JPS634031A - 耐摩耗性合金の製造法 - Google Patents
耐摩耗性合金の製造法Info
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- JPS634031A JPS634031A JP61146571A JP14657186A JPS634031A JP S634031 A JPS634031 A JP S634031A JP 61146571 A JP61146571 A JP 61146571A JP 14657186 A JP14657186 A JP 14657186A JP S634031 A JPS634031 A JP S634031A
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Landscapes
- 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
本発明は、耐摩耗性に優れた合金の製造法に関するもの
である。さらに詳細には本発明は、内燃機関等の動弁系
部品のうち殊に耐摩摺動性が要求される部品に好適に使
用される高硬度で、好ましくは自己潤滑性を兼備した合
金の製造方法に関するものである。
である。さらに詳細には本発明は、内燃機関等の動弁系
部品のうち殊に耐摩摺動性が要求される部品に好適に使
用される高硬度で、好ましくは自己潤滑性を兼備した合
金の製造方法に関するものである。
従来の技術
内燃機関の動弁機構を構成する部品に対する使用条件は
年々非常に厳しくなってきており、その部品に用いられ
る材料に対して要求される強度や耐摩耗性等の緒特性の
向上も強く望まれてきている。従来、これらの部品に対
して、鉄系材料の場合、チル化された特殊鋳鉄を用いた
り、あるいは炭化物や硬質合金が分散された焼結合金が
用いられている。
年々非常に厳しくなってきており、その部品に用いられ
る材料に対して要求される強度や耐摩耗性等の緒特性の
向上も強く望まれてきている。従来、これらの部品に対
して、鉄系材料の場合、チル化された特殊鋳鉄を用いた
り、あるいは炭化物や硬質合金が分散された焼結合金が
用いられている。
一方、内燃機関の小型高性能化、メンテナンスフリー化
に対する要求は日増しに強くなってきており、これに応
じて動弁系部品に用いられている材料に対しても従来以
上の高い特性が要求されつつある。しかしながら、従来
の材料では耐摩耗性等の特性において対応できないとい
う問題があった。
に対する要求は日増しに強くなってきており、これに応
じて動弁系部品に用いられている材料に対しても従来以
上の高い特性が要求されつつある。しかしながら、従来
の材料では耐摩耗性等の特性において対応できないとい
う問題があった。
発明が解決しようとする問題点
従来、耐摩耗性合金の一手段として、アルミナ等の硬質
粒子を基地金属中に分散させる方法が提案されている。
粒子を基地金属中に分散させる方法が提案されている。
しかしながら、これらの硬質粒子を均質に分散させるこ
とは技術的に非常な困難である。例えば、従来の粉末冶
金法を用いた場合、これらの硬質粒子を含む混合粉末を
金型で圧縮成形しようとすると金型の摩耗が激しく大量
生産できないという問題がある。また、鋳造法を用いた
場合、基地金属と硬質粒子との比重差によって硬質粒子
の均質分散が難しく、さらには、硬質粒子が粗大化する
という問題があった。
とは技術的に非常な困難である。例えば、従来の粉末冶
金法を用いた場合、これらの硬質粒子を含む混合粉末を
金型で圧縮成形しようとすると金型の摩耗が激しく大量
生産できないという問題がある。また、鋳造法を用いた
場合、基地金属と硬質粒子との比重差によって硬質粒子
の均質分散が難しく、さらには、硬質粒子が粗大化する
という問題があった。
従って本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し
、内燃機関等の動弁系部品に好適に使用される、耐摩耗
性に優れた合金の製造方法を提供することにある。
、内燃機関等の動弁系部品に好適に使用される、耐摩耗
性に優れた合金の製造方法を提供することにある。
問題点を解決するための手段
本発明者は、上記問題点を解決するため種々検討した結
果、特にメカニカルアロイング法を採用すると、アルミ
ナ等の硬質粒子が基地金属中に完全な合金に近い状態で
微細且つ均質に分散した状態の合金粉末が得られること
に着目したものである。このメカニカルアロイングによ
り得られた粉末を原料とし、これに自己潤滑剤を添加す
ることにより、耐摩摺動性の優れた合金を提供すること
に成功したものである。
果、特にメカニカルアロイング法を採用すると、アルミ
ナ等の硬質粒子が基地金属中に完全な合金に近い状態で
微細且つ均質に分散した状態の合金粉末が得られること
に着目したものである。このメカニカルアロイングによ
り得られた粉末を原料とし、これに自己潤滑剤を添加す
ることにより、耐摩摺動性の優れた合金を提供すること
に成功したものである。
一般に、メカニカルアロイングされた合金粉末は硬さが
高いため金型での成形は困難であるが、本発明では静水
圧成形法あるいはキャンニング法によってビレットとし
、予備加熱後、これを熱間押出することによってこの問
題を解決したものである。これによって成形時の従来の
問題を解決したばかりでなく、併せて真密度比の高い合
金を提供することに成功したものである。
高いため金型での成形は困難であるが、本発明では静水
圧成形法あるいはキャンニング法によってビレットとし
、予備加熱後、これを熱間押出することによってこの問
題を解決したものである。これによって成形時の従来の
問題を解決したばかりでなく、併せて真密度比の高い合
金を提供することに成功したものである。
すなわち、本発明に従うと、Ｆｅ、 Ｃｕ、 Ｎｉ５Ａ
ｌの如き基地金属粉及び１〜２０重量％の硬質粒子をメ
カニカルアロイング法により合金粉末とする工程、１〜
１０重量％の自己潤滑剤を該合金粉末に添加混合する工
程、得られた混合粉末を静水圧成形あるいはキャンニン
グによりビレットにする工程、該ビレットを熱間押出す
る工程を含むことを特徴とする耐摩耗性合金の製造法が
提供される。
ｌの如き基地金属粉及び１〜２０重量％の硬質粒子をメ
カニカルアロイング法により合金粉末とする工程、１〜
１０重量％の自己潤滑剤を該合金粉末に添加混合する工
程、得られた混合粉末を静水圧成形あるいはキャンニン
グによりビレットにする工程、該ビレットを熱間押出す
る工程を含むことを特徴とする耐摩耗性合金の製造法が
提供される。
本発明の１態様に従うと、上記基地金属粉及び硬質粒子
に所望の特性を付与するための合金元素を添加し、これ
をメカニカルアロイング法により合金粉末としてもよい
。合金元素としてＣｒＳＭｏ。
に所望の特性を付与するための合金元素を添加し、これ
をメカニカルアロイング法により合金粉末としてもよい
。合金元素としてＣｒＳＭｏ。
Ｃ０１Ｔｉ、 Ｖ、 Ｎｂ、 Ｍｎ、 ＦｅＸＮｉ、
Ｃｕ、 Ａｌの１種または２種以上を用いることができ
る。
Ｃｕ、 Ａｌの１種または２種以上を用いることができ
る。
本発明に従うと、硬質粒子はビッカース硬さで１５００
以上であることが好ましく、このような硬質粒子にはＡ
ｌ２Ｏ３，５１３Ｎ４、ＳｉＣ，ＢＮがある。
以上であることが好ましく、このような硬質粒子にはＡ
ｌ２Ｏ３，５１３Ｎ４、ＳｉＣ，ＢＮがある。
−方、自己潤滑剤としては黒鉛、Ｐｂ、ＭＯ３ｚ、’
Ｃａ Ｆ ２、ｆ３ａ Ｆ ２、ＷＳ２を使用すること
ができる。
Ｃａ Ｆ ２、ｆ３ａ Ｆ ２、ＷＳ２を使用すること
ができる。
さらに本発明の好ましい態様に従うと、メカニカルアロ
イングをＡｒ等の不活性ガス中で行う。また、静水圧成
形の場合は４Ｔｏｎ／ｃｕｔ以上の圧力で行うことが好
ましい。
イングをＡｒ等の不活性ガス中で行う。また、静水圧成
形の場合は４Ｔｏｎ／ｃｕｔ以上の圧力で行うことが好
ましい。
メカニカルアロイングは、アトライグーあるいはボール
ミルによって非酸化性雰囲気中で行い、添加した硬質粒
子あるいは硬質粒子および合金元素が基地金属中に均質
に分散されるような条件を選定する。
ミルによって非酸化性雰囲気中で行い、添加した硬質粒
子あるいは硬質粒子および合金元素が基地金属中に均質
に分散されるような条件を選定する。
キャンニング法は、軟鉄あるいは銅等の変形容易な軟か
い金属容器に混合粉末を充填し真空引きした後、容器を
密閉することによって行う。
い金属容器に混合粉末を充填し真空引きした後、容器を
密閉することによって行う。
このようにして得られたビレットを予備加熱後、熱間押
出加工することによって、微細な硬質粒子と自己潤滑性
の優れた成分を分散した状態で含有し、高密度且つ耐摩
摺動性に優れた合金の工業的生産を可能としたものであ
る。
出加工することによって、微細な硬質粒子と自己潤滑性
の優れた成分を分散した状態で含有し、高密度且つ耐摩
摺動性に優れた合金の工業的生産を可能としたものであ
る。
作用
本発明において使用する硬質粒子としてはＡｌ２Ｏ３、
ＳＩＣ，５１３Ｎ４、ＢＮ等種々あるが、本発明では特
にその選定には制約はない。しかしながら、ビッカース
硬さで１５００以上の硬質粒子を用いるのが好ましい。
ＳＩＣ，５１３Ｎ４、ＢＮ等種々あるが、本発明では特
にその選定には制約はない。しかしながら、ビッカース
硬さで１５００以上の硬質粒子を用いるのが好ましい。
この理由は、これらの粒子は高温に加熱されると硬度が
大巾に低下する場合が多く、このため、硬さが１５００
以下だと最終的に得られる合金の耐摩性が十分でないと
う問題があるからである。
大巾に低下する場合が多く、このため、硬さが１５００
以下だと最終的に得られる合金の耐摩性が十分でないと
う問題があるからである。
また、メカニカルアロイング時における硬質粒子の添加
量が１重量％未満であると、耐摩耗性が低下し、−方、
２０重量％を越えると、加工性の劣化する。
量が１重量％未満であると、耐摩耗性が低下し、−方、
２０重量％を越えると、加工性の劣化する。
次に、メカニカルアロイングされた合金粉末に、黒鉛、
Ｐｂ、ＭｏＳ２、ＣａＦ２、ＢａＦ、、ＷＳ２のうちか
ら１種ないしは２種以上を自己潤滑剤として添加混合す
るが、その添加量は１〜１０重量％の範囲である。これ
らの自己潤滑剤の添加量が１重量％未満の場合には得ら
れる合金成品の摺動特性が劣化し、場合によっては相手
材料を損傷するという問題がある。また１０重量％を超
えると得られた合金の強度低下が太き（なる。
Ｐｂ、ＭｏＳ２、ＣａＦ２、ＢａＦ、、ＷＳ２のうちか
ら１種ないしは２種以上を自己潤滑剤として添加混合す
るが、その添加量は１〜１０重量％の範囲である。これ
らの自己潤滑剤の添加量が１重量％未満の場合には得ら
れる合金成品の摺動特性が劣化し、場合によっては相手
材料を損傷するという問題がある。また１０重量％を超
えると得られた合金の強度低下が太き（なる。
次に、静水圧成形法によってビレット化する場合には、
４ｔｏｎ／ｃｆｆ１以上の圧力で行うのが好ましい。
４ｔｏｎ／ｃｆｆ１以上の圧力で行うのが好ましい。
静水圧力が４ｔｏｎ／ｃａ！未満であると得られたビレ
ットが欠は易く、取扱い中に割れるという問題があるか
らである。
ットが欠は易く、取扱い中に割れるという問題があるか
らである。
このようにして得られたビレットを熱間押出するが、押
出しにあたっては、押出前にビレットを非酸化性雰囲気
中にて予備加熱を行う。この様にして熱間押出をするこ
とによって真密度比９５重量％以上で、粉末同志が強固
に結合した合金を得ることを可能としている。
出しにあたっては、押出前にビレットを非酸化性雰囲気
中にて予備加熱を行う。この様にして熱間押出をするこ
とによって真密度比９５重量％以上で、粉末同志が強固
に結合した合金を得ることを可能としている。
以下、本発明を実施例により説明する。しかしながら、
これらの実施例は本発明の単なる例示であり、本発明の
技術的範囲を何等制限されるものではない。
これらの実施例は本発明の単なる例示であり、本発明の
技術的範囲を何等制限されるものではない。
実施例
基地金属となる原料粉として、Ｆｅ粉、Ｃａ粉、Ｎｉ粉
、Ａｌ粉を、硬質粒子としてＡｌ２Ｏ，、Ｓ ｌ ３
Ｎ ４．５ｉＣｘを使用した。更に、添加用合金元素と
して、Ｃｒ１Ｍ０１ＣＯ１Ｔ１、■、Ｎｂ、 Ｍｎ、
Ｆｅ、、Ｎｉ、Ｃｕ、 Ａｌを使用して、メカニカルア
ロイング法により第１表に示される組成ＡからＩまでの
合金粉末を製造した。
、Ａｌ粉を、硬質粒子としてＡｌ２Ｏ，、Ｓ ｌ ３
Ｎ ４．５ｉＣｘを使用した。更に、添加用合金元素と
して、Ｃｒ１Ｍ０１ＣＯ１Ｔ１、■、Ｎｂ、 Ｍｎ、
Ｆｅ、、Ｎｉ、Ｃｕ、 Ａｌを使用して、メカニカルア
ロイング法により第１表に示される組成ＡからＩまでの
合金粉末を製造した。
ここで、メカニカルアロイング法は、アトライターにて
Ａｒガス雰囲気中で行い、処理時間は４０〜５０時間で
あった。
Ａｒガス雰囲気中で行い、処理時間は４０〜５０時間で
あった。
このようにして得られた合金粉末Ａ−１に、第２表に示
す様な自己潤滑剤を添加混合し、同じく第２表に示す条
件でキャンニングまたは静水圧成形法により直径φ７０
〜８０叩、高さ２００〜３００ｍｍの形状のビレットを
それぞれ製造した。
す様な自己潤滑剤を添加混合し、同じく第２表に示す条
件でキャンニングまたは静水圧成形法により直径φ７０
〜８０叩、高さ２００〜３００ｍｍの形状のビレットを
それぞれ製造した。
こうして得られたビレットＡ〜工を、第３表に示す条件
にて予備加熱した後、押出比８〜１５で熱間押出を行っ
た。その結果、得られた押出合金の硬さ及び真密度比は
第３表の通りであり、本発明によって、高硬度で密度の
高い合金が得られることは明らかである。
にて予備加熱した後、押出比８〜１５で熱間押出を行っ
た。その結果、得られた押出合金の硬さ及び真密度比は
第３表の通りであり、本発明によって、高硬度で密度の
高い合金が得られることは明らかである。
発明の効果
本発明は、メカニカルアロイングにより、硬質粒子が基
地金属中に完全な合金に近い状態で微細且つ均質に分散
した合金粉末を得ている。さらに、この粉末に自己潤滑
性剤を添加し、静水圧成形またはキャンニング法による
ビレットを得、このビレットを熱間押出することにより
、従来にない硬質粒子及び自己潤滑剤が均質に分散され
た耐摩摺動性の優れた合金を製造可能としている。
地金属中に完全な合金に近い状態で微細且つ均質に分散
した合金粉末を得ている。さらに、この粉末に自己潤滑
性剤を添加し、静水圧成形またはキャンニング法による
ビレットを得、このビレットを熱間押出することにより
、従来にない硬質粒子及び自己潤滑剤が均質に分散され
た耐摩摺動性の優れた合金を製造可能としている。
Claims (9)
- （１）基地金属粉及び１〜２０重量％の硬質粒子をメカ
ニカルアロイング法により合金粉末とする工程、１〜１
０重量％の自己潤滑剤を該合金粉末に添加混合する工程
、得られた混合粉末を静水圧成形あるいはキャンニング
によりビレットにする工程、該ビレットを熱間押出する
工程を含むことを特徴とする耐摩耗性合金の製造法。 - （２）基地金属粉及び硬質粒子に合金元素を添加し、こ
れをメカニカルアロイング法により合金粉末とすること
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の耐摩耗性合
金の製造法。 - （３）上記合金元素はＣｒ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌからなる群から選ば
れた少なくとも１種であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項または第２項に記載の耐摩耗性合金の製造法
。 - （４）上記硬質粒子はビッカース硬さで１５００以上で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項
のいずれか１項に記載の耐摩耗性合金の製造法。 - （５）上記硬質粒子はＡｌ＿２Ｏ＿３、Ｓｉ＿３Ｎ＿４
、ＳｉＣ、ＢＮのうちの１種であることを特徴とする特
許請求の範囲第４項に記載の耐摩耗性合金の製造法。 - （６）上記基地金属粉はＦｅ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌからな
る群より選ばれた少なくとも１種であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか１項に記
載の耐摩耗性合金の製造法。 - （７）上記自己潤滑剤は、黒鉛、Ｐｂ、ＭｏＳ＿２、Ｃ
ａＦ＿２、ＢａＦ＿２、ＷＳ＿２からなる群より選ばれ
た少なくとも１種であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項乃至第６項のいずれか１項に記載の耐摩耗性合
金の製造法。 - （８）上記メカニカルアロイング法を不活性ガス中で行
うことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第７項の
いずれか１項に記載の耐摩耗性合金の製造法。 - （９）上記静水圧成形を４Ｔｏｎ／ｃｍ＾２以上の圧力
で行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第８
項のいずれか１項に記載の耐摩耗性合金の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61146571A JPS634031A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | 耐摩耗性合金の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61146571A JPS634031A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | 耐摩耗性合金の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS634031A true JPS634031A (ja) | 1988-01-09 |
Family
ID=15410698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61146571A Pending JPS634031A (ja) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | 耐摩耗性合金の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS634031A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03236438A (ja) * | 1989-11-06 | 1991-10-22 | Inco Alloys Internatl Inc | アルミニウム基複合合金 |
| JPH116035A (ja) * | 1997-06-17 | 1999-01-12 | Kawasaki Steel Corp | 金属線 |
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