WO2003060173A1 - Guide de soupape pour moteur a combustion interne, en alliage fritte a base de fer - Google Patents

Guide de soupape pour moteur a combustion interne, en alliage fritte a base de fer Download PDF

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WO2003060173A1
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Katsunao Chikahata
Koichiro Hayashi
Katsuaki Sato
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Hitachi Powdered Metals Co., Ltd.
Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha
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    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy

Definitions

  • the present invention relates to a valve guide for an internal combustion engine made of an iron-based sintered alloy having excellent wear resistance.
  • Valve guides used for intake and exhaust valves of internal combustion engines are mostly made of iron-based sintered alloys.
  • a sintered alloy in which white plate crystals of Fe-C-P ternary alloy are precipitated in the pearlite matrix of iron and graphite is dispersed. This alloy has excellent machinability and wear resistance, and is therefore used in automobile engines.
  • valve stems of the intake and exhaust valves are made of iron-based corrosion-resistant and heat-resisting superalloy (JI Sg NCF), heat-resisting steel (JIS symbol SUH), and high-temperature steel. Alloys such as high-speed tool steel (JIS symbol SKH) and those obtained by subjecting these alloys to nitrocarburizing are used.
  • JI Sg NCF iron-based corrosion-resistant and heat-resisting superalloy
  • JIS symbol SUH heat-resisting steel
  • Alloys such as high-speed tool steel (JIS symbol SKH) and those obtained by subjecting these alloys to nitrocarburizing are used.
  • valve stem is preferably subjected to a soft nitriding treatment to improve fatigue characteristics in addition to heat and abrasion resistance, but since this treatment uses a molten salt containing a toxic cyanide compound, it should be handled. Since special management is required for disposal and disposal, and there is a problem of environmental hygiene, it is desirable not to perform nitrocarburizing treatment if possible.
  • valve stems that are not subjected to nitrocarburizing are relatively less abrasion-resistant than those that have been treated, so that valve guides and valve stems made of iron-based sintered alloys are liable to cause scuffing and wear. May be relatively fast.
  • an object of the present invention is to provide a valve guide for an internal combustion engine made of an iron-based sintered alloy having excellent durability even with respect to a valve stem that has not been subjected to a soft nitriding treatment.
  • the present invention C u: 8 to 2 0 mass%, C:.. 0 8 to 1 5 wt%, M n S, WS 2 and M o S 2 of at least one:. 0 5-2% by weight
  • the balance is Fe
  • the pores are present
  • the metal structure is such that the copper phase is dispersed in the iron pearlite matrix
  • the metal sulfide is dispersed between the matrix and the particles of the copper phase. It is characterized by that.
  • the iron matrix forms the basic properties of the material, such as the strength and wear resistance.
  • carbon added in the form of graphite powder to pure iron powder diffuses during sintering, It is a private organization.
  • the amount of carbon bound at the iron base is about 0.8% of the iron-carbon joint prayer, and it is not preferable that large cementite is deposited.
  • Some of the added graphite powder includes those remaining as free carbon.
  • the total carbon content in the sintered alloy affects the crushing strength of the valve guide, machinability and wear of the valve guide and valve stem.
  • the radial crushing strength is highest when the total carbon content is about 1% by mass, and is lower or higher when the total carbon content is higher or lower, and a content exceeding 1.5% is not preferable.
  • the amount of wear on the valve guide and valve stem is approximately
  • Copper is dispersed in the form of spots between the iron bases of the sintered alloy. Improves bleeding and abrasion resistance. Copper is preferably added in the form of copper powder.
  • the copper powder used for this purpose preferably has a relatively coarse particle size in order to obtain a dispersed state of copper. For example, when the particle size is below 100 mesh sieve, the amount of sub-sieve powder is 10 to 30% by mass. Copper diffuses slightly into the iron particles upon sintering, but forms virtually pure copper on the structure.
  • the sintering temperature is set at about 110 to 110 ° C., which is slightly higher than the melting point of copper in order to secure the strength. Should be dissolved in iron by about 0.8% by mass. Copper content also affects various properties. The machinability improves as the copper content increases.
  • the wear of valve guides and valve stems is best when the copper content is about 15% by mass, and increases with 5% by mass. From these facts, the copper content is set to 8 to 20% by mass so that the wear amount is small, the radial crushing strength is practically sufficient, and the machinability is good.
  • the rolling strength is higher than that of the conventional iron-based sintered alloy valve guide, and seizure occurs. Although it does not wear, its wear resistance and machinability are inferior to conventional iron-based sintered alloys. To improve this, it is advisable to include a lubricating substance.
  • manganese sulfide Mn S
  • tungsten disulfide WS 2
  • molybdenum disulfide Mo S 2
  • enstatite Mg S i 0 3
  • nitride Tanamoto BN
  • fluoride metal sulphide
  • metal sulfide C a F
  • metal sulfide is the one with the least decrease in radial crushing strength and the most excellent wear resistance
  • manganese sulfide is particularly excellent.
  • the content of metal sulfide increases, the machinability improves and the radial crushing strength decreases.
  • the wear amount of the valve guide and valve stem is small when the content of metal sulfide is about 1 to 1.5% by mass, and increases when the content is less than 0.5% by mass. Also, the wear amount increases even if the content of metal sulfide is 3%. Based on these facts, the metal sulfide content should be 0.5 to 2% by mass in a range where the wear amount is small, the radial crushing strength is practically sufficient, and the machinability is good.
  • Iron powder Made by Kawasaki Steel KIP—300 A Particle size—100 mesh sieve
  • mixed powders of the following samples 1 to 7 were prepared. The amount added is% by mass. In addition, zinc stearate was added to all samples, and was added to 075%.
  • the sample powders 1 to 7 were compression-molded into a cylindrical valve guide shape, and the compact was sintered in a reducing gas at a maximum heating temperature of 1130 ° C.
  • the density of each sample for evaluating performance was 6.6 g / cm 3 .
  • Each sintered body has a total carbon content of 0.95 mass% According to the microstructure, the entire surface of the iron was pearlite (the amount of bonded carbon was about 0.8%), and copper was observed in spots.
  • the above-described conventional valve guide made of a sintered alloy was used as a sample of a comparative example.
  • the sample of the comparative example was obtained by compression molding and sintering a mixed powder in which a predetermined amount of each of iron powder, copper-tin alloy powder, phosphorus iron alloy powder, and graphite powder was blended.
  • the sintered body of the comparative example has a composition of 2% by mass of carbon, 3% by mass of copper, 1% by mass of tin, 0.2% by mass of phosphorus, and the balance of iron, and Fe in the pearlite matrix of iron.
  • White plate crystals of C—P ternary alloy were precipitated, and graphite was dispersed.
  • Each valve guide with an inner diameter of 6.4 mm is impregnated with evening bottle oil with a kinematic viscosity of 56 cSt at 400 ° C, press-fit it into the hole in the housing, and fix it to the base of the pole board .
  • the pole machine is equipped with a carbide reamer with an outer diameter of 7 mm, and is inserted into the inner hole of the sintered body at a rotation speed of 1 000 rpm and a load of 31 N.
  • the machinability was evaluated based on the cutting time (seconds) for reaming 10 mm in the axial direction.
  • Table 1 shows the results of radial crushing strength and wear amount.
  • the characteristics of each sample of the example are shown by an index when the characteristics of the sample of the comparative example are set to 100.
  • VG is the valve guide and VS is the valve stem.
  • Table 1 shows the results of radial crushing strength and wear amount.
  • the characteristics of the sample of the example containing the metal sulfide are superior to those of the valve guide of the sample of the comparative example.
  • the sample 2 Fe-10% Cu-0.85% C-1% MnS material is the best.
  • the reaming time for the machinability test was 78 for sample 2 when the sample of the comparative example was set to index 100, and sample 2 was superior. .
  • the criteria for determining the limited range of the invention are that the cutting time is an index of 120 or less, the radial crushing strength is an index of 60 or more, the wear amount of the valve guide is an index of 140 or less, and the wear amount of the valve stem is an index of 250 or less. Of these, the wear amount of the valve stem is about several meters, so even if the index is relatively large, it is acceptable.
  • the Cu content is preferably 10 to 15% by mass. As the Cu content increases, the machinability improves while the radial crushing strength decreases. Further, the wear amount of the valve guide decreases when the Cu content is 10 to 15% by mass, and increases when the Cu content is more or less. All of the valve stem wear is within acceptable limits. From these facts, the Cu content is set in the range of 8 to 20% by mass in consideration of the amount of wear of the valve guide and machinability.
  • the C content is preferably 1 to 1.2% by mass.
  • the machinability deteriorates as the C content increases.
  • the radial crushing strength and abrasion resistance are the highest at 1% C, and tend to decrease even if the content is more or less.
  • the amount of carbon bonded to iron as viewed from the microstructure is about 0.8%, so the remaining C precipitates as cementite and free carbon, but cementite has a hard and brittle structure, so the carbon content increases with increasing carbon content.
  • the machinability deteriorates and the stem wears, and at the same time, the abrasion powder acts as abrasive particles and wears the valve guide itself.
  • Each of these properties is within the allowable range, and the C content is in the range of 0.8 to 1.5 mass%.
  • valve guide samples Five kinds of valve guide samples were prepared, with Fe—10% Cu—1% C being constant and MnS content of 0.5%, 1%, 1.5%, 2% and 3%. Table 4 shows the test results of these samples. Table 4
  • the MnS content is preferably 1 to 2% by mass.
  • the radial crushing strength decreases and the machinability improves.
  • the abrasion resistance is good when the MnS content is 1 to 1.5% by mass, and tends to worsen with more or less.
  • the content of MnS is 3% by mass, the amount of wear increases for both the valve guide and the valve stem. For this reason, the MnS content is in the range of 0.5 to 2% by mass.
  • the relatively soft copper is appropriately dispersed in the iron base having a pearlite structure, so that the valve base has good adaptability to the valve stem, and the sliding scratch is worn.

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Description

明 細 書 鉄系焼結合金製内燃機関用バルブガイド 技術分野
本発明は、 耐摩耗性に優れた鉄系焼結合金製内燃機関用バルブガイドに関する。 背景技術
内燃機関の吸気弁や排気弁に用いられているバルブガイドは、 多くが鉄系焼結 合金製である。 例えば、 特公昭 55— 34858号公報に記載されているように、 炭素： 1. 5〜4質量％、 銅： 1〜5質量％、 錫： 0. 1〜2質量％、 りん： 0. ：!〜 0. 3質量％、 および鉄残部の組成で、 鉄のパーライト基地中に F e— C一 P三元合金の白色板結晶が析出し、 黒鉛が分散した焼結合金が挙げられる。 この 合金は切削加工性および耐摩耗性に優れているため、 自動車等のエンジンに使用 されている。 また、 吸排気弁のバルブステムの多くは、 鉄基耐食耐熱超合金（Cor rosion— resisting and heat-resisting superalloy： J I Sg己号 NCF)、 耐熱 鋼（Heat- resisting steel： J I S記号 SUH)、 高速度工具鋼 （Hight speed to ol steel： J I S記号 SKH) のような合金、 およびこれらの合金に軟窒化処理 を施したものが用いられている。
バルブステムは、 耐熱耐摩耗性に加え、 疲れ特性を向上させるために軟窒化処 理を施したものが好ましいものの、 この処理は、 毒性を有するシアン化合物を含 む溶融塩が用いられるので、 取り扱いや廃棄等に特段の管理を必要とし、 環境衛 生の問題があることから、 できれば軟窒化処理を施さない方が望ましい。 しかし ながら、 軟窒化処理を施さないバルブステムは、 処理したものより比較的耐摩耗 性が低いので、 鉄系焼結合金製バルブガイドおよびパルブステムに摺動傷（scuff ing)が生じ易く、 摩耗が比較的速くなるおそれがある。 特に、 吸気側（intake)は、 バルブガイドとバルブステムの摺動部の摩耗を防ぐために多量の潤滑油を供給す ると、 その潤滑油が下方の燃焼室に流れ込む "オイル下がり" と呼ばれる現象が 生じて潤滑油の消費が多くなる。 このため、 ェミッションへの悪影響が生じ、 こ れを回避するには潤滑油の量が適度になるように焼結合金の多孔性や潤滑油の供 給量を調整する必要があり、 その結果、 摩擦環境が比較的厳しくなつている。 発明の開示
よって本発明は、 軟窒化処理が施されていないバルブステムに対しても優れた 耐久性を有する鉄系焼結合金製の内燃機関用バルブガイドを提供することを目的 としている。
本発明は、 C u ： 8〜2 0質量％、 C ： 0 . 8〜1 . 5質量％、 M n S、 W S 2および M o S 2の少なくとも 1種： 0 . 5〜 2質量％を含有し、 残部が F eの組 成で、 気孔を有し、 鉄のパーライト基地に銅相が分散した金属組織を有するとと もに、 基地および銅相の粒子間に金属硫化物が分散していることを特徴としてい る。 以下、 本発明の構成の限定理由を説明する。
•鉄基地
鉄基地は材料の強度、 耐摩耗性等の基本的な性質を形成するものであり、 本発 明では、 純鉄粉に黒鉛粉の形で添加された炭素が焼結中に拡散した鉄のパ一ライ ト組織とする。 鉄基地の結合炭素量は、 鉄と炭素の共祈の約 0 . 8 %程度であり、 大きなセメンタイトが析出しているようなものは好ましくない。 添加された黒鉛 粉の一部は遊離炭素として残留しているものも包含される。
• C
焼結合金中の全炭素量は、 バルブガイドの圧環強さ、 切削性、 バルブガイドお よびバルブステムの摩耗量に影響をおよぼす。 バルブガイドの切削性は全炭素量 が少ないほど良い結果となる。 圧環強さは全炭素量が約 1質量％のとき最も高く なり、 これよりも含有量が多くても少なくても低くなり、 1 . 5 %を超える含有 量は好ましくない。 バルブガイドおよびパルブステムの摩耗量は、 全炭素量が約
1質量％のとき最も少なく、 0 . 8質量％より少ないと摩耗が増加する。 これら のことから、 摩耗量が少なく、 圧環強さが高く、 切削性が良い全炭素量の範囲は、
0 . 8〜 1 . 5質量％とする。
• C u
銅は焼結合金の鉄基地の間に斑点状に分散した状態とし、 バルブステムとのな じみ性、 耐摩耗性を良くする。 銅は銅粉の形で添加されると好ましい。 そのため に用いる銅粉は、 銅の分散状態を得るために、 粒度が比較的粗いものが好ましい。 例えば、 粒度が 100メッシュ篩下でサブシーブ粉の量が 10〜 30質量％のも のである。 銅は、 焼結によって鉄粒子に僅かには拡散するが、 組織上は実質純銅 を形成させる。 焼結温度は、 強度を確保する上で銅の融点よりやや高い 1 1 00 〜1 1 30°C程度とし、 保持時間によって、 銅が鉄に多く拡散することを抑制す るとともに、 前記した炭素が鉄に約 0. 8質量％程度固溶させるようにする。 銅 の含有量もまた、 各種特性に影響を及ぼす。 切削性は、 銅の含有量が多いほど良 くなる。 圧環強さは銅の含有量が多いほど低下する。 バルブガイドおよびバルブ ステムの摩耗量は、 銅の含有量が約 1 5質量％において最も良く、 5質量％では 摩耗量が増加する。 これらのことから、 摩耗量が少なく、 圧環強さが実用上充分 で、 切削性が良い範囲として、 銅の含有量は 8〜20質量％とする。
•金属硫化物 （MnS、 WS2、 Mo S2)
前記したパーライト組織の鉄基地に銅が 8〜20質量％分散した組織を有する 鉄系焼結合金製バルブガイドでも、 従来の鉄系焼結合金製バルブガイドよりも圧 環強さが高く、 焼き付き摩耗を生じないが、 耐摩耗性や被削性が従来の鉄系焼結 合金より劣る。 これを改善するには、 潤滑物質を含有させると良い。 潤滑物質と して、 硫化マンガン (Mn S) 、 二硫化タングステン (WS 2) 、 二硫化モリブ デン （Mo S 2) 、 エンスタタイト （Mg S i 03) 、 窒化棚素 （BN) 、 弗化力 ルシゥム （C a F) 等が挙げられるが、 これらを比較すると、 圧環強さの低下が 少なく、 耐摩耗性が最も優れているのは金属硫化物であり、 特に硫化マンガンが 優れている。 金属硫化物の含有量が増加すると、 切削性が向上し、 圧環強さが低 下する。 バルブガイドおよびバルブステムの摩耗量は、 金属硫化物の含有量が約 1〜 1. 5質量％では少なく、 0. 5質量％より少ないと増加する。 また、 金属 硫化物の含有量が 3 %でも摩耗量が増加する。 これらのことから、 摩耗量が少な く、 圧環強さが実用上充分で、 切削性が良い範囲として、 金属硫化物の含有量は 0. 5〜2質量％とする。
•バルブガイドの密度
含油能がある気孔と強度を満足する密度としては、 6. 4〜6. 8 g/cm3 である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 実施例を示して本発明をより詳細に説明する。
(1) 焼結合金試料の作製および性能試験
[実施例]
a) 原料粉末
•鉄粉：川崎製鉄製 K I P— 300 A 粒度— 100メッシュ篩下
'銅粉：ジャパンエナジー製 # 35 粒度— 1 00メッシュ篩下
•黒鉛粉： 日本黒鉛工業製 CPB 粒度一 1 50メッシュ篩下
•固体潤滑剤粉：硫化マンガン （Mn S) 、 二硫化タングステン （WS2) 、 二硫化モリプデン （Mo S 2) 、 エンスタタイ ト （Mg S i 03) 、 窒化棚素 （BN) 、 弗化カルシウム （C aF)
•ステアリン酸亜鉛粉
b) 混合粉末
上記原料粉末を用い、 下記の試料 1〜7の混合粉末を調製した。 添加量は質量 %である。 また、 ステアリン酸亜鉛は全ての試料に添加するものとし、 追加で 0 75 %とした。
•試料 1 ： 89 %鉄粉十 1 0 %鲖粉 + 1 %黒鉛
•試料 2 ： 99 %試料 1 + 1 %Mn S
•試料 3 ： 99 %試料 1 + 1 %WS 2
-試料 4 ： 99 %試料 1 + 1 %Mo S2
•試料 5 ： 99 %試料 1 + 1 %M g S i 03
-試料 6 ： 99 %試料 1 + 1 %BN
•試料 7 : 99 %試料 1 + 1 % C a F
c) 粉末成形、 焼糸ポ iロ
上記試料粉末 1〜7を、 円筒状のバルブガイ ド形状に圧縮成形し、 成形体を、 還元性ガス中にて加熱最高温度 1 1 30°Cで焼結した。 性能を評価するための各 試料の密度を 6. 6 g/cm3とした。 各焼結体は、 全炭素量が 0. 9 5質量％ で、 顕微鏡組織による鉄は全面がパーライト （結合炭素量が約 0. 8 %) であり、 斑点状に銅が認められた。
[比較例]
前記した従来の焼結合金製のバルブガイドを比較例の試料とした。 比較例の試 料は、 鉄粉、 銅錫合金粉、 りん鉄合金粉、 黒鉛粉がそれぞれ所定量配合された混 合粉を圧縮成形、 焼結したものである。 比較例の焼結体は、 炭素： 2質量％、 銅 ： 3質量％、 錫： 1質量％、 りん： 0. 2質量％、 および鉄残部の組成で、 鉄の パーライト基地中に F e— C— P三元合金の白色板結晶が析出し、 黒鉛が分散し ていた。
上記試料 1〜 7および比較例の焼結体からなるバルブガイドにっき、 以下の試 験を行つた。
•圧環強さ （MP a)
J I S Z 2 507 - 1979焼結含油軸受の圧環強さ試験法によって圧環強 さを測定した。
•被削性試験
内径寸法が 6. 4mmの各バルブガイドに、 400 °Cにおける動粘度が 56 c S tの夕一ビン油を含浸させ、 これをハウジングの孔に圧入して、 ポール盤の基 台に固定する。 ポール盤には外径 7 mmの超硬製のリーマを装着し、 リーマの回 転数 1 000 r pm、 荷重 3 1 Nで焼結体の内孔に揷入する。 被削性は、 軸方向 距離 10mmをリーマ加工できる切削時間 （秒） で評価した。 リーマ加工したバルブガイドを試験機に固定し、 マルテンサイト系耐熱鋼 SU H l l (J I S G 43 1 1) で軟窒化処理を施さないバルブステムを用い、 外周環境温度 500° (：、 パルブステム回転数 3000 r pm、 ラジアル荷重 3 k g f で 1 0時間運転した後のバルブガイドの内径摩耗量 （/im) およびバルブス テムの摩耗量 （ /m) を測定した。
第 1表に、 圧環強さと摩耗量の結果を示す。 第 1表では、 比較例の試料の特性 を 100とした場合の指数で実施例の各試料の特性を示している。 なお、 VGは バルブガイド、 VSはパルブステムである。 第 1表
Figure imgf000007_0001
第 1表によれば、 比較例の試料のバルブガイドに比べて、 金属硫化物を含む実 施例の試料の特性が優れていることが認められる。 特に試料 2の F e - 10 %C u - 0. 8 5 %C— 1 %Mn S材料が最も優れている。 なお、 被削性試験のリー マ加工時間は、 比較例の試料を指数 100としたとき試料 2が指数 78であり、 試料 2の方が優れている。 .
(2) Cu、 Cおよび Mn Sの含有量の比較
次に、 上記試料 2における Cu、 Cおよび Mn Sのそれぞれの含有量の違いと バルブガイドの特性について比較し、 Cu、 Cおよび金属硫化物の含有量の適正 値を決定した。 そのための圧環強さおよび被削性試験の方法は上記と同様である が、 摩耗試験は上記の条件より荷重を高く、 かつ時間を長くしており、 ラジアル 荷重を 5 k g ίとし、 運転時間が 30時間とした。 また、 比較にあたっては、 上 記試料 2を 100とする指数で示す。 ここで、 発明の限定範囲決定基準は、 切削 時間が指数 120以下、 圧環強さが指数 60以上、 パルブガイドの摩耗量が指数 140以下、 バルブステムの摩耗量が指数 250以下とする。 このうち、 バルブ ステムの摩耗量は数 m程度なので、 指数が比較的大きくても許容されるものと する。
a) Cu含有量の比較 F e— 1 %C— 1 %Mn Sを一定とし、 Cuの含有量を 5 %、 1 0 %、 1 5 %. 2 0 %の 4種獰のバルブガイドの試料を作製した。 これら試料の試験結果を第 2 表に示す。 第 2表
Figure imgf000008_0001
第 2表に示すように、 Cu含有量は 1 0〜 1 5質量％が良好である。 Cu含有 量が増加すると被削性が良くなる一方、 圧環強さは低くなる。 また、 バルブガイ ドの摩耗量は Cu含有量が 1 0〜1 5質量％の場合に少なくなり、 それより多く ても少なくても増加する。 パルブステムの摩耗量は全て許容範囲内にある。 これ らのことから Cu含有量は、 パルブガイド摩耗量および被削性を考慮し、 8〜2 0質量％の範囲とする。
b) C含有量の比較
F e— 1 0 %Cu— 1 %Mn S.を一定とし、 Cの含有量が 0. 8 %、 1 %、 1. 2 %、 1. 5 %の 4種類のパルブガイドの試料を作製した。 これら試料の試験結 果を第 3表に示す。 第 3表
c含有量
切削時間 圧環強さ Via摩耗直 VS摩耗量
(質量 °/0)
0.8 87 83 139 250
1 100 100 100 100
1.2 103 83 132 100
1.5 109 68 139 200 第 3表に示すように、 C含有量は 1〜1. 2質量％が良好である。 C量が多く なると被削性 悪くなる。 圧環強さおょぴ耐摩耗性は 1 %Cのとき最も高く、 含 有量がそれより多くても少なくても低下する傾向を示す。 組織上からみた鉄との 結合炭素量は 0. 8 %程度であるから、 残部 Cはセメンタイトおよび遊離炭素と して析出するが、 セメンタイトは硬質で脆い組織であるため、 炭素量の増加に伴 い被削性が低下し、 ステムを摩耗させると同時に摩耗粉が研磨粒子として作用し てバルブガイド自体を摩耗させるものと考えられる。 これらの特性はそれぞれ許 容範囲以内にあり、 C含有量は、 0. 8〜1. 5質量％の範囲とする。
c) Mn S含有量の比較
F e— 1 0 %Cu— 1 %Cを一定とし、 MnSの含有量を 0. 5 %、 1 %, 1. 5 %、 2 %および 3 %の 5種類のバルブガイドの試料を作製した。 これら試料の 試験結果を第 4表に示す。 第 4表
Figure imgf000009_0001
第 ·4表に示すように、 MnS含有量は 1〜2質量％が良好である。 MnSの含 有量が多くなると圧環強さが低下し、 被削性が向上する。 耐摩耗性は、 Mn S含 有量が 1〜 1. 5質量％のとき良好で、 それより多くても少なくても悪くなる傾 向を示す。 Mn Sの含有量が 3質量％ではバルブガイド， パルブステムともに摩 耗量が多くなる。 このことから MnS含有量は、 0. 5〜2質量％の範囲とする。 以上のように、 本発明のバルブガイド よれば、 パーライト組織の鉄基地に比 較的軟質な銅が適度に分散していることにより、 バルブステムとのなじみ性が良 くなり、 摺動傷摩耗が起こり難くなるのに加え、 ·金属硫化物の潤滑効果によって バルブガイドの耐摩耗性および相手材のバルブステムを攻撃しにくいものとなる c これによつて、 軟窒化処理が施されていないバルブステムにも適する特性を示し ているものと考えられる。

Claims

求 の 範 囲
1. Cu ： 8〜20質量％、 C ： 0. 8〜1. 5質量％、 Mn S、 WS2お よび Mo S2の少なくとも 1種： 0. 5〜2質量％を含有し、 残部が F eの組成 で、 気孔を有し、 鉄のパーライト基地に銅相が分散した金属組織を有するととも に、 基地および銅相の粒子間に金属硫化物が分散していることを特徴とする鉄系 焼結合金製内燃機関用バルブガイド。
2. 軟窒化処理が施されていない鉄基耐食耐熱超合金、 耐熱鋼、 または高速 度工具鋼のバルブステムとの組み合わせで用いられる請求項 1に記載の鉄系焼結 合金製内燃機関用バルブガイド。
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