JPH0541689B2 - - Google Patents

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JPH0541689B2
JPH0541689B2 JP63253373A JP25337388A JPH0541689B2 JP H0541689 B2 JPH0541689 B2 JP H0541689B2 JP 63253373 A JP63253373 A JP 63253373A JP 25337388 A JP25337388 A JP 25337388A JP H0541689 B2 JPH0541689 B2 JP H0541689B2
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JP
Japan
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hard particles
aluminum alloy
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weight
hardness
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Masami Hoshi
Haruo Shiina
Naoyoshi Hayashi
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Honda Motor Co Ltd
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Honda Motor Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
A 発明の目的 (1) 産業上の利用分野 本発明は耐摩耗性アルミニウム合金に関する。 (2) 従来の技術 従来、粉末冶金法の適用により大量のSi,Fe,
Mn等を添加した高強度アルミニウム合金が提案
されている。 (3) 発明が解決しようとする課題 アルミニウム合金より機械構造部材を構成し、
それを高温下で使用する場合には、鋼製機械構造
部材との組合せ使用は避けられないが、従来合金
は、それに析出する初晶Si、共晶Si、金属間化合
物等が非常に微細であるため、摺動摩耗量が比較
的多く、その結果、高面圧および高速摺動下では
耐久性に乏しいといつた問題がある。 本発明は前記に鑑み、耐摩耗性を有し、また鋼
製相手材との組合せにおいて優秀な摺動特性を示
す前記アルミニウム合金を提供することを目的と
する。 B 発明の構成 (1) 課題を解決するための手段 本発明は、アルミニウム合金マトリツクスに硬
質粒子を分散させた合金であつて、前記硬質粒子
の平均粒径Dを3μm≦D≦30μmに、また添加量
Lを0.5重量%≦L≦20重量%にそれぞれ設定し、
さらに前記硬質粒子の硬さHvを700≦Hv<1000
に設定し、該硬さHvの範囲においてK=(L+
0.5)(D−1)のとき、200<K≦600に設定した
ことを第1の特徴とする。 また本発明は、アルミニウム合金マトリツクス
に硬質粒子を分散させた合金であつて、前記硬質
粒子の平均粒径Dを3μm≦D≦30μmに、また添
加量Lを0.5重量%≦L≦20重量%にそれぞれ設
定し、さらに前記硬質粒子の硬さHvを1000≦Hv
<1500に設定し、該硬さHvの範囲においてK=
(L+0.5)(D−1)のとき、80<K≦200に設定
したことを第2の特徴とする。 さらに本発明は、アルミニウム合金マトリツク
スに硬質粒子を分散させた合金であつて、前記硬
質粒子の平均粒径Dを3μm≦D≦30μmに、また
添加量Lを0.5重量%≦L≦20重量%にそれぞれ
設定し、さらに前記硬質粒子の硬さHvを1500≦
Hv<2000に設定し、該硬さHvの範囲においてK
=(L+0.5)(D−1)のとき、35<K≦80に設
定したことを第3の特徴とする。 さらにまた本発明は、アルミニウム合金マトリ
ツクスに硬質粒子を分散させた合金であつて、前
記硬質粒子の平均粒径Dを3μm≦D≦30μmに、
また添加量Lを0.5重量%≦L≦20重量%にそれ
ぞれ設定し、さらに前記硬質粒子の硬さHvを
2000≦Hv<3000に設定し、該硬さHvの範囲にお
いてK=(L+0.5)(D−1)のとき、13<K≦
35に設定したことを第4の特徴とする。 (2) 作用 第1〜第4の特徴によれば、浸炭鋼と略同等の
耐摩耗性を有し、また鋼製相手材との組合せにお
いて、その相手材の摩耗を抑制し得るアルミニウ
ム合金が提供される。 たゞし、硬質粒子の平均粒径DがD<3μmでは
アルミニウム合金の耐摩耗性が低く、一方、D>
30μmではアルミニウム合金の疲労強度が低下し、
また鋼製相手材の摩耗が増大して実用に供し得な
い。 さらに硬質粒子の添加量LがL<0.5重量%で
は前記同様にアルミニウム合金の耐摩耗性が向上
せず、一方、L>20重量%では前記同様にアルミ
ニウム合金の疲労強度が低下し、また鋼製相手材
の摩耗が増大して実用に供し得ない。 さらにまた、硬質粒子の硬さHvがHv>700、
またはHv>3000では、狙いとする摺動特性が得
られない。 この場合、700≦Hv<1000において、K≦200
ではアルミニウム合金の摩耗が増大し、一方、K
>600では鋼製相手材の摩耗が増大する。 また1000≦Hv<1500において、K≦80では前
記同様にアルミニウム合金の摩耗が増大し、一
方、K>200では前記同様に鋼製相手材の摩耗が
増大する。 さらに1500≦Hv<2000において、K≦35では
前記同様にアルミニウム合金の摩耗が増大し、一
方、K>80では前記同様に鋼製相手材の摩耗が増
大する。 さらにまた、2000≦Hv≦3000において、K<
13では前記同様にアルミニウム合金の摩耗が増大
し、一方、K>35では前記同様に鋼製相手材の摩
耗が増大する。 (3) 実施例 本発明に係るアルミニウム合金は、アルミニウ
ム合金マトリツクス硬質粒子を分散させたもので
ある。 硬質粒子としては、Al2O3粒子、Al2O3・SiO2
粒子、SiC粒子、Si3N4粒子、ZrO2粒子、TiO2粒
子等のセラミツク粒子が用いられる。この場合、
硬質粒子の平均粒径Dは3μm≦D≦30μmに、ま
た添加量Lは0.5重量%≦L≦20重量%にそれぞ
れ設定される。 さらに硬質粒子の硬さHvは700≦Hv≦3000に
設定され、この硬さHvの範囲において、K=(L
+0.5)(D−1)のとき、 700≦Hv<1000では、200<K≦600、 1000≦Hv<1500では、80<K≦200、 1500≦Hv<2000では、35<K≦80、 2000≦Hv≦3000では、13≦K≦35 にそれぞれ設定される。 第1図は、硬質粒子の前記硬さHvの範囲にお
いて、その平均粒径と添加量との関係を示す。図
中、斜線で囲まれる範囲が本発明に該当する。 以下、具体例について説明する。 本発明合金におけるアルミニウム合金マトリツ
クス粉末として、Si 14.5重量%、Cu 2.5重量%、
Mg 0.5重量%、Fe 4.5重量%、Mn 2.0重量%お
よび残部が不可避不純物を含むAlである粉末を、
マトマイズ法を適用して製造した。 アルミニウム合金マトリツクス粉末に、表に
示す添加量にて各種平均粒径を持つ硬質粒子を第
1図に則つて配合し、以下に述べる各工程を経て
本発明合金〜を製造した。 即ち、アルミニウム合金マトリツクス粉末と各
硬質粒子とをV型ブレンダにて混合した後、各混
合粉末に冷間静水圧プレス成形法(CIP法)を適
用して圧粉体を得、次いで各圧粉体を、均熱炉内
に設置して所定時間保持し、その後各圧粉体に熱
間押出し加工を施して直径35mm、長さ400mmの丸
棒状に成形された本発明合金〜を得た。
【表】 比較のため、前記と同一組成のアルミニウム合
金粉末に、表に示す添加量にて各種平均粒径を
持つ硬質粒子を配合し、前記各工程と同一工程を
経て比較例合金〜を製造した。比較例合
金は、硬質粒子を含まず、アルミニウム合金
マトリツクスのみからなる。
【表】 本発明合金〜および比較例合金〜
よりテストピースを切出し、各テストピースにつ
いて摺動摩耗試験を行つたところ表,の結果
が得られた。 摺動摩耗試験は、縦10mm、横10mm、厚さ5mmの
テストピースを、速度2.5m/secで回転する直径
135mmのシリコンクロム鋼(JIS SWOSC−浸炭
材)よりなる円盤に圧力200Kg/cm2を以て押圧し、
また潤滑油を5c.c./minの条件で滴下し、摺動距
離18Kmに亘つて行われたもので、摩耗量はテスト
ピースおよび円盤における摺動部の試験前後の厚
み差(μm)を求めることにより測定された。な
お、前記シリコンクロム鋼は内燃機関用バルブス
プリング構成材料として用いられるものである。
【表】
【表】
【表】 表,より明らかなように、本発明合金〜
は、比較例合金〜に比べて、それ自体
の摩耗量が少なく、また鋼製相手材である円盤の
摩耗を抑制するといつた、優秀な摺動特性を示
す。これはアルミニウム合金マトリツクスに分散
された硬質粒子の硬さ、粒径、添加量等を前記の
ように適正値に設定したことに起因する。 次に、本発明合金および比較例合金を用いて形
成された内燃機関用摺動部材の摺動特性について
説明する。 第2図は内燃機関Eの動弁系を示し、シリンダ
ヘツド1に摺動自在に取付けられた吸気バルブ2
の先端に、摺動部材としてのスプリングリテーナ
3が固着され、そのスプリングリテーナ3とシリ
ンダヘツド1との間に、同じく摺動部材としての
第1バルブスプリング41と、その内側に存する
第2バルブスプリング42とが縮設される。図中、
5はロツカアーム、6はカムシヤフトである。 機関の高速回転域においては、スプリングリテ
ーナ3と第1、第2バルブスプリング41,42と
の間に摺動が発生し、長時間の運転に伴いスプリ
ングリテーナ3および第1、第2バルブスプリン
グ41,42が摩耗する。 そこで、本発明合金,,,,,お
よび比較例合金,,,,を
用いてスプリングリテーナを形成し、実機耐久
試験を行つて、スプリングリテーナ3と第1バル
ブスプリング41との摩耗量を測定したところ、
表,の結果が得られた。 摩耗量は、スプリングリテーナ3のバルブスプ
リング座部および第1バルブスプリング41端部
の試験前後の厚み差(μm)を求めることにより
測定された。第1バルブスプリング41は、シリ
コンクロム鋼(JIS SWOSC−V)より構成され
ている。
【表】
【表】
【表】 表,から明らかなように、本発明合金,
等を用いたスプリングシテーナの場合は、それ
自体の摩耗量が少なく、また第1バルブスプリン
グの摩耗を抑制するといつた、優秀な摺動特性を
示す。これに対し比較例合金,等を用い
たスプリングリテーナの場合は、その耐摩耗性が
高過ぎて第1バルブスプリングの摩耗量が多くな
るか、またはスプリングリテーナの耐摩耗性が低
過ぎてその摩耗量が多くなるか、の何れかであ
り、その結果摺動特性が悪化する。 C 発明の効果 本発明によれば、アルミニウム合金マトリツク
スに、硬さ、粒径、添加量等を特定された硬質粒
子を分散させることにより、優れた耐摩耗性を有
し、それに伴い高面圧および高速摺動下で十分な
耐久性を発揮し、また鋼製相手材との組合せにお
いて優秀な摺動特性を示すアルミニウム合金を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、硬質粒子の硬さHv 700〜3000にお
いて硬質粒子の平均粒径と添加量との関係を示す
グラフ、第2図は内燃機関の動弁系を示す断面図
である。 3……スプリングリテーナ、41,42……第
1、第2バルブスプリング。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 アルミニウム合金マトリツクスに硬質粒子を
    分散させた合金であつて、前記硬質粒子の平均粒
    径Dを3μm≦D≦30μmに、また添加量Lを0.5重
    量%≦L≦20重量%にそれぞれ設定し、さらに前
    記硬質粒子の硬さHvを700≦Hv<1000に設定し、
    該硬さHvの範囲においてK=(L+0.5)(D−
    1)のとき、200<K≦600に設定したことを特徴
    とする耐摩耗性アルミニウム合金。 2 アルミニウム合金マトリツクスに硬質粒子を
    分散させた合金であつて、前記硬質粒子の平均粒
    径Dを3μm≦D≦30μmに、また添加量Lを0.5重
    量%≦L≦20重量%にそれぞれ設定し、さらに前
    記硬質粒子の硬さHvを1000≦Hv<1500に設定
    し、該硬さHvの範囲においてK=(L+0.5)(D
    −1)のとき、80<K≦200に設定したことを特
    徴とする耐摩耗性アルミニウム合金。 3 アルミニウム合金マトリツクスに硬質粒子を
    分散させた合金であつて、前記硬質粒子の平均粒
    径Dを3μm≦D≦30μmに、また添加量Lを0.5重
    量%≦L≦20重量%にそれぞれ設定し、さらに前
    記硬質粒子の硬さHvを1500≦Hv<2000に設定
    し、該硬さHvの範囲においてK=(L+0.5)(D
    −1)のとき、35<K≦80に設定したことを特徴
    とする耐摩耗性アルミニウム合金。 4 アルミニウム合金マトリツクスに硬質粒子を
    分散させた合金であつて、前記硬質粒子の平均粒
    径Dを3μm≦D≦30μmに、また添加量Lを0.5重
    量%≦L≦20重量%にそれぞれ設定し、さらに前
    記硬質粒子の硬さHvを2000≦Hv<3000に設定
    し、該硬さHvの範囲においてK=(L+0.5)(D
    −1)のとき、13<K≦35に設定したことを特徴
    とする耐摩耗性アルミニウム合金。
JP25337388A 1988-10-07 1988-10-07 耐摩耗性アルミニウム合金 Granted JPH02101140A (ja)

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JP25337388A JPH02101140A (ja) 1988-10-07 1988-10-07 耐摩耗性アルミニウム合金
US07/414,692 US4989556A (en) 1988-10-07 1989-09-28 Valve spring retainer for valve operating mechanism for internal combustion engine
CA000614165A CA1327153C (en) 1988-10-07 1989-09-28 Valve spring retainer for valve operating mechanism for internal combustion engine
DE68915924T DE68915924T2 (de) 1988-10-07 1989-10-06 Ventilfederteller für eine Ventilantriebsvorrichtung für eine innere Brennkraftmaschine.
EP89310285A EP0363225B1 (en) 1988-10-07 1989-10-06 Valve spring retainer for valve operating mechanism for internal combustion engine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5782441A (en) * 1980-11-12 1982-05-22 Manabu Kiuchi Manufacture of grain reinforced composite material
JPS6270538A (ja) * 1985-09-24 1987-04-01 Agency Of Ind Science & Technol セラミツクス粒子分散複合合金の製造方法

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