JPH09256120A

JPH09256120A - 耐摩耗性に優れた粉末冶金材料

Info

Publication number: JPH09256120A
Application number: JP8064494A
Authority: JP
Inventors: Tadataka Kaneko; 忠孝金子; Setsuhito Daiza; 攝人臺▲座▼; Takehiko Esumi; 武彦江角
Original assignee: Japan Powder Metallurgy Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Fine Sinter Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-03-21
Filing date: 1996-03-21
Publication date: 1997-09-30
Also published as: EP0796927A2; KR970065759A; EP0796927A3; US5808214A

Abstract

(57)【要約】【課題】耐摩耗性の向上を図るのに有利な耐摩耗性に優
れた粉末冶金材料を提供する。【解決手段】粉末冶金材料はフッ化セリウムを含有して
いる。その量は重量比で０．１〜１０．０％が好まし
い。耐摩耗性を一層向上させるために、鉄系基地にＮｉ
基硬質粒子等の硬質粒子を分散させることも好ましい。
鉄基合金粉末と硬質粒子粉末とフッ化セリウム粉末とを
混合した混合粉末を圧縮成形して圧粉体とする。圧粉体
を高温で焼結して形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は耐摩耗性に優れた粉
末冶金材料に関する。本発明は耐摩耗性が要請される機
器や部品を構成する焼結材料に適用できる。本発明は、
例えば摺動材料、特に車両等の内燃機関に使用するバル
ブシ−トやバルブガイド等に有効である。

【０００２】

【従来の技術】耐摩耗性を改善した粉末冶金材料の従来
技術について、内燃機関のバルブシ−トに用いられる焼
結材料を例にとって説明する。この種の焼結材料とし
て、従来より、ＣｒおよびＭｏを含有するパーライト組
織を主体とするＦｅーＣ基地に、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ等の１
０μｍ以下の炭化物を含むＨｖ３００〜７００の硬度を
もつ硬質粒子（平均粒径：４０〜１５０μｍ）を分散さ
せ、これにより耐摩耗性と相手攻撃性とを改善した焼結
合金が開示されている（特開昭６０ー２２４７６２号公
報）。この焼結合金は、内燃機関に使用するバルブシー
ト用とされている。

【０００３】更に上記焼結材料として、ＦｅーＣｏーＮ
ｉーＣ系基地に、ＦｅＭｏおよびＦｅＷからなる硬質粒
子を分散させた焼結体を形成し、更に焼結体の気孔にＰ
ｂ合金等の液相を含浸固化させ、これにより耐摩耗性を
改善した焼結合金が開示されている（特開昭６２ー２０
２０５８号公報）。Ｐｂ合金は潤滑性確保のためと考え
られる。この焼結合金もバルブシート用とされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで粉末冶金材料
の分野では、近年、耐摩耗性の一層の向上が要請されて
いる。前記したバルブシート等の焼結材料の分野におい
ても、耐摩耗性の一層の向上が要請されている。本発明
は上記した実情に鑑みなされたものであり、耐摩耗性の
向上を図るのに有利な耐摩耗性に優れた粉末冶金材料を
提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記した課題
のもとに粉末冶金材料について鋭意開発を進め、フッ化
セリウムを含有すれば、耐摩耗性が向上することを知見
し、試験で確認し、本発明を完成した。耐摩耗性が向上
する理由は、必ずしも明らかではないが、フッ化セリウ
ムによって潤滑性が向上するためと推察される。

【０００６】請求項１に係る耐摩耗性に優れた粉末冶金
材料は、フッ化セリウムを含有することを特徴とするも
のである。請求項２に係る耐摩耗性に優れた粉末冶金材
料は、請求項１において、粉末冶金材料を１００％とし
たとき、フッ化セリウムが重量比で０．１〜１０．０％
含有されていることを特徴とするものである。

【０００７】請求項３に係る耐摩耗性に優れた粉末冶金
材料は、Ｎｉ基硬質粒子が鉄系基地に含有されている粉
末冶金材料において、鉄系基地には更にフッ化セリウム
が含有されていることを特徴とするものである。請求項
４に係る耐摩耗性に優れた粉末冶金材料は、請求項３に
おいて、粉末冶金材料を１００％としたとき、重量比
で、Ｃｏ：１．４％〜１５％、Ｍｏ：１．５％〜１６
％、Ｃｒ：０．４％〜１２％、Ｗ：０．２％〜６％、
Ｃ：０．４％〜３．２％、Ｎｉ：０．２％〜９％、Ｃｅ
Ｆ₃：０．１％〜１０．０％、不可避の不純物、残部が
実質的にＦｅからなる組成をもち、鉄系基地は、鉄系基
地を１００％としたとき、重量比で、Ｃｏ：２％〜１５
％、Ｍｏ：２％〜１０％、Ｃ：０．２％〜２％、Ｎｉ：
１０％以下、不可避の不純物、残部が実質的Ｆｅの組成
をもち、硬質粒子はＮｉ基硬質粒子であり、Ｎｉ基硬質
粒子を１００％としたとき、重量比で、Ｍｏ：５％〜２
０％、Ｃｒ：２０％〜５０％、Ｗ：１０％〜２５％、
Ｃ：０．５％〜５％、Ｆｅ：５％〜４０％、不可避の不
純物、残部が実質的にＮｉからなる組成をもつことを特
徴とするものである。

【０００８】請求項４によれば、組成を規定しているた
め耐酸化性及び耐腐食性を期待できる。殊に内燃機関の
バルブシートやバルブガイド等に使用される様な高温摺
動材料として適用しても、耐酸化性及び耐腐食性を期待
できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以下
説明する。本発明に係る粉末冶金材料としては、焼結処
理で固結する焼結合金等の焼結材料が一般的であるが、
場合によっては、樹脂等のバインダで粉末粒子を固結す
る圧粉成形材料に適用しても良い。

【００１０】本発明に係る粉末冶金材料の代表的な基地
としては鉄系基地であるが、これに限定されるものでは
ない。本発明に係る粉末冶金材料の用途としては、例え
ば摺動材料に適用でき、特に、内燃機関のバルブシート
やバルブガイド等に使用される様な高温で摺動する高温
摺動材料に適用できる。

【００１１】フッ化セリウムは耐摩耗性の向上に寄与す
る。なお文献によれば、フッ化セリウム（ＣｅＦ₃）は
三方晶の結晶構造をもち、融点が１４６０°Ｃとされて
おり、またフッ化セリウムを粉末の状態で電子顕微鏡で
観察すれば、一般的には極微細片や極微細粒子等が凝集
した凝集形態をしているとされている。粉末冶金材料の
代表例である焼結材料について本発明者が現在まで行っ
た試験によれば、炭素を含む焼結材料においてフッ化セ
リウムの含有量が増加しても、焼結処理において炭素の
拡散に対する阻害性は実質的に無いか、或いは、かなり
小さいものと考えられる。

【００１２】本発明に係る粉末冶金材料によれば、耐摩
耗性の他に経済性を考慮すれば、粉末冶金材料を１００
％としたとき、フッ化セリウムは重量比で０．１〜１
０．０％含有されていることが好ましい。フッ化セリウ
ムが含有されれば、基地等にもよるが０．１％未満でも
改善効果は期待できる。更にフッ化セリウムを０．１％
以上含めば、目標とする耐摩耗性効果が得やすい。その
ため耐摩耗性を向上させる意味では、フッ化セリウムの
下限値は用途等に応じて０．３％、０．５％、１％、２
％、５％にできる。またフッ化セリウムが１０％を越え
ると、耐摩耗性効果の向上は見られるものの、経済性の
面で不利となる。従って経済性をも考慮すると、一般の
部品や機器等では、フッ化セリウムの含有量は上記の様
に０．１〜１０％が好ましく、特に上限値としては３
％、５％、７％が好ましい。

【００１３】但し、経済性の面では不利となるものの、
更なる耐摩耗性が要求される用途の場合には、フッ化セ
リウムは１０％を越えて含有しても良い。従って本発明
に係る粉末冶金材料によれば、粉末冶金材料を１００％
としたとき、フッ化セリウムの上限値としては、経済性
を実質的に無視できる部品、機器であれば、例えば１６
％、２１％にできる。

【００１４】本発明に係る粉末冶金材料によれば、耐摩
耗性の一層の向上のために、基地に硬質粒子を分散させ
ることができる。硬質粒子は基地よりも硬いものであれ
ば良いが、硬すぎると相手攻撃性が高くなる。この点を
考慮して、硬質粒子の平均硬度は下限値がＨｖ４００、
Ｈｖ５００、Ｈｖ６００にでき、上限値がＨｖ９００、
Ｈｖ１０００、Ｈｖ１２００、Ｈｖ１７００にできる。
硬質粒子は基地における敷石効果を期待でき、その平均
粒径は用途等にもよるが下限値が３０μｍ、４０μｍ、
５０μｍにでき、上限値が６０μｍ、８０μｍ、１００
μｍにできる。なお硬質粒子の割合は、粉末冶金材料を
１００％としたとき硬質粒子の種類にもよるが、重量比
で例えば２〜３０％、特に３〜２５％にできる。

【００１５】硬質粒子としては硬質金属粒子、金属間化
合物の粒子、セラミックス粒子等を採用できる。例えば
後述するＮｉ基硬質粒子、ＦｅＣｒ、ＦｅＭｏ、Ｆｅ
Ｗ、ムライト等、高速度鋼、工具鋼等の粒子を採用でき
る。以下、本発明に係る粉末冶金材料の代表例である鉄
系粉末冶金材料の形態を例にとって説明する。この鉄系
粉末冶金材料の組成としては、粉末冶金材料を１００％
としたとき、重量比で、Ｃｏ：１．４％〜１５％、Ｍ
ｏ：１．５％〜１６％、Ｃｒ：０．４％〜１２％、Ｗ：
０．２％〜６％、Ｃ：０．４％〜３．２％、Ｎｉ：０．
２％〜９％、ＣｅＦ₃：０．１％〜１０．０％、不可避
の不純物、残部が実質的にＦｅからなる組成のものを採
用できる。この組成はバルブシート等の摺動材料として
適する範囲である。

【００１６】Ｃは焼結時の加熱により基地に固溶して基
地を強化する。Ｃの一部はＮｉ基硬質粒子に拡散し、Ｎ
ｉ基硬質粒子の硬度を更に高め、耐摩耗性の向上に寄与
する。この点を考慮して前述した様にＣは０．４％〜
３．２％としている。この粉末冶金材料の組成におい
て、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ等の他の元素の組成限定理由
ついては、後述する鉄系基地及びＮｉ基硬質粒子の場合
における組成限定理由に基本的には準じるものである。

【００１７】上記鉄系粉末冶金材料としては、鉄系基地
にＮｉ基硬質粒子とフッ化セリウム（ＣｅＦ₃）とが分
散している形態のものを採用できる。鉄系基地の組成と
しては、鉄系基地を１００％としたとき、重量比で、Ｃ
ｏ：２％〜１５％、Ｍｏ：２％〜１０％、Ｃ：０．２％
〜２％、Ｎｉ：１０％以下、不可避の不純物、残部が実
質的Ｆｅの組成にできる。この組成とすれば、鉄系基地
においてＮｉリッチのオーステナイトを得るのに有利で
ある。

【００１８】鉄系基地における組成の限定理由は次の様
である。コバルト（Ｃｏ）は鉄系基地に固溶してこれを
強化するとともに、鉄系基地の耐熱性を向上させる効果
がある。Ｃｏが２％未満ではその効果が必ずしも充分で
はない。一方Ｃｏが１５％を越えると、効果の向上は見
られるものの、経済性に欠ける。そのため上記点を考慮
すると、鉄系基地におけるＣｏの含有量は、２〜１５％
が適当である。なお用途等に応じて、鉄系基地における
Ｃｏの下限値としては２％、４％にでき、Ｃｏの上限値
としては８％、１１％にできる。

【００１９】モリブデン（Ｍｏ）は、鉄系基地に固溶し
てこれを強化するとともに、高温域における強度及び耐
腐食性の改善に効果を示す。またＭｏの一部がモリブデ
ン炭化物を生成して、耐摩耗性の改善に効果を示す。こ
れらの効果は、Ｍｏ含有量が２％未満では必ずしも充分
ではなく、一方、Ｍｏ含有量は３％を越えると効果が安
定する。またＭｏ含有量が１０％を越えると、効果の向
上は認められるものの粉末の圧縮性低下を招く。そのた
め上記点を考慮すると、鉄系基地におけるＭｏ含有量は
２％〜１０％が好ましい。好ましくは３〜１０％が適当
である。なお用途等に応じてＭｏの下限値は２％、４
％、Ｍｏの上限値は６％、８％にできる。

【００２０】Ｎｉは鉄系基地におけるＮｉリッチのオー
ステナイトの形成に貢献でき、従ってＮｉは上記割合に
できる。上記粉末冶金材料によれば、鉄系基地にＮｉ基
硬質粒子が分散している。Ｎｉ基硬質粒子の組成として
は、Ｎｉ基硬質粒子を１００％としたとき、重量比で、
Ｍｏ：５％〜２０％、Ｃｒ：２０％〜５０％、Ｗ：１０
％〜２５％、Ｃ：０．５％〜５％、Ｆｅ：５％〜４０
％、不可避の不純物、残部が実質的にＮｉからなる組成
にできる。なお上記Ｎｉ基硬質粒子は必要に応じて、Ｎ
ｉ基硬質粒子を１００％としたときＳｉを２％以下を含
むことができる。

【００２１】上記したＮｉ基硬質粒子における組成の限
定理由について説明する。Ｎｉ基硬質粒子におけるＭ
ｏ、Ｃｒ、Ｗ、Ｆｅ、Ｓｉは、Ｃと結合して炭化物を形
成することにより、耐摩耗性の向上に寄与できる。Ｎｉ
基硬質粒子におけるＮｉ及びＦｅの一部は、焼結する場
合には、焼結の際の加熱により鉄系基地中に拡散し、Ｎ
ｉリッチのオーステナイトの形成に貢献し、基地の耐酸
化性の向上に寄与すると共に、基地がＮｉ基硬質粒子を
保持する保持力の向上に寄与する。

【００２２】上記の様に粉末冶金材料、鉄系基地、Ｎｉ
基硬質粒子の組成を規定すれば、耐摩耗性の他に耐酸化
性及び耐腐食性を期待できる。殊に内燃機関のバルブシ
ートやバルブガイド等に使用される様な高温摺動材料と
して適用しても、耐摩耗性の他に耐酸化性及び耐腐食性
を期待できる。本発明に係る粉末冶金材料を製造するに
は次の様にできる。即ち、鉄系基地となる鉄基合金粉末
と、Ｎｉ基硬質粒子となる硬質合金粉末と、黒鉛粉末
と、フッ化セリウム粉末と、適宜の成形用潤滑剤とを用
いる。これらを混合して混合粉末を得る混合工程を実行
する。混合の際には、できるだけ均一に分散することが
好ましい。

【００２３】次に、その混合粉末を金型で圧縮成形して
圧粉体を形成する圧縮成形工程を実行する。次に、圧粉
体を焼結温度領域に加熱して焼結して焼結材料を得る焼
結工程を実行する。焼結温度は組成に応じて適宜変更で
きるものの、例えば、下限値として１３２３Ｋから、硬
質合金粉末の融点温度未満の温度を採用でき、上限値と
して１３９３Ｋ、１４２３Ｋを採用できる。なお焼結雰
囲気としては窒素ガスや希ガス等の非酸化性雰囲気が好
ましい。

【００２４】混合粉末における配合割合は、混合粉末を
１００％としたとき、重量比で硬質合金粉末が２％〜３
０％、黒鉛粉末が０．２％〜２％、フッ化セリウム粉末
が０．１％〜１０．０％、残部実質的に鉄基合金粉末の
配合割合にできる。この混合粉末において、硬質合金粉
末の添加量が２％未満では耐摩耗性向上に限界があり、
また３０％を越えて添加しても添加の割に向上が小さ
く、また成形性の低下を招く。そのため硬質合金粉末は
前述の様に２％〜３０％が適当範囲である。

【００２５】混合粉末に添加される黒鉛粉末は、焼結時
の加熱により基地に固溶し、基地を強化するとともに、
一部は、Ｎｉ基硬質粒子に拡散し、Ｎｉ基硬質粒子の硬
度を更に高め、耐摩耗性の向上に寄与する。黒鉛粉末の
添加が０．２％未満では前記の効果があまり期待でき
ず、また２％を越えて添加すると、焼結材料を脆化させ
易い。従って混合粉末における黒鉛粉末としては、０．
２％〜２％の添加が適当である。

【００２６】

【実施例】本発明に係る各実施例について比較例と共に
説明する。本実施例によれば、鉄系基地を構成する鉄基
合金粉末として、粉末ａ、粉末ｃ、粉末ｄ、粉末ｅを準
備する。粉末ａは、重量比でＭｏ：４．９％、Ｃｏ：
４．６％、残部が実質的にＦｅの組成をもつ鉄基噴霧合
金粉末である。

【００２７】粉末ｃは、重量比でＭｏ：１．２％、Ｃ
ｏ：４．７％、残部が実質的にＦｅの組成をもつ鉄基噴
霧合金粉末である。粉末ｄは、重量比でＭｏ：２．２
％、Ｃｏ：４．６％、残部が実質的にＦｅの組成をもつ
鉄基噴霧合金粉末である。粉末ｅは、重量比でＭｏ：
３．１％、Ｃｏ：４．５％、残部が実質的にＦｅの組成
をもつ鉄基噴霧合金粉末である。

【００２８】粉末ａ、ｄ、ｅは、請求項１〜４に該当す
る鉄系基地を構成するものである。粉末ｃはＭｏ量が他
の粉末よりもやや少なく、請求項１〜３に該当する鉄系
基地を構成するものである。上記した粉末ａ、ｃ、ｄ、
ｅは、いずれも粒径１７７μｍ以下、つまり８０メッシ
ュの網目をパスしたものである。

【００２９】Ｎｉ基硬質粒子を構成する硬質粒子粉末と
して粉末ｂを準備する。この粉末ｂは、重量比でＣｒ：
３５．２％、Ｗ：１２．５％、Ｍｏ：８．７％、Ｆｅ：
１８．７％、Ｃ：２．６％、Ｓｉ：０．６％、残部が実
質的にＮｉの組成をもつＮｉ基噴霧合金粉末である。粉
末ｂは粒径１４９μｍ以下、つまり１００メッシュの網
目をパスしたものである。

【００３０】更に本実施例によれば、黒鉛粉末、市販の
ＣｅＦ₃粉末、並びに潤滑剤としてステアリン酸亜鉛粉
末を準備する。ＣｅＦ₃粉末は電子顕微鏡観察によれ
ば、極微細片または極微細粒子等が凝集した形態を呈し
ている。ＣｅＦ₃粉末の粒径は凝集の程度、ＣｅＦ₃粉
末粒子を構成する極微細片の剥離の程度によって変化す
るものの、混合する前のＣｅＦ₃粉末の平均粒径が３〜
２０μｍである。

【００３１】まず、表１に示す配合組成になるように粉
末を秤量する。表１は、焼結に伴い蒸散する潤滑剤を除
く混合粉末を１００％としたときにおける各粉末の重量
比の割合を示す。表１から理解できる様に、混合粉末に
占めるＣｅＦ₃粉末の割合は、実施例１では０．３％、
実施例２では９．５％、実施例３及び実施例４では５
％、実施例５では１４％である。また表１から理解でき
る様に各実施例及び各比較例にわたり、黒鉛粉末の割合
は０．９％とし、潤滑剤の割合は０．８％とする。

【００３２】次に各粉末を均一に混合して混合工程を実
行する。次に圧縮工程として、成形圧力６２０ＭＰａに
て金型により混合粉末を圧縮成形して圧粉体を成形す
る。次に焼結工程として各圧粉体を、酸化防止のために
窒素ガス雰囲気中で、常温から昇温し、１３９５Ｋの温
度で３０分間焼結し、これにより実施例１〜５に係る焼
結材料からなる試験片を形成する。

【００３３】また比較例についても表１に示す配合割合
で同様に秤量し、同様な圧縮工程、焼結工程を経て、比
較例に係る焼結材料からなる試験片も形成する。また、
表２は焼結処理を行った後の焼結材料を１００％とした
ときの各試験片の合金組成を示す。表２から理解できる
様に、焼結材料においてＣｅＦ₃の割合は、実施例１で
は０．３％、実施例２では９．５％、実施例３及び実施
例４では５％、実施例５では１４％である。各比較例に
はフッ化セリウムは含まれていない。

【００３４】

【表１】

【００３５】

【表２】なお上記した各実施例、各比較例に係る焼結後の試験片
における鉄系基地の基本的な金属組織は、光学顕微鏡で
組織観察したところ、ニッケルリッチのオーステナイト
とベイナイトとパーライトとフェライトとの混合組織で
ある。

【００３６】次に耐摩耗性を評価するために、各実施例
に係る試験片、各比較例に係る試験片について大越摩耗
試験を行なう。この摩耗試験によれば、図１に示す様
に、ブロック材である試験片１０を固定した状態で、相
手材としてのリング状のロータ２０を所定の速度で回転
させつつ、ロータ２０を矢印Ｎ方向に押圧して試験片１
０に所定時間押しつけ、試験片１０における摩耗体積を
試験する。この摩耗試験の条件は次の様である。

【００３７】ロータの材質ＪＩＳ−ＳＵＨ３５ブロック材実施例及び比較材すべり速度０．４０ｍ／ｓ摩擦距離１００ｍ最終荷重２７．５Ｎ試験温度ロータ：７７３Ｋブロック材：６５３Ｋ測定項目試験片であるブロック材における摩耗体積試験片であるブロック材における摩耗体積は、比較例２
を１００％とした相対表示としてあらわし、その相対表
示を表２に示す。相対表示の数が小さい程、摩耗体積が
小さく、従って耐摩耗性が向上していることを意味す
る。表２に示す様に、実施例１では８４％であり、実施
例２では７２％であり、実施例３では８９％であり、実
施例４では８２％であり、実施例５では６８％である。
殊にＭｏ量が１．８％と少ない実施例３においても、摩
耗体積は８９％と良好である。

【００３８】この様にフッ化セリウム（ＣｅＦ₃）を含
む実施例１〜５によれば、相対摩耗量が小さくなり、耐
摩耗性が向上していることがわかる。殊にフッ化セリウ
ムが多い実施例５では６８％であり、フッ化セリウムが
多いためコスト高となるものの、耐摩耗性がかなり向上
している。一方、フッ化セリウムを含まない比較例１〜
４によれば、相対摩耗量が大きくなり、耐摩耗性が充分
ではないことがわかる。即ち、フッ化セリウムを含まな
い比較例１ではＭｏが多いにもかかわらず摩耗体積の相
対表示は８７％であり、比較例３では９５％であり、比
較例４では９２％である。

【００３９】表１から理解できる様に、実施例１と比較
例１とは共に鉄基合金粉末として粉末ａを用いており、
しかも配合割合がフッ化セリウムを除いて同様であるに
もかかわらず、フッ化セリウムを含まない比較例１によ
れば相対摩耗量が８７％であり、フッ化セリウムを０．
３％含む実施例１によれば相対摩耗量が８４％であり、
耐摩耗性が向上している。従ってフッ化セリウムの割合
が微小でも、耐摩耗性の向上において有効であることが
わかる。

【００４０】また表１から理解できる様に、実施例３と
比較例２とは共に鉄基合金粉末として粉末ｃを用いてお
り、しかも配合割合がフッ化セリウムを除いて同様であ
る。従って実施例３と比較例２とは共に表２に示す様に
焼結後の組成においてもＭｏ含有量が共に同一であり、
フッ化セリウムの有無を除いて基本的に同様であるにも
かかわらず、フッ化セリウムを含まない比較例２によれ
ば相対摩耗量が１００％であり、フッ化セリウムを５％
含む実施例３によれば相対摩耗量が８９％であり、耐摩
耗性が向上している。

【００４１】また表２に示す組成から理解できる様に、
実施例３と実施例４とは、Ｍｏを除いて基本組成が略同
様であり、しかも双方共にフッ化セリウムを５％含む。
しかしＭｏが１．８％と少ない実施例３によれば相対摩
耗量は８９％であり、Ｍｏが３．３％と多い実施例４に
よれば相対摩耗量は８２％であり、耐摩耗性が向上して
いる。これは、耐摩耗性に寄与するＭｏ系の炭化物の影
響によるものと推察される。

【００４２】また表２の組成から理解できる様に、比較
例２〜比較例４はＭｏ量を除いて基本組成は略同様であ
る。しかしＭｏが１．８％と少ない比較例２によれば相
対摩耗量が１００％であり、Ｍｏが２．７％である比較
例３によれば相対摩耗量が９５％であり、Ｍｏが３．５
％である比較例４によれば相対摩耗量が９２％である。
このことからＭｏだけに着目すると、Ｍｏが３％を越え
るあたりから、耐摩耗性改善効果が安定することがわか
る。

【００４３】ところで前述した特開昭６２−２０２０５
８号公報に係る焼結合金によれば、焼結体の気孔に、潤
滑機能を発揮できるＰｂ合金を含浸固化させることにし
ているが、Ｐｂ合金は環境に負荷を与える物質と考えら
れている。故にＰｂ合金を用いることなく、あるいは用
いるとしてもＰｂ合金の量をできるだけ低減することが
好ましい。この点上記した各実施例によれば、フッ化セ
リウムにより良好なる耐摩耗性が確保されるため、Ｐｂ
合金を削減または低減するのに有利である。

【００４４】また上記した様な組成に規定されている各
実施例によれば、鉄系基地の耐摩耗性の確保の他に、鉄
系基地における耐腐食性、耐酸化性を確保するのに有利
である。（付記）上記した実施例から次の技術的思想も把握でき
る。 ○フッ化セリウムを含有することを特徴とする耐摩耗性
に優れた焼結材料。 ○フッ化セリウムを含有することを特徴とする摺動材
料。 ○フッ化セリウムを含有することを特徴とするバルブシ
ート用焼結材料。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、耐摩耗性の向上を図る
のに有利である。従って摺動材料に適する。特に、内燃
機関のバルブシートやバルブガイド等の様に、高温領域
で使用される高温摺動材料に適用するのに有利である。
勿論、常温領域や低温領域で用いる摺動材料にも適用で
きる。

【００４６】請求項２によれば、フッ化セリウムの量を
規定しているので、経済性を確保しつつ耐摩耗性を確保
するのに有利である。請求項３によれば、鉄系基地にＮ
ｉ基硬質粒子とフッ化セリウムとが分散しているので、
耐摩耗の確保に一層有利である。請求項４によれば、粉
末冶金材料の組成、フッ化セリウムの含有量、鉄系基地
の組成、Ｎｉ基硬質粒子の組成を規定しているので、耐
摩耗性の他に、鉄系基地における耐腐食性、耐酸化性を
確保するのに有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】摩耗試験の概略構成図である。

【符号の説明】

図中、１０は試験片、２０はロータを示す。

フロントページの続き (72)発明者臺▲座▼ 攝人愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者江角武彦京都市山科区栗栖野狐塚５−１日本粉末合金株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フッ化セリウムを含有することを特徴とす
る耐摩耗性に優れた粉末冶金材料。
【請求項２】請求項１において、粉末冶金材料を１００
％としたとき、フッ化セリウムが重量比で０．１〜１
０．０％含有されていることを特徴とする耐摩耗性に優
れた粉末冶金材料。
【請求項３】硬質粒子が鉄系基地に含有されている粉末
冶金材料において、該鉄系基地には更にフッ化セリウム
が含有されていることを特徴とする耐摩耗性に優れた粉
末冶金材料。
【請求項４】請求項３において、粉末冶金材料を１００
％としたとき、重量比で、Ｃｏ：１．４％〜１５％、Ｍ
ｏ：１．５％〜１６％、Ｃｒ：０．４％〜１２％、Ｗ：
０．２％〜６％、Ｃ：０．４％〜３．２％、Ｎｉ：０．
２％〜９％、ＣｅＦ₃：０．１％〜１０．０％、不可避
の不純物、残部が実質的にＦｅからなる組成をもち、該鉄系基地は、該鉄系基地を１００％としたとき、重量
比で、Ｃｏ：２％〜１５％、Ｍｏ：２％〜１０％、Ｃ：
０．２％〜２％、Ｎｉ：１０％以下、不可避の不純物、
残部が実質的Ｆｅの組成をもち、該硬質粒子はＮｉ基硬質粒子であり、該Ｎｉ基硬質粒子
を１００％としたとき、重量比で、Ｍｏ：５％〜２０
％、Ｃｒ：２０％〜５０％、Ｗ：１０％〜２５％、Ｃ：
０．５％〜５％、Ｆｅ：５％〜４０％、不可避の不純
物、残部が実質的にＮｉからなる組成をもつことを特徴
とする耐摩耗性に優れた粉末冶金材料。