JPS6330392B2 - - Google Patents
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- JPS6330392B2 JPS6330392B2 JP57159281A JP15928182A JPS6330392B2 JP S6330392 B2 JPS6330392 B2 JP S6330392B2 JP 57159281 A JP57159281 A JP 57159281A JP 15928182 A JP15928182 A JP 15928182A JP S6330392 B2 JPS6330392 B2 JP S6330392B2
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
この発明は、高密度の鉄系焼結部材を製造する
方法に関するものである。 本出願人が先に開発した焼結合金鋼「内燃機関
の動弁機構部材」（特開昭57−108245号参照）は
２〜７％のCr、0.1〜1.5％のMo、0.5〜７％のＷ
および0.1〜３％のＶなどの硬質成分を含有する
合金で自動車エンジンのロツカーアームパツド用
として優れた耐摩耗性を示す材料であつたが、よ
り優れた動力性能を達成するためにエンジンの作
動条件が更に過酷になるにつれ、この材料でも環
境や走行状態によつては耐摩耗性が不足する虞れ
を生じ、その対策として部材の高密度化を図るこ
とが急務となつた。 焼結合金の密度を高めてその機械的性質の向上
を図る方法として、焼結後に施す方法としては鋼
溶浸による空孔充填および再圧縮による緻密化が
あり、一方、焼結中に高密度化する方法としては
Ｐ、Ｂ、Siなどの添加による液相焼結法がある
が、前者は一般に工程数が増しコスト高になる点
が問題で、また前述のような摩耗に強い、従つて
硬質の材料には適用し難い。そこでこの発明では
後者によることとした。 ところで、粉末冶金の原料に用いられる金属粉
（合金粉も含む）は電解法、アトマイズ法その他
種々の方法で作られるが、いずれもその製造過程
において、所定の成分以外の不純分は極力少なく
なるよう抑えられている。 然るに発明者らは鉄系焼結合金の液相焼結現象
に関する研究中に、前記のような液相生成元素と
適量のMnの共存下に液相焼結した場合、得られ
る焼結合金が著しく緻密化することを見出した。
Mnの効果については、鉄鋼における焼入れ性の
改善は周知であるが、上述の作用効果は、新しい
発見と考えられる。 この発明は上述の知見に基づいてなされたもの
で、鉄を主成分とし重量比にてCrを４〜６％、
Moを0.1〜１％、Ｗを0.5〜５％、Ｖを0.1〜２％、
および液相生成に充分な量のＰまたはSiを含有す
る原料粉中に0.1〜1.5％のMnを添加して所定の
形状に圧縮成形したのち、この圧粉体を液相が発
生する条件下に焼結することを骨子とするもので
ある。 なお動弁機構部材の場合は、一方の耐摩耗性が
如何に強化されても、これと摺動する相手部材の
摩耗を促進するようでは意味がなく、相手部材の
摩耗も含めた総合摩耗量の少ないことが重要であ
る。Crその他の硬質成分の組成の幅と上限値が
改良前（特開昭57−108245号）に比べて制限され
ているのは、相手カムとの総合摩耗量を減少させ
るために、個々の摩耗特性の釣り合いを図つた結
果である。また原料合金粉のバラツキを小さくし
て焼結条件などの管理をし易くし、製品品質の均
質化を図るためでもある。 以下、この発明を実施例により説明する。 実施例 １ 重量比でMoが0.41％、Ｖが0.20％、Ｗが1.86
％、Crが5.58％、Siが0.95％、Ｐが0.47％、不純
分としてMn0.05％および残部Feなる組成の既製
アトマイズ合金鉄粉を基準とし、この合金粉の成
分中Mnのみ0.08％から1.22％まで漸次添加増量
させた合金粉数種類をアトマイズ法で作製した。 次にこれらの合金粉それぞれに黒鉛粉末２％を
添加して充分に混合したのち、成形圧6t／cm2で加
圧して密度6.4ｇ／cm3一定、パツド素材所定の形
状の圧粉体多数を成形し、分解アンモニアガスを
雰囲気とする焼結炉中温度1130℃で30分間焼結
（液相焼結）を行なつた。 かくして得られた焼結体の焼結密度および真密
度に対する密度比（各々試料数20箇の平均値）は
第１表に示した通りである。 これから明らかなように、この合金の焼結密度
は原料粉中のMn含有量0.1％を境として著しく変
化し、それ以上で顕著に高密度化していることが
わかる。
方法に関するものである。 本出願人が先に開発した焼結合金鋼「内燃機関
の動弁機構部材」（特開昭57−108245号参照）は
２〜７％のCr、0.1〜1.5％のMo、0.5〜７％のＷ
および0.1〜３％のＶなどの硬質成分を含有する
合金で自動車エンジンのロツカーアームパツド用
として優れた耐摩耗性を示す材料であつたが、よ
り優れた動力性能を達成するためにエンジンの作
動条件が更に過酷になるにつれ、この材料でも環
境や走行状態によつては耐摩耗性が不足する虞れ
を生じ、その対策として部材の高密度化を図るこ
とが急務となつた。 焼結合金の密度を高めてその機械的性質の向上
を図る方法として、焼結後に施す方法としては鋼
溶浸による空孔充填および再圧縮による緻密化が
あり、一方、焼結中に高密度化する方法としては
Ｐ、Ｂ、Siなどの添加による液相焼結法がある
が、前者は一般に工程数が増しコスト高になる点
が問題で、また前述のような摩耗に強い、従つて
硬質の材料には適用し難い。そこでこの発明では
後者によることとした。 ところで、粉末冶金の原料に用いられる金属粉
（合金粉も含む）は電解法、アトマイズ法その他
種々の方法で作られるが、いずれもその製造過程
において、所定の成分以外の不純分は極力少なく
なるよう抑えられている。 然るに発明者らは鉄系焼結合金の液相焼結現象
に関する研究中に、前記のような液相生成元素と
適量のMnの共存下に液相焼結した場合、得られ
る焼結合金が著しく緻密化することを見出した。
Mnの効果については、鉄鋼における焼入れ性の
改善は周知であるが、上述の作用効果は、新しい
発見と考えられる。 この発明は上述の知見に基づいてなされたもの
で、鉄を主成分とし重量比にてCrを４〜６％、
Moを0.1〜１％、Ｗを0.5〜５％、Ｖを0.1〜２％、
および液相生成に充分な量のＰまたはSiを含有す
る原料粉中に0.1〜1.5％のMnを添加して所定の
形状に圧縮成形したのち、この圧粉体を液相が発
生する条件下に焼結することを骨子とするもので
ある。 なお動弁機構部材の場合は、一方の耐摩耗性が
如何に強化されても、これと摺動する相手部材の
摩耗を促進するようでは意味がなく、相手部材の
摩耗も含めた総合摩耗量の少ないことが重要であ
る。Crその他の硬質成分の組成の幅と上限値が
改良前（特開昭57−108245号）に比べて制限され
ているのは、相手カムとの総合摩耗量を減少させ
るために、個々の摩耗特性の釣り合いを図つた結
果である。また原料合金粉のバラツキを小さくし
て焼結条件などの管理をし易くし、製品品質の均
質化を図るためでもある。 以下、この発明を実施例により説明する。 実施例 １ 重量比でMoが0.41％、Ｖが0.20％、Ｗが1.86
％、Crが5.58％、Siが0.95％、Ｐが0.47％、不純
分としてMn0.05％および残部Feなる組成の既製
アトマイズ合金鉄粉を基準とし、この合金粉の成
分中Mnのみ0.08％から1.22％まで漸次添加増量
させた合金粉数種類をアトマイズ法で作製した。 次にこれらの合金粉それぞれに黒鉛粉末２％を
添加して充分に混合したのち、成形圧6t／cm2で加
圧して密度6.4ｇ／cm3一定、パツド素材所定の形
状の圧粉体多数を成形し、分解アンモニアガスを
雰囲気とする焼結炉中温度1130℃で30分間焼結
（液相焼結）を行なつた。 かくして得られた焼結体の焼結密度および真密
度に対する密度比（各々試料数20箇の平均値）は
第１表に示した通りである。 これから明らかなように、この合金の焼結密度
は原料粉中のMn含有量0.1％を境として著しく変
化し、それ以上で顕著に高密度化していることが
わかる。
【表】
【表】
なおMn含有量の上限については、0.6％以上で
密度漸減の傾向を示すものの、この実験の範囲で
は大きな減少は示していない。しかしそれ以上添
加しても格別の効果は期待できないし、さらに
Mnが増すと一般に酸化しやすくなることを考慮
すると、好ましくは0.6％、多くとも1.5％に留め
るのが適当と考えられる。 以上は液相焼結の場合であるが、次に固相焼結
に場合における実験結果を述べる。 上記アトマイズ合金粉の組成から液相発生成分
のＰおよびSiを除き、所定量のMnを添加した組
成のアトマイズ合金粉を作製し、黒鉛粉末２％を
配合したのち前記と同様にして密度6.4ｇ／cm3の
圧粉体を成形し、同一の炉を用い、同一条件で焼
結して試料11〜15を作成した。その結果を第１−
２表に示す。 この結果と前掲第１表に示した結果を対照する
と、Mnの添加は固相焼結では効果がなく、Ｐや
Siと共存する液相焼結において顕著な緻密化作用
を示すことがわかる。
密度漸減の傾向を示すものの、この実験の範囲で
は大きな減少は示していない。しかしそれ以上添
加しても格別の効果は期待できないし、さらに
Mnが増すと一般に酸化しやすくなることを考慮
すると、好ましくは0.6％、多くとも1.5％に留め
るのが適当と考えられる。 以上は液相焼結の場合であるが、次に固相焼結
に場合における実験結果を述べる。 上記アトマイズ合金粉の組成から液相発生成分
のＰおよびSiを除き、所定量のMnを添加した組
成のアトマイズ合金粉を作製し、黒鉛粉末２％を
配合したのち前記と同様にして密度6.4ｇ／cm3の
圧粉体を成形し、同一の炉を用い、同一条件で焼
結して試料11〜15を作成した。その結果を第１−
２表に示す。 この結果と前掲第１表に示した結果を対照する
と、Mnの添加は固相焼結では効果がなく、Ｐや
Siと共存する液相焼結において顕著な緻密化作用
を示すことがわかる。
【表】
実施例 ２
この実施例は、Mnの添加形態とその効果との
関係を解明するためのものである。 実施例１で基準として用いたMoが0.41％、Ｖ
が0.20％、Ｗが1.86％、Crが5.58％、Siが0.95％、
Ｐが0.47％、残部FeおよびMn0.05％なる組成の
アトマイズ合金鉄粉に、Fe−75％Mnのフエロア
ロイ粉末0.45％と黒鉛粉末２％を配合して、Mn
の総量を0.38％に調整し、以下前記と同様にして
密度6.4ｇ／cm3の圧粉体を成形したのち、前記各
実施例と同一の炉を用い、同一条件で焼結した。 その結果を、Mn量が対応する既述のデータと
併せて第２表に示す。
関係を解明するためのものである。 実施例１で基準として用いたMoが0.41％、Ｖ
が0.20％、Ｗが1.86％、Crが5.58％、Siが0.95％、
Ｐが0.47％、残部FeおよびMn0.05％なる組成の
アトマイズ合金鉄粉に、Fe−75％Mnのフエロア
ロイ粉末0.45％と黒鉛粉末２％を配合して、Mn
の総量を0.38％に調整し、以下前記と同様にして
密度6.4ｇ／cm3の圧粉体を成形したのち、前記各
実施例と同一の炉を用い、同一条件で焼結した。 その結果を、Mn量が対応する既述のデータと
併せて第２表に示す。
【表】
この結果によれば試料No.６と16のデータに有意
差は認められず、従つて、圧粉体中に含有させる
Mnの所要量全部を主原料である合金鉄粉に含有
させてもよく、また、その一部を他の添加物たと
えば本例のフエロマンガンの形で添加してもよい
という結論に達する。 ただし、少量の添加物を均一に混合させるのは
困難な仕事なので、Mn所要量の全量を含有する
合金鉄粉を作製して用いるのが実際的である。 以上詳述した如く、この発明によれば高密度の
焼結部材を鍛造等の手段によらずに、高能率に、
且つ経済的に製造することができる。そしてその
結果、内燃機関の動弁機構部材などの耐摩耗性の
向上に大きく寄与するものである。
差は認められず、従つて、圧粉体中に含有させる
Mnの所要量全部を主原料である合金鉄粉に含有
させてもよく、また、その一部を他の添加物たと
えば本例のフエロマンガンの形で添加してもよい
という結論に達する。 ただし、少量の添加物を均一に混合させるのは
困難な仕事なので、Mn所要量の全量を含有する
合金鉄粉を作製して用いるのが実際的である。 以上詳述した如く、この発明によれば高密度の
焼結部材を鍛造等の手段によらずに、高能率に、
且つ経済的に製造することができる。そしてその
結果、内燃機関の動弁機構部材などの耐摩耗性の
向上に大きく寄与するものである。
Claims (1)
- １ 鉄を主成分とし重量比にてCrを４〜６％、
Moを0.1〜１％、Ｗを0.5〜５％、Ｖを0.1〜２％
含有する耐摩耗性焼結合金を製造する場合におい
て、上記組成の原料粉に、液相生成に充分な量の
ＰまたはSiと、0.1〜1.5％のMnを添加して所定
の形状に圧縮成形したのち、この圧粉体を液相が
発生する条件下に焼結することを特徴とする高密
度鉄系焼結部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57159281A JPS5950154A (ja) | 1982-09-13 | 1982-09-13 | 高密度鉄系焼結部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57159281A JPS5950154A (ja) | 1982-09-13 | 1982-09-13 | 高密度鉄系焼結部材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5950154A JPS5950154A (ja) | 1984-03-23 |
| JPS6330392B2 true JPS6330392B2 (ja) | 1988-06-17 |
Family
ID=15690363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57159281A Granted JPS5950154A (ja) | 1982-09-13 | 1982-09-13 | 高密度鉄系焼結部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5950154A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100974231B1 (ko) | 2008-08-06 | 2010-08-06 | 가야에이엠에이 주식회사 | 내열성 저하를 방지한 필터용 철계 다공질 소결체 제조방법 및 이에 의하여 제조되는 필터용 철계 다공질 소결체 |
| KR100991993B1 (ko) | 2008-09-02 | 2010-11-05 | 가야에이엠에이 주식회사 | 내열성 저하를 방지한 필터용 철계 다공질 소결체 제조 방법 및 이에 의하여 제조되는 필터용 철계 다공질 소결체 |
| CN110423909B (zh) * | 2019-08-30 | 2022-03-25 | 哈尔滨理工大学 | 一种通过构建亚微米活性层制备高致密度钼铜合金的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4168159A (en) * | 1978-02-28 | 1979-09-18 | Latrobe Steel Company | High speed steels with phosphorus for improved cutting performance |
| JPS56123353A (en) * | 1980-03-04 | 1981-09-28 | Toyota Motor Corp | Wear resistant sintered alloy and its manufacture |
| JPS5920401A (ja) * | 1982-07-21 | 1984-02-02 | Daido Steel Co Ltd | 粉末冶金用合金粉末 |
-
1982
- 1982-09-13 JP JP57159281A patent/JPS5950154A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4168159A (en) * | 1978-02-28 | 1979-09-18 | Latrobe Steel Company | High speed steels with phosphorus for improved cutting performance |
| JPS56123353A (en) * | 1980-03-04 | 1981-09-28 | Toyota Motor Corp | Wear resistant sintered alloy and its manufacture |
| JPS5920401A (ja) * | 1982-07-21 | 1984-02-02 | Daido Steel Co Ltd | 粉末冶金用合金粉末 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5950154A (ja) | 1984-03-23 |
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