JPS63230850A - 耐摩耗性の鉄基焼結合金 - Google Patents

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） この発明は焼結材料に係り、特に比較的高圧面下で使用
される摺動部位ですぐれた耐久性を示す、高密度、高強
度のｒｊ！＃摩耗性鉄基焼結合金に関する。

（従来の技術） 従来、一般に、この種の部材の製造には、低融点金属や
硫黄化合物などを分散含有した鉄基焼結合金や焼入鋼な
どが使用されている。そして前記の鉄基焼結合金は、素
地中に分散した低融点金属や硫黄化合物によって、比較
的良好な耐焼付性をもっている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし乍ら上記従来のものでは、使用条件が一段と苛酷
となった場合には、潤滑性を示すよりも、前記の潤滑成
分が焼結性を阻害するために１強度低下を招き、焼結組
織が破壊するという問題点を引き起こす。

また、焼入鋼は、高い表面硬さを有するために、耐摩耗
性のすぐれたものになっているが。

自己潤滑性が劣るために、相手部材とのなじみ性が悪く
なって、しばしば焼付きを起こす。

このように強度、耐摩耗性および耐焼付性を兼ね備えた
材料を未だ得られていないのが現状である。

従って、上記した種類の焼結材料においては。

低融点金属や硫黄化合物の添加によって良好な耐焼付性
を有するものの９強度が不十分という問題がある。

（問題点を解決するための手段及び作用）この発明は上
記の点に鑑みなされたものであって、Ｃ０，２〜１．５
ｗｔ％、　Ｃｕ　０．５〜２０ｗｔ％、　Ｔｉ０．１〜
５．０　ｗｔ％、　　８０．０１〜１．５　ｗｔ？イを
含有し。

残部をＦｅにより鉄基焼結合金を形成し、高強度及び高
硬度の素地中に主としてチタン炭化物とチタン硼化物か
らなる硬賀物ズを均一に分散させ、その結果良好な潤滑
性を有し、かつ相手部材になじみがよく、高強度となっ
て、耐摩耗性。

高強度に冨み、しかも耐焼付性を有する焼結合金がｊ辱
られる。

（実施例） 以下にこの発明の焼結合金について説明する。

本出瑠人は上記問題点に漏み、高精度を有しさらに良好
な摺動特性を有する焼結材料を得るために、特に鉄基焼
結合金に着目して研究を行った結果、鉄基焼結合金を、
Ｃｉ０．２〜１．５ｗＬ％、　Ｃｕ　；　０．５〜２０
ｗＬ％、Ｔｉ　；　０．１〜５．Ｏｗｔ％。

Ｂ；０．０１〜１．５ｗｔ％を含有し、残部を現在各メ
ーカーで市販されている各種＝粉（Ｎｉ、　Ｍ０．バｎ
。

Ｃｒ、　　Ｐ成分量は、メーカー鋼粉の種類によって規
定されている。）で構成ソた鉄基焼結合金を開発した。

このように構成することによって高強度および高硬度の
素地中に、主としてチタン炭化物とチタン硼化物からな
る硬質物質が均一に分１＆　１．。

た組織を有するものとなり、この結果の鉄基焼結合金は
、前記硬質物質と基地組織によって。

良好な耐焼付性を有するようになるほか、相手部材との
なじみ性も良く、さらに高強度になることが判明した。

なおＣｕ、　Ｔｉの添加を行う場合には、ＣｕＴｉ合金
粉とＣｕ粉とを調整して行い、Ｂの添加はＢ単独又はフ
ェロボロン、　ＢｔＣ＋　Ｃｕ−８合金などを用いて行
ない、ＴｉとＢ同時の添加方法としてＦｅ　−Ｔｉ−８
合金を用いて行なった。

以下に各種成分の成分範囲について説明する。

Ｔｌｌ　　Ｃ成分 Ｃ成分は素地に固溶し、またマルテンサイト相を形成し
て１合金の強度および、耐摩耗性を向上させる。また他
の添加材料であるＴｉと反応して、チタン炭化物を形成
し、耐摩耗性をさらに向上させる。その含有量が０．２
％未満では前記作用に所望の効果が得られず、その含有
量が１．５ｗｔ％以上になると、素地中に比較的多量の
遊Ｍ黒鉛が析出するようになり２強度劣化を導くことに
なることから、その含有量を０．２〜１．５−１％と定
めた。

（２）　Ｃｕ成分 Ｃｕ成分は、Ｃ成分とともに素地に固溶してその耐摩耗
性を向上させる。含有量がＱ、５ｗｔ％未満では、所望
の耐摩耗性が得られず、　２０ｗｔ％を越えて含有させ
ると、素地中に分散浅留する金ｒＩＩｋＣｕの量が多く
なって９合金の強度の劣化することから、その含有量を
０．５〜２０ｗ　１％と定めた。

＋３１　　Ｔｉ成分 子Ｉ成分は、素地内に固溶して強度を向上させゐほか、
Ｃ成分と反応して炭化物を形成し、またＢ成分と反応し
て硼化物を形成し、耐摩耗性を向上させる。含有量が０
．１ｗｔ％以下では、所望の耐摩耗性が得られず、５．
０ｗｔ％を越えて含有させると１粒界面に炭化物や硼化
物を形成して強度を低下させる。

（４）Ｂ成分 Ｂ成分は、焼結時、液相を生じて、焼結性を向上させ、
さらにＴｉと反応して、硼化物を作る。

０．０１ｗｔ％以下では、上記効果が十分得られず。

１．５ｗｔ％以上では、硼化物を形成し２強度を低下さ
せる。

つぎに実施例について説明する。

原料粉末として９粒度；−６（１ｗｅｓｈの鉄粉、同一
　３２５ｍｅｓｈ　のＣｕ粉末、同一３２５ｍｅｓｈ　
のＴｉ粉末。

同一３２５ｓｅｓｈのＦｅ−８２７，同一３２５ｍｅｓ
ｈの黒鉛粉を用意し、これら原料粉末を第１図に示され
る配合組成に混合し、■型ミキサーにて６０分間混合し
、６ｔｏｎ／ｃｊの圧力で圧粉体を成形し、ついで窒素
ガス雰囲気中、温度１１００℃に３０分間保持の条件で
焼結することによって９実質的に配合組成と同一の最終
成分組成をもったこの発明の焼結合金１〜１０および比
較焼結合金１〜５をそれぞれ製造した。なお、比較焼結
合金１〜５は。

いずれも構成成分のうちいずれの成分の含有看がこの発
明の範囲から外れた組成をもつものである（第２図参照
）。

この結果骨られたこの発明の焼結合金１〜１０および比
較焼結合金について、引張強度およびピッカース硬さを
測定するとともに、試験片寸法５　ｔｍ　Ｘ　５　ｍ　
、相手材ｉ　５４５Ｃ高周波焼人材（硬さ、　）１１？
Ｃ３０）、試験面圧；５０〜７００ｋｇ／　Ｃ１４、摩
擦速度；　ｌｏｗ／ｓ、　　試験時間；６０分で油潤滑
下で摩擦摩耗試験を行ない、焼き付きをおこすまで試験
した。

第１図に示される結果から、この発明の焼結合金１〜１
０は、いずれも高強度を有し、かつすぐれた耐摩耗性を
有することが分る。

（発明の効果） この発明は以上詳述したようにして成るので０、２〜１
．５ｗｔ％のＣ成分は素地に固溶し、マルテンサイト相
を形成して合金の強度及び耐摩耗性を向上すると共に、
Ｔｉ成分と反応してチタン炭化物を形成し耐摩耗性をさ
らに増加させ。

０．５〜２．０ｗｔ％のＣｕ成分は同じく素地に固溶し
その耐摩耗性を向上させ、０．１〜５．０ｗｔ％のＴｉ
成分は素地に固溶して強度を向上させるほかに。

Ｃ成分と反応して炭化物を形成し、また８１成分と反応
して硼化物を形成し耐摩耗性を向上させる。さらに０．
０１〜１．５ｗｔ％のＢ成分は焼結時液相を生じて焼結
性を向上させ、さらに前記のようにＴｉ成分と反応して
硼化物を生成するのに有効である。

従ってこの発明の鉄基焼結合金によれば、高強度及び高
硬度の素地中に主としてチタン炭化物とチタン硼化物か
らなる硬質物質が均一に分散した＆Ｉｌ織を有すること
になるので、この結果骨られる鉄基焼結合金は前記硬質
物質と基地組織によって良好な耐焼付性を有するように
なるほかに、相手部材とのなじみも良好で、一層高強度
となる。

このようにこの発明の焼結合金は、高強度並びにすぐれ
た耐摩耗性を兼備することになり。

長期にわたってその性能が安定発揮され、工業的に掘め
てメリットが高い。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の合金の各成分の比率を示す
表、第２図は第１図のものと比較するために作った比較
焼結合金の各成分の比率を示す表である。 特許出願人　株式会社小松製作所 代理人　（弁理士）松　澤　　統 第１図 第　　２　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｃ０．２〜１．５ｗｔ％、Ｃｕ０．５〜２０ｗｔ％、Ｔ
   ｉ０．１〜５．０ｗｔ％、Ｂ０．０１〜１．５ｗｔ％を
   含有し、残部をＦｅとした、耐摩耗性の鉄基焼結合金。