JPS5924180B2 - 耐摩耗性焼結金属材料およびその製造方法 - Google Patents
耐摩耗性焼結金属材料およびその製造方法Info
- Publication number
- JPS5924180B2 JPS5924180B2 JP9726979A JP9726979A JPS5924180B2 JP S5924180 B2 JPS5924180 B2 JP S5924180B2 JP 9726979 A JP9726979 A JP 9726979A JP 9726979 A JP9726979 A JP 9726979A JP S5924180 B2 JPS5924180 B2 JP S5924180B2
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- JP
- Japan
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- metal material
- wear
- sintered metal
- manufacturing
- resistant sintered
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- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は機械部品、主として軸受のような摺動部を有す
るものに利用される耐摩耗性焼結金属材料およびその製
造方法に関するものである。
るものに利用される耐摩耗性焼結金属材料およびその製
造方法に関するものである。
従来、機械部品、主として軸受のような摺動部を有する
部品は、一般に焼入れ鋼、窒化鋼、浸硫処理機およびケ
ルメツト合金などの低融点金属材料などにより製作され
、また使用条件によつてテフロンなどの樹脂で製作され
ている。上記低融点金属材料における焼入れ、窒化およ
び浸硫などの硬化処理は部品のほぼ完成状態で行う必要
があるぱかりでなく、その後の加工手段は主として研削
などに限定されている。
部品は、一般に焼入れ鋼、窒化鋼、浸硫処理機およびケ
ルメツト合金などの低融点金属材料などにより製作され
、また使用条件によつてテフロンなどの樹脂で製作され
ている。上記低融点金属材料における焼入れ、窒化およ
び浸硫などの硬化処理は部品のほぼ完成状態で行う必要
があるぱかりでなく、その後の加工手段は主として研削
などに限定されている。
したがつて前記硬化処理および加工手段に多大の工数を
要してコスト高となる。また前記焼入れおよび窒化処理
を施した材料では、硬度は増加するが、摩擦係数はほと
んど変わらない。一方、浸硫処理は一般に溶融塩を用い
て行われているため、公害などの問題を生ずる恐れがあ
る。
要してコスト高となる。また前記焼入れおよび窒化処理
を施した材料では、硬度は増加するが、摩擦係数はほと
んど変わらない。一方、浸硫処理は一般に溶融塩を用い
て行われているため、公害などの問題を生ずる恐れがあ
る。
また、浸硫処理を焼結材料に施すと、その材料の孔内に
塩が残留するので、浸硫処理は焼結材料に不適当である
。またケルメツト合金材では、軸受への圧入および鋳造
時に一体化する必要があるから著しくコスト高となる。
塩が残留するので、浸硫処理は焼結材料に不適当である
。またケルメツト合金材では、軸受への圧入および鋳造
時に一体化する必要があるから著しくコスト高となる。
さらにテフロン樹脂材は焼付けに特殊な技術を必要とし
、かつ温度および圧力などの環境が悪い条件下における
使用に不適当である。本発明は上記にかんがみ硬度が大
で、かつ摺動特性の優れた焼結材料を提供することを目
的とするもので、Ｃｕ：０．５〜５．０％，Ｎｉ：０．
５〜４．０％、ＭＯ：０．２〜２．５％、Ｓ：０．１〜
２．０％、Ｃ：０．８〜４．０％および残部Ｆｅからな
り、かつＣｕ，ＮｉはＣｕ＋Ｎｉ≧１．５％の関係を満
足することを特徴とするものである。また本発明の焼結
金属材料は上記と同組成からなる金属粉末を圧縮成型し
た後、９５０〜］２００℃に加熱して１５〜１２０ｍ燗
焼結し、８０『Ｃ付近における冷却速度を５００〜２０
００℃／Ｈｒにすることにより製造することができる。
、かつ温度および圧力などの環境が悪い条件下における
使用に不適当である。本発明は上記にかんがみ硬度が大
で、かつ摺動特性の優れた焼結材料を提供することを目
的とするもので、Ｃｕ：０．５〜５．０％，Ｎｉ：０．
５〜４．０％、ＭＯ：０．２〜２．５％、Ｓ：０．１〜
２．０％、Ｃ：０．８〜４．０％および残部Ｆｅからな
り、かつＣｕ，ＮｉはＣｕ＋Ｎｉ≧１．５％の関係を満
足することを特徴とするものである。また本発明の焼結
金属材料は上記と同組成からなる金属粉末を圧縮成型し
た後、９５０〜］２００℃に加熱して１５〜１２０ｍ燗
焼結し、８０『Ｃ付近における冷却速度を５００〜２０
００℃／Ｈｒにすることにより製造することができる。
上記のように焼結することにより、網目状のセメンタイ
トとベーナイトを主体とし、パーライトとフエライトの
混合マトリツクス中に粒状のＦｅＳが点在する材料がえ
られる。この材料はＦｅＳにによる摺動特性の向上、網
目状セメンタイトとベーナイトによる硬さの増加および
セメンタイトの形状による摺動特性の改善が著しいばか
りでなく、残留する黒鉛により保油性および潤滑性が高
められている。次に前記組成における各成分の限定理由
について詳述する。
トとベーナイトを主体とし、パーライトとフエライトの
混合マトリツクス中に粒状のＦｅＳが点在する材料がえ
られる。この材料はＦｅＳにによる摺動特性の向上、網
目状セメンタイトとベーナイトによる硬さの増加および
セメンタイトの形状による摺動特性の改善が著しいばか
りでなく、残留する黒鉛により保油性および潤滑性が高
められている。次に前記組成における各成分の限定理由
について詳述する。
Ｃｕが０．５％以下では、焼結による膨張が大で、かつ
成品の硬度が低い。
成品の硬度が低い。
一方、５％以上になるとＦｅ中にＣｕが析出し始め、焼
結による収縮が顕著となる。したがつてＣｕの添加量を
０．５〜５％に限定した。Ｎｉはオーステナイトを安定
化し、Ｓ曲線におけるパーライトノーズを遅らせるのに
有効であるが、０．５％以下ではその効果が不十分であ
る。
結による収縮が顕著となる。したがつてＣｕの添加量を
０．５〜５％に限定した。Ｎｉはオーステナイトを安定
化し、Ｓ曲線におけるパーライトノーズを遅らせるのに
有効であるが、０．５％以下ではその効果が不十分であ
る。
また４％以上では前記効果の増大も少なく、しかもコス
ト高となる。したがつてＮｉの添加量を０．５〜４％に
限定した。またＣｕとＮｉはオーステナイトを安定化し
、かつベーナイトを促進させる元素であり、その両者は
ＣＵ＋Ｎ！≧１．５％の条件を満足するような割合で添
加することが好ましい。
ト高となる。したがつてＮｉの添加量を０．５〜４％に
限定した。またＣｕとＮｉはオーステナイトを安定化し
、かつベーナイトを促進させる元素であり、その両者は
ＣＵ＋Ｎ！≧１．５％の条件を満足するような割合で添
加することが好ましい。
ＭＯは熱処理および冷却時におけるベーナイト化に極め
て顕著な効果を発揮するが、０．２％以下ではベーナイ
トの析出が不十分である。
て顕著な効果を発揮するが、０．２％以下ではベーナイ
トの析出が不十分である。
また２．５％程度で通常の冷却条件でほぼ完全なベーナ
イト生地がえられ、２．５％以上添加しても効果が少な
く、かつコスト高となる。したがつてＭＯの添加量を０
．２〜０．５％に限定した。Ｓは網目状セメンタイトの
析出に不可欠の元素で、かつＦｅＳとして生地組織中に
存在することにより摺動性を向上させる。
イト生地がえられ、２．５％以上添加しても効果が少な
く、かつコスト高となる。したがつてＭＯの添加量を０
．２〜０．５％に限定した。Ｓは網目状セメンタイトの
析出に不可欠の元素で、かつＦｅＳとして生地組織中に
存在することにより摺動性を向上させる。
しかしＳが０．１％以下では前記効果が少なく、２０％
以上ではＦｅＳが結晶粒界に沿つて連続的に生じ、機械
的性質を著しく低下させる。したがつてＳの添加量を０
．１〜２．０％に限定した。Ｃは網目状のセメンタイト
組織をうるためには、０．８％以上が必要であるが、４
．０％以上では生地組織中に残留する黒鉛量は著しく低
下する。
以上ではＦｅＳが結晶粒界に沿つて連続的に生じ、機械
的性質を著しく低下させる。したがつてＳの添加量を０
．１〜２．０％に限定した。Ｃは網目状のセメンタイト
組織をうるためには、０．８％以上が必要であるが、４
．０％以上では生地組織中に残留する黒鉛量は著しく低
下する。
したがつてＣの添加量を０．８〜４．０％に限定した。
次に実施例について説明する。まず純鉄粉末にＮｉ，Ｃ
ｕ粉末各１．５％、ＭＯ粉末０．５％、黒鉛粉末２．０
％をそれぞれ添加した金属粉末を調整する。ついでこの
金属粉末にＭＯＳとＦｅＳを各２．０％、ステリアン酸
亜鉛を０．５％それぞれ添加して３種類の混合粉末を調
整し、これらの混合粉末を金型（２９φ外径−２０φ内
径−２８ｍ７７！ｈ）により４ｔ／〜で成型した。上記
成形体のうちステアリン酸亜鉛を用いたものは５００℃
で脱ステアリン酸亜鉛処理を行つた。
次に実施例について説明する。まず純鉄粉末にＮｉ，Ｃ
ｕ粉末各１．５％、ＭＯ粉末０．５％、黒鉛粉末２．０
％をそれぞれ添加した金属粉末を調整する。ついでこの
金属粉末にＭＯＳとＦｅＳを各２．０％、ステリアン酸
亜鉛を０．５％それぞれ添加して３種類の混合粉末を調
整し、これらの混合粉末を金型（２９φ外径−２０φ内
径−２８ｍ７７！ｈ）により４ｔ／〜で成型した。上記
成形体のうちステアリン酸亜鉛を用いたものは５００℃
で脱ステアリン酸亜鉛処理を行つた。
次にこれらの３種類の成型体を１０８『Ｃ−１０−２Ｔ
０ｒｒ下で１時間焼結した。これらの焼結金属の組織の
顕微鏡写真（×４００）を第１図イ，口，ハに示す。同
図イ（ステアリン酸亜鉛を用いた試料）ではマトリツク
スがパーライトであり、粒界にはセメンタイトの存在が
認められない。同図口（ＦｅＳを用いた試料）および同
図ハ（ＭＯＳ２を用いた試料）ではマトリツクスはベー
ナイトとパーライトが混合し、粒界には網目状のセメン
タイトが認められる。これよりＳは粒界にセメンタイト
を析出させるのに不可欠の元素であることがわかる。次
に金属粉末の混合比率を変更して、先と同一条件で成形
、焼結し、その組織と硬度を調査した結果を表に示す。
０ｒｒ下で１時間焼結した。これらの焼結金属の組織の
顕微鏡写真（×４００）を第１図イ，口，ハに示す。同
図イ（ステアリン酸亜鉛を用いた試料）ではマトリツク
スがパーライトであり、粒界にはセメンタイトの存在が
認められない。同図口（ＦｅＳを用いた試料）および同
図ハ（ＭＯＳ２を用いた試料）ではマトリツクスはベー
ナイトとパーライトが混合し、粒界には網目状のセメン
タイトが認められる。これよりＳは粒界にセメンタイト
を析出させるのに不可欠の元素であることがわかる。次
に金属粉末の混合比率を変更して、先と同一条件で成形
、焼結し、その組織と硬度を調査した結果を表に示す。
表中の魔６〜８、１０の各試料は本発明の範囲外のもの
であり、網目状セメンタイトの析出がなく、しかも硬度
も小さいことが明らかである。また７ｆ６８の試料はＣ
ｕとＮｉの割合がＣｕ＋Ｎｉ≦１．５％の範囲にあるた
め、マトリツクスはＦ（フエライト）＋Ｐ（パーライト
）からなつている。本発明の焼結材料（表の屋３）およ
び普通鋳鉄（Ｆｅ２Ｏで９００℃から油焼入れし、１８
０×２Ｈｒ焼戻しを行つたもの）より各円筒状の試料を
作成して摩擦係数の測定を行つた。
であり、網目状セメンタイトの析出がなく、しかも硬度
も小さいことが明らかである。また７ｆ６８の試料はＣ
ｕとＮｉの割合がＣｕ＋Ｎｉ≦１．５％の範囲にあるた
め、マトリツクスはＦ（フエライト）＋Ｐ（パーライト
）からなつている。本発明の焼結材料（表の屋３）およ
び普通鋳鉄（Ｆｅ２Ｏで９００℃から油焼入れし、１８
０×２Ｈｒ焼戻しを行つたもの）より各円筒状の試料を
作成して摩擦係数の測定を行つた。
その結果は第２図に示すとおりである。この図より従来
、比較的に潤滑特性の優れているといわれている鋳鉄材
に比べて、本発明材料は摩擦係数が約２０％減少してい
ることを容易に理解できる。
、比較的に潤滑特性の優れているといわれている鋳鉄材
に比べて、本発明材料は摩擦係数が約２０％減少してい
ることを容易に理解できる。
また上記両者を荷重３０ｋｇで２時間連続して試験を行
つたところ、その摩耗幅には有意差が認められなかつた
。以上説明したように、本発明によれば、硬度が大で、
かつ摺動特性の良好な焼結金属材料を安価に製造するこ
とができる。
つたところ、その摩耗幅には有意差が認められなかつた
。以上説明したように、本発明によれば、硬度が大で、
かつ摺動特性の良好な焼結金属材料を安価に製造するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の焼結金属材料の組織を示す顕微鏡写真
、第２図は本発明品と従来のＦｅ材の摺動特性を示す図
である。
、第２図は本発明品と従来のＦｅ材の摺動特性を示す図
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｃｕ：０．５〜５．０％、Ｎｉ：０．５〜４．０％
、Ｍｏ：０．２〜２．５％、Ｓ：０．１〜２．０％、Ｃ
：０．８〜４．０％および残部Ｆｅからなり、しかも前
記Ｃｕ、ＮｉはＣｕ＋Ｎｉ≧１．５％の関係を満足し、
組織が網目状のセメンタイトとベーナイトとを主体とす
ることを特徴とする耐摩耗性焼結金属材料。 ２ Ｃｕ：０．５〜５．０％、Ｎｉ：０．５〜４．０％
、Ｍｏ：０．２〜２．５％、Ｓ：０．１〜２．０％、Ｃ
：０．８〜０．４％および残部Ｆｅからなり、かつＣｕ
＋Ｎｉ≧１．５％の関係を満足するか成分組成の金属材
料を９５０〜１２００℃に焼結し、８００℃付近におけ
る冷却速度を５００〜２０００℃／Ｈｒにすることを特
徴とする耐摩耗性焼結金属材料の製造方法。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の耐摩耗性焼結金属材料
の製造方法において、Ｓ成分は潤滑性を有する金属硫化
物を用いて添加することを特徴とする耐摩耗性焼結金属
材料の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9726979A JPS5924180B2 (ja) | 1979-08-01 | 1979-08-01 | 耐摩耗性焼結金属材料およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9726979A JPS5924180B2 (ja) | 1979-08-01 | 1979-08-01 | 耐摩耗性焼結金属材料およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5623261A JPS5623261A (en) | 1981-03-05 |
| JPS5924180B2 true JPS5924180B2 (ja) | 1984-06-07 |
Family
ID=14187804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9726979A Expired JPS5924180B2 (ja) | 1979-08-01 | 1979-08-01 | 耐摩耗性焼結金属材料およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5924180B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6112473B2 (ja) * | 2013-03-13 | 2017-04-12 | 日立化成株式会社 | 鉄基焼結摺動部材 |
-
1979
- 1979-08-01 JP JP9726979A patent/JPS5924180B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5623261A (en) | 1981-03-05 |
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