JPS60121204A - 圧粉体への鉛溶浸方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は圧粉体への鉛溶湯方法に関し、焼結の分野に利
用するものである。

（従来技術） エンジンのバルブシートのような耐摩耗性を要求される
部品を焼結体で構成するにあたって、この部品に鉛を溶
浸させておき、鉛の潤滑性を利用して耐摩耗性の向上を
図る技術は知られている。

かかる鉛の溶浸に際して従来採用されている方法には、
圧粉体に鉛板を載置した状態で焼結処理を施し、この焼
結時に鉛を溶かして圧粉体の気孔に充填していく方法が
ある。しかし、この方法では、鉛の圧粉体に対する濡れ
性が悪いため、溶融した鉛が圧粉体からずれ落ち易く、
特に、圧粉体を搬送しながら焼結する場合、搬送時の振
動により、この溶融した鉛のずれ落ちという問題が顕著
となり、鉛が圧粉体に対して充分に溶浸されないことが
ある。

一方、他の鉛溶湯方法として、圧粉体を焼結後に鉛溶湯
中に入れて圧力含浸する方法があるが、焼結工程と溶浸
工程とが別になり、作業が面倒になる憾みがある。

（発明の目的） 本発明は、鉛を圧粉体へ焼結時に溶浸させるにあたって
、この鉛を圧粉体に拘束できるようにして鉛のずれ落ち
を防止し、鉛を圧粉体に対して高い充填率でもって確実
に溶浸できるようにしようとするものである。

（発明の構成〕 本発明にかかる圧粉体への鉛溶湯方法は、鉛粉と水ガラ
スとの混練物を用いることを特徴とするもので、この混
線物を圧粉体に塗布して乾燥せし□め、水分を除去した
状態で圧粉体を焼結することにより、鉛を圧粉体へ溶浸
せしめる構成である。

この場合、上記混練物における鉛粉の割合は７０〜５０
重量％である。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

圧粉体への鉛溶浸方法は、第１図に示す如く、鉛粉と水
ガラスとの混線物を圧粉体に塗布する第１工程、乾燥に
より混線物の水分を除去する第２工程、圧粉体の焼結と
鉛の溶浸を行なう第３工程がある。以下、上記各工程に
ついて順に詳述する。

−第１工程一 本工程の態様が第２図に示されている。同図において、
１は圧粉体、２は圧粉体１の上面に塗布した鉛粉と水ガ
ラスとの混線物である。圧粉体１は金属微粉末を密封ダ
イス等へ入れ、圧縮機で圧縮して所定の形状に成形した
ものである。混線物２は、鉛粉の割合を７０〜６０重量
％としたもので、本工程では水ガラスにより混線物２の
粘度を調整してこの混練物２の所定量を圧粉体１の上面
に塗布する。水ガラスとしては、例えば、５ｉ０２を５
θ〜１５重量部、Ｎａ２ｏを６０〜３０重量部、Ｈ２Ｏ
を７０〜７０重量部含むものを用いる。また、鉛粉の粒
度は乙θ〜２６θメソシュとする。

混練物２における鉛粉を１０〜６０重量％とするのは、
７０重量％未満では鉛粉の割合が少なすぎて、圧粉体１
の気孔へ／θθ％充填できる鉛量を確保するには、多量
の混線物を圧粉体１へ塗布しなければならず、塗布量に
も限界があって一結果的に鉛の絶対量が不足して充填効
率が下がり、逆に５０重量％を越えると鉛粉が水ガラス
成分によって充分に拘束されず、第３工程で溶融した鉛
がずれ落ち、圧粉体への充填効率が下がるからである。

鉛粉の粒度を乙θ〜２６θメソシーとするのは、乙０メ
ソシュよりも大では水ガラスに対してうまく拘束されず
、逆に２６０メンシユよりも小では水ガラス中で一部浮
遊したり、鉛粉の溶融が充分に行なわれないなどの不具
合があるからである。

−第２工程一 本工程では、第１工程における圧粉体１に混練物２を塗
布したものを乾燥炉環−＼入れて？θ℃程度の温度で加
熱処理を施して乾燥させ、混線物２の水分を除去する。

本工程での乾燥処理により、水ガラスは鉛粉を圧粉体１
に拘束した状態でポーラスなガラス状固形物となる。上
記乾燥処理は空気中で行なってもよいことはもちろんで
ある。なお、乾燥処理を第３工程の焼結炉で行なうこと
は、水分が焼結に悪影響を与えて好ましくない。

−第３工程一 本工程では、第２工程の乾燥処理を施した処理物を焼結
炉へ入れて加熱し、鉛粉を溶融させてガラス状固形物の
気孔から圧粉体１の気孔へ流下せしめ、鉛の圧粉体１へ
の溶浸を行ないつつ、圧粉体自身の焼結を行ない、第３
図に示す鉛を充填した焼結体３を得る。焼結体３の上面
に残る水ガラス成分は研磨等により除去する。焼結炉は
ＡＸガス雰囲気とする。

次に、実施例と従来例、比較例との鉛充填率および耐摩
耗性の比較につき、具体的な数値をあげて説明する。

〈実施例Ｉ〉 本例は水ガラスに鉛粉を７０重量％で添加してよく混練
し、この混線物を第７図に示すバルブシート４を得るた
め圧粉体に、鉛が圧粉体の気孔に／θ０％充填される量
で塗布し、２０℃で３時間の乾燥処理を施した後、ＡＸ
ガス雰囲気の焼結炉で７０６０℃で２θ分間の焼結およ
び鉛溶浸処理を施したものである。

鉛粉の粒度はノθθメツシー、圧粉体の金属微粉末の組
成は第１表のとおり、水ガラスの組成は第２表のとおり
である。また、圧粉体の気孔率は、７３％である。

第１表 第　２　表 〈実施例■〉 本例はａ練物における鉛粉の割合を２０重量％とした例
で、鉛粉の粒度、圧粉体および水ガラスの組成、乾燥処
理、焼結および鉛溶浸処理の各条件は実施例／と同じで
あり、また、混線物の塗布量は鉛が圧粉体の気孔に／θ
０％充填される量である。

〈従来例〉 本例は実施例／と同様の圧粉体にその気孔に対し１００
％充填される量の鉛板を載せ、実施例／と同様の条件で
焼結および鉛溶浸処理を施したものである。

く比較例〉 本例は混練物における鉛粉の割合を５重量％とした例で
、鉛粉の粒度、乾燥、焼結および溶浸の処理条件、圧粉
体および水ガラスの組成、混線物の塗布量の設定は実施
例と同じである。

−鉛充填率について− 上記各偶における鉛充横率の比較結果は第５図に示され
ている。

実施例Ｉ、■では、いずれも鉛充填率は７００％近くに
なっている。実施例Ｈの方が実施例Ｉよりも若干低い充
填率を示しているのは、鉛粉の割合が少なく、溶融した
鉛粉の流下が若干鈍るためと思われる。従来例では鉛充
填率が６θ％程度となっているが、これは溶融した鉛が
圧粉体から一部ずれ落ちたためと認められる。比較例で
は鉛充填率が２０％以下と低くなっているが、これは鉛
粉の割合が少なく混練物の塗布厚さが圧ぐなる関係で、
溶融した鉛が圧粉体へスムーズに流下しｔｌいためと思
われる。

しかして、上記実施例Ｉ、■と従来例との比較から、水
ガラス成分による鉛粉の拘束が鉛の充填率を高めるのに
大きく寄与していることがわかる。

−耐摩耗性について− 摩耗試験は、第７図に示すバルブシート４およびエンジ
ンバルブ５をバーナで加熱しながらエンジンバルブ５を
上下動せしめ、バルブシート４の座部６の巾Ｗの試験前
後における変位置を測定し、摩耗比（試験後の巾Ｗ／試
験前の巾Ｗ）を各偶についてみるものである。試験条件
は第３表のとおりで、バルブシート４は／乙００〜／！
？０θＣＣエンジンのものである。

第　３　表 試験結果は第６図に示されている。実施例Ｉ。

■では試験開始からの経過時間が７０〜６０時間におい
て、つまり、初期なじみ期間経過後、摩耗比は１０／６
程度でほとんど変化せず、７００％近く充填されている
鉛の潤滑作用によるバルブシートの耐摩耗性向上が認め
られる。また、この耐摩耗性向上にはバルブシート４に
一部充填されている水ガラス成分による潤滑作用も寄与
していると認められる。

これに対し、従来例（鉛充填率乙θ％程度）および比較
例（鉛充填率７７％程度）では試験開始から３θ時間経
過時までは摩耗比は比較的低いものの、３０時間経過し
たあたりから鉛なしの例と同様に摩耗比の増大が認めら
れ、実施例と従来例、比較例等との比較から鉛充填率の
相違が耐摩耗性に大きく影響していることがわかる。

なお、上記実施例は本発明をエンジンの）＜）レブシー
トに適用したものであるが、本発明が他の耐摩耗性を要
求される焼結体製部品に適用できることはもちろんであ
る。

（発明の効果） 本発明によれば、鉛粉を水ガラス成分により圧粉体に拘
束して焼結および溶浸処理を施すようにしたから、圧粉
体への鉛の溶浸率（充填率）が向上し、耐摩耗性の高い
焼結部品が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の処理工程図、第２図は混練物を塗
布した圧粉体の縦断面図、第３図は鉛を溶浸した焼結体
の縦断面図、第り図はバルブシートを示す断面図、第５
図は鉛充填率のグラフ図、第４図は摩耗比と試験経過時
間の関係を示すグラフ図である。 １・・・・・圧粉体、２・・・・・・混練物、３・・・
・・焼結体、４・・・・・バルブシート、５・・・・・
エンジンバルブ、６・・・・・・座部 第１図 １Ｎ２図　第３図 第４図 第５図 第６図 麿 止る 餘遁詩藺（ｈｏｕｒ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鉛粉と水ガラスとを混練して鉛粉の割合を７０〜
   ５０重量％とした混練物を圧粉体の上面に塗布し、混練
   物の水分を除去した後、圧粉体を焼結するとともに鉛を
   圧粉体に溶浸せしめることを特徴とする圧粉体への鉛溶
   湯方法。