JPH01306064A - 摺動部材の製造方法 - 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、その一部に摺動部が設けられた摺動部材の
製造方法に関する。

［従来の技術］ 周知のように、例えば車両用エンジンの動弁機構などに
おいて、その主要部を構成するロッカアームやカムシャ
フトなどの摺動部分には、エンジン性能を長期間に渡っ
て十分に発揮させる上で、過酷な使用条件に耐え得る摺
動特性が要求される。

そして、従来より、例えば上記ロッカアームについて、
ロッカアームシャフトに取り付けられる本体部分を、例
えばアルミ合金などの軽合金で形成するとともに、カム
シャフトのカム部と摺接する摺動部のみを耐摩耗性に優
れた、例えば焼結合金部材などで形成したものは一般に
良く知られている（例えば、特開昭６２−１７７１５９
号公報参照）。

この方法によれば、上記本体部分を軽合金化することに
より、エンジンの軽量化に寄与するとともに、ロッカア
ームの慣性重量を低減させて上記摺動部に対する負荷を
低減させることができる一方、摺動部には所定の耐摩耗
性を付与することができる。

ところで、近年、エンジンの高回転化及び高出力化、特
に、これらに対応した多弁化及びバルブタイミングの可
変化に伴ってバルブリフト量が増大されるなど、使用条
件はより過酷なものになり、エンジン性能を維持するた
めに各摺動部には従来にも増してより優れた耐摩耗性が
求められている。

［発明が解決しようとする課題］ このため、摺動部により硬質で耐摩耗性に優れた材料を
肉盛溶接して摺動面の耐摩耗性を向上させることが考え
られるが、この場合、従来では、確かに、摺動面につい
ては高い硬度を得ることができるものの、摺動部の基材
が上記肉盛溶接時の入熱により軟化するためその剛性が
低下し、特に、エンジンの高速回転域において摺動面に
デツピングの発生を招来するなど、却って耐久性が損な
われる場合があるという問題があった。

この発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その
一部に摺動部が設けられた摺動部材を製造するに際して
、摺動部基材の剛性を損なうことなく摺動面の耐摩耗性
を向上させることができる製造方法を提供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ このため、この発明は、摺動部が設けられた摺動部基材
と該摺動部基材を保持する本体部とを備え、該本体部を
鋳造ずろ金型の上記摺動部に対応する部位に空気焼入れ
鋼で形成された摺動部基材を配置し、該摺動部基材の一
端を上記本体部とともにダイキャスト鋳造法で鋳ぐるみ
、その後に、上記摺動部基材の他端に設けられた摺動面
に表面硬化材料を肉盛溶接するようにしたものである。

［発明の効果］ この発明によれば、摺動部の基材部分を、加熱昇温後に
大気中で自然放冷するだけで焼入れ硬化させることがで
きる、所謂、空気焼入れ鋼て形成し、この基材の一端に
設けられた摺動面に表面硬化材料を肉盛溶接するように
したので、上記摺動面に硬度の高い肉盛層を形成してそ
の耐摩耗性を向上させることができるとと乙に、上記肉
盛溶接時の入熱により上記基材を加熱昇温させてその後
に自然放冷させることにより基材を焼入れ硬化させ、該
基材の剛性を向上させることができる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を、車両用エンジンの動弁機構
に用いられるロッカアームの製造に適用した場合につい
て、添付図面を参照しながら説明する。

第３図に示すように、本実施例に係るロッカアームｌは
、ロッカアームンヤフト（不図示）に取り付けられろ本
体部２と、該本体部２の一端に取り付けられ、カムシャ
フトのカムｌ（不図示）と摺接する摺動面３ａを有する
摺動部基材３とで構成されている。

上記本体部２は、例えばアルミ合金等の軽合金を用いて
ダイキャスト鋳造法によ゛り形成されており、上記摺動
部基材３は、本体部２を鋳造する際に、金型の摺動部３
に対応する部位に配置され、その取付部３ｂを鋳ぐるん
で上記本体部２に固着されている。

本実施例では、上記摺動部基材３を、加熱昇温後に大気
中で自然放冷するだけで焼入れ硬化させることができる
、所謂、空気焼入れ鋼で形成し、この摺動部基材３の摺
動面３ａに表面硬化材料を肉盛溶接するようにしている
。

以下、本実施例に係るロッカアーム１の製造方法につい
て説明する。

（１）　　摺動部基材の形成 まず、例えば、ニッケルクロムモリブデンｗ４（ＳＮＣ
Ｍ）あるいは合金工具鋼などの空気焼入れ鋼を素材とし
て、鍛造又は精密鋳造法などにより、第１図に示すよう
な摺動部基材３を形成する。

（２）本体部の鋳造 次に、本体部２をダイキャスト鋳造する金型の摺動部に
対応する部位に上記摺動部基材３を配置し、例えばアル
ミ合金の溶湯を注湯して摺動部基材３の取付部３ｂを本
体部２とともに鋳ぐるみ、摺動部基材３を本体部２に固
着させる。

そして、トリミング装置により湯口等の不要部分を切断
除去した後、鋼球ショツトブラストにより鋳バリを除去
する。

（３）肉盛溶接 次に、上記本体部２を溶接治具に固定し、摺動部基材３
の摺動面３ａに表面硬化材料を肉盛溶接する。

肉盛方法としては、ガス肉盛溶接法あるいはブラズマ肉
盛溶接法などを適用することかでき、また、表面硬化材
料としては、例えば、ステライト（登録商標）などのＣ
ｏ基合金、フルモノイ（登録商標）などのＮｉ基合金、
あるいは、これらの合金にＣｒ　３　Ｃ２、Ｗ　Ｃ、Ｎ
　ｂ　Ｃなどの炭化物を分散させた材料などを用いるこ
とができる。

尚、上記製造方法において、摺動部基材３を本体部２に
鋳ぐるんだ後にその摺動部３ａに肉盛溶接を行うように
したのは、摺動部基材３に単独で肉盛溶接を行った場合
、安定した形状及び寸法を？９ることか難しく、このた
め、本体部２ととらに鋳ぐるむ際に、金型内の所定の部
（ゲへのセットに不都合が生じたり、あるいは、摺動面
３ａに鋳バリが多く発生ずるなどの不具合を招来しうる
からである。

以下、上記製造方法の具体例について説明する。

まず、例えば、ＪＩＳ　　Ｇ　　４４０４に規定された
合金工具ｊ１４８ＫＤ６１を素材として、鍛造により摺
動部乱打３を形成した（第１図参照）。この状態での上
記摺動部基材３のビッカース硬さは略Ｈｖ４００であっ
た。

次に、この摺動部基材３の取付部３ｂを、ロッカアーム
本体部２のダイキャスト鋳造用金型の所定の部位にセッ
トし、例えば、アルミ合金ＡＤＣ１Ｏを６９０℃に加熱
溶融させた溶湯を上記金型のキャビティ内に注湯して本
体部２を鋳造するとともに、上記摺動部基材３の取付部
３ｂを鋳ぐるんだ。

そして、４０など不要部を切断除去した後、ジョンドブ
ラストにより鋳バリを除去し、第２図に示すロッカアー
ムｌを得た。

次に、上記本体部２をバイスにはさんで固定し、摺動部
乱打３の摺動部３ａに、Ｃｒａｃｋ：１５重量％、Ｂ；
４重量％、Ｓｌ：５重量％、Ｃｒ：１７重重％、残部が
実質的にＮｉから成り、平均粒径が８０μのＮｉ基合金
粉末をプラズマ肉盛溶接法により肉盛した。

肉盛溶接条件は以下の通りであった。

、電流・５０Ａ ・電圧：３０Ｖ ・　溶接速度：　　５００　ｍｍ／ｍｉｎ。

・粉末送給量：　　ｔｏ　　ｇ／ｍｉｎ。

以上のようにして得られたロッカアームｌ（第３図参照
）の摺動部基材３と該基材表面の肉盛層４とについてビ
ッカース硬さ（Ｈいを調べたところ、摺動部基材３はＩ
（ｖ５６０、肉盛層４はＨｖ７７０であり、摺動部につ
いて高い硬度を得ることができるとともに、基材３の硬
度ら向上させることができた。

また、上記摺動部基材３と肉盛層４との接合状態を調へ
るために、上記接合部の組織の金嘱顕微鏡写真（倍率１
００倍）を観察したところ、第４図に示すように、接合
部に有害な空洞部等は認められず、接合状態が良好であ
ることを確認することができた。

更に、上記実施例と同一材質（合金工具鋼５ＫＤ６１）
の摺動部基材を鋳造により形成した場合について、基材
と肉盛層との接合状態を調べたところ、第５図に示すよ
うに、鍛造製の場合と同様に良好な接合状態が得られる
ことを確認することができた。

尚、」二記第４図及び第５図において、肉盛層の白色部
分はＮｉを主成分とするマトリツクスであり、黒色部分
は炭化物（ｃｒ３ｃｔ）である。

以上、説明したように、本実施例によれば、摺動部基材
３を空気焼入れ鋼で形成し、この摺動部基材３の一端に
設けられた摺動部３ａに表面硬化材料を肉盛溶接するよ
うにしたので、上記摺動部３ａに硬度の高い肉盛層４を
形成してその耐摩耗性を向上させることができるととも
に、上記肉盛溶接時の入熱により上記摺動部基材３を加
熱昇温さ仕てその後に自然放冷させることに上り摺動部
基材３を焼入れ硬化させ、該基材３の剛性を向上させる
ことができるのである。

尚、上記実施例は、車両用エンジンの動弁機購に・用い
られるロッカアームの製造に適用したらのであったが、
本発明は、上記ロッカアームに限らず、その一部に摺動
部が設ｆすられた他の１７１動部材の製造に６適用する
ことができるのは、ムちろんのことである。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の詳細な説明するためのらので、
第１図は摺動部基材の正面図、第２図及び第３図は、そ
れぞれ肉盛溶接前及び肉盛溶接後について、一部を断面
して示したロッカアームの正面説明図、第４図は鍛造で
形成された摺動部基材と肉盛層との接合部の金属組織の
倍率１００倍の顕微鏡写真、第５図は鋳造で形成された
摺動部基材と肉盛層との接合部の金属組織の倍率１００
倍の顕微鏡写真である。 ｌ・・ロッカアーム、２・・・本体部、３・・・摺動部
基材、３ａ・・・摺動面、３ｂ・・・取付部、４・・肉
盛層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）摺動部が設けられた摺動部基材と該摺動部基材を
   保持する本体部とを備え、該本体部を鋳造する金型の上
   記摺動部に対応する部位に空気焼入れ鋼で形成された摺
   動部基材を配置し、該摺動部基材の一端を上記本体部と
   ともにダイキャスト鋳造法で鋳ぐるみ、その後に、上記
   摺動部基材の他端に設けられた摺動面に表面硬化材料を
   肉盛溶接することを特徴とする摺動部材の製造方法。