部材料の形成体を真空雰囲気中
１４００℃で９０分間加熱して焼結体を得、これに同じ
〈実施ｆｌｌＳで用いた母材の成形体を市ね、全体音［
カス雰囲気中１１５０℃にて６０分間焼結および接合し
て、摺合焼結体を得た。

比較例１ 実施例１で用いた摺動面部成形体に、母材と１、て紳Ｆ
ｅ（２％１す１の不純物を含む）粉末を用いた成形体（
密顯６．Ｂｆｊｌ／ｃｒｉｔ）を１ね、全体をＮ、雰囲
気中１２５０℃にて６０分間焼結および接合して相合焼
結体を旬だ。

比較例２ 実施例６で用いた摺動面部成形体に、母材としてＮｉ５
％、残部Ｆｅ（２％以下の不純物を含む）からなる単体
混合粉を用いた成形ｆ４（密度ｔｓｙｉ）を１ね、４℃
体を真空中１４００℃にて９０分１ｔ；１焼結および接
合して相合焼結体を得た。

社較例６ 実施例４で用いた摺動面部焼結体に、Ｉｔ較例１の母材
の成形体金庫ね、全体を■ｔＸカス雰囲気中１１２０℃
にて６０分間焼結および接合した。

比較匈４ 実施例６で用いた摺動面部焼結杯に、１１′較例２で用
いた母４Ｉ４成形杯をＭ鷹ね、全体を・■（Ｘガス雰囲
気中１１５０℃にて６０分間焼結および接合した。

表１に、土ＨＣ実施例および比較例で用いた粉末材料の
液相中成渦１μｍ、焼結・接合偏度（加熱温度）、およ
び接合性の評価結果舎示す。

表１中の接合性の欄において、 ◎・・・ＩＩＩ常に良い ０・・・良い △・・・悪い ×・・・全く接合しない を表わす。

表　１ 上Ｈピ実施例で用いた母材はいずれも焼結・接合時に液
相を生成する月利であるため、摺動面部材料と組織士十
分な拡散接合がなされており、接合強度も篩い。−力比
較例では焼結・接合時に母料に液相が生成せず、主とし
て粉末接触部イ〜ｒでの同相拡散による接合に期待する
ものであるため、接合性が低い。詩に１Ｐ較例３および
４は焼結・接合牽伸がそれぞれ実施例４および６と同一
であるにもかかわらず、全く接合がされてなく、また比
較例１および２はそれぞれ実施例１および６と焼結・接
合牽伸が同一であるが接合強度は極めて低い。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図はそれぞれ、内燃機関のロッカーアームチッ
プの平面および縦断面図を示す。 １・・・摺動面部、　　　２・・・母材部特許出願人　
　トヨタ自動車株式会社 日本粉禾合金株式会社 代　理　人　　萼　　　　優　美（ほか１名）第１図 オ　２ＥＪ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）高合金粉禾耐摩礼性焼結体（超硬糸を除く）から
   成る摺動面部と、前記面１摩耗性焼結体に用いた高合金
   粉末よりも液相生成温度が低い低合金粉末の焼結体から
   成る前記摺動面を支持するための母桐部とから構成され
   、摺動面部と母材部の者焼結体は前記低合金粉末の焼結
   時に中成する液相により拡散接合されていることを４！
   徴とする焼結初台耐摩耗部拐。