JPS6059281B2 - 高い気密性と耐摩耗性とを有する焼結合金製シリンダライナ等の製造方法 - Google Patents
高い気密性と耐摩耗性とを有する焼結合金製シリンダライナ等の製造方法Info
- Publication number
- JPS6059281B2 JPS6059281B2 JP11337977A JP11337977A JPS6059281B2 JP S6059281 B2 JPS6059281 B2 JP S6059281B2 JP 11337977 A JP11337977 A JP 11337977A JP 11337977 A JP11337977 A JP 11337977A JP S6059281 B2 JPS6059281 B2 JP S6059281B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wear resistance
- cylinder liner
- sintered
- powder
- cylinder liners
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- 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.)
- Expired
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は内燃機関や圧縮機製に用いられるすぐれた気
密性と耐摩耗性とを有する焼結合金製のシリンダライナ
及びスリーブ（以下シリンダライナ等と言う）に関する
ものである。
密性と耐摩耗性とを有する焼結合金製のシリンダライナ
及びスリーブ（以下シリンダライナ等と言う）に関する
ものである。
従来のシリンダライナ等はそのほとんどが鋳鉄く、ま
た機械加工代が多く省資源の面でも時流に逆行するもの
であり、これに代るシリンダライナ等が嘱望されている
。
た機械加工代が多く省資源の面でも時流に逆行するもの
であり、これに代るシリンダライナ等が嘱望されている
。
さらにこれら鋳鉄製シリンダライナ等では機械加工の
最終工程でホーニング仕上げを行うのが通例であるが通
常このホーニング仕上げの条痕によつて摺動面に潤滑油
の供給保持を促すのであるが、逆にこのホーニング仕上
げの程度如何によつては潤滑油供給過多となり油消費率
を増大させる原因になつたり、あるいはホーニング綾目
交点での材料基地の’’まくれ’’が使用時脱落しアブ
レーシブ摩耗を促進させる原因にもなつている。
最終工程でホーニング仕上げを行うのが通例であるが通
常このホーニング仕上げの条痕によつて摺動面に潤滑油
の供給保持を促すのであるが、逆にこのホーニング仕上
げの程度如何によつては潤滑油供給過多となり油消費率
を増大させる原因になつたり、あるいはホーニング綾目
交点での材料基地の’’まくれ’’が使用時脱落しアブ
レーシブ摩耗を促進させる原因にもなつている。
このため昨今ではこのホーニング仕上げの最終段階でダ
イヤモンドホーニングやラバーホーニングにより改善し
ようとしているが不十分である上に加工工数の増加によ
り非経済性を来たしている。 一般に粉末冶金法ては焼
結材に空孔が存在する。この空孔は通常油溜りとなり焼
結材の耐摩耗性の向上に効果を示すものである。しかし
シリンダライナ等においては一般に不完全潤滑状態下で
の摺動であり、かかる場合この空孔の油溜り作用の効果
は少なく、逆にホーニング加工等によりこの空孔の開放
部分が閉塞されることもある。さらにこの空孔の存在の
ためブローバイ排出ガス量が著しく増加し機関の正常な
性能が保てなくなる。本発明に係る焼結合金製シリンダ
ライナ等は上記の点に鑑み、気密性にすぐれ耐摩耗性に
もすぐれた特性をもつ焼結合金製シリンダライナ等の製
造方法に関するものである。即ち本発明は、重量比で 残部がＦｅ及び不純物の組成を有する焼結合金粉末を所
定の形状並びに寸法を有する金型内でシリンダライナ等
の素材として圧縮成形する工程、該成形体を焼結する工
程、得られた焼結体にＣｕ又はＣｕ基合金を溶浸させる
工程、溶浸した焼結体を所定のシリンダライナ等の形状
寸法に機械加工する工程、及び機械加工後の該シリンダ
ライナ等の内周面を電解研摩によつて仕上け前記の溶浸
したＣｕ又はＣｕ基合金を内周面に露出させる工程より
なる焼結合金製シリンダライナ等の製造方法一を提供し
ようとするものである。
イヤモンドホーニングやラバーホーニングにより改善し
ようとしているが不十分である上に加工工数の増加によ
り非経済性を来たしている。 一般に粉末冶金法ては焼
結材に空孔が存在する。この空孔は通常油溜りとなり焼
結材の耐摩耗性の向上に効果を示すものである。しかし
シリンダライナ等においては一般に不完全潤滑状態下で
の摺動であり、かかる場合この空孔の油溜り作用の効果
は少なく、逆にホーニング加工等によりこの空孔の開放
部分が閉塞されることもある。さらにこの空孔の存在の
ためブローバイ排出ガス量が著しく増加し機関の正常な
性能が保てなくなる。本発明に係る焼結合金製シリンダ
ライナ等は上記の点に鑑み、気密性にすぐれ耐摩耗性に
もすぐれた特性をもつ焼結合金製シリンダライナ等の製
造方法に関するものである。即ち本発明は、重量比で 残部がＦｅ及び不純物の組成を有する焼結合金粉末を所
定の形状並びに寸法を有する金型内でシリンダライナ等
の素材として圧縮成形する工程、該成形体を焼結する工
程、得られた焼結体にＣｕ又はＣｕ基合金を溶浸させる
工程、溶浸した焼結体を所定のシリンダライナ等の形状
寸法に機械加工する工程、及び機械加工後の該シリンダ
ライナ等の内周面を電解研摩によつて仕上け前記の溶浸
したＣｕ又はＣｕ基合金を内周面に露出させる工程より
なる焼結合金製シリンダライナ等の製造方法一を提供し
ようとするものである。
斯くすることによりＣｕ又はＣｕ基合金はこの溶浸によ
り焼結素材の空孔に充填され焼結素材の気密性を著しく
向上せしめる効果がある。さらにＣｕが境界潤滑状態下
で耐スカツフイング性を向上させ、摺動時にこのＣｕ部
分が先に摩耗しそこが遂次油溜りの効果を発揮する。溶
浸材としてはＣｕの他にＣｕ−Ｆｅ一Ｍｎ−Ｃ等の公知
のＣｕ基合金が使用出来る。次いてこのＣｕ等を溶浸し
た焼結素材を精密機械加工て所定の形状寸法に仕上げる
がこの機械加工は従来の鋳鉄材に比べると取代が大幅に
減少するため著しく少ない工程数で達成出来る。しかし
従来のように最終工程としてホーニング加工を施したの
では特に焼結体の空孔部エッヂの“゜かえり゛“゜かぶ
り゛等によつて空孔部が閉塞され先に溶浸したＣｕ又は
Ｃｕ基合金の特に潤滑効果を抹殺してしまう。そのため
、本発明における特徴の１つてある電解研摩を行う。こ
の電解研摩は寸法上の矯正が主目的でなく前工程加工時
に生じた空孔エッヂ部の゜゜かえり゛゛゜かぶり゛を除
去し溶浸したＣｕ又はＣｕ基合金の本来の機能を十二分
に発揮せしめることにある。これによりシリンダライナ
等の内周摺動面はアブレシーブ摩耗の原因となる加工に
よる゛かえり゛゛かぶり゛が除去されＣｕ又Ｃｕ基合金
の溶浸部が露出し十分な気密性と耐スカツフイング性、
耐摩耗性を付与することが可能となる。次に本発明にお
ける組成の限定理由を示す。本発明に係るシリンダライ
ナ等においてＣはＦｅに固溶しパーライトマトリックス
を形成するに必要な元素であるが０．５％未満ではフェ
ライトの析出が多く耐摩耗性の低下を来たす。
り焼結素材の空孔に充填され焼結素材の気密性を著しく
向上せしめる効果がある。さらにＣｕが境界潤滑状態下
で耐スカツフイング性を向上させ、摺動時にこのＣｕ部
分が先に摩耗しそこが遂次油溜りの効果を発揮する。溶
浸材としてはＣｕの他にＣｕ−Ｆｅ一Ｍｎ−Ｃ等の公知
のＣｕ基合金が使用出来る。次いてこのＣｕ等を溶浸し
た焼結素材を精密機械加工て所定の形状寸法に仕上げる
がこの機械加工は従来の鋳鉄材に比べると取代が大幅に
減少するため著しく少ない工程数で達成出来る。しかし
従来のように最終工程としてホーニング加工を施したの
では特に焼結体の空孔部エッヂの“゜かえり゛“゜かぶ
り゛等によつて空孔部が閉塞され先に溶浸したＣｕ又は
Ｃｕ基合金の特に潤滑効果を抹殺してしまう。そのため
、本発明における特徴の１つてある電解研摩を行う。こ
の電解研摩は寸法上の矯正が主目的でなく前工程加工時
に生じた空孔エッヂ部の゜゜かえり゛゛゜かぶり゛を除
去し溶浸したＣｕ又はＣｕ基合金の本来の機能を十二分
に発揮せしめることにある。これによりシリンダライナ
等の内周摺動面はアブレシーブ摩耗の原因となる加工に
よる゛かえり゛゛かぶり゛が除去されＣｕ又Ｃｕ基合金
の溶浸部が露出し十分な気密性と耐スカツフイング性、
耐摩耗性を付与することが可能となる。次に本発明にお
ける組成の限定理由を示す。本発明に係るシリンダライ
ナ等においてＣはＦｅに固溶しパーライトマトリックス
を形成するに必要な元素であるが０．５％未満ではフェ
ライトの析出が多く耐摩耗性の低下を来たす。
又２．０％を超えるとセメンタイトの発達が顕著となり
、さらに黒鉛も多量に残留し強度の低下を来たすので０
．５〜２．０％とする。ＭＯ又はＣｒは、いづれも焼結
材に特に高温強度を付与するとともに耐摩耗性に必要な
硬質相を析出させる元素であり０．１％未満ではその効
果が現れず５．０％を超えると添加量に比し大幅な効果
の向上が期特出来ない上に硬質相の析出が過多となり加
工性の低下を来たす。
、さらに黒鉛も多量に残留し強度の低下を来たすので０
．５〜２．０％とする。ＭＯ又はＣｒは、いづれも焼結
材に特に高温強度を付与するとともに耐摩耗性に必要な
硬質相を析出させる元素であり０．１％未満ではその効
果が現れず５．０％を超えると添加量に比し大幅な効果
の向上が期特出来ない上に硬質相の析出が過多となり加
工性の低下を来たす。
よつてＭＯ又はＣｒのいづれか一方もしくは双方で０．
１〜５．０％とした。Ｎｉ又はＣｕはいづれも材料基地
を強化し耐熱性、耐摩耗性、強度の面で総合的に寄与す
る元素であるが０．１％未満ではその効果が現れず５．
０％を超すとマトリックスのマルテンサイト化、あるい
は未固溶粒子の残留等組織上の不均一が顕著になるので
Ｎｌ又はＣｕのいづれか一方もしくは双方て０．１〜５
．０％とした。以下実施例について説明する。
１〜５．０％とした。Ｎｉ又はＣｕはいづれも材料基地
を強化し耐熱性、耐摩耗性、強度の面で総合的に寄与す
る元素であるが０．１％未満ではその効果が現れず５．
０％を超すとマトリックスのマルテンサイト化、あるい
は未固溶粒子の残留等組織上の不均一が顕著になるので
Ｎｌ又はＣｕのいづれか一方もしくは双方て０．１〜５
．０％とした。以下実施例について説明する。
試料ＮＯｌ：従来の鋳鉄材
Ｔ．Ｃ３．４％Ｓｉ２．３％ＭｎＯ．８％ＰＯ．
２％ＳＯ．Ｏ２％ 残部Ｆｅこの鋳鉄材を所 定
のシリンダライナの形状寸法に機械 加工し、さ
らにその後ホーニング加工 によつてその内周面
を仕土げた。
２％ＳＯ．Ｏ２％ 残部Ｆｅこの鋳鉄材を所 定
のシリンダライナの形状寸法に機械 加工し、さ
らにその後ホーニング加工 によつてその内周面
を仕土げた。
試料ＮＯ．２：焼結比較材
Ｃ粉１．２％ＦｅＭＯ粉２％ＦｅＣｒ粉２
％Ｃｕ粉２％残部としてのＦｅ粉を混 合し５
ｔ／Ｃ７ｌｌで圧縮成形し１１３０℃３紛還 元
性ガス雰囲気中で焼結した。
％Ｃｕ粉２％残部としてのＦｅ粉を混 合し５
ｔ／Ｃ７ｌｌで圧縮成形し１１３０℃３紛還 元
性ガス雰囲気中で焼結した。
得られ た焼結体の組成はＣｌ．Ｏ％ＭＯｌ．３
％ Ｃｒｌ．４％ＣＵ２．Ｏ％残部Ｆｅであつた。
） この焼結体を所定のシリンダライナの
形状寸法に機械加工し、さらにその後 ホ
ーニング加工によつてその内周面を 仕上げた。
試料ＮＤ３：焼結比較材 試料ＮＯ．２の焼結体にその理論空孔比の ８
０％に相当する純Ｃｕを１１００空Ｃ３扮還 元性
ガス雰囲気中で溶浸しその後所定 のシリンダライ
ナの形状寸法に機械加 工を施した。
％ Ｃｒｌ．４％ＣＵ２．Ｏ％残部Ｆｅであつた。
） この焼結体を所定のシリンダライナの
形状寸法に機械加工し、さらにその後 ホ
ーニング加工によつてその内周面を 仕上げた。
試料ＮＤ３：焼結比較材 試料ＮＯ．２の焼結体にその理論空孔比の ８
０％に相当する純Ｃｕを１１００空Ｃ３扮還 元性
ガス雰囲気中で溶浸しその後所定 のシリンダライ
ナの形状寸法に機械加 工を施した。
さらにその後ホーニング 加工によつてその内周面
を仕上げた。試料ＮＯ．４：本発明材 Ｃ粉１．２
％ＦｅＭＯ粉２％Ｃｕ粉２％ 残部としてのＦｅ
粉を混合し５ｔ／Ｃｌｔで圧縮成形し１１３０℃３紛還
元性ガス雰 囲気中で焼結した。
を仕上げた。試料ＮＯ．４：本発明材 Ｃ粉１．２
％ＦｅＭＯ粉２％Ｃｕ粉２％ 残部としてのＦｅ
粉を混合し５ｔ／Ｃｌｔで圧縮成形し１１３０℃３紛還
元性ガス雰 囲気中で焼結した。
得られた焼結体の 組成はＣｌ．ｌ％ＭＯｌ．２％
ＣＵｌ．９％残 部Ｆｅであつた。次いでこの焼結
体に その理論空孔比の８０％に相当する純 Ｃ
ｕを１１００℃３０分還元性ガス雰囲気中 で溶浸
しその後所定のシリンダライナ の形状寸法に機械
加工を施した。さら にその後電解研摩によつてそ
の内周面 を仕上げた。試料ＮＯ．５：本発明材
Ｃ粉１．２％ＦｅＭＯ粉２％ＦｅＣｒ粉２ ％
Ｃｕ粉２％Ｎ１粉２％ 残部とし てのＦｅ粉を混
合し５ｔ／ＣＦｌｆて圧縮成形 し１１３０℃３紛
還元性ガス雰囲気中て焼 結した。
ＣＵｌ．９％残 部Ｆｅであつた。次いでこの焼結
体に その理論空孔比の８０％に相当する純 Ｃ
ｕを１１００℃３０分還元性ガス雰囲気中 で溶浸
しその後所定のシリンダライナ の形状寸法に機械
加工を施した。さら にその後電解研摩によつてそ
の内周面 を仕上げた。試料ＮＯ．５：本発明材
Ｃ粉１．２％ＦｅＭＯ粉２％ＦｅＣｒ粉２ ％
Ｃｕ粉２％Ｎ１粉２％ 残部とし てのＦｅ粉を混
合し５ｔ／ＣＦｌｆて圧縮成形 し１１３０℃３紛
還元性ガス雰囲気中て焼 結した。
得られた焼結体の組成は Ｃｌ．ｌ％ＭＯｌ．３％Ｃ
ｒｌ．４％ＣＵ２％ Ｎｉｌ．９％残部Ｆｅであつた
。
ｒｌ．４％ＣＵ２％ Ｎｉｌ．９％残部Ｆｅであつた
。
次いでこの 焼結体にその理論空孔比の８０％に相
当 するＣＵ−５％Ｆｅ混合々金を１１００′Ｃ３
Ｏ分還元性ガス雰囲気中で溶浸し試料ＮＯ．．４と同様
に仕上げた。得られた各試料の諸特性及び大越式摩耗試
験機を用いて摩擦速度１，４，７ｒｒＬ／″Ｓ荷重６．
４ｋ９、摩擦距離２００ｒｒＬ，乾式の実験条件ての耐
摩耗性テストの結果は第１表の通りであつた。
当 するＣＵ−５％Ｆｅ混合々金を１１００′Ｃ３
Ｏ分還元性ガス雰囲気中で溶浸し試料ＮＯ．．４と同様
に仕上げた。得られた各試料の諸特性及び大越式摩耗試
験機を用いて摩擦速度１，４，７ｒｒＬ／″Ｓ荷重６．
４ｋ９、摩擦距離２００ｒｒＬ，乾式の実験条件ての耐
摩耗性テストの結果は第１表の通りであつた。
又各々の試料によるシリンダライナを
１６０ＰＳ６２０『６気筒ボア１１『 Ｘストローク１
２０？のディーゼルエンジンに各試料別に組付け２００
０ｒｐｍ全負荷運転時のブローバイガス排出量による気
密性を比較した結果は第２表の通りであつた。
２０？のディーゼルエンジンに各試料別に組付け２００
０ｒｐｍ全負荷運転時のブローバイガス排出量による気
密性を比較した結果は第２表の通りであつた。
以上の結果から明らかな如く、本発明に係る試料ＮＯ．
４，ＮＯ．５のシリンダライナは十分な気密性を有する
上にその内周面は電解研摩によりＣｕ又はＣｕ基合金が
溶浸した空孔が開孔し不完全潤滑状態下でも十分な耐摩
耗性を示し、この耐摩耗性は従来の鋳鉄材シリンダライ
ナにくらべてもすぐれたものであり、さらに機械的強度
の面でも大幅な向上を示す副次効果もある。
４，ＮＯ．５のシリンダライナは十分な気密性を有する
上にその内周面は電解研摩によりＣｕ又はＣｕ基合金が
溶浸した空孔が開孔し不完全潤滑状態下でも十分な耐摩
耗性を示し、この耐摩耗性は従来の鋳鉄材シリンダライ
ナにくらべてもすぐれたものであり、さらに機械的強度
の面でも大幅な向上を示す副次効果もある。
なお本発明におけるＭＯ又はＣｒの添加方法はフェロア
ロイ粉末の形かあるいはＦｅ−ＭＯ（又はＣｒ）−Ｃ合
金粉の形かのいづれでも所期の目的が達成出来るもので
ある。
ロイ粉末の形かあるいはＦｅ−ＭＯ（又はＣｒ）−Ｃ合
金粉の形かのいづれでも所期の目的が達成出来るもので
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量比で Ｃ０．５〜２．０％ Ｍｏ又はＣｒのいずれか一方もしくは双方で０．１〜５
．０％Ｎｉ又はＣｕのいずれか一方もしくは双方で０．
１〜５．０％残部Ｆｅ及び不純物 の組成を有する焼結合金粉末を所定の形状並びに寸法を
有するシリンダライナ等の素材として圧縮成形する工程
、該成形体を焼結する工程、得られた焼結体にＣｕ又は
Ｃｕ基合金を溶浸させる工程、溶浸した焼結体を所定の
シリンダライナ等の形状寸法に機械加工する工程、及び
機械加工後の該シリンダライナ等の内周面を電解研摩に
よつて仕上げ前記の溶浸したＣｕ又はＣｕ基合金を内周
面に露出させる工程より成る高い気密性と耐摩耗性とを
有する焼結合金シリンダライナ等の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11337977A JPS6059281B2 (ja) | 1977-09-22 | 1977-09-22 | 高い気密性と耐摩耗性とを有する焼結合金製シリンダライナ等の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11337977A JPS6059281B2 (ja) | 1977-09-22 | 1977-09-22 | 高い気密性と耐摩耗性とを有する焼結合金製シリンダライナ等の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5447808A JPS5447808A (en) | 1979-04-14 |
| JPS6059281B2 true JPS6059281B2 (ja) | 1985-12-24 |
Family
ID=14610791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11337977A Expired JPS6059281B2 (ja) | 1977-09-22 | 1977-09-22 | 高い気密性と耐摩耗性とを有する焼結合金製シリンダライナ等の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6059281B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63223770A (ja) * | 1987-03-13 | 1988-09-19 | Hitachi Metals Ltd | 加熱定着装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5792104A (en) * | 1980-11-29 | 1982-06-08 | Daido Steel Co Ltd | Sintered metallic article and its production |
| CN103361538B (zh) * | 2013-07-18 | 2014-12-24 | 江苏爱吉斯海珠机械有限公司 | 气缸套合金铸铁的中频感应电炉熔炼方法及离心浇铸方法 |
-
1977
- 1977-09-22 JP JP11337977A patent/JPS6059281B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63223770A (ja) * | 1987-03-13 | 1988-09-19 | Hitachi Metals Ltd | 加熱定着装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5447808A (en) | 1979-04-14 |
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