JPS59123703A - 焼結複合耐摩耗部材 - Google Patents

焼結複合耐摩耗部材

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Publication number
JPS59123703A
JPS59123703A JP23449682A JP23449682A JPS59123703A JP S59123703 A JPS59123703 A JP S59123703A JP 23449682 A JP23449682 A JP 23449682A JP 23449682 A JP23449682 A JP 23449682A JP S59123703 A JPS59123703 A JP S59123703A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
powder
sintered
sintered body
sliding surface
base material
Prior art date
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Pending
Application number
JP23449682A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuya Suganuma
菅沼 徹哉
Shuichi Fujita
藤田 秋一
Kunizo Imanishi
今西 国三
Sadataka Obuchi
大「淵」 貞孝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NIPPON FUNMATSU GOKIN KK
Toyota Motor Corp
Original Assignee
NIPPON FUNMATSU GOKIN KK
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by NIPPON FUNMATSU GOKIN KK, Toyota Motor Corp filed Critical NIPPON FUNMATSU GOKIN KK
Priority to JP23449682A priority Critical patent/JPS59123703A/ja
Publication of JPS59123703A publication Critical patent/JPS59123703A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B22F7/062Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools involving the connection or repairing of preformed parts

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

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】 本発明は滉結り合耐摩耗部材に関する。
従来より、内燃機関の例えばロッカーアームテップ等、
高面圧を受ける摺動部制に谷柚焼結材相が実用化されて
さているが、更に厳しい使用条件?想定して、各種高合
金焼結材料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、摺動機能上必要とされる耐摩耗性が要求
される部位は表面層部のみでらるため、高価な焼結材料
を表面部のみに使用し、残!llを低廉な母材て置換し
、両者を接合して複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、そ
の他種々の方法があるが、焼結と同時に拡散接合せしめ
るのが低コストで信頼性も高、く好ましい。しかしなか
ら従来の拡散接合は、母材の融点以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
な接合が祷られなかった。
本発明名は、上記摺動部材の高価な耐摩耗性焼結材料を
置き換える母材として4へ激を釈渣籾友λ↑゛ハ を 
用、・\、  イ、札 ら の、賓オ′オ寸パo に幻
孝才゛孝号 よ 物古ヒ。
綿証戊゛藪り、7)イ氏1\ゴ歓尻オ今表乞/鑑在q己
、漣し2全簡 イオをかかる中旨の融点(液相生成渦層)歩上の温度に
加熱して焼結および拡散接合することにより、強固に接
合された安価な焼結傾合耐摩耗s(オが伯られることを
見出し、本発明を完成した。
従って、本発明の目的は、チ1固に接合された安1il
′Iiな焼結傾合耐摩耗部材を提供することにある。
本発明による焼結り合釘摩耗部材は、高合金粉末酊早耗
性・焼結体(超硬糸ケ除く)から成る摺動面部、鉄系粉
末・尻結体から成る踊配摺動面を支持するための母相部
、および前記高合金粉末および前記鉄系粉末のいずれよ
りも液相牛成渦度の低い金属系粉末の焼結体から成る、
前記摺動面部と前記母材部との間に介在した中間材部か
ら構成され、これらの部位の各・焼結体は前記金属系粉
末中間材の焼結時に構成する液相により拡散接合でれて
いることを特徴とする。
摺動m3部を構成する冒合金粉末耐摩耗件焼結体は、従
来の面1摩耗性高台金焼結付であることがてざるが、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
らの焼結台金の例としては、Cr、 Mr+、 W、 
Co、およびVの1種又は2ね層上を含み残部Feおよ
び不純物から成る鉄系合金;およヒ’ric、 TiN
等のセラミック粉末にNi、 Co等の鉄系金属粉末を
結合材として焼結したサーメット糸焼結合金を誉げるこ
とができる。
母材部を構成する鉄系粉末焼結体は將に限定されず、通
常低置な鉄系粉末材料からの焼結体が用いられる。
中間相部を構成する金属系粉末焼結体は、摺動面部およ
び母材部に用いた@粉末拐料のいす含む低1晶で液相を
構成する鉄系側El、  Cu −Ni−Δ4n系等の
ろう材を含む鉄系粉末材料が使用しイセる。
本発明の襟自耐摩耗部材の第1の製法は、高合金粉末力
・ら成る摺動面部材料の成形体又は予備焼結体、鉄系粉
末から成る母材の成形体又は予備焼結体、および@記高
合金粉末および鉄系粉末のいずれよりも液相生成温度が
低い金属系粉末から成る中間材の成形体又は予備焼結体
を、該中間相が前記摺動面部材と母材の間になるように
1ね、全体を前記1坏合金粉末2よひ鉄系粉末の中で焼
結1.W、度がより旨い粉末の焼結温度で且つへt記午
属系粉末中間材の液相生成ン品度埠上の縣度に加熱して
、全体を焼結すると同時に前配金頑粉末中間材から生成
する液相により的記摺動面部材朴、中間材および母材を
互い(こ拡1iV接合せしめることを@徴とする。
本発明の徐@耐摩壮部材の第2の製法(′J1上記の第
1の製法において、摺動面部材料および/又は母相のi
成形体又は予備″焼結体に代えて少なくとも一方の材料
の焼結体を用い、未焼結粉末材柑の中でより高い焼結温
度を有する狡床利別の焼結湛度で且つ中間相の液相生成
温度り上の温度に加熱することを特徴とする。従って、
摺動面部7「オ刺および母相の両名の焼結体を用いた場
合には、加熱6度は中間材の液相構成温度1ソ上てあれ
はよい。
前記高合金粉末、鉄系粉末および金属系粉末の夫々は合
金粉末、単体粉末の市合粉、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。これらの粉末は
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および第2の製法で焼結温度とは、粉末間に結合が
牛じる温度を云い、使用した粉末の組成、粉末の粒度、
粉床成形体の圧細度(密度)に依存する。いずれの製法
にあ−いても焼結温度は使用した断定の粉末の焼結に通
常用いられる臨席範囲にあればよいが、焼結温度が高い
ほど接合面での拡散が促進さn1好ましい。多に摺動面
部材料の液相生成臨席以上で・m、結・接合すれば、よ
り強固な接合が得られる。
なお上記いずれの製法においても、焼結・接合のための
加熱温度は、摺動面部材料、中間相および母相のいずれ
の扮木材刺も粉末全体が溶融しない箇度(溶融点坩1)
とするのが好捷しい。
加熱による焼結および拡散接@は通宮非酸化件ないし還
元性雰囲気中で行われ、例えば望素(N2)、アルゴン
等の不活性ガス;RXカス、アンモニア分解カス、水素
ガス等の還元性カス。
又はPN、空ないし減圧下にて行われる。
加熱時+S+は通常の焼結体の加熱時間範囲にある。
第1〜3図は本発明による内燃機関のロッカーアームテ
ップを示すものである。第1〜6図中、1は摺動面部、
2は中間側部、そして3は母材部を示す。
次に本発明を、実姉例および比較例をもって計しく欣明
する。
実lイe fリ 1 摺動部材料として重量比でCr:4%、 Mo : 5
%。
W:6%、Co:5%、V:3%、C:1.2%、残部
艮および2%却下の不用1物からなる合金粉末を用いた
成形体(密度6.59/crd)に、中[用材としてC
ubs%7 C:1%、残部Fe(2%以下の不純物を
含む)からなる単体粉末混合@を用いた成形体(落度6
.5?/m)を市ね、更に母材として純鉄粉(2%以下
の不純物を含む)を用いた成形体(密度6.5y/i)
  を重ね、全体をN2雰囲気中1260℃にて60分
間加熱して焼結・接合せしめ、複合焼結体を得た。
実施例2 摺動面部材料としてN量比でCr: 4%、Mo:3%
、W:9%、Co:1o%、■=6%、C:1.3%、
残部Feおよび2%以下の不純物力・らなる合金粉末を
用いた成形体(密$1.8?/cn?)をN、雰囲気中
1000℃にて60分間加熱して予備焼結体とし、この
上に中間材としてP : o、 s%、残部Feおよび
2%以下の不純物からなる合金粉末に黒鉛粉をC:2%
となるように添加した混合粉末を用いた成形体(密度6
.ar/i)を1ね、更にこの中間材の上に母材として
Ni:2%、残部Fe(2%以下の不純物を含む)から
なる単体粉末混合粉を用いた成形体(密度h a P/
i )を重ね、全体音N、雰囲気中1200  ℃にて
60分間焼結・接合して、佇合焼結体を祷だ。
実施例5 摺動面部材料としてN量比でTiC: 50%。
J、’iN : 50%からなる傾合粉末40%、笛粉
末45係およびMO粉末:5%からなる混合粉末を用い
た成形体(密度4.of/i)を作成し、これに中間材
としてMO5%、C:1%9残部Fe(2%1、、l下
の不純物を含む)からなる単体混合粉全相いた成形体(
密度6.sr/i)および母材としてN1:5%、残部
Fe(2%り下の不純物を含む)からなる単体混@初を
用いた成形体く密度6.ar、z彌)を順次重ねて、全
体を真空雰囲気中1400℃にて90分間焼結・接合し
てり合焼結体を伺だ。、実施例 実姉例1で用いた摺動面部材料の成形体をへ2雰囲気中
1260℃で60分間加熱して傅た焼結体に、同じく実
歴例1て用いた中間材および母材の成形体音Mね、全体
をRXカス雰囲気中1120℃にて60分間・焼結およ
び接合して傾合淡結体全得た。
ち大壬hイ01クリ 5 丈り例2で用いたj習動向部材制の壜埒、体をN2雰囲
気中1200℃にて60分間加熱して伯だ焼結体に、同
じ〈実施例2で用いた中間材の成形体を1ね、更に同じ
く実姉例2に用いた母材の成形体をRX ガス雰囲気中
1120′C,にて60分間加熱して得た焼結体を重ね
、全体をRXカス雰囲気中*1oo℃にて3a分間焼結
および接合して柳台規結体を得た。
実施例6 実施例6で用いた摺動面部材料の成形体を真空雰囲気中
1400 ℃で90分間加熱して焼結体を得)これに同
じ〈実施例6で用いた中間材および母材の成形体を1ね
、全体をRXカス雰囲気中11so  ℃にて60G間
焼結および接合して、り合焼結体をイセた。
比較例1 実施例1で用いた摺動面部成形体に、中間材としてN1
:5%、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体を重ね、更に母材としてCu
:s、4残部Fe(2%り丁の不純物を含む)からなる
単体編合粉を用いた成形体を1ね、全体をN2雰囲気中
1230℃にて60分間焼結・接合して柳合焼結体を伯
だ。
比較例2 実施例3で用いた摺動面部材料の成形体に、中間材を介
さず、母材として同じ〈実施例3で用いた母材の成形体
を〕ね、全体を真空中14QQ℃にて90分間焼結・接
合して核合焼結体を得た。
比較例6 実施例4で用いた摺動面部材料焼結体に、中間材および
旬、祠として;f:れぞれ比較例1で用いた中間材およ
び母材の各成形体を順次lね、全体をRXカス雰囲気中
1120 ℃にて60分間焼R1・接合して仲台焼結体
を荀た。
比較例4 実施例6で用いた摺動面部材料の焼結体に、中間材をブ
「せす母材として実施例6で用いた母料成形体を1ねて
、RXカス雰囲気中1150℃にて60分間焼結・接合
して傾合焼結付を倚だ。
表1に、上記実施例および比較例で用いた粉末材料の液
相生成流度、焼結・接合温度(加熱温度)、および接合
性の評価結果を示す。
表1中の接合性の欄において、 ◎・・・非常に良い ○・・・良い △・・・悪い ×・・・全く接合しない を表わす。
表1 上記実施例の中間材はいずれも焼結時に液相を牛しる材
料であるため、摺動面部材料と組織上十分な拡散接合が
なされて訃り、接合強度も高い。特に摺動面部材料の液
相生成流度只土で焼結・接合を行う場合、強固な接合が
荀られている。
一方比較例で、中間材を用いない比較例2および4にお
いては、摺動面部材別、母材および焼結・接合嵩度がそ
れぞれ実施例3および6と同−又はほぼ同一であるにか
かわらす、十分な接合性が祷られないか或いは全く接合
されていない。甘だ中間材を用いた比較例1訃よび3に
おいては、摺動面部材料と中間材との接合2よび母材と
中間材との接合は摺動面部材料又は母材の液相による助
けも一部あるが、主として固相拡散に期待するものであ
るため、接合性が低いか又は全く接合されていない。
本発明と異なり摺動面部材料および母材よりも液相生成
温度の低い中間材を介在させない場合には、摺動面部材
ηおよび母材の各粉末を2層あるいは3層に成形したり
、焼結時の寸法変化や熱膨張係数を出来るたけそろえた
材料の組合せを選定したり、摺動面部材料に焼結時に多
くの液相を生成する材料を選定したり、焼結温度を高め
て液相を増し、焼結時間を長くして拡散を促進する等の
対策がl要である。しかるに本発明によれば、上記の対
策を講じなくとも十分な接合強度が祷られる。
【図面の簡単な説明】
第1〜3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・・・中間材部、3・・・母材部
特許出願人  トヨタ自動車株式会社 日本粉牙合金株式会社 第1図 第2図 才3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)高合金粉末耐摩耗性焼結体(超硬系を除く)から
    成る摺動面部、鉄系粉末焼結体から成る前記摺動面部を
    支持するための母材部、および@記高合金粉末および前
    記鉄系粉末のいずれよりも液相生成温度が低い金属系粉
    末の焼結体力・ら成る、前記摺動面部と前記母材部との
    間に介在した中間材部から構成され、これらの部位の各
    焼結体は前記余積系粉末中間材の焼結時に構成する液相
    により拡散接合されていることを特徴とする焼結傾合酬
    摩耗部材。
JP23449682A 1982-12-27 1982-12-27 焼結複合耐摩耗部材 Pending JPS59123703A (ja)

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JP23449682A JPS59123703A (ja) 1982-12-27 1982-12-27 焼結複合耐摩耗部材

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016030848A (ja) * 2014-07-29 2016-03-07 Ntn株式会社 焼結金属部品

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016030848A (ja) * 2014-07-29 2016-03-07 Ntn株式会社 焼結金属部品

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