JPS6140027B2 - - Google Patents

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JPS6140027B2
JPS6140027B2 JP56010049A JP1004981A JPS6140027B2 JP S6140027 B2 JPS6140027 B2 JP S6140027B2 JP 56010049 A JP56010049 A JP 56010049A JP 1004981 A JP1004981 A JP 1004981A JP S6140027 B2 JPS6140027 B2 JP S6140027B2
Authority
JP
Japan
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powder
carbon
particle size
average particle
carbon diffusion
Prior art date
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Expired
Application number
JP56010049A
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English (en)
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JPS57123955A (en
Inventor
Yoshio Nishino
Tooru Kono
Seiichi Kirigatani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Metal Corp
Original Assignee
Mitsubishi Metal Corp
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Publication date
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Publication of JPS57123955A publication Critical patent/JPS57123955A/ja
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Description

【発明の詳細な説明】
この発明は、組織に関し、遊離黒鉛を均一に分
散させることによつて高い潤滑性を確保し、一方
素地を比較的炭素含有量の低いFeおよびFe基合
金のうちのいずれか、または両方とすることによ
つてすぐれた靭性を確保すると共に、軟質にして
相手攻撃性の低いものとし、さらに遊離黒鉛の周
辺部を焼結時に炭素の拡散を抑制する作用を有す
る成分、すなわちSi,Sn,およびPのうちの1
種または2種以上の合有量が相対的に高く、かつ
強度の高い合金相とすることによつてすぐれた耐
摩耗性を確保するようにした遊離黒鉛分散型鉄系
焼結摺動材の製造法に関するものである。 従来、例えば自動車の懸架機構を構成するシヨ
ツクアブソーバ部品などの摺動材の製造には、十
分な耐摩耗性と低い相手攻撃性が要求されること
から、これらの特性を具備し、かつ被削性および
経済性にすぐれたねずみ鋳鉄が使用され、多く実
用に供されている。このようにねずみ鋳鉄を摺動
材として使用した場合、すぐれた性能を発揮する
のは、素地の主体が強靭なバーライト組織からな
り、しかも固形潤滑剤として働くと共に、油中で
は保油に役立つ黒鉛が素地中に分散した組織をも
つことにある。 そこで、かかる鋳鉄と同じ性質、すなわち組織
をもつ摺動材を粉末治金法により製造する多くの
試みが過去なされてきたが、 (a) 所定の高強度を得るために焼結温度を約1100
℃程度とすると、焼結時に炭素FeあるいはFe
基合金素地中に拡散し、素地中の炭素固溶量が
多くなるため、焼結後の組織は素地中にセメン
タイトが析出した硬くて脆い組織となり、この
結果相手攻撃性が強く、しかも被削性の悪いも
のとなる。 (b) 一方、素地中への炭素の拡散固溶を抑制する
ために焼結温度を低くすると、所定の強度およ
び耐摩耗性が得られない。 などの問題点があつて、満足する遊離黒鉛分散型
鉄系焼結摺動材は得られていないのが現状であ
る。 しかして、本発明者は、上述のような観点か
ら、摺動材に要求される特性を具備した材料を通
常の粉末治金法により製造すべく研究を行なつた
結果、原料粉末として、平均粒径:20〜350μm
を有する炭素粉末と、同じく平均粒径:1〜20μ
mを有し、かつ炭素拡散抑制作用を有するSi,
SnおよびPの単体粉末、およびこれらの成分を
15%以上含有する合金粉末からなる群のうちの1
種または2種以上と、平均粒径:40〜150μmを
有するFe粉末およびFe基合金粉末のうちいずれ
か、または両方とを用意し、これら原料粉末を、
炭素粉末:1〜4%,炭素拡散抑制作用を有する
粉末:炭素拡散抑制成分量で0.2〜4%,Feおよ
びFe基合金粉末のうちいずれか、または両方:
残りからなる配合組成(以上重量%,以下%の表
示はすべて重量%を意味する)に配合し、混合し
て、第1図に模式的に示されるように、相対的に
粒径の大きいFe粉末およびFe基合金粉末のうち
いずれか、または両方(以下、これらを総称して
FeおよびFe基合金粉末という)Aと、両じく炭
素粉末Bの表面に、相対的に粒径の小さい炭素拡
散抑制作用を有する粉末Cを均一にまぶし被覆し
た状態とし、以後通常の粉末治金法にしたがつて
プレス成形し、焼結することによつて製造した遊
離黒鉛分散型鉄系焼結材料は、同じく第2図に模
式図で示されるように、焼結時に炭素がFeおよ
びFe基合金素地中に拡散固溶するのを、Si,Sn
およびPによつて抑制されるので、素地a′は比較
的炭素含有量が低いものとなることから、すぐれ
た靭性を有すると共に、相手攻撃性の低いものと
なり、また遊離黒鉛bが均一に分散するために潤
滑性にすぐれ、さらに遊離黒鉛b′のまわりには高
強度を有するSi,SnおよびP含有の合金相c′が形
成されていることから、耐摩耗性にもすぐれると
いう知見を得たのである。 したがつて、この発明は上記知見にもとづいて
なされたものであつて、以下に原料粉末の平均粒
径および配合組成を上記の通りに限定した理由を
説明する。 A.原料粉末の平均粒径 (a) 炭素粉末 その平均粒径が20μm未満では、焼結時に炭
素拡散を抑制する作用を有するSi,Sn,およ
びPの単体粉末、およびこれらの合金粉末(以
下炭素拡散抑制粉末という)をその表面にまぶ
し被覆することができず、したがつてFeおよ
びFe基合金素地中への炭素拡散が促進される
ようになり、一方350μmを越えた平均粒径に
なると、均一な混合が困難になることから、そ
の平均粒径を20〜350μmと定めた。 (b) 炭素拡散抑制粉末 FeおよびFe基合金粉末と炭素粉末の表面に
まぶし被覆するためには、炭素拡散抑制粉末は
細かければ細かいほど良いが、平均粒径が1μ
m未満の微粉になると、酸化しやすくなつて管
理が繁雑になることから望ましくなく、一方15
μmを越えた平均粒径になると、炭素粉末表面
へのまぶし被覆ができなくなることから、その
平均粒径を1〜15μmと定めた。 (c) FeおよびFe基合金粉末 その平均粒径が40μm未満では、混合時に
FeおよびFe基合金粉末と、炭素粉末の表面に
炭素拡散抑制粉末をまぶし被覆した状態とする
ことができず、一方150μmを越えた平均粒径
にすると、均一混合ができなくなることから、
その平均粒径を40〜150μmと定めた。 B.配合組成 (a) 炭素粉末 その配合量が1%未満では、所望のすぐれた
潤滑特性を確保することができず、一方4%を
越えた配合量にすると、摺動材の強度が低下す
るようになることから、その配合量を1〜4%
と定めた。 (b) 炭素拡散抑制粉末 Si,Sn,およびPの量で、0.2%未満の配合
量では満足する炭素拡散抑制作用を確保するこ
とができず、一方同じくSi,Sn,およびPの
量で4%を越えた配合量にすると、合金相の占
める体積が大きくなつて摺動材が脆化するよう
になることから、その配合量を、Si,Sn,お
よびPの量で0.2〜4%と定めた。なお、Si,
Sn,およびPの合金粉末の場合、これらの成
分の含有量が15%未満では、前記合金粉末は所
望の炭素拡散抑制作用を発揮することができな
いので、これらの成分を15%以上含有した合金
粉末を使用する必要がある。 つぎに、この発明を実施例により具体的に説明
する。 実施例 原料粉末として、それぞれ平均粒径:25μm,
100μm,および300μmを有する3種の炭素粉
末、同じく平均粒径:10μmのSi粉末、同14μm
のSn粉末、同15μmのP粉末、同4μmのFe―
Si合金粉末(Si:27%含有)、同3μmのFe―Sn
合金粉末(Sn:40%含有)、同6μmのFe―P合
金粉末(P:27%含有)、同8μmのCu―Sn合金
粉末(Sn:33%含有)、同70μmの通常の還元鉄
粉、および同80μmの通常のFe基合金粉末
(Ni;2%,Mo:0.5%含有のアトマイズ粉)を
用意し、これらの原料粉末を第1表に示される配
合組成に配合し、通常の条件で混合し、4ton/cm2
の圧力で圧縮成形して圧粉体とし、引続いてNH3
分解ガス雰囲気中、温度:1100℃に1時間保持の
条件で焼結することによつて、実質的に配合組成
と同一の成分組成をもつた本発明焼結摺動材1〜
13を製造した。 ついで、この結果得られた本発明焼結摺動材1
〜13について、引張強さおよびピツカース硬さ
を測定すると共に、PIN:DISK型試験機を用
い、相手材:CrメツキしたS45C材、荷重:8
Kg/cm2速度:2m/sec,距離:3000mの条件で
摩擦摩耗試験を行ない、比摩耗量を測定すると共
に、相手材の表面粗さを測定した。これらの測定
結果を第1表に合せて示した。
【表】
【表】 なお、第1表には比較の目的で、従来摺動材と
してすぐれた性能を発揮している鋳鉄(C:3.0
%,Si:2.0%,Mn:4.0%,P:0.03%,S:
0.05%,Feおよびその他の不可避不純物:残
り)の同一条件下での特性を示した。 第1表に示される結果から、本発明焼結摺動材
1〜13は、いずれも鋳鉄とほぼ同等、あるいは
これ以上のすぐれた潤滑性、耐摩耗性、および強
度を有し、かつ相手攻撃性も同様に低い結果を示
すことが明らかである。 上述のように、この発明によれば、すぐれた摺
動特性、すなわちすぐれた潤滑性および耐摩耗性
を有し、かつ相手攻撃性の低い摺動材を通常の粉
末治金法によつて製造することができるのであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明法における原料粉末の混合状態
を示す模式図、第2図は本発明法によつて製造さ
れた鉄系焼結摺動材の組織を示す模式図である。 A……FeおよびFe基合金粉末、B……炭素粉
末、C……炭素拡散抑制作用を有する粉末、a′…
…素地、b′……遊離黒鉛、c′……合金相。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 原料粉末として、平均粒径:20〜350μmを
    有する炭素粉末と、同じく平均粒径:1〜15μm
    を有し、かつ焼結時に炭素拡散を抑制する作用を
    有するSi,SnおよびPの単体粉末、およびこれ
    らの成分を15%以上含有する合金粉末からなる群
    のうちの1種または2種以上と、平均粒径:40〜
    150μmを有するFe粉末およびFe基金粉末のうち
    いずれか、または両方とを用意し、 これら原料粉末を、炭素粉末:1〜4%,炭素
    拡散抑制作用を有する粉末:炭素拡散抑制成分量
    で0.2〜4%,Fe粉末およびFe基合金粉末のうち
    のいずれか、または両方:残りからなる配合組成
    (以上重量%)に配合し、混合して、Fe粉末およ
    びFe基合金粉末のうちいずれか、または両方
    と、炭素粉末の表面に炭素拡散抑制作用を有する
    粉末を均一にまぶし被覆した状態とし、 以後通常の粉末治金法にしたがつてプレス成形
    し、焼結することを特徴とする遊離黒鉛分散型鉄
    系焼結摺動材の製造法。
JP56010049A 1981-01-26 1981-01-26 Free graphite dispersion type sintered sliding iron material and its manufacture Granted JPS57123955A (en)

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