JPS63114943A - 耐摩耗性のすぐれた摺動部材用炭化物分散型Fe基焼結合金 - Google Patents

耐摩耗性のすぐれた摺動部材用炭化物分散型Fe基焼結合金

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JPS63114943A
JPS63114943A JP26049886A JP26049886A JPS63114943A JP S63114943 A JPS63114943 A JP S63114943A JP 26049886 A JP26049886 A JP 26049886A JP 26049886 A JP26049886 A JP 26049886A JP S63114943 A JPS63114943 A JP S63114943A
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Teruyoshi Tanase
照義 棚瀬
Hachiro Matsunaga
松永 八郎
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、相手部材との間に高い潤滑特性が要求され
る摺動部材、例えば液化天然ガス(LPG)を燃料とし
て使用する内燃機関のロッカーアームチップやバルブリ
フター摺動部などとして用いた場合にすぐれた耐摩耗性
を示す炭化物分散型Fe基焼結合金に関するものである
〔従来の技術〕
一般に、LPG燃料を用いる内燃機関の摺動部材には、
チル鋳物や、P成分やB成分などを添加して液相焼結し
、もって高密度となし、さらに基地中に(Fe l C
r )7c3などの炭化物を分散させた炭化物分散型F
e基焼結合金が用いられている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、内燃機関の摺動部材にとって、燃料としてLP
Gを用いた場合、潤滑状態が悪く、かつ油膜切れを起し
易いことから、その使用条件はきわめて苛酷なものとな
り、上記のチル鋳物は勿論のこと、炭化物分散型Fe基
焼結合金でも、その炭化物の分散割合は高々30体積%
であることと含まって、相手部材との間に金属凝着を起
すようになり、場合によっては深さが0.5 tm程度
にも及ぶスカッフ摩耗が発生したり、相手部材であるカ
ム材を著しく損傷させるなどの問題点がある。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、特に燃
料としてLPGを使用する内燃機関の摺動部材として適
した材料を開発すべく研究を行なった結果1重量%で(
以下、成分%は重量%を示す)。
C:4〜6.5 %、     Cr:10〜40 %
Mo:5〜25 %。
を含有し、さらに必要に応じて、 (a)  W: 0.1〜10%、 fbl  Ti、Zr、Hf+V、Nb、およびTaの
うちの1種または2種以上:0.1〜5%、 以上−および(blのいずれか、または両方を含有し。
残りがFeと不可避不純物からなる組成。
71体積%以上の炭化物が分散した組織。
並びに97%以上の理論密度比。
を有する炭化物分散型Fe基焼結合金は、基地全体が炭
化物によってほとんど埋めつくされ、基地の金属の露出
が少ない組織を有するので、相手部材との間に金属凝着
を起すことがないことから、潤滑状態が悪く、油膜切れ
があっても、スカッフ摩耗の発生がなく、すぐれた耐摩
耗性と低い相手攻撃性を示し、さらに高密度を有し、ボ
アの形成も抑制されることから、ピッチング摩耗も防止
されるようにな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、炭化物の分散割合、および理論密
度比を上記の通りに限定した理由を説明する。
(al  C C成分には、一部が基地に固溶して、これを強化するほ
か、残りがCr l Mo 、およびFeと複炭化物を
形成して、耐摩耗性および耐凝着性を向上させる作用が
あるが、その含有量が4%未満では、基地中に分散する
炭化物の割合が71体積%未満となってしまい、所望の
耐摩耗性および耐凝着性を確保することができず、一方
その含有量が6.5%を越えると、遊離炭素が形成され
るようになって合金強度が低下するようになることから
、その含有量を4〜6.5%と定めた。
(b)  Cr Cr成分には、一部が基地に固溶して、これの耐熱性お
よび耐食性を向上させるほか、上記のように相手攻撃性
の低い複炭化物を形成して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10%未満では前記作用に
所望の効果が得られず、一方その含有量が40%を越え
ると合金強度が低下するようになることから、その含有
量を10〜40%と定めた。
(c)  N。
Mo53E分には、一部が基地に固溶して、これを強化
するほか、形成された複炭化物の焼結時における粗大化
を抑制する作用がある′が、その含有量が5%未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量が2
5%を越えると1強度低下をもたらすようになることか
ら、その含有量を5〜25%と定めた。
dl  W W成分には、一部が基地に固溶して、これを強化するほ
か、素地中に分散する複炭化物に固溶して、この炭化物
の硬さを高め、もって耐摩耗性をより一層向上させる作
用があるので、相手部材が硬質材料で構成される場合な
どに必要に応じて含有されるが、その含有量が0.1%
未満では所望の耐摩耗性向上効果が得られず、一方その
含有量が10%を越えても、前記作用が飽和し、より一
層の耐摩耗性向上効果が得られないことから、その含有
量を0.1〜10%と定めた。
(e)  Ti、zrpHfsV*Nb*およびTaこ
れらの成分には、主としてFe、Cr+Mo+およびC
と複炭化物を形成するばかりでなく、自身も単独で炭化
物を形成して合金の硬さを一段と向上させる作用がある
ので、特に高硬度が要求される場合に必要に応じて含有
されるが、その含有量が0、1%未満では所望の硬さ向
上効果が得られず。
一方その含有量が5%を越えると、これらの成分の単独
炭化物は相手攻撃性が高いので、相手部材を著しく摩耗
させるようになることから、その含有量をO,1〜5%
と定めた。
(f)  炭化物 この発明の合金は、上記のように基地のほとんどを炭化
物で埋めつくし、もって相手部材との金属凝着の発生を
抑制し、LPG燃料使用の内燃機関におけるような苛酷
な条件下での使用に際してもすぐれた耐摩耗性ときわめ
て低い相手攻撃性を示す特性をもつが、その分散割合が
71体積%未満では前記特性を確保することができない
ことから。
炭化物の分散割合を71体積%以上と定めた。なお。
この発明の合金は炭化物だけで、すなわち100体積%
の炭化物で構成されてもよいことは勿論であり、かつこ
の炭化物の分散割合は成分組成や熱処理によって自由に
調整することができるものである。
(g)  理論密度比 上記のように炭化物の分散割合が71体積%以上になる
と1合金強度の低下は避けられず、この傾向は理論密度
比が97%未満になると一層助長されるようになって、
破壊やピッチング摩耗が発生し易くなることから、合金
の理論密度比を97%以上と定めた。
〔実施例〕
つぎに、この発明のFe基焼結合金を実施例により具体
的に説明する。
原料粉末として、いずれも平均粒径:10μmを有する
Fe粉末、Fe−30%Cr −8%Mo −0,5%
C合金粉末、およびFe−55%Cr合金粉末、同じ<
 6pmを有するFe−15%Cr−15%Mo −4
%C合金粉末およびFe−10%Cr−5%Mo −5
%W−1%Nb −3%C合金粉末、同2pmを有する
Mo粉末およびW粉末。
同1.5 fi mを有するTiC粉末、ZrC粉末、
HfC粉末、VC粉末、 NbC粉末、およびTaC粉
末、さらに−350メツシユの黒鉛粉末を用意し、これ
ら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1通常の条件で混合した後、5〜7 ton / c
mの圧力でプレス成形し、ついで5 X 10−2to
rrの真空中、1050〜1150℃の範囲内の所定温
□□□に1時間保持の条件で焼結し、さらに900〜1
000℃の範囲内の所定温度に1〜5時間保持の析出処
理を行なうことによって、実質的に配合組成と同一の成
分組成をもち、かつ@1表に示される炭化物分散割合お
よび理論密度比の本発明Fe基焼結合金1〜14および
比較Fe基焼結合金1〜4をそれぞれ製造した。
なお、比較Fe基焼結合金1〜4は、いずれも成分含有
量、炭化物分散割合、および理論密度比のうちのいずれ
かの条件(第1表に※印を付した条件)がこの発明の範
囲から外れたものである。
ついで、この結果得られた本発明Fe基焼結合金1〜1
4および比較Fe基焼結合金1〜4を、M製ロッカーア
ーム摺動面に、ダイカスト時に鋳包み取付け、 燃料:LPG。
エンジン回転数: 800 r、p、m、、カム材(相
手部材):チル鋳物、 潤滑油二油温80℃の劣化油、 運転時間:400時間。
の条件で摩耗試験を行ない、最大摩耗深さを測定した。
これらの結果を第1表に示した。なお、第1表には相手
部材であるカム材の最大摩耗深さも示した。
〔発明の効果〕
第1表に示される結果から1本発明Fe基焼結合金1〜
14は、これを潤滑状態が悪く、油膜が切れ易いLPG
燃料使用の条件下で使用しても、スカッフ摩耗やチッピ
ング摩耗の発生がなく、すぐれた耐摩耗性を示し、かつ
相手部材の摩耗も低く。
相手攻撃性のきわめて低いものであるのに対して、比較
Fe基焼結合金1〜4に見られるように構I5!2成分
のうちのいずれの成分含有欧でもこの発明の範囲から低
い方に外れると、これに付随して炭化物分散割合がこの
発明の範囲から低い方に外れるようになって、耐摩耗性
が低下し、相手攻撃性が増すようになり、このことは理
論密変比が低下すると一段と加速されるようになること
が明らかである。
上述のように、この発明のFe基焼結合金は、すぐれた
耐摩耗性と著しく低い相手攻撃性を有し。
例えばLPG燃料使用の内燃機関のロッカーアームチッ
プやパルプリフター摺動部などの高い潤滑特性が要求さ
れる摺動部材として用いた場合に。
長期に亘ってすぐれた性能を発揮するのである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) C:4〜6.5%、Cr:10〜40%、Mo
    :5〜25%、 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%)、 71体積%以上の割合で炭化物が分散した組織、並びに
    97%以上の理論密度比、 を有することを特徴とする耐摩耗性のすぐれた摺動部材
    用炭化物分散型Fe基焼結合金。
  2. (2) C:4〜6.5%、Cr:10〜40%、Mo
    :5〜25%、 を含有し、さらに、 W:0.1〜10%、 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%)、 71体積%上の割合で炭化物が分散した組織、並びに9
    7%以上の理論密度比、 を有することを特徴とする耐摩耗性のすぐれた摺動部材
    用炭化物分散型Fe基焼結合金。
  3. (3) C:4〜6.5%、Cr:10〜40%、Mo
    :5〜25%、 を含有し、さらに、 Ti,Zr,Hf,V,Nb,およびTaのうちの1ま
    たは2種以上:0.1〜5%、 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%)、 71体積%以上の割合で炭化物が分散した組織、並びに
    97%以上の理論密度比、 を有することを特徴とする耐摩粍性のすぐれた摺動部材
    用炭化物分散型Fe基焼結合金。
  4. (4) C:4〜6.5%、Cr:10〜40%、Mo
    :5〜25%、 を含有し、さらに、 W:0.1〜10%と、 Ti,Zr,Hf,V,Nb,およびTaのうちの1種
    または2種以上:0.1〜5%、 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%)、 71体積%以上の割合で炭化物が分散した組織、並びに
    97%以上の理論密度比、 を有することを特徴とする耐摩耗性のすぐれた摺動部材
    用炭化物分散型Fe基焼結合金。
JP26049886A 1986-10-31 1986-10-31 耐摩耗性のすぐれた摺動部材用炭化物分散型Fe基焼結合金 Expired - Lifetime JPH0692627B2 (ja)

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