JPS61291950A - 耐摩耗性焼結合金 - Google Patents
耐摩耗性焼結合金Info
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- JPS61291950A JPS61291950A JP60130006A JP13000685A JPS61291950A JP S61291950 A JPS61291950 A JP S61291950A JP 60130006 A JP60130006 A JP 60130006A JP 13000685 A JP13000685 A JP 13000685A JP S61291950 A JPS61291950 A JP S61291950A
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- Japan
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- sintered alloy
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
- C22C33/0264—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements the maximum content of each alloying element not exceeding 5%
- C22C33/0271—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements the maximum content of each alloying element not exceeding 5% with only C, Mn, Si, P, S, As as alloying elements, e.g. carbon steel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (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］
本発明は内燃機関用摺動部材、特にカムシャフトのジャ
ーナル材として使用される耐摩耗性焼結合金に関する。
ーナル材として使用される耐摩耗性焼結合金に関する。
［従来の技術］
近年、内燃機関用の諸部材は高負荷運転に耐えることが
要求され、特にカムシャフト、ロッカアーム等の摺動部
材は高血圧に対する耐久性が要求されるようになってき
た。この要求を満たすと共に、加工費と材料費の節減と
摺動部材の軽量化を図るため、摺動部材に合金粉末の焼
結材料を使用することが試みられてきた。
要求され、特にカムシャフト、ロッカアーム等の摺動部
材は高血圧に対する耐久性が要求されるようになってき
た。この要求を満たすと共に、加工費と材料費の節減と
摺動部材の軽量化を図るため、摺動部材に合金粉末の焼
結材料を使用することが試みられてきた。
従来のジャーナル材として用いられるＦｅ −Ｃ−Ｐ系
にモリブデン、クロム等を加えたものは、（Ｆｅ、０ｒ
）３Ｇや（Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｏ）３ｃ等を主体とする硬質
な炭化物を形成してしまう。
にモリブデン、クロム等を加えたものは、（Ｆｅ、０ｒ
）３Ｇや（Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｏ）３ｃ等を主体とする硬質
な炭化物を形成してしまう。
また、基地を強化するが、同時にマルテンサイト化また
はベーナイト化が進む。従って、耐摩耗性は優れている
ものの被削性が低下し、切削加工を必要とするジャーナ
ル材には好ましくない。
はベーナイト化が進む。従って、耐摩耗性は優れている
ものの被削性が低下し、切削加工を必要とするジャーナ
ル材には好ましくない。
マタ、Ｆｆｉ−Ｃ−Ｐ系及びＦｅ−Ｃ−Ｐ−Ｃｕ系のジ
ャーナル材においては、高温による液相焼結時に粒子間
の拡散が追従できず、表面付近にシワ、割れが生ずる。
ャーナル材においては、高温による液相焼結時に粒子間
の拡散が追従できず、表面付近にシワ、割れが生ずる。
その対策として、クロム、モリブデンを添加する方法が
あるが、前述のような問題がある。また、リンを増量す
ることも考えられるが、多量になると、液相が過剰とな
り炭化物（ステダイトを含む）が成長しすぎる。
あるが、前述のような問題がある。また、リンを増量す
ることも考えられるが、多量になると、液相が過剰とな
り炭化物（ステダイトを含む）が成長しすぎる。
［発明の目的］
本発明は上記要求に応え得る内燃Ｉｌｉｌ相関動部材の
材料として、高い耐摩耗性と優れた加工性を有する焼結
合金を提供することを目的とするものである。
材料として、高い耐摩耗性と優れた加工性を有する焼結
合金を提供することを目的とするものである。
［発明の構成コ
本発明の目的は下記に示す組成の耐摩耗性焼結合金によ
って達成される。
って達成される。
すなわち本発明は、Ｃ：２．０〜３．５重囲％、Ｐ：０
．３〜０．８重目％１Ｍｎ ： ０．５〜３．０重
量％、残部Ｆｅを含み、液相において焼結される耐摩耗
性焼結合金。もしくは上記組成に加えてＳｉ ：
０．５〜２．０ｆｆｉｉ１％＃ヨヒ、／マタＬＪＮｉ
： ０．２〜３．Ｏｆｉ量％を含み、液相において
焼結される耐摩耗性焼結合金にある。ただし、Ｓｉを０
．５〜２．０重量％を含む場合には、Ｍｎは １．０超
〜３，０重量％の範囲である。
．３〜０．８重目％１Ｍｎ ： ０．５〜３．０重
量％、残部Ｆｅを含み、液相において焼結される耐摩耗
性焼結合金。もしくは上記組成に加えてＳｉ ：
０．５〜２．０ｆｆｉｉ１％＃ヨヒ、／マタＬＪＮｉ
： ０．２〜３．Ｏｆｉ量％を含み、液相において
焼結される耐摩耗性焼結合金にある。ただし、Ｓｉを０
．５〜２．０重量％を含む場合には、Ｍｎは １．０超
〜３，０重量％の範囲である。
なお、本発明の各成分の数値を限定した理由は下記の通
りである。
りである。
炭素を２．０〜３．５重量％とした理由は、炭素が３．
５重り％を超えると、グラファイトが多量に生じて割れ
が発生しゃすくなると共に、全体硬さが低下するからで
あり、また、硬度が非常に高いセメンタイトとＦｅ−ｃ
−ｐの共晶であるステダイトが過多に生じて被削性も悪
くなるからである。
５重り％を超えると、グラファイトが多量に生じて割れ
が発生しゃすくなると共に、全体硬さが低下するからで
あり、また、硬度が非常に高いセメンタイトとＦｅ−ｃ
−ｐの共晶であるステダイトが過多に生じて被削性も悪
くなるからである。
逆に、炭素が２．０重量％未満では、セメンタイト、ス
テダイトの析出借が少なくなり、耐摩耗性を高めること
ができない。ステダイトは凝固点が９５０℃前後と低く
液相焼結を促進させるが、そのステダイトが少ないと液
相が生じ難くなる。従って、炭素の組成範囲を２．０〜
３．５重量％に限定すれば、セメンタイトとステダイト
の析出による高い耐摩耗性が得られると共に、ステダイ
トによる液相焼結も促進される。
テダイトの析出借が少なくなり、耐摩耗性を高めること
ができない。ステダイトは凝固点が９５０℃前後と低く
液相焼結を促進させるが、そのステダイトが少ないと液
相が生じ難くなる。従って、炭素の組成範囲を２．０〜
３．５重量％に限定すれば、セメンタイトとステダイト
の析出による高い耐摩耗性が得られると共に、ステダイ
トによる液相焼結も促進される。
リンを０．３〜０．８重量％とする理由は、リンが０．
８重量％を超えると、析出するステダイト量が過多とな
り、被剛性が悪くなり、また脆化も進むが、逆に０．３
重量％未満では、ステダイト量が過小となって液相が生
じ難く、母材との結合性も低下することによる。
８重量％を超えると、析出するステダイト量が過多とな
り、被剛性が悪くなり、また脆化も進むが、逆に０．３
重量％未満では、ステダイト量が過小となって液相が生
じ難く、母材との結合性も低下することによる。
マンガンの添加量は、一般的には０．５〜３．０重量％
であり、基地の焼結性が増し、焼結温度を低くする効果
を利用して焼結時の加熱、冷却による膨張、収縮を少な
くしてシワ、割れを防ぐ。また、適度にマトリクスを強
化し、耐摩耗性を減少させないようにしている。しかし
、３．０重Ｍ％を超えた添加により、粉末の成形性が悪
くなり、圧粉体の密度が低下する。さらに０２の増加に
より、焼結性が阻害され、接着性、見掛けの硬さが減少
し好ましくない。また、ｏ、ｓｌ、１％未満のマンガン
の添加では添加効果がない。
であり、基地の焼結性が増し、焼結温度を低くする効果
を利用して焼結時の加熱、冷却による膨張、収縮を少な
くしてシワ、割れを防ぐ。また、適度にマトリクスを強
化し、耐摩耗性を減少させないようにしている。しかし
、３．０重Ｍ％を超えた添加により、粉末の成形性が悪
くなり、圧粉体の密度が低下する。さらに０２の増加に
より、焼結性が阻害され、接着性、見掛けの硬さが減少
し好ましくない。また、ｏ、ｓｌ、１％未満のマンガン
の添加では添加効果がない。
本発明においては、上記マンガンの粉末に、粉末製造時
の脱酸効果を考え、ケイ素を添加することも好ましく行
なわれる。これにより密度硬さのバラツキもある程度押
えられ、焼結性を安定させることができる。しかしなが
ら、ケイ素を添加した場合は、焼結時の変形が太き（な
る傾向が起り。
の脱酸効果を考え、ケイ素を添加することも好ましく行
なわれる。これにより密度硬さのバラツキもある程度押
えられ、焼結性を安定させることができる。しかしなが
ら、ケイ素を添加した場合は、焼結時の変形が太き（な
る傾向が起り。
マンガンの添加量が１．０１１％以下ではこの傾向を補
うことができないので、ケイ素を添加する場合にはマン
ガンの添加ωを１．０超〜３，０重量％とする。
うことができないので、ケイ素を添加する場合にはマン
ガンの添加ωを１．０超〜３，０重量％とする。
ケイ素を０．５〜２．０重量％とする理由は、ケイ素が
２．０重Ｇ％を超えると、基地が脆化する外、粉末の圧
粉成形性が低下し、焼結時の変形が大きくなることと、
ケイ素は炭素、リンの母を低い範囲に限定した上で液相
の発生を促進させる成分となるが、ｏ、ｓ１１％未満で
はこの効果は得られないことによる。
２．０重Ｇ％を超えると、基地が脆化する外、粉末の圧
粉成形性が低下し、焼結時の変形が大きくなることと、
ケイ素は炭素、リンの母を低い範囲に限定した上で液相
の発生を促進させる成分となるが、ｏ、ｓ１１％未満で
はこの効果は得られないことによる。
本発明においては、ニッケルも０．２〜３．０重量％の
範囲で好ましく添加されるが、ニッケルを添加する理由
は、これが基地強化元素であることによるが、３．０重
量％を超えると、炭化物の析出、基地のマルテンサイト
化、ベーナイト化が進み、被削性が低下し、０．２重量
％よりも少ないと添加効果がない。
範囲で好ましく添加されるが、ニッケルを添加する理由
は、これが基地強化元素であることによるが、３．０重
量％を超えると、炭化物の析出、基地のマルテンサイト
化、ベーナイト化が進み、被削性が低下し、０．２重量
％よりも少ないと添加効果がない。
Ｆ実施例〕
以下、実施例および比較例に基づき本発明を具体的に説
明する。
明する。
実７１！！１〜３および 例１〜３
第３表に示す組成の耐摩耗性焼結合金を得た。
この製法は以下の通りである。すなわち実施例１〜３と
も、４〜６ｔ／ｄのプレス面圧でプレス成形後、アンモ
ニア分解ガス雰囲気の炉に入れ、１０５０〜１２００℃
（平均１１２０℃）の温度で焼結して耐摩耗性焼結合金
を得た。
も、４〜６ｔ／ｄのプレス面圧でプレス成形後、アンモ
ニア分解ガス雰囲気の炉に入れ、１０５０〜１２００℃
（平均１１２０℃）の温度で焼結して耐摩耗性焼結合金
を得た。
この焼結合金の外観、接着性、焼結性、被削性、硬さ、
基地組織の状態を評価し結果を第２表に示すと共に、実
施例１の基地組織の顕微鏡写真（ナイタル液腐食、２４
０倍）を第１図に示す。
基地組織の状態を評価し結果を第２表に示すと共に、実
施例１の基地組織の顕微鏡写真（ナイタル液腐食、２４
０倍）を第１図に示す。
また、比較として従来ジャーナル材に用いられているＦ
ｅ−ｃ−ｐ−ｃｕ系（比較例１）、Ｆｅ−Ｃ−Ｐ−Ｍｏ
系（比較例２）およびＦｅ−Ｃ−Ｐ−ＭＯ−Ｃｒ系（比
較例３）の焼結合金を製造し、この組成を第１表、評価
結果を第２表に示した。
ｅ−ｃ−ｐ−ｃｕ系（比較例１）、Ｆｅ−Ｃ−Ｐ−Ｍｏ
系（比較例２）およびＦｅ−Ｃ−Ｐ−ＭＯ−Ｃｒ系（比
較例３）の焼結合金を製造し、この組成を第１表、評価
結果を第２表に示した。
第２表に示されるごとく、比較例１（Ｆｅ−Ｃ−ｐ−ｃ
ｕ系）がジャーナル外周面及び側面にシワ、割れが発生
しているのに比べ、実施例１〜３は外観及びミクロ的に
も、欠陥はみられない。また、接着性、焼結性も良好で
あった。硬さは比較例１ （Ｆｅ−Ｃ−Ｐ−Ｃｕ系）が
ＨＲＢ１０５〜１１２、比較例２ （Ｆｅ −Ｃ−Ｐ−
Ｍｏ系）がＨＲＢ１０７〜１１４であり、クロムを加え
た比較例３（Ｆｅ −Ｃ−Ｐ−Ｍｏ−Ｃｒ系）はさラニ
硬ａ ｌｆｉ上昇するのに対し、実施例１〜３はＨＲＢ
が９８〜１０５であり、被剛性が良好であった。さらに
第２表および第１図に示されるごとく、実施例１〜３の
組織は緻密なパーライト基地中に、ステダイトを含む炭
化物（第１図の白い部分）が均一に分布しており、耐摩
耗性も問題なかった。
ｕ系）がジャーナル外周面及び側面にシワ、割れが発生
しているのに比べ、実施例１〜３は外観及びミクロ的に
も、欠陥はみられない。また、接着性、焼結性も良好で
あった。硬さは比較例１ （Ｆｅ−Ｃ−Ｐ−Ｃｕ系）が
ＨＲＢ１０５〜１１２、比較例２ （Ｆｅ −Ｃ−Ｐ−
Ｍｏ系）がＨＲＢ１０７〜１１４であり、クロムを加え
た比較例３（Ｆｅ −Ｃ−Ｐ−Ｍｏ−Ｃｒ系）はさラニ
硬ａ ｌｆｉ上昇するのに対し、実施例１〜３はＨＲＢ
が９８〜１０５であり、被剛性が良好であった。さらに
第２表および第１図に示されるごとく、実施例１〜３の
組織は緻密なパーライト基地中に、ステダイトを含む炭
化物（第１図の白い部分）が均一に分布しており、耐摩
耗性も問題なかった。
し発明の効果］
以上述べたように、本発明の焼結合金は、耐摩耗性、被
削性等の加工性に優れ、しかも接着性、焼結性等の諸性
性も好ましい範囲にあることから、内燃機関用ｌ型動部
材、特にジャーナル材用の焼結合金として好適に用いら
れる。
削性等の加工性に優れ、しかも接着性、焼結性等の諸性
性も好ましい範囲にあることから、内燃機関用ｌ型動部
材、特にジャーナル材用の焼結合金として好適に用いら
れる。
【図面の簡単な説明】
第１図は実施例１の焼結合金の基地組織を示す顕微鏡写
真（ナイタル液腐食、２４０倍）。
真（ナイタル液腐食、２４０倍）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、Ｃ：２．０〜３．５重量％、Ｐ：０．３〜０．８重
量％、Ｍｎ：０．５〜３．０重量％、残部Ｆｅを含み、
液相において焼結される耐摩耗性焼結合金。 ２、Ｃ：２．０〜３．５重量％、Ｐ：０．３〜０．８重
量％、Ｍｎ：１．０超〜３．０重量％、Ｓｉ：０．５〜
２．０重量％、残部Ｆｅを含み、液相において焼結され
る耐摩耗性焼結合金。 ３、Ｃ：２．０〜３．５重量％、Ｐ：０．３〜０．８重
量％、Ｍｎ：０．５〜３．０重量％、Ｎｉ：０．２〜３
．０重量％、残部Ｆｅを含み、液相において焼結される
耐摩耗性焼結合金。 ４、Ｃ：２．０〜３．５重量％、Ｐ：０．３〜０．８重
量％、Ｍｎ：１．０超〜３．０重量％、Ｓｉ：０．５〜
２．０重量％、Ｎｉ：０．２〜３．０重量％、残部Ｆｅ
を含み、液相において焼結される耐摩耗性焼結合金。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60130006A JPH0610321B2 (ja) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | 耐摩耗性焼結合金 |
| US06/870,373 US4696696A (en) | 1985-06-17 | 1986-06-04 | Sintered alloy having improved wear resistance property |
| DE19863619664 DE3619664A1 (de) | 1985-06-17 | 1986-06-11 | Verschleissfeste, gesinterte legierung |
| GB08614427A GB2176803B (en) | 1985-06-17 | 1986-06-13 | Sintered alloy having improved wear resistance property |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60130006A JPH0610321B2 (ja) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | 耐摩耗性焼結合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61291950A true JPS61291950A (ja) | 1986-12-22 |
| JPH0610321B2 JPH0610321B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=15023817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60130006A Expired - Fee Related JPH0610321B2 (ja) | 1985-06-17 | 1985-06-17 | 耐摩耗性焼結合金 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4696696A (ja) |
| JP (1) | JPH0610321B2 (ja) |
| DE (1) | DE3619664A1 (ja) |
| GB (1) | GB2176803B (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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