KR100409137B1

KR100409137B1 - 소결 부재

Info

Publication number: KR100409137B1
Application number: KR10-1999-0050406A
Authority: KR
Inventors: 오가와에이지; 다케구치순스케; 미야우치겐이치; 고바야시모토카즈
Original assignee: 닛폰 피스톤 린구 가부시키가이샤; 미츠비시 후소 트럭 앤드 버스 코포레이션
Priority date: 1998-11-18
Filing date: 1999-11-13
Publication date: 2003-12-11
Also published as: JP3440008B2; JP2000144341A; KR20000035463A

Abstract

본 발명은 내연 기관용 슬라이드 부품으로 사용되는 내스커핑성과 내피팅성이 우수한 소결 부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위하여, C 1.5∼3.0중량%, Cr 2.0∼12.0중량%, Mo 0.5∼3.0중량%, Si 0.2∼1.0중량%, P 0.2∼1.0중량%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 기지(基地) 조직이 펄라이트인 소결 부재, 또는 C 1.5∼3.0중량%, Cr 2.0∼12.0중량%, Mo 0.5∼3.0중량%, Ni 1.4중량% 이하, Si 0.2∼1.0중량%, P 0.2∼1.0중량%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 기지 조직이 마르텐사이트, 베이나이트 및 잔류 오스테나이트의 혼재 조직인 소결 부재에 의하여 상기 과제를 해결한다.

Description

소결 부재{SINTERED MEMBER}

본 발명은 내연(內燃) 기관용 슬라이드 부품으로 사용되는 소결(燒結) 부재에 관한 것으로, 더 상세하게는 예를 들면 소결 캠 샤프트용 캠 로브(cam lobe)로서 사용되는 내스커핑성 및 내피팅성이 우수한 소결 부재에 관한 것이다.

내연 기관에 사용되는 여러 종류의 슬라이드 부품은 고부하의 운전에 견딜 것이 요구되고, 특히 슬라이드 부품의 접촉 부분에서는 고면압(高面壓)에 대한 내구성이 요구되고 있다. 이러한 슬라이드 부품은 경량화, 비용 절감, 내마모성 등의 특성 향상을 목적으로 하여 소결 합금에 의하여 제조되고 있다. 예를 들면, 일본국 특공평(特公平) 3(1991)-60901호 공보에는 고경도, 고밀도이며 내마모성이 우수한 소결 합금이 개시되어 있다.

이와 같은 소결 합금으로 이루어지는 소결 부재는 예를 들면 디젤 엔진 부품인 캠 샤프트용 캠 로브에 사용된 경우에, 캠 샤프트의 경량화, 비용 절감, 내마모성의 향상 등을 달성할 수 있으므로 바람직하게 사용되고 있다. 그리고 이 캠 로브와 같이, 상대재인 태핏(tappet)과의 사이에서 슬립과 롤링이 동시에 일어나는 부재로 사용되는 경우에는, 높은 내스캐핑성과 내피팅성(내공식성(耐孔蝕性))이 요구된다.

종래의 캠 로브 등의 슬라이드 부재에는, 소입성(燒入性)이 향상되도록, 즉 냉각 속도가 늦어도 마르텐사이트 조직의 생성을 용이하게 하여 높은 내마모성을 부여할 수 있도록 Cr, Mo, Ni 등의 원소를 첨가하고 있다.

그러나 이들 Cr, Mo, Ni 등의 원소는 소결 후의 소결 부재의 조직 중에 많은 잔류 오스테나이트를 잔존시키기 때문에, 소결된 캠 로브와 슬립 타입의 태핏 사이에서 스커프(scuff)가 발생하여 이상(異常) 마모가 발생할 우려가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 내연 기관용 슬라이드 부품으로 사용되는 내스커핑성과 내피팅성이 우수한 소결 부재, 특히 소결 캠 샤프트용 캠 로브로서 사용되는 소결 부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 소결 부재 중의 Ni 함유량(중량%)과 기지(基地) 중의 잔류 오스테나이트 조직의 비율(%) 및 경도(HRC)와의 관계를 도시한 그래프이다.

도 2는 실시예 1에서 얻어진 소결 부재의 금속 조직을 도시한 도면 대용 사진이다.

도 3은 도 2의 금속 조직의 모식적인 설명도이다.

도 4는 실시예 2에서 얻어진 소결 부재의 금속 조직을 도시한 도면 대용 사진이다.

도 5는 도 4의 금속 조직의 모식적인 설명도이다.

도 6은 실시예 3에서 얻어진 소결 부재의 금속 조직을 도시한 도면 대용 사진이다.

도 7은 도 6의 금속 조직의 모식적인 설명도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1：기지, 2：Cr 탄화물, 3：복합 탄화물

본 발명의 제1 소결 부재는, C：1.5∼3.0중량%, Cr：2.0∼12.0중량%, Mo：0.5∼3.0중량%, Si：0.2∼1.0중량%, P：0.2∼1.0중량%, 잔부(殘部) Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 기지(基地) 조직이 펄라이트(pearlite)인 것에 특징을 가진다. 본 발명에 의하면, 액상(液相)에서 소결된 소결 부재의 합금 기지가 슬립성이 양호한 펄라이트 조직인 동시에 미세 탄화물이 많이 석출(析出)되므로, 내스커핑성이 우수한 소결 부재로 만들 수 있다. 또, 이 소결 부재에서는, 내스커핑성을 저하시키는 잔류 오스테나이트의 잔존량이 억제된다.

본 발명의 제2 소결 부재는 C：1.5∼3.0중량%, Cr：2.0∼12.0중량%, Mo：0.5∼3.0중량%, Ni：1.4중량% 이하, Si：0.2∼1.0중량%, P：0.2∼1.0중량%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 기지 조직이 마르텐사이트(martensite), 베이나이트(bainite) 및 잔류 오스테나이트(austenite)의 혼재(混在) 조직인 것에 특징을 가진다. 본 발명에 의하면, 소결 부재 중의 Ni 함유량을 1.4중량% 이하의 범위로 조절함으로써, 스커프의 발생 원인이 되는 열 전도성의 나쁜 잔류 오스테나이트의 양을 이상 마모 등의 발생이 일어나지 않는 범위로 조절할 수 있다. 또한, 이소결 조직은 미세 탄화물이 많이 석출된 것인 동시에 기지 조직이 마르텐사이트, 베이나이트 및 잔류 오스테나이트의 혼재 조직이므로, 내스커핑성과 내피팅성이 우수한 소결 부재로 할 수 있다.

상기 잔류 오스테나이트의 양은 30% 이하인 것이 바람직하다. 본 발명에 의하면, 잔류 오스테나이트 양이 30% 이하이므로, 특히 슬립 타입의 소결 부재, 예를 들면 태핏을 상대재로 한 부재에 적합하게 사용할 수 있다.

전술한 제1 소결 부재와 제2 소결 부재와 같이, 소결 부재의 탄화물의 크기와 기지 조직을 제어함으로써, 상대재와의 슬립성 등을 개선할 수 있고 내스커핑성과 내피팅성을 향상시킬 수 있다. 이러한 기지 조직이 변화하는 것은 Ni 함유량을 0∼1.4중량%의 범위 내에서 적당하게 변환시킴으로써 재료의 임계 냉각 속도가 변화하는 것에 의존하고 있다. 또한, 기지 조직의 변화는, 동시에 소결 부재의 경도도 변화시키므로 상대재에 맞는 특성을 가지는 소결 부재를 얻을 수 있다.

상기 소결 부재가 소결 캠 샤프트용 캠 로브인 것이 바람직하다. 본 발명에 의하면, 내스커핑성 및 내피팅성이 우수한 캠 샤프트용 캠 로브를 얻을 수 있다. 또, 상기와 같이 Ni 함유량을 소정의 범위로 변화시킴으로써, 얻어진 캠 로브의 경도를 조절하는 것이 가능하게 되고, 상대재인 태핏 등의 재질에 따른 특성을 가지는 캠 로브를 얻을 수 있으므로 상대재와의 조합 범위를 넓힐 수 있다.

다음에, 본 발명의 제1 소결 부재 및 제2 소결 부재에 대하여 설명한다.

먼저, 본 발명의 제1 소결 부재는 소결용 분말로서, 주요 성분이 되는 철분 또는 소정의 원소를 포함한 철계(鐵系) 합금 분말 중에, 소결 후의 성분 조성이 C(탄소)：1.5∼3.0중량%, Cr(크롬)：2.0∼12.0중량%, Mo(몰리브덴)：0.5∼3.0중량%, Si(규소)0.2∼1.0중량%, P(인)0.2∼1.0중량%가 되도록 소정량을 첨가하여 소결용 분말을 조제한다. 이어서, 통상의 소결 방법에 의하여 소결용 분말을 프레스 성형하여 압분체(壓粉體)를 형성하고 액상에서 소결 처리함으로써 본 발명의 소결 부재를 제조한다.

얻어진 소결 부재는 그 기지 조직이 슬립성이 양호한 펄라이트 조직이 되므로, 마르텐사이트 기지를 가지는 종래의 소결 부재에 비하여 슬립성이 향상되고 내스커핑성을 향상시키는 동시에 미세 탄화물이 많이 석출되므로 내마모성도 향상된다. 또, 상기 조성의 소결 부재에는 내스커핑성을 저하시키는 잔류 오스테나이트가 그다지 잔존하지 않으므로, 잔류 오스테나이트를 요인으로 한 내스커핑성의 저하를 억제할 수 있다.

다음에 본 발명의 제2 소결 부재에 대하여 설명한다. 본 발명의 제2 소결 부재는 Ni가 첨가된 성분 조성이 되는 이외는 전술한 제1 소결 부재와 동일한 방법으로 제조된다. 즉, 제1 소결 부재는 주요 성분이 되는 철분 또는 소정의 원소를 포함한 철계 합금 분말 중에, 소결 후의 성분 조성이 C(탄소)：1.5∼3.0중량%, Cr(크롬)：2.0∼12.0중량%, Mo(몰리브덴)：0.5∼3.0중량%, Ni(니켈)：1.4중량% 이하, Si(규소)：0.2∼1.0중량%, P(인)：0.2∼1.0중량%가 되도록 소정량을 첨가하고 소결용 분말을 조제한 것이다.

얻어진 소결 부재는 스커프의 발생 요인이 되는 열 전도성이 나쁜 잔류 오스테나이트 양이 이상 마모 등의 발생이 일어나지 않는 범위로 조절되어 있다. 또한, 이 소결 조직은 미세 탄화물이 많이 석출되는 동시에, 기지 조직이 마르텐사이트, 베이나이트 및 잔류 오스테나이트의 혼재 조직이므로 내스커핑성과 내피팅성이 우수한 소결 부재로 만들 수 있다.

Ni는 기지 강화의 목적으로 첨가되며 소결 후의 기지 조직을 마르텐사이트화하여 인장 강도를 증대시킬 수 있다. 소결 부재 중의 Ni의 양은 스커프의 발생 요인이 되는 기지 중의 잔류 오스테나이트 양을 조절하여 내스커핑성을 유지하기 위하여 1.4중량% 이하로 하였다.

도 1은 소결 부재 중의 Ni 함유량(중량%)과 기지 중의 잔류 오스테나이트 조직의 비율(%) 및 경도(HRC)와의 관계를 도시한 그래프이다. 도 1에 도시한 바와 같이, Ni 함유량이 1.4중량%를 넘으면 기지 중의 잔류 오스테나이트 양이 30%를 넘는다. 잔류 오스테나이트 양이 30%를 넘은 소결 부재는 스커프가 발생할 우려가 있다고 평가된다. 기지 중의 잔류 오스테나이트는 내마모성을 향상시키는데는 바람직한 경우가 있지만, 내스커핑성에 대해서는 바람직하지 않다. 따라서, 양호한 내스커핑성을 얻기 위해서는 기지 중의 잔류 오스테나이트 조직의 비율을 30% 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, 도 1에 도시한 바와 같이, Ni 함유량이 1.4중량% 이하일 때의 소결 부재의 최고 경도는 HRC 62 정도이지만, Ni 함유량이 1.4중량%를 넘어도 경도는 거의 변화하지 않는다. 따라서, Ni 함유량을 1.4중량% 이하로 한정한다. 얻어진 소결 부재는 펄라이트, 마르텐사이트 및 잔류 오스테나이트와의 혼재 조직으로 이루어지고, 고강도이며 내스커핑성 및 내피팅성이 우수하다.

다음에, 다른 성분 원소를 전술한 범위로 한정한 이유에 대하여 설명한다.

C 함유량이 3.0중량%를 넘으면, 조대(粗大)한 탄화물, 특히 조대한 Cr 탄화물이 소결 부재 중에서 형성된다. 이 조대한 탄화물은 액상 소결 중에 조대한 공공(空孔)을 발생시켜 기지를 취화(脆化)시킨다. 또, C 함유량이 1.5중량% 미만에서는 고경도의 미세 탄화물이 충분히 형성되지 않아 충분한 내마모성 및 내스커핑성을 만족시키기 위해서는 충분하지 않다. 이로 인하여, C 함유량을 1.5∼3.0중량%로 한정한다. 또, 얻어지는 소결 부재를 고부하, 고면압의 내연 기관 슬라이드 부재로 사용하는 경우에는 Cr 함유량을 6.0∼12.0중량%로 약간 높게 하는 동시에, C 함유량도 2.0∼3.0중량%로 약간 높게 하는 것이 더 바람직하다.

Cr 함유량이 12.0중량%를 넘으면 Cr 탄화물을 미세화시키는 정도가 작아지고 경도도 과대하게 된다. Cr 함유량이 2.0중량% 미만에서는 Cr 탄화물이 약간 조대하게 되므로, 고경도의 미세 탄화물을 충분히 형성할 수 없어 충분한 내마모성 및 내스커핑성을 만족시킬 수 없다. 이로 인하여, Cr 함유량을 2.0∼12.0중량%로 한정한다. 또, 고부하, 고면압의 내연 기관 슬라이드 부재로 사용하는 경우에는 C 함유량과의 관계에서 전술한 범위로 하는 것이 바람직하다.

Mo는 기지에 고용(固溶)하여 경도를 높이고 내마모성을 향상시킨다. 그러나, 이 효과는 Mo 함유량이 3.0중량%를 넘어도 거의 변화하지 않는다. 또, Mo 함유량이 0.5중량% 미만에서는 이러한 효과를 충분히 얻을 수 없다. 이로 인하여, Mo 함유량을 0.5∼3.0중량%로 한정한다. 그리고, 이 범위 내의 Mo는 잔류 오스테나이트 양에 영향을 미치지 않는다.

Si 함유량이 1.0중량%를 넘으면 기지가 취화되는 이외에, 분말의 압분 성형성이 저하되고 소결 후의 소결 부재의 변형이 커진다. 또, Si는 C 및 P 함유량을 낮췄을 때 액상의 생성을 촉진시키는 성분이지만, Si 함유량이 0.2중량% 미만에서는 액상 촉진의 효과는 얻어지지 않는다. 이로 인하여, Si 함유량을 0.2∼1.0중량%로 한정한다.

P는 Fe-C-P 공정(共晶)의 스테다이트(steadite)를 발생시킨다. 스테다이트는 경도가 매우 높고 응고점이 950℃ 전후로 낮기 때문에 액상 소결을 촉진시킨다. 그러나, P 함유량이 1.0중량%를 넘으면 스테다이트가 과다하게 발생하여 피삭성(被削性)이 악화된다. 또, 0.2중량% 미만에서는 스테다이트의 석출량이 적어져 높은 내마모성이 얻어지지 않고, 또 액상도 발생되기 어려워진다. 이로 인하여, P 함유량을 0.2∼1.0중량%로 한정한다.

기타 분말로는 Mn, B, V, Ti, Nb, W 중의 1종 이상을 필요에 따라 첨가할 수 있다. 예를 들면, 1.0중량% 이하의 Mn을 첨가할 수 있다. Mn 함유량이 1.0중량%를 넘으면 소결의 진행이 억제되기 때문에, 조대한 공공이 남아 압분 성형성이 저하된다. 또, 다른 원소를 첨가하는 목적은 액상의 성장과 탄화물의 형성을 촉진시키는 것에 있지만, 첨가량은 상대재의 경도를 고려하여 0.1∼5.0중량%의 범위 내에서 적당하게 적량(適量)을 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 가공성을 개선하기 위하여 300ppm 이하의 Ca를 첨가할 수도 있다.

이렇게 하여 조제된 소결용 분말에는 금형(金型) 성형시의 틀로부터의 분리성을 양호하게 하기 위하여, 예를 들면 스테아린산 아연 등의 윤활제가 첨가된다.

액상에서 소결 처리하기 위한 바람직한 온도는 1100∼1200℃이고, 더 바람직하게는 1110∼1160℃이다. 또, 이때의 소결 시간은 60∼90분간 정도가 바람직하다. 또, 필요에 따라 담금질 처리 등을 행하고, 얻어지는 소결 부재의 특성을 조정할 수도 있다.

본 발명의 소결 부재는 캠 로브재 등의 슬라이드 부재로서의 사용을 주목적으로 하고 있으므로 통상 액상 소결된다. 그 결과, 액상 소결시의 수축에 의하여 모재(母材)에 대하여 단단하게 고착시킬 수 있다. 예를 들면, 샤프트를 강관(鋼管)으로 하고 이 샤프트에 소결 부재인 캠 로브를 조립하는 구조의 캠 샤프트의 경우, 액상 소결에 의하여 샤프트에 단단하게 확산 접합시킨 고밀도의 캠 로브를 얻을 수 있다. 이렇게 하여 얻어진 소결 부재는 내스커핑성 및 내마모성에서 우수한 특성을 나타내고, 또한 가공성과 비용면에서도 우수하다.

다음에, 본 발명의 소결 부재를 실시예 및 비교예에 의하여 더 구체적으로 설명한다.

(실시예 1)

소결 후의 성분 조성이, C：2.0중량%, Cr：4.0중량%, Mo：1.0중량%, Si：0.8중량%, P：0.5중량%, Fe：나머지가 되도록 각 원소를 철분 속에 첨가하여 소결용 분말을 조정하였다. 또한, 윤활제로 스테아린산 아연을 더하여 혼합하였다. 이어서, 5∼7t／㎠의 면압으로 프레스 성형하여 압분체를 형성한 후, 진공 소결로 중에서 1100∼1200℃(평균 1160℃)의 온도로 소결하고 실시예 1의 소결 부재를 얻었다.

물성(物性) 등의 시험 결과를 표 1에 나타냈다. 금속 조직의 현미경 사진(200배, 나이탈(nital) 부식)을 도 2에 나타내고, 이 금속 조직의 모식적인 설명도를 도 3에 도시하였다.

(실시예 2)

소결 후의 성분 조성이, C：2.6중량%, Cr：8.0중량%, Mo：2.0중량%, Ni：1.0중량%, Si：0.8중량%, P：0.5중량%, Fe：나머지가 되도록 각 원소를 철분 속에 첨가하여 소결용 분말을 조정하였다. 그 외는 실시예 1과 동일하게 하여 실시예 2의 소결 부재를 얻었다.

물성 등의 시험 결과를 표 1에 나타냈다. 금속 조직의 현미경 사진(200배, 나이탈 부식)을 도 4에 나타내고, 이 금속 조직의 모식적인 설명도를 도 5에 도시하였다.

(실시예 3)

소결 후의 성분 조성이, C：2.0중량%, Cr：4.0중량%, Mo：1.0중량%, Ni：1.3중량%, Si：0.8중량%, P：0.5중량%, Fe：나머지, 가 되도록 각 원소를 철분 속에 첨가하여 소결용 분말을 조정하였다. 그 외는 실시예 1과 동일하게 하여 실시예 3의 소결 부재를 얻었다.

물성 등의 시험 결과를 표 1에 나타냈다. 금속 조직의 현미경 사진(200배, 나이탈 부식)을 도 6에 나타내고, 이 금속 조직의 모식적인 설명도를 도 7에 도시하였다.

(실시예 4)

소결 후의 성분 조성이, C：2.4중량%, Cr：12.0중량%, Mo：1.0중량%, Si：0.8중량%, P：0.5중량%, Fe：나머지가 되도록 각 원소를 철분 속에 첨가하여 소결용 분말을 조정하였다. 그 외는 실시예 1과 동일하게 하여 실시예 4의 소결 부재를 얻었다. 물성 등의 시험 결과를 표 1에 나타냈다.

(비교예 1)

소결 후의 성분 조성이, C：2.6중량%, Cr：8.0중량%, Mo：1.0중량%, Ni：2.0중량%, Si：0.8중량%, P：0.5중량%, Fe：나머지가 되도록 각 원소를 철분 속에 첨가하여 소결용 분말을 조정하였다. 그 외는 실시예 1과 동일하게 하여 비교예 1의 소결 부재를 얻었다. 물성 등의 시험 결과를 표 1에 나타냈다.

(비교예 2)

소결 후의 성분 조성이, C：2.8중량%, Cr：15.5중량%, Mo：1.0중량%, Ni：1.9중량%, Si：0.9중량%, P：0.5중량%, V：3.5중량%, Fe：나머지가 되도록 각 원소를 철분 속에 첨가하여 소결용 분말을 조정하였다. 그 외는 실시예 1과 동일하게 하여 비교예 2의 소결 부재를 얻었다. 물성 등의 시험 결과를 표 1에 나타냈다.

(시험 및 결과)

내스커핑성은 밸브 스프링력을 실기(實機) 엔진보다 증대시켜 모터링 시험을 실시하고 시험 후의 캠 샤프트 캠 로브부를 관찰함으로써 평가하였다.

내피팅성은 실기 엔진으로, 태핏의 점핑이 발생하는 고회전 영역을 많이 이용하고, 캠 노즈(nose)부 부근의 캠／태핏 간의 접촉 면압을 지나치게 가혹하게 한 조건에서의 파이어링(firing) 시험을 실시하고, 시험 후의 캠 샤프트 캠 로브부를 관찰함으로써 평가하였다.

그리고 소결 부재의 록웰 경도(HRC)는 종래대로의 방법으로 측정하고, 탄화물의 크기는 확대된 사진으로부터 측정하며, 잔류 오스테나이트 양의 측정은 X선(정량(定量)) 측정에 의하여 행하였다.

[표 1]

	탄화물크기	경도(HRC)	기지 조직(*1)	γ_R양(%)	스커프	피팅
실시예 1	작음	45	P	약 5	미발생	미발생
실시예 2	미세	58	M+B+γ_R	약 5	미발생	미발생
실시예 3	미세	57	M+B+γ_R	약 20	미발생	미발생
실시예 4	미세	47	P	약 5	미발생	미발생
비교예 1	미세	58	M+B+γ_R	약 50	발생	발생
비교예 2	미세	62	M+B+γ_R	약 58	발생	발생

*1)P：펄라이트, M：마르텐사이트, B：베이나이트, γ_R：잔류 오스테나이트

소결 부재의 조직으로, 본 발명의 제1 소결 부재는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 기지 조직이 슬립성이 양호한 펄라이트로 이루어지고 탄화물이 입자형으로 분포되어 있었다. 또, 본 발명의 제2 소결 부재는 도 4∼도 7에 도시한 바와 같이, 기지 조직이 마르텐사이트, 베이나이트 및 잔류 오스테나이트의 혼재 조직이며, 하얗게 보이는 탄화물이 입자형으로 분포되어 있었다. 이들은 모두 잔류 오스테나이트는 30% 이하이며, 이 범위에서 바람직한 내스커핑성 및 내피팅성 등을 나타냈다.

이에 대하여, 비교예 1 및 비교예 2에서 얻어진 소결 부재는 본 발명의 제2 소결 부재와 동일하게, 기지 조직이 마르텐사이트, 베이나이트 및 잔류 오스테나이트의 혼재 조직이었지만, 이들 중 잔류 오스테나이트 조직의 비율이 어느 것이나30%를 넘으며 스커핑의 발생에 의하여 피팅(pitting)이 발생하는 결과가 되었다.

따라서, 내스커핑성 등의 특성을 향상시키기 위해서는 Ni를 포함하지 않거나 또는 포함하는 것으로 하는 경우 1.4중량% 이하로 할 필요가 있음을 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제1 소결 부재에 의하면 액상에서 소결된 소결 부재의 합금 기지가 슬립성이 양호한 펄라이트 조직인 동시에 미세 탄화물이 많이 석출되므로 내스커핑성이 우수한 소결 부재로 만들 수 있다. 또, 이 소결 부재에서는 내스커핑성을 저하시키는 잔류 오스테나이트 양의 잔존이 억제된다.

또, 본 발명의 제2 소결 부재에 의하면, 소결 부재 중의 Ni 함유량을 1.4중량% 이하의 범위로 조절함으로써, 스커프의 발생 요인이 되는 열전도성이 나쁜 잔류 오스테나이트 양을 이상 마모 등의 발생이 일어나지 않는 범위로 조절할 수 있다. 또한, 이 소결 조직은 미세 탄화물이 많이 석출된 것인 동시에 기지 조직이 마르텐사이트, 베이나이트 및 잔류 오스테나이트의 혼재 조직이므로, 내스커핑성과 내피팅성이 우수한 소결 부재로 만들 수 있다. 이 때, 잔류 오스테나이트 양을 30% 이하로 함으로써, 특히 슬립 타입의 소결 부재, 예를 들면 태핏을 상대재로 한 부재에 적합하게 사용할 수 있다.

상기 제1 소결 부재와 제2 소결 부재와 같이, 소결 부재의 탄화물의 크기와 기지 조직을 제어함으로써 상대재와의 슬립성 등을 개선할 수 있고 내스커핑성과 내피팅성을 향상시킬 수 있다. 이러한 기지 조직이 변화하는 것은 Ni 함유량을 0∼1.4중량%의 범위 내에서 적당하게 변화시킴으로써 재료의 임계 냉각 속도가 변화하는 것에 의존하고 있다. 또한, 기지 조직의 변화는, 동시에 소결 부재의 경도도 변화시키므로 상대재에 따른 특성을 가지는 소결 부재, 특히 소결 캠 샤프트용 캠 로브를 얻을 수 있다.

Claims

C：1.5∼3.0중량%, Cr：2.0∼12.0중량%, Mo：0.5∼3.0중량%, Si：0.2∼1.0중량%, P：0.2∼1.0중량%, 잔부(殘部) Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 기지(基地) 조직이 펄라이트(pearlite)인 것을 특징으로 하는 소결 부재.
C：1.5∼3.0중량%, Cr：2.0∼12.0중량%, Mo：0.5∼3.0중량%, Ni：1.4중량% 이하, Si：0.2∼1.0중량%, P：0.2∼1.0중량%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지고, 기지 조직이 마르텐사이트(martensite), 베이나이트(bainite) 및 잔류 오스테나이트(austenite)의 혼재(混在) 조직인 것을 특징으로 하는 소결 부재.
제2항에 있어서,

상기 잔류 오스테나이트의 양이 30% 이하인 것을 특징으로 하는 소결 부재.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 소결 부재가 소결 캠 샤프트용 캠 로브인 것을 특징으로 하는 소결 부재.