JPH02213402A - Manufacturing method of hollow sintered body - Google Patents

Manufacturing method of hollow sintered body

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Publication number
JPH02213402A
JPH02213402A JP3467889A JP3467889A JPH02213402A JP H02213402 A JPH02213402 A JP H02213402A JP 3467889 A JP3467889 A JP 3467889A JP 3467889 A JP3467889 A JP 3467889A JP H02213402 A JPH02213402 A JP H02213402A
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JP
Japan
Prior art keywords
sintered body
hollow
powder
core
sintered
Prior art date
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Application number
JP3467889A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazutoshi Takemura
和俊 武村
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Riken Corp
Original Assignee
Riken Corp
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Publication date
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明は、中空焼結体の製造方法に関し、特に、粉末冶
金法によって高密度の中空焼結体を製造するのに好適な
、中空焼結体の製造方法に関する。
Detailed Description of the Invention A. Field of Industrial Application The present invention relates to a method for producing a hollow sintered body, and in particular, a hollow sintered body suitable for producing a high-density hollow sintered body by a powder metallurgy method. This invention relates to a method for producing a solid.

口、従来技術 例えば、内燃機関のカムシャフトは、タペット及びロッ
カアームを介して、又はロッカアームを介して吸気弁及
び排気弁を開閉する機構に使用され、内燃機関の運転中
、カムシャフトは、高速で上記相手部品と摺動するので
、耐摩耗性が要求される。
For example, the camshaft of an internal combustion engine is used in the mechanism to open and close intake and exhaust valves through tappets and rocker arms, or through rocker arms, and during operation of the internal combustion engine, the camshaft is Since it slides with the above-mentioned mating parts, wear resistance is required.

これらの部品の材料には従来から鋳鉄が多用されており
、カムシャフトを例に挙げて述べると、鋳造時にカム駒
の部分に冷し金を使用して急速凝固させ、カム駒の表面
に硬い白鋳鉄組織の表面層を形成して耐摩耗性を付与し
た所謂チルカムシャフトが多用されている。
Traditionally, cast iron has been widely used as the material for these parts. Taking camshafts as an example, during casting, the cam piece is rapidly solidified using a cold metal, and the surface of the cam piece is coated with hard white cast iron. A so-called chill camshaft, which has a surface layer of tissue to provide wear resistance, is often used.

然し、上記チルカムシャフトは、カーボンスラッジで潤
滑油が汚染されるディーゼルエンジンや有鉛ガソリンを
燃料とし、潤滑油が鉛化合物で汚染されるガソリンエン
ジンに使用するときは、これら汚染物質によるカム駒の
摩耗が多くなる傾向が見られる。
However, when the above-mentioned chill camshaft is used in a diesel engine where the lubricating oil is contaminated with carbon sludge or a gasoline engine whose fuel is leaded gasoline and where the lubricating oil is contaminated with lead compounds, the cam piece may be damaged by these contaminants. There is a tendency for more wear to occur.

粉末冶金法によって製造される焼結合金は、熔製法によ
る合金と異なり、凝固偏析がないために均一な組織とす
ることができ、また、通例の熔製法では得られない特異
な組織が比較的容易に得られること、更に、焼結体の寸
法精度が高いことから、近年、その適用分野が拡大しつ
つある。
Sintered alloys produced by the powder metallurgy method, unlike alloys produced by the smelting method, can have a uniform structure because there is no solidification segregation. Since it is easy to obtain and the dimensional accuracy of the sintered body is high, the field of its application has been expanding in recent years.

カムシャフトに耐摩耗性を付与する方法として、耐摩耗
性に優れる焼結合金製のカム駒やジャーナル部を使用し
、所謂インサートモールド法によってカムシャフトとす
ることが考えられる。このようなカム駒やジャーナル部
は、鋳造時に内部に溶湯を供給して一体になるよう、中
空の筒状体とする必要があり、また、カム駒やジャーナ
ル部を焼結合金製とするときは、耐摩耗性や機械的強度
の観点から高密度とする必要がある。焼結合金は、原料
粉粒子の境界に必然的に気孔が形成されるのであるが、
気孔率を出来るだけ小さくして高密度とする。高密度焼
結合金は、焼結温度を高くして、原料粉粒子の組織を構
成する相のうち、比較的低融点の相を液相にして焼結す
る、所謂液相焼結によって容易に得られる。
One possible method for imparting wear resistance to a camshaft is to use a cam piece or journal made of a sintered alloy that has excellent wear resistance, and to form the camshaft by a so-called insert molding method. Such cam pieces and journal parts need to be hollow cylindrical bodies so that molten metal can be supplied inside them during casting, and when the cam pieces and journal parts are made of sintered alloy. It is necessary to have high density from the viewpoint of wear resistance and mechanical strength. In sintered alloys, pores are inevitably formed at the boundaries of raw material powder particles.
Make the porosity as small as possible to achieve high density. High-density sintered alloys can be easily produced by so-called liquid-phase sintering, in which the sintering temperature is raised to turn the phase with a relatively low melting point into a liquid phase among the phases that make up the structure of the raw material powder particles. can get.

ところが、カム駒やジャーナル部は、軸線方向に所定の
長さを必要とし、軸線方向に往復動するパンチによる成
形では、軸線方向に圧粉体の密度が一様ではなくなる。
However, the cam piece and journal portion require a predetermined length in the axial direction, and when forming with a punch that reciprocates in the axial direction, the density of the green compact is not uniform in the axial direction.

特に液相焼結にあっては、圧粉体の密度が軸線方向に一
様でないことから、焼結による変形が大きくなる。圧粉
体の低密度部分では、液相焼結による寸法収縮は10%
にも達する。圧粉体内の密度差を小さくできる両押し成
形(アッパ・パンチとロア・パンチとによる上下方向か
らの圧縮成形)による場合でも、第12図(a)に示す
筒状圧粉体5日を液相焼結すると、密度の低い中央部に
ュートラル・ゾーンと呼ばれる。)の収縮が他の部分の
収縮よりも大きくなって、同図(b)に示すように中央
が括れた鼓形の筒状焼結体50となってしまう。このよ
うな変形は、1個の焼結体内の寸法差のみならず、製造
ロット内での寸法のばらつきを大きくする。このような
変形のない高密度焼結体を得るには、液圧による圧縮成
形や成形と焼結とを同時に行うホット・プレス法による
ことができるが、これらの方法では設備費が嵩むので経
済的ではない。そのため、高密度焼結体は、高さ寸法が
比較的小さいものに限られ、カム駒やジャーナル部には
適用困難であった。
Particularly in liquid phase sintering, the density of the green compact is not uniform in the axial direction, so deformation due to sintering becomes large. In the low-density part of the compact, the dimensional shrinkage due to liquid phase sintering is 10%.
reach even. Even in the case of double pressing (compression molding from the upper and lower directions using an upper punch and a lower punch) which can reduce the density difference within the compact, the cylindrical compact shown in Fig. 12(a) is When the phases are sintered, the central region with low density is called the neutral zone. ) is larger than the other parts, resulting in a drum-shaped cylindrical sintered body 50 with a constricted center as shown in FIG. 5(b). Such deformation increases not only dimensional differences within one sintered body but also dimensional variations within manufacturing lots. To obtain such a high-density sintered body without deformation, it is possible to use compression molding using hydraulic pressure or a hot press method that performs molding and sintering at the same time, but these methods increase equipment costs and are not economical. Not the point. Therefore, high-density sintered bodies are limited to those having a relatively small height dimension, making it difficult to apply them to cam pieces and journal parts.

ハ1発明の目的 本発明は、密度に関係な(、寸法精度の高い中空焼結体
の製造方法を提供することを目的としている。
C.1 Purpose of the Invention The present invention aims to provide a method for manufacturing a hollow sintered body with high dimensional accuracy, regardless of density.

二1発明の構成 本発明は、中空焼結体を製造するに際し、(1)製造し
ようとする中空焼結体の内法(うちのり)寸法と実質的
に同じ外形寸法を有する成形体を用意する工程と、 (2)原料粉を成形し、液相焼結による収縮を見込んだ
寸法の中空圧粉体とする工程と、(3)前記圧粉体の中
空部に前記成形体を挿入し、液相焼結して前記圧粉体を
焼結体とする工程と、(4)前記焼結体から前記成形体
を除去する工程と を有する、中空焼結体の製造方法に係る。
21 Structure of the Invention The present invention provides, when manufacturing a hollow sintered body, (1) preparing a molded body having substantially the same external dimensions as the internal dimensions of the hollow sintered body to be manufactured; (2) A step of molding the raw material powder into a hollow green compact with dimensions that take into account shrinkage due to liquid phase sintering; (3) Inserting the green compact into the hollow part of the green compact. The present invention relates to a method for manufacturing a hollow sintered body, which includes a step of liquid-phase sintering to form the green compact into a sintered body, and (4) a step of removing the molded body from the sintered body.

上記「成形体」には、焼結時に焼結体に融着しない、例
えばアルミナ、ジルコニア、窒化珪素等のセラミックス
粉末(粒径0.01〜1.0ma+)に例えば熱硬化性
樹脂をバインダとして添加した粉末、或いは鋳物砂を成
形してなるものが便利に使用できる。また、所定の形状
、寸法に加工した金属(焼結温度よりも高い融点を有す
る)、又はセラミックスの成形体表面に薄いセラミック
ス粉末の被覆を施したものも使用できる。前者は焼結後
に崩すことによって焼結体から容易に除去でき、後者は
焼結後に引抜くことによって焼結体から容易に除去でき
る。
The above-mentioned "molded body" is made of ceramic powder (particle size 0.01 to 1.0 ma+) such as alumina, zirconia, silicon nitride, etc., which does not fuse to the sintered body during sintering, and a thermosetting resin as a binder. Added powder or molded molding sand can be conveniently used. It is also possible to use a metal (having a melting point higher than the sintering temperature) processed into a predetermined shape and size, or a ceramic molded body whose surface is coated with a thin ceramic powder. The former can be easily removed from the sintered body by breaking it up after sintering, and the latter can be easily removed from the sintered body by pulling it out after sintering.

ホ、実施例 以下、本発明の詳細な説明する。E, Example The present invention will be explained in detail below.

重量比で2.00%全炭素、11.5%クロム、0.9
9%モリブデン、1.92%バナジウム、0.8%燐、
残部が実質的に鉄からなる組成を有し、100メツシユ
篩下の粒度の合金鋼粉末に、潤滑剤としてステアリン酸
亜鉛粉末を0.7重量%添加、混合して原料粉とした。
Weight ratio: 2.00% total carbon, 11.5% chromium, 0.9
9% molybdenum, 1.92% vanadium, 0.8% phosphorus,
A raw material powder was prepared by adding 0.7% by weight of zinc stearate powder as a lubricant to an alloy steel powder having a composition in which the remainder was essentially iron and having a particle size below 100 mesh sieve.

この原料粉を第2図に示すプレスによって筒状のカム駒
圧粉体とした。
This raw material powder was made into a cylindrical cam piece compacted powder by the press shown in FIG.

先ず、第2図(a)に示すように、ダイ1、コア・ロッ
ド2及びロア・パンチ3によって形成されるキャビティ
中に原料粉5Aを充填する。次に、同図(b)に示すよ
うに、アッパ・パンチ4をダイ1内に下降させると共に
、ロア・パンチ3を上昇させ、両パンチ4.3によって
上記原料粉を6t/cfflの圧縮圧で圧縮、成形して
圧粉体5日とする。次に、同図(C)に示すように、ア
ッパ・パンチ4をダイ1の上方に上昇させてからロア・
パンチ3をダイ1の上面から少し突出するように上昇さ
せ、圧粉体5日をダイ1及びコア・ロッド2から抜型す
る。
First, as shown in FIG. 2(a), a cavity formed by the die 1, core rod 2, and lower punch 3 is filled with raw material powder 5A. Next, as shown in the same figure (b), the upper punch 4 is lowered into the die 1, the lower punch 3 is raised, and both punches 4.3 compress the raw material powder at a compression pressure of 6t/cffl. It is compressed and molded into a green compact for 5 days. Next, as shown in the same figure (C), after raising the upper punch 4 above the die 1,
The punch 3 is raised so as to slightly protrude from the upper surface of the die 1, and the green compact is punched out from the die 1 and the core rod 2.

圧粉体5日は、後の液相焼結時の収縮を見込んで、カム
駒焼結体の寸法に対して1.11倍の寸法としである。
The size of the powder compact for 5 days was set to be 1.11 times the size of the cam piece sintered body in anticipation of shrinkage during liquid phase sintering later.

上記筒状圧粉体5日を、予め用意しておいたコアを囲む
ようにしてトレイ上に載置し、焼結して筒状カム駒焼結
体とする。第1図は上記コアを示し、同図(a)は平面
図、同図(b)は同図(a)のIb−1b線断面図であ
る。コア6は、レジンで固化した珪砂(シェルモールド
法のシェル鋳型と同じ)からなっていて、カム駒焼結体
の内法寸法と同一寸法(圧粉体5日の内法寸法に対して
90%の寸法)としである。第3図は圧粉体5日とコア
6とをセットした状態を示し、同図(a)は平面図、同
図Φ)は同図(a)のmb−mb線断面図である。アル
ミナ製トレイ18上に、コア6を囲んで圧粉体5日が載
置される。
The above-mentioned cylindrical green compact is placed on a tray so as to surround a previously prepared core, and sintered to form a cylindrical cam piece sintered body. FIG. 1 shows the core, and FIG. 1(a) is a plan view, and FIG. 1(b) is a sectional view taken along line Ib-1b in FIG. 1(a). The core 6 is made of silica sand solidified with resin (same as the shell mold of the shell molding method), and has the same dimensions as the internal dimension of the cam piece sintered body (90 mm with respect to the internal dimension of the green compact 5 days). % dimensions). FIG. 3 shows a state in which the powder compact 5 and the core 6 are set, and FIG. 3(a) is a plan view, and FIG. 3(Φ) is a sectional view taken along the line mb-mb of FIG. A green compact is placed on an alumina tray 18 surrounding the core 6.

次に、圧粉体5日を焼結して筒状カム駒焼結体とする。Next, the 5-day green compact is sintered to form a cylindrical cam piece sintered body.

焼結は、真空中で1130”Cに60分間加熱の通例の
真空焼結によった。第4図はトレイ18上で圧粉体が焼
結されて出炉した状態を示し、同図(a)は平面図、同
図[有])は同図(a)のIVb−IVb線断面図であ
る。圧粉体は液相焼結されて90%収縮して焼結体5C
となる。コア6は前述した寸法としであるので、焼結体
5Cは略隙間なくコア6を抱くようになる。コア6の存
在により、第12図に示したようなニュートラルゾーン
の大きな収縮が起こることが防止され、寸法精度の良好
な焼結体が得られる。
The sintering was carried out by conventional vacuum sintering in which the compact was heated to 1130"C for 60 minutes in a vacuum. FIG. ) is a plan view, and FIG.
becomes. Since the core 6 has the dimensions described above, the sintered body 5C embraces the core 6 with almost no gaps. The presence of the core 6 prevents the occurrence of large contraction in the neutral zone as shown in FIG. 12, resulting in a sintered body with good dimensional accuracy.

コア6は、シェル鋳型と同じ材料からなっているので機
械的強度が高く、圧粉体が液相焼結されてニュートラル
ゾーンが大きく収縮しようとする力に充分耐えられる上
に、焼結時に圧粉体と共に1000°Cを越える高温に
加熱されて脆くなり、崩して焼結体6から除去するのは
容易である。
The core 6 is made of the same material as the shell mold, so it has high mechanical strength and can withstand the force that causes the neutral zone to shrink significantly when the green compact is liquid-phase sintered. It becomes brittle when heated to a high temperature of over 1000°C together with the powder, and is easily broken and removed from the sintered body 6.

第5図はコアを除去した焼結体を示し、同図(a)は平
面図、同図(b)は同図(a)のvb−vb線断面図で
ある。
FIG. 5 shows a sintered body from which the core has been removed, and FIG. 5(a) is a plan view, and FIG. 5(b) is a sectional view taken along the line vb-vb of FIG. 5(a).

焼結体5Cの寸法は次の通りである。略半円形部分の内
径り、は25範であって、第1図(a)に示したコアの
外径D4と同じである。この部分の外径DI、02は3
0mmであり、外側半径R3は15mm、肉厚Tは2.
5anである。また、カムノーズ部5Ca先端の外径R
2は9nm、カムノーズ部5Ca先端を通る最大外径り
は37mmである。高さHは18m++aである。
The dimensions of the sintered body 5C are as follows. The inner diameter of the approximately semicircular portion is 25 mm, which is the same as the outer diameter D4 of the core shown in FIG. 1(a). The outer diameter DI of this part, 02, is 3
0 mm, the outer radius R3 is 15 mm, and the wall thickness T is 2.
It is 5an. In addition, the outer diameter R of the tip of the cam nose part 5Ca
2 is 9 nm, and the maximum outer diameter passing through the tip of the cam nose portion 5Ca is 37 mm. The height H is 18 m++a.

端面外径り、と中央部外径D2との差は0.05〜0、
15ma+であった。コア6を使用せず、その他は上記
の例と同様にして製造された筒状カム駒焼結体5Dにあ
っては、第12図(b)に示した端面外径d+と中央部
外径d2との差は0.3〜0.5I+aであった。
The difference between the outer diameter of the end surface and the outer diameter D2 of the center part is 0.05 to 0,
It was 15ma+. In the cylindrical cam piece sintered body 5D manufactured in the same manner as in the above example without using the core 6, the end surface outer diameter d+ and the center outer diameter shown in FIG. 12(b) are used. The difference from d2 was 0.3 to 0.5I+a.

測定個数はいずれも5個である。本例にあっては、従来
法による場合に対して上記外径の差が著しく小さくなっ
ていて、寸法精度が格段に改善されている。
The number of measurements was five in each case. In this example, the difference in the outer diameter is significantly smaller than in the case of the conventional method, and the dimensional accuracy is significantly improved.

第6図は、第5図の筒状カム駒焼結体5Cを使用して製
造されたカムシャフト素材の正面図である。カムシャフ
ト9はインサートモールド法によって製造されたもので
ある。即ち、鋳型キャビティ内の所定位置に筒状カム駒
焼結体5Cと筒状ジャーナル部焼結体7とをセットし、
この鋳型に溶湯を注入して一体のカムシャフトとした。
FIG. 6 is a front view of a camshaft material manufactured using the cylindrical cam piece sintered body 5C of FIG. 5. The camshaft 9 is manufactured by an insert molding method. That is, the cylindrical cam piece sintered body 5C and the cylindrical journal part sintered body 7 are set at predetermined positions in the mold cavity,
Molten metal was poured into this mold to create an integrated camshaft.

ジャーナル部7はカム駒5Cと同様の方法で製造された
ものである。図中、8は注湯された軸部で、その材料は
球状黒鉛鋳鉄FCD60である。
The journal portion 7 is manufactured in the same manner as the cam piece 5C. In the figure, reference numeral 8 indicates a shaft portion into which metal is poured, and its material is FCD60, which is spheroidal graphite cast iron.

第1図のシェル鋳型材料のコアに替えて、金属製又はセ
ラミックス製のコアを使用することができる。第7図の
コア20は、焼結温度よりも高い融点を有する金属(例
えば鋼)製又はセラミックス製母材21の周面に、セラ
ミックス粉末(例えばアルミナ粉末)22をバインダを
使用して薄くコーティングしてなっている。鋳鉄は、加
熱と冷却を繰返すことにより成長するので母材21の材
料としては不適当である。セラミックス粉末22のコー
ティングにより、焼結後にコア20を焼結体から容易に
抜取ることができる。
Instead of the shell mold material core of FIG. 1, a metal or ceramic core can be used. The core 20 in FIG. 7 is constructed by thinly coating ceramic powder (for example, alumina powder) 22 on the circumferential surface of a metal (for example, steel) or ceramic base material 21 having a melting point higher than the sintering temperature using a binder. It has become. Cast iron is not suitable as a material for the base material 21 because it grows by repeated heating and cooling. The coating of the ceramic powder 22 allows the core 20 to be easily removed from the sintered body after sintering.

カムシャフトは、前記のように鋳造によって製造するほ
か、筒状カム駒焼結体及び筒状ジャーナル部焼結体に鋼
管を嵌入し、この鋼管の径を拡大して鋼管にカム駒焼結
体及びジャーナル部焼結体を固定させて製造することが
できる。鋼管の径拡大は、先端にテーパが設けられ、鋼
管の内径よりも僅か(0,5〜1 、0+n)大きい径
を有する管拡径部を先端に備えた管拡径具を鋼管内に圧
入、挿通させることによってなされる。このようにして
カムシャフトを中空にすることにより、軽量化を図るこ
とができる。この場合、第8図に示すように、カム駒焼
結体(ジャーナル部焼結体も同様)25の内周面に凹凸
の噛合部25aを形成させるのが良い。鋼管の拡管によ
ってカム駒焼結体50を鋼管に固定する際、噛合部50
aが鋼管外周面に食い込んで両者が互いに噛合し、両者
の固定が確実になる。
In addition to manufacturing the camshaft by casting as described above, the cam shaft is manufactured by inserting a steel pipe into the sintered cylindrical cam piece and the sintered cylindrical journal part, and by enlarging the diameter of the steel pipe and inserting the sintered cam piece into the steel tube. And the journal part can be manufactured by fixing the sintered body. To enlarge the diameter of a steel pipe, press-fit a pipe expander into the steel pipe, which has a tapered tip and a pipe expander with a diameter slightly (0.5 to 1, 0+n) larger than the inner diameter of the steel pipe. , by inserting it. By making the camshaft hollow in this manner, weight reduction can be achieved. In this case, as shown in FIG. 8, it is preferable to form an uneven engagement portion 25a on the inner peripheral surface of the cam piece sintered body (the same applies to the journal portion sintered body). When fixing the cam piece sintered body 50 to the steel pipe by expanding the steel pipe, the meshing portion 50
a bites into the outer circumferential surface of the steel pipe and the two mesh with each other, ensuring that they are fixed.

第9図は、第6図のカムシャフトを組付けてなる内燃機
関の主要部の関係の一例を示す要部斜視図である。カム
シャフト9の回転によってカム駒5Cと摺接するロッカ
アーム13が揺動し、この揺動によってロッカアーム1
3に連結されたバルブ11が往復動して吸排気がなされ
る。コイルばね12によってバルブ11が閉状態に向け
て付勢されると共にロッカアーム13の先端部がカム駒
5Cに押圧されるようになっている。バルブ11の先端
部は図示しないシリンダヘッド内に位置している。バル
ブ11が往復動(開閉)して吸気爆発、排気がなされ、
図示しないシリンダ中でピストン14が往復動じ、この
往復動によってコネクティングロッド15を介してピス
トン14に連結するクランクシャフト16が回転し、動
力を発生する。バルブ11の開閉とピストン14の往復
動とのタイミングは、カムシャフト9とクランクシャフ
ト16とに掛は渡されたタイミングベルト(又はチェー
ン)17によってとられる。このような機構から、カム
シャフト9の回転数が高くなると、或いはロッカアーム
13のカム駒5Cへの押圧力が高くなると、カム駒5C
とロッカアーム13との摺動は極めて苛酷な状態の下で
なされることが理解できよう。
FIG. 9 is a perspective view of essential parts showing an example of the relationship between the main parts of an internal combustion engine in which the camshaft of FIG. 6 is assembled. The rotation of the camshaft 9 causes the rocker arm 13 in sliding contact with the cam piece 5C to swing, and this swing causes the rocker arm 1 to swing.
A valve 11 connected to 3 reciprocates to perform intake and exhaust. The valve 11 is urged toward the closed state by the coil spring 12, and the tip of the rocker arm 13 is pressed against the cam piece 5C. The tip of the valve 11 is located within a cylinder head (not shown). The valve 11 reciprocates (opens and closes) to cause intake explosion and exhaust,
A piston 14 reciprocates in a cylinder (not shown), and this reciprocation causes a crankshaft 16 connected to the piston 14 via a connecting rod 15 to rotate, thereby generating power. The timing of opening and closing of the valve 11 and the reciprocating movement of the piston 14 is determined by a timing belt (or chain) 17 that is passed between the camshaft 9 and the crankshaft 16. Due to such a mechanism, when the rotational speed of the camshaft 9 increases, or when the pressing force of the rocker arm 13 on the cam piece 5C increases, the cam piece 5C
It will be understood that the sliding movement between the rocker arm 13 and the rocker arm 13 is performed under extremely severe conditions.

そこで、カム駒5Cは、前述した高合金の鉄基合金を材
料とし、液相焼結によって高密度としたものとしている
。カム駒の材料は、前述した合金粉末を原料粉とするほ
か、耐摩耗性改善作用を有する金属又は合金の粉末を鉄
粉に配合、混合してなる混合粉を原料粉として使用する
ことができる。
Therefore, the cam piece 5C is made of the above-mentioned high-alloy iron-based alloy, and is made to have a high density by liquid phase sintering. As for the material of the cam piece, in addition to using the aforementioned alloy powder as the raw material powder, a mixed powder obtained by blending and mixing metal or alloy powder that has an effect of improving wear resistance with iron powder can be used as the raw material powder.

また、焼結時の雰囲気も、真空のほか、非酸化性のAX
ガス(アンモニア分解ガス)、アルゴン等の雰囲気であ
って良い。コアの材料も、前記のほか、焼結の温度に耐
えられ、焼結体を融着せず、かつ焼結体から除去できる
ような適宜の材料を使用することができる。
In addition to vacuum, the atmosphere during sintering is non-oxidizing AX
The atmosphere may be gas (ammonia decomposition gas), argon, or the like. In addition to the above-mentioned materials, the core may be made of any suitable material that can withstand the sintering temperature, does not fuse the sintered body, and can be removed from the sintered body.

次に、ロータリコンプレッサのシリンダライナ製造に本
発明を適用した例について説明する。
Next, an example in which the present invention is applied to manufacturing a cylinder liner for a rotary compressor will be described.

ロークリコンプレッサは小型化、軽量化が容易であるこ
とから、冷蔵庫、空調機、カーターラ等のコンプレッサ
として多用されており、その形式はボッシュ式とローリ
ングピストン式の2種類に大別される。
Since rolling compressors are easy to reduce in size and weight, they are widely used as compressors for refrigerators, air conditioners, Kartara, etc., and their types are roughly divided into two types: Bosch type and rolling piston type.

ボッシュ式ロータリコンプレッサは第10図に示すよう
に、ハウジング37に収容され、断面楕円形の内周面を
有する鋳鉄のシリンダ34中で複数個(多くの場合4個
)のベーン33がロータ32のベーン溝に嵌入され、シ
ャフト31の回転によってシャフト31に嵌着されたロ
ータ32が回転し、ベーン33は遠心力によってシリン
ダ34のライナ35の内周面に圧接し、これと摺動する
構造となっている。
As shown in FIG. 10, the Bosch rotary compressor is housed in a housing 37, and a plurality (four in most cases) of vanes 33 are mounted on a rotor 32 in a cast iron cylinder 34 having an inner peripheral surface with an oval cross section. The rotor 32 fitted into the shaft 31 rotates as the shaft 31 rotates, and the vane 33 presses against the inner circumferential surface of the liner 35 of the cylinder 34 due to centrifugal force and slides thereon. It has become.

冷媒ガスは、サイドハウジング38に設けられた吸気口
、吐出口(いずれも図示せず)を経由してライナ35と
ロータ32との間の空間39に供給、空間40から吐出
させられる。
The refrigerant gas is supplied to the space 39 between the liner 35 and the rotor 32 via an intake port and a discharge port (both not shown) provided in the side housing 38, and is discharged from the space 40.

ローリングピストン式ロータリコンプレッサは第11図
に示すように、シャフト41の回転によってシャフト4
1に偏心して嵌着された回転ピストン(ローリングピス
トン)42が偏心回転し、これらを収容する鋳鉄のシリ
ンダ44に設けられたベーン溝に嵌入され、背後からベ
ーンスプリング46によって押圧力を与えられたベーン
43が回転ピストン42の外周面に圧接し、これらが互
いに摺動する構造となっている。また、偏心回転する回
転ピストン42は、シリンダ44に嵌め込められたライ
ナ45の内周面と摺動し、ベーン43は、シリンダ44
のベーン溝及びライナ45のベーン溝でこれらと摺動す
る。
As shown in FIG. 11, the rolling piston type rotary compressor rotates the shaft 41.
A rotating piston (rolling piston) 42 eccentrically fitted into the piston 1 rotates eccentrically, and is fitted into a vane groove provided in a cast iron cylinder 44 that accommodates these pistons, and a pressing force is applied from behind by a vane spring 46. The vane 43 is in pressure contact with the outer circumferential surface of the rotary piston 42, and the vanes 43 are configured to slide against each other. Further, the eccentrically rotating rotary piston 42 slides on the inner circumferential surface of a liner 45 fitted into the cylinder 44, and the vane 43
and the vane groove of the liner 45.

ベーン43の左側空間49、右側空間50とシリンダ4
4に設けられた吸気口、44a1吐出口44bとを夫々
連通ずる通気路(サイドハウジング48に設けられてい
るが、図示省略す。)を設けてあり、冷媒ガスはこの通
気路を経由してコンプレッサ内に供給、吐出される。
Left side space 49 of vane 43, right side space 50 and cylinder 4
A ventilation path (provided in the side housing 48, but not shown) is provided that communicates with the intake port 44a1 and the discharge port 44b provided in the side housing 48, respectively, and the refrigerant gas passes through this ventilation path. Supplied and discharged into the compressor.

上記のような構造から、ライナ35.45には耐摩耗性
が要求される。
Due to the structure described above, the liner 35, 45 is required to have wear resistance.

前述の例におけると同様にして、焼結合金製のライナを
製造した。ライナ35の寸法は、短径が40園、長径が
45mm (いずれも内径)、幅が30鵬であり、ライ
ナ45の寸法は、内径50m++、幅30mmであって
、いずれも内周面を研摩仕上げして厚さを1 mmとし
である。研摩仕上げ前のライナの端面の最大径とニュー
トラルゾーンでの最小径との差(前述の例におけるDI
 Dz)は、ライナ35にあっては0.05〜0.15
m+++、ライナ45にあっては0.07〜0.25m
mであった。その他は前述の例におけると異なるところ
はない。
A sintered metal liner was manufactured in the same manner as in the previous example. The dimensions of the liner 35 are a short axis of 40mm, a long axis of 45mm (all inner diameters), and a width of 30mm, and the dimensions of the liner 45 are an inner diameter of 50m++ and a width of 30mm, and the inner circumferential surface of each is polished. It was finished to a thickness of 1 mm. The difference between the maximum diameter of the end face of the liner before polishing and the minimum diameter in the neutral zone (DI in the above example)
Dz) is 0.05 to 0.15 for liner 35.
m+++, 0.07 to 0.25 m for liner 45
It was m. Other aspects are the same as in the previous example.

コア(第3図、第4図のコア6に相当する。)を使用せ
ず、その他は上記と同様にして製造したライナにあって
は、研摩仕上げ前の上記最大径と最小径との差は、第1
0図のライナでは0.3〜0.5鵬であり、第11図の
ライナでは0.5〜0.8鵬であった。
For liners manufactured in the same manner as above without using a core (corresponding to core 6 in Figures 3 and 4), the difference between the maximum diameter and minimum diameter before polishing is the first
In the liner shown in FIG. 0, it was 0.3 to 0.5 peng, and in the liner shown in FIG. 11, it was 0.5 to 0.8 peng.

以上のように、この例にあっても、従来法による場合に
較べて素材の寸法精度が格段に改善され、仕上げ代が減
少でき、従って材料費、仕上げの加工コストが共に大幅
に低減される。
As mentioned above, even in this example, the dimensional accuracy of the material is significantly improved compared to the conventional method, and the finishing allowance can be reduced, resulting in a significant reduction in both material costs and finishing processing costs. .

上記の例は、カムシャフトのカム駒及びジャーナル部並
びにロークリコンプレッサのシリンダについての例であ
るが、これらのほかに、ブツシュや軸受の内輪、外輪そ
の他の中空焼結体の製造にも本発明が適用可能である。
The above examples relate to the cam piece and journal part of a camshaft, and the cylinder of a rotary compressor, but the present invention can also be applied to the manufacture of bushes, inner rings, outer rings, and other hollow sintered bodies of bearings. is applicable.

へ1発明の効果 本発明は、製造しようとする中空焼結体の内法寸法と実
質的に同じ外形寸法を有する成形体を用意し、この成形
体を中空圧粉体内に挿入して液相焼結するので、液相焼
結に特有の焼結体内の位置による収縮率の差に基づ(焼
結体の歪発生が、前記成形体によって防止される。即ち
、この成形体に焼結体が密着して焼結体の形状が成形体
の形状に倣うようになる。その結果、得られる焼結体は
、設計通りの寸法となって寸法精度の高いものとなる上
に、液相焼結によって生成される液相が気孔を充填して
高耐震となり、機械的性質の優れたものとなる。
1. Effects of the Invention The present invention provides a molded body having substantially the same external dimensions as the internal dimensions of a hollow sintered body to be manufactured, and inserts this molded body into a hollow compacted powder body to form a liquid phase. Since the molded body is sintered, the molded body prevents the generation of distortion in the sintered body based on the difference in shrinkage rate depending on the position within the sintered body, which is characteristic of liquid phase sintering. The bodies come into close contact and the shape of the sintered body follows the shape of the molded body.As a result, the resulting sintered body has the dimensions as designed and has high dimensional accuracy. The liquid phase produced by sintering fills the pores, resulting in high earthquake resistance and excellent mechanical properties.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図〜第11図は本発明の実施例を示すものであって
、 第1図はコアを示し、同図(a)は平面図、同図(b)
は同図(a)のIb−Ib線断面図、 第2図は圧粉体成形の手順を示し、同図(a)は原料粉
を充填した状態でのプレスの要部断面図、同図(b)は
原料粉を圧縮して圧粉体とした状態でのプレスの要部断
面図、同図(C)は圧粉体をグイから抜型した状態での
プレスの要部断面図、第3図は圧粉体にコアを挿入した
状態を示し、同図(a)は平面図、同図(b)は同図(
a)のmb−mb線断面図、 第4図は焼結直後の焼結体を示し、同図(a)は平面図
、同図(b)は同図(a)のIVb−IVb線断面図、
第5図は成形体を除去した後の焼結体を示し、同図(a
)は平面図、同図(b)は同図(a)のv b −v 
b線断面図、 第6図はカムシャフトの正面図、 第7図は他の例による成形体の斜視図、第8図は他の例
による焼結体の平面図、第9図は内燃機関の主要部の関
係を示す要部斜視図、 第10図及び第11図は、夫々ロークリコンプレッサの
断面図 である。 第12図は従来例を示すものであって、同図(a)は圧
粉体の断面図、同図[有])は焼結体の断面図である。 なお、図面に示された符号において、 1・・・・・・・・・グイ 2・・・・・・・・・コア・ロンド 3・・・・・・・・・ロア・パンチ 4・・・・・・・・・アッパ・パンチ 5A・・・・・・・・・原料粉 5B・・・・・・・・・カム駒圧粉体 5C125,5D・・・・・・・・・カム駒焼結体6.
20・・・・・・・・・コア(成形体)7・・・・・・
・・・ジャーナル部焼結体9・・・・・・・・・カムシ
ャフト 13・・・・・・・・・ロッカアーム 31.41・・・・・・・・・回転軸 32・・・・・・・・・ロータ 33.43・・・・・・・・・ベーン 35.45・・・・・・・・・ライナ 42・・・・・・・・・回転ピストン である。
1 to 11 show embodiments of the present invention, in which FIG. 1 shows a core, FIG. 1A is a plan view, and FIG.
is a cross-sectional view taken along line Ib-Ib in Figure (a), Figure 2 shows the procedure for forming a green compact, Figure (a) is a cross-sectional view of the main parts of the press in a state filled with raw material powder, Figure (b) is a cross-sectional view of the main part of the press in a state where the raw material powder is compressed into a green compact, and (C) is a cross-sectional view of the main part of the press with the green compact removed from the mold. Figure 3 shows the state in which the core is inserted into the powder compact, where (a) is a plan view and (b) is a top view (
Figure 4 shows the sintered body immediately after sintering, Figure (a) is a plan view, and Figure (b) is a cross-sectional view taken along the line IVb-IVb in Figure (a). figure,
Figure 5 shows the sintered body after removing the compact;
) is a plan view, and figure (b) is v b −v of figure (a).
6 is a front view of the camshaft, FIG. 7 is a perspective view of a molded body according to another example, FIG. 8 is a plan view of a sintered body according to another example, and FIG. 9 is an internal combustion engine. FIGS. 10 and 11 are sectional views of the rotary compressor, respectively. FIG. 12 shows a conventional example, in which FIG. 12(a) is a sectional view of a green compact, and FIG. 12(a) is a sectional view of a sintered body. In addition, in the symbols shown in the drawings, 1...Gui 2...Core Rondo 3...Lower Punch 4... ...... Upper punch 5A... Raw material powder 5B... Cam piece compacted powder 5C125, 5D... Cam Piece sintered body6.
20... Core (molded body) 7...
...Journal part sintered body 9...Camshaft 13...Rocker arm 31.41...Rotary shaft 32... ...Rotor 33.43 ...Vane 35.45 ...Liner 42 ...Rotating piston.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、中空焼結体を製造するに際し、 (1)製造しようとする中空焼結体の内法(うちのり)
寸法と実質的に同じ外形寸法を有する成形体を用意する
工程と、 (2)原料粉を成形し、液相焼結による収縮を見込んだ
寸法の中空圧粉体とする工程と、(3)前記圧粉体の中
空部に前記成形体を挿入し、液相焼結して前記圧粉体を
焼結体とする工程と、 (4)前記焼結体から前記成形体を除去する工程と を有する、中空焼結体の製造方法。
[Claims] 1. When manufacturing a hollow sintered body, (1) Internal method of the hollow sintered body to be manufactured.
(2) forming a raw material powder into a hollow green compact with dimensions that allow for shrinkage due to liquid phase sintering; (3) a step of inserting the compact into a hollow portion of the green compact and performing liquid phase sintering to turn the green compact into a sintered body; (4) a step of removing the compact from the sintered body; A method for manufacturing a hollow sintered body, comprising:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103331443A (en) * 2013-06-06 2013-10-02 广元飞达模具制造有限公司 Processing method capable for reducing defective rate of deflecting magnetic core

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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