JPS5953677A - 窒化鋳鉄品及びその製造方法 - 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】 本発明ｄ１耐摩耗性及び１１腐食１′ｌ　Ｓｉ’向１い
（〕−／ζ窒化鋳鉄品及びその製造方法にし１する。

摩擦部分に使用される鋳鉄製ライナーび）１制摩耗性を
向」ニさせるために黒鉛やイ幻４４部の表１ｒｌｌ　Ｆ
′、ｌ（分にシリコンカー・ぐイトを１り込むことは公
知でＡ；）る１、しかし、この方法でＶよ十分に面１府
・耗１４１′を向干させることはできない。また、鋳鉄
を窒化処理して硬化させ耐摩れ性を向上させることも知
られでいる。

しか（〜、窒化層」−ｊｌを行なう。と、表面の黒鉛露
出部の縁で旬月が盛り上がり、この盛り上がり部が４１
）１削加工により、欠落し、この欠落ｉ’％ｌ（は窒ｆ
ｌｓ処胛による黒鉛の細りと相まって、黒鉛とｌｊＪ　
４４との間に間隙生じる。このような窒化鋳鉄品を、例
えシ：Ｊ１、エンノンのンリノダライナーに使用−４−
るＩＬ′８合ＶＣ＆、Ｉ、上記のような間隙はガノリン
エンノノでｔ、１刊−１／Ｌポケットともなり、むしろ
好圧し７い結果か期イ“Ｊてきるがディーセ゛ルコニノ
ジンてに１、バｌ之イｆ　Ｉ／（ｌ（ｌｉｊｉ　（’１
’１分る多く含むため腐食の原因となる１、 従って、本発明の目的しＩ５、表向欠陥？ｉ−Ａ：　（
（、−（１ｉｉ１腐食１′１を改％　Ｌ、しかも高い１
ｌｉ１摩Ｊｉｔ性を有する８窒什、１ｉｉ）、ｉ　Ｖｉ
Ｉ、品及びその取１，１”■方法を１是イ共することで
ある。

本発明の窒化ｍｙ　＋’ＰＪ＜品は、表面（（窒化層を
イｊシフ、その窒化屑入Ｏ・表面にｊｌ・ｈ出し／こ黒
鉛部分の間隙に（鉄系６ψ’ｆｔ　１Ｉｓｐ子の窒化物
が埋め込まれ／ζこと全特徴とする。

才た、この窒化鋳鉄品の製造方法は、鋳鉄素ＡＡの表面
Ｖこ１．．２００７ソンユＪダ、下のイ＼ン径の鉄系（
便貿眉ノｆを、２０〜ｇｏ容−Ｍ−係含治する水ガラス
を塗布（〜、すり込み処理し、鋳鉄累月の表面および鉄
系６史質才つ了−を望住処」里することを」１徴々する
。製Ｊ告方法に−おいて、１−り込み処理を行う前に、
軟窒化処理を・行うことが＆−Ｊ’よ（〜い。窒化によ
って表面露出部分の黒鉛に細りが生じ、ｌ４Ｊ４＝、３
部との間隙が犬きく／Ｉ：す、−ツり込み処」ｌ！１！
の際鉄系硬質才）ン子が間隙Ｖこ入り偽みやすくなるか
らてｋ）る。

本発明の窒化叡ｊ鉄品Ｃに１１、ｇＪ鉄素（詞の表面に
露出し／こ黒鉛部及び（ｕｆ鉄素杓部分の間隙に鉄系硬
質オ待子が坤め込まｊする。（−の鉄系わン子ｔ」、Ｉ
Ｊ拐の鋳鉄よりも硬度が高い／で−め、封孔し−Ｃ１ｎ
］］ＩＩ’！ｌＡ　ｉ’１３’とイ、に、表面の１制摩
耗性を向−１−さ−Ｕ−る１、（−の後、この４Ｎ孔処
〕−１１され／（鋳鉄品ｋ（１’Ｊ　住処Ｊ”ｌ！　カ
Ｔｒ　／？　Ｊ　）　；１．１．ｑ。

これによって表面およＯ−勿、糸（便ＩＪｊ朴ｌｆの（
（ｌＪｊ問がさらに向上して１４摩粍（イ」−が改善さ
れる。同”！ＪＫ　、窒化されることに」、り黒鉛部分
にｊｌｌｌＡ？）　、ｉノ＼＋ｌｊ　ｆｌ−ｆｒ籾Ｊ′
は膨張して封孔効果を高める。この／−、Ｗ）ｌｆｌｌ
ｌ府食（１もさらに向上する。

本発明の製造方法は、鉄系ｒｉｔｌｔ″ｅ］わン子’ｊ
＋−’　ｒｊ−イ＋’−４−ろ水ガラスを用いることに
より比１殴的筒中な力〆ノにて窒化処理、」」孔処理を
行うことかでき、しかも十分な１１１１１腐食性、酬摩
耗性を有１゛る窒化鋳鉄品を借ることができるものであ
る。

鉄系粒子の硬さが皓鉄素地より低い場合１／（−ｆｔ：
Ｉ’、　−４−り込み処理の際塑性変形して扁平状にな
るといった問題かあるので、硬度はＨＶ、２５θ以１゜
が望土しい。

また、水）ｆラスに冷加するりく糸層／了＝のり、：、
　ｉ、Ｊ−１少なすきると所要の」」孔効果か借られず
、多Ｉ−きると、粘度が高くなり；１７Ｍきて塗布が困
９）１（になるため、〉θ〜ｇｏ容Ｔ％４当り」工か１
１（当である。ま／ζ、鉄系（マ／子の大きさ＆、：ｌ
：　ｊＨｊ　陣に一１′Ｊ）入り込める必要性から７グ
ｌｔ不゛ｆ゛１及」Ｃノ、−１か〕Ｊ】与力で、０．る
。

Ａ・発１ｊｌｌに使用し待ろ１り、糸１ｉ！Ｊｊ質粒子
の例として、鉄鋼ノイ１ｔのｄ３’ｃ３ｉｉ処胛扮、鉄
鋼）屑の不死全窒化粉、・、１７１．ｔ（副の７！Ｊ・
炭層」中粉、・ＩＩｌ、↑イ１宗失イ分、フェロクロム
粉、ノエロ＋ｌ？ロノイ′力、）ＩＩＦマ／ガ／粉、鉄
系三元共晶合金粉（Ｆｅ−Ｐ−Ｃ，、Ｆｅ−Ｂ−Ｃ，Ｆ
ｅ−Ｍ。

−Ｃ，舌）なとがある。

不発１す］の製！告力広のｖｒ　ｙｔ：　Ｌい伸様につ
いて説明′１”ると、まず♀ノ１鉄素（」の表面什１−
け加工され／こものが【７・１１ｉｉｉさ」］、る。第
１図に４１（１、略的しこ７■＜されるように、この鋳
鉄累月の表向には黒鉛１．０が部分的に露出１〜でいる
。−１［たｌ？Ｊ　４Ａ’　＋　２の表面部分の一部が
Ｄｌ’］（１流１回して黒鉛１．　（ｌの露出１勿のト
に延Ｏ・ている８イ：の＆’Ｊ鉄素イ］の表面しく一鉄
系硬質粒子−θ〜ｇ０容；ｌ：係含イ］する水ガラスを
塗イ１ｊシ、ラップγｔによつ一ζ−１り込み処Ｊ１１
１を行なう。第２図に示されるようしここの一イリ込み
処理ｔｉ（−、Ｊ−って、黒鉛【Ｏの−にに妙ひ／こ１
々Ｊ４４１２附除去Ｊ＼）１で、黒鉛１０の露出部分に
鉄系粒子１４が入り込む。まグこ、鉄系％Ｓ７−ｉ’　
ｌ　４幻：四相１２よりもイ１史いため、一部にＩυＡ
」１２０表面を変形させて、表面に残る。何才しく　１
ｔＸｔニー　ｂ′）鉄系粒子を含む水ガラスを塗布、１
すｌノ＼み処Ｊｌｌｌを行なう前に素拐は／次紫住処Ｊ
−１Ｉｌ及び表面（ｊｌ［削加工される。第３図に示さ
れるようＶζ、／　’ｔ’ｔ＜　”’−：ａ化処理によ
って黒鉛１０の露出７４１（分の細りが／＋１、Ｉζ１
（」１２との間隙は大きくなる′。庄／（、、表向り（
−形成された窒化層Ｉ６の黒鉛周囲の部分か盛り１か／
）１、第７図に示される」二つに、この盛りＩ−かりを
・イ０１１’！ＩＩ加工によって除去すると黒鉛］　０
　、’：　１ｊＪ４；４１２の間に大きな間隙が残り、
鉄系粒子か入りべ−４〈なり、封孔効果を高めることが
できる３、鎧、糸才＼ンｒを含む水ガラスの１″り込み
処理の後、窒化処理がＭｉｊされる。これによって、第
Ｓ図に示されるようｌ／（二表面に窒化層１６が形成さ
れ表面の硬１ルが−１，が２）。この場合、鉄系朽Ｉ子
１４も窒化されイ便度が１がるとともに、膨張して封孔
を促進−Ｊる。窒化処理としては、ガス窒化、イ刊ン窒
化、ガス１１φくろｊイ［ヒ、タノトライド等が使用可
能なもの′ｉ：’、−＋−ンノ／の／すンダライノ−−
Ｉｌｌ　ｌ／こカス軟蒙住処Ｊ１１１を（−＋う場合Ｖ
こ眞［、口、り６）〜乙０θ゛Ｃ１、？θ４）−３０Ｈ
ｒ　　の条イ／１で？−丁Ｌ）Ｃ、ｌ−かん二形（（〕
ｊ　１．　’、’ンかｔつ打圧しい７、第４図から第９
図１／（−＆、し４−り込み及び窒化処用Ｉ後のに面の
′ツノ′１′」、Ｃある。本例でＩ（Ｊ、　Ｐ−Ｆｅ　
　粉３θ賓ｊｉ：％介−１４−む水ツノ゛ラスて刊眉処
理されている。第４１ソｌ　＆、１　、倍４′グθ０の
電Ｊ′、１１１１＋１微鏡′〕７真゛Ｃあって黒く１１
）、える）す［か封孔部分である３、第７図ｔ、↓倍率
ゲθθのＸ糸ｉ１．！′す′真で、し）す、入面のＦｅ
　　ｌ戊分庖′す′し出し／Ｃもので、に）る３、白く
点在しＣいるのがＦｅ　　成分であ／）。第ｇ図に４−
＆曲のＰ成分を写し出した倍率／！００”−’　Ｘ　彩
ｉ　′ｌＪ貞テｉ（リル。白＜　点ｒａｇ　−４−４（
ｂ　カＰ　ＩＪｙ、分テ、ｒ、＋る。Ｐ成分に、月仕処
Ｊｌｌｌに使用さＪｌ、る鉄系ｆ便ｔツノねイの成分で
あり、′、（ｒｙ、！、Ｉ、から鉄系粒イは封孔γ？１
（分に多くイＩ存するが、全域に白って合作することが
わかる。第７図は断面の倍率ＩＪ−ｏｏの光学顕微鏡写
真でル）る。下方の灰色部分がｆｆ１Ａｔ鉄川口でＡ用
Ｔ）す、その中ｅこ細−Ｊｌ向に細状に延びる黒い部分
る・黒鉛部で！ちる。灰色部分の」二方１：Ａ￥力向に
偶状ｅこ帆ひるのが窒化ハ＜：て、ちり、倉の雷化層の
間の一二−角形状をしグミ黒い部分が封孔部分でＡする
１、この部分ど黒鉛、（−０１）１Ｘ界に１明瞭でなく
、十分ｔ／ｃ月札さＪｌ−（い／）と１，１かわかる・
写↓゛Ｉ・右方の１万ン（向う黒鉛ｉ′、凶のＪ・而Ｈ
、ｉ！ｉ　ｉｌやや白くなっており、これＬＪｌ、１、
黒鉛ｒ’、ｌＩ　Ｖｔ゛入り１人ん／・−鉄系粒子が窒
化され／こことを）ｉ（Ｌ−（−い／、５、・ＩＩ　／
；’、窒化ｊ※の−１：：　Ｋもやや白い部分が、（５
）ζ）、鉄＝Ｉ′：　ｌ’ｉｒ　＋か切口の上にも介在
１−ることがわかろ、。

実施例 、Ｊ’　　、　　、’；　係Ｃ，／、ｇ　％Ｓｉ　、　
Ｑ　　、　　７　％Ｍｒ＋、　　（パノ％Ｃｒ、０．）
％Ｃｕ、θ。０乙”’　％　Ｓｒ１、残［０の片状黒鉛
合金鋳鉄を溶１１＋／ｒＸ鋳造、１ＩＩＪ削力ＩＩ　ｌ
、Ｃ１）［削加工して円１イ）状試Ｆ）　（内径ｇ　９
　ｍｍ　Ｘ夕１．　ｉ’ｉ’７ｇ　１１１１１１　Ｘ長
さ／乙Ｏｍｍ　）を作製（７１、ダ７θ（×θ−３ｌｌ
−’＋間、５０％ＲＸガス／、ダθ％ＮＨ３の条ｆｌで
ｌｌりζ〕ｊス軟窒化処理し／気後、望化層の盛り−１
−りをポーーーーノグで除き、：１００メツ／ユ以下の
・燐化鉄粉（化学成分１．２＜’、、２％Ｐ、／。ｑ係
ＡＡ不純物、イ係」Ｊ、［・、残Ｆｅｌ又は三元共晶合
金を一定のｉ’＋！１合で水ガラスに添加して混練後、
」−記試オ゛１の内面Ｖこ塗イ１ｊシ、ラバー砥石を用
いラソピノグにより／。θ”／　／”　ｃｍ２の月力で
すり込み処理を行ない、人気中でユ時間乾ｉ：’７：　
Ｉ、　１ｒ−６次に、３　？　ＯＣ：　ｘ　２　ＩＩ−
’ｑ間、ｓｏ％ＲＸ　Ｍ’／ＳＯ％　ＮＨ，、（／、）
条ｆ’ｌ　ｃ、−２θＣ’／ｆ　−Ｘ　１ｌｅＨ：　冨
住処胛を付つ／こ。

次Ｖζ、ｒ４ｆ　Ｉ’）　ｔＬ　ｆ・こ′忙化釧【鉄部
に−９いて試１験を行っグ（。　　を氏Ｊ１の　る−　
杓　つ　／（試　Ｊ′）４　　第　／　表　Ｖこ　ン」
＼　す３．′Ｉ゛１１．／人 試４１　Ａ　　月・住処用屏ゴＪ乙二わないＪｆス軟′
型化ＣＰ’Ｊ鉄鉄部消ＩＢ　リ、／化鉄粉１．′ｌθＴ
￥　（、、：％金子ｊし／こ水カ゛ラスで刊仕処」ψＬ
／４′窒化釘１鉄品 試ＦＩ　Ｃ！Ｊ　Ｚ化鉄粉ｇ　ｏ　’（ｇ　ｆ？ｆ、’
　％　’；”’ｌ゛イ」’　（、ｉｃ　Ｊ（ガラスで封
孔処）’Ｉ！　Ｌ　／と窒化鋳ｖ８品試わ１．　Ｄ　　
ごＥ几共晶合金（Ｐ：２゜ｑ係、ｃ：へ４係、不純物ｉ
％、残Ｆｅ）２０賓：１；％含イー１し／・二本ガラス
て刺孔処理し／ヒ蒙化（０Ｊ鉄品試イ；゛ＩＥ　三元共
晶合金（）、記）ｇｏ答）、１％含フイ］（７た水ガラ
スでト・１仕処理した窒化鋳鉄品（１）　　　基でｊｉ
ｌＩす；１２式ノ’＋ｔ−Ａ工試１〜・η試１験装置〆
１″の棚、略が第７０図りこ示さ；１１．ている３、−
１−記の力〆ムて窒化され、封孔処理され／ζ試イ′１
２０が、その処ｊ甲され／ξ辰向をＩＩ／＜−り、−７
床而１８に設置されたベース２２の上Ｖこ国力・ｌ□、
１２置；Ｘ：ｌ＋　／１．。

この試オ・＋　２　（ｌ　ｋｌ、よノノノのシリ：／　
）ｉ−：’／１ノーの形状に形成され／こ円筒状の試不
１か１）＋ＪＪすＩＩ冒Ｎれる。この試イ”ｌ　２０　
＆、１例えｋＪ：　ｉノ／　３　ｔｎｍ、　、Ｉ＜さ７
　Ｓ　＋ｎｍ稈度０大きさでボルトソ（か５に、けＥ−
）７１ボツ［Ｉ・’＝ｙｒでペースに固＆される。この
試オニ１の１−曲にＱｌ、エン７パンのビス［・ンリノ
グの一部をＬ））り出し／ト、　、１．）、’ｌ触７Ｘ
１１　ＡＡ２４が接触しており、この接触部）Ａ　２．
１　＋用：ｌ　ｒ＋ダグ−ＧにＣ１２持されている。こ
のホルダ−１ｔ、１．　’／’−ノ、２８の先端に取イ
：Ｊけられており、この−ｒ−ノ、２８ｔ」、１ル結部
イ１’　３０．３２を介して、１分−々；し１ｐ（゛瑳
Ｕ１−されている。４結部イ阿の支点、■ｉ　Ｘ　　へ
８、・１（）はずへて１匝ｌｌＩ云自在でル、す、七−
タ：３４の回１１１八司Ｉ屯ノ１１ボルダ−２６のイ１
復運動として伝達され、移触部口２にＦ試ｊ”１２０の
に面を摺動−ツｚ）。このホルダーには図■）矢印の方
向に１カ＞Ｊ−のイ町中ＰががＧノリカフるようになっ
ており、これ妊Ｊ、′）でｊざｆｆ（す冒ｊｌｔ　４Ｊ
２４と試片２０との間に一゛力でのＩｌ′ｌ１月が°ｉ
′１ソト１／１・。

試験の主な条件を列挙すると、 ≧５　囲気　人気中 ｊ早擦速世　′１０θ′リイクル／ｍ１ｎ１１ｊｌ　Ｉ
イ回数：２×７０’　　回４１１　Φ　Ｐ：／、、２−
．２θ１〈７面　　　　　　月　　；　０　　。　／ｌ
　Ｉ＜ｇ　／　　ｍｍ２摺　　山ノｊ　　申出　：　　
／　θ　ｍｍｐｉｌＡ［、、ｊ７ｉの１１１４川力θ、
：中Ｆ１１θ母な４・・、４と触ＦｊＮ、３２　’ｌと
試料２０との間に←４５、摩、Ｉ［、を促進−する／、
−めＶこ、：Ｆ−ノノノオイル中に、軽油／　θ　ダ６
　、　水　／、Ｑ％　　、　　ｌ　」２Ｓｏ　、ｌ　、
Ｓ　　％　　’ｔｒ：　ｌ’ｉｊｉ　ｈｌｌ　　Ｌ　／
’−１１’ｋ　ｎ中１４１潤／１゛を液を用い／こ。こ
の結果を第１／図に７ｉ＜−１ｆ−０下側のグラフｔま
相丁４４ずなわち、接触部ｉ（４２４の摩れ（１を］Ｊ
＜１．りこものである。この結果１′（−よれｄ１発明
ＶＣ１ｒＹｉう試料Ｂ、ＣＸ　Ｄ、　　Ｅのｒ＜Ｈ旧ｉ
　、４４．、、従来の試享１に比して試オ・１、相手４
Ａ共１’、Ｐ　、Ｉ−ｂ　：ｆｔが減少している。

【図面の簡単な説明】

第１図Ｑ、１、水ガラスを＃布する［）１ｊの（防鉄部
の断面を・概略的ＶこＪ（わしだ拡大部分断面図、第ａ
図Ｃ」鉄系（ｉｔｌ！’ｒ’ｘわ°？ｊＺを７）′む水
ガラスを−すり込み処理した鋳鉄品の第１１ンｌと同様
の図、第３図り、ｌ／次力゛ス軟窒化し／こ釘１鉄品の
第１図と同４）ｌ’ｊの図、”ｌ”＋　’１図シ１／次
ガス軟窒化後イ１ノ［耐加圧（７り３−坊（「ツク品の
へ’　／　Ｍ　、’同様の図、第３　図ｉｑＬ　、２次
窒化処岬後］’ｄ）、■ｒｐｌＪ、品（１）　ｌ′Ｊ’
ｒ　／図と同様の図、第４図Ｃ１１、月仕処Ｊ’ｉ！　
Ｌ　Ｚｒ不奈明ｅε−係る蒙化釘ｆ鉄部の表面の金Ｊｉ
、Ｔｊ絹織の倍・イ′り０θの電子顕微鏡′！７ム、第
７図および第に図＆、ｌ：、　、ｌＬｒ１処即した本発
明に係る窒化鋳鉄品の表面の・σ）１・Ｉｓ　＆ｌｌ齢
うりＸ線写真、第９図は本発明ＶＣ係７．　′、、ｑ化
εノ、１鉄品の鉄部ノ［而の金属組織の倍率ｑ００のｊ
（：　”ｉ：　！１１′１１微鋳、′ｊ、Ｉ　ｌ’ｌ、
、　、　ｎ’ｒ７０図ｂ：　ｆｉｌ耗試験装置の概略図
、２１１，７７図（＋、１．　Ｉ’ｉｌ扛試１験結果を
］Ｊ（すグラフである。 符−号の説明 １　　（１−黒鉛、　ｌ　２−　ｆ’Ｊ’）Ｎ’ｓ　　
Ｉ　　ｒｌ　−’ＩＫ　、’（：　１１１月ｊ’１′Ａ
’１′ｊ、　Ｊ′、１６・・窒化層、２０・・・試オ・
１．２　＝１・・１′）；触ＦＸＩＸＡ：ｉ、３４・・
モータ。 特πＦ出願人　東汀工業株式会ン１ 華１図　　　　　第２図 第３図　　　　　　第４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）表向に窒化層を有し、該窒化屑入０・表向に露出
   した黒鉛部分の間隙に鉄系イ１史質８ｉ′Ｉ１７子の窒
   化物が埋め込まれたことを特徴とする窒化シ、Ｊ鉄晶。
2. （２）　　鋳鉄累月の表面に、２００メツツユ以下の粒
   径の鉄系硬質粒子を２０〜ｇ０容縫％含冶する水ガラス
   を塗布し、鋳鉄素拐の表面および譲表ｍ１に露出した黒
   鉛部分の間隙に鉄系硬′Ｐ↓粒子をすり込み処理し、前
   記鋳鉄累月の表面およ０・９（系硬質粒子を窒化処理す
   ることを特徴と−うる窒化鋳鉄品の製造方法。