JPH0264210A - ロッカアーム - 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］ 本発明は耐摩耗性と耐スカッフィング性の高い鋳鉄材を
用いたロッカアームに関する。

［従来の技術］ カムシャフトやバルブと高面圧で当接するロッカアーム
は高い耐摩耗性を備えなければなうないが、ロッカアー
ム本体又は当接部のチップとしては従来、チル鋳鉄、鋳
鋼、焼結合金などが用いられている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかるにこれらの材料で製造されたロッカアームは、焼
結合金の場合、冷間Ｒ造スチール本体に焼結チップをろ
う付は又は焼着したものであるが、製造コストが高くな
っていた。またチル鋳ａや鋳鋼の場合、高性能、高負荷
となりつつある昨今のエンジンに用いたとき接触面圧の
増加により著しい摩耗が発生するようになり、これら従
来材程度の耐摩耗性では不十分となりつつある。

一方、（ｃｒ・Ｆｅ）７Ｇ５などの硬質の炭化物を含む
ために優れた耐摩耗性を示すことで知られてい６２５〜
３５％Ｃｒ含有鋳鉄があるが、フェライトが析出する傾
向があるために高回転、高負荷のエンジンに用いた場合
はやはり耐摩耗性に乏しい。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、成分組成が重量％で、Ｃ：２．５〜３゜７％
、Ｓｉ　：　１．０〜２．０％、Ｍｎ　：　１．１〜１
．５％、Ｃｒ：１０〜２０％、Ｎｉ：０．３〜０．７％
、Ｐ：０．３％以下、Ｓ　：　０．１　％以下、オヨヒ
必要ニ応ｔ；ｒｗ、　Ｎｏ、　ｙ。

Ｎｂ、丁ａ、　Ｔｉ、　Ｂ　：　１種又は２種以上で１
〜１０％、残部Ｆｅと不可避的不純物からなり、パーラ
イト及び／又はマルテンサイト基地中にＣｒを主体とす
る炭化物が均一に析出した鋳鉄材を少なくとも当接部に
用いたロッカアームを提供し前記問題点を解決するもの
である。

本発明のロッカアームはカムシャフトやパルプとの当接
部のチップを鋳鉄材で製造してスチール本体やアルミ本
体とろう付け、鋳ぐるみなどの手段により複合化するこ
ともできるが、望ましくは製造コストを低くするために
シェル型やロストワックス型などを使った鋳造により一
体成形される。

また鋳鉄材は鋳放してパーライト基地の状態で十分に優
れた耐摩耗性を有するが、焼入れマルテンサイト基地や
パーライトとマルテンサイトの混合基地、あるいは鋳放
し後や焼入後の窒化によって表面に高硬度の窒化化合物
層を形成すればざらに高い耐摩耗性が得られる。

以下に成分組成を上記の通りに限定した理由を説明する
。

Ｃ成分は基地に固溶してこれを強化し、かつ（Ｃｒ−Ｆ
ｅ）７Ｇ３などＣｒを主体とする硬質の炭化物やその他
の炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる作用がある。

２．５％未満では炭化物の析出量が不足して耐摩耗性が
得られず、３．７％を超えると炭化物の析出量が過多と
なり、相手材に対する攻撃性が過剰となり、また加工性
も悪くなる。

Ｓｉ成分の添加回は、１．０％未満では溶湯の融点が高
くなり鋳込みの際に湯回りが悪くなる。また２、０％を
超えると炭化物の形成を阻害し黒鉛が析出するので耐摩
耗性が低下する。

）Ｉｎ成分は基地中に固溶してこれを強化し、材料を強
靭化させると同時に、セメンタイトとＦｅ−Ｃｒ複合炭
化物の粒状化傾向を高める。１．１％未満ではこれらの
効果が得られず、１．５％を超えるとそれ以上添加して
も著しい効果の向上はなく経済的に不利となり、また焼
入時に材料の脆化を招く。

ｃｒ酸成分基地に固溶してこれを強化すると共に耐熱耐
食性を向上させる。また本発明の鋳鉄材は高Ｃｒである
ことが特徴であり、（Ｃｒ　”　Ｆｅ）７Ｇ３などのＣ
ｒを主体とする炭化物を形成してこれが高硬度であるた
めに優れた耐摩耗性を発揮する。１０％未満では炭化物
の析出量が少なく耐摩耗性に劣る。

また２０％を超えると基地がフェライト化し易くなりや
はり耐摩耗性が低下する。

Ｎｉ成分は基地を緻密にして強化し、また焼入性を向上
させる作用がおる。０．３％未満ではこれらの効果が得
られず、０．７％を超えると効果が飽和し、かえって経
済的に不利となる。

Ｐ成分は０．３％以下、Ｓ成分は０．１％以下とするが
、ともにこれらの範囲を超えると材料を脆化させる。

本発明の鋳鉄材は以上の成分と残部「ｅ及び鋳鉄として
通常含まれる不可避的成分からロッカアームあるいはロ
ッカアームのチップとして製造すれば鋳放しの状態でパ
ーライト基地となり、さらに焼入れによるマルテンサイ
ト基地あるいは窒化処理による表面硬化によってカムや
バルブとの良好な摺動性が得られる。しかし、これら相
手材との摺動環境によってざらに高い耐摩耗性が必要と
なれば、Ｗ、　Ｎｏ、　Ｖ、　Ｎｂ、丁ａ、Ｔｉ、　Ｂ
なトノ炭化物形成元素を任意に１種又は２種以上で１〜
１０％含有させる。１％以下では耐摩耗性向上の効果が
なく、１０％を超えると経済的に不利となる。

［実施例］ 以下、本発明を実施例により説明する。

（試験方法） 配合組成を変えた１４５０〜１５５０℃の溶湯をロスト
ワックス型に鋳込んで第１表に示すＮα１〜１２の組成
の本発明鋳鉄材とＮα１３〜１６の組成の比較鋳鉄材か
らなるロッカシャフト式のロッカアームを製造した。（
比較材においてはＸ印を付した部分で本発明の成分組成
範囲から外れている。）これらについて、鋳放しのちの
、全面に９００℃ｘ６０分で油焼入れしたもの、焼入れ
後に５８０’Ｃｘ９０分で塩浴軟窒化したものを用意し
、基地組織観察、硬度の測定、実機耐久試験を行った。

耐久試験は各々のロッカアームを４気筒ＯＨＣエンジン
に、ノーズ部をチル化した鋳鉄カムシャフト（Ｃ：３．
３　、Ｓｉ　：　２．２　、）Ｉｎ：　０．７５、Ｐ：
０５１８．３：０．０６、Ｃｕ：０．２１、Ｃｒ：０．
８５、Ｈｏ：０．１９．３：０．０４、Ｆｅ：残り、以
上重量％）とともに組込み、使用オイル：５ＡＥＩＯＷ
、回転数：　１１０００ｒｐ　、試験時間：２００時間
の条件で運転を行ない、供試材であるロッカアームのパ
ッド面の摩耗量および相手材であるカムシャフトのノー
ズ面の摩耗量を測定した。

（試験結果） 第１表に示す測定結果かられかるように、比較材におい
てはロッカアーム自体と相手材であるカムシャフトのう
ちいずれか一方あるいは両者の摩耗量が多く、スカッフ
ィングを発生したものもあるのに対して、本発明材にお
いてはロツカアームの摩耗量が少なく、またカムシャフ
トの摩耗量も比較的少ない。

また基地硬さについては本発明材で焼入れを行なったも
のはＨＲＣ６２以上を示し、焼入れ後の窒化により焼戻
しされたものは基地が軟化するが、表面の窒化層は周知
の如く著しく硬くなる。

なお第１表の基地組織についてはパーライトはＰ１マル
テンサイトはＭ１フェライトはＦで表わした。Ｐ十Ｆは
パーライトとフェライトの混合である。

［発明の効果］ 上述のように本発明のロッカアームは優れた耐摩耗性、
耐スカッフィング性を有し、特に高負荷のかかるエンジ
ンに使用した場合に優れた性能を特徴する

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）成分組成が重量％で、Ｃ：２．５〜３．７％、Ｓ
   ｉ：１．０〜２．０％、Ｍｎ：１．１〜１．５％、Ｃｒ
   ：１０〜２０％、Ｎｉ：０．３〜０．７％、Ｐ：０．３
   ％以下、Ｓ：０．１％以下、残部Ｆｅと不可避的不純物
   からなり、パーライト及び／又はマルテンサイト基地中
   にＣｒを主体とする炭化物が均一に析出した鋳鉄材を少
   なくとも当接部に用いたロッカアーム。
2. （２）成分組成が重量％で、Ｃ：２．５〜３．７％、Ｓ
   ｉ：１．０〜２．０％、Ｍｎ：１．１〜１．５％、Ｃｒ
   ：１０〜２０％、Ｎｉ：０．３〜０．７％、及びＷ、Ｍ
   ｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｂ：１種又は２種以上で１
   〜１０％、Ｐ：０．３％以下、Ｓ：０．１％以下、残部
   Ｆｅと不可避的不純物からなり、パーライト及び／又は
   マルテンサイト基地中にＣｒを主体とする炭化物が均一
   に析出した鋳鉄材を少なくとも当接部に用いたロッカア
   ーム。