JPS6315985B2

JPS6315985B2 -

Info

Publication number: JPS6315985B2
Application number: JP56115497A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Iijima; Hidetoshi Akutsu; Kazuyuki Hoshino
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1981-07-23
Filing date: 1981-07-23
Publication date: 1988-04-07
Also published as: JPS5816056A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、すぐれた耐摩耗性、なじみ性、お
よび耐食性を有する燃料供給ポンプの構造部材用
材料に関するものである。従来、一般に燃料供給ポンプとして、例えばダ
イヤフラムポンプやベーン型フイードポンプなど
が知られ、かつこれらの燃料供給ポンプの構造部
材であるハウジングやロータ、さらに前記ロータ
の外周面にそつて所定間隔に嵌着されたローラや
ブレードなどが熱処理した軸受鋼にて製造されて
いることも良く知られるところである。ところで、近年、石油事情の悪化から、低質ガ
ソリンやアルコール含有ガソリン、さらにアルコ
ールなどが燃料として使用されるようになり、こ
れに伴つて、これら燃料の供給に前記の燃料供給
ポンプが使用されるようになつたが、この場合前
記の軸受鋼製構造部材においては、相互になじみ
性が悪く、かつ耐摩耗性も悪く、さらにアルコー
ル中に含有する水分、あるいは低質ガソリンのPH
低下による酸性化に原因の腐食が発生するもので
あつた。そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、低質ガソリンやアルコール含有ガソリン、さ
らにアルコールなどの燃料の供給に用いても、す
ぐれた耐摩耗性、なじみ性、および耐食性を示す
燃料供給ポンプの構造部材を得べく研究を行なつ
た結果、上記燃料供給ポンプの構造部材を、Ｃ：
0.5〜3.5％、Cr：７〜35％、Cu：0.3〜4.9％を含
有し、さらに必要に応じてMoおよびＷのうちの
１種または２種：0.5〜10％、同じくNiおよびCo
のうちの１種または２種：0.5〜10％、さらに同
じくNb，Ta、およびTiのうちの１種または２種
以上：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％）、並びに10〜30
容量％の空孔率を有する焼結体の空孔にCuまた
はCu合金を溶浸した材料で構成すると、この結
果の構造部材は、上記組成によつて、基本的に
Fe基合金素地中に炭化物が分散析出し、かつCr
およびCuが素地中に固溶した組織をもつように
なるため耐摩耗性および耐食性にすぐれ、かつ空
孔へのCuまたはCu合金の溶浸によつてなじみ性
のすぐれたものと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
のであつて、以下に成分組成範囲および多孔度を
上記の通りに限定した理由を説明する。 (a) ＣＣ成分には、素地に固溶して、これを強化する
と共に、Cr、さらに必要に応じて含有させた
Mo，Ｗ，Nb，Ti、およびTaと結合して炭化物
を形成して耐摩耗性を向上させる作用があるが、
その含有量が0.5％未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方3.5％を越えて含有させると
炭化物の析出量が多くなりすぎて脆化するように
なると共に、相手部材を損傷するようになること
から、その含有量を0.5〜3.5％と定めた。 (b) Cr Cr成分には、素地に固溶して耐食性を向上さ
せると共に、これを強化し、さらにＣと結合して
高硬度を有するCr炭化物を形成し、もつて耐摩
耗性を向上させる作用があるが、その含有量が７
％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方35％を越えて含有させると、素地が脆化し、か
えつて耐摩耗性の劣化をきたすようになることか
ら、その含有量を７〜35％と定めた。 (c) Cu Cu成分には、素地に固溶し、これを強化して
なじみ性を改善するほか、耐食性を改善し、さら
に溶浸されるCuまたはCu合金との濡れ性を改善
して溶浸を容易に行なわしめる作用があるが、そ
の含有量が0.3％未満では前記作用に所望の効果
が得られず、一方4.9％を越えて含有させてもよ
り一層の改善効果が現われないことから、その含
有量を0.3〜4.9％と定めた。 (d) MoおよびＷこれらの成分には、素地に固溶し、これを強化
するほか、Ｃと結合して炭化物を形成し、耐摩耗
性を向上させる作用があるので、特に高い面圧の
かかる条件下で使用する場合に必要に応じて含有
させるが、その含有量が0.5％未満では、前記作
用に所望の改善効果が得られず、一方10％を越え
て含有させると、相手部材の損傷が大きくなるこ
とから、その含有量を0.5〜10％と定めた。 (e) NiおよびCo これらの成分には、一段と素地を強化し、かつ
相手材とのなじみ性を一層改善するほか、使用燃
料に対する耐食性をより向上させる作用があるの
で、特にこれらの特性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0.5未満では
前記特性に所望の改善効果が得られず、一方10％
を越えて含有させてもより一層の改善効果は現わ
れず、経済性を考慮し、その含有量を0.5〜10％
と定めた。 (f) Nb，Ta、およびTi これらの成分は、Ｃと強い親和力をもつため、
これと結合して高硬度を有する炭化物を形成する
ほか、Crをはじめとする炭化物形成成分ととも
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一段と強固にし、もつて耐
摩耗性をより一層向上させ、さらに低質燃料に対
する耐食性を一段と改善する作用をもつので、こ
れらの特性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％未満では前記特性
に所望の改善効果がみられず、一方10％を越えて
含有させると相手部材の損傷が大きくなることか
ら、その含有量を0.1〜10％と定めた。 (g) 空孔率焼結体の空孔率が10容量％未満では、オープン
ポア量が少な過ぎて耐食性のすぐれたCuまたは
Cu合金を十分に溶浸することができず、この場
合耐食性は勿論のこと、なじみ性および強度も十
分でなく、一方30容量％を越えた空孔率になる
と、強度低下が著しく、かつ耐摩耗性も劣化する
ようになることから、焼結体の空孔率を10〜30容
量％と定めた。なお、上記耐食性のすぐれたCu
合金としては、いずれも公知のCu−Sn合金、Cu
−Sn−Zn合金、Cu−Sn−Pb合金、Cu−Sn−Zn
−Pb合金、Cu−Zn合金、Cu−Pb合金、Cu−Zn
−Pb合金、Cu−Co合金、およびCu−Ni合金な
どの使用が望ましい。また、この発明の材料は、不可避不純物とし
て、Ｐ，Si，Al、および酸素などを含有するが、
これらの不純物は、その含有量が４％以下であれ
ば、材料特性に何らの悪影響を及ぼすものではな
い。つぎに、この発明の材料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、いずれも水噴霧法により形成
した粒度：−150meshのFe粉末、Fe−Cr合金
（Cr：38％含有）粉末、Fe−Cr−Nb合金（Cr：
23％、Nb：12％含有）粉末、Fe−Cr−Ta合金
（Cr：23％、Ta：12％含有）粉末、Fe−Cr−Ti
合金（Cr：23％、Ti：12％含有）粉末、Fe−Cr
合金（Cr：67％含有）粉末、Fe−Nb合金
（Nb：68含有）粉末、Fe−Ti合金（Ti：72％含
有）粉末、Fe−Ta合金（Ta：66％含有）粉末、
粒度−150meshのりん片状黒鉛粉末およびCu粉
末、平均粒径：3μｍを有するMo粉末、同粒径の
Ｗ粉末、Ni粉末、およびCo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、マイニユートミキサにて30分間混
合した後、それぞれ2ton／cm²、3ton／cm²、6ton／
cm²、7.5ton／cm²、および8ton／cm²の成形圧力にて
圧粉体に成形し、ついで前記圧粉体を、真空中、
温度：1100〜1150℃の温度範囲内の温度にて焼結
して実質的に配合組成と同一の最終成分組成をも
つた焼結体となし、引続いて前記焼結体上に、そ
れぞれ第１表に示される溶浸材の圧粉体を載置
し、水素雰囲気中、温度：950〜1130℃の温度範
囲内の温度に加熱の条件にて前記焼結体の空孔内
に前記溶浸材をそれぞれ溶浸し、溶浸後、900〜
950℃から急冷し、温度：180℃にて1.5時間保持
の焼戻し処理を行なうことによつて本発明材料１
〜26および比較材料１〜７を

【表】

【表】（＊印：本発明範囲外）
それぞれ製造した。ついで、この結果得られた本発明材料１〜26お
よび比較材料１〜７について、密度および硬さ
（ビツカース硬さ）を測定すると共に、耐摩耗試
験および耐食試験を行なつた。耐摩耗試験は、上記の各材料から、直径：28mm
φ×高さ：５mmの寸法を有し、かつ外周面にそつ
て軸線方向に平行に一定間隔ごとに形成された６
本の溝を有するモータ式燃料ポンプのロータを作
成し、このロータを硬さH_RＣ：38を有する特殊
鉄鋳製のハウジング内に組込んだ状態で、３％
H₂O含有ガソリン内に浸漬し、面圧：４Kg／cm²、
回転数：3000r.p.m.の条件で500時間運転し、運
転後、前記ロータおよびハウジング（相手部材）
のそれぞれの摺動面における平均摩耗深さを測定
することにより行なつた。また、耐食試験は、それぞれ10％H₂O含有ア
ルコール中に100時間浸漬、および劣化ガソリン
中に50時間浸漬の条件で行ない、前記アルコール
浸漬試験においては、錆発生状況を観察し、錆発
生全くなしを〇印、錆発生わずかに有りを△印、
錆発生ありを×印にて評価し、さらに前記ガソリ
ン浸漬試験においては、変色状況を観察し、変色
なしを〇印、わずかに変色ありを△印、変色あり
を×印で評価した。これらの結果を第１表に合せ
て示した。第１表に示される結果から、成分組成および多
孔度のうちのいずれか（第１表に※印を付したも
の）がこの発明の範囲から外れた比較材料１〜７
においては、耐摩耗性、なじみ性、および耐食性
のうちの少なくとも１つの特性が劣つたものにな
つているのに対して、本発明材料１〜26は、いず
れもすぐれた耐摩耗性、なじみ性、および耐食性
を兼ね備えていることが明らかである。上述のように、この発明の材料は、すぐれた耐
摩耗性、なじみ性、および耐食性を有しているの
で、通常のガソリンや軽油などの燃料は勿論のこ
と、劣化ガソリンやH₂O含有ガソリン、さらに
アルコール含有ガソリンやアルコールなどの燃料
の供給装置の構造ポンプとして使用した場合に
も、きわめて長期に亘つてすぐれた性能を発揮す
るのである。

Claims

【特許請求の範囲】１Ｃ：0.5〜3.5％、Cr：７〜35％、Cu：0.3〜
4.9％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％）、並びに10〜30容量％の空
孔率を有する焼結体の空孔にCuまたはCu合金を
溶浸してなる燃料供給ポンプの構造部材用材料。２Ｃ：0.5〜3.5％、Cr：７〜35％、Cu：0.3〜
4.9％を含有し、さらにNb，Ta、およびTiのう
ちの１種または２種以上：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％）、並びに10〜30容量％の空孔率を有する焼
結体の空孔にCuまたはCu合金を溶浸してなる燃
料供給ポンプの構造部材用材料。３Ｃ：0.5〜3.5％、Cr：７〜35％、Cu：0.3〜
4.9％を含有し、さらにNiおよびCoのうちの１種
または２種：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％）、並びに
10〜30容量％の空孔率を有する焼結体の空孔に
CuまたはCu合金を溶浸してなる燃料供給ポンプ
の構造部材用材料。４Ｃ：0.5〜3.5％、Cr：７〜35％、Cu：0.3〜
4.9％を含有し、さらにMoおよびＷのうちの１種
または２種：0.5〜10％と、Nb，Ti、およびTa
のうちの１種または２種以上：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％）、並びに10〜30容量％の空孔率を有す
る焼結体の空孔にCuまたはCu合金を溶浸してな
る燃料供給ポンプの構造部材用材料。５Ｃ：0.5〜3.5％、Cr：７〜35％、Cu：0.3〜
4.9％を含有し、さらにNiおよびCoのうちの１種
または２種：0.5〜10％と、Nb，Ta、およびTi
のうちの１種または２種以上：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％）、並びに10〜30容量％の空孔率を有す
る焼結体の空孔にCuまたはCu合金を溶浸してな
る燃料供給ポンプの構造部材用材料。６Ｃ：0.5〜3.5％、Cr：７〜35％、Cu：0.3〜
4.9％を含有し、さらにMoおよびＷのうちの１種
または２種：0.5〜10％と、NiおよびCoのうちの
１種または２種：0.5〜10％と、Nb，Ta、およ
びTiのうちの１種または２種以上：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％）、並びに10〜30容量％の空孔率を有
する焼結体の空孔にCuまたはCu合金を溶浸して
なる燃料供給ポンプの構造部材用材料。