JPS63114904A - エンジン用バルブ部品に用いる焼結金属コンパクトおよびその製造方法。 - Google Patents
エンジン用バルブ部品に用いる焼結金属コンパクトおよびその製造方法。Info
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- JPS63114904A JPS63114904A JP62263654A JP26365487A JPS63114904A JP S63114904 A JPS63114904 A JP S63114904A JP 62263654 A JP62263654 A JP 62263654A JP 26365487 A JP26365487 A JP 26365487A JP S63114904 A JPS63114904 A JP S63114904A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
- F01L3/22—Valve-seats not provided for in preceding subgroups of this group; Fixing of valve-seats
-
- 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
- C22C33/0207—Using a mixture of prealloyed powders or a master alloy
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
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- C22C33/0278—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5%
- C22C33/0285—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5% with Cr, Co, or Ni having a minimum content higher than 5%
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- Powder Metallurgy (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)
この発明はエンジン用バルブ、特に新規で改良された粉
末金属製パルプインサート;およびその製造方法に関す
る。
末金属製パルプインサート;およびその製造方法に関す
る。
(背景技術)
内燃エンジンに用いられるパルプシート・インサートの
主要件は、耐摩耗性である。良好な耐熱および耐食性と
、耐摩耗性と関連して良好な機械加工性とを組合わせた
性質を達成するにアタシ、排気パルプシート・インサー
トはコバルト、ニッケルま九はマルテンサイト鉄をペー
スにした合金鋳造物として製造されている。これらの合
金は一般に、鋳造合金内に耐摩耗性炭化物が存すること
から、高クロムおよびニッケル含有量の耐熱オーステナ
イトスチールより好ましい。
主要件は、耐摩耗性である。良好な耐熱および耐食性と
、耐摩耗性と関連して良好な機械加工性とを組合わせた
性質を達成するにアタシ、排気パルプシート・インサー
トはコバルト、ニッケルま九はマルテンサイト鉄をペー
スにした合金鋳造物として製造されている。これらの合
金は一般に、鋳造合金内に耐摩耗性炭化物が存すること
から、高クロムおよびニッケル含有量の耐熱オーステナ
イトスチールより好ましい。
粉末冶金学はパルプシート・インサートの製造に適用さ
れており、その理由は他の手段でなされるよシ直接的に
端部形状の形成が達成されるからである。ここでは独特
の組成を選択する自由があり、かつ他の通常の成形法に
比較して、良好な空気流動を可能にする幾何学を達成す
るための設計上の融通性をも提供している。
れており、その理由は他の手段でなされるよシ直接的に
端部形状の形成が達成されるからである。ここでは独特
の組成を選択する自由があり、かつ他の通常の成形法に
比較して、良好な空気流動を可能にする幾何学を達成す
るための設計上の融通性をも提供している。
(発明の開示)
この発明は、パルプシート・インサートのような耐摩耗
性物品の製造に粉末冶金学の利点を利用している。この
発明は特に、耐熱および耐摩耗性オーステナイト・ステ
ンレススチール粉末を独特に、有効にかつ経済的に利用
すること、およびこの種の粉末を自動部品製造において
取扱うと共に必要な場合に機械加工性を容易にできるこ
と、を特徴としている。
性物品の製造に粉末冶金学の利点を利用している。この
発明は特に、耐熱および耐摩耗性オーステナイト・ステ
ンレススチール粉末を独特に、有効にかつ経済的に利用
すること、およびこの種の粉末を自動部品製造において
取扱うと共に必要な場合に機械加工性を容易にできるこ
と、を特徴としている。
この発明により提供される方法は、軟質粉末鉄金属成分
および粉末炭素と噴霧混合された予備合金化オーステナ
イト・ステンレススチール粉末からグリーンコンパクト
(生圧縮緻密化物品)を形成し、かつこのコンパクトを
焼結することから構成される。鉄金属成分は、軟質であ
ると共にオーステナイトスチール粉末より容易に圧縮緻
密化されるから、グリーンコンパクトに強度を与えてい
る。これもオーステナイト粉末および拡散炭素を有する
合金と共に焼結される。
および粉末炭素と噴霧混合された予備合金化オーステナ
イト・ステンレススチール粉末からグリーンコンパクト
(生圧縮緻密化物品)を形成し、かつこのコンパクトを
焼結することから構成される。鉄金属成分は、軟質であ
ると共にオーステナイトスチール粉末より容易に圧縮緻
密化されるから、グリーンコンパクトに強度を与えてい
る。これもオーステナイト粉末および拡散炭素を有する
合金と共に焼結される。
との発明の構成は、パルプシート・インサートのような
焼結金属コンパクトであり、予信合金化されたオーステ
ナイト・ステンレススチールおよび軟質鉄金属の散在ミ
クロ(微細)領域からなシ、このオーステナイト・ステ
ンレススチールのミクロ領域は炭化物および炭化窒素凝
結体を含有している0 良好な炭素粉末は粉末黒鉛である。耐食性が考慮される
場合は、軟質鉄金属成分としてマルテンサイト:ステン
レススチール粉末を利用することが有利である。焼結に
おいて、鉄金iおよびオーステナイトスチール成分は焼
結コンi(クト中にミクc1領域を形成し、そこでは軟
質鉄金属がオーステナイトミクロ領域を包囲または架橋
している。オーステナイトミクロ領域は部品に対して耐
食性および耐摩耗性を付与しておシ、その理由はその領
域に包含される炭化窒素およびクロムおよびその炭化物
の存在によるものである。軟質鉄成分によシ形成される
ミクロ領域は、使用中の粘着摩耗または損傷を低減させ
る酸化物を提供している。
焼結金属コンパクトであり、予信合金化されたオーステ
ナイト・ステンレススチールおよび軟質鉄金属の散在ミ
クロ(微細)領域からなシ、このオーステナイト・ステ
ンレススチールのミクロ領域は炭化物および炭化窒素凝
結体を含有している0 良好な炭素粉末は粉末黒鉛である。耐食性が考慮される
場合は、軟質鉄金属成分としてマルテンサイト:ステン
レススチール粉末を利用することが有利である。焼結に
おいて、鉄金iおよびオーステナイトスチール成分は焼
結コンi(クト中にミクc1領域を形成し、そこでは軟
質鉄金属がオーステナイトミクロ領域を包囲または架橋
している。オーステナイトミクロ領域は部品に対して耐
食性および耐摩耗性を付与しておシ、その理由はその領
域に包含される炭化窒素およびクロムおよびその炭化物
の存在によるものである。軟質鉄成分によシ形成される
ミクロ領域は、使用中の粘着摩耗または損傷を低減させ
る酸化物を提供している。
(本発明を実施するための最適な形B)2g1および2
図のパルプシート・インサートは典型的には2.54
cm (11rL) 〜5.1 cm (2in、 )
の内径を有すると共に、耐摩耗面を提供する単位焼結部
片として形成されている。インサートを形成するために
用いられるグリーンコンパクトの全体的な化学組成は以
下の通シである:炭素 tO〜
2.0クロム 9.0〜16.5モ
リブデン 0#20ニツケル
0.5〜4.0シリコン
0〜1.8マンガン 1口5
〜り、0銅 zO
〜5.0窒素 0〜0.50燐
Q−wα50
硫黄 0〜Q、50鉄
残シ2g3図の顕微鏡
写真において、矢印“11は、炭化物および炭化窒素を
含有すると共に、ロックウェルC硬度、43のオーステ
ナイト・ステンレススチールのミクロ領域を示している
。矢印2は、ロックウェルB硬度、85の軟質鉄ミクロ
領域を示している。軟質鉄金属はオーステナイトミクロ
領域を包囲または架橋しているように見える。矢印“3
1は、ロックウェルCN度に28の遷移鉄金属ミクロ領
域を示している。
図のパルプシート・インサートは典型的には2.54
cm (11rL) 〜5.1 cm (2in、 )
の内径を有すると共に、耐摩耗面を提供する単位焼結部
片として形成されている。インサートを形成するために
用いられるグリーンコンパクトの全体的な化学組成は以
下の通シである:炭素 tO〜
2.0クロム 9.0〜16.5モ
リブデン 0#20ニツケル
0.5〜4.0シリコン
0〜1.8マンガン 1口5
〜り、0銅 zO
〜5.0窒素 0〜0.50燐
Q−wα50
硫黄 0〜Q、50鉄
残シ2g3図の顕微鏡
写真において、矢印“11は、炭化物および炭化窒素を
含有すると共に、ロックウェルC硬度、43のオーステ
ナイト・ステンレススチールのミクロ領域を示している
。矢印2は、ロックウェルB硬度、85の軟質鉄ミクロ
領域を示している。軟質鉄金属はオーステナイトミクロ
領域を包囲または架橋しているように見える。矢印“3
1は、ロックウェルCN度に28の遷移鉄金属ミクロ領
域を示している。
実施例1はこの種の焼結コンパクトの形成方法を詳細に
説明している。
説明している。
第4図の顕微鏡写真において、矢印“4″は、炭化物訃
よび炭化窒素を包含すると共に、ロックウェルC硬度:
50のオーステナイト・ステンレススチールのミクロ領
域を示しておシ、矢印“5mは、ロックウェルC硬度、
30の軟質鉄金属のミクロ領域を示している。実施例2
は、この種の焼結コンパクトの形成方法を詳細に説明し
ている。
よび炭化窒素を包含すると共に、ロックウェルC硬度:
50のオーステナイト・ステンレススチールのミクロ領
域を示しておシ、矢印“5mは、ロックウェルC硬度、
30の軟質鉄金属のミクロ領域を示している。実施例2
は、この種の焼結コンパクトの形成方法を詳細に説明し
ている。
第5図の顕微鏡写真においては、矢印′6mは、ロック
ウェルC硬度、41のオーステナイト番ステンレススチ
ールのミクロ領域を示シておシ、矢印“71はロックウ
ェルB硬度、84の軟質鉄金属のミクロ領域を示してお
り、かつ矢印″8′″はロックウェルC硬度、32の遷
移鉄金属ミクロ領域を示している(この場合、ある程度
のマルテンサイトスチール物質が形成されているものと
信じられる)、実施例3は、この種の焼結コンパクトの
形成方法を詳細に説明している。
ウェルC硬度、41のオーステナイト番ステンレススチ
ールのミクロ領域を示シておシ、矢印“71はロックウ
ェルB硬度、84の軟質鉄金属のミクロ領域を示してお
り、かつ矢印″8′″はロックウェルC硬度、32の遷
移鉄金属ミクロ領域を示している(この場合、ある程度
のマルテンサイトスチール物質が形成されているものと
信じられる)、実施例3は、この種の焼結コンパクトの
形成方法を詳細に説明している。
グリーンコンパクトは通常は自動的に、取扱われると共
に焼結炉へ移送され、そこでコンパクトの焼結が行なわ
れる。焼結は、コンパクトをそのほとんどの成分の液化
温度よシ低い温度に加熱することによる。コンパクト内
の隣接面の接合である。
に焼結炉へ移送され、そこでコンパクトの焼結が行なわ
れる。焼結は、コンパクトをそのほとんどの成分の液化
温度よシ低い温度に加熱することによる。コンパクト内
の隣接面の接合である。
総体的に非常に低量の炭素および他の成分を有する軟質
鉄粉末は、極めて実用的なグリーン強度をもたらすため
に、噴霧オーステナイト・ステンレススチール粉末と等
しい割合、!!九はそれよシ低い割合、たとえば451
55 の小さい割合で利用できる。他方、マルテンサ
イト・ステンレススチール、たとえばA、1.S、1.
グレード410は、オーステナイト物質に対して約1.
5:1〜約3:1の割合で最良に利用される。グリーン
コンパクトはオーステナイト・ステンレススチール粉末
の約25%〜約55%を包含して、パルプシート・イン
サートのような適用例【おいて、適切な耐摩耗性および
耐食性を展開している。
鉄粉末は、極めて実用的なグリーン強度をもたらすため
に、噴霧オーステナイト・ステンレススチール粉末と等
しい割合、!!九はそれよシ低い割合、たとえば451
55 の小さい割合で利用できる。他方、マルテンサ
イト・ステンレススチール、たとえばA、1.S、1.
グレード410は、オーステナイト物質に対して約1.
5:1〜約3:1の割合で最良に利用される。グリーン
コンパクトはオーステナイト・ステンレススチール粉末
の約25%〜約55%を包含して、パルプシート・イン
サートのような適用例【おいて、適切な耐摩耗性および
耐食性を展開している。
場合によシ、噴霧オーステナイト・ステンレススチール
粉末は、たとえば粘着干渉酸化物を除去し、粉末を軟化
するために、1010°C(1850F)〜1093℃
(2000乍)の温度の解離アンモニアの還元雰囲気中
で還元焼なまし処理される。しかし、この操作は、この
発明の目的性能を達成するために必ずしも必要なわけで
はない。
粉末は、たとえば粘着干渉酸化物を除去し、粉末を軟化
するために、1010°C(1850F)〜1093℃
(2000乍)の温度の解離アンモニアの還元雰囲気中
で還元焼なまし処理される。しかし、この操作は、この
発明の目的性能を達成するために必ずしも必要なわけで
はない。
コンパクト形成のための粉末混合体は1通常は微細粉末
形態を有する種々の他の金属および非金属成分と混合す
ることができる。コンパクトの約5重量−までの量の銅
粉末は、見かけ上で強化剤の作用を有しているが−これ
は主として焼結中のサイズ変化を制御すると共に、部品
の緻密化のために利用される。典型的には硼素鉄として
付加される約(Ll−までの量の硼素は焼結助剤とされ
得るが、これは高い焼結温度を必要とすることから、こ
の使用は随意的なものである。約150−までの量の燐
も焼結助剤である。
形態を有する種々の他の金属および非金属成分と混合す
ることができる。コンパクトの約5重量−までの量の銅
粉末は、見かけ上で強化剤の作用を有しているが−これ
は主として焼結中のサイズ変化を制御すると共に、部品
の緻密化のために利用される。典型的には硼素鉄として
付加される約(Ll−までの量の硼素は焼結助剤とされ
得るが、これは高い焼結温度を必要とすることから、こ
の使用は随意的なものである。約150−までの量の燐
も焼結助剤である。
黒鉛は、コンパクトを形成する粉末質量に炭素を付加す
るための主要な実用手段であシ、その理由は焼結は通常
、かなシ短時間で行なわれ1、かつ鉄成分との相互作用
のためのピーク温度は限られた時間だけであるからであ
る。
るための主要な実用手段であシ、その理由は焼結は通常
、かなシ短時間で行なわれ1、かつ鉄成分との相互作用
のためのピーク温度は限られた時間だけであるからであ
る。
通常の逃出潤滑剤が、他の物質の結合重量に基づいて総
体的に約15〜1.0−の割合でコンパクトの形成に利
用される。典呈的な潤滑剤としてはステアリン酸亜鉛、
ワックス、および適切なエチレン・ステアリン酸アミド
組成物が包含されておシ、これら組成物は焼結により揮
発する。
体的に約15〜1.0−の割合でコンパクトの形成に利
用される。典呈的な潤滑剤としてはステアリン酸亜鉛、
ワックス、および適切なエチレン・ステアリン酸アミド
組成物が包含されておシ、これら組成物は焼結により揮
発する。
各硫黄、窒素および酸素の実用的最大量は約150チで
ある。一般に、用いられる粉末−ステンレススチールは
、9〜1451クロム、15〜4−ニッケル、ある程度
の105〜40チマンガン、いくらかのモリブデン、お
よび少なくともある程麓の許容不純物および鉄に含有さ
れる炭素からなる混合物とされるが、これらのパーセン
テージは総混合体重量に基づくものである。マンガンも
鉄合金として付加することができる。
ある。一般に、用いられる粉末−ステンレススチールは
、9〜1451クロム、15〜4−ニッケル、ある程度
の105〜40チマンガン、いくらかのモリブデン、お
よび少なくともある程麓の許容不純物および鉄に含有さ
れる炭素からなる混合物とされるが、これらのパーセン
テージは総混合体重量に基づくものである。マンガンも
鉄合金として付加することができる。
通常方法によるコンパクトの形成は、形成されるべき部
品に適合するダイ(小さい寸法変化が生じる場合は、そ
のための許容値を有する)中で、約6.2−9.5 t
on/m(40,60ton/iば)において粉末を圧
縮することによシ行なわれる。
品に適合するダイ(小さい寸法変化が生じる場合は、そ
のための許容値を有する)中で、約6.2−9.5 t
on/m(40,60ton/iば)において粉末を圧
縮することによシ行なわれる。
焼結は低露点(たとえば、−3五3°0(−28QP)
またはそれよシ低I¥1)温度を有する水床または解離
アンモニア雰囲気中で、1149℃(2100F’)で
約3時間行なわれることが好ましい。コンパクトは通常
、約50分間を越えてピーク温度に維持されないように
される。好ましくはオーステナイト・ステンレススチー
ルの粒子サイズ範囲は、100メツシエのふるいより約
10チを越えない粗粒度で、かつ525メツシエのふる
いを通過するものの約5O−t−越えない粒度(ふるい
は、合衆国ふるいシリーズによる)にされる。他の金属
粉末は通常、同一の総体的範囲になされ、場合により3
25メツシエのふるいを通過する55−またはそれを越
える少し微細なものとされる。グイ中への流動特性およ
びその穴が悪影響を受けないか、あるいは混合体または
得られたグリーン体の緊密性および焼結されたものの強
度が実質的に低下しない限シ、使用される粉末の粒子サ
イズ範囲はかなり広範になされる。
またはそれよシ低I¥1)温度を有する水床または解離
アンモニア雰囲気中で、1149℃(2100F’)で
約3時間行なわれることが好ましい。コンパクトは通常
、約50分間を越えてピーク温度に維持されないように
される。好ましくはオーステナイト・ステンレススチー
ルの粒子サイズ範囲は、100メツシエのふるいより約
10チを越えない粗粒度で、かつ525メツシエのふる
いを通過するものの約5O−t−越えない粒度(ふるい
は、合衆国ふるいシリーズによる)にされる。他の金属
粉末は通常、同一の総体的範囲になされ、場合により3
25メツシエのふるいを通過する55−またはそれを越
える少し微細なものとされる。グイ中への流動特性およ
びその穴が悪影響を受けないか、あるいは混合体または
得られたグリーン体の緊密性および焼結されたものの強
度が実質的に低下しない限シ、使用される粉末の粒子サ
イズ範囲はかなり広範になされる。
コンパクト形成にあた9、約5.4 ton/cf(5
5ton/inl: )より低圧で行なうことは有用で
はない。
5ton/inl: )より低圧で行なうことは有用で
はない。
約9.3 +w 1α8 ton/cm (60+w
65 tcn/ire )よ)高い圧力は有用ではある
が、通常は余分の費用をかける程の価値はない。約10
60°O(1940D)よシ低温での焼結は、任意の合
理的時間内で強度を達成するためには極めて実用的では
なく、また約1121°Q(2250°F)より実質的
に高い温度は同様に、制御することが困難であると共に
、炉の悪化をもたらすことになる。これらの温度は焼結
炉のピーク温度であシ、焼結強度を達成するために、可
能な限り短時間(望ましくは25〜40分、好ましくは
30〜35分間)に維持される。もちろん炉温度は、コ
ンパクトが炉内を継続的に走行される場合は、上昇領域
にプラットホームを構成することができる。場合によっ
ては1時間程度の総焼結時間を用いることができると共
に、4時間を越える時間は経済性に欠ける。
65 tcn/ire )よ)高い圧力は有用ではある
が、通常は余分の費用をかける程の価値はない。約10
60°O(1940D)よシ低温での焼結は、任意の合
理的時間内で強度を達成するためには極めて実用的では
なく、また約1121°Q(2250°F)より実質的
に高い温度は同様に、制御することが困難であると共に
、炉の悪化をもたらすことになる。これらの温度は焼結
炉のピーク温度であシ、焼結強度を達成するために、可
能な限り短時間(望ましくは25〜40分、好ましくは
30〜35分間)に維持される。もちろん炉温度は、コ
ンパクトが炉内を継続的に走行される場合は、上昇領域
にプラットホームを構成することができる。場合によっ
ては1時間程度の総焼結時間を用いることができると共
に、4時間を越える時間は経済性に欠ける。
有利には、m結されたコンパクトは、特に急速に冷却さ
れるパルプシート・インサートのような小型部品の場合
は、空冷される。
れるパルプシート・インサートのような小型部品の場合
は、空冷される。
時には、焼結されたコンパクトを時効硬化(ageha
rdening )によシ、たとえばこの;ンパクトを
解離アンモニア雰囲気中に、538℃(iooooF)
で8時間保持することによシ、さらに硬化させることが
望まれるが、これはあまシ必要ではなく、この発明の良
好なパルプシート・インサートを形成するには、高価な
方法と考えられる。しかし場合によっては、加工硬化が
もたらされる前に特に硬質とされる部品を製造するには
、このような熱硬化操作が有用である。
rdening )によシ、たとえばこの;ンパクトを
解離アンモニア雰囲気中に、538℃(iooooF)
で8時間保持することによシ、さらに硬化させることが
望まれるが、これはあまシ必要ではなく、この発明の良
好なパルプシート・インサートを形成するには、高価な
方法と考えられる。しかし場合によっては、加工硬化が
もたらされる前に特に硬質とされる部品を製造するには
、このような熱硬化操作が有用である。
焼結されたコンパクトは、時効硬化されるか。
されないかにかかわらず、典型的には研磨によシ仕上げ
処理されるが、必要によシ要求される許容範凹を達成す
るために別のタイプの機緘加工によっても処理される。
処理されるが、必要によシ要求される許容範凹を達成す
るために別のタイプの機緘加工によっても処理される。
必要な場合はこれら焼結された物品は研磨により容易に
仕上げ処理を行なうことができる。仕上げ処理された物
品は、パルプシート・インサートとして形成されるのに
加えて、ピストンリング、7−ルリング、ギアおよび他
の耐摩耗性物品として形成することができる。
仕上げ処理を行なうことができる。仕上げ処理された物
品は、パルプシート・インサートとして形成されるのに
加えて、ピストンリング、7−ルリング、ギアおよび他
の耐摩耗性物品として形成することができる。
以下の例はこの発明の実施方法を示しているが、限定す
る。f味のものではない。この明m書において、すべて
のパーセンテージは!i量パーセンテージであり、すべ
ての部は重量部であり、またすべての温度は特に指示し
ない@シ、’F−1’ある。実施例に示される粉末組成
の明細は以下の通C凹8〜IIL38 凹0〜601
.0〜卸 tO〜21 1.o〜JCr 2100〜
24.00 1?、25−21.50 9、kli、o
1五5〜163 9.0〜1制Mo (L50最
大 cL50最大 l最大 U5最大 α25.i
大Ni ZOo、9.00 1.50−.275
(L5−1.5 シ1.0 2A−4,O8i
[1L60〜(L90 (LO8〜125 (L
2最大 1.0最大 l1lL1〜t8Cu
ZO−500−5fJ2411〜541
Mn 1.5O−u8 7.00〜9.50 五o
−卸 u−u ophuP
(L50最大l150最大N l
12B−α35 a20〜(L40
(LAG最大S
l107最大 但9最大Thlり 残り
残シ 残シ 残シ5〇−最大 実施例において、用いられた黒鉛粉末は、サウスウェス
タンInc、fi造のサウスウエスタン(商標)165
1グレードのものである。鉄粉末はヘガネス・コーボン
ークヨンにより供給されるヘガネス(商標)1000B
か、QMPコーポレーシ望ンによシ供給されるアトメッ
ト(商標)28とされた。銅粉末は、SCMコーボレー
シ曹ンによp供給され6グレードRXH1s o とさ
れた。
る。f味のものではない。この明m書において、すべて
のパーセンテージは!i量パーセンテージであり、すべ
ての部は重量部であり、またすべての温度は特に指示し
ない@シ、’F−1’ある。実施例に示される粉末組成
の明細は以下の通C凹8〜IIL38 凹0〜601
.0〜卸 tO〜21 1.o〜JCr 2100〜
24.00 1?、25−21.50 9、kli、o
1五5〜163 9.0〜1制Mo (L50最
大 cL50最大 l最大 U5最大 α25.i
大Ni ZOo、9.00 1.50−.275
(L5−1.5 シ1.0 2A−4,O8i
[1L60〜(L90 (LO8〜125 (L
2最大 1.0最大 l1lL1〜t8Cu
ZO−500−5fJ2411〜541
Mn 1.5O−u8 7.00〜9.50 五o
−卸 u−u ophuP
(L50最大l150最大N l
12B−α35 a20〜(L40
(LAG最大S
l107最大 但9最大Thlり 残り
残シ 残シ 残シ5〇−最大 実施例において、用いられた黒鉛粉末は、サウスウェス
タンInc、fi造のサウスウエスタン(商標)165
1グレードのものである。鉄粉末はヘガネス・コーボン
ークヨンにより供給されるヘガネス(商標)1000B
か、QMPコーポレーシ望ンによシ供給されるアトメッ
ト(商標)28とされた。銅粉末は、SCMコーボレー
シ曹ンによp供給され6グレードRXH1s o とさ
れた。
実施例1
水噴霧されるオーステナイト・ステンレススチール粉末
Mが、同重量の鉄粉末に十分な黒鉛と銅粉末を加えたも
のと混合されて、表1に示すような明細■を有する全体
的混合物が得られた。
Mが、同重量の鉄粉末に十分な黒鉛と銅粉末を加えたも
のと混合されて、表1に示すような明細■を有する全体
的混合物が得られた。
エチレン・ステアリン酸アミドからなる型潤滑剤(ロン
ザ会社の商標、アクラワックスC)がとの混合物に混合
された(非潤滑混合物の重量に基づいてα75%)。
ザ会社の商標、アクラワックスC)がとの混合物に混合
された(非潤滑混合物の重量に基づいてα75%)。
得られた潤滑剤を包含する混合物が、42〜L 5 t
on7′c1!(40”w a 2 ton/n”)に
おいて圧縮されて、約5.1 an (2m )径のパ
ルプシート・インサートを形成するためのグリーンコン
パクトカ形成された。これらグリーン体は1149℃(
2100F)に維持される炉内で、3時間焼結された(
コンパクトは約呂時間、炉温度に保持された)。炉雰囲
気は、−6五5℃(−28°F)の露点温度を有する解
離アンモニアであった。
on7′c1!(40”w a 2 ton/n”)に
おいて圧縮されて、約5.1 an (2m )径のパ
ルプシート・インサートを形成するためのグリーンコン
パクトカ形成された。これらグリーン体は1149℃(
2100F)に維持される炉内で、3時間焼結された(
コンパクトは約呂時間、炉温度に保持された)。炉雰囲
気は、−6五5℃(−28°F)の露点温度を有する解
離アンモニアであった。
クリーンコンパクトの密度h ylcc 6−2
焼結コンパクトの密度、り/cc 411焼
結による理論最大(full )密度のチ80焼結硬度
、ロックウェルB、見かけ値 70時効硬化、ロックウ
ェルB、見かケ値90最終引張シ強度、(KSI)
42〜44来時効硬化は、焼結コンパクトを
538℃(1000°F)に8時間保持することにより
なされた。
焼結コンパクトの密度、り/cc 411焼
結による理論最大(full )密度のチ80焼結硬度
、ロックウェルB、見かけ値 70時効硬化、ロックウ
ェルB、見かケ値90最終引張シ強度、(KSI)
42〜44来時効硬化は、焼結コンパクトを
538℃(1000°F)に8時間保持することにより
なされた。
この物品は、必要あるいは所望により、研磨によシ仕上
げ処理することができる。しかし、形成されたパルプシ
ート・インサートは使用に適すると共に、良好な耐摩耗
性を示した。オーステナイト・ステンレススチール宍面
領埴は使用により加工硬化する。
げ処理することができる。しかし、形成されたパルプシ
ート・インサートは使用に適すると共に、良好な耐摩耗
性を示した。オーステナイト・ステンレススチール宍面
領埴は使用により加工硬化する。
実施例2
水噴霧されるオーステナイト・ステンレススチール粉末
■(30部)がほぼ同一サイズの70部■マルテンサイ
ト(A、1.8.1.グV−ド410)・ステンレスス
チールおよび粉末黒鉛と混合されて、表1に示すような
全体的な混合組成物■が得られた。これは次いで、実施
例!の混合物と同様に圧縮および焼結された。これによ
シ以下の特性を有するコンパクトが得られた:fIJ−
ンコンパクトの密度、P/CC&2焼結コンパクトの密
度、P/CC&14焼結による理論最大密度の−80 焼結硬度、ロックウェル81見かけ値 70時効硬
化、ロックウェルB1見かけ値 90最終引張シ強
度、(KSI) 39米時効硬化は、焼
結コンバク)−ii538℃(1000°F)に8時間
保持することによりなされた。
■(30部)がほぼ同一サイズの70部■マルテンサイ
ト(A、1.8.1.グV−ド410)・ステンレスス
チールおよび粉末黒鉛と混合されて、表1に示すような
全体的な混合組成物■が得られた。これは次いで、実施
例!の混合物と同様に圧縮および焼結された。これによ
シ以下の特性を有するコンパクトが得られた:fIJ−
ンコンパクトの密度、P/CC&2焼結コンパクトの密
度、P/CC&14焼結による理論最大密度の−80 焼結硬度、ロックウェル81見かけ値 70時効硬
化、ロックウェルB1見かけ値 90最終引張シ強
度、(KSI) 39米時効硬化は、焼
結コンバク)−ii538℃(1000°F)に8時間
保持することによりなされた。
実施例3
水噴霧されるオーステナイト・ステンレススチール粉末
Iが、等量の鉄粉末と十分な黒鉛および銅粉末とを加え
たものと混合されて、表1に示すような明細■を有する
全体的混合物が得られた。
Iが、等量の鉄粉末と十分な黒鉛および銅粉末とを加え
たものと混合されて、表1に示すような明細■を有する
全体的混合物が得られた。
この混合物は実施例1と同様に潤滑処理された。これは
次いで実施例1の混合物と同様に圧縮および焼結された
。これにより以下の特性を有するコンパクトが得られた
: コンパクト化および焼結作業によシ、以下の特性を有す
る材料が得られたニ クリーンコンパクトの密度、 ylcc 6.
5焼結コンパクトの密度、ylcc 41
焼結による理論最大密度の−80 空隙度チ 19焼結中の径
変化 1.75%焼結硬度、ロッ
クウェルB1見かけ値 74時効硬化、ロックウェル
B、見かけ値 25最終引張シ強度、PSIxl o
o口(KSI) 45427℃(800°F
)112KSI負荷時のクリープ歪/h[L15% 来時効硬化は、焼結コンパクトを538°0(1ooo
′P)に8時間保持することによシなされた。
次いで実施例1の混合物と同様に圧縮および焼結された
。これにより以下の特性を有するコンパクトが得られた
: コンパクト化および焼結作業によシ、以下の特性を有す
る材料が得られたニ クリーンコンパクトの密度、 ylcc 6.
5焼結コンパクトの密度、ylcc 41
焼結による理論最大密度の−80 空隙度チ 19焼結中の径
変化 1.75%焼結硬度、ロッ
クウェルB1見かけ値 74時効硬化、ロックウェル
B、見かけ値 25最終引張シ強度、PSIxl o
o口(KSI) 45427℃(800°F
)112KSI負荷時のクリープ歪/h[L15% 来時効硬化は、焼結コンパクトを538°0(1ooo
′P)に8時間保持することによシなされた。
この発明の多くの修正および変更が、これまでの説明か
ら当業者にとって可能であろう。したがって、この発明
は特許請求の範囲の記載の範囲向において、ここに説明
したのと別の方法で実施され得ることが明らかであろう
。
ら当業者にとって可能であろう。したがって、この発明
は特許請求の範囲の記載の範囲向において、ここに説明
したのと別の方法で実施され得ることが明らかであろう
。
第1および2図はこの発明によシ形成された自動車用エ
ンジンのパルプシート・インサートの立面図および平面
図% 嬉3 s 4および5図はそれぞれ実施例1.
21および3によシ形成さ特許出願人゛
イートソ コー木°U−ジヨシ代 罪 人 を
狸= 萼優美ほか2名FIG、1 FIG、3 手続補正書 昭和82年11月18日 昭和62年 特許願 第963654−号2、発明の名
称 粉末金属からなるパルプシート・インサートおよびその
製造方法 3、補正する者 事件との関係 特許出願人 名称イートン コーポレーション 4、代 理 人 (〒101) 住所 東京都千代田区神田駿河台lの6(ほか2名) 5、補市命令の日付 r自 発」 6、補正の対象 (1)明細書の特許請求の範囲の欄 7、補正の内容 (1)別紙のとおり aハ (別 紙) 2、特許請求の範囲 (1)噴霧される予備合金化オーステナイト・ステンレ
ススチール粉末、軟質金属成分および粉末炭素を含有す
る混合物から、木質的にインサートの形状を有するグリ
ーンコンパクトを形成し;そして前記コンパクトを焼結
する各工程からなる、パルプシート・インサートの製造
方法。 (2)前記グリーンコンパクトが、前記オーステナイト
・ステンレススチール粉末を約25〜50重量%含有し
ている、特許請求の範囲第1項に記載の方法。 (3)前記炭素が黒鉛である、特許請求の範囲第1項に
記載の方法。 (4)前記軟質鉄金属がマルテンサイト・ステンレスス
チール粉末である。特許請求の範囲第1項に記載の方法
。 (5)前記グリーンコンパクトの全体的化学組成が本質
的に以下の通り構成される。特許請求の範囲第1項に記
載の方法: 炭素 1.0〜2.0°/D
クロム 8.0〜16.5モリブデン
0〜2.0ニツケル
0.5〜4.0シリコン θ〜1.
8マンガン 0.05〜5.0″0〜5
.0 窒素 0〜0.50燐
0〜0.50硫黄
0〜0.50鉄
残り(6)前記グリーンコンパクトの全体
的化学組成が木質的に以下の通り構成される、特許請求
の範囲第1項に記載の方法: 炭素 1.0〜2.0%クロム
9.0〜11.0モリブデン
θ〜2.0ニッケル 0.5〜1
.5シリコン O〜0.2マンガン
3.0〜5.0銅
2.0〜5.0鉄
残り(7)前記焼結コンパクトが時効硬化される、特
許請求の範囲第1項に記載の方法。 (8)噴霧される予備合金化オーステナイト−ステンレ
ススチール粉末と、軟質鉄金属成分と粉末炭素とを含有
する混合物から本質的にグリーンコンパクトを形成して
成る、焼結金属コンパクトの製造方法。 (9)予備合金化オーステナイト・ステンレススチール
および軟質鉄金属の散在ミクロ領域を焼結コンパクト中
に包含すると共に、前記オーステナイト・ステンレスス
チールのミクロ領域が炭化物および炭化窒素を含有して
いる粉末金属からなるバルブシート・インサール −、
・ ゛よびp 李 今、 唸 1
− ・ に ン − 7(lO)前
記軟質鉄金属成分がマルテンサイト・ステンレススチー
ルからなる、特許請求の範囲第9項に記載のパルプシー
ト・インサート。 (11) 前記オーステナイト・ステンレススチールの
重量割合いが約25〜50%である、特許請求の範囲第
9項に記載のパルプシート・インサート。 (12)約0〜5%の銅、2.0%までのモリブデン、
および約0.05〜5%のマンガンを含有する特許請求
の範囲第9項に記載のパルプシート・インサート。 (13)時効硬化された特許請求の範囲第9項に記(1
4)予備合金化オーステナイト・ステンレススチールお
よび軟質鉄金属の散在ミクロ領域を包含すると共に、前
記オーステナイト・ステンレススチールのミクロ領域が
炭化物および炭化窒素を含有している焼結金属コンパク
トと る ・コンパクト。
ンジンのパルプシート・インサートの立面図および平面
図% 嬉3 s 4および5図はそれぞれ実施例1.
21および3によシ形成さ特許出願人゛
イートソ コー木°U−ジヨシ代 罪 人 を
狸= 萼優美ほか2名FIG、1 FIG、3 手続補正書 昭和82年11月18日 昭和62年 特許願 第963654−号2、発明の名
称 粉末金属からなるパルプシート・インサートおよびその
製造方法 3、補正する者 事件との関係 特許出願人 名称イートン コーポレーション 4、代 理 人 (〒101) 住所 東京都千代田区神田駿河台lの6(ほか2名) 5、補市命令の日付 r自 発」 6、補正の対象 (1)明細書の特許請求の範囲の欄 7、補正の内容 (1)別紙のとおり aハ (別 紙) 2、特許請求の範囲 (1)噴霧される予備合金化オーステナイト・ステンレ
ススチール粉末、軟質金属成分および粉末炭素を含有す
る混合物から、木質的にインサートの形状を有するグリ
ーンコンパクトを形成し;そして前記コンパクトを焼結
する各工程からなる、パルプシート・インサートの製造
方法。 (2)前記グリーンコンパクトが、前記オーステナイト
・ステンレススチール粉末を約25〜50重量%含有し
ている、特許請求の範囲第1項に記載の方法。 (3)前記炭素が黒鉛である、特許請求の範囲第1項に
記載の方法。 (4)前記軟質鉄金属がマルテンサイト・ステンレスス
チール粉末である。特許請求の範囲第1項に記載の方法
。 (5)前記グリーンコンパクトの全体的化学組成が本質
的に以下の通り構成される。特許請求の範囲第1項に記
載の方法: 炭素 1.0〜2.0°/D
クロム 8.0〜16.5モリブデン
0〜2.0ニツケル
0.5〜4.0シリコン θ〜1.
8マンガン 0.05〜5.0″0〜5
.0 窒素 0〜0.50燐
0〜0.50硫黄
0〜0.50鉄
残り(6)前記グリーンコンパクトの全体
的化学組成が木質的に以下の通り構成される、特許請求
の範囲第1項に記載の方法: 炭素 1.0〜2.0%クロム
9.0〜11.0モリブデン
θ〜2.0ニッケル 0.5〜1
.5シリコン O〜0.2マンガン
3.0〜5.0銅
2.0〜5.0鉄
残り(7)前記焼結コンパクトが時効硬化される、特
許請求の範囲第1項に記載の方法。 (8)噴霧される予備合金化オーステナイト−ステンレ
ススチール粉末と、軟質鉄金属成分と粉末炭素とを含有
する混合物から本質的にグリーンコンパクトを形成して
成る、焼結金属コンパクトの製造方法。 (9)予備合金化オーステナイト・ステンレススチール
および軟質鉄金属の散在ミクロ領域を焼結コンパクト中
に包含すると共に、前記オーステナイト・ステンレスス
チールのミクロ領域が炭化物および炭化窒素を含有して
いる粉末金属からなるバルブシート・インサール −、
・ ゛よびp 李 今、 唸 1
− ・ に ン − 7(lO)前
記軟質鉄金属成分がマルテンサイト・ステンレススチー
ルからなる、特許請求の範囲第9項に記載のパルプシー
ト・インサート。 (11) 前記オーステナイト・ステンレススチールの
重量割合いが約25〜50%である、特許請求の範囲第
9項に記載のパルプシート・インサート。 (12)約0〜5%の銅、2.0%までのモリブデン、
および約0.05〜5%のマンガンを含有する特許請求
の範囲第9項に記載のパルプシート・インサート。 (13)時効硬化された特許請求の範囲第9項に記(1
4)予備合金化オーステナイト・ステンレススチールお
よび軟質鉄金属の散在ミクロ領域を包含すると共に、前
記オーステナイト・ステンレススチールのミクロ領域が
炭化物および炭化窒素を含有している焼結金属コンパク
トと る ・コンパクト。
Claims (14)
- (1)噴霧される予備合金化オーステナイト・ステンレ
ススチール粉末、軟質金属成分および粉末炭素を含有す
る混合物から、本質的にインサートの形状を有するグリ
ーンコンパクトを形成し;そして前記コンパクトを焼結
する各工程からなる、パルプシート・インサートの製造
方法。 - (2)前記グリーンコンパクトが、前記オーステナイト
・ステンレススチール粉末を約25〜50重量%含有し
ている、特許請求の範囲第4項に記載の方法。 - (3)前記炭素が黒鉛である、特許請求の範囲第1項に
記載の方法。 - (4)前記軟質鉄金属がマルテンサイト・ステンレスス
チール粉末である、特許請求の範囲第1項に記載の方法
。 - (5)前記グリーンコンパクトの全体的化学組成が本質
的に以下の通り構成される、特許請求の範囲第1項に記
載の方法: % 炭素 1.0〜2.0 クロム 9.0〜16.5 モリブデン 0〜2.0 ニッケル 0.5〜4.0 シリコン 0〜1.8 マンガン 0.05〜5.0 銅 0〜5.0 窒素 0〜0.50 燐 0〜0.50 硫黄 0〜0.50 鉄 残り - (6)前記グリーンコンパクトの全体的化学組成が本質
的に以下の通り構成される、特許請求の範囲第1項に記
載の方法: % 炭素 1.0〜2.0 クロム 9.0〜11.0 モリブデン 0〜2.0 ニッケル 0.5〜1.5 シリコン 0〜0.2 マンガン 3.0〜5.0 銅 2.0〜5.0 鉄 残り - (7)前記焼結コンパクトが時効硬化される、特許請求
の範囲第1項に記載の方法。 - (8)噴霧される予備合金化オーステナイト・ステンレ
ススチール粉末と、軟質鉄金属成分と、粉末炭素とを含
有する混合物から本質的にグリーンコンパクトを形成し
て成る、焼結金属コンパクトの製造方法。 - (9)予備合金化オーステナイト・ステンレススチール
および軟質鉄金属の散在ミクロ領域を焼結コンパクト中
に包含すると共に、前記オーステナイト・ステンレスス
チールのミクロ領域が炭化物および炭化窒素を含有して
いる粉末金属からなるパルプシート・インサート。 - (10)前記軟質鉄金属成分がマルテンサイト・ステン
レススチールからなる、特許請求の範囲第9項に記載の
コンパクト。 - (11)前記オーステナイト・ステンレススチールの重
量割合いが約25〜50%である、特許請求の範囲第9
項に記載のコンパクト。 - (12)約0〜5%の銅、2.0%までのモリブデン、
および約0.05〜5%のマンガンを含有する特許請求
の範囲第9項に記載のコンパクト。 - (13)時効硬化された特許請求の範囲第9項に記載の
コンパクト。 - (14)予備合金化オーステナイト・ステンレススチー
ルおよび軟質鉄金属の散在ミクロ領域を包含すると共に
、前記オーステナイト・ステンレススチールのミクロ領
域が炭化物および炭化窒素を含有している焼結金属コン
パクト。
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