JPS6250447A - すぐれた耐摩耗性を有する炭化物分散型鉄基焼結合金 - Google Patents
すぐれた耐摩耗性を有する炭化物分散型鉄基焼結合金Info
- Publication number
- JPS6250447A JPS6250447A JP13114986A JP13114986A JPS6250447A JP S6250447 A JPS6250447 A JP S6250447A JP 13114986 A JP13114986 A JP 13114986A JP 13114986 A JP13114986 A JP 13114986A JP S6250447 A JPS6250447 A JP S6250447A
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- iron alloy
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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〕
この発明は、特に高面圧のかかる摺動部材、例えば内燃
機関のロッカアーム、ロッカアームの摺動部に適用され
るチップ材、カム、スリーブ、さらにバルブシートなど
として使用した場合に、すぐれた耐摩耗性を示し、かつ
相手部材を損傷しない特性を有する炭化物分散型Ｆｅ基
焼結合金に関するものである。
機関のロッカアーム、ロッカアームの摺動部に適用され
るチップ材、カム、スリーブ、さらにバルブシートなど
として使用した場合に、すぐれた耐摩耗性を示し、かつ
相手部材を損傷しない特性を有する炭化物分散型Ｆｅ基
焼結合金に関するものである。
従来、内燃機関のロッカアーム用材料、ロッカアーム摺
動部用チップ材料、カム材料、スリーブ材料、およびバ
ルブシート材料として、種々の材料が提案されている。
動部用チップ材料、カム材料、スリーブ材料、およびバ
ルブシート材料として、種々の材料が提案されている。
一方、近年、車両の高速化および高出力化に伴い、内燃
機関の動弁系部材、特に高面圧のかかるロッカアーム・
ぐット面、カム、スリーブ、およびバルブシートなどに
対する耐摩耗性、耐スカッフィング性、および耐ピツチ
ング性に関する要求はきわめて厳しくなりつつあり、し
かもこの場合相手部材をも損傷しないものでなければな
らないが、いずれの従来材料もこれらの要求を満足する
特性を備えていないのが現状である。
機関の動弁系部材、特に高面圧のかかるロッカアーム・
ぐット面、カム、スリーブ、およびバルブシートなどに
対する耐摩耗性、耐スカッフィング性、および耐ピツチ
ング性に関する要求はきわめて厳しくなりつつあり、し
かもこの場合相手部材をも損傷しないものでなければな
らないが、いずれの従来材料もこれらの要求を満足する
特性を備えていないのが現状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、特に高
面圧のかかる内燃機関の動弁系部材として使用するのに
適した材料を得べく研究を行なった結果、Ｃ：０．５〜
３％、Ｃｒ：５〜２０％、Ｐ：０．１〜５ ％ 、 Ｍ
ｎ ： ０．３５〜３％ｌＮｂおよびＴａ のうち°の
１１重または２種： ０．０５〜１０％、Ｎｉ 、Ｃｏ
。
面圧のかかる内燃機関の動弁系部材として使用するのに
適した材料を得べく研究を行なった結果、Ｃ：０．５〜
３％、Ｃｒ：５〜２０％、Ｐ：０．１〜５ ％ 、 Ｍ
ｎ ： ０．３５〜３％ｌＮｂおよびＴａ のうち°の
１１重または２種： ０．０５〜１０％、Ｎｉ 、Ｃｏ
。
およびＣｕのうちの１種または２種以上＝０．５〜１０
係を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成（
以上重量係、以下係はすべて重量係を意味する）を有す
る炭化物分散型鉄基焼結合金はすぐれた耐摩耗性、耐ス
カッフィング性、および耐ピツチング性を有し、特にこ
の鉄基焼結合金を高面圧のかかる内燃機関の動弁系部材
として使用した場合、これら部材はきわめてすぐれた性
能を発揮するという知見を得たのである。
係を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成（
以上重量係、以下係はすべて重量係を意味する）を有す
る炭化物分散型鉄基焼結合金はすぐれた耐摩耗性、耐ス
カッフィング性、および耐ピツチング性を有し、特にこ
の鉄基焼結合金を高面圧のかかる内燃機関の動弁系部材
として使用した場合、これら部材はきわめてすぐれた性
能を発揮するという知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、以下に成分組成範囲を上記の通りに限定した理由を
説明する。
て、以下に成分組成範囲を上記の通りに限定した理由を
説明する。
（ａ） Ｃ
Ｃ成分には、素地に固溶してこれを強化し、かつＣｒ
、 Ｎｂ 、およびＴａと結合して炭化物を形成し、合
金の耐摩耗性を向上させる作用があるが、その含有量が
０．５ ％未満では所望のすぐれた耐摩耗性を確保する
ことができず、一方３％を越えて含有させると、炭化物
の析出量が多くなり過ぎると共に、これが粗大化するよ
うになって、合金が脆化するばかシでなく、相手部材の
損傷も著しくなることから、その含有量を０．５〜３％
と定めた。
、 Ｎｂ 、およびＴａと結合して炭化物を形成し、合
金の耐摩耗性を向上させる作用があるが、その含有量が
０．５ ％未満では所望のすぐれた耐摩耗性を確保する
ことができず、一方３％を越えて含有させると、炭化物
の析出量が多くなり過ぎると共に、これが粗大化するよ
うになって、合金が脆化するばかシでなく、相手部材の
損傷も著しくなることから、その含有量を０．５〜３％
と定めた。
（ｂ） Ｃｒ
Ｃｒ成分には、素地に固溶して、これを強化し、かつＣ
と結合して高硬度を有するＣｒ炭化物を形成するほか、
ＮｂおよびＴａと複炭化物を形成し、もって合金の耐摩
耗性を向とさせる作用があるが、その含有量が５係未満
では、所望のすぐれた耐摩耗性を確保することができず
、一方２０チを越えて含有させると、合金が脆化するよ
うになると共に、相手部材の損傷もはげしくなることか
ら、その含有量を５〜２０係と定めた。
と結合して高硬度を有するＣｒ炭化物を形成するほか、
ＮｂおよびＴａと複炭化物を形成し、もって合金の耐摩
耗性を向とさせる作用があるが、その含有量が５係未満
では、所望のすぐれた耐摩耗性を確保することができず
、一方２０チを越えて含有させると、合金が脆化するよ
うになると共に、相手部材の損傷もはげしくなることか
ら、その含有量を５〜２０係と定めた。
（ｃ） Ｐ
Ｐ成分には、素地中に固溶して、これを強化すると共に
硬さを高めて耐摩耗性を向上させ、かつ焼結時に液相の
Ｆｅ−Ｐ合金を形成して焼結を活性化し、もって焼結体
の緻密化および炭化物生成の安定化をはかる作用がある
が、その含有量が０．１係未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方５係を越えて含有させると、合金の
脆化が著しくなることから、その含有量を０．１〜５係
と定めた。
硬さを高めて耐摩耗性を向上させ、かつ焼結時に液相の
Ｆｅ−Ｐ合金を形成して焼結を活性化し、もって焼結体
の緻密化および炭化物生成の安定化をはかる作用がある
が、その含有量が０．１係未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方５係を越えて含有させると、合金の
脆化が著しくなることから、その含有量を０．１〜５係
と定めた。
（ｄ） Ｍｎ
Ｍｎ成分には、素地に固溶して、これに靭性を付与する
ほか、オーステナイトを安定化し、かつＭ８点を下げて
焼入れ性を改善する作用があるが、０．３５ ％未満の
含有では、前記作用に所望の効果が得られず、一方３チ
を越えて含有させると、結晶粒が粗大化し易くなって合
金強度に低下傾向が現われるようになるばかりでなく、
耐酸性および耐酸化性も悪化するようになることがら、
その含有量を０．３５〜３チと定めた。
ほか、オーステナイトを安定化し、かつＭ８点を下げて
焼入れ性を改善する作用があるが、０．３５ ％未満の
含有では、前記作用に所望の効果が得られず、一方３チ
を越えて含有させると、結晶粒が粗大化し易くなって合
金強度に低下傾向が現われるようになるばかりでなく、
耐酸性および耐酸化性も悪化するようになることがら、
その含有量を０．３５〜３チと定めた。
（ｅ）ＮｂおよびＴａ
ＮｂおよびＴａ成分には、Ｃと結合して高硬度の炭化物
を形成するほか、Ｃｒをはじめとする炭化物形成成分と
共に複炭化物を形成して分散相たる炭化物と結合相たる
素地との結合を強固にし、もって合金の耐摩耗性を著し
く向上させる作用があるが、その含有量が０．０５％未
満では所望のすぐれた耐摩耗性を得ることができず、一
方１０係を越えて含有させてもより一層の向上効果は期
待できず、経済性をも考慮して、その含有量を０．０５
〜１０チと定めた。
を形成するほか、Ｃｒをはじめとする炭化物形成成分と
共に複炭化物を形成して分散相たる炭化物と結合相たる
素地との結合を強固にし、もって合金の耐摩耗性を著し
く向上させる作用があるが、その含有量が０．０５％未
満では所望のすぐれた耐摩耗性を得ることができず、一
方１０係を越えて含有させてもより一層の向上効果は期
待できず、経済性をも考慮して、その含有量を０．０５
〜１０チと定めた。
（ｆ） Ｎｉ 、 Ｃｏ ｌおよびＣｕこれらの成分
には、素地を強化し、かつなじみ性を改善する均等的作
用をもつが、その含有量が０．５％未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方１０％を越えて含有させて
もよυ一層の向上効果は見られず、経済性を考慮し、そ
の含有量を０．５〜１０％と定めた。
には、素地を強化し、かつなじみ性を改善する均等的作
用をもつが、その含有量が０．５％未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方１０％を越えて含有させて
もよυ一層の向上効果は見られず、経済性を考慮し、そ
の含有量を０．５〜１０％と定めた。
なお、この発明の鉄基焼結合金は、９０％以丘の理論密
度比をもつことが望ましく、これは、９０チ未満の理論
密度比では、素地の強度が低く、かつ大きな空孔が存在
するようになシ、この空孔のもつ切欠効果によって素地
が破壊され易くなって、ピッチング摩耗が発生し易くな
るという理由にもとづくものである。
度比をもつことが望ましく、これは、９０チ未満の理論
密度比では、素地の強度が低く、かつ大きな空孔が存在
するようになシ、この空孔のもつ切欠効果によって素地
が破壊され易くなって、ピッチング摩耗が発生し易くな
るという理由にもとづくものである。
つぎに、この発明の鉄基焼結合金を実施例によシ比較例
と対比しながら説明する。
と対比しながら説明する。
原料粉末として、粒度−１００ｍｅｓｈのアトマイズＦ
ｅ −Ｃｒ −Ｍｎ −Ｎｂ 合金（Ｃｒ：１３．５
％ 、 Ｍｎ：１．１ ％ 、 Ｎｂ： ４．１ ％含
有）粉末、同粒度のアトマイズＦｅ −Ｃｒ −Ｍｎ
−Ｔａ合金（Ｃｒ：１４．Ｏ％ 、 Ｍｎ ：１．１０
％、Ｔａ：４．３％含有）粉末、同粒度のアトマイズｌ
；”ｅ−Ｃｒ合金（Ｃｒ：２４％含有）粉末、同粒度の
Ｆｅ−Ｍｎ合金（Ｍｎ ： ７５％含有）粉末、同粒度
のＦｅ−Ｎｂ合金（ＪＪｂ：１５％含有）粉末、同粒度
のアトマイズＦｅ粉末、同粒度のＦｅ−Ｐ 合金（Ｐ：
２６％含有）粉末、υん片状黒鉛粉末、さらにいずれも
平均粒径３μｍを有するＮｉ粉末およびＣＯ粉末２粒度
−２００ｍｅｓｈのＣｕ粉末を用意し、これらの原料粉
末をそれぞれ第１表に示される配合組成に配合し、これ
に潤滑剤としてステアリン酸亜鉛： ０．７ ％を加え
て通常の条件で混合し、この結果の混合粉末より、５ｔ
ｏｎ／ｆｆｌの成形圧にて圧粉体を成形し、ついで前記
圧粉体を、アンモニア分解ガス中、温度：１１２０〜１
２００°Ｃに６０分間保持して焼結し、引続いて温度：
１０００’Ｃから油焼入れ後、温度：５３０℃に６０分
間保持の焼戻し処理を施すことによって、配合組成と実
質的に同一の最終成分組成をもった本発明鉄基焼結合金
１〜１９および比較鉄基焼結合金１〜１０をそれぞれ製
造した。
ｅ −Ｃｒ −Ｍｎ −Ｎｂ 合金（Ｃｒ：１３．５
％ 、 Ｍｎ：１．１ ％ 、 Ｎｂ： ４．１ ％含
有）粉末、同粒度のアトマイズＦｅ −Ｃｒ −Ｍｎ
−Ｔａ合金（Ｃｒ：１４．Ｏ％ 、 Ｍｎ ：１．１０
％、Ｔａ：４．３％含有）粉末、同粒度のアトマイズｌ
；”ｅ−Ｃｒ合金（Ｃｒ：２４％含有）粉末、同粒度の
Ｆｅ−Ｍｎ合金（Ｍｎ ： ７５％含有）粉末、同粒度
のＦｅ−Ｎｂ合金（ＪＪｂ：１５％含有）粉末、同粒度
のアトマイズＦｅ粉末、同粒度のＦｅ−Ｐ 合金（Ｐ：
２６％含有）粉末、υん片状黒鉛粉末、さらにいずれも
平均粒径３μｍを有するＮｉ粉末およびＣＯ粉末２粒度
−２００ｍｅｓｈのＣｕ粉末を用意し、これらの原料粉
末をそれぞれ第１表に示される配合組成に配合し、これ
に潤滑剤としてステアリン酸亜鉛： ０．７ ％を加え
て通常の条件で混合し、この結果の混合粉末より、５ｔ
ｏｎ／ｆｆｌの成形圧にて圧粉体を成形し、ついで前記
圧粉体を、アンモニア分解ガス中、温度：１１２０〜１
２００°Ｃに６０分間保持して焼結し、引続いて温度：
１０００’Ｃから油焼入れ後、温度：５３０℃に６０分
間保持の焼戻し処理を施すことによって、配合組成と実
質的に同一の最終成分組成をもった本発明鉄基焼結合金
１〜１９および比較鉄基焼結合金１〜１０をそれぞれ製
造した。
なお、比較鉄基焼結合金１〜１０は、いずれも構成成分
のうちのいずれかの成分（第１表に※印を付した成分）
がこの発明の成分組成範囲から外れた組成を有するもの
である。
のうちのいずれかの成分（第１表に※印を付した成分）
がこの発明の成分組成範囲から外れた組成を有するもの
である。
ついで、この結果得られた本発明鉄基焼結合金１〜１９
および比較鉄基焼結合金１〜１０のそれぞれから自動車
のロッカアームのバット面に適合したチップ材を切シ出
し、ロッカアームにろう付けにより接合して・ぞソト面
を形成し、このロッカアームを４気筒ＯＨＣエンノンに
組込み、使用オイル： ＬＰＧ廃油、回転数： ８Ｑ
Ｏｒ、ｐ、ｍ、 、試験時間＝４００時間の条件で耐摩
耗試験を行ない、ロッカアーム・セット面の摩耗量、お
よび相手部材であるＪＩＳ−３ＣＭ−２１製カムの摩耗
量をそれぞれ測定すると共に、外観状況を観察した。こ
の結果を第】表に示したが、第１表には上記チップ材の
ピンカース硬さおｊ：び理論密度比も合せて示した。
および比較鉄基焼結合金１〜１０のそれぞれから自動車
のロッカアームのバット面に適合したチップ材を切シ出
し、ロッカアームにろう付けにより接合して・ぞソト面
を形成し、このロッカアームを４気筒ＯＨＣエンノンに
組込み、使用オイル： ＬＰＧ廃油、回転数： ８Ｑ
Ｏｒ、ｐ、ｍ、 、試験時間＝４００時間の条件で耐摩
耗試験を行ない、ロッカアーム・セット面の摩耗量、お
よび相手部材であるＪＩＳ−３ＣＭ−２１製カムの摩耗
量をそれぞれ測定すると共に、外観状況を観察した。こ
の結果を第】表に示したが、第１表には上記チップ材の
ピンカース硬さおｊ：び理論密度比も合せて示した。
第１表に示されるように、比較鉄基焼結合金１〜１０に
おいては、自体の摩耗量および／または相手部材の力ｌ
、の摩耗量が多く、しかもその表面にはスカツフイング
へまたはピッチングが見られるのに対し゛Ｃ１本発明鉄
基焼結合金１−１９＋は、いずれもすぐれた耐摩耗性を
・示し、かつ相手部材のカムの摩耗も著しく少ｙ＜、さ
らにすぐｆた表面性状を有することが明らかである。
おいては、自体の摩耗量および／または相手部材の力ｌ
、の摩耗量が多く、しかもその表面にはスカツフイング
へまたはピッチングが見られるのに対し゛Ｃ１本発明鉄
基焼結合金１−１９＋は、いずれもすぐれた耐摩耗性を
・示し、かつ相手部材のカムの摩耗も著しく少ｙ＜、さ
らにすぐｆた表面性状を有することが明らかである。
なお、この場合、熱処理条件を適宜選択することによっ
て、素地の組織をベーナイト、パーライト、オーステナ
イト、マルテンサイト、さらにはこれらの混合組織とす
ることができるのは勿論である。
て、素地の組織をベーナイト、パーライト、オーステナ
イト、マルテンサイト、さらにはこれらの混合組織とす
ることができるのは勿論である。
上述のように、この発明の鉄基焼結合金は、すぐれた耐
犀耗性、耐スカッフィング性、および耐ピツチング性を
有し、さらに相手部材に及ぼす損傷影響のきわめて小さ
い特性を有するので、特に高面圧のかかる内燃機関の動
弁系部材として使用した場合に、これら部材はきわめて
すぐれた性能を発揮し、長期に亘る安定的使用を可能と
するなど工業上有用な特性を有するのである。
犀耗性、耐スカッフィング性、および耐ピツチング性を
有し、さらに相手部材に及ぼす損傷影響のきわめて小さ
い特性を有するので、特に高面圧のかかる内燃機関の動
弁系部材として使用した場合に、これら部材はきわめて
すぐれた性能を発揮し、長期に亘る安定的使用を可能と
するなど工業上有用な特性を有するのである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｃ：０．５〜３％、 Ｃｒ：５〜２０％、 Ｐ：０．１〜５％、 Ｍｎ：０．３５〜３％、 ＮｂおよびＴａのうちの１種または２種：０．０５〜１
０％、 Ｎｉ、Ｃｏ、およびＣｕのうちの１種または２種以上：
０．５〜１０％、 を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有することを特徴とするすぐれた耐摩耗性
を有する炭化物分散型鉄基焼結合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13114986A JPS6250447A (ja) | 1986-06-06 | 1986-06-06 | すぐれた耐摩耗性を有する炭化物分散型鉄基焼結合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13114986A JPS6250447A (ja) | 1986-06-06 | 1986-06-06 | すぐれた耐摩耗性を有する炭化物分散型鉄基焼結合金 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55104079A Division JPS6033181B2 (ja) | 1980-07-29 | 1980-07-29 | すぐれた耐摩耗性を有する炭化物分散型鉄基焼結合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6250447A true JPS6250447A (ja) | 1987-03-05 |
| JPH0354177B2 JPH0354177B2 (ja) | 1991-08-19 |
Family
ID=15051146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13114986A Granted JPS6250447A (ja) | 1986-06-06 | 1986-06-06 | すぐれた耐摩耗性を有する炭化物分散型鉄基焼結合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6250447A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01142057A (ja) * | 1987-11-28 | 1989-06-02 | Aichi Steel Works Ltd | ピストンリング用溶製鋼 |
-
1986
- 1986-06-06 JP JP13114986A patent/JPS6250447A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01142057A (ja) * | 1987-11-28 | 1989-06-02 | Aichi Steel Works Ltd | ピストンリング用溶製鋼 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0354177B2 (ja) | 1991-08-19 |
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