JPS5822358A - 燃料供給ポンプの構造部材用Ｆｅ基焼結合金 - 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】 この発明は、すぐれた耐摩耗性、なじみ性、および耐食
性を有する燃料供給装置の構造部材用Ｆｅ基焼結合金に
関するものである。

従来、一般に燃料供給装置として、例えばダイヤフラム
ポンプやベーン型フィードポンプなどが知られ、かつこ
れらの燃料供給装置の構造部材であるハウジングやロー
タ、さらに前記ロータの外周面にそって所定間隔に嵌着
されたローラやブレードなどが熱処理した軸受鋼にて製
造されていることも良く知られるところである。

ところで、近年、石油事情の悪化から、低質ガンリンや
アルコール含有ガソリン、さらにアルコールなどが燃料
として使用されるようになシ、これに伴って、これら燃
料の供給に前記の燃料供給装置が使用されるようになっ
たが、この場合前記の軸受鋼製構造部材においては、相
互になじみ性が悪く、かつ耐摩耗性も悪く、さらにアル
コール中に含有する水分、あるいは低質ガソリンのＰＨ
低下による酸性化に原因の腐食が発生するものであった
。

そこで、本発明者等は、上述のような観点から、低質ガ
ソリンやアルコール含有ガソリン、さらにアルコールな
どの燃料の供給に用いても、すぐれた耐摩耗性、なじみ
性、および耐食性を示す燃料供給装置の構造部材を得べ
く研究を行なった結果、燃料供給装置の構造部材を、Ｃ
：０．５〜３．５％。

Ｃｒ：５〜３５％、Ｐ、Ｂ、およびｓｌのうちの１種ま
たは２種以上二〇、０３〜３％を含有し、さらに必要に
応じて、ＭｏおよびＷのうちの１種または２種：０．５
〜１０％、Ｎｉ、Ｃｏ、およびｃｕのうちの１種または
２種以上：０．５〜１０％、　Ｎｂ’、　Ｔａ　、　Ｔ
ｉ　。

およびＺｒのうちの１種または２種以上：０．０５〜〜
１０％を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組
成（以上重量％）を有するＦｅ基焼結合金で構成すると
、この結果の構造部材は、上記組成によって、基本的に
Ｆｅ基合金素地中に炭化物が分散析出し、かつＣｒが素
地中に固溶した組織をもつように々るので、耐摩耗性、
なじみ性、および耐食性のすぐれたものに々るという知
見を得るに至ったのである。

この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、以下に成分組成範囲を上記の通シに限定した理由を
説明する。

（ａ）　　Ｃ Ｃ成分には、素地に固溶して、これを強化すると共に、
Ｃｒ、　　さらに必要に応じて含有させたＭｏ　。

Ｗ　、　Ｎｂ、　Ｔａ、　Ｔｉ、　およびＺｒと結合し
て炭化物を形成して耐摩耗性を向上させる作用があるが
、その含有量が０．５％未満では前記作用に所望の効果
が得られず、一方３．５％を越えて含有させると炭化物
の析出量が多くなシすぎて脆化するようになると共に、
相手部材を損傷するようになることがら、その含有量を
０．５〜３．５チと定めた。

（ｂ）　　　Ｃｒ Ｃｒ成分には、素地に固溶して耐食性を向上させると共
に、これを強化し、さらにＣと結合して高硬度を有する
ｃｒ炭化物を形成し、もって耐摩耗性を向上させる作用
があるが、その含有量が５％未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方３５チを越えて含有させると、素
地が脆化し、かえって耐摩耗性の劣化をきたすようにな
ることがら、その含有量を５〜３５チと定めた。

（Ｃ）　　ＰＩ　Ｂ　＋およびＳｉ これらの成分には、素地に固溶して、これを強化し、も
って耐摩耗性の向上をはかるばがシでなく、さらに焼結
時にＦｅと反応し液相を発生して焼結を活性化し、もっ
て焼結体の緻密化および炭化物の安定化をはかつて耐食
性を向上させる作用があるが、その含有量が０．０３％
未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方３チを
越えて含有させると、再び耐食性が劣化するようになる
と共に、脆化も著しく々ることがら、その含有量を０．
０３〜３％と定めた。

（ｄ）　　ＭｏおよびＷ これらの成・分には、素地に固溶し、これを強化するほ
か、Ｃと結合して炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させ
る作用があるので、特に高い面圧のかかる条件下で使用
する場合に必要に応じて含有させるが、その含有量が０
．５％未満では、前記作用に所望の改善効果が得られず
、一方１０チを越えて含有させると、相手部材の損傷が
大きくなることから、その含有量を０．５〜１０％と定
めた。

（ｅ）　　Ｎｉ、Ｃｏ、およびＣｕ これらの成分には、一段と素地を強化し、かつ相手材と
のなじみ性を一層改善するほか、使用燃料に対する耐食
性をより向上させる作用があるので、特にこれらの特性
が要求される場合に必要に応じて含有されるが、その含
有量が０．５％未満では前記特性に所望の改善効果が得
られず、一方１０％を越えて含有させてもよシ一層の改
善効果は現われず、経済性を考慮し、その含有量を０．
５〜１０チと定めた。

（ｆ）　　Ｎｂ、　Ｔａ　、　Ｔｉ　、およびＺｒこれ
らの成分は、Ｃと強い親和力をもつため、これと結合し
て高硬度を有する炭化物を形成するほか、Ｃｒをはじめ
とする炭化物形成成分とともに複炭化物を形成して、分
散相たる炭化物と結合相たる素地との結合を一段と強固
にし、もって耐摩耗性をよシ一層向上させ、さらに低質
燃料に対する耐食性を一段と改善する作用をもつので、
これらの特性が要求される場合に必要に応じて含有され
るが、その含有量が０．０５％未満では前記特性に所望
の改善効果がみられず、一方１０％を越えて含有させる
と相手部材の損傷が大きくなることから、その含有量を
０．０５〜１０％と定めた。

なお、この発明のＦｅ基焼結合金においては、８５チ以
上の理論密度比をもつことが望ましく、これは、８５チ
未満の理論密度比では劣化ガソリンやアルコールなどの
燃料の供給に用いた場合、耐食性およびなじみ性の劣化
がみられるようになるという理由からである。

つぎに、この発明のＦｅ基醜結合金を実施例によシ比較
例と対比しながら説明する。

実施例 原料粉末として、いずれも水噴射法によ多形成した粒度
：　−１００ｍｅｓｈのＦｅ粉末、同Ｆｅ　−Ｃｒ　−
Ｎｂ−Ｔａ−Ｔｉ−Ｚｒ合金（２１％ｃｒ−ｚ％Ｎｂ−
１％Ｔａ−２％Ｔｉ−１％Ｚｒ）粉末、同Ｆｅ−Ｔａ　
−Ｚｒ　−Ｃｒ合金（２１％　Ｃｒ−５，５％　Ｚｒ−
３，：２％Ｔａ　）粉末、同Ｆｅ−Ｃｒ合金（Ｃｒ：　
６６％含有）粉末、同Ｆｅ−Ｃｒ合金（Ｃ’ｒ二３８％
含有）粉末、同Ｆｅ−３ｉ金（Ｐ：２７チ含有）粉末、
同Ｆｅ−３ｉ金（Ｂ　：　２０％含有）粉末、同Ｆｅ−
３ｉ合金（Ｓｉ：４２％含有）粉末。

同Ｆｅ　−Ｎｂ合金（Ｎｂ：６Ｂ％含有）粉末、同Ｆｅ
−Ｔａ合金（Ｔａ：６マチ含有）粉末、同Ｆｅ−Ｔｉ合
金（Ｔｌ：ツ２チ含有）粉末、同Ｆｅ−Ｚｒ合金（Ｚｒ
ニア０％含有）粉末を用意し、さらに粒度：　−１００
ｍｅｓｈのシん片状黒鉛粉末２粒度：　−１００ｍｅｓ
ｈの電解ＣＵ粉末、それぞれ平均粒径：３μｍを有する
ＭＯ粉末、Ｗ粉末、　Ｎｉ粉末、およびＣＯ粉末を用意
し、これら原料粉末を第１表に示される配合組成に配合
し、潤滑剤として０．７％のステアリン酸亜鉛を加えて
混合し、この混合粉末を５ｔｏｎ／ｃｒｌの圧力にて圧
粉体に成形し、ついで前記圧粉体を、真空中、温度：１
１００〜１２２０℃の所定温度に６０分間保持の条件で
焼結し、焼結後９５０〜１０００℃の温度から焼入れし
た後、温度５００〜５４０℃の温度に６０分間保持の条
件で焼戻し処理を行なうととによって、実質的に配合組
成と同一の最終成分組成をもった本発明焼結合金１〜３
６および比較焼結合金ｌ〜８をそれぞれ製造した。

なお、比較焼結合金１〜８は、いずれも構成成分のうち
のいずれかの成分含有量（第１表には※印を付して表示
）がこの発明の範囲から外れた組成をもつものである。

ついで、この結果得られた本発明焼結材料１〜３６およ
び比較焼結材料１〜８について、理論密度比および硬さ
くビッカース硬さ）を測定すると共に、耐摩耗試験およ
び耐食試験を行なった。

耐摩耗試験は、上記の各焼結合金から、直径：２Ｂ朋φ
×長さ：５ｍ焦の寸法を有し、かつ外周面にそって軸線
方向に平行に一定間隔ごとに形成した６本の溝を有する
モータ式燃料ポンプのロータを作成し、このロータを硬
さＨＲＣ：　５１を有するＪＩＳ−８ＵＳ　４２０製の
ハウジング内に組込んだ状態で、Ｈ２Ｏ：　１．５チ、
アルコール：１０チ含有のガソリン中に浸漬し、面圧：
４ｋｇ／ｃ／Ｌ２回転数：　３００　Ｏｒ、ｐ、ｍ、の
条件で５００時間運転し、運転後、前記ロータおよびハ
ウジング（相手部材）のそれぞれの摺動面における平均
摩耗深さを測定することにより行なった。

また、耐食試験は、それぞれ１０　％Ｈ２０含有のアル
コール中に１００時間浸漬、および劣化ガソリン中に５
０時間浸漬の条件で行ない、前者のアルコール浸漬試験
では、錆発生状況を観察し、錆発生が全くない場合を○
印、錆発生がわずかにある場合をΔ印、錆発生が著しい
場合をＸ印で評価し、さらに後者のガソリン浸漬試験で
は変色状況を観察し、変色なしを○印、わずかに変色あ
シをΔ印、変色が著しい場合をＸ印で評価した。これら
の結果を第１表に合せて示した。

第一１表に示される結果から、構成成分のうちのいずれ
かの成分含有量がこの発明の範囲から外れても、比較焼
結合金１〜８に見られるように耐摩耗性、々じみ性、お
よび耐食性のうちの少なくとも１つの特性が劣ったもの
になるのに対して、本発明焼結材料１〜３６は、いずれ
もすぐれた耐摩耗性、なじみ性、および耐食性を具備し
ていることが明らかである。

上述のように、この発明の焼結合金は、すぐれた耐摩耗
性、なじみ性、および耐食性を有しているので、通常の
ガソリンや軽油などの燃料は勿論のこと、劣化ガソリン
やＨ２０含有ガソリン、さらにアルコール含有ガソリン
やアルコールなどの燃料の供給装置の構造部材の製造に
用いた場合にもきわめて長期に亘ってすぐれた性能を発
揮するなど工業上有用な特性を有するのである。

出願人　　三菱金属株式会社 代理人　　富　　１）　和　　夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　Ｃ：　０．５〜３−５　％　、Ｃｒ　：　　
   ５〜３５　％　、Ｐ　＃Ｂ、およびＳｉのうちの１種ま
   たは２種以上：　０．０３〜３％を含有切、残シがＦｅ
   と不可避不純物がら々る組成（以上重量％）を有するこ
   とを特徴とする燃料供給装置の構造部材用Ｆｅ基焼結合
   金。 （２）　　Ｃ：　０．５〜３．５　％、　Ｃｒ：　５〜
   ３５　％、　　Ｐ。 Ｂ、およびＳｌのうちの１種または２種以上：０．０３
   〜３チを含有し、さらにＭＯおよびＷのうちの１種また
   は２種二〇、５〜１０％を含有し、残りがＦｅと不可避
   不純物からなる組成（以上重量％）を有することを特徴
   とする燃料供給装置の構造部材用Ｆｅ基焼結合金。 （３）　　Ｃ：　０．５〜３．５　％、　Ｃｒ：　５〜
   ３５　％、　Ｐ。 Ｂ、およびＳｌのうちの１種または２種以上：　０．０
   ３〜３％を含有し、さらにＮｉ、　Ｃｏ、およびＣｕの
   うちの１種または２種以上：０．５〜１０％を含有し、
   残シがＦｅと不可避不純物からなる組成（以上重量％）
   を有することを特徴とする燃料供給装置の構造部材用Ｆ
   ｅ基焼結合金。 （４）　Ｃ：　０．５〜３．５　％、　Ｃｒ：　５〜３
   ５　’％、　Ｐ。 Ｂ、およびＳｌのうちの１種または２種以上：０．０３
   〜３チを含有し、さらにＮｂ、　Ｔａ、　Ｔｉ、および
   Ｚｒのうちの１種または２種以上：０．０５〜ｌＯ％を
   含有し、残シがＦｅと不可避不純物からなる組成（以上
   重量％）を有するととを特徴とする燃料供給装置の構造
   部材用Ｆｅ基焼結合金。 （５）　　Ｃ：　０．５〜３．５　％、　Ｃｒ：　５〜
   ３５　％、　Ｐ。 Ｂ、およびＳｉのうちの１種または２種以上：０．０３
   〜３チを含有し、さらにＭＯおよびＷのうちの１種また
   は２種：０．５〜１０％と、　Ｎｉ、　Ｃｏ、およびｃ
   ｕのうちの１種または２種以上二０．５〜１０チを含有
   し、残シがＦｅと不可避不純物からなる組成（以上重量
   ％）を有することを特徴とする燃料供給装置の構造部材
   用Ｆｅ基焼結合金。 （６）　　Ｃ：　０，５〜３．５　％、　Ｃｒ：　５〜
   ３５％Ｉ　Ｐ＋Ｂ、およびＳｉのうちの１種または２種
   以上：０．０３〜３チを含有し、さらにＭＯおよびＷの
   うちの１種または２種：０．５〜．ｌＬＯ％と、　Ｎｂ
   、　Ｔａ、　Ｔｉ　、およびＺｒのうちの１種または２
   種以上：０，０５〜１゜チを含有し、残りがＦｅと不可
   避不純物からなる組成（以上重量％）を有することを特
   徴とする燃料供給装置の構造部材用Ｆｅ基焼結合金。 （’７）　　Ｃ：　０．５〜３．５％、Ｃｒ：　５〜３
   ５％、Ｐ。 Ｂ、およびＳｌのうちの１種または２種以上：０．０３
   〜３チを含有し、さらにＮｉ、　Ｃｏ、　　およびＣｕ
   のうちの１種または２種以上：０．５〜１０％と、Ｎｂ
   、Ｔａ。 Ｔｉ、およびＺｒのうちの１種または２種以上：０．０
   ５〜１０％を含有し、残シがＦｅと不可避不純物から々
   る組成（以上重量％）を有することを特徴とする燃料供
   給装置の構造部材用Ｆ？基焼結合金。 （８）　　Ｃ：　０．５〜３．５　％、　ｃｒ：　５〜
   ３５％、Ｐ。 Ｂ、およびＳｌのうちの１種または２種以上：　０．０
   ３〜３％を含有し、さらにＭＯおよびＷのうちの１種ま
   たは２種：０．５〜１０％と、Ｎｉ、Ｃｏ、およびＣｕ
   のうちの１種または２種以上二０．５〜１０％と、Ｎｂ
   、　Ｔａ、　Ｔｉ、およびＺｒのうちの１種または２種
   以上：　０．０５−１０　％を含有し、残りがＦｅと不
   可避不純物からなる組成（以上重量％）を有することを
   特徴とする燃料供給装置の構造部材用Ｆｅ基焼結合金。