JPS5982508A - 内燃機関の摺動部材用Fe−TiC系焼結材料 - Google Patents
内燃機関の摺動部材用Fe−TiC系焼結材料Info
- Publication number
- JPS5982508A JPS5982508A JP19054682A JP19054682A JPS5982508A JP S5982508 A JPS5982508 A JP S5982508A JP 19054682 A JP19054682 A JP 19054682A JP 19054682 A JP19054682 A JP 19054682A JP S5982508 A JPS5982508 A JP S5982508A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tic
- sintered material
- martensite
- carbide
- hard phase
- 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.)
- Granted
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
- F01L3/02—Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2203/00—Non-metallic inorganic materials
- F05C2203/04—Phosphor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、すぐれた耐摩耗性および著しく低い111
手攻撃性を有し、特に使用条件が苛酷にな、りつつある
内燃機関の摺動部材として使用するのに適したFe−T
iC系焼結材料に関するものである。
手攻撃性を有し、特に使用条件が苛酷にな、りつつある
内燃機関の摺動部材として使用するのに適したFe−T
iC系焼結材料に関するものである。
従来、内燃機関のロッカーアーム摺動面に用いられるバ
ット材、カム、バルブガイド、あるいはスリープなどの
摺動部拐の製造には種々の材料が用いられている。
ット材、カム、バルブガイド、あるいはスリープなどの
摺動部拐の製造には種々の材料が用いられている。
しかし、近年の内−燃機関、例えばディーゼルエンジン
においては、環境保護の立場から、廃ガス規制が強制的
に実施されており、その対策とじてEGR(排気ガス還
流装置)機構が設けられているため、潤滑油の劣化が激
しくなるばかりでなく、潤滑油中に劣化生成物、すす、
さらに水分が発生混入するようになり、このような詐滑
油にさらされた場合、従来材料の摺動部材では、それ自
身の摩耗が救しく、かつ相手攻撃性も一段と増大するよ
うになるものであった。
においては、環境保護の立場から、廃ガス規制が強制的
に実施されており、その対策とじてEGR(排気ガス還
流装置)機構が設けられているため、潤滑油の劣化が激
しくなるばかりでなく、潤滑油中に劣化生成物、すす、
さらに水分が発生混入するようになり、このような詐滑
油にさらされた場合、従来材料の摺動部材では、それ自
身の摩耗が救しく、かつ相手攻撃性も一段と増大するよ
うになるものであった。
そこで、本発明名等は、上述のような観点から、それ自
身の耐摩耗性にすぐれ、かつ4目手攻撃性の低い材料を
得べく研究を行なった結果、乗気%で、Cr: 1〜1
5%、C:5〜20%、PおよびBのうちの1種または
2種、01〜2%、Ti:20〜55%を含有し、さら
に必要に応じて1〜4o、Nb、W。
身の耐摩耗性にすぐれ、かつ4目手攻撃性の低い材料を
得べく研究を行なった結果、乗気%で、Cr: 1〜1
5%、C:5〜20%、PおよびBのうちの1種または
2種、01〜2%、Ti:20〜55%を含有し、さら
に必要に応じて1〜4o、Nb、W。
V、およびZrのうちの1種または2種、02〜5係と
、Ni、 Co、 Cu、 およびMnのうちの1種ま
たは2種以上:05〜5%のいずれか、または両方を含
有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成。
、Ni、 Co、 Cu、 およびMnのうちの1種ま
たは2種以上:05〜5%のいずれか、または両方を含
有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成。
並びに主としてマルテンサイトからなる素地に、主とし
て炭化チタンと炭化クロムからなる硬質(目が微細均一
に分散した組織を有するFe−TiC系焼結材料は、苛
酷な条件下での使用に際しても、すぐれた耐摩耗性およ
び著しく低い相手攻撃性を示し、したがってこれらの特
性が要求される内燃機関の摺動部拐として使用した場合
に長期に亘ってすぐれた性能を発揮するという知見を得
たのである。
て炭化チタンと炭化クロムからなる硬質(目が微細均一
に分散した組織を有するFe−TiC系焼結材料は、苛
酷な条件下での使用に際しても、すぐれた耐摩耗性およ
び著しく低い相手攻撃性を示し、したがってこれらの特
性が要求される内燃機関の摺動部拐として使用した場合
に長期に亘ってすぐれた性能を発揮するという知見を得
たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、以下に成分組成を上記の通りに限定したJlj由を
説明する。
て、以下に成分組成を上記の通りに限定したJlj由を
説明する。
(at Cr
Cr成分には、素地に固溶し、これを強化するほか、C
成分と結合してビッカース硬さ:1200り上を有する
炭化クロムを形成し、もって材料の耐摩耗性を向上させ
る作用があるが、その含有量が]%未満では所望の耐摩
耗性を確保することができず、一方15%を越えて含有
させると相手攻撃性が急激に増大するようになることか
ら、その含有量・を1〜15%と定めた。
成分と結合してビッカース硬さ:1200り上を有する
炭化クロムを形成し、もって材料の耐摩耗性を向上させ
る作用があるが、その含有量が]%未満では所望の耐摩
耗性を確保することができず、一方15%を越えて含有
させると相手攻撃性が急激に増大するようになることか
ら、その含有量・を1〜15%と定めた。
(bl c
C成分には、素地に固溶して、これを強化すると共に、
Cr、およびTi(Tiは通常炭化チタンの形で原料
粉末として使用される)1 さらにMo、Nb。
Cr、およびTi(Tiは通常炭化チタンの形で原料
粉末として使用される)1 さらにMo、Nb。
W、V、およびZrと結合して硬い炭化物を形成して、
材料の耐摩耗性を向上させる作用があるが、その含有量
が5%未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方
20%を越えて含有させると、材料の脆化が著しくなる
ことから、その含有量を5〜20%と定めた。
材料の耐摩耗性を向上させる作用があるが、その含有量
が5%未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方
20%を越えて含有させると、材料の脆化が著しくなる
ことから、その含有量を5〜20%と定めた。
(C1’PおよびB
これらの成分には、焼結時に液相を発生させて焼結性を
向上させ、もって利料を緻密化するほか、素地に固溶し
て、なじみ性を向上させる作用があるが、その含有量が
0.1%未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方2%を越えて含有させると、利料の脆化が著しくなる
ことから、その含有量を01〜2%と定めた。
向上させ、もって利料を緻密化するほか、素地に固溶し
て、なじみ性を向上させる作用があるが、その含有量が
0.1%未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方2%を越えて含有させると、利料の脆化が著しくなる
ことから、その含有量を01〜2%と定めた。
(、il ’ri
T1成分は、主として炭化チタン(以ト’TiCで示す
)の形で素地中に存在して硬質相を形成するが、とのT
iCは、密度: 4.9 y/cA (比較的低密度〕
。
)の形で素地中に存在して硬質相を形成するが、とのT
iCは、密度: 4.9 y/cA (比較的低密度〕
。
ビッカース硬さ、約3200.融点: 3250℃の特
性をもつことから、それ自身のもつ高硬度によって材料
はすぐれた耐摩耗性をもつように々るばかりでなく、相
手部利との凝着性を緩和する作用があるので、材料のな
じみ性が一段と向上するようになるが、TiC含有量が
Tiiで20%未満(′1゛ユC量で25%未満)では
前記作用に所望の効果が得られず、一方同じ(’I’i
計で55%(’TiC/ 量で70%)を越えて含有させると、材料が脆イヒする
ようになることから、TiC含有量を、Tl量で20〜
55%と定めた。
性をもつことから、それ自身のもつ高硬度によって材料
はすぐれた耐摩耗性をもつように々るばかりでなく、相
手部利との凝着性を緩和する作用があるので、材料のな
じみ性が一段と向上するようになるが、TiC含有量が
Tiiで20%未満(′1゛ユC量で25%未満)では
前記作用に所望の効果が得られず、一方同じ(’I’i
計で55%(’TiC/ 量で70%)を越えて含有させると、材料が脆イヒする
ようになることから、TiC含有量を、Tl量で20〜
55%と定めた。
(el Mo、 Nb、 、w、 v、およびZrこれ
らの成分には、素地に固溶して、これを強化するほか、
C成分と結合して硬い炭化物を形成し、もって材料の耐
摩耗性を一段と向上させる4作用があるので、特により
一層の耐摩耗性が要求される場合に必要に応じて含有さ
れるが、その含有量が02%未満では所望の耐摩耗性向
上効果力\得られず、一方5%を越えて含有させると相
手攻撃性が急激に増大するようになることから、その含
有量を02〜5%と定めた。
らの成分には、素地に固溶して、これを強化するほか、
C成分と結合して硬い炭化物を形成し、もって材料の耐
摩耗性を一段と向上させる4作用があるので、特により
一層の耐摩耗性が要求される場合に必要に応じて含有さ
れるが、その含有量が02%未満では所望の耐摩耗性向
上効果力\得られず、一方5%を越えて含有させると相
手攻撃性が急激に増大するようになることから、その含
有量を02〜5%と定めた。
(f) Ni、 Co、 Cu、 およびMnこれ
らの成分には、素地に固溶して、材料の、靭性を一段と
向上させる作用があるので、特に靭性が要求される場合
に必要に応じて含有されるが、その含有量が05%未満
では所望の靭性向上効果が得られず、一方5%を越えて
含有はせてもより一層の靭性向上効果は現われないこと
から、その含有量を05〜5%と定めた。
らの成分には、素地に固溶して、材料の、靭性を一段と
向上させる作用があるので、特に靭性が要求される場合
に必要に応じて含有されるが、その含有量が05%未満
では所望の靭性向上効果が得られず、一方5%を越えて
含有はせてもより一層の靭性向上効果は現われないこと
から、その含有量を05〜5%と定めた。
なお、この発明の材料においては、材料の密度比が90
%未満では、素地の強度が低く、かつ大きな空孔が存在
するようになり、この空孔のもつ切欠効果によって素地
が破壊されやすくなって、ピッチング摩耗が発生しやす
くなることから、90係以」二の密度比をもつことが望
ましく、また硬′招相の割へか面積率で30%未満では
所望のすぐれた耐摩耗性を確保することができないこと
から。
%未満では、素地の強度が低く、かつ大きな空孔が存在
するようになり、この空孔のもつ切欠効果によって素地
が破壊されやすくなって、ピッチング摩耗が発生しやす
くなることから、90係以」二の密度比をもつことが望
ましく、また硬′招相の割へか面積率で30%未満では
所望のすぐれた耐摩耗性を確保することができないこと
から。
硬質相が素地中に面積率で30%以上存在するのが望ま
しい。さらに素地のマルテンサイトも、所望の耐摩耗性
を確保するためには面積率で60%以−Lを占めること
が望ましい。
しい。さらに素地のマルテンサイトも、所望の耐摩耗性
を確保するためには面積率で60%以−Lを占めること
が望ましい。
つぎに、この発明の焼結材料を実施例により具体的に説
明する。
明する。
実施例
原料粉末として、粒度−100meshのアトマイズF
e−Cr合金(Cr:12.5%含有)粉末、同一10
0meshの高炭素Fe−Cr合金(Cr: 60%含
有)粉末、同一250 meshのTiC(C:20%
含有)25.7%含有)粉末、同一200 meshの
Fe−B合金(3:20%含有)粉末、りん片状黒鉛粉
末。
e−Cr合金(Cr:12.5%含有)粉末、同一10
0meshの高炭素Fe−Cr合金(Cr: 60%含
有)粉末、同一250 meshのTiC(C:20%
含有)25.7%含有)粉末、同一200 meshの
Fe−B合金(3:20%含有)粉末、りん片状黒鉛粉
末。
粒度’−350meshのMO粉末、 −200’m
eshのFe−Nb合金(Nb:15%含有)粉末、
−200meshのFe−■合金(V:’70%含有
)粉末、いずれも平均粒径:10μmのW粉末、 Ni
粉末、およびCO粉末1粒度−200meshのCu粉
末、同一200meshのFe−Zr合金(Zr:60
%含有)粉末、同一200mes bのFe−Mn合金
(Mnニア8%含有)粉末を用意し、これら原料粉末を
それぞれ第1表に示される−4′l 配合組成に配合し、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛:0
.5qbを加えてV型ミキサーで混合した後、5 t、
on/cnt の圧力で圧粉体に成形し、ついで前記
圧粉体を、真空中または還元性雰囲気中、1000〜1
250℃の温度範囲内の所定温度に60分間作漬して焼
結し、真空焼結の場合は、焼結後、温度二1000℃か
ら強制空冷して焼入れし、また還元性雰囲気焼結の場合
は、焼結後、滲炭性雰囲気とし、870℃の温度に冷却
した時点で油焼入れを行なうことによって、実質的に配
合組成と同一の組成を有し、かつ同じく第1表に示され
る組織および密度比をもった本発明焼結材料1〜33お
よび比較焼結材料1〜6をそれぞれ製造した。
eshのFe−Nb合金(Nb:15%含有)粉末、
−200meshのFe−■合金(V:’70%含有
)粉末、いずれも平均粒径:10μmのW粉末、 Ni
粉末、およびCO粉末1粒度−200meshのCu粉
末、同一200meshのFe−Zr合金(Zr:60
%含有)粉末、同一200mes bのFe−Mn合金
(Mnニア8%含有)粉末を用意し、これら原料粉末を
それぞれ第1表に示される−4′l 配合組成に配合し、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛:0
.5qbを加えてV型ミキサーで混合した後、5 t、
on/cnt の圧力で圧粉体に成形し、ついで前記
圧粉体を、真空中または還元性雰囲気中、1000〜1
250℃の温度範囲内の所定温度に60分間作漬して焼
結し、真空焼結の場合は、焼結後、温度二1000℃か
ら強制空冷して焼入れし、また還元性雰囲気焼結の場合
は、焼結後、滲炭性雰囲気とし、870℃の温度に冷却
した時点で油焼入れを行なうことによって、実質的に配
合組成と同一の組成を有し、かつ同じく第1表に示され
る組織および密度比をもった本発明焼結材料1〜33お
よび比較焼結材料1〜6をそれぞれ製造した。
なお、比較焼結材料1〜6は、いずれも構成成分のうち
のいずれかの成分含有量(第1表に※印を付したもの)
がこの発明の範囲から外れた組成をもつものである。
のいずれかの成分含有量(第1表に※印を付したもの)
がこの発明の範囲から外れた組成をもつものである。
ついで、この結果得られた本発明焼結材料1〜33およ
び比較焼結材料1〜6から、自動車エンジンのロッカー
アームのバット面に適合したチップ材を製作し、このチ
ップ材を、ロッカーアーム鋳造時に鋳包み、とのAQ合
金製ロッカーアームを4気筒OHCエンソンに組込み、
使用オイル:、5AEIOW劣化油9回転数二850
r、p、mo、 +運転時間:200時間の条件で耐摩
耗性試験を行ない、ロッカーアームのバット面、および
相手部材たるチル鋳物(C:3.5%、Si:2%、M
n:0.7%、Cr:0.8%、P:0.2%含有の鋳
鉄)製カムの摩耗量を測定した。これらの結果を第2表
に示した。第2表には前記チップ材を前記組成の鋳鉄の
チル鋳物とした場合の結果も示した。
び比較焼結材料1〜6から、自動車エンジンのロッカー
アームのバット面に適合したチップ材を製作し、このチ
ップ材を、ロッカーアーム鋳造時に鋳包み、とのAQ合
金製ロッカーアームを4気筒OHCエンソンに組込み、
使用オイル:、5AEIOW劣化油9回転数二850
r、p、mo、 +運転時間:200時間の条件で耐摩
耗性試験を行ない、ロッカーアームのバット面、および
相手部材たるチル鋳物(C:3.5%、Si:2%、M
n:0.7%、Cr:0.8%、P:0.2%含有の鋳
鉄)製カムの摩耗量を測定した。これらの結果を第2表
に示した。第2表には前記チップ材を前記組成の鋳鉄の
チル鋳物とした場合の結果も示した。
第2表に示される結果から、本発明焼結材料1〜33は
、従来チル鋳物に比して、いずれもすぐれた耐摩耗性を
有し、しかも相手攻撃性も著しく低いものでらるのに対
して、比較焼結材料1〜6に見られるように構成成分の
うちのいずれかの成分含有量がこの発明の範囲から外れ
ると、前記の両特性のうちの少なくともいずれかの特性
が劣ったものになることが明らかである。
、従来チル鋳物に比して、いずれもすぐれた耐摩耗性を
有し、しかも相手攻撃性も著しく低いものでらるのに対
して、比較焼結材料1〜6に見られるように構成成分の
うちのいずれかの成分含有量がこの発明の範囲から外れ
ると、前記の両特性のうちの少なくともいずれかの特性
が劣ったものになることが明らかである。
上述のように、この発明のFe−TiC基焼結拐料材料
すぐれた耐摩耗性を有すると共に、相手攻撃性の著しく
低いものであるので、特に苛酷な条件下での使用を予義
なくされつつある内燃機関の摺動部拐として用いた場合
に、すぐれた性能を長期に亘って安定的に発揮するもの
である。
すぐれた耐摩耗性を有すると共に、相手攻撃性の著しく
低いものであるので、特に苛酷な条件下での使用を予義
なくされつつある内燃機関の摺動部拐として用いた場合
に、すぐれた性能を長期に亘って安定的に発揮するもの
である。
出願人 三菱金属株式会社
Claims (4)
- (1) Cr: 1〜15 %、 C: 5〜20
%、 PおよびBのうちの1種または2種:01〜
2%、T1:20〜55チを含有し、残りがFeと不可
避不純物からなる組成(以上重量%)、並びに主として
マルテンサイトからなる素地に、主として炭イヒチタン
と炭化クロムからなる硬質相カー微細均一に分散した組
織を有することを特徴とする内燃機関の摺動部材用11
i’6−TiC系焼結材料。 - (2) Cr : 1〜15 % + C: 5〜
20 % 、PおよびBのうちの1種または2種:0.
1〜2%、Ti:20〜5’5%を含有し、さらにMo
、Nb、 W、 V。 およびZrのうちの1種または2種以上二0.2〜5チ
を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成(以
上重量%)、並びに主としてマルテンサイトからなる素
地に、主として炭化チタンと炭化クロムからなる硬質相
が微細均一に分散した組織を有することを特徴とする内
燃機関の摺動部材用Fe−TiC系焼結材料。 - (3) Cr: 1−15%、C:5〜20%、Pお
よびBのうちの1種または2種:01〜2%、Ti:2
0〜55%を含有し、さらにNi、 Co、 Cu、お
よびMnのうちの1種または2種以上:0.5〜5係を
含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成(以上
重量%)、並びに主としてマルテンサイトからなる素地
に、主として炭化チタンと炭化クロムからなる硬質相が
微細均一に分散した組織を有することを特徴とする内燃
機関の摺動部材用Fe−TiC系焼結材料。 - (4) Cr: 1〜15%、C;5〜20%、Pお
よびBのうちの1種または2種:01〜2%、T1゜2
0〜55%を含有し、さらにMo、Nb、 w、
v。 およびZrのうちの1種または2種以上:02〜5係と
、 Ni、 Co、 Co、およびMnのうちの1種ま
たは2種以」二、05〜5%を含有し、残りがFeと不
可避不純物からなる組成(以上重量%)、並びに主とし
てマルテンサイトからなる素地に、主として炭イヒチタ
ンと炭化クロムからなる硬質相が微細均一に分散した組
織を有することを特徴とする内燃機関の摺動部材用Fe
−TiC系焼結材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19054682A JPS5982508A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 内燃機関の摺動部材用Fe−TiC系焼結材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19054682A JPS5982508A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 内燃機関の摺動部材用Fe−TiC系焼結材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5982508A true JPS5982508A (ja) | 1984-05-12 |
JPH0333891B2 JPH0333891B2 (ja) | 1991-05-20 |
Family
ID=16259875
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19054682A Granted JPS5982508A (ja) | 1982-10-29 | 1982-10-29 | 内燃機関の摺動部材用Fe−TiC系焼結材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5982508A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4708029A (en) * | 1984-09-11 | 1987-11-24 | Nippon Piston Ring Co., Ltd. | Camshaft |
EP1482190A3 (en) * | 2003-05-27 | 2006-12-13 | Nissan Motor Company, Limited | Rolling element |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57203753A (en) * | 1981-06-09 | 1982-12-14 | Nippon Piston Ring Co Ltd | Abrasion resistant member for internal combustion engine |
-
1982
- 1982-10-29 JP JP19054682A patent/JPS5982508A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57203753A (en) * | 1981-06-09 | 1982-12-14 | Nippon Piston Ring Co Ltd | Abrasion resistant member for internal combustion engine |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4708029A (en) * | 1984-09-11 | 1987-11-24 | Nippon Piston Ring Co., Ltd. | Camshaft |
EP1482190A3 (en) * | 2003-05-27 | 2006-12-13 | Nissan Motor Company, Limited | Rolling element |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0333891B2 (ja) | 1991-05-20 |
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