JPS6293314A - 耐摩耗性摺動部材 - Google Patents

耐摩耗性摺動部材

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JPS6293314A
JPS6293314A JP60233474A JP23347485A JPS6293314A JP S6293314 A JPS6293314 A JP S6293314A JP 60233474 A JP60233474 A JP 60233474A JP 23347485 A JP23347485 A JP 23347485A JP S6293314 A JPS6293314 A JP S6293314A
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cam
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wear resistance
wear
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JP60233474A
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Toshihiko Matsubara
松原 敏彦
Akira Fujiwara
昭 藤原
Kazuo Yoshida
一夫 吉田
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Honda Motor Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 LitLL且■±1 本考案は、デル層として形成された摺動表面層を有する
耐摩耗性摺動部材に関するものである。
【釆且韮 内燃エンジンの動弁I!!構で使用されるカム軸に−i
  −+− おいては、カム表面の曲線が極く僅かに変化しても、各
バルブの開閉時期、あるいは揚程が変化して、エンジン
性能に大ぎく影響リ−る。そのため、長時間使用しても
、カム表面の摩耗、あるいは曲がりの生じ難い鋳鉄製カ
ム軸(例、JIS FC25〜30材製、合金鋳鉄製)
を使用覆ることが多く、しかも鋳造の際に冷し金を用い
てカム表面部にプル層を形成するか、あるいは鋳造後に
カム表面部に再溶融硬化処理(急速溶融後、自己冷却さ
せる)を施してチル層を形成する等の手法が採用されて
いる。
が ゛ しよ−とする11− しかるに、最近では、内燃エンジンの高出ノj化に伴い
、カム表面の摺動面圧が増大し、従来に比して高い耐摩
耗性が要求されるところから、鋳造時にカム表面部にチ
ル層を形成しても、」−分な耐摩耗性を発揮できなくな
っている。一方、#R造後の再溶融硬化処理によりデル
層を形成した場合、鋳造時に形成するチル層に比して高
い耐摩耗性が得られるものの、十分満足でさるとは苦い
動く、しかも]・記の如き問題がある。
■カムの材質ないしは鋳造組織状態、すなわち粗大黒鉛
が晶出した状態により、再溶融硬化デル層のピンボール
発生、まlζはクレータ(壺)の発生を伴う場合があり
、仕上げ加工後、カム軸は不合格品になって、歩留りの
低下をtq<。
■カム表面部の全幅に戸って再溶融硬化処理を施すど、
両端部の肩肉が落ちるため、その部分を機械加工にJ:
り切除して整形しな(プればならないが、硬いデル層の
切除作業は容易でなく、量産性が落らる他、カム有効幅
が変動する。そこで、両端部の肩肉落ちを避けるならば
、両端部に非処理mlが残り、実機で使用する際に、カ
ムとロッカー・アームの当接関係が正常でなく、位置ず
れによる片当りを伴った場合、局部的に面辻が増大し、
ピッチング(pittinq :厚耗による凹陥部が生
ずる現象)、剥離等の現象が発生するため、耐久性に対
重る信頼fIが低下する不具合がある。
岡j口鋸金通1L丈AJ[外辺J」更害−【史作」本発
明の目的は、その摺動表面層に十分高い耐摩耗性が与え
られたS2i造品どじで−の摺動部祠を提供する点にあ
る。
この目的は、デル層として形成された1習動表面層に、
高密度エネル−1”−(プラズマ・ジー[ツ1へ、レー
ザ・ビーム秀)の照射にJ−る再溶融硬化処理を施すこ
とによって達成される。
摺動部材である鋳鉄製カム軸のカム表面部を、冷し金(
例、銅製)を用いることにJ:つてデル層として形成す
るならば、レメンタイ1〜(I’83C)が析出した微
細な組織が得られ、ロッカー・アーム、あるいはバルブ
・リフターとの摺接関係の十で、良好な耐摩耗f1、耐
かじり性が発揮される。
このデル層の組織を更に微細化することにJ:す、耐摩
耗性を大ぎく向上させることが可能である。
具体的には、幅方向の両端部を残して、カム表面層を、
プラズマ・ジェノ1〜.1ノーザ・ビーム等の照射で急
速再溶融後、自己冷却させれば良く、処理前の組織が既
に安定なるレメンタイト析出組織であることから、Tf
JFJ融硬化処理時のピンホール発生、黒鉛析出等の欠
陥発生が非常に少なく、健全なる再溶融硬化デル層を得
ることができる。また、再溶融硬化処理を、幅方向の両
端部を残して行うことにより、両端部の肩肉落ちを防ぐ
ことができ、しかも、非処理層である両端部も耐摩耗性
の良好なデル層であるから、カム有効幅の変動がなく、
耐久性についても信頼性の高いカム軸が得られる。
さらに、要部のみについて行う再溶融硬化デル層では、
作業時間が短縮され、製作費の低減化を計り得る利点が
ある。
なお、再溶融を行う際に、溶融池中にOr。
MO等の粉末を添加して合金化を計り、微細、かつ高硬
度の炭化物(Cr3G2 、MO20等)を生成ゼしめ
、もってカム表面に対し、極めて高い耐摩耗性を付与す
ることも可能である。
また、本発明は、カム軸の伯、バルブ・リフター、ロッ
カー・アーム等にも適用することかできる。
実−広一例 以下、本発明を第1図ないし第11図により説明−4= する。
第1図は、内燃エンジン用カム軸を紡造スるための鋳型
(金型)10を要部断面図としており、鋳型10は、上
型12および下型14で構成され、−Cの型孔16のカ
ム形成孔18に、カム・リフ1へ部に対応して冷し金2
0(例、銅1)が嵌め込まれている。
鋳型10に対し、JIS FC25相当材の溶湯を注入
して得たカム軸30を第2図にTS71゜このカム軸3
0は、カム32およびジャーナル部40より成り、カム
32のす71〜部34に、冷し金20にj;る鋳造デル
層36が形成されている。
本発明例としてのカム軸30△(第3図参照)は、鋳造
チル層36が形成された971〜部34に、15いて、
特に耐摩耗性が要求される部分、ずなわらカム軸30の
カム頂線を中心として、カム輪郭に沿って、前、後それ
ぞれ角度10°、ないし角度90°の範囲で、2mm以
上の幅をもって、プラズマ・トーチ50から噴出するプ
ラズマ52を蛇行軌跡を描きイrがら照射して、その部
分を再溶融させ、かつ急冷(自己冷却)凝固せしめて、
鋳造プル層36」−に硬化ブル層38を設(プることに
より1qることができる〈第4図、第5図参照)。
1!li<して1!jられたカム軸30Δのカム・リフ
1〜部34は、第6図(第5図対応)に示す様な組織に
なっており、硬化デル層(第6図にお(〕る黒色部分)
38の組織をi o o (6に拡大した第7図と、鋳
造デルF4(非再溶融硬化処理層)36の組織を100
倍に拡大した第83図とを対比すれば、硬化チル五43
8の組織が急冷によって著しく微細化されていることが
判る(なお、拡大写真にお(プる黒色の斑点は、バーラ
イ1へである)。
また、第6図から明らかな様に、力l\部表面幅方向両
9ツ:部Δに肩肉落ちが生じておらず、中央部分のみを
再溶融することににす、両OHf部△の鋳造+L″1の
形状を紺持【ノ、力l\右効幅の変動を防止し得ること
が判る。
さらに、前記実施例では、鋳造デル層3Gの表面部分を
単に再溶融せしめただけであるが、再溶融を行う際に、
用材とb^なる異種金属(例、Or。
Mo、N=、Cu、Mn、あるいはそれ等の合金)ない
し金属化合物(例、Crs C2、MO82)を溶融池
中に添加しても良く、その場合、硬化デル層は、極めて
耐摩耗f1に優れた合金組織あるいは分散強化型組織と
なる。その具体例を次に示J。
■C:3.47%、Sλ:181%、 Mn :  0
.57%。
Cr :  0.42%、 P :  0.09%、 
s :  o、og7%、「e:残部(以上、全て千h
I%)なる組成月の溶湯に、25Fe−75SL合金0
.2重量%を接種し、該溶湯をカム・リフト部に冷し金
を嵌め込んだ鋳型〈金型)に注入し、カム・リフト部表
面層をデル化させた。
■)qられたカム軸の脱砂、歪取り焼鈍、軸端部の心穴
加工、キー溝加工等を行なった後、カム軸を約450℃
まで加熱し、プラズマ・トーチを用いて、第2図図示の
如く、カム・111〜部の頂部近傍を再溶融させ、同時
にその溶融池に、その組成が炭化り[コム50重量%、
二硫化七すブリデン50重量%の粉末を添加し、自己冷
JJIにJ:り急冷けしめIご。
第9図は、再溶g(l処理状態を示し−(いる。プ′ノ
スマ・1〜−ヂ50はタンゲス−jン電極54と、これ
を包囲し、ガス通路58および冷却水通路60を右する
デツプ56ど、チップ56を包囲し、シールドガス通路
64を画成するシールド・キャップ62とで(14成さ
れ、シールド・キャップ62の先端部に、異種金属粉未
導入管66A、 66Bが貝通、固定されている。
ガス通路58から噴出するガス(例、アルゴン、水素、
窒素)は、プラズマ52となってカム・リフト部34A
の表面に吹き付けられ、生じた溶融池Pに、5“2種金
属粉末尋人管66A、 66Bを通じて前記組成の炭化
クロム粉末、二硫化モリブリデン粉末Bが供給される。
人」L圀 第2図に示す如き、鋳造デル層を有し、再溶融硬化処理
が施されないFC材製カム軸T1および第3図に示す如
き、鋳造デル層の上面(倶再溶融硬化処理を施したFC
材製カム軸■を、それぞれ軟窒化処理を施した18%C
r鋼製ロッカー・アームを用いたエンジンに組み込み、
2000rpm X 300時間の耐久試験を行った。
第10図は、耐久試験後に、カム・リフト部の摩−と3
 − 耗量を調べた結采を示しており、カムl111■の1?
耗量に比して、カム軸■の摩耗IBが著しく少<r <
、カム軸■の最大摩耗量(最大摩耗箇所の1?耗L6)
と、カム@Tのta小摩耗/3N(R小j?耗箇所の摩
耗量)とがほぼ対応している3、 1吋匹班浬 以上の説明から明らかな様に、本発明の耐摩耗性摺動部
材では、デル層として形成された摺動表面層に、高密度
エネルギーの照射による再溶μ((硬化処理を施したた
め、欠陥の無い極微細組織の摺動表面層が得られ、従来
の同種部材では得られなかった優れた耐摩耗性が発揮さ
れる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係るカム軸を(qるための
鋳型の要部断面図、第2図は該鋳型で得られた鋳造デル
層を右するカム軸、第3図は該カム軸に再溶融硬化処理
を施して1qたカム軸、第4図、第5図はそれぞれ第3
図におりるTV−rV線、V−V線断面図、第6図では
、第5図に対応するカム・リフト部の絹織写真第7図は
その硬化デル層の拡大図(100倍)、第8図はその非
処理層の拡大図(100倍)、第9図は再溶融硬化処理
を行うためのプラズマ・1−一−ブの東部断面図、第1
0図GJ甲なる鋳W1デル層をイjケる力l)軸■ど、
再溶融(41化処理による硬化f−ル層を右4るカム軸
■の摩糺試験結果を示すグラフ−(″ある。 10・・・εに型、12・・・上型、14・・・下型、
16・・づ1¥孔、18・・・カム形成孔、20・・・
冷し金、30・・・カム軸、32・・・カム、34・・
・リフ1一部、36・・・鋳造プル層、38・・・硬化
プル層、40・・・ジャー−Jル部、50・・・ブ5ラ
ズ一ス・1−−−ヂ、52・・・ブシズン、54・・・
タングステン電極、56・・・チップ、58・・・ガス
通路、60・・・玲却水通路、62・・・シールド・キ
ャップ、64・・・シールドガス通路、66・・・胃秤
金属粉未導入管3゜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)鋳造品である耐摩耗性摺動部材であつて、チル層
    として形成された摺動表面層に、高密度エネルギーの照
    射による再溶融硬化処理を施したことを特徴とする耐摩
    耗性摺動部材。
  2. (2)前記摺動表面層に、その幅方向両端部を除き、再
    溶融硬化処理を施したことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項に記載された耐摩耗性摺動部材。
  3. (3)前記耐摩耗性摺動部材がカム軸であり、前記摺動
    表面層がカム表面層であることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項に記載された耐摩耗性摺動部材。
JP60233474A 1985-10-21 1985-10-21 耐摩耗性摺動部材 Pending JPS6293314A (ja)

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DE19863635751 DE3635751A1 (de) 1985-10-21 1986-10-21 Abriebfestes gleitelement
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