JPS6126754A - 耐摩耗性に優れる複層シリンダ・ライナ - Google Patents
耐摩耗性に優れる複層シリンダ・ライナInfo
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- JPS6126754A JPS6126754A JP14660684A JP14660684A JPS6126754A JP S6126754 A JPS6126754 A JP S6126754A JP 14660684 A JP14660684 A JP 14660684A JP 14660684 A JP14660684 A JP 14660684A JP S6126754 A JPS6126754 A JP S6126754A
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- cast iron
- wear resistance
- graphite
- cylinder liner
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- 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
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- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、内面の耐摩耗性を大幅に向上させた複層シリ
ンダ・ライナに関する。
ンダ・ライナに関する。
〈従来の技術〉
従来、シリンダ・ライナは単層材質からなり、耐摩耗性
の向上の方策として １）材質中に炭化物を晶出させる。
の向上の方策として １）材質中に炭化物を晶出させる。
２）熱処理により内面を焼入れ硬化する。
が試みられている。しかしながら、１）項については、
材質の強靭性を劣化させるために限度があり、また、２
）項については、コストアンプ及び硬度の上昇に応じた
耐摩耗性が得られないという点で問題があった。
材質の強靭性を劣化させるために限度があり、また、２
）項については、コストアンプ及び硬度の上昇に応じた
耐摩耗性が得られないという点で問題があった。
そこで、シリンダ・ライナを複層化し、内層に耐、摩耗
性の゛良好な材質を用い、外層に強靭性のある材質を用
いて、紙上の問題の解決が図られている。
性の゛良好な材質を用い、外層に強靭性のある材質を用
いて、紙上の問題の解決が図られている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかしながら、近年、内燃機関（ディーゼル）において
、燃料費低減の見地から重質油の使用が増加しており、
それに伴いシリンダ・ライナ内面の大幅な耐摩耗性向上
の要望が強い。
、燃料費低減の見地から重質油の使用が増加しており、
それに伴いシリンダ・ライナ内面の大幅な耐摩耗性向上
の要望が強い。
く問題を解決するための手段〉
本発明は、紙上の問題点に鑑みなされたものであって、
内層の耐摩耗性を大きく向上させた複層シリンダ・ライ
ナを提供することを目的とし、そのための手段として、
芋虫状黒鉛鋳鉄（以下、Ｃ■鋳鉄と略称する。）、球状
黒鉛鋳鉄、黒鉛綱、マレアブル鋳鉄又は鋳鋼からなる外
層と、化学組成が重量％で、 Ｃ：２．５〜４．０％ Ｐ ： ０．０５〜１．５％
Ｓｔ ： ０．８〜２．５％ Ｓ：Ｏ，３％以下Ｍｎ
： ０．３ 〜１．５ ％ 及び下記の成分から選ばれる１種又は２種以上を含み、 Ｎｉ ： ２．５％以下 Ｓｎ ： ０．５％以下
Ｃｒ ： １．５％以下 Ｃｕ ： ４．０％以下
Ｍｏ ： ０．８％以下 Ｂ、 Ｔｉ、 ＶＳＮｂ、 Ｚｒの１種又は２種以上の
合計：１．０％以下 Ａβ・Ｃａ、 Ｂａ、 Ｓｒ、希土類元素の１種又は２
種以上の合計二０．２％以下 残部実質的にＦｅからなる特殊鋳鉄の基地中に、面積率
２〜１０％でＡＩ！、２０３粒子が埋入されてなる内層
とを溶着一体化する。
内層の耐摩耗性を大きく向上させた複層シリンダ・ライ
ナを提供することを目的とし、そのための手段として、
芋虫状黒鉛鋳鉄（以下、Ｃ■鋳鉄と略称する。）、球状
黒鉛鋳鉄、黒鉛綱、マレアブル鋳鉄又は鋳鋼からなる外
層と、化学組成が重量％で、 Ｃ：２．５〜４．０％ Ｐ ： ０．０５〜１．５％
Ｓｔ ： ０．８〜２．５％ Ｓ：Ｏ，３％以下Ｍｎ
： ０．３ 〜１．５ ％ 及び下記の成分から選ばれる１種又は２種以上を含み、 Ｎｉ ： ２．５％以下 Ｓｎ ： ０．５％以下
Ｃｒ ： １．５％以下 Ｃｕ ： ４．０％以下
Ｍｏ ： ０．８％以下 Ｂ、 Ｔｉ、 ＶＳＮｂ、 Ｚｒの１種又は２種以上の
合計：１．０％以下 Ａβ・Ｃａ、 Ｂａ、 Ｓｒ、希土類元素の１種又は２
種以上の合計二０．２％以下 残部実質的にＦｅからなる特殊鋳鉄の基地中に、面積率
２〜１０％でＡＩ！、２０３粒子が埋入されてなる内層
とを溶着一体化する。
〈実施例〉
次に本発明の実施例につき詳述する。
第１図は、本発明の複層シリンダ・ライナの構造を示す
横断面図であり、外Ｎａは、ＣＶ鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、
黒鉛綱、マレアプル鋳鉄又は鋳鋼。
横断面図であり、外Ｎａは、ＣＶ鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、
黒鉛綱、マレアプル鋳鉄又は鋳鋼。
が用いられ、一方向層は後に詳述するへβ：０３粒子が
埋入された特殊鋳鉄が用いられ、外層ａと内層すとは溶
着一体化して構成される。外層ａと内層すとの境界には
、両者′の中間的な組成の混合層ａ＋ｂが不可避的に生
じることになるが、もし使用目的によって問題となる場
合では、外１ｉｔａと内層すとの間に中間層を鋳込んで
対応することができる。
埋入された特殊鋳鉄が用いられ、外層ａと内層すとは溶
着一体化して構成される。外層ａと内層すとの境界には
、両者′の中間的な組成の混合層ａ＋ｂが不可避的に生
じることになるが、もし使用目的によって問題となる場
合では、外１ｉｔａと内層すとの間に中間層を鋳込んで
対応することができる。
前記外層として用いられるＣｖ鋳鉄等の好適な化学組成
（重量％）等を掲げれば次の通りである。
（重量％）等を掲げれば次の通りである。
（１） Ｃ■鋳鉄
Ｃ：２．６〜４．０％ ｐ：ｏ、ａ％以下Ｓｉ ：
１．０〜３．０％ Ｓ ： ０．０６％以下Ｍｎ ：
０．２〜１．０％ Ｍｇ ： ０．０１〜０．０５
％及び下記の成分から選ばれる１種又は２種以上を含み
、 Ｎｉ ： ２．５％以下 Ｔｉ ： ０．１％以下Ｃ
ｒ ： ０゜８％以下 希土類元素：０．１％以下Ｍ
ｏ ： ０．６％以下 Ｃｕ ： ４．０％以下Ｓｎ
： ０．３％以下 Ａ ｌｔ 、Ｃａ、 Ｂａｓ Ｓｒの１種又は２種以上
の合計：０．２％以下 残部実質的にＦｅからなり、芋虫状黒鉛とパーライト基
地を主体とする。
１．０〜３．０％ Ｓ ： ０．０６％以下Ｍｎ ：
０．２〜１．０％ Ｍｇ ： ０．０１〜０．０５
％及び下記の成分から選ばれる１種又は２種以上を含み
、 Ｎｉ ： ２．５％以下 Ｔｉ ： ０．１％以下Ｃ
ｒ ： ０゜８％以下 希土類元素：０．１％以下Ｍ
ｏ ： ０．６％以下 Ｃｕ ： ４．０％以下Ｓｎ
： ０．３％以下 Ａ ｌｔ 、Ｃａ、 Ｂａｓ Ｓｒの１種又は２種以上
の合計：０．２％以下 残部実質的にＦｅからなり、芋虫状黒鉛とパーライト基
地を主体とする。
尚、本化学組成は、特願昭５８−１４５４９５号の複層
シリンダ・ライナの外層材質と同様である。
シリンダ・ライナの外層材質と同様である。
（２）球状黒鉛鋳鉄
Ｃ：２．６〜４．０％ ｐ’：ｏ、ａ％以下Ｓｉ ：
１．５〜３．５％ Ｓ ： ０．０４％以下Ｍｎ
： ０．２〜１．０％ Ｍｇ ： ０．０２〜０．１
％及び下記の成分から選ばれる１種又は２種以上を含み
、 Ｎｉ ： ２．５％以下 Ｓｎ ： ０．３％以下Ｃ
ｒ ： ０．８％以下 希土類元素二０．１％以下Ｍ
ｏ ： ０．６％以下 Ｃｕ ： ４．０％以下Ａ
ｌ 、Ｃａ、 Ｂａ、 Ｓｒの１種又は２種以上の合計
：０．２％以下 残部実質的にＦｅかもなり、球状黒鉛とパーライト基地
を主体とする。
１．５〜３．５％ Ｓ ： ０．０４％以下Ｍｎ
： ０．２〜１．０％ Ｍｇ ： ０．０２〜０．１
％及び下記の成分から選ばれる１種又は２種以上を含み
、 Ｎｉ ： ２．５％以下 Ｓｎ ： ０．３％以下Ｃ
ｒ ： ０．８％以下 希土類元素二０．１％以下Ｍ
ｏ ： ０．６％以下 Ｃｕ ： ４．０％以下Ａ
ｌ 、Ｃａ、 Ｂａ、 Ｓｒの１種又は２種以上の合計
：０．２％以下 残部実質的にＦｅかもなり、球状黒鉛とパーライト基地
を主体とする。
尚、本化学組成は、特願昭５８−１４５４９６号の複層
シリンダ・ライナの外層材質と同様である。
シリンダ・ライナの外層材質と同様である。
（３）黒鉛綱
Ｃ： １．０〜２．０％ Ｐ：Ｑ、１％以下Ｓｉ ：
０．６〜３．０％ Ｓ：Ｑ、１％以下Ｍｎ ： ０
．２ 〜１．０ ％ 及び下記の成分から選ばれる１種又は２種以上を含み、 Ｎｉ ： ２．５％以下 Ｓｎ ： ０．３％以下Ｃ
ｒ ： １．０％以下 Ｃｕ ： ４．０％以下Ｍｏ
： １．０％以下 Ｔｉｓ Ｚｒ、希土類元素の１種又は１種以上の合計：
０．１％以下 Ａ Ｉ ５Ｃａｓ Ｂａｓ Ｓｒｓの１種又は２種以上
の合計：０．２％以下 残部実質的にＦｅからなり、はぼ球状の黒鉛と基地を主
体とする。
０．６〜３．０％ Ｓ：Ｑ、１％以下Ｍｎ ： ０
．２ 〜１．０ ％ 及び下記の成分から選ばれる１種又は２種以上を含み、 Ｎｉ ： ２．５％以下 Ｓｎ ： ０．３％以下Ｃ
ｒ ： １．０％以下 Ｃｕ ： ４．０％以下Ｍｏ
： １．０％以下 Ｔｉｓ Ｚｒ、希土類元素の１種又は１種以上の合計：
０．１％以下 Ａ Ｉ ５Ｃａｓ Ｂａｓ Ｓｒｓの１種又は２種以上
の合計：０．２％以下 残部実質的にＦｅからなり、はぼ球状の黒鉛と基地を主
体とする。
尚、本化学組成は、特願昭５８−１４５４９７号の複層
シリンダ・ライナの外層材質と同様である。
シリンダ・ライナの外層材質と同様である。
（４）マレアブル鋳鉄
Ｃ：２．Ｑ〜２．８％ Ｓ二０．２％以下Ｓｉ ：
０．７〜２．５％ Ｎｉ ： ３．０％以下Ｍｎ ：
０．３〜１．２％ Ｃｒ ： ０．１〜１．０％Ｐ
：０．２％以下 ＭＯ：０．１％以下残部実質的に
Ｆｅからなる。
０．７〜２．５％ Ｎｉ ： ３．０％以下Ｍｎ ：
０．３〜１．２％ Ｃｒ ： ０．１〜１．０％Ｐ
：０．２％以下 ＭＯ：０．１％以下残部実質的に
Ｆｅからなる。
尚、本化学組成は、特願昭５８．−２３０２１８号の複
層シリンダ・ライナの外層材質と同様である。
層シリンダ・ライナの外層材質と同様である。
（５）鋳鋼
Ｃ：０．１〜１．６％ ｐ：ｏ、ｔ％以下Ｓｉ：０．
１〜１．５％ Ｓ：Ｏ，ｔ％以下Ｍｎ ： ０．１〜
２．０％ 及び下記の成分から選ばれる１種又は２種以上を含み、 Ｎｉ ： ２．５％以下 Ｍｏ ： １．２％以下Ｃ
ｒ ： ３．０％以下 Ｃｕ ： ４．０％以下Ｔｔ
ｓ Ａ Ｉｌ、、 Ｚｒｓ Ｃａ、希土類元素の１種又
は２種以上の合計二０．２％以下 Ｎｂ、Ｖ、の１種又は２種の合計：２．０％以下残部実
質的にＰｅからなる。
１〜１．５％ Ｓ：Ｏ，ｔ％以下Ｍｎ ： ０．１〜
２．０％ 及び下記の成分から選ばれる１種又は２種以上を含み、 Ｎｉ ： ２．５％以下 Ｍｏ ： １．２％以下Ｃ
ｒ ： ３．０％以下 Ｃｕ ： ４．０％以下Ｔｔ
ｓ Ａ Ｉｌ、、 Ｚｒｓ Ｃａ、希土類元素の１種又
は２種以上の合計二０．２％以下 Ｎｂ、Ｖ、の１種又は２種の合計：２．０％以下残部実
質的にＰｅからなる。
尚、本化学組成は、特願昭５９−２６２９５号の複層シ
リンダ・ライナの外層材質と同様である。
リンダ・ライナの外層材質と同様である。
次に、前記外層と溶着一体化される内層の材質について
述べる。内層は、耐焼付性、耐摩耗性に優れた特殊鋳鉄
材質の基地中に、／１２０３粒子が埋入されたものであ
り、前記特殊鋳鉄材質の化学組成（重量％）は、下記の
理由により特定される。
述べる。内層は、耐焼付性、耐摩耗性に優れた特殊鋳鉄
材質の基地中に、／１２０３粒子が埋入されたものであ
り、前記特殊鋳鉄材質の化学組成（重量％）は、下記の
理由により特定される。
Ｃ：２．５〜４．０％
内層材質は耐焼付性、耐摩耗性を必要とし、そのために
は、よく延びた黒鉛と炭化物（Ｆｅ３ 、Ｃｒ複炭化物
、■炭化物等）が必要である。２．５％未満では、黒鉛
量、炭化物量のいずれも不足し、耐焼付性、耐摩耗性が
劣化する。一方４．０％を超えると、黒鉛、炭化物いず
れも多くなり過ぎて脆くなる。
は、よく延びた黒鉛と炭化物（Ｆｅ３ 、Ｃｒ複炭化物
、■炭化物等）が必要である。２．５％未満では、黒鉛
量、炭化物量のいずれも不足し、耐焼付性、耐摩耗性が
劣化する。一方４．０％を超えると、黒鉛、炭化物いず
れも多くなり過ぎて脆くなる。
Ｓｔ ： ０．８〜２．５％
Ｓｔは黒鉛化能を有し、黒鉛量と炭化物量の比率を決定
する重要な元素である。０．８％未満では黒鉛量が不足
し、耐焼付性が劣化する。２．５％を超えると炭化物が
少なく耐摩耗性が劣化する。
する重要な元素である。０．８％未満では黒鉛量が不足
し、耐焼付性が劣化する。２．５％を超えると炭化物が
少なく耐摩耗性が劣化する。
Ｍｎ ： ０．３〜１．５％
ＭｎはＳの害を除くとともに基地の強化に有効である３
、この目的のためには、０．３％以上必要である。一方
１．５％を超えると硬くなり過ぎて脆くなる。
、この目的のためには、０．３％以上必要である。一方
１．５％を超えると硬くなり過ぎて脆くなる。
Ｐ：０．０５〜１．５％
Ｐは一般に材質の機械的性質を劣化させる元素として知
られているが、ライナー内層材質においては、Ｐを含有
させることによって、Ｐ共晶物を生成し、Ｐ共晶物が耐
焼付性、耐摩耗性向上に大きな効果を発揮する点で有効
な元素である。耐焼付性、耐摩耗性向上のためには、０
．０５％未満ではその効果は期待できず、また１、５％
を超えると機械的性質が劣化し、欠は落ち摩耗を発生し
易くなる。
られているが、ライナー内層材質においては、Ｐを含有
させることによって、Ｐ共晶物を生成し、Ｐ共晶物が耐
焼付性、耐摩耗性向上に大きな効果を発揮する点で有効
な元素である。耐焼付性、耐摩耗性向上のためには、０
．０５％未満ではその効果は期待できず、また１、５％
を超えると機械的性質が劣化し、欠は落ち摩耗を発生し
易くなる。
ｓ：ｏ、、３％以下
Ｓは材質の機械的性質を劣化させる、いわゆる不純元素
であるが、本発明内層材質として問題のない範囲として
０．３％以下とする。 ′Ｎｉｓ Ｃｒｓ
ＭＯ％ ５ｎ Ｎｉｓ Ｃｒ、ＭＯ％ Ｓｎは基地を強化し、強靭性向
上硬度アンプに有効であり、Ｎｉ２．５％以下、Ｃｒ１
．５％以下、Ｍｏ０．８％以下、Ｓｎ０．５％以下の１
種もしくは２種以上の含有により、本発明ライナーのよ
り耐摩耗性向上が可能となる。これら元素各々の作用及
び成分限定理由を以下に述べる。
であるが、本発明内層材質として問題のない範囲として
０．３％以下とする。 ′Ｎｉｓ Ｃｒｓ
ＭＯ％ ５ｎ Ｎｉｓ Ｃｒ、ＭＯ％ Ｓｎは基地を強化し、強靭性向
上硬度アンプに有効であり、Ｎｉ２．５％以下、Ｃｒ１
．５％以下、Ｍｏ０．８％以下、Ｓｎ０．５％以下の１
種もしくは２種以上の含有により、本発明ライナーのよ
り耐摩耗性向上が可能となる。これら元素各々の作用及
び成分限定理由を以下に述べる。
Ｎｉ ： ２．５％以下
Ｎｉは基地の強化に有効に作用するが、２．５％を超え
ると、経済性の面で不利となるばかりでなく、焼入れ組
織（ベーナイト、マルテンサイト）未変態組織を発生し
易くなり、かえって脆くなる。また、焼付を発生し易く
なる。尚、好ましくは０．５％以上の含有が効果的であ
る。
ると、経済性の面で不利となるばかりでなく、焼入れ組
織（ベーナイト、マルテンサイト）未変態組織を発生し
易くなり、かえって脆くなる。また、焼付を発生し易く
なる。尚、好ましくは０．５％以上の含有が効果的であ
る。
Ｃｒ ： １．５％以下
Ｎｉと同じく基地の強化に有効であるが、一方炭化物生
成傾向が強い。そのため１．５％を超えると、黒鉛量が
低下し、耐焼付性、強靭性が劣化する。
成傾向が強い。そのため１．５％を超えると、黒鉛量が
低下し、耐焼付性、強靭性が劣化する。
尚、好ましくは０．１％以上の含有が効果的である。
Ｍｏ ： ０．８％以下
Ｎｉと同じく基地の強化に有効であるが、０．８％を超
えると、経済面、及び焼入れ組織生成の面で問題となる
。尚、好ましくは０．１％以上の含有が効果的である。
えると、経済面、及び焼入れ組織生成の面で問題となる
。尚、好ましくは０．１％以上の含有が効果的である。
Ｓｎ ： ０．５％以下
Ｓｎはフェライトを抑え、パーライトを安定させる作用
がある。しかしながらその作用は本材質の場合０．５％
を超えても飽和するため、０．５％以下とする。尚、好
ましくはＯ，Ｏａ％以上の含有が効果的である。
がある。しかしながらその作用は本材質の場合０．５％
を超えても飽和するため、０．５％以下とする。尚、好
ましくはＯ，Ｏａ％以上の含有が効果的である。
Ｃｕ ： ４．０％以下
ＣｕはＳｎと同様、フェライトを抑えパーライトを安定
させる作用があるが、その他に耐腐食性向上の効果が大
きい。ライナー内面の摩耗には腐食摩耗も含まれるため
、耐摩耗性向上のためには、Ｃｕを含有させる方が好結
果が得られる。その場合、耐腐食性向上作用の飽和する
４、０％を上限とする。
させる作用があるが、その他に耐腐食性向上の効果が大
きい。ライナー内面の摩耗には腐食摩耗も含まれるため
、耐摩耗性向上のためには、Ｃｕを含有させる方が好結
果が得られる。その場合、耐腐食性向上作用の飽和する
４、０％を上限とする。
尚、好ましくは０．１％以上の含有が効果的である。
Ｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｚｒ：１種または２種以上の合計
１．０％以下 耐摩耗性を向上させるために、Ｐ共晶物、セメンタイト
（鉄炭化物）を生成させることによって、その目的はほ
ぼ達せられるが、より耐摩耗性を向上させるためには、
高硬度の炭化物を生成させることが有効である。この目
的のためには、Ｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ５Ｚｒが適切であり
、いずれも、セメンタイトよりも高硬度の炭化物を生成
させる。しかしながら、これらはいずれも強力な脱酸剤
であるため、多量に含有させると、溶湯の流動性を減じ
、鋳造欠陥を発生し易くなる。そのため、１．０％以下
とする。尚、好ましくは０．０２％以上の含有が効果的
である。
１．０％以下 耐摩耗性を向上させるために、Ｐ共晶物、セメンタイト
（鉄炭化物）を生成させることによって、その目的はほ
ぼ達せられるが、より耐摩耗性を向上させるためには、
高硬度の炭化物を生成させることが有効である。この目
的のためには、Ｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ５Ｚｒが適切であり
、いずれも、セメンタイトよりも高硬度の炭化物を生成
させる。しかしながら、これらはいずれも強力な脱酸剤
であるため、多量に含有させると、溶湯の流動性を減じ
、鋳造欠陥を発生し易くなる。そのため、１．０％以下
とする。尚、好ましくは０．０２％以上の含有が効果的
である。
Ａ ｌ 、Ｃａｓ Ｂａ、 Ｓｒ、希土類元素：１種ま
たは２種以上の合計０．２％以下 組織の微細化、黒鉛化を目的として、接種が行われてい
ることが知られている。本発明ライナーにおいても接種
を行うことにより材質改善が計られることは後述の通り
である。
たは２種以上の合計０．２％以下 組織の微細化、黒鉛化を目的として、接種が行われてい
ることが知られている。本発明ライナーにおいても接種
を行うことにより材質改善が計られることは後述の通り
である。
接種効果は、時間とともにフエイディングを起こすため
、厚肉鋳物のような凝固まで長時間を要するものでは、
通常のＦｅＳｉでは接種効果があまり期待できない。そ
の場合、これらの元素を１種もしくは２種以上含有させ
ると接種の持続性が改善される。この目的のためには、
１種もしくは２種以上の合計量が０．２％以下で良く、
それ以上の含有では効果は比例的に向上しないため、コ
スト面で不利となる。尚、好ましくは０．０２％以上の
含有が効果的である。
、厚肉鋳物のような凝固まで長時間を要するものでは、
通常のＦｅＳｉでは接種効果があまり期待できない。そ
の場合、これらの元素を１種もしくは２種以上含有させ
ると接種の持続性が改善される。この目的のためには、
１種もしくは２種以上の合計量が０．２％以下で良く、
それ以上の含有では効果は比例的に向上しないため、コ
スト面で不利となる。尚、好ましくは０．０２％以上の
含有が効果的である。
内層基地は、以上の成分の他、残部実質的にＦｅで構成
される。（以上説明した内層基地の化学組成は、特願昭
５８−１４５４９７号の複層シリンダ・ライナの内層材
質と同様である。） 尚、内層材質の鋳造組織の微細化、黒鉛化の助長のため
に接種を施すことは有効である。接種量はＳｉ分として
０．０５〜１．０％が適当である。すなわち０．０５％
未満では接種効果が期待できず、一方１゜０％を超えて
も相応の効果が得られないためである。接種剤としては
一般にＦｅＳｉが好適であるが、より接種効果を高める
ものとして、ＣａＳｉまた、Ｃａ、Ａり、Ｂａ、 Ｓｒ
、希土類元素を１種もしくは２種以上を含むＰｅ５ｔが
あり、この使用により、組織の微細均一な材質が得られ
る。なお接種後におけるＳｔ含有量は前記限定成分範囲
に調整される。
される。（以上説明した内層基地の化学組成は、特願昭
５８−１４５４９７号の複層シリンダ・ライナの内層材
質と同様である。） 尚、内層材質の鋳造組織の微細化、黒鉛化の助長のため
に接種を施すことは有効である。接種量はＳｉ分として
０．０５〜１．０％が適当である。すなわち０．０５％
未満では接種効果が期待できず、一方１゜０％を超えて
も相応の効果が得られないためである。接種剤としては
一般にＦｅＳｉが好適であるが、より接種効果を高める
ものとして、ＣａＳｉまた、Ｃａ、Ａり、Ｂａ、 Ｓｒ
、希土類元素を１種もしくは２種以上を含むＰｅ５ｔが
あり、この使用により、組織の微細均一な材質が得られ
る。なお接種後におけるＳｔ含有量は前記限定成分範囲
に調整される。
以上の成分により鋳造された内層基地の組織は片黒鉛、
炭化物、Ｐ共晶、基地とからなる。基地は、パーライト
が望ましく、フェライトは耐摩耗性が低下するため、で
きるだけ少なくする方が良い。また、基地中にベーナイ
ト、マルテンサイトが析出すれば、高硬度となり、耐摩
耗性は向上するが、焼付を発生し易くなるため、できる
だけ少なくする方が望ましい。
炭化物、Ｐ共晶、基地とからなる。基地は、パーライト
が望ましく、フェライトは耐摩耗性が低下するため、で
きるだけ少なくする方が良い。また、基地中にベーナイ
ト、マルテンサイトが析出すれば、高硬度となり、耐摩
耗性は向上するが、焼付を発生し易くなるため、できる
だけ少なくする方が望ましい。
斯かる特殊鋳鉄基地中に埋入されるＡ４２０３粒子は、
面積率で２〜１０％含有される。／’／１２０３は耐摩
耗性の面では極めて優れているが、強靭性の面では材質
を脆くさせ好ましくない、従って、両者のバランスによ
り含有量は決定されるが、２％未満では、耐摩耗性向上
の効果が小さく、また１０％を超えると、材質が脆化し
、欠は落ち等の欠陥が生じ、かえって耐摩耗性が劣化し
好ましくないので、２〜ｌＯ％の含有とする。ＡＪ２０
３粒子の大きさは、溶湯への混入の容易さ及び耐摩耗性
付与の効果の点で、０．Ｏ１〜０．５ ｍｍが適当であ
る。
面積率で２〜１０％含有される。／’／１２０３は耐摩
耗性の面では極めて優れているが、強靭性の面では材質
を脆くさせ好ましくない、従って、両者のバランスによ
り含有量は決定されるが、２％未満では、耐摩耗性向上
の効果が小さく、また１０％を超えると、材質が脆化し
、欠は落ち等の欠陥が生じ、かえって耐摩耗性が劣化し
好ましくないので、２〜ｌＯ％の含有とする。ＡＪ２０
３粒子の大きさは、溶湯への混入の容易さ及び耐摩耗性
付与の効果の点で、０．Ｏ１〜０．５ ｍｍが適当であ
る。
Ａｆｉ２０．の粒子を材質中に均一に分散させるために
は、後述するように内層基地溶湯の遠心力鋳造時に、注
湯と同時にＡ４２０３粒子を連続的に添加すればよい。
は、後述するように内層基地溶湯の遠心力鋳造時に、注
湯と同時にＡ４２０３粒子を連続的に添加すればよい。
尤も、該溶湯は、遠心力鋳造されるので、Ａ４２０３粒
子が比重分離して鋳込まれた溶湯層の内面側に集まる傾
向は止むを得ない。
子が比重分離して鋳込まれた溶湯層の内面側に集まる傾
向は止むを得ない。
以上説明した外層と内層とが溶着一体化した複層シリン
ダ・ライナは遠心力鋳造法により容易に製造できる。す
なわち、まず外層を鋳込んだ後、適宜タイミングで内層
基地溶湯を鋳込み、両者を溶着一体化する。内層基地溶
湯の注湯時には、既述した通りＡＡ２０．粒子を注湯中
の溶湯へ添加する。尚、外層と内層との間に中間層を介
在させる場合は、外層の鋳込み後、別途用意した中間層
材溶湯を鋳込めばよい。遠心力鋳造法には、横型、傾斜
型、竪型があるが、いずれも適用可能である。
ダ・ライナは遠心力鋳造法により容易に製造できる。す
なわち、まず外層を鋳込んだ後、適宜タイミングで内層
基地溶湯を鋳込み、両者を溶着一体化する。内層基地溶
湯の注湯時には、既述した通りＡＡ２０．粒子を注湯中
の溶湯へ添加する。尚、外層と内層との間に中間層を介
在させる場合は、外層の鋳込み後、別途用意した中間層
材溶湯を鋳込めばよい。遠心力鋳造法には、横型、傾斜
型、竪型があるが、いずれも適用可能である。
また、紙上の方法により遠心力鋳造された複合シリンダ
・ライナは、その機械的性質を向上させるため適宜熱処
理が施される。すなわち、遠心力鋳造された複合シリン
ダ・ライナは、組織安定化、歪取りを目的とした、オー
ステナイト域以下の温度での焼鈍が施される。通常この
目的のための温度は４００〜６５０℃である。この歪取
り焼鈍に比較して、コスト的な面では不利となるが、■
材質の強靭性向上、■基地組織の高硬度化、■基地組織
の均一化の面で、オーステナイト域温度での熱処理を施
せば、材質の改善が可能となる。強靭性を目的とするが
、高硬度化を目的とするかによって温度域は変化するが
、一般に８００〜１０００℃が適切である。この温度に
保持した後、特に高硬度化を目的とする場合には、特に
冷却速度を大きくする必要がある（内径７４０ φの大
形シリンダ・ライナでも、部分的には２０００°Ｃ／Ｈ
ｒ位までは可能）。かくしてオーステナイト域温度で熱
処理した後には、通常４００〜６５０°Ｃの歪取り焼鈍
が追加される。
・ライナは、その機械的性質を向上させるため適宜熱処
理が施される。すなわち、遠心力鋳造された複合シリン
ダ・ライナは、組織安定化、歪取りを目的とした、オー
ステナイト域以下の温度での焼鈍が施される。通常この
目的のための温度は４００〜６５０℃である。この歪取
り焼鈍に比較して、コスト的な面では不利となるが、■
材質の強靭性向上、■基地組織の高硬度化、■基地組織
の均一化の面で、オーステナイト域温度での熱処理を施
せば、材質の改善が可能となる。強靭性を目的とするが
、高硬度化を目的とするかによって温度域は変化するが
、一般に８００〜１０００℃が適切である。この温度に
保持した後、特に高硬度化を目的とする場合には、特に
冷却速度を大きくする必要がある（内径７４０ φの大
形シリンダ・ライナでも、部分的には２０００°Ｃ／Ｈ
ｒ位までは可能）。かくしてオーステナイト域温度で熱
処理した後には、通常４００〜６５０°Ｃの歪取り焼鈍
が追加される。
次により具体的な実施例を掲げて説明すも。
下記の鋳造条件で、実施例１及び２の複合シリンダ・ラ
イナを製造した。
イナを製造した。
（１） 製造条件
■遠心力鋳造用金型内径・・・・・・・・・φ７２０ｆ
ｌ■鋳造方法・・・・・・・・・横型遠心力鋳造法０回
転数（ＧＮｏで）・・・・・・・・・φ７２０で１２０
０■鋳込量・・・・・・・・・鋳込厚さに換算して外層
＝７０顛 内Ｎ（内層基地溶湯量）：３５ｍ ■Ａり２０３添加量・・・・・・内層基地溶湯重量×２
％ ■外層及び内層基地溶湯化学組成・・・・・・・・・第
１表次 葉 （２）得られた複合鋳造体（外径φ７２０、内径φ４９
０、境界部の径約φ６００）より、外径φ６９０×内径
°φ５６０の試験品を採取し、熱処理（５５０℃Ｘ １
０Ｈｒ）を施し、材質調査を行った。
ｌ■鋳造方法・・・・・・・・・横型遠心力鋳造法０回
転数（ＧＮｏで）・・・・・・・・・φ７２０で１２０
０■鋳込量・・・・・・・・・鋳込厚さに換算して外層
＝７０顛 内Ｎ（内層基地溶湯量）：３５ｍ ■Ａり２０３添加量・・・・・・内層基地溶湯重量×２
％ ■外層及び内層基地溶湯化学組成・・・・・・・・・第
１表次 葉 （２）得られた複合鋳造体（外径φ７２０、内径φ４９
０、境界部の径約φ６００）より、外径φ６９０×内径
°φ５６０の試験品を採取し、熱処理（５５０℃Ｘ １
０Ｈｒ）を施し、材質調査を行った。
■ φ５６０の位置におけるＡβ２０３面積率実施例１
・・・・・・５．８％ 実施例２・・・・・・５．４％ ■ 横断面における硬度分布・・・・・・第２図に示す
。
・・・・・・５．８％ 実施例２・・・・・・５．４％ ■ 横断面における硬度分布・・・・・・第２図に示す
。
■ 引張試験結果・・・・・・第２表に示す。
第２表
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明の構成によれば、外層には
靭性に優れたＣＶ鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、黒鉛綱、マレア
ブル鋳鉄又は鋳鋼を用い、内層には焼付性、耐摩耗性に
優れた特定化学組成の特殊鋳鉄基地中にＡｌ２Ｏ２の粒
子が埋入された複合材を用い、両者を溶着一体化したか
ら、シリンダ・ライナ内面に要求される耐摩耗性を著し
く向上させることができ、しかもライナ全体を高強度化
することができた。このように本発明の複合シリンダ・
ライナは、耐摩耗性が特に要求されるライナとして、利
用価値は著大である。
靭性に優れたＣＶ鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、黒鉛綱、マレア
ブル鋳鉄又は鋳鋼を用い、内層には焼付性、耐摩耗性に
優れた特定化学組成の特殊鋳鉄基地中にＡｌ２Ｏ２の粒
子が埋入された複合材を用い、両者を溶着一体化したか
ら、シリンダ・ライナ内面に要求される耐摩耗性を著し
く向上させることができ、しかもライナ全体を高強度化
することができた。このように本発明の複合シリンダ・
ライナは、耐摩耗性が特に要求されるライナとして、利
用価値は著大である。
第１図は本発明に係る複合シリンダ・ライナの構造を示
す横断面図、第２図は実施例の硬度分布を示すグラフ図
である。 ａ・・・外層、ｂ・・・内層 ＠７ 図 第２図 外層ｔ６の蓼１島よ（φυ航）
す横断面図、第２図は実施例の硬度分布を示すグラフ図
である。 ａ・・・外層、ｂ・・・内層 ＠７ 図 第２図 外層ｔ６の蓼１島よ（φυ航）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、芋虫状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、黒鉛綱、マレアブ
ル鋳鉄又は鋳鋼からなる外層と、化学組成が重量％で、 Ｃ：２．５〜４．０％ Ｓｉ：０．８〜２．５％ Ｍｎ：０．３〜１．５％ Ｐ：０．０５〜１．５％ Ｓ：０．３％以下 及び Ｎｉ：２．５％以下 Ｃｒ：１．５％以下 Ｍｏ：０．８％以下 Ｓｎ：０．５％以下 Ｃｕ：４．０％以下 Ｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｚｒの１種又は２種以上の合計：
１．０％以下 Ａｌ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ、希土類元素の１種又は２種以
上の合計：０．２％以下 のうち１種又は２種以上を含み、 残部実質的にＦｅからなる特殊鋳鉄の基地中に、面積率
２〜１０％でＡｌ＿２Ｏ＿３粒子が埋入されてなる内層
とが溶着一体化されてなることを特徴とする耐摩耗性に
優れる複層シリンダ・ライナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14660684A JPS6126754A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 耐摩耗性に優れる複層シリンダ・ライナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14660684A JPS6126754A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 耐摩耗性に優れる複層シリンダ・ライナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6126754A true JPS6126754A (ja) | 1986-02-06 |
| JPH0450376B2 JPH0450376B2 (ja) | 1992-08-14 |
Family
ID=15411529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14660684A Granted JPS6126754A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 耐摩耗性に優れる複層シリンダ・ライナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6126754A (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100119872A1 (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-13 | Lundeen Calvin D | Iron-based hard facing alloys with rare earth additions |
| CN102268585A (zh) * | 2011-08-04 | 2011-12-07 | 黄石东贝铸造有限公司 | 一种具有高抗热衰退性能的汽车制动毂铸件 |
| CN102978510A (zh) * | 2012-11-26 | 2013-03-20 | 俞虹 | 球墨铸铁合金 |
| CN103572143A (zh) * | 2013-11-04 | 2014-02-12 | 虞雪君 | 一种具有高抗蠕变性能的球墨铸铁合金 |
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| CN104060183A (zh) * | 2014-05-29 | 2014-09-24 | 安徽红桥金属制造有限公司 | 一种摆臂支架及其生产方法 |
| CN104294139A (zh) * | 2014-10-20 | 2015-01-21 | 周欢 | 一种球墨铸铁材料制备方法 |
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| CN111876660A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-11-03 | 南通华严磨片有限公司 | 一种低铬镍耐磨合金磨片及其生产工艺 |
-
1984
- 1984-07-13 JP JP14660684A patent/JPS6126754A/ja active Granted
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